JP2012251086A - Silica-containing rubber master batch and rubber composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silica-containing rubber master batch capable of excellently satisfying both of rolling resistance performance and wet performance.SOLUTION: There is provided a silica-containing rubber master batch provided by drying a mixture liquid provided by mixing a latex of a diene-based resin (A) having ≥-80°C but ≤-55°C glass transition point, a latex of a diene-based rubber (B) having >-55°C but ≤-30°C glass transition point, an oil, and a silica slurry provided by dispersing silica in water, wherein the content of the diene based rubber (A) is 5-30 mass% based on the dry mass ratio to the whole rubber components, the content of the diene-based rubber (B) is 70-95 mass% based on the dry mass ratio to the whole rubber components, the content of the oil is 3-20 pts.mass based on 100 pts.mass whole rubber components and the content of the silica is 20-200 pts.mass based on 100 pts.mass whole rubber components.

Description

本発明は、シリカを含有するゴムマスターバッチに関し、また、該ゴムマスターバッチを用いたゴム組成物、及び、該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関するものである。   The present invention relates to a rubber masterbatch containing silica, a rubber composition using the rubber masterbatch, and a pneumatic tire using the rubber composition.

最近の空気入りタイヤにおいては、低燃費性に寄与する転がり抵抗性能と、湿潤路面でのグリップ性に関するウェット性能と、を両立させることについての要求が益々高くなっている。しかしながら、転がり抵抗性能とウェット性能とは二律背反の関係にあるため、一般にこれらの性能を両立することは容易ではない。両性能を両立させるために、充填剤として、従来のカーボンブラックに代えて、又はカーボンブラックとともにシリカを用いることが知られているが、シリカは粒子表面にシラノール基(Si−OH)を有し凝集しやすいことから、ドライ混練(乾式混練)においてゴム組成物中に均一に分散させることは容易ではない。そのため、ジエン系ゴムとシリカとを水媒体中で分散させた後、これを凝固、乾燥させてなるシリカ含有ゴムマスターバッチ(いわゆるウェットマスターバッチ)を用いることが提案されている。   In recent pneumatic tires, there is an increasing demand for achieving both rolling resistance performance that contributes to low fuel consumption and wet performance related to grip performance on wet road surfaces. However, since rolling resistance performance and wet performance are in a trade-off relationship, it is generally not easy to achieve both of these performances. In order to achieve both performances, it is known to use silica as a filler instead of or in combination with conventional carbon black, but silica has a silanol group (Si-OH) on the particle surface. Since it is easy to agglomerate, it is not easy to uniformly disperse it in the rubber composition in dry kneading (dry kneading). For this reason, it has been proposed to use a silica-containing rubber masterbatch (so-called wet masterbatch) in which a diene rubber and silica are dispersed in an aqueous medium and then solidified and dried.

例えば、下記特許文献1には、シリカとカチオン性高分子を水中で混合して水性分散液を得た後、この水性分散液とジエン系ゴムラテックスとを混合してシリカとゴムとを共凝固させ、脱水乾燥してなるシリカ含有ゴムマスターバッチが開示されており、低燃費性と高グリップ性を両立させながら、優れた引張強度や耐摩耗性を有し、加工性に優れたものが得られると記載されている。また、下記特許文献2には、ガラス転移点が−120〜0℃である共役ジエン系ゴムの水分散液とシリカの水分散液とを共凝固させて得られるシリカ含有ゴムマスターバッチを用いて、該ゴムマスターバッチに対し、前記共役ジエン系ゴムとのガラス転移点の差が3〜100℃である共役ジエン系ゴムを加えて混練してなるゴム組成物が開示されており、これにより、低燃費性、ウェットグリップ性、機械的強度、耐摩耗性及び耐低温脆化性を高度にバランスさせると記載されている。   For example, in Patent Document 1 below, silica and a cationic polymer are mixed in water to obtain an aqueous dispersion, and then the aqueous dispersion and diene rubber latex are mixed to co-solidify silica and rubber. A silica-containing rubber masterbatch that is dehydrated and dried is disclosed, and it has excellent tensile strength and wear resistance while achieving both low fuel consumption and high grip, and has excellent workability. It is stated that Patent Document 2 below uses a silica-containing rubber master batch obtained by co-coagulating an aqueous dispersion of a conjugated diene rubber having a glass transition point of −120 to 0 ° C. and an aqueous dispersion of silica. A rubber composition obtained by adding and kneading a conjugated diene rubber having a difference in glass transition point from the conjugated diene rubber of 3 to 100 ° C. to the rubber master batch is disclosed. It is described that the fuel economy, wet grip, mechanical strength, wear resistance, and low temperature embrittlement resistance are highly balanced.

国際公開第2004/067625号International Publication No. 2004/067625 国際公開第2005/042632号International Publication No. 2005/042632

上記従来技術では、転がり抵抗性能とウェット性能の改善効果は認められるものの、両性能を更に高度に両立させることが求められており、かかる要求に十分に応えることができない。また、ゴム組成物を調製する際の加工性に劣る場合があった。   In the above-described prior art, although the effect of improving the rolling resistance performance and the wet performance is recognized, it is required to make both performances more compatible with each other, and it is not possible to sufficiently meet such demands. Moreover, the processability at the time of preparing a rubber composition may be inferior.

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、従来にも増して転がり抵抗性能とウェット性能を高度に両立することができるとともに、ゴム組成物を調製する際の加工性に優れたシリカ含有ゴムマスターバッチを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and is capable of highly achieving both rolling resistance performance and wet performance as compared with the prior art, and has excellent workability when preparing a rubber composition. The object is to provide a silica-containing rubber masterbatch.

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討していく中で、特定のゴムラテックスのブレンドにオイルを添加するとともにシリカを水媒体中で混合し、乾燥して得られるシリカ含有ゴムマスターバッチを用いることにより、転がり抵抗性能とウェット性能を高度に両立させることができ、また加工性に優れたゴム組成物が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。   The present inventor is intensively studying in view of the above problems, and uses a silica-containing rubber masterbatch obtained by adding oil to a specific rubber latex blend, mixing silica in an aqueous medium, and drying. As a result, it has been found that a rubber composition having high rolling resistance performance and wet performance can be obtained at the same time and having excellent processability, and the present invention has been completed.

本発明に係るシリカ含有ゴムマスターバッチは、ガラス転移点が−80℃以上−55℃以下であるジエン系ゴム(A)のラテックスと、ガラス転移点が−55℃超−30℃以下であるジエン系ゴム(B)のラテックスと、オイルと、水中にシリカを分散させたシリカスラリーと、を混合してなる混合液を乾燥させてなるシリカ含有ゴムマスターバッチであって、前記ジエン系ゴム(A)の含有量が全ゴム成分に対する乾燥質量比で5〜30質量%であり、前記ジエン系ゴム(B)の含有量が全ゴム成分に対する乾燥質量比で70〜95質量%であり、前記オイルの含有量が全ゴム成分100質量部に対して3〜20質量部であり、前記シリカの含有量が全ゴム成分100質量部に対して20〜200質量部であるものである。    The silica-containing rubber masterbatch according to the present invention includes a latex of a diene rubber (A) having a glass transition point of −80 ° C. or higher and −55 ° C. or lower, and a diene having a glass transition point of −55 ° C. or higher and −30 ° C. or lower. A silica-containing rubber masterbatch obtained by drying a mixed solution obtained by mixing a latex of a base rubber (B), an oil, and a silica slurry in which silica is dispersed in water, the diene rubber (A ) In the dry mass ratio with respect to the total rubber component is 5 to 30 mass%, the content of the diene rubber (B) is 70 to 95 mass% in the dry mass ratio with respect to the total rubber component, and the oil The content of is 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components, and the content of silica is 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components.

本発明に係るゴム組成物は、該シリカ含有ゴムマスターバッチを配合してなるものである。また、本発明の好ましい態様に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物をトレッドゴムに用いたものである。   The rubber composition according to the present invention is formed by blending the silica-containing rubber master batch. Moreover, the pneumatic tire which concerns on the preferable aspect of this invention uses this rubber composition for tread rubber.

本発明に係るシリカ含有ゴムマスターバッチであると、ガラス転移点の異なる2種以上の特定のゴムラテックスとともにオイルを用いてウェットマスターバッチ化したことにより、従来にも増して転がり抵抗性能とウェット性能を高度に両立させることができるとともに、加工性にも優れたゴム組成物を得ることができる。   The silica-containing rubber masterbatch according to the present invention is a wet masterbatch using oil together with two or more kinds of specific rubber latexes having different glass transition points. Can be achieved at a high level, and a rubber composition excellent in processability can be obtained.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本実施形態に係るシリカ含有ゴムマスターバッチは、ガラス転移点が−80℃以上−55℃以下のジエン系ゴム(A)のラテックスと、ガラス転移点が−55℃超−30℃以下のジエン系ゴム(B)のラテックスと、オイルと、シリカスラリーと、を混合してなる混合液を、乾燥させることで得られるウェットマスターバッチであり、シリカとジエン系ゴムとの複合体である。このようにウェットマスターバッチ化に際して上記特定のゴムラテックスをブレンドし更にオイルを添加することにより、ドライ混練で同様のガラス転移点が異なるゴムをブレンドする場合に対してはもちろんのこと、上記特許文献2のように一方のジエン系ゴムをウェットマスターバッチ化し、これに他方のジエン系ゴムをドライ混練する場合に比べても、ゴム成分に対するシリカの混合均一性が向上されて、転がり抵抗性能とウェット性能との両立においてより高い効果が得られる。   The silica-containing rubber masterbatch according to this embodiment includes a latex of a diene rubber (A) having a glass transition point of −80 ° C. to −55 ° C., and a diene system having a glass transition point of −55 ° C. to −30 ° C. It is a wet masterbatch obtained by drying a mixed solution formed by mixing latex of rubber (B), oil, and silica slurry, and is a composite of silica and diene rubber. In this way, the above-mentioned patent document is not limited to the case of blending rubbers having different glass transition points by dry kneading by blending the above-mentioned specific rubber latex and further adding oil during wet master batching. Compared with the case where one diene rubber is made into a wet masterbatch and the other diene rubber is dry-kneaded with the other diene rubber as shown in Fig. 2, the mixing uniformity of the silica with the rubber component is improved, and the rolling resistance performance and wetness are improved. A higher effect can be obtained in balance with performance.

ここで、ジエン系ゴムのガラス転移点は、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)法により、昇温速度:20℃/分にて(測定温度範囲:−150℃〜50℃)測定される値である。   Here, the glass transition point of the diene rubber is determined by the differential scanning calorimetry (DSC) method according to JIS K7121 at a rate of temperature increase of 20 ° C./minute (measurement temperature range: −150 ° C. to 50 ° C.). The value to be measured.

上記ジエン系ゴム(A)としては、ガラス転移点(Tg)が−80℃以上かつ−55℃以下のものを用いる。このような比較的ガラス転移点の低いゴムを用いることにより、転がり抵抗性能を向上させることができる。ガラス転移点が−80℃未満では、ウェット性能の低下を招き、逆に、−55℃を超えると、転がり抵抗性能の向上効果が損なわれる。ジエン系ゴム(A)のガラス転移点は、−70〜−60℃であることがより好ましい。ジエン系ゴム(A)の具体例としては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)などが挙げられ、これらの中でも、SBR、NRが好適である。これらのジエン系ゴムは、分子内にエポキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシシリル基等の官能基が導入されたものであってもよい。   As the diene rubber (A), those having a glass transition point (Tg) of −80 ° C. or more and −55 ° C. or less are used. By using such a rubber having a relatively low glass transition point, it is possible to improve the rolling resistance performance. If the glass transition point is less than −80 ° C., the wet performance is deteriorated. Conversely, if it exceeds −55 ° C., the effect of improving the rolling resistance performance is impaired. The glass transition point of the diene rubber (A) is more preferably −70 to −60 ° C. Specific examples of the diene rubber (A) include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), and nitrile rubber (NBR). Among these, SBR, NR Is preferred. These diene rubbers may have a functional group such as an epoxy group, hydroxyl group, amino group, carboxyl group or alkoxysilyl group introduced into the molecule.

ジエン系ゴム(A)の量は、シリカ含有ゴムマスターバッチ中に含まれる全ゴム成分に対する乾燥質量比で5〜30質量%である。すなわち、乾燥後の全ゴム成分100質量部中、ジエン系ゴム(A)を5〜30質量部含有する。ジエン系ゴム(A)の含有量が少なすぎると、転がり抵抗性能の改善効果が小さくなり、逆に、該含有量が多すぎると、ウェット性能の悪化を招くおそれがある。ジエン系ゴム(A)のより好ましい含有量は10〜30質量%であり、更に好ましくは15〜25質量%である。   The amount of the diene rubber (A) is 5 to 30% by mass with respect to the total mass of rubber components contained in the silica-containing rubber masterbatch. That is, 5 to 30 parts by mass of the diene rubber (A) is contained in 100 parts by mass of all the rubber components after drying. If the content of the diene rubber (A) is too small, the effect of improving the rolling resistance performance is reduced. Conversely, if the content is too large, the wet performance may be deteriorated. The more preferable content of the diene rubber (A) is 10 to 30% by mass, and further preferably 15 to 25% by mass.

上記ジエン系ゴム(B)としては、ガラス転移点が−55℃よりも高く、かつ−30℃以下であるものを用いる。このような比較的ガラス転移点の高いゴムを用いることにより、ウェット性能を向上させることができる。ガラス転移点が−55℃以下では、高Tgのジエン系ゴム(B)を用いることによる効果が得られず、逆に−30℃よりも高いと、転がり抵抗性能が悪化するおそれがある。ジエン系ゴム(B)のガラス転移点は、−50〜−30℃であることがより好ましい。ジエン系ゴム(B)の具体例としては、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)などが挙げられ、これらの中でも、SBR、ENRが好適である。これらのジエン系ゴムは、分子内にエポキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシシリル基等の官能基が導入されたものであってもよい。ジエン系ゴム(A)との好ましい組合せの具体例としては、例えば、(A)及び(B)ともにSBRの例、(A)がNRで(B)がSBRの例、(A)がNRで(B)がENRの例、等が挙げられる。   As the diene rubber (B), one having a glass transition point higher than −55 ° C. and not higher than −30 ° C. is used. Wet performance can be improved by using such a rubber having a relatively high glass transition point. If the glass transition point is −55 ° C. or lower, the effect of using the high-Tg diene rubber (B) cannot be obtained. Conversely, if it is higher than −30 ° C., the rolling resistance performance may be deteriorated. The glass transition point of the diene rubber (B) is more preferably -50 to -30 ° C. Specific examples of the diene rubber (B) include, for example, styrene butadiene rubber (SBR), epoxidized natural rubber (ENR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), and among these, SBR ENR is preferred. These diene rubbers may have a functional group such as an epoxy group, hydroxyl group, amino group, carboxyl group or alkoxysilyl group introduced into the molecule. Specific examples of preferable combinations with the diene rubber (A) include, for example, an example of SBR in both (A) and (B), an example in which (A) is NR and (B) is SBR, and (A) is NR. (B) is an example of ENR, etc.

ジエン系ゴム(B)の量は、シリカ含有ゴムマスターバッチ中に含まれる全ゴム成分に対する乾燥質量比で70〜95質量%である。すなわち、乾燥後の全ゴム成分100質量部中、ジエン系ゴム(A)を70〜95質量部含有する。ジエン系ゴム(B)の含有量が少なすぎると、ウェット性能が悪化するおそれがあり、逆に、該含有量が多すぎると、転がり抵抗性能の改善効果が不十分となる。ジエン系ゴム(B)のより好ましい含有量は70〜90質量%であり、更に好ましくは75〜85質量%である。   The amount of the diene rubber (B) is 70 to 95% by mass with respect to the total mass of rubber components contained in the silica-containing rubber master batch. That is, 70 to 95 parts by mass of the diene rubber (A) is contained in 100 parts by mass of all the rubber components after drying. If the content of the diene rubber (B) is too small, the wet performance may be deteriorated. Conversely, if the content is too large, the effect of improving the rolling resistance performance becomes insufficient. The more preferable content of the diene rubber (B) is 70 to 90% by mass, and further preferably 75 to 85% by mass.

ジエン系ゴム(B)は、ジエン系ゴム(A)とのガラス転移点の差の絶対値が10℃以上であることが好ましく、このような差を設けることで、転がり抵抗性能とウェット性能のバランスをより効果的に両立させることができる。この差の絶対値は15〜40℃であることが好ましく、より好ましくは20〜35℃である。   The diene rubber (B) preferably has an absolute value of the difference in glass transition point from that of the diene rubber (A) of 10 ° C. or more. By providing such a difference, the rolling resistance performance and the wet performance are improved. Balance can be achieved more effectively. The absolute value of this difference is preferably 15 to 40 ° C, more preferably 20 to 35 ° C.

シリカ含有ゴムマスターバッチ中に含まれるゴム成分には、本実施形態の有利な効果を損なわない範囲内で、第3成分として、上記ジエン系ゴム(A)及びジエン系ゴム(B)以外のゴムを含有してもよい。   The rubber component contained in the silica-containing rubber masterbatch is a rubber other than the diene rubber (A) and the diene rubber (B) as a third component within a range that does not impair the advantageous effects of the present embodiment. It may contain.

これらジエン系ゴム(A)及び(B)のラテックスとしては、乳化重合法により合成された合成ゴムラテックスの他、天然ゴムラテックス(例えば、フィールドラテックス、濃縮ラテックス等)や、あるいはまた、溶液重合法により合成されたゴムを水中に乳化分散させたラテックス等、各種のゴムラテックスを用いることができる。ラテックス中におけるゴム成分(ゴムポリマー)の含有率は、特に限定されないが、一般には10〜70質量%のものを用いることができる。   As latexes of these diene rubbers (A) and (B), in addition to synthetic rubber latex synthesized by emulsion polymerization method, natural rubber latex (for example, field latex, concentrated latex, etc.), or solution polymerization method Various rubber latexes such as a latex obtained by emulsifying and dispersing the rubber synthesized by the above can be used. The content of the rubber component (rubber polymer) in the latex is not particularly limited, but generally 10 to 70% by mass can be used.

上記オイルとしては、親水性のオイルを用いることが好ましく、すなわち、エステル結合及び/又はヒドロキシル基を構造の一部に有するオイルが好適である。該ヒドロキシル基には、カルボキシル基の一部として存在する場合も含まれる。オイルを添加することにより、乾燥後のゴム粘度を低下させて、加工性を高めることができる。特に、エステル結合及び/又はヒドロキシル基を含有することにより、弱親水性となってラテックスとシリカの混合均一性に優れた状態となる。このようなエステル結合及び/又はヒドロキシル基を構造の一部に有するオイルの具体例としては、ヒマシ油、菜種油、大豆油、ごま油、トール油(トール油脂肪酸)、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、コーン油、サフラワー油、桐油、こめ油などの植物油、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ピノレン酸等の炭素数10〜24の不飽和脂肪酸などが挙げられ、これらはいずれか1種単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。   As the oil, a hydrophilic oil is preferably used, that is, an oil having an ester bond and / or a hydroxyl group as a part of the structure is preferable. The hydroxyl group includes a case where it exists as a part of a carboxyl group. By adding oil, the rubber viscosity after drying can be lowered and the processability can be improved. In particular, by containing an ester bond and / or a hydroxyl group, it becomes weakly hydrophilic and is in a state where the mixing uniformity of latex and silica is excellent. Specific examples of the oil having such an ester bond and / or hydroxyl group as a part of the structure include castor oil, rapeseed oil, soybean oil, sesame oil, tall oil (tall oil fatty acid), coconut oil, palm oil, olive oil, Examples thereof include vegetable oils such as corn oil, safflower oil, tung oil, and rice oil, and unsaturated fatty acids having 10 to 24 carbon atoms such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and pinolenic acid. , Or a combination of two or more.

上記混合液に加えるオイルの量は、上記ゴム成分(乾燥質量)100質量部に対して3〜20質量部であることが好ましい。オイル量が少なすぎると、得られたゴムマスターバッチを用いてゴム組成物を混練する際に、粘度低下の効果がなく、加工性を改善することができない。逆に、オイル量が多すぎると、ゴム組成物の強度低下を招く。オイル量は、より好ましくは5〜15質量部である。   The amount of oil added to the mixed solution is preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (dry mass). If the amount of oil is too small, there will be no effect of lowering viscosity when kneading the rubber composition using the obtained rubber master batch, and processability cannot be improved. Conversely, if the amount of oil is too large, the strength of the rubber composition is reduced. The amount of oil is more preferably 5 to 15 parts by mass.

上記シリカスラリーは、シリカを水中に分散させてなるシリカの水分散液である。該シリカとしては、湿式シリカ(含水ケイ酸)でも乾式シリカ(無水ケイ酸)でもよいが、好ましくは破壊特性の改良効果並びに低発熱性の改良効果が良好な湿式シリカである。該シリカの窒素吸着比表面積(BET比表面積)は、特に限定されないが、80〜300m/gであることが好ましく、より好ましくは100〜250m/gである。なお、シリカのBET比表面積はISO 5794に記載のBET法の一点値により測定される。 The silica slurry is an aqueous dispersion of silica obtained by dispersing silica in water. The silica may be wet silica (hydrous silicic acid) or dry silica (anhydrous silicic acid), but is preferably wet silica having good effect of improving fracture characteristics and improving effect of low heat generation. The nitrogen adsorption specific surface area of the silica (BET specific surface area) is not particularly limited, is preferably 80~300m 2 / g, more preferably 100 to 250 m 2 / g. The BET specific surface area of silica is measured by a single point value of the BET method described in ISO 5794.

シリカスラリーの調製は、公知の方法を用いて行うことができ、特に限定されない。例えば、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ハイシアーミキサー、コロイドミルなどの公知の分散機を用いて、シリカを水中に分散させることができる。シリカスラリー中におけるシリカの濃度は特に限定されず、例えば1〜20質量%とすることができる。   The preparation of the silica slurry can be performed using a known method, and is not particularly limited. For example, silica can be dispersed in water using a known disperser such as an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, a high shear mixer, or a colloid mill. The density | concentration of the silica in a silica slurry is not specifically limited, For example, it can be set as 1-20 mass%.

上記混合液に加えるシリカの量は、上記ゴム成分(乾燥質量)100質量部に対して20〜200質量部であることが好ましい。シリカ量が少なすぎると、得られたシリカ含有ゴムマスターバッチを用いてゴム組成物を調製する際に、マスターバッチ由来のシリカ量が少なくなって、ウェットマスターバッチ化による分散性向上等の有利な効果が不十分となる。逆に、シリカ量が多すぎると、ゴム成分が少なくなって粉末状のマスターバッチとなり、ドライ混合において加工性が悪化する。シリカ量は、より好ましくは20〜100質量部であり、更に好ましくは30〜80質量部である。   The amount of silica added to the mixed solution is preferably 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (dry mass). When the amount of silica is too small, when preparing a rubber composition using the obtained silica-containing rubber masterbatch, the amount of silica derived from the masterbatch is reduced, which is advantageous for improving dispersibility by making a wet masterbatch. The effect is insufficient. On the other hand, when the amount of silica is too large, the rubber component is reduced to form a powdery master batch, and the processability is deteriorated in dry mixing. The amount of silica is more preferably 20 to 100 parts by mass, still more preferably 30 to 80 parts by mass.

上記混合液には、その他にシランカップリング剤や界面活性剤が含まれてもよい。シランカップリング剤としては、後述する公知の種々のシランカップリング剤を用いることができる。界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの各種界面活性剤が挙げられる。   In addition to the above, the mixed solution may contain a silane coupling agent or a surfactant. As the silane coupling agent, various known silane coupling agents described later can be used. Examples of the surfactant include various surfactants such as an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant.

上記混合液の調製に際しては、(1)ジエン系ゴム(A)のラテックスとジエン系ゴム(B)のラテックスとオイルを混合してなるゴム含有液にシリカスラリーを混合してもよく、(2)ジエン系ゴム(A)のラテックスとジエン系ゴム(B)のラテックスからなるゴム含有液にシリカスラリーを混合してからオイルを加えてもよく、あるいはまた、(3)シリカスラリーに予めオイルを添加しておいて、ジエン系ゴム(A)のラテックスとジエン系ゴム(B)のラテックスからなるゴム含有液に該シリカスラリーを混合してもよい。更には、(4)ジエン系ゴム(A)のラテックスとジエン系ゴム(B)のラテックスからなるゴム含有液とシリカスラリーの双方に予めオイルを添加しておいて両者を混合してもよい。これらの中でも、ゴム中へのシリカ粒子の均一分散の観点から、上記(1)のように、ジエン系ゴム(A)とジエン系ゴム(B)のラテックスにオイルを予め加えておいて、これにシリカスラリーを加えて混合することが好ましい。   In preparing the mixed solution, silica slurry may be mixed with a rubber-containing solution obtained by mixing (1) latex of diene rubber (A), latex of diene rubber (B) and oil, and (2 ) The silica slurry may be mixed with the rubber-containing liquid composed of the latex of the diene rubber (A) and the latex of the diene rubber (B), and then the oil may be added. Alternatively, (3) the oil is added to the silica slurry in advance. In addition, the silica slurry may be mixed with a rubber-containing liquid comprising a latex of diene rubber (A) and a latex of diene rubber (B). Further, (4) oil may be added in advance to both the rubber-containing liquid composed of the latex of the diene rubber (A) and the latex of the diene rubber (B) and the silica slurry, and the both may be mixed. Among these, from the viewpoint of uniform dispersion of the silica particles in the rubber, oil is previously added to the latex of the diene rubber (A) and the diene rubber (B) as described in (1) above. It is preferable to add and mix the silica slurry.

ゴム含有液とシリカスラリーとの混合は、公知の混合機を用いて行うことができ、特に限定されない。例えば、ホモミキサー中でシリカスラリーを攪拌しながらゴム含有液を滴下する方法、ホモミキサー中でゴム含有液を攪拌しながらシリカスラリーを滴下する方法、所定の流速を持つシリカスラリー流とゴム含有液流とを合流させて混合する方法などを用いることができる。   The mixing of the rubber-containing liquid and the silica slurry can be performed using a known mixer, and is not particularly limited. For example, a method of dropping a rubber-containing liquid while stirring a silica slurry in a homomixer, a method of dropping a silica slurry while stirring a rubber-containing liquid in a homomixer, a silica slurry flow having a predetermined flow rate and a rubber-containing liquid For example, a method in which the flow is mixed and mixed can be used.

このようにして得られた混合液を乾燥させてシリカ含有ゴムマスターバッチを得る手法としては、(i)混合液を、通常のウェットマスターバッチ化に従い、凝固、乾燥させてもよく、あるいはまた、(ii)混合液を噴霧乾燥してもよい。好ましくは、後者の噴霧乾燥することであり、その場合、ゴムマスターバッチ中にオイルをより効果的に取り込むことができる。   As a technique for drying the mixed solution thus obtained to obtain a silica-containing rubber master batch, (i) the mixed solution may be solidified and dried according to a normal wet master batch, or alternatively, (Ii) The mixed solution may be spray-dried. Preferably, the latter is spray drying, in which case the oil can be more effectively incorporated into the rubber masterbatch.

上記(i)において、ゴムをシリカとともに凝固(共凝固)させるには、公知の方法を用いることができ、例えば、ギ酸、硫酸などの酸や、塩化ナトリウムなどの塩の凝固剤を用いて凝固させてもよく、あるいはまた凝固剤を添加せずに凝固がなされるものであってもよい。凝固後、固液分離して凝固物を回収した後、凝固物を洗浄し、脱水してから乾燥を行う。乾燥は公知の方法を用いて行うことができ、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤーなどの通常の乾燥機を用いて行うことができ、また混練機を用いて機械的せん断力をかけながら乾燥させてもよい。   In the above (i), a known method can be used to coagulate (co-coagulate) the rubber together with silica, for example, coagulation using an acid such as formic acid or sulfuric acid or a salt coagulant such as sodium chloride. Alternatively, the coagulation may be performed without adding a coagulant. After solidification, solid-liquid separation is performed to collect the solidified product, and then the solidified product is washed, dehydrated and then dried. Drying can be performed using a known method, and can be performed using a normal dryer such as a vacuum dryer, an air dryer, a drum dryer or the like, and is performed while applying mechanical shearing force using a kneader. You may let them.

上記(ii)における噴霧乾燥は、公知の噴霧乾燥機を用いて行うことができる。噴霧乾燥方式としては、ノズル式、ディスク式等を挙げることができるが、ノズル式の噴霧乾燥機が好ましい。噴霧乾燥は、混合液を凝固させずに実施することが好ましく、そのため、例えば、上記ゴム含有液とシリカスラリーとを、それぞれの原料供給経路から別々に供給し、これを一本の経路に合流させて混合液とした後、直ちに噴霧ノズルから乾燥室に噴射して、噴霧乾燥させることが好ましい。該乾燥室内の温度は特に限定されないが、50〜170℃程度であることが好適である。これにより、瞬時に乾燥させて、シリカ含有ゴムマスターバッチが得られる。   The spray drying in the above (ii) can be performed using a known spray dryer. Examples of the spray drying method include a nozzle type and a disk type, and a nozzle type spray dryer is preferable. Spray drying is preferably carried out without coagulating the mixed liquid. For this reason, for example, the rubber-containing liquid and the silica slurry are separately supplied from the respective raw material supply paths and merged into one path. It is preferable that the liquid mixture is immediately sprayed from the spray nozzle into the drying chamber and spray-dried. Although the temperature in this drying chamber is not specifically limited, It is suitable that it is about 50-170 degreeC. Thereby, it is made to dry instantaneously and a silica containing rubber masterbatch is obtained.

以上のようにして得られる本実施形態のシリカ含有ゴムマスターバッチにおいて、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して20〜200質量部であり、より好ましくは20〜100質量部、更に好ましくは30〜80質量部である。また、オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して3〜20質量部であり、より好ましくは5〜15質量部である。   In the silica-containing rubber master batch of the present embodiment obtained as described above, the content of silica is 20 to 200 parts by weight, more preferably 20 to 100 parts by weight, and more preferably 100 parts by weight of the rubber component. Preferably it is 30-80 mass parts. The oil content is 3 to 20 parts by mass, more preferably 5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本実施形態に係るゴム組成物は、上記で得られたシリカ含有ゴムマスターバッチ(すなわち、ウェットマスターバッチ)を含むものである。該ゴム組成物において、ゴム成分は、上記シリカ含有ゴムマスターバッチ由来のゴムポリマーのみからなるものであってもよいが、該シリカ含有ゴムマスターバッチから配合されるものとは別に、通常の天然ゴムやジエン系合成ゴム(例えば、上記のIR、BR、SBR、CR、NBR等)などの各種ゴムポリマーを含むものであってもよい。ゴム組成物中のゴム成分全体に対する上記シリカ含有ゴムマスターバッチ由来のゴム成分は30質量%以上であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上である。   The rubber composition according to the present embodiment includes the silica-containing rubber master batch (that is, the wet master batch) obtained above. In the rubber composition, the rubber component may be composed of only the rubber polymer derived from the silica-containing rubber master batch. And various rubber polymers such as diene-based synthetic rubber (for example, the above IR, BR, SBR, CR, NBR, etc.). The rubber component derived from the silica-containing rubber master batch with respect to the entire rubber component in the rubber composition is preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.

該ゴム組成物には、更にシランカップリング剤が配合されることが好ましい。シランカップリング剤としては、公知の種々のシランカップリング剤を用いることができ、特に限定するものではないが、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)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(4−トリエキトシシリルブチル)ジスルフィド、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)ジスルフィドなどのスルフィドシラン、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等のメルカプトシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、3−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシランなどの保護化メルカプトシランなどが挙げられ、これらはいずれか1種単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ100質量部に対して2〜20質量部であることが好ましく、より好ましくは4〜15質量部である。   It is preferable that a silane coupling agent is further added to the rubber composition. As the silane coupling agent, various known silane coupling agents can be used and are not particularly limited. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilyl) Propyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) disulfide, etc. Sulfide silane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, mercaptoethyltriethoxysilane Protected mercaptosilanes such as mercaptosilane such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane, 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. Can be used. It is preferable that the compounding quantity of a silane coupling agent is 2-20 mass parts with respect to 100 mass parts of silica, More preferably, it is 4-15 mass parts.

該ゴム組成物には、上記の他、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、活性剤、滑剤、加硫剤、加硫促進剤等の各種添加剤を必要に応じて添加することができる。上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量はゴム組成物中の全ゴム成分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。また、加硫促進剤の配合量としては、ゴム組成物中の全ゴム成分100質量部に対して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。また、該ゴム組成物には、カーボンブラック等の他の充填剤を添加してもよく、また、ウェットマスターバッチ化したシリカを用いるという本実施形態の上記効果を損なわない範囲内で、追加的にシリカを添加してもよい。   In addition to the above, the rubber composition may contain various additives such as anti-aging agents, zinc white, stearic acid, softeners, plasticizers, activators, lubricants, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators as necessary. Can be added. Examples of the vulcanizing agent include sulfur, a sulfur-containing compound, and the like, and are not particularly limited. However, the blending amount is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components in the rubber composition. It is preferable that it is 0.5-5 mass parts. Moreover, as a compounding quantity of a vulcanization accelerator, it is preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of all the rubber components in a rubber composition, More preferably, it is 0.5-5 mass parts. is there. In addition, other fillers such as carbon black may be added to the rubber composition, and additional addition is made within the range that does not impair the above-described effect of the present embodiment of using wet masterbatch silica. Silica may be added to.

該ゴム組成物は、通常のバンバリーミキサーやニーダー、ロールなどのゴム用混練機を用いて、常法に従い混練することで調製される。このようにして得られるゴム組成物は、例えば、トレッドやサイドウォール、ベルトやプライのトッピングゴム、ビードフィラー、リムストリップ等のタイヤ、コンベアベルト、防振ゴムなどの各種用途に用いることができるが、好ましくは、空気入りタイヤに用いることである。特には、空気入りタイヤの接地面を構成するトレッドゴムに好適に用いられ、常法に従い、例えば140〜200℃で加硫成形することにより、トレッド部を形成することができる。空気入りタイヤのトレッド部には、キャップゴムとベースゴムとの2層構造からなるものと、両者が一体の単層構造のものがあるが、好ましい態様として接地面を構成するゴムに用いる場合、単層構造のものであれば、トレッド部の全体が上記ゴム組成物からなることが好ましく、また2層構造のものであれば、キャップゴムが上記ゴム組成物からなることが好ましい。   The rubber composition is prepared by kneading according to a conventional method using a rubber kneader such as an ordinary Banbury mixer, kneader, or roll. The rubber composition thus obtained can be used for various applications such as treads and sidewalls, belts and ply topping rubbers, bead fillers, tires such as rim strips, conveyor belts, and anti-vibration rubbers. Preferably, it is used for a pneumatic tire. In particular, it is suitably used for a tread rubber constituting the ground contact surface of a pneumatic tire, and the tread portion can be formed by vulcanization molding at, for example, 140 to 200 ° C. according to a conventional method. In the tread portion of the pneumatic tire, there are a two-layer structure of a cap rubber and a base rubber, and a single-layer structure in which both are integrated. In the case of a single layer structure, the entire tread portion is preferably made of the rubber composition, and in the case of a double layer structure, the cap rubber is preferably made of the rubber composition.

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.

[シリカ含有ゴムマスターバッチの調製]
以下のようにして実施例及び比較例のマスターバッチを調製した。各マスターバッチの構成は、表1に示す通りである。なお、表1中におけるphrは、ゴム成分100質量部中又は該100質量部に対する各成分の質量部を示す。
[Preparation of silica-containing rubber masterbatch]
Master batches of Examples and Comparative Examples were prepared as follows. The composition of each master batch is as shown in Table 1. In addition, phr in Table 1 shows the mass part of each component in 100 mass parts or 100 mass parts of rubber components.

・マスターバッチa(実施例):
ジエン系ゴム(A)としては、天然ゴムラテックス(Tg=−64℃、株式会社レジテックス製「LAラテックス」)を用い、ジエン系ゴム(B)としては、SBRラテックス(Tg=−31℃、JSR株式会社製「SBラテックス0545」)を用い、シリカとしては、デグサ社製「Ultrasil VN3」(BET=175m/g)を用い、オイルとしては、トール油脂肪酸(ハリマ化成株式会社製「ハートールFA−1」)を用いた。
Master batch a (Example):
As the diene rubber (A), natural rubber latex (Tg = −64 ° C., “LA Latex” manufactured by Regex Corp.) is used, and as the diene rubber (B), SBR latex (Tg = −31 ° C., “SB latex 0545” manufactured by JSR Corporation is used, “Ultrasil VN3” (BET = 175 m 2 / g) manufactured by Degussa is used as silica, and tall oil fatty acid (“Hartol” manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) is used as the oil. FA-1 ").

上記シリカを5質量%のシリカスラリーとなるように水を加え、コロイドミルを用いて、8000回転×30分という条件で処理して、均一なシリカスラリーS1を得た。一方、ジエン系ゴム(A)とジエン系ゴム(B)の両ラテックスを、乾燥質量比でA/B=20/80となるようにブレンドした上で、トータルのゴム濃度が20質量%となるように希釈した後、オイルをゴム成分100質量部に対して5質量部となるように添加し攪拌して、ゴム含有液R1を作製した。得られたゴム含有液R1と上記シリカスラリーS1を、ゴム成分100質量部に対するシリカ量が50質量部となる割合で混合し、得られた混合液を噴霧乾燥機(ヤマト科学株式会社製スプレードライヤー「ADL311−A」)を用いて噴霧乾燥(チャンバー内温度=160℃)させて、シリカ含有ゴムマスターバッチaを得た。   Water was added so that the silica became a 5% by mass silica slurry, and the mixture was processed using a colloid mill under the condition of 8000 rotations × 30 minutes to obtain a uniform silica slurry S1. On the other hand, after blending both diene rubber (A) and diene rubber (B) latex so that the dry mass ratio is A / B = 20/80, the total rubber concentration is 20% by mass. After diluting in this manner, the oil was added to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component and stirred to prepare a rubber-containing liquid R1. The obtained rubber-containing liquid R1 and the silica slurry S1 are mixed at a ratio of 50 parts by mass of silica with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the resulting mixture is spray-dried (a spray dryer manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). Using “ADL311-A”), spray drying (chamber temperature = 160 ° C.) was performed to obtain a silica-containing rubber masterbatch a.

・マスターバッチ(比較例):
ジエン系ゴム(B)、シリカ及びオイルは、マスターバッチaと同じものを用いた。ジエン系ゴム(B)のラテックスをゴム濃度が20質量%となるように希釈した後、オイルをジエン系ゴム(B)100質量部に対して5質量部となるように添加し攪拌して、ゴム含有液R2を作製した。得られたゴム含有液R2と上記シリカスラリーS1を、ジエン系ゴム(B)100質量部に対するシリカ量が50質量部となる割合で混合し、得られた混合液をマスターバッチaと同様にして噴霧乾燥させて、シリカ含有ゴムマスターバッチbを得た。
・ Master batch (comparative example):
The same diene rubber (B), silica and oil as those used in the master batch a were used. After diluting the diene rubber (B) latex so that the rubber concentration is 20% by mass, the oil is added to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (B) and stirred. A rubber-containing liquid R2 was prepared. The obtained rubber-containing liquid R2 and the silica slurry S1 are mixed at a ratio that the amount of silica is 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (B). The silica-containing rubber master batch b was obtained by spray drying.

・マスターバッチc(実施例):
オイルとして、ひまし油(伊藤製油株式会社製「LAV」)を用い、その他はマスターバッチaと同様にして、マスターバッチcを得た。
Master batch c (Example):
As the oil, castor oil (“LAV” manufactured by Ito Oil Co., Ltd.) was used.

・マスターバッチd(比較例),e(実施例),f(比較例):
オイルの配合比を、表1のように変更し、その他はマスターバッチaと同様にして、マスターバッチd,e,fを得た。
Master batch d (comparative example), e (example), f (comparative example):
The blending ratio of oil was changed as shown in Table 1, and the others were the same as in the master batch a to obtain master batches d, e, and f.

・マスターバッチg(実施例):
上記ゴム含有液R1とシリカスラリーS1を、ゴム成分100質量部に対するシリカ量が50質量部となる割合で混合し、混合後、凝固剤として蟻酸を加えて凝固させ、固液分離して凝固物を回収した後、凝固物を洗浄し脱水した。更に、オーブンにて80℃×150分間乾燥してマスターバッチgを得た。
Master batch g (Example):
The rubber-containing liquid R1 and the silica slurry S1 are mixed in such a ratio that the silica amount is 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and after mixing, formic acid is added as a coagulant to solidify, and solid-liquid separation is performed. Then, the coagulated product was washed and dehydrated. Furthermore, it was dried in an oven at 80 ° C. for 150 minutes to obtain a master batch g.

・マスターバッチh(比較例),i(実施例),j(実施例),k(比較例),l(比較例):
ジエン系ゴム(A)及びジエン系ゴム(B)の配合比を、表1のように変更し、その他はマスターバッチaと同様にして、マスターバッチh,i,j,k,lを得た。
Master batch h (comparative example), i (example), j (example), k (comparative example), l (comparative example):
The compounding ratio of the diene rubber (A) and the diene rubber (B) was changed as shown in Table 1, and the others were the same as in the master batch a to obtain master batches h, i, j, k, and l. .

・マスターバッチm(比較例):
ジエン系ゴム(B)としてSBRラテックス(Tg=−15℃、日本ゼオン株式会社製「Nipol LX206」)を用い、その他はマスターバッチaと同様にして、マスターバッチmを得た。
・ Masterbatch m (comparative example):
SBR latex (Tg = −15 ° C., “Nipol LX206” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used as the diene rubber (B), and the others were the same as in the master batch a to obtain a master batch m.

・マスターバッチn(実施例):
ジエン系ゴム(A)としてSBRラテックス(Tg=−66℃、JSR株式会社製「SBラテックス2108」)、及び、ジエン系ゴム(B)としてSBRラテックス(Tg=−31℃、JSR株式会社製「SBラテックス0545」)を用い、その他はマスターバッチaと同様にして、マスターバッチnを得た。
Master batch n (Example):
SBR latex (Tg = −66 ° C., “SB Latex 2108” manufactured by JSR Corporation) as the diene rubber (A), and SBR latex (Tg = −31 ° C., manufactured by JSR Corporation) as the diene rubber (B) SB latex 0545 ") was used, and the others were the same as in master batch a to obtain master batch n.

・マスターバッチo(実施例):
ジエン系ゴム(A)としてSBRラテックス(Tg=−66℃、JSR株式会社製「SBラテックス2108」)、及び、ジエン系ゴム(B)としてSBRラテックス(Tg=−47℃、日本ゼオン株式会社製「Nipol Lx110」)を用い、その他はマスターバッチaと同様にして、マスターバッチoを得た。
・ Masterbatch o (Example):
SBR latex (Tg = −66 ° C., “SB Latex 2108” manufactured by JSR Corporation) as the diene rubber (A), and SBR latex (Tg = −47 ° C., manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) as the diene rubber (B). The master batch o was obtained in the same manner as the master batch a except that “Nipol Lx110”) was used.

Figure 2012251086
Figure 2012251086

[ゴム組成物の調製]
上記で得られたマスターバッチa〜oを用い、下記表2に示す配合(質量部)に従って、常法に従い、バンバリーミキサーを使用してゴム組成物を調製した。詳細には、まず、第1混合段階で硫黄及び加硫促進剤を除く成分を混練し、次いで、得られた混合物に、第2混合段階で硫黄及び加硫促進剤を添加し混練してゴム組成物を調製した。なお、表2中の各マスターバッチの配合量についての括弧内の数値はオイルの量である。また、ゴム成分は各ゴム組成物につきトータルで100質量部であり、シリカは各ゴム組成物につきトータルで50質量部である。表2中の各成分の詳細は以下の通りである。
[Preparation of rubber composition]
Using the master batches a to o obtained above, a rubber composition was prepared using a Banbury mixer according to a conventional method according to the formulation (parts by mass) shown in Table 2 below. In detail, first, components excluding sulfur and vulcanization accelerator are kneaded in the first mixing stage, and then sulfur and vulcanization accelerator are added to the obtained mixture and kneaded in the second mixing stage. A composition was prepared. In addition, the numerical value in parenthesis about the compounding quantity of each masterbatch in Table 2 is the quantity of oil. The rubber component is 100 parts by mass in total for each rubber composition, and the silica is 50 parts by mass in total for each rubber composition. Details of each component in Table 2 are as follows.

・SBR1502:JSR株式会社製「JSR1502」(Tg=−66℃)
・天然ゴム:天然ゴムラテックス(Tg=−64℃、株式会社レジテックス製「LAラテックス」)を、蟻酸を用いて凝固乾燥させた乾燥ゴム
・SBR0545:SBRラテックス(Tg=−31℃、JSR株式会社製「SBラテックス0545」)を、蟻酸を用いて凝固乾燥させた乾燥ゴム
・シリカ:デグサ社製「Ultrasil VN3」
・シランカップリング剤: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」
・オイル:トール油脂肪酸、ハリマ化成株式会社製「ハートールFA−1」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1号」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「5%油入微粉末硫黄」
・加硫促進剤:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」
SBR1502: “JSR1502” manufactured by JSR Corporation (Tg = −66 ° C.)
・ Natural rubber: natural rubber latex (Tg = −64 ° C., “LA latex” manufactured by Regex Corp.) coagulated and dried using formic acid SBR0545: SBR latex (Tg = −31 ° C., JSR stock) Dry rubber / silica obtained by coagulating and drying “SB Latex 0545” manufactured by the company using formic acid: “Ultrasil VN3” manufactured by Degussa
Silane coupling agent: bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, “Si75” manufactured by Evonik Degussa
・ Oil: Tall oil fatty acid, “Hartor FA-1” manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.
・ Zinc flower: "Zinc flower No. 1" manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Sulfur: “5% oil-filled fine powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator: “Soxinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.

得られた各ゴム組成物について、160℃×20分間で加硫した所定形状の試験片を用いて、耐摩耗性、転がり抵抗性能、ウェット性能を測定・評価した。結果を表2に示す。なお、各測定方法は以下の通りである。   About each obtained rubber composition, abrasion resistance, rolling resistance performance, and wet performance were measured and evaluated using the test piece of the predetermined shape vulcanized at 160 degreeC * 20 minutes. The results are shown in Table 2. In addition, each measuring method is as follows.

・耐摩耗性:JIS K6264に準拠し、岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重40N、スリップ率30%の条件にて、摩耗減量を測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。 Abrasion resistance: In accordance with JIS K6264, wear loss was measured under the conditions of a load of 40 N and a slip rate of 30% using a lambone wear tester manufactured by Iwamoto Seisakusho, and the value of Comparative Example 1 was taken as 100. Expressed as an index. It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that an index | exponent is large.

・転がり抵抗性能:上島製作所製粘弾性試験機を用いて、周波数50Hz、静歪み10%、動歪み±1%、温度60℃における損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほどtanδが小さく、転がり抵抗性能(即ち低燃費性)に優れることを示す。 Rolling resistance performance: Using a viscoelasticity testing machine manufactured by Ueshima Seisakusho, the loss coefficient tan δ at a frequency of 50 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of ± 1%, and a temperature of 60 ° C. was measured. Expressed as an index. The smaller the index, the smaller the tan δ and the better the rolling resistance performance (ie, low fuel consumption).

・ウェット性能:上島製作所製粘弾性試験機を用いて、周波数50Hz、静歪み10%、動歪み±0.2%、温度0℃における損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほどtanδが大きく、ウェット性能に優れることを示す。 Wet performance: Using a viscoelasticity tester manufactured by Ueshima Seisakusho, the loss factor tan δ at a frequency of 50 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of ± 0.2%, and a temperature of 0 ° C. was measured. The index was displayed. The larger the index, the larger the tan δ, indicating that the wet performance is excellent.

Figure 2012251086
Figure 2012251086

表2に示すように、特定のジエン系ゴムラテックスのブレンドにオイルを添加するとともにシリカスラリーと混合してウェットマスターバッチ化してなるマスターバッチを用いた実施例1〜8であると、耐摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗性能とウェット性能を高度に両立させることができ、また、ゴム組成物を調製する際の加工性にも優れていた。特に、実施例1と実施例4とを比較すると分かるように、噴霧乾燥によりマスターバッチ化することで、シリカの分散性に優れており、転がり抵抗性能の向上がより効果的であった。   As shown in Table 2, in Examples 1 to 8 using master batches obtained by adding oil to a blend of a specific diene rubber latex and mixing with a silica slurry to form a wet master batch, abrasion resistance The rolling resistance performance and the wet performance can be made highly compatible without impairing the hardness, and the workability when preparing the rubber composition was also excellent. In particular, as can be seen from a comparison between Example 1 and Example 4, by making a masterbatch by spray drying, the dispersibility of silica was excellent, and the rolling resistance performance was more effective.

これに対し、ジエン系ゴム(A)とジエン系ゴム(B)とをブレンドし、かつオイルを添加しているものの、バンバリーミキサーによる通常のドライ混合を行った比較例2では、転がり抵抗性能の向上効果が不十分であり、耐摩耗性についても改善効果はほとんど得られなかった。また、ジエン系ゴム(B)を単独でシリカとともにウェットマスターバッチ化し、これにジエン系ゴム(A)をドライ混合した比較例3でも、転がり抵抗性能と耐摩耗性の向上効果が不十分であった。   On the other hand, although the diene rubber (A) and the diene rubber (B) are blended and oil is added, in Comparative Example 2 in which normal dry mixing was performed using a Banbury mixer, rolling resistance performance was improved. The improvement effect was insufficient, and the improvement effect was hardly obtained with respect to wear resistance. Further, even in Comparative Example 3 in which the diene rubber (B) was made into a wet masterbatch with silica alone and the diene rubber (A) was dry mixed therewith, the effect of improving rolling resistance performance and wear resistance was insufficient. It was.

比較例4では、ウェットマスターバッチ化に際してオイルを添加せずに、ドライ混合にてオイルを添加した。この場合、得られたマスターバッチが乾燥してまとまりがなく、そのため、バンバリーミキサーを用いたゴム組成物の混合時間が実施例3の2倍必要であり、加工性に劣っていた。また、転がり抵抗性能の向上効果が不十分であった。比較例5では、ウェットマスターバッチ化に際してのオイル量が多すぎたため、加硫ゴムの強度が低下して、摩耗試験時にゴム片の脱落が見られ、耐摩耗性が大幅に悪化した。比較例6では、ジエン系ゴム(A)の比率が少なすぎて転がり抵抗性能の向上効果が不十分であった。比較例7では、ジエン系ゴム(A)の比率が多すぎてウェット性能の向上効果が不十分であった。比較例8では、低Tgのジエン系ゴム(A)単独であったため、ウェット性能に劣っていた。比較例9では、ジエン系ゴム(B)のガラス転移点が高すぎて、転がり抵抗性能に劣っていた。   In Comparative Example 4, the oil was added by dry mixing without adding the oil during wet masterbatch formation. In this case, the obtained master batch was dried and unresolved, so that the mixing time of the rubber composition using a Banbury mixer was twice as long as that in Example 3, and the processability was poor. Moreover, the improvement effect of rolling resistance performance was inadequate. In Comparative Example 5, since the amount of oil in forming the wet masterbatch was too large, the strength of the vulcanized rubber was lowered, and the rubber pieces were detached during the wear test, and the wear resistance was greatly deteriorated. In Comparative Example 6, the ratio of the diene rubber (A) was too small, and the effect of improving the rolling resistance performance was insufficient. In Comparative Example 7, the ratio of the diene rubber (A) was too large, and the effect of improving the wet performance was insufficient. In Comparative Example 8, since the low Tg diene rubber (A) was used alone, the wet performance was poor. In Comparative Example 9, the glass transition point of the diene rubber (B) was too high, and the rolling resistance performance was inferior.

本発明に係るシリカ含有ゴムマスターバッチは、各種ゴム組成物に配合するのに好適に用いることができ、特にタイヤ用ゴム組成物に好ましく利用することができる。   The silica-containing rubber masterbatch according to the present invention can be suitably used for blending in various rubber compositions, and can be preferably used particularly for tire rubber compositions.

Claims (7)

ガラス転移点が−80℃以上−55℃以下であるジエン系ゴム(A)のラテックスと、ガラス転移点が−55℃超−30℃以下であるジエン系ゴム(B)のラテックスと、オイルと、水中にシリカを分散させたシリカスラリーと、を混合してなる混合液を乾燥させてなるシリカ含有ゴムマスターバッチであって、前記ジエン系ゴム(A)の含有量が全ゴム成分に対する乾燥質量比で5〜30質量%であり、前記ジエン系ゴム(B)の含有量が全ゴム成分に対する乾燥質量比で70〜95質量%であり、前記オイルの含有量が全ゴム成分100質量部に対して3〜20質量部であり、前記シリカの含有量が全ゴム成分100質量部に対して20〜200質量部であるシリカ含有ゴムマスターバッチ。   A latex of a diene rubber (A) having a glass transition point of −80 ° C. or higher and −55 ° C. or lower, a latex of a diene rubber (B) having a glass transition point of −55 ° C. or higher and −30 ° C. or lower, an oil, A silica-containing rubber masterbatch obtained by drying a mixed solution obtained by mixing silica slurry in which silica is dispersed in water, wherein the content of the diene rubber (A) is a dry mass relative to all rubber components 5 to 30% by mass, the content of the diene rubber (B) is 70 to 95% by mass with respect to the total rubber components, and the oil content is 100 parts by mass of the total rubber components. On the other hand, the silica containing rubber masterbatch which is 3-20 mass parts and whose silica content is 20-200 mass parts with respect to 100 mass parts of all rubber components. 前記ジエン系ゴム(A)のラテックスと前記ジエン系ゴム(B)のラテックスとオイルを混合してなるゴム含有液に、前記シリカスラリーを混合し、乾燥させてなる請求項1記載のシリカ含有ゴムマスターバッチ。   The silica-containing rubber according to claim 1, wherein the silica slurry is mixed and dried in a rubber-containing liquid obtained by mixing the latex of the diene rubber (A), the latex of the diene rubber (B) and oil. Master Badge. 前記ジエン系ゴム(B)がスチレンブタジエンゴムであることを特徴とする請求項1又は2記載のシリカ含有ゴムマスターバッチ。   The silica-containing rubber masterbatch according to claim 1 or 2, wherein the diene rubber (B) is a styrene butadiene rubber. 前記オイルがエステル結合及び/又はヒドロキシル基を構造の一部に有するオイルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリカ含有ゴムマスターバッチ。   The silica-containing rubber masterbatch according to any one of claims 1 to 3, wherein the oil is an oil having an ester bond and / or a hydroxyl group as a part of its structure. 前記混合液を噴霧乾燥してなる請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリカ含有ゴムマスターバッチ。   The silica-containing rubber master batch according to any one of claims 1 to 4, wherein the mixed liquid is spray-dried. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリカ含有ゴムマスターバッチを配合してなるゴム組成物。   The rubber composition formed by mix | blending the silica containing rubber masterbatch of any one of Claims 1-5. 請求項6記載のゴム組成物をトレッドゴムに用いた空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the rubber composition according to claim 6 as a tread rubber.
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