JP2013043900A - Rubber composition for tire, method for producing the same and pneumatic tire - Google Patents

Rubber composition for tire, method for producing the same and pneumatic tire Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for tires, capable of balancing both low fuel cost and durability and giving a good wet gripping performance; to provide a method for producing the same, and to provide a pneumatic tire using the rubber composition for tires.SOLUTION: The rubber composition for tires is obtained by kneading a rubber component, spherical composite particles comprising two or more kinds of polyorgano siloxanes and silica, and then kneading the obtained master batch with a silane coupling agent.

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、その製造方法、及び該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 a rubber composition for tires, a method for producing the same, and a pneumatic tire using the rubber composition.

従来から、ゴムを補強するために、カーボンブラックやシリカなどの補強用充填剤がタイヤ用ゴム組成物に配合されている。カーボンブラックを配合すると、加工性が良く、かつ耐摩耗性等の耐久性にも優れたゴム組成物を得ることができるが、タイヤ物性の温度依存性が大きくなるという点や、発熱性が高くなり、タイヤの転がり抵抗が大きくなるという点で改善の余地がある。一方、ゴム組成物中にシリカを均一に分散させて配合すると、タイヤ物性の温度依存性が小さくなるとともに、ウェットグリップ性能が向上し、更に、発熱性が低くなり、転がり抵抗が小さい(低燃費性に優れた)タイヤ用ゴム組成物を得ることができる。そのため、シリカを配合する技術が注目を浴びている。 Conventionally, in order to reinforce rubber, reinforcing fillers such as carbon black and silica are blended in a tire rubber composition. When carbon black is blended, it is possible to obtain a rubber composition having good processability and excellent durability such as abrasion resistance, but the temperature dependency of tire physical properties is increased and the heat generation property is high. Thus, there is room for improvement in that the rolling resistance of the tire increases. On the other hand, when silica is uniformly dispersed in the rubber composition, the temperature dependence of the tire properties is reduced, wet grip performance is improved, heat generation is reduced, and rolling resistance is low (low fuel consumption). A rubber composition for tires having excellent properties can be obtained. For this reason, a technique for blending silica is attracting attention.

しかし、シリカは、カーボンブラックに比べて、(1)相溶性が悪い、(2)自己凝集性が高く、分散が容易ではない、(3)得られるゴム組成物の耐久性(耐摩耗性や耐亀裂成長性)が劣るという点で改善の余地がある。そのため、低燃費性及び耐久性を両立できる方法が求められている。また、特許文献1には、特定の脱蛋白天然ゴムを配合し、低燃費性及び耐久性に優れたゴム組成物を得る方法が記載されているが、他の方法の提供も求められている。 However, silica has (1) poor compatibility compared to carbon black, (2) high self-aggregation and is not easily dispersed, (3) durability of the resulting rubber composition (wear resistance and There is room for improvement in that the crack growth resistance is poor. Therefore, there is a demand for a method that can achieve both low fuel consumption and durability. Patent Document 1 describes a method of blending a specific deproteinized natural rubber to obtain a rubber composition excellent in fuel efficiency and durability. However, provision of other methods is also demanded. .

特開2005−47993号公報JP 2005-47993 A

本発明は、前記課題を解決し、低燃費性及び耐久性を両立でき、良好なウェットグリップ性能も得られるタイヤ用ゴム組成物、その製造方法及び該タイヤ用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, achieves both low fuel consumption and durability, and provides a tire rubber composition capable of obtaining good wet grip performance, a method for producing the same, and a pneumatic tire using the tire rubber composition The purpose is to provide.

本発明は、ゴム成分と、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子と、シリカとを混練し、得られたマスターバッチとシランカップリング剤とを混練することにより得られるタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a tire rubber composition obtained by kneading a rubber component, spherical composite particles containing two or more polyorganosiloxanes, and silica, and kneading the obtained master batch and a silane coupling agent. Related to things.

上記2種以上のポリオルガノシロキサンがそれぞれ異なる有機基を有するものであることが好ましい。 The two or more polyorganosiloxanes preferably have different organic groups.

全ゴム成分100質量部に対して、上記球状複合粒子の含有量が5〜70質量部、上記シリカの含有量が5〜100質量部であり、上記球状複合粒子及び上記シリカの合計含有量100質量部に対する上記シランカップリング剤の含有量が2〜15質量部であることが好ましい。 The content of the spherical composite particles is 5 to 70 parts by mass and the content of the silica is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total rubber component, and the total content of the spherical composite particles and the silica is 100. It is preferable that content of the said silane coupling agent with respect to a mass part is 2-15 mass parts.

上記マスターバッチが、上記ゴム成分、上記球状複合粒子及び上記シリカとともにカーボンブラックを混練して得られたものであることが好ましい。 The master batch is preferably obtained by kneading carbon black together with the rubber component, the spherical composite particles, and the silica.

全ゴム成分100質量部に対して、上記カーボンブラックの含有量が5〜50質量部、上記球状複合粒子、上記シリカ及び上記カーボンブラックの合計含有量が10〜150質量部であることが好ましい。 It is preferable that the content of the carbon black is 5 to 50 parts by mass and the total content of the spherical composite particles, the silica and the carbon black is 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total rubber component.

上記マスターバッチ及び上記シランカップリング剤を混練する温度が120〜160℃であり、混練する時間が3〜10分であることが好ましい。 The temperature for kneading the masterbatch and the silane coupling agent is preferably 120 to 160 ° C., and the time for kneading is preferably 3 to 10 minutes.

上記球状複合粒子の組成が粒子中心部から表面方向に向って段階的又は連続的に変化していることが好ましい。 It is preferable that the composition of the spherical composite particles changes stepwise or continuously from the particle center toward the surface.

上記ゴム組成物は、トレッド用ゴム組成物として用いられることが好ましい。 The rubber composition is preferably used as a tread rubber composition.

本発明はまた、上記ゴム成分、上記球状複合粒子及び上記シリカを混練して上記マスターバッチを調製する第一ベース練り工程と、上記マスターバッチ及び上記シランカップリング剤を混練する第二ベース練り工程とを含む上記ゴム組成物の製造方法に関する。 The present invention also includes a first base kneading step for preparing the master batch by kneading the rubber component, the spherical composite particles and the silica, and a second base kneading step for kneading the master batch and the silane coupling agent. The manufacturing method of the said rubber composition containing these.

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

本発明によれば、ゴム成分と、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子と、シリカとを混練し、得られたマスターバッチとシランカップリング剤とを混練することにより得られるタイヤ用ゴム組成物及びその製造方法であるので、低燃費性及び耐久性(特に耐摩耗性)を両立でき、良好なウェットグリップ性能も得られる。従って、上記ゴム組成物をトレッドなどに使用することで、これらの性能に優れる空気入りタイヤを提供できる。 According to the present invention, for a tire obtained by kneading a rubber component, spherical composite particles containing two or more kinds of polyorganosiloxane, and silica, and kneading the obtained master batch and a silane coupling agent. Since it is a rubber composition and its manufacturing method, both low fuel consumption and durability (particularly wear resistance) can be achieved, and good wet grip performance can be obtained. Therefore, a pneumatic tire excellent in these performances can be provided by using the rubber composition in a tread or the like.

本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子と、シリカとを混練し、得られたマスターバッチとシランカップリング剤とを混練することにより得られる。 The rubber composition of the present invention is obtained by kneading a rubber component, spherical composite particles containing two or more types of polyorganosiloxane, and silica, and kneading the obtained master batch and a silane coupling agent. .

上記球状複合粒子は、シリカやカーボンブラックなどの従来のフィラー(補強用充填剤)と比較してゴム成分との相溶性が高いという性質を有している。この球状複合粒子をゴム成分及びシリカと混練してから、シランカップリング剤を投入して更に混練することにより、ゴム成分中に上記球状複合粒子及びシリカが充分に分散した状態でシランカップリング剤が反応するため、シリカの分散性を向上させることができる。また、上記球状複合粒子は、カーボンブラックと同等の補強性を有しているため、配合することによって良好な耐久性が得られる。これらの作用により、低燃費性、耐久性及びウェットグリップ性能をバランスよく改善することができる。また、シリカを容易に分散させることができるため、加工性にも優れている。 The spherical composite particles have a property of being highly compatible with a rubber component as compared with conventional fillers (reinforcing fillers) such as silica and carbon black. The spherical composite particles are kneaded with the rubber component and silica, and then the silane coupling agent is added and further kneaded, so that the spherical composite particles and silica are sufficiently dispersed in the rubber component. Because of the reaction, the dispersibility of silica can be improved. Moreover, since the said spherical composite particle has the reinforcement property equivalent to carbon black, favorable durability is acquired by mix | blending. These effects can improve fuel economy, durability, and wet grip performance in a well-balanced manner. Moreover, since silica can be easily dispersed, the processability is also excellent.

本発明のゴム組成物は、例えば、ゴム成分、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子、及びシリカを混練してマスターバッチを調製する第一ベース練り工程と、 上記マスターバッチ及びシランカップリング剤を混練する第二ベース練り工程とを含む製造方法により好適に製造できる。 The rubber composition of the present invention includes, for example, a first base kneading step in which a rubber component, spherical composite particles containing two or more polyorganosiloxanes, and silica are kneaded to prepare a master batch, and the master batch and the silane cup. It can manufacture suitably by the manufacturing method including the 2nd base kneading process of kneading | mixing a ring agent.

(第一ベース練り工程)
この工程では、ゴム成分、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子、及びシリカを混練する。これらを混練する温度、時間は特に限定されないが、通常、80〜160℃、3〜10分とすればよい。また、混練方法は、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される混練機を使用できる。
(First base kneading process)
In this step, a rubber component, spherical composite particles containing two or more types of polyorganosiloxane, and silica are kneaded. The temperature and time for kneading these are not particularly limited, but are usually 80 to 160 ° C. and 3 to 10 minutes. Moreover, the kneading | mixing method can use the kneading machine used in general rubber industries, such as a Banbury mixer and an open roll.

本発明で使用できるゴム成分としては特に限定されず、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、スチレンイソプレンゴム(SIR)、イソプレンブタジエンゴム等のジエン系ゴムが挙げられる。ジエン系ゴムは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能を高度に両立できるという理由から、NR、SBRが好ましく、NR、SBRを併用することがより好ましい。 The rubber component that can be used in the present invention is not particularly limited, and natural rubber (NR), epoxidized natural rubber (ENR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber ( CR, ethylene propylene diene rubber (EPDM), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), styrene isoprene rubber (SIR), and isoprene butadiene rubber. Diene rubbers may be used alone or in combination of two or more. Among these, NR and SBR are preferable, and NR and SBR are more preferably used in combination because high fuel economy, wear resistance, and wet grip performance can be achieved at a high level.

NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。 The NR is not particularly limited, and for example, those commonly used in the tire industry such as SIR20, RSS # 3, TSR20, and the like can be used.

SBRとしては特に限定されず、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。なかでも、低燃費性の改善効果が大きいという点から、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された変性SBRが好ましい。このような変性SBRとしては、旭化成ケミカルズ(株)製のアサプレンE15等を使用することができる。 The SBR is not particularly limited, and those generally used in the tire industry such as emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR) and solution polymerization styrene butadiene rubber (S-SBR) can be used. Among these, from the viewpoint that the effect of improving fuel economy is great, modified SBR modified with a polyfunctional compound having two or more epoxy groups in the molecule and introduced with a hydroxyl group or an epoxy group is preferable. As such modified SBR, Asaprene E15 manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation can be used.

最終的に得られるゴム組成物において、シリカの良好な分散状態が得られるという理由から、全ゴム成分(全工程で使用するゴム成分の合計)100質量%中、第一ベース練り工程で混練するゴム成分の配合量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。 The rubber composition finally obtained is kneaded in the first base kneading step in 100% by mass of all rubber components (total of rubber components used in all steps) because a good dispersion state of silica is obtained. The compounding amount of the rubber component is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and further preferably 100% by mass.

本発明で使用する球状複合粒子は、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む。本発明の効果が良好に得られるという理由から、該2種以上のポリオルガノシロキサンは、それぞれ異なる有機基を有するものであることが好ましい。 The spherical composite particles used in the present invention contain two or more types of polyorganosiloxane. For the reason that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily, the two or more polyorganosiloxanes preferably have different organic groups.

上記球状複合粒子の原料としては、1〜3個の非加水分解性基と3〜1個のアルコキシル基とが結合したケイ素原子を有する有機ケイ素化合物を2種以上使用する。上記有機ケイ素化合物としては、例えば、下記一般式(I)
Si(OR4−n (I)
(一般式(I)において、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基を示し、該アルキル基は(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基又はグリシドキシ基を有していてもよい。Rは炭素数1〜6のアルキル基を示す。nは1〜3の整数を示す。Rが複数ある場合、各Rは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、ORが複数ある場合、各ORは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
で表される化合物を用いることができる。
As the raw material for the spherical composite particles, two or more organic silicon compounds having a silicon atom in which 1 to 3 non-hydrolyzable groups and 3 to 1 alkoxyl groups are bonded are used. Examples of the organosilicon compound include the following general formula (I)
R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (I)
(In the general formula (I), R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, The alkyl group may have a (meth) acryloyloxy group, an epoxy group or a glycidoxy group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n represents an integer of 1 to 3, and R 1 represents If there are multiple, each R 1 may be the same as each other or different, if OR 2 there are a plurality, each OR 2 may be the same or may be different from one another.)
The compound represented by these can be used.

のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。また、Rのアルキル基が(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基又はグリシドキシ基を有する場合の具体例としては、γ−アクリロイルオキシプロピル基、γ−メタクリロイルオキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシル基などが挙げられる。 The alkyl group for R 1 may be linear, branched, or cyclic. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl Group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. Specific examples of the case where the alkyl group of R 1 has a (meth) acryloyloxy group, an epoxy group or a glycidoxy group include a γ-acryloyloxypropyl group, a γ-methacryloyloxypropyl group, and a γ-glycidoxypropyl group. 3,4-epoxycyclohexyl group and the like.

のアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基などが挙げられ、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましい。 The alkenyl group for R 1 may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a hexenyl group, an octenyl group, and the like. Alkenyl groups are preferred.

のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられ、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。 Examples of the aryl group for R 1 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group, and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable.

のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基などが挙げられ、炭素数7〜10のアラルキル基が好ましい。 Examples of the aralkyl group for R 1 include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group, and the like, and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms is preferable.

のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。 The alkyl group of R 2 may be linear, branched or cyclic, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl. Group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable.

本発明の効果が良好に得られるという理由から、Rは、アルキル基、アルケニル基が好ましく、メチル基、ビニル基がより好ましい。また、Rは、メチル基が好ましい。 R 1 is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and more preferably a methyl group or a vinyl group, because the effect of the present invention can be obtained satisfactorily. R 2 is preferably a methyl group.

上記一般式(I)で表されるケイ素化合物の例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシランなどが挙げられる。なかでも、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランを好適に使用できる。 Examples of the silicon compound represented by the general formula (I) include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltri Ethoxysilane, butyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyl Examples thereof include oxypropyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and methylphenyldimethoxysilane. Of these, methyltrimethoxysilane and vinyltrimethoxysilane can be preferably used.

上記球状複合粒子は、例えば、1〜3個の非加水分解性基と3〜1個のアルコキシル基とが結合したケイ素原子を有する有機ケイ素化合物単独又は2種以上の混合物で、それぞれ組成が異なる複数組を二段階以上で加水分解、縮合反応させる方法(方法1)や、1〜3個の非加水分解性基と3〜1個のアルコキシル基とが結合したケイ素原子を有する有機ケイ素化合物を2種以上使用し、該有機ケイ素化合物を含む水溶液を、その組成を連続的に変化させながら一段階で加水分解、縮合反応させる方法(方法2)により、球状複合粒子前駆体を調製し、該球状複合粒子前駆体を焼成処理することで製造することができる。上記(方法1)によれば、2種以上のポリオルガノシロキサンを含み、粒子中心部から表面方向に向って組成が実質上段階的に変化している球状複合粒子が得られる。一方、上記(方法2)の方法によれば、2種以上のポリオルガノシロキサンを含み、粒子中心部から表面方向に向って組成が実質上連続的に変化している球状複合粒子が得られる。 The spherical composite particles are, for example, organosilicon compounds having a silicon atom in which 1 to 3 non-hydrolyzable groups and 3 to 1 alkoxyl groups are bonded, or a mixture of two or more, each having a different composition. A method of hydrolyzing and condensing a plurality of groups in two or more stages (Method 1), or an organosilicon compound having a silicon atom in which 1 to 3 non-hydrolyzable groups and 3 to 1 alkoxyl groups are bonded. A spherical composite particle precursor is prepared by a method (Method 2) in which two or more kinds are used, and an aqueous solution containing the organosilicon compound is hydrolyzed and condensed in one step while changing the composition continuously, It can be produced by firing the spherical composite particle precursor. According to the above (Method 1), spherical composite particles containing two or more types of polyorganosiloxane and having a composition that changes substantially stepwise from the particle center toward the surface can be obtained. On the other hand, according to the method (Method 2), spherical composite particles containing two or more types of polyorganosiloxane and having a composition that changes substantially continuously from the center of the particle toward the surface can be obtained.

まず、上記(方法1)について説明する。上記(方法1)における加水分解、縮合反応は、上記有機ケイ素化合物単独又は2種以上の混合物と、アンモニア及び/又はアミンを含有する溶液とを、好ましくは実質上混合することなく、2層状態を保持しながら、界面で反応させることにより行う。アンモニア及び/又はアミンを含有する溶液は、水溶液であってもよいし、水及び有機溶剤の混合溶液であってもよい。以後、この水溶液及び混合溶液を水性溶液ともいう。 First, the above (Method 1) will be described. The hydrolysis and condensation reaction in the above (Method 1) is preferably performed in a two-layer state without substantially mixing the above-mentioned organosilicon compound alone or a mixture of two or more and a solution containing ammonia and / or amine. The reaction is carried out at the interface while maintaining The solution containing ammonia and / or amine may be an aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent. Hereinafter, this aqueous solution and mixed solution are also referred to as an aqueous solution.

上記アンモニアやアミンは、有機ケイ素化合物の加水分解及び縮合反応の触媒として機能する。ここで、アミンとしては、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミンなどを使用することができる。このアンモニアやアミンは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、毒性が少なく、除去が容易で、かつ安価なことから、アンモニアが好適である。 The ammonia and amine function as a catalyst for hydrolysis and condensation reaction of the organosilicon compound. Here, as the amine, for example, monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine, ethylenediamine and the like can be used. Ammonia and amine may be used alone or in combination of two or more. However, ammonia is preferred because it is less toxic, easy to remove, and inexpensive.

このアンモニアやアミンは、水溶液、又は水及び有機溶剤の混合溶液として用いられる。ここで、有機溶剤としては、水との混和性が高いものが好ましく、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級アルコール類;アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテルなどのエーテル類;などが挙げられる。 The ammonia or amine is used as an aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent. Here, as the organic solvent, those having high miscibility with water are preferable. For example, lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; ketones such as acetone, dimethyl ketone and methyl ethyl ketone; diethyl ether and dipropyl ether Ethers; and the like.

アンモニアやアミンの使用量としては特に制限はないが、反応開始前の下層の水層のpHが7.5〜11.0の範囲になるように調整することが好ましい。また、反応温度は、原料の有機ケイ素化合物の種類などに左右されるが、一般的には0〜60℃の範囲とすればよい。 The amount of ammonia or amine used is not particularly limited, but it is preferably adjusted so that the pH of the lower aqueous layer before the reaction starts is in the range of 7.5 to 11.0. In addition, the reaction temperature depends on the kind of the organic silicon compound as a raw material, but generally may be in the range of 0 to 60 ° C.

次に、上層(有機ケイ素化合物の層)が実質上消失した後、消失した上層とは組成の異なる有機ケイ素化合物単独又は2種以上の混合物を用い、上記と同様にして2段目の加水分解、縮合反応を行い、更に、必要に応じ、組成の異なる有機ケイ素化合物単独又は2種以上の混合物を用い、上記と同様の操作を所望回数繰り返す。 Next, after the upper layer (organosilicon compound layer) has substantially disappeared, the second-stage hydrolysis is performed in the same manner as described above using an organic silicon compound having a composition different from that of the disappeared upper layer alone or a mixture of two or more. Then, a condensation reaction is performed, and further, if necessary, the same operation as described above is repeated a desired number of times using an organosilicon compound having a different composition alone or a mixture of two or more.

最後の加水分解、縮合反応において、上層が消失した後、反応系にアンモニア及び/又はアミンを添加し、熟成させる。この熟成は反応の際と同じ温度で行ってもよいし、若干昇温して行ってもよい。熟成終了後は、常法に従い生成した粒子を充分に洗浄した後、必要に応じて分級処理を行い、極大粒子又は極小粒子を取り除き、乾燥処理を行う。分級処理方法としては特に制限はないが、粒径により沈降速度が異なることを利用して分級を行う湿式分級法が好ましい。乾燥処理は、通常、常温〜150℃の範囲の温度で行えばよい。 In the final hydrolysis and condensation reaction, after the upper layer disappears, ammonia and / or an amine is added to the reaction system and aged. This aging may be performed at the same temperature as in the reaction or may be performed at a slightly elevated temperature. After completion of ripening, the particles produced according to a conventional method are sufficiently washed, and then subjected to a classification treatment as necessary to remove maximal particles or minimal particles, followed by drying treatment. Although there is no restriction | limiting in particular as a classification processing method, The wet classification method which classifies using the sedimentation speed changes with particle sizes is preferable. What is necessary is just to perform a drying process at the temperature of the range of normal temperature-150 degreeC normally.

次に、上記(方法2)について説明する。上記(方法2)における加水分解、縮合反応は、まず、上記有機ケイ素化合物単独又は2種以上を含有し、かつそれぞれ組成の異なる水溶液2種以上を調製する。次いで、これらの水溶液を、連続的に同一速度で順番に他の水溶液に加えながら、最後の水溶液を前述のアンモニア及び/又はアミンを含有する水性溶液中に上記と同一速度で連続的に滴下する。具体的には、例えば(A)、(B)、(C)及び(D)のそれぞれ組成の異なる有機ケイ素化合物含有水溶液を調製した場合、同一速度で連続的に(D)を(C)に加え、その(C)を(B)に加え、更にその(B)を(A)に加えながら、上記と同一速度で該(A)をアンモニア及び/又はアミンを含有する水性溶液中に連続的に滴下する。滴下終了後、1〜4時間程度熟成して、加水分解、縮合反応させる。反応温度は、通常0〜60℃の範囲とすればよい。次に、反応系にアンモニア及び/又はアミンを添加し、十分に熟成させる。この熟成は反応の際と同じ温度で行ってもよいし、若干昇温して行ってもよい。 Next, the above (Method 2) will be described. In the hydrolysis and condensation reaction in the (Method 2), first, two or more aqueous solutions containing the organosilicon compound alone or two or more and having different compositions are prepared. Then, these aqueous solutions are continuously added to the other aqueous solutions in order at the same rate, and the final aqueous solution is continuously dropped at the same rate as described above into the aqueous solution containing ammonia and / or amine. . Specifically, for example, when organic silicon compound-containing aqueous solutions having different compositions (A), (B), (C) and (D) are prepared, (D) is continuously changed to (C) at the same rate. In addition, while adding (C) to (B) and further adding (B) to (A), the (A) is continuously added to an aqueous solution containing ammonia and / or amine at the same rate as above. Dripping into. After completion of the dropwise addition, the mixture is aged for about 1 to 4 hours, and subjected to hydrolysis and condensation reaction. The reaction temperature is usually in the range of 0 to 60 ° C. Next, ammonia and / or an amine are added to the reaction system and sufficiently aged. This aging may be performed at the same temperature as in the reaction or may be performed at a slightly elevated temperature.

その後は、上記(方法1)の場合と同様の操作を行うことにより、所望の球状複合粒子前躯体が得られる。この(方法2)によれば、反応場に滴下される有機ケイ素化合物含有水溶液の組成が連続的に変化していくため、上記(方法1)の方法で得られたものが、実質上段階的な傾斜構造を有するのに対し、実質上連続的な傾斜構造を有する粒子が得られる。また、各有機ケイ素化合物をそれぞれ水に溶かし、水溶液として用いるため、反応場における溶媒に対する溶解速度差による影響を粒子形成において受けなくなる。そのため、上記(方法1)の2層系の反応よりも傾斜複合構造を形成しやすい。 Thereafter, the same operation as in the case of (Method 1) is performed to obtain a desired spherical composite particle precursor. According to this (Method 2), since the composition of the organosilicon compound-containing aqueous solution dropped into the reaction field is continuously changed, what is obtained by the method (Method 1) is substantially stepwise. A particle having a substantially continuous gradient structure is obtained while having a simple gradient structure. Further, since each organosilicon compound is dissolved in water and used as an aqueous solution, it is not affected by the difference in dissolution rate with respect to the solvent in the reaction field in particle formation. Therefore, it is easier to form a gradient composite structure than the two-layer reaction of (Method 1).

このようにして、単分散性の球状複合粒子前駆体を得た後、焼成処理することにより、異なる有機基を有する2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子が得られる。この焼成処理温度は、通常200〜700℃の範囲とすればよいが、該球状複合粒子中のポリオルガノシロキサンが2種類のみである場合には、有機成分の熱分解温度の低いポリオルガノシロキサンの熱分解温度より高く、かつ有機成分の熱分解温度の高いポリオルガノシロキサンの熱分解温度より低い範囲の温度とすることが好ましい。すなわち、2種類のポリオルガノシロキサンの内、一方のポリオルガノシロキサンの有機成分のみが熱分解する温度とすることが好ましい。また、この焼成処理は、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことができる。焼成時間は、球状複合粒子の種類及び焼成温度などにより左右され、一概に定めることはできないが、一般的には0.5〜10時間程度とすればよい。 Thus, after obtaining the monodispersed spherical composite particle precursor, the spherical composite particles containing two or more kinds of polyorganosiloxanes having different organic groups are obtained by firing treatment. The firing temperature is usually in the range of 200 to 700 ° C. However, when there are only two types of polyorganosiloxane in the spherical composite particles, the polyorganosiloxane having a low pyrolysis temperature of the organic component is used. It is preferable that the temperature be higher than the thermal decomposition temperature and lower than the thermal decomposition temperature of the polyorganosiloxane having a high organic component thermal decomposition temperature. That is, it is preferable to set the temperature at which only the organic component of one of the two types of polyorganosiloxane is thermally decomposed. Moreover, this baking process can be performed in inert gas atmosphere, such as nitrogen gas. The firing time depends on the type of spherical composite particles, the firing temperature, and the like, and cannot be determined unconditionally, but is generally about 0.5 to 10 hours.

本発明の効果が良好に得られるという理由から、上記球状複合粒子の平均粒子径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上であり、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下である。また、上記球状複合粒子の変動係数(CV値)は、好ましくは3%以下、より好ましくは2%以下である。
なお、上記球状複合粒子の平均粒子径は、パーティクルカウンターによって測定できる。また、上記球状複合粒子の変動係数は、パーティクルカウンターで測定した上記球状複合粒子の平均粒子径及び粒子径の標準偏差を用いて、以下の式から算出できる。
変動係数(%)=[粒子径の標準偏差(μm)]/[平均粒子径(μm)]×100
The average particle diameter of the spherical composite particles is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, preferably 10 μm or less, more preferably 8 μm or less because the effect of the present invention can be obtained satisfactorily. The coefficient of variation (CV value) of the spherical composite particles is preferably 3% or less, more preferably 2% or less.
The average particle size of the spherical composite particles can be measured with a particle counter. The coefficient of variation of the spherical composite particles can be calculated from the following equation using the average particle diameter of the spherical composite particles and the standard deviation of the particle diameter measured with a particle counter.
Coefficient of variation (%) = [standard deviation of particle diameter (μm)] / [average particle diameter (μm)] × 100

最終的に得られるゴム組成物において、シリカの良好な分散状態が得られるという理由から、上記球状複合粒子の全量100質量%中、第一ベース練り工程で混練する上記球状複合粒子の配合量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。 In the finally obtained rubber composition, the amount of the spherical composite particles to be kneaded in the first base kneading step is 100% by mass in the total amount of the spherical composite particles because a good dispersion state of silica is obtained. , Preferably it is 90 mass% or more, More preferably, it is 95 mass% or more, More preferably, it is 100 mass%.

シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。 The silica is not particularly limited, and examples thereof include dry process silica (anhydrous silicic acid), wet process silica (hydrous silicic acid), and the like, but wet process silica is preferable because of its large number of silanol groups.

シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは150m/g以上である。30m/g未満では、補強効果が小さく、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、好ましくは220m/g以下、より好ましくは200m/g以下である。220m
gを超えると、シリカの分散性が低下し、充分な低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が得られないおそれがある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, and further preferably 150 m 2 / g or more. If it is less than 30 m < 2 > / g, there exists a tendency for a reinforcement effect to be small and for abrasion resistance to fall. Further, N 2 SA of silica is preferably 220 m 2 / g or less, more preferably 200 m 2 / g or less. 220 m 2 /
If it exceeds g, the dispersibility of silica is lowered, and there is a possibility that sufficient low fuel consumption, wear resistance and wet grip performance may not be obtained.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.

最終的に得られるゴム組成物において、シリカの良好な分散状態が得られるという理由から、シリカの全量100質量%中、第一ベース練り工程で混練するシリカの配合量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。 In the finally obtained rubber composition, the amount of silica to be kneaded in the first base kneading step is preferably 90% by mass in 100% by mass of the total amount of silica because a good dispersion state of silica is obtained. As mentioned above, More preferably, it is 95 mass% or more, More preferably, it is 100 mass%.

第一ベース練り工程では、上記ゴム成分、上記球状複合粒子及び上記シリカとともにカーボンブラックを混練し、マスターバッチを調製することが好ましい。すなわち、上記マスターバッチは、上記ゴム成分、上記球状複合粒子及び上記シリカとともにカーボンブラックを混練して得られたものであることが好ましい。これにより、良好な耐久性が得られる。
カーボンブラックとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
In the first base kneading step, it is preferable to prepare a master batch by kneading carbon black together with the rubber component, the spherical composite particles, and the silica. That is, the master batch is preferably obtained by kneading carbon black together with the rubber component, the spherical composite particles, and the silica. Thereby, good durability is obtained.
Carbon black is not particularly limited, and carbon black commonly used in the tire industry can be used.

カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは25m/g以上、より好ましくは45m/g以上である。25m/g未満では、充分な補強性が得られず、充分な耐摩耗性が得られない傾向がある。カーボンブラックのNSAは、好ましくは200m/g以下、より好ましくは100m/g以下である。200m/gを超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 25 m 2 / g or more, more preferably 45 m 2 / g or more. If it is less than 25 m 2 / g, sufficient reinforcing properties cannot be obtained, and sufficient wear resistance tends to be not obtained. The N 2 SA of the carbon black is preferably 200 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2 / g or less. If it exceeds 200 m 2 / g, the fuel efficiency tends to deteriorate.
The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001.

最終的に得られるゴム組成物において、シリカの良好な分散状態が得られるという理由から、カーボンブラックの全量100質量%中、第一ベース練り工程で混練するカーボンブラックの配合量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。 In the finally obtained rubber composition, the amount of carbon black to be kneaded in the first base kneading step is preferably 90% out of 100% by mass of the total amount of carbon black because a good dispersion state of silica is obtained. It is at least 95% by mass, more preferably at least 95% by mass, still more preferably 100% by mass.

上記球状複合粒子及びシリカが不充分な分散状態でシランカップリング剤と反応することを防止するという観点から、第一ベース練り工程では、シランカップリング剤の配合量をできるだけ少なくすることが好ましい。シランカップリング剤の全量100質量%中、第一ベース練り工程で混練するシランカップリング剤の配合量は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0質量%(実質的に配合しない)である。 From the viewpoint of preventing the spherical composite particles and silica from reacting with the silane coupling agent in an insufficiently dispersed state, it is preferable to reduce the amount of the silane coupling agent as much as possible in the first base kneading step. The blending amount of the silane coupling agent to be kneaded in the first base kneading step in the total amount of 100% by mass of the silane coupling agent is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably 0% by mass ( Substantially not blended).

(第二ベース練り工程)
この工程では、第一ベース練り工程で得られたマスターバッチ及びシランカップリング剤を混練する。これらを混練する温度は、好ましくは120〜160℃であり、混練する時間は、好ましくは3〜10分である。また、混練方法は、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される混練機を使用できる。
(Second base kneading process)
In this step, the master batch and the silane coupling agent obtained in the first base kneading step are kneaded. The kneading temperature is preferably 120 to 160 ° C., and the kneading time is preferably 3 to 10 minutes. Moreover, the kneading | mixing method can use the kneading machine used in general rubber industries, such as a Banbury mixer and an open roll.

本発明におけるシランカップリング剤の種類は特に限定されるものではなく、従来からゴムやプラスチックなどに配合されるシランカップリング剤を用いることができる。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(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、良好な低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が得られるという理由から、スルフィド系のシランカップリング剤が好ましく、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)ジスルフィドがより好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドが更に好ましい。 The kind of the silane coupling agent in the present invention is not particularly limited, and a silane coupling agent that has been conventionally blended with rubber or plastic can be used. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, Bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis ( 4-triethoxysilylbutyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) trisulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) trisulfide, bis (3- bird Toxisilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) disulfide, Bis (4-trimethoxysilylbutyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilyl Ethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-trimethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetra Sulfides such as rufide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltri Mercapto series such as ethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, vinyl series such as vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltri Amino series such as methoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, Glycidoxy series such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-nitropropyltri Nitro-based compounds such as methoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane, chloro-based compounds such as 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane and 2-chloroethyltriethoxysilane These may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, a sulfide-based silane coupling agent is preferable because good fuel economy, wear resistance, and wet grip performance can be obtained. Bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-tri More preferred is ethoxysilylpropyl) disulfide, and even more preferred is bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide.

最終的に得られるゴム組成物において、シリカの良好な分散状態が得られるという理由から、シランカップリング剤の全量100質量%中、第二ベース練り工程で混練するシランカップリング剤の配合量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。 In the finally obtained rubber composition, the amount of the silane coupling agent kneaded in the second base kneading step is 100% by mass of the total amount of the silane coupling agent because a good dispersion state of silica is obtained. , Preferably it is 90 mass% or more, More preferably, it is 95 mass% or more, More preferably, it is 100 mass%.

第二ベース練り工程で得られた混練物に、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤などを添加して混練し、得られた未加硫ゴム組成物を通常の方法で加硫又は架橋することにより、本発明のゴム組成物が得られる。 To the kneaded product obtained in the second base kneading step, a vulcanized or cross-linking agent, a vulcanized or cross-linking accelerator, etc. are added and kneaded, and the resulting unvulcanized rubber composition is vulcanized or By crosslinking, the rubber composition of the present invention is obtained.

なお、本発明のゴム組成物は、上述の成分に加えて、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物として一般的に配合されている各種添加剤を配合できる。これらの添加剤を混練する工程は特に限定されないが、最終的に得られるゴム組成物において、シリカの良好な分散状態が得られるという理由から、第二ベース練り工程で混練することが好ましい。 In addition to the above-mentioned components, the rubber composition of the present invention can be blended with various additives generally blended as tire rubber compositions such as various oils, anti-aging agents, and plasticizers. The step of kneading these additives is not particularly limited, but in the final rubber composition, it is preferable to knead in the second base kneading step because a good dispersion state of silica is obtained.

以下、上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物の好ましい組成について説明する。 Hereinafter, a preferable composition of the rubber composition of the present invention obtained by the above production method will be described.

低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能を高度に両立できるという理由から、上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物において、全ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。同様の理由から、全ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上であり、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。 In the rubber composition of the present invention obtained by the above production method and the like, the content of NR in 100% by mass of all rubber components is preferable because of high compatibility between low fuel consumption, wear resistance and wet grip performance. Is 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less. For the same reason, the content of SBR in 100% by mass of the total rubber component is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less. It is.

上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物において、上記球状複合粒子の含有量は、全ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは8質量部以上である。5質量部未満であると、シリカの分散性が充分に改善されず、充分に低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能を向上できないおそれがある。また、上記球状複合粒子の含有量は、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは50質量部以下である。70質量部を超えると、耐摩耗性が低下するおそれがある。 In the rubber composition of the present invention obtained by the above production method or the like, the content of the spherical composite particles is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total rubber component. . If the amount is less than 5 parts by mass, the dispersibility of silica is not sufficiently improved, and there is a possibility that the fuel economy, wear resistance and wet grip performance cannot be sufficiently improved. Further, the content of the spherical composite particles is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, and still more preferably 50 parts by mass or less. When it exceeds 70 mass parts, there exists a possibility that abrasion resistance may fall.

上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物において、シリカの含有量は、全ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは50質量部以上である。5質量部未満では、充分な低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が得られない傾向がある。また、シリカの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは90質量部以下である。100質量部を超えると、シリカの再凝集により加工性が悪化し、更に耐摩耗性も低下する傾向がある。 In the rubber composition of the present invention obtained by the above production method, the silica content is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, and still more preferably 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components. More than part by mass. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient fuel economy, wear resistance and wet grip performance tend not to be obtained. The content of silica is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass or less. When the amount exceeds 100 parts by mass, the workability deteriorates due to re-aggregation of silica, and the wear resistance also tends to decrease.

上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、上記球状複合粒子及びシリカの合計100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは4質量部以上、更に好ましくは6質量部以上である。2質量部未満では、シリカの分散性が充分に改善されず、充分に低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能を向上できないおそれがある。また、シランカップリング剤の含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。15質量部を越えると、耐摩耗性が低下するおそれがある。 In the rubber composition of the present invention obtained by the above production method or the like, the content of the silane coupling agent is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 4 parts per 100 parts by mass in total of the spherical composite particles and silica. It is at least 6 parts by mass, more preferably at least 6 parts by mass. If it is less than 2 parts by mass, the dispersibility of silica is not sufficiently improved, and there is a possibility that the fuel economy, wear resistance and wet grip performance cannot be sufficiently improved. The content of the silane coupling agent is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 12 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less. If it exceeds 15 parts by mass, the wear resistance may be reduced.

カーボンブラックを配合する場合、上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、全ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。5質量部未満の場合、充分な補強性が得られず、充分な耐摩耗性が得られないおそれがある。カーボンブラックの含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは30質量部以下である。50質量部を超えると、低燃費性の改善効果が損なわれるおそれがある。 When carbon black is blended, in the rubber composition of the present invention obtained by the above production method or the like, the content of carbon black is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts per 100 parts by mass of all rubber components. More than part by mass. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient reinforcement cannot be obtained, and sufficient wear resistance may not be obtained. The content of carbon black is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and still more preferably 30 parts by mass or less. When it exceeds 50 mass parts, there exists a possibility that the improvement effect of low-fuel-consumption property may be impaired.

上記製造方法などにより得られる本発明のゴム組成物において、上記球状複合粒子、シリカ及びカーボンブラックの合計含有量は、全ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは50質量部以上、更に好ましくは80質量部以上、特に好ましくは95質量部以上である。10質量部未満では、充分な低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が得られない傾向がある。また、上記合計含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは140質量部以下である。150質量部を超えると、低燃費性、耐摩耗性が悪化する傾向がある。 In the rubber composition of the present invention obtained by the above production method, the total content of the spherical composite particles, silica and carbon black is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass of the total rubber components. 50 parts by mass or more, more preferably 80 parts by mass or more, and particularly preferably 95 parts by mass or more. If the amount is less than 10 parts by mass, sufficient fuel economy, wear resistance, and wet grip performance tend not to be obtained. The total content is preferably 150 parts by mass or less, and more preferably 140 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, fuel economy and wear resistance tend to deteriorate.

本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材に使用することができ、トレッド(特にキャップトレッド)に好適に使用できる。 The rubber composition of this invention can be used for each member of a tire, and can be used conveniently for a tread (especially cap tread).

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどのタイヤの各部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。 The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, if necessary, a rubber composition containing various additives is extruded in accordance with the shape of each member of a tire such as a tread at an unvulcanized stage, and is processed on a tire molding machine by a normal method. After forming and bonding together with other tire members to form an unvulcanized tire, the tire can be manufactured by heating and pressing in a vulcanizer.

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

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:RSS#3
SBR:旭化成(株)製のアサプレンE15(分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された変性S−SBR)
シリカ:デグッサ社製のVN3(NSA:175m/g)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のN351(NSA:69m/g)
球状複合粒子(A):下記製造例1で製造
球状複合粒子(B):下記製造例1で製造
球状複合粒子(C):下記製造例2で製造
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
硫黄:軽井沢硫黄(株)の製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
NR: RSS # 3
SBR: Asaprene E15 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. (modified S-SBR modified with a polyfunctional compound having two or more epoxy groups in the molecule and introduced with a hydroxyl group or an epoxy group)
Silica: VN3 manufactured by Degussa (N 2 SA: 175 m 2 / g)
Carbon black: N351 (N 2 SA: 69 m 2 / g) manufactured by Cabot Japan
Spherical composite particles (A): produced in the following Production Example 1 spherical composite particles (B): produced in the following Production Example 1 spherical composite particles (C): produced in the following Production Example 2 Silane coupling agent: Si266 manufactured by Degussa ( Bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide)
Process oil: Diana Process AH-24 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Wax: Sunnock N manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Anti-aging agent: Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Stearic acid “椿” manufactured by NOF Corporation
Zinc oxide: Zinc oxide sulfur manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Karuizawa Sulfur Co., Ltd .: Noxeller CZ manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

(製造例1)
1300ミリリットルのプラスチック容器に、1モル/リットル濃度のアンモニア水0.2ミリリットル/リットルを含有する水溶液250ミリリットルを入れ、これを磁気撹拌装置によって約60rpmで撹拌しながら、ビニルトリメトキシシラン(VTMS)5gをゆっくり添加し、上層にVTMS層を形成させた。次いで、これを室温にて上層が完全に消失するまで撹拌した後、VTMS3.3gとメチルトリメトキシシラン(MTMS)1.7gとの均質混合液をゆっくり添加し、上層にVTMSとMTMSの混合液層を形成させ、更にこの上層が完全に消失するまで撹拌した。次に、VTMS2.5gとMTMS2.5gとの均質混合液、VTMS1.7gとMTMS3.3gとの均質混合液及びMTMS5gを、上記と同様にして、それぞれ順次添加していき、傾斜的にケイ素化合物の組成を変化させてポリメチルシルセスキオキサン(PMSO)/ポリビニルシルセスキオキサン(PVSO)粒子の形成を行った。最後に添加したMTMS層消失後から、約2時間そのまま撹拌を行った後、25質量%アンモニア水2ミリリットルを添加し、形成した粒子を固化させた。更に、一夜熟成後、遠心分離して得られた粒子をメタノール中に投入してデカンテーションした後、アンモニア水の添加による粒子固化時に形成した微小粒子の除去を行い、約50℃で乾燥処理して、乾燥粉末(球状複合粒子前躯体)を得た。得られた球状複合粒子前躯体について、コールカウンターにて粒度分布及び粒子径を測定した結果、大きな粒子径ピークは1つだけ観察され、平均粒子径が3.232μm、CV値が1.55%の単分散粒子が得られていることが確認された。また、この球状複合粒子前躯体の赤外吸収スペクトルの測定により、PVSOとPMSOの複合粒子であることが確認された。次に、このようにして得られた球状複合粒子前躯体を、窒素雰囲気下、280℃又は400℃で2時間焼成を行い、下記表1記載の球状複合粒子(A)、(B)を得た。
(Production Example 1)
In a 1300 milliliter plastic container, 250 milliliters of an aqueous solution containing 0.2 milliliter / liter of 1 mol / liter ammonia water was placed, and this was stirred with a magnetic stirrer at about 60 rpm while vinyltrimethoxysilane (VTMS). 5 g was slowly added, and a VTMS layer was formed on the upper layer. Next, this was stirred at room temperature until the upper layer completely disappeared, and then a homogeneous mixture of 3.3 g of VTMS and 1.7 g of methyltrimethoxysilane (MTMS) was slowly added, and a mixture of VTMS and MTMS was added to the upper layer. A layer was formed and further stirred until the upper layer disappeared completely. Next, a homogenous mixture of 2.5 g of VTMS and 2.5 g of MTMS, a homogenous mixture of 1.7 g of VTMS and 3.3 g of MTMS, and 5 g of MTMS were sequentially added in the same manner as described above, and the silicon compound was gradually added. The polymethylsilsesquioxane (PMSO) / polyvinylsilsesquioxane (PVSO) particles were formed by changing the composition. After disappearance of the MTMS layer added last, the mixture was stirred as it was for about 2 hours, and then 2 ml of 25 mass% ammonia water was added to solidify the formed particles. Furthermore, after aging overnight, the particles obtained by centrifugation are put into methanol and decanted, and then the fine particles formed at the time of solidification by adding aqueous ammonia are removed and dried at about 50 ° C. Thus, a dry powder (spherical composite particle precursor) was obtained. As a result of measuring the particle size distribution and particle size of the obtained spherical composite particle precursor with a coal counter, only one large particle size peak was observed, the average particle size was 3.232 μm, and the CV value was 1.55%. It was confirmed that the monodisperse particles were obtained. Moreover, it was confirmed by the measurement of the infrared absorption spectrum of this spherical composite particle precursor that it is a composite particle of PVSO and PMSO. Next, the spherical composite particle precursor thus obtained was fired at 280 ° C. or 400 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere to obtain spherical composite particles (A) and (B) shown in Table 1 below. It was.

(製造例2)
300ミリリットルのプラスチック容器に、イオン交換水225ミリリットル及びVTMS25gを入れ、均一になるまで撹拌して部分加水分解液(i)を得た。同様に、300ミリリットルのプラスチック容器に、イオン交換水225ミリリットル及びMTMS25gを入れ、均一になるまで撹拌して部分加水分解液(ii)を得た。 一方、1000ミリリットル容のプラスチック容器に、イオン交換水500ミリリットル及び1モル/リットル濃度のアンモニア水0.2ミリリットルを入れ、均一になるまで撹拌して液(iii)を得た。次に、上記部分加水分解液(ii)を撹拌中の部分加水分解液(i)に連続的に滴下させながら、その部分加水分解液(i)を撹拌中の液(iii)に同速度で滴下し、最終的な部分加水分解液(i)から液(iii)への滴下までを5時間かけて行った。滴下終了後、そのまま約2.5時間撹拌した後、25質量%アンモニア水2ミリリットルを添加し、形成した粒子を固化させた。その後は、製造例1と同様の操作を行い、乾燥粉末(球状複合粒子前躯体)を得た。得られた球状複合粒子前躯体について、コールターカウンターにて粒度分布及び粒径を測定した結果、大きな粒径ピークは1つだけ観察され、平均粒径が2.20μm、CV値が2.01%の単分散粒子が得られていることが確認された。また、赤外吸収スペクトルにより、PMSOとPVSOの複合粒子であることが確認された。次に、このようにして得られた球状複合粒子前躯体を、窒素雰囲気下で350℃の温度にて2時間焼成を行い、下記表1記載の球状複合粒子(C)を得た。
(Production Example 2)
In a 300 ml plastic container, 225 ml of ion exchanged water and 25 g of VTMS were placed and stirred until uniform to obtain a partially hydrolyzed liquid (i). Similarly, 225 ml of ion-exchanged water and 25 g of MTMS were placed in a 300 ml plastic container, and stirred until uniform to obtain a partially hydrolyzed liquid (ii). On the other hand, 500 ml of ion exchange water and 0.2 ml of 1 mol / liter ammonia water were placed in a 1000 ml plastic container and stirred until uniform to obtain a liquid (iii). Next, while continuously dropping the partial hydrolyzed liquid (ii) onto the partial hydrolyzed liquid (i) being stirred, the partial hydrolyzed liquid (i) is added to the liquid (iii) being stirred at the same speed. It dripped and the dripping from the final partial hydrolysis liquid (i) to the liquid (iii) was performed over 5 hours. After the completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for about 2.5 hours, and then 2 ml of 25% by mass ammonia water was added to solidify the formed particles. Thereafter, the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain a dry powder (spherical composite particle precursor). The obtained spherical composite particle precursor was measured for particle size distribution and particle size with a Coulter counter. As a result, only one large particle size peak was observed, the average particle size was 2.20 μm, and the CV value was 2.01%. It was confirmed that the monodisperse particles were obtained. Moreover, it was confirmed by the infrared absorption spectrum that it is a composite particle of PMSO and PVSO. Next, the spherical composite particle precursor thus obtained was baked for 2 hours at a temperature of 350 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain spherical composite particles (C) shown in Table 1 below.

Figure 2013043900
Figure 2013043900

(実施例及び比較例)
表2の工程(1)に示す材料を1.7Lの密閉型バンバリーミキサー中に投入し、温度140℃になるまで4分間混練し、145℃になったところで放出した。混練時間の合計は5分であった。(第一ベース練り工程)
次に、工程(1)で得られたマスターバッチと表2の工程(2)に示す材料とを1.7Lの密閉型バンバリーミキサー中に投入し、更に温度150℃になるまで約3分間混練し、155℃になったところで放出した。混練時間の合計は5分であった。(第二ベース練り工程)
次に、工程(2)で得られた混練物に、更に表2の工程(3)に示す材料を加え、オープンロールで約2分間混練し、未加硫ゴム組成物を得た。(仕上げ練り工程)
得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
(Examples and Comparative Examples)
The material shown in step (1) of Table 2 was put into a 1.7 L closed banbury mixer, kneaded for 4 minutes until the temperature reached 140 ° C, and discharged when the temperature reached 145 ° C. The total kneading time was 5 minutes. (First base kneading process)
Next, the master batch obtained in the step (1) and the material shown in the step (2) in Table 2 are put into a 1.7 L closed Banbury mixer and further kneaded for about 3 minutes until the temperature reaches 150 ° C. And it released when it reached 155 ° C. The total kneading time was 5 minutes. (Second base kneading process)
Next, the material shown in step (3) of Table 2 was further added to the kneaded product obtained in step (2), and kneaded for about 2 minutes with an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. (Finish kneading process)
The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized with a 0.5 mm thick mold at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.

上記加硫ゴム組成物を用いて以下の評価を行った。その結果を表2に示す。 The following evaluation was performed using the vulcanized rubber composition. The results are shown in Table 2.

(ペイン効果(シリカの分散性))
アルファーテクノロジー社製RPA2000を用いて、測定温度110℃(予熱1分)、周波数6cpm、振幅0.28〜10%の条件で、上記加硫ゴム組成物の貯蔵弾性率の歪依存性を測定し、歪量0.56%時の貯蔵弾性率の値を求めた。結果は、比較例1の値を100として指数表示した(ペイン効果指数)。指数が小さいほどフィラーの分散不良塊が少なく、フィラーの分散性が良好であることを示す。本実施例では、フィラー中に占めるシリカの割合が大きいため、ペイン効果指数は、主にシリカの分散性を示している。
(Pain effect (silica dispersibility))
Using RPA2000 manufactured by Alpha Technology, the strain dependence of the storage elastic modulus of the vulcanized rubber composition was measured under the conditions of a measurement temperature of 110 ° C. (preheating 1 minute), a frequency of 6 cpm, and an amplitude of 0.28 to 10%. The value of the storage elastic modulus when the strain amount was 0.56% was determined. The results are displayed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100 (Pain effect index). The smaller the index, the smaller the number of poorly dispersed filler particles, and the better the dispersibility of the filler. In this example, since the proportion of silica in the filler is large, the Payne effect index mainly indicates the dispersibility of silica.

(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度60℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で上記加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例1のtanδを100として、下記計算式により指数表示した(転がり抵抗指数)。指数が大きいほど転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Viscoelasticity test)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the loss tangent (tan δ) of the vulcanized rubber composition was measured under conditions of a temperature of 60 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%. The tan δ of Comparative Example 1 was set to 100, and the index was expressed by the following formula (rolling resistance index). A larger index indicates lower rolling resistance and better fuel efficiency.
(Rolling resistance index) = (tan δ of Comparative Example 1) / (tan δ of each formulation) × 100

(耐摩耗性試験)
ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ率20%及び試験時間2分間の条件下で上記加硫ゴム組成物のランボーン摩耗量を測定した。そして、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、比較例1の容積損失量を100とし、下記計算式により、各配合の容積損失量を指数表示した(耐摩耗性指数)。指数が大きいほど、耐摩耗性が高く、耐久性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各配合の容積損失量)/(比較例1の容積損失量)×100
(Abrasion resistance test)
Using a Lambourn abrasion tester, the Lambourn abrasion amount of the vulcanized rubber composition was measured under the conditions of a temperature of 20 ° C., a slip ratio of 20% and a test time of 2 minutes. Then, the volume loss amount was calculated from the measured amount of Lambourn wear, the volume loss amount of Comparative Example 1 was set to 100, and the volume loss amount of each formulation was displayed as an index (wear resistance index) by the following formula. The larger the index, the higher the wear resistance and the better the durability.
(Abrasion resistance index) = (Volume loss amount of each formulation) / (Volume loss amount of Comparative Example 1) × 100

(ウェットグリップ性能試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度0℃、初期歪み10%、動歪み5%の条件下で上記加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例1のtanδを100として、下記計算式により指数表示した(ウェットグリップ性能指数)。指数が大きいほど、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
(ウェットグリップ性能指数)=(各配合のtanδ)/(比較例1のtanδ)×100
(Wet grip performance test)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the loss tangent (tan δ) of the vulcanized rubber composition was measured at a temperature of 0 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 5%. The tan δ of Comparative Example 1 was set to 100, and the index was expressed by the following formula (wet grip performance index). It shows that it is excellent in wet grip performance, so that an index | exponent is large.
(Wet grip performance index) = (tan δ of each formulation) / (tan δ of Comparative Example 1) × 100

Figure 2013043900
Figure 2013043900

表2より、ゴム成分と、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子と、シリカとを混練し、得られたマスターバッチとシランカップリング剤とを混練することにより得られた実施例は、シリカが良好に分散し、低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能の全ての性能が改善した。一方、比較例2〜4は、上記球状複合粒子を配合しているが、シランカップリング剤の全量を第一ベース練り工程で混練しているため、シリカの分散性を充分に向上させることができず、低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が対応する実施例よりも劣っていた。また、上記球状複合粒子の代わりにシリカを増量した比較例5は、シリカの分散性が低く、低燃費性が大きく悪化した。 From Table 2, Examples obtained by kneading a rubber component, spherical composite particles containing two or more kinds of polyorganosiloxane, and silica, and kneading the obtained master batch and a silane coupling agent are as follows: Silica was well dispersed, and all of the fuel efficiency, wear resistance and wet grip performance were improved. On the other hand, Comparative Examples 2 to 4 contain the above spherical composite particles, but since the entire amount of the silane coupling agent is kneaded in the first base kneading step, the dispersibility of silica can be sufficiently improved. However, the fuel economy, wear resistance, and wet grip performance were inferior to the corresponding examples. In Comparative Example 5 in which the amount of silica was increased instead of the spherical composite particles, the dispersibility of silica was low, and the fuel efficiency was greatly deteriorated.

Claims (10)

ゴム成分と、2種以上のポリオルガノシロキサンを含む球状複合粒子と、シリカとを混練し、
得られたマスターバッチとシランカップリング剤とを混練することにより得られるタイヤ用ゴム組成物。
Kneading a rubber component, spherical composite particles containing two or more polyorganosiloxanes, and silica;
A rubber composition for tires obtained by kneading the obtained master batch and a silane coupling agent.
前記2種以上のポリオルガノシロキサンがそれぞれ異なる有機基を有するものである請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to claim 1, wherein the two or more kinds of polyorganosiloxanes have different organic groups. 全ゴム成分100質量部に対して、前記球状複合粒子の含有量が5〜70質量部、前記シリカの含有量が5〜100質量部であり、
前記球状複合粒子及び前記シリカの合計含有量100質量部に対する前記シランカップリング剤の含有量が2〜15質量部である請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
The content of the spherical composite particles is 5 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components, and the content of the silica is 5 to 100 parts by mass.
The rubber composition for a tire according to claim 1 or 2, wherein the content of the silane coupling agent with respect to 100 parts by mass of the total content of the spherical composite particles and the silica is 2 to 15 parts by mass.
前記マスターバッチが、前記ゴム成分、前記球状複合粒子及び前記シリカとともにカーボンブラックを混練して得られたものである請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the master batch is obtained by kneading carbon black together with the rubber component, the spherical composite particles, and the silica. 全ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックの含有量が5〜50質量部、前記球状複合粒子、前記シリカ及び前記カーボンブラックの合計含有量が10〜150質量部である請求項4記載のタイヤ用ゴム組成物。 The content of the carbon black is 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components, and the total content of the spherical composite particles, the silica and the carbon black is 10 to 150 parts by mass. Rubber composition for tires. 前記マスターバッチ及び前記シランカップリング剤を混練する温度が120〜160℃であり、混練する時間が3〜10分である請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein a temperature at which the master batch and the silane coupling agent are kneaded is 120 to 160 ° C, and a time for kneading is 3 to 10 minutes. 前記球状複合粒子の組成が粒子中心部から表面方向に向って段階的又は連続的に変化している請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the composition of the spherical composite particles changes stepwise or continuously from the particle center toward the surface. トレッド用ゴム組成物として用いられる請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 7, which is used as a tread rubber composition. 前記ゴム成分、前記球状複合粒子及び前記シリカを混練して前記マスターバッチを調製する第一ベース練り工程と、
前記マスターバッチ及び前記シランカップリング剤を混練する第二ベース練り工程とを含む請求項1〜8のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
A first base kneading step of kneading the rubber component, the spherical composite particles and the silica to prepare the master batch;
The manufacturing method of the rubber composition for tires in any one of Claims 1-8 including the 2nd base kneading process which knead | mixes the said masterbatch and the said silane coupling agent.
請求項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。 The pneumatic tire produced using the rubber composition in any one of Claims 1-8.
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JP2017206608A (en) * 2016-05-18 2017-11-24 横浜ゴム株式会社 Method for producing rubber composition for tire
JP2017222736A (en) * 2016-06-13 2017-12-21 株式会社ブリヂストン Method for producing rubber composition for tire
WO2019031538A1 (en) * 2017-08-10 2019-02-14 住友化学株式会社 Method for producing rubber composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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