JP2018177835A - Production method of rubber composition for tire - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a rubber composition for a tire, by which a rubber composition for a tire can be obtained that has increased dispersibility of silica and is improved in high mileage property and wet grip performance in a balanced manner, while achieving good processability.SOLUTION: The production method of a rubber composition for a tire includes: a first base kneading step of kneading a rubber component, silica and a silane coupling agent; a second base kneading step of kneading a first kneaded material obtained in the first base kneading step with a vulcanization accelerator; a finish kneading step of kneading a second kneaded material obtained in the second base kneading step with a vulcanizing agent; and an extrusion step of extruding a third kneaded material obtained in the finish kneading step. The extrusion step is performed by controlling a screw temperature of an extruder to 50 to 90°C.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rubber composition for a tire.

タイヤ用ゴム組成物においては、低燃費性及びウェットグリップ性をバランスよく向上させる目的で、シリカを配合する技術が広く使用されている。 In the rubber composition for tires, the technique which mix | blends a silica is widely used in order to improve fuel economy and wet grip property with sufficient balance.

シリカは、凝集性が高く、ゴム中に均一に分散させることは困難であるため、シリカと結合し、シリカの分散を促進するシランカップリング剤と併用することが一般的である。従来から、シリカの分散性の向上のために、シランカップリング剤の反応性を高める手法が種々検討されており、例えば、特許文献1では、ヒドロキシ酸、イタコン酸をゴム組成物に配合する手法が開示されている。また、シランカップリング剤の反応性を高める他の手法として、通常は仕上げ練り工程で投入する加硫促進剤を、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤とともにベース練り工程で投入する手法も知られている。しかしながら、近年では、シリカの分散性の更なる向上が求められている。 Silica is highly cohesive and difficult to be uniformly dispersed in rubber, and therefore, it is generally used in combination with a silane coupling agent which binds to silica and promotes the dispersion of silica. Conventionally, in order to improve the dispersibility of silica, various methods for enhancing the reactivity of a silane coupling agent have been studied. For example, in Patent Document 1, a method of blending a hydroxy acid and itaconic acid in a rubber composition Is disclosed. In addition, as another method for enhancing the reactivity of the silane coupling agent, a method is also known in which a vulcanization accelerator, which is usually added in the final mixing step, is added together with the rubber component, silica and the silane coupling agent in the base mixing step. ing. However, in recent years, further improvement of the dispersibility of silica is required.

国際公開第2011/062099号International Publication No. 2011/062099

本発明は、前記課題を解決し、良好な加工性を得つつ、シリカの分散性を向上させ、低燃費性及びウェットグリップ性能がバランス良く改善されたタイヤ用ゴム組成物が得られるタイヤ用ゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, improves the dispersibility of silica while obtaining good processability, and provides a rubber composition for a tire from which the low fuel consumption and wet grip performance are improved in a well-balanced manner. It is an object of the present invention to provide a method of producing a composition.

本発明は、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤を混練する第一ベース練り工程と、前記第一ベース練り工程で得られた第一混練物及び加硫促進剤を混練する第二ベース練り工程と、前記第二ベース練り工程で得られた第二混練物及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、前記仕上げ練り工程で得られた第三混練物を押し出す押出工程とを含み、前記押出工程は、押出機のスクリュー温度を50〜90℃に調整して行われるタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。 The present invention comprises a first base kneading step of kneading a rubber component, silica and a silane coupling agent, and a second base kneading step of kneading the first kneaded product and the vulcanization accelerator obtained in the first base kneading step. And a final kneading step of kneading the second kneaded material obtained in the second base kneading step and the vulcanizing agent, and an extrusion step of extruding the third kneaded material obtained in the final kneading step. A process relates to the manufacturing method of the rubber composition for tires performed by adjusting the screw temperature of an extruder to 50-90 ° C.

本発明によれば、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤を混練する第一ベース練り工程と、前記第一ベース練り工程で得られた第一混練物及び加硫促進剤を混練する第二ベース練り工程と、前記第二ベース練り工程で得られた第二混練物及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、前記仕上げ練り工程で得られた第三混練物を押し出す押出工程とを含み、前記押出工程は、押出機のスクリュー温度を50〜90℃に調整して行われるタイヤ用ゴム組成物の製造方法であるので、良好な加工性を得つつ、シリカの分散性を向上させ、低燃費性及びウェットグリップ性能がバランス良く改善されたタイヤ用ゴム組成物が得られる。 According to the present invention, the first base kneading step of kneading the rubber component, the silica and the silane coupling agent, and the second base of kneading the first kneaded product and the vulcanization accelerator obtained in the first base kneading step A final kneading step of kneading the second kneaded product obtained in the second base kneading step and the vulcanizing agent, and an extruding step of extruding the third kneaded material obtained in the final kneading step; Since the said extrusion process is a manufacturing method of the rubber composition for tires performed by adjusting the screw temperature of an extruder to 50-90 degreeC, the dispersibility of a silica is improved, obtaining favorable processability, and low. A rubber composition for a tire having well-balanced fuel economy and wet grip performance can be obtained.

本発明は、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤を混練する第一ベース練り工程と、前記第一ベース練り工程で得られた第一混練物及び加硫促進剤を混練する第二ベース練り工程と、前記第二ベース練り工程で得られた第二混練物及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、前記仕上げ練り工程で得られた第三混練物を押し出す押出工程とを含み、前記押出工程は、押出機のスクリュー温度を50〜90℃に調整して行われるタイヤ用ゴム組成物の製造方法である。 The present invention comprises a first base kneading step of kneading a rubber component, silica and a silane coupling agent, and a second base kneading step of kneading the first kneaded product and the vulcanization accelerator obtained in the first base kneading step. And a final kneading step of kneading the second kneaded material obtained in the second base kneading step and the vulcanizing agent, and an extrusion step of extruding the third kneaded material obtained in the final kneading step. A process is a manufacturing method of a rubber composition for tires performed by adjusting screw temperature of an extruder to 50-90 ° C.

混練工程で得られた混練物を押出機で混練する際、押出機の温度調整を高い温度に設定する方がカップリング剤の反応率が上がり、シリカ分散性が高くなるが、通常の配合ではヤケが生じるという問題がある。本発明では、加硫促進剤をベース練りで添加・混練することでシリカ分散を向上させること、更に押出機のスクリュー温度を高めることでシリカ分散が向上すること、により、良好な加工性を得つつ、シリカ分散を顕著に向上できる。 When the kneaded material obtained in the kneading step is kneaded with an extruder, the reaction rate of the coupling agent is increased and the silica dispersibility is increased by setting the temperature control of the extruder to a higher temperature, but in the case of ordinary compounding There is a problem that burns occur. In the present invention, good processability is obtained by improving the silica dispersion by adding and kneading the vulcanization accelerator based on the base kneading, and further improving the silica dispersion by raising the screw temperature of the extruder. At the same time, silica dispersion can be significantly improved.

これは、加硫促進剤をベース練りで投入することにより、低粘度の配合ゴムが得られるため、発熱を抑制できること、そのため、高温条件でも焼けにくいので、押出機のスクリュー温度を高めることができること、によるもので、これにより、良好な加工性を得ながら、シリカ分散が相乗的に向上したものと推察される。従って、混練中のヤケ等を防止して良好な加工性(混練加工性、押出加工性)を得つつ、低燃費性及びウェットグリップ性能の性能バランスを相乗的に改善できる。 This is because mixing rubber of low viscosity can be obtained by charging the vulcanization accelerator based on the base, and thus heat generation can be suppressed. Therefore, since it is hard to burn even under high temperature conditions, screw temperature of the extruder can be raised. It is assumed that the silica dispersion is synergistically improved while obtaining good processability. Therefore, it is possible to synergistically improve the balance of low fuel consumption and wet grip performance while preventing burn and the like during kneading to obtain good processability (kneading processability, extrusion processability).

以下、各工程の詳細について説明する。
(第一ベース練り工程)
第一ベース練り工程では、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤を混練する。
The details of each step will be described below.
(First base kneading process)
In the first base kneading step, the rubber component, silica and a silane coupling agent are kneaded.

ゴム成分としては、例えば、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)等のジエン系ゴムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、SBR、BRが好ましく、SBR、BRの併用がより好ましい。 Examples of the rubber component include diene rubbers such as natural rubber (NR), epoxidized natural rubber (ENR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and styrene butadiene rubber (SBR). These may be used alone or in combination of two or more. Among them, SBR and BR are preferable, and combined use of SBR and BR is more preferable.

シランカップリング剤としては特に限定されないが、例えば、スルフィド系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、スルフィド系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)テトラスルフィドがより好ましい。 Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, a sulfide type, a vinyl type, an amino type, glycidoxy type, a nitro type, a chloro type silane coupling agent etc. are mentioned. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, sulfide-based silane coupling agents are preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is more preferable.

シリカ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。シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50〜250m/g、より好ましくは120〜200m/gである。
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 silica is not particularly limited, and those common in the tire industry can be used. The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 50 to 250 m 2 / g, more preferably 120 to 200 m 2 / g.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.

第一ベース練り工程において、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤の投入量は、全量(全工程で使用する合計量)であってもよいし、一部であってもよい。
シリカの分散をより促進できるという理由から、ゴム成分は、第一ベース練り工程で全量を投入して混練することが好ましく、シリカ及びシランカップリング剤は、一部を第一ベース練り工程で投入して混練し、残部を第二ベース練り工程で投入して混練することが好ましい。
In the first base kneading step, the input amounts of the rubber component, the silica and the silane coupling agent may be all (total amount used in all steps) or may be a part.
It is preferable to add and knead | mix the whole rubber component in a 1st base kneading process from the reason that dispersion of a silica can be promoted more, and a silica and a silane coupling agent introduce | transduce a part at a 1st base kneading process It is preferable to knead the mixture and to charge the remaining part in the second base kneading step.

第一ベース練り工程では、上述のゴム成分、シリカ、シランカップリング剤以外に、他の成分を投入して混練してもよい。他の成分としては、第二ベース練り工程で投入する加硫促進剤や、仕上げ練り工程で投入する加硫剤以外であれば特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、オイル等が挙げられる。 In the first base kneading step, in addition to the above-mentioned rubber component, silica and silane coupling agent, other components may be added and kneaded. The other components are not particularly limited as long as they are other than the vulcanization accelerator charged in the second base kneading step and the vulcanizing agent charged in the final kneading step, and examples thereof include carbon black, oil and the like.

第一ベース練り工程の混練は、公知の混練機を用いて実施でき、例えば、密閉型のバンバリーミキサーを用いて行われることが好ましい。バンバリーミキサーのローターの形状は、接線式、噛合式のいずれであってもよい。 The kneading in the first base kneading step can be carried out using a known kneader, and for example, is preferably carried out using a closed Banbury mixer. The shape of the Banbury mixer rotor may be either tangential or meshing.

第一ベース練り工程において、第一混練物の排出温度は、シリカ及びシランカップリング剤の反応促進効果の観点から、130〜160℃が好ましい。 In the first base kneading step, the discharge temperature of the first kneaded material is preferably 130 to 160 ° C. from the viewpoint of the reaction promoting effect of the silica and the silane coupling agent.

(第二ベース練り工程)
第二ベース練り工程では、第一ベース練り工程で得られた第一混練物及び加硫促進剤を混練する。
(2nd base kneading process)
In the second base kneading step, the first kneaded product and the vulcanization accelerator obtained in the first base kneading step are kneaded.

加硫促進剤としては特に限定されないが、例えば、グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、チオウレア類、キサントゲン酸塩類等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという理由から、グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チウラム類が好ましい。 The vulcanization accelerator is not particularly limited, and examples thereof include guanidines, sulfenamides, thiazoles, thiurams, dithiocarbamates, thioureas, xanthogenates and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, guanidines, sulfenamides, thiazoles and thiurams are preferable because the effects of the present invention can be obtained well.

グアニジン類としては、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、1−o−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−o−トリルグアニジン塩、1,3−ジ−o−クメニルグアニジン、1,3−ジ−o−ビフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−クメニル−2−プロピオニルグアニジン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジンが好ましい。 As guanidines, 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolyl guanidine, 1-o-tolylbiguanide, di-o-tolyl guanidine salt of dicatechol borate, 1,3-di-o- Examples include cumenyl guanidine, 1,3-di-o-biphenyl guanidine, 1,3-di-o-cumenyl-2-propionyl guanidine and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among these, 1,3-diphenylguanidine and 1,3-di-o-tolyl guanidine are preferable.

スルフェンアミド類としては、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−メチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが好ましい。 As sulfenamides, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide, N-methyl-2-benzothiazolylsulfenamide and the like can be mentioned. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide is preferable.

チアゾール類としては、2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モリホリノチオ)ベンゾチアゾール等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィドが好ましい。 As thiazoles, 2-mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl disulfide (MBTS), 2- (2,4-dinitrophenyl) mercaptobenzothiazole, 2- (2,6-diethyl-4-morpholinothio) benzo Thiazole etc. are mentioned. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, 2-mercaptobenzothiazole and dibenzothiazyl disulfide are preferable.

チウラム類としては、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィドが好ましい。 Examples of thiurams include tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and tetrabenzylthiuram disulfide are preferable.

第二ベース練り工程において、加硫促進剤の投入量は、全量(全工程で使用する合計量)であってもよいし、一部であってもよいが、シリカの分散をより促進できるという理由から、一部を第二ベース練り工程で投入して混練し、残部を仕上げ練り工程で投入して混練することが好ましい。
また、シランカップリング剤とシリカの反応促進効果の観点から、加硫促進剤の投入量は、シリカの投入量100質量部に対して、0.1〜10質量部に設定することが好ましい。
In the second base kneading step, the input amount of the vulcanization accelerator may be the entire amount (total amount used in all steps) or may be a part, but the dispersion of silica can be further promoted. From the reason, it is preferable to partially charge and knead in the second base kneading step, and to charge and knead the remaining portion in the final kneading step.
Further, from the viewpoint of the reaction promoting effect of the silane coupling agent and the silica, the amount of the vulcanization accelerator to be added is preferably set to 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amount of silica added.

第二ベース練り工程では、上述の第一混練物、加硫促進剤以外に、他の成分を投入して混練してもよい。他の成分としては、仕上げ練り工程で投入する加硫剤以外であれば特に限定されないが、例えば、シリカ、シランカップリング剤、オイル、ステアリン酸、老化防止剤等が挙げられる。 In the second base kneading step, components other than the above-described first kneaded product and vulcanization accelerator may be charged and kneaded. The other components are not particularly limited as long as they are other than the vulcanizing agent added in the final kneading step, and examples thereof include silica, a silane coupling agent, an oil, stearic acid, an antiaging agent and the like.

第二ベース練り工程の混練は、公知の混練機を用いて実施でき、例えば、第一ベース練り工程と同様の密閉型のバンバリーミキサーを用いて実施できる。 The kneading in the second base kneading step can be carried out using a known kneader, and can be carried out using, for example, a closed Banbury mixer similar to the first base kneading step.

第二ベース練り工程において、第二混練物の排出温度は、シリカ及びシランカップリング剤の反応促進効果の観点から、130〜160℃が好ましい。 In the second base kneading step, the discharge temperature of the second kneaded material is preferably 130 to 160 ° C. from the viewpoint of the reaction promoting effect of the silica and the silane coupling agent.

(仕上げ練り工程)
仕上げ練り工程では、第二ベース練り工程で得られた第二混練物及び加硫剤を混練する。
(Finishing process)
In the final kneading step, the second kneaded product and the vulcanizing agent obtained in the second base kneading step are kneaded.

仕上げ練り工程の混練方法としては特に限定されず、例えば、オープンロール等の公知の混練機を用いることができる。第三混練物の排出温度は、80〜120℃が好ましい。 It does not specifically limit as a kneading method of a finishing kneading process, For example, well-known kneaders, such as an open roll, can be used. The discharge temperature of the third kneaded material is preferably 80 to 120 ° C.

仕上げ練り工程で投入する加硫剤としては、ゴム成分を架橋可能な薬品であれば特に限定されないが、例えば、硫黄等が挙げられる。また、ハイブリッド架橋剤(有機架橋剤)についても本発明における加硫剤として使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、硫黄が好ましい。 The vulcanizing agent to be added in the finishing and kneading step is not particularly limited as long as it is a chemical which can crosslink the rubber component, and examples thereof include sulfur and the like. In addition, a hybrid crosslinking agent (organic crosslinking agent) can also be used as a vulcanizing agent in the present invention. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, sulfur is preferred.

なお、仕上げ練り工程では、上述の加硫剤以外に、他の成分を投入して混練してもよい。他の成分としては、例えば、加硫促進剤、酸化亜鉛等が挙げられる。 In the finishing and kneading step, components other than the above-mentioned vulcanizing agent may be added and kneaded. As other components, for example, a vulcanization accelerator, zinc oxide and the like can be mentioned.

仕上げ練り工程で投入する加硫促進剤としては、ベース練り工程で投入する加硫促進剤と同様のものを使用できるが、グアニジン類、チアゾール類、スルフェンアミド類が好ましく、グアニジン類、チアゾール類、スルフェンアミド類の併用がより好ましい。 As the vulcanization accelerator to be added in the final kneading step, the same one as the vulcanization accelerator to be added in the base kneading step can be used, but guanidines, thiazoles and sulfenamides are preferable, and guanidines and thiazoles are preferable. More preferred is a combined use of sulfenamides.

(押出工程)
押出工程では、仕上げ練り工程で得られた第三混練物をシート状に押出成形する。押出工程では、例えば、ゴム分野で公知のシリンダ及びスクリューを有する押出機を用いて実施することが可能である。
(Extrusion process)
In the extrusion step, the third kneaded product obtained in the final kneading step is extruded into a sheet. The extrusion process can be carried out, for example, using an extruder having a cylinder and a screw known in the rubber field.

押出工程は、押出機のスクリュー温度を50〜90℃に調整して行われる。つまり、第三混練物の混練(押出)時において、押出機に備えられているスクリューの温度を所定範囲に調整して押出工程が実施される。下限以上にすることで、カップリング反応が進行し、シリカ分散が向上する傾向がある。上限以下にすることで、ゴムシートの生地肌を良好にすると共に、シリカ分散が向上する傾向がある。該スクリュー温度は、好ましくは55〜85℃、より好ましくは60〜80℃である。 The extrusion process is performed by adjusting the screw temperature of the extruder to 50 to 90 ° C. That is, at the time of the kneading | mixing (extrusion) of a 3rd kneaded material, the temperature of the screw with which the extruder is equipped is adjusted to a predetermined range, and an extrusion process is implemented. By setting the content to the lower limit or more, the coupling reaction proceeds and the silica dispersion tends to be improved. By setting the content to the upper limit or less, the texture of the rubber sheet can be improved, and the silica dispersion tends to be improved. The screw temperature is preferably 55 to 85 ° C, more preferably 60 to 80 ° C.

押出機のスクリューの温度調整は、温水を循環させるジャケット、冷却装置、循環ポンプ、加熱装置、温度センサーなどにより構成される温度調整装置を用いて調整できる。例えば、温度調整装置をスクリュー部に対して設置し、温度センサーによる温水の温度測定の結果に基づいて冷却装置や加熱装置を稼働させることにより、スクリュー部のジャケットに供給する温水の温度を調整することで、スクリュー部の温度を調整できる。 The temperature control of the screw of the extruder can be adjusted using a temperature control device constituted by a jacket for circulating warm water, a cooling device, a circulation pump, a heating device, a temperature sensor and the like. For example, the temperature control device is installed to the screw unit, and the temperature of hot water supplied to the jacket of the screw unit is adjusted by operating the cooling device or the heating device based on the result of temperature measurement of the hot water by the temperature sensor Thus, the temperature of the screw portion can be adjusted.

(加硫工程)
前述の工程で作製された混練物(未加硫ゴム組成物)は、通常、その後加硫される。例えば、未加硫ゴム組成物を、トレッド等のタイヤ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することで、タイヤを製造することができる。加硫温度は、130〜200℃が好ましく、加硫時間は、5〜15分が好ましい。
(Vulcanization process)
The kneaded material (unvulcanized rubber composition) produced in the above-mentioned steps is usually vulcanized thereafter. For example, an unvulcanized rubber composition is extruded according to the shape of a tire member such as a tread, molded by a usual method on a tire molding machine, and bonded together with other tire members, an unvulcanized tire The tire can be manufactured by applying heat and pressure in a vulcanizer after forming the. The vulcanization temperature is preferably 130 to 200 ° C., and the vulcanization time is preferably 5 to 15 minutes.

低燃費性及びウェットグリップ性能がバランスよく得られるという理由から、本発明の製造方法により得られるゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは60質量部以上であり、また、好ましくは200質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。 In the rubber composition obtained by the manufacturing method of the present invention, the content of the silica is preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component because the fuel economy and wet grip performance are obtained in a balanced manner. More preferably, it is 60 mass parts or more, Preferably, it is 200 mass parts or less, More preferably, it is 100 mass parts or less.

低燃費性及びウェットグリップ性能がバランスよく得られるという理由から、本発明の製造方法により得られるゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、シリカ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質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。 In the rubber composition obtained by the production method of the present invention, the content of the silane coupling agent is preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silica because the fuel economy and the wet grip performance are obtained in a balanced manner. The amount is preferably at least 8 parts by mass, more preferably at most 20 parts by mass, and more preferably at most 15 parts by mass.

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。 Although the present invention will be specifically described based on examples, the present invention is not limited to these.

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。
SBR:日本ゼオン(株)製のNipol NS210(S−SBR)
BR:宇部興産(株)製のBR150B
シリカ:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(NSA:175m/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイヤブラックN220(NSA:114m/g)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX140(アロマオイル)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
加硫促進剤D:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3−ジフェニルグアニジン)
加硫促進剤DT:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDT(1,3−ジ−o−トリルグアニジン)
加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤M−P:大内新興化学工業(株)製のノクセラーM−P(2−メルカプトベンゾチアゾール)
加硫促進剤TOT−N:大内新興化学工業(株)製のノクセラーTOT−N(テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド)
加硫促進剤TBZTD:三新化学工業(株)製のサンセラーTBZTD(テトラベンジルチウラムジスルフィド)
加硫促進剤MBTS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM(ジベンゾチアジルジスルフィド)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
Hereinafter, various medicines used by an example and a comparative example are summarized and explained.
SBR: Nippon Zeon Co., Ltd. Nipol NS210 (S-SBR)
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Silica: Ultrasil VN3 (N 2 SA: 175 m 2 / g) manufactured by Evonik Degussa
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Evonik Degussa
Carbon black: Diamond black N220 (N 2 SA: 114 m 2 / g) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Oil: Japan Energy Co., Ltd. X 140 (aroma oil)
Anti-aging agent: Noclac 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Emerging Chemical Industry Co., Ltd.
Stearic acid: Beads made by NOF Corporation, Ltd. Beads: Stearic acid agate vulcanization accelerator D: Nouchiseller D (1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator DT: Noxceler DT (1,3-di-o-tolyl guanidine) manufactured by Ouchi Emerging Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator CZ: Noccellar CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Emerging Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator MP: Noccellar MP (2-mercaptobenzothiazole) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator TOT-N: Noccellar TOT-N (tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator TBZTD: Sansera TBZTD (tetrabenzyl thiuram disulfide) manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator MBTS: Noxceler DM (dibenzothiazyl disulfide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc oxide from Mitsui Metal Mining Co., Ltd. Two types of sulfur: Powdered sulfur from Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.

(実施例及び比較例)
(1)第一ベース練り工程
バンバリーミキサーを用いて、表1〜5の第一ベース練り工程の項目に記載の材料を混練し、ゴム温度(混練物の温度)が約150℃になった時点で排出した。
(2)第二ベース練り工程
バンバリーミキサーを用いて、第一ベース練り工程で得られた第一混練物と、表1〜5の第二ベース練り工程の項目に記載の材料とを混練し、ゴム温度が約150℃になった時点で排出した。
(3)仕上げ練り工程
オープンロールを用いて、第二ベース練り工程で得られた第二混練物と、表1〜5の仕上げ練り工程の項目に記載の材料とを混練し、ゴム温度が約110℃になった時点で排出した。
(4)押出工程
仕上げ練り工程で得られた第三混練物を、押出機(スクリュー径:φ80mm、L/D:50、ダイギャップ幅:40mm)を用いて、スクリュー回転数80RPM、押出速度は約9m/分で、リボン状のシートを押出し、未加硫ゴム組成物を得た。なお、各実施例、比較例のスクリュー温度は、各表に記載のとおりである。
(5)加硫工程
押出工程で得られた未加硫ゴム組成物を170℃で10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。
(Example and Comparative Example)
(1) First base kneading process The materials described in the item of the first base kneading process in Tables 1 to 5 are kneaded using a Banbury mixer, and the time when the rubber temperature (temperature of the kneaded material) reaches about 150 ° C. Was discharged.
(2) Second base kneading process Using the Banbury mixer, the first kneaded product obtained in the first base kneading process and the materials described in the item of the second base kneading process in Tables 1 to 5 are kneaded, It was discharged when the rubber temperature reached about 150 ° C.
(3) Finish kneading step Using the open roll, the second kneaded product obtained in the second base kneading step and the materials described in the item of finish kneading step in Tables 1 to 5 are kneaded, and the rubber temperature is about It was discharged when it reached 110 ° C.
(4) Extrusion process The third kneaded material obtained in the finishing and kneading process is extruded using an extruder (screw diameter: φ 80 mm, L / D: 50, die gap width: 40 mm), screw rotation speed 80 RPM, extrusion speed The ribbon-like sheet was extruded at about 9 m / min to obtain an unvulcanized rubber composition. In addition, screw temperature of each Example and a comparative example is as having indicated in each table.
(5) Vulcanization Step The unvulcanized rubber composition obtained in the extrusion step was press-cured with a 0.5 mm-thick mold for 10 minutes at 170 ° C. to obtain a vulcanized rubber composition.

得られた加硫ゴム組成物、未加硫ゴム組成物について、下記の評価を行った。結果を表1〜5に示す。なお、各表における基準配合は以下のとおりである。
表1:比較例1−1
表2:比較例2−1
表3:比較例3−1
表4:比較例4−1
表5:比較例5−1
The following evaluation was performed about the obtained vulcanized rubber composition and the unvulcanized rubber composition. The results are shown in Tables 1-5. The reference composition in each table is as follows.
Table 1: Comparative Example 1-1
Table 2: Comparative Example 2-1
Table 3: Comparative Example 3-1
Table 4: Comparative Example 4-1
Table 5: Comparative Example 5-1

(生地肌)
上記未加硫ゴム組成物をロールにて1.0mm厚さのゴムシートに押出し成形し、得られたゴムシートの生地の状態を確認した。耳切れが発生しておらず、更に生地肌に問題がないものを○、○よりはやや劣るものの、実用的に問題がないものを△、実用的に問題があるものを×で表記した。
(Dough skin)
The above unvulcanized rubber composition was extruded into a 1.0 mm-thick rubber sheet with a roll, and the state of the obtained rubber sheet was confirmed. In addition, those with no problems in the surface of the fabric and those with no problems in 生地 and △, but with practically no problems were marked with Δ, and those with practical problems were indicated with ×.

(未反応カップリング剤量)
未加硫ゴム組成物を細かく切り、エタノール中で24時間抽出を行った。抽出液中に抽出された未反応のシランカップリング剤量をガスクロマトグラフィで測定し、配合したシランカップリング剤量から未反応のシランカップリング剤量(wt%)を算出した。この値が小さいほど、未加硫ゴム組成物中に未反応で存在するシランカップリング剤量が少なく、シランカップリング剤の反応が進行したことを示す。
(Amount of unreacted coupling agent)
The unvulcanized rubber composition was finely cut and extracted in ethanol for 24 hours. The amount of unreacted silane coupling agent extracted in the extract solution was measured by gas chromatography, and the amount of unreacted silane coupling agent (wt%) was calculated from the amount of silane coupling agent added. The smaller this value is, the smaller the amount of the silane coupling agent unreacted in the unvulcanized rubber composition is, which indicates that the reaction of the silane coupling agent has progressed.

(シリカ分散指数)
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、基準配合の値を100として指数表示した。指数が大きいほど、シリカの分散不良が少なく、シリカが良好に分散していることを示す。
(Silica dispersion index)
Using the RPA 2000 manufactured by Alpha Technology, measure the strain dependence of the storage elastic modulus of the above-mentioned vulcanized rubber composition 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 storage elastic modulus at 0.56% strain was determined, and the index of the reference composition was set to 100 as an index. The larger the index, the less the dispersion failure of the silica, and the better the dispersion of the silica.

(RR指数)
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50℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪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、基準配合を100として指数表示した。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。
(RR index)
Loss tangent (tan δ) of the above-mentioned vulcanized rubber composition under the conditions of temperature 50 ° C., frequency 10 Hz, initial strain 10% and dynamic strain 2% using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) Were measured, and the index ratio was indexed to 100. The larger the index, the lower the rolling resistance and the better the fuel economy.

(WET指数)
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℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪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、基準配合を100として指数表示した。指数が大きいほど、ウェット路面での摩擦係数が大きく、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
(WET index)
Loss tangent (tan δ) of the above-mentioned vulcanized rubber composition under the conditions of temperature 0 ° C., frequency 10 Hz, initial strain 10% and dynamic strain 2% using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) Were measured, and the index ratio was indexed to 100. The larger the index, the larger the coefficient of friction on a wet road surface, and the better the wet grip performance.

Figure 2018177835
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表1〜5より、加硫促進剤をベース練りで混練すると共に、押出機のスクリュー温度を所定範囲に調整した実施例は、シランカップリング剤の反応率が高く、シリカの分散性が顕著に向上し、低燃費性及びウェットグリップ性能がバランス良く改善されることが明らかとなった。また、良好な加工性(押出加工性)も得られた。 From Tables 1 to 5, in the examples in which the vulcanization accelerator was kneaded by base kneading and the screw temperature of the extruder was adjusted to a predetermined range, the reaction rate of the silane coupling agent was high, and the dispersibility of silica was remarkable. It became clear that the fuel efficiency and wet grip performance were improved in a well-balanced manner. In addition, good processability (extrusion processability) was also obtained.

Claims (1)

ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤を混練する第一ベース練り工程と、
前記第一ベース練り工程で得られた第一混練物及び加硫促進剤を混練する第二ベース練り工程と、
前記第二ベース練り工程で得られた第二混練物及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、
前記仕上げ練り工程で得られた第三混練物を押し出す押出工程とを含み、
前記押出工程は、押出機のスクリュー温度を50〜90℃に調整して行われるタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
A first base kneading step of kneading a rubber component, silica and a silane coupling agent;
A second base kneading step of kneading the first kneaded product and the vulcanization accelerator obtained in the first base kneading step;
A final kneading step of kneading the second kneaded product and the vulcanizing agent obtained in the second base kneading step;
And extruding the third kneaded material obtained in the final kneading step.
The said extrusion process is a manufacturing method of the rubber composition for tires performed by adjusting the screw temperature of an extruder to 50-90 degreeC.
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