JP2019019182A - Production method of rubber composition for tire - Google Patents
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Abstract
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 tire rubber composition.
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, a technique of blending silica is widely used for the purpose of improving the fuel efficiency and wet grip with a good 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。 Since silica is highly cohesive and difficult to disperse uniformly in rubber, it is generally used in combination with a silane coupling agent that binds to silica and promotes dispersion of silica. Conventionally, in order to improve the dispersibility of silica, various techniques for increasing the reactivity of the silane coupling agent have been studied. For example, in Patent Document 1, a technique of adding hydroxy acid and itaconic acid to a rubber composition Is disclosed. In addition, as another method for increasing the reactivity of the silane coupling agent, a method is also known in which a vulcanization accelerator that is usually added in the finishing kneading step is added in the base kneading step together with the rubber component, silica and silane coupling agent. ing. However, in recent years, further improvement in the dispersibility of silica has been demanded.
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 tire rubber composition having improved fuel economy and wet grip performance in a well-balanced manner. It aims at providing the manufacturing method of a composition.
本発明は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び加硫促進剤を混練するベース練り工程と、前記ベース練り工程で得られた混練物1及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、押出機により、前記仕上げ練り工程で得られた混練物2を押し出す押出工程とを含み、前記押出機は、シリンダ、スクリュー、及び前記シリンダの内面に突設したピンを備え、かつ前記ピンをスクリューピッチ毎に平均8〜15個突設したものであるタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。 The present invention includes a base kneading step for kneading a rubber component, silica, a silane coupling agent, and a vulcanization accelerator, a kneaded product 1 obtained in the base kneading step and a finishing kneading step for kneading the vulcanizing agent, and extrusion. An extrusion process for extruding the kneaded material 2 obtained in the finishing kneading process by a machine, the extruder comprising a cylinder, a screw, and a pin protruding from the inner surface of the cylinder, and the pin is screw pitched The present invention relates to a method for producing a rubber composition for tires, which is an average of 8 to 15 protrusions.
本発明によれば、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び加硫促進剤を混練するベース練り工程と、前記ベース練り工程で得られた混練物1及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、押出機により、前記仕上げ練り工程で得られた混練物2を押し出す押出工程とを含み、前記押出機は、シリンダ、スクリュー、及び前記シリンダの内面に突設したピンを備え、かつ前記ピンをスクリューピッチ毎に平均8〜15個突設したものであ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, a base kneading step for kneading a rubber component, silica, a silane coupling agent and a vulcanization accelerator, and a final kneading step for kneading the kneaded material 1 obtained in the base kneading step and the vulcanizing agent, And an extruding step of extruding the kneaded product 2 obtained in the finishing kneading step by an extruder, the extruder comprising a cylinder, a screw, and a pin protruding from the inner surface of the cylinder, and the pin Since it is a method for producing a rubber composition for tires that is projected in an average of 8 to 15 for each screw pitch, the dispersibility of silica is improved while obtaining good processability, fuel efficiency and wet grip performance. Thus, a rubber composition for tires with improved balance can be obtained.
本発明は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び加硫促進剤を混練するベース練り工程と、前記ベース練り工程で得られた混練物1及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、押出機により、前記仕上げ練り工程で得られた混練物2を押し出す押出工程とを含み、前記押出機は、シリンダ、スクリュー、及び前記シリンダの内面に突設したピンを備え、かつ前記ピンをスクリューピッチ毎に平均8〜15個突設したものであるタイヤ用ゴム組成物の製造方法である。 The present invention includes a base kneading step for kneading a rubber component, silica, a silane coupling agent, and a vulcanization accelerator, a kneaded product 1 obtained in the base kneading step and a finishing kneading step for kneading the vulcanizing agent, and extrusion. An extrusion process for extruding the kneaded material 2 obtained in the finishing kneading process by a machine, the extruder comprising a cylinder, a screw, and a pin protruding from the inner surface of the cylinder, and the pin is screw pitched It is a manufacturing method of the rubber composition for tires which protrudes 8-15 on average every time.
混練工程で得られた混練物を押出機で混練する際、シリンダ等に設けるピン密度(ピンの個数)が高い方が効果的な練りを実現できるため、シリカ分散性が高くなる。しかし、その一方で、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・混練することによるシリカ分散の向上効果、更に押出機のピン密度を最適化することによるシリカ分散の向上効果が相乗的に得られることで、シリカ分散を顕著に向上できる。 When the kneaded product obtained in the kneading step is kneaded with an extruder, the higher the pin density (number of pins) provided in the cylinder or the like, the more effective kneading can be realized, and the silica dispersibility becomes higher. However, on the other hand, there is a problem that burns occur in a normal formulation. In the present invention, the silica dispersion improvement effect by adding and kneading the vulcanization accelerator in the base kneading, and the silica dispersion improvement effect by optimizing the pin density of the extruder can be obtained synergistically, 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、高シェア条件でも焼けにくいので、押出機のピン密度を高めて高シェアにできること、によるもので、これにより、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 by adding a vulcanization accelerator in the base kneading, a low-viscosity compounded rubber can be obtained, so heat generation can be suppressed, and therefore it is difficult to burn even under high shear conditions. It can be assumed that the silica dispersion is synergistically improved. Accordingly, it is possible to synergistically improve the performance balance between low fuel consumption and wet grip performance while preventing burns during kneading and obtaining good processability (kneading processability, extrusion processability).
以下、各工程の詳細について説明する。 Details of each step will be described below.
(ベース練り工程)
ベース練り工程では、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び加硫促進剤を混練する。
(Base kneading process)
In the base kneading step, the rubber component, silica, silane coupling agent and vulcanization accelerator 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. Of these, SBR and BR are preferable, and the 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, a glycidoxy type, a nitro type, a chloro type silane coupling agent etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, 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(N2SA)は、好ましくは50〜250m2/g、より好ましくは120〜200m2/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 commonly used 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 according to ASTM D3037-81.
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, and xanthates. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, guanidines, sulfenamides, thiazoles and thiurams are preferred because the effects of the present invention can be obtained satisfactorily.
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。 Examples of guanidines include 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1-o-tolylbiguanide, dicatechol borate di-o-tolylguanidine salt, 1,3-di-o- Examples thereof include cumenyl guanidine, 1,3-di-o-biphenyl guanidine, 1,3-di-o-cumenyl-2-propionyl guanidine and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, 1,3-diphenylguanidine and 1,3-di-o-tolylguanidine 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。 Examples of the sulfenamides include 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. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, 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。 Thiazoles include 2-mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl disulfide (MBTS), 2- (2,4-dinitrophenyl) mercaptobenzothiazole, 2- (2,6-diethyl-4-morpholinothio) benzo. Examples include thiazole. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, 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. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and tetrabenzylthiuram disulfide are preferable.
ベース練り工程において、加硫促進剤の投入量は、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、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 base kneading step, the amount of the vulcanization accelerator to be input is set to 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica from the viewpoint of the reaction promoting effect of the silane coupling agent and silica. Is preferred.
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、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、カーボンブラック、オイル、ステアリン酸、老化防止剤等が挙げられる。 In the base kneading step, other components may be added and kneaded in addition to the rubber component, silica, silane coupling agent, and vulcanization accelerator described above. The other components are not particularly limited as long as they are other than the vulcanizing agent to be added in the finish kneading step, and examples thereof include carbon black, oil, stearic acid, anti-aging agent and the like.
ベース練り工程において、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び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。
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、シリカ及びシランカップリング剤は、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、加硫促進剤は、一部を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。
In the base kneading step, the input amount of the rubber component, silica, silane coupling agent and vulcanization accelerator may be the total amount (total amount used in all steps) or a part thereof.
For the reason that the dispersion of silica can be further promoted, the rubber component, the silica and the silane coupling agent are preferably added and kneaded in the base kneading step, and the vulcanization accelerator is partially incorporated in the base kneading step. It is preferable to add and knead, and to add the remainder in the final kneading step and knead.
ベース練り工程で使用する混練機としては、密閉型のバンバリーミキサーが好ましい。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。 As the kneader used in the base kneading step, a closed Banbury mixer is preferable. The shape of the rotor of the Banbury mixer may be tangential or meshing.
ベース練り工程において、混練物1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 base kneading step, the discharge temperature of the kneaded product 1 is preferably 130 to 160 ° C. from the viewpoint of the reaction promoting effect of silica and the silane coupling agent.
(仕上げ練り工程)
仕上げ練り工程では、ベース練り工程で得られた混練物1及び加硫剤を投入して混練する。
(Finish kneading process)
In the final kneading step, the kneaded material 1 and the vulcanizing agent obtained in the base kneading step are added and 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。混練物2の排出温度は、80〜120℃が好ましい。 It does not specifically limit as a kneading method of a finish kneading process, For example, well-known kneading machines, such as an open roll, can be used. The discharge temperature of the kneaded material 2 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。 Although it will not specifically limit if it is a chemical | medical agent which can bridge | crosslink a rubber component as a vulcanizing agent thrown in at a finishing kneading process, For example, sulfur etc. are mentioned. Moreover, a hybrid crosslinking agent (organic crosslinking agent) can also be used as a vulcanizing agent in the present invention. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, sulfur is preferable.
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 final kneading step, other components may be added and kneaded in addition to the above vulcanizing agent. Examples of other components include a vulcanization accelerator and zinc oxide.
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 vulcanization accelerator as to be added in the base kneading step can be used, but guanidines, thiazoles and sulfenamides are preferable, guanidines and thiazoles. The combined use of sulfenamides is more preferred.
(押出工程)
押出工程では、仕上げ練り工程で得られた混練物2をシート状に押出成形する。
押出工程では、シリンダ、スクリュー、及び前記シリンダの内面に突設したピン(シリンダの内面に突出するように取り付けたピン)を備え、かつスクリューピッチ毎のピンの平均個数が所定範囲の押出機を用いて、混練物2が押し出される。
(Extrusion process)
In the extrusion process, the kneaded product 2 obtained in the finish kneading process is extruded into a sheet shape.
In the extrusion process, an extruder having a cylinder, screws, and pins protruding from the inner surface of the cylinder (pins attached so as to protrude from the inner surface of the cylinder) and an average number of pins per screw pitch within a predetermined range is provided. Using, the kneaded material 2 is extruded.
図1は、押出工程に用いる押出機の概略図の一例を示す。図1(a)、(c)の押出機1は、シリンダ11、スクリュー12、シリンダ11の内面に突設されたピン13を備えた形態で、図1(b)は、ピン13が突設されていない形態である。スクリュー12は、軸部回りに螺旋状にフライト121を有し、シリンダ11内に挿入して設置される。図1(a)、(c)のピン13は、シリンダ11内の材料搬送空間に突設されているため、フライト121には、ピン13との干渉を防止するため、切欠部122が設けられている。
FIG. 1 shows an example of a schematic diagram of an extruder used in an extrusion process. The extruder 1 in FIGS. 1A and 1C includes a
図2は、押出機の概略図、及びピン突設箇所における円周面の概略図の一例を示したものである。図2の左図は、図1(a)、(c)と同様、ピン13、切欠部122を備えた形態を示す。右図(i)、(ii)、(iii)は、切欠部122において、それぞれ円周内にピン13を6個、8個、10個突設した形態を示している。なかでも、切欠部122当たり、ピン13を6〜8個突設した形態が好ましい。
FIG. 2 shows an example of a schematic diagram of an extruder and a schematic diagram of a circumferential surface at a projecting portion of a pin. The left view of FIG. 2 shows a mode in which the
押出機1は、ピン13がスクリューピッチP毎に平均8〜15個突設されており、シリカ分散性の観点から、平均10〜12個突設した形態が好ましい。スクリューピッチPは、図1、2に示すように、スクリュー12が360度回転したときにスクリュー12が軸方向に前進する距離(リード)である。
The extruder 1 has an average of 8 to 15
例えば、図1(a)(スクリューピッチP毎のピンの列数:1列)で、図2(iii)(円周内のピン13の個数:10個)の押出機1の場合、スクリューピッチP毎のピン13の平均個数は10個(=1列×10個)である。図1(c)(スクリューピッチP毎のピンの列数:1.5列)で、図2(ii)(円周内のピン13の個数:8個)の押出機1の場合、スクリューピッチP毎のピン13の平均個数は12個(=1.5列×8個)である。
For example, in the case of the extruder 1 in FIG. 1 (a) (number of pins per screw pitch P: 1 row) and FIG. 2 (iii) (number of
ピン13は、スクリューピッチP毎に均一に突設することが望ましく、例えば、図1(a)、(c)、図2に示されている態様のように、円周状のピン13(切欠部122)をスクリュー軸方向に均一に設置することが好適である。また、各切欠部122に設置される各円周状のピン13の個数は、各切欠部122(各円周状の1組のピン13のセット)で同数であることが好ましい。
It is desirable that the
押出工程では、押出機1の材料供給部(図示省略)から供給された混練物2が、シリンダ11内のピン13が所定個数突設された混練室内において、スクリュー12の回転により順次移動し、ピン13とスクリュー12で混練、可塑化され、先端の射出ノズル(図示省略)の金型に射出され、シート状に成形される。
In the extrusion process, the kneaded material 2 supplied from the material supply unit (not shown) of the extruder 1 is sequentially moved by the rotation of the
(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 product (unvulcanized rubber composition) prepared in the above-described process 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 normal method on a tire molding machine, and bonded together with other tire members, and an unvulcanized tire After forming the tire, the tire can be manufactured by heating and pressing in a vulcanizer. 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 production method of the present invention, the silica content is preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component because the fuel efficiency and wet grip performance can be obtained in a balanced manner. More preferably, it is 60 parts by mass or more, and preferably 200 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass 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 masses with respect to 100 mass parts of silica because low fuel consumption and wet grip performance can be obtained in a balanced manner. Part or more, more preferably 8 parts by weight or more, and preferably 20 parts by weight or less, more preferably 15 parts by weight or less.
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。
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(N2SA:175m2/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(N2SA:114m2/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)
加硫促進剤NS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
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 chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
SBR: Nipol NS210 (S-SBR) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Evonik Degussa (N 2 SA: 175 m 2 / g)
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: X140 (Aroma Oil) manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Anti-aging agent: Nocrack 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: beads manufactured by NOF Corporation Tsubaki stearate vulcanization accelerator D: Noxeller D (1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator DT: Noxeller DT (1,3-di-o-tolylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator CZ: Noxeller CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator MP: Noxeller MP (2-mercaptobenzothiazole) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator TOT-N: Noxeller TOT-N (tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator TBZTD: Sunseller TBZTD (tetrabenzylthiuram disulfide) manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator MBTS: Noxeller DM (dibenzothiazyl disulfide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator NS: Noxeller NS (Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Zinc oxide: 2 types of zinc oxide manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: Powdered sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
(実施例及び比較例)
(1)ベース練り工程
バンバリーミキサーを用いて、表1〜5の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)仕上げ練り工程
オープンロールを用いて、ベース練り工程で得られた混練物1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。
(3)押出工程
仕上げ練り工程で得られた混練物2を、図1(a)〜(c)、図2に示される押出機(スクリュー径:φ80mm、L/D:20、シリンダ温度:75℃)を用いて、スクリュー回転数25RPM、押出速度は約25m/分で、平板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、比較例で用いた押出機の仕様は、各表に記載のとおりである。
(4)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。
(Examples and Comparative Examples)
(1) Base kneading step The materials described in the items of the base kneading step in Tables 1 to 5 were kneaded using a Banbury mixer, and discharged when the rubber temperature (kneaded material temperature) reached about 150 ° C.
(2) Finish kneading process Using an open roll, the kneaded product 1 obtained in the base kneading process and the materials described in the items of the finishing kneading process in Tables 1 to 5 are kneaded so that the rubber temperature is about 110 ° C. It was discharged at that time.
(3) Extrusion process The kneaded product 2 obtained in the finishing kneading process is converted into an extruder (screw diameter: φ80 mm, L / D: 20, cylinder temperature: 75) shown in FIGS. ), A flat sheet was extruded at a screw rotation speed of 25 RPM and an extrusion speed of about 25 m / min to obtain an unvulcanized rubber composition. The specifications of the extruder used in each example and comparative example are as described in each table.
(4) Vulcanization Step The unvulcanized rubber composition obtained in the extrusion step was press vulcanized with a 0.5 mm thick mold at 170 ° C. for 10 minutes 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. In addition, the reference | standard mixing | blending in each table | surface 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○、問題が少しあるものを△、そうでないものを×で表記した。
(Dough skin)
The unvulcanized rubber composition was extruded and formed into a rubber sheet having a thickness of 1.0 mm with a roll, and the state of the resulting rubber sheet was confirmed. The case where no ear breakage occurred and there was no problem in the fabric skin was indicated by ○, the case having a slight problem was indicated by △, and the case where it was not indicated by ×.
(ムーニー粘度指数)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。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、粘度が低く、加工性が優れていることを示す。
(Mooney viscosity index)
About the obtained unvulcanized rubber composition, it measured at 130 degreeC according to the measuring method of the Mooney viscosity based on JISK6300. The index was displayed with the value of the reference blend as 100. The larger the index, the lower the viscosity and the better the workability.
(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 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 at a strain amount of 0.56% was determined, and the index value was expressed with the value of the reference blend as 100. The larger the index, the less the silica is poorly dispersed and the better the silica is dispersed.
(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30℃、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 vulcanized rubber composition using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) under the conditions of a temperature of 30 ° C., a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10% and a dynamic strain of 2%. Was measured and indicated as an index with a reference blend of 100. The larger the index, the lower the rolling resistance and the better the fuel efficiency.
(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 vulcanized rubber composition using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) under the conditions of temperature 0 ° C., frequency 10 Hz, initial strain 10% and dynamic strain 2%. Was measured and indicated as an index with a reference blend of 100. The larger the index, the greater the coefficient of friction on the wet road surface, indicating better wet grip performance.
表1〜5より、加硫促進剤をベース練りで混練すると共に、押出機のピン密度を調整した実施例は、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(混練加工性、押出加工性)も得られた。 From Tables 1 to 5, the examples in which the vulcanization accelerator was kneaded with the base kneading and the pin density of the extruder was adjusted, the silica dispersibility was remarkably improved, and the fuel economy and wet grip performance were well balanced. It became clear that it improved. Also, good processability (kneading processability, extrusion processability) was obtained.
1 押出機
11 シリンダ
12 スクリュー
13 ピン
121 フライト
122 切欠部
P スクリューピッチ
1
Claims (1)
前記ベース練り工程で得られた混練物1及び加硫剤を混練する仕上げ練り工程と、
押出機により、前記仕上げ練り工程で得られた混練物2を押し出す押出工程とを含み、
前記押出機は、シリンダ、スクリュー、及び前記シリンダの内面に突設したピンを備え、かつ前記ピンをスクリューピッチ毎に平均8〜15個突設したものであるタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 A base kneading step for kneading the rubber component, silica, silane coupling agent and vulcanization accelerator;
A final kneading step of kneading the kneaded material 1 and the vulcanizing agent obtained in the base kneading step;
An extrusion process for extruding the kneaded product 2 obtained in the finishing kneading process by an extruder,
The said extruder is a manufacturing method of the rubber composition for tires which is equipped with the cylinder, the screw, and the pin protruded on the inner surface of the said cylinder, and protruded the average of 8-15 said pins for every screw pitch.
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