JP5092344B2 - Silica-containing rubber composition, process for producing the same, and crosslinked molded article thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silica-containing rubber composition that is excellent in processability, reinforcing properties and abrasion resistance and is suitably employable as a rubber for a tire, and its manufacturing method, and to provide a crosslinkable silica-containing rubber composition and a crosslinked molded item thereof. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the silica-containing rubber composition comprises a step for kneading a conjugated diene rubber-silica co-coagulate with a silane coupling agent, where kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulate is started at 5-90&deg;C and, after the kneading temperature is reached 120&deg;C or higher, the silane coupling agent is added to the kneadate of the conjugated diene rubber-silica co-coagulate followed by further kneading. The crosslinkable rubber composition is obtained from the silica-containing rubber composition. The crosslinked molded item is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、シリカ含有ゴム組成物に関する。更に詳しくは、タイヤ用ゴムとして好適な加工性、補強性及び耐摩耗性に優れたシリカ含有ゴム組成物及びその製造方法並びにこのシリカ含有ゴム組成物を架橋してなる架橋成形体に関する。   The present invention relates to a silica-containing rubber composition. More specifically, the present invention relates to a silica-containing rubber composition excellent in processability, reinforcement and abrasion resistance suitable as a tire rubber, a method for producing the same, and a crosslinked molded article obtained by crosslinking the silica-containing rubber composition.

従来から、タイヤ用ゴム組成物において、補強剤としてシリカやカーボンブラックが広く使用されており、一般的には、バンバリーミキサーやニーダー等の混練機を用いてゴムに配合する乾式法が広く採用されている。
シリカ又はシリカとカーボンブラックとが配合されたタイヤ用ゴム組成物は、低燃費性とウエットグリップ性との両立が可能となることが見出され、タイヤトレッド用ゴム材料として注目されている。
Conventionally, in rubber compositions for tires, silica and carbon black have been widely used as reinforcing agents, and in general, a dry method of blending into rubber using a kneader such as a Banbury mixer or a kneader has been widely adopted. ing.
A rubber composition for tires in which silica or silica and carbon black are blended has been found to be compatible with low fuel consumption and wet grip, and has attracted attention as a rubber material for tire treads.

しかしながら、シリカを用いた場合には、カーボンブラックを配合したタイヤトレッドに比べて硬度が下がりやすく、タイヤの操縦安定性や耐摩耗性の点で不十分であり、これらの特性を改良するためにはゴム組成物の硬度を高くすることが必要である。
そこで、シリカの粒子径(表面積)を特定の範囲とすることにより、加工性、低発熱性、破壊特性及び耐摩耗性に優れたゴム組成物を得ることが提案されている(特許文献1)。
しかし、この方法では、上記の特性は改良されるものの、配合物粘度が非常に高く、混練が困難となる問題があり、そのうえ、耐摩耗性の改善効果はまだ不十分であった。
However, when silica is used, the hardness tends to decrease compared to a tire tread containing carbon black, which is insufficient in terms of tire handling stability and wear resistance. It is necessary to increase the hardness of the rubber composition.
Thus, it has been proposed to obtain a rubber composition excellent in processability, low heat build-up, fracture characteristics and wear resistance by setting the particle diameter (surface area) of silica within a specific range (Patent Document 1). .
However, in this method, although the above properties are improved, there is a problem that the viscosity of the compound is very high and kneading becomes difficult, and furthermore, the effect of improving the wear resistance is still insufficient.

また、シリカは通常、表面がシラノール基によって覆われ、強い自己凝集性を有しているためにゴムとの親和性に乏しく、ゴム中に均一に分散させることが困難である。
そこで、ゴム中のシリカの分散性を改善するために、共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ分散液とを混合し、次いで、共役ジエン系ゴムラテックス中のゴムをカチオン性樹脂やカチオン性高分子を用いて凝固させることによって、凝固したゴム中にシリカを均一に取り込ませる、いわゆる「共凝固」により、シリカ含有ゴム組成物を得る方法が提案されている。
この方法によれば、一般的なシリカに比べて高いCTAB比表面積を有するシリカを用いた場合でも、ゴム中に良好に分散させることができることが示されている(特許文献2及び特許文献3)。
Silica is usually covered with silanol groups and has a strong self-aggregation property, so it has poor affinity with rubber and is difficult to disperse uniformly in rubber.
Therefore, in order to improve the dispersibility of silica in rubber, conjugated diene rubber latex and silica dispersion are mixed, and then the rubber in conjugated diene rubber latex is replaced with a cationic resin or cationic polymer. A method of obtaining a silica-containing rubber composition by so-called “co-coagulation”, in which silica is uniformly taken into the coagulated rubber by coagulation, is proposed.
According to this method, it has been shown that even when silica having a CTAB specific surface area higher than that of general silica is used, it can be dispersed well in rubber (Patent Document 2 and Patent Document 3). .

しかしながら、これらの方法で得られたシリカ含有ゴム組成物に、バンバリーミキサーやニーダー等の混練機を用いて、シランカップリング剤、酸化亜鉛、老化防止剤等の配合剤を混練する場合には、混練が困難になるという問題があった。更に、配合されるシランカップリング剤に硫黄が含まれると、シランカップリング剤の硫黄原子が解裂して部分的にゴムと架橋反応を起こし、後の成形ができなくなる現象、所謂「スコーチ」を起こし易いという問題があった。   However, when kneading compounding agents such as silane coupling agents, zinc oxide, and anti-aging agents, using a kneading machine such as a Banbury mixer or kneader to the silica-containing rubber composition obtained by these methods, There was a problem that kneading became difficult. Furthermore, when sulfur is contained in the silane coupling agent to be blended, the sulfur atom of the silane coupling agent is cleaved and partially causes a crosslinking reaction with the rubber, so that later molding cannot be performed, so-called “scorch” There was a problem that it is easy to cause.

特開2003−238739号公報JP 2003-238739 A 特開2001−213971号公報JP 2001-213971 A 国際公開第2004/067625号パンフレットInternational Publication No. 2004/067625 Pamphlet

従って、本発明の目的は、加工性、補強性及び耐摩耗性に優れたシリカ含有ゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記シリカ含有ゴム組成物の製造方法を提供することにある。本発明の更に他の目的は、架橋性シリカ含有ゴム組成物及びその架橋成形体を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a silica-containing rubber composition that is excellent in processability, reinforcement and wear resistance. Another object of the present invention is to provide a method for producing the silica-containing rubber composition. Still another object of the present invention is to provide a crosslinkable silica-containing rubber composition and a crosslinked molded product thereof.

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物にシランカップリング剤等を配合してシリカ含有ゴム組成物を調製する工程において、シランカップリング剤を特定の方法で配合することにより、加工性、補強性及び耐摩耗性に優れた、タイヤ用ゴムとして好適に用いられるシリカ含有ゴム組成物が得られることを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention, in the step of preparing a silica-containing rubber composition by blending a silane coupling agent or the like with a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product, It has been found that a silica-containing rubber composition that is excellent in processability, reinforcement and abrasion resistance and can be suitably used as a rubber for tires can be obtained by blending the agent by a specific method. The invention has been completed.

かくして、本発明によれば、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤とを混練する工程を有するシリカ含有ゴム組成物の製造方法であって、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練を5〜90℃で開始し、その混練温度を120℃以上に到達させた後において、シランカップリング剤をジエン系ゴム−シリカ共凝固物混練物に添加し、混練することを特徴とするシリカ含有ゴム組成物の製造方法が提供される。
上記シリカ含有ゴム組成物の製造方法において、前記混練工程における共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤との混練物の排出時温度が130〜180℃であることが好ましい。
また、上記シリカ含有ゴム組成物の製造方法において、シリカのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表面積(CTAB比表面積)が、40〜400m/gであることが好ましい。
また、上記シリカ含有ゴム組成物の製造方法において、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物が、共役ジエン系ゴムの溶液又は水分散液とシリカとを混合することによってゴム及びシリカを共凝固させて得たものであることが好ましい。
また、上記シリカ含有ゴム組成物の製造方法において、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物が、共役ジエン系ゴム100重量部、シリカ20〜200重量部及び伸展油5〜100重量部を含有するものであることが好ましい。
Thus, according to the present invention, there is provided a process for producing a silica-containing rubber composition comprising a step of kneading a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and a silane coupling agent, wherein the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product The kneading is started at 5 to 90 ° C., and after the kneading temperature reaches 120 ° C. or higher, the silane coupling agent is added to the diene rubber-silica co-coagulated product kneaded product and kneaded. A method for producing a silica-containing rubber composition is provided.
In the method for producing a silica-containing rubber composition, it is preferable that the temperature at the time of discharging the kneaded product of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent in the kneading step is 130 to 180 ° C.
Moreover, in the manufacturing method of the said silica containing rubber composition, it is preferable that the cetyl trimethyl ammonium bromide adsorption | suction specific surface area (CTAB specific surface area) of a silica is 40-400 m < 2 > / g.
In the method for producing a silica-containing rubber composition, the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is obtained by co-coagulating rubber and silica by mixing a solution or aqueous dispersion of a conjugated diene rubber and silica. It is preferable that it is what was obtained.
In the method for producing a silica-containing rubber composition, the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product contains 100 parts by weight of a conjugated diene rubber, 20 to 200 parts by weight of silica, and 5 to 100 parts by weight of an extending oil. It is preferable that

更に、本発明によれば、上記本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法によって得られるシリカ含有ゴム組成物が提供される。
更に、本発明によれば、上記シリカ含有ゴム組成物及び架橋剤を含有してなる架橋性シリカ含有ゴム組成物が提供される。
更に、本発明によれば、上記架橋性シリカ含有ゴム組成物を架橋成形してなる架橋成形体が提供される。
Furthermore, according to this invention, the silica containing rubber composition obtained by the manufacturing method of the silica containing rubber composition of the said invention is provided.
Furthermore, according to this invention, the crosslinkable silica containing rubber composition formed by containing the said silica containing rubber composition and a crosslinking agent is provided.
Furthermore, according to the present invention, there is provided a crosslinked molded article obtained by crosslinking and molding the above-mentioned crosslinkable silica-containing rubber composition.

本発明の、シリカ含有ゴム組成物の製造方法によれば、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物に、各種の配合剤を配合混練する工程において混練物の粘度を低下させ、スコーチを抑制することができる。
しかも、得られるシリカ含有ゴム組成物は、補強性や耐摩耗性に優れている。従って、このシリカ含有ゴム組成物及びこれを架橋成形してなる成形体は、その特性を活かす各種用途、例えば、トレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウオール、ビード部等のタイヤ用部材;ホース、窓枠、ベルト、靴底、防振ゴム、自動車部品、免震ゴム等のゴム部材;耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂等の樹脂強化ゴム部材;等に有用であり、なかでも、タイヤ用部材に好適である。
According to the method for producing a silica-containing rubber composition of the present invention, the viscosity of the kneaded product is reduced and the scorch is suppressed in the step of blending and kneading various compounding agents with the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product. Can do.
Moreover, the resulting silica-containing rubber composition is excellent in reinforcement and wear resistance. Therefore, the silica-containing rubber composition and the molded product obtained by crosslinking the silica-containing rubber composition are used in various applications utilizing the characteristics, for example, tire members such as treads, undertreads, carcass, sidewalls, and bead parts; hoses, windows. Useful for rubber members such as frames, belts, shoe soles, anti-vibration rubber, automobile parts, seismic isolation rubber; resin-reinforced rubber members such as impact-resistant polystyrene and ABS resin; It is.

本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法においては、先ず、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物を混練する。
共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物は、共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物から、共役ジエン系ゴムを凝固させることによって、共役ジエン系ゴム中にシリカを分散させたものである。
In the method for producing a silica-containing rubber composition of the present invention, first, a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is kneaded.
The conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is obtained by dispersing silica in the conjugated diene rubber by coagulating the conjugated diene rubber from a mixture of the conjugated diene rubber and silica.

本発明で使用する共役ジエン系ゴムは、共役ジエン単量体の単独若しくは共重合体又は共役ジエン単量体とこれと共重合可能な単量体との共重合体である。
共役ジエンとしては、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン等が挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン等が好ましく、1,3−ブタジエンがより好ましい。
共役ジエン単量体は、1種を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。
The conjugated diene rubber used in the present invention is a conjugated diene monomer homopolymer or copolymer, or a copolymer of a conjugated diene monomer and a monomer copolymerizable therewith.
Examples of the conjugated diene include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, and 1,3-pentadiene. Etc. Among these, 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene and the like are preferable, and 1,3-butadiene is more preferable.
A conjugated diene monomer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

共役ジエン単量体と共重合可能な単量体としては、芳香族ビニル単量体、α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体等を例示することができる。
芳香族ビニル単量体は、特に限定されないが、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、5−t−ブチル−2−メチルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノフルオロスチレン等が好ましく、スチレンがより好ましい。
芳香族ビニル単量体は、1種を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。
α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができる。
α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体は、1種を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。
Examples of the monomer copolymerizable with the conjugated diene monomer include aromatic vinyl monomers and α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomers.
The aromatic vinyl monomer is not particularly limited, but styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 4 -T-butylstyrene, 5-t-butyl-2-methylstyrene, monochlorostyrene, dichlorostyrene, monofluorostyrene and the like are preferable, and styrene is more preferable.
An aromatic vinyl monomer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Specific examples of the α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylidene cyanide and the like.
One α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer may be used alone, or two or more may be used in combination.

共役ジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等の共役ジエン単独重合体;ブタジエン−イソプレン共重合ゴム等の共役ジエン共重合体;スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、スチレン−ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合ゴム等の共役ジエン単量体とこれと共重合可能な単量体との共重合体;等が挙げられる。
これらのゴムは、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the conjugated diene rubber include conjugated diene homopolymers such as natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber and chloroprene rubber; conjugated diene copolymers such as butadiene-isoprene copolymer rubber; styrene-butadiene copolymer rubber, Copolymers of conjugated diene monomers such as acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, styrene-butadiene-isoprene copolymer rubber, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer rubber, and monomers copolymerizable therewith; It is done.
These rubbers may be used alone or in combination of two or more.

これらの共役ジエン系ゴムは、用途に応じて適宜選択すればよい。
特にタイヤ用としては、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体が好ましい。共役ジエン−芳香族ビニル共重合体における各単量体単位の比率は、特に限定されないが、共役ジエン単量体単位含有量は、好ましくは50〜85重量%、より好ましくは55〜82重量%、特に好ましくは60〜80重量%であり、芳香族ビニル単量体単位含有量は、好ましくは15〜50重量%、より好ましくは18〜45重量%、特に好ましくは20〜40重量%である。
また、共役ジエン−α,β−エチレン性不飽和ニトリル共重合体において、共役ジエン単量体単位含有量は、好ましくは40重量%以上、より好ましくは45重量%以上であり、α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体の量は、好ましくは60重量%以下、より好ましくは55重量%以下である。
共役ジエン系ゴムにおいて、共役ジエン単量体以外の単量体量が多すぎると、発熱性が大きくなり、低温脆性も劣る。
These conjugated diene rubbers may be appropriately selected depending on the application.
Particularly for tires, a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer is preferred. The ratio of each monomer unit in the conjugated diene-aromatic vinyl copolymer is not particularly limited, but the conjugated diene monomer unit content is preferably 50 to 85% by weight, more preferably 55 to 82% by weight. The content of the aromatic vinyl monomer unit is preferably 15 to 50% by weight, more preferably 18 to 45% by weight, and particularly preferably 20 to 40% by weight. .
In the conjugated diene-α, β-ethylenically unsaturated nitrile copolymer, the conjugated diene monomer unit content is preferably 40% by weight or more, more preferably 45% by weight or more, and α, β- The amount of the ethylenically unsaturated nitrile monomer is preferably 60% by weight or less, more preferably 55% by weight or less.
In the conjugated diene rubber, if the amount of monomers other than the conjugated diene monomer is too large, the exothermic property increases and the low temperature brittleness is also inferior.

本発明で用いる共役ジエン系ゴムは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、アミノ基、エポキシ基等の極性基を有していてもよい。
極性基を有する共役ジエン系ゴムは、例えば、これらの極性基を有するビニル単量体を共役ジエン単量体と共重合させることによって得ることができる。
The conjugated diene rubber used in the present invention may have a polar group such as hydroxyl group, carboxyl group, alkoxysilyl group, amino group, and epoxy group.
The conjugated diene rubber having a polar group can be obtained, for example, by copolymerizing a vinyl monomer having these polar groups with a conjugated diene monomer.

本発明に用いる共役ジエン系ゴムのムーニー粘度(ML1+4、100℃)は、10〜250であることが好ましく、30〜200であることが、より好ましい。ムーニー粘度が小さいと、加工性に優れる反面、充分な発熱特性や耐摩耗性等を得るのが困難な場合がある。逆に大きいと、耐摩耗性等に優れるが、配合物ムーニー粘度が高くなりすぎて、加工性が低下する恐れがある。 The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the conjugated diene rubber used in the present invention is preferably 10 to 250, and more preferably 30 to 200. If the Mooney viscosity is small, the processability is excellent, but it may be difficult to obtain sufficient heat generation characteristics and wear resistance. On the contrary, if it is large, it is excellent in abrasion resistance and the like, but the compound Mooney viscosity becomes too high, and the workability may be lowered.

共役ジエン系ゴムは、ラテックス、有機溶媒溶液、スラリー、分散液等のいずれの形態であってもよいが、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物におけるシリカの分散を均一にするために、有機溶媒溶液又は水分散液の状態で用いるのが好ましく、ラテックス状態で用いることが特に好ましい。   The conjugated diene rubber may be in any form such as latex, organic solvent solution, slurry, dispersion, etc., but in order to make the dispersion of silica uniform in the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product, It is preferably used in the state of a solution or an aqueous dispersion, and particularly preferably used in a latex state.

共役ジエン系ゴムの有機溶媒溶液は、通常、溶液重合で得ることができるが、他の重合法で得られたものを固形ゴムとし、これを溶媒に溶解することによっても得ることができる。
また、共役ジエン系ゴムのラテックスは、通常、乳化重合で得ることができるが、共役ジエン系ゴムの有機溶媒溶液を転相することによっても得ることができる。
The organic solvent solution of the conjugated diene rubber can be usually obtained by solution polymerization, but it can also be obtained by making a solid rubber obtained by another polymerization method and dissolving it in a solvent.
The latex of the conjugated diene rubber can be usually obtained by emulsion polymerization, but can also be obtained by phase inversion of an organic solvent solution of the conjugated diene rubber.

共役ジエン系ゴムのラテックスを得るには、公知の乳化重合法によればよく、そのために用いる乳化剤、重合開始剤、分子量調整剤、重合停止剤等の副資材も公知のものを用いればよい。
分子量調整剤としては、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のチオール化合物;四塩化炭素等のハロゲン化物;ジテルペン、ターピノーレン、γ−テルピネン類のテルペン化合物;等を用いることができる。
乳化重合の温度は、使用する重合開始剤の種類によって適宜選択することができるが、通常、0〜100℃、好ましくは0〜60℃である。重合様式は、連続重合、回分重合等のいずれの様式でも構わない。
In order to obtain a latex of a conjugated diene rubber, a known emulsion polymerization method may be used, and known materials such as an emulsifier, a polymerization initiator, a molecular weight regulator, and a polymerization terminator may be used.
As the molecular weight modifier, for example, thiol compounds such as t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, thioglycolic acid; halides such as carbon tetrachloride; Can do.
Although the temperature of emulsion polymerization can be suitably selected according to the kind of polymerization initiator to be used, it is 0-100 degreeC normally, Preferably it is 0-60 degreeC. The polymerization mode may be any mode such as continuous polymerization or batch polymerization.

重合反応停止の際の重合転化率は、重合体のゲル化を防止する観点から、85重量%以下とすることが好ましく、50〜80重量%の範囲とすることがより好ましい。重合反応停止は、通常、所定の重合転化率に達した時点で、重合系に重合停止剤を添加することによって行われる。重合停止剤としては、例えば、ジエチルヒドロキシルアミンやヒドロキシルアミン等のアミン系化合物;ヒドロキノンやベンゾキノン等のキノン系化合物;亜硝酸ナトリウム;ソジウムジチオカーバメート;等が挙げられる。
乳化重合反応停止後、得られた乳化重合反応液(ラテックス)から必要に応じて未反応単量体を除去し、次いで、必要に応じて硝酸、硫酸などの酸を添加混合してラテックスのpHを所定の値に調整して、共役ジエン系ゴムラテックスを調製する。
The polymerization conversion rate at the time of stopping the polymerization reaction is preferably 85% by weight or less, and more preferably in the range of 50 to 80% by weight, from the viewpoint of preventing gelation of the polymer. The polymerization reaction is usually stopped by adding a polymerization terminator to the polymerization system when a predetermined polymerization conversion rate is reached. Examples of the polymerization terminator include amine compounds such as diethylhydroxylamine and hydroxylamine; quinone compounds such as hydroquinone and benzoquinone; sodium nitrite; sodium dithiocarbamate;
After the emulsion polymerization reaction is stopped, unreacted monomers are removed from the obtained emulsion polymerization reaction liquid (latex) as necessary, and then an acid such as nitric acid and sulfuric acid is added and mixed as necessary to adjust the pH of the latex. Is adjusted to a predetermined value to prepare a conjugated diene rubber latex.

共役ジエン系ゴムは、老化防止剤を含有することが好ましい。
老化防止剤の具体例としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、オクタデシル−3−(3’,3’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートやスチレン化フェノール等のフェノール系老化防止剤;2,4−ビス(オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール等のイオウ系老化防止剤;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等のアミン系老化防止剤;2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン等のキノリン系老化防止剤;ヒドロキノン系老化防止剤;リン系老化防止剤等が挙げられる。これらの中でも、フェノール系老化防止剤及びイオウ系老化防止剤が好ましい。
これらの老化防止剤は1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
老化防止剤は、重合終了後の任意の時点で共役ジエン系ゴムに添加すればよい。また、老化防止剤は、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤とを混練するときに同時に混練することもできる。
老化防止剤の添加量は、共役ジエン系ゴム100重量部に対し、通常、0.05〜10.0重量部、好ましくは0.08〜6.0重量部、より好ましくは0.1〜4.0重量部である。
The conjugated diene rubber preferably contains an antiaging agent.
Specific examples of the antioxidant include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, octadecyl-3- (3 ′, 3′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, Phenol-based anti-aging agents such as styrenated phenol; Sulfur-based anti-aging agents such as 2,4-bis (octylthiomethyl) -6-methylphenol; N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl- Examples include amine-based anti-aging agents such as p-phenylenediamine; quinoline-based anti-aging agents such as 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; hydroquinone-based anti-aging agents; and phosphorus-based anti-aging agents. Among these, a phenol type anti-aging agent and a sulfur type anti-aging agent are preferable.
These anti-aging agents may be used alone or in combination of two or more.
The anti-aging agent may be added to the conjugated diene rubber at any time after the completion of the polymerization. The anti-aging agent can also be kneaded simultaneously when kneading the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent.
The addition amount of the anti-aging agent is usually 0.05 to 10.0 parts by weight, preferably 0.08 to 6.0 parts by weight, and more preferably 0.1 to 4 parts per 100 parts by weight of the conjugated diene rubber. 0.0 part by weight.

本発明においては、共役ジエン系ゴムとして伸展油を混合したものを使用することもできる。
伸展油としては、ゴム工業において通常用いられているものが使用でき、その具体例として、パラフィン系、芳香族系、ナフテン系の石油系軟化剤;植物系軟化剤;脂肪酸等を示すことができる。石油系軟化剤の場合には、多環芳香族の含有量が3%未満であることが好ましい。この含有量は、IP346の方法(英国のTHE INSTITUTE PETROLEUMの検査方法)により測定される。
伸展油の配合量は、共役ジエン系ゴム100重量部に対して、一般的には5〜100重量部、好ましくは15〜60重量部、特に好ましくは30〜50重量部である。
伸展油の添加時期は特に限定されないが、共役ジエン系ゴムの溶液又は水分散液に溶解又は分散させるのが好ましい。
また、伸展油は、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤とを混練するときに同時に混練することもできる。
In the present invention, a conjugated diene rubber mixed with an extending oil can be used.
As the extender oil, those commonly used in the rubber industry can be used, and specific examples thereof include paraffinic, aromatic and naphthenic petroleum softeners; plant softeners; fatty acids and the like. . In the case of petroleum softeners, the polycyclic aromatic content is preferably less than 3%. This content is measured by the method of IP346 (the testing method of THE INSTITUTE PETROLEUM, UK).
The amount of the extender oil is generally 5 to 100 parts by weight, preferably 15 to 60 parts by weight, and particularly preferably 30 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conjugated diene rubber.
The addition timing of the extender oil is not particularly limited, but it is preferably dissolved or dispersed in a conjugated diene rubber solution or an aqueous dispersion.
The extender oil can also be kneaded simultaneously when kneading the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent.

本発明において用いられるシリカは、その製法によって、特に制限されない。具体的には、一般的に四塩化ケイ素を酸水素炎中で燃焼させて得られる乾式シリカ、ケイ酸アルカリを酸で中和することによって得られる湿式シリカ、テトラメトキシシランやテトラエトキシシラン等のケイ素のアルコキシドを酸性又はアルカリ性の含水有機溶媒中で加水分解することによって得られるゾル−ゲル法シリカ、ケイ酸アルカリ水溶液を電気透析により脱アルカリすることによって得られるコロイダルシリカ等を用いることができる。
これらのシリカは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明においては、生産性に優れる湿式シリカが好ましく、その中でも特にゲルを経ないで得られる沈降シリカが好ましい。
The silica used in the present invention is not particularly limited by its production method. Specifically, dry silica generally obtained by burning silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame, wet silica obtained by neutralizing an alkali silicate with an acid, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, etc. Sol-gel silica obtained by hydrolyzing silicon alkoxide in an acidic or alkaline water-containing organic solvent, colloidal silica obtained by dealkalizing an alkali silicate aqueous solution by electrodialysis, and the like can be used.
These silicas may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. In the present invention, wet silica excellent in productivity is preferable, and precipitated silica obtained without going through gel is particularly preferable.

シリカは、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)の吸着により測定した比表面積(SCTAB)が、40〜400m/gであるものが好ましく、100〜350m/gであるものがより好ましく、150〜300m/gであるものが最も好ましい。
また、シリカは、窒素吸着法により測定した比表面積(SBET)が50〜300m/gであるものが好ましく、130〜280m/gであるものがより好ましく、170〜280m/gであるものが最も好ましい。
更に、上記シリカは、ジブチルフタレート吸油量(以下、単に「吸油量」という。)が100〜400ml/100gであるものが好ましく、110〜350ml/100gであるものがより好ましく、120〜300ml/100gであるものが最も好ましい。
上記の比表面積及び吸油量を有するシリカを用いると、強度や耐摩耗性等に優れた架橋成形体を与えるシリカ含有ゴム組成物が得られ、シリカによる補強効果に優れた低燃費性タイヤを得ることができる。
Silica measured specific surface area by adsorption of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) (S CTAB) is preferably has a 40 to 400 2 / g, more preferably those which are 100 to 350 m 2 / g, 150 to Most preferred is 300 m 2 / g.
Further, the silica, preferably has a specific surface area measured by a nitrogen adsorption method (S BET) is 50 to 300 m 2 / g, more preferably those which are 130~280m 2 / g, in 170~280m 2 / g Some are most preferred.
Further, the silica preferably has a dibutyl phthalate oil absorption (hereinafter simply referred to as “oil absorption”) of 100 to 400 ml / 100 g, more preferably 110 to 350 ml / 100 g, and 120 to 300 ml / 100 g. Is most preferred.
When silica having the above specific surface area and oil absorption is used, a silica-containing rubber composition that gives a crosslinked molded article having excellent strength, wear resistance, etc. is obtained, and a fuel-efficient tire excellent in reinforcing effect by silica is obtained. be able to.

シリカの平均粒子径は特に限定されず、目的とする用途を勘案して適宜決定すればよい。一般的には、0.1〜50μmの範囲が好ましい。
平均粒子径を0.1μm以上にすることにより、シリカの自己凝集性による分散不良を防ぐことができ、物性バランスに優れたシリカ含有ゴム組成物が得られる。一方、平均粒子径を50μm以下とすることにより、シリカによる補強効果や低燃費性が向上する。
特に、タイヤに用いられる場合は、シリカの平均粒子径を1〜30μmとするのが好ましい。
The average particle diameter of silica is not particularly limited, and may be appropriately determined in consideration of the intended use. Generally, the range of 0.1-50 micrometers is preferable.
By setting the average particle size to 0.1 μm or more, poor dispersion due to self-aggregation of silica can be prevented, and a silica-containing rubber composition excellent in physical property balance can be obtained. On the other hand, when the average particle size is 50 μm or less, the reinforcing effect and low fuel consumption by silica are improved.
In particular, when used for a tire, the average particle diameter of silica is preferably 1 to 30 μm.

シリカの粒子径の調整は、特に制限なく公知の方法が使用できる。
具体的には、ジェットミル、ボールミル、ナラミル、ミクロミル等を使用して、目的とする粒子径が得られるように適宜調整する乾式粉砕法;ディスパー、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、コロイドミル等を使用して、目的とする粒子径が得られるように適宜調整する湿式粉砕法;等の方法が挙げられる。また、湿式粉砕法によりシリカの粒子径を調整する場合は、水、有機溶媒、ゴムラテックス、又はこれらの混合溶液中で調整することができる。
A known method can be used for adjusting the particle diameter of silica without any particular limitation.
Specifically, using a jet mill, a ball mill, a Nara mill, a micro mill, etc., a dry pulverization method appropriately adjusted to obtain the desired particle size; using a disper, a homogenizer, a high pressure homogenizer, a colloid mill, etc. And a wet pulverization method which is appropriately adjusted so as to obtain a target particle diameter. Moreover, when adjusting the particle diameter of a silica by a wet grinding method, it can adjust in water, an organic solvent, rubber latex, or these mixed solutions.

本発明の共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物に用いるシリカは、通常、水分散液の形態で用いる。シリカ水分散液は、例えば、ケイ酸アルカリと酸との中和反応によって得られたシリカをろ過、洗浄したシリカ湿ケーキと水とを、ホモジナイザー等の攪拌混合機を用いて、シリカ湿ケーキを粉砕しながら混合することによって得ることができる。   The silica used in the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product of the present invention is usually used in the form of an aqueous dispersion. The silica aqueous dispersion is prepared by, for example, using a silica wet cake obtained by filtering and washing silica obtained by neutralization reaction between an alkali silicate and an acid, and water using a stirring mixer such as a homogenizer. It can be obtained by mixing while grinding.

共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物において、両者の比率は、共役ジエン系ゴム100重量部に対し、シリカが20〜200重量部であるのが好ましく、30〜150重量部であるのがより好ましく、40〜120重量部であるのが最も好ましい。シリカの量が20重量部未満の場合、得られるゴム組成物において、耐摩耗性及び補強性の改善効果が小さく、200重量部を超えるとゴム組成物が硬くなりすぎ、加工性が悪化する傾向にある。   In the mixture of the conjugated diene rubber and the silica, the ratio of the two is preferably 20 to 200 parts by weight of silica, more preferably 30 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conjugated diene rubber. 40 to 120 parts by weight is most preferable. When the amount of silica is less than 20 parts by weight, in the resulting rubber composition, the effect of improving the wear resistance and reinforcing property is small, and when it exceeds 200 parts by weight, the rubber composition becomes too hard and the workability tends to deteriorate. It is in.

共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物の調製方法は、特に限定されないが、共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ水分散液とを混合するのが好ましい。このようにして得られる混合物は、共凝固した際に、共役ジエン系ゴム中のシリカの分散が均一となるので好ましい。   The method for preparing the mixture of the conjugated diene rubber and silica is not particularly limited, but it is preferable to mix the conjugated diene rubber latex and the silica aqueous dispersion. The mixture obtained in this way is preferable because the dispersion of silica in the conjugated diene rubber becomes uniform when co-coagulated.

共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物に、カチオン性物質を含有させてもよい。共凝固に際し、カチオン性物質が存在することにより、共凝固物中におけるシリカの分散が、より均一となる。
カチオン性物質としては、具体的には、カチオン性界面活性剤やカチオン性高分子を挙げることができる。
A cationic substance may be contained in the mixture of the conjugated diene rubber and silica. In the co-coagulation, the presence of the cationic substance makes the silica dispersed more uniformly in the co-coagulated product.
Specific examples of the cationic substance include a cationic surfactant and a cationic polymer.

カチオン性界面活性剤は、水に溶解させた際にイオンに解離して親水基の部分が正に電離する界面活性剤であれば、何ら制限なく使用される。
カチオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミンアセテート類;セチルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩等のアルキルアミン塩酸塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド等のアルキルアンモニウムハライド類;アルキルアミンオキサイド類;アルキルアリールアンモニウムハライド類;アルキルベタイン類;等を挙げることができる。
カチオン性界面活性剤は、1種を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。
これらの中でも、アルキルアンモニウムハライド類が好ましく、特にセチルトリメチルアンモニウムブロマイドが好ましい。
The cationic surfactant can be used without any limitation as long as it is a surfactant that dissociates into ions when dissolved in water and positively ionizes the hydrophilic group portion.
Specific examples of the cationic surfactant include alkylamine acetates such as stearylamine acetate; alkylamine hydrochlorides such as cetylamine hydrochloride and stearylamine hydrochloride; alkylammonium halides such as lauryltrimethylammonium bromide and cetyltrimethylammonium bromide. Alkylamine oxides; alkylarylammonium halides; alkylbetaines; and the like.
A cationic surfactant may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Among these, alkylammonium halides are preferable, and cetyltrimethylammonium bromide is particularly preferable.

カチオン性界面活性剤は、カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルションの形態で使用するのが好ましい。   The cationic surfactant is preferably used in the form of an extending oil emulsion using the cationic surfactant as an emulsifier.

共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物にカチオン性界面活性剤を含有させるには、(1)共役ジエン系ゴムラテックス、シリカ水分散液及びカチオン性界面活性剤を同時に混合する方法、(2)カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルションとシリカ水分散液とを予め混合し、次いで、これを共役ジエン系ゴムラテックスと混合する方法、(3)共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ水分散液とを予め混合し、次いで、これを、カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルションと混合する方法、(4)共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ水分散液とを混合後、カチオン性界面活性剤をそのまま/又は水溶液として混合する方法、(5)カチオン性界面活性剤の水溶液に、共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ水分散液の混合液を混合する方法、(6)シリカとカチオン性界面活性剤とを水中で混合して水性懸濁液とし、これに共役ジエン系ゴムラテックスを混合する方法、等を示すことができる。   In order to contain a cationic surfactant in a mixture of conjugated diene rubber and silica, (1) a method of simultaneously mixing a conjugated diene rubber latex, an aqueous silica dispersion and a cationic surfactant, (2) a cation A method in which an extending oil emulsion having a surfactant as an emulsifier and an aqueous silica dispersion are mixed in advance, and then mixed with a conjugated diene rubber latex, (3) a conjugated diene rubber latex and an aqueous silica dispersion And then mixing this with an extending oil emulsion using a cationic surfactant as an emulsifier. (4) After mixing a conjugated diene rubber latex and an aqueous silica dispersion, the cationic surfactant is mixed. (5) An aqueous solution of a cationic surfactant with an aqueous solution of a conjugated diene rubber latex and an aqueous silica dispersion. A method of mixing a slip solution, (6) silica and a cationic surfactant are mixed in water to form an aqueous suspension, a method of mixing conjugated diene rubber latex thereto, etc. can show.

カチオン性界面活性剤は、シリカ100重量部に対してカチオン性界面活性剤を好ましくは1〜4.5重量部、更に好ましくは1.5〜4重量部含有してなる伸展油エマルジョンとして添加するのが好ましい。カチオン性界面活性剤の添加量をこの範囲とすることにより、架橋成形体とした場合の補強性や耐摩耗性に優れ、スコーチの問題もなく、混練加工性や押出加工性に優れる方向にある。   The cationic surfactant is added as an extending oil emulsion containing 1 to 4.5 parts by weight, more preferably 1.5 to 4 parts by weight of the cationic surfactant with respect to 100 parts by weight of silica. Is preferred. By making the addition amount of the cationic surfactant within this range, it is excellent in reinforcement and wear resistance in the case of a cross-linked molded article, and there is no problem of scorch, and it is in the direction of excellent kneadability and extrusion processability. .

また、カチオン性高分子は、水に溶解させた際に電離してカチオン性を示すものであれば、制限なく使用できる。その好適な具体例としては、1〜3級のアミノ基やそのアンモニウム塩基、又は4級のアンモニウム塩基を有するモノマーを、場合によりその他のモノマーとともに、重合して得られるものをあげることができる。
カチオン性高分子の具体例としては、ポリジアリルメチルアミン;ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物及びそれらのアンモニウム塩;エピクロロヒドリン・ポリアミン縮合物、エピクロロヒドリン・ジメチルアミン縮合物等のエピクロロヒドリン・アミン縮合物;ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリメタクリル酸エステルメチルクロライド等の4級アンモニウム塩基を有した高分子;等を挙げることができる。これらの中で、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、及びエピクロロヒドリン・アミン縮合物が好ましい。
The cationic polymer can be used without limitation as long as it is ionized when dissolved in water and exhibits cationic properties. Specific examples thereof include those obtained by polymerizing a monomer having a primary to tertiary amino group, an ammonium base thereof, or a quaternary ammonium base, optionally together with other monomers.
Specific examples of the cationic polymer include polydiallylmethylamine; dicyandiamide / formalin condensate and their ammonium salts; epichlorohydrin such as epichlorohydrin / polyamine condensate and epichlorohydrin / dimethylamine condensate. -Amine condensates; polymers having a quaternary ammonium base such as polydiallyldimethylammonium chloride and polymethacrylate methyl chloride; Of these, polydiallyldimethylammonium chloride and epichlorohydrin-amine condensate are preferred.

カチオン性高分子の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜1,000,000、より好ましくは2,000〜900,000、最も好ましくは3,000〜800,000である。
重量平均分子量が1,000より小さいと、加硫ゴムの強度や耐摩耗性等の補強性が劣る恐れがあり、また、重量平均分子量が1,000,000を超えると、ゴム中でのシリカ分散が不良となる恐れがある。
また、カチオン性高分子のカチオン当量分子量の値は、コロイド滴定により、好ましくは250以下、より好ましくは220以下、最も好ましくは200以下である。
カチオン性高分子は、1種を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。
カチオン性高分子は、水溶液として使用しても、そのままで使用してもよい。
The weight average molecular weight of the cationic polymer is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 2,000 to 900,000, and most preferably 3,000 to 800,000.
If the weight average molecular weight is less than 1,000, the reinforcing properties such as the strength and abrasion resistance of the vulcanized rubber may be deteriorated. If the weight average molecular weight exceeds 1,000,000, silica in the rubber Dispersion may be poor.
The value of the cation equivalent molecular weight of the cationic polymer is preferably 250 or less, more preferably 220 or less, and most preferably 200 or less by colloid titration.
A cationic polymer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
The cationic polymer may be used as an aqueous solution or as it is.

共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物にカチオン性高分子を含有させるには、(1)共役ジエン系ゴムラテックス、シリカ水分散液及びカチオン性高分子を同時に混合する、(2)カチオン性高分子とシリカとの水分散液を予め調製し、次いで、これを共役ジエン系ゴムラテックスと混合する方法、(3)共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ水分散液とを予め混合し、次いで、これをカチオン性高分子と混合する方法、等を示すことができる。   In order to contain a cationic polymer in the mixture of conjugated diene rubber and silica, (1) conjugated diene rubber latex, silica aqueous dispersion and cationic polymer are mixed simultaneously, (2) cationic polymer A method of mixing an aqueous dispersion of silica and silica in advance and then mixing it with a conjugated diene rubber latex, (3) pre-mixing a conjugated diene rubber latex and an aqueous silica dispersion, The method of mixing with a functional polymer can be shown.

カチオン性高分子は、シリカ100重量部に対して0.1〜7.5重量部、好ましくは0.5〜7重量部、より好ましくは1〜6重量部の割合となるように添加するのが好ましい。
上記カチオン性高分子の添加量をこの範囲とすることにより、架橋成形体とした場合の補強性や耐摩耗性に優れ、スコーチの問題もなく、混練加工性や押出加工性に優れる方向にある。
The cationic polymer is added so as to have a ratio of 0.1 to 7.5 parts by weight, preferably 0.5 to 7 parts by weight, more preferably 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silica. Is preferred.
By making the addition amount of the above cationic polymer within this range, it is excellent in reinforcing property and wear resistance in the case of a cross-linked molded article, and there is no problem of scorching, and it is in the direction of excellent kneadability and extrusion processability. .

共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物から、共役ジエン系ゴムを凝固させることによって、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物を得るには、共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物に、硫酸、塩酸等の無機酸;蟻酸、酢酸、酪酸等の有機酸;硫酸アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム等の無機塩;等を、添加すればよい。
なお、共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物にカチオン性界面活性剤やカチオン性高分子等のカチオン性物質を含有させる場合には、このカチオン性物質を配合することによって、凝固を起こさせることもできる。
In order to obtain a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product by coagulating the conjugated diene rubber from the mixture of the conjugated diene rubber and silica, sulfuric acid, hydrochloric acid, etc. are added to the mixture of the conjugated diene rubber and silica. An inorganic acid such as formic acid, acetic acid and butyric acid; an inorganic salt such as aluminum sulfate, sodium chloride and calcium chloride; and the like may be added.
When a cationic substance such as a cationic surfactant or a cationic polymer is contained in the mixture of conjugated diene rubber and silica, coagulation may be caused by blending this cationic substance. it can.

共役ジエン系ゴムラテックスとシリカ水分散液との混合物を共凝固することにより、共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物(以下、「クラム」という。)の水分散液(スラリー)が生成する。クラムのろ過、水洗、脱水、乾燥等は、特に制限されることはなく、ゴムに一般的に用いられる方法を適宜使用すればよい。
共凝固によって生成するクラムと液体成分(以下、「セラム」という。)とを分離して、得られたクラムを水洗し、ろ過後、スクイザー、遠心脱水やフィルタープレス等でクラムを絞って脱水する。次いで、クラムを粒状に粉砕した後に押出乾燥機、熱風式乾燥機や撹拌翼を有する間接加熱乾燥機等で乾燥して、ペレット状又はブロック状に成形する。また、クラムとセラムとを分離することなく、噴霧乾燥することにより、クラムを粉状に成形することができる。
以上のようにして、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物が得られる。
By co-coagulating a mixture of a conjugated diene rubber latex and an aqueous silica dispersion, an aqueous dispersion (slurry) of a mixture of conjugated diene rubber and silica (hereinafter referred to as “crumb”) is produced. Filtration, water washing, dehydration, drying, etc. of crumb are not particularly limited, and a method generally used for rubber may be used as appropriate.
The crumb produced by co-coagulation and the liquid component (hereinafter referred to as “serum”) are separated, and the resulting crumb is washed with water, filtered, and then squeezed with a squeezer, centrifugal dehydration, filter press, etc. to dehydrate. . Next, the crumb is pulverized into granules and then dried by an extrusion dryer, a hot air dryer, an indirect heating dryer having a stirring blade, or the like, and formed into a pellet shape or a block shape. Moreover, a crumb can be shape | molded by powder-drying, without isolate | separating a crumb and a serum.
As described above, a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is obtained.

本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法は、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤とを混練する工程を有するシリカ含有ゴム組成物の製造方法であって、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練を5〜90℃で開始し、その混練温度を120℃以上に到達させた後において、シランカップリング剤をジエン系ゴム−シリカ共凝固物混練物に添加し、混練することを特徴とする。   The method for producing a silica-containing rubber composition according to the present invention is a method for producing a silica-containing rubber composition having a step of kneading a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and a silane coupling agent, wherein the conjugated diene rubber -The kneading of the silica co-coagulated product was started at 5 to 90 ° C, and after the kneading temperature reached 120 ° C or higher, the silane coupling agent was added to the diene rubber-silica co-coagulated product kneaded material and kneaded. It is characterized by doing.

本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法においては、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練を5〜90℃で開始することが必要である。この混練開始温度は、20℃〜85℃であることが好ましく、40℃〜85℃であることがより好ましい。
90℃を超える温度で共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練を開始すると、混練発熱のため温度が急激に上昇し、シランカップリング剤を添加する所定温度範囲に制御するのが難しくなり、この結果、シランカップリング剤が過剰な熱履歴を受けてしまうことにより配合物粘度が上昇し、押し出し成形等の加工性が著しく悪くなる。
一方、混練開始温度が5℃未満ではトルクが大きくなり、機械に負荷が掛かる。
In the method for producing a silica-containing rubber composition of the present invention, it is necessary to start kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product at 5 to 90 ° C. The kneading start temperature is preferably 20 ° C to 85 ° C, and more preferably 40 ° C to 85 ° C.
When the kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is started at a temperature exceeding 90 ° C., the temperature rapidly rises due to kneading heat generation, and it becomes difficult to control to a predetermined temperature range in which the silane coupling agent is added, As a result, when the silane coupling agent receives an excessive heat history, the viscosity of the compound is increased, and the processability such as extrusion molding is remarkably deteriorated.
On the other hand, when the kneading start temperature is less than 5 ° C., the torque increases and a load is applied to the machine.

共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物を混練するのと同時に、これに、シランカップリング剤、架橋剤及び架橋促進剤を除く、後述する各種配合剤を添加し、混練してもよい。
共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練の方法は、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。混練機としては、従来一般的に用いられているニーダー、ブランベンダー、バンバリーミキサー等の密閉式混練機、オープンロール、二軸押し出し機等を用いることができる。
At the same time that the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is kneaded, various compounding agents described later except for the silane coupling agent, the crosslinking agent and the crosslinking accelerator may be added thereto and kneaded.
The method for kneading the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is not particularly limited, and a known method can be adopted. As the kneader, a conventionally-used closed kneader such as a kneader, a brand bender, a Banbury mixer, an open roll, a biaxial extruder, or the like can be used.

本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法において、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練の開始後、上記のように、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(及び所望により同時に混練する各種配合剤)の混練による機械的剪断によって発熱が起き、混練物の温度が上昇する。   In the method for producing a silica-containing rubber composition of the present invention, after the start of kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product, as described above, the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (and various types of kneading simultaneously if desired) Heat generation occurs due to mechanical shearing due to the kneading of the compounding agent, and the temperature of the kneaded product rises.

本発明においては、この混練物の温度が120℃以上に上昇してから、この混練物に、シランカップリング剤を添加して混練することが必要である。
シランカップリング剤添加時における共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物の温度は、120〜180℃であることが好ましく、140〜175℃であることがより好ましい。
In the present invention, it is necessary to add a silane coupling agent and knead the kneaded product after the temperature of the kneaded product has risen to 120 ° C. or higher.
The temperature of the kneaded product of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product when the silane coupling agent is added is preferably 120 to 180 ° C, and more preferably 140 to 175 ° C.

シランカップリング剤を共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物に添加するときの温度が120℃未満では、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物とシランカップリング剤とを十分に混練するために長時間必要となり、シランカップリング剤が過剰な熱履歴を受けてしまい、加工性の改良効果が得られない。
即ち、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物への、シランカップリング剤の添加及び混練を、上記の温度範囲内で行なうことにより、シランカップリング剤が過剰な熱履歴を受けることがなく、得られる共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物とシランカップリング剤との混練物の配合物粘度を上昇させることなく混練することができる。このような混練物を使用すると、成形加工性に優れるシリカ含有ゴム組成物を得ることができる。
また、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物にシランカップリング剤を添加するときの上限の温度は、180℃以下にしたほうが、加工性改良の点で、より良い方向にある。
If the temperature when the silane coupling agent is added to the kneaded product of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is less than 120 ° C., the kneaded product of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent It takes a long time to knead, the silane coupling agent receives an excessive heat history, and the effect of improving workability cannot be obtained.
That is, by adding and kneading the silane coupling agent to the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product within the above temperature range, the silane coupling agent does not receive an excessive heat history. The conjugated diene rubber-silica co-coagulated product kneaded product and the silane coupling agent kneaded product can be kneaded without increasing the viscosity. When such a kneaded material is used, a silica-containing rubber composition having excellent molding processability can be obtained.
In addition, the upper limit of the temperature when the silane coupling agent is added to the kneaded conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is 180 ° C. or less, which is better in terms of improving workability.

共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物とシランカップリング剤との混練に際し、シランカップリング剤を投入するときの混練トルクS2は、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物及び所望により添加した配合剤を投入した後の最大混練トルクS1に対して、下記の式(1)を満足することが好ましい。
0.4≦S2/S1≦0.7 (1)
即ち、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物及び所望により添加した配合剤を混練すると、混練トルクが急速にS1まで上昇する。その後、ゴムが可塑性を有すると同時に、配合剤を添加した場合には、その均一分散によって混練トルクが低下する。この混練トルク低下が一定の範囲の時に、シランカップリング剤を添加するのが好ましい。S2/S1が0.7を超えると、得られるゴム配合物の粘度とスコーチへの効果が十分に得られず加工性が劣る恐れがあり、0.4を下回ると、ゴム配合物の補強性や耐摩耗性への改良効果が低下する恐れがある。
In kneading the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent, the kneading torque S2 when adding the silane coupling agent was added as required and the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product. It is preferable that the following formula (1) is satisfied with respect to the maximum kneading torque S1 after adding the compounding agent.
0.4 ≦ S2 / S1 ≦ 0.7 (1)
That is, when the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the compounding agent added as desired are kneaded, the kneading torque rapidly rises to S1. Thereafter, when the rubber has plasticity, and when a compounding agent is added, the kneading torque decreases due to the uniform dispersion. It is preferable to add a silane coupling agent when the reduction in kneading torque is within a certain range. If S2 / S1 exceeds 0.7, the viscosity and scorch effect of the resulting rubber compound may not be sufficiently obtained, and the processability may be inferior. And the effect of improving the wear resistance may be reduced.

共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物と、シランカップリング剤との混練は、130〜180℃の範囲で行なうことが好ましく、より好ましくは140〜170℃の範囲で行なう。
共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物と、シランカップリング剤との混練中の温度は、上記の範囲内であれば特に制限されず、一定である必要はない。例えば、混練終了時に目標の排出時温度に到達するように混練温度を上昇又は下降させてもよいし、混練終了前に目標の排出時温度に到達させて、そのまま混練終了まで混練温度を一定に維持するようにしてもよい。
The kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent is preferably performed in the range of 130 to 180 ° C, more preferably in the range of 140 to 170 ° C.
The temperature during the kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent is not particularly limited as long as it is within the above range, and need not be constant. For example, the kneading temperature may be raised or lowered so as to reach the target discharging temperature at the end of kneading, or the target discharging temperature may be reached before the kneading is finished, and the kneading temperature is kept constant until the kneading is finished. You may make it maintain.

混練中の温度を上記範囲に保つことにより、シランカップリング剤とシリカ表面のシラノール基との反応を十分に進行させることができる。この混練中の温度が上記よりも低い場合には、得られるゴム組成物のシリカによる補強性や低燃費性が悪化する恐れがあり、逆に上記範囲よりも高い場合は、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練物/シランカップリング剤混練物が劣化する恐れがある。   By maintaining the temperature during the kneading within the above range, the reaction between the silane coupling agent and the silanol groups on the silica surface can be sufficiently advanced. When the temperature during the kneading is lower than the above, there is a risk that the reinforcing property and low fuel consumption by the silica of the resulting rubber composition may be deteriorated. Conversely, when the temperature is higher than the above range, the conjugated diene rubber- There is a possibility that the kneaded product of the silica co-coagulated product / the silane coupling agent will be deteriorated.

共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物混練物とシランカップリング剤とを上記混練温度に維持する時間は、好ましくは30秒以上、より好ましくは1分以上であり、好ましくは30分以下、より好ましくは25分以下である。
混練時間が上記の範囲よりも短いとシランカップリング剤とシリカとを十分に反応させることができず、補強効果、耐摩耗性及び低燃費性を損なう恐れがある。また、上記の範囲よりも長いと得られるゴム組成物の補強性や耐摩耗性への改良効果が低下する恐れがある。
所定時間混練を行なった後、混練物を混練機から排出する。共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物混練物とシランカップリング剤との混練物の排出時温度は、好ましくは130〜180℃、より好ましくは140〜170℃の範囲で行なう。
The time for maintaining the kneaded conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent at the kneading temperature is preferably 30 seconds or more, more preferably 1 minute or more, preferably 30 minutes or less, more preferably Is 25 minutes or less.
If the kneading time is shorter than the above range, the silane coupling agent and silica cannot be sufficiently reacted, and the reinforcing effect, wear resistance, and fuel efficiency may be impaired. Moreover, when longer than said range, there exists a possibility that the improvement effect to the reinforcement property or abrasion resistance of the rubber composition obtained may fall.
After kneading for a predetermined time, the kneaded product is discharged from the kneader. The temperature during discharge of the kneaded product of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent is preferably in the range of 130 to 180 ° C, more preferably 140 to 170 ° C.

シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−オクタチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピル−ジ(トリデシル−オリゴオキシアルキレン)エトキシシラン、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)ジスルフィド等;、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィド等のテトラスルフィド類等;が挙げられる。その中でも、シランカップリング剤は、一分子中に含有される硫黄が4個以下のものが、混練時のスコーチを避けられるので好ましい。
これらのシランカップリング剤は、1種を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。
シリカ100重量部に対するシランカップリング剤の配合量は、通常、0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜15重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
Examples of the silane coupling agent include vinyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, 3-octathio- 1-propyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyl-di (tridecyl-oligooxyalkylene) ethoxysilane, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, etc. , Tetrasulfides such as γ-trimethoxysilylpropyldimethylthiocarbamyl tetrasulfide, γ-trimethoxysilylpropylbenzothiazyl tetrasulfide, and the like. Among them, the silane coupling agent is preferably one having 4 or less sulfur contained in one molecule because scorch during kneading can be avoided.
These silane coupling agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
The compounding quantity of the silane coupling agent with respect to 100 weight part of silica is 0.1-20 weight part normally, Preferably it is 0.5-15 weight part, More preferably, it is 1-10 weight part.

本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法において、シリカ含有ゴム組成物にシリル化剤を含有させてもよい。
シリル化剤の量は、シリカ100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは0.5〜15重量部、最も好ましくは1〜10重量部である。
シリカ含有ゴム組成物は、シリル化剤を配合することにより、その補強性及び低燃費性が更に改善される。
In the method for producing a silica-containing rubber composition of the present invention, the silica-containing rubber composition may contain a silylating agent.
The amount of the silylating agent is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 15 parts by weight, and most preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silica.
By adding a silylating agent, the silica-containing rubber composition is further improved in reinforcement and fuel efficiency.

シリル化剤としては、例えば、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、t−ブチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン化合物;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、イソブチルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ)シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物;N−トリメチルシリルアセトアミド、N,N−(ビストリメチルシリル)アセトアミド等のアセトアミド類;N,N−(ビストリメチルシリル)ウレア等の尿素類;等が挙げられる。
これらのシリル化剤のうち、特にクロロシラン化合物、アルコキシシラン化合物及びシラザン化合物が好ましく用いられる。
これらのシリル化剤は、1種単独で用いてもよいし、任意の2種以上を組み合わせて用いてもよい。
シリカ100重量部に対するシリル化剤の配合量は、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは0.5〜15重量部、最も好ましくは1〜10重量部である。
Examples of the silylating agent include chlorosilane compounds such as phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, and t-butyldimethylchlorosilane; phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, vinyltris ( alkoxysilane compounds such as β-methoxy) silane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane; silazane compounds such as hexamethyldisilazane; N-trimethylsilylacetamide, N, N- (bistrimethylsilyl) acetamide And the like; and ureas such as N, N- (bistrimethylsilyl) urea; and the like.
Of these silylating agents, chlorosilane compounds, alkoxysilane compounds, and silazane compounds are particularly preferably used.
These silylating agents may be used alone or in combination of any two or more.
The blending amount of the silylating agent with respect to 100 parts by weight of silica is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 15 parts by weight, and most preferably 1 to 10 parts by weight.

シリカ含有ゴム組成物にシリル化剤を含有させる方法は、特に限定されず、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤とを混練する際に同時に混練する方法、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物に添加する方法、共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物から共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物を調製する際に添加する方法、共凝固前の共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物に添加する方法、共役ジエン系ゴム−シリカ混合物調製前の共役ジエン系ゴムの溶液若しくは分散液又はシリカと混合する方法、等を挙げることができる。
これらのうち、共役ジエン系ゴムとシリカとの混合物を調製する前に、シリカと混合しておく方法が好ましい。これにより、シリカの表面の親水性部分が疎水化され、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物中におけるシリカの分散が良好になるとともに、シリカ表面のシラノール基とシランカップリング剤との反応の効率を向上させる。
The method for adding a silylating agent to the silica-containing rubber composition is not particularly limited, and a conjugated diene rubber-a method of kneading a silica co-coagulated product and a silane coupling agent simultaneously, conjugated diene rubber- A method of adding to a silica co-coagulated product, a method of adding a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product from a mixture of a conjugated diene rubber and silica, a mixture of a conjugated diene rubber and silica before co-coagulation And a method of mixing with a solution or dispersion of a conjugated diene rubber or silica before preparing the conjugated diene rubber-silica mixture.
Among these, a method of mixing with silica before preparing a mixture of conjugated diene rubber and silica is preferable. As a result, the hydrophilic portion of the silica surface is hydrophobized, the dispersion of the silica in the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is improved, and the reaction efficiency between the silanol group on the silica surface and the silane coupling agent is improved. To improve.

本発明のシリカ含有ゴム組成物の製造方法において、シリカ含有ゴム組成物にオルガノポリシロキサンやポリエーテル系重合体を含有させてもよい。
これらの重合体を配合することにより、シリカ含有ゴム組成物から得られる架橋性ゴム組成物の補強性及び低燃費性が更に改善される。
オルガノポリシロキサンとしては、重合度3〜10,000のものが好ましく、メトキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、アルコキシ基、エポキシ基、カルボニル基、スルフィド基、スルホニル基、ニトリル基等の官能基を有するものであることが好ましい。
また、ポリエーテル系重合体は、アルキレンオキシド、エピハロヒドリン、不飽和エポキシド等のオキシラン化合物を重合して得られる、主鎖にエーテル結合を有する重合体である。ポリエーテル系重合体としては、分子量100〜10,000,000のものが好ましい。
In the method for producing a silica-containing rubber composition of the present invention, the silica-containing rubber composition may contain an organopolysiloxane or a polyether polymer.
By blending these polymers, the reinforcing property and fuel efficiency of the crosslinkable rubber composition obtained from the silica-containing rubber composition are further improved.
The organopolysiloxane preferably has a polymerization degree of 3 to 10,000, and has a functional group such as a methoxy group, a hydroxyl group, an amino group, an alkoxy group, an epoxy group, a carbonyl group, a sulfide group, a sulfonyl group, and a nitrile group. It is preferable.
The polyether polymer is a polymer having an ether bond in the main chain obtained by polymerizing an oxirane compound such as alkylene oxide, epihalohydrin or unsaturated epoxide. The polyether polymer preferably has a molecular weight of 100 to 10,000,000.

オルガノポリシロキサンやポリエーテル系重合体の配合量は、特に限定されないが、シリカ100重量部に対して0.1〜50重量部の範囲が好ましい。
これらのオルガノポリシロキサンやポリエーテル系重合体は、それぞれ1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
オルガノポリシロキサン及びポリエーテル系重合体の添加方法は特に制限されず、シリル化剤の添加方法と同様の方法を示すことができる。
The compounding amount of the organopolysiloxane or the polyether polymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silica.
One of these organopolysiloxanes and polyether polymers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The method for adding the organopolysiloxane and the polyether polymer is not particularly limited, and a method similar to the method for adding the silylating agent can be shown.

本発明において、シリカ含有ゴム組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、カーボンブラック、タルク、クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、コーンスターチ、追加のシリカ等の充填剤;活性剤;プロセスオイル;可塑剤;滑剤;等を配合することができる。また、必要に応じて本発明で用いる共役ジエン系ゴム以外のその他のゴムを配合することができる。   In the present invention, the silica-containing rubber composition includes a filler such as carbon black, talc, clay, calcium carbonate, aluminum hydroxide, corn starch, and additional silica as long as the effects of the present invention are not impaired; Oil, plasticizer, lubricant, etc. can be blended. Moreover, rubbers other than the conjugated diene rubber used in the present invention can be blended as required.

カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイト等を用いることができる。これらの中でも、特にファーネスブラックが好ましい。
また、カーボンブラックの表面にシリカを担持させたカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。
全ゴム成分100重量部に対するカーボンブラックの配合量は、通常、150重量部以下であり、カーボンブラックとシリカの合計で20〜200重量部が好ましい。
これらのカーボンブラックの配合時期は、特に限定されない。
As carbon black, furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, graphite, etc. can be used, for example. Among these, furnace black is particularly preferable.
Further, a carbon-silica dual phase filler in which silica is supported on the surface of carbon black may be used.
The compounding amount of carbon black with respect to 100 parts by weight of all rubber components is usually 150 parts by weight or less, and the total of carbon black and silica is preferably 20 to 200 parts by weight.
The blending time of these carbon blacks is not particularly limited.

活性剤の具体例としては、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シリコーンオイル等を挙げることができる。
可塑剤の具体例としては、フタル酸モノエステル、フタル酸ジエステル等を挙げることができる。
滑剤の具体例としては、ワックス等を挙げることができる。
これらの配合量は、全ゴム成分100重量部に対して、1〜5重量部が好ましい。
これらの添加剤の配合時期は、特に限定されない。
Specific examples of the activator include diethylene glycol, polyethylene glycol, and silicone oil.
Specific examples of the plasticizer include phthalic acid monoester and phthalic acid diester.
Specific examples of the lubricant include wax.
These compounding amounts are preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of all rubber components.
The blending time of these additives is not particularly limited.

本発明で用いる共役ジエン系ゴム以外のその他のゴムとしては、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物に用いた共役ジエン系ゴム以外の共役ジエン系ゴム;アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム等のポリエーテルゴム;フッ素ゴム;シリコンゴム;エチレン−プロピレン−ジエンゴム;ウレタンゴム;等が挙げられる。
本発明で用いる共役ジエン系ゴム以外のその他のゴムの配合方法は、特に限定されず、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練時に添加混練しても、ジエン系ゴム−シリカ共凝固物混練物とシランカップリング剤との混練時に添加混練しても、また、シリカ含有ゴム組成物に添加混練しても、よい。また、その他のゴムの種類によっては、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物調製時に、共役ジエン系ゴムと併用してもよい。
Other rubbers other than the conjugated diene rubber used in the present invention include conjugated diene rubbers other than the conjugated diene rubber used in the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product; polyethers such as acrylic rubber and epichlorohydrin rubber Examples thereof include rubber, fluorine rubber, silicon rubber, ethylene-propylene-diene rubber, urethane rubber, and the like.
The blending method of other rubbers other than the conjugated diene rubber used in the present invention is not particularly limited, and even if added and kneaded during the kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product, the diene rubber-silica co-coagulated material kneaded. It may be added and kneaded at the time of kneading the product and the silane coupling agent, or may be added and kneaded to the silica-containing rubber composition. Further, depending on the type of other rubber, it may be used in combination with the conjugated diene rubber when preparing the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product.

本発明の架橋性シリカ含有ゴム組成物は、本発明のシリカ含有ゴム組成物及び架橋剤を含有してなる。   The crosslinkable silica-containing rubber composition of the present invention comprises the silica-containing rubber composition of the present invention and a crosslinking agent.

架橋剤は、共役ジエン系ゴムの架橋に通常用いるものであれば、特に限定されない。
架橋剤の具体例としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等の硫黄;一塩化硫黄、二塩化硫黄等のハロゲン化硫黄;ジクミルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物;p−キノンジオキシム、p,p’−ジベンゾイルキノンジオキシム等のキノンジオキシム;トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミンカルバメート、4,4’−メチレンビス−o−クロロアニリン等の有機多価アミン化合物;メチロール基をもったアルキルフェノール樹脂;等が挙げられる。
これらの中でも、硫黄が好ましい。
これらの架橋剤は、1種を単独で使用してもよく2種以上を組み合わせて使用してもよい。
架橋剤の配合量は、全ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.3〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。
A crosslinking agent will not be specifically limited if it is normally used for bridge | crosslinking of conjugated diene type rubber | gum.
Specific examples of the crosslinking agent include sulfur such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur; sulfur halides such as sulfur monochloride and sulfur dichloride; dicumyl peroxide, di-t- Organic peroxides such as butyl peroxide; quinone dioximes such as p-quinone dioxime and p, p'-dibenzoylquinone dioxime; triethylenetetramine, hexamethylenediamine carbamate, 4,4'-methylenebis-o- Organic polyamine compounds such as chloroaniline; alkylphenol resins having a methylol group; and the like.
Among these, sulfur is preferable.
These crosslinking agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
The compounding amount of the crosslinking agent is preferably 0.3 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total rubber component.

また、上記架橋剤に架橋促進剤や架橋活性化剤を併用することができる。
架橋促進剤の具体例としては、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系架橋促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系架橋促進剤;ジエチルチオウレア等のチオウレア系架橋促進剤;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、2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩等のチアゾール系架橋促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等のチウラム系架橋促進剤;ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛等のジチオカルバミン酸系架橋促進剤;イソプロピルキサントゲン酸ナトリウム、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、ブチルキサントゲン酸亜鉛等のキサントゲン酸系架橋促進剤;等が挙げられる。
これらの架橋促進剤は、1種を単独で使用してもよく2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの架橋促進剤のうち、スルフェンアミド系架橋促進剤を含むものが好ましい。
架橋促進剤の配合量は、全ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.3〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。
Moreover, a crosslinking accelerator or a crosslinking activator can be used in combination with the crosslinking agent.
Specific examples of the crosslinking accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N- Sulfenamide-based crosslinking accelerators such as oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide and N, N′-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; guanidines such as diphenylguanidine, diortolylguanidine, orthotolylbiguanidine Thiourea crosslinking accelerators such as diethylthiourea; thiazole crosslinking accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, 2-mercaptobenzothiazole zinc salt; tetramethylthiuram monosulfide, tetrame Thiuram-based cross-linking accelerators such as tilthiuram disulfide; Dithiocarbamic acid-based cross-linking accelerators such as sodium dimethyldithiocarbamate and zinc diethyldithiocarbamate; Agents; and the like.
These crosslinking accelerators may be used alone or in combination of two or more.
Among these crosslinking accelerators, those containing a sulfenamide-based crosslinking accelerator are preferable.
The amount of the crosslinking accelerator is preferably 0.3 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total rubber component.

架橋活性化剤の具体例としては、金属酸化物、脂肪酸とその誘導体、亜鉛以外の金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、アミン等が挙げられる。
金属酸化物の具体例としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、一酸化鉛等が挙げられる。
脂肪酸の具体例としては、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸等が挙げられ、その誘導体としては、ステアリン酸亜鉛等の金属塩、オレイン酸ジブチルアンモニウム等のアンモニウム塩等が挙げられる。
金属水酸化物の具体例としては、水酸化カルシウム、活性化水酸化カルシウム等が挙げられる。
金属炭酸塩の具体例としては、炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛等が挙げられる。
これらの中でも、酸化亜鉛及び脂肪酸が好ましい。
酸化亜鉛としては、表面活性の高い粒度5μm以下のものを用いるのが好ましく、粒度が0.05〜0.2μmの活性亜鉛華や0.3〜1μmの亜鉛華等を挙げることができる。また、酸化亜鉛は、アミン系の分散剤や湿潤剤で表面処理されていてもよい。
これらの架橋活性化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用することもできる。
Specific examples of the crosslinking activator include metal oxides, fatty acids and derivatives thereof, metal oxides other than zinc, metal hydroxides, metal carbonates, amines and the like.
Specific examples of the metal oxide include zinc oxide, magnesium oxide, lead monoxide and the like.
Specific examples of fatty acids include stearic acid, oleic acid, lauric acid and the like, and derivatives thereof include metal salts such as zinc stearate and ammonium salts such as dibutylammonium oleate.
Specific examples of the metal hydroxide include calcium hydroxide and activated calcium hydroxide.
Specific examples of the metal carbonate include zinc carbonate and basic lead carbonate.
Among these, zinc oxide and fatty acid are preferable.
As zinc oxide, those having a high surface activity particle size of 5 μm or less are preferably used, and examples thereof include activated zinc white having a particle size of 0.05 to 0.2 μm and zinc white having a particle size of 0.3 to 1 μm. Zinc oxide may be surface-treated with an amine-based dispersant or wetting agent.
These crosslinking activators may be used individually by 1 type, and can also use 2 or more types together.

架橋活性化剤の配合割合は、架橋活性化剤の種類により適宜選択すればよいが、酸化亜鉛の場合、全ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.5〜2重量部である。また、高級脂肪酸の場合は、全ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.3〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。
なお、架橋活性化剤は、シリカ含有ゴム組成物に架橋剤及び架橋促進剤を配合する前に、シリカ含有ゴム組成物に含有させるのが好ましく、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤との混練物に配合するのがより好ましい。このとき、混練時間は、好ましくは30秒以上、より好ましくは60秒以上、好ましくは30分以下、より好ましくは25分以下である。
The blending ratio of the crosslinking activator may be appropriately selected depending on the type of the crosslinking activator, but in the case of zinc oxide, it is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the total rubber component. Is 0.5 to 2 parts by weight. Moreover, in the case of a higher fatty acid, it is preferably 0.3 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total rubber component.
The crosslinking activator is preferably contained in the silica-containing rubber composition before the crosslinking agent and the crosslinking accelerator are added to the silica-containing rubber composition. The conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane cup It is more preferable to mix | blend with a kneaded material with a ring agent. At this time, the kneading time is preferably 30 seconds or longer, more preferably 60 seconds or longer, preferably 30 minutes or shorter, more preferably 25 minutes or shorter.

シリカ含有ゴム組成物と架橋剤及び架橋促進剤との配合は、通常、100℃以下、好ましくは80℃以下でこれらを混練することにより行なう。このように温度を低くすることにより、架橋性ゴム組成物が成形前に架橋してしまうのを防ぐことができる。混練機は、特に限定されず、ニーダー、ブラベンダー、バンバリーミキサー等の密閉式混練機、オープンロール、二軸押し出し機等を使用することができる。   The compounding of the silica-containing rubber composition, the crosslinking agent and the crosslinking accelerator is usually carried out by kneading them at 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower. Thus, by making temperature low, it can prevent that a crosslinkable rubber composition will bridge | crosslink before shaping | molding. The kneader is not particularly limited, and a closed kneader such as a kneader, a brabender, or a Banbury mixer, an open roll, a twin screw extruder, or the like can be used.

本発明の架橋性シリカ含有ゴム組成物は、架橋成形することにより架橋成形体とすることができる。本発明の架橋成形体は、特にタイヤ用として好適である。
架橋方法は特に限定されず、架橋成形体の性状、大きさ等に応じて選択すればよい。金型中に架橋性ゴム組成物を充填して加熱することにより成形と同時に架橋してもよく、予め成形しておいた未加硫ゴム組成物を加熱して架橋してもよい。架橋温度は、好ましくは120〜200℃、より好ましくは100〜190℃、最も好ましくは120〜180℃である。
The crosslinkable silica-containing rubber composition of the present invention can be made into a cross-linked molded article by cross-linking molding. The crosslinked molded product of the present invention is particularly suitable for tires.
The crosslinking method is not particularly limited, and may be selected according to the properties and size of the crosslinked molded body. The mold may be filled with a crosslinkable rubber composition and heated to crosslink simultaneously with molding, or a previously molded unvulcanized rubber composition may be heated to crosslink. The crosslinking temperature is preferably 120 to 200 ° C, more preferably 100 to 190 ° C, and most preferably 120 to 180 ° C.

以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではないことは言うまでもない。なお、実施例及び比較例における部及び%は、特に断りのない限り質量基準である。実施例及び比較例における各種物性は、下記の方法により測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these examples. In addition, the part and% in an Example and a comparative example are mass references | standards unless there is particular notice. Various physical properties in Examples and Comparative Examples were measured by the following methods.

(1)シリカの平均粒子径
光散乱回折式の粒度分布測定装置(コールター社製、商品名「LS−230」)を用いて測定した体積基準中位径の値を採用する。
(1) Average particle diameter of silica The value of the volume-based median diameter measured using a light scattering diffraction type particle size distribution measuring apparatus (trade name “LS-230” manufactured by Coulter, Inc.) is adopted.

(2)セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)の吸着によるシリカの比表面積(SCTAB
シリカ湿ケークを乾燥器(120℃)に入れて乾燥した後、ASTM D3765−92記載の方法を下記のように改良した方法で得られた値を採用する。
即ち、カーボンブラックの標準品であるIRTB(83.0m/g)に代えて、別途にCTAB標準液を調製し、これによってエアロゾルOT溶液の標定を行い、シリカ表面に対するCTAB1分子あたりの吸着断面積を35平方オングストロームとしてCTABの吸着量から比表面積を算出する。これは、カーボンブラックとシリカとでは表面状態が異なるので、同一比表面積でもCTABの吸着量に違いがあると考えられるためである。
(2) Specific surface area of silica (S CTAB ) by adsorption of cetyltrimethylammonium bromide ( CTAB )
After the silica wet cake is put in a drier (120 ° C.) and dried, the value obtained by improving the method described in ASTM D3765-92 as follows is adopted.
That is, in place of IRTB (83.0 m 2 / g), which is a standard product of carbon black, a CTAB standard solution is prepared separately, whereby the aerosol OT solution is standardized, and the adsorption of CTAB per molecule on the silica surface is blocked. The specific surface area is calculated from the amount of CTAB adsorbed with an area of 35 square angstroms. This is because carbon black and silica have different surface states, and it is considered that there is a difference in the amount of CTAB adsorbed even with the same specific surface area.

(3)窒素吸着量によるシリカの比表面積(SBET
シリカ湿ケークを乾燥器(120℃)に入れて乾燥した後、マイクロメリティクス社製測定器(商品名「アサップ2010」)を使用して、窒素吸着量を測定し、相対圧0.2における1点法の値を採用する。
(4)シリカの吸油量
JIS K6220に準じて求める。
(3) Specific surface area of silica based on nitrogen adsorption (S BET )
After the silica wet cake was put in a dryer (120 ° C.) and dried, the nitrogen adsorption amount was measured using a measuring device (trade name “ASAP 2010”) manufactured by Micromeritics, and the relative pressure was 0.2. The value of the one-point method is adopted.
(4) Oil absorption amount of silica Determined according to JIS K6220.

(5)シリカの含水率
JIS K−6220に準拠して、含水率を測定する。
(5) Moisture content of silica The moisture content is measured according to JIS K-6220.

(6)共役ジエン系共重合体中のスチレン単位量
JIS K6383(屈折率法)に準じて測定する。
(7)共役ジエン系重合体のムーニー粘度(ML1+4、100℃)
ムーニー粘度計(島津製作所社製)を用い、JIS K6300に準じて測定する。
(6) Amount of styrene unit in conjugated diene copolymer Measured according to JIS K6383 (refractive index method).
(7) Mooney viscosity of the conjugated diene polymer (ML 1 + 4 , 100 ° C.)
Measurement is performed according to JIS K6300 using a Mooney viscometer (manufactured by Shimadzu Corporation).

(8)共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物のシリカ含有率
熱分析装置TG/DSC(セイコー電子工業社製、商品名「TG/DTA320」)を用いて、乾燥試料の空気中での熱分解後の燃焼残分率(%)及び150℃までの重量減少率(%)を測定し、下記式を用いて算出し、共役ジエン系ゴム100部に対する量(部)に換算して示す。
なお、測定条件は、空気中で昇温速度20℃/min、到達温度600℃での保持時間20分とする。
シリカ含有率(%)=燃焼残分率/(100−(150℃までの重量減少率))×100
(8) Silica content of conjugated diene rubber-silica co-coagulated product Thermal decomposition of dried sample in air using thermal analyzer TG / DSC (trade name “TG / DTA320” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) The subsequent combustion residue rate (%) and the weight reduction rate (%) up to 150 ° C. are measured, calculated using the following formula, and converted into an amount (parts) relative to 100 parts of the conjugated diene rubber.
The measurement conditions are a heating rate of 20 ° C./min in air and a holding time of 20 minutes at an ultimate temperature of 600 ° C.
Silica content (%) = combusted residue ratio / (100− (weight reduction rate up to 150 ° C.)) × 100

(9)共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の含水率
共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の試料の重量を測定後、120℃で3時間、真空乾燥し、再度、重量を測定する。乾燥による重量減少量の真空乾燥前の重量に対する百分率を求める。
(10)架橋性シリカ含有組成物の配合物粘度(ML1+4、130℃)
ムーニー粘度計(島津製作所社製)を用い、JIS K6300に準じて測定した。測定結果について、比較例1の測定値を100とする指数で表す。この数値が低いと加工性に優れることを示す。
(9) Moisture content of conjugated diene rubber-silica co-coagulated product After measuring the weight of the sample of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product, it is vacuum-dried at 120 ° C. for 3 hours, and the weight is measured again. The percentage of the weight loss due to drying to the weight before vacuum drying is determined.
(10) Formulation viscosity of the crosslinkable silica-containing composition (ML 1 + 4 , 130 ° C.)
Measurement was performed according to JIS K6300 using a Mooney viscometer (manufactured by Shimadzu Corporation). About a measurement result, it represents with the index | exponent which makes the measured value of the comparative example 1 100. FIG. A low value indicates excellent workability.

(11)架橋性シリカ含有組成物のスコーチタイム
JIS K6300に準じて、ムーニー粘度計(島津製作所社製)を用いL形ローターでムーニースコーチ試験により測定温度130℃におけるスコーチタイムt(分)を測定する。測定結果について、比較例1の測定値を100とする指数で表す。この数値が高いと加工性に優れることを示す。
(11) Scorch Time of Crosslinkable Silica-Containing Composition According to JIS K6300, scorch time t 5 (min) at a measuring temperature of 130 ° C. by Mooney scorch test using Mooney viscometer (manufactured by Shimadzu Corporation) with L-shaped rotor. taking measurement. About a measurement result, it represents with the index | exponent which makes the measured value of the comparative example 1 100. FIG. A high value indicates excellent workability.

(12)架橋成形体の硬さ
JIS K6253に準じて、Duro−A硬さ計(高分子計器社製)を用い、室温での硬さを測定する。測定結果について、比較例1の測定値を100とする指数で表す。この数値が高いとタイヤの操縦安定性、耐摩耗性に優れることを示す。
(13)架橋成形体の引張強度
JIS K6251に準じて、ストログラフAE−CT(東洋精機製作所社製)を用い、破断応力及び破断伸びを測定した。測定結果について、比較例1の測定値を100とする指数で表す。この数値が高いとシリカ分散性が良好で機械的強度や補強性に優れることを示す。
(12) Hardness of cross-linked molded article According to JIS K6253, the hardness at room temperature is measured using a Duro-A hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.). About a measurement result, it represents with the index | exponent which makes the measured value of the comparative example 1 100. FIG. Higher values indicate better tire handling stability and wear resistance.
(13) Tensile strength of the cross-linked molded article According to JIS K6251, the rupture stress and the rupture elongation were measured using Strograph AE-CT (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho). About a measurement result, it represents with the index | exponent which makes the measured value of the comparative example 1 100. FIG. Higher numerical values indicate better silica dispersibility and better mechanical strength and reinforcement.

(14)架橋成形体の耐摩耗性
ランボーン摩耗試験機(上島製作所社製)を用い、スリップ率10%、荷重1.0kgの条件で測定する。測定結果について、比較例1の測定値を100とする指数で表す。この値が高いと耐摩耗性に優れることを示す。
(15)混練トルクS1及びS2
バンバリーミキサー(ラボプラストミル型式100C ミキサータイプB−250;東洋精機製作所社製)を用い、混練開始温度80℃、ローター回転数70rpmで測定する。
(14) Abrasion resistance of the crosslinked molded body Using a Ramborn abrasion tester (manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.), measurement is performed under conditions of a slip ratio of 10% and a load of 1.0 kg. About a measurement result, it represents with the index | exponent which makes the measured value of the comparative example 1 100. FIG. Higher values indicate better wear resistance.
(15) Kneading torque S1 and S2
Using a Banbury mixer (labor plast mill model 100C mixer type B-250; manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), measurement is performed at a kneading start temperature of 80 ° C. and a rotor rotational speed of 70 rpm.

(共役ジエン系ゴムラテックスの製造例)
攪拌機付き耐圧反応器に脱イオン水200部、ロジン酸石鹸1.5部、脂肪酸石鹸2.1部、単量体として1,3−ブタジエン57.5部及びスチレン42.5部、並びにt−ドデシルメルカプタン0.09部を仕込んだ。反応器温度を10℃とし、重合開始剤としてのジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部及びソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート0.06部、並びにエチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.014部及び硫酸第二鉄0.02部を反応器に添加して重合を開始した。重合転化率が45%に達した時点で、t−ドデシルメルカプタン0.05部を添加して反応を継続させた。重合転化率が70%に達した時点で、ジエチルヒドロキシルアミンを0.05部添加して反応を停止させた。
未反応単量体を水蒸気蒸留により除去した後、重合体100部に対して、老化防止剤として、スチレン化フェノール0.45部及び2,4−ビス(n−オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール0.15部を添加し、固形分濃度が20%のスチレン−ブタジエン共重合ゴムラテックスを得た。
(Example of production of conjugated diene rubber latex)
200 parts deionized water, 1.5 parts rosin acid soap, 2.1 parts fatty acid soap, 57.5 parts 1,3-butadiene and 42.5 parts styrene as monomers, and t- 0.09 part of dodecyl mercaptan was charged. The reactor temperature was 10 ° C., 0.1 parts of diisopropylbenzene hydroperoxide as a polymerization initiator and 0.06 parts of sodium formaldehyde sulfoxylate, 0.014 parts of sodium ethylenediaminetetraacetate and 0 of ferric sulfate. .02 parts were added to the reactor to initiate the polymerization. When the polymerization conversion reached 45%, 0.05 part of t-dodecyl mercaptan was added to continue the reaction. When the polymerization conversion reached 70%, 0.05 part of diethylhydroxylamine was added to stop the reaction.
After removing the unreacted monomer by steam distillation, 0.45 parts of styrenated phenol and 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methyl are used as an antioxidant for 100 parts of the polymer. 0.15 parts of phenol was added to obtain a styrene-butadiene copolymer rubber latex having a solid content concentration of 20%.

上記スチレン−ブタジエン共重合ゴムラテックスの一部を取り出し、スチレン−ブタジエン共重合ゴム100部に対して、伸展油としてEnerthene1849A(ブリティッシュペトロリアム社製)を、脂肪酸石鹸により66重量%乳化水溶液として37.5部添加した。その後、硫酸でpH3〜5になるように調整しながら、塩化ナトリウムにより、伸展油を含むスチレン−ブタジエン共重合ゴムラテックスを60℃で凝固し、クラム状のスチレン−ブタジエン共重合ゴムを得た。このクラムを80℃の熱風乾燥機で乾燥して、固形スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR1)を得た。得られたスチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR1)のスチレン量は35%、ムーニー粘度は70であった。得られた固形スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR1)は、比較例1〜2に用いた。   A part of the styrene-butadiene copolymer rubber latex was taken out, and with respect to 100 parts of the styrene-butadiene copolymer rubber, Enthertine 1849A (manufactured by British Petroleum Co., Ltd.) was used as an extender oil, and 37.5 emulsified aqueous solution with a fatty acid soap as 37.5% by weight. Part was added. Thereafter, the styrene-butadiene copolymer rubber latex containing the extending oil was coagulated with sodium chloride at 60 ° C. while adjusting the pH to 3 to 5 with sulfuric acid to obtain a crumb-like styrene-butadiene copolymer rubber. This crumb was dried with a hot air dryer at 80 ° C. to obtain a solid styrene-butadiene copolymer rubber (SBR1). The resulting styrene-butadiene copolymer rubber (SBR1) had a styrene content of 35% and a Mooney viscosity of 70. The obtained solid styrene-butadiene copolymer rubber (SBR1) was used in Comparative Examples 1 and 2.

(シリカの製造例)
温度調整機付きの1mステンレス製反応容器にケイ酸ナトリウム水溶液(SiO濃度:10g/L、モル比:SiO/NaO=3.41)230Lを投入し、85℃に昇温した。次に、22%硫酸73Lとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO濃度:90g/L、モル比:SiO/NaO=3.41)440Lを同時に120分かけて投入した。10分間熟成後、22%硫酸16Lを15分かけて投入した。上記反応は、反応液温度を85℃に保持し、反応液を常時攪拌しながら行い、最終的に反応液のpHが3.2のシリカスラリーを得た。
得られたシリカスラリーをフィルタープレスで水洗、ろ過し、シリカ固形分が25%のシリカB湿ケークを得た。
ここで、得られたシリカB湿ケークの一部を乾燥し、シリカB粉末を得た。このシリカB粉末のBET比表面積(SBET)、CTAB比表面積(SCTAB)、吸油量及び含水率を測定した。その結果、BET比表面積(SBET)は201m/g、CTAB比表面積(SCTAB)は190m/gであり、吸油量は210ml/100g、含水率は7.1%であった。得られたシリカB粉末は比較例2に用いた。
(Silica production example)
A sodium silicate aqueous solution (SiO 2 concentration: 10 g / L, molar ratio: SiO 2 / Na 2 O = 3.41) 230 L was charged into a 1 m 3 stainless steel reaction vessel equipped with a temperature controller, and the temperature was raised to 85 ° C. . Next, 73 L of 22% sulfuric acid and 440 L of an aqueous sodium silicate solution (SiO 2 concentration: 90 g / L, molar ratio: SiO 2 / Na 2 O = 3.41) were added simultaneously over 120 minutes. After aging for 10 minutes, 16 L of 22% sulfuric acid was added over 15 minutes. The above reaction was performed while maintaining the reaction liquid temperature at 85 ° C. and constantly stirring the reaction liquid, and finally a silica slurry having a reaction liquid pH of 3.2 was obtained.
The obtained silica slurry was washed with a filter press and filtered to obtain a silica B wet cake having a silica solid content of 25%.
Here, a part of the obtained silica B wet cake was dried to obtain silica B powder. The BET specific surface area (S BET ), CTAB specific surface area (S CTAB ), oil absorption and water content of the silica B powder were measured. As a result, the BET specific surface area (S BET ) was 201 m 2 / g, the CTAB specific surface area (S CTAB ) was 190 m 2 / g, the oil absorption was 210 ml / 100 g, and the water content was 7.1%. The obtained silica B powder was used in Comparative Example 2.

(シリカ水性懸濁液(sd1)の調製例)
シリカの製造例で得られたシリカB湿ケーク及び純水を、水性懸濁液中のシリカB固形分濃度が15%になるように、ホモジナイザーを用いてシリカB湿ケークを粉砕しながら混合し、シリカ水性懸濁液(sd1)を得た。シリカ水性懸濁液(sd1)中のシリカBの粒子径は15μmであった。
(Preparation Example of Silica Aqueous Suspension (sd1))
The silica B wet cake and pure water obtained in the silica production example were mixed while pulverizing the silica B wet cake using a homogenizer so that the silica B solid content concentration in the aqueous suspension was 15%. An aqueous silica suspension (sd1) was obtained. The particle diameter of silica B in the aqueous silica suspension (sd1) was 15 μm.

(伸展油エマルションの調製例)
伸展油Enerthene1849A(ブリティッシュペトロリアム社製)66.0部と界面活性剤セチルトリメチルアンモニウムブロマイド2.5部及び純水31.5部をホモジナイザーを用いて混合し、伸展油エマルションを得た。なお、純水及び伸展油は60℃に加温したものを用いた。
(Example of preparation of an extended oil emulsion)
Extending oil Energy 1849A (manufactured by British Petroleum) 66.0 parts, 2.5 parts of surfactant cetyltrimethylammonium bromide and 31.5 parts of pure water were mixed using a homogenizer to obtain an extending oil emulsion. In addition, the pure water and the extension oil used what was heated at 60 degreeC.

(シリカ含有伸展油エマルション(se1)の調製例)
上記シリカの水性懸濁液(sd1)462部と伸展油エマルション56.8部及び純水300部を、ホモジナイザーを用いて混合し、シリカ含有伸展油エマルション(se1)(シリカ含有量69.3部、伸展油含有量37.5部)を得た。
(Preparation example of silica-containing extending oil emulsion (se1))
462 parts of the above aqueous suspension of silica (sd1), 56.8 parts of an extended oil emulsion and 300 parts of pure water were mixed using a homogenizer, and the silica-containing extended oil emulsion (se1) (silica content 69.3 parts) was mixed. , Extending oil content 37.5 parts).

(共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a1)の製造)
上記共役ジエン系ゴムラテックス製造例で得られたスチレン−ブタジエン共重合ゴムラテックス500部を純水1,000部で希釈し、50℃に昇温した。次に、上記で希釈されたスチレン−ブタジエン共重合ゴムラテックスに、シリカ含有伸展油エマルション(se1)824部を撹拌下、添加した。この時のpHは8.5であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させ、共凝固を進行させた。pHを7以下にすると上澄み液が透明になり始め、更に10%硫酸を添加し最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行なった。
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、スチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)を得た。スチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)のシリカの含有率は、ゴム固形分100部に対して69.3部、スチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)の含水率は0.2%であった。得られたスチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)は、実施例1及び実施例3で用いた。
(Production of conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a1))
500 parts of the styrene-butadiene copolymer rubber latex obtained in the above conjugated diene rubber latex production example was diluted with 1,000 parts of pure water and heated to 50 ° C. Next, 824 parts of a silica-containing extending oil emulsion (se1) was added to the styrene-butadiene copolymer rubber latex diluted above with stirring. The pH at this time was 8.5.
Next, 10% sulfuric acid was added to the mixed solution to lower the pH, and co-coagulation proceeded. When the pH was reduced to 7 or less, the supernatant liquid began to become transparent, and 10% sulfuric acid was further added to finally adjust the pH to about 6. The temperature of the mixed solution was maintained at 50 ° C.
The obtained coagulated product was filtered and vacuum dried at 70 ° C. to obtain a styrene-butadiene copolymer rubber-silica cocoagulated product (a1). The silica content of the styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1) is 69.3 parts with respect to 100 parts of the rubber solid content, and the water content of the styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1). The rate was 0.2%. The obtained styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1) was used in Example 1 and Example 3.

(シリカ水性懸濁液(sd2)の調製例)
シリカの製造例で得られたシリカB湿ケーク及び純水を、水性懸濁液中のシリカ固形分濃度が15.7重量%になるように、ホモジナイザーを用いてシリカB湿ケークを粉砕しながら混合し、次いで、カチオン性高分子(エピクロロヒドリン・ジメチルアミン共重縮合体(重量平均分子量24万、カチオン当量分子量138)の10%水溶液)をシリカ固形分100部に対して3部となるように混合し、カチオン性界面活性剤含有シリカ水性懸濁液(sd2)を得た。シリカ水性懸濁液(sd2)中のシリカの平均粒子径は、15μmであった。
(Preparation example of silica aqueous suspension (sd2))
While pulverizing the silica B wet cake and the pure water obtained in the silica production example using a homogenizer so that the silica solid content concentration in the aqueous suspension is 15.7 wt%, Next, a cationic polymer (10% aqueous solution of epichlorohydrin / dimethylamine copolycondensate (weight average molecular weight 240,000, cation equivalent molecular weight 138)) was mixed with 3 parts of silica solid content of 100 parts. The resulting mixture was mixed to obtain an aqueous silica-containing suspension (sd2) containing a cationic surfactant. The average particle diameter of silica in the aqueous silica suspension (sd2) was 15 μm.

(共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)の製造)
共役ジエン系ゴムラテックスの製造例で得たゴムラテックス500部と脂肪酸石鹸により66%乳化水溶液とした伸展油(ブリティッシュペトロリアム社製、商品名「Enerthene1849A」)57部とを混合した。
得られた混合液を純水1,000部で希釈し、50℃に昇温した。次いで、混合液に上記シリカ水性懸濁液(sd2)製造例で得られたシリカ水性懸濁液(sd2)467部を攪拌下、添加して共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物を含む混合液を得た。この時の混合液のpHは7.4であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させた。pHを6.5以下にして凝固を完結させた。混合液の温度は50℃に維持して行なった。
得られた共凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)を得た。共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)中のシリカの含有量は、ゴム固形分100部に対して69.3部、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)の含水率は0.2%であった。得られた共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)は、実施例2、比較例3及び比較例4で用いた。
(Production of conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2))
500 parts of the rubber latex obtained in the production example of the conjugated diene rubber latex and 57 parts of an extending oil (trade name “Ethergene 1849A” manufactured by British Petroleum Co., Ltd.) made into a 66% emulsified aqueous solution with fatty acid soap were mixed.
The obtained mixed solution was diluted with 1,000 parts of pure water and heated to 50 ° C. Next, 467 parts of the silica aqueous suspension (sd2) obtained in the above silica aqueous suspension (sd2) production example are added to the mixture under stirring to add a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product. Got. The pH of the mixed solution at this time was 7.4.
Next, 10% sulfuric acid was added to the mixed solution to lower the pH. The pH was set to 6.5 or less to complete the coagulation. The temperature of the mixed solution was maintained at 50 ° C.
The obtained co-coagulated product was filtered and vacuum-dried at 70 ° C. to obtain a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2). The content of silica in the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2) is 69.3 parts with respect to 100 parts of rubber solids, and the water content of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2) is 0. 2%. The obtained conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2) was used in Example 2, Comparative Example 3 and Comparative Example 4.

表1に示す配合処方及び混練方法を用いて、架橋性シリカ含有ゴム組成物及び架橋成形体を得た。
表1に示す各種ゴム成分及び配合剤は、以下のとおりである。
・共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a1):(共役ジエン系ゴム(SBR1)100部/シリカB69.3部/伸展油37.5部)
・共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2):(共役ジエン系ゴム(SBR1)100部/シリカB69.3部/伸展油37.5部)
・スチレン−ブタジエンゴム(SBR1):(スチレン−ブタジエンゴム:100部/伸展油:37.5部)
・シリカA:Zeosil 165GR(ローディア社製)(BET比表面積(SBET):163m/g、CTAB比表面積(SCTAB):157m/g、吸油量:215ml/100g)、含水率:7.1%
・シリカB:シリカの製造例によって得られたシリカ粉末(BET比表面積(SBET):201m/g、CTAB比表面積(SCTAB):190m/g、吸油量:200ml/100g)、含水率:7.1%
・シランカップリング剤:ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(デグサ社製、商品名「Si69」)
・プロセスオイル:Enerthene1849A(ブリティッシュペトロリアム社製)
・カーボンブラック:東海カーボン社製、商品名「シースト7HM」
・老化防止剤:N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン(大内新興化学工業社製、商品名「ノクラック6C」)
・加硫促進剤CBS: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(大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーCZ」)
・加硫促進剤DPG:1,3−ジフェニルグアニジン(大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーD」)
Using the formulation and kneading method shown in Table 1, a crosslinkable silica-containing rubber composition and a crosslinked molded body were obtained.
Various rubber components and compounding agents shown in Table 1 are as follows.
Conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a1): (conjugated diene rubber (SBR1) 100 parts / silica B 69.3 parts / extension oil 37.5 parts)
Conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2): (conjugated diene rubber (SBR1) 100 parts / silica B 69.3 parts / extension oil 37.5 parts)
Styrene-butadiene rubber (SBR1): (styrene-butadiene rubber: 100 parts / extended oil: 37.5 parts)
Silica A: Zeosil 165GR (manufactured by Rhodia) (BET specific surface area (S BET ): 163 m 2 / g, CTAB specific surface area (S CTAB ): 157 m 2 / g, oil absorption: 215 ml / 100 g), water content: 7 .1%
Silica B: Silica powder obtained by silica production example (BET specific surface area (S BET ): 201 m 2 / g, CTAB specific surface area (S CTAB ): 190 m 2 / g, oil absorption: 200 ml / 100 g), water content Rate: 7.1%
Silane coupling agent: bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (manufactured by Degussa, trade name “Si69”)
Process oil: Energy 1849A (British Petroleum)
・ Carbon black: Tokai Carbon Co., Ltd., trade name “SEAST 7HM”
Anti-aging agent: N-phenyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “NOCRACK 6C”)
・ Vulcanization accelerator CBS: N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller CZ”)
・ Vulcanization accelerator DPG: 1,3-diphenylguanidine (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller D”)

(実施例1)
(シリカ含有ゴム組成物)
スチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)をバンバリーミキサー(東洋精機社製、ラボプラストミル、型式100C ミキサータイプB−250)で混練開始温度80℃、ローター回転数70rpmとして混練した。2分経過後に、シランカップリング剤、プロセスオイル、カーボンブラック及びステアリン酸を添加した。この時点での混練温度は150℃、S2/S1は0.597であった。また、混練機の温度が150℃に達した時点でローター回転数を50rpmとして、温度が一定になるようにした。更に混練を続け、5分経過後に混練物(シリカ含有ゴム組成物1A)を排出した。混練物の排出温度は151℃であった。
次に、バンバリーミキサーに上記の混練物(シリカ含有ゴム組成物1A)、酸化亜鉛及び老化防止剤を添加し、混練開始温度80℃、ローター回転数70rpmとして混練した。そして3分経過後に混練物(シリカ含有ゴム組成物1)を排出した。また混練機の温度が145℃に達した時点でローター回転数を50rpmとして、温度が一定になるようにした。
Example 1
(Silica-containing rubber composition)
The styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1) was kneaded with a Banbury mixer (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., Laboplast Mill, model 100C mixer type B-250) at a kneading start temperature of 80 ° C. and a rotor rotation speed of 70 rpm. After 2 minutes, silane coupling agent, process oil, carbon black and stearic acid were added. The kneading temperature at this time was 150 ° C., and S2 / S1 was 0.597. Further, when the temperature of the kneader reached 150 ° C., the rotor rotation speed was set to 50 rpm so that the temperature became constant. The kneading was further continued, and after 5 minutes, the kneaded product (silica-containing rubber composition 1A) was discharged. The discharge temperature of the kneaded product was 151 ° C.
Next, the above kneaded product (silica-containing rubber composition 1A), zinc oxide and anti-aging agent were added to a Banbury mixer and kneaded at a kneading start temperature of 80 ° C. and a rotor rotational speed of 70 rpm. After 3 minutes, the kneaded product (silica-containing rubber composition 1) was discharged. Further, when the temperature of the kneader reached 145 ° C., the rotor rotation speed was set to 50 rpm so that the temperature became constant.

(架橋性シリカ含有ゴム組成物)
次に、上記混練物(シリカ含有ゴム組成物1)を50℃のオープンロール上で硫黄と加硫促進剤を添加して混練した後、架橋性シリカ含有ゴム組成物1を得た。
(Crosslinkable silica-containing rubber composition)
Next, the kneaded product (silica-containing rubber composition 1) was kneaded by adding sulfur and a vulcanization accelerator on an open roll at 50 ° C., and then a crosslinkable silica-containing rubber composition 1 was obtained.

(架橋成形体)
架橋性シリカ含有ゴム組成物1の配合物粘度とスコーチタイムを測定した後に、160℃で15分間プレス加硫を行い、得られた架橋成形体1の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Crosslinked molded product)
After measuring the blend viscosity and scorch time of the crosslinkable silica-containing rubber composition 1, press vulcanization was performed at 160 ° C. for 15 minutes, and the physical properties of the obtained crosslinked molded body 1 were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
スチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)に代えて共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)を用いたほかは、実施例1と同様の方法で、シリカ含有ゴム組成物2を得た。なお、混練開始から2分経過後にシランカップリング剤、カーボンブラック及びステアリン酸を添加した時点での混練温度は150℃、S2/S1は0.563、混練物の排出温度は152℃であった。
このシリカ含有ゴム組成物2から、実施例1と同様にして、架橋性シリカ含有ゴム組成物2を得、更に架橋成形体2を得た。得られた架橋成形体2の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Example 2)
The silica-containing rubber composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2) was used instead of the styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1). Got. The kneading temperature at the time when the silane coupling agent, carbon black and stearic acid were added after the elapse of 2 minutes from the start of kneading was 150 ° C., S2 / S1 was 0.563, and the discharge temperature of the kneaded product was 152 ° C. .
From this silica-containing rubber composition 2, a crosslinkable silica-containing rubber composition 2 was obtained in the same manner as in Example 1, and a crosslinked molded body 2 was further obtained. The physical properties of the obtained crosslinked molded body 2 were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
スチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)の全重量のうち2/3をバンバリーミキサーに投入して、そして1分30秒経過後に残りのスチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)並びにシランカップリング剤、プロセスオイル、カーボンブラック及びステアリン酸を添加したほかは、実施例1と同様の方法で、シリカ含有ゴム組成物3を得た。なお、1分30秒経過後に残りのスチレン−ブタジエン共重合ゴム−シリカ共凝固物(a1)並びにシランカップリング剤、プロセスオイル、カーボンブラック及びステアリン酸を添加した時点での混練温度は140℃、S2/S1は0.565、混練物の排出温度は150℃であった。
実施例1と同様にして、このシリカ含有ゴム組成物3から架橋性シリカ含有ゴム組成物3を得、更に、架橋成形体3を得た。得られた架橋成形体3の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Example 3)
2/3 of the total weight of the styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1) is charged into a Banbury mixer, and the remaining styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product after 1 minute 30 seconds. A silica-containing rubber composition 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that (a1) and the silane coupling agent, process oil, carbon black, and stearic acid were added. The kneading temperature at the time when the remaining styrene-butadiene copolymer rubber-silica co-coagulated product (a1) and the silane coupling agent, process oil, carbon black and stearic acid were added after 1 minute 30 seconds was 140 ° C., S2 / S1 was 0.565, and the discharge temperature of the kneaded material was 150 ° C.
In the same manner as in Example 1, a crosslinkable silica-containing rubber composition 3 was obtained from this silica-containing rubber composition 3, and a crosslinked molded body 3 was further obtained. The physical properties of the obtained crosslinked molded body 3 were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
スチレン−ブタジエンゴムをバンバリーミキサーで、混練開始温度80℃、ローター回転数70rpmとして混練した。そして30秒経過後に配合剤のうちシリカA50部とシランカップリング剤を添加し(このときの温度は、100℃であった。)、次いで2分経過後に残りの配合剤のシリカA19.3部部並びにカーボンブラック、ステアリン酸をそれぞれ添加し、混練を続け、5分経過後に混練物C1Aを排出した。また、混練機の温度が150℃に達した時点でローター回転数を50rpmとして、温度が一定になるようにした。なお、シランカップリング剤添加時のトルクS2は最大トルクS1と同値であり、S2/S1は1.0、混練物の排出温度は151℃であった。
(Comparative Example 1)
Styrene-butadiene rubber was kneaded with a Banbury mixer at a kneading start temperature of 80 ° C. and a rotor rotation speed of 70 rpm. After 30 seconds, 50 parts of silica A and a silane coupling agent were added (the temperature at this time was 100 ° C.), and then 19.3 parts of silica A of the remaining compounding agent after 2 minutes. Part, carbon black, and stearic acid were added, kneading was continued, and after 5 minutes, the kneaded product C1A was discharged. Further, when the temperature of the kneader reached 150 ° C., the rotor rotation speed was set to 50 rpm so that the temperature became constant. The torque S2 when the silane coupling agent was added was the same value as the maximum torque S1, S2 / S1 was 1.0, and the discharge temperature of the kneaded product was 151 ° C.

次に、バンバリーミキサーに上記の混練物C1A、酸化亜鉛及び老化防止剤を添加し、ローター回転数70rpmとして混練した。そして3分経過後に混練物(シリカ含有ゴム組成物C1)を排出した。また、混練機の温度が145℃に達した時点でローター回転数を50rpmとして、温度が一定になるようにした。次いで、シリカ含有ゴム組成物C1に50℃のオープンロール上で硫黄と加硫促進剤を添加して混練した後、架橋性シリカ含有ゴム組成物C1を得た。
架橋性シリカ含有ゴム組成物C1の配合物粘度とスコーチタイムを測定した後に、160℃で15分間プレス加硫を行い、得られた架橋成形体C1の物性を測定した。結果を表1に示す。
Next, the above kneaded product C1A, zinc oxide and anti-aging agent were added to a Banbury mixer and kneaded at a rotor rotational speed of 70 rpm. After 3 minutes, the kneaded product (silica-containing rubber composition C1) was discharged. Further, when the temperature of the kneader reached 145 ° C., the rotor rotation speed was set to 50 rpm so that the temperature became constant. Next, after adding sulfur and a vulcanization accelerator to a silica-containing rubber composition C1 on an open roll at 50 ° C. and kneading, a crosslinkable silica-containing rubber composition C1 was obtained.
After measuring the blend viscosity and scorch time of the crosslinkable silica-containing rubber composition C1, press vulcanization was carried out at 160 ° C. for 15 minutes, and the physical properties of the obtained crosslinked molded body C1 were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
シリカAに代えてシリカBを用いたほかは、比較例1と同様の方法で、シリカ含有ゴム組成物C2を、次いで架橋性シリカ含有ゴム組成物C2を得た。比較例1と同様にS2は最大トルクS1と同値であり、S2/S1は1.0となる。混練物の排出温度は150℃であった。これから架橋成形体C2を得て、得られた架橋成形体C2の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
A silica-containing rubber composition C2 and then a crosslinkable silica-containing rubber composition C2 were obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that silica B was used instead of silica A. Similar to Comparative Example 1, S2 has the same value as the maximum torque S1, and S2 / S1 is 1.0. The discharge temperature of the kneaded product was 150 ° C. From this, a crosslinked molded body C2 was obtained, and the physical properties of the obtained crosslinked molded body C2 were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)にシランカップリング剤を予め添加した後、バンバリーミキサーに投入した。そのときの混練開始温度は80℃、S2は最大トルクS1と同値であり、S2/S1は1.0となる。混練開始2分30秒経過後に残りの配合剤のカーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸及び老化防止剤を添加する以外は、実施例1と同様にして、シリカ含有ゴム組成物C3を得た。
このシリカ含有ゴム組成物C3から、実施例1と同様にして、架橋性シリカ含有ゴム組成物C3を得、更に架橋成形体C3を得た。混練物の排出温度は150℃であった。得られた架橋成形体C3の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
A silane coupling agent was added in advance to the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2) and then charged into a Banbury mixer. The kneading start temperature at that time is 80 ° C., S2 is the same value as the maximum torque S1, and S2 / S1 is 1.0. A silica-containing rubber composition C3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black, zinc oxide, stearic acid and an antioxidant were added after 2 minutes and 30 seconds from the start of kneading.
From this silica-containing rubber composition C3, a crosslinkable silica-containing rubber composition C3 was obtained in the same manner as in Example 1, and a crosslinked molded product C3 was further obtained. The discharge temperature of the kneaded product was 150 ° C. The physical properties of the obtained crosslinked molded body C3 were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物(a2)の混練を120℃で開始した。混練開始から30秒経過後にシランカップリング剤、カーボンブラック及びステアリン酸を添加した。この添加時の混練温度は150℃で、S2/S1は0.822、混練物の排出温度は150℃であった。
以後、実施例1と同様にして、シリカ含有ゴム組成物C4を得た。
このシリカ含有ゴム組成物C4から、実施例1と同様にして、架橋性シリカ含有ゴム組成物C4を得、更に架橋成形体C4を得た。得られた架橋成形体C4の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product (a2) was started at 120 ° C. After 30 seconds from the start of kneading, the silane coupling agent, carbon black and stearic acid were added. The kneading temperature at the time of addition was 150 ° C., S2 / S1 was 0.822, and the discharge temperature of the kneaded product was 150 ° C.
Thereafter, a silica-containing rubber composition C4 was obtained in the same manner as in Example 1.
From this silica-containing rubber composition C4, a crosslinkable silica-containing rubber composition C4 was obtained in the same manner as in Example 1, and a crosslinked molded product C4 was further obtained. The physical properties of the obtained crosslinked molded body C4 were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 0005092344
Figure 0005092344

表1の結果から、以下のようなことが分かる。
比較例1〜2のように、乳化重合スチレン−ブタジエンゴムとシリカの乾式法による混練混合では、シリカ分散性が不十分なために、得られた架橋成形体C1〜C2は、引張強度、耐摩耗性が劣る。
比較例3のように、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物に対して、本発明の規定よりも低い温度でシランカップリング剤を添加した場合は、得られた架橋成形体C3は、引張強度及び耐摩耗性に優れるものの、配合物粘度が高く、更にスコーチタイムも短く、加工性に劣る。
比較例4のように、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物に対して、本発明の規定よりも高い温度で混練を開始した場合は、得られた架橋成形体C4は、引張強度及び耐摩耗性に優れるものの、配合物粘度が高く、更にスコーチタイムも短く、加工性に劣る。
これに対して、本発明に規定する製造方法によって得られた架橋成形体1〜3(実施例1〜3)は、配合物粘度、スコーチタイム、補強性や耐摩耗性のバランスに優れている。
From the results in Table 1, the following can be understood.
As in Comparative Examples 1 and 2, in the kneading and mixing of emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber and silica by a dry method, silica dispersibility is insufficient. Abrasion is inferior.
When the silane coupling agent was added to the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product at a temperature lower than that of the present invention as in Comparative Example 3, the resulting crosslinked molded product C3 had a tensile strength. Although it has excellent wear resistance, it has a high compound viscosity, a short scorch time, and poor workability.
When the kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product was started at a temperature higher than that of the present invention as in Comparative Example 4, the resulting crosslinked molded product C4 had a tensile strength and abrasion resistance. Although it has excellent properties, the viscosity of the compound is high, the scorch time is short, and the processability is poor.
On the other hand, the cross-linked molded products 1 to 3 (Examples 1 to 3) obtained by the production method defined in the present invention are excellent in the balance of the blend viscosity, scorch time, reinforcement and wear resistance. .

Claims (8)

共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤とを混練する工程を有するシリカ含有ゴム組成物の製造方法であって、共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物の混練を5〜90℃で開始し、その混練温度を120℃以上に到達させた後において、シランカップリング剤をジエン系ゴム−シリカ共凝固物混練物に添加し、混練することを特徴とするシリカ含有ゴム組成物の製造方法。   A method for producing a silica-containing rubber composition comprising a step of kneading a conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and a silane coupling agent, the kneading of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product at 5 to 90 ° C. The production of a silica-containing rubber composition is characterized by adding a silane coupling agent to a diene rubber-silica co-coagulated product kneaded material and kneading after the kneading temperature reaches 120 ° C. or higher. Method. 前記混練工程における共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物とシランカップリング剤との混練物の排出時温度が130〜180℃であることを特徴とする請求項1に記載のシリカ含有ゴム組成物の製造方法。   2. The silica-containing rubber composition according to claim 1, wherein the temperature during discharge of the kneaded product of the conjugated diene rubber-silica co-coagulated product and the silane coupling agent in the kneading step is 130 to 180 ° C. 3. Production method. シリカのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表面積(CTAB比表面積)が、40〜400m/gであることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリカ含有ゴム組成物の製造方法。 Cetyl trimethyl ammonium bromide adsorption specific surface area of the silica (CTAB specific surface area) The production method of claim 1 or a silica-containing rubber composition according to 2, characterized in that a 40 to 400 2 / g. 共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物が、共役ジエン系ゴムの溶液又は水分散液とシリカとを混合することによってゴム及びシリカを共凝固させて得たものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリカ含有ゴム組成物の製造方法。   The conjugated diene rubber-silica co-coagulated product is obtained by co-coagulating rubber and silica by mixing a solution or aqueous dispersion of a conjugated diene rubber and silica. The manufacturing method of the silica containing rubber composition of any one of -3. 共役ジエン系ゴム−シリカ共凝固物が、共役ジエン系ゴム100重量部、シリカ20〜200重量部及び伸展油5〜100重量部を含有するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリカ含有ゴム組成物の製造方法。   The conjugated diene rubber-silica co-coagulated product contains 100 parts by weight of a conjugated diene rubber, 20 to 200 parts by weight of silica, and 5 to 100 parts by weight of an extending oil. The manufacturing method of the silica-containing rubber composition of any one of Claims 1. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法によって得られることを特徴とするシリカ含有ゴム組成物。   A silica-containing rubber composition obtained by the production method according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載のシリカ含有ゴム組成物及び架橋剤を含有してなる架橋性シリカ含有ゴム組成物。   A crosslinkable silica-containing rubber composition comprising the silica-containing rubber composition according to claim 6 and a crosslinking agent. 請求項7に記載の架橋性シリカ含有ゴム組成物を架橋成形してなる架橋成形体。   A crosslinked molded article obtained by crosslinking and molding the crosslinkable silica-containing rubber composition according to claim 7.
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