JP5347353B2 - Method for producing silica-containing diene rubber composition - Google Patents

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Description

本発明は、シリカ配合ジエン系ゴム組成物の製造法に関する。さらに詳しくは、加工性が良く、それが加硫されたとき転がり抵抗性・発熱性が低く、耐摩耗性にもすぐれているシリカ配合ジエン系ゴム組成物の製造法に関する。   The present invention relates to a method for producing a silica-containing diene rubber composition. More specifically, the present invention relates to a process for producing a silica-containing diene rubber composition having good processability, low rolling resistance and exothermicity when vulcanized, and excellent wear resistance.

シリカ配合ジエン系ゴム組成物において、ジエン系ゴムから成形される空気入りタイヤの諸特性を改善するために、末端変性ポリマーを用いる方法などが提案されているが、この場合にはポリマー重合段階での変性工程が複雑になるのを避けることができず、また溶媒を必要とする場合もある。   In order to improve various characteristics of a pneumatic tire molded from a diene rubber in a silica-containing diene rubber composition, a method using a terminal-modified polymer has been proposed. It cannot be avoided that the modification step becomes complicated, and a solvent may be required in some cases.

また、SBRを好ましくは50重量%以上含有するジエン系ゴム、該SBR中のビニル基と反応する官能基とアミノ基またはアミド基とを有する改質剤、例えばシステアミンHSCH2CH2NH2・HClの如きメルカプト基とアミノ基とを有する化合物またはシスタミンH2NCH2CH2SSCH2CH2NH2の如きジスルフィド結合とアミノ基とを有する化合物、およびラジカル発生剤を混合してプレ混合物を調製し、得られたプレ混合物にシリカ、シリカ-カーボンブラック(ラジカル発生剤でもある)等のフィラーを添加して混合することにより、変性ポリマー種を増やすことなく、転がり抵抗性とウエットグリップ性の両立が図られた空気入りタイヤのタイヤトレッド部の形成が可能とされている。
特開2008−19401号公報
A diene rubber preferably containing 50% by weight or more of SBR, a modifier having a functional group that reacts with a vinyl group in the SBR and an amino group or an amide group, such as cysteamine HSCH 2 CH 2 NH 2 .HCl A compound having a mercapto group and an amino group, or a compound having a disulfide bond and an amino group such as cystamine H 2 NCH 2 CH 2 SSCH 2 CH 2 NH 2 and a radical generator are mixed to prepare a pre-mixture. By adding a filler such as silica, silica-carbon black (which is also a radical generator) to the obtained pre-mixture and mixing, it is possible to achieve both rolling resistance and wet grip without increasing the number of modified polymer species. It is possible to form the tire tread portion of the illustrated pneumatic tire.
Japanese Patent Laid-Open No. 2008-19401

これのプレ混合工程では、SBRを含むジエン系ゴム、改質剤および有機過酸化物、アゾ系開始剤またはカーボンブラックが用いられるラジカル発生剤をSBRと改質剤とが反応してSBRを変性させる条件、例えば140℃以上、より好ましくは160〜200℃(実施例では180℃)になる迄攪拌混合することにより、メルカプト基またはジスルフィド結合部分がSBR中のビニル基と反応し、これによりSBRの主鎖にアミノ基が導入され、すなわち主鎖が未変性であるSBRに対し、プレ混合によりポリマー分子の主鎖変性を行うことができるとされている。   In this pre-mixing process, SBR is modified by reacting SBR with a diene rubber containing SBR, a modifier and an organic peroxide, an azo initiator, or a radical generator that uses carbon black. Under stirring conditions such as 140 ° C. or higher, more preferably 160 to 200 ° C. (180 ° C. in the examples), the mercapto group or disulfide bond moiety reacts with the vinyl group in the SBR. An amino group is introduced into the main chain, that is, the main chain of the polymer molecule can be modified by premixing with respect to SBR in which the main chain is unmodified.

本発明の目的は、シリカ配合ジエン系ゴム組成物において、加工性が良く、それが加硫されたとき転がり抵抗性・発熱性が低く、耐摩耗性にもすぐれているものの製造法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a silica-containing diene rubber composition having good processability, low rolling resistance and heat generation when vulcanized, and excellent wear resistance. There is.

かかる本発明の目的は、天然ゴムを50重量%以上含有するジエン系ゴム100重量部に対して0.01〜5重量部のジチオサリチル酸、L-シスチン、3,3′-ジチオジプロピオン酸またはジチオジアニリンであるジスルフィド化合物を20〜135℃の温度で予備混合した後、シリカ20〜120重量部を混合して、シリカ配合ジエン系ゴム組成物を製造することによって達成される。 The object of the present invention is to provide 0.01 to 5 parts by weight of dithiosalicylic acid, L-cystine, 3,3′-dithiodipropionic acid or dithiodithiol to 100 parts by weight of diene rubber containing 50% by weight or more of natural rubber. This is achieved by premixing a disulfide compound, which is aniline, at a temperature of 20 to 135 ° C., and then mixing 20 to 120 parts by weight of silica to produce a silica-blended diene rubber composition.

本発明方法によって製造されるシリカ配合ジエン系ゴム組成物は、ムーニー粘度ML1+4(100℃)によって示される加工性が良好で、またtanδ(60℃)によって示される転がり抵抗性・発熱性が低く、耐摩耗性の点でもすぐれているので、空気入りタイヤのタイヤトレッド部形成材料などとして好適に用いることができる。 The silica-containing diene rubber composition produced by the method of the present invention has good processability indicated by Mooney viscosity ML 1 + 4 (100 ° C.), and rolling resistance and heat build-up indicated by tan δ (60 ° C.). Therefore, it can be suitably used as a material for forming a tire tread portion of a pneumatic tire.

ジエン系ゴムとしては、天然ゴムを50重量%以上含有するものが用いられ、天然ゴムは単体でも用いられる。天然ゴムの含有割合が50重量%未満では、非石油資源由来比率が低下するばかりではなく、物性も低下するようになる。天然ゴムと共に用いられる合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)等が用いられ、好ましくはSBRが用いられる。SBRとしては、乳化重合SBR(E-SBR)、溶液重合SBR(S-SBR)のいずれをも用いることができる。   As the diene rubber, those containing 50% by weight or more of natural rubber are used, and the natural rubber is used alone. When the content ratio of the natural rubber is less than 50% by weight, not only the ratio derived from non-petroleum resources but also the physical properties are decreased. As the synthetic rubber used with natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), etc. are used. SBR is preferably used. As SBR, either emulsion polymerization SBR (E-SBR) or solution polymerization SBR (S-SBR) can be used.

天然ゴムを50重量%以上含有するジエン系ゴムには、それの100重量部当り0.01〜5重量部、好ましくは0.02〜2重量部、さらに好ましくは0.03〜1重量部の多官能基含有ジスルフィド化合物が添加され、40〜100℃の温度で予備混合される。予備混合は、バンバリーミキサ、ニーダ、ロール等を用いて、約0.5〜5分間程度素練りが行われる。 The diene rubber containing 50% by weight or more of natural rubber has 0.01 to 5 parts by weight, preferably 0.02 to 2 parts by weight, more preferably 0.03 to 1 part by weight of a polyfunctional group-containing disulfide compound per 100 parts by weight thereof. Is added and premixed at a temperature of 40-100 ° C. The preliminary mixing is performed for about 0.5 to 5 minutes using a Banbury mixer, kneader, roll or the like.

多官能基含有ジスルフィド化合物の添加割合がこれよりも少ないと、前記の如き本発明で所望される諸特性の改善が達成されず、一方これよりも多い添加割合で用いられると、最終的なゴム破断物性が低下するようになる。また、20〜135℃での予備混合が行われないと、やはり前記の如き本発明で所望される諸特性の改善が達成されず、予備混合温度を135℃よりも高くした場合には、ゴム分子量が大幅に低下し、ゴムの破断物性が低下するようになる。   If the addition ratio of the polyfunctional group-containing disulfide compound is less than this, the improvement of various properties desired in the present invention as described above cannot be achieved, whereas if it is used at a higher addition ratio, the final rubber Breaking physical properties are lowered. Further, if the premixing at 20 to 135 ° C. is not performed, the improvement of various properties desired in the present invention as described above is not achieved, and if the premixing temperature is higher than 135 ° C., the rubber The molecular weight is greatly reduced, and the physical properties of rubber are reduced.

多官能基含有ジスルフィド化合物としては、次のような化合物が用いられる。
ジチオジアニリン(略号:DTDA)

Figure 0005347353
L-シスチン
HOOCCH(NH2)CH2SSCH2CH(NH2)COOH
3,3′-ジチオジプロピオン酸(略号:DPS)
HOOCCH2CH2SSCH2CH2COOH
8,8′-ジチオジオクタン酸
HOOC(CH2)7SS(CH2)7COOH
ジチオジグリコール酸(ジチオ二酢酸)
HOOCCH2SSCH2COOH
ジチオサリチル酸(略号:DTS)
Figure 0005347353
ただし、ジアミノ基含有ジスルフィド化合物であるジチオジアニリン等については、天然ゴム100重量%よりなるジエン系ゴムに適用される。 As the polyfunctional group-containing disulfide compound, the following compounds are used.
Dithiodianiline (abbreviation: DTDA)
Figure 0005347353
L-cystine
HOOCCH (NH 2 ) CH 2 SSCH 2 CH (NH 2 ) COOH
3,3'-dithiodipropionic acid (abbreviation: DPS)
HOOCCH 2 CH 2 SSCH 2 CH 2 COOH
8,8'-dithiodioctanoic acid
HOOC (CH 2 ) 7 SS (CH 2 ) 7 COOH
Dithiodiglycolic acid (dithiodiacetic acid)
HOOCCH 2 SSCH 2 COOH
Dithiosalicylic acid (abbreviation: DTS)
Figure 0005347353
However, dithiodianiline, which is a diamino group-containing disulfide compound, is applied to a diene rubber composed of 100% by weight of natural rubber.

これらのジスルフィド化合物を予備混合したジエン系ゴムには、ジエン系ゴム100重量部当り20〜120重量部、好ましくは30〜100重量部のシリカが配合される。シリカとしては、その合成方法によって湿式と乾式との2種類があり、タイヤ用途には性能およびコストの面から、湿式シリカが好んで用いられる。乗用車用空気入りタイヤのトレッド配合にシリカを充填剤として用いることにより、耐摩耗性を犠牲にすることなく、低転がり抵抗とウエット路面でのタイヤ性能を高度に両立させることができ、かかる見地から上記配合割合のシリカが混合されるが、特定の変性剤をジエン系ゴムに配合して予備混合している本発明においては、耐摩耗性の改善も達成されている。 The diene rubber premixed with these disulfide compounds is blended with 20 to 120 parts by weight, preferably 30 to 100 parts by weight of silica per 100 parts by weight of the diene rubber. There are two types of silica, wet and dry, depending on the synthesis method, and wet silica is preferably used for tire applications from the viewpoint of performance and cost. By using silica as a filler in the tread formulation of passenger car pneumatic tires, it is possible to achieve both high rolling resistance and high tire performance on wet surfaces without sacrificing wear resistance. The silica having the above blending ratio is mixed, but in the present invention in which a specific modifier is blended with a diene rubber and premixed, improvement in wear resistance is also achieved.

充填剤として用いられるシリカは、ゴムポリマーとの親和性に乏しく、またゴム中ではシリカ同士がシラノール基を通して水素結合を生成し、シリカのゴム中への分散性を低下させる性能を有するので、シリカに求められる諸特性およびジエン系ゴムとの分散性を高めるために、シランカップリング剤がシリカ重量に対して2〜18重量%、好ましくは5〜10重量%の割合で用いられる。シランカップリング剤の使用割合がこれよりも少ないと、シリカに求められる特性やジエン系ゴムとの分散性が十分に発揮されず、一方これよりも多い添加割合で用いられると、加工性が悪化するようになる。   Silica used as a filler has poor affinity with rubber polymers, and in rubber, silica has the ability to generate hydrogen bonds through silanol groups and lower the dispersibility of silica in rubber. In order to improve the properties required for the above and the dispersibility with the diene rubber, the silane coupling agent is used in a proportion of 2 to 18% by weight, preferably 5 to 10% by weight, based on the silica weight. If the proportion of silane coupling agent used is less than this, the properties required of silica and dispersibility with diene rubber will not be fully exhibited, while if it is used in a proportion higher than this, workability will deteriorate. Will come to do.

シランカップリング剤としては、一般式
(R′)3-n(OR)nSiR″SxR″Si(OR)n(R′)3-n
R :炭素数1〜3のアルキル基
R′:炭素数1〜3のアルキル基
R″:炭素数1〜5のアルキレン基
X :2〜4
n :1〜3
で表わされる、シリカ表面のシラノール基と反応するアルコキシシリル基およびポリマーと反応するイオウ連鎖を有するポリスルフィド系シランカップリング剤が用いられる。具体的には、例えばビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメ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)ジスルフィド等が好んで用いられる。
The silane coupling agent has a general formula
(R ′) 3-n (OR) n SiR ″ SxR ″ Si (OR) n (R ′) 3-n
R: an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
R ′: an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
R ″: an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms
X: 2-4
n: 1 to 3
A polysulfide silane coupling agent having an alkoxysilyl group that reacts with a silanol group on the silica surface and a sulfur chain that reacts with a polymer is used. Specifically, for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) ) Disulfide and the like are preferably used.

以上の各成分を必須成分とするシリカ配合ジエン系ゴム組成物、すなわち天然ゴムを50重量%以上含有するジエン系ゴムに特定のジスルフィド化合物を20〜135℃の温度で予備混合した後、シリカを混合した組成物中には、ゴムの配合剤として一般的に用いられている配合剤、例えばカーボンブラックによって代表された補強剤または充填剤、ジエン系ゴムの種類に応じて硫黄等の加硫剤、チアゾール系、スルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系等の加硫促進剤、ステアリン酸、パラフィンワックス、アロマオイル等の加工助剤、老化防止剤、可塑剤などが適宜配合されて用いられる。 After premixing a specific disulfide compound at a temperature of 20 to 135 ° C. with a silica-containing diene rubber composition containing the above components as essential components, that is, a diene rubber containing 50% by weight or more of natural rubber, silica is added. In the mixed composition, a compounding agent generally used as a compounding agent for rubber, for example, a reinforcing agent or filler represented by carbon black, a vulcanizing agent such as sulfur depending on the type of diene rubber Further, vulcanization accelerators such as thiazole, sulfenamide, guanidine, and thiuram, processing aids such as stearic acid, paraffin wax, and aroma oil, anti-aging agents, and plasticizers are appropriately blended and used.

組成物の調製は、上記予備混合されたものにシリカを配合する際、加硫系各成分を除く他の配合剤を密閉式バンバリーミキサ等を用いて約1〜10分間程度混合し、これらの混合物を混合機外に放出して室温まで冷却させた後、オープンロールを用いて加硫系各成分を配合し、混合することによって行われ、所望のシリカ配合ジエン系ゴム組成物が製造される。   Preparation of the composition is carried out by mixing other compounding agents excluding vulcanizing system components for about 1 to 10 minutes using a closed Banbury mixer, etc. The mixture is discharged out of the mixer and allowed to cool to room temperature, and then the vulcanized components are blended using an open roll and mixed to produce a desired silica-blended diene rubber composition. .

このようにして製造されたシリカ配合ジエン系ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド形状などに押出加工され、タイヤ成形機上で通常の方法によりケーシング部と貼り合わせて未加硫タイヤを成形し、これを加硫機中で加圧・加熱して、この組成物からトレッド部などを形成させた空気入りタイヤを得ることができる。   The silica-containing diene rubber composition produced in this manner is extruded into a tread shape of a pneumatic tire, and is bonded to the casing portion by a normal method on a tire molding machine to form an unvulcanized tire. This can be pressurized and heated in a vulcanizer to obtain a pneumatic tire having a tread portion and the like formed from this composition.

次に、実施例について本発明を説明する。   Next, the present invention will be described with reference to examples.

比較例1(標準例)
天然ゴム(RSS#3) 100重量部
カーボンブラック(キャボットジャパン製品ショウブラックN339) 5 〃
シリカ(ローディア製品ZEOSIL 1165MP) 50 〃
シランカップリング剤(エポニックデグッサジャパン製品Si69) 4 〃
ステアリン酸(日油製品ビーズステアリン酸) 2 〃
亜鉛華(正同化学工業製品酸化亜鉛3種) 3 〃
老化防止剤(フレキシス社製品サントフレックス6PPD) 1 〃
老化防止剤(大内新興化学工業製品ノクラック224) 1 〃
硫黄(細井化学工業製品油処理硫黄) 1.5 〃
加硫促進剤(大内新興化学工業製品ノクセラーNS) 1.5 〃
以上の各成分の内、硫黄および加硫促進剤を除く各成分を、密閉式バンバリーミキサを用いて5分間混合し、これらの混合物を混合機外に放出して室温まで冷却させた後、オープンロールを用いて、硫黄および加硫促進剤を配合し、混合した。
Comparative example 1 (standard example)
Natural rubber (RSS # 3) 100 parts by weight Carbon black (Cabot Japan product show black N339) 5 〃
Silica (Rhodia product ZEOSIL 1165MP) 50 〃
Silane coupling agent (Eponic Degussa Japan product Si69) 4 〃
Stearic acid (NOF product beads stearic acid) 2 〃
Zinc Hana (Zinc Oxide Industrial Products, 3 types of zinc oxide) 3 〃
Anti-aging agent (Santoflex 6PPD, product of Flexis) 1 〃
Anti-aging agent (Ouchi Emerging Chemical Industry Product Nocrack 224) 1 〃
Sulfur (Hosoi Chemical Products Oil Treatment Sulfur) 1.5 〃
Vulcanization accelerator (Ouchi Emerging Chemical Industry Noxeller NS) 1.5 〃
Among the above components, components other than sulfur and vulcanization accelerator are mixed for 5 minutes using a closed Banbury mixer, and these mixtures are discharged to the outside of the mixer and cooled to room temperature, and then opened. Using a roll, sulfur and a vulcanization accelerator were blended and mixed.

このようにして得られたゴム組成物を160℃で15分間加硫して所定の加硫ゴム試験片を得、ゴム組成物および加硫ゴム試験片について、次の各項目の測定を行った。
ムーニー粘度ML1+4(100℃):JIS K6300準拠
リュブケJIS硬度:JIS K6253に準拠し、0℃、20℃および60℃での硬度を測定
引張試験:JIS K6251に準拠して、加硫ゴム試験片からJIS 3号形ダンベルを用い、厚
さ2mmのゴムシートを打抜き、500mm/分の引張速度条件下で、100%モジュ
ラス(M100)、300%モジュラス(M300)、引張強さ(TB)および破断伸び(EB)
を測定
粘弾性試験(転がり抵抗性・発熱性):東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用
い、歪10±2%、周波数20Hz、雰囲気温度60℃の
条件下でtanδの値を測定
この値が小さいもの程転がり抵抗性・発熱性が低
いことを示している
摩耗試験:JIS K6264に準拠し、ランボーン摩耗試験機を用いて、荷重15N、スリップ
率50%の条件下で測定
標準例の摩耗量を100とする指数で示し、この指数値が大きいもの程耐摩
耗性が良好である
The rubber composition thus obtained was vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes to obtain a predetermined vulcanized rubber test piece, and the following items were measured for the rubber composition and the vulcanized rubber test piece. .
Mooney viscosity ML 1 + 4 (100 ° C): JIS K6300 compliant Lubke JIS hardness: JIS K6253 compliant, measured at 0 ° C, 20 ° C and 60 ° C Tensile test: JIS K6251 vulcanized rubber Using JIS No. 3 dumbbell from the test piece, thickness
2mm-thick rubber sheet is punched out and 100% modular under 500mm / min tensile speed condition.
Lath (M100), 300% modulus (M300), tensile strength (TB) and elongation at break (EB)
Viscoelasticity test (rolling resistance / heat generation): Using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho
Strain 10 ± 2%, frequency 20Hz, ambient temperature 60 ℃
Measure tanδ under conditions
The smaller this value, the lower the rolling resistance and heat generation.
Abrasion test: In accordance with JIS K6264, using a Lambourn abrasion tester, load 15N, slip
Measured at a rate of 50%
It is indicated by an index with the wear amount of the standard example as 100.
Good wear

実施例1〜7
比較例1において、まず天然ゴムと種々のジスルフィド化合物とを、バンバリーミキサを用いて、80℃で1分間予備混合した後、硫黄および加硫促進剤を除く各成分の混合が行われ、次いで硫黄および加硫促進剤の混合がオープンロールを用いて行われた。
DTS:関東化学製品特級
ジチオサリチル酸
L-シスチン:関東化学製品特級
HOOCCH(NH 2 )CH 2 SSCH 2 (NH 2 )COOH
DPS:関東化学製品特級
3,3′-ジチオジプロピオン酸 HOOCCH 2 CH 2 SSCH 2 CH 2 COOH
DTDA:関東化学製品特級
ジチオジアニリン
Examples 1-7
In Comparative Example 1, first, natural rubber and various disulfide compounds were premixed for 1 minute at 80 ° C. using a Banbury mixer, and then the components other than sulfur and the vulcanization accelerator were mixed, and then sulfur. And vulcanization accelerators were mixed using open rolls.
DTS: Kanto Chemicals Special Grade
Dithiosalicylic acid
L-cystine: Kanto Chemicals special grade
HOOCCH (NH 2 ) CH 2 SSCH 2 (NH 2 ) COOH
DPS: Kanto Chemical Products Special Grade
3,3'-dithiodipropionic acid HOOCCH 2 CH 2 SSCH 2 CH 2 COOH
DTDA: Kanto Chemicals Special Grade
Dithiodianiline

以上の実施例1〜および比較例1における測定結果は、用いられたジスルフィド化合物の種類および配合量(重量部)と共に、次の表1〜2に示される。
表1(シリカ50phr配合)
比−1 実−1 実−2 実−3
〔ジスルフィド化合物〕
DTS 0.06
L-シスチン 0.05
DPS 0.04

予備混合温度(℃) − 80 80 80
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 82.6 80.9 81.5 81.6
リュブケJIS硬度
0℃ 68 68 68 67
20℃ 67 67 68 67
60℃ 65 65 65 64
引張試験
M100 (MPa) 3.4 3.1 3.0 3.0
M300 (MPa) 13.4 12.4 12.2 12.2
TB (MPa) 31.4 30.7 29.8 30.2
EB (%) 590 590 580 590
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.1100 0.1002 0.0993 0.1027
摩耗試験
指数 100 118 111 105
表2(シリカ50phr配合)
実−4 実−5 実−6 実−7
〔ジスルフィド化合物〕
DTS 0.80
L-シスチン 0.80
DPS 0.80
DTDA 0.10

予備混合温度(℃) 80 80 80 80
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 67.8 66.8 64.9 79.4
リュブケJIS硬度
0℃ 67 67 66 67
20℃ 66 66 65 66
60℃ 64 64 63 64
引張試験
M100 (MPa) 3.2 3.1 3.1 3.4
M300 (MPa) 12.5 12.1 12.0 13.3
TB (MPa) 30.3 30.7 30.7 30.9
EB (%) 580 590 590 570
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.0821 0.0915 0.1004 0.1033
摩耗試験
指数 107 110 107 108
The measurement results in the above Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 are shown in the following Tables 1 and 2 together with the type and amount (parts by weight) of the disulfide compound used.
Table 1 (with silica 50phr)
Ratio-1 Real-1 Real-2 Real-3
[Disulfide compound]
DTS 0.06
L-cystine 0.05
DPS 0.04

Premixing temperature (° C) −80 80 80
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ° C) 82.6 80.9 81.5 81.6
Lyubke JIS hardness
0 ° C 68 68 68 67
20 ° C 67 67 68 67
60 ° C 65 65 65 64
Tensile test
M100 (MPa) 3.4 3.1 3.0 3.0
M300 (MPa) 13.4 12.4 12.2 12.2
TB (MPa) 31.4 30.7 29.8 30.2
EB (%) 590 590 580 590
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.1100 0.1002 0.0993 0.1027
Abrasion test
Index 100 118 111 105
Table 2 (with silica 50phr)
Real-4 Real-5 Real-6 Real-7
[Disulfide compound]
DTS 0.80
L-cystine 0.80
DPS 0.80
DTDA 0.10

Premixing temperature (℃) 80 80 80 80
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ° C) 67.8 66.8 64.9 79.4
Lyubke JIS hardness
0 ° C 67 67 66 67
20 ° C 66 66 65 66
60 ° C 64 64 63 64
Tensile test
M100 (MPa) 3.2 3.1 3.1 3.4
M300 (MPa) 12.5 12.1 12.0 13.3
TB (MPa) 30.3 30.7 30.7 30.9
EB (%) 580 590 590 570
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.0821 0.0915 0.1004 0.1033
Abrasion test
Index 107 110 107 108

比較例2、実施例
比較例1、実施例1において、シリカ配合量が38重量部に、シランカップリング剤配合量が6重量部に変更された。さらに、予備混合温度が70℃に変更された実施例においては、ジスルフィド化合物が所定の配合量で用いられた。
Comparative Example 2 and Example 8
In Comparative Example 1 and Example 1, the silica content was changed to 38 parts by weight, and the silane coupling agent content was changed to 6 parts by weight. Furthermore, in Example 8 in which the premixing temperature was changed to 70 ° C., the disulfide compound was used in a predetermined blending amount.

以上の実施例および比較例2における測定結果は、用いられたジスルフィド化合物の種類および配合量(重量部)と共に、次の表3に示される。
表3(シリカ38phr配合)
比−2 実−8
〔ジスルフィド化合物〕
L-シスチン 0.05

予備混合温度(℃) − 70
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 62.0 56.6
リュブケJIS硬度
0℃ 67 67
20℃ 66 67
60℃ 64 64
引張試験
M100 (MPa) 3.6 3.6
M300 (MPa) 15.5 15.3
TB (MPa) 30.0 30.3
EB (%) 500 500
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.0549 0.0535
摩耗試験
指数 92 94
The measurement results in the above Example 8 and Comparative Example 2 are shown in the following Table 3 together with the type and blending amount (parts by weight) of the disulfide compound used.
Table 3 (with silica 38phr)
Ratio-2 Real-8
[Disulfide compound]
L-cystine 0.05

Premixing temperature (℃) −70
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ℃) 62.0 56.6
Lyubke JIS hardness
0 ° C 67 67
20 ° C 66 67
60 ° C 64 64
Tensile test
M100 (MPa) 3.6 3.6
M300 (MPa) 15.5 15.3
TB (MPa) 30.0 30.3
EB (%) 500 500
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.0549 0.0535
Abrasion test
Index 92 94

比較例3、実施例
比較例1、実施例1において、シリカ配合量が80重量部に、シランカップリング剤配合量が8重量部に変更された。さらに、実施例においては、ジスルフィド化合物が所定の配合量で用いられた。
Comparative Example 3 and Example 9
In Comparative Example 1 and Example 1, the silica content was changed to 80 parts by weight, and the silane coupling agent content was changed to 8 parts by weight. Furthermore, in Example 9 , a disulfide compound was used in a predetermined blending amount.

以上の実施例および比較例3における測定結果は、用いられたジスルフィド化合物の種類および配合量(重量部)と共に、次の表4に示される。
表4(シリカ80phr配合)
比−3 実−9
〔ジスルフィド化合物〕
DTS 0.80

予備混合温度(℃) − 80
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 95.3 91.6
リュブケJIS硬度
0℃ 73 72
20℃ 72 70
60℃ 70 69
引張試験
M100 (MPa) 4.5 4.4
M300 (MPa) 14.9 14.6
TB (MPa) 35.3 34.2
EB (%) 490 480
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.1689 0.1638
摩耗試験
指数 119 127
The measurement results in Example 9 and Comparative Example 3 are shown in the following Table 4 together with the type and amount (parts by weight) of the disulfide compound used.
Table 4 (with silica 80phr)
Ratio-3 Real-9
[Disulfide compound]
DTS 0.80

Premixing temperature (℃) −80
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ℃) 95.3 91.6
Lyubke JIS hardness
0 ° C 73 72
20 ° C 72 70
60 ℃ 70 69
Tensile test
M100 (MPa) 4.5 4.4
M300 (MPa) 14.9 14.6
TB (MPa) 35.3 34.2
EB (%) 490 480
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.1689 0.1638
Abrasion test
Index 119 127

比較例4、実施例10
比較例1、実施例1において、天然ゴム100重量部中20重量部がSBR(日本ゼオン製品Nipol 1502)で置き換えられて用いられた。さらに、予備混合温度が100℃に変更された実施例10においては、ジスルフィド化合物としてDTS 0.80重量部が用いられた。
Comparative Example 4 and Example 10
In Comparative Example 1 and Example 1, 20 parts by weight of 100 parts by weight of natural rubber were replaced with SBR (Nippon Zeon product Nipol 1502). Furthermore, in Example 10 in which the premixing temperature was changed to 100 ° C., 0.80 part by weight of DTS was used as the disulfide compound.

以上の実施例10および比較例4における測定結果は、ジスルフィド化合物の種類および配合量(重量部)と共に、次の表5に示される。
表5(NR 80部、SBR 20部ブレンド)
比−4 実−10
〔ジスルフィド化合物〕
DTS 0.80
予備混合温度(℃) − 100
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 74.3 71.8
リュブケJIS硬度
0℃ 68 67
20℃ 68 67
60℃ 65 64
引張試験
M100 (MPa) 3.0 3.0
M300 (MPa) 12.2 12.1
TB (MPa) 29.8 29.4
EB (%) 580 570
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.1227 0.1201
摩耗試験
指数 98 102
The measurement results in Example 10 and Comparative Example 4 are shown in the following Table 5 together with the type and blending amount (parts by weight) of the disulfide compound .
Table 5 (NR 80 parts, SBR 20 parts blend)
Ratio-4 Real-10
[Disulfide compound]
DTS 0.80
Premixing temperature (℃) −100
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ℃) 74.3 71.8
Lyubke JIS hardness
0 ° C 68 67
20 ° C 68 67
60 ° C 65 64
Tensile test
M100 (MPa) 3.0 3.0
M300 (MPa) 12.2 12.1
TB (MPa) 29.8 29.4
EB (%) 580 570
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.1227 0.1201
Abrasion test Index 98 102

比較例5、実施例11
比較例1、実施例1において、天然ゴム100重量部中40重量部がSBR(Nipol 1502)で置き換えられて用いられた。さらに、予備混合温度が100℃に変更された実施例11においては、ジスルフィド化合物としてDTS 0.80重量部が用いられた。
Comparative Example 5 and Example 11
In Comparative Example 1 and Example 1, 40 parts by weight of 100 parts by weight of natural rubber were replaced with SBR (Nipol 1502). Furthermore, in Example 11 in which the premixing temperature was changed to 100 ° C., 0.80 part by weight of DTS was used as the disulfide compound.

以上の実施例11および比較例5における測定結果は、ジスルフィド化合物の種類および配合量(重量部)と共に、次の表6に示される。
表6(NR 60部、SBR 40部ブレンド)
比−5 実−11
〔ジスルフィド化合物〕
DTS 0.80
予備混合温度(℃) − 100
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 69.8 67.5
リュブケJIS硬度
0℃ 67 67
20℃ 66 66
60℃ 63 64
引張試験
M100 (MPa) 2.8 2.6
M300 (MPa) 11.5 11.3
TB (MPa) 26.8 26.4
EB (%) 560 550
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.1328 0.1317
摩耗試験
指数 93 97
The measurement results in Example 11 and Comparative Example 5 are shown in the following Table 6 together with the type and blending amount (parts by weight) of the disulfide compound .
Table 6 (NR 60 parts, SBR 40 parts blend)
Ratio-5 Real-11
[Disulfide compound]
DTS 0.80
Premixing temperature (℃) −100
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ° C) 69.8 67.5
Lyubke JIS hardness
0 ° C 67 67
20 ° C 66 66
60 ° C 63 64
Tensile test
M100 (MPa) 2.8 2.6
M300 (MPa) 11.5 11.3
TB (MPa) 26.8 26.4
EB (%) 560 550
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.1328 0.1317
Abrasion test Index 93 97

比較例6
実施例において、ジスルフィド化合物DTSが天然ゴムと予備混合されず、硫黄および加硫促進剤を除く各成分の混合時に一緒に混合された。
Comparative Example 6
In Example 1 , the disulfide compound DTS was not premixed with natural rubber and was mixed together during mixing of the components except for sulfur and vulcanization accelerator.

以上の比較例における測定結果は、ジスルフィド化合物の種類および配合量(重量部)と共に、次の表7に示される。
表7(予備混合の有無)
実−1 比−6
〔ジスルフィド化合物〕
DTS 0.10 0.10

予備混合温度(℃) 80 −
〔測定項目〕
ML1+4(100℃) 80.9 82.9
リュブケJIS硬度
0℃ 68 68
20℃ 67 67
60℃ 65 65
引張試験
M100 (MPa) 3.1 3.4
M300 (MPa) 12.4 13.4
TB (MPa) 30.7 31.3
EB (%) 590 580
粘弾性試験
tanδ (60℃) 0.1002 0.1103
摩耗試験
指数 118 100
The measurement results in Comparative Example 6 above are shown in the following Table 7 together with the type and blending amount (parts by weight) of the disulfide compound .
Table 7 (Presence / absence of premix)
Real-1 ratio-6
[Disulfide compound]
DTS 0.10 0.10

Premixing temperature (° C) 80 −
〔Measurement item〕
ML 1 + 4 (100 ℃) 80.9 82.9
Lyubke JIS hardness
0 ° C 68 68
20 ° C 67 67
60 ° C 65 65
Tensile test
M100 (MPa) 3.1 3.4
M300 (MPa) 12.4 13.4
TB (MPa) 30.7 31.3
EB (%) 590 580
Viscoelasticity test
tanδ (60 ° C) 0.1002 0.1103
Abrasion test
Index 118 100

Claims (3)

天然ゴムを50重量%以上含有するジエン系ゴム100重量部に対して0.01〜5重量部のジチオサリチル酸、L-シスチン、3,3′-ジチオジプロピオン酸またはジチオジアニリンであるジスルフィド化合物を40〜100℃の温度で予備混合した後、シリカ20〜120重量部を混合することを特徴とするシリカ配合ジエン系ゴム組成物の製造法。 Dithiosalicylic acid 0.01 to 5 parts by weight of natural rubber against the diene rubber 100 parts by weight containing at least 50 wt.%, L-cystine, a disulfide compound which is 3,3'-dithiodipropionic acid or dithio dianiline 40 A method for producing a silica-containing diene rubber composition, characterized by mixing 20 to 120 parts by weight of silica after premixing at a temperature of -100 ° C. 天然ゴム100重量%よりなるジエン系ゴムにジアミノ基を有するジスルフィド化合物が予備混合された請求項1記載のシリカ配合ジエン系ゴム組成物の製造法。The method for producing a silica-containing diene rubber composition according to claim 1, wherein a disulfide compound having a diamino group is premixed with a diene rubber comprising 100% by weight of natural rubber. 予備混合およびシリカ混合が密閉式バンバリーミキサで行われ、得られた請求項1記載のシリカ配合ジエン系ゴム組成物にオープンロールを用いて加硫系各成分を配合することを特徴とする加硫性シリカ配合ジエン系ゴム組成物の製造法。Preliminary mixing and silica mixing are performed in a closed Banbury mixer, and the resulting vulcanized system component is compounded with the silica-containing diene rubber composition according to claim 1 using an open roll. For producing a diene rubber composition containing a functional silica.
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