JP5524810B2 - Composite, production method thereof, rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、複合体及びその製造方法、該複合体を含むゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a composite and a method for producing the same, a rubber composition containing the composite, and a pneumatic tire using the rubber composition.
従来から、タイヤの転がり抵抗を低減して発熱を抑えることにより、車両を低燃費化することが行われている。近年、低燃費化への要請は大きくなっており、タイヤにおける占有比率の高いトレッドの改良による低燃費化要請は特に大きい。また、近年の低燃費化は乗用車用タイヤだけでなくトラック、バス用の高荷重タイヤでも要求されているため、同時に耐摩耗性能も向上することが重要になっている。加えて、トレッド以外にもサイドウォールなどの他部材への低燃費化の要求も高くなっている。 Conventionally, the fuel consumption of a vehicle has been reduced by reducing tire rolling resistance and suppressing heat generation. In recent years, the demand for lower fuel consumption has increased, and the demand for lower fuel consumption by improving treads with a high occupation ratio in tires is particularly large. In recent years, a reduction in fuel consumption is required not only for passenger car tires but also for heavy duty tires for trucks and buses, and at the same time, it is important to improve wear resistance. In addition to the tread, there is an increasing demand for lower fuel consumption for other members such as sidewalls.
ゴム組成物の低発熱性を満足させる方法として、低補強性の充填剤を用いる方法、補強用充填剤の含有量を低減させる方法等が知られている。しかし、このような低燃費化は、ゴム組成物の補強性が低下するため、耐摩耗性や破壊性能が低下してしまうという問題があり、高い低燃費性(低い転がり抵抗)と高い耐摩耗性や破壊性能とを両立させることは困難であった。 Known methods for satisfying the low heat build-up of the rubber composition include a method using a low reinforcing filler, a method for reducing the content of the reinforcing filler, and the like. However, such low fuel consumption has the problem that the rubber composition's reinforcing properties are reduced, resulting in a decrease in wear resistance and fracture performance, and high fuel efficiency (low rolling resistance) and high wear resistance. It has been difficult to achieve both compatibility and fracture performance.
また、シリカ(充填剤)の使用により転がり抵抗を低減させ、低燃費化を図ることが行われている。ここで、シリカ配合のゴム組成物の製造には、固形ゴムと乾燥シリカ(粒径20〜60nm程度)をバンバリーミキサーなどで混練する混練法が広く用いられている。しかし、シリカは、表面にシラノール基を有し親水性を示すため、一般に疎水性を示すゴムとの親和性が低く、更に自己凝集性が強いため、ゴム中に均一に分散させることは容易ではない。特に、粒径が20nm未満のような微粒子シリカであると、粒子の表面積が大きくなり、更に凝集し易くなる傾向がある。 Moreover, rolling resistance is reduced by using silica (filler) to reduce fuel consumption. Here, a kneading method in which solid rubber and dry silica (particle size of about 20 to 60 nm) are kneaded with a Banbury mixer or the like is widely used for the production of a rubber composition containing silica. However, since silica has a silanol group on the surface and is hydrophilic, it generally has low affinity with rubber that exhibits hydrophobicity and strong self-aggregation properties. Therefore, it is difficult to disperse uniformly in rubber. Absent. In particular, fine particle silica having a particle size of less than 20 nm tends to increase the surface area of the particles and further facilitate aggregation.
特許文献1には、ゴムラテックスに水ガラスから製造される微粒子シリカを液体状態で混合し、複合体を製造する方法が開示されている。しかし、ここでは、実質的に通常の天然ゴムラテックスを用いた製法が開示されているにすぎず、未だ低燃費性を改善する余地がある。また、通常の天然ゴムラテックスでは、微粒子シリカをゴム中に微細かつ均一に分散させることは困難である。 Patent Document 1 discloses a method for producing a composite by mixing rubber latex with fine particle silica produced from water glass in a liquid state. However, here, only a production method using a normal natural rubber latex is disclosed, and there is still room for improvement in fuel efficiency. Also, with normal natural rubber latex, it is difficult to finely and uniformly disperse the fine particle silica in the rubber.
更に、ゴム成分として天然ゴムを使用する場合、他の合成ゴムに比べてムーニー粘度が高く加工性が悪いため、通常しゃっ解剤を添加して素練りを行い、ムーニー粘度を低下させた後に使用される。そのため、天然ゴムを使用する場合、生産性が低下してしまう。また素練りによって天然ゴムの分子鎖が切断されるため、本来有する高分子量ポリマーの特性(例えば、高い摩耗性能、低燃費性、及びゴム強度)が失われてしまうという問題もあった。 Furthermore, when natural rubber is used as a rubber component, Mooney viscosity is high and processability is poor compared to other synthetic rubbers, so usually after adding mastication agent and masticating, and reducing Mooney viscosity used. Therefore, productivity is reduced when natural rubber is used. Moreover, since the molecular chain of natural rubber is cleaved by mastication, there is also a problem that the characteristics (for example, high wear performance, low fuel consumption, and rubber strength) of the high molecular weight polymer inherently lost.
本発明は、前記課題を解決し、ゴム成分中に微粒子シリカを均一に分散させた複合体及びその製造方法を提供することを目的とする。また、優れた加工性を有しつつ、低燃費性と耐摩耗性や破壊性能とを両立できる該複合体を含むゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a composite in which fine particle silica is uniformly dispersed in a rubber component and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a rubber composition containing the composite that has both excellent fuel economy, wear resistance, and fracture performance while having excellent processability, and a pneumatic tire using the rubber composition. .
本発明は、改質天然ゴムラテックスと水ガラスから製造される平均粒子径100nm以下の微粒子シリカ分散液とを混合した配合ラテックスの凝固物を洗浄し、ゴム中のリン含有量を200ppm以下に調整して得られる複合体に関する。 The present invention cleans the coagulate of a compounded latex in which a modified natural rubber latex and a fine particle silica dispersion having an average particle size of 100 nm or less produced from water glass are mixed, and adjusts the phosphorus content in the rubber to 200 ppm or less. It relates to the composite obtained.
上記複合体は、ゴム中の窒素含有量が0.3質量%以下であることが好ましい。また、上記複合体は、ゴム中のトルエン不溶分として測定されるゲル含有率が20質量%以下であることが好ましい。更に、上記改質天然ゴムラテックスは、天然ゴムラテックスをケン化処理して得られたものが好ましい。 The composite preferably has a nitrogen content in the rubber of 0.3% by mass or less. Moreover, it is preferable that the said composite body is 20 mass% or less of the gel content rate measured as a toluene insoluble content in rubber | gum. Further, the modified natural rubber latex is preferably obtained by saponifying natural rubber latex.
上記微粒子シリカ分散液のシリカの平均粒子径は、20nm以下であることが好ましい。上記微粒子シリカ分散液は、イオン交換樹脂を用いて水ガラス水溶液のpHを9〜11に調整して製造されるものであり、かつ該分散液中のシリカの平均粒子径が20nm以下であることが好ましい。 The average particle diameter of silica in the fine particle silica dispersion is preferably 20 nm or less. The fine particle silica dispersion is prepared by adjusting the pH of a water glass aqueous solution to 9 to 11 using an ion exchange resin, and the average particle diameter of silica in the dispersion is 20 nm or less. Is preferred.
本発明は、上記改質天然ゴムラテックスと上記微粒子シリカ分散液とを混合して配合ラテックスを調製する工程(I)、該工程(I)で得られた配合ラテックスを凝固させる工程(II)、及び該工程(II)で得られた凝固物を洗浄し、ゴム中のリン含有量を200ppm以下に調整する工程(III)を含む上記複合体の製造方法に関する。 The present invention includes a step (I) of preparing the compounded latex by mixing the modified natural rubber latex and the fine particle silica dispersion, a step (II) of coagulating the compounded latex obtained in the step (I), And a method for producing the above composite comprising the step (III) of washing the coagulated product obtained in the step (II) and adjusting the phosphorus content in the rubber to 200 ppm or less.
本発明は、上記複合体を含むゴム組成物に関する。
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
The present invention relates to a rubber composition containing the composite.
The present invention also relates to a pneumatic tire produced using the rubber composition.
本発明によれば、ケン化処理等の改質処理を施した改質天然ゴムラテックス及び水ガラスから製造される微粒子シリカ分散液を混合した配合ラテックスの混合物を洗浄し、ゴム中のリン含有量を200ppm以下に調整して得られる複合体であるので、該複合体中において微粒子シリカを均一に分散できる。そのため、該複合体を含むゴム組成物をトレッドなどのタイヤ部材に使用することにより、低燃費性及び耐摩耗性や破壊性能を良好に両立した空気入りタイヤを提供できる。 According to the present invention, a mixture of a modified natural rubber latex subjected to a modification treatment such as a saponification treatment and a fine particle silica dispersion produced from water glass is washed, and the phosphorus content in the rubber Therefore, fine particle silica can be uniformly dispersed in the composite. Therefore, by using the rubber composition containing the composite for a tire member such as a tread, it is possible to provide a pneumatic tire that achieves both good fuel economy, wear resistance, and fracture performance.
また、上記複合体は加工性にも優れているため、該複合体を用いたゴム組成物の製造において、予め素練り工程を行わなくても良好な加工性が得られる。そのため、素練りしない場合においては、素練りにより天然ゴムの分子鎖が切断されないため、本来有する高分子量ポリマーの特性が維持されるとともに、微粒子シリカが均一に分散されているため、より優れた低燃費性、耐摩耗性、破壊性能を得ることができる。 Moreover, since the said composite body is excellent also in workability, in the manufacture of the rubber composition using this composite body, favorable workability is obtained even if it does not perform a mastication process beforehand. Therefore, when mastication is not performed, the molecular chain of natural rubber is not cleaved by mastication, so that the characteristics of the high molecular weight polymer that is inherently maintained are maintained, and the fine particle silica is uniformly dispersed. Fuel efficiency, wear resistance, and breaking performance can be obtained.
<複合体>
本発明の複合体は、改質天然ゴムラテックスと水ガラスから製造される平均粒子径100nm以下の微粒子シリカ分散液とを混合した配合ラテックスの凝固物を洗浄し、ゴム中のリン含有量を200ppm以下に調整して得られるものである。つまり、先ず、ケン化処理等の改質処理を施した天然ゴムラテックスと水ガラスから平均粒子径100nm以下の微粒子シリカの分散液とをそれぞれ調製した上で、該ラテックスと該分散液を液体状態で混合して作製された配合ラテックス(混合液)を作製し、凝固させた後に、得られた凝固物を洗浄して天然ゴム中のリン量を低減することにより、リン量が200ppm以下の改質天然ゴム(HPNR)を含む複合体が製造される。このため、改質天然ゴム(HPNR)中にシリカが微細に分散した複合体を製造できる。
<Composite>
The composite of the present invention cleans a coagulated product of a compounded latex in which a modified natural rubber latex and a fine particle silica dispersion having an average particle size of 100 nm or less produced from water glass are mixed, and the phosphorus content in the rubber is 200 ppm. It is obtained by adjusting to the following. That is, first, a natural rubber latex subjected to a modification treatment such as a saponification treatment and a dispersion of fine particle silica having an average particle diameter of 100 nm or less are prepared from water glass, and then the latex and the dispersion are in a liquid state. After the blended latex (mixed solution) produced by mixing in step 1 was prepared and coagulated, the obtained coagulated product was washed to reduce the amount of phosphorus in natural rubber, thereby improving the phosphorus amount to 200 ppm or less. A composite containing high quality natural rubber (HPNR) is produced. For this reason, a composite in which silica is finely dispersed in a modified natural rubber (HPNR) can be produced.
本発明の複合体は、例えば、改質天然ゴムラテックスと微粒子シリカ分散液とを混合して配合ラテックスを調製する工程(I)、該工程(I)で得られた配合ラテックスを凝固させる工程(II)、及び該工程(II)で得られた凝固物を洗浄し、ゴム中のリン含有量を200ppm以下に調整する工程(III)を含み、該微粒子シリカ分散液は、水ガラスから製造される平均粒子径100nm以下の微粒子シリカを含む分散液である製造方法により好適に得られる。 The composite of the present invention includes, for example, a step (I) of preparing a blended latex by mixing a modified natural rubber latex and a fine particle silica dispersion, and a step of coagulating the blended latex obtained in the step (I) ( II) and the step (III) of washing the coagulated product obtained in the step (II) and adjusting the phosphorus content in the rubber to 200 ppm or less, wherein the fine particle silica dispersion is produced from water glass It is suitably obtained by a production method which is a dispersion containing fine particle silica having an average particle diameter of 100 nm or less.
(工程(I))
工程(I)で使用される改質天然ゴムラテックスは、例えば、天然ゴムラテックスをアルカリでケン化処理することにより調製できる。ケン化処理は、天然ゴムラテックスに、アルカリと、必要に応じて界面活性剤を添加して所定温度で一定時間、静置することにより行うことができる。なお、必要に応じて撹拌等を行っても良い。ケン化処理を施すと、後述する工程(III)でケン化により分離したリン化合物が洗浄除去されるので、調製される複合体に含まれる天然ゴム中のリン含有量を抑えることができる。また、ケン化処理により、天然ゴム中の蛋白質が分解されるので、天然ゴムの窒素含有量を抑えることもできる。本発明では、天然ゴムラテックスにアルカリを添加してケン化できるが、天然ゴムラテックスに添加することにより、効率的にケン化処理を行えるという効果がある。
(Process (I))
The modified natural rubber latex used in step (I) can be prepared, for example, by saponifying natural rubber latex with an alkali. The saponification treatment can be performed by adding an alkali and, if necessary, a surfactant to natural rubber latex and allowing to stand at a predetermined temperature for a predetermined time. In addition, you may perform stirring etc. as needed. When the saponification treatment is performed, the phosphorus compound separated by saponification in the step (III) described later is washed and removed, so that the phosphorus content in the natural rubber contained in the prepared composite can be suppressed. Moreover, since the protein in the natural rubber is decomposed by the saponification treatment, the nitrogen content of the natural rubber can be suppressed. In the present invention, alkali can be added to natural rubber latex for saponification, but by adding it to natural rubber latex, there is an effect that saponification can be efficiently performed.
天然ゴムラテックスはヘビア樹の樹液として採取され、ゴム分のほか水、蛋白質、脂質、無機塩類などを含み、ゴム中のゲル分は種々の不純物の複合的な存在に基づくものと考えられている。本発明では、ヘビア樹をタッピングして出てくる生ラテックス、あるいは遠心分離法によって濃縮した精製ラテックスを使用できる。更に、生ゴムラテックス中に存在するバクテリアによる腐敗の進行を防止し、ラテックスの凝固を避けるために、常法によりアンモニアを添加したハイアンモニアラテックスであってもよい。 Natural rubber latex is collected as sap of heavy trees and contains rubber, water, proteins, lipids, inorganic salts, etc., and the gel content in rubber is thought to be based on the complex presence of various impurities. . In the present invention, raw latex produced by tapping a heavy tree or purified latex concentrated by centrifugation can be used. Furthermore, high ammonia latex to which ammonia is added by a conventional method may be used to prevent the progress of decay due to bacteria present in the raw rubber latex and to avoid coagulation of the latex.
ケン化処理に用いるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アミン化合物等が挙げられ、ケン化処理の効果や天然ゴムラテックスの安定性への影響の観点から、特に水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いることが好ましい。 Examples of the alkali used for the saponification treatment include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and an amine compound. From the viewpoint of the effect of the saponification treatment and the influence on the stability of the natural rubber latex, it is particularly hydroxylated. Sodium or potassium hydroxide is preferably used.
アルカリの添加量は特に限定されないが、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、下限は0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、上限は12質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましく、7質量部以下が更に好ましく、5質量部以下が特に好ましい。アルカリの添加量が0.1質量部未満では、ケン化処理に時間がかかってしまうおそれがある。また逆にアルカリの添加量が12質量部を超えると天然ゴムラテックスが不安定化するおそれがある。 The amount of alkali added is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, and the upper limit is 12 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of natural rubber latex. Is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and particularly preferably 5 parts by mass or less. If the amount of alkali added is less than 0.1 parts by mass, saponification may take time. Conversely, if the amount of alkali added exceeds 12 parts by mass, the natural rubber latex may be destabilized.
界面活性剤としては、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤が使用可能である。陰イオン性界面活性剤としては、例えばカルボン酸系、スルホン酸系、硫酸エステル系、リン酸エステル系等の陰イオン性界面活性剤が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシアルキレンエーテル系、ポリオキシアルキレンエステル系、多価アルコール脂肪酸エステル系、糖脂肪酸エステル系、アルキルポリグリコシド系等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。両性界面活性剤としては、例えばアミノ酸型、ベタイン型、アミンオキサイド型等の両性界面活性剤が挙げられる。なかでも、陰イオン性界面活性剤が好ましく、スルホン酸系の陰イオン性界面活性剤がより好ましい。 As the surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used. Examples of the anionic surfactant include carboxylic acid-based, sulfonic acid-based, sulfate ester-based and phosphate ester-based anionic surfactants. Examples of nonionic surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyalkylene ethers, polyoxyalkylene esters, polyhydric alcohol fatty acid esters, sugar fatty acid esters, and alkyl polyglycosides. Examples of amphoteric surfactants include amphoteric surfactants such as amino acid type, betaine type, and amine oxide type. Among these, an anionic surfactant is preferable, and a sulfonic acid anionic surfactant is more preferable.
界面活性剤の添加量は、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましく、1.1質量部以上が更に好ましい。また、該添加量は、6.0質量部以下が好ましく、5.0質量部以下がより好ましく、3.5質量部以下が更に好ましく、3.0質量部以下が特に好ましい。界面活性剤の添加量が0.01質量部未満では、ケン化処理時に天然ゴムラテックスが不安定化するおそれがある。また逆に界面活性剤の添加量が6.0質量部を超えると天然ゴムラテックスが安定化しすぎて凝固が困難になるおそれがある。 The addition amount of the surfactant is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and still more preferably 1.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content of the natural rubber latex. The amount added is preferably 6.0 parts by mass or less, more preferably 5.0 parts by mass or less, still more preferably 3.5 parts by mass or less, and particularly preferably 3.0 parts by mass or less. If the addition amount of the surfactant is less than 0.01 parts by mass, the natural rubber latex may become unstable during the saponification treatment. On the other hand, if the amount of the surfactant added exceeds 6.0 parts by mass, the natural rubber latex may be overstabilized and coagulation may be difficult.
ケン化処理の温度は、アルカリによるケン化反応が十分な反応速度で進行しうる範囲、及び天然ゴムラテックスが凝固等の変質を起こさない範囲で適宜、設定できるが、通常は20〜70℃が好ましく、30〜70℃がより好ましい。また処理の時間は、天然ゴムラテックスを静置して処理を行う場合、処理の温度にもよるが、十分な処理を行うことと、生産性を向上することとを併せ考慮すると3〜48時間が好ましく、3〜24時間がより好ましい。 The temperature of the saponification treatment can be appropriately set within a range where the saponification reaction with alkali can proceed at a sufficient reaction rate and within a range where the natural rubber latex does not undergo alteration such as coagulation, but is usually 20 to 70 ° C. Preferably, 30-70 degreeC is more preferable. Further, the treatment time is 3 to 48 hours in consideration of both sufficient treatment and productivity improvement, depending on the treatment temperature when the treatment is performed with natural rubber latex standing. Is preferable, and 3 to 24 hours is more preferable.
また工程(I)では、水ガラスから製造される平均粒子径100nm以下の微粒子シリカ分散液が使用される。即ち、シリカは、原料の水ガラスをそのまま用いるのではなく、球状微粒子として成長させて使用される。この成長の際、熟成時間を長めにとり、真球状にすることがより好ましい。真球状になると、シリカ粒子同士の接点が最小限となり、凝集力が小さくなり、分散しやすいシリカになりやすい。 In step (I), a fine particle silica dispersion having an average particle diameter of 100 nm or less produced from water glass is used. That is, silica is used by growing it as spherical fine particles, instead of using the raw water glass as it is. In this growth, it is more preferable to take a long ripening time and to make it spherical. When the spherical shape is obtained, the contact between the silica particles is minimized, the cohesive force is reduced, and the silica is easily dispersed.
上記微粒子シリカ分散液としては、水ガラス水溶液のpHを9〜11に調整して製造されるものが好ましい。
水ガラスは、通常、下記式で示される組成で表される。
Na2O・nSiO2・mH2O
上記係数nは、SiO2/Na2Oの分子比で示される値であって、一般にモル比と呼ばれるJIS K 1408−1966に規定の範囲である。この係数nは、特に限定されないが、好ましくは2.1〜3.3であり、より好ましくは3.1〜3.3である。上記係数nが3.1〜3.3であるときは、水ガラス中のシリカ成分(SiO2換算量)が多くなることから、ゴムとの複合化処理の効率が向上する。
The fine particle silica dispersion is preferably prepared by adjusting the pH of the aqueous water glass solution to 9-11.
The water glass is usually represented by a composition represented by the following formula.
Na 2 O · nSiO 2 · mH 2 O
The coefficient n is a value represented by a molecular ratio of SiO 2 / Na 2 O, and is a range defined in JIS K 1408-1966 generally called a molar ratio. Although this coefficient n is not specifically limited, Preferably it is 2.1-3.3, More preferably, it is 3.1-3.3. When the coefficient n is 3.1 to 3.3, the silica component (in terms of SiO 2 ) in the water glass increases, so that the efficiency of the composite treatment with rubber is improved.
なお、一般に、上記係数nが3.1〜3.3である水ガラスは、水ガラス3号として市販されている。本発明に使用可能な水ガラスは、これに限定されるものではなく、例えば、JIS K1408に規定の1〜3号水ガラスや、その他各種のグレード品を使用することができる。 In general, the water glass having the coefficient n of 3.1 to 3.3 is commercially available as Water Glass No. 3. The water glass which can be used for this invention is not limited to this, For example, No. 1-3 water glass prescribed | regulated to JISK1408, and other various grade products can be used.
水ガラスの水溶液を作製し、該水溶液のpHを9〜11の範囲に調整することにより、平均粒子径100nm以下の微粒子シリカが分散した微粒子シリカ分散液を調製できる。pHが9未満の場合、ゲル化しやすく、pHが11を超えると微粒子シリカが溶解する傾向にある。より好ましくは、pHは9.5〜10.5の範囲に調整される。pHを9〜11の範囲に調整する手法は特に限定されず、酸又はアルカリの添加、イオン交換樹脂の使用など、従来公知の方法で実施できるが、なかでも、微粒子シリカがより分散した分散液が得られるという点から、イオン交換樹脂の使用が好ましい。 By preparing an aqueous solution of water glass and adjusting the pH of the aqueous solution in the range of 9 to 11, a fine particle silica dispersion in which fine particle silica having an average particle diameter of 100 nm or less is dispersed can be prepared. When the pH is less than 9, gelation tends to occur, and when the pH exceeds 11, the fine particle silica tends to dissolve. More preferably, the pH is adjusted to a range of 9.5 to 10.5. The method for adjusting the pH to the range of 9 to 11 is not particularly limited, and can be carried out by a conventionally known method such as addition of an acid or alkali, use of an ion exchange resin, etc. Among them, a dispersion in which fine particle silica is more dispersed From the point that can be obtained, it is preferable to use an ion exchange resin.
イオン交換樹脂によるpH調整方法としては、例えば、水ガラスの水溶液と陽イオン交換樹脂とを接触させる方法が挙げられる。具体的には、所定濃度に希釈した水ガラスの水溶液を、陽イオン交換樹脂に接触させて脱アルカリし、必要に応じてOH型強塩基性アニオン交換樹脂に接触させて脱アニオンすること、などによって行うことができる。上記接触させる方法としては、水ガラスの水溶液中に陽イオン交換樹脂を直接投入して攪拌、接触させるバッチ方式、陽イオン交換樹脂を充填したカラムに水ガラスの水溶液を通液する方式が挙げられる。陽イオン交換樹脂は、H型の強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂などが使用でき、市販品として、オルガノ(株)製のアンバーライトIR120B、IR124、200CT、IRC76、FPC3500が挙げられる。上記の方法により、水ガラス中のナトリウムイオンなどを除去できるため、より微粒化した状態のシリカ粒子を生成させることができる。 Examples of the pH adjustment method using an ion exchange resin include a method of bringing an aqueous solution of water glass into contact with a cation exchange resin. Specifically, an aqueous solution of water glass diluted to a predetermined concentration is brought into contact with a cation exchange resin to be dealkalized, and if necessary, brought into contact with an OH type strongly basic anion exchange resin to deanion. Can be done by. Examples of the contacting method include a batch method in which a cation exchange resin is directly put into an aqueous solution of water glass and stirred and contacted, and a method in which an aqueous solution of water glass is passed through a column filled with the cation exchange resin. . As the cation exchange resin, an H-type strong acid cation exchange resin, a weak acid cation exchange resin, or the like can be used, and commercially available products include Amberlite IR120B, IR124, 200CT, IRC76, and FPC3500 manufactured by Organo Corporation. It is done. By the above method, sodium ions and the like in the water glass can be removed, so that silica particles in a more atomized state can be generated.
上記pHの調整時において、水ガラスの水溶液の温度は10〜90℃に調整されることが望ましい。温度が10℃未満では、微粒子シリカの生成速度が遅く、温度が90℃を超えると、水溶液の水の蒸発が生じ、水溶液中の水ガラスの濃度が不安定になりやすい。上記水溶液の温度は適宜調整すればよく、好ましい範囲として、例えば、15〜40℃、60〜80℃が挙げられる。 When adjusting the pH, the temperature of the aqueous solution of water glass is preferably adjusted to 10 to 90 ° C. If the temperature is less than 10 ° C., the production rate of fine-particle silica is slow, and if the temperature exceeds 90 ° C., water in the aqueous solution evaporates, and the concentration of water glass in the aqueous solution tends to become unstable. What is necessary is just to adjust the temperature of the said aqueous solution suitably, and 15-40 degreeC and 60-80 degreeC are mentioned as a preferable range, for example.
反応時間は、1〜72時間の範囲が好ましい。1時間未満では、微粒子シリカの生成が十分ではなく、72時間を超えても、反応は既に終了し、それ以上の変化がない傾向にある。室温で反応させる場合は、攪拌条件下で6〜24時間行われることが好適である。また、できる限り真球状に近づけるためには、高温、長時間での熟成がよく、60〜80℃で24時間以上が好適である。 The reaction time is preferably in the range of 1 to 72 hours. If it is less than 1 hour, the production of fine-particle silica is not sufficient, and even if it exceeds 72 hours, the reaction has already ended, and there is a tendency that there is no further change. When making it react at room temperature, it is suitable to carry out for 6 to 24 hours on stirring conditions. Further, in order to be as close to a true sphere as possible, aging at a high temperature and a long time is good, and a temperature of 60 to 80 ° C. for 24 hours or more is preferable.
また水ガラス水溶液中に含まれるシリカ成分(SiO2)の濃度は、1〜30質量%の範囲が好ましい。濃度が1質量%未満の場合、ゴムラテックスとの複合化のために大量の水ガラスの水溶液が必要となり、30質量%を超えると、シリカの凝集が生じやすい。該シリカ成分の濃度は、より好ましくは1.5〜20質量%、更に好ましくは2〜8質量%の範囲である。ただし、脱塩処理をした水ガラスを使用する場合、シリカの凝集は生じにくいため、上限は特に限定されない。 The concentration of the silica component (SiO 2 ) contained in the aqueous water glass solution is preferably in the range of 1 to 30% by mass. When the concentration is less than 1% by mass, a large amount of water glass aqueous solution is required for complexing with the rubber latex, and when it exceeds 30% by mass, silica aggregation tends to occur. The concentration of the silica component is more preferably in the range of 1.5 to 20% by mass, still more preferably 2 to 8% by mass. However, when water glass that has been subjected to desalting treatment is used, the upper limit is not particularly limited because silica aggregation is unlikely to occur.
微粒子シリカ分散液中に含まれるシリカの平均粒子径は100nm以下、好ましくは30nm以下、より好ましくは20nm以下、更に好ましくは15nm以下、特に好ましくは10nm以下である。ここで、平均粒子径の大きさは、水溶液のpH、シリカ成分の濃度、反応温度、反応時間などを調整することで任意に調整することができる。本発明では、改質天然ゴムラテックス及び球状シリカ微粒子の分散液を使用することにより、微粒子シリカであってもシリカが微分散した複合体を得ることができる。 The average particle diameter of silica contained in the fine particle silica dispersion is 100 nm or less, preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, still more preferably 15 nm or less, and particularly preferably 10 nm or less. Here, the size of the average particle diameter can be arbitrarily adjusted by adjusting the pH of the aqueous solution, the concentration of the silica component, the reaction temperature, the reaction time, and the like. In the present invention, by using a dispersion of modified natural rubber latex and spherical silica fine particles, a composite in which silica is finely dispersed can be obtained even if it is fine particle silica.
なお、本明細書において、微粒子シリカの平均粒子径の測定方法は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察が用いられる。具体的には、微粒子を透過型電子顕微鏡で写真撮影し、微粒子の形状が球形の場合には球の直径を粒子径とし、針状又は棒状の場合には短径を粒子径とし、不定型の場合には中心部からの平均粒径を粒子径とし、微粒子100個の粒径の平均値を平均粒子径とする。 In this specification, transmission electron microscope (TEM) observation is used as a method for measuring the average particle size of the fine particle silica. Specifically, the microparticles are photographed with a transmission electron microscope. If the shape of the microparticles is spherical, the diameter of the sphere is the particle diameter, and if it is needle-shaped or rod-shaped, the minor diameter is the particle diameter. In this case, the average particle diameter from the center is defined as the particle diameter, and the average value of the particle diameters of 100 fine particles is defined as the average particle diameter.
工程(I)では、改質天然ゴムラテックスと、上記製法などにより得られた微粒子シリカ分散液とを公知の方法により混合し、その後、配合ラテックスが均一な溶液になるまで十分に攪拌することで、配合ラテックス(混合液)を調製する。なお、改質天然ゴムラテックスは、ゴム固形分が10〜70質量%のものを使用することが好ましい。 In the step (I), the modified natural rubber latex and the fine particle silica dispersion obtained by the above-mentioned production method are mixed by a known method, and then sufficiently stirred until the compounded latex becomes a uniform solution. A blended latex (mixed solution) is prepared. The modified natural rubber latex preferably has a rubber solid content of 10 to 70% by mass.
また、上記混合工程では、改質天然ゴム100質量部(固形分)に対して、シリカが5〜150質量部(SiO2換算)となるように微粒子シリカ分散液を混合することが好ましい。5質量部未満であると、マスターバッチとして使用する場合に、シリカの配合量が少なくなるおそれがある。150質量部を超えると、ゴムラテックス中でのシリカの均一分散が得られにくくなり、配合ラテックスを凝固した後のゴム組成物中のシリカの均一分散性が低下する傾向がある。より好ましくは5〜120質量部、更に好ましくは10〜100質量部である。 Further, in the mixing step, the modified natural rubber 100 parts by weight with respect to (the solid content), silica it is preferable to mix a fine particle silica dispersion such that 5 to 150 parts by weight (SiO 2 conversion). If the amount is less than 5 parts by mass, the amount of silica may be reduced when used as a master batch. When it exceeds 150 parts by mass, it is difficult to obtain uniform dispersion of silica in the rubber latex, and the uniform dispersion of silica in the rubber composition after coagulating the compounded latex tends to decrease. More preferably, it is 5-120 mass parts, More preferably, it is 10-100 mass parts.
(工程(II))
工程(II)では、上記工程(I)で得られた配合ラテックスを凝固(凝集)させ、ゴム中に微粒子シリカが均一に分散した複合体を生成する。配合ラテックスの凝固は、酸凝固、塩凝固、メタノール凝固、高分子凝集剤による凝固などがあるが、ゴムラテックスとシリカを均一分散させて凝固するためには、酸凝固、塩凝固、高分子凝集剤による凝固又はこれらの併用が好ましい。
(Process (II))
In step (II), the compounded latex obtained in step (I) is coagulated (aggregated) to produce a composite in which fine particle silica is uniformly dispersed in rubber. Solidification of compounded latex includes acid coagulation, salt coagulation, methanol coagulation, coagulation with polymer coagulant, etc. In order to coagulate rubber latex and silica by uniform dispersion, acid coagulation, salt coagulation, polymer coagulation Coagulation with an agent or a combination thereof is preferred.
凝固させるための酸としては、硫酸、塩酸、蟻酸、酢酸などが挙げられる。 Examples of the acid for coagulation include sulfuric acid, hydrochloric acid, formic acid, acetic acid and the like.
また、塩としては、例えば、1価〜3価の金属塩(塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウムなどのカルシウム塩など)が挙げられる。ゴムラテックスに対して、シリカの配合量が少ない場合は金属塩の種類は問わないが、シリカの配合量が多い場合は1価、2価の金属塩、例えば、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムが好ましい。ここで3価の金属塩を用いた場合は、シリカ同士の凝集力が強すぎて最終的に微分散となりにくい。 Examples of the salt include monovalent to trivalent metal salts (such as calcium salts such as sodium chloride, magnesium chloride, calcium nitrate, and calcium chloride). When the amount of silica is small relative to the rubber latex, the type of metal salt is not limited, but when the amount of silica is large, monovalent and divalent metal salts such as sodium chloride and magnesium chloride are preferred. Here, when a trivalent metal salt is used, the cohesive force between silicas is too strong, and finally it is difficult to be finely dispersed.
また、高分子凝集剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系高分子凝集剤のいずれでも使用できる。アニオン系高分子凝集剤としては、例えば、アルギン酸ナトリウム、CMC−Na、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリルアミド−アクリル酸ナトリウム共重合体、ポリアクリルアミド部分加水分解物などが挙げられる。カチオン系高分子凝集剤としては、例えば、ポリメタクリル酸エステル系高分子凝集剤、水溶性アニリン樹脂塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、キトサン、ヘキサメチレンジアミン−エピクロルヒドリン縮合物、ポリビニルイミダゾリン、ポリアルキルアミノ(メタ)アクリレート、ポリアクリルアミドマンニッヒ変成物、ジメチルアミノエチルアクリレート−アクリルアミド共重合体などが挙げられる。ノニオン系高分子凝集剤としては、例えば、でん粉、グアーガム、ゼラチン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイドなどが挙げられる。 Further, as the polymer flocculant, any of anionic, cationic and nonionic polymer flocculants can be used. Examples of the anionic polymer flocculant include sodium alginate, CMC-Na, sodium polyacrylate, acrylamide-sodium acrylate copolymer, polyacrylamide partial hydrolyzate, and the like. Examples of the cationic polymer flocculant include polymethacrylate ester polymer flocculant, water-soluble aniline resin hydrochloride, polyethyleneimine, polyamine, polydiallyldimethylammonium chloride, chitosan, hexamethylenediamine-epichlorohydrin condensate, polyvinyl Examples include imidazoline, polyalkylamino (meth) acrylate, polyacrylamide Mannich modified product, dimethylaminoethyl acrylate-acrylamide copolymer, and the like. Examples of nonionic polymer flocculants include starch, guar gum, gelatin, polyacrylamide, and polyethylene oxide.
なかでも、配合ラテックスの凝固は、酸又は塩の添加により配合ラテックスのpHを5〜9(好ましくは6〜8、より好ましくは6.5〜7.5)に調整して固形分を凝固させることで実施されることが好ましい。これにより、シリカが微分散した複合体を好適に製造できる。 Especially, coagulation | solidification of mixing | blending latex adjusts the pH of mixing | blending latex to 5-9 (preferably 6-8, more preferably 6.5-7.5) by addition of an acid or a salt, and solidifies solid content. It is preferable to be implemented. Thereby, a composite in which silica is finely dispersed can be suitably produced.
(工程(III))
工程(III)では、工程(II)で得られた凝固物(凝集ゴム及びシリカを含む凝集物)を洗浄し、ゴム(天然ゴム)中のリン含有量を200ppm以下に調整(低減)する。ケン化処理後に洗浄処理を施すことにより、凝固物における天然ゴム中のリン量を200ppm以下に低減できる。工程(III)の洗浄方法としては、例えば、ゴム分に対するリン含有率が200ppm以下になるまで繰り返し水で洗浄する方法や、ゴム分を水で希釈した後に、遠心分離する方法又は静置してゴムを浮かせ水相のみを排出する方法が挙げられる。遠心分離する際は、まず天然ゴムラテックスのゴム分が5〜40質量%、好ましくは10〜30質量%となるように水で希釈し、次いで5000〜10000rpmで1〜60分間遠心分離すればよく、所望のリン含有量になるまで洗浄を繰り返せばよい。また、静置してゴムを浮かせる場合も水の添加、攪拌を繰り返して、所望のリン含有量になるまで洗浄すればよい。
(Step (III))
In step (III), the coagulated product (aggregate containing aggregated rubber and silica) obtained in step (II) is washed, and the phosphorus content in the rubber (natural rubber) is adjusted (reduced) to 200 ppm or less. By performing the washing treatment after the saponification treatment, the amount of phosphorus in the natural rubber in the coagulated product can be reduced to 200 ppm or less. As the washing method in step (III), for example, a method of repeatedly washing with water until the phosphorus content relative to the rubber content is 200 ppm or less, a method of centrifuging after diluting the rubber content with water, or standing still. One method is to lift the rubber and discharge only the water phase. When centrifuging, it may be first diluted with water so that the rubber content of the natural rubber latex is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 30% by mass, and then centrifuged at 5000 to 10000 rpm for 1 to 60 minutes. The washing may be repeated until the desired phosphorus content is reached. Also, when the rubber is floated by standing, the addition of water and stirring may be repeated until the desired phosphorus content is obtained.
洗浄後、通常、公知の方法(オーブンなど)で乾燥される。乾燥後、2軸ロール、バンバリーなどでゴム練りを行うと、リン含有量が200ppm以下の改質天然ゴム(HPNR)及びシリカを含む複合体が得られる。上記複合体はシリカがゴムマトリックスに均一に分散しており、マスターバッチとして使用できる。なお、上記複合体は、本発明の効果を阻害しない範囲で他の成分を含んでもよい。 After washing, it is usually dried by a known method (such as an oven). When the rubber is kneaded with a biaxial roll or Banbury after drying, a composite containing modified natural rubber (HPNR) having a phosphorus content of 200 ppm or less and silica is obtained. In the above composite, silica is uniformly dispersed in a rubber matrix and can be used as a master batch. In addition, the said composite_body | complex may contain another component in the range which does not inhibit the effect of this invention.
上記複合体に含まれる改質天然ゴムは、リン含有量が200ppm以下である。200ppmを超えると、貯蔵中にムーニー粘度が上昇して加工性が悪くなったり、優れた低燃費性が得られず、該性能と耐摩耗性や破壊性能をバランスよく改善できない傾向がある。該リン含有量は、150ppm以下が好ましく、120ppm以下がより好ましい。ここで、リン含有量は、例えば、ICP発光分析等、従来の方法で測定することができる。リンは、リン脂質(リン化合物)に由来するものである。 The modified natural rubber contained in the composite has a phosphorus content of 200 ppm or less. If it exceeds 200 ppm, the Mooney viscosity will increase during storage and the processability will deteriorate, and excellent fuel efficiency will not be obtained, and there will be a tendency that the performance, wear resistance and fracture performance cannot be improved in a well-balanced manner. The phosphorus content is preferably 150 ppm or less, and more preferably 120 ppm or less. Here, the phosphorus content can be measured by a conventional method such as ICP emission analysis. Phosphorus is derived from phospholipids (phosphorus compounds).
上記複合体に含まれる改質天然ゴムの窒素含有量は、好ましくは0.3質量%以下、より好ましくは0.15質量%以下である。0.3質量%を超えると、貯蔵中にムーニー粘度が上昇して加工性が悪くなったり、優れた低燃費性が得られず、該性能と耐摩耗性や破壊性能をバランスよく改善できない傾向がある。窒素はタンパク質に由来する。窒素含有量は、例えばケルダール法等、従来の方法で測定することができる。 The nitrogen content of the modified natural rubber contained in the composite is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less. If it exceeds 0.3% by mass, the Mooney viscosity will increase during storage and the processability will deteriorate, and excellent fuel efficiency will not be obtained, and the performance and wear resistance and fracture performance tend not to be improved in a well-balanced manner. There is. Nitrogen is derived from proteins. The nitrogen content can be measured by a conventional method such as Kjeldahl method.
上記複合体に含まれる改質天然ゴムは、トルエン不溶分として測定されるゲル含有率が20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。20質量%を超えると、ムーニー粘度が上昇して加工性が悪くなる傾向がある。ゲル含有率とは、非極性溶媒であるトルエンに対する不溶分として測定した値を意味し、以下においては単に「ゲル含有率」又は「ゲル分」と称することがある。ゲル分の含有率の測定方法は次のとおりである。まず、天然ゴム試料を脱水トルエンに浸し、暗所に遮光して1週間放置後、トルエン溶液を1.3×105rpmで30分間遠心分離して、不溶のゲル分とトルエン可溶分とを分離する。不溶のゲル分にメタノールを加えて固形化した後、乾燥し、ゲル分の質量と試料の元の質量との比からゲル含有率が求められる。 The modified natural rubber contained in the composite preferably has a gel content measured as a toluene insoluble content of 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less. If it exceeds 20% by mass, the Mooney viscosity tends to increase and the processability tends to deteriorate. The gel content means a value measured as an insoluble content with respect to toluene which is a nonpolar solvent, and may be simply referred to as “gel content” or “gel content” below. The measuring method of the content rate of a gel part is as follows. First, a natural rubber sample is soaked in dehydrated toluene, light-shielded in the dark and left for 1 week, and then the toluene solution is centrifuged at 1.3 × 10 5 rpm for 30 minutes to obtain an insoluble gel content and a toluene soluble content. Isolate. Methanol is added to the insoluble gel and solidified, and then dried, and the gel content is determined from the ratio between the mass of the gel and the original mass of the sample.
<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、上記複合体を含有する。これにより、優れた補強性が発揮される。上記複合体は、マスターバッチとして使用できる。該複合体はゴム中にシリカが均一に分散しているので、その他のゴム成分、ゴム配合剤と混合した場合に得られる本発明のゴム組成物においてもシリカを均一に分散させることができる。そのため、低燃費性、耐摩耗性、破壊性能がバランスよく改善される。
<Rubber composition>
The rubber composition of the present invention contains the above composite. Thereby, the excellent reinforcement property is exhibited. The composite can be used as a master batch. Since the composite has the silica uniformly dispersed in the rubber, the silica can be uniformly dispersed in the rubber composition of the present invention obtained when mixed with other rubber components and a rubber compounding agent. Therefore, fuel economy, wear resistance, and breaking performance are improved in a well-balanced manner.
上記ゴム組成物に含まれる複合体のシリカ含有量(SiO2換算)は、該複合体中の改質天然ゴム100質量部(固形分)に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上である。10質量部未満であると、十分な補強性が得られないおそれがある。該シリカ含有量は、好ましくは120質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。120質量部を超えると、十分な低燃費性や耐摩耗性が得られないおそれがある。 The silica content (in terms of SiO 2 ) of the composite contained in the rubber composition is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass (solid content) relative to 100 parts by mass (solid content) of the modified natural rubber in the composite. 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more. If the amount is less than 10 parts by mass, sufficient reinforcement may not be obtained. The silica content is preferably 120 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and still more preferably 80 parts by mass or less. When it exceeds 120 parts by mass, there is a possibility that sufficient low fuel consumption and wear resistance may not be obtained.
本発明のゴム組成物は、上記改質天然ゴム以外の他のゴム成分を含んでもよい。他のゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。 The rubber composition of the present invention may contain a rubber component other than the modified natural rubber. Examples of other rubber components include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), Examples include chloroprene rubber (CR) and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).
上記ゴム組成物に含まれるゴム成分(複合体中の改質天然ゴム及び他のゴム成分)について、該ゴム成分100質量%中、上記複合体に含まれる改質天然ゴム(固形分)の含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。60質量%未満であると、十分な低燃費性や耐摩耗性が得られないおそれがある。 About the rubber component (modified natural rubber and other rubber components in the composite) contained in the rubber composition, the content of the modified natural rubber (solid content) contained in the composite in 100% by mass of the rubber component The amount is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass. If the amount is less than 60% by mass, sufficient fuel economy and wear resistance may not be obtained.
本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、タイヤ工業において一般的に用いられているカーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤等の各種材料が適宜配合されていてもよい。 In addition to the above materials, the rubber composition of the present invention includes carbon black, silica, silane coupling agent, zinc oxide, stearic acid, anti-aging agent, sulfur, vulcanization, which are generally used in the tire industry. Various materials such as an accelerator may be appropriately blended.
シリカは複合化したもの以外に一般的なシリカを混練時に添加しても構わない。シリカとしては、乾式法又は湿式法により製造されたシリカが挙げられるが、シリカの製造方法には特に制限はない。 In addition to the composite silica, general silica may be added during kneading. Examples of the silica include silica produced by a dry method or a wet method, but the method for producing silica is not particularly limited.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は30m2/g以上が好ましく、50m2/g以上がより好ましく、100m2/g以上が更に好ましい。30m2/g未満では、補強効果が小さい傾向がある。また、シリカのN2SAは500m2/g以下が好ましく、400m2/g以下がより好ましく、250m2/g以下が更に好ましい。シリカのN2SAが500m2/gを超えると、分散性が低下し、ゴム組成物の発熱性が増大する傾向がある。なお、シリカのBET法による窒素吸着比表面積は、ASTM−D−4820−93に準拠した方法により測定することができる。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 50 m 2 / g or more, and still more preferably 100 m 2 / g or more. If it is less than 30 m 2 / g, the reinforcing effect tends to be small. The N 2 SA of the silica is 500m or less preferably 2 / g, more preferably not more than 400 meters 2 / g, more preferably not more than 250m 2 / g. When the N 2 SA of silica exceeds 500 m 2 / g, the dispersibility tends to decrease and the exothermic property of the rubber composition tends to increase. In addition, the nitrogen adsorption specific surface area by the BET method of a silica can be measured by the method based on ASTM-D-4820-93.
本発明のゴム組成物では、シランカップリング剤を併用することが好ましい。これにより、補強性を更に向上できる。
シランカップリング剤としては特に制限はなく、従来、タイヤ工業においてシリカと併用されているものが使用でき、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィドなどのスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのグリシドキシ系、3−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。
In the rubber composition of the present invention, it is preferable to use a silane coupling agent in combination. Thereby, reinforcement can be further improved.
The silane coupling agent is not particularly limited, and those conventionally used in combination with silica in the tire industry can be used. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) Tetrasulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) tetrasulfide Bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3- Trimet Such as sulfides such as silyl (propyl) disulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) disulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) disulfide, mercapto such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc. Vinyl-based, amino-based such as 3-aminopropyltriethoxysilane, glycidoxy-based such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, nitro-based such as 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, etc. A chloro system etc. are mentioned.
上記ゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、複合体及びそれ以外に含まれるシリカの合計量100質量部に対して4質量部以上が好ましく、6質量部以上がより好ましい。4質量部未満では、シリカと充分に反応せず、補強性が向上しない傾向がある。また、該シランカップリング剤の含有量は、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。20質量部を超えると、シランカップリング剤の配合によるゴム強度及び耐摩耗性の改善効果がみられず、コストが増大してしまう傾向がある。 In the rubber composition, the content of the silane coupling agent is preferably 4 parts by mass or more, and more preferably 6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the composite and the silica contained therein. If it is less than 4 parts by mass, it does not sufficiently react with silica and the reinforcing property tends not to be improved. Further, the content of the silane coupling agent is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 15 parts by mass or less. If it exceeds 20 parts by mass, the effect of improving the rubber strength and wear resistance due to the blending of the silane coupling agent is not seen, and the cost tends to increase.
本発明のゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサー、密閉式混練機などのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。通常、天然ゴムを使用する場合、先ず素練り工程が行われるが、本発明では、上記複合体が使用されているため、素練りをしなくてもゴム組成物の加工性が良好である。 As a method for producing the rubber composition of the present invention, known methods can be used. For example, the above components are kneaded using a rubber kneader such as an open roll, a Banbury mixer, a closed kneader, and then added. It can be manufactured by a method of sulfurating. Usually, when natural rubber is used, the mastication step is first performed. However, in the present invention, since the above composite is used, the processability of the rubber composition is good even without mastication.
上記ゴム組成物は、タイヤの各部材に適用できるが、なかでも、トレッド、サイドウォールに好適に用いることができる。 The rubber composition can be applied to each member of a tire, and among them, it can be suitably used for a tread and a sidewall.
<空気入りタイヤ>
本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤに好適に適用される。シリカが微分散した複合体を使用しているため、優れた補強性が発揮され、低発熱性と耐摩耗性や破壊性能を良好に両立できる。
<Pneumatic tire>
The rubber composition of the present invention is suitably applied to a pneumatic tire. Since a composite in which silica is finely dispersed is used, excellent reinforcing properties are exhibited, and low heat build-up, wear resistance, and fracture performance can be satisfactorily achieved.
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形することにより未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。 The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, a rubber composition containing various additives as necessary is extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage and molded by a normal method on a tire molding machine. After forming an unvulcanized tire by heating, the tire can be manufactured by heating and pressing in a vulcanizer.
また、本発明の空気入りタイヤは、乗用車、トラック・バス、及び地球環境保全に対応した低公害車両(エコカー)に好適に使用できる。 Moreover, the pneumatic tire of the present invention can be suitably used for passenger cars, trucks and buses, and low-pollution vehicles (eco-cars) compatible with global environmental conservation.
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下に、実施例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴムラテックス:タイテックス社から入手したフィールドラテックスを使用
界面活性剤:花王(株)製のEmal−E
NaOH:和光純薬工業(株)製のNaOH
水ガラス:富士化学(株)製の水ガラス3号(Na2O・nSiO2・mH2O、n=3.2、シリカ成分(SiO2換算量)含有量:28質量%)
天然ゴム:TSR
シリカ(1):EVONIK−DEGUSSA社製のUltrasil VN3(N2SA:175m2/g)
シリカ(2):Rhodia社製のPremium 200MP(N2SA:200m2/g)
シランカップリング剤:EVONIK−DEGUSSA社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製の椿
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤NS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤D:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−ジフェニルグアニジン)
The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
The various chemicals used in the examples are described below.
Natural rubber latex: Field latex obtained from Taitex Co., Ltd. Surfactant: Emal-E manufactured by Kao Corporation
NaOH: NaOH manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Water glass: Water glass No. 3 manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd. (Na 2 O.nSiO 2 .mH 2 O, n = 3.2, silica component (SiO 2 equivalent) content: 28% by mass)
Natural rubber: TSR
Silica (1): Ultrasil VN3 (N 2 SA: 175 m 2 / g) manufactured by EVONIK-DEGUSSA
Silica (2): Premium 200MP (N 2 SA: 200 m 2 / g) manufactured by Rhodia
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by EVONIK-DEGUSSA
Oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc Hua No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Stearic acid: Anti-aging agent manufactured by NOF Corporation: Nocrack 6C (N- (1,3- Dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine)
Sulfur: powder sulfur vulcanization accelerator NS manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. NS: Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator D: Noxeller D (N, N′-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
(アルカリによるケン化天然ゴムラテックスの調製)
天然ゴムラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、天然ゴムラテックス1000gに対し、Emal−E10gとNaOH20gを加え、室温で48時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。
(Preparation of saponified natural rubber latex with alkali)
After adjusting the solid rubber latex solids concentration (DRC) to 30% (w / v), 1000 g of natural rubber latex was added with 10 g of Emal-E and 20 g of NaOH, followed by saponification at room temperature for 48 hours. Natural rubber latex was obtained.
(ケン化天然ゴム(固形ゴム)の作製)
上記で得られたケン化天然ゴムラテックスに水を添加して固形分濃度(DRC)を15%(w/v)に調整した後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しpHを4.0〜4.5に調整し、凝集させた。凝集したゴムを粉砕し、水1000mlで洗浄を繰り返し、その後110℃で2時間乾燥してケン化天然ゴム(固形ゴム)を得た。
(Production of saponified natural rubber (solid rubber))
After adding water to the saponified natural rubber latex obtained above to adjust the solid content concentration (DRC) to 15% (w / v), formic acid is added while slowly stirring to adjust the pH to 4.0-4. .5 and agglomerated. The agglomerated rubber was pulverized, washed repeatedly with 1000 ml of water, and then dried at 110 ° C. for 2 hours to obtain a saponified natural rubber (solid rubber).
(微粒子シリカ分散液(1)及び(2)の調製)
水ガラスを用いて、シリカ成分含有量(濃度)が2質量%の水ガラス水溶液を作製し、pH10に調整して25℃で10〜24時間、攪拌を行い、微粒子シリカ分散液(1)及び(2)を得た。なお、pHは、硫酸により調整した。
TEM写真の観察により、平均粒子径20nm程度のシリカ(微粒子シリカ分散液(1))と平均粒子径15nm程度のシリカ(微粒子シリカ分散液(2))が得られていることを確認した。
(Preparation of fine particle silica dispersions (1) and (2))
A water glass aqueous solution having a silica component content (concentration) of 2% by mass is prepared using water glass, adjusted to pH 10 and stirred at 25 ° C. for 10 to 24 hours to obtain a fine particle silica dispersion (1) and (2) was obtained. The pH was adjusted with sulfuric acid.
Observation of the TEM photograph confirmed that silica having an average particle size of about 20 nm (fine particle silica dispersion (1)) and silica having an average particle size of about 15 nm (fine particle silica dispersion (2)) were obtained.
(微粒子シリカ分散液(3)の調製)
水ガラスを用いて、シリカ成分含有量(濃度)が2質量%の水ガラス水溶液を作製し、pH10に調整して80℃で24時間、攪拌を行い、微粒子シリカ分散液(3)を得た。なお、pHは、H型強酸性陽イオン交換樹脂(オルガノ(株)製のIR120B)を用いて調整した。
TEM写真の観察により、平均粒子径10nm程度のシリカが得られていることを確認した。
(Preparation of fine particle silica dispersion (3))
A water glass aqueous solution having a silica component content (concentration) of 2% by mass was prepared using water glass, adjusted to pH 10 and stirred at 80 ° C. for 24 hours to obtain a fine particle silica dispersion (3). . The pH was adjusted using an H-type strongly acidic cation exchange resin (IR120B manufactured by Organo Corporation).
It was confirmed by observation of the TEM photograph that silica having an average particle diameter of about 10 nm was obtained.
(配合ラテックスの調製、凝固、複合体の調製)
表1に示すような配合量で、微粒子シリカ分散液(1)〜(3)に、ケン化天然ゴムラテックス又は天然ゴムラテックスを混合して、配合ラテックスを調製した。配合ラテックスが均一になるまで十分に攪拌した後、配合ラテックスを硫酸によりpH7に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し純水で洗浄して乾燥し、複合体(A)〜(G)を得た。
(Preparation of compounded latex, coagulation, preparation of composite)
Saponified natural rubber latex or natural rubber latex was mixed with the fine particle silica dispersions (1) to (3) in a blending amount as shown in Table 1 to prepare a blended latex. After sufficiently stirring until the blended latex became uniform, the blended latex was adjusted to pH 7 with sulfuric acid and coagulated. The obtained solid was filtered to recover the rubber, washed with pure water and dried to obtain composites (A) to (G).
複合体(A)〜(D)に含まれる改質天然ゴム、複合体(E)〜(G)に含まれる天然ゴム、ケン化天然ゴム(固形ゴム)、及びTSRについて、以下に示す方法により、窒素含有量、リン含有量、ゲル含有率を測定した。
結果を表2に示す。
The modified natural rubber contained in the composites (A) to (D), the natural rubber contained in the composites (E) to (G), the saponified natural rubber (solid rubber), and the TSR are as follows. , Nitrogen content, phosphorus content, gel content were measured.
The results are shown in Table 2.
(窒素含有量の測定)
窒素含有量は、CHN CORDER MT−5(ヤナコ分析工業社製)を用いて測定した。測定には、まずアンチピリンを標準物質として、窒素含有量を求めるための検量線を作製した。次いで、各複合体、ケン化天然ゴム又はTSRのサンプル約10mgを秤量し、3回の測定結果から平均値を求めて、試料の窒素含有量とした。
(Measurement of nitrogen content)
The nitrogen content was measured using CHN CORDER MT-5 (manufactured by Yanaco Analytical Industries). For the measurement, first, a calibration curve for determining the nitrogen content was prepared using antipyrine as a standard substance. Next, about 10 mg of each composite, saponified natural rubber or TSR sample was weighed, and an average value was obtained from the measurement results of three times to obtain the nitrogen content of the sample.
(リン含有量の測定)
ICP発光分析装置(ICPS−8100、島津製作所(株)製)を使用してリン含有量を求めた。
(Measurement of phosphorus content)
The phosphorus content was determined using an ICP emission spectrometer (ICPS-8100, manufactured by Shimadzu Corporation).
(ゲル含有率の測定)
1mm×1mmに切断した生ゴムのサンプル70.00mgを計り取り、これに35mLのトルエンを加え1週間冷暗所に静置した。次いで、遠心分離に付してトルエンに不溶のゲル分を沈殿させ上澄みの可溶分を除去し、ゲル分のみをメタノールで固めた後、乾燥し質量を測定した。次の式によりゲル含有率(%)を求めた。
ゲル含有率(質量%)=[乾燥後の質量mg/最初のサンプル質量mg]×100
(Measurement of gel content)
A raw rubber sample 70.00 mg cut to 1 mm × 1 mm was weighed, 35 mL of toluene was added thereto, and the mixture was allowed to stand in a cool dark place for 1 week. Subsequently, centrifugation was performed to precipitate a gel component insoluble in toluene, the soluble component of the supernatant was removed, and only the gel component was solidified with methanol, and then dried and the mass was measured. The gel content (%) was determined by the following formula.
Gel content (mass%) = [mass mg after drying / mg of initial sample] × 100
表2に示すように、複合体(A)〜(D)を形成するHPNRでは、複合体(E)〜(G)、ケン化天然ゴム、TSRに比べて、リン含有量、窒素含有量、ゲル含有率が低減していた。 As shown in Table 2, in the HPNR forming the composites (A) to (D), compared to the composites (E) to (G), saponified natural rubber, TSR, phosphorus content, nitrogen content, The gel content was reduced.
(ゴム試験片の作製)
表3〜4に示す配合に従って、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練りした。次に、ロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を150℃で30分間プレス加硫して加硫物を得た。
なお、TSRを使用した比較例4、5、8では、TSRのゴム成分100質量部に対して素練促進剤を0.4質量部添加して、1.7Lバンバリーミキサーを用いて予め素練りを行った。一方、実施例1〜3、比較例1〜3、6、7、9では、天然ゴムの素練りを行わなかった。
得られた各未加硫ゴム組成物及び加硫物を下記により評価し、結果を表3〜4に示した。
(Production of rubber test piece)
According to the formulation shown in Tables 3 to 4, chemicals other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded using a 1.7 L Banbury mixer. Next, using a roll, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product and kneaded to obtain an unvulcanized rubber composition.
The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a vulcanized product.
In Comparative Examples 4, 5, and 8 using TSR, 0.4 part by mass of a peptizer was added to 100 parts by mass of the rubber component of TSR, and kneaded in advance using a 1.7 L Banbury mixer. Went. On the other hand, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, 6, 7, and 9, natural rubber was not masticated.
Each obtained unvulcanized rubber composition and vulcanizate were evaluated as follows, and the results are shown in Tables 3-4.
(ムーニー粘度の測定)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。比較例4又は8のムーニー粘度(ML1+4)を100とし、下記計算式により指数表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
(ムーニー粘度指数)=(比較例4のML1+4)/(実施例1〜3及び比較例1〜7のML1+4)×100
(ムーニー粘度指数)=(比較例8のML1+4)/(実施例4及び比較例8〜9のML1+4)×100
(Measurement of Mooney viscosity)
About the obtained unvulcanized rubber composition, it measured at 130 degreeC according to the measuring method of the Mooney viscosity based on JISK6300. The Mooney viscosity (ML 1 + 4 ) of Comparative Example 4 or 8 was set to 100, and the index was expressed by the following formula (Mooney viscosity index). The larger the index, the lower the Mooney viscosity and the better the processability.
(ML 1 + 4 of Comparative Example 4) (Mooney viscosity index) = / (ML 1 + 4 of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7) × 100
/ (ML 1 + 4 of Example 4 and Comparative Example 8 to 9) (ML 1 + 4 of Comparative Example 8) (Mooney viscosity index) = × 100
(転がり抵抗)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で各配合(加硫物)の損失正接(tanδ)を測定し、比較例4又は8の損失係数tanδを100として、下記計算式により指数表示した(転がり抵抗指数)。指数が大きいほど転がり抵抗特性(低燃費性)が優れる。
(転がり抵抗指数)=(比較例4のtanδ)/(実施例1〜3及び比較例1〜7のtanδ)×100
(転がり抵抗指数)=(比較例8のtanδ)/(実施例4及び比較例8〜9のtanδ)×100
(Rolling resistance)
Loss tangent (tan δ) of each compound (vulcanized product) using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) under the conditions of a temperature of 50 ° C., an initial strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a frequency of 10 Hz. Was measured, and the loss coefficient tan δ of Comparative Example 4 or 8 was taken as 100, and an index was expressed by the following formula (rolling resistance index). The larger the index, the better the rolling resistance characteristics (low fuel consumption).
(Rolling resistance index) = (tan δ of Comparative Example 4) / (tan δ of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7) × 100
(Rolling resistance index) = (tan δ of Comparative Example 8) / (tan δ of Example 4 and Comparative Examples 8 to 9) × 100
(摩耗試験)
ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ率20%及び試験時間2分間の条件下でランボーン摩耗量を測定した。更に、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、比較例4又は8のランボーン摩耗指数を100とし、下記計算式により、各配合(加硫物)の容積損失量を指数表示した。なお、ランボーン摩耗指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(ランボーン摩耗指数)=(比較例4の容積損失量)/(実施例1〜3及び比較例1〜7の容積損失量)×100
(ランボーン摩耗指数)=(比較例8の容積損失量)/(実施例4及び比較例8〜9の容積損失量)×100
(Abrasion test)
Using a Lambourn abrasion tester, the Lambourn abrasion amount was measured under the conditions of a temperature of 20 ° C., a slip ratio of 20% and a test time of 2 minutes. Further, the volume loss amount was calculated from the measured lamborn wear amount, the lamborn wear index of Comparative Example 4 or 8 was set to 100, and the volume loss amount of each compound (vulcanized product) was displayed as an index according to the following calculation formula. In addition, it shows that it is excellent in abrasion resistance, so that a Lambourn abrasion index is large.
(Lambourn wear index) = (volume loss amount of comparative example 4) / (volume loss amount of examples 1 to 3 and comparative examples 1 to 7) × 100
(Lambourn wear index) = (volume loss amount of comparative example 8) / (volume loss amount of example 4 and comparative examples 8 to 9) × 100
(ゴム強度)
加硫物を用いて、3号ダンベル型ゴム試験片を作製し、JIS K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張試験を行い、破断強度(TB)及び破断時伸び(EB)を測定し、その積(TB×EB)を算出した。下記計算式により、各配合(加硫物)のゴム強度(TB×EB)を指数表示した。なお、ゴム強度指数が大きいほど、破壊性能に優れることを示す。
(ゴム強度指数)=(実施例1〜3及び比較例1〜7のTB×EB)/(比較例4のTB×EB)×100
(ゴム強度指数)=(実施例4及び比較例8〜9のTB×EB)/(比較例8のTB×EB)×100
(Rubber strength)
A vulcanized product was used to prepare a No. 3 dumbbell-shaped rubber test piece, which was subjected to a tensile test according to JIS K6251 “Vulcanized rubber and thermoplastic rubber-Determination of tensile properties”. The time elongation (EB) was measured, and the product (TB × EB) was calculated. The rubber strength (TB × EB) of each compound (vulcanized product) was indicated by an index according to the following formula. In addition, it shows that it is excellent in fracture performance, so that a rubber | gum strength index is large.
(Rubber strength index) = (TB × EB of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7) / (TB × EB of Comparative Example 4) × 100
(Rubber strength index) = (TB × EB of Example 4 and Comparative Examples 8 to 9) / (TB × EB of Comparative Example 8) × 100
表3の結果から、実施例1〜3のリン含有量が少ない改質天然ゴムと水ガラスから製造される微粒子シリカを含む複合体を用いたゴム組成物は、TSRをしゃっ解したゴムとシリカを用いて通常の混練工程で作成された比較例4や5のゴム組成物に比べて、しゃっ解していないにもかかわらず、加工性が優れ、また低燃費性も優れていた。 From the results of Table 3, a rubber composition using a composite containing fine modified silica produced from water glass with a modified natural rubber having a low phosphorus content in Examples 1 to 3 is a rubber having a TSR crushed. Compared to the rubber compositions of Comparative Examples 4 and 5 prepared by a normal kneading process using silica, the processability was excellent and the fuel efficiency was excellent even though it was not broken.
更に、実施例では、上記の製法により複合体を製造しているため、シリカの分散性が大幅に向上し、耐摩耗性能と破壊性能が顕著に改善された。また、ケン化天然ゴムとシリカを用いて通常の混練工程で作製された比較例6や7のゴム組成物に比べても耐摩耗性能と破壊性能が大幅に向上していた。更に、通常の天然ゴムラテックスと水ガラスから製造される微粒子シリカ分散液とを混合した配合ラテックスから得られる複合体を用いた比較例1〜3のゴム組成物と比較しても、すべての性能が優れていた。
また、表4の結果から、シリカ量が75質量部でも同様の傾向が得られた。
Further, in the examples, since the composite was produced by the above-described production method, the dispersibility of silica was greatly improved, and the wear resistance performance and the fracture performance were remarkably improved. In addition, the wear resistance and fracture performance were greatly improved as compared with the rubber compositions of Comparative Examples 6 and 7 prepared by a normal kneading process using saponified natural rubber and silica. Furthermore, all the performances were compared with the rubber compositions of Comparative Examples 1 to 3 using a composite obtained from a compounded latex obtained by mixing a normal natural rubber latex and a fine particle silica dispersion produced from water glass. Was excellent.
Further, from the results of Table 4, the same tendency was obtained even when the amount of silica was 75 parts by mass.
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