JP5878037B2 - Method for producing rubber compounding agent and rubber composition - Google Patents

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本発明は、ゴム組成物に配合して用いられるゴム用配合剤を製造する方法、及び該ゴム用配合剤を配合してなるゴム組成物に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a rubber compounding agent used by blending with a rubber composition, and a rubber composition obtained by compounding the rubber compounding agent.

従来、ゴム組成物の高弾性化のために、硫黄量や補強性充填剤としてのフィラー量を増量させたり、樹脂を配合したりする手法がある。しかしながら、これらの手法では、低発熱性や耐摩耗性などを満足させることは難しい。低発熱性は、ヒステリシスロスが小さいという特性であり、特にタイヤ用ゴム組成物においては、タイヤの転がり抵抗を低減させて低燃費性を向上する上で重要な特性であるが、上記のように高弾性化とはトレードオフの関係にあるため、両者のバランスを向上することが求められる。   Conventionally, in order to increase the elasticity of a rubber composition, there is a method of increasing the amount of sulfur or filler as a reinforcing filler or blending a resin. However, with these methods, it is difficult to satisfy low heat buildup and wear resistance. Low heat generation is a characteristic that hysteresis loss is small, and particularly in a rubber composition for a tire, it is an important characteristic for improving the fuel efficiency by reducing the rolling resistance of the tire. Since high elasticity is in a trade-off relationship, it is required to improve the balance between the two.

下記特許文献1,2には、フィラーの一部を、架橋されたジエン系ゴム粒子からなるゴムゲルで置換する手法が開示されているが、高弾性化という点で不十分である。   The following Patent Documents 1 and 2 disclose a method in which a part of the filler is replaced with a rubber gel composed of crosslinked diene rubber particles, but this is insufficient in terms of achieving high elasticity.

また、下記特許文献3には、ゴム組成物にヒドロキシル基を有するゴムゲルとイソシアネートシランカップリング剤を配合する手法が開示されており、更にカーボンブラックやシリカ等のフィラーを配合してもよいことが記載されている。しかしながら、これらのフィラーを実際に配合した例は開示されておらず、フィラーを配合した場合の効果については開示されていない。また、この文献では、ゴムゲルとイソシアネートシランカップリング剤は、マトリックスゴム成分に対して別々に添加混合されており、そのため、仮にシリカを配合したとしても、イソシアネートシランカップリング剤を介してゴムゲルとシリカを強固に結合させることは難しく、十分な高弾性化を図ることはできない。   Patent Document 3 below discloses a method of blending a rubber gel having a hydroxyl group and an isocyanate silane coupling agent into a rubber composition, and may further blend a filler such as carbon black or silica. Have been described. However, an example in which these fillers are actually blended is not disclosed, and the effect when blending fillers is not disclosed. In this document, the rubber gel and the isocyanate silane coupling agent are separately added to and mixed with the matrix rubber component. Therefore, even if silica is blended, the rubber gel and the silica are passed through the isocyanate silane coupling agent. It is difficult to bond the two firmly, and sufficient elasticity cannot be achieved.

特許第3299343号公報Japanese Patent No. 3299343 特開平10−204217号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-204217 特表2004−506058号公報JP-T-2004-506058

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、高弾性化と低発熱性のバランスを向上することができるゴム用配合剤の製造方法、及び、該ゴム用配合剤を含有するゴム組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a method for producing a rubber compounding agent capable of improving the balance between high elasticity and low heat build-up, and a rubber containing the rubber compounding agent An object is to provide a composition.

本発明に係るゴム用配合剤の製造方法は、架橋されたジエン系ゴム粒子からなりかつヒドロキシル基を有するゴムゲルと、該ゴムゲル100質量部に対して30〜60質量部のシリカと、該ゴムゲルのヒドロキシル基に対するイソシアネート基のモル比で25〜100モル%に相当する量のイソシアネートシランカップリング剤とを混合することにより、ゴムゲル−シリカ複合体からなるゴム用配合剤を得るものである。   The method for producing a rubber compounding agent according to the present invention comprises a rubber gel comprising crosslinked diene rubber particles and having a hydroxyl group, 30 to 60 parts by mass of silica with respect to 100 parts by mass of the rubber gel, A rubber compounding agent comprising a rubber gel-silica composite is obtained by mixing an isocyanate silane coupling agent in an amount corresponding to 25 to 100 mol% in terms of the molar ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups.

本発明に係るゴム組成物の製造方法は、このようにして得られたゴム用配合剤を、マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴム100質量部に対して、10〜50質量部混合するものである。
また、本発明に係るゴム組成物は、架橋されたジエン系ゴム粒子からなりかつヒドロキシル基を有するゴムゲルと、該ゴムゲル100質量部に対して30〜60質量部のシリカとが、前記ゴムゲルのヒドロキシル基に対するイソシアネート基のモル比で25〜100モル%に相当する量のイソシアネートシランカップリング剤を介して結合したゴムゲル−シリカ複合体からなるゴム用配合剤を、マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴム100質量部に対して、10〜50質量部配合してなるものである。
In the method for producing a rubber composition according to the present invention, 10 to 50 parts by mass of the rubber compounding agent thus obtained is mixed with 100 parts by mass of a diene rubber as a matrix rubber component. .
The rubber composition according to the present invention comprises a rubber gel comprising crosslinked diene rubber particles and having a hydroxyl group, and 30 to 60 parts by mass of silica based on 100 parts by mass of the rubber gel. A diene rubber 100 as a matrix rubber component containing a rubber compounding agent composed of a rubber gel-silica composite bonded via an isocyanate silane coupling agent in an amount corresponding to 25 to 100 mol% in terms of the molar ratio of isocyanate groups to groups. 10-50 mass parts is mix | blended with respect to a mass part.

本発明によれば、ヒドロキシル基を有するゴムゲルとシリカとイソシアネートシランカップリング剤を予め所定の比率で混合することにより、イソシアネートシランカップリング剤を介してゴムゲルとシリカを結合させて、両者が複合一体化したゴムゲル−シリカ複合体が得られる。このようにゴムゲルとシリカが強固に結合されており、また、もともとゴムゲルはマトリックスゴムとの共架橋が可能であるため、かかるゴムゲル−シリカ複合体をゴム組成物に配合することにより、効果的に補強性が向上すると考えられる。そのため、本発明によれば、高弾性化と低発熱性のバランスを向上することができる。   According to the present invention, a rubber gel having a hydroxyl group, silica, and an isocyanate silane coupling agent are mixed in advance at a predetermined ratio, so that the rubber gel and the silica are bonded via the isocyanate silane coupling agent, and the two are combined together. A rubber gel-silica composite is obtained. In this way, the rubber gel and the silica are firmly bonded, and since the rubber gel is originally capable of co-crosslinking with the matrix rubber, the rubber gel-silica composite can be effectively added to the rubber composition. It is considered that the reinforcing property is improved. Therefore, according to the present invention, the balance between high elasticity and low heat build-up can be improved.

実施形態に係るゴムゲル−シリカ複合体のゴム組成物中での状態を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the state in the rubber composition of the rubber gel-silica composite_body | complex which concerns on embodiment. 通常のシリカ配合におけるゴムゲルとシリカのゴム組成物中での状態を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the state in the rubber composition of the rubber gel and silica in normal silica mixing | blending.

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。   Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.

実施形態に係るゴム用配合剤(マスターバッチ)としてのゴムゲル−シリカ複合体は、架橋されたジエン系ゴム粒子からなるゴムゲルと、シリカと、イソシアネートシランカップリング剤とを混合することにより得られる。   The rubber gel-silica composite as a rubber compounding agent (masterbatch) according to the embodiment is obtained by mixing a rubber gel composed of crosslinked diene rubber particles, silica, and an isocyanate silane coupling agent.

上記ゴムゲルは、ジエン系ゴム構造を有する架橋体からなる微粒子状ゴムであり、ゴム分散液を架橋することにより製造することができる。ゴム分散液としては、懸濁重合により製造されるゴムラテックス、溶液重合されたゴムを水中に乳化させて得られるゴム分散液などが挙げられ、また、架橋剤としては、有機ペルオキシド、硫黄系架橋剤など挙げられる。また、ゴム粒子の架橋は、ゴムの乳化重合中に、架橋作用を持つ多官能化合物との共重合によっても行うことができる。具体的には、例えば、特開平6−57038号公報、特開平10−204225号公報、特表2004−504465号公報、特表2004−506058号公報、特表2004−530760号公報などに開示の方法を用いることができる。   The rubber gel is a particulate rubber composed of a crosslinked body having a diene rubber structure, and can be produced by crosslinking a rubber dispersion. Examples of the rubber dispersion include rubber latex produced by suspension polymerization, rubber dispersion obtained by emulsifying solution-polymerized rubber in water, and examples of the crosslinking agent include organic peroxides and sulfur-based crosslinking. Agents and the like. The rubber particles can also be crosslinked by copolymerization with a polyfunctional compound having a crosslinking action during the emulsion polymerization of the rubber. Specifically, for example, disclosed in JP-A-6-57038, JP-A-10-204225, JP-T 2004-504465, JP-T 2004-506058, JP-T 2004-530760, and the like. The method can be used.

ゴムゲルを構成するジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、ニトリルゴムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても2種以上併用してもよい。好ましくは、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムを主成分とするものである。   Examples of the diene rubber constituting the rubber gel include natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, polybutadiene rubber, styrene-isoprene rubber, butadiene-isoprene rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, and nitrile rubber. These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, polybutadiene rubber or styrene butadiene rubber is the main component.

ゴムゲルのガラス転移温度(Tg)は−100〜−10℃であることが好ましい。このようなガラス転移温度の低いゴムゲルを用いることでヒステリシスロスを低くして低発熱化を図ることができる。ガラス転移温度は、より好ましくは、−100〜−50℃である。ゴムゲルのガラス転移温度は、ベースとなるジエン系ゴムの種類と、その架橋度により調整することができる。ガラス転移温度は、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定される値(昇温速度20℃/分)である。   The glass transition temperature (Tg) of the rubber gel is preferably -100 to -10 ° C. By using such a rubber gel having a low glass transition temperature, it is possible to reduce the hysteresis loss and reduce the heat generation. The glass transition temperature is more preferably −100 to −50 ° C. The glass transition temperature of the rubber gel can be adjusted by the type of diene rubber used as a base and the degree of crosslinking thereof. The glass transition temperature is a value (temperature increase rate 20 ° C./min) measured using differential scanning calorimetry (DSC) in accordance with JIS K7121.

ゴムゲルの粒径は、マトリックスゴム成分に対する分散性や低発熱性、補強性等の観点から、平均粒子径(DIN 53 206によるDVN値(d50))が5〜2000nmであることが好ましく、より好ましくは10〜500nmであり、更に好ましくは20〜200nmである。 The particle size of the rubber gel is preferably an average particle size (DVN value (d 50 ) according to DIN 53 206) of 5 to 2000 nm from the viewpoints of dispersibility, low heat build-up, reinforcement, etc. with respect to the matrix rubber component. Preferably it is 10-500 nm, More preferably, it is 20-200 nm.

本実施形態では、上記ゴムゲルとして、ヒドロキシル基を有する変性ジエン系ゴム粒子が用いられる。かかるヒドロキシル基を有するゴムゲルは、ジエン系ゴムの重合時にヒドロキシル基が導入されたモノマーを用いて合成してもよく、また重合後の活性末端にヒドロキシル基を導入してなる末端変性ゴムを用いることもできる。また、重合時の開始剤にヒドロキシラジカルを発生させるものを用いることで、ポリマー末端にヒドロキシル基を導入してもよい。また、上記架橋によりジエン系ゴム粒子を作製した後に、その粒子表面のC=C二重結合に対してヒドロキシル基を有する化合物を反応させることにより、粒子表面にヒドロキシル基を組み込むこともできる。   In the present embodiment, modified diene rubber particles having a hydroxyl group are used as the rubber gel. Such a rubber gel having a hydroxyl group may be synthesized using a monomer having a hydroxyl group introduced during polymerization of a diene rubber, or a terminal-modified rubber having a hydroxyl group introduced into the active terminal after polymerization. You can also. Moreover, you may introduce | transduce a hydroxyl group into a polymer terminal by using what generates a hydroxy radical for the initiator at the time of superposition | polymerization. Moreover, after producing diene rubber particles by the above-mentioned crosslinking, a hydroxyl group can be incorporated into the particle surface by reacting a compound having a hydroxyl group with a C═C double bond on the particle surface.

上記シリカとしては、特に限定されないが、含水珪酸を主成分とする湿式シリカを用いることが好ましい。シリカのBET比表面積は、特に限定されないが50〜250m/gであることが好ましく、より好ましくは130〜220m/gである。BET比表面積は、BET法による窒素吸着比表面積であり、ISO 5794に記載のBET法に準拠し測定される。シリカは、ゴムゲルと複合一体化することにより補強効果を高めることができるとともに、ゴムゲルとの混合時にシリカの剪断によってゴムゲルの凝集を解き、そのためゴムゲルの凝集物の発生を抑制することができる。 Although it does not specifically limit as said silica, It is preferable to use the wet silica which has a hydrous silicic acid as a main component. BET specific surface area of silica is preferably, more preferably 130~220m 2 / g is particularly but not limited to 50 to 250 m 2 / g. The BET specific surface area is a nitrogen adsorption specific surface area according to the BET method, and is measured according to the BET method described in ISO 5794. Silica can enhance the reinforcing effect by being integrated with the rubber gel, and can also agglomerate the rubber gel by shearing the silica when mixed with the rubber gel, thereby suppressing the generation of the rubber gel aggregate.

上記イソシアネートシランカップリング剤は、珪素原子に結合した加水分解性基としてのアルコキシル基と、イソシアネート基(NCO)とを有する有機ケイ素化合物であり、各種のイソシアネートアルコキシシランを用いることができる。好ましい例としては、3−イソシアネートプロピルトリアルコキシシランであり、特に好ましくは、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランである。イソシアネートシランカップリング剤は、アルコキシル基がシリカの粒子表面のシラノール基に対して反応性を有するとともに、イソシアネート基がゴムゲルのヒドロキシル基に対して反応性を有する。そのため、ゴムゲルとシリカは、イソシアネートシランカップリング剤を介して強固に結合される。   The isocyanate silane coupling agent is an organosilicon compound having an alkoxyl group as a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and an isocyanate group (NCO), and various isocyanate alkoxysilanes can be used. Preferable examples include 3-isocyanatopropyltrialkoxysilane, and particularly preferable are 3-isocyanatepropyltriethoxysilane and 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane. In the isocyanate silane coupling agent, the alkoxyl group has reactivity with the silanol group on the surface of the silica particles, and the isocyanate group has reactivity with the hydroxyl group of the rubber gel. Therefore, the rubber gel and silica are firmly bonded via the isocyanate silane coupling agent.

以上のゴムゲルとシリカとイソシアネートシランカップリング剤を混合してゴムゲル−シリカ複合体を製造するに際し、シリカの量は、ゴムゲル100質量部に対して30〜60質量部とすることができる。シリカの量が30質量部未満であると、ゴムゲルとの混合時にゴムゲルが十分に微細化されず、高弾性化の効果が得られない。また、低発熱性も損なわれる。逆に、シリカの量が60質量部を超えると、ゴムゲル−シリカ複合体が大きくなって低発熱性が損なわれる。シリカの量は、より好ましくは、ゴムゲル100質量部に対して30〜50質量部であり、更に好ましくは40〜50質量部である。   When the rubber gel, silica, and isocyanate silane coupling agent are mixed to produce a rubber gel-silica composite, the amount of silica can be 30 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber gel. When the amount of silica is less than 30 parts by mass, the rubber gel is not sufficiently refined when mixed with the rubber gel, and the effect of increasing elasticity cannot be obtained. In addition, low heat build-up is impaired. On the other hand, when the amount of silica exceeds 60 parts by mass, the rubber gel-silica composite becomes large and the low heat build-up is impaired. The amount of silica is more preferably 30 to 50 parts by mass, and still more preferably 40 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber gel.

一方、イソシアネートシランカップリング剤の量は、ゴムゲルのヒドロキシル基に対するイソシアネート基のモル比で25〜100モル%に相当する量であることが好ましい。イソシアネートシランカップリング剤の量が少なすぎると、ゴムゲルとシリカを結合させる効果が十分に得られず、逆に、多すぎると、破断伸びが低下してしまう。イソシアネートシランカップリング剤の量は、より好ましくは上記モル比で30〜80モル%に相当する量である。ここで、ゴムゲルのヒドロキシル基に対するイソシアネートシランカップリング剤のイソシアネート基のモル比は、該ヒドロキシル基のモル数を100としたときのイソシアネート基のモル数の割合である。ゴムゲル中のヒドロキシル基の量は、13C−NMRにて測定することができる。例えば、後記実施例で合成したゴムゲルAの場合、測定によりヒドロキシル基が約2.2モル%であり、ゴムゲル100g(ゴムゲルの主成分がブタジエンであるため、モノマー単位をブタジエンモノマー(MW54)とすると、ゴムゲル100g中に1.85molのブタジエンモノマーが存在する。)のときに0.041モルのヒドロキシル基がある。そのヒドロキシル基とイソシアネート基が等モル量のときに100モル%となる。 On the other hand, the amount of the isocyanate silane coupling agent is preferably an amount corresponding to 25 to 100 mol% in terms of the molar ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups of the rubber gel. If the amount of the isocyanate silane coupling agent is too small, the effect of bonding the rubber gel and silica cannot be obtained sufficiently. Conversely, if the amount is too large, the elongation at break is lowered. The amount of the isocyanate silane coupling agent is more preferably an amount corresponding to 30 to 80 mol% in the above molar ratio. Here, the molar ratio of the isocyanate group of the isocyanate silane coupling agent to the hydroxyl group of the rubber gel is the ratio of the number of moles of isocyanate group when the number of moles of the hydroxyl group is 100. The amount of hydroxyl groups in the rubber gel can be measured by 13 C-NMR. For example, in the case of rubber gel A synthesized in the examples described later, the hydroxyl group is about 2.2 mol% by measurement, and 100 g of rubber gel (since the main component of the rubber gel is butadiene, the monomer unit is butadiene monomer (MW54)). , There are 1.85 mol of butadiene monomer in 100 g of rubber gel). When the hydroxyl group and the isocyanate group are equimolar amounts, it becomes 100 mol%.

上記の混合方法は、特に限定されず、例えば、上記の3成分をバンバリーミキサーや単軸混練機、二軸混練機等の混合機により機械的剪断力を加えて混合することが挙げられる。これにより、イソシアネートシランカップリング剤は、アルコキシル基がシリカの粒子表面のシラノール基に結合し、イソシアネート基がゴムゲルのヒドロキシル基に反応するので、イソシアネートシランカップリング剤を介してゴムゲルとシリカが強固に結合したゴムゲル−シリカ複合体が得られる。また、混合に際し、シリカの剪断によってゴムゲルの凝集を解くことができるので、ゴムゲル凝集物の発生を抑えて、マトリックスゴム成分に対する分散性の良好なゴム用配合剤が得られる。   The mixing method is not particularly limited, and for example, the above three components may be mixed by applying mechanical shearing force with a mixer such as a Banbury mixer, a single-screw kneader, or a twin-screw kneader. As a result, in the isocyanate silane coupling agent, the alkoxyl group is bonded to the silanol group on the surface of the silica particles, and the isocyanate group reacts with the hydroxyl group of the rubber gel, so that the rubber gel and silica are firmly bonded via the isocyanate silane coupling agent. A bonded rubber gel-silica composite is obtained. In addition, since the rubber gel can be agglomerated by shearing the silica during mixing, the rubber compounding agent having good dispersibility with respect to the matrix rubber component can be obtained by suppressing the generation of the rubber gel agglomerate.

実施形態に係るゴム組成物は、上記ゴムゲル−シリカ複合体をゴム用配合剤として、ジエン系ゴムに混合してなるものであり、ジエン系ゴムを連続相、即ちマトリックスゴム成分として、これに分散相としてのゴムゲル−シリカ複合体が分散したものである。詳細には、実施形態のゴム組成物では、図1に示すように、ゴムゲルとシリカが強固に結合しており、また、ゴムゲルとマトリックスゴムは硫黄架橋により結合していると考えられる。このようにマトリックスゴムよりもヒステリシスロスの小さいゴムゲルをシリカと選択的に結合させることができるので、ヒステリシスロスの悪化を抑えることができ、しかも、ゴムゲルと結合したシリカによる補強作用により高弾性化を図ることができると考えられる。これに対し、従来の如くゴムゲルとシリカをドライ混合した場合、図2に示すように、マトリックスゴムとシリカとの物理的な結合が多く存在すると考えられ、そのため、マトリックスゴムとシリカとの摩擦等によりヒステリシスロスが大きくなってしまい、また、ゴムゲルとシリカとの複合一体化による高弾性化効果も得られない。そのため、本実施形態によれば、予め複合体を作製しない場合に比べて、ヒステリシスロスの低減による低発熱性と、高弾性化に有利な方向となり、よって、高弾性化と低発熱性のバランスを従来よりも向上することができる。   The rubber composition according to the embodiment is obtained by mixing the rubber gel-silica composite with a diene rubber as a rubber compounding agent and dispersing the diene rubber as a continuous phase, that is, a matrix rubber component. A rubber gel-silica composite as a phase is dispersed. Specifically, in the rubber composition of the embodiment, as shown in FIG. 1, it is considered that the rubber gel and the silica are firmly bonded, and the rubber gel and the matrix rubber are bonded by sulfur crosslinking. As described above, since the rubber gel having a smaller hysteresis loss than the matrix rubber can be selectively bonded to the silica, it is possible to suppress the deterioration of the hysteresis loss and to increase the elasticity by the reinforcing action of the silica bonded to the rubber gel. It is thought that it can plan. On the other hand, when rubber gel and silica are dry mixed as in the prior art, it is considered that there are many physical bonds between the matrix rubber and silica, as shown in FIG. As a result, the hysteresis loss becomes large, and the effect of increasing elasticity due to the composite integration of rubber gel and silica cannot be obtained. Therefore, according to the present embodiment, compared with the case where the composite is not prepared in advance, the heat generation is reduced by the hysteresis loss and the direction is advantageous for higher elasticity. Therefore, the balance between higher elasticity and lower heat generation is achieved. Can be improved as compared with the prior art.

上記マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴムとしては、架橋されていない原料ゴムが用いられ、当然のことながら架橋されたジエン系ゴム粒子であるゴムゲルは、該マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴムには含まれない。該ジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても2種以上併用してもよい。上記の中でも、タイヤ用に用いる場合、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴムのいずれか1種又は2種以上のブレンドが好ましい。   As the diene rubber as the matrix rubber component, a raw rubber that has not been crosslinked is used. Naturally, the rubber gel that is a crosslinked diene rubber particle is included in the diene rubber as the matrix rubber component. I can't. Examples of the diene rubber include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), styrene-isoprene rubber, butadiene-isoprene rubber, styrene-isoprene- Examples thereof include butadiene copolymer rubber, nitrile rubber (NBR), and butyl rubber (IIR). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, when used for tires, a blend of one or more of natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, and polybutadiene rubber is preferable.

上記ゴムゲル−シリカ複合体のゴム組成物中での配合量は、マトリックスゴム成分としての上記ジエン系ゴム100質量部に対して、10〜50質量部であることが好ましい。ゴムゲル−シリカ複合体の配合量が少なすぎると、弾性率を向上させる効果が不十分となり、逆に、配合量が多すぎると、破断伸びが低下してしまう。   The blending amount of the rubber gel-silica composite in the rubber composition is preferably 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber as the matrix rubber component. When the blending amount of the rubber gel-silica composite is too small, the effect of improving the elastic modulus becomes insufficient. Conversely, when the blending amount is too large, the elongation at break is lowered.

本実施形態に係るゴム組成物には、シリカやカーボンブラック等の補強性充填剤(無機充填剤)を配合することが好ましい。これらの補強性充填剤は、マトリックスゴム成分との混練時に上記ゴムゲル−シリカ複合体を剪断によって分散させる効果を発揮すると考えられる。そのため、補強性充填剤を配合することにより、ゴムゲル−シリカ複合体による弾性率の向上効果を発揮させやすくすることができ、また、破断伸びの低下を抑えることができる。補強性充填剤の配合量は、マトリックスゴム成分としての上記ジエン系ゴム100質量部に対して30〜150質量部であることが好ましく、より好ましくは30〜100質量部であり、更に好ましくは40〜70質量部である。なお、ここでいう補強性充填剤の配合量には、上記ゴムゲル−シリカ複合体中に含まれるシリカの量は含まれない。   The rubber composition according to this embodiment preferably contains a reinforcing filler (inorganic filler) such as silica or carbon black. These reinforcing fillers are considered to exhibit an effect of dispersing the rubber gel-silica composite by shearing when kneaded with the matrix rubber component. Therefore, by blending the reinforcing filler, it is possible to easily exhibit the effect of improving the elastic modulus by the rubber gel-silica composite, and it is possible to suppress the decrease in elongation at break. The compounding amount of the reinforcing filler is preferably 30 to 150 parts by mass, more preferably 30 to 100 parts by mass, and still more preferably 40 with respect to 100 parts by mass of the diene rubber as the matrix rubber component. -70 mass parts. The amount of the reinforcing filler mentioned here does not include the amount of silica contained in the rubber gel-silica composite.

該補強性充填剤としてのシリカとしては、上記ゴムゲル−シリカ複合体で用いたシリカと同様に、含水珪酸を主成分とする湿式シリカを用いることが好ましく、また、シリカのBET比表面積は、特に限定されないが50〜250m/gであることが好ましく、より好ましくは130〜220m/gである。なお、補強性充填剤としてシリカを配合する場合、スルフィドシランやメルカプトシランなどの硫黄含有シランカップリング剤を併用することが好ましく、硫黄含有シランカップリング剤は、通常、該補強性充填剤としてのシリカ100質量部に対して2〜25質量部にて用いることができる。 As the silica as the reinforcing filler, it is preferable to use wet silica containing hydrous silicic acid as a main component, similarly to the silica used in the rubber gel-silica composite, and the BET specific surface area of silica is particularly preferably but not limited to a 50 to 250 m 2 / g, more preferably 130~220m 2 / g. In addition, when compounding silica as a reinforcing filler, it is preferable to use a sulfur-containing silane coupling agent such as sulfide silane or mercaptosilane in combination, and the sulfur-containing silane coupling agent is usually used as the reinforcing filler. It can be used at 2 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.

また、該補強性充填剤としてのカーボンブラックとしては、特に限定されず、例えば、SAFクラス(N100番台)、ISAFクラス(N200番台)、HAFクラス(N300番台)、FEF(N500番台)、GPF(N600番台)(ともにASTMグレード)のものなどが挙げられる。なお、これらのカーボンブラックやシリカ等の補強性充填剤は、いずれか一種を単独で用いてもよく、あるいはまた複数種を組み合わせて用いてもよい。   Further, the carbon black as the reinforcing filler is not particularly limited. For example, SAF class (N100 series), ISAF class (N200 series), HAF class (N300 series), FEF (N500 series), GPF ( N600 series) (both ASTM grade). These reinforcing fillers such as carbon black and silica may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態に係るゴム組成物には、上記の成分の他に、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される種々の添加剤を任意に配合することができる。ゴム組成物を製造するに際しては、マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴムに、ゴムゲル−シリカ複合体、補強性充填剤、及びこれらの添加剤を添加し、混合(混練)すればよい。通常は、第1混合段階で、加硫剤や加硫促進剤などの加硫系添加剤を除く薬品を、ゴムゲル−シリカ複合体及び補強性充填剤とともに、マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴムに添加し混練しておいて、その後の第2混合段階で、第1混合段階で得られた混練物に加硫系添加剤を添加し混合することによりゴム組成物を製造することができる。混合には、ゴム組成物の調製において一般に用いられるバンバリーミキサーやオープンロール、単軸混練機、二軸混練機等の混合機を用いることができる。   In addition to the above components, the rubber composition according to this embodiment is generally used in rubber compositions such as softeners, plasticizers, anti-aging agents, zinc white, stearic acid, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators. Various additives to be added can be arbitrarily blended. In producing the rubber composition, the rubber gel-silica composite, the reinforcing filler, and these additives may be added to the diene rubber as the matrix rubber component and mixed (kneaded). Usually, in the first mixing stage, chemicals excluding vulcanizing additives such as vulcanizing agents and vulcanization accelerators are added to diene rubber as a matrix rubber component together with rubber gel-silica composite and reinforcing filler. By adding and kneading, a rubber composition can be produced by adding and mixing the vulcanizing additive to the kneaded product obtained in the first mixing stage in the subsequent second mixing stage. For mixing, a Banbury mixer, an open roll, a single-screw kneader, a twin-screw kneader or the like generally used in the preparation of the rubber composition can be used.

上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量は、マトリックスゴムとしてのジエン系ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、該ジエン系ゴム100質量部に対して0.1〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。   Examples of the vulcanizing agent include sulfur and sulfur-containing compounds, and are not particularly limited. However, the blending amount is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber as the matrix rubber. It is preferable that it is 0.5-5 mass parts. Moreover, as a compounding quantity of a vulcanization accelerator, it is preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of this diene rubber, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.

このようにして得られるゴム組成物は、常法に従い加硫成形することにより、例えば、トレッドやサイドウォール、ベルトやプライのトッピングゴム、ビードフィラー、リムストリップ等のタイヤ、コンベアベルト、防振ゴムなどの各種用途に用いることができる。好ましくは、該ゴム組成物は、低発熱性の悪化を抑えながら、高弾性化を図ることができるので、空気入りタイヤのゴム部材として用いることであり、タイヤに要求される補強性と低燃費性のバランスを向上することができる。   The rubber composition thus obtained is vulcanized and molded according to a conventional method, for example, tires such as treads and sidewalls, belts and ply topping rubbers, bead fillers, rim strips, conveyor belts, and vibration-proof rubbers. It can be used for various applications such as. Preferably, since the rubber composition can achieve high elasticity while suppressing deterioration of low heat build-up, it is used as a rubber member for a pneumatic tire. The balance of sex can be improved.

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

[ゴムゲルAの合成]
ゴムゲルの合成はブタジエンラテックスを合成した後に有機過酸化物を添加し橋架けを行うことにより行った。詳細には、反応容器に、蒸留水252gと、ロジン酸カリウム(荒川化学工業株式会社製「ロンジスK25」)6.6gと、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(花王株式会社製「デモールN」)0.14gと、塩化カリウム0.70gと、テトラエチレンペンタミン0.14gと、ドデカンチオール0.34gを入れ、窒素バブリングした後、反応容器を0℃に保ち、液化ブタジエン100.8gを気化法にて反応容器へ移送、乳化させた。その後、クメンヒドロキシペルオキシド0.28gおよび30質量%過酸化水素水0.41gを添加して重合を開始し、24時間反応を行うことで、ブタジエンラテックスを得た。
[Synthesis of rubber gel A]
The rubber gel was synthesized by synthesizing a butadiene latex and then adding an organic peroxide for crosslinking. Specifically, in a reaction vessel, 252 g of distilled water, 6.6 g of potassium rosinate (“Longis K25” manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.), and Naphthalenesulfonic acid formalin condensate Na salt (“Demol N” manufactured by Kao Corporation) ) 0.14 g, 0.70 g of potassium chloride, 0.14 g of tetraethylenepentamine and 0.34 g of dodecanethiol were added, and after bubbling with nitrogen, the reaction vessel was kept at 0 ° C. to vaporize 100.8 g of liquefied butadiene. The mixture was transferred to a reaction vessel by the method and emulsified. Thereafter, 0.28 g of cumene hydroxyperoxide and 0.41 g of 30% by mass hydrogen peroxide were added to initiate polymerization, and the reaction was carried out for 24 hours to obtain a butadiene latex.

合成したブタジエンラテックスのゴムゲル濃度が20質量%になるように蒸留水を加えた後、ブタジエンラテックス(20質量%)200gに、t−ブチルパーオキシラウレート(日本油脂株式会社製「パーブチルL」)3.6gを添加し、反応容器の温度を40℃にし、30rpmで撹拌、緩やかに窒素バブリングを行った。2時間後、設定温度を緩やかに上昇させて、1時間ほどかけて90℃にした。ゲル化反応中は撹拌速度を5rpmにし、窒素バブリングは止めた。4時間反応後、室温に戻しエタノールを注ぐことで試料(ゴムゲル)を析出させた。その後、試料を洗浄し、真空乾燥することにより、Tg=−80℃、平均粒子径=130nmであるヒドロキシ変性されたゴムゲルA(ポリブタジエンゲル)を得た。得られたゴムゲルAは、ヒドロキシル基を2.2モル%有するものであった。ヒドロキシル基の導入量の確認は、ゴムゲルを13C−NMR測定(固体NMR)し、60ppm付近のピークを130ppm付近のピークと比較することで行った。 After adding distilled water so that the rubber gel concentration of the synthesized butadiene latex is 20% by mass, 200 g of butadiene latex (20% by mass) is added to t-butyl peroxylaurate (“Perbutyl L” manufactured by NOF Corporation). 3.6 g was added, the temperature of the reaction vessel was 40 ° C., stirring was performed at 30 rpm, and nitrogen bubbling was gently performed. After 2 hours, the set temperature was gradually increased to 90 ° C. over about 1 hour. During the gelation reaction, the stirring speed was 5 rpm and nitrogen bubbling was stopped. After the reaction for 4 hours, the sample was returned to room temperature and ethanol was poured to precipitate a sample (rubber gel). Thereafter, the sample was washed and vacuum-dried to obtain a hydroxy-modified rubber gel A (polybutadiene gel) having Tg = −80 ° C. and an average particle size = 130 nm. The obtained rubber gel A had 2.2 mol% of hydroxyl groups. The amount of hydroxyl group introduced was confirmed by 13 C-NMR measurement (solid NMR) of the rubber gel and comparing the peak around 60 ppm with the peak around 130 ppm.

[ゴムゲルBの合成]
ゴムゲルAと同様に、ラテックスの過酸化物架橋によりゴムゲルBを合成した。詳細には、反応容器に、蒸留水315gと、ロジン酸カリウム(荒川化学工業株式会社製「ロンジスK25」)8.3gと、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(花王株式会社製「デモールN」)0.18gと、塩化カリウム0.88gと、テトラエチレンペンタミン0.18gと、ドデカンチオール0.43gを入れ、窒素バブリングした後、反応容器を0℃に保ち、まずスチレン50.3gを移送しスチレンの乳化液を得た。その後、液化ブタジエン100.8gを気化法にて反応容器へ移送、乳化させた。その後、クメンヒドロキシペルオキシド0.35gおよび30質量%過酸化水素水0.51gを添加して重合を開始し、24時間反応を行うことで、スチレンブタジエンラテックスを得た。
[Synthesis of rubber gel B]
Similar to rubber gel A, rubber gel B was synthesized by peroxide crosslinking of latex. Specifically, in a reaction vessel, 315 g of distilled water, 8.3 g of potassium rosinate (“Longis K25” manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.), Na-naphthalenesulfonic acid formalin condensate Na salt (“Demol N” manufactured by Kao Corporation) ) Add 0.18g, 0.88g of potassium chloride, 0.18g of tetraethylenepentamine and 0.43g of dodecanethiol, and after bubbling with nitrogen, keep the reaction vessel at 0 ° C and transfer 50.3g of styrene first. A styrene emulsion was obtained. Thereafter, 100.8 g of liquefied butadiene was transferred to the reaction vessel by a vaporization method and emulsified. Thereafter, 0.35 g of cumene hydroxyperoxide and 0.51 g of 30% by mass hydrogen peroxide were added to initiate polymerization, and the reaction was carried out for 24 hours to obtain a styrene butadiene latex.

合成したスチレンブタジエンラテックスのゴムゲル濃度が20質量%になるように蒸留水を加えた後、スチレンブタジエンラテックス(20質量%)200gに、t−ブチルパーオキシラウレート(日本油脂株式会社製「パーブチルL」)3.6gを添加し、反応容器の温度を40℃にし、30rpmで撹拌、緩やかに窒素バブリングを行った。2時間後、設定温度を緩やかに上昇させて、1時間ほどかけて90℃にした。ゲル化反応中は撹拌速度を5rpmにし、窒素バブリングは止めた。4時間反応後、室温に戻しエタノールを注ぐことで試料(ゴムゲル)を析出させた。その後、試料を洗浄し、真空乾燥することにより、Tg=−15℃、平均粒子径=60nmであるヒドロキシ変性されたゴムゲルB(スチレンポリブタジエンゲル)を得た。得られたゴムゲルBは、ヒドロキシル基を3.0モル%有するものであった。ヒドロキシル基の導入量の決定は、ゴムゲルを13C−NMR測定(固体NMR)し、60ppm付近のピークを130ppm及び140ppmのピークと比較することで行った。 After adding distilled water so that the rubber gel concentration of the synthesized styrene butadiene latex is 20% by mass, 200 g of styrene butadiene latex (20% by mass) is added to t-butyl peroxylaurate (“Perbutyl L” manufactured by NOF Corporation). )) 3.6 g was added, the temperature of the reaction vessel was brought to 40 ° C., stirring at 30 rpm, and gentle bubbling of nitrogen was performed. After 2 hours, the set temperature was gradually increased to 90 ° C. over about 1 hour. During the gelation reaction, the stirring speed was 5 rpm and nitrogen bubbling was stopped. After the reaction for 4 hours, the sample was returned to room temperature and ethanol was poured to precipitate a sample (rubber gel). Thereafter, the sample was washed and vacuum-dried to obtain a hydroxy-modified rubber gel B (styrene polybutadiene gel) having Tg = −15 ° C. and an average particle size = 60 nm. The obtained rubber gel B had 3.0 mol% of hydroxyl groups. The amount of hydroxyl group introduced was determined by 13 C-NMR measurement (solid NMR) of the rubber gel and comparing peaks near 60 ppm with peaks at 130 ppm and 140 ppm.

[ゴムゲル−シリカ複合体の作製]
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従って、上記で得られたゴムゲルA,Bと、シリカとイソシアネートシランカップリング剤を混合して、実施例に係るゴムゲル−シリカ複合体2,3,7,8,10と、比較例に係るゴムゲル−シリカ複合体1,4,5,6,9を調製した。詳細には、上記混合は、初期温度100℃でゴムゲルの素練り10秒間、シリカ投入20秒間、イソシアネートシランカップリング剤投入90秒間にて行った。得られた各複合体1〜10についてイソシアネートシランカップリング剤の反応率をNMRにより確認したところ、いずれの複合体も、イソシアネート基は100%反応していた。なお、反応率は、13C−NMRにてイソシアネートシランカップリング剤のイソシアネート基のC(−NCO)が反応することによりウレタン結合のC(−NHCO−)に変化するそのシグナルの積分比により算出した。
[Production of rubber gel-silica composite]
Using a Banbury mixer, the rubber gels A and B obtained above were mixed with silica and an isocyanate silane coupling agent according to the composition (parts by mass) shown in Table 1 below, and the rubber gel-silica composite according to the example was mixed. 2, 3, 7, 8, 10 and rubber gel-silica composites 1, 4, 5, 6, 9 according to comparative examples were prepared. Specifically, the mixing was performed at an initial temperature of 100 ° C. for 10 seconds with rubber gel mastication, 20 seconds with silica, and 90 seconds with isocyanate silane coupling agent. When the reaction rate of the isocyanate silane coupling agent was confirmed by NMR for each of the obtained composites 1 to 10, the isocyanate groups reacted 100% in any composite. The reaction rate is calculated by the integration ratio of the signal that changes to C (—NHCO—) of the urethane bond by the reaction of C (—NCO) of the isocyanate group of the isocyanate silane coupling agent in 13 C-NMR. did.

表1中の各成分の詳細については以下の通りである。   Details of each component in Table 1 are as follows.

・シリカ:デグサ社製「Ultrasil VN3」、BET比表面積=168m/g
・イソシアネートシランカップリング剤:3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業製「KBE−9007」
Silica: “Ultrasil VN3” manufactured by Degussa, BET specific surface area = 168 m 2 / g
・ Isocyanate silane coupling agent: 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, “KBE-9007” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

[第1実施例]
バンバリーミキサーを使用し、下記表2に示す配合(質量部)に従って、ゴム組成物を調製した。詳細には、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合して、ゴム組成物を調製した。表中の各成分については以下の通りである。なお、表中の複合体1〜10は、上記で得られた各ゴムゲル−シリカ複合体であり、また、表中のゴムゲルA、シリカ、イソシアネートシランカップリング剤は、これら複合体の合成に使用した各原料と同じものである。
[First embodiment]
Using a Banbury mixer, a rubber composition was prepared according to the formulation (parts by mass) shown in Table 2 below. Specifically, in the first mixing stage, components other than sulfur and vulcanization accelerator are added and mixed, and then the resulting mixture is added and mixed with sulfur and vulcanization accelerator in the final mixing stage to obtain a rubber composition. A product was prepared. Each component in the table is as follows. The composites 1 to 10 in the table are the rubber gel-silica composites obtained above, and the rubber gel A, silica, and isocyanate silane coupling agent in the table are used for the synthesis of these composites. It is the same as each raw material.

・IR:ポリイソプレンゴム、JSR株式会社製「IR2200」
・カーボンブラック:東海カーボン株式会社製「シースト3」、HAF
・スルフィドシランカップリング剤:デグサ社製「Si75」
・ステアリン酸:花王株式会社製「ルナックS−20」
・亜鉛華:三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華3号」
・硫黄:鶴見化学工業株式会社製「粉末硫黄」
・加硫促進剤CZ:住友化学株式会社製「ソクシノールCZ」
・加硫促進剤D:大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーD」
IR: Polyisoprene rubber, “IR2200” manufactured by JSR Corporation
Carbon black: “Seast 3” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., HAF
・ Sulphide silane coupling agent: “Si75” manufactured by Degussa
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Zinc flower: “Zinc flower 3” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
・ Sulfur: “Sulfur Powder” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator CZ: “Soxinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator D: “Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

得られた各ゴム組成物について、160℃×20分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、複素弾性率Eと、損失係数tanδと、破断時伸びEBと、を測定した。測定方法は以下の通りである。 Each rubber composition obtained was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes to prepare a test piece having a predetermined shape. Using the obtained test piece, the complex elastic modulus E * , the loss coefficient tan δ, and the fracture The time elongation EB was measured. The measuring method is as follows.

・E:JIS K6394に準じて、温度25℃、周波数10Hz、動歪み5%、静歪み10%の条件で、複素弾性率Eを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど複素弾性率が高く、高弾性化効果に優れることを示す。 E * : An index based on JIS K6394, in which the complex elastic modulus E * is measured under the conditions of a temperature of 25 ° C., a frequency of 10 Hz, a dynamic strain of 5%, and a static strain of 10%. displayed. The larger the index is, the higher the complex elastic modulus is, and the higher the elasticity is.

・tanδ:JIS K6394に準じて、温度25℃、周波数10Hz、動歪み5%、静歪み 10%の条件で、損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほどtanδが小さく、従って、ヒステリシスロスが小さく、低発熱性(低燃費性)に優れることを示す。 Tan δ: According to JIS K6394, the loss factor tan δ was measured under the conditions of a temperature of 25 ° C., a frequency of 10 Hz, a dynamic strain of 5%, and a static strain of 10%, and displayed as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The smaller the index, the smaller the tan δ, and hence the smaller the hysteresis loss and the better the low heat buildup (low fuel consumption).

・EB:JIS K6251に準じた引張り試験(ダンベル状3号形)により、破断時の伸びを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、破断時の伸びが大きく、好ましい。 -EB: The elongation at break was measured by a tensile test according to JIS K6251 (dumbbell shape No. 3), and displayed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the greater the elongation at break, which is preferable.

結果は表2に示す通りであり、実施例に係るゴムゲル−シリカ複合体を配合した実施例1〜4及び8であると、基準配合である比較例1に対して、低発熱性を維持ないし改善しながら、高弾性が図られており、低発熱性と高弾性化のバランスが向上していた。これに対し、ゴムゲルとイソシアネートシランカップリング剤を複合体化することなく別添加した比較例2では、低発熱性と高弾性化のバランスは向上するものの同配合でマスターバッチを作成した実施例1には及ばない。   The results are as shown in Table 2, and in Examples 1 to 4 and 8 in which the rubber gel-silica composites according to the examples were blended, low exothermicity was maintained as compared with Comparative Example 1 which was the standard blend. While improving, high elasticity was achieved, and the balance between low heat generation and high elasticity was improved. On the other hand, in Comparative Example 2 in which the rubber gel and the isocyanate silane coupling agent were separately added without complexing, the balance between low exothermic property and high elasticity was improved, but the master batch was prepared with the same composition as Example 1 Is not enough.

比較例3では、ゴムゲルとイソシアネートシランカップリング剤とでマスターバッチ化し、シリカを複合化させていなかったため、ゴムゲルが凝集して低発熱性が損なわれた。比較例4では、複合体中に占めるシリカ量が少ないため、高弾性化の効果は得られなかった。比較例5では、逆に複合体中に占めるシリカ量が多すぎたため、低発熱性が損なわれていた。   In Comparative Example 3, the rubber gel and the isocyanate silane coupling agent were used as a master batch, and silica was not combined, so the rubber gel aggregated and the low heat build-up was impaired. In Comparative Example 4, since the amount of silica in the composite was small, the effect of increasing elasticity could not be obtained. In Comparative Example 5, on the contrary, the amount of silica in the composite was too large, and thus the low heat build-up was impaired.

比較例6では、複合体中に添加したイソシアネートシランカップリング剤が少なすぎて、低発熱性と高弾性化のバランス向上効果が得られなかった。比較例7では、逆にイソシアネートシランカップリング剤が多すぎて、破断伸びが大幅に低下していた。   In Comparative Example 6, the isocyanate silane coupling agent added to the composite was too small, and the effect of improving the balance between low heat buildup and high elasticity could not be obtained. In Comparative Example 7, on the contrary, there was too much isocyanate silane coupling agent, and the elongation at break was greatly reduced.

実施例1,5及び比較例8,9の結果から明らかなように、複合体の配合量が少ないと十分な高弾性化効果が得られず、逆に多すぎると、破断伸びが低下してしまう。   As is clear from the results of Examples 1 and 5 and Comparative Examples 8 and 9, if the amount of the composite is small, a sufficient elasticity increase effect cannot be obtained, and conversely if too large, the elongation at break decreases. End up.

実施例6,7は、補強性充填剤の配合量が比較例1に対して少ないため、弾性率については同等ないしやや劣るものであったが、低発熱性が顕著に改善されており、そのため、両性能のバランスという点では改善されていた。また、実施例6,7の結果より、補強性充填剤の配合量が少ないと、弾性率の向上効果が小さい。なお、これらの実施例6,7は、補強性充填剤の配合量が同程度の比較例10に対しては、顕著な高弾性化の効果が認められた。   In Examples 6 and 7, since the blending amount of the reinforcing filler was smaller than that of Comparative Example 1, the elastic modulus was the same or slightly inferior, but the low heat build-up was remarkably improved. It was improved in terms of the balance between the two performances. From the results of Examples 6 and 7, when the compounding amount of the reinforcing filler is small, the effect of improving the elastic modulus is small. In Examples 6 and 7, a remarkable effect of increasing elasticity was recognized with respect to Comparative Example 10 in which the compounding amount of the reinforcing filler was the same.

実施例8の結果から明らかなように、複合体を構成するゴムゲルの種類を代えても、低発熱性と高弾性化のバランスが向上していた。なお、実施例8は、実施例1に対して、ベースとなるゴムゲルのガラス転移温度が高かったため、発熱性の改善効果は低下していたが、高弾性化の向上効果はより高いものであった。   As is clear from the results of Example 8, the balance between low heat build-up and high elasticity was improved even if the type of rubber gel constituting the composite was changed. In Example 8, the glass transition temperature of the base rubber gel was higher than that in Example 1, and thus the effect of improving the heat generation was reduced, but the effect of increasing the elasticity was higher. It was.

[第2実施例]
バンバリーミキサーを使用し、下記表3に示す配合(質量部)に従って、第1実施例と同様にしてゴム組成物を調製した。表中の各成分については以下の通りであり、その他は第1実施例と同じである。
[Second Embodiment]
Using a Banbury mixer, a rubber composition was prepared in the same manner as in the first example according to the formulation (parts by mass) shown in Table 3 below. About each component in a table | surface, it is as follows and others are the same as 1st Example.

・SBR:スチレンブタジエンゴム、JSR株式会社製「SBR1502」
・BR:ポリブタジエンゴム、JSR株式会社製「BR01」
SBR: Styrene butadiene rubber, “SBR1502” manufactured by JSR Corporation
・ BR: Polybutadiene rubber, “BR01” manufactured by JSR Corporation

得られた各ゴム組成物について、第1実施例と同様に、試験片を作製した上で複素弾性率Eと損失係数tanδと破断時伸びEBを測定した。測定方法は上記の通りであるが、ここでは比較例11の値を100とした指数で表示した。 About each obtained rubber composition, after producing a test piece similarly to 1st Example, complex elastic modulus E * , loss coefficient tan-delta, and elongation at break EB were measured. The measuring method is as described above, but here, it is expressed as an index with the value of Comparative Example 11 being 100.

結果は表3に示す通りであり、第1実施例と同様、マトリックスゴム成分となるジエン系ゴムの種類を変更しても、ゴムゲル−シリカ複合体を配合することで、破断伸びを大幅に悪化させることなく、高弾性化しかつ低発熱性も改善されるという優れた効果が得られた。   The results are as shown in Table 3. Like the first example, even when the type of diene rubber used as the matrix rubber component is changed, the elongation at break is greatly deteriorated by blending the rubber gel-silica composite. Thus, an excellent effect was obtained in that the elasticity was increased and the low heat generation was improved.

本発明に係るゴム組成物は、タイヤ、防振ゴム、ベルトなどの各種ゴム製品に用いることができ、好ましくは、空気入りタイヤを構成するゴム部材に用いることができる。   The rubber composition according to the present invention can be used for various rubber products such as tires, anti-vibration rubbers, and belts, and can be preferably used for rubber members that constitute pneumatic tires.

Claims (6)

架橋されたジエン系ゴム粒子からなりかつヒドロキシル基を有するゴムゲルと、該ゴムゲル100質量部に対して30〜60質量部のシリカと、該ゴムゲルのヒドロキシル基に対するイソシアネート基のモル比で25〜100モル%に相当する量のイソシアネートシランカップリング剤とを混合することにより、ゴムゲル−シリカ複合体からなるゴム用配合剤を得ることを特徴とするゴム用配合剤の製造方法。   A rubber gel composed of crosslinked diene rubber particles and having hydroxyl groups, 30 to 60 parts by weight of silica with respect to 100 parts by weight of the rubber gel, and 25 to 100 moles in terms of a molar ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups of the rubber gel %, A rubber compounding agent comprising a rubber gel-silica composite is obtained by mixing an amount of an isocyanate silane coupling agent corresponding to%. 前記ゴムゲルは、平均粒子径が5〜2000nmであり、かつガラス転移温度が−100〜−10℃であることを特徴とする請求項1記載のゴム用配合剤の製造方法。   The rubber rubber compounding method according to claim 1, wherein the rubber gel has an average particle size of 5 to 2000 nm and a glass transition temperature of -100 to -10 ° C. 請求項1又は2記載の方法により得られたゴム用配合剤を、マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴム100質量部に対して、10〜50質量部混合する、ゴム組成物の製造方法A method for producing a rubber composition , comprising mixing 10 to 50 parts by mass of the rubber compounding agent obtained by the method according to claim 1 or 2 with respect to 100 parts by mass of a diene rubber as a matrix rubber component. 更に補強性充填剤を前記ジエン系ゴム100質量部に対して30〜150質量部混合する、請求項3記載のゴム組成物の製造方法Furthermore, the manufacturing method of the rubber composition of Claim 3 which mixes 30-150 mass parts of reinforcing fillers with respect to 100 mass parts of said diene rubbers. 架橋されたジエン系ゴム粒子からなりかつヒドロキシル基を有するゴムゲルと、該ゴムゲル100質量部に対して30〜60質量部のシリカとが、前記ゴムゲルのヒドロキシル基に対するイソシアネート基のモル比で25〜100モル%に相当する量のイソシアネートシランカップリング剤を介して結合したゴムゲル−シリカ複合体からなるゴム用配合剤を、マトリックスゴム成分としてのジエン系ゴム100質量部に対して、10〜50質量部配合してなる、ゴム組成物。A rubber gel composed of crosslinked diene rubber particles and having a hydroxyl group, and 30 to 60 parts by mass of silica with respect to 100 parts by mass of the rubber gel is 25 to 100 in terms of a molar ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups of the rubber gel. 10 to 50 parts by mass of a rubber compounding agent comprising a rubber gel-silica composite bonded through an isocyanate silane coupling agent in an amount corresponding to mol% with respect to 100 parts by mass of a diene rubber as a matrix rubber component. A rubber composition obtained by blending. 更に補強性充填剤を前記ジエン系ゴム100質量部に対して30〜150質量部含有する、請求項5記載のゴム組成物。The rubber composition according to claim 5, further comprising a reinforcing filler in an amount of 30 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
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