JP6340164B2 - Method for producing rubber composition - Google Patents
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Description
本発明は、低発熱性を向上する、無機充填材を含むゴム組成物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a rubber composition containing an inorganic filler that improves low heat buildup.
低転がり抵抗と湿潤路面で高制動性を両立する技術として、充填剤にシリカを用いることが有効である。ここでは、シランカップリング剤をシリカと併用することが、更なる低ロス化や耐摩耗性を確保するためには必須である。また、シランカップリング剤は、シリカ表面と相互作用することにより加硫促進剤のシリカ表面への吸着を防ぐ役割もある。
しかし、シランカップリング剤を用いた場合にはゴム中に未反応成分が残ってしまい、混練り中にゴムやけを起こすことがある。そのため、非イオン性の界面活性剤と組み合わせて、少量のシランカップリング剤を使用することにより、ゴムやけを起こすことなく、低ロス性、ウェット性、耐摩耗性、加工性などに優れたゴム組成物を得ることができることが知られている(特許文献1参照)。
しかし、この場合、非イオン性界面活性剤のシリカ表面への吸着が早いため、シランカップリング剤とシリカの反応が阻害されてしまう。結果として、シリカとゴム成分の補強性が低下し、ゴム組成物としての耐摩耗性が悪化する。
It is effective to use silica as a filler as a technique that achieves both low rolling resistance and high braking performance on wet road surfaces. Here, it is essential to use a silane coupling agent in combination with silica in order to further reduce loss and wear resistance. The silane coupling agent also has a role of preventing adsorption of the vulcanization accelerator to the silica surface by interacting with the silica surface.
However, when a silane coupling agent is used, unreacted components remain in the rubber, which may cause rubber burns during kneading. Therefore, by using a small amount of a silane coupling agent in combination with a nonionic surfactant, rubber with excellent low loss, wettability, wear resistance, processability, etc. without causing rubber burns It is known that a composition can be obtained (see Patent Document 1).
However, in this case, since the nonionic surfactant is rapidly adsorbed on the silica surface, the reaction between the silane coupling agent and silica is hindered. As a result, the reinforcing properties of the silica and the rubber component are lowered, and the wear resistance as the rubber composition is deteriorated.
また、特許文献2では、基本成分として、少なくとも(i)1種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)エナミン及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が提案されている。
また、特許文献3では、基本成分として、少なくとも(i)1種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)ジチオリン酸亜鉛及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が開示されている。
特許文献4では、少なくとも、(i) ジエンエラストマー、(ii) 強化充填剤としての無機充填剤、(iii)(無機充填剤/ジエンエラストマー)カップリング剤としての多硫化アルコキシシラン(PSAS)をベースとし、(iv) アルジミン(R−CH=N−R)及び(v) グアニジン誘導体とが併用されているゴム組成物が記載されている。
さらに、特許文献5では、少なくとも:(i)ジエンエラストマー、(ii)補強フィラーとしての無機フィラー、(iii)カップリング剤としての多硫化アルコキシシランに基づき、(iv)1,2-ジヒドロピリジン及び(v)グアニジン誘導体を伴うゴム組成物が提案されている。
また、混練条件を考慮して、シランカップリング剤のカップリング機能の活性を高める例としては、特許文献6が挙げられる。
しかしながら、これらの発明は、シランカップリング剤とゴム成分の反応が十分ではなく、低発熱性を向上させる観点より改良する余地があった。
In Patent Document 2, as a basic component, at least (i) one diene elastomer, (ii) a white filler as a reinforcing filler, and (iii) a polysulfide as a coupling agent (white filler / diene elastomer). Rubber compositions containing alkoxysilanes together with (iv) enamines and (v) guanidine derivatives have been proposed.
In Patent Document 3, as a basic component, at least (i) one diene elastomer, (ii) a white filler as a reinforcing filler, and (iii) a polysulfide as a coupling agent (white filler / diene elastomer). A rubber composition comprising an alkoxysilane together with (iv) zinc dithiophosphate and (v) a guanidine derivative is disclosed.
Patent Document 4 is based on at least (i) a diene elastomer, (ii) an inorganic filler as a reinforcing filler, and (iii) a polysulfated alkoxysilane (PSAS) as a (inorganic filler / diene elastomer) coupling agent. And (iv) a rubber composition in which aldimine (R—CH═N—R) and (v) a guanidine derivative are used in combination.
Further, in Patent Document 5, based on at least: (i) a diene elastomer, (ii) an inorganic filler as a reinforcing filler, (iii) a polysulfated alkoxysilane as a coupling agent, (iv) 1,2-dihydropyridine and ( v) Rubber compositions with guanidine derivatives have been proposed.
Patent Document 6 is an example of enhancing the activity of the coupling function of the silane coupling agent in consideration of the kneading conditions.
However, in these inventions, the reaction between the silane coupling agent and the rubber component is not sufficient, and there is room for improvement from the viewpoint of improving low heat build-up.
本発明は、このような状況下で、カップリング剤とゴム成分の反応性を向上させ、低発熱性に優れたゴム組成物の製造方法を提供することを課題とするものである。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing a rubber composition that improves the reactivity between a coupling agent and a rubber component and is excellent in low heat build-up.
本発明者らは、上記課題を解決するために、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分(A)、及び無機充填材を含む充填材を配合してなるゴム組成物において、無機充填材を表面処理する共に、チオウレア類を配合することにより、カップリング機能の活性をさらに高める得ることを見出して、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、
[1] 天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分(A)、硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)を含む充填材、並びにチオウレア及び炭素数1〜6のアルキル基又は芳香族炭化水素基を有するN−置換チオウレアから選ばれる少なくとも1種のチオウレア類を配合してなるゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物をマスターバッチ練り段階を含む複数段階で混練し、混練のマスターバッチ練り段階で該ゴム成分(A)、該無機充填材(B)の全部又は一部、及び該チオウレア類を混練することを特徴とするゴム組成物の製造方法である。
In order to solve the above problems, the present inventors have formulated a rubber composition comprising a rubber component (A) composed of at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber, and a filler containing an inorganic filler. As a result, it was found that the activity of the coupling function can be further improved by surface-treating the inorganic filler and blending thioureas, thereby completing the present invention.
That is, the present invention
[1] At least one rubber component (A) selected from natural rubber and synthetic diene rubber, a filler containing an inorganic filler (B) surface-treated with a sulfur-containing silane coupling agent, and thiourea and carbon A method for producing a rubber composition comprising at least one thiourea compound selected from N-substituted thiourea having an alkyl group of 1 to 6 or an aromatic hydrocarbon group, wherein the rubber composition is a master batch. A rubber characterized by kneading in a plurality of stages including a kneading stage, and kneading the rubber component (A), all or part of the inorganic filler (B), and the thiourea in a kneading masterbatch kneading stage. It is a manufacturing method of a composition.
本発明によれば、混練のマスターバッチ練り段階で、硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)とチオウレア類を添加することにより、硫黄含有シランカップリング剤が最初からシリカ等の無機充填材の表面に存在するので、チオウレア類が無機充填材近くで硫黄含有シランカップリング剤を活性化させることができ、硫黄含有シランカップリング剤のポリマーとの反応効率を向上させることができる。これにより、以下の効果を奏する。
(1)シリカ等の無機充填材とゴム成分の補強性がさらに向上する。
(2)予め表面処理するので、未反応硫黄含有シランカップリング剤が非常に減少し、ゴム焦けを効果的に防止できる。
(3)表面処理により、シリカ等の無機充填材の分散が効率的に改良されるので、チオウレア類が硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)表面でのゴム成分との効率が向上して、ゴム組成物の低発熱性が好適に向上する。
(4)さらに、チオウレア類は直接ゴム成分と反応することもできるため、練り中に変性ゴムを生成し、充填材の分散を改良することにより、更なる低発熱化が達成できる。
(5)ゴム成分と反応したチオウレア類は、シリカ、カーボンブラックと相互作用できるため、シリカ等の無機充填材だけではなく、カーボンブラックの分散改良効果もある。
以上の通り、本発明のゴム組成物の製造方法により、低発熱性に優れたゴム組成物を提供することができる。
According to the present invention, by adding the inorganic filler (B) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent and the thiourea at the kneading masterbatch kneading stage, the sulfur-containing silane coupling agent is silica from the beginning. Thioureas can activate the sulfur-containing silane coupling agent near the inorganic filler and improve the reaction efficiency of the sulfur-containing silane coupling agent with the polymer. Can do. Thereby, the following effects are produced.
(1) The reinforcing property of the inorganic filler such as silica and the rubber component is further improved.
(2) Since the surface treatment is performed in advance, the amount of unreacted sulfur-containing silane coupling agent is greatly reduced, and rubber scoring can be effectively prevented.
(3) Since the dispersion of the inorganic filler such as silica is efficiently improved by the surface treatment, the rubber component on the surface of the inorganic filler (B) in which the thioureas are surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent and Thus, the low exothermic property of the rubber composition is preferably improved.
(4) Furthermore, since thioureas can directly react with the rubber component, a further reduction in heat generation can be achieved by generating a modified rubber during kneading and improving the dispersion of the filler.
(5) Since the thiourea reacted with the rubber component can interact with silica and carbon black, it has an effect of improving dispersion of carbon black as well as inorganic fillers such as silica.
As described above, a rubber composition excellent in low heat buildup can be provided by the method for producing a rubber composition of the present invention.
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のゴム組成物の製造方法は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分(A)、硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)を含む充填材、並びにチオウレア及び炭素数1〜6のアルキル基又は芳香族炭化水素基を有するN−置換チオウレアから選ばれる少なくとも1種のチオウレア類を配合してなるゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物をマスターバッチ練り段階を含む複数段階で混練し、混練のマスターバッチ練り段階で該ゴム成分(A)、該無機充填材(B)の全部又は一部、及び該チオウレア類を混練することを特徴とする。
本発明に使用されるチオウレア類としては、チオウレア、又は炭素数1〜6のアルキル基または芳香族炭化水素基を有するN−置換チオウレアが挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基を有するN−置換チオウレア、すなわち炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルチオウレアとしては、メチルチオウレア、N,N’−ジメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチルチオウレア、N,N’−ジエチルチオウレア、プロピルチオウレア、N,N’−ジプロピルチオウレア、ブチルチオウレア、N,N’−ジブチルチオウレア、ペンチルチオウレア、N,N’−ジペンチルチオウレア、ヘキシルチオウレア及びジヘキシルチオウレアから選ばれる少なくとも1種が好適に挙げられ、芳香族炭化水素基を有するN−置換チオウレアとしては、N−フェニルチオウレア及びN,N’−ジフェニルチオウレアから選ばれる少なくとも1種が好適に挙げられる。チオウレアが低発熱性及び耐摩耗性を向上させるので好ましい。本発明に係るチオウレアは、チオ尿素とも称され、分子式CH4N2S、分子量76.1の白色固体であり、堺化学工業(株)、三井化学ファイン(株)、日本化学工業(株)などにより工業的に生産されている。
N,N’−ジエチルチオウレア、N,N’−ジブチルチオウレア、トリメチルチオウレア、N,N’−ジフェニルチオウレア等は、大内新興化学工業(株)、三新化学工業(株)などにより工業的に生産されている。
The present invention is described in detail below.
The rubber composition production method of the present invention comprises a rubber component (A) comprising at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber, and an inorganic filler (B) surface-treated with a sulfur-containing silane coupling agent. A method for producing a rubber composition comprising a filler, and at least one thiourea selected from thiourea and N-substituted thiourea having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group. The rubber composition is kneaded in a plurality of stages including a masterbatch kneading stage, and the rubber component (A), all or part of the inorganic filler (B), and the thioureas are kneaded in a masterbatch kneading stage. It is characterized by kneading.
Examples of the thioureas used in the present invention include thiourea, and N-substituted thiourea having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group. Examples of the N-substituted thiourea having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, that is, the alkylthiourea having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methylthiourea, N, N′-dimethylthiourea, trimethylthiourea, ethylthiourea, N, At least one selected from N′-diethylthiourea, propylthiourea, N, N′-dipropylthiourea, butylthiourea, N, N′-dibutylthiourea, pentylthiourea, N, N′-dipentylthiourea, hexylthiourea and dihexylthiourea Preferred examples include N-substituted thiourea having an aromatic hydrocarbon group, and preferably at least one selected from N-phenylthiourea and N, N′-diphenylthiourea. Thiourea is preferred because it improves low heat build-up and wear resistance. The thiourea according to the present invention is also called thiourea, and is a white solid having a molecular formula of CH 4 N 2 S and a molecular weight of 76.1. Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd., Nippon Chemical Industry Co., Ltd. It is produced industrially.
N, N′-diethylthiourea, N, N′-dibutylthiourea, trimethylthiourea, N, N′-diphenylthiourea, etc. are industrially produced by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. Has been produced.
本発明のゴム組成物の製造方法において、混練のマスターバッチ練り段階におけるチオウレア類の配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.05〜10質量部であることが好ましく、0.05〜5質量部であることがより好ましく、0.1〜5質量部であることがさらに好ましくい。
また、硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)中に存在する硫黄含有シランカップリング剤量に対するチオウレア類量の質量比{チオウレア類量/硫黄含有シランカップリング剤量}が、(2/100)〜(100/100)であることが好ましく、(4/100)〜(100/100)であることがより好ましく、(4/100)〜(80/100)であることがさらに好ましく、(4/100)〜(50/100)であることが特に好ましい。(2/100)以上であれば、硫黄含有シランカップリング剤の活性化が十分に起こり、(100/100)以下であれば、加硫速度に大きな影響は与えないからである。
In the method for producing a rubber composition of the present invention, the blending amount of thioureas in the kneading masterbatch kneading stage is preferably 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). It is more preferable that it is 0.05-5 mass parts, and it is still more preferable that it is 0.1-5 mass parts.
Further, the mass ratio of the amount of thiourea to the amount of sulfur-containing silane coupling agent present in the inorganic filler (B) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent {thiourea amount / sulfur-containing silane coupling agent amount} Is preferably (2/100) to (100/100), more preferably (4/100) to (100/100), and (4/100) to (80/100). Is more preferable, and (4/100) to (50/100) is particularly preferable. If it is (2/100) or more, the sulfur-containing silane coupling agent is sufficiently activated, and if it is (100/100) or less, the vulcanization rate is not greatly affected.
シリカ等の無機充填材のゴム組成物中での分散をより良好にするためには、混練のマスターバッチ練り段階、特に後述する混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度が、120〜190℃であることが好ましく、130〜175℃であることがより好ましく、140〜170℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、30秒から5分であることがさらに好ましい。 In order to improve dispersion of the inorganic filler such as silica in the rubber composition, the maximum temperature of the rubber composition in the kneading masterbatch kneading stage, particularly the first stage of kneading described later, is 120 to 190. ° C is preferred, 130-175 ° C is more preferred, and 140-170 ° C is even more preferred. The kneading time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 30 seconds to 5 minutes.
また、本発明において、混練のマスターバッチ練り段階、特に混練の第一段階で、該ゴム成分(A)、及び該硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)の全部又は一部と同時にチオウレア類を混練しても、該ゴム成分(A)、及び該硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)の全部又は一部を混練りした後に、チオウレア類を加えて更に混練してもよい。混練のマスターバッチ練り段階、特に混練の第一段階で、該ゴム成分(A)及び該硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)の全部又は一部を加えた後、混練のマスターバッチ練り段階の途中で該チオウレア類を加えるまでの時間を0〜180秒とすることが好ましく、10〜180秒とすることがより好ましい。この時間の上限値は150秒以下であることが更に好ましく、120秒以下であることが特に好ましい。この時間が10秒以上であれば該硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)(以下、「無機充填材(B)」と略称することがある。)のゴム組成物中での分散性をより向上することができる。この時間が180秒を超えても無機充填材(B)のゴム組成物中での更なる分散性向上効果は享受しにくく、上限値を180秒とすることが好ましい。 Further, in the present invention, in the masterbatch kneading stage of kneading, particularly in the first stage of kneading, all of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent or Even if thioureas are kneaded at the same time as part, the rubber component (A) and the inorganic filler (B) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent are all or partly kneaded, and then thiourea You may add and knead | mix further. After adding all or part of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent in the kneading masterbatch kneading stage, particularly the first stage of kneading, The time until the thioureas are added during the kneading masterbatch kneading stage is preferably 0 to 180 seconds, and more preferably 10 to 180 seconds. The upper limit of this time is more preferably 150 seconds or less, and particularly preferably 120 seconds or less. If this time is 10 seconds or longer, the rubber composition of the inorganic filler (B) (hereinafter sometimes abbreviated as “inorganic filler (B)”) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent. Dispersibility in the inside can be further improved. Even if this time exceeds 180 seconds, it is difficult to enjoy further dispersibility improvement effect of the inorganic filler (B) in the rubber composition, and the upper limit is preferably set to 180 seconds.
本発明におけるゴム組成物の混練工程は、加硫剤を含まない混練のマスターバッチ練り段階と、加硫剤等を含む混練の最終段階の少なくとも2つの段階を含むものである。ここで、混練のマスターバッチ練り段階とは、混練の第一段階、混練の第一段階と混練の最終段階との混練の中間段階、及び該第一段階の前にゴム成分(A)と無機充填材(B)以外の充填材とを混練する段階を包含する混練段階をいう。混練のマスターバッチ練り段階は、混練の第一段階のみであってもよい。
ここで、本発明における混練の第一段階とは、ゴム成分(A)と無機充填材(B)とを混練する段階をいい、加硫剤を含む混練り段階より先に行われればよく、該第一段階の前に、ゴム成分(A)と無機充填材(B)以外の充填材とを混練する場合やゴム成分(A)のみを予備練りする場合を含まない。
ただし、マスターバッチ練り段階は、該第一段階の前に、ゴム成分(A)とチオウレア類を配合する段階をも包含する。
従って、マスターバッチ練り段階においてチオウレア類を配合するとは、混練の第一段階の前でゴム成分(A)とチオウレア類とを配合する場合、混練の第一段階の前でゴム成分(A)と無機充填材(B)以外の充填材とチオウレア類とを配合する場合、混練の第一段階でチオウレア類を配合する場合、混練の中間段階でチオウレア類を配合する場合、及び混練の第一段階と混練の中間段階との両方等の複数の混練段階でチオウレア類を配合する場合が含まれる。
混練の最終段階で配合される加硫剤とは、可塑性体である共役ジエン系ゴムの高分子鎖を網目状に架橋結合しうる物質であり、硫黄はその代表である。加硫剤は、無機系加硫剤と有機系加硫剤とに大別され、前者の具体例としては、硫黄(粉末硫黄、硫黄華、脱酸硫黄、沈殿硫黄、コロイド硫黄、高分子性硫黄、不溶性硫黄)、一塩化硫黄が挙げられ、又、後者の具体例としては、モルフォリジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド等の熱解離により活性硫黄を放出しうるものが挙げられる。その他の有機系含硫黄加硫剤の具体例は、社団法人日本ゴム協会編、「ゴム工業便覧 第4版」(平成6年1月、日本ゴム協会発行)III配合薬品 1.加硫剤に記載されている。
The kneading step of the rubber composition in the present invention includes at least two stages of a masterbatch kneading stage containing no vulcanizing agent and a final stage of kneading containing the vulcanizing agent. Here, the kneading masterbatch kneading stage refers to the first stage of kneading, the intermediate stage of kneading between the first stage of kneading and the final stage of kneading, and the rubber component (A) and inorganic before the first stage. A kneading step including a step of kneading fillers other than the filler (B). The masterbatch kneading stage of kneading may be only the first stage of kneading.
Here, the first stage of kneading in the present invention refers to the stage of kneading the rubber component (A) and the inorganic filler (B), as long as it is performed prior to the kneading stage including the vulcanizing agent, Before the first stage, the case where the rubber component (A) and the filler other than the inorganic filler (B) are kneaded or the case where only the rubber component (A) is preliminarily kneaded is not included.
However, the masterbatch kneading step includes a step of blending the rubber component (A) and the thiourea before the first step.
Therefore, in the masterbatch kneading stage, mixing the thiourea means that when the rubber component (A) and the thiourea are blended before the first stage of kneading, the rubber component (A) is blended before the first stage of kneading. When blending a filler other than the inorganic filler (B) with thioureas, when blending thioureas at the first stage of kneading, when blending thioureas at the middle stage of kneading, and first stage of kneading And a case where thioureas are blended in a plurality of kneading stages such as both in the middle stage of kneading.
The vulcanizing agent compounded in the final stage of the kneading is a substance capable of cross-linking the polymer chain of the conjugated diene rubber, which is a plastic body, in a network, and sulfur is a representative example. Vulcanizing agents are roughly classified into inorganic vulcanizing agents and organic vulcanizing agents. Specific examples of the former include sulfur (powder sulfur, sulfur white, deoxidized sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, high molecular weight. Sulfur, insoluble sulfur), and sulfur monochloride. Specific examples of the latter include those capable of releasing active sulfur by thermal dissociation of morphodisulfide, alkylphenol disulfide, and the like. Specific examples of other organic sulfur-containing vulcanizing agents include the Japan Rubber Association, “Rubber Industry Handbook 4th Edition” (published by the Japan Rubber Association in January 1994). It is described in the vulcanizing agent.
混練りの第一段階だけでマスターバッチを製造することが困難な場合、又は所望する場合には、混練のマスターバッチ練り段階は、混練の中間段階を含んでもよい。この場合、混練の中間段階におけるゴム組成物の最高温度は120〜190℃であることが好ましく、130〜175℃であることがより好ましく、140〜170℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、30秒から5分であることがさらに好ましい。なお、中間段階を含む際には、前段階の混練終了後の温度より10℃以上低下させてから、好ましくは室温(23℃)まで低下させてから、より好ましくは室温で養生させてから、次の混練段階へ進むことが望ましい。
また、混練の最終段階とは、加硫剤を配合し、混練する工程をいう。この最終段階におけるゴム組成物の最高温度は60〜140℃であることが好ましく、80〜120℃であることがより好ましく、100〜120℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、20秒から5分であることがさらに好ましい。
混練のマスターバッチ練り段階から最終段階に進む際には、前段階の混練終了後の温度より10℃以上低下させてから、好ましくは室温(23℃)まで低下させてから、より好ましくは室温で養生させてから、次の混練段階へ進むことが望ましい。
例えば、混練のマスターバッチ練り段階において、混練りの第一段階で、ゴム成分(A)、及び無機充填材(B)の全部又は一部を混練し、例えば自然冷却して養生の後、中間段階で、チオウレア類を加えて、さらに混練してもよい。
If it is difficult or desirable to produce a masterbatch with only the first stage of kneading, the kneading masterbatch stage may include an intermediate stage of kneading. In this case, the maximum temperature of the rubber composition in the intermediate stage of kneading is preferably 120 to 190 ° C, more preferably 130 to 175 ° C, and further preferably 140 to 170 ° C. The kneading time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 30 seconds to 5 minutes. In addition, when including the intermediate stage, after lowering by 10 ° C. or more from the temperature after completion of the kneading in the previous stage, preferably after lowering to room temperature (23 ° C.), more preferably after curing at room temperature, It is desirable to proceed to the next kneading stage.
The final stage of kneading refers to a process of blending and kneading a vulcanizing agent. The maximum temperature of the rubber composition in this final stage is preferably 60 to 140 ° C, more preferably 80 to 120 ° C, and further preferably 100 to 120 ° C. The kneading time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 20 seconds to 5 minutes.
When proceeding from the kneading masterbatch kneading stage to the final stage, the temperature is lowered by 10 ° C. or more from the temperature after completion of the kneading in the previous stage, preferably lowered to room temperature (23 ° C.), and more preferably at room temperature. It is desirable to proceed to the next kneading stage after curing.
For example, in the kneading masterbatch kneading stage, all or part of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) are kneaded in the first kneading stage, for example, after natural cooling and curing, At the stage, thioureas may be added and further kneaded.
本発明の製造方法に用いられる硫黄含有シランカップリング剤は、下記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物からなる群から1種以上選択される化合物であることが好ましい。
本発明の製造方法で得られるゴム組成物は、このような硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)を用いることにより、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、より耐摩耗性の良好なタイヤを与えることができる。
以下、下記一般式(I)〜(IV)を順に説明する。
The sulfur-containing silane coupling agent used in the production method of the present invention is preferably a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV).
The rubber composition obtained by the production method of the present invention is more excellent in workability during rubber processing by using the inorganic filler (B) surface-treated with such a sulfur-containing silane coupling agent, and more A tire with good wear resistance can be provided.
Hereinafter, the following general formulas (I) to (IV) will be described in order.
上記一般式(I)で表わされる硫黄含有シランカップリング剤の具体例として、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)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(3−メチルジメ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(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)ジスルフィド等が挙げられる。 Specific examples of the sulfur-containing silane coupling agent represented by the general formula (I) include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (3-methyldimethoxy). Silylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) disulfide Bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) trisulfide Bis (2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) trisulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) ) Disulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) trisulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) disulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) ) Tetrasulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) trisulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) disulfide and the like.
上記一般式(II)において、R8、R9、R10及びR11は同一でも異なっていても良く、好ましくは各々炭素数1〜18の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R5が炭素数1〜18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R12は直鎖、環状又は分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R7は例えば炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数2〜18のアルケニレン基、炭素数5〜18のシクロアルキレン基、炭素数6〜18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6〜18のアリーレン基、炭素数7〜18のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状、枝分かれ状のいずれであっても良く、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の置換基を有していても良い。このR7としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。 In the above general formula (II), R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be the same or different, preferably each a straight-chain, cyclic or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms. And a group selected from the group consisting of an aryl group and an aralkyl group. When R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, it is a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group. Preferably there is. R 12 is preferably a linear, cyclic or branched alkylene group, particularly preferably a linear one. R 7 is, for example, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 18 carbon atoms, a cycloalkylalkylene group having 6 to 18 carbon atoms, or an arylene having 6 to 18 carbon atoms. And aralkylene groups having 7 to 18 carbon atoms. The alkylene group and alkenylene group may be linear or branched, and the cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, arylene group, and aralkylene group may have a substituent such as a lower alkyl group on the ring. You may have. R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably a linear alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group. it can.
上記一般式(II)におけるR5、R8、R9、R10及びR11の炭素数1〜18の一価の炭化水素基の具体例としては、メチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチル基,tert−ブチル基,ペンチル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基,ドデシル基,シクロペンチル基,シクロヘキシル基,ビニル基,プロぺニル基,アリル基,ヘキセニル基,オクテニル基,シクロペンテニル基,シクロヘキセニル基,フェニル基,トリル基,キシリル基,ナフチル基,ベンジル基,フェネチル基,ナフチルメチル基等が挙げられる。
上記一般式(II)におけるR12の例としては、メチレン基,エチレン基,トリメチレン基,テトラメチレン基,ペンタメチレン基,ヘキサメチレン基,オクタメチレン基,デカメチレン基,ドデカメチレン基等が挙げられる。
Specific examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms of R 5 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 in the general formula (II) include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , Isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, vinyl group, propenyl group , Allyl group, hexenyl group, octenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and the like.
Examples of R 12 in the general formula (II) include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group and the like.
前記一般式(II)で表される硫黄含有シランカップリング剤の具体例としては、3−ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3−ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの内、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン(Momentive Performance Materials社製、商標「NXTシラン」)が特に好ましい。 Specific examples of the sulfur-containing silane coupling agent represented by the general formula (II) include 3-hexanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, and 3-decanoylthiopropyltriethoxy. Silane, 3-lauroylthiopropyltriethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltriethoxysilane, 2-octanoylthioethyltriethoxysilane, 2-decanoylthioethyltriethoxysilane, 2-lauroylthioethyltriethoxysilane, 3-hexanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltrimethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltrimethoxy Run, 2-octanoylthiopropyl ethyltrimethoxysilane, 2- deca Neu thio ethyltrimethoxysilane, and 2-lauroyl thio ethyl trimethoxysilane. Of these, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane (manufactured by Momentive Performance Materials, trademark “NXT silane”) is particularly preferable.
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)及び(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)から選ばれる二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、並びに硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基から選ばれる二価の置換基であり、m1、m2及びm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、s及びtは各々平均値として0〜3である。但しs及びtの双方が3であることはない。
上記一般式(III)で表わされる硫黄含有シランカップリング剤の具体例として、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)10−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S3−(CH2)6−S3−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S3−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S4−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)10−S2−(CH2)10−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3等で表される化合物が好適に挙げられる
上記一般式(III)で表わされる硫黄含有シランカップリング剤は、例えば、国際公開第2004−000930号、特開2006−167919号公報等に記載された方法で製造できる。
As a specific example of the sulfur-containing silane coupling agent represented by the general formula (III),
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 10 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 3 - (CH 2) 6 -S 3 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S 4 — (CH 2 ) 6 —S 4 — (CH 2 ) 3 —Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2.5 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 3 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 10 -S 2 - (CH 2) 10 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 4 - (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S- (CH 2 ) 3 -Si (OCH 2 CH 3 ) 3 and the like are preferred. The sulfur-containing silane coupling agent represented by the general formula (III) is, for example, International Publication No. 2004-000930, It can be produced by the method described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-167919.
上記一般式(IV)で表わされる硫黄含有シランカップリング剤の具体例としては、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Low−V Silane」、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Ultra Low−V Silane」、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT−Z」等が挙げられる。 Specific examples of the sulfur-containing silane coupling agent represented by the general formula (IV) include a trademark “NXT Low-V Silane” manufactured by Momentive Performance Materials, a trademark “NXT UltraSi Low-V Silane”, and a trademark “NXT UltraSi Low-V”. ”, Manufactured by Momentive Performance Materials, trade mark“ NXT-Z ”, and the like.
本発明に係る硫黄含有シランカップリング剤は、上記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物の内、上記一般式(I)で表わされる化合物が特に好ましい。チオウレア類はゴム成分(A)と反応するポリスルフィド結合部位の活性化を起こし易いからである。
本発明においては、硫黄含有シランカップリング剤は一種を単独で用いても良く、二種以上を組み合わせて用いても良い。
The sulfur-containing silane coupling agent according to the present invention is particularly preferably a compound represented by the above general formula (I) among the compounds represented by the above general formulas (I) to (IV). This is because thioureas easily cause activation of polysulfide bond sites that react with the rubber component (A).
In this invention, a sulfur containing silane coupling agent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
本発明の製造方法に用いられる無機充填材(B)の表面処理方法は限定されず、例えば、乾式処理法、湿式処理法、又は無機充填材にあらかじめ所定量のシランカップリング剤を担持させたものを用いることができる。
乾式処理法は、例えば、シリカ等の無機充填材に所定量の硫黄含有シランカップリング剤を混合しミキサー等で攪拌し、必要に応じ100〜170℃程度に加熱処理する方法が挙げられる。
また、湿式処理法は、硫黄含有シランカップリング剤を分散あるいは溶解した溶液中にシリカ等の無機充填材を添加混合しスラリー状にした後、必要に応じて加熱、攪拌した後、乾燥して表面処理シリカを得る方法が挙げられる。
The surface treatment method of the inorganic filler (B) used in the production method of the present invention is not limited. For example, a predetermined amount of a silane coupling agent is supported on the dry treatment method, wet treatment method, or inorganic filler in advance. Things can be used.
Examples of the dry processing method include a method in which a predetermined amount of a sulfur-containing silane coupling agent is mixed with an inorganic filler such as silica, and the mixture is stirred with a mixer or the like, and heat-treated at about 100 to 170 ° C. as necessary.
In addition, the wet processing method includes adding and mixing an inorganic filler such as silica in a solution in which a sulfur-containing silane coupling agent is dispersed or dissolved to form a slurry, and then heating and stirring as necessary, followed by drying. A method for obtaining surface-treated silica is mentioned.
無機充填材の表面処理の方法としては、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いた乾式処理法により行うことが好ましい。例えば、予め乾燥したシリカ等の無機充填材を予熱された混合機に入れ、攪拌しながら、処理液を噴霧又は滴下などでシリカ等の無機充填材に付与し、所定時間、後攪拌することにより、表面処理を行うことができる。
乾式処理法による場合、予め乾燥させたシリカ等の無機充填材を用いることが好ましい。特に、シリカは、粒子表面のシラノール基の存在によって空気中の水分を吸着するが、吸着水が多いと凝集しやすくなる。そのため、シリカを予備乾燥して吸着水を減少させることにより、シリカの凝集力を減少させて、表面処理時にミキサーによる破砕効果を大きくすることができる。また、吸着水を減少させることで、シリカと硫黄含有シランカップリング剤との反応を均一にして、吸着水量の季節変動による表面処理への影響を低減することができる。シリカ等の無機充填材の予備乾燥の条件は、特に限定されず、例えば、100〜140℃で30分〜3時間加熱することができる。
As a method of surface treatment of the inorganic filler, it is preferable to carry out by a dry treatment method using a mixer such as a Henschel mixer. For example, by putting a pre-dried inorganic filler such as silica in a preheated mixer, applying the treatment liquid to the inorganic filler such as silica by spraying or dripping while stirring, and after stirring for a predetermined time Surface treatment can be performed.
In the case of the dry treatment method, it is preferable to use an inorganic filler such as silica that has been dried in advance. In particular, silica adsorbs moisture in the air due to the presence of silanol groups on the particle surface. However, when the amount of adsorbed water is large, the silica tends to aggregate. Therefore, the silica is pre-dried to reduce adsorbed water, thereby reducing the cohesive force of silica and increasing the crushing effect by the mixer during the surface treatment. Moreover, by reducing the amount of adsorbed water, the reaction between the silica and the sulfur-containing silane coupling agent can be made uniform, and the influence on the surface treatment due to the seasonal variation in the amount of adsorbed water can be reduced. The conditions for preliminary drying of the inorganic filler such as silica are not particularly limited, and for example, heating can be performed at 100 to 140 ° C. for 30 minutes to 3 hours.
表面処理における硫黄含有硫黄含有シランカップリング剤の使用量は、シリカ等の無機充填材100重量部に対して1〜20重量部であることが好ましく、2〜20重量部であることがより好ましく、3〜15重量部であることがさらに好ましく、4〜15重量部であることが特に好ましい。硫黄含有硫黄含有シランカップリング剤の使用量が少なすぎると、ゴム組成物に配合したときの分散性や補強性の向上効果に満足できない場合がある。逆に、使用量が多すぎると、コストが高く不経済である。 The amount of the sulfur-containing sulfur-containing silane coupling agent used in the surface treatment is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of an inorganic filler such as silica. 3 to 15 parts by weight is more preferable, and 4 to 15 parts by weight is particularly preferable. If the amount of the sulfur-containing sulfur-containing silane coupling agent used is too small, the dispersibility and reinforcing effect when blended into the rubber composition may not be satisfied. Conversely, if the amount used is too large, the cost is high and uneconomical.
本発明において、上記表面処理後に熱乾燥を行うことが好ましい。後乾燥することにより、シリカ等の無機充填材と硫黄含有硫黄含有シランカップリング剤との反応を完結させることができる。すなわち、ヘンシェルミキサーなどの混合機で攪拌しながら処理しただけでは、シリカ等の無機充填材と硫黄含有硫黄含有シランカップリング剤との反応が不十分な場合もあり、それを完全に反応させるために、処理後に熱乾燥を行うことが好ましい。また、この熱乾燥によって、酸性化合物としてのカルボン酸を蒸発させて除去することができる。なお、熱乾燥の条件としては、例えば、100〜150℃で30分〜3時間で行うことができる。また、熱乾燥中は通風することが好ましく、反応を促進することができる。 In the present invention, it is preferable to perform heat drying after the surface treatment. By post-drying, the reaction between the inorganic filler such as silica and the sulfur-containing sulfur-containing silane coupling agent can be completed. That is, the reaction between the inorganic filler such as silica and the sulfur-containing sulfur-containing silane coupling agent may not be sufficient if the treatment is performed with stirring in a mixer such as a Henschel mixer. Moreover, it is preferable to perform heat drying after the treatment. Moreover, the carboxylic acid as an acidic compound can be evaporated and removed by this heat drying. In addition, as heat drying conditions, it can carry out at 100-150 degreeC for 30 minutes-3 hours, for example. Moreover, it is preferable to ventilate during heat drying, and can accelerate | stimulate reaction.
上記の表面処理に続いて、必要に応じ、疎水化剤でさらに処理してもよい。シリカ等の無機充填材のゴム成分(A)中での分散性をさらに高めるためである。疎水化剤としては、疎水化剤としては、炭素数5〜30の脂肪酸及びその誘導体、変性液状ポリマー、高級アルコール及びそのグリシジルエーテル、並びにポリエーテル等が好ましいものとして挙げられ、これらは1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。脂肪酸としては、飽和脂肪酸でも、不飽和脂肪酸でもよく、また直鎖構造でも分岐構造を持つものでもよい。具体的には、ヘキサン酸、デカン酸、ドデカン酸、ミリスチン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ベヘニル酸等が挙げられ、これらはいずれか1種単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。 Subsequent to the above surface treatment, if necessary, it may be further treated with a hydrophobizing agent. This is because the dispersibility of the inorganic filler such as silica in the rubber component (A) is further enhanced. Examples of the hydrophobizing agent include fatty acids having 5 to 30 carbon atoms and derivatives thereof, modified liquid polymers, higher alcohols and glycidyl ethers thereof, polyethers, and the like. Two or more types can be used in combination. The fatty acid may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid, and may have a linear structure or a branched structure. Specific examples include hexanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, myristic acid, isomyristic acid, palmitic acid, isopalmitic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, and behenylic acid. It can be used alone or in combination of two or more.
本発明の製造方法に用いられるゴム成分(A)の合成ジエン系ゴムとしては、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Cl−IIR、Br−IIR等)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPDM)、エチレン−ブタジエン共重合体ゴム(EBR)、プロピレン−ブタジエン共重合体ゴム(PBR)等を用いることができ、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムは、1種単独でも、2種以上のブレンドとして用いても良い。 Synthetic diene rubbers of the rubber component (A) used in the production method of the present invention include styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), acrylonitrile-butadiene copolymer. Combined rubber (NBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (Cl-IIR, Br-IIR, etc.), ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM), ethylene-butadiene copolymer rubber (EBR) Propylene-butadiene copolymer rubber (PBR) or the like can be used, and natural rubber and synthetic diene rubber may be used singly or as a blend of two or more.
本発明の製造方法に係る無機充填材(B)に用いられる無機充填材は、シリカ及び下記一般式(V)で表される無機化合物を用いることができる。
dM1・xSiOy・zH2O ・・・(V)
ここで、一般式(V)中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である。
尚、一般式(V)において、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
As the inorganic filler used in the inorganic filler (B) according to the production method of the present invention, silica and an inorganic compound represented by the following general formula (V) can be used.
dM 1 · xSiO y · zH 2 O (V)
Here, in the general formula (V), M 1 is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium, and zirconium, oxides or hydroxides of these metals, and hydrates thereof, Or at least one selected from carbonates of these metals, and d, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10 is there.
In the general formula (V), when both x and z are 0, the inorganic compound is at least one metal, metal oxide or metal hydroxide selected from aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium. It becomes.
本発明においては、上述の無機充填材(B)に用いられる無機充填材の内、低転がり性と耐摩耗性の両立の観点からシリカが好ましい。シリカとしては市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式沈殿法シリカ、湿式ゲル化法シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式沈殿法シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は40〜350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80〜350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120〜350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソー・シリカ株式会社製、商品名「Nipsil AQ」(BET比表面積 =205m2/g)、「Nipsil KQ」、デグッサ社製商品名「Ultrasil VN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。 In the present invention, among the inorganic fillers used for the above-mentioned inorganic filler (B), silica is preferable from the viewpoint of achieving both low rolling properties and wear resistance. Any commercially available silica can be used. Among these, wet precipitation silica, wet gelation silica, dry silica, and colloidal silica are preferably used, and wet precipitation silica is particularly preferable. The BET specific surface area (measured in accordance with ISO 5794/1) of silica is preferably 40 to 350 m 2 / g. Silica having a BET surface area within this range has an advantage that both rubber reinforcement and dispersibility in a rubber component can be achieved. In this respect, BET surface area is more preferably silica in the range of 80~350m 2 / g, silica BET surface area in the range of 120~350m 2 / g is particularly preferred. Examples of such silica include Tosoh Silica Co., Ltd., trade name “Nipsil AQ” (BET specific surface area = 205 m 2 / g), “Nipsil KQ”, Degussa product name “Ultrasil VN3” (BET specific surface area = 175 m). 2 / g) can be used.
前記一般式(V)で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al2O3)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al2O3・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO3)2]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al2O3)、クレー(Al2O3・2SiO2)、カオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al2O3・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al2O3・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5 、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al2O3・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO3)2]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。また、前記一般式(IX)中のM1がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
一般式(V)で表されるこれらの無機化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。これらの無機化合物の平均粒径は、混練作業性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能のバランスなどの観点から、0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.05〜5μmの範囲がより好ましい。
本発明における無機充填材(B)に用いられる無機充填材は、シリカ単独であっても良いし、シリカと一般式(V)で表される無機化合物の1種以上とを併用しても良い。
As the inorganic compound represented by the general formula (V), .gamma.-alumina, alumina (Al 2 O 3) such as α- alumina, boehmite, alumina monohydrate such as diaspore (Al 2 O 3 · H 2 O ), Aluminum hydroxide such as gibbsite, bayerite [Al (OH) 3 ], aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3), talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2), titanium black (TiO 2n-1), calcium oxide (CaO) , calcium hydroxide [Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO · Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), kaolin ( l 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O), aluminum silicate (Al 2 SiO 5 , Al 4 · 3SiO 4 · 5H 2 O, etc.), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 · SiO 4 etc.), aluminum calcium silicate (Al 2 O 3 · CaO · 2SiO 2 etc.), magnesium calcium silicate (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 · nH 2 O], zirconium carbonate [ Zr (CO 3) 2], hydrogen to correct electric charge as various zeolites, such as crystalline aluminosilicates including alkali metal or alkaline earth metal is used It can be. Further, it is preferable that M 1 in the general formula (IX) is at least one selected from aluminum metal, aluminum oxide or hydroxide, hydrates thereof, and aluminum carbonate.
These inorganic compounds represented by the general formula (V) may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of these inorganic compounds is preferably in the range of 0.01 to 10 μm, more preferably in the range of 0.05 to 5 μm, from the viewpoints of kneading workability, wear resistance, and wet grip performance balance.
The inorganic filler used in the inorganic filler (B) in the present invention may be silica alone, or may be used in combination with silica and one or more inorganic compounds represented by the general formula (V). .
本発明のゴム組成物及びその製造方法に用いられる充填材は、所望により、上述の無機充填材(B)に加えてカーボンブラックを含有しても良い。カーボンブラックを含有することにより、電気抵抗を下げて帯電を抑止する効果を享受できる。このカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば高、中又は低ストラクチャーのSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEF、GPF、SRFグレードのカーボンブラック、特にSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEFグレードのカーボンブラックを用いるのが好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定する)が30〜250m2/gであることが好ましい。このカーボンブラックは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明において、カーボンブラックは無機充填材に含まれない。 The filler used in the rubber composition and the method for producing the same of the present invention may contain carbon black in addition to the above-described inorganic filler (B), if desired. By containing carbon black, it is possible to enjoy the effect of reducing electrical resistance and suppressing charging. The carbon black is not particularly limited. For example, high, medium or low structure SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, FEF, GPF, SRF grade carbon black, particularly SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, Preferably, FEF grade carbon black is used. The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA, measured in accordance with JIS K 6217-2: 2001) is preferably 30 to 250 m 2 / g. This carbon black may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. In the present invention, carbon black is not included in the inorganic filler.
本発明の製造方法に用いられる無機充填材(B)は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20〜120質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ウェット性能を確保する観点から好ましく、120質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、30〜100質量部使用することがより好ましい。
また、本発明に係るゴム組成物の充填材は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20〜150質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ゴム組成物の補強性向上の観点から好ましく、150質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。
前記充填材中、無機充填材(B)が30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
なお、無機充填材(B)として表面処理シリカを使用する場合は、前記充填材中における表面処理シリカが30質量%以上であることが好ましい。
The inorganic filler (B) used in the production method of the present invention is preferably used in an amount of 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). If it is 20 mass parts or more, it is preferable from a viewpoint of ensuring wet performance, and if it is 120 mass parts or less, it is preferable from a viewpoint of rolling resistance reduction. Furthermore, it is more preferable to use 30-100 mass parts.
Moreover, it is preferable to use 20-150 mass parts of fillers of the rubber composition which concerns on this invention with respect to 100 mass parts of rubber components (A). If it is 20 mass parts or more, it is preferable from a viewpoint of the reinforcement property improvement of a rubber composition, and if it is 150 mass parts or less, it is preferable from a viewpoint of rolling resistance reduction.
In the filler, the inorganic filler (B) is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and further preferably 70% by mass or more.
In addition, when using a surface treatment silica as an inorganic filler (B), it is preferable that the surface treatment silica in the said filler is 30 mass% or more.
本発明の製造方法において、通常、ゴム組成物に配合されるステアリン酸、樹脂酸、亜鉛華等の加硫活性剤、老化防止剤等の各種配合剤は、必要に応じ、混練の第一段階又は最終段階、あるいは第一段階と最終段階の中間段階において混練りされる。
本発明の製造方法における混練装置として、バンバリーミキサー、噛合い式インターナルミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押出機等が用いられる。
In the production method of the present invention, various compounding agents such as vulcanization activators such as stearic acid, resin acid, zinc white, and anti-aging agents, which are usually compounded in the rubber composition, are optionally the first stage of kneading. Alternatively, they are kneaded in the final stage or in an intermediate stage between the first stage and the final stage.
As a kneading apparatus in the production method of the present invention, a Banbury mixer, a meshing internal mixer, a roll, an intensive mixer, a kneader, a twin screw extruder, or the like is used.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
なお、低発熱性(tanδ指数)及び耐摩耗性(指数)を下記の方法により評価した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
The low exothermic property (tan δ index) and the wear resistance (index) were evaluated by the following methods.
低発熱性(tanδ指数)
上島製作所製スペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用い、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定し、tanδの数値を、比較例1のtanδを100として下記式にて指数表示した。指数値が小さい程、低発熱性であり、ヒステリシスロスが小さいことを示す。
低発熱性指数={(供試加硫ゴム組成物のtanδ)/(比較例1の加硫ゴム組成物のtanδ)}×100
Low exothermicity (tan δ index)
Using a spectrometer (dynamic viscoelasticity measuring tester) manufactured by Ueshima Seisakusho, measurement was performed at a frequency of 52 Hz, an initial strain of 10%, a measurement temperature of 60 ° C., and a dynamic strain of 1%. As an index by the following formula. A smaller index value indicates a lower exothermic property and a smaller hysteresis loss.
Low exothermic index = {(tan δ of test vulcanized rubber composition) / (tan δ of vulcanized rubber composition of Comparative Example 1)} × 100
耐摩耗性(指数)
JIS K 6264−2:2005に準拠し、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温でスリップ率25%の条件で試験を行い、摩耗量の逆数を、比較例1の値を100として下記式にて指数表示した。数値が大きいほど、耐摩耗性が良好である。
耐摩耗性指数={(比較例1の加硫ゴム組成物の摩耗量)/(供試加硫ゴム組成物の摩耗量)}×100
Abrasion resistance (index)
In accordance with JIS K 6264-2: 2005, using a Lambone-type wear tester, a test was performed at room temperature under the condition of a slip rate of 25%, and the reciprocal of the wear amount was set to the following formula with the value of Comparative Example 1 being 100. Indexed. The larger the value, the better the wear resistance.
Abrasion resistance index = {(Abrasion amount of vulcanized rubber composition of Comparative Example 1) / (Abrasion amount of test vulcanized rubber composition)} × 100
製造例1
100℃に予熱したヘンシェルミキサーに、1000gの東ソー・シリカ株式会社製シリカ、商品名「Nipsil AQ」(BET比表面積 =205m2/g)を入れて撹拌し、100gの硫黄含有シランカップリング剤{ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド(平均硫黄鎖長:2.35)、エボニック・デクサ社製、商品名「Si75」(登録商標)}を噴霧した。20分間撹拌を続け、温度を120℃に上昇させた。さらに30分間撹拌を続け、表面処理シリカAを得た。
Production Example 1
In a Henschel mixer preheated to 100 ° C., 1000 g of silica manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., trade name “Nipsil AQ” (BET specific surface area = 205 m 2 / g) is added and stirred, and 100 g of a sulfur-containing silane coupling agent { Bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide (average sulfur chain length: 2.35), manufactured by Evonik Dexa, trade name “Si75” (registered trademark)} was sprayed. Stirring was continued for 20 minutes and the temperature was raised to 120 ° C. Stirring was further continued for 30 minutes to obtain surface-treated silica A.
製造例2
100℃に予熱したヘンシェルミキサーに、1000gの東ソー・シリカ株式会社製シリカ、商品名「Nipsil AQ」(BET比表面積 =205m2/g)を入れて撹拌し、80gの硫黄含有シランカップリング剤{ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド(平均硫黄鎖長:2.35)、エボニック・デクサ社製、商品名「Si75」(登録商標)}を噴霧した。20分間撹拌を続け、温度を120℃に上昇させた。さらに30分間撹拌を続け、表面処理シリカBを得た。
Production Example 2
In a Henschel mixer preheated to 100 ° C., 1000 g of silica manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., trade name “Nipsil AQ” (BET specific surface area = 205 m 2 / g) is added and stirred, and 80 g of a sulfur-containing silane coupling agent { Bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide (average sulfur chain length: 2.35), manufactured by Evonik Dexa, trade name “Si75” (registered trademark)} was sprayed. Stirring was continued for 20 minutes and the temperature was raised to 120 ° C. Stirring was further continued for 30 minutes to obtain surface-treated silica B.
実施例1〜4、参考例1〜2及び比較例1
第1表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも160℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、7種類のゴム組成物を調製した。実施例1〜4、参考例1〜2のゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分(A)及び硫黄含有シランカップリング剤で表面処理された無機充填材(B)の全部を加えて30秒混練した後、チオウレア類を加えてさらに混練した。比較例1のゴム組成物の混練の第一段階においては、チオウレア類のいずれも加えなかった以外は実施例1のゴム組成物と同じように混練した。得られた未加硫ゴム組成物の加硫は温度165℃で行い、加硫時間はtc(90)値(分)×1.5倍で規定した{JIS K 6300−2:2001において規定されたtc(90)値}であった。得られた7種類の加硫ゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)及び耐摩耗性(指数)を上記の方法により評価した。結果を第1表に示す。
Examples 1 to 4, Reference Examples 1 to 2 and Comparative Example 1
According to the formulation and kneading method shown in Table 1, the maximum temperature of the rubber composition in the first stage of kneading is adjusted to 160 ° C. and kneaded with a Banbury mixer to prepare seven types of rubber compositions. did. In the first stage of kneading the rubber compositions of Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 2 , all of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) surface-treated with the sulfur-containing silane coupling agent were added. After kneading for 30 seconds, thioureas were added and further kneaded. In the first stage of kneading the rubber composition of Comparative Example 1, kneading was carried out in the same manner as the rubber composition of Example 1 except that none of the thioureas was added. The resulting unvulcanized rubber composition was vulcanized at a temperature of 165 ° C., and the vulcanization time was defined as t c (90) value (min) × 1.5 times {specified in JIS K 6300-2: 2001 T c (90) value}. The low exothermic property (tan δ index) and the wear resistance (index) of the 7 kinds of vulcanized rubber compositions obtained were evaluated by the above methods. The results are shown in Table 1.
[注]
*1: 旭化成株式会社製、溶液重合SBR、商品名「タフデン2000」
*2: 旭カーボン株式会社製、商品名「#80」
*3: 製造例1で得られた表面処理シリカA
*4: 製造例2で得られた表面処理シリカB
*5: チオウレア、堺化学工業株式会社製、商品名「チオ尿素」)
*6: N,N’−ジブチルチオウレア、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーBUR」
*7: N,N’−ジフェニルチオウレア、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーC」
*8: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*9: 2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック224」
*10: 1,3−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD」
*11: ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーDM」
*12: N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
[note]
* 1: Asahi Kasei Corporation, solution polymerization SBR, trade name “Toughden 2000”
* 2: Asahi Carbon Co., Ltd., trade name “# 80”
* 3: Surface-treated silica A obtained in Production Example 1
* 4: Surface-treated silica B obtained in Production Example 2
* 5: Thiourea, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., trade name “thiourea”)
* 6: N, N'-dibutylthiourea, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Sunseller BUR"
* 7: N, N'-diphenylthiourea, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name "Noxeller C"
* 8: N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “NOCRACK 6C”
* 9: 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “NOCRACK 224”
* 10: 1,3-diphenylguanidine, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Sunseller D”
* 11: Di-2-benzothiazolyl disulfide, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Sunseller DM”
* 12: N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Suncellor NS”
第1表から明らかなように、実施例1〜4、参考例1〜2のゴム組成物は、比較例1のゴム組成物と比較して、いずれも低発熱性(tanδ指数)が良好であった。また、実施例1〜4のゴム組成物は低発熱性に加えて耐摩耗性についても良好な結果が得られた。 As is clear from Table 1 , the rubber compositions of Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 2 all have low heat build-up (tan δ index) compared to the rubber composition of Comparative Example 1. there were. In addition, the rubber compositions of Examples 1 to 4 gave good results in terms of wear resistance in addition to low exothermic properties.
本発明のゴム組成物の製造方法は、低発熱性に優れたゴム組成物を得ることができるので、乗用車用、小型トラック用、軽乗用車用、軽トラック用及び大型車両用{トラック・バス用、オフザロードタイヤ用(建設車両用、鉱山用車両用等)}等の各種タイヤの各部材、特に空気入りラジアルタイヤのトレッド用部材(特にトレッド接地部用部材)の製造方法として好適に用いられる。 The method for producing a rubber composition of the present invention can provide a rubber composition excellent in low heat build-up, so that it can be used for passenger cars, small trucks, light passenger cars, light trucks and large vehicles {for trucks and buses. , For off-the-road tires (for construction vehicles, mining vehicles, etc.)} and the like, particularly as a method for producing tread members (particularly tread grounding member) for pneumatic radial tires. .
Claims (5)
(式中、R1は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状又は分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖又は分枝のアルコキシアルキル基及びシラノール基から選ばれる置換基であり、R2は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状又は分枝のアルキル基であり、R3は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖又は分枝のアルキレン基である。aは平均値として2〜6であり、p及びrは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として0〜3である。但しp及びrの双方が3であることはない。)
{式中、R4は−Cl、−Br、R9O−、R9C(=O)O−、R9R10C=NO−、R9R10CNO−、R9R10N−、及び−(OSiR9R10)h(OSiR9R10R11)から選択される一価の基(R9、R10及びR11は各々水素原子又は炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、hは平均値として1〜4である。)であり、R5はR4、水素原子又は炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、R6はR4、R5、水素原子又は−[O(R12O)j]0.5 −基(R12は炭素数1〜18のアルキレン基、jは1〜4の整数である。)であり、R7は炭素数1〜18の二価の炭化水素基であり、R8は炭素数1〜18の一価の炭化水素基である。x、y及びzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。}
{式中、R13は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状又は分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖又は分枝のアルコキシアルキル基及びシラノール基から選ばれる置換基であり、R14は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状又は分枝のアルキル基であり、R15は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖又は分枝のアルキレン基である。R16は一般式
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)及び(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)から選ばれる二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、並びに硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基から選ばれる二価の置換基であり、m1、m2及びm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、s及びtは各々平均値として0〜3である。但しs及びtの双方が3であることはない。}
{式中、R23は炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、複数あるGは同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、複数あるZaは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、かつ [−0−]0.5、[−0−G−]0.5及び[−O−G−O−] 0.5から選ばれる官能基であり、複数あるZbは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、かつ [−O−G−O−] 0.5で表される官能基であり、複数あるZcは同一でも異なっていてもよく、各々−Cl、−Br、−ORe、ReC(=O)O−、ReRfC=NO−、ReRfN−、Re−及びHO−G−O−(Gは上記表記と一致する。)から選ばれる官能基であり、Re及びRfは各々炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基である。m、n、u、v及びwは、1≦m≦20、0≦n≦20、0≦u≦3、0≦v≦2、0≦w≦1であり、かつ(u/2)+v+2w=2又は3である。A部が複数である場合、複数のA部におけるZa u、Zb v及びZc wそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、B部が複数である場合、複数のB部におけるZa u、Zb v及びZc wそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。} The method for producing a rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the sulfur-containing silane coupling agent is a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV). .
(In the formula, when there are a plurality of R 1 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A substituent selected from an alkoxyalkyl group and a silanol group, and when there are a plurality of R 2 s , they may be the same or different and each is a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, When there are a plurality of R 3 s , they may be the same or different and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, a is an average value of 2 to 6, and p and r are the same However, they may be different, and each is an average value of 0 to 3. However, both p and r are not 3.)
{Wherein, R 4 is -Cl, -Br, R 9 O-, R 9 C (= O) O-, R 9 R 10 C = NO-, R 9 R 10 CNO-, R 9 R 10 N- , And-(OSiR 9 R 10 ) h (OSiR 9 R 10 R 11 ) are each a monovalent group (R 9 , R 10 and R 11 are each a hydrogen atom or a monovalent carbon atom having 1 to 18 carbon atoms. H is an average value of 1 to 4), R 5 is R 4 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 6 is R 4 , R 5 , a hydrogen atom, or — [O (R 12 O) j ] 0.5 — group (R 12 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4), and R 7. is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 8 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. x, y, and z are numbers satisfying the relationship of x + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ 2, and 0 ≦ z ≦ 1. }
{In the formula, when there are a plurality of R 13 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A substituent selected from an alkoxyalkyl group and a silanol group, and when there are a plurality of R 14 s , they may be the same or different and each is a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, When there are a plurality of R 15 s , they may be the same or different and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. R 16 is selected from general formulas (—S—R 17 —S—), (—R 18 —S m1 —R 19 —) and (—R 20 —S m2 —R 21 —S m3 —R 22 —). Divalent groups (R 17 to R 22 are each selected from a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, and a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen. Each of m1, m2 and m3 is an average value of 1 or more and less than 4, and a plurality of k's may be the same or different, and each of the average values is 1 to 6 , S, and t are 0 to 3 as average values. However, both s and t are not 3. }
{In the formula, R 23 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of Gs may be the same or different, and each is an alkanediyl group or alkenediyl group having 1 to 9 carbon atoms. , and the the plurality of Z a may be the same or different, is a functional group capable of binding with each of two silicon atoms, and [-0-] 0.5, [- 0 -G-] 0 .5 and [—O—G—O—] 0.5 is a functional group selected from 0.5 , and a plurality of Z b may be the same or different and each is a functional group capable of bonding to two silicon atoms. And a functional group represented by [—O—G—O—] 0.5 , and a plurality of Z c may be the same or different, and each represents —Cl, —Br, —OR e , R e. C (= O) O-, R e R f C = NO-, R e R f N-, R e - and HO-G-O- G is a functional group selected from.) Matching the above notation, R e and R f are each linear having 1 to 20 carbon atoms, branched or cyclic alkyl group. m, n, u, v and w are 1 ≦ m ≦ 20, 0 ≦ n ≦ 20, 0 ≦ u ≦ 3, 0 ≦ v ≦ 2, 0 ≦ w ≦ 1, and (u / 2) + v + 2w. = 2 or 3. When there are a plurality of A parts, each of Z a u , Z b v and Z c w in the plurality of A parts may be the same or different, and when there are a plurality of B parts, Z a in a plurality of B parts Each of u , Z b v and Z c w may be the same or different. }
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