JP6379558B2 - Method for producing rubber composition for tire - Google Patents

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Description

本発明は、乾式シリカを配合したタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a rubber composition for a tire containing dry silica.

車両の燃費性能を向上させるため空気入りタイヤの転がり抵抗を小さくすることが求められている。また同時に操縦安定性およびウェット性能を十分に確保することが空気入りタイヤとって必要である。一般に、低転がり抵抗性およびウェット性能を改良するためシリカを配合したタイヤ用ゴム組成物が知られている。しかし、カーボンブラックの一部をシリカに置き換えると、ゴム硬度が低下し操縦安定性が低下することが懸念される。このため窒素吸着比表面積が大きいシリカを配合することが提案されている(例えば特許文献1参照)。しかし、需要者のタイヤ性能への要求レベルはより高く、更なる改良が期待されている。   In order to improve the fuel efficiency of a vehicle, it is required to reduce the rolling resistance of a pneumatic tire. At the same time, it is necessary for pneumatic tires to ensure sufficient steering stability and wet performance. In general, a rubber composition for tires containing silica in order to improve low rolling resistance and wet performance is known. However, if a part of the carbon black is replaced with silica, there is a concern that the rubber hardness is lowered and the steering stability is lowered. For this reason, it has been proposed to incorporate silica having a large nitrogen adsorption specific surface area (see, for example, Patent Document 1). However, the demand level for the tire performance of consumers is higher, and further improvements are expected.

一方、窒素吸着比表面積が大きいシリカとして、乾式シリカが知られている。乾式シリカは、タイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される湿式シリカと比べ一次凝集体(最小構成体)が小さく窒素吸着比表面積が大きい。しかし乾式シリカは、非常に嵩高くフワフワしているためゴムに練込もうとすると飛散しやすく、例え混合しても凝集しやすい等、混合加工性が極めて低く、ゴム組成物に良好に分散させることが工業的に困難であった。このためタイヤ用ゴム組成物に乾式シリカを配合することは実際には行われていなかった。   On the other hand, dry silica is known as silica having a large nitrogen adsorption specific surface area. Dry silica has a smaller primary aggregate (minimum constituent) and a larger nitrogen adsorption specific surface area than wet silica generally used in rubber compositions for tires. However, since dry silica is very bulky and fluffy, it tends to scatter when trying to knead into rubber, and is easy to agglomerate even if mixed. This was industrially difficult. For this reason, blending dry silica with a tire rubber composition has not been performed in practice.

特開2013−166862号公報JP 2013-166862 A

本発明の目的は、乾式シリカの混合加工性を改良するとともに、その分散性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a rubber composition for tires, which improves the mixing processability of dry silica and improves the dispersibility to a level higher than the conventional level.

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴム100重量部に対し、乾式シリカを5〜100重量部、可塑剤成分を配合するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、前記可塑剤成分が、シランカップリング剤と、オイル、加工助剤、アルキルシランから選ばれる少なくとも1つとからなり、この可塑剤成分および前記乾式シリカをミキサー内で予備混合した後、前記ミキサー内に前記ジエン系ゴムを投入し、混合することを特徴する。 The method for producing a rubber composition for a tire according to the present invention that achieves the above object is a method for producing a rubber composition for a tire in which 5 to 100 parts by weight of dry silica and a plasticizer component are blended with 100 parts by weight of a diene rubber. The plasticizer component comprises a silane coupling agent and at least one selected from oil, processing aid, and alkylsilane, and after premixing the plasticizer component and the dry silica in a mixer , the diene rubber was poured into the mixer, characterized by mixing.

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、予めシランカップリング剤と、オイル、加工助剤、アルキルシランとからなるか可塑剤成分と乾式シリカとをミキサー内で予備混合し、このミキサー内にジエン系ゴムを投入し、混合するようにしたので、練込み時の乾式シリカの飛散を抑制し混合加工性を改良するとともに、乾式シリカをジエン系ゴム中に良好に分散させることができる。これにより、ジエン系ゴムに対するシリカの補強性能および低転がり抵抗性を従来レベル以上に向上させることができる。 Method for producing a rubber composition for a tire of the present invention includes a pre-silane coupling agents, oils, processing aids, and or plasticizer component and fumed silica consisting of alkyl silanes were premixed in a mixer, the mixer Since the diene rubber is added to and mixed with the diene rubber , it is possible to suppress the scattering of the dry silica during kneading and improve the mixing processability, and to disperse the dry silica well in the diene rubber. Thereby, the reinforcing performance and low rolling resistance of silica with respect to the diene rubber can be improved to a level higher than the conventional level.

乾式シリカの窒素吸着比表面積としては、160m2/gを超え500m2/g以下であることが好ましい。さらに予備混合時において、可塑剤成分を、乾式シリカの重量基準で、1〜500重量%配合することが好ましい。アルキルシランとしては、炭素数7〜20のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランが好ましい。また乾式シリカおよび可塑剤成分の混合物とジエン系ゴムを混合するとき、同時に湿式シリカを添加し混合するとよい。 The nitrogen adsorption specific surface area of dry silica is preferably more than 160 m 2 / g and 500 m 2 / g or less. Furthermore, at the time of preliminary mixing, it is preferable to blend 1 to 500% by weight of the plasticizer component based on the weight of dry silica. As the alkylsilane, alkyltriethoxysilane having an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms is preferable. Further, when the mixture of dry silica and plasticizer component and the diene rubber are mixed, wet silica may be added and mixed at the same time.

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、乾式シリカおよび可塑剤成分を予め混合する予備混合工程と、得られた乾式シリカおよび可塑剤成分の混合物とジエン系ゴムを混合する混練工程とを有する。混練工程では、可塑剤成分を除く他の配合剤をジエン系ゴムと共に添加し混合することができる。なお他の配合剤のうち加硫系配合剤を分けて、より低い温度で混合することが好ましい。   The method for producing a rubber composition for a tire according to the present invention includes a premixing step in which dry silica and a plasticizer component are mixed in advance, and a kneading step in which a mixture of the obtained dry silica and plasticizer component is mixed with a diene rubber. Have. In the kneading step, other compounding agents excluding the plasticizer component can be added and mixed together with the diene rubber. In addition, it is preferable to divide a vulcanization type compounding agent among other compounding agents and to mix at a lower temperature.

本発明の予備混合工程では、乾式シリカと可塑剤成分を混合する。乾式シリカに可塑剤成分を混ぜ合わせることにより、乾式シリカの嵩高さを低減し、ジエン系ゴムに練込みやすくすることができる。乾式シリカは、乾式法により製造された非晶質二酸化ケイ素であり、湿式シリカと比べその粒子表面に存在するシラノール基の数(密度)が少ない。本発明で使用する乾式シリカは、一次凝集体(最小構成体)の大きさが、極微細タイプの湿式シリカの一次凝集体より小さいもの、すなわち比表面積が湿式シリカよりも大きいものを使用することが好ましい。   In the premixing step of the present invention, dry silica and a plasticizer component are mixed. By mixing the plasticizer component with the dry silica, the bulk of the dry silica can be reduced and can be easily kneaded into the diene rubber. Dry silica is amorphous silicon dioxide produced by a dry method, and has fewer silanol groups (density) on the particle surface than wet silica. The dry silica used in the present invention should have a primary aggregate (minimum constituent) size smaller than that of the ultrafine type wet silica, that is, a specific surface area larger than that of wet silica. Is preferred.

乾式シリカの窒素吸着比表面積は、好ましくは160m2/gを超え500m2/g以下、より好ましくは180〜450m2/g、さらに好ましくは200〜400m2/gであるとよい。窒素吸着比表面積が160m2/g未満であると、一次凝集体の大きさが同じくらいの湿式シリカを高度に分散させたゴム組成物との性能差が小さくなる。また窒素吸着比表面積が500m2/gを超えると、混合加工性が低下する。乾式シリカの窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2により測定された値とする。 The nitrogen adsorption specific surface area of the dry silica is preferably more than 160 m 2 / g and 500 m 2 / g or less, more preferably 180 to 450 m 2 / g, and even more preferably 200 to 400 m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area is less than 160 m 2 / g, the difference in performance from a rubber composition in which wet silica having the same primary aggregate size is highly dispersed is reduced. On the other hand, when the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 500 m 2 / g, the mixing processability decreases. The nitrogen adsorption specific surface area of the dry silica is a value measured according to JIS K6217-2.

本発明の製造方法により得られるタイヤ用ゴム組成物において、乾式シリカの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し5〜100重量部、好ましくは5〜80重量部、さらに好ましくは5〜60重量部にする。乾式シリカの配合量が5重量部未満であると、転がり抵抗を小さくする効果が十分に得られず、ゴムに対する補強性を十分に改良することができない。また乾式シリカの配合量が100重量部を超えると、混合加工性が低下する。更にゴムに対する補強性が却って低下する。   In the tire rubber composition obtained by the production method of the present invention, the amount of dry silica is 5 to 100 parts by weight, preferably 5 to 80 parts by weight, more preferably 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the diene rubber. Weight part. If the amount of dry silica is less than 5 parts by weight, the effect of reducing the rolling resistance cannot be sufficiently obtained, and the reinforcement to rubber cannot be sufficiently improved. Moreover, when the compounding quantity of a dry silica exceeds 100 weight part, mixing workability will fall. Furthermore, the reinforcement with respect to rubber | gum falls on the contrary.

上述した乾式シリカと予備混合する可塑剤成分は、シランカップリング剤を必ず含み、加えてオイル、加工助剤、アルキルシランから選ばれる少なくとも1つを含有する。シランカップリング剤を配合することにより、乾式シリカの混合加工性を改良すると共にジエン系ゴムに対する分散性を向上しゴムに対する補強性を高めることができる。   The plasticizer component premixed with the dry silica described above necessarily includes a silane coupling agent, and additionally contains at least one selected from oil, processing aid, and alkylsilane. By blending a silane coupling agent, the mixing processability of dry silica can be improved, the dispersibility of the diene rubber can be improved, and the reinforcement of the rubber can be enhanced.

シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプト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等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。   The type of the silane coupling agent is not particularly limited as long as it can be used for the rubber composition containing silica. For example, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3- Sulfur-containing silane coupling agents such as (triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane can be exemplified. .

シランカップリング剤の配合量は、乾式シリカおよび湿式シリカの配合量の合計に対し、好ましくは3〜30重量%を配合すると良く、より好ましくは4〜15重量%を配合すると良い。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の3重量%未満であると乾式シリカおよび湿式シリカの分散を十分に改良することができない。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の15重量%を超えるとシランカップリング剤同士が縮合し、ゴム組成物における所望の硬度や強度を得ることができない。   The amount of the silane coupling agent is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 4 to 15% by weight, based on the total amount of dry silica and wet silica. When the compounding amount of the silane coupling agent is less than 3% by weight of the silica compounding amount, the dispersion of dry silica and wet silica cannot be improved sufficiently. When the compounding amount of the silane coupling agent exceeds 15% by weight of the silica compounding amount, the silane coupling agents condense and the desired hardness and strength in the rubber composition cannot be obtained.

乾式シリカと予備混合する可塑剤成分は、上述したシランカップリング剤だけでは足りず、オイル、加工助剤、アルキルシランから選ばれる少なくとも1つを加えることが必要である。オイル、加工助剤およびアルキルシランは、タイヤ用ゴム組成物に通常配合されるものを使用することができる。   The plasticizer component to be premixed with dry silica is not limited to the silane coupling agent described above, and it is necessary to add at least one selected from oil, processing aid, and alkylsilane. Oils, processing aids, and alkylsilanes that are usually blended into tire rubber compositions can be used.

オイルとしては、例えばアロマオイル、パラフィンオイル、ナフテンオイル等を例示することができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the oil include aroma oil, paraffin oil, naphthenic oil and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

オイルは、乾式シリカの重量に対し、好ましくは3〜300重量%、より好ましくは5〜200重量%を配合し、予備混合すると良い。   The oil is preferably blended in an amount of 3 to 300% by weight, more preferably 5 to 200% by weight, based on the weight of the dry silica, and premixed.

加工助剤としては、例えばポリアルキレングリコール、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、アミドエステル、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩とアミドエステルとの混合物、脂肪酸金属塩と脂肪酸アミドとの混合物等を例示することができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of processing aids include polyalkylene glycols, fatty acid metal salts, fatty acid amides, amide esters, fatty acid esters, mixtures of fatty acid metal salts and amide esters, mixtures of fatty acid metal salts and fatty acid amides, and the like. . These may be used alone or in combination of two or more.

加工助剤は、乾式シリカの重量に対し、好ましくは0.1〜50重量%、より好ましくは0.5〜20重量%を配合し、予備混合すると良い。   The processing aid is preferably added in an amount of 0.1 to 50% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, based on the weight of dry silica, and premixed.

本発明の製造方法において、アルキルシランを配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、転がり抵抗およびウェット性能をより優れたものにすることができる。   In the production method of the present invention, by blending alkylsilane, aggregation of silica and increase in viscosity of the rubber composition can be suppressed, and rolling resistance and wet performance can be further improved.

アルキルシランとしては、炭素数7〜20のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランが好ましい。炭素数7〜20のアルキル基として、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が挙げられる。なかでもジエン系ゴムとの相溶性の観点から、炭素数8〜10のアルキル基がより好ましく、オクチル基、ノニル基がさらに好ましい。   As the alkylsilane, alkyltriethoxysilane having an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms is preferable. As a C7-20 alkyl group, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl Groups. Among these, from the viewpoint of compatibility with the diene rubber, an alkyl group having 8 to 10 carbon atoms is more preferable, and an octyl group and a nonyl group are further preferable.

アルキルシランは、乾式シリカの重量に対し、好ましくは0.1〜50重量%、より好ましくは0.5〜30重量%を配合し、予備混合すると良い。   The alkylsilane is preferably mixed in an amount of 0.1 to 50% by weight, more preferably 0.5 to 30% by weight, based on the weight of the dry silica, and premixed.

上述したシランカップリング剤、オイル、加工助剤、アルキルシランからなる可塑剤成分の配合量は、合計で、乾式シリカの重量に対し、好ましくは1〜500重量%、より好ましくは3.1〜400重量%、更に好ましくは6〜300重量%である。可塑剤成分の合計が3重量%未満であると、乾式シリカの混合加工性を改良することができない。また可塑剤成分の合計が500重量%を超えると、ジエン系ゴムへの補強性と低転がり抵抗性(60℃のtanδ)が悪化する。   The total amount of the plasticizer component consisting of the silane coupling agent, oil, processing aid, and alkylsilane described above is preferably 1 to 500% by weight, more preferably 3.1 to the weight of dry silica. It is 400% by weight, more preferably 6 to 300% by weight. When the total amount of the plasticizer components is less than 3% by weight, the mixed processability of dry silica cannot be improved. On the other hand, when the total amount of the plasticizer components exceeds 500% by weight, the reinforcing property and low rolling resistance (tan δ at 60 ° C.) to the diene rubber are deteriorated.

予備混合工程において使用するミキサーは、乾式シリカと可塑剤成分とを混合できるものであれば特に制限されるものではない。好ましくはミキサー内で乾式シリカと可塑剤成分を予備混合した後、そのミキサー内にジエン系ゴムおよび他の配合剤を投入し、混合、混練することができるとよい。予備混合工程で使用するミキサーとしては、バンバリーミキサー、ニーダー、噛合いミキサー、ヘンシェルミキサー等を例示することができる。   The mixer used in the preliminary mixing step is not particularly limited as long as it can mix dry silica and a plasticizer component. Preferably, dry silica and a plasticizer component are premixed in a mixer, and then a diene rubber and other compounding agents are charged into the mixer so that they can be mixed and kneaded. Examples of the mixer used in the preliminary mixing step include a Banbury mixer, a kneader, a meshing mixer, and a Henschel mixer.

予備混合工程の混合条件は、特に制限されるものではなく、乾式シリカおよび可塑剤成分が略均一に混合するように、温度、回転数等を適宜、決めることができる。   The mixing conditions in the preliminary mixing step are not particularly limited, and the temperature, the number of rotations, and the like can be appropriately determined so that the dry silica and the plasticizer component are mixed substantially uniformly.

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法では、予備混合工程で得られた乾式シリカおよび可塑剤成分の混合物とジエン系ゴムを混合、混練する混練工程を有する。   The method for producing a rubber composition for a tire of the present invention includes a kneading step of mixing and kneading a mixture of dry silica and a plasticizer component obtained in the preliminary mixing step and a diene rubber.

本発明において、ジエン系ゴムとしては、例えばスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム等を例示することができる。なかでもスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴムが好ましい。各ジエン系ゴムの含有割合は特に制限されるものでなく、適用するタイヤ部材の要求特性によって適宜選択することができる。   In the present invention, examples of the diene rubber include styrene butadiene rubber, butadiene rubber, natural rubber, isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene-diene rubber, and chloroprene rubber. Of these, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and natural rubber are preferable. The content ratio of each diene rubber is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the required characteristics of the tire member to be applied.

混練工程では、可塑剤成分を除く他の配合剤をジエン系ゴムと共に添加することができる。他の配合剤としては、乾式シリカを除く他の補強性充填剤、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂などのタイヤ用ゴム組成物一般的に使用される各種配合剤を例示することができる。これらの配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量にすることができる。   In the kneading step, other compounding agents excluding the plasticizer component can be added together with the diene rubber. Other compounding agents include other reinforcing fillers other than dry silica, vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, liquid polymers, thermosetting resins, and other rubber compositions for tires in general. Various compounding agents used can be illustrated. The compounding amounts of these compounding agents can be conventional conventional compounding amounts as long as the object of the present invention is not violated.

他の補強性充填剤としては、例えば湿式シリカ、カーボンブラック、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を例示することができる。なかでも湿式シリカ、カーボンブラックが好ましい。   Examples of other reinforcing fillers include wet silica, carbon black, clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, and titanium oxide. Of these, wet silica and carbon black are preferred.

湿式シリカを配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの補強性能、低転がり抵抗性および加工性を高次でバランスできる。湿式シリカの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、好ましくは5〜150重量部、より好ましくは10〜120重量部であるとよい。   By blending wet silica, the silica reinforcing performance, low rolling resistance and processability with respect to the diene rubber can be balanced at a high order. The amount of wet silica is preferably 5 to 150 parts by weight, more preferably 10 to 120 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber.

また乾式シリカの配合量(Wa)と湿式シリカの配合量(Wb)の合計(Wa+Wb)に対する乾式シリカの配合量(Wa)の比[Wa/(Wa+Wb)]は、好ましくは0.05〜0.95、より好ましくは0.10〜0.85、更に好ましくは0.10〜0.75であるとよい。   Further, the ratio [Wa / (Wa + Wb)] of the dry silica compounding amount (Wa) to the total (Wa + Wb) of the dry silica compounding amount (Wa) and the wet silica compounding amount (Wb) is preferably 0.05 to 0. .95, more preferably 0.10 to 0.85, still more preferably 0.10 to 0.75.

カーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物の硬度、強度および耐摩耗性を高くすることができる。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、好ましくは3〜50重量部、より好ましくは5〜40重量部であるとよい。   By blending carbon black, the hardness, strength and wear resistance of the rubber composition can be increased. The compounding amount of the carbon black is preferably 3 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.

加硫又は架橋剤、加硫促進剤等の加硫系配合剤は、混練・混合時に加硫が進行しないように、低い温度で混合するのがよい。このため、混練工程を二段に分け、最初に乾式シリカおよび可塑剤成分の混合物、ジエン系ゴムと加硫系配合剤を除く他の配合剤を混合、混練し、これを冷却してから加硫系配合剤を添加し混合するのがよい。加硫系配合剤の混合方法は、通常の方法に倣って行うとよい。   Vulcanizing compounding agents such as a vulcanization or crosslinking agent and a vulcanization accelerator are preferably mixed at a low temperature so that vulcanization does not proceed during kneading and mixing. For this reason, the kneading process is divided into two stages. First, a mixture of dry silica and a plasticizer component, and other compounding agents excluding diene rubber and vulcanizing compounding agent are mixed, kneaded, cooled, and then added. It is better to add and mix a sulfur compounding agent. The mixing method of the vulcanizing compounding agent may be performed in accordance with a normal method.

混練工程において、混練機としは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、噛合いミキサー、ニーダー、ロール等を使用することができる。   In the kneading step, as a kneading machine, a normal rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a meshing mixer, a kneader, a roll, or the like can be used.

混練工程における混練条件は、上記の通り加硫系配合剤の混合を分離する等、通常の条件を適用することができる。   As the kneading conditions in the kneading step, normal conditions such as separation of mixing of the vulcanizing compounding agent as described above can be applied.

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.

表3に示す配合剤を共通配合とし、表1,2に示す予備混合工程および混練工程の配合からなる16種類のタイヤ用ゴム組成物(実施例1〜8、標準例、比較例1〜7)を調製した。先ず表1,2に示す予備混合工程の欄のシリカおよび可塑剤成分を、1.7Lの密閉式バンバリーミキサーで3分間混合した(予備混合工程)。次にこの密閉式バンバリーミキサーに、混練工程の欄に記載の成分(ただし硫黄及び加硫促進剤を除く)および表3の共通配合剤を投入し、6分間混練した。混練したマスターバッチを放出し室温冷却させた。このマスターバッチを1.7Lの密閉式バンバリーミキサーに戻し硫黄及び加硫促進剤を加えて混合することにより、タイヤ用ゴム組成物を製造した(混練工程)。なお表1,2のスチレンブタジエンゴム(SBR)の欄に、製品の配合量に加え、括弧内に油展成分を除く正味のSBRの配合量を記載した。また表3に記載した配合剤の配合量は、表1,2に記載したジエン系ゴム100重量部に対する重量部で示した。   16 types of tire rubber compositions (Examples 1 to 8, Standard Examples, Comparative Examples 1 to 7) comprising the compounding agents shown in Table 3 as a common compounding and comprising the premixing step and the kneading step shown in Tables 1 and 2 ) Was prepared. First, silica and a plasticizer component in the column of the premixing step shown in Tables 1 and 2 were mixed for 3 minutes with a 1.7 L closed Banbury mixer (premixing step). Next, the components described in the column of the kneading step (excluding sulfur and the vulcanization accelerator) and the common compounding agents shown in Table 3 were added to this closed Banbury mixer and kneaded for 6 minutes. The kneaded master batch was discharged and allowed to cool to room temperature. The master batch was returned to a 1.7 L closed Banbury mixer, and sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to produce a rubber composition for a tire (kneading step). In addition, in the column of styrene butadiene rubber (SBR) in Tables 1 and 2, the amount of net SBR excluding oil-extended components is shown in parentheses in addition to the amount of product. Moreover, the compounding quantity of the compounding agent described in Table 3 was shown by the weight part with respect to 100 weight part of diene rubber described in Tables 1 and 2.

なお混練工程において、乾式シリカの混合加工性として、ジエン系ゴムへの取込み時間(シリカの飛散がやむまでの時間)を測定し、以下の基準で5段階評価した。得られた結果を表1,2に示す評点が3以上であれば工業的に製造可能と考えられる。
5:シリカのゴムへの取込み時間が120秒未満
4:シリカのゴムへの取込み時間が120秒以上180秒未満
3:シリカのゴムへの取込み時間が180秒以上240秒未満
2:シリカのゴムへの取込み時間が240秒以上300秒未満
1:シリカのゴムへの取込み時間が300秒以上
In addition, in the kneading process, as the mixing processability of the dry silica, the time taken into the diene rubber (the time until the silica scatters) was measured and evaluated according to the following criteria. It can be considered that it can be industrially produced if the obtained results have a score of 3 or more shown in Tables 1 and 2.
5: Silica rubber uptake time less than 120 seconds 4: Silica rubber uptake time between 120 seconds and less than 180 seconds 3: Silica rubber uptake time between 180 seconds and less than 240 seconds 2: Silica rubber Up to 240 seconds or more and less than 300 seconds 1: Uptake time of silica into rubber is 300 seconds or more

得られた16種類のゴム組成物を所定の金型中で、170℃で10分間プレス加硫してタイヤ用ゴム組成物からなる試験片を作製した。得られた試験片の補強性およびtanδ(60℃)を、以下の方法で評価した。   The obtained 16 kinds of rubber compositions were press vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a predetermined mold to prepare test pieces made of a rubber composition for tires. The reinforcing properties and tan δ (60 ° C.) of the obtained test pieces were evaluated by the following methods.

補強性(M300/M100)
得られた試験片をJIS K6251に準拠したJIS3号ダンベル型試験片を切り出した。この試験片を使用してJIS K6251に基づき引張り試験を行い、100%伸長時の応力(M100)および300%伸長時の応力(M300)を測定し、これら応力の比(M300/M100)を算出した。得られた結果、標準例の値を100とする指数として表1,2の「補強性(M300/M100)」の欄に示した。この値が大きいほどゴムに対する補強性が優れることを意味する。
Reinforcing (M300 / M100)
From the obtained test piece, a JIS No. 3 dumbbell-type test piece based on JIS K6251 was cut out. Using this test piece, a tensile test is performed based on JIS K6251, the stress at 100% elongation (M100) and the stress at 300% elongation (M300) are measured, and the ratio of these stresses (M300 / M100) is calculated. did. The obtained results are shown in the column of “Reinforcing (M300 / M100)” in Tables 1 and 2 as an index with the value of the standard example as 100. The larger this value, the better the reinforcing property for rubber.

tanδ(60℃)
得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzで測定し、雰囲気温度60℃におけるtanδを測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数で表わし表1,2の「tanδ(60℃)」の欄に示した。この値が小さいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。
tan δ (60 ° C)
The dynamic viscoelasticity of the obtained test piece was measured with a viscoelasticity spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. at an initial strain of 10%, an amplitude of ± 2%, and a frequency of 20 Hz, and tan δ at an ambient temperature of 60 ° C. was measured. . The obtained results are expressed as an index with the value of the standard example being 100, and are shown in the column of “tan δ (60 ° C.)” in Tables 1 and 2. The smaller this value, the smaller the rolling resistance and the better the fuel efficiency.

Figure 0006379558
Figure 0006379558

Figure 0006379558
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なお、表1,2において使用した原材料の種類を下記に示す。
・SBR:スチレンブタジエンゴム、旭化成社製E581、スチレンブタジエンゴム100重量部に油展成分37.5重量部を配合した油展製品
・BR:ブタジエンゴム、日本合成ゴム社製Nipol BR1220
・乾式シリカ1:乾式シリカ、トクヤマ社製QS−30、窒素吸着比表面積が300m2/g
・乾式シリカ2:乾式シリカ、トクヤマ社製QS−102、窒素吸着比表面積が200m2/g
・乾式シリカ3:乾式シリカ、トクヤマ社製GS−90、窒素吸着比表面積が90m2/g
・湿式シリカ1:湿式シリカ、Solyay社製Zeosil 1165MP、窒素吸着比表面積が160m2/g
・湿式シリカ2:湿式シリカ、Solvay社製Zeosil 200MP、窒素吸着比表面積が210m2/g
・カップリング剤:シランカップリング剤、Evonik社製Si69
・アルキルシラン:オクチルトリエトキシシラン、信越化学工業社製KBE−3083
・加工助剤:日本精鑞社製ジエチレングリコール
・オイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
The types of raw materials used in Tables 1 and 2 are shown below.
SBR: Styrene butadiene rubber, E581 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. Oil-extended product in which 37.5 parts by weight of oil-extended components are blended with 100 parts by weight of styrene butadiene rubber. BR: butadiene rubber, Nipol BR1220 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.
-Dry silica 1: Dry silica, QS-30 manufactured by Tokuyama Corporation, nitrogen adsorption specific surface area is 300 m 2 / g
-Dry silica 2: Dry silica, QS-102 manufactured by Tokuyama Corporation, nitrogen adsorption specific surface area is 200 m 2 / g
-Dry silica 3: Dry silica, GS-90 manufactured by Tokuyama Corporation, nitrogen adsorption specific surface area is 90 m 2 / g
-Wet silica 1: Wet silica, Zeosil 1165MP manufactured by Solay company, nitrogen adsorption specific surface area is 160 m 2 / g
-Wet silica 2: Wet silica, Zeosil 200MP manufactured by Solvay, the nitrogen adsorption specific surface area is 210 m 2 / g
-Coupling agent: Silane coupling agent, Si69 manufactured by Evonik
-Alkylsilane: Octyltriethoxysilane, Shin-Etsu Chemical KBE-3083
・ Processing aid: Nippon Seisaku Co., Ltd. diethylene glycol oil: Showa Shell Sekiyu Co., Ltd. Extract No. 4S

Figure 0006379558
Figure 0006379558

表3において使用した原材料の種類を下記に示す。
・カーボンブラック、東海カーボン社製シーストKH
・ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸YR
・酸化亜鉛:正同化学社製酸化亜鉛3種
・老化防止剤:精工化学社製オゾノン6C
・硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤1:大内新興化学社製ノクセラーCZ−G
・加硫促進剤2:住友化学社製ソクシノールD−G
The types of raw materials used in Table 3 are shown below.
・ Carbon black, Toast carbon company's seast KH
・ Stearic acid: NOF beads stearic acid YR
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd. ・ Anti-aging agent: Ozonon 6C manufactured by Seiko Chemical
・ Sulfur: Fine powder sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. ・ Vulcanization accelerator 1: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
・ Vulcanization accelerator 2: Sumokinol DG manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.

表2から明らかなように実施例1〜8により製造されたタイヤ用ゴム組成物は、混合加工性が良好で、ゴムへの補強性および低転がり抵抗性に優れることが確認された。   As is clear from Table 2, it was confirmed that the rubber compositions for tires produced in Examples 1 to 8 had good mixing processability, and were excellent in reinforcement to rubber and low rolling resistance.

表1から明らかなように比較例1のゴム組成物は、本発明の予備混合工程を行わなかったので、混合加工性が劣り、ゴムへの補強性および転がり抵抗性が悪化した。   As is clear from Table 1, the rubber composition of Comparative Example 1 was not subjected to the premixing step of the present invention, so the mixing processability was inferior, and the reinforcement to the rubber and the rolling resistance were deteriorated.

比較例2のゴム組成物は、予備混合工程で可塑剤成分を配合しなかったので、混合加工性が劣り、ゴムへの補強性および転がり抵抗性が悪化した。   Since the rubber composition of Comparative Example 2 did not contain a plasticizer component in the preliminary mixing step, the mixing processability was inferior, and the reinforcement to the rubber and the rolling resistance were deteriorated.

比較例3のゴム組成物は、予備混合工程でオイル、加工助剤およびアルキルシランを配合しなかったので、混合加工性が劣り、噛合いミキサー、が悪化した。   Since the rubber composition of Comparative Example 3 did not contain oil, processing aid and alkylsilane in the pre-mixing step, the mixing processability was inferior and the meshing mixer deteriorated.

比較例4のゴム組成物は、予備混合工程でシランカップリング剤を配合しなかったので、混合加工性が劣り、ジエン系ゴムに対するシリカの補強性、低転がり抵抗性が悪化した。   Since the rubber composition of Comparative Example 4 did not contain a silane coupling agent in the premixing step, the mixing processability was inferior, and the silica reinforcing property and low rolling resistance of the diene rubber deteriorated.

比較例5のゴム組成物は、乾式シリカの配合量が100重量を超えるので、混合加工性が劣り、ゴムへの補強性および転がり抵抗性が悪化した。   In the rubber composition of Comparative Example 5, the blending amount of dry silica exceeded 100 weight, so the mixing processability was inferior, and the reinforcement to the rubber and the rolling resistance deteriorated.

比較例6のゴム組成物は、乾式シリカの配合量が5重量未満であるので、ゴムへの補強性および低転がり抵抗性を改良することができない。   In the rubber composition of Comparative Example 6, since the dry silica content is less than 5%, the reinforcement to rubber and the low rolling resistance cannot be improved.

比較例7のゴム組成物は、予備混合工程で乾式シリカの代わりに湿式シリカを混合したので、ジエン系ゴムに対するシリカの補強性が悪化した。   Since the rubber composition of Comparative Example 7 was mixed with wet silica instead of dry silica in the premixing step, the reinforcing property of silica against the diene rubber deteriorated.

Claims (5)

ジエン系ゴム100重量部に対し、乾式シリカを5〜100重量部、可塑剤成分を配合するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、前記可塑剤成分が、シランカップリング剤と、オイル、加工助剤、アルキルシランから選ばれる少なくとも1つとからなり、この可塑剤成分および前記乾式シリカをミキサー内で予備混合した後、前記ミキサー内に前記ジエン系ゴムを投入し、混合することを特徴するタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 A method for producing a rubber composition for a tire comprising 5 to 100 parts by weight of dry silica and 100 parts by weight of a diene rubber, wherein the plasticizer component comprises a silane coupling agent, an oil, processing aid comprises at least one selected from alkyl silane, and characterized in that the after the plasticizer component and the dry silica were premixed in a mixer, wherein the diene rubber was poured into the mixer and mixed A method for producing a rubber composition for tires. 前記乾式シリカの窒素吸着比表面積が160m2/gを超え500m2/g以下であることを特徴する請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The method for producing a tire rubber composition according to claim 1, wherein the dry silica has a nitrogen adsorption specific surface area of more than 160 m 2 / g and 500 m 2 / g or less. 前記可塑剤成分を、前記乾式シリカの重量基準で、1〜500重量%配合し予備混合することを特徴する請求項1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。   The method for producing a rubber composition for a tire according to claim 1 or 2, wherein the plasticizer component is blended in an amount of 1 to 500% by weight based on the weight of the dry silica and premixed. 前記アルキルシランが、炭素数7〜20のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランであることを特徴する請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。   The said alkylsilane is alkyltriethoxysilane which has a C7-C20 alkyl group, The manufacturing method of the rubber composition for tires in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記ジエン系ゴムとともに、湿式シリカを添加し混合することを特徴する請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。   The method for producing a rubber composition for a tire according to any one of claims 1 to 4, wherein wet silica is added and mixed together with the diene rubber.
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