JP6381415B2 - Method for producing vulcanized rubber composition, vulcanized rubber composition and studless tire using the same - Google Patents

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本発明は、加硫ゴム組成物の製造方法、加硫ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤに関する。   The present invention relates to a method for producing a vulcanized rubber composition, a vulcanized rubber composition, and a studless tire using the same.

従来、氷雪路面走行用として、スパイクタイヤの使用やタイヤへのチェーンの装着がなされてきたが、これによる粉塵問題等の環境問題への対応として、スタッドレスタイヤが開発されている。スタッドレスタイヤには、低温特性を向上させるべく、材料面および設計面での工夫がなされており、例えば低温特性に優れたジエン系ゴムに多量のミネラルオイルを配合したゴム組成物などが使用されているが、一般にミネラルオイルを増量すると、耐摩耗性が低下する。   Conventionally, spike tires have been used for running on icy and snowy road surfaces, and chains have been attached to tires. Studless tires have been developed as countermeasures to environmental problems such as dust problems. Studless tires have been devised in terms of materials and design in order to improve low-temperature characteristics. For example, rubber compositions containing a large amount of mineral oil in diene rubber with excellent low-temperature characteristics are used. However, generally, when the amount of mineral oil is increased, the wear resistance decreases.

氷雪路面では、一般路面に比べてタイヤの摩擦係数が著しく低下し、滑りやすくなるため、スタッドレスタイヤには、低温特性のみならず、氷雪上性能(氷雪上グリップ性能)と耐摩耗性能とをバランス良く備えることが求められる。しかしながら、氷雪上性能は耐摩耗性能と背反することが多く、両性能を同時に改善することは一般的に困難である。   On snowy and snowy road surfaces, the coefficient of friction of the tire is significantly lower than on ordinary roads, making it more slippery. For studless tires, not only low-temperature characteristics but also snow / snow performance (grip performance on snow and snow) and wear resistance are balanced. It is required to prepare well. However, the performance on ice and snow often contradicts the wear resistance performance, and it is generally difficult to improve both performances at the same time.

氷雪上性能と耐摩耗性能とをバランスよく改善するために、シリカおよび軟化剤を多量に配合する技術が見出されている(特許文献1)が、バランスよく改善するという点については、いまだ改善の余地がある。   In order to improve performance on snow and snow and wear resistance in a well-balanced manner, a technique for blending a large amount of silica and a softening agent has been found (Patent Document 1). There is room for.

その他、低温性能、氷雪上性能、耐摩耗性能など様々なタイヤ性能をバランスよく向上させる方法として、複数のポリマー(ゴム)成分を配合する方法(ポリマーブレンド)が古くから行われてきた。具体的には、タイヤにおけるゴム成分としては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(NR)に代表されるいくつかのポリマー成分をブレンドすることが主流になってきている。これは、各ポリマー成分の特徴を活かして、単一のポリマー成分ではできないゴム組成物の物性を引き出す手段である。   In addition, as a method for improving various tire performances such as low temperature performance, performance on snow and snow, and wear resistance performance in a well-balanced manner, a method (polymer blend) in which a plurality of polymer (rubber) components are blended has been performed for a long time. Specifically, as a rubber component in a tire, blending several polymer components represented by styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and natural rubber (NR) has become mainstream. . This is a means for drawing out the physical properties of a rubber composition that cannot be achieved by a single polymer component by utilizing the characteristics of each polymer component.

このポリマーブレンドにおいては、加硫された後の各ゴム成分の相構造(モルホロジー)および各ゴム相への充填剤の分配具合(偏在)が、物性を決定する重要な因子となる。モルホロジーや充填剤偏在のコントロールを決定する要素は非常に複雑で、これまでタイヤ物性をバランス良く発現するための検討が多くなされてきたが、いずれも改良の余地がある。   In this polymer blend, the phase structure (morphology) of each rubber component after vulcanization and the distribution of the filler to each rubber phase (uneven distribution) are important factors that determine physical properties. Factors that determine the control of morphology and uneven distribution of fillers are very complex, and many studies have been made so far to develop tire properties in a well-balanced manner, but there is room for improvement.

例えば、特許文献2には、スチレンブタジエンゴムを含むタイヤトレッド用ゴム組成物の海島マトリクスの島相粒径とシリカ分配を規定した技術が開示されている。しかしながら、そのモルホロジーを実現できる具体的な方法については、シリカマスターバッチを用いて混練時間やローターの回転トルクにより調整したと記載されているのみであり、このような方法では、混練、加硫条件に大きくモルホロジーが左右され、安定したモルホロジーコントロールは困難であった。また、実施例において開示されているゴム成分も比較的極性の近いスチレンブタジエンゴム同士のものであり、ブタジエンゴムと天然ゴムとのように極性、即ちシリカとの親和性が大きく異なるゴム成分同士のブレンドにおいては適用できない技術であることは明らかである。   For example, Patent Document 2 discloses a technique that defines the island phase particle size and silica distribution of a sea-island matrix of a tire tread rubber composition containing styrene-butadiene rubber. However, the specific method that can realize the morphology is only described that the silica masterbatch is used to adjust the kneading time and the rotational torque of the rotor. In such a method, the kneading and vulcanizing conditions are described. Therefore, stable morphology control was difficult. Further, the rubber components disclosed in the examples are also of styrene butadiene rubbers having relatively close polarities, and the rubber components having different polarities, i.e., affinity with silica, such as butadiene rubber and natural rubber are greatly different. It is clear that this technique cannot be applied in blends.

特に、シリカマスターバッチを用いて、シリカ分散の相間分散コントロールを行った場合、一時的に所望のモルホロジーやシリカ分散が達成されたとしても、時間と共に変化する場合が多く、数カ月以上にわたる経時的に安定なモルホロジー形成は困難であった。   In particular, when interphase dispersion control of silica dispersion is performed using a silica masterbatch, even if the desired morphology and silica dispersion are temporarily achieved, they often change over time, and over time over several months. It was difficult to form a stable morphology.

特許文献3には、天然ゴムおよびブタジエンゴムを含む配合系のモルホロジーとシリカ偏在をコントロールする技術が開示されているが、シリカ偏在が不利なブタジエンゴムが連続相になる場合に関するブタジエンゴム側へのシリカ偏在コントロールに対しては記載がない。   Patent Document 3 discloses a technique for controlling the morphology of a compounding system including natural rubber and butadiene rubber and the uneven distribution of silica. However, the application to the butadiene rubber side in the case where butadiene rubber having a disadvantageous distribution of silica becomes a continuous phase is disclosed. There is no description for silica uneven distribution control.

天然ゴムは機械的強度に優れるなどの、タイヤ、特にサイドウォール用ゴム組成物においては重要なゴム成分であるが、ブタジエンゴムと配合した場合、シリカの偏在を招きやすく、シリカ分配状況をコントロールして配合を組み立てる必要があるが、従来は十分なモルホロジー、シリカ分配状況の確認が行われておらず、物性発現が十分でない配合となっている場合があった。   Natural rubber is an important rubber component in tires, especially sidewall rubber compositions, such as excellent mechanical strength, but when compounded with butadiene rubber, it tends to cause uneven distribution of silica and controls the silica distribution status. However, in the past, sufficient morphology and silica distribution status have not been confirmed, and there have been cases where the physical properties are not sufficiently developed.

さらに、近年は、低燃費性向上を狙って、天然ゴムにシリカと親和性を高めるような変性を行う傾向もあり、天然ゴムへのシリカ偏在の可能性がますます顕著になっている。   Furthermore, in recent years, there is a tendency to modify natural rubber so as to improve the affinity with silica in order to improve fuel efficiency, and the possibility of uneven distribution of silica in natural rubber is becoming more and more remarkable.

また、近年、耐摩耗性や低温グリップ特性に優れたシス含有量の高いハイシスブタジエンゴムを配合することが多くなってきたが、ジエン系ゴムの中でも、ハイシスブタジエンゴムは、特にシリカとの親和性が低く、天然ゴムとの配合系では、ハイシスブタジエンゴム相にはほとんどシリカが取り込まれない傾向にある。したがって、従来のハイシスブタジエンゴム配合系では、モルホロジーやシリカ分配の状況が確認されないまま、十分な物性が発現しないような配合となっている場合があった。   In recent years, high-cis butadiene rubbers with high wear resistance and low-temperature grip properties and high cis content have been often compounded. Among diene rubbers, high-cis butadiene rubbers are particularly useful with silica. Affinity is low, and when blended with natural rubber, silica tends to be hardly taken into the high-cis butadiene rubber phase. Therefore, in the conventional high cis butadiene rubber compounding system, there are cases where the compound does not exhibit sufficient physical properties without confirming the state of morphology and silica distribution.

特に、サイドウォール用ゴム組成物においては、耐屈曲亀裂成長性のようなサイドウォールに求められる性能を有するブタジエンゴムを連続相としてゴム組成物を構成することが重要であり、耐摩耗性能への寄与の大きい連続相ゴム成分にシリカ偏在コントロールを行う技術が必須である。   In particular, in the rubber composition for the sidewall, it is important to configure the rubber composition using a butadiene rubber having a performance required for the sidewall such as resistance to flex crack growth as a continuous phase. A technique for controlling the uneven distribution of silica in a continuous phase rubber component that greatly contributes is essential.

さらに、天然ゴムはブタジエンゴムと比較すると連続相を形成しにくい傾向があり、さらに天然ゴムがゴム成分100部に対して50部以下の配合系であるとその傾向はさらに顕著となり、いわゆる島相を形成するようになる。一般に島相に存在するゴム成分は、周囲を連続相のゴム成分に固められているため、硬度が上昇してゴム弾性が低下する傾向にあり、充填剤が偏在するとさらにその傾向は強くなり、結果として連続相ゴム成分との硬度差が大きくなることにより、ゴム強度や耐摩耗性の低下を起こしやすくなる。天然ゴムは単独でもブタジエンゴムよりも硬度が大きい傾向にあり、シリカ偏在によってさらに硬度差ができることは、本来望ましくない。したがって、天然ゴム側にシリカを偏在させすぎない技術の開発は重要である。   Furthermore, natural rubber tends to be less likely to form a continuous phase than butadiene rubber, and the tendency becomes even more pronounced when the natural rubber has a blending system of 50 parts or less with respect to 100 parts of the rubber component. Will come to form. In general, the rubber component present in the island phase is hardened because the periphery is solidified with the rubber component of the continuous phase, and the rubber elasticity tends to decrease. As a result, the hardness difference from the continuous phase rubber component is increased, so that the rubber strength and the wear resistance are easily lowered. Natural rubber alone tends to be harder than butadiene rubber, and it is inherently undesirable that a difference in hardness can occur due to the uneven distribution of silica. Therefore, it is important to develop a technology that does not allow silica to be unevenly distributed on the natural rubber side.

タイヤ用ゴム組成物における複数のポリマー成分におけるモルホロジー形成については、相溶系(単相)であるか、非相溶の場合は連続相(海相)の中に粒子状の他成分の相(島相)が存在する海島相構造のものしか検討されていなかった。   Morphology formation in a plurality of polymer components in a rubber composition for tires is a compatible system (single phase) or, in the case of incompatibility, a phase (island) of particulate other components in a continuous phase (sea phase). Only the islands with a sea-island structure in which the phase is present have been studied.

このため、タイヤ物性発現に有用であるが、極性が異なるブタジエンゴムと天然ゴムとのブレンドを用いた系で、良好なゴム物性を発現するためのモルホロジーコントロール、シリカ分配の技術の開発が必要とされている。   For this reason, it is useful for the development of tire physical properties, but it is necessary to develop morphological control and silica distribution technology to develop good rubber physical properties in a system using a blend of butadiene rubber and natural rubber with different polarities. Has been.

特開2011−038057号公報JP 2011-038057 A 特開2006−089636号公報JP 2006-089636 A 特開2006−348222号公報JP 2006-348222 A

本発明は、氷上性能および耐摩耗性能をバランス良く改善できる加硫ゴム組成物の製造方法、氷上性能および耐摩耗性能に優れた加硫ゴム組成物ならびにこれをトレッドの構成に用いたスタッドレスタイヤを提供することを目的とする。   The present invention relates to a method for producing a vulcanized rubber composition capable of improving the performance on ice and wear resistance in a well-balanced manner, a vulcanized rubber composition excellent in performance on ice and wear resistance, and a studless tire using the vulcanized rubber composition as a tread structure. The purpose is to provide.

本発明は、
[1](a)ブタジエンゴムおよびシリカを含むマスターバッチを作製する工程、
(b)改質天然ゴムおよびシリカを含むマスターバッチを作製する工程、
(c)(a)で得られたマスターバッチと(b)で得られたマスターバッチとを混練りする工程、および
(d)(c)で得られた混練物を加硫する工程
を含む加硫ゴム組成物の製造方法であって、
該改質天然ゴムが、天然ゴムの非ゴム成分を除去したのち、酸性化合物で処理して得られ、pHが2〜7、好ましくは3〜6、より好ましくは4〜6に調整されたものであり、
該加硫ゴム組成物が、
ブタジエンゴムおよびシリカを含む相(BR相)と、改質天然ゴムおよびシリカを含む相(改質NR相)とを有し、
BR相と改質NR相とは互いに非相溶であり、
加硫工程の完了から100時間〜500時間後におけるBR相中のシリカの存在率αが下記式1を満たし、
ブタジエンゴムの割合βが下記式2を満たす、加硫ゴム組成物の製造方法
0.3≦α≦0.7 (好ましくは0.5≦α≦0.6) (式1)
0.45≦β≦0.8 (好ましくは0.5≦β≦0.7) (式2)
(ここで、α=BR相中のシリカ量/(BR相中のシリカ量+改質NR相中のシリカ量)であり、β=加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量/(加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量+加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量)である。)、
[2]上記ブタジエンゴムおよびシリカを含むマスターバッチが、ブタジエンゴム100質量部に対して、シリカを40質量部以上、好ましくは50質量部以上、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下含有する上記[1]記載の製造方法、
[3]上記改質天然ゴムおよびシリカを含むマスターバッチが、改質天然ゴム100質量部に対して、シリカを15質量部以上、好ましくは30質量部以上、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下含有する上記[1]または[2]記載の製造方法、
[4]上記ブタジエンゴムが、シス1,4結合含有率が90%以上、好ましくは95%以上のブタジエンゴムである上記[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法、
[5]上記加硫ゴム組成物が、改質天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部に対して、フィラーを25〜120質量部、好ましくは30〜70質量部、軟化剤を15〜80質量部、好ましくは20〜70質量部含有し、該フィラーは、全フィラー量に対して50質量%以上、好ましくは70質量%以上のシリカを含有する上記[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法、
[6]上記改質天然ゴムのゴム中のリン含有量が200ppm以下、好ましくは150ppm以下である上記[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法、
[7]上記改質天然ゴムのゴム中の窒素含有量が0.15質量%以下、好ましくは0.1質量%以下である上記[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方法、
[8]上記改質天然ゴムのpHが、上記改質天然ゴムを各辺2mm角以内の大きさに切って蒸留水に浸漬し、マイクロ波を照射しながら90℃で15分間抽出し、浸漬水をpHメーターを用いて測定された値である上記[1]〜[7]のいずれかに記載の製造方法、
[9]上記改質天然ゴムの80℃、18時間熱処理後の耐熱老化性指数(式3)が、75〜120%、好ましくは40〜75%、より好ましくは50〜70%、さらに好ましくは55〜65%である上記[1]〜[8]のいずれかに記載の製造方法、
耐熱老化性指数=熱処理後のムーニー粘度/熱処理前のムーニー粘度×100 (式3)
[10]ブタジエンゴムおよびシリカを含む相(BR相)と、改質天然ゴムおよびシリカを含む相(改質NR相)とを有する加硫ゴム組成物であって、
該改質天然ゴムが、天然ゴムの非ゴム成分を除去したのち、酸性化合物で処理して得られ、pHが2〜7、好ましくは3〜6、より好ましくは4〜6に調整されたものであり、
BR相と改質NR相とは互いに非相溶であり、
加硫工程の完了から100時間〜500時間後におけるBR相中のシリカの存在率αが下記式1を満たし、
ブタジエンゴムの割合βが下記式2を満たす、加硫ゴム組成物
0.3≦α≦0.7 (好ましくは0.5≦α≦0.6) (式1)
0.45≦β≦0.8 (好ましくは0.5≦β≦0.7) (式2)
(ここで、α=BR相中のシリカ量/(BR相中のシリカ量+改質NR相中のシリカ量)であり、β=加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量/(加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量+加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量)である。)、
[11]上記ブタジエンゴムが、シス1,4結合含有率が90%以上、好ましくは95%以上のブタジエンゴムである上記[10]記載の加硫ゴム組成物、
[12]改質天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部に対して、フィラーを25〜120質量部、好ましくは30〜70質量部、軟化剤を15〜80質量部、好ましくは20〜70質量部含有し、該フィラーは、全フィラー量に対して50質量%以上、好ましくは70質量%以上のシリカを含有する上記[10]または[11]記載の加硫ゴム組成物、
[13]上記改質天然ゴムのゴム中のリン含有量が200ppm以下、好ましくは150ppm以下である上記[10]〜[12]のいずれかに記載の加硫ゴム組成物、
[14]上記改質天然ゴムのゴム中の窒素含有量が0.15質量%以下、好ましくは0.1質量%以下である上記[10]〜[13]のいずれかに記載の加硫ゴム組成物、
[15]上記改質天然ゴムのpHが、上記改質天然ゴムを各辺2mm角以内の大きさに切って蒸留水に浸漬し、マイクロ波を照射しながら90℃で15分間抽出し、浸漬水をpHメーターを用いて測定された値である上記[10]〜[14]のいずれかに記載の加硫ゴム組成物、
[16]上記改質天然ゴムの80℃、18時間熱処理後の耐熱老化性指数(式3)が、75〜120%、好ましくは40〜75%、より好ましくは50〜70%、さらに好ましくは55〜65%である上記[10]〜[15]のいずれかに記載の加硫ゴム組成物、
耐熱老化性指数=熱処理後のムーニー粘度/熱処理前のムーニー粘度×100 (式3)
および
[17]上記[10]〜[16]のいずれかに記載の加硫ゴム組成物により構成されたトレッドを有するスタッドレスタイヤ
に関する。
The present invention
[1] (a) producing a masterbatch containing butadiene rubber and silica;
(B) producing a masterbatch containing modified natural rubber and silica;
(C) a step of kneading the master batch obtained in (a) and the master batch obtained in (b), and (d) a step of vulcanizing the kneaded product obtained in (c). A method for producing a vulcanized rubber composition comprising:
The modified natural rubber is obtained by removing a non-rubber component of natural rubber and then treating with an acidic compound, and the pH is adjusted to 2-7, preferably 3-6, more preferably 4-6 And
The vulcanized rubber composition is
A phase containing butadiene rubber and silica (BR phase) and a phase containing modified natural rubber and silica (modified NR phase);
The BR phase and the modified NR phase are incompatible with each other,
The abundance α of silica in the BR phase 100 hours to 500 hours after the completion of the vulcanization process satisfies the following formula 1.
Method for producing vulcanized rubber composition in which butadiene rubber ratio β satisfies the following formula 2 0.3 ≦ α ≦ 0.7 (preferably 0.5 ≦ α ≦ 0.6) (Formula 1)
0.45 ≦ β ≦ 0.8 (preferably 0.5 ≦ β ≦ 0.7) (Formula 2)
(Where α = silica amount in BR phase / (silica amount in BR phase + silica amount in modified NR phase)), and β = mass of butadiene rubber in vulcanized rubber composition / (vulcanized Mass of butadiene rubber in the rubber composition + mass of modified natural rubber in the vulcanized rubber composition)).
[2] The master batch containing the butadiene rubber and silica is 40 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of butadiene rubber. The manufacturing method according to [1] above, which contains:
[3] The masterbatch containing the modified natural rubber and silica is 15 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the modified natural rubber. Is a production method according to the above [1] or [2], which contains 80 parts by mass or less
[4] The production method according to any one of [1] to [3], wherein the butadiene rubber is a butadiene rubber having a cis 1,4 bond content of 90% or more, preferably 95% or more.
[5] The vulcanized rubber composition contains 25 to 120 parts by mass of filler, preferably 30 to 70 parts by mass, and 15 softeners for 100 parts by mass of a rubber component containing modified natural rubber and butadiene rubber. -80 parts by mass, preferably 20-70 parts by mass, and the filler contains 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more of silica, based on the total amount of filler. The production method according to any one of
[6] The production method according to any one of [1] to [5], wherein a phosphorus content in the rubber of the modified natural rubber is 200 ppm or less, preferably 150 ppm or less.
[7] The production method according to any one of [1] to [6], wherein the nitrogen content of the modified natural rubber is 0.15% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less.
[8] The pH of the modified natural rubber is cut to a size of 2 mm square on each side and immersed in distilled water, extracted at 90 ° C. for 15 minutes while being irradiated with microwaves, and immersed The production method according to any one of [1] to [7], wherein water is a value measured using a pH meter,
[9] The heat-resistant aging index (formula 3) after heat treatment at 80 ° C. for 18 hours of the modified natural rubber is 75 to 120%, preferably 40 to 75%, more preferably 50 to 70%, and still more preferably. The production method according to any one of [1] to [8], which is 55 to 65%,
Heat aging index = Mooney viscosity after heat treatment / Mooney viscosity before heat treatment × 100 (Formula 3)
[10] A vulcanized rubber composition having a phase containing butadiene rubber and silica (BR phase) and a phase containing modified natural rubber and silica (modified NR phase),
The modified natural rubber is obtained by removing a non-rubber component of natural rubber and then treating with an acidic compound, and the pH is adjusted to 2-7, preferably 3-6, more preferably 4-6 And
The BR phase and the modified NR phase are incompatible with each other,
The abundance α of silica in the BR phase 100 hours to 500 hours after the completion of the vulcanization process satisfies the following formula 1.
Vulcanized rubber composition in which the ratio β of butadiene rubber satisfies the following formula 2 0.3 ≦ α ≦ 0.7 (preferably 0.5 ≦ α ≦ 0.6)
0.45 ≦ β ≦ 0.8 (preferably 0.5 ≦ β ≦ 0.7) (Formula 2)
(Where α = silica amount in BR phase / (silica amount in BR phase + silica amount in modified NR phase)), and β = mass of butadiene rubber in vulcanized rubber composition / (vulcanized Mass of butadiene rubber in the rubber composition + mass of modified natural rubber in the vulcanized rubber composition)).
[11] The vulcanized rubber composition according to [10], wherein the butadiene rubber is a butadiene rubber having a cis 1,4 bond content of 90% or more, preferably 95% or more.
[12] 25 to 120 parts by mass of filler, preferably 30 to 70 parts by mass, and 15 to 80 parts by mass of softener, preferably 20 to 100 parts by mass of the rubber component containing modified natural rubber and butadiene rubber. The vulcanized rubber composition according to the above [10] or [11], which contains ˜70 parts by mass, and the filler contains 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more of silica with respect to the total amount of filler,
[13] The vulcanized rubber composition according to any one of the above [10] to [12], wherein a phosphorus content in the rubber of the modified natural rubber is 200 ppm or less, preferably 150 ppm or less,
[14] The vulcanized rubber according to any one of [10] to [13], wherein the nitrogen content of the modified natural rubber is 0.15% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less. Composition,
[15] The modified natural rubber has a pH of less than 2 mm square on each side, soaked in distilled water, extracted at 90 ° C. for 15 minutes while being irradiated with microwaves, and soaked. The vulcanized rubber composition according to any one of the above [10] to [14], wherein water is a value measured using a pH meter,
[16] The heat-resistant aging index (formula 3) after heat treatment at 80 ° C. for 18 hours of the modified natural rubber is 75 to 120%, preferably 40 to 75%, more preferably 50 to 70%, still more preferably. The vulcanized rubber composition according to any one of [10] to [15], which is 55 to 65%,
Heat aging index = Mooney viscosity after heat treatment / Mooney viscosity before heat treatment × 100 (Formula 3)
And [17] A studless tire having a tread composed of the vulcanized rubber composition according to any one of [10] to [16].

本発明によれば、改質天然ゴムおよびブタジエンゴムをそれぞれシリカを含むマスターバッチ化してから混練りすることにより、得られる加硫ゴム組成物の氷上性能および耐摩耗性能をバランス良く改善することができる。また、この加硫ゴム組成物をトレッドなどのタイヤ部材に使用することにより、これらの性能に優れたスタッドレスタイヤを提供することができる。   According to the present invention, the modified natural rubber and butadiene rubber are each masterbatch containing silica and then kneaded, whereby the on-ice performance and the wear resistance performance of the resulting vulcanized rubber composition can be improved in a balanced manner. it can. Further, by using this vulcanized rubber composition for a tire member such as a tread, a studless tire excellent in these performances can be provided.

シリカの分散が良好な加硫ゴム組成物(a)およびシリカが偏在している加硫ゴム組成物(b)の断面のSEM写真を示す図である。It is a figure which shows the SEM photograph of the cross section of the vulcanized rubber composition (a) with favorable dispersion | distribution of a silica, and the vulcanized rubber composition (b) in which the silica is unevenly distributed.

本発明では、ゴム中の非ゴム成分などを除去して高純度化するとともに、pHを2〜7に調整した改質天然ゴムを用いることにより、従来の天然ゴムに比べて、スタッドレスタイヤ物性発現に有用であるBRとのブレンドを用いた系で、良好なゴム物性を発現するためのモルホロジーコントロールおよびシリカ分配の技術が向上し、結果として氷上性能、耐摩耗性能のバランスを著しく改善できるゴム組成物が得られることを見出した。   In the present invention, the non-rubber component in the rubber is removed to achieve high purity, and by using the modified natural rubber whose pH is adjusted to 2 to 7, the physical properties of the studless tire are expressed as compared with the conventional natural rubber. A rubber composition that uses a blend with BR, which is useful for rubber, and has improved morphology control and silica distribution technology to develop good rubber properties, resulting in a marked improvement in the balance between on-ice performance and anti-wear performance. It was found that a product was obtained.

本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物の製造方法は、(a)ブタジエンゴム(BR)およびシリカを含むマスターバッチ(BRマスターバッチ)を作製する工程、(b)所定の改質天然ゴム(改質NR)およびシリカを含むマスターバッチ(改質NRマスターバッチ)を作製する工程、(c)(a)で得られたBRマスターバッチと(b)で得られた改質NRマスターバッチとを混練りする工程、および(d)(c)で得られた混練物を加硫する工程を含み、得られる加硫ゴム組成物が、所定の性質を有するものである。このように改質NRを用い、各ゴム成分とシリカとを別々に混練りしたマスターバッチを用意して混練りすることにより、天然ゴムに偏在しやすいシリカを、ブタジエンゴムにも偏在させることができ、BR相中のシリカの存在率α、およびブタジエンゴムの割合βを所定の範囲内とする加硫ゴム組成物を容易に作製することができる。これにより、改質NRの優れた耐摩耗性能を損なうことなく、シリカによる氷上性能の改善を行うことができ、これらの性能がバランス良く得られる。   The method for producing a vulcanized rubber composition according to one embodiment of the present invention includes: (a) a step of producing a master batch (BR master batch) containing butadiene rubber (BR) and silica; and (b) a predetermined modified natural product. A step of producing a masterbatch (modified NR masterbatch) containing rubber (modified NR) and silica, (c) BR masterbatch obtained in (a) and modified NR masterbatch obtained in (b) And the step of vulcanizing the kneaded product obtained in (d) and (c), and the resulting vulcanized rubber composition has predetermined properties. Thus, by using a modified NR and preparing and kneading a master batch in which each rubber component and silica are separately kneaded, silica that is likely to be unevenly distributed in natural rubber can be unevenly distributed in butadiene rubber. In addition, a vulcanized rubber composition having the abundance ratio α of silica in the BR phase and the ratio β of butadiene rubber within a predetermined range can be easily produced. Thereby, the performance on ice can be improved by silica without impairing the excellent wear resistance performance of the modified NR, and these performances can be obtained in a well-balanced manner.

加硫ゴム組成物におけるゴム成分中のシリカの分散状態は、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察することができる。例えば、シリカの分散が良好な例では、図1の(a)にみられるように、ブタジエンゴムを含む相(BR相)1が海相を形成し、イソプレン系ゴム(天然ゴム)を含む相(IR相)2が島相を形成しており、シリカ3はBR相1およびIR相2の両方に分散している。一方、シリカが片方の相に偏在している例では、図1の(b)にみられるように、図1の(a)と同様、BR相1が海相を形成し、IR相2が島相を形成しているが、シリカ3はIR相2に偏在しており、両相に分散していない。   The dispersion state of silica in the rubber component in the vulcanized rubber composition can be observed with a scanning electron microscope (SEM). For example, in an example in which the dispersion of silica is good, as shown in FIG. 1A, a phase containing butadiene rubber (BR phase) 1 forms a sea phase and a phase containing isoprene-based rubber (natural rubber). (IR phase) 2 forms an island phase, and silica 3 is dispersed in both BR phase 1 and IR phase 2. On the other hand, in the example where the silica is unevenly distributed in one phase, as seen in FIG. 1B, the BR phase 1 forms the sea phase and the IR phase 2 becomes the same as in FIG. Although an island phase is formed, silica 3 is unevenly distributed in IR phase 2 and is not dispersed in both phases.

(a)BRマスターバッチを作製する工程(X1練り工程)
BRマスターバッチの作製方法は、特に限定されるものではないが、BRおよびシリカを混練りすることにより作製することができる。混練方法としては、特に限定されず、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される混練機を使用することができる。また、例えば、BRラテックスとシリカ水分散体を混合して得るウェットマスターバッチとして作製することもできる。
(A) Process for producing a BR master batch (X1 kneading process)
The production method of the BR master batch is not particularly limited, but can be produced by kneading BR and silica. The kneading method is not particularly limited, and a kneader used in a general rubber industry such as a Banbury mixer and an open roll can be used. For example, it can also be produced as a wet masterbatch obtained by mixing BR latex and silica water dispersion.

X1練り工程における混練温度は、80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、140℃以上がさらに好ましい。混練温度を80℃以上にすることで、シランカップリング剤とシリカの反応を十分に進ませ、シリカを良好に分散させることができ、雪氷上性能と耐摩耗性能をバランス良く改善させやすくなる。また、X1練り工程における混練温度は、200℃以下が好ましく、190℃以下がより好ましく、180℃以下がさらに好ましい。混練温度を200℃以下にすることで、ムーニー粘度の上昇を抑え、加工性を良好にすることができる傾向がある。また、排出温度は、130〜160℃を採用することができる。   The kneading temperature in the X1 kneading step is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and further preferably 140 ° C. or higher. By setting the kneading temperature to 80 ° C. or higher, the reaction between the silane coupling agent and silica can be sufficiently promoted to disperse the silica well, and the performance on snow and ice and the wear resistance can be easily improved in a balanced manner. The kneading temperature in the X1 kneading step is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower, and further preferably 180 ° C. or lower. By setting the kneading temperature to 200 ° C. or less, there is a tendency that an increase in Mooney viscosity can be suppressed and processability can be improved. Moreover, 130-160 degreeC is employable as discharge temperature.

X1練り工程の混練時間は、特に限定されるものではないが、通常30秒以上であり、1〜30分間が好ましく、3〜6分間がより好ましい。   The kneading time in the X1 kneading step is not particularly limited, but is usually 30 seconds or longer, preferably 1 to 30 minutes, more preferably 3 to 6 minutes.

BRとしては特に限定されず、例えば、シス1,4結合含有率が50%未満のBR(ローシスBR)、シス1,4結合含有率が90%以上のBR(ハイシスBR)、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム(希土類系BR)、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)、変性BR(ハイシス変性BR、ローシス変性BR)などを使用できる。なかでも、ハイシスBR、ローシスBRおよびローシス変性BRからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、ハイシスBRを用いることがより好ましい。   The BR is not particularly limited. For example, BR having a cis 1,4 bond content of less than 50% (low cis BR), BR having a cis 1,4 bond content of 90% or more, and a rare earth element-based catalyst. Rare earth-based butadiene rubber (rare earth-based BR), BR containing a syndiotactic polybutadiene crystal (SPB-containing BR), modified BR (high cis-modified BR, low cis-modified BR) and the like can be used. Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of high cis BR, low cis BR, and low cis modified BR, and it is more preferable to use high cis BR.

ハイシスBRとしては、例えば、JSR(株)製のBR730、BR51、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B、BR710などが挙げられる。ハイシスBRのなかでも、シス1,4−結合含有率が95%以上のものがさらに好ましい。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。ハイシスBRを含有することで低温特性および耐摩耗性を向上させることができる。ローシスBRとしては、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1250などが挙げられる。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 high-sis BR include BR730 and BR51 manufactured by JSR Corporation, BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., BR130B manufactured by Ube Industries, Ltd., BR150B, and BR710. Among the high cis BRs, those having a cis 1,4-bond content of 95% or more are more preferable. These may be used alone or in combination of two or more. By containing the high cis BR, low temperature characteristics and wear resistance can be improved. Examples of ROSIS BR include BR1250 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. These may be used alone or in combination of two or more.

X1練り工程におけるシリカの配合量は、BR100質量部に対して、40質量部以上が好ましく、50質量部以上がより好ましい。シリカの配合量を40質量部以上とすることで、シリカを分散した効果を十分に得られる傾向がある。また、X1練り工程におけるシリカの配合量は、BR100質量部に対して、100質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましい。シリカの配合量を100質量部以下とすることで、シリカの分散が容易になり、加工性を良好にすることができる。   40 mass parts or more are preferable with respect to 100 mass parts of BR, and, as for the compounding quantity of the silica in a X1 kneading process, 50 mass parts or more are more preferable. There exists a tendency for the effect which disperse | distributed the silica to fully be acquired by the compounding quantity of a silica being 40 mass parts or more. Moreover, the compounding quantity of the silica in the X1 kneading process is preferably 100 parts by mass or less, and more preferably 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of BR. By making the compounding quantity of silica 100 mass parts or less, the dispersion of silica becomes easy and the processability can be improved.

シリカは、特に限定されるものではなく、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水ケイ酸)や、湿式法により調製されたシリカ(含水ケイ酸)など、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。   Silica is not particularly limited and, for example, silica (anhydrous silicic acid) prepared by a dry method or silica (hydrous silicic acid) prepared by a wet method is used in the tire industry. can do.

シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、70m2/g以上が好ましく、140m2/g以上がより好ましい。シリカのN2SAを70m2/g以上とすることにより、十分な補強性が得られ、破壊強度、耐摩耗性能を良好なものとすることができる。また、シリカのN2SAは、220m2/g以下が好ましく、200m2/g以下がより好ましい。シリカのN2SAを220m2/g以下とすることにより、シリカの分散が容易になり、加工性を良好にすることができる。ここで、本明細書におけるシリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 70 m 2 / g or more, and more preferably 140 m 2 / g or more. By making the N 2 SA of silica 70 m 2 / g or more, sufficient reinforcement can be obtained, and the fracture strength and wear resistance can be improved. Further, N 2 SA of silica is preferably 220 m 2 / g or less, and more preferably 200 m 2 / g or less. By making the N 2 SA of the silica 220 m 2 / g or less, the silica can be easily dispersed and the processability can be improved. Here, N 2 SA of silica in the present specification is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.

X1練り工程には、シリカとともにシランカップリング剤を混練りすることが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されるものではないが、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を併用することができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(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−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、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系;などが挙げられる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、シリカとの反応性が良好であるという点から、スルフィド系が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドが特に好ましい。   In the X1 kneading step, it is preferable to knead a silane coupling agent together with silica. Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, In rubber industry, the arbitrary silane coupling agents conventionally used together with a silica can be used together, for example, bis (3-triethoxysilylpropyl). ) Tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide Sulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl Tetrasul 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-trimethoxysilylethyl-N, N-dimethylthio Sulfides such as carbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltrie Mercapto type such as xyloxysilane; vinyl type such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane; 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, Amino compounds such as 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane; γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ -Glycidoxy type such as glycidoxypropylmethyldimethoxysilane; Nitro type such as 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltriethoxysilane; 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysila , 2-chloroethyl trimethoxysilane, chloro system such as 2-chloroethyl triethoxy silane; and the like. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of good reactivity with silica, a sulfide system is preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide is particularly preferable.

シランカップリング剤を含有する場合のシリカ100質量部に対する含有量は、3質量部以上が好ましく、6質量部以上がより好ましい。シランカップリング剤の含有量を3質量部以上とすることにより、破壊強度を良好なものとすることができる。また、シランカップリング剤のシリカ100質量部に対する含有量は、12質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。シランカップリング剤の含有量を12質量部以下とすることにより、コストの増加に見合った効果を得ることができる。   In the case of containing a silane coupling agent, the content with respect to 100 parts by mass of silica is preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 6 parts by mass or more. By setting the content of the silane coupling agent to 3 parts by mass or more, the fracture strength can be improved. Moreover, 12 mass parts or less are preferable and, as for content with respect to 100 mass parts of silica of a silane coupling agent, 10 mass parts or less are more preferable. By setting the content of the silane coupling agent to 12 parts by mass or less, an effect commensurate with the increase in cost can be obtained.

(b)改質NRマスターバッチを作製する工程(X2練り工程)
改質NRマスターバッチは、改質NRおよびシリカを混練りすることにより作製することができる。混練方法や混練の条件は、上記X1練り工程と同様である。また、X1練り工程と同様、改質NRラテックスとシリカ水分散体を混合して得るウェットマスターバッチとして作製することもできる。
(B) Step of producing a modified NR master batch (X2 kneading step)
The modified NR master batch can be produced by kneading the modified NR and silica. The kneading method and kneading conditions are the same as in the X1 kneading step. Moreover, it can also produce as a wet masterbatch obtained by mixing modified NR latex and a silica water dispersion similarly to a X1 kneading | mixing process.

本発明において使用する改質NRは、天然ゴムの非ゴム成分を除去した後、酸性化合物で処理して得られ、かつpHが2〜7に調整されたものである。天然ゴム中のタンパク質リン脂質などの非ゴム成分を除去して高純度化するとともに、ゴムのpHを適切な値にコントロールした改質天然ゴムであるため、低燃費性や、加工性が改善される一方、シリカとの親和性が低下する。したがって、改質NR側へのシリカなどの充填剤の偏在が改善され、ブタジエンゴム側へのシリカなどの充填剤の分配性が向上する。その結果、シリカなどの充填剤の分散性向上が実現し、耐摩耗性と、スタッドレスタイヤに求められる氷上性能とのバランスが向上する。また、改質NRは、高純度化の過程における非ゴム成分の除去やゴムが塩基性または強酸性となることで、ゴムの劣化が進行しやすくなるが、ゴムのpHを所定範囲に調整することで、保存中の分子量の低下が抑制されるため、良好な耐熱老化性が得られる。その結果、混練工程でのゴム物性の低下防止、シリカなどの充填剤のゴム成分全体への分散向上が実現し、低燃費性と、スタッドレスタイヤに求められる氷上性能とのバランスも向上する。   The modified NR used in the present invention is obtained by removing a non-rubber component of natural rubber and then treating with an acidic compound, and the pH is adjusted to 2-7. Non-rubber components such as protein phospholipids in natural rubber are removed to make it highly purified, and because it is a modified natural rubber that controls the pH of the rubber to an appropriate value, fuel efficiency and processability are improved. On the other hand, the affinity with silica decreases. Therefore, uneven distribution of the filler such as silica on the modified NR side is improved, and the partitioning property of the filler such as silica on the butadiene rubber side is improved. As a result, the dispersibility of fillers such as silica is improved, and the balance between wear resistance and performance on ice required for studless tires is improved. Further, the modified NR tends to cause deterioration of the rubber by removing non-rubber components in the process of high purity and making the rubber basic or strongly acidic, but adjusts the pH of the rubber to a predetermined range. As a result, a decrease in molecular weight during storage is suppressed, so that good heat aging resistance can be obtained. As a result, the physical properties of rubber during the kneading process can be prevented from being lowered, and the dispersion of fillers such as silica can be improved throughout the rubber component, and the balance between low fuel consumption and performance on ice required for studless tires can be improved.

改質NRとしては、天然ゴムの非ゴム成分を除去した後、酸性化合物で処理して得られ、かつpHが2〜7に調整されたものであれば、特に限定されず、具体的には(1)ケン化天然ゴムラテックスを洗浄し、さらに酸性化合物で処理して得られ、pHが2〜7である改質天然ゴム、(2)脱蛋白天然ゴムラテックスを洗浄し、さらに酸性化合物で処理して得られ、pHが2〜7である改質天然ゴムなどが挙げられる。   The modified NR is not particularly limited as long as it is obtained by removing a non-rubber component of natural rubber and then treating with an acidic compound and the pH is adjusted to 2 to 7. Specifically, (1) A saponified natural rubber latex is washed and further treated with an acidic compound to obtain a modified natural rubber having a pH of 2 to 7, and (2) a deproteinized natural rubber latex is washed with an acidic compound. Examples thereof include modified natural rubber obtained by treatment and having a pH of 2-7.

このように、改質天然ゴムは、ケン化天然ゴムラテックスや脱蛋白天然ゴムラテックスを、蒸留水などで水洗し、さらに酸性化合物で処理する製法などにより調製することができるが、水洗に用いた蒸留水のpHに比べて、酸性化合物の処理により酸性側にシフトさせ、pHの値を下げることが重要である。通常、蒸留水のpHが7.00ということはなく、5〜6程度であるが、この場合は、酸性化合物の処理により、pHの値を5〜6よりも酸性側に低下させることが重要となる。具体的には、水洗に用いる水のpH値より、酸性化合物の処理でpHを0.2〜2程度低下させることが好ましい。   As described above, the modified natural rubber can be prepared by a method of washing a saponified natural rubber latex or a deproteinized natural rubber latex with distilled water or the like, and further treating with an acidic compound. Compared to the pH of distilled water, it is important to shift to the acidic side by treatment with an acidic compound to lower the pH value. Usually, the pH of distilled water is not 7.00 and is about 5 to 6, but in this case, it is important to lower the pH value to the acidic side from 5 to 6 by treatment with an acidic compound. It becomes. Specifically, it is preferable to lower the pH by about 0.2 to 2 by treatment with an acidic compound than the pH value of water used for washing.

改質天然ゴムのpHは2以上であり、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。また、改質天然ゴムのpHは、7以下であり、6以下がより好ましい。改質天然ゴムのpHを2〜7に調整することより、耐熱老化性の低下が防止され、低燃費性、耐熱老化性および加工性の性能バランスを顕著に改善できる。なお、改質天然ゴムのpHは、ゴムを各辺2mm角以内の大きさに切って蒸留水に浸漬し、マイクロ波を照射しながら90℃で15分間抽出し、浸漬水をpHメーターを用いて測定された値であり、具体的には後述の実施例に記載の方法で測定することができる。ここで、抽出については、超音波洗浄器などで1時間抽出してもゴム内部から完全に水溶性成分を抽出することはできないため、正確に内部のpHを知ることはできないが、本手法で抽出することにより、ゴムの実体を知ることが可能となる。   The pH of the modified natural rubber is 2 or more, preferably 3 or more, and more preferably 4 or more. The modified natural rubber has a pH of 7 or less, more preferably 6 or less. By adjusting the pH of the modified natural rubber to 2 to 7, deterioration in heat aging resistance is prevented, and the performance balance of low fuel consumption, heat aging resistance and processability can be remarkably improved. The pH of the modified natural rubber is cut into a size of 2 mm square or less on each side, soaked in distilled water, extracted at 90 ° C. for 15 minutes while irradiating with microwaves, and the soaked water was measured using a pH meter. Specifically, it can be measured by the method described in Examples described later. Here, regarding extraction, even if it is extracted for 1 hour with an ultrasonic cleaner or the like, the water-soluble component cannot be completely extracted from the inside of the rubber, so the internal pH cannot be accurately determined. By extracting, it becomes possible to know the substance of the rubber.

改質天然ゴムは、前記(1)または(2)など、各種方法により高純度化したものであり、例えば、改質天然ゴム中のリン含有量は、200ppm以下が好ましく、150ppm以下がより好ましい。改質天然ゴム中のリン含有量が200ppm以下であれば、貯蔵中にムーニー粘度が上昇して加工性が悪くなるおそれがなく、tanδの上昇を抑え、低燃費性を改善できる傾向がある。なお、リン含有量は、ICP発光分析など、従来の方法で測定できる。リンは、天然ゴムに含まれるリン脂質に由来するものと考えられる。   The modified natural rubber is purified by various methods such as (1) or (2). For example, the phosphorus content in the modified natural rubber is preferably 200 ppm or less, more preferably 150 ppm or less. . If the phosphorus content in the modified natural rubber is 200 ppm or less, there is no risk that the Mooney viscosity will increase during storage and the processability will deteriorate, and there is a tendency that the increase in tan δ can be suppressed and fuel efficiency can be improved. The phosphorus content can be measured by a conventional method such as ICP emission analysis. Phosphorus is considered to be derived from phospholipids contained in natural rubber.

改質天然ゴムは、人工の老化防止剤を含んでいる場合、アセトン中に室温(25℃)下で48時間浸漬した後の窒素含有量が0.15質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。窒素含有量が0.15質量%以下であれば、貯蔵中にムーニー粘度が上昇して加工性が悪くなるおそれがなく、低燃費性の改善効果が十分に得られる傾向がある。高純度化した天然ゴムは、天然ゴムが元々有しているといわれる天然の老化防止剤成分が除去されているため、長期の保存で劣化するおそれがある。そのため、人工の老化防止剤が添加されることがある。このため、その場合の窒素含有量は、上述の通りアセトン抽出によりゴム中の人工の老化防止剤を除去した後の測定値である。窒素含有量は、ケルダール法、微量窒素量計など、従来の方法で測定できる。窒素は、タンパク質やアミノ酸に由来するものである。   When the modified natural rubber contains an artificial anti-aging agent, the nitrogen content after being immersed in acetone at room temperature (25 ° C.) for 48 hours is preferably 0.15% by mass or less. More preferably, it is 1% by mass or less. If the nitrogen content is 0.15% by mass or less, there is no possibility that the Mooney viscosity will increase during storage and the processability will be deteriorated, and the effect of improving fuel economy tends to be sufficiently obtained. The highly purified natural rubber has a risk of deterioration due to long-term storage because the natural anti-aging component, which is said to be inherent to the natural rubber, has been removed. Therefore, an artificial anti-aging agent may be added. For this reason, the nitrogen content in that case is a measurement value after removing the artificial anti-aging agent in rubber | gum by acetone extraction as above-mentioned. The nitrogen content can be measured by a conventional method such as Kjeldahl method or trace nitrogen meter. Nitrogen is derived from proteins and amino acids.

改質天然ゴムは、JIS K 6300:2001−1に準拠して測定したムーニー粘度ML1+4(130℃)が75以下であることが好ましく、40〜75がより好ましく、50〜70がさらに好ましく、55〜65が最も好ましい。ムーニー粘度が75以下であることにより、ゴム混練前に通常必要な素練りが不要となる。したがって、素練りする工程を経ずに作製された改質天然ゴムをゴム組成物の配合材料として好適に使用することができる。一方、ムーニー粘度が75を超えると、使用前に素練りが必要となり、設備の専有、電機や熱エネルギーロスなどが発生する傾向がある。 The modified natural rubber preferably has a Mooney viscosity ML 1 + 4 (130 ° C.) measured in accordance with JIS K 6300: 2001-1 of 75 or less, more preferably 40 to 75, and even more preferably 50 to 70. Preferably, 55 to 65 is most preferable. When the Mooney viscosity is 75 or less, the kneading which is usually necessary before kneading the rubber becomes unnecessary. Therefore, the modified natural rubber produced without going through the mastication step can be suitably used as a compounding material for the rubber composition. On the other hand, if the Mooney viscosity exceeds 75, mastication is required before use, and there is a tendency for exclusive use of equipment, loss of electric energy, thermal energy, and the like.

改質天然ゴムは、上記ムーニー粘度ML1+4(130℃)について、下記式で表される耐熱老化性指数が75〜120%のゴムであることが好ましい。
耐熱老化性指数(%)=80℃で18時間熱処理した後のムーニー粘度/熱処理前のムーニー粘度×100 (式3)
The modified natural rubber is preferably a rubber having a Mooney viscosity ML 1 + 4 (130 ° C.) having a heat aging resistance index represented by the following formula of 75 to 120%.
Heat aging index (%) = Mooney viscosity after heat treatment at 80 ° C. for 18 hours / Mooney viscosity before heat treatment × 100 (Formula 3)

上記式3で示される耐熱老化性指数は、80〜115%がより好ましく、85〜110%がさらに好ましい。ゴムの耐熱老化性の評価として種々の方法が報告されているが、このムーニー粘度ML1+4(130℃)の80℃で18時間熱処理した前後の変化率で評価する方法を用いることで、タイヤ製造時やタイヤ使用時などの耐熱老化性を正確に評価できる。ここで、耐熱老化性指数が75〜120%の範囲内であれば、優れた耐熱老化性が得られ、また低燃費性、耐熱老化性の性能バランスを顕著に改善することができる。 The heat aging index represented by the above formula 3 is more preferably 80 to 115%, further preferably 85 to 110%. Various methods have been reported for evaluating the heat aging resistance of rubber. By using the method of evaluating the Mooney viscosity ML 1 + 4 (130 ° C.) by the rate of change before and after heat treatment at 80 ° C. for 18 hours, It is possible to accurately evaluate the heat aging resistance at the time of tire manufacture or tire use. Here, if the heat aging index is in the range of 75 to 120%, excellent heat aging resistance can be obtained, and the performance balance of low fuel consumption and heat aging resistance can be remarkably improved.

上記(1)または(2)などの高純度化され、かつpHが2〜7に調整された改質天然ゴムは、(製法1)天然ゴムラテックスをケン化処理する工程1−1と、ケン化天然ゴムラテックスを洗浄する工程1−2と、酸性化合物で処理する工程1−3とを含む製造方法、(製法2)天然ゴムラテックスを脱蛋白処理する工程2−1と、脱蛋白天然ゴムラテックスを洗浄する工程2−2と、酸性化合物で処理する工程2−3とを含む製造方法などにより調製することができる。   The modified natural rubber having a high purity such as (1) or (2) and having a pH adjusted to 2 to 7 comprises: (Production method 1) Step 1-1 of saponifying natural rubber latex; A production method comprising a step 1-2 for washing the natural rubber latex and a step 1-3 for treating with the acidic compound, (Production method 2) a step 2-1 for deproteinizing the natural rubber latex, and a deproteinized natural rubber It can be prepared by a production method including the step 2-2 for washing the latex and the step 2-3 for treating with the acidic compound.

[製法1]
(工程1−1)
工程1−1では、天然ゴムラテックスをケン化処理する。これにより、ゴム中のリン脂質やタンパク質が分解され、非ゴム成分が低減されたケン化天然ゴムラテックスが調製される。
[Production method 1]
(Step 1-1)
In step 1-1, natural rubber latex is saponified. Thereby, saponified natural rubber latex in which phospholipids and proteins in the rubber are decomposed and non-rubber components are reduced is prepared.

天然ゴムラテックスは、へベア樹などの天然ゴムの樹木の樹液として採取され、ゴム分のほか水、タンパク質、脂質、無機塩類などを含み、ゴム中のゲル分は種々の不純物の複合的な存在に基づくものと考えられている。本発明では、天然ゴムラテックスとしてへベア樹をタッピングして出てくる生ラテックス(フィールドラテックス)、あるいは遠心分離法やクリーミング法によって濃縮した濃縮ラテックス(精製ラテックス、常法によりアンモニアを添加したハイアンモニアラテックス、亜鉛華とTMTDとアンモニアによって安定化させたLATZラテックスなど)を使用することができる。   Natural rubber latex is collected as the sap of natural rubber trees such as Hevea, and contains rubber, water, proteins, lipids, inorganic salts, etc., and the gel content in rubber is a complex presence of various impurities. It is considered to be based on. In the present invention, raw latex (field latex) produced by tapping hevea tree as natural rubber latex, or concentrated latex concentrated by centrifugal separation or creaming (refined latex, high ammonia to which ammonia is added by a conventional method) Latex, zinc oxide, TMTD and ammonia stabilized LATZ latex, etc.) can be used.

ケン化処理の方法としては、例えば、特開2010−138359号公報および特開2010−17469号公報などに記載された公知の方法を好適に用いることができ、具体的にはつぎの方法などで実施することができる。   As a method for the saponification treatment, for example, known methods described in JP 2010-138359 A and JP 2010-17469 A can be suitably used, and specifically, the following method is used. can do.

ケン化処理は、天然ゴムラテックスに、アルカリと、必要に応じて界面活性剤を添加して、所定温度で一定時間静置することで実施でき、必要に応じて撹拌などを行ってもよい。   The saponification treatment can be carried out by adding an alkali and, if necessary, a surfactant to natural rubber latex and allowing it to stand at a predetermined temperature for a certain period of time. Stirring may be performed as necessary.

ケン化処理に用いるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが好ましいが、これらに限定されるものではない。界面活性剤としては特に限定されず、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩などの公知のアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられるが、ゴムを凝固させず良好にケン化できるという点から、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤が好適である。ケン化処理において、アルカリおよび界面活性剤の添加量、ケン化処理の温度および時間は、適宜設定すればよい。   The alkali used for the saponification treatment is preferably sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like, but is not limited thereto. The surfactant is not particularly limited, and examples include known anionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants. Anionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether sulfates are preferred because they can be saponified. In the saponification treatment, the addition amount of alkali and surfactant, the temperature and time of the saponification treatment may be appropriately set.

(工程1−2)
工程1−2では、上述の工程1−1で得られたケン化天然ゴムラテックスを洗浄する。この洗浄により、タンパク質などの非ゴム成分を除去する。
(Step 1-2)
In step 1-2, the saponified natural rubber latex obtained in step 1-1 is washed. This washing removes non-rubber components such as proteins.

工程1−2は、例えば、上述の工程1−1で得られたケン化天然ゴムラテックスを凝集させて凝集ゴムを作製したのち、得られた凝集ゴムを塩基性化合物で処理し、さらに洗浄することにより実施することができる。具体的には、凝集ゴムの作製後に、水で希釈して水溶性成分を水層に移して、水を除去することで非ゴム成分を除去でき、さらに凝集後に塩基性化合物で処理することで凝集時にゴム内に閉じ込められた非ゴム成分を再溶解させることができる。これにより、凝集ゴム中に強く付着したタンパク質などの非ゴム成分を除去することができる。   In Step 1-2, for example, the saponified natural rubber latex obtained in Step 1-1 described above is agglomerated to produce an agglomerated rubber, and then the obtained agglomerated rubber is treated with a basic compound and further washed. Can be implemented. Specifically, after production of the agglomerated rubber, it is possible to remove the non-rubber component by diluting with water and transferring the water-soluble component to the aqueous layer and removing the water, and further treating with a basic compound after agglomeration. Non-rubber components confined in the rubber during agglomeration can be redissolved. Thereby, non-rubber components such as proteins strongly adhered to the agglomerated rubber can be removed.

凝集方法としては、ギ酸、酢酸、硫酸などの酸を添加してpHを調整し、必要に応じてさらに高分子凝集剤を添加する方法などが挙げられる。これにより、大きな凝集塊ではなく、直径数mm〜1mm以下から20mm程度の粒状ゴムが形成され、塩基性化合物処理により、タンパク質などが十分に除去される。上記pHの調整は、3.0〜5.0の範囲でなされることが好ましく、3.5〜4.5の範囲でなされることがより好ましい。   Examples of the aggregating method include a method of adjusting the pH by adding an acid such as formic acid, acetic acid and sulfuric acid, and further adding a polymer flocculant as necessary. Thereby, not a large aggregate but a granular rubber having a diameter of several mm to 1 mm or less to about 20 mm is formed, and proteins and the like are sufficiently removed by the basic compound treatment. The pH is preferably adjusted in the range of 3.0 to 5.0, and more preferably in the range of 3.5 to 4.5.

高分子凝集剤としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル4級塩の重合体などのカチオン性高分子凝集剤、アクリル酸塩の重合体などのアニオン性高分子凝集剤、アクリルアミド重合体などのノニオン性高分子凝集剤、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル4級塩−アクリル酸塩の共重合体などの両性高分子凝集剤などが挙げられる。高分子凝集剤の添加量は、適宜選択することができる。   Examples of polymer flocculants include cationic polymer flocculants such as dimethyl quaternary salt polymer of dimethylaminoethyl (meth) acrylate, anionic polymer flocculants such as acrylate polymer, and acrylamide polymer. Nonionic polymer flocculants such as, and amphoteric polymer flocculants such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate methyl chloride quaternary salt-acrylate copolymer. The addition amount of the polymer flocculant can be appropriately selected.

ついで、得られた凝集ゴムに対して、塩基性化合物による処理が施される。ここで、塩基性化合物としては特に限定されるものではないが、タンパク質などの除去性能の点から、塩基性無機化合物が好適である。   Subsequently, the obtained agglomerated rubber is treated with a basic compound. Here, although it does not specifically limit as a basic compound, A basic inorganic compound is suitable from the point of removal performance, such as protein.

塩基性無機化合物としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物などの金属水酸化物;アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩などの金属炭酸塩;アルカリ金属炭酸水素塩などの金属炭酸水素塩;アルカリ金属リン酸塩などの金属リン酸塩;アルカリ金属酢酸塩などの金属酢酸塩;アルカリ金属水素化物などの金属水素化物;アンモニアなどが挙げられる。   Examples of basic inorganic compounds include metal hydroxides such as alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides; metal carbonates such as alkali metal carbonates and alkaline earth metal carbonates; alkali metal hydrogen carbonates and the like Metal phosphates such as alkali metal phosphates; metal acetates such as alkali metal acetates; metal hydrides such as alkali metal hydrides; ammonia and the like.

アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。アルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどが挙げられる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。アルカリ土類金属炭酸塩としては、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどが挙げられる。アルカリ金属炭酸水素塩としては、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。アルカリ金属リン酸塩としては、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムなどが挙げられる。アルカリ金属酢酸塩としては、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどが挙げられる。アルカリ金属水素化物としては、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどが挙げられる。これらのなかでも、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属炭酸水素塩、金属リン酸塩、アンモニアが好ましく、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アンモニアがより好ましく、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムがさらに好ましい。これらの塩基性化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the alkaline earth metal hydroxide include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide. Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate. Examples of the alkaline earth metal carbonate include magnesium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate and the like. Examples of the alkali metal hydrogen carbonate include lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. Examples of the alkali metal phosphate include sodium phosphate and sodium hydrogen phosphate. Examples of the alkali metal acetate include sodium acetate and potassium acetate. Examples of the alkali metal hydride include sodium hydride and potassium hydride. Among these, metal hydroxide, metal carbonate, metal bicarbonate, metal phosphate, and ammonia are preferable, alkali metal carbonate, alkali metal bicarbonate, and ammonia are more preferable, sodium carbonate, sodium bicarbonate. Is more preferable. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

凝集ゴムを塩基性化合物で処理する方法は、凝集ゴムを塩基性化合物に接触させる方法であれば特に限定されず、例えば、凝集ゴムを塩基性化合物の水溶液に浸漬する方法、凝集ゴムに塩基性化合物の水溶液を噴霧する方法などが挙げられる。塩基性化合物の水溶液は、各塩基性化合物を水で希釈、溶解することで調製できる。   The method of treating the agglomerated rubber with the basic compound is not particularly limited as long as the agglomerated rubber is brought into contact with the basic compound. For example, the method of immersing the agglomerated rubber in an aqueous solution of the basic compound, The method of spraying the aqueous solution of a compound is mentioned. An aqueous solution of a basic compound can be prepared by diluting and dissolving each basic compound with water.

上記塩基性化合物の水溶液100質量%中の塩基性化合物の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましい。塩基性化合物の含有量が0.1質量%以上であれば、タンパク質を十分に除去できる傾向がある。塩基性化合物の水溶液100質量%中の塩基性化合物の含有量は、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。塩基性化合物の含有量が10質量%以下であれば、使用する塩基性化合物の量の増加に対するタンパク質分解量の増加が見込め、効率が良い傾向がある。この塩基性化合物の水溶液のpHは、9〜13が好ましく、処理効率の点から10〜12がより好ましい。   The content of the basic compound in 100% by mass of the aqueous solution of the basic compound is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.3% by mass or more. If the content of the basic compound is 0.1% by mass or more, the protein tends to be sufficiently removed. 10 mass% or less is preferable and, as for content of the basic compound in 100 mass% of aqueous solution of a basic compound, 5 mass% or less is more preferable. If the content of the basic compound is 10% by mass or less, an increase in the amount of proteolysis with respect to an increase in the amount of the basic compound used can be expected, and the efficiency tends to be good. 9-13 are preferable and, as for pH of the aqueous solution of this basic compound, 10-12 are more preferable from the point of processing efficiency.

凝集ゴムを塩基性化合物で処理する際の処理温度は適宜選択すればよいが、10〜50℃が好ましく、15〜35℃がより好ましい。また、処理時間は、通常、1分以上であり、10分以上が好ましく、30分以上がより好ましい。1分以上であれば、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。処理時間の上限に制限はないが、生産性の点から、48時間以下が好ましく、24時間以下がより好ましく、16時間以下がさらに好ましい。   The treatment temperature for treating the agglomerated rubber with a basic compound may be appropriately selected, but is preferably 10 to 50 ° C, more preferably 15 to 35 ° C. Moreover, processing time is 1 minute or more normally, 10 minutes or more are preferable and 30 minutes or more are more preferable. If it is 1 minute or more, there exists a tendency for the effect of this invention to be acquired favorably. Although there is no restriction | limiting in the upper limit of processing time, from the point of productivity, 48 hours or less are preferable, 24 hours or less are more preferable, and 16 hours or less are further more preferable.

塩基性化合物による処理後、洗浄処理が行われる。この洗浄処理により、タンパク質などの非ゴム成分を除去することができる。洗浄方法としては、例えば、ゴム分を水で希釈して洗浄後、遠心分離する方法、静置してゴムを浮かせ、水相のみを排出してゴム分を取り出す方法が挙げられる。洗浄回数は、タンパク質などの非ゴム成分を所望量に低減することが可能な任意の回数を採用することができるが、乾燥ゴム300gに対して水1000mLを加えて撹拌した後に脱水するという洗浄サイクルを繰り返す手法の場合、3回(3サイクル)以上が好ましく、5回(5サイクル)以上がより好ましく、7回(7サイクル)以上がさらに好ましい。   After the treatment with the basic compound, a washing treatment is performed. By this washing treatment, non-rubber components such as proteins can be removed. Examples of the washing method include a method of diluting a rubber component with water and washing and then centrifuging, and a method of allowing the rubber component to float by standing and discharging only the aqueous phase and taking out the rubber component. The number of washings can be any number of times that can reduce non-rubber components such as proteins to a desired amount, but a washing cycle in which 1000 mL of water is added to 300 g of dry rubber and stirred and then dehydrated. In the method of repeating the above, 3 times (3 cycles) or more is preferable, 5 times (5 cycles) or more is more preferable, and 7 times (7 cycles) or more is more preferable.

洗浄処理は、ゴム中のリン含有量が200ppm以下および/または窒素含有量が0.15質量%以下になるまで洗浄するものであることが好ましい。洗浄処理でリン脂質やタンパク質が十分に除去されることで、低燃費性や加工性が改善され、シリカなどの充填剤との親和性が低下する。   The washing treatment is preferably carried out until the phosphorus content in the rubber is 200 ppm or less and / or the nitrogen content is 0.15 mass% or less. By sufficiently removing phospholipids and proteins by the washing treatment, fuel economy and processability are improved, and the affinity with a filler such as silica is lowered.

(工程1−3)
工程1−3では、工程1−2で得られた洗浄後のゴムに酸性化合物による処理が施される。塩基性化合物の処理などに起因して耐熱老化性が低下する傾向があるが、更に酸性化合物で処理することで、そのような問題を防止し、良好な耐熱老化性を得ることができる。
(Step 1-3)
In Step 1-3, the washed rubber obtained in Step 1-2 is treated with an acidic compound. Although heat aging resistance tends to decrease due to the treatment of a basic compound or the like, further treatment with an acidic compound can prevent such a problem and obtain good heat aging resistance.

酸性化合物としては特に限定されず、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ほう酸、ボロン酸、スルファニル酸、スルファミン酸などの無機酸;ギ酸、酢酸、グリコール酸、シュウ酸、プロピオン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、グルタル酸、グルコン酸、乳酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、サリチル酸、メタンスルホン酸、イタコン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、スチレンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、バルビツール酸、アクリル酸、メタクリル酸、桂皮酸、4−ヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸、ナフタレンジスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、トルエンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸、α−レゾルシン酸、β−レゾルシン酸、γ−レゾルシン酸、没食子酸、フロログリシン、スルホサリチル酸、アスコルビン酸、エリソルビン酸、ビスフェノール酸などの有機酸などが挙げられる。なかでも、酢酸、硫酸、ギ酸などが好ましい。これらの酸性化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The acidic compound is not particularly limited, and inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, metaphosphoric acid, boric acid, boronic acid, sulfanilic acid, sulfamic acid; formic acid, acetic acid, glycolic acid, oxalic acid, propion Acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, maleic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, glutaric acid, gluconic acid, lactic acid, aspartic acid, glutamic acid, salicylic acid, methanesulfonic acid, Itaconic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, naphthalenedisulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, barbituric acid, acrylic acid, methacrylic acid, cinnamic acid, 4-hydroxybenzoic acid, aminobenzoic acid , Naphthalene disulfonic acid, hydroxybenze Examples include organic acids such as sulfonic acid, toluenesulfinic acid, benzenesulfinic acid, α-resorcinic acid, β-resorcinic acid, γ-resorcinic acid, gallic acid, phloroglicin, sulfosalicylic acid, ascorbic acid, erythorbic acid, and bisphenolic acid. It is done. Of these, acetic acid, sulfuric acid, formic acid and the like are preferable. These acidic compounds may be used alone or in combination of two or more.

凝集ゴムを酸性化合物で処理する方法は、凝集ゴムを酸性化合物に接触させる方法であれば特に限定されず、例えば、凝集ゴムを酸性化合物の水溶液に浸漬する方法、凝集ゴムに酸性化合物の水溶液を噴霧する方法などが挙げられる。酸性化合物の水溶液は、各酸性化合物を水で希釈、溶解することで調製できる。   The method of treating the agglomerated rubber with the acidic compound is not particularly limited as long as the agglomerated rubber is brought into contact with the acidic compound. For example, the method of immersing the agglomerated rubber in the aqueous solution of the acidic compound, the aqueous solution of the acidic compound in the agglomerated rubber The method of spraying etc. are mentioned. An aqueous solution of an acidic compound can be prepared by diluting and dissolving each acidic compound with water.

上記酸性化合物の水溶液100質量%中の酸性化合物の含有量は特に限定されるものではないが、0.1質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましく、15質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。酸性化合物の含有量が0.1〜15質量%の範囲内であると、良好な耐熱老化性が得られる傾向がある。   The content of the acidic compound in 100% by mass of the acidic compound aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and preferably 15% by mass or less. 10 mass% or less is more preferable, and 5 mass% or less is further more preferable. When the content of the acidic compound is in the range of 0.1 to 15% by mass, good heat aging resistance tends to be obtained.

凝集ゴムを酸性化合物で処理する際の処理温度は適宜選択すればよいが、10〜50℃が好ましく、15〜35℃がより好ましい。また、処理時間は、通常、3秒以上が好ましく、10秒以上がより好ましく、30秒以上がさらに好ましい。処理時間が3秒以上であれば十分に中和することができ、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。上限に制限はないが、生産性の点から、24時間以下が好ましく、10時間以下がより好ましく、5時間以下がさらに好ましい。   The treatment temperature for treating the agglomerated rubber with an acidic compound may be appropriately selected, but is preferably 10 to 50 ° C, more preferably 15 to 35 ° C. Further, the treatment time is usually preferably 3 seconds or more, more preferably 10 seconds or more, and further preferably 30 seconds or more. If the treatment time is 3 seconds or more, it can be sufficiently neutralized and the effects of the present invention tend to be obtained satisfactorily. Although there is no restriction | limiting in an upper limit, from the point of productivity, 24 hours or less are preferable, 10 hours or less are more preferable, and 5 hours or less are more preferable.

酸性化合物の水溶液への浸漬などの処理では、pHを6以下に調整することが好ましい。このような中和により、優れた耐熱老化性を得ることができる。このpHの上限は、5以下がより好ましく、4.5以下がさらに好ましい。下限は特に限定されず、浸漬時間にもよるが、酸が強すぎるとゴムが劣化したり、廃水処理が面倒になるため、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。なお、浸漬処理は、酸性化合物の水溶液中に凝集ゴムを放置しておくことなどで実施することができる。   In the treatment such as immersion of the acidic compound in an aqueous solution, the pH is preferably adjusted to 6 or less. By such neutralization, excellent heat aging resistance can be obtained. The upper limit of this pH is more preferably 5 or less, and further preferably 4.5 or less. The lower limit is not particularly limited and depends on the immersion time, but if the acid is too strong, the rubber deteriorates or the wastewater treatment becomes troublesome, and is preferably 1 or more, and more preferably 2 or more. The immersion treatment can be performed by leaving the agglomerated rubber in an aqueous solution of an acidic compound.

酸性化合物による処理後に、使用した酸性化合物を除去し、その後、処理後の凝集ゴムの洗浄処理を適宜実施してもよい。洗浄処理としては、工程1−2と同様の方法が挙げられ、例えば、洗浄を繰り返すことで非ゴム成分を更に低減し、所望の含有量に調整することができる。また、酸性化合物による処理後の凝集ゴムをロール式の絞り機などで絞ってシート状などにしてもよい。凝集ゴムを絞る工程を追加することで、凝集ゴムの表面と内部のpHを均一にすることができ、所望の性能を有するゴムが得られる。必要に応じて、洗浄や絞り工程を実施した後、クレーパーに通して裁断し、乾燥することにより、改質天然ゴムを得ることができる。なお、乾燥は特に限定されず、例えば、TSRを乾燥させるために使用されるトロリー式ドライヤー、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤーなどの通常の乾燥機を用いて実施することができる。   After the treatment with the acidic compound, the used acidic compound may be removed, and then the aggregated rubber after the treatment may be appropriately washed. Examples of the washing treatment include the same method as in Step 1-2. For example, by repeating washing, the non-rubber component can be further reduced and adjusted to a desired content. Further, the agglomerated rubber after the treatment with the acidic compound may be squeezed with a roll type squeezer or the like to form a sheet. By adding a step of squeezing the agglomerated rubber, the pH of the agglomerated rubber surface and inside can be made uniform, and a rubber having a desired performance can be obtained. The modified natural rubber can be obtained by carrying out a washing or squeezing step as necessary, then cutting through a creper and drying. In addition, drying is not specifically limited, For example, it can implement using normal dryers, such as a trolley-type dryer used in order to dry TSR, a vacuum dryer, an air dryer, and a drum dryer.

[製法2]
(工程2−1)
工程2−1では、天然ゴムラテックスを脱蛋白処理する。これにより、タンパク質などの非ゴム成分が除去された脱蛋白天然ゴムラテックスが調製できる。工程2−1で使用する天然ゴムラテックスとしては、製法1において説明したものと同様のものが挙げられる。
[Production method 2]
(Step 2-1)
In step 2-1, the natural rubber latex is deproteinized. Thereby, a deproteinized natural rubber latex from which non-rubber components such as proteins are removed can be prepared. Examples of the natural rubber latex used in Step 2-1 include the same rubber latex as described in Production Method 1.

脱蛋白処理の方法としては、タンパク質の除去が可能な公知の方法を特に制限なく採用することができ、例えば、天然ゴムラテックスに蛋白質分解酵素を添加して蛋白質を分解させる方法などが挙げられる。   As a method for deproteinization, a known method capable of removing a protein can be used without particular limitation, and examples thereof include a method of degrading a protein by adding a proteolytic enzyme to natural rubber latex.

脱蛋白処理に使用される蛋白質分解酵素としては特に限定されず、細菌由来のもの、糸状菌由来のもの、酵母由来のもののいずれをも用いることができる。具体的には、プロテアーゼ、ペプチターゼ、セルラーゼ、ペクチナーゼ、リパーゼ、エステラーゼ、アミラーゼなどを単独または組み合わせて使用することができる。   The proteolytic enzyme used for the deproteinization treatment is not particularly limited, and any of those derived from bacteria, those derived from filamentous fungi, and those derived from yeast can be used. Specifically, protease, peptidase, cellulase, pectinase, lipase, esterase, amylase and the like can be used alone or in combination.

蛋白質分解酵素の添加量は、天然ゴムラテックス中の固形分100質量部に対して、0.005質量部以上が好ましく、0.01質量部以上がより好ましく、0.05質量部以上がさらに好ましい。タンパク質分解酵素の添加量が0.005質量部以上であれば、蛋白質の分解反応が十分に行われる傾向がある。   The amount of the proteolytic enzyme added is preferably 0.005 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and even more preferably 0.05 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content in the natural rubber latex. . If the amount of the proteolytic enzyme added is 0.005 parts by mass or more, the protein degradation reaction tends to be sufficiently performed.

なお、脱蛋白処理において、蛋白質分解酵素と共に界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性界面活性剤などが挙げられる。   In the deproteinization treatment, a surfactant may be added together with the proteolytic enzyme. Examples of the surfactant include anionic, cationic, nonionic, and amphoteric surfactants.

(工程2−2)
工程2−2では、工程2−1で得られた脱蛋白天然ゴムラテックスを洗浄する。この洗浄により、タンパク質などの非ゴム成分を除去する。
(Process 2-2)
In step 2-2, the deproteinized natural rubber latex obtained in step 2-1 is washed. This washing removes non-rubber components such as proteins.

工程2−2は、例えば、工程2−1で得られた脱蛋白天然ゴムラテックスを凝集させて凝集ゴムを作製した後、得られた凝集ゴムを洗浄することにより実施できる。これにより、凝集ゴム中に強く付着したタンパク質などの非ゴム成分を除去することができる。   Step 2-2 can be performed, for example, by aggregating the deproteinized natural rubber latex obtained in Step 2-1 to produce an agglomerated rubber, and then washing the obtained agglomerated rubber. Thereby, non-rubber components such as proteins strongly adhered to the agglomerated rubber can be removed.

凝集方法は、製法1の工程1−2と同様の方法で実施することができる。さらに必要に応じて、製法1において説明したような塩基性化合物で処理しても良い。凝集ゴムの作製後、洗浄処理が行われる。この洗浄処理は、製法1の工程1−2と同様の方法で実施でき、これにより、タンパク質などの非ゴム成分を除去することができる。なお、洗浄処理は、製法1と同様の理由により、ゴム中のリン含有量が200ppm以下および/または窒素含有量が0.15質量%以下になるまで洗浄するものであることが好ましい。   The aggregation method can be carried out in the same manner as in step 1-2 of production method 1. Furthermore, you may process with a basic compound as demonstrated in the manufacturing method 1 as needed. After the production of the agglomerated rubber, a cleaning process is performed. This washing treatment can be carried out in the same manner as in step 1-2 of production method 1, whereby non-rubber components such as proteins can be removed. The washing treatment is preferably carried out for the same reason as in Production Method 1 until the phosphorus content in the rubber is 200 ppm or less and / or the nitrogen content is 0.15 mass% or less.

(工程2−3)
工程2−3では、工程2−2で得られた洗浄後のゴムに酸性化合物による処理が施される。塩基性化合物での処理はもちろん、酸凝集においても酸量が少ない場合、最終的に得られたゴムを水で抽出した際、アルカリ性〜中性になることに起因して耐熱老化性が低下する傾向がある。一般的に、好適に脱蛋白できるという理由から、蛋白質分解酵素として、アルカリ領域に至適pHを有する酵素が使用されており、当該酵素反応は、至適pHに合わせてアルカリ条件下で行われることが多い。その後、凝集の際に酸性下で凝固されるが、そのゴムを水洗しただけでは、後述する抽出でpHが抽出液よりも上がり、この場合に特に耐熱老化性の低下が大きくなる。これに対して、凝固後、必要に応じて塩基性化合物で処理した後に、酸性化合物で処理をすることにより、そのような問題を防止し、良好な耐熱老化性を得ることができる。
(Step 2-3)
In step 2-3, the washed rubber obtained in step 2-2 is treated with an acidic compound. When the acid amount is small in acid aggregation as well as in the treatment with a basic compound, the heat aging resistance is reduced due to the fact that the finally obtained rubber becomes alkaline to neutral when extracted with water. Tend. In general, an enzyme having an optimum pH in the alkaline region is used as a proteolytic enzyme because it can be suitably deproteinized, and the enzyme reaction is performed under alkaline conditions in accordance with the optimum pH. There are many cases. Thereafter, it is coagulated under acidity at the time of agglomeration, but if the rubber is washed only with water, the pH will be higher than that of the extract by the extraction described later, and in this case, the deterioration of heat aging resistance will be particularly large. On the other hand, after coagulation, after treatment with a basic compound as necessary, treatment with an acidic compound can prevent such a problem and obtain good heat aging resistance.

酸性化合物としては、製法1の工程1−3において説明したものと同様のものが挙げられる。また、凝集ゴムを酸性化合物で処理する方法は、凝集ゴムを酸性化合物に接触させる方法であれば特に限定されず、例えば、凝集ゴムを酸性化合物の水溶液に浸漬する方法、凝集ゴムに酸性化合物の水溶液を噴霧する方法などが挙げられる。酸性化合物の水溶液は、各酸性化合物を水で希釈、溶解することで調製できる。   As an acidic compound, the thing similar to what was demonstrated in process 1-3 of the manufacturing method 1 is mentioned. The method of treating the agglomerated rubber with the acidic compound is not particularly limited as long as the agglomerated rubber is brought into contact with the acidic compound. For example, the method of immersing the agglomerated rubber in an aqueous solution of the acidic compound, Examples include a method of spraying an aqueous solution. An aqueous solution of an acidic compound can be prepared by diluting and dissolving each acidic compound with water.

上記酸性化合物の水溶液100質量%中の酸性化合物の含有量は特に限定されるものではないが、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、15質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。酸性化合物の含有量が0.01〜15質量%の範囲内であると、良好な耐熱老化性が得られる傾向がある。   The content of the acidic compound in 100% by mass of the acidic compound aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and preferably 15% by mass or less. 10 mass% or less is more preferable, and 5 mass% or less is further more preferable. When the content of the acidic compound is in the range of 0.01 to 15% by mass, good heat aging resistance tends to be obtained.

凝集ゴムを酸性化合物で処理する際の処理温度、処理時間は適宜選択すればよく、製法1の工程1−3と同様の温度を採用すればよい。また、酸性化合物の水溶液への浸漬などの処理では、pHを製法1の工程1−3と同様の値に調整することが好ましい。   What is necessary is just to select the processing temperature and processing time at the time of processing agglomerated rubber with an acidic compound suitably, and the temperature similar to the process 1-3 of the manufacturing method 1 should just be employ | adopted. In the treatment such as immersion of the acidic compound in an aqueous solution, the pH is preferably adjusted to the same value as in Step 1-3 of Production Method 1.

酸性化合物による処理後に、使用した酸性化合物を除去し、その後、処理後の凝集ゴムの洗浄処理を適宜実施しても良い。洗浄処理としては、製法1の工程1−3と同様の方法が挙げられ、例えば、洗浄を繰り返すことで非ゴム成分をさらに低減し、所望の含有量に調整することができる。洗浄処理終了後、乾燥することにより、本発明に用いる改質天然ゴムが得られる。なお、乾燥は特に限定されず、絞り工程なども含めて製法1の工程1−3に記載した手法などを採用することができる。   After the treatment with the acidic compound, the used acidic compound may be removed, and thereafter, the treated agglomerated rubber may be washed appropriately. Examples of the washing treatment include the same method as in Step 1-3 of Production Method 1. For example, the non-rubber component can be further reduced and adjusted to a desired content by repeating washing. After the washing treatment is completed, the modified natural rubber used in the present invention is obtained by drying. In addition, drying is not specifically limited, The method described in the process 1-3 of the manufacturing method 1 including a drawing process etc. can be employ | adopted.

X2練り工程におけるシリカの配合量は、改質NR100質量部に対して、15質量部以上が好ましく、30質量部以上がより好ましい。シリカの配合量を15質量部以上とすることにより、シリカを分散した効果を十分に得ることができる。また、X2練り工程におけるシリカの配合量は、改質NR00質量部に対して、100質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましい。シリカの配合量を100質量部以下とすることにより、シリカの分散が容易になり、加工性を良好なものとすることができる。   The compounding amount of silica in the X2 kneading step is preferably 15 parts by mass or more and more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the modified NR. By making the compounding amount of silica 15 parts by mass or more, the effect of dispersing silica can be sufficiently obtained. Moreover, the compounding amount of silica in the X2 kneading step is preferably 100 parts by mass or less, and more preferably 80 parts by mass or less with respect to the modified NR00 part by mass. By making the compounding quantity of silica 100 mass parts or less, the dispersion of silica becomes easy, and the processability can be improved.

X2練り工程に使用されるシリカは、特に限定されるものではなく、上記X1練り工程において説明したとおりである。   The silica used in the X2 kneading step is not particularly limited, and is as described in the X1 kneading step.

X2練り工程においても、シリカとともにシランカップリング剤を混練りすることが好ましく、シランカップリング剤は、上記X1練り工程において説明したとおりである。   Also in the X2 kneading step, it is preferable to knead the silane coupling agent together with silica, and the silane coupling agent is as described in the X1 kneading step.

(c)BRマスターバッチと改質NRマスターバッチとを混練りする工程(Y練り工程)
X1練りで得られたBRマスターバッチと、X2練りで得られた改質NRマスターバッチとを混練りして行う。混練方法としては、例えば、上記X1およびX2練り工程同様、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される混練機を使用し、一般的なゴム工業で使用される条件下で行うことができる。
(C) Process of kneading BR master batch and modified NR master batch (Y kneading process)
The BR masterbatch obtained by X1 kneading and the modified NR masterbatch obtained by X2 kneading are kneaded. As the kneading method, for example, as in the above-described X1 and X2 kneading steps, a kneading machine used in a general rubber industry such as a Banbury mixer and an open roll is used, and is performed under conditions used in a general rubber industry. be able to.

Y練り工程における混練温度は、80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、145℃以上がさらに好ましい。混練温度を80℃以上とすることにより、シランカップリング剤とシリカとの反応を十分に進ませ、シリカを良好に分散させることができ、氷雪上性能と耐摩耗性能をバランス良く改善させやすくなる。また、Y練り工程における混練温度は、200℃以下が好ましく、190℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましい。混練温度を200℃以下とすることにより、ムーニー粘度の上昇を抑え、加工性を良好にすることができる傾向がある。また、排出温度は、130〜160℃を採用することができる。   The kneading temperature in the Y kneading step is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, further preferably 145 ° C. or higher. By setting the kneading temperature to 80 ° C. or higher, the reaction between the silane coupling agent and silica can be sufficiently promoted, silica can be dispersed well, and the performance on ice and snow and the wear resistance can be easily improved in a balanced manner. . The kneading temperature in the Y kneading step is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower, and further preferably 160 ° C. or lower. By setting the kneading temperature to 200 ° C. or less, there is a tendency that an increase in Mooney viscosity can be suppressed and processability can be improved. Moreover, 130-160 degreeC is employable as discharge temperature.

Y練り工程の混練時間は、特に限定されるものではないが、通常30秒以上であり、1〜30分間が好ましく、2〜6分間がより好ましい。   The kneading time in the Y kneading step is not particularly limited, but is usually 30 seconds or longer, preferably 1 to 30 minutes, and more preferably 2 to 6 minutes.

本発明の加硫ゴム組成物の製造方法においては、X1練り工程、X2練り工程、Y練り工程またはその他の工程を設けて、上記材料以外に、必要に応じて、改質NRおよびBR以外のゴム成分や、カーボンブラックなどのフィラー、オイルなどの軟化剤、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、その他タイヤ工業において一般的に用いられている各種材料もあわせて混練りしてもよい。   In the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, an X1 kneading step, an X2 kneading step, a Y kneading step or other steps are provided, and if necessary, other than the modified NR and BR Rubber components, fillers such as carbon black, softeners such as oil, waxes, anti-aging agents, stearic acid, zinc oxide, and other materials commonly used in the tire industry may also be kneaded together. .

その他のゴム成分としては、スチレンブタジエンゴムなどのジエン系ゴムが挙げられる。   Other rubber components include diene rubbers such as styrene butadiene rubber.

カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどが挙げられ、これらのカーボンブラックは単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。なかでも、低温特性と耐摩耗性能をバランスよく向上させることができるという理由から、ファーネスブラックが好ましい。カーボンブラックを混練りする工程としては、特に限定されるものではないが、シリカをBR相に優先的に分散させるなどの理由からX2練りが好ましい。   Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, graphite, and the like. These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more. Among these, furnace black is preferable because it can improve the low-temperature characteristics and wear resistance in a well-balanced manner. The step of kneading carbon black is not particularly limited, but X2 kneading is preferred for reasons such as preferentially dispersing silica in the BR phase.

カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、十分な補強性および耐摩耗性が得られる点から、70m2/g以上が好ましく、90m2/g以上がより好ましい。また、カーボンブラックのN2SAは、分散性に優れ、発熱しにくいという点から、300m2/g以下が好ましく、250m2/g以下がより好ましい。なお、N2SAは、JIS K 6217−2「ゴム用カーボンブラック−基本特性−第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」に準じて測定することができる。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 70 m 2 / g or more, more preferably 90 m 2 / g or more, from the viewpoint of obtaining sufficient reinforcement and wear resistance. Also, N 2 SA of carbon black is excellent in dispersibility, from the viewpoint that it is difficult to heat generation, preferably 300 meters 2 / g or less, more preferably 250m 2 / g. N 2 SA can be measured according to JIS K 6217-2 “Carbon black for rubber—Basic characteristics—Part 2: Determination of specific surface area—Nitrogen adsorption method—Single point method”.

カーボンブラックを含有する場合の全ゴム成分100質量部に対する含有量は、1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。カーボンブラックの含有量を1質量部以上とすることにより、十分な補強性が得られる傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は95質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。カーボンブラックの含有量を95質量部以下とすることにより、加工性が良好となり、発熱が抑えられ、耐摩耗性を向上することができる。   In the case of containing carbon black, the content with respect to 100 parts by mass of the total rubber component is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more. When the carbon black content is 1 part by mass or more, sufficient reinforcing properties tend to be obtained. Moreover, 95 mass parts or less are preferable, as for content of carbon black, 60 mass parts or less are more preferable, and 20 mass parts or less are further more preferable. When the carbon black content is 95 parts by mass or less, processability is improved, heat generation is suppressed, and wear resistance can be improved.

オイルとしては、特に限定されるものではないが、例えば、プロセスオイル、植物油脂またはその混合物を用いることができる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、亜麻仁油、菜種油、大豆油、パーム油、ヤシ油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、ベニバナ油、ゴマ油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油などが挙げられる。なかでも、プロセスオイル、特にパラフィン系プロセスオイルを用いることが好ましい。   Although it does not specifically limit as oil, For example, a process oil, vegetable oil, or its mixture can be used. As the process oil, for example, a paraffin process oil, an aroma process oil, a naphthenic process oil, or the like can be used. Vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, palm oil, peanut oil, rosin, pine oil, pineapple, tall oil, corn oil, rice bran oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, Sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, tung oil and the like. Among them, it is preferable to use process oil, particularly paraffinic process oil.

オイルを含有する場合の全ゴム成分100質量部に対する含有量は、15質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましい。オイルの含有量を15質量部以上とすることにより、スタッドレスタイヤに必要な雪氷上性能を発揮する傾向がある。また、オイルの含有量は80質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましい。オイルの含有量を80質量部以下とすることにより、加工性の悪化、耐摩耗性の低下、老化物性の低下を防ぐ傾向がある。   The content with respect to 100 parts by mass of the total rubber component when oil is contained is preferably 15 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more. By setting the oil content to 15 parts by mass or more, the performance on snow and ice necessary for the studless tire tends to be exhibited. The oil content is preferably 80 parts by mass or less, and more preferably 70 parts by mass or less. By setting the oil content to 80 parts by mass or less, there is a tendency to prevent deterioration of workability, wear resistance, and aging physical properties.

本発明に用いられる老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩などの老化防止剤を適宜選択して配合することができ、これらの老化防止剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、耐オゾン性を顕著に改善できる、効果が長持ちするという理由からアミン系老化防止剤が好ましく、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がより好ましい。   As the anti-aging agent used in the present invention, it is possible to appropriately select and mix amine-based, phenol-based, imidazole-based compounds, and anti-aging agents such as carbamic acid metal salts, and these anti-aging agents are These may be used alone or in combination of two or more. Among them, an amine-based anti-aging agent is preferable because ozone resistance can be remarkably improved and the effect lasts long, and N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine is more preferable. .

老化防止剤を含有する場合の全ゴム成分100質量部に対する含有量は、0.5質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましく、1.2質量部以上がさらに好ましい。老化防止剤の含有量を0.5質量部以上とすることにより、十分な耐オゾン性を得ることができる傾向がある。また、老化防止剤の含有量は、8質量部以下が好ましく、4質量部以下がより好ましく、2.5質量部以下がさらに好ましい。老化防止剤の含有量を8質量部以下とすることにより、変色を抑制することができ、ブリードを抑制することができる傾向がある。   The content with respect to 100 parts by mass of the total rubber component in the case of containing an antioxidant is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 part by mass or more, and further preferably 1.2 parts by mass or more. There is a tendency that sufficient ozone resistance can be obtained by setting the content of the antioxidant to 0.5 parts by mass or more. Further, the content of the anti-aging agent is preferably 8 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, and further preferably 2.5 parts by mass or less. When the content of the antioxidant is 8 parts by mass or less, discoloration can be suppressed and bleeding can be suppressed.

ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛はいずれも、ゴム工業において一般的に用いられるものを好適に用いることができる。   Any of waxes, stearic acid, and zinc oxide that are commonly used in the rubber industry can be suitably used.

(d)加硫する工程(F練り工程および加硫工程)
上記Y練りで得られた混練物に、加硫剤と、必要に応じて加硫促進剤とをF練りにより混練りし、混練物(未加硫ゴム組成物)を得る。そして、この未加硫ゴム組成物を、必要な形状に成形し、タイヤ部材として貼り合せた後、公知の方法により加硫することにより、本発明の加硫ゴム組成物を得ることができる。
(D) Step of vulcanizing (F kneading step and vulcanizing step)
A vulcanizing agent and, if necessary, a vulcanization accelerator are kneaded by F-kneading to the kneaded product obtained by the Y-kneading to obtain a kneaded product (unvulcanized rubber composition). And after shape | molding this unvulcanized rubber composition to a required shape and bonding together as a tire member, the vulcanized rubber composition of this invention can be obtained by vulcanizing | curing by a well-known method.

F練り工程は、混練機が冷えている場合は50℃程度、連続使用している場合は80℃程度から混練りを開始し、排出温度95〜110℃になるまで混練りして行うことができる。   The F-kneading step is carried out by starting kneading from about 50 ° C. when the kneader is cold, and from about 80 ° C. when continuously used, and kneading until the discharge temperature reaches 95 to 110 ° C. it can.

加硫温度は、本発明の効果が良好に得られるという点から、120℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましく、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましい。加硫時間は、本発明の効果が良好に得られるという点から、5〜30分間が好ましい。   The vulcanization temperature is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 180 ° C. or lower from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily. The vulcanization time is preferably 5 to 30 minutes from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily.

加硫剤は特に限定されるものではなく、ゴム工業において一般的なものを使用することができるが、硫黄原子を含むものが好ましく、粉末硫黄が特に好ましく用いられる。   The vulcanizing agent is not particularly limited, and those commonly used in the rubber industry can be used, but those containing sulfur atoms are preferred, and powdered sulfur is particularly preferably used.

加硫促進剤も特に限定されるものではなく、ゴム工業において一般的なものを使用することができる。   The vulcanization accelerator is not particularly limited, and those generally used in the rubber industry can be used.

上述したような本発明の加硫ゴム組成物の製造方法により得られる加硫ゴム組成物は、BRおよびシリカを含む相(BR相)と改質NRおよびシリカを含む相(改質NR相)とを有し、BR相と改質NR相とは互いに非相溶である。ここで、本明細書において「非相溶」とは、例えば加硫ゴム組成物の断面における、非連続相の平均円相当半径が100nm以上であることを意味し、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)により撮影した画像により容易に評価することができる。   The vulcanized rubber composition obtained by the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention as described above includes a phase containing BR and silica (BR phase), a phase containing modified NR and silica (modified NR phase). The BR phase and the modified NR phase are incompatible with each other. Here, in the present specification, “incompatible” means, for example, that the average equivalent circle radius of the discontinuous phase in the cross section of the vulcanized rubber composition is 100 nm or more. For example, a scanning electron microscope (SEM) ) Can be easily evaluated by the image taken.

また、本発明の加硫ゴム組成物の製造方法により得られる加硫ゴム組成物は、BR相中のシリカの存在率αが下記式1を満たすことにより、加硫ゴム組成物の耐摩耗性能が向上し、トレッドに用いた場合には、氷上性能も向上する。本明細書において、「BR相中のシリカの存在率α」は、加硫工程の完了から100時間〜500時間後における、ゴム組成物中の全シリカ量のうちどのくらいがBR相に存在しているかを示す指標である。
0.3≦α≦0.7 (式1)
(ここで、α=BR相中のシリカ量/(BR相中のシリカ量+改質NR相中のシリカ量)である。)
In addition, the vulcanized rubber composition obtained by the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention has a wear resistance performance of the vulcanized rubber composition when the abundance α of silica in the BR phase satisfies the following formula 1. When used in a tread, the performance on ice is also improved. In the present specification, “the abundance ratio α of silica in the BR phase” refers to how much of the total silica amount in the rubber composition is present in the BR phase after 100 to 500 hours from the completion of the vulcanization step. It is an index indicating whether or not.
0.3 ≦ α ≦ 0.7 (Formula 1)
(Where α = silica amount in BR phase / (silica amount in BR phase + silica amount in modified NR phase))

具体的には、例えば、加硫ゴム組成物を面出しし、サンプルとする。1つのサンプルの走査型電子顕微鏡(SEM)写真について、互いに重複しない2μm×2μmの領域を10ヵ所選択する。各領域で、単位面積当たりのシリカ面積と、単位面積中のBR相におけるシリカ面積を測定し、BR相のシリカ存在率γを算出する。10ヵ所のγの最大値と最小値との差が10%以内であることを確認できれば、その10ヵ所のγの平均をαとする。   Specifically, for example, a vulcanized rubber composition is surfaced and used as a sample. For a scanning electron microscope (SEM) photograph of one sample, 10 regions of 2 μm × 2 μm that do not overlap each other are selected. In each region, the silica area per unit area and the silica area in the BR phase in the unit area are measured, and the silica abundance γ of the BR phase is calculated. If it can be confirmed that the difference between the maximum value and the minimum value of γ at 10 locations is within 10%, the average of γ at the 10 locations is α.

BR相中のシリカの存在率αは、0.3以上であり、0.5以上が好ましい。BR相中のシリカの存在率αが0.3未満の場合、耐摩耗性能や氷上性能の向上が期待できず、むしろ低下する傾向がある。また、BR相中のシリカの存在率αは、0.7以下であり、0.6以下が好ましい。BR相中のシリカの存在率αが0.7を超えると、特に耐摩耗性能の向上が期待できず、むしろ低下する傾向がある。   The abundance ratio α of silica in the BR phase is 0.3 or more, and preferably 0.5 or more. When the abundance ratio α of silica in the BR phase is less than 0.3, improvement in wear resistance and performance on ice cannot be expected, but rather tends to decrease. Further, the abundance ratio α of silica in the BR phase is 0.7 or less, and preferably 0.6 or less. When the abundance ratio α of silica in the BR phase exceeds 0.7, particularly improvement in wear resistance performance cannot be expected, but there is a tendency to decrease rather.

本発明の加硫ゴム組成物の製造方法により得られる加硫ゴム組成物は、ブタジエンゴムの割合βが下記式2を満たすものである。
0.45≦β≦0.8 (式2)
(ここで、β=加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量/(加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量+加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量)であり、加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量および加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量は、それぞれ加硫ゴム組成物を製造する際に含有させた各ゴムの含有量に相当する。)
In the vulcanized rubber composition obtained by the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the ratio β of butadiene rubber satisfies the following formula 2.
0.45 ≦ β ≦ 0.8 (Formula 2)
(Where β = mass of butadiene rubber in the vulcanized rubber composition / (mass of butadiene rubber in the vulcanized rubber composition + mass of modified natural rubber in the vulcanized rubber composition) and vulcanization (The mass of the butadiene rubber in the rubber composition and the mass of the modified natural rubber in the vulcanized rubber composition correspond to the contents of the respective rubbers contained in the production of the vulcanized rubber composition.)

ブタジエンゴムの割合βは、0.45以上であり、0.5以上が好ましい。ブタジエンゴムの割合βが0.45未満の場合、得られる氷上性能の向上が期待できない。また、ブタジエンゴムの割合βは、0.8以下であり、0.7以下が好ましい。ブタジエンゴムの割合βの上限が0.8を超える場合、改質天然ゴムの含有量が少なくなり、十分な破壊強度および耐摩耗性を得ることができない傾向がある。   The ratio β of butadiene rubber is 0.45 or more, preferably 0.5 or more. When the ratio β of butadiene rubber is less than 0.45, the improvement on the obtained performance on ice cannot be expected. Moreover, the ratio β of butadiene rubber is 0.8 or less, and preferably 0.7 or less. When the upper limit of the ratio β of butadiene rubber exceeds 0.8, the content of the modified natural rubber decreases, and there is a tendency that sufficient fracture strength and wear resistance cannot be obtained.

また、本発明の加硫ゴム組成物の製造方法により得られる加硫ゴム組成物において、全ゴム成分中の、ブタジエンゴムと改質天然ゴムとの合計含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、100質量%であることが特に好ましい。ブタジエンゴムと改質天然ゴムとの合計含有量が多いほど、低温特性に優れており、必要な雪氷上性能を発揮することができるため、ゴム成分としてはブタジエンゴムおよび改質天然ゴムのみからなるゴム成分を使用することが好ましい。   In the vulcanized rubber composition obtained by the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the total content of butadiene rubber and modified natural rubber in all rubber components is preferably 70% by mass or more, 80 mass% or more is more preferable, 90 mass% or more is further more preferable, and it is especially preferable that it is 100 mass%. The higher the total content of butadiene rubber and modified natural rubber, the better the low-temperature properties and the necessary performance on snow and ice. The rubber component consists only of butadiene rubber and modified natural rubber. It is preferable to use a rubber component.

上述の本発明の加硫ゴム組成物の製造方法により、改質NRに偏在しやすいシリカをBRにも偏在させ、加硫ゴム組成物全体にシリカを分散させることができる。これにより、改質NRの優れた耐摩耗性を損なうことなく、シリカによる氷上性能の改善を行うことができ、これらの性能がバランス良く得られる。   By the above-described method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, silica that is likely to be unevenly distributed in the modified NR is also unevenly distributed in BR, and silica can be dispersed throughout the vulcanized rubber composition. Thereby, the performance on ice can be improved by silica without impairing the excellent wear resistance of the modified NR, and these performances can be obtained in a well-balanced manner.

本発明のまた別の実施態様である加硫ゴム組成物は、ブタジエンゴムおよびシリカを含む相(BR相)と、改質天然ゴムおよびシリカを含む相(改質NR相)とを有する加硫ゴム組成物であって、BR相と改質NR相とは互いに非相溶であり、加硫工程の完了から100時間〜500時間後におけるBR相中のシリカの存在率αが下記式1を満たし、ブタジエンゴムの割合βが下記式2を満たす、加硫ゴム組成物であり、例えば上記本発明の加硫ゴム組成物の製造方法により製造することができる。
0.3≦α≦0.7 (式1)
0.45≦β≦0.8 (式2)
(ここで、α=BR相中のシリカ量/(BR相中のシリカ量+改質NR相中のシリカ量)であり、β=加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量/(加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量+加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量)である。)
A vulcanized rubber composition which is still another embodiment of the present invention is a vulcanized rubber composition having a phase containing butadiene rubber and silica (BR phase) and a phase containing modified natural rubber and silica (modified NR phase). A rubber composition, in which the BR phase and the modified NR phase are incompatible with each other, and the abundance α of silica in the BR phase 100 hours to 500 hours after the completion of the vulcanization step is expressed by the following formula 1. A vulcanized rubber composition satisfying the following formula 2 in which the ratio of butadiene rubber is satisfied, and can be produced, for example, by the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention.
0.3 ≦ α ≦ 0.7 (Formula 1)
0.45 ≦ β ≦ 0.8 (Formula 2)
(Where α = silica amount in BR phase / (silica amount in BR phase + silica amount in modified NR phase)), and β = mass of butadiene rubber in vulcanized rubber composition / (vulcanized The mass of butadiene rubber in the rubber composition + the mass of modified natural rubber in the vulcanized rubber composition))

本明細書中の加硫ゴム組成物に関する説明は、上記本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物のみならず上述の本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物の製造方法により得られる加硫ゴム組成物にも適用されるものとし、本明細書中の本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物の製造方法の説明においてした、各種材料や配合比、得られる加硫ゴム組成物の性質などに関わる記載は、上記本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物にも適用されるものとする。   The explanation regarding the vulcanized rubber composition in the present specification is based on the method for producing the vulcanized rubber composition which is one embodiment of the present invention as well as the vulcanized rubber composition which is one embodiment of the present invention. It should be applied to the obtained vulcanized rubber composition, and various materials and compounding ratios obtained in the description of the method for producing a vulcanized rubber composition which is one embodiment of the present invention in this specification, and the obtained vulcanized rubber composition. The description relating to the properties of the vulcanized rubber composition is also applied to the vulcanized rubber composition which is one embodiment of the present invention.

本発明の加硫ゴム組成物では、ブタジエンゴムが海相、改質天然ゴムが島相を形成し、かつブタジエンゴム側のシリカ存在率が30%以上であり、ブタジエンゴム側への十分な偏在が見られない場合、すなわちブタジエンゴム相におけるシリカ存在率αが0.3に満たない場合、改質天然ゴムは単独でもブタジエンゴムよりも硬度が大きい傾向にあるため、シリカ偏在によってさらに硬度差ができ、耐摩耗性能の低下が見られる傾向がある。   In the vulcanized rubber composition of the present invention, the butadiene rubber forms a sea phase, the modified natural rubber forms an island phase, and the silica content on the butadiene rubber side is 30% or more. Is not observed, that is, when the silica abundance ratio α in the butadiene rubber phase is less than 0.3, the modified natural rubber tends to have a hardness higher than that of the butadiene rubber alone. The wear resistance performance tends to be reduced.

本発明の加硫ゴム組成物は、改質天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部に対して、フィラーを25〜120質量部、そして軟化剤を15〜80質量部含有することが好ましい。   The vulcanized rubber composition of the present invention may contain 25 to 120 parts by mass of a filler and 15 to 80 parts by mass of a softening agent with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing modified natural rubber and butadiene rubber. preferable.

フィラーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、25質量部以上が好ましく、30質量部以上がより好ましい。フィラーの含有量を25質量部以上とすることにより、耐摩耗性および破壊特性が良好となる傾向がある。また、フィラーの含有量は120質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましい。フィラーの含有量を120質量部以下とすることにより、加工性、作業性が向上し、フィラー増量による低温特性の低下を防ぐ傾向がある。フィラーには、シリカ、カーボンブラック、水酸化アルミニウムなどが含まれ、全フィラー量に対して好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上のシリカを配合することが好ましい。   The filler content is preferably 25 parts by mass or more and more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By setting the filler content to 25 parts by mass or more, wear resistance and fracture characteristics tend to be improved. Moreover, 120 mass parts or less are preferable, and, as for content of a filler, 70 mass parts or less are more preferable. By setting the filler content to 120 parts by mass or less, workability and workability are improved, and there is a tendency to prevent a decrease in low temperature characteristics due to an increase in filler content. The filler includes silica, carbon black, aluminum hydroxide, and the like, and preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more of silica is blended with respect to the total amount of filler.

シリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して25質量部以上が好ましく、38質量部以上がより好ましい。シリカの合計含有量を25質量部以上とすることにより、耐摩耗性および破壊特性が良好となる傾向がある。また、シリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、100質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましい。シリカの合計含有量を100質量部以下とすることにより、加工性、作業性が向上し、シリカ増量による低温特性の低下を防ぐ傾向がある。   The total content of silica is preferably 25 parts by mass or more and more preferably 38 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the total content of silica is 25 parts by mass or more, there is a tendency that the wear resistance and fracture characteristics are improved. Moreover, 100 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of rubber components, and, as for the total content of a silica, 80 mass parts or less are more preferable. By making the total content of silica 100 parts by mass or less, workability and workability are improved, and there is a tendency to prevent a decrease in low temperature characteristics due to an increase in silica.

軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、15質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましい。軟化剤の含有量を15質量部以上とすることにより、スタッドレスタイヤに必要な雪氷上性能を発揮する傾向がある。また、軟化剤の含有量は、80質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましい。軟化剤の含有量を80質量部以下とすることにより、加工性の悪化、耐摩耗性の低下、老化物性の低下を防ぐ傾向がある。軟化剤には、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、テルペン系樹脂などが含まれる。   The content of the softening agent is preferably 15 parts by mass or more and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By making the content of the softening agent 15 parts by mass or more, there is a tendency to exhibit the performance on snow and ice necessary for the studless tire. Moreover, 80 mass parts or less are preferable and, as for content of a softening agent, 70 mass parts or less are more preferable. By setting the softener content to 80 parts by mass or less, there is a tendency to prevent deterioration in workability, wear resistance, and aging physical properties. Softening agents include aroma oils, naphthenic oils, paraffin oils, terpene resins, and the like.

本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物や本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物の製造方法により得られる加硫ゴム組成物は、タイヤの各部材、例えばトレッド、カーカス、サイドウォール、ビードなどのタイヤ用途をはじめ、防振ゴム、ベルト、ホース、その他の工業製品などにも用いることができる。なかでも、氷上性能および耐摩耗性能に優れることから、トレッドに好適に使用されるものであり、さらにトレッドがキャップトレッドとベーストレッドとからなる2層構造のトレッドである場合はキャップトレッドに好適に使用されるものである。   The vulcanized rubber composition which is one embodiment of the present invention and the vulcanized rubber composition obtained by the method for producing the vulcanized rubber composition which is one embodiment of the present invention are tire members such as treads, carcass, In addition to tire applications such as sidewalls and beads, it can also be used in anti-vibration rubber, belts, hoses, and other industrial products. Among them, it is suitable for treads because of its excellent performance on ice and wear resistance, and is suitable for cap treads when the tread is a tread with a two-layer structure consisting of a cap tread and a base tread. It is what is used.

本発明のスタッドレスタイヤは、本発明の一実施態様である加硫ゴム組成物を用いて、通常の方法により製造することができる。すなわち、本発明の加硫ゴム組成物の未加硫段階で未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に合わせて押出し加工し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合せ、通常の方法にて成形することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱および加圧することにより、本発明のスタッドレスタイヤを製造することができる。   The studless tire of this invention can be manufactured by a normal method using the vulcanized rubber composition which is one embodiment of this invention. That is, at the unvulcanized stage of the vulcanized rubber composition of the present invention, the unvulcanized rubber composition is extruded to match the shape of the tread, and pasted together with other tire members on a tire molding machine, and the ordinary method is applied. The studless tire of the present invention can be manufactured by forming an unvulcanized tire by molding and heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited only to an Example.

<改質天然ゴムの製造>
以下、製造例において用いた各種材料を示す。
フィールドラテックス:マレーシアのムヒバラテックス社から入手したフィールドラテックス
アニオン系界面活性剤:花王(株)製のエマールE−27C(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、有効成分27質量%)
NaOH:和光純薬工業(株)製のNaOH
老化防止剤:ELIOKEM社製のWingstay L(ρ−クレゾールとジシクロペンタジエンとの縮合物をブチル化した化合物)
界面活性剤:LANXESS社製のエマルビンW(芳香族ポリグリコールエーテル)
界面活性剤:BASF社製のタモールNN9104(ナフタレンスルホン酸/ホルムアルデヒドのナトリウム塩)
界面活性剤:Vanderbilt社製のVan gel B(マグネシウムアルミニウムシリケートの水和物)
<Manufacture of modified natural rubber>
Hereinafter, various materials used in the production examples are shown.
Field latex: Field latex anionic surfactant obtained from Muhiba Latex, Malaysia: Emar E-27C (Polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate, active ingredient 27% by mass) manufactured by Kao Corporation
NaOH: NaOH manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Anti-aging agent: Wingstay L manufactured by ELIOKEM (a compound in which a condensate of ρ-cresol and dicyclopentadiene is butylated)
Surfactant: Emalvin W (aromatic polyglycol ether) manufactured by LANXESS
Surfactant: Tamol NN9104 manufactured by BASF (Naphthalenesulfonic acid / formaldehyde sodium salt)
Surfactant: Van gel B (magnesium aluminum silicate hydrate) manufactured by Vanderbilt

(老化防止剤分散体の調製)
水(462.5g)、エマルビンW(12.5g)、タモールNN9104(12.5g)、Van gel B(12.5g)、Wingstay L(500g)の合計1000gをボールミルで16時間混合し、老化防止剤分散体を調製し、以下の製造例に用いた。
(Preparation of anti-aging agent dispersion)
A total of 1000 g of water (462.5 g), Emulvin W (12.5 g), Tamol NN9104 (12.5 g), Van gel B (12.5 g) and Wingstay L (500 g) are mixed for 16 hours with a ball mill to prevent aging. An agent dispersion was prepared and used in the following production examples.

製造例1
フィールドラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、このラテックス1000gに、10%エマールE−27C水溶液25gと25%NaOH水溶液60gを加え、室温で24時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。次いで、老化防止剤分散体6gを添加し、2時間撹拌した後、さらに水を添加してゴム濃度15%(w/v)となるまで希釈した。その後、ゆっくり撹拌しながらギ酸を添加してpHを4.0に調整した後、カチオン系高分子凝集剤を添加し、2分間撹拌し、凝集させた。これにより得られた凝集物(凝集ゴム)の直径は0.5〜5mm程度であった。得られた凝集物を取り出し、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに、常温で4時間浸漬した後、ゴムを取出した。これに、水2000mlを加えて2分間撹拌し、極力水を取り除く作業を7回繰り返した。その後、水500mlを添加し、pH4になるまで2質量%ギ酸を添加し、15分間放置した。さらに、水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、水しぼりロールで水を絞ってシート状にした。その後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
Production Example 1
After adjusting the solid content concentration (DRC) of the field latex to 30% (w / v), 25 g of 10% Emar E-27C aqueous solution and 60 g of 25% NaOH aqueous solution were added to 1000 g of this latex and saponified at room temperature for 24 hours. Reaction was performed to obtain a saponified natural rubber latex. Next, 6 g of the anti-aging dispersion was added and stirred for 2 hours, and then further diluted with water to a rubber concentration of 15% (w / v). Thereafter, formic acid was added with slow stirring to adjust the pH to 4.0, and then a cationic polymer flocculant was added and stirred for 2 minutes for aggregation. The diameter of the aggregate (aggregated rubber) thus obtained was about 0.5 to 5 mm. The obtained agglomerates were taken out and immersed in 1000 ml of a 2% by weight aqueous sodium carbonate solution at room temperature for 4 hours, and then the rubber was taken out. To this, 2000 ml of water was added and stirred for 2 minutes to remove water as much as possible 7 times. Thereafter, 500 ml of water was added, 2% by mass formic acid was added until pH 4 was reached, and the mixture was allowed to stand for 15 minutes. Further, the operation of removing water as much as possible, adding water again and stirring for 2 minutes was repeated three times, and then the water was squeezed with a water squeezing roll to form a sheet. Then, it dried at 90 degreeC for 4 hours and obtained solid rubber.

比較製造例1
フィールドラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、このラテックス1000gに、10%エマールE−27C水溶液25gと25%NaOH水溶液60gを加え、室温で24時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。次いで、老化防止剤分散体6gを添加し、2時間撹拌した後、さらに水を添加してゴム濃度15%(w/v)となるまで希釈した。その後、ゆっくり撹拌しながらギ酸を添加してpHを4.0に調整した後、カチオン系高分子凝集剤を添加し、2分間撹拌し、凝集させた。これにより得られた凝集物(凝集ゴム)の直径は3〜15mm程度であった。得られた凝集物を取り出し、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに、常温で4時間浸漬した後、ゴムを取出した。これに、水1000mlを加えて2分間撹拌し、極力水を取り除く作業を1回行った。その後、水500mlを添加し、pH4になるまで2質量%ギ酸を添加し、15分間撹拌した。さらに、水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
Comparative production example 1
After adjusting the solid content concentration (DRC) of the field latex to 30% (w / v), 25 g of 10% Emar E-27C aqueous solution and 60 g of 25% NaOH aqueous solution were added to 1000 g of this latex and saponified at room temperature for 24 hours. Reaction was performed to obtain a saponified natural rubber latex. Next, 6 g of the anti-aging dispersion was added and stirred for 2 hours, and then further diluted with water to a rubber concentration of 15% (w / v). Thereafter, formic acid was added with slow stirring to adjust the pH to 4.0, and then a cationic polymer flocculant was added and stirred for 2 minutes for aggregation. The diameter of the aggregate (aggregated rubber) thus obtained was about 3 to 15 mm. The obtained agglomerates were taken out and immersed in 1000 ml of a 2% by weight aqueous sodium carbonate solution at room temperature for 4 hours, and then the rubber was taken out. To this, 1000 ml of water was added and stirred for 2 minutes to remove water as much as possible. Thereafter, 500 ml of water was added, 2% by mass formic acid was added until pH 4 was reached, and the mixture was stirred for 15 minutes. Further, the operation of removing water as much as possible, adding water again and stirring for 2 minutes was repeated three times, and then dried at 90 ° C. for 4 hours to obtain a solid rubber.

比較製造例2
製造例1において炭酸ナトリウム水溶液で処理し、水洗を7回繰り返した後、2質量%ギ酸による酸処理をすることなく、水しぼりロールで水を絞ってシート状にしたほかは、同様の手順で固形ゴムを得た。
Comparative production example 2
The same procedure was followed, except that it was treated with an aqueous sodium carbonate solution in Production Example 1 and washed with water seven times, and then the sheet was formed by squeezing water with a water squeezing roll without acid treatment with 2% by mass formic acid. A solid rubber was obtained.

製造例1ならびに比較製造例1および2で得られた固形ゴムについて、下記試験を行い、結果を表1に示した。   The solid rubbers obtained in Production Example 1 and Comparative Production Examples 1 and 2 were subjected to the following test, and the results are shown in Table 1.

<ゴムのpHの測定>
得られたゴム5gを5mm以下(約1〜2×約1〜2×約1〜2(mm))に切断して100mlビーカーに入れ、常温の蒸留水50mlを加えて2分間で90℃に昇温し、その後90℃に保つように調整しながらマイクロ波(300W)を13分(合計15分)照射した。次いで、浸漬水をアイスバスで冷却して25℃とした後、pHメーターを用いて、浸漬水のpHを測定した。
<Measurement of pH of rubber>
5 g of the obtained rubber was cut to 5 mm or less (about 1-2 × about 1-2 × about 1-2 (mm)) and placed in a 100 ml beaker, and 50 ml of distilled water at room temperature was added to 90 ° C. for 2 minutes. The temperature was raised, and then irradiation with microwaves (300 W) was performed for 13 minutes (15 minutes in total) while adjusting the temperature to be maintained at 90 ° C. Next, the immersion water was cooled with an ice bath to 25 ° C., and then the pH of the immersion water was measured using a pH meter.

<窒素含有量の測定>
(アセトン抽出(試験片の作製))
各固形ゴムを1mm角に細断したサンプルを約0.5g用意した。サンプルをアセトン50g中に浸漬して、室温(25℃)で48時間後にゴムを取出し、乾燥させ、各試験片(老化防止剤抽出済み)を得た。
<Measurement of nitrogen content>
(Acetone extraction (test piece preparation))
About 0.5 g of a sample obtained by chopping each solid rubber into 1 mm square was prepared. The sample was immersed in 50 g of acetone, and after 48 hours at room temperature (25 ° C.), the rubber was taken out and dried to obtain each test piece (extracted with anti-aging agent).

(測定)
得られた試験片の窒素含有量を以下の方法で測定した。窒素含有量は、微量窒素炭素測定装置「SUMIGRAPH NC95A((株)住化分析センター製)」を用いて、上記で得られたアセトン抽出処理済みの各試験片を分解、ガス化し、そのガスをガスクロマトグラフ「GC−8A((株)島津製作所製)」で分析して窒素含有量を定量した。
(Measurement)
The nitrogen content of the obtained test piece was measured by the following method. The nitrogen content was determined by decomposing and gasifying each of the acetone-extracted test pieces obtained above using a trace nitrogen carbon measuring device “SUMIGRAPH NC95A (manufactured by Sumika Chemical Analysis Center)”. The nitrogen content was quantified by analyzing with a gas chromatograph “GC-8A (manufactured by Shimadzu Corporation)”.

<リン含有量の測定>
ICP発光分析装置(P−4010、(株)日立製作所製)を使用してリン含有量を求めた。
<Measurement of phosphorus content>
The phosphorus content was determined using an ICP emission spectrometer (P-4010, manufactured by Hitachi, Ltd.).

<ゲル含有率の測定>
1mm×1mmに切断した生ゴムのサンプル約70mgを正確に計り、これに35mLのトルエンを加え1週間冷暗所に静置した。次いで、遠心分離に付してトルエンに不溶のゲル分を沈殿させ上澄みの可溶分を除去し、ゲル分のみをメタノールで固めた後、乾燥し質量を測定した。次の式によりゲル含有率(質量%)を求めた。
ゲル含有率(質量%)=[乾燥後の質量mg/最初のサンプル質量mg]×100
<Measurement of gel content>
About 70 mg of a raw rubber sample cut to 1 mm × 1 mm was accurately weighed, 35 mL of toluene was added thereto, and the mixture was allowed to stand in a cool dark place for 1 week. Subsequently, centrifugation was performed to precipitate a gel component insoluble in toluene, the soluble component of the supernatant was removed, and only the gel component was solidified with methanol, and then dried and the mass was measured. The gel content (mass%) was determined by the following formula.
Gel content (mass%) = [mass mg after drying / mg of initial sample] × 100

<耐熱老化性>
80℃で18時間熱処理した前後の固形ゴムのムーニー粘度ML1+4(130℃)を、JIS K6300:2001−1に準拠して測定し、さらに次の式により耐熱老化性指数を算出した。熱処理前のムーニー粘度が50〜70の範囲、特に50〜65の範囲であれば物性が良く、素練りの必要もなく、優れている。低すぎるとゴム物性が悪い。また、耐熱老化性指数が大きいほど、耐熱老化性が優れている。
耐熱老化性指数(%)=熱処理後のムーニー粘度/熱処理前のムーニー粘度×100
<Heat aging resistance>
The Mooney viscosity ML 1 + 4 (130 ° C.) of the solid rubber before and after being heat-treated at 80 ° C. for 18 hours was measured according to JIS K6300: 2001-1, and the heat aging index was calculated by the following formula. If the Mooney viscosity before heat treatment is in the range of 50 to 70, particularly in the range of 50 to 65, the physical properties are good and there is no need for mastication, which is excellent. If it is too low, the rubber properties are poor. Moreover, the greater the heat aging index, the better the heat aging resistance.
Heat aging index (%) = Mooney viscosity after heat treatment / Mooney viscosity before heat treatment × 100

以下、実施例および比較例において用いた各種材料をまとめて示す。
改質天然ゴム(改質NR):製造例1にて製造したもの
天然ゴム(NR):TSR20
ブタジエンゴム(BR):JSR(株)製のBR730(シス1,4−含有率95%)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックI(ISAFカーボン、N2SA:114m2/g、平均粒子径:23nm)
シリカ:エボニック・デグザ(Evonik Degussa)社製のULTRASIL(登録商標)VN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:エボニック・デグザ社製のSi266
ミネラルオイル:出光興産(株)製のPS−32(パラフィン系プロセスオイル)
ステアリン酸:日油(株)製の「桐」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエースワックス
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤NS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3−ジフェニルグアニジン)
Hereinafter, various materials used in Examples and Comparative Examples are shown together.
Modified natural rubber (modified NR): manufactured in Production Example 1 Natural rubber (NR): TSR20
Butadiene rubber (BR): BR730 manufactured by JSR Corporation (cis 1,4-content 95%)
Carbon black: Diablack I (ISAF carbon, N 2 SA: 114 m 2 / g, average particle size: 23 nm) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Silica: ULTRASIL® VN3 (N 2 SA: 175 m 2 / g) manufactured by Evonik Degussa
Silane coupling agent: Si266 manufactured by Evonik Degussa
Mineral oil: PS-32 (paraffinic process oil) manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Stearic acid: “paulownia” made by NOF Corporation
Zinc oxide: 2 types of anti-aging of zinc oxide manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: NOCRACK 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenylene manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) Diamine)
Wax: Ozoace wax manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd. Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. NS: Noxeller NS (N-tert-butyl- manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 2-benzothiazolylsulfenamide)
Vulcanization accelerator DPG: Noxeller D (1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

実施例1〜5および比較例1〜4
表2の工程(I)に示す配合処方にしたがい、ゴム成分、シリカおよびその他の材料を入れ、1.7Lのバンバリーミキサーを用いて排出温度150℃で3分間混練りすることにより、ブタジエンゴムおよびシリカを含む混練物(BRマスターバッチ)および改質天然ゴムおよびシリカを含む混練物(改質NRマスターバッチ)を得た。次に、得られた両混練物と、表2の工程(II)に示す配合処方にしたがい、その他の材料を添加し、排出温度150℃で5分間混練りし、混練物を得た。得られた混練物に、表2の工程(III)に示す配合処方にしたがい硫黄および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて150℃で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。なお、表2の工程(I)に配合量の記載がないものは、工程(II)のみ行った。
Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4
In accordance with the formulation shown in step (I) of Table 2, the rubber component, silica and other materials are added and kneaded for 3 minutes at a discharge temperature of 150 ° C. using a 1.7 L Banbury mixer, A kneaded product containing silica (BR master batch) and a kneaded product containing modified natural rubber and silica (modified NR master batch) were obtained. Next, according to the blended product obtained and the formulation shown in step (II) of Table 2, other materials were added and kneaded at a discharge temperature of 150 ° C. for 5 minutes to obtain a kneaded product. To the obtained kneaded product, sulfur and a vulcanization accelerator were added according to the formulation shown in step (III) of Table 2, and kneaded at 150 ° C. for 5 minutes using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. Obtained. In addition, only the process (II) was performed if there is no description of the blending amount in the process (I) of Table 2.

得られた各未加硫ゴム組成物を170℃で12分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。   Each obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized with a 0.5 mm thick mold at 170 ° C. for 12 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.

また、得られた各未加硫ゴム組成物をそれぞれキャップトレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材と共に貼り合せて170℃で15分間加硫することにより、試験用スタッドレスタイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。   Further, each unvulcanized rubber composition obtained was molded into a cap tread shape, bonded together with other tire members, and vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes, whereby a test studless tire (tire size: 195). / 65R15).

得られた加硫ゴム組成物、試験用スタッドレスタイヤを室温で保管し、加硫完了から200時間後(約1週間後)のものについて、下記試験により、耐摩耗性能、氷上性能、シリカ偏在評価を行った。また、加硫ゴム組成物について、加硫完了から200時間後の状態と加硫完了から1年後の状態とを比較して、下記試験によりシリカ分散状態の経時安定性の評価を行った。それぞれの試験結果を表2に示す。   The obtained vulcanized rubber composition and test studless tire were stored at room temperature, and those with 200 hours after vulcanization completion (about one week later) were evaluated for wear resistance, performance on ice, and uneven distribution of silica by the following tests. Went. Moreover, about the vulcanized rubber composition, the state after 200 hours from the completion of vulcanization and the state after one year from the completion of vulcanization were compared, and the temporal stability of the silica dispersion state was evaluated by the following test. Each test result is shown in Table 2.

<耐摩耗性能>
(株)岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用い、表面回転速度50m/分、付加荷重3.0kg、落砂量15g/分でスリップ率20%にて摩耗量を測定し、それらの摩耗量の逆数をとった。そして、比較例1の摩耗量の逆数を100とし、その他の摩耗量の逆数を指数で表した。指数が大きいほど耐摩耗性能に優れることを示す。なお、105以上を性能目標値とする。
<Abrasion resistance>
Using a Lambourne abrasion tester manufactured by Iwamoto Seisakusho, the amount of wear was measured at a surface rotation speed of 50 m / min, an additional load of 3.0 kg, a sandfall of 15 g / min and a slip rate of 20%. The inverse of was taken. And the reciprocal number of the abrasion amount of the comparative example 1 was set to 100, and the reciprocal number of the other abrasion amount was represented by the index | exponent. A larger index indicates better wear resistance. Note that the performance target value is 105 or more.

<氷上性能>
実施例および比較例のスタッドレスタイヤを用いて、下記の条件で、氷上で実車性能を評価した。試験場所は、住友ゴム工業株式会社の北海道名寄テストコースで行い、氷上気温は−2〜−6℃であった。試験用タイヤを国産2000ccのFR車に装着し、時速30km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。そして、比較例1を基準として、下記式から算出した。なお、110以上を性能目標値とする。
(氷上性能)=(比較例1の制動停止距離)/(各配合の停止距離)×100
<Performance on ice>
Using the studless tires of Examples and Comparative Examples, actual vehicle performance was evaluated on ice under the following conditions. The test place was the Hokkaido Nayoro Test Course of Sumitomo Rubber Industries, Ltd., and the temperature on ice was −2 to −6 ° C. A test tire was mounted on a domestic 2000cc FR vehicle, and the stopping distance on ice required to stop the lock brake at 30 km / h was measured. And it computed from the following formula on the basis of the comparative example 1. Note that the performance target value is 110 or more.
(Performance on ice) = (braking stop distance of Comparative Example 1) / (stop distance of each formulation) × 100

<モルホロジーの評価およびシリカ偏在の評価>
加硫ゴム組成物を面出しし、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察した。各相のモルホロジーは、コントラストの比較により確認することが可能であった。その結果、実施例、比較例では、ブタジエンゴムを含む相(BR相)と改質天然ゴムを含む相(改質NR相)とは互いに非相溶であることが確認された。BR相が海相を形成し、改質NR相が島相を形成しており、シリカは、実施例ではBR相および改質NR相の両方に分散していた。
<Evaluation of morphology and evaluation of uneven distribution of silica>
The vulcanized rubber composition was surfaced and observed using a scanning electron microscope (SEM). The morphology of each phase could be confirmed by contrast comparison. As a result, in Examples and Comparative Examples, it was confirmed that the phase containing butadiene rubber (BR phase) and the phase containing modified natural rubber (modified NR phase) were incompatible with each other. The BR phase formed a sea phase, the modified NR phase formed an island phase, and silica was dispersed in both the BR phase and the modified NR phase in the examples.

シリカは粒状の形態として観察可能である。1つのサンプルのSEM写真について、互いに重複しない2μm×2μmの領域を10ヵ所選択した。各領域で、各相の単位面積当たりのシリカ面積を測定し、BR相のシリカ存在率γを算出した。10ヵ所のγの最大値と最小値との差が、10%以内であることを確認し、10ヵ所のγの平均を、αとして表に記載した。   Silica can be observed as a granular form. For the SEM photograph of one sample, 10 regions of 2 μm × 2 μm that do not overlap each other were selected. In each region, the silica area per unit area of each phase was measured, and the silica abundance γ of the BR phase was calculated. The difference between the maximum value and the minimum value of γ at 10 locations was confirmed to be within 10%, and the average of 10 γ values was listed as α in the table.

<シリカ分散状態の経時安定性>
上記と同様にして、同一の加硫ゴム組成物について、加硫完了から1年後の状態におけるBR相中のシリカ存在率αを測定した。そして、加硫完了から200時間後の状態におけるBR相中のシリカの存在率αを基準として加硫完了から1年後の状態におけるBR相中のシリカの存在率αの変化率を調べた。
変化率(%)=|α(1年後)−α(200時間後)|/α(200時間後)×100
<Stability over time in silica dispersion>
In the same manner as described above, the silica abundance ratio α in the BR phase in the state one year after the completion of vulcanization was measured for the same vulcanized rubber composition. Then, the rate of change in the abundance ratio α of silica in the BR phase in the state one year after the completion of vulcanization was examined with reference to the abundance ratio α of silica in the BR phase in the state 200 hours after the completion of vulcanization.
Rate of change (%) = | α (after 1 year) −α (after 200 hours) | / α (after 200 hours) × 100

以下の評価基準に基づいて、実施例および比較例を評価した。変化率が小さい方が結果は良好である。
A:変化率が10%以内である
B:変化率が10%を超え、30%以内である
C:変化率が30%を超える
Examples and comparative examples were evaluated based on the following evaluation criteria. The smaller the rate of change, the better the results.
A: Change rate is within 10% B: Change rate is over 10%, and within 30% C: Change rate is over 30%

表2の結果より、シリカをそれぞれ含むBRと改質NRの二種類のマスターバッチを作製したうえで、それらを混練りする製造方法とすることにより、良好なBR相のシリカ存在率αを有する加硫ゴム組成物を作製することができ、シリカの分散安定性が良好となることがわかる。また、そのような良好なBR相のシリカ存在率αを有する加硫ゴム組成物は、耐摩耗性能および氷上性能をバランス良く改善できることがわかる。   From the results shown in Table 2, by preparing two master batches of BR and modified NR each containing silica, and having a production method in which they are kneaded, the silica has a good silica abundance α of the BR phase. It can be seen that a vulcanized rubber composition can be prepared and the dispersion stability of silica is good. It can also be seen that such a vulcanized rubber composition having a good BR phase silica abundance α can improve the wear resistance and on-ice performance in a well-balanced manner.

1 BR相
2 IR相
3 シリカ
4 カーボンブラック
1 BR phase 2 IR phase 3 Silica 4 Carbon black

Claims (17)

(a)ブタジエンゴムおよびシリカを含むマスターバッチを作製する工程、
(b)改質天然ゴムおよびシリカを含むマスターバッチを作製する工程、
(c)(a)で得られたマスターバッチと(b)で得られたマスターバッチとを混練りする工程、および
(d)(c)で得られた混練物を加硫する工程
を含む加硫ゴム組成物の製造方法であって、
該改質天然ゴムが、天然ゴムの非ゴム成分を除去したのち、酸性化合物で処理して得られ、pHが2〜7に調整されたものであり、
該加硫ゴム組成物が、
ブタジエンゴムおよびシリカを含む相(BR相)と、改質天然ゴムおよびシリカを含む相(改質NR相)とを有し、
BR相と改質NR相とは互いに非相溶であり、
加硫工程の完了から100時間〜500時間後におけるBR相中のシリカの存在率αが下記式1を満たし、
ブタジエンゴムの割合βが下記式2を満たす、加硫ゴム組成物の製造方法。
0.3≦α≦0.7 (式1)
0.45≦β≦0.8 (式2)
(ここで、α=BR相中のシリカ量/(BR相中のシリカ量+改質NR相中のシリカ量)であり、β=加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量/(加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量+加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量)である。)
(A) producing a masterbatch containing butadiene rubber and silica;
(B) producing a masterbatch containing modified natural rubber and silica;
(C) a step of kneading the master batch obtained in (a) and the master batch obtained in (b), and (d) a step of vulcanizing the kneaded product obtained in (c). A method for producing a vulcanized rubber composition comprising:
The modified natural rubber is obtained by removing a non-rubber component of natural rubber and then treating with an acidic compound, and the pH is adjusted to 2 to 7,
The vulcanized rubber composition is
A phase containing butadiene rubber and silica (BR phase) and a phase containing modified natural rubber and silica (modified NR phase);
The BR phase and the modified NR phase are incompatible with each other,
The abundance α of silica in the BR phase 100 hours to 500 hours after the completion of the vulcanization process satisfies the following formula 1.
A method for producing a vulcanized rubber composition, wherein the proportion of butadiene rubber β satisfies the following formula 2.
0.3 ≦ α ≦ 0.7 (Formula 1)
0.45 ≦ β ≦ 0.8 (Formula 2)
(Where α = silica amount in BR phase / (silica amount in BR phase + silica amount in modified NR phase)), and β = mass of butadiene rubber in vulcanized rubber composition / (vulcanized The mass of butadiene rubber in the rubber composition + the mass of modified natural rubber in the vulcanized rubber composition))
前記ブタジエンゴムおよびシリカを含むマスターバッチが、ブタジエンゴム100質量部に対して、シリカを40質量部以上含有する請求項1記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 1 in which the masterbatch containing the said butadiene rubber and a silica contains 40 mass parts or more of silica with respect to 100 mass parts of butadiene rubbers. 前記改質天然ゴムおよびシリカを含むマスターバッチが、改質天然ゴム100質量部に対して、シリカを15質量部以上含有する請求項1または2記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the masterbatch containing the modified natural rubber and silica contains 15 parts by mass or more of silica with respect to 100 parts by mass of the modified natural rubber. 前記ブタジエンゴムが、シス1,4結合含有率が90%以上のブタジエンゴムである請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1, wherein the butadiene rubber is a butadiene rubber having a cis 1,4 bond content of 90% or more. 前記加硫ゴム組成物が、改質天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部に対して、フィラーを25〜120質量部、軟化剤を15〜80質量部含有し、該フィラーは、全フィラー量に対して50質量%以上のシリカを含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。 The vulcanized rubber composition contains 25 to 120 parts by mass of a filler and 15 to 80 parts by mass of a softening agent with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing a modified natural rubber and a butadiene rubber. The manufacturing method of any one of Claims 1-4 which contains 50 mass% or more of silica with respect to the total amount of fillers. 前記改質天然ゴムのゴム中のリン含有量が200ppm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, wherein a phosphorus content in the rubber of the modified natural rubber is 200 ppm or less. 前記改質天然ゴムのゴム中の窒素含有量が0.15質量%以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 6, wherein a nitrogen content in the rubber of the modified natural rubber is 0.15% by mass or less. 前記改質天然ゴムのpH値が、前記改質天然ゴムを各辺2mm角以内の大きさに切って蒸留水に浸漬し、マイクロ波を照射しながら90℃で15分間抽出し、浸漬水をpHメーターを用いて測定した値である請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。 The modified natural rubber has a pH value of less than 2 mm square on each side, soaked in distilled water, extracted at 90 ° C. for 15 minutes while irradiating with microwaves, It is the value measured using the pH meter, The manufacturing method of any one of Claims 1-7. 前記改質天然ゴムの80℃、18時間熱処理後の耐熱老化性指数(式3)が、75〜120%である請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
耐熱老化性指数=熱処理後のムーニー粘度/熱処理前のムーニー粘度×100 (式3)
The manufacturing method according to claim 1, wherein the modified natural rubber has a heat aging index (Equation 3) after heat treatment at 80 ° C. for 18 hours of 75 to 120%.
Heat aging index = Mooney viscosity after heat treatment / Mooney viscosity before heat treatment × 100 (Formula 3)
ブタジエンゴムおよびシリカを含む相(BR相)と、改質天然ゴムおよびシリカを含む相(改質NR相)とを有する加硫ゴム組成物であって、
該改質天然ゴムが、天然ゴムの非ゴム成分を除去したのち、酸性化合物で処理して得られ、pHが2〜7に調整されたものであり、
BR相と改質NR相とは互いに非相溶であり、
加硫工程の完了から100時間〜500時間後におけるBR相中のシリカの存在率αが下記式1を満たし、
ブタジエンゴムの割合βが下記式2を満たす、加硫ゴム組成物。
0.3≦α≦0.7 (式1)
0.45≦β≦0.8 (式2)
(ここで、α=BR相中のシリカ量/(BR相中のシリカ量+改質NR相中のシリカ量)であり、β=加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量/(加硫ゴム組成物中のブタジエンゴムの質量+加硫ゴム組成物中の改質天然ゴムの質量)である。)
A vulcanized rubber composition having a phase containing butadiene rubber and silica (BR phase) and a phase containing modified natural rubber and silica (modified NR phase),
The modified natural rubber is obtained by removing a non-rubber component of natural rubber and then treating with an acidic compound, and the pH is adjusted to 2 to 7,
The BR phase and the modified NR phase are incompatible with each other,
The abundance α of silica in the BR phase 100 hours to 500 hours after the completion of the vulcanization process satisfies the following formula 1.
A vulcanized rubber composition in which the proportion β of butadiene rubber satisfies the following formula 2.
0.3 ≦ α ≦ 0.7 (Formula 1)
0.45 ≦ β ≦ 0.8 (Formula 2)
(Where α = silica amount in BR phase / (silica amount in BR phase + silica amount in modified NR phase)), and β = mass of butadiene rubber in vulcanized rubber composition / (vulcanized The mass of butadiene rubber in the rubber composition + the mass of modified natural rubber in the vulcanized rubber composition))
前記ブタジエンゴムが、シス1,4結合含有率が90%以上のブタジエンゴムである請求項10記載の加硫ゴム組成物。 The vulcanized rubber composition according to claim 10 , wherein the butadiene rubber is a butadiene rubber having a cis 1,4 bond content of 90% or more. 改質天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部に対して、フィラーを25〜120質量部、軟化剤を15〜80質量部含有し、該フィラーは、全フィラー量に対して50質量%以上のシリカを含有する請求項10または11記載の加硫ゴム組成物。 25 to 120 parts by mass of filler and 15 to 80 parts by mass of a softening agent are contained with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing modified natural rubber and butadiene rubber, and the filler is 50 parts by mass with respect to the total amount of filler. The vulcanized rubber composition according to claim 10 or 11, comprising at least silica. 前記改質天然ゴムのゴム中のリン含有量が200ppm以下である請求項10〜12のいずれか1項に記載の加硫ゴム組成物。 The vulcanized rubber composition according to any one of claims 10 to 12, wherein a phosphorus content in the rubber of the modified natural rubber is 200 ppm or less. 前記改質天然ゴムのゴム中の窒素含有量が0.15質量%以下である請求項10〜13のいずれか1項に記載の加硫ゴム組成物。 The vulcanized rubber composition according to any one of claims 10 to 13, wherein a nitrogen content in the rubber of the modified natural rubber is 0.15% by mass or less. 前記改質天然ゴムのpH値が、前記改質天然ゴムを各辺2mm角以内の大きさに切って蒸留水に浸漬し、マイクロ波を照射しながら90℃で15分間抽出し、浸漬水をpHメーターを用いて測定した値である請求項10〜14のいずれか1項に記載の加硫ゴム組成物。 The modified natural rubber has a pH value of less than 2 mm square on each side, soaked in distilled water, extracted at 90 ° C. for 15 minutes while irradiating with microwaves, The vulcanized rubber composition according to any one of claims 10 to 14, which is a value measured using a pH meter. 前記改質天然ゴムの80℃、18時間熱処理後の耐熱老化性指数(式3)が、75〜120%である請求項10〜15のいずれか1項に記載の加硫ゴム組成物。
耐熱老化性指数=熱処理後のムーニー粘度/熱処理前のムーニー粘度×100 (式3)
The vulcanized rubber composition according to any one of claims 10 to 15, wherein the modified natural rubber has a heat aging index (Equation 3) after heat treatment at 80 ° C for 18 hours of 75 to 120%.
Heat aging index = Mooney viscosity after heat treatment / Mooney viscosity before heat treatment × 100 (Formula 3)
請求項10〜16のいずれか1項に記載の加硫ゴム組成物により構成されたトレッドを有するスタッドレスタイヤ。 The studless tire which has a tread comprised with the vulcanized rubber composition of any one of Claims 10-16.
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