JP6986935B2 - Surface-treated carbon black and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、表面処理カーボンブラックおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to surface-treated carbon black and a method for producing the same.

従来、ゴム組成物を原料とした空気入りタイヤの低燃費性や低発熱性等の特性の向上を目的として、ゴム組成物にヒドラジド化合物を用いることが知られている(特許文献1、2)。 Conventionally, it has been known to use a hydrazide compound in a rubber composition for the purpose of improving characteristics such as low fuel consumption and low heat generation of a pneumatic tire made of a rubber composition (Patent Documents 1 and 2). ..

特開2017−95663号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-95663 特表2014−501827号公報Japanese Patent Publication No. 2014-501827

一方、市場では、ゴム組成物において、よりスコーチ性(加工性)に優れ、かつ当該ゴム組成物を原料としたタイヤ(加硫ゴム)において、より低発熱性を有するものが求められているが、上記の特許文献のようなゴム組成物から得られた加硫ゴムは、当該特性に改善の余地があった。 On the other hand, in the market, rubber compositions that are more excellent in scorchability (processability) and tires (vulcanized rubber) made from the rubber composition are required to have lower heat generation properties. The vulcanized rubber obtained from the rubber composition as in the above patent document has room for improvement in its properties.

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、低発熱性を有する加硫ゴムが得られ、かつスコーチ性の低下が抑制できるゴム組成物が得られる、表面処理カーボンブラックおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a surface-treated carbon black and its production which can obtain a vulcanized rubber having low heat generation and a rubber composition capable of suppressing deterioration of scorch property. The purpose is to provide a method.

本発明は、カーボンブラックの表面が、ジヒドラジド化合物で処理された表面処理カーボンブラックに関する。 The present invention relates to a surface-treated carbon black in which the surface of the carbon black is treated with a dihydrazide compound.

また、本発明は、前記表面処理カーボンブラックの製造方法であって、前記カーボンブラックの表面を、前記ジヒドラジド化合物で処理する工程を含む表面処理カーボンブラックの製造方法に関する。 The present invention also relates to a method for producing the surface-treated carbon black, which comprises a step of treating the surface of the carbon black with the dihydrazide compound.

本発明に係る表面処理カーボンブラックにおける効果の作用メカニズムの詳細は不明な部分があるが、以下のように推定される。但し、本発明は、この作用メカニズムに限定して解釈されなくてもよい。 The details of the action mechanism of the effect in the surface-treated carbon black according to the present invention are unknown, but it is presumed as follows. However, the present invention does not have to be construed as being limited to this mechanism of action.

本発明の表面処理カーボンブラックは、カーボンブラックの表面が、ジヒドラジド化合物で処理されている。ジヒドラジド化合物により、予め、カーボンブラックの表面を処理することで、当該ジヒドラジド化合物がカーボンブラックの表面(当該表面に存在する数少ない官能基(例えば、カルボキシル基など))に効率よく付着(結合)できるものと推定される。とくに、当該ジヒドラジド化合物を含む水溶液を用いた場合、カーボンブラックと当該ジヒドラジド化合物の接触効率が上がるため、当該ジヒドラジド化合物がさらに効率よく付着(結合)できるものと推定される。 In the surface-treated carbon black of the present invention, the surface of the carbon black is treated with a dihydrazide compound. By treating the surface of carbon black with a dihydrazide compound in advance, the dihydrazide compound can be efficiently attached (bonded) to the surface of carbon black (the few functional groups present on the surface (for example, carboxyl group)). It is estimated to be. In particular, when an aqueous solution containing the dihydrazide compound is used, the contact efficiency between carbon black and the dihydrazide compound is increased, so that it is presumed that the dihydrazide compound can be attached (bonded) more efficiently.

このような表面処理カーボンブラックをタイヤ用ゴム組成物の原料として用いることで、表面処理カーボンブラックに存在する前記ジヒドラジド化合物の炭素−炭素二重結合の部分が、ゴム成分(ポリマー)のラジカルとの反応や硫黄架橋に伴う反応によりゴム成分(ポリマー)と結合することができると推定されるため、得られる加硫ゴムは優れた低発熱性を有する。 By using such surface-treated carbon black as a raw material for a rubber composition for tires, the carbon-carbon double bond portion of the dihydrazide compound present in the surface-treated carbon black can be combined with the radical of the rubber component (polymer). Since it is presumed that the vulcanized rubber can be bonded to the rubber component (polymer) by the reaction or the reaction associated with the sulfur cross-linking, the obtained vulcanized rubber has excellent low heat generation.

上記のような表面処理カーボンブラックをタイヤ用ゴム組成物の原料として用いることで、未反応の前記ジヒドラジド化合物が加硫反応を促進しないであることが推定されるため、ゴム組成物のスコーチ性の低下(悪化)を抑制できる。 By using the surface-treated carbon black as described above as a raw material for the rubber composition for tires, it is presumed that the unreacted dihydrazide compound does not promote the vulcanization reaction. The decrease (deterioration) can be suppressed.

<表面処理カーボンブラック>
本発明の表面処理カーボンブラックは、カーボンブラックの表面が、ジヒドラジド化合物で処理されたものである。
<Surface treatment carbon black>
In the surface-treated carbon black of the present invention, the surface of the carbon black is treated with a dihydrazide compound.

前記カーボンブラックとしては、例えば、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなど、通常のゴム工業で使用されるカーボンブラックの他、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックは、通常のゴム工業において、そのハンドリング性を考慮して造粒された、造粒カーボンブラックであってもよく、未造粒カーボンブラックであってもよい。カーボンブラックは、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 As the carbon black, for example, in addition to carbon black used in the ordinary rubber industry such as SAF, ISAF, HAF, FEF, and GPF, conductive carbon black such as acetylene black and Ketjen black can be used. .. The carbon black may be granulated carbon black or ungranulated carbon black, which is granulated in consideration of its handleability in the ordinary rubber industry. Carbon black may be used alone or in combination of two or more.

前記カーボンブラックは、加硫ゴムの補強性を向上させる観点から、DBP吸収量(ジブチルフタレート吸収量)が、80cm/100g以上であることが好ましく、110cm/100g以上であることがより好ましく、そして、180cm/100g以下であることが好ましく、140cm/100g以下であることがより好ましい。 The carbon black, from the viewpoint of improving the reinforcing property of the vulcanized rubber, DBP absorption amount (dibutyl phthalate absorption) is preferably at 80 cm 3/100 g or more, more preferably 110 cm 3/100 g or more and is preferably 180cm 3/100 g or less, and more preferably less 140cm 3 / 100g.

前記カーボンブラックは、加硫ゴムの低発熱性を向上させる観点から、窒素吸着比表面積が、30m/g以上であることが好ましく、50m/g以上であることがより好ましく、100m/g以上であることがさらに好ましく、そして、250m/g以下であることが好ましく、200m/g以下であることがより好ましく、180m/g以下であることがさらに好ましい。 The carbon black, from the viewpoint of improving the low heat generation property of the vulcanized rubber, the nitrogen adsorption specific surface area, is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 50 m 2 / g or more, 100 m 2 / It is more preferably g or more, more preferably 250 m 2 / g or less, more preferably 200 m 2 / g or less, still more preferably 180 m 2 / g or less.

前記ジヒドラジド化合物は、ヒドラジド基(−CONHNH)を分子中に2つ有する化合物であり、例えば、イソフタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、エイコサン二酸ジヒドラジド、7,11−オクタデカジエン−1,18−ジカルボヒドラジドなどが挙げられる。前記ジヒドラジド化合物は、これらの中でも、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジドが好ましく、イソフタル酸ジヒドラジドがより好ましい。前記ジヒドラジド化合物は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 The dihydrazide compound is a compound having two hydrazide groups (-CONNHN 2) in its molecule, and is, for example, isophthalic acid dihydrazide, terephthalic acid dihydrazide, azelaic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, eicosanite dihydrazide, and the like. Examples thereof include 7,11-octadecazien-1,18-dicarbohydrazide. Among these, the dihydrazide compound is preferably isophthalic acid dihydrazide or adipic acid dihydrazide, and more preferably isophthalic acid dihydrazide. The dihydrazide compound may be used alone or in combination of two or more.

前記ジヒドラジド化合物は、カーボンブラックに対する接触効率を高める観点から、前記ジヒドラジド化合物を含む水溶液で使用することが好ましい。前記水溶液における媒体は、イオン交換水、蒸留水、工業用水などの水を主成分とする媒体であるが、例えば、有機溶媒を含有する水であってもよい。前記媒体は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 The dihydrazide compound is preferably used in an aqueous solution containing the dihydrazide compound from the viewpoint of increasing the contact efficiency with carbon black. The medium in the aqueous solution is a medium containing water as a main component, such as ion-exchanged water, distilled water, and industrial water, but may be, for example, water containing an organic solvent. The medium may be used alone or in combination of two or more.

前記ジヒドラジド化合物を含む水溶液中の、前記ジヒドラジド化合物の割合は、加硫ゴムの低発熱性を向上させる観点から、0.1重量%以上であることが好ましく、0.3重量%以上であることがより好ましく、0.5重量%以上であることがさらに好ましく、1.5重量%以上であることがよりさらに好ましく、そして、前記媒体中に前記ジヒドラジド化合物を十分に溶解させる観点、およびゴム組成物のスコーチ性の低下(悪化)を抑制(防止)する観点から、30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましく、15重量%以下であることがさらに好ましい。 The ratio of the dihydrazide compound in the aqueous solution containing the dihydrazide compound is preferably 0.1% by weight or more, preferably 0.3% by weight or more, from the viewpoint of improving the low heat generation property of the vulture rubber. Is more preferably 0.5% by weight or more, still more preferably 1.5% by weight or more, and the viewpoint of sufficiently dissolving the dihydrazide compound in the medium, and the rubber composition. From the viewpoint of suppressing (preventing) deterioration (deterioration) of the scorch property of the substance, it is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and further preferably 15% by weight or less.

また、前記ジヒドラジド化合物を含む水溶液は、前記媒体中に前記ジヒドラジド化合物を十分に溶解させる観点から、温度が60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましく、90℃以上であることがよりさらに好ましく、そして、安全性の観点からは、前記媒体の沸点以下であることが好ましい。 Further, the aqueous solution containing the dihydrazide compound preferably has a temperature of 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher, from the viewpoint of sufficiently dissolving the dihydrazide compound in the medium. It is more preferably 90 ° C. or higher, and from the viewpoint of safety, it is preferably below the boiling point of the medium.

前記表面処理カーボンブラックにおいて、前記ジヒドラジド化合物の使用量(表面処理量)は、加硫ゴムの低発熱性を向上させる観点から、前記カーボンブラック100重量部に対して、0.02重量部以上であることが好ましく、0.05重量部以上であることがより好ましく、0.1重量部以上であることがさらに好ましく、0.2重量部以上であることがよりさらに好ましく、そして、ゴム組成物のスコーチ性の低下(悪化)を抑制(防止)する観点から、20重量部以下であることが好ましく、10重量部以下であることがより好ましく、5重量部以下であることがさらに好ましく、3重量部以下であることがよりさらに好ましい。 In the surface-treated carbon black, the amount of the dihydrazide compound used (surface treatment amount) is 0.02 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the carbon black from the viewpoint of improving the low heat generation property of the vulture rubber. It is preferably 0.05 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, further preferably 0.2 parts by weight or more, and a rubber composition. From the viewpoint of suppressing (preventing) the deterioration (deterioration) of the scorch property, it is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, and further preferably 5 parts by weight or less. It is more preferably less than parts by weight.

<表面処理カーボンブラックの製造方法>
本発明の表面処理カーボンブラックの製造方法において、その表面処理の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ミキサーやブレンダー中で、カーボンブラックを攪拌(流動)しながら、1)前記ジヒドラジド化合物または当該化合物を含む水溶液を添加して攪拌処理する方法、2)前記ジヒドラジド化合物を含む水溶液を、スプレーなどの噴霧機を用いて噴霧処理する方法、また、3)カーボンブラックの造粒工程に使用する水に前記ジヒドラジド化合物を添加して処理する方法などが挙げられる。前記表面処理の方法は、均一塗布の観点から、噴霧処理する方法が好ましい。
<Manufacturing method of surface-treated carbon black>
In the method for producing the surface-treated carbon black of the present invention, the surface treatment method is not particularly limited, but for example, while stirring (flowing) the carbon black in a mixer or a blender, 1) the dihydrazide. For a method of adding a compound or an aqueous solution containing the compound and stirring the mixture, 2) a method of spraying the aqueous solution containing the dihydrazide compound with a sprayer such as a spray, and 3) a carbon black granulation step. Examples thereof include a method of adding the dihydrazide compound to the water to be used for treatment. As the surface treatment method, a spray treatment method is preferable from the viewpoint of uniform coating.

前記表面処理において、処理温度は、何ら限定されないが、前記ジヒドラジド化合物を含む水溶液を用いる場合、ジヒドラジド化合物の析出を抑制する観点から、当該水溶液の温度は、60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましく、90℃以上であることがよりさらに好ましく、そして、安全性の観点からは、前記媒体の沸点以下であることが好ましい。また、処理時間は、使用するカーボンブラックの量に依存するため一概に言えないが、通常、3.0〜5.0分程度である。 In the surface treatment, the treatment temperature is not limited at all, but when an aqueous solution containing the dihydrazide compound is used, the temperature of the aqueous solution is preferably 60 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher, from the viewpoint of suppressing the precipitation of the dihydrazide compound. The temperature is more preferably ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, further preferably 90 ° C. or higher, and from the viewpoint of safety, the temperature is preferably lower than the boiling point of the medium. The treatment time depends on the amount of carbon black used and cannot be unequivocally stated, but is usually about 3.0 to 5.0 minutes.

上記の表面処理にて得られた表面処理カーボンブラックは、混合時間短縮の観点から、自然乾燥、強制乾燥などの乾燥工程を設けずに使用することができるが、上記の表面処理の工程のあとには、前記乾燥工程を設けることもできる。 The surface-treated carbon black obtained by the above-mentioned surface treatment can be used without a drying step such as natural drying or forced drying from the viewpoint of shortening the mixing time, but after the above-mentioned surface treatment step. Can also be provided with the drying step.

<ゴム組成物>
本発明では、前記表面処理カーボンブラックを用いて、ゴム組成物を調製することができる。ゴム組成物の原料としては、通常ゴム業界で使用される、ゴム、各種配合剤が挙げられる。
<Rubber composition>
In the present invention, the rubber composition can be prepared by using the surface-treated carbon black. Examples of the raw material of the rubber composition include rubber and various compounding agents usually used in the rubber industry.

前記ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)や、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)などの合成ジエン系ゴムが挙げられる。ゴムは、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 Examples of the rubber include synthetic diene rubber such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), and nitrile rubber (NBR). Rubber is mentioned. The rubber may be used alone or in combination of two or more.

前記ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、前記表面処理カーボンブラックにおける前記ジヒドラジド化合物は、加硫ゴムの低発熱性を向上させる観点から、0.01重量部以上であることが好ましく、0.03重量部以上であることがより好ましく、0.05重量部以上であることがさらに好ましく、0.1重量部以上であることがよりさらに好ましく、そして、ゴム組成物のスコーチ性の低下(悪化)を抑制(防止)する観点から、10重量部以下であることが好ましく、5重量部以下であることがより好ましく、3重量部以下であることがさらに好ましく、1.5重量部以下であることがよりさらに好ましい。 With respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition, the dihydrazide compound in the surface-treated carbon black is preferably 0.01 part by weight or more from the viewpoint of improving the low heat generation property of the sulfide rubber. , 0.03 parts by weight or more, more preferably 0.05 parts by weight or more, further preferably 0.1 parts by weight or more, and the scorch property of the rubber composition. From the viewpoint of suppressing (preventing) the decrease (deterioration), it is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, further preferably 3 parts by weight or less, and 1.5 parts by weight. The following is even more preferable.

前記ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、前記表面処理カーボンブラックは、加硫ゴムの補強性を向上させる観点から、30〜100重量部であることが好ましく、35〜80重量部であることがより好ましく、40〜70重量部であることがさらに好ましい。 The surface-treated carbon black is preferably 30 to 100 parts by weight, preferably 35 to 80 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition, from the viewpoint of improving the reinforcing property of the vulcanized rubber. Is more preferable, and 40 to 70 parts by weight is further preferable.

前記各種配合剤としては、例えば、硫黄系加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛、メチレン受容体およびメチレン供与体、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有機過酸化物、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などが挙げられる。 Examples of the various compounding agents include sulfur-based vulcanizing agents, vulcanization accelerators, antiaging agents, silica, silane coupling agents, zinc oxide, methylene acceptors and methylene donors, stearic acid, and vulcanization accelerating aids. , Vulcanization retarder, organic peroxide, softeners such as wax and oil, processing aids and the like.

前記硫黄系加硫剤としての硫黄は、通常のゴム用硫黄であればよく、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。硫黄系加硫剤は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 The sulfur as the sulfur-based vulcanizing agent may be ordinary sulfur for rubber, and for example, powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur and the like can be used. The sulfur-based vulcanizing agent may be used alone or in combination of two or more.

前記硫黄の含有量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して0.3〜6.5重量部であることが好ましい。硫黄の含有量が0.3重量部未満であると、加硫ゴムの架橋密度が不足してゴム強度などが低下し、6.5重量部を超えると、特に耐熱性および耐久性の両方が悪化する。加硫ゴムのゴム強度を良好に確保し、耐熱性と耐久性をより向上するためには、硫黄の含有量がゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して1.0〜5.5重量部であることがより好ましい。 The sulfur content is preferably 0.3 to 6.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. If the sulfur content is less than 0.3 parts by weight, the crosslink density of the vulcanized rubber is insufficient and the rubber strength etc. is lowered, and if it exceeds 6.5 parts by weight, both heat resistance and durability are particularly high. Getting worse. In order to secure good rubber strength of vulcanized rubber and further improve heat resistance and durability, the sulfur content is 1.0 to 5.5 with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. It is more preferably a part by weight.

前記加硫促進剤としては、通常のゴム用加硫促進剤であればよく、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などが挙げられる。加硫促進剤は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 The vulcanization accelerator may be an ordinary vulcanization accelerator for rubber, and may be a sulfur amide-based vulcanization accelerator, a thiuram-based vulcanization accelerator, a thiazole-based vulcanization accelerator, or a thiourea-based vulcanization accelerator. , Guanidin-based vulcanization accelerator, dithiocarbamate-based vulcanization accelerator and the like. The vulcanization accelerator may be used alone or in combination of two or more.

前記加硫促進剤の含有量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して1〜5重量部であることが好ましい。 The content of the vulcanization accelerator is preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.

前記老化防止剤としては、通常のゴム用老化防止剤であればよく、芳香族アミン系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤などが挙げられる。老化防止剤は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 The anti-aging agent may be an ordinary anti-aging agent for rubber, and may be an aromatic amine-based anti-aging agent, an amine-ketone-based anti-aging agent, a monophenol-based anti-aging agent, a bisphenol-based anti-aging agent, or a polyphenol-based anti-aging agent. Examples thereof include anti-aging agents, dithiocarbamate-based anti-aging agents, and thiourea-based anti-aging agents. The anti-aging agent may be used alone or in combination of two or more.

前記老化防止剤の含有量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して1〜5重量部であることが好ましい。 The content of the antiaging agent is preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.

前記表面処理カーボンブラック、前記ゴム、および前記各種配合剤の配合(添加)の方法は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの通常のゴム工業において使用される混練機を用いて混練する方法が挙げられる。 The method of blending (adding) the surface-treated carbon black, the rubber, and the various compounding agents is, for example, a method of kneading using a kneading machine used in a normal rubber industry such as a Banbury mixer, a kneader, and a roll. Can be mentioned.

前記混練する方法は特に限定されないが、例えば、硫黄系加硫剤および加硫促進剤などの加硫系成分以外の成分を、任意の順序で添加し混練する方法、同時に添加して混練する方法、また、全成分を同時に添加して混練する方法などが挙げられる。また、混練する回数は、1回または複数回であってもよい。混練する時間は、使用する混練機の大きさなどによって異なるが、通常、2〜5分程度とすればよい。また、混練機の排出温度は、120〜170℃とすることが好ましく、120〜150℃とすることがより好ましい。なお、混練機の排出温度は、前記加硫系成分を含む場合、80〜110℃とすることが好ましく、80〜100℃とすることがより好ましい。 The method of kneading is not particularly limited, but for example, a method of adding and kneading components other than the vulcanization-based components such as a sulfur-based vulcanizing agent and a vulcanization accelerator in an arbitrary order, and a method of simultaneously adding and kneading. Further, a method of adding all the components at the same time and kneading them can be mentioned. Further, the number of kneading may be once or a plurality of times. The kneading time varies depending on the size of the kneading machine used and the like, but is usually about 2 to 5 minutes. The discharge temperature of the kneader is preferably 120 to 170 ° C, more preferably 120 to 150 ° C. When the vulcanizing component is contained, the discharge temperature of the kneader is preferably 80 to 110 ° C, more preferably 80 to 100 ° C.

本発明の表面処理カーボンブラックを含むゴム組成物は、耐スコーチ性を有する。また、当該ゴム組成物から得られた加硫ゴムは、低発熱性を有するため、空気入りタイヤ用に適している。 The rubber composition containing the surface-treated carbon black of the present invention has scorch resistance. Further, the vulcanized rubber obtained from the rubber composition has low heat generation, and is therefore suitable for pneumatic tires.

以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(使用原料)
a)ジヒドラジド化合物:イソフタル酸ジヒドラジド(日本ファインケム社製)
b)カーボンブラック(1):「シースト300(HAF−LS)」(窒素吸着比表面積84m/g、DBP吸収量75cm/100g)(東海カーボン社製)
c)天然ゴム:「RSS#3」
d)亜鉛華:「酸化亜鉛2種」(三井金属鉱山社製)
e)ステアリン酸:「ビーズステアリン酸」(日油社製)
f)硫黄:「5%油入微粉末硫黄」(鶴見化学工業社製)
g)加硫促進剤(A):N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、「サンセラーCM−G」(三新化学工業社製)
h)加硫促進剤(B):N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、「ノクセラーNS−P」(大内新興化学社製)
(Raw materials used)
a) Dihydrazide compound: Isophthalic acid dihydrazide (manufactured by Japan Finechem Company, Inc.)
b) Carbon black (1): "SEAST 300 (HAF-LS)" (nitrogen adsorption specific surface area 84m 2 / g, DBP absorption 75 cm 3/100 g) (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
c) Natural rubber: "RSS # 3"
d) Zinc oxide: "Zinc oxide 2 types" (manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.)
e) Stearic acid: "Beads stearic acid" (manufactured by NOF CORPORATION)
f) Sulfur: "5% oil-containing fine powder sulfur" (manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
g) Vulcanization accelerator (A): N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, "Sunceller CM-G" (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
h) Vulcanization accelerator (B): N-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide, "Noxeller NS-P" (manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.)

<実施例1>
<表面処理カーボンブラック1の製造>
所定量のカーボンブラック(1)に、ジヒドラジド化合物として、イソフタル酸ジヒドラジドを、カーボンブラック/ジヒドラジド化合物の重量比が、表1に記載の重量比になるように測り取った。測り取ったジヒドラジド化合物の全量に対して、ジヒドラジド化合物の濃度が0.5重量%になるように蒸留水を加え、60℃まで加熱混合した。得られたジヒドラジド化合物を含む水溶液(0.5重量%)の全量を、上記の所定量のカーボンブラック(1)に、ミキサー(株式会社カワタ製「SMV−20」)で攪拌しながら、スプレーガンを用いて噴霧して、表面処理カーボンブラック1を製造した。なお、表1中の配合比率は、表2記載のゴム組成物に含まれるゴム成分の全量を100重量部としたときの重量部(phr)で示す。
<Example 1>
<Manufacturing of surface-treated carbon black 1>
Isophthalic acid dihydrazide as a dihydrazide compound was measured in a predetermined amount of carbon black (1) so that the weight ratio of the carbon black / dihydrazide compound became the weight ratio shown in Table 1. Distilled water was added so that the concentration of the dihydrazide compound was 0.5% by weight based on the total amount of the measured dihydrazide compound, and the mixture was heated and mixed to 60 ° C. A spray gun while stirring the entire amount of the obtained aqueous solution (0.5% by weight) containing the dihydrazide compound in the above-mentioned predetermined amount of carbon black (1) with a mixer (“SMV-20” manufactured by Kawata Co., Ltd.). The surface-treated carbon black 1 was produced by spraying with. The blending ratio in Table 1 is shown in parts by weight (phr) when the total amount of the rubber components contained in the rubber composition shown in Table 2 is 100 parts by weight.

<ゴム組成物および未加硫ゴム組成物の製造>
上記で得られた表面処理カーボンブラック1と、表2に記載の各原料(硫黄と加硫促進剤を除く成分)を、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練時間:3分、排出温度:150℃)することにより、ゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に、表2に記載の硫黄、加硫促進剤(A)および加硫促進剤(B)を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練時間:1分、排出温度:90℃)することにより、未加硫ゴム組成物を製造した。なお、表2中の配合比率は、ゴム組成物に含まれるゴム成分の全量を100重量部としたときの重量部(phr)で示す。また、表2中の表面処理カーボンブラックの重量部は、カーボンブラックとジヒドラジド化合物の合計重量のみを表す。
<Manufacturing of rubber composition and unvulcanized rubber composition>
The surface-treated carbon black 1 obtained above and each of the raw materials shown in Table 2 (components excluding sulfur and vulcanization accelerator) are dry-mixed using a rubbery mixer (kneading time: 3 minutes, discharge temperature: 150). A rubber composition was produced by heating at ° C.). Next, sulfur, the vulcanization accelerator (A) and the vulcanization accelerator (B) shown in Table 2 are added to the obtained rubber composition, and dry mixing (kneading time: 1 minute, discharge) using a Banbury mixer. The temperature was 90 ° C.) to produce an unvulcanized rubber composition. The blending ratio in Table 2 is shown in parts by weight (phr) when the total amount of the rubber components contained in the rubber composition is 100 parts by weight. Further, the weight portion of the surface-treated carbon black in Table 2 represents only the total weight of the carbon black and the dihydrazide compound.

<実施例2〜6>
<表面処理カーボンブラックの製造>
カーボンブラック/ジヒドラジド化合物の重量比、およびジヒドラジド化合物を含む水溶液の濃度を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の操作により、表面処理カーボンブラック2〜6を製造した。
<Examples 2 to 6>
<Manufacturing of surface-treated carbon black>
Surface-treated carbon blacks 2 to 6 were produced by the same operations as in Example 1 except that the weight ratio of the carbon black / dihydrazide compound and the concentration of the aqueous solution containing the dihydrazide compound were changed as shown in Table 1. ..

<ゴム組成物および未加硫ゴム組成物の製造>
表面処理カーボンブラックの種類を表2に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様の方法により、ゴム組成物および未加硫ゴム組成物を製造した。
<Manufacturing of rubber composition and unvulcanized rubber composition>
A rubber composition and an unvulcanized rubber composition were produced by the same method as in Example 1 except that the type of surface-treated carbon black was changed as shown in Table 2.

<比較例1〜2>
表2に記載の各原料(硫黄と加硫促進剤を除く成分)を、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練時間:3分、排出温度:150℃)することにより、ゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に、表2に記載の硫黄、加硫促進剤(A)および加硫促進剤(B)を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練時間:1分、排出温度:90℃)して、未加硫ゴム組成物を製造した。
<Comparative Examples 1 and 2>
A rubber composition was produced by dry-mixing each of the raw materials (components excluding sulfur and vulcanization accelerator) shown in Table 2 using a Banbury mixer (kneading time: 3 minutes, discharge temperature: 150 ° C.). .. Next, sulfur, the vulcanization accelerator (A) and the vulcanization accelerator (B) shown in Table 2 are added to the obtained rubber composition, and dry mixing (kneading time: 1 minute, discharge) using a Banbury mixer. Temperature: 90 ° C.) to produce an unvulcanized rubber composition.

上記の実施例及び比較例で得られた未加硫ゴム組成物について以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。 The unvulcanized rubber compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 2.

<耐スコーチ性の評価>
耐スコーチ性の評価は、JIS K6300に準拠して、(株)東洋精機製作所製のロータレスムーニー測定機を用い、未加硫ゴム組成物を125℃で1分間予熱後、最低粘度Vmより5ムーニー単位上昇するのに要した時間t5を測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、スコーチタイムが長く、耐スコーチ性に優れることを意味する。
<Evaluation of scorch resistance>
The evaluation of scorch resistance is based on JIS K6300, and the unvulcanized rubber composition is preheated at 125 ° C. for 1 minute using a rotary Mooney measuring machine manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., and then has a minimum viscosity of Vm. The time t5 required for the Mooney unit to rise was measured and displayed as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the longer the scorch time and the better the scorch resistance.

上記の実施例及び比較例で得られた未加硫ゴム組成物を、150℃、30分間の条件で加硫することにより、加硫ゴムを製造した。得られた加硫ゴムについて以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。 A vulcanized rubber was produced by vulcanizing the unvulcanized rubber compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples at 150 ° C. for 30 minutes. The obtained vulcanized rubber was evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 2.

<発熱性の評価>
発熱性の評価は、(株)東洋精機製作所製の粘弾性試験機を用い、静歪み10%、動歪み±2%、周波数50Hz、温度60℃の条件下で、損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100として指数で表示した。指数が小さいほど、発熱し難く、低発熱性に優れることを示す。
<Evaluation of heat generation>
For the evaluation of heat generation, a viscoelasticity tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. was used to measure the loss coefficient tan δ under the conditions of static strain 10%, dynamic strain ± 2%, frequency 50 Hz, and temperature 60 ° C. The value of Comparative Example 1 was set as 100 and displayed as an exponent. The smaller the index, the less likely it is to generate heat, and the better the low heat generation.

Figure 0006986935
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Claims (3)

表面処理カーボンブラックの製造方法であって、
造粒カーボンブラックの表面を、ジヒドラジド化合物を含む水溶液で処理する工程を含むことを特徴とする表面処理カーボンブラックの製造方法
It is a manufacturing method of surface-treated carbon black.
A method for producing surface-treated carbon black, which comprises a step of treating the surface of granulated carbon black with an aqueous solution containing a dihydrazide compound .
前記ジヒドラジド化合物を含む水溶液中の、前記ジヒドラジド化合物の割合が、0.1〜30重量%であることを特徴とする請求項1記載の表面処理カーボンブラックの製造方法。The method for producing surface-treated carbon black according to claim 1, wherein the ratio of the dihydrazide compound in the aqueous solution containing the dihydrazide compound is 0.1 to 30% by weight. 前記処理する工程が、噴霧処理する工程であることを特徴とする請求項1または2記載の表面処理カーボンブラックの製造方法
The method for producing surface-treated carbon black according to claim 1 or 2, wherein the treatment step is a spray treatment step .
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