JPH1149895A - Production of rubber composition containing modified carbon black for rubber reinforcement - Google Patents

Production of rubber composition containing modified carbon black for rubber reinforcement

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JPH1149895A
JPH1149895A JP22408297A JP22408297A JPH1149895A JP H1149895 A JPH1149895 A JP H1149895A JP 22408297 A JP22408297 A JP 22408297A JP 22408297 A JP22408297 A JP 22408297A JP H1149895 A JPH1149895 A JP H1149895A
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carbon black
rubber
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modified carbon
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哲司 川面
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真幸 川添
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a rubber master batch composition containing surface-treated carbon black for rubber reinforcement, having excellent tanδ temperature dependency inherent in silica, good in abrasion resistance and processability, and free from any problem due to low electrical conductivity. SOLUTION: This rubber composition is obtained by mixing (a) 100 pts.wt., on a solid basis, of a diene-based rubber component latex with (b) 10-250 pts.wt., on a solid basis, of a slurry containing water-dispersed silica and rubber- reinforcing carbon black or (b') 10-250 pts.wt. of modified carbon black prepared by modification granulation through addition of water-dispersed silica, followed by solidifying the mixture with a solidifying agent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム補強用の変性
カーボンブラック(以下、単に「変性カーボン」と記載
することがある)を含むゴムマスターバッチ組成物の製
造方法に関し、更に詳しくはジエン系ゴムと表面に水分
散シリカを付着させたゴム補強用変性カーボンブラック
とを含むゴムマスターバッチ組成物の製造方法に関す
る。このゴム補強用変性カーボンブラック含有ゴム組成
物はタイヤのキャップトレッドやサイドトレッドなどの
タイヤ材料をはじめとしてベルトコンベア、産業用ゴム
ロール、ホースなどの各種ゴム製品用として使用するこ
とができる。
The present invention relates to a method for producing a rubber masterbatch composition containing a modified carbon black for rubber reinforcement (hereinafter sometimes simply referred to as "modified carbon"), and more particularly to a diene-based rubber composition. The present invention relates to a method for producing a rubber masterbatch composition containing rubber and a modified carbon black for rubber reinforcement having water-dispersed silica adhered to the surface. The rubber composition containing the modified carbon black for rubber reinforcement can be used for various rubber products such as tire conveyor materials such as tire cap treads and side treads, belt conveyors, industrial rubber rolls and hoses.

【0002】[0002]

【従来の技術】タイヤ業界などのゴム業界においては、
ゴム補強用として使用されているカーボンブラックを予
じめ湿式カーボンブラックマスターバッチ法を用いてゴ
ムと混合して、カーボンブラックのゴムへの混練工程の
簡素化やゴム中へのカーボンブラックの分散性の改良が
行われて来た(例えば特開昭59−49247号公報及
び特開昭63−43937号公報参照)。ところで、近
年、優れたシランカップリング剤の出現によりシリカを
カーボンブラックの代わりに配合することが行われてい
る。シリカは、カーボンブラックに比べて、高温(60
℃付近)でのtanδが低く、低温(0℃付近)でのt
anδが高いという特性を持つため、例えばタイヤトレ
ッド用ゴム組成物に用いた場合、低転がり抵抗でかつグ
リップ力の高いタイヤが製造できるという利点がある。
しかしながら、シリカは、カーボンブラックに比べて耐
摩耗性に劣り、また電気伝導度が低いために、例えばタ
イヤ用に使用すると走行中にタイヤが帯電し、ラジオな
どの電子機器にノイズを発生させたり、場合によっては
誤動作を生じるなどの種々の問題があった。
2. Description of the Related Art In the rubber industry such as the tire industry,
Carbon black used for rubber reinforcement is mixed with rubber in advance using a wet carbon black masterbatch method to simplify the process of kneading carbon black into rubber and dispersibility of carbon black in rubber. (See, for example, JP-A-59-49247 and JP-A-63-43937). By the way, in recent years, with the advent of excellent silane coupling agents, silica has been blended in place of carbon black. Silica has a higher temperature (60
Tan δ at low temperature (around 0 ° C).
Since it has a characteristic of high an δ, for example, when used in a rubber composition for a tire tread, there is an advantage that a tire having low rolling resistance and high gripping force can be manufactured.
However, silica is inferior to carbon black in abrasion resistance and has low electric conductivity.For example, when used for tires, the tires are charged during traveling, and noise is generated in electronic devices such as radios. In some cases, there are various problems such as malfunction.

【0003】顔料などの表面にシリカなどを被覆して分
散性を改良したり、耐候性を向上させたりすることは、
例えば特公昭50−14254号公報や特公平7−30
269号公報などに提案されているが、いずれもゴム補
強用としてカーボンブラックの表面にシリカを付着せし
めることについては言及していない。更に特開平8−2
77347号公報には、ゴム補強用としてカーボンブラ
ックの表面にシリカを付着せしめることが記載されてい
るが、工業的に効率よく生産することに関しては言及さ
れていない。
To improve the dispersibility by coating the surface of a pigment or the like with silica or the like or to improve the weather resistance,
For example, Japanese Patent Publication No. 50-14254 and Japanese Patent Publication No. 7-30
No. 269, etc., none of them mention that silica is adhered to the surface of carbon black for rubber reinforcement. Further, JP-A-8-2
JP-A-77347 describes that silica is adhered to the surface of carbon black for rubber reinforcement, but does not refer to efficient industrial production.

【0004】シリカをゴム組成物に配合するに際して
は、シリカは混練中の分散が進行しづらく混練加工に多
くの労力を必要とするため、カーボンブラックのような
マスターバッチ化が望まれている。ところが、シリカは
その凝集pH(約4〜7)がゴムラテックスの凝集pH域
(約2.5〜3)と異なる等の理由により、従来、満足
な湿式シリカマスターバッチができなかった。
[0004] When compounding silica into a rubber composition, dispersion of silica during kneading is difficult to proceed, and a large amount of labor is required for kneading, so that a master batch such as carbon black is desired. However, silica has heretofore not been able to produce a satisfactory wet silica masterbatch because the coagulation pH (about 4 to 7) is different from the coagulation pH range of rubber latex (about 2.5 to 3).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、シリカのもつ優れたtanδ温度依存性を備えかつ
耐摩耗性及び加工性が良好で、低電気伝導度に起因する
問題がなく、しかも簡便かつ廉価に製造することができ
るゴム補強用シリカ変性カーボンブラックのゴムマスタ
ーバッチ組成物の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an excellent tan δ temperature dependency of silica, good abrasion resistance and workability, and no problems caused by low electric conductivity. Another object of the present invention is to provide a method for producing a rubber masterbatch composition of silica-modified carbon black for rubber reinforcement, which can be produced simply and at low cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、(a)
ジエン系ゴム成分のラテックス100重量部(固形分と
して)並びに(b)水分散シリカとゴム補強用カーボン
ブラックとを含むスラリー10〜250重量部(固形分
として)の混合物を凝固剤で凝固せしめて成るゴム補強
用変性カーボンブラック含有ゴム組成物の製造方法が提
供される。
According to the present invention, (a)
A mixture of 100 parts by weight (as a solid content) of a latex of a diene rubber component and 10 to 250 parts by weight (as a solid content) of a slurry containing (b) water-dispersed silica and carbon black for rubber reinforcement is coagulated with a coagulant. A method for producing the modified carbon black-containing rubber composition for rubber reinforcement is provided.

【0007】本発明に従えば、また、(a)ジエン系ゴ
ム成分のラテックス100重量部(固形分として)と
(b′)水分散シリカを添加して変性造粒した変性カー
ボンブラック10〜250重量部とを混合し、次にこの
混合物を凝固せしめることを特徴とするカーボンブラッ
ク含有ゴム組成物の製造方法が提供される。
According to the present invention, there is also provided a modified carbon black modified and granulated by adding (a) 100 parts by weight of a diene rubber component latex (as solid content) and (b ') water-dispersed silica. Parts by weight and then coagulating the mixture to provide a process for producing a carbon black-containing rubber composition.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明者らは、前記したように、
シリカのもつ優れたtanδ温度依存性を備えかつ耐摩
耗性が良好で、しかも低電気伝導度に起因する問題のな
い、全く新規なゴム補強用変性カーボンブラックをジエ
ン系ゴムラテックスと共に凝固させることにより、湿式
法でシリカ含有ゴムマスターバッチ組成物を得ることに
成功した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, the present inventors
By coagulating with a diene rubber latex, a completely new modified rubber black for rubber reinforcement, which has the excellent tan δ temperature dependency of silica and has good abrasion resistance and no problems caused by low electrical conductivity. Succeeded in obtaining a silica-containing rubber master batch composition by a wet method.

【0009】本発明において使用するゴム補強用シリカ
変性カーボンブラックの製造用原料物質として使用され
るゴム補強用カーボンブラックとしては、従来からタイ
ヤ用その他のゴム補強用カーボンとして汎用されている
任意のカーボンブラックを用いることができる。好まし
いカーボンブラックはオイルファーネス法によって製造
されたGPF〜SAFグレードのゴム補強用カーボンブ
ラックで、ゴム組成物の用途により、使い分け、または
2種類以上をブレンド使用することができる。
The rubber reinforcing carbon black used as a raw material for the production of the silica-modified carbon black for rubber reinforcing used in the present invention includes any carbon conventionally used widely as a rubber reinforcing carbon for tires and the like. Black can be used. Preferred carbon blacks are GPF to SAF grade rubber reinforcing carbon blacks produced by an oil furnace method. Depending on the use of the rubber composition, the carbon blacks can be selectively used or a blend of two or more types can be used.

【0010】本発明に従ったゴム補強用変性カーボンブ
ラックは、例えば以下のようにして製造することができ
る。即ちゴム補強用カーボンブラックと水分散シリカを
混合し、スラリー状にする。カーボンブラックの分散性
をよくするために、適当な分散剤(例えばメタノール、
各種界面活性剤)を添加してもよい。これを、例えば水
分散シリカ粒子が独立に存在できない領域のpH(7付
近)とすることにより、シリカがカーボンブラックのま
わりに付着した変性カーボンブラックが得られる。この
ようにして得られたスラリーをゴムラテックスと混合す
る。なお、カーボンブラック表面に付着させるシリカの
量には特に限定はないが、好ましくは、シリカ変性カー
ボンブラック重量当り0.1〜25重量%である。シリ
カ付着量が多すぎるとゴムラテックスとの凝固が困難と
なる傾向がある。また、水分散シリカをカーボンブラッ
クに添加した後、造粒工程で造粒したカーボンブラック
を常法によりスラリー化し、これとジエン系ゴム成分の
ラテックスを混合して混合物を得ることができる。
The modified carbon black for rubber reinforcement according to the present invention can be produced, for example, as follows. That is, the carbon black for rubber reinforcement and the water-dispersed silica are mixed to form a slurry. To improve the dispersibility of carbon black, a suitable dispersant (eg, methanol,
(Various surfactants) may be added. By setting this to, for example, a pH (around 7) in a region where water-dispersed silica particles cannot independently exist, a modified carbon black in which silica adheres around the carbon black can be obtained. The slurry thus obtained is mixed with rubber latex. The amount of silica attached to the surface of the carbon black is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 25% by weight based on the weight of the silica-modified carbon black. If the silica adhesion amount is too large, coagulation with the rubber latex tends to be difficult. Further, after adding the water-dispersed silica to the carbon black, the carbon black granulated in the granulating step is slurried by a conventional method, and the resulting mixture is mixed with a latex of a diene rubber component to obtain a mixture.

【0011】このようにして得られたゴムラテックス変
性カーボンブラックスラリー混合物は、常法により凝固
させることによっても本発明のゴム補強用変性カーボン
ブラック含有ゴム組成物を製造することができる。凝固
剤としては、例えば、硫酸、ギ酸などの酸、食塩などの
電解質、高分子凝集剤などの一般的な凝固剤を用いるこ
とができ(これらを併用しても良い)、その添加量も従
前通りである。
The rubber latex-modified carbon black slurry mixture of the present invention can also be produced by coagulating the thus obtained rubber latex-modified carbon black slurry mixture by a conventional method. As the coagulant, for example, acids such as sulfuric acid and formic acid, electrolytes such as salt, and general coagulants such as a polymer flocculant can be used (these may be used in combination). It is on the street.

【0012】本発明に用いる水分散シリカとしては常法
に従って、珪酸金属塩と酸とを混合反応させて製造した
ものを使用できる。水分散シリカの形態(ゾルであって
もゲルであってもかまわない)および水分散シリカ中の
シリカ濃度にはとくに限定はないが、ゾル状シリカであ
るほうが好ましく、ゾルの安定な50,000ppm 以下
が適当である。一方、水分散シリカとして市販のものを
使用することもできる。市販の水分散シリカは一般的に
はイオン交換膜法で製造されたもので上記の方法で製造
されたものに比較して不純物であるナトリウム塩などを
ほとんど含まないこと、高シリカ含有量でもゾル状態が
保たれていることなどが特徴であり、本発明のゴム組成
物を製造するために好適に使用できる。シリカ粒子の好
ましい直径は1〜100nmであり、そのナトリウムイオ
ン含有量がNa2 O換算で1.0重量%以下である。
As the water-dispersed silica used in the present invention, those produced by mixing and reacting a metal silicate and an acid according to a conventional method can be used. The form of the water-dispersed silica (whether it may be a sol or a gel) and the concentration of silica in the water-dispersed silica are not particularly limited. The following are appropriate: On the other hand, a commercially available water-dispersed silica can also be used. Commercially available water-dispersed silica is generally produced by the ion-exchange membrane method and contains almost no impurities such as sodium salts as compared with those produced by the above method. It is characterized by its state being maintained, and can be suitably used for producing the rubber composition of the present invention. The preferred diameter of the silica particles is 1 to 100 nm, and the sodium ion content thereof is 1.0% by weight or less in terms of Na 2 O.

【0013】水分散シリカゾルはシリカの一次粒子また
は低次のストラクチャーを有するシリカが水中に分散し
た状態のもので通常塩基性状態で安定化されている。本
発明では処理カーボンブラックの製造に際し、例えば酸
の添加でシリカゾルがゲル化する中性条件に調整した
後、カーボンブラックに混合するかまたはカーボンブラ
ックと水分散シリカを混合後、酸の添加で中性条件に調
整することによってカーボンブラックとシリカを複合化
させることができる。また、単に水分散シリカとカーボ
ンブラックとを混合し、乾燥することによってもその乾
燥過程でシリカのゲル化が起こるとともに、カーボンブ
ラックとの複合化が起こる(少なくとも一部のシリカが
カーボンブラック表面に接着する)。上述の様な方法
で、カーボンブラックとシリカを複合化させる工程は造
粒工程であっても、カーボンブラックをスラリー化した
後であってもかまわない。
The water-dispersed silica sol is a dispersion of silica primary particles or silica having a low-order structure in water, and is usually stabilized in a basic state. In the present invention, in the production of the treated carbon black, for example, after adjusting to a neutral condition under which the silica sol gels by adding an acid, the mixture is mixed with the carbon black or after mixing the carbon black and the water-dispersed silica, and then added with an acid. The carbon black and silica can be compounded by adjusting the conditions to the properties. In addition, simply mixing water-dispersed silica and carbon black and drying them causes gelation of the silica during the drying process, and also causes complexation with the carbon black (at least a portion of the silica is deposited on the surface of the carbon black). Glue). The step of compounding the carbon black and the silica by the above-described method may be a granulation step or after the carbon black is slurried.

【0014】本発明の特徴は前記の水分散シリカをカー
ボンブラックに付着させるシリカの源としているところ
にあり、特開平8−277347号公報で本発明者らが
開示したゴム補強用変性カーボンブラックをより工業的
に効率よく製造できるところにある。
A feature of the present invention resides in that the water-dispersed silica is used as a source of silica for attaching to carbon black. The modified carbon black for rubber reinforcement disclosed by the present inventors in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-277347 is disclosed. It can be manufactured more industrially and efficiently.

【0015】本発明によれば、ゴム補強用変性カーボン
ブラックをジエン系ゴムなどの架橋可能な成分に配合し
て耐摩耗性、グリップ性能、転がり抵抗などに優れたゴ
ム組成物を得ることができる。そのような架橋可能なゴ
ムとしては例えば、天然ゴム(NR)、各種ブタジエン
ゴム(BR)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム
(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム
(IIR)、アクリロニトリロブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチ
レン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イ
ソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジ
エン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴ
ム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エ
ピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、
フッ素ゴム、ウレタンゴムなどを用いることができ、こ
れらは単独又はブレンドとして用いることができ、ブレ
ンドを用いる場合にはそのブレンド比には特に制限はな
い。
According to the present invention, a rubber composition having excellent abrasion resistance, grip performance, rolling resistance and the like can be obtained by blending a modified carbon black for rubber reinforcement with a crosslinkable component such as a diene rubber. . Examples of such crosslinkable rubbers include natural rubber (NR), various butadiene rubbers (BR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), polyisoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), acryloyl Nitrilobutadiene rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, styrene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, isoprene-butadiene copolymer rubber , Chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, silicone rubber,
Fluororubber, urethane rubber, and the like can be used, and these can be used alone or as a blend. When a blend is used, the blend ratio is not particularly limited.

【0016】本発明において使用するゴム補強用変性カ
ーボンブラック含有組成物は、ゴム成分100重量部に
対しゴム補強用変性カーボンブラックを10〜250重
量部、更に好ましくは15〜200重量部配合する。こ
の配合量が少な過ぎると種々のゴム製品として使用する
際に、ゴム補強用変性カーボンを通常必要とされる量
(10部以上)配合できない。逆に多過ぎると硬度が高
くなり過ぎ加工性が低下する等、マスターバッチとして
の実用性が乏しくなるおそれがあるので好ましくない。
前記ゴム組成物には前記水分散シリカ変性カーボンブラ
ックの他に通常ゴム組成物に配合される任意のカーボン
ブラック又は/及びシリカを併用することができる。
The modified carbon black-containing composition for rubber reinforcement used in the present invention contains 10 to 250 parts by weight, more preferably 15 to 200 parts by weight, of the modified carbon black for rubber reinforcement per 100 parts by weight of the rubber component. If the compounding amount is too small, the modified carbon for rubber reinforcement cannot be compounded in an amount normally required (10 parts or more) when used as various rubber products. Conversely, if the content is too large, the hardness becomes too high, and the workability is lowered.
In the rubber composition, in addition to the water-dispersed silica-modified carbon black, any carbon black and / or silica usually blended in the rubber composition can be used in combination.

【0017】前記ゴム組成物には、前記ゴム、水分散シ
リカを表面に付着させたカーボンブラックなどに加え
て、ゴム工業で通常使用される任意の配合剤、例えば硫
黄、有機過酸化物、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、
充填剤、可塑剤、シランカップリング剤等を必要に応じ
て、通常の配合量の範囲で適宜配合することができる。
In the rubber composition, in addition to the rubber, carbon black having water-dispersed silica adhered to the surface, etc., any compounding agent usually used in the rubber industry, for example, sulfur, organic peroxide, softening agent Agents, anti-aging agents, vulcanization accelerators,
A filler, a plasticizer, a silane coupling agent, and the like can be appropriately compounded as needed within a usual compounding amount range.

【0018】本発明のゴム補強用変性カーボンブラック
含有ゴム組成物は通常の湿式カーボンブラックマスター
バッチ法と同じ方法で製造することができる。前述のよ
うな方法で表面にシリカを付着させたカーボンブラック
のスラリーを製造し、これとジエン系ゴムラテックス
(例えばSBRラテックス)を適当な比率で混合する。
次いで、これらに従来からカーボンブラックマスターバ
ッチの製造等に一般的に使用されている凝固剤(例え
ば、高分子凝集剤、NaClなど)を加え凝固させる。
凝固したゴム組成物を水相と分別し、例えば熱風乾燥に
より水分を除去し目的のゴムマスターバッチ組成物を得
る。なお上記工程中にて老化防止剤プロセス油やシラン
カップリング剤などの添加剤を必要に応じて添加するこ
とができる。
The modified carbon black-containing rubber composition for reinforcing rubber of the present invention can be produced by the same method as a usual wet carbon black masterbatch method. A slurry of carbon black having silica adhered to the surface is produced by the method described above, and this is mixed with a diene rubber latex (for example, SBR latex) at an appropriate ratio.
Next, a coagulant (for example, a polymer flocculant, NaCl, etc.) generally used for the production of a carbon black masterbatch or the like is added to these to coagulate.
The coagulated rubber composition is separated from the aqueous phase, and water is removed by, for example, hot-air drying to obtain a target rubber master batch composition. In the above process, additives such as an antioxidant process oil and a silane coupling agent can be added as required.

【0019】本発明に使用されるゴム補強用変性カーボ
ンブラックは、前述の如く、例えばカーボンブラックス
ラリー中に水分散シリカをカーボンブラック表面に付着
させることによって製造されるため、この変性カーボン
ブラックはスラリー状で存在する。従ってこのスラリー
を直接ゴムラテックスと混合することによっても本発明
のゴム組成物を製造することができる。これによってシ
リカのゴムとの混練加工の労力を省略できると共に、ゴ
ム中へのゴム補強用変性カーボンブラックの分散が良好
となることに加えて、ゴム補強用変性カーボンブラック
をスラリーから回収し乾燥する工程がはぶけ、製造費の
削減に更に寄与できる。
As described above, the modified carbon black for rubber reinforcement used in the present invention is produced by, for example, adhering water-dispersed silica to the surface of the carbon black in a carbon black slurry. Exist in a state. Therefore, the rubber composition of the present invention can also be produced by directly mixing this slurry with rubber latex. As a result, the labor of kneading silica with rubber can be omitted, and the dispersion of the rubber reinforcing modified carbon black in the rubber is improved, and the rubber reinforcing modified carbon black is recovered from the slurry and dried. The process is skipped, which can further contribute to a reduction in manufacturing costs.

【0020】本発明の好ましい態様では前記湿式混合の
際に、従来からゴムの配合に一般的に使用されるアロマ
系オイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルなど
のプロセスオイル及び/又は合成可塑剤、液状ゴムなど
の液状物をジエン系ゴム100重量部当り10〜200
重量部配合することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, a process oil and / or a synthetic plasticizer such as an aroma oil, a paraffin oil and a naphthene oil which are conventionally generally used for compounding rubber during the wet mixing. 10 to 200 parts by weight of a liquid material such as liquid rubber per 100 parts by weight of diene rubber
Parts by weight can be blended.

【0021】[0021]

【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を更
に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定す
るものでないことは言うまでもない。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these Examples.

【0022】実施例1〜7及び比較例1〜2 ゴム補強用変性カーボンブラックの調製(実施例1用) ゴム補強用カーボンブラック(N339)100gを使
用し、これに水分散シリカ2リットルを加え混合スラリ
ー化した。水分散シリカとしては、水酸化ナトリウムで
pH10に調整した水に、JIS1号珪酸ナトリウム水溶
液と、それを中和する量の希硫酸を所定量加え、最終的
にSiO2 量として0.5重量%になるようなゾル状水
分散シリカを得た。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 2 Preparation of modified carbon black for rubber reinforcement (for Example 1 ) 100 g of carbon black for rubber reinforcement (N339) was used, and 2 liter of water-dispersed silica was added thereto. A mixed slurry was formed. As water-dispersed silica, sodium hydroxide
JIS No. 1 sodium silicate aqueous solution and a predetermined amount of dilute sulfuric acid for neutralizing the aqueous solution are added to water adjusted to pH 10, and a sol-like water-dispersed silica is finally added in an amount of 0.5% by weight as SiO 2. Obtained.

【0023】上で得たカーボンブラックの水分散シリカ
スラリーを90℃に加熱し、またpHを7に調製し、所望
の変性カーボンブラックを含むスラリー状物質(固形分
含量5.2重量%)を得た。
The water-dispersed silica slurry of carbon black obtained above is heated to 90 ° C., the pH is adjusted to 7, and a slurry-like substance (solid content: 5.2% by weight) containing the desired modified carbon black is added. Obtained.

【0024】ゴム補強用変性カーボンブラックの調製
(実施例2〜7) 市販品の水分散シリカ(表III を参照)を用いて、次の
ようにしてゴム補強用変性カーボンブラックを製造し
た。造粒していないカーボンブラック(N339)に表
III に示す市販水分散シリカを適当に水で薄め、カーボ
ンの重量と等しく、かつ、それぞれのシリカ含有量がカ
ーボンブラックとシリカの合計量の1重量%となる様に
混合した後、通常のカーボンブラック造粒装置(有刺ス
クリュー型)で約80℃で造粒した。これを約105℃
で乾燥し、表IIに示すゴム補強用変性カーボンブラック
を得た。
Preparation of modified carbon black for rubber reinforcement
(Examples 2 to 7) Modified carbon black for rubber reinforcement was produced as follows using commercially available water-dispersed silica (see Table III). Table for non-granulated carbon black (N339)
The commercially available water-dispersed silica shown in III is appropriately diluted with water and mixed so that the silica content is equal to the weight of carbon and each silica content is 1% by weight of the total amount of carbon black and silica. Granulation was performed at about 80 ° C. using a black granulator (barbed screw type). About 105 ° C
To obtain a modified carbon black for rubber reinforcement shown in Table II.

【0025】変性カーボンブラック含有ゴム組成物の調
製(実施例1〜7) 次に上で得た変性カーボンブラックをスラリー(濃度1
2.5重量%)とし、その200gとSBR1502ラ
テックス(濃度41重量%)125gを混合し、これに
凝固剤として食塩水(濃度3重量%)1,000gを添
加して温度50℃で0.5時間攪拌したのち、80℃で
24時間乾燥し、ゴム補強用シリカ変性カーボンブラッ
ク含有ゴム組成物(マスターバッチ1〜7)を得た。
Preparation of Rubber Composition Containing Modified Carbon Black
(Examples 1 to 7) Next, the modified carbon black obtained above was slurried (concentration: 1).
2.5% by weight), 200 g of the mixture and 125 g of SBR1502 latex (concentration: 41% by weight) were mixed, and 1,000 g of saline (concentration: 3% by weight) was added as a coagulant. After stirring for 5 hours, the mixture was dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain a rubber composition containing silica-modified carbon black for rubber reinforcement (master batches 1 to 7).

【0026】ゴム補強用変性カーボンブラックのシリカ
含量の測定 変性カーボンブラック試料を電気炉中で600℃で灰化
し、その灰分をフッ化処理しその減量をシリカ分として
付着、もとの変性カーボンに対する重量分率シリカ量1
0重量%及び1重量%を確認した。
Silica of modified carbon black for rubber reinforcement
The content of the modified carbon black sample was incinerated at 600 ° C. in an electric furnace, the ash was fluorinated, and the weight loss was attached as silica, and the weight fraction of silica relative to the original modified carbon was 1
0% by weight and 1% by weight were confirmed.

【0027】以下の配合に従って各種ゴム組成物を常法
に従ってバンバリーミキサー及びロール機で混練して調
製した(加硫条件:160℃×30分)。結果を表Iに
示す。
Various rubber compositions were kneaded with a Banbury mixer and a roll machine according to the following formulas according to a conventional method (vulcanization conditions: 160 ° C. × 30 minutes). The results are shown in Table I.

【0028】配合表 ──────────────────────── ジエン系ゴム(SBR1502):100重量部*1 補強性充填剤(表I参照) 50重量部*1 シランカップリング剤*2: 3重量部*3 亜鉛華(JIS3号): 3重量部 ステアリン酸: 2重量部 老化防止剤*4: 2重量部 粉末硫黄: 2重量部 加硫促進剤*5: 1重量部 ──────────────────────── *1)ウェットマスターバッチ *2)Si 69 (Degussa社製) *3)補強性充填剤がカーボンブラックの場合使用せ
ず。 *4)Santoflex 13 (Monsant 社製) *5)Santocure NS (Monsant 社製)
Compounding Table 1 Diene rubber (SBR1502): 100 parts by weight * 1 Reinforcing filler (see Table I) 50 parts by weight * 1 Silane coupling agent * 2 : 3 parts by weight * 3 Zinc white (JIS No. 3): 3 parts by weight Stearic acid: 2 parts by weight Antioxidant * 4 : 2 parts by weight Powdered sulfur: 2 parts by weight Vulcanization Accelerator * 5 : 1 part by weight ──────────────────────── * 1) Wet master batch * 2) Si 69 (made by Degussa) * 3 Not used when reinforcing filler is carbon black. * 4) Santoflex 13 (Monsant) * 5) Santocure NS (Monsant)

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】[0032]

【表4】 [Table 4]

【0033】[0033]

【発明の効果】表Iの結果から明らかなように、本発明
に係るゴム補強用水分散シリカ変性カーボンブラック含
有ゴム組成物の製造方法は、通常のカーボンマスターバ
ッチと同じ方法で、しかも簡便かつ廉価に製造すること
ができ、得られる組成物もカーボンブラックに比較し、
高温域(60℃)でのtanδが低く、かつ耐摩耗性も
低下しない。
As is evident from the results of Table I, the method for producing the rubber composition containing water-dispersed silica-modified carbon black for rubber reinforcement according to the present invention is the same as that of a conventional carbon masterbatch, and is simple and inexpensive. Can be manufactured, and the resulting composition is also compared to carbon black,
The tan δ in the high temperature range (60 ° C.) is low, and the wear resistance does not decrease.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)ジエン系ゴム成分のラテックス1
00重量部(固形分として)と(b)水分散シリカとゴ
ム補強用カーボンブラックとを含むスラリー10〜25
0重量部(固形分として)とを混合し、次にこの混合物
を凝固剤で凝固せしめることを特徴とするゴム補強用変
性カーボンブラック含有ゴム組成物の製造方法。
1. (a) Latex 1 of a diene rubber component
Slurry containing 00 parts by weight (as solid content) and (b) water-dispersed silica and carbon black for reinforcing rubber 10 to 25
0 part by weight (as solid content) and then coagulating the mixture with a coagulant to produce a rubber composition containing a modified carbon black for reinforcing rubber.
【請求項2】 シリカ付着前のゴム補強用カーボンブラ
ックがオイルファーネス法により製造されたGPF乃至
SAFグレードである請求項1に記載の製造方法。
2. The production method according to claim 1, wherein the carbon black for rubber reinforcement before the silica is attached is a GPF or SAF grade produced by an oil furnace method.
【請求項3】 芳香族プロセス油及び/又は高粘度油5
〜150重量部を混合物中に更に含ませる請求項1又は
2に記載の製造方法。
3. An aromatic processing oil and / or a high-viscosity oil 5.
The production method according to claim 1, wherein the mixture further contains 150150 parts by weight.
【請求項4】 シリカ含有量が変性カーボンブラックの
0.1〜25重量%である請求項1〜3のいずれか1項
に記載の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the silica content is 0.1 to 25% by weight of the modified carbon black.
【請求項5】 (a)ジエン系ゴム成分のラテックス1
00重量部(固形分として)と(b′)水分散シリカを
添加して変性造粒した変性カーボンブラック10〜25
0重量部とを混合し、次にこの混合物を凝固せしめるこ
とを特徴とするカーボンブラック含有ゴム組成物の製造
方法。
5. (a) Latex 1 of diene rubber component
100 parts by weight (as solid content) and (b ') modified carbon black modified and granulated by adding water-dispersed silica.
0 part by weight and then coagulating the mixture to produce a carbon black-containing rubber composition.
【請求項6】 水分散シリカが直径が1nm〜100nmの
シリカ粒子を含有し、そのナトリウムイオン含有量がN
2 O換算で1.0重量%以下である請求項5に記載の
製造方法。
6. The water-dispersed silica contains silica particles having a diameter of 1 nm to 100 nm, and has a sodium ion content of N.
The process according to claim 5 in a 2 O conversion is 1.0 wt% or less.
【請求項7】 芳香族プロセス油及び/又は高粘度油5
〜150重量部を混合物中に更に含ませる請求項5又は
6に記載の製造方法。
7. Aromatic processing oil and / or high viscosity oil 5
The method according to claim 5, wherein the mixture further comprises 150 parts by weight.
【請求項8】 シリカ含有量が変性カーボンブラックの
0.1〜25重量%である請求項5〜7のいずれか1項
に記載の製造方法。
8. The method according to claim 5, wherein the silica content is 0.1 to 25% by weight of the modified carbon black.
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