WO2018096715A1 - ゴム組成物およびその製造方法 - Google Patents

ゴム組成物およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018096715A1
WO2018096715A1 PCT/JP2017/020823 JP2017020823W WO2018096715A1 WO 2018096715 A1 WO2018096715 A1 WO 2018096715A1 JP 2017020823 W JP2017020823 W JP 2017020823W WO 2018096715 A1 WO2018096715 A1 WO 2018096715A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rubber
carbon black
weight
rubber composition
latex solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/020823
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聡一郎 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tire and Rubber Co Ltd filed Critical Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Priority to DE112017005906.2T priority Critical patent/DE112017005906B4/de
Priority to CN201780063829.8A priority patent/CN109923154B/zh
Priority to US16/323,333 priority patent/US11261311B2/en
Publication of WO2018096715A1 publication Critical patent/WO2018096715A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • C08L7/02Latex
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/21Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase
    • C08J3/212Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase and solid additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • C08L21/02Latex
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a method for producing the same.
  • Patent Documents 1 to 4 When using a rubber wet masterbatch, compared to using a rubber dry masterbatch obtained by mixing carbon black and rubber in a solid phase, the carbon black is more dispersible, so wear resistance, low heat generation, etc. It is known that a rubber composition having excellent rubber physical properties can be obtained (Patent Documents 1 to 4).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a rubber composition from which a vulcanized rubber having excellent low heat buildup and wear resistance can be obtained and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a rubber wet masterbatch using a rubber latex solution and a carbon black (A) -containing slurry as raw materials, a rubber composition containing rubber and carbon black (B), wherein the rubber wet masterbatch Carbon rubber (A) in the rubber wet masterbatch is 1 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and the rubber composition with respect to 100 parts by weight of all the rubber components in the rubber composition
  • the total of carbon black (A) and (B) in it is related with the rubber composition characterized by being 50 weight part or more.
  • the present invention also includes a step (i) of producing a carbon black (A) -containing rubber latex solution by mixing the rubber latex solution and the carbon black (A) -containing slurry solution, and the obtained carbon black (A ) Step (ii) for producing a rubber wet masterbatch by coagulating and drying the rubber latex solution, and further adding the rubber and the carbon black (B) to the obtained rubber wet masterbatch.
  • the manufacturing method of the said rubber composition characterized by including the process (iii) of mixing.
  • the rubber composition of the present invention contains a rubber wet masterbatch containing a specific amount (low filling amount) of carbon black (A), rubber, carbon black (B), and the carbon black (A) and ( The sum of B) is a certain amount or more.
  • a rubber wet masterbatch containing a specific amount (low filling amount) of carbon black (A), rubber, carbon black (B), and the carbon black (A) and ( The sum of B) is a certain amount or more.
  • the carbon blacks (A) and (B) can be uniformly dispersed throughout the rubber component (rubber matrix) of the rubber composition, and low heat build-up and wear resistance of the vulcanized rubber obtained from the rubber composition It is estimated that the performance is improved.
  • the rubber composition of the present invention contains a rubber wet masterbatch made of a rubber latex solution and a carbon black (A) -containing slurry, rubber, and carbon black (B). Further, the rubber composition can contain various compounding agents in appropriate combination.
  • the rubber wet masterbatch is obtained by mixing the rubber latex solution and the carbon black (A) -containing slurry in a liquid phase and drying.
  • the rubber latex solution a natural rubber latex solution and a synthetic rubber latex solution can be used.
  • the natural rubber latex solution is a natural product produced by the metabolic action of plants, and a natural rubber / water-based solution in which the dispersion solvent is water is particularly preferable.
  • the number average molecular weight of the natural rubber in the natural rubber latex is preferably 2 million or more, and more preferably 2.5 million or more.
  • the natural rubber latex solution it can be used without discrimination such as concentrated latex and fresh latex called field latex.
  • synthetic rubber latex solution synthetic diene rubber such as isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), etc. is emulsified. What was manufactured by superposition
  • a rubber latex solution may be used independently and may use 2 or more types together.
  • the carbon black (A) -containing slurry is obtained by dispersing carbon black (A) in a dispersion solvent.
  • carbon black (A) for example, conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black is used in addition to carbon black used in the normal rubber industry, such as SAF, ISAF, HAF, FEF, and GPF. be able to.
  • the carbon black (A) may be a granulated carbon black or a non-granulated carbon black that is granulated in the ordinary rubber industry in consideration of its handling properties. Carbon black (A) may be used independently and may use 2 or more types together.
  • the carbon black (A) is, DBP absorption amount (dibutyl phthalate absorption) in the 100 ⁇ 150cm 3 / 100g, and is preferably iodine adsorption amount is 110 ⁇ 160mg / g.
  • Carbon black (A) from the viewpoint of the abrasion resistance of the vulcanized rubber is excellent, more preferably a DBP absorption amount is 110 ⁇ 140cm 3 / 100g, and it iodine adsorption amount is 120 ⁇ 150 mg / g Is preferred.
  • dispersion solvent it is particularly preferable to use water, but for example, water containing an organic solvent may be used. Dispersing solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the concentration of carbon black (A) in the carbon black (A) -containing slurry is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 20% by weight or 3 to 10% by weight.
  • the rubber wet master batch includes, for example, a surfactant, zinc oxide, stearic acid, an anti-aging agent, wax, oil, etc., as desired. You may mix
  • the rubber is used separately from the rubber component derived from the rubber wet masterbatch.
  • the rubber include synthetic rubbers such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), and nitrile rubber (NBR). Rubber.
  • the rubber may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber component (the rubber component derived from the rubber latex solution and the rubber) in the rubber composition is preferably a blend rubber component of natural rubber and synthetic diene rubber.
  • the rubber component derived from the rubber latex solution is preferably natural rubber, and the rubber is preferably a synthetic diene rubber.
  • the synthetic diene rubber styrene-butadiene rubber (SBR) and butadiene rubber (BR) are preferable.
  • Carbon black (B) examples include the same as the carbon black (A).
  • the carbon black (B) may be used alone or in combination of two or more. Further, the carbon black (B) and the carbon black (A) may be of the same type or different.
  • the carbon black (A) in the rubber wet masterbatch is 1 to 35 weights with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber wet masterbatch.
  • the carbon black (A) in the rubber wet masterbatch is 3 to 30% by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber wet masterbatch from the viewpoint of excellent low heat buildup and wear resistance of the vulcanized rubber. More preferably, it is a part.
  • the total of the carbon blacks (A) and (B) in the rubber composition is 50 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of all the rubber components in the rubber composition.
  • the total of the carbon blacks (A) and (B) in the rubber composition is 100 parts by weight of the total rubber components in the rubber composition from the viewpoint of excellent low heat buildup and wear resistance of the vulcanized rubber.
  • it is preferably 55 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight or less, and more preferably 80 parts by weight or less.
  • the content ratio of the carbon black (A) is, from the viewpoint of improving the wear resistance of the vulcanized rubber, in the total of the carbon black (A) and (B) contained in the rubber composition, It is preferably 1 to 25% by weight, and more preferably 3 to 20% by weight.
  • the rubber component in the rubber composition is a blend component of natural rubber and synthetic diene rubber
  • the natural rubber is 20 to 50% by weight in the blend rubber component. It is preferably 30 to 45% by weight.
  • various compounding agents can be further used.
  • usable compounding agents include sulfur vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, silica, silane coupling agents, zinc oxide, methylene acceptors and methylene donors, stearic acid, and vulcanization accelerators.
  • Sulfur as the sulfur-based vulcanizing agent may be normal sulfur for rubber, and for example, powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur and the like can be used.
  • a sulfur type vulcanizing agent may be used independently and may use 2 or more types together.
  • the content of sulfur is preferably 0.3 to 6.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component contained in the rubber composition. If the sulfur content is less than 0.3 parts by weight, the crosslinking density of the vulcanized rubber will be insufficient and the rubber strength will be reduced. If it exceeds 6.5 parts by weight, both heat resistance and durability will be improved. Getting worse.
  • the sulfur content is 1.0 to 5.5 with respect to 100 parts by weight of the rubber component contained in the rubber composition. More preferably, it is 5 parts by weight.
  • the vulcanization accelerator may be a normal rubber vulcanization accelerator, such as a sulfenamide vulcanization accelerator, a thiuram vulcanization accelerator, a thiazole vulcanization accelerator, and a thiourea vulcanization accelerator. Guanidine vulcanization accelerator, dithiocarbamate vulcanization accelerator and the like. A vulcanization accelerator may be used independently and may use two or more sorts together.
  • 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 contained in the rubber composition.
  • the anti-aging agent may be any ordinary rubber anti-aging agent, such as an aromatic amine anti-aging agent, an amine-ketone anti-aging agent, a monophenol anti-aging agent, a bisphenol anti-aging agent, a polyphenol type anti-aging agent. Examples thereof include anti-aging agents, dithiocarbamate-based anti-aging agents, and thiourea-based anti-aging agents. Antiaging agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the anti-aging agent is preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component contained in the rubber composition.
  • the production method includes the step (i) of producing a carbon black-containing rubber latex solution by mixing the rubber latex solution and the carbon black (A) -containing slurry solution, and the obtained carbon black (A) -containing rubber latex.
  • step (i) of the present invention the rubber latex solution and the carbon black (A) -containing slurry solution are mixed to produce a carbon black (A) -containing rubber latex solution.
  • the carbon black (A) -containing slurry is obtained by dispersing the carbon black (A) in the dispersion solvent.
  • the rubber latex particles are adhered by adding at least a part of the rubber latex solution.
  • Step (i- (a)) for producing a slurry solution containing the carbon black (A), the slurry solution containing the carbon black (A) to which the obtained rubber latex particles are adhered, and the remaining rubber latex solution And a step (i- (b)) of producing a carbon black (A) -containing rubber latex solution to which rubber latex particles are adhered.
  • the step (i- (a)) and the step (i- (b)) will be described below.
  • the carbon black (A) is added to the dispersion solvent, and then the carbon black (A) is dispersed in the dispersion solvent while adding a certain amount of the rubber latex solution in several portions. May be.
  • a slurry solution containing the carbon black (A) to which the rubber latex particles are attached can be produced.
  • the amount of rubber latex solution added in the step (i- (a)) is the total amount of rubber latex solution used (total amount added in step (i- (a)) and step (i- (b))).
  • 0.075 to 12% by weight is exemplified.
  • the amount of the rubber component of the rubber latex solution to be added is preferably 0.25 to 15% by weight with respect to the carbon black (A), preferably 0.5 to 6 % Is preferred.
  • the concentration of the rubber component in the rubber latex solution to be added is preferably 0.2 to 5% by weight, and more preferably 0.25 to 1.5% by weight. In these cases, it is possible to produce a rubber wet masterbatch in which the degree of dispersion of carbon black (A) is increased while reliably attaching rubber latex particles to carbon black (A).
  • the method of mixing the carbon black (A) and the dispersion solvent in the presence of the rubber latex solution includes, for example, a high shear mixer, a high shear mixer, a homomixer, Examples thereof include a method of dispersing carbon black using a general dispersing machine such as a ball mill, a bead mill, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, and a colloid mill.
  • a general dispersing machine such as a ball mill, a bead mill, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, and a colloid mill.
  • the “high shear mixer” is a mixer including a rotor and a stator, and the rotor rotates with a precise clearance between a rotor capable of high-speed rotation and a fixed stator.
  • the clearance between the rotor and the stator is 0.8 mm or less and the circumferential speed of the rotor is 5 m / s or more.
  • a commercial item can be used for such a high shear mixer, for example, “High Shear Mixer” manufactured by SILVERSON.
  • the carbon black (A) and the dispersion solvent are mixed in the presence of the rubber latex solution to produce a slurry solution containing the carbon black (A) to which the rubber latex particles are adhered.
  • a surfactant may be added to improve the dispersibility of the carbon black (A).
  • a surfactant known in the rubber industry can be used.
  • a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, a zwitterionic surfactant, etc. can be mentioned.
  • alcohol such as ethanol may be used instead of or in addition to the surfactant.
  • the amount of the surfactant is based on 100 parts by weight of the rubber component of the rubber latex solution.
  • the amount is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or less, and substantially no surfactant is preferably used.
  • ⁇ Process (i- (b))> In the step (i- (b)) of the present invention, the slurry solution containing the carbon black (A) to which the rubber latex particles are adhered and the remaining rubber latex solution are mixed to obtain the carbon black to which the rubber latex particles are adhered.
  • a rubber latex solution containing is produced.
  • a method of mixing the slurry solution containing carbon black (A) with the rubber latex particles attached thereto and the remaining rubber latex solution in a liquid phase is not particularly limited, and the carbon with the rubber latex particles attached thereto is not limited.
  • the slurry solution containing black (A) and the remaining rubber latex solution are mixed with a general shearing mixer, high shear mixer, homomixer, ball mill, bead mill, high pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer, colloid mill, etc.
  • a general shearing mixer high shear mixer
  • homomixer ball mill
  • bead mill high pressure homogenizer
  • ultrasonic homogenizer ultrasonic homogenizer
  • colloid mill etc.
  • the method of mixing using a disperser is mentioned. If necessary, the entire mixing system such as a disperser may be heated during mixing.
  • the remaining rubber latex solution preferably has a higher rubber component concentration than the rubber latex solution added in step (i- (a)) in consideration of the drying time and labor in the next step (ii).
  • the concentration of the rubber component is preferably 10 to 60% by weight, and more preferably 20 to 30% by weight.
  • step (ii) of the present invention the rubber latex solution containing carbon black (A) is coagulated and dried to produce a rubber wet masterbatch.
  • Examples of the coagulation method include a method in which a coagulant is contained in the carbon black (A) -containing rubber latex solution to obtain a carbon black (A) -containing rubber coagulum.
  • a coagulant an acid such as formic acid or sulfuric acid usually used for coagulation of the rubber latex solution, or a salt such as sodium chloride can be used.
  • drying apparatuses such as a single screw extruder, an oven, a vacuum dryer, and an air dryer can be used.
  • a solid liquid such as a centrifugal separation step or a heating step
  • a separation step may be provided.
  • the carbon black (A) -containing rubber latex solution may contain a flocculant, and then the obtained aggregate may be collected and dried.
  • flocculant known rubber flocculant flocculants can be used without limitation, and specific examples include cationic flocculants.
  • Step (iii) a rubber composition is produced by further adding the rubber and the carbon black (B) to the rubber wet master batch and dry-mixing them. Furthermore, in the dry mixing, the various compounding agents can be blended as necessary.
  • each raw material is not particularly limited.
  • components other than the vulcanized components such as a sulfur vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are added in any order.
  • kneading method, simultaneously adding and kneading, and adding all components simultaneously and kneading are not particularly limited.
  • Examples of the dry mixing include a kneading method using a kneader used in a normal rubber industry such as a Banbury mixer, a kneader, and a roll.
  • the number of times of kneading may be one or more times.
  • the kneading time varies depending on the size of the kneader to be used, 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 rubber composition does not contain the vulcanization component.
  • the discharge temperature of the kneader is preferably 80 to 110 ° C., more preferably 80 to 100 ° C. when the rubber composition contains the vulcanization component.
  • the vulcanized rubber obtained from the rubber composition of the present invention has low heat buildup and wear resistance, it is suitable as a tread rubber for small truck tires.
  • Carbon black (CB): Carbon black 1 (CB1): “SEAST 9H (SAF-HS)” (DBP absorption amount of 130cm 3 / 100g, an iodine adsorption amount of 139mg / g) (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) Carbon black 2 (CB2): “SEAST 7HM (N234)” (DBP absorption amount of 125cm 3 / 100g, an iodine adsorption amount of 120mg / g) (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) b) Dispersion solvent: water c) Rubber latex solution: Natural rubber latex solution “NR Field Latex” (Golden Hope) (DRC 31.2%) d) Coagulant: formic acid (primary 85%, 10% solution diluted to pH 1.2), (manufactured by Nacalai Tesque) e) Oil: "Process NC140"
  • Example 1 ⁇ Manufacture of rubber wet masterbatch (WMB)> Carbon black was added to the diluted natural rubber latex solution adjusted to a concentration of 0.5% by weight so that the blending amount shown in Table 1 was obtained (the amount of the rubber component of the latex solution was 1% by weight with respect to the carbon black). %), Carbon black was dispersed using PRIMIX's Robomix (conditions of the Robomix: 9000 rpm, 30 minutes) to produce a carbon black-containing slurry solution with natural rubber latex particles attached ( Step (i- (a))).
  • the remaining natural rubber concentrated latex solution (adjusted by adding water to a solid content (rubber) concentration of 25% by weight) to the carbon black-containing slurry solution to which the obtained natural rubber latex particles adhered ) Is added to the natural rubber latex solution used in steps (i)-(a) so that the amount of the rubber component is 100 parts by weight, and then a household mixer SM-L56 type manufactured by SANYO is used. And mixing (conditions of the mixer: 11300 rpm, 30 minutes) to produce a carbon black-containing natural rubber latex solution to which the natural rubber latex particles adhered (steps (i) to (b)).
  • Examples 2 to 30 A rubber wet masterbatch and an unvulcanized rubber composition were produced in the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of each raw material were changed as shown in Tables 1 to 4.
  • a rubber composition is produced by dry-mixing the raw materials (components excluding sulfur and vulcanization accelerator) listed in Tables 2 to 4 using a Banbury mixer (kneading time: 3 minutes, discharge temperature: 150 ° C.). did. Next, sulfur and a vulcanization accelerator listed in Tables 2 to 4 were added to the obtained rubber composition, and dry mixing (kneading time: 1 minute, discharge temperature: 90 ° C.) using a Banbury mixer. An unvulcanized rubber composition was produced.
  • 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 following evaluation was performed about the obtained vulcanized rubber. The evaluation results are shown in Tables 2-4.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本発明のゴム組成物は、ゴムラテックス溶液およびカーボンブラック(A)含有スラリーを原料とするゴムウエットマスターバッチと、ゴムと、カーボンブラック(B)を含有するゴム組成物であって、前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分100重量部に対して、前記ゴムウエットマスターバッチ中のカーボンブラック(A)が、1~35重量であり、前記ゴム組成物中のゴム全成分100重量部に対して、前記ゴム組成物中のカーボンブラック(A)と(B)の合計が50重量部以上である。本発明によれば、優れた低発熱性および耐摩耗性を有する加硫ゴムが得られるゴム組成物およびその製造方法を提供できる。

Description

ゴム組成物およびその製造方法
 本発明は、ゴム組成物およびその製造方法に関する。
 従来から、ゴム業界においては、カーボンブラックを含有するゴム組成物を製造する際の加工性やカーボンブラックの分散性を向上させるために、ゴムウエットマスターバッチを用いることが知られている。これは、カーボンブラックと分散溶媒とを予め一定の割合で混合し、機械的な力でカーボンブラックを分散溶媒中に分散させたカーボンブラック含有スラリー溶液と、ゴムラテックス溶液とを液相で混合し、その後、酸などの凝固剤を加えて凝固させたものを回収して乾燥するものである。
 ゴムウエットマスターバッチを用いる場合、カーボンブラックとゴムとを固相で混合して得られるゴムドライマスターバッチを用いる場合に比べて、カーボンブラックの分散性に優れるため、耐摩耗性や低発熱性などのゴム物性に優れるゴム組成物が得られることが知られている(特許文献1~4)。
特開2007-224067号公報 特開2007-203903号公報 特開2006-225599号公報 特開2006-169483号公報
 一方、市場では、ゴム組成物を原料としたゴム製品(加硫ゴム)において、特に、小型トラック用のタイヤのトレッドゴムには、より低発熱性および耐摩耗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、当該特性を満足するものではなかった。
 本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、優れた低発熱性および耐摩耗性を有する加硫ゴムが得られるゴム組成物およびその製造方法を提供する。
 本発明は、ゴムラテックス溶液およびカーボンブラック(A)含有スラリーを原料とするゴムウエットマスターバッチと、ゴムと、カーボンブラック(B)を含有するゴム組成物であって、前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分100重量部に対して、前記ゴムウエットマスターバッチ中のカーボンブラック(A)が、1~35重量であり、前記ゴム組成物中のゴム全成分100重量部に対して、前記ゴム組成物中のカーボンブラック(A)と(B)の合計が50重量部以上であることを特徴とするゴム組成物、に関する。
 また、本発明は、前記ゴムラテックス溶液と前記カーボンブラック(A)含有スラリー溶液を混合して、カーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(i)と、得られたカーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を凝固および乾燥して、ゴムウエットマスターバッチを製造する工程(ii)と、得られたゴムウエットマスターバッチに、さらに、前記ゴムと前記カーボンブラック(B)を加えて、乾式混合する工程(iii)を含むことを特徴とする前記ゴム組成物の製造方法、に関する。
 本発明のゴム組成物は、特定量(低充填量)のカーボンブラック(A)を含むゴムウエットマスターバッチと、ゴムと、カーボンブラック(B)を含有し、かつ前記カーボンブラック(A)および(B)の合計が一定量以上含有するものである。このような組成物とすることにより、前記ゴムウエットマスターバッチ中の前記カーボンブラック(A)は低充填量であるため、前記ゴム組成物中の前記カーボンブラック(B)は、前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム(の層)とは別に添加した前記ゴム(の層)に偏在すると推定される。よって、前記カーボンブラック(A)および(B)が、前記ゴム組成物のゴム成分(ゴムマトリックス)全体に均一に分散でき、前記ゴム組成物から得られた加硫ゴムの低発熱性および耐摩耗性が向上するものと推定される。
 また、特定のDBP吸収量(ジブチルフタレート吸収量)およびヨウ素吸着量を有するカーボンブラック(A)および(B)を用いることで、当該カーボンブラックと前記ゴム組成物中のゴム成分とのバウンドラバー量が増大することにより、前記ゴム組成物から得られた加硫ゴムの耐摩耗性がさらに向上するものと推定される。
<ゴム組成物>
 本発明のゴム組成物は、ゴムラテックス溶液およびカーボンブラック(A)含有スラリーを原料とするゴムウエットマスターバッチと、ゴムと、カーボンブラック(B)を含有する。また、ゴム組成物は、各種配合剤を適宜組み合わせて含有させることができる。
<ゴムウエットマスターバッチ>
 前記ゴムウエットマスターバッチは、前記ゴムラテックス溶液および前記カーボンブラック(A)含有スラリーを液相で混合し、乾燥してなるものである。
 前記ゴムラテックス溶液としては、天然ゴムラテックス溶液および合成ゴムラテックス溶液を使用することができる。
 前記天然ゴムラテックス溶液は、植物の代謝作用による天然の生産物であり、特に分散溶媒が水である、天然ゴム/水系のものが好ましい。天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、200万以上であることが好ましく、250万以上であることがより好ましい。天然ゴムラテックス溶液については、濃縮ラテックスやフィールドラテックスといわれる新鮮ラテックスなど区別なく使用できる。また、合成ゴムラテックス溶液としては、例えば、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)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)などの合成ジエン系ゴムを乳化重合により製造したものが挙げられる。ゴムラテックス溶液は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
 前記カーボンブラック(A)含有スラリーは、カーボンブラック(A)を分散溶媒中で分散させたものである。
 前記カーボンブラック(A)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(A)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(A)は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
 前記カーボンブラック(A)は、DBP吸収量(ジブチルフタレート吸収量)が100~150cm/100gで、かつヨウ素吸着量が110~160mg/gであることが好ましい。カーボンブラック(A)は、加硫ゴムの耐摩耗性が優れる観点から、DBP吸収量が110~140cm/100gであることがより好ましく、そして、ヨウ素吸着量が120~150mg/gであることが好ましい。
 前記分散溶媒としては、特に水を使用することが好ましいが、例えば、有機溶媒を含有する水であってもよい。分散溶媒は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
 前記カーボンブラック(A)含有スラリー中の、カーボンブラック(A)の濃度は、特に限定されず、例えば、1~20重量%でもよく、3~10重量%でもよい。
 なお、ゴムウエットマスターバッチには、前記ゴムラテックス溶液および前記カーボンブラック(A)含有スラリー以外に、所望に応じて、例えば、界面活性剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を配合してもよい。
<ゴム>
 前記ゴムは、前記ゴムウエットマスターバッチ由来のゴム成分とは別に使用されるものである。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。
 本発明のゴム組成物では、前記ゴム組成物中のゴム成分(前記ゴムラテックス溶液由来のゴム成分と前記ゴム)が、天然ゴムおよび合成ジエン系ゴムのブレンドゴム成分であることが好ましい。特に、加硫ゴムの低発熱性および耐摩耗性が優れる観点から、ゴムラテックス溶液由来のゴム成分が天然ゴムであり、前記ゴムが合成ジエン系ゴムであることが好ましい。合成ジエン系ゴムとしては、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)が好ましい。
<カーボンブラック(B)>
 前記カーボンブラック(B)としては、前記カーボンブラック(A)と同様のものが挙げられる。前記カーボンブラック(B)は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。また、前記カーボンブラック(B)と前記カーボンブラック(A)は、同一の種類であってもよく、異なっていてもよい。
 以下、本発明のゴム組成物の各成分の配合量について説明する。
 前記ゴムウエットマスターバッチにおいて、前記ゴムウエットマスターバッチ中のカーボンブラック(A)は、前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分100重量部に対して、1~35重量である。前記ゴムウエットマスターバッチ中のカーボンブラック(A)は、加硫ゴムの低発熱性および耐摩耗性が優れる観点から、前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分100重量部に対して、3~30重量部であることがより好ましい。
 前記ゴム組成物において、前記ゴム組成物中のゴム全成分100重量部に対して、前記ゴム組成物中の、前記カーボンブラック(A)と(B)の合計が50重量部以上である。前記ゴム組成物中の、前記カーボンブラック(A)と(B)の合計は、加硫ゴムの低発熱性および耐摩耗性が優れる観点から、前記ゴム組成物中のゴム全成分100重量部に対して、55重量部以上であることが好ましく、そして、100重量部以下であることが好ましく、80重量部以下であることがより好ましい。
 前記ゴム組成物において、前記カーボンブラック(A)の含有割合は、加硫ゴムの耐摩耗性を高める観点から、前記ゴム組成物に含まれる前記カーボンブラック(A)と(B)の合計中、1~25重量%であることが好ましく、3~20重量%であることがより好ましい。
 前記ゴム組成物において、前記ゴム組成物中のゴム成分が、天然ゴムおよび合成ジエン系ゴムのブレンド成分である場合、前記天然ゴムは、前記ブレンドゴム成分中、20~50重量%であることが好ましく、30~45重量%であることがより好ましい。
<各種配合剤>
 前記ゴム組成物では、さらに、各種配合剤を用いることができる。使用可能な配合剤としては、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、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤が挙げられる。
 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。
 前記硫黄の含有量は、ゴム組成物に含まれるゴム成分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に含まれるゴム成分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。
 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。
 前記加硫促進剤の含有量は、ゴム組成物に含まれるゴム成分100重量部に対して1~5重量部であることが好ましい。
 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。
 前記老化防止剤の含有量は、ゴム組成物に含まれるゴム成分100重量部に対して1~5重量部であることが好ましい。
<ゴム組成物の製造方法>
 以下に、本発明のゴム組成物の製造方法について具体的に説明する。かかる製造方法は、前記ゴムラテックス溶液と前記カーボンブラック(A)含有スラリー溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(i)と、得られたカーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を凝固および乾燥して、ゴムウエットマスターバッチを製造する工程(ii)と、得られたゴムウエットマスターバッチに、さらに、前記ゴムおよび前記カーボンブラック(B)を加えて、乾式混合する工程(iii)を含む。
<工程(i)>
 本発明の工程(i)では、前記ゴムラテックス溶液と前記カーボンブラック(A)含有スラリー溶液を混合して、カーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を製造する。
 前記カーボンブラック(A)含有スラリーは、前記カーボンブラック(A)を前記分散溶媒中で分散させたものである。特に、本発明においては、前記工程(i)が、前記カーボンブラック(A)を前記分散溶媒中に分散させる際に、前記ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液を製造する工程(i-(a))、および得られたゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(i-(b))を含むことが好ましい。以下に、工程(i-(a))および工程(i-(b))について説明する。
<工程(i-(a))>
 本発明の工程(i-(a))では、前記カーボンブラック(A)を前記分散溶媒中に分散させる際に、前記ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液を製造する。前記ゴムラテックス溶液は、あらかじめ前記分散溶媒と混合した後、前記カーボンブラック(A)を添加し、分散させても良い。また、前記分散溶媒中に前記カーボンブラック(A)を添加し、次いで所定の添加速度で、前記ゴムラテックス溶液を添加しつつ、前記分散溶媒中で前記カーボンブラック(A)を分散させても良く、あるいは前記分散溶媒中に前記カーボンブラック(A)を添加し、次いで何回かに分けて一定量の前記ゴムラテックス溶液を添加しつつ、前記分散溶媒中で前記カーボンブラック(A)を分散させても良い。前記ゴムラテックス溶液が存在する状態で、前記分散溶媒中に前記カーボンブラック(A)を分散させることにより、前記ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液を製造することができる。前記工程(i-(a))におけるゴムラテックス溶液の添加量としては、使用するゴムラテックス溶液の全量(工程(i-(a))および工程(i-(b))で添加する全量)に対して、0.075~12重量%が例示される。
 前記工程(i-(a))では、添加するゴムラテックス溶液のゴム成分の量が、カーボンブラック(A)との重量比で0.25~15%であることが好ましく、0.5~6%であることが好ましい。また、添加するゴムラテックス溶液中のゴム成分の濃度が、0.2~5重量%であることが好ましく、0.25~1.5重量%であることがより好ましい。これらの場合、ゴムラテックス粒子をカーボンブラック(A)に確実に付着させつつ、カーボンブラック(A)の分散度合いを高めたゴムウエットマスターバッチを製造することができる。
 前記工程(i-(a))において、前記ゴムラテックス溶液の存在下で、前記カーボンブラック(A)および前記分散溶媒を混合する方法としては、例えば、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用してカーボンブラックを分散させる方法が挙げられる。
 前記「高せん断ミキサー」とは、ローターとステーターとを備えるミキサーであって、高速回転が可能なローターと、固定されたステーターと、の間に精密なクリアランスを設けた状態でローターが回転することにより、高せん断作用が働くミキサーを意味する。このような高せん断作用を生み出すためには、ローターとステーターとのクリアランスを0.8mm以下とし、ローターの周速を5m/s以上とすることが好ましい。このような高せん断ミキサーは、市販品を使用することができ、例えば、SILVERSON社製「ハイシアーミキサー」が挙げられる。
 本発明においては、前記ゴムラテックス溶液の存在下で、前記カーボンブラック(A)および前記分散溶媒を混合し、前記ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液を製造する際、前記カーボンブラック(A)の分散性向上のために界面活性剤を添加しても良い。界面活性剤としては、ゴム業界において公知の界面活性剤を使用することができ、例えば、非イオン性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤などが挙げられる。また、界面活性剤に代えて、あるいは界面活性剤に加えて、エタノールなどのアルコールを使用しても良い。ただし、界面活性剤を使用した場合、最終的な加硫ゴムのゴム物性が低下することが懸念されるため、界面活性剤の配合量は、ゴムラテックス溶液のゴム成分100重量部に対して、2重量部以下であることが好ましく、1重量部以下であることがより好ましく、実質的に界面活性剤を使用しないことが好ましい。
<工程(i-(b))>
 本発明の工程(i-(b))では、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を製造する。前記ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液と、前記残りのゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法は特に限定されるものではなく、前記ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック(A)を含有するスラリー溶液および前記残りのゴムラテックス溶液とを、例えば、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用して混合する方法が挙げられる。必要に応じて、混合の際に分散機などの混合系全体を加温してもよい。
 前記残りのゴムラテックス溶液は、次工程(ii)での乾燥時間・労力を考慮した場合、工程(i-(a))で添加したゴムラテックス溶液よりもゴム成分の濃度が高いことが好ましく、具体的には、ゴム成分の濃度が10~60重量%であることが好ましく、20~30重量%であることがより好ましい。
<(2)工程(ii)>
 本発明の工程(ii)では、前記カーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を凝固および乾燥して、ゴムウエットマスターバッチを製造する。
 前記凝固の方法としては、例えば、前記カーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液中に凝固剤を含有させて、カーボンブラック(A)含有ゴム凝固物を得る方法が挙げられる。この場合、凝固剤としては、ゴムラテックス溶液の凝固用として通常使用されるギ酸、硫酸などの酸や、塩化ナトリウムなどの塩を使用することができる。
 前記乾燥の方法としては、例えば、単軸押出機、オーブン、真空乾燥機、エアードライヤーなどの各種乾燥装置を使用することができる。
 なお、前記凝固の工程の前あるいは後に、必要に応じて、前記カーボンブラック(A)含有ゴム凝固物が含む水分量を適度に低減する目的で、例えば、遠心分離工程や加熱工程などの固液分離工程を設けても良い。固液分離工程では、必要に応じて、前記カーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液中に、凝集剤を含有させた後、得られた凝集体を回収し、乾燥させてもよい。凝集剤としては、ゴムラテックス溶液の凝集剤として公知のものを限定なく使用でき、具体的には、例えば、カチオン性凝集剤が挙げられる。
<(3)工程(iii)>
 本発明の工程(iii)では、前記ゴムウエットマスターバッチに、さらに、前記ゴムと、前記カーボンブラック(B)を加えて、乾式混合することにより、ゴム組成物を製造する。さらに、前記乾式混合では、必要に応じ、前記各種配合剤を配合することができる。
 前記工程(iii)において、各原料(各成分)の配合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。
 前記乾式混合としては、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りする方法が挙げられる。混練りする回数は、1回または複数回であってもよい。混練りする時間は、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、ゴム組成物に前記加硫系成分を含まない場合、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。混練機の排出温度は、ゴム組成物に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。
 本発明のゴム組成物から得られた加硫ゴムは、低発熱性および耐摩耗性を有するため、小型トラック用のタイヤのトレッドゴムに適している。
 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。
 (使用原料)
a)カーボンブラック(CB):
 カーボンブラック1(CB1):「シースト9H(SAF―HS)」(DBP吸収量130cm/100g、ヨウ素吸着量139mg/g)(東海カーボン社製)
 カーボンブラック2(CB2):「シースト7HM(N234)」(DBP吸収量125cm/100g、ヨウ素吸着量120mg/g)(東海カーボン社製)
b)分散溶媒:水
c)ゴムラテックス溶液:
 天然ゴムラテックス溶液「NRフィールドラテックス」(Golden Hope社製)(DRC=31.2%)
d)凝固剤:ギ酸(一級85%、10%溶液を希釈して、pH1.2に調整したもの)、(ナカライテスク社製)
e)オイル:「プロセスNC140」(ジャパンエナジー社製)
f)亜鉛華:「亜鉛華1号」(三井金属社製)
g)老化防止剤: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、「ノクラック6C」(大内新興化学工業社製)
h)ステアリン酸:「ルナックS-20」(花王社製)
i)ワックス:「OZOACE0355」(日本精蝋社製)
j)硫黄:「5%油入微粉末硫黄」(鶴見化学工業社製)
k)加硫促進剤:「ソクシールCZ」(住友化学社製)
l)天然ゴム(NR):「RSS#3」
m)スチレン-ブタジエンゴム(SBR):「SBR1502」(JSR社製)
n)ブタジエンゴム(BR):「BR150B」(宇部興産社製)
<実施例1>
<ゴムウエットマスターバッチ(WMB)の製造>
 濃度0.5重量%に調整した希薄天然ゴムラテックス溶液に、表1記載の配合量となるようにカーボンブラックを添加し(ラテックス溶液のゴム成分の量が、カーボンブラックとの重量比で1重量%)、これにPRIMIX社製ロボミックスを使用してカーボンブラックを分散させることにより(該ロボミックスの条件:9000rpm、30分)、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造した(工程(i-(a)))。次に、得られた天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液に、残りの天然ゴム濃縮ラテックス溶液(固形分(ゴム)濃度25重量%となるように水を添加して調整されたもの)を、工程(i)-(a)で使用した天然ゴムラテックス溶液と合わせて、ゴム成分の量で100重量部となるように添加した後、SANYO社製家庭用ミキサーSM-L56型を使用して混合し(該ミキサーの条件:11300rpm、30分)、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液を製造した(工程(i)-(b))。
 上記で得られた天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液に、凝固剤としてギ酸10重量%水溶液をpH4に成るまで添加し、60℃に加温した状態で、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液を凝固させ、凝固物を得た。60℃に加温した状態で、凝固物を溶液から分離し(SUS製パンチングメタル2.0φ、3.5Pで濾過分離)、スエヒロEPM社製スクイザー式1軸押出脱水機(V-02型)で乾燥することにより、天然ゴムウエットマスターバッチ(WMB(4))を製造した(工程(ii))。
<ゴム組成物の製造>
 上記で得られたゴムウエットマスターバッチ(WMB(4))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(混練り時間: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、加硫促進剤を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練り時間: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(工程(iii))。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。
<実施例2~30>
 各原料の種類とその配合量を表1~4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、ゴムウエットマスターバッチおよび未加硫ゴム組成物を製造した。
<比較例1~2、11~12、21~22>
 表2~4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(混練り時間:3分、排出温度:150℃)してゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に、表2~4に記載の硫黄、加硫促進剤を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練り時間: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。
<比較例3~10、13~20、23~30>
 各原料の種類とその配合量を表1~4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、ゴムウエットマスターバッチおよび未加硫ゴム組成物を製造した。
 上記の実施例およ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2~4に示す。
<低発熱性の評価>
 低発熱性の評価は、東洋精機株式会社製の粘弾性試験機を使用し、静歪み10%、動歪み±1%、周波数10Hz、温度60℃の条件下で、損失係数tanδを測定し、実施例1~10、比較例2~10は、比較例1の値を100とした指数、実施例11~20、比較例12~20は、比較例11の値を100とした指数、実施例21~30、比較例22~30は、比較例21の値を100とした指数で表示した。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。
<耐摩耗性の評価>
 耐摩耗性の評価は、得られた加硫ゴムの試験片において、JIS K6264に準拠して、岩本製作所(株)製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重40N、スリップ率30%、温度23℃、落砂量20g/分で摩耗減量を測定し、摩耗減量の逆数について、実施例1~10、比較例2~10は、比較例1の値を100とした指数、実施例11~20、比較例12~20は、比較例11の値を100とした指数、実施例21~30、比較例22~30は、比較例21の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、摩耗減量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004

Claims (4)

  1.  ゴムラテックス溶液およびカーボンブラック(A)含有スラリーを原料とするゴムウエットマスターバッチと、ゴムと、カーボンブラック(B)を含有するゴム組成物であって、
     前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分100重量部に対して、前記ゴムウエットマスターバッチ中のカーボンブラック(A)が、1~35重量であり、
     前記ゴム組成物中のゴム全成分100重量部に対して、前記ゴム組成物中のカーボンブラック(A)と(B)の合計が50重量部以上であることを特徴とするゴム組成物。
  2.  前記カーボンブラック(A)および(B)は、DBP吸収量が100~150cm/100gで、かつヨウ素吸着量が110~160mg/gであることを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
  3.  前記ゴム組成物中のゴム成分が、天然ゴムおよび合成ジエン系ゴムのブレンドゴム成分であることを特徴とする請求項1または2記載のゴム組成物。
  4.  前記ゴムラテックス溶液と前記カーボンブラック(A)含有スラリー溶液を混合して、カーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(i)と、
     得られたカーボンブラック(A)含有ゴムラテックス溶液を凝固および乾燥して、ゴムウエットマスターバッチを製造する工程(ii)と、
     得られたゴムウエットマスターバッチに、さらに、前記ゴムおよび前記カーボンブラック(B)を加えて、乾式混合する工程(iii)を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
PCT/JP2017/020823 2016-11-22 2017-06-05 ゴム組成物およびその製造方法 Ceased WO2018096715A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112017005906.2T DE112017005906B4 (de) 2016-11-22 2017-06-05 Kautschukzusammensetzung und Verfahren zum Herstellen derselben
CN201780063829.8A CN109923154B (zh) 2016-11-22 2017-06-05 橡胶组合物及其制备方法
US16/323,333 US11261311B2 (en) 2016-11-22 2017-06-05 Rubber composition and method for producing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-226535 2016-11-22
JP2016226535A JP6778088B2 (ja) 2016-11-22 2016-11-22 ゴム組成物およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018096715A1 true WO2018096715A1 (ja) 2018-05-31

Family

ID=62195981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/020823 Ceased WO2018096715A1 (ja) 2016-11-22 2017-06-05 ゴム組成物およびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11261311B2 (ja)
JP (1) JP6778088B2 (ja)
CN (1) CN109923154B (ja)
DE (1) DE112017005906B4 (ja)
WO (1) WO2018096715A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7505878B2 (ja) * 2019-12-19 2024-06-25 Toyo Tire株式会社 ゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ
KR102465088B1 (ko) * 2021-01-15 2022-11-09 계명대학교 산학협력단 진동감쇄형 카본습식분산 마스터배치 제조방법 및 이를 이용한 고무조성물

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06287356A (ja) * 1993-04-06 1994-10-11 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP2005220187A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2006169483A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Bridgestone Corp ゴム組成物およびタイヤ
WO2011145586A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 株式会社ブリヂストン ウエットマスターバッチの製造方法、ゴム組成物及びタイヤ
JP2016035030A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006225599A (ja) 2005-02-21 2006-08-31 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP4944451B2 (ja) 2006-02-02 2012-05-30 株式会社ブリヂストン 重荷重用空気入りタイヤ
JP2007224067A (ja) 2006-02-21 2007-09-06 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤ
JP5946387B2 (ja) * 2012-10-11 2016-07-06 東洋ゴム工業株式会社 ゴムウエットマスターバッチ
US9757989B2 (en) * 2013-03-11 2017-09-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with ribbed tread
JP6484145B2 (ja) 2015-08-27 2019-03-13 Toyo Tire株式会社 ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法
JP6496218B2 (ja) * 2015-09-09 2019-04-03 Toyo Tire株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06287356A (ja) * 1993-04-06 1994-10-11 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP2005220187A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2006169483A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Bridgestone Corp ゴム組成物およびタイヤ
WO2011145586A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 株式会社ブリヂストン ウエットマスターバッチの製造方法、ゴム組成物及びタイヤ
JP2016035030A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
CN109923154A (zh) 2019-06-21
CN109923154B (zh) 2021-10-22
JP2018083875A (ja) 2018-05-31
US20210292517A1 (en) 2021-09-23
US11261311B2 (en) 2022-03-01
DE112017005906B4 (de) 2022-08-18
DE112017005906T5 (de) 2019-09-12
JP6778088B2 (ja) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4738551B1 (ja) ゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴム組成物ならびに空気入りタイヤ
JP5946387B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチ
JP6030411B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴム組成物ならびに空気入りタイヤ
JP2015048416A (ja) ゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴム組成物ならびに空気入りタイヤ
JP2010209175A (ja) ウエットマスターバッチの製造方法、および該ウエットマスターバッチを用いて得られた加硫ゴム
WO2018123121A1 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法
JP2012158666A (ja) ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ
JP6910125B2 (ja) タイヤ部材の製造方法
JP7066398B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物の製造方法
JP2013181051A (ja) タイヤベーストレッド用ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ
JP6781603B2 (ja) タイヤ部材の製造方法
CN107955217B (zh) 轮胎材料的制造方法
CN109923154B (zh) 橡胶组合物及其制备方法
JP2020055962A (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法
JP6706050B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチおよびゴム組成物の製造方法
WO2018070070A1 (ja) タイヤ部材の製造方法
JP2019104860A (ja) 空気入りタイヤ用ゴム部材の製造方法および空気入りタイヤの製造方法
JP7125298B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
JP6761723B2 (ja) タイヤ部材の製造方法
WO2019130800A1 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびタイヤ用ゴム組成物の製造方法
JP7505878B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ
JP7089431B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法
JP2018062622A (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法
JP2019112543A (ja) プライトッピング用ゴム組成物の製造方法
JP2019104859A (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17873971

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17873971

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1