JP4899322B2

JP4899322B2 - Rubber composition

Info

Publication number: JP4899322B2
Application number: JP2005058589A
Authority: JP
Inventors: 芳久井上
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: JP2006241297A

Description

本発明は、ゴム組成物に関し、更に詳しくは、シリカ配合系ゴム組成物における物性を悪化させずに粘度を低下させ、加工性を改善したゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition, and more particularly to a rubber composition having improved processability by reducing viscosity without deteriorating physical properties in a silica-containing rubber composition.

従来、悪路向け重荷重タイヤのキャップトレッドおよびベーストレッドには、耐ピッチング性能のためシリカが配合されているが、その粘度が高く、工場加工性に苦慮しているのが現状である。この加工性の改善を目的として、１）混合温度を高くする、２）多段階混合、３）オイル配合等の手段によって粘度を低下させる手法があるが、当該１）および３）の手段では物性および耐摩耗性が低下してしまい、また、２)の手段では生産性を悪化させてしまうという欠点がある。更に、上記重荷重タイヤに用いるシリカ配合系ゴム組成物において、混合加工性およびシリカの分散性を高めるために、所定量のエトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンなどを配合する技術も、以下の特許文献１により公知である。しかしながら、当該文献には、特定粒度のシリカを選定、配合するという思想はない。 Conventionally, silica is blended in cap treads and base treads of heavy-duty tires for rough roads for pitting resistance, but the viscosity is so high that factory processability is difficult. For the purpose of improving the workability, there are methods of reducing the viscosity by means of 1) increasing the mixing temperature, 2) multi-stage mixing, 3) oil blending, etc. In addition, the wear resistance is lowered, and the method 2) has the disadvantage that the productivity is deteriorated. Furthermore, in the silica compounded rubber composition used for the above heavy-duty tire, a technique for compounding a predetermined amount of ethoxymethylhydropolysiloxane or the like to improve mixing processability and silica dispersibility is also disclosed in Patent Document 1 below. Is known. However, this document does not have a concept of selecting and blending silica having a specific particle size.

特開平１０−８７８８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-87881

よって、本発明では、配合シリカの特定粒度を選定することで、物性を悪化させずに粘度を低下させ、加工性を改善したゴム組成物を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rubber composition having improved processability by selecting a specific particle size of the compounded silica to reduce the viscosity without deteriorating the physical properties.

本発明によれば、天然ゴム(ＮＲ)および／またはイソプレンゴム（ＩＲ）を主体とするジエン系ゴム１００重量部に対し、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１０〜５０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量が６０〜１２０ｍｌ／１００ｇのシリカを２〜３０重量部配合したゴム組成物、更には、
これに更にエトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンを０．１５〜５重量部併用したゴム組成物が提供される。 According to the present invention, the CTAB adsorption specific surface area is 10 to 50 m ² / g and the DBP oil absorption is 60 to 100 parts by weight of the diene rubber mainly composed of natural rubber (NR) and / or isoprene rubber (IR). A rubber composition containing 2 to 30 parts by weight of 120 ml / 100 g of silica,
Further provided is a rubber composition in which 0.15 to 5 parts by weight of ethoxymethylhydropolysiloxane is further used.

本発明者は、今回、大粒径のシリカを使用し、更にエトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンと併用することで、シリカ配合系ゴム組成物の物性を低下させることなく、大幅に粘度を低下させることに成功したものである。 The present inventor uses a silica having a large particle size this time, and further reduces the viscosity without deteriorating the physical properties of the silica-containing rubber composition by using it together with ethoxymethylhydropolysiloxane. Is a successful one.

本発明では、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを主体とする加硫可能なジエン系ゴム１００重量部に対し、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１０〜５０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量が６０〜１２０ｍｌ／１００ｇのシリカを２〜３０重量部、更に、必要に応じて、エトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンを０．１５〜５重量部を配合してゴム組成物とする。 In the present invention, the CTAB adsorption specific surface area is 10 to 50 m ² / g and the DBP oil absorption is 60 to 120 ml / 100 g with respect to 100 parts by weight of the vulcanizable diene rubber mainly composed of natural rubber and / or isoprene rubber. 2 to 30 parts by weight of silica, and 0.15 to 5 parts by weight of ethoxymethylhydropolyene polysiloxane as necessary, to obtain a rubber composition.

本発明で使用するゴム成分には、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを主体としたジエン系ゴムが使用される。天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを主体としたジエン系ゴムとは、ジエン系ゴム全体に対して天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの占める割合が、これらゴム成分総量で６０重量部以上であることを意味し、その他のジエン系ゴム成分としては、例えば、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが単独で、あるいは併用して配合されてよい。 The rubber component used in the present invention is a diene rubber mainly composed of natural rubber and / or isoprene rubber. The diene rubber mainly composed of natural rubber and / or isoprene rubber means that the ratio of the natural rubber and / or isoprene rubber to the whole diene rubber is 60 parts by weight or more in terms of the total amount of these rubber components. As other diene rubber components, for example, various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), butadiene rubber (BR), butyl rubber (IIR) and the like may be used alone or in combination.

本発明で使用するシリカには、従来のシリカよりもその粒径が大きい、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１０〜５０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量が６０〜１２０ｍｌ／１００ｇのシリカが用いられる。ＣＴＡＢ吸着比表面積が１０ｍ²／ｇ未満で、ＤＢＰ吸油量が６０ｍｌ／１００ｇ未満のシリカでは、粒径が大き過ぎて、ゴムへの補強効果が不足するので好ましくない。逆に、ＣＴＡＢ吸着比表面積が５０ｍ²／ｇを超え、ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇを超えると、粘度が高くなって、加工性が悪化する。 As the silica used in the present invention, silica having a particle size larger than that of conventional silica, a CTAB adsorption specific surface area of 10 to 50 m ² / g, and a DBP oil absorption of 60 to 120 ml / 100 g is used. Silica having a CTAB adsorption specific surface area of less than 10 m ² / g and a DBP oil absorption of less than 60 ml / 100 g is not preferable because the particle size is too large and the effect of reinforcing rubber is insufficient. On the other hand, when the CTAB adsorption specific surface area exceeds 50 m ² / g and the DBP oil absorption exceeds 120 ml / 100 g , the viscosity increases and the workability deteriorates.

本発明のゴム組成物における前記シリカの配合量は、２〜３０重量部、より好ましくは４〜２０重量部とすることが好ましい。当該シリカの配合量が、ゴム成分１００重量部に対して２重量部未満では、シリカ配合によるメリットがなく、逆に３０重量部を超えると、ゴム物性が低下し、かつ粘度が上昇して、加工性が悪くなるので好ましくない。 The compounding amount of the silica in the rubber composition of the present invention is preferably 2 to 30 parts by weight, more preferably 4 to 20 parts by weight. When the amount of the silica is less than 2 parts by weight relative to 100 parts by weight of the rubber component, there is no merit due to the silica compounding. Conversely, when it exceeds 30 parts by weight, the rubber properties are lowered and the viscosity is increased, It is not preferable because workability is deteriorated.

本発明のゴム組成物には、更に、エトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンを０．１５〜５重量部、より好ましくは０．３〜３重量部の配合量で配合することが、ゴム物性を高め、粘度を低下させて加工性を向上させるので、好ましい。当該エトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンの配合量が、ゴム成分１００重量部に対し０．１５重量部未満では、所期の効果を発揮することができず、逆に５重量部を超えると、ゴムが軟化してしまうので好ましくない。 In the rubber composition of the present invention, the addition of ethoxymethyl hydrodiene polysiloxane in an amount of 0.15 to 5 parts by weight, more preferably 0.3 to 3 parts by weight improves the rubber properties. This is preferable because it reduces the viscosity and improves the workability. If the blending amount of the ethoxymethyl hydrodiene polysiloxane is less than 0.15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, the desired effect cannot be exhibited. Since it softens, it is not preferable.

本発明のゴム組成物には、更に、通常の加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、シランカップリング剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、可塑剤、その他一般ゴム用またはタイヤゴム用に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は、一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これら配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。 The rubber composition of the present invention further includes ordinary vulcanization or crosslinking agents, vulcanization or crosslinking accelerators, silane coupling agents, various oils, anti-aging agents, fillers, plasticizers, and other general rubber or tire rubbers. Various compounding agents formulated for use can be blended, and these compounding agents can be kneaded by a general method to obtain a rubber composition, which can be vulcanized or crosslinked. The compounding amounts of these compounding agents can be set to conventional general compounding amounts as long as the object of the present invention is not adversely affected.

以下、実施例および比較例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的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 Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, it cannot be overemphasized that the technical scope of this invention is not limited to these Examples.

試験サンプルの作製
以下の表１に示すゴム配合系における硫黄と加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６０±５℃に達した時に放出したマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を加えて８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部を用いて未加硫特性のムーニー粘度試験に供した。次いで、このゴム組成物の残部を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型中で、１５０℃、４５分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、以下の引張試験に供した。 Preparation of test sample The components excluding sulfur and the vulcanization accelerator in the rubber compounding system shown in Table 1 below were kneaded for 3 to 5 minutes with a 1.8 L closed mixer and released when the temperature reached 160 ± 5 ° C. Sulfur and a vulcanization accelerator were added to the batch and kneaded with an 8-inch open roll to obtain a rubber composition. A portion of this rubber composition was used for a Mooney viscosity test with unvulcanized properties. Next, the remainder of the rubber composition was press vulcanized at 150 ° C. for 45 minutes in a 15 cm × 15 cm × 0.2 cm mold to prepare a test piece (rubber sheet), which was subjected to the following tensile test.

試験法
１）ムーニー粘度（ＭＶ₁₊₄）：ＪＩＳＫ６３００に準拠して測定した。ムーニー粘度計にてＬ型ローター（３８.１ｍｍ径、５.５ｍｍ厚）を用いて、予熱１分測定４分で、１００℃、２ｒｐｍの条件下で、ムーニー粘度を測定した
２）破断時伸び（Ｅ_B）：ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、上記試験サンプルからＪＩＳ３号形ダンベルにて２ｍｍゴムシートを打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度の条件下で、Ｅ_Bを測定した。 Test Method 1) Mooney Viscosity (MV _{1 + 4} ): Measured according to JIS K 6300. Mooney viscosity was measured with a Mooney viscometer using an L-shaped rotor (38.1 mm diameter, 5.5 mm thickness) under preheating 1 minute measurement 4 minutes at 100 ° C. and 2 rpm. 2) Elongation at break (E _B): in compliance with JIS K 6251, punched 2mm rubber sheet at JIS3 No. dumbbell from the test sample, at a tensile rate conditions of 500 mm / min, to measure the E _B.

実施例１〜３および比較例１〜４
結果を、以下の表１に示す。

Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4
The results are shown in Table 1 below.

上記表１の結果より、比較例１と実施例１を対比すると、大粒径のシリカを用いたことにより粘度が低下し、Ｅ_Bもやや向上していることが分かる。比較例２と実施例２では、更にエトキシメチルハイドロジエンポリシロキサンを併用すると、粘度が大幅に低下し、Ｅ_Bもやや向上していることが分かる。また、比較例３と実施例３を対比すると、シリカと前記併用剤をそれぞれ増量しても、大粒径のシリカを用いた実施例３では、粘度が大幅に低下し、Ｅ_Bもやや向上していることが分かる。比較例４では、シリカを所定量以上配合すると、併用剤を用いても粘度およびＥ_Bが共に悪化していることを示している。 From the results of Table 1, when comparing the Comparative Example 1 and Example 1, reduces the viscosity by using a silica having a large particle size, it is understood that the improved somewhat even E _B. In Comparative Example 2 and Example 2, further when combined ethoxymethyl methylhydrodiene polysiloxane, the viscosity is greatly reduced, it is understood that the improved somewhat even E _B. Furthermore, when comparing the Comparative Example 3 and Example 3, even if the silica and the combination agent was increased, respectively, in Example 3 using the silica having a large particle size, the viscosity is greatly reduced, E _B also slightly improved You can see that In Comparative Example 4, when compounded silica predetermined amount or more, indicating that the viscosity and E _B be used in combination agent are both worse.

よって、本発明のゴム組成物は、従来の欠点を有しないから、これを重荷重タイヤ用ゴム組成物として使用すると、極めて有用である。 Therefore, since the rubber composition of the present invention does not have the conventional drawbacks, it is extremely useful when used as a rubber composition for heavy duty tires.

Claims

² parts of silica having a CTAB adsorption specific surface area of 10 to 50 m ² / g and a DBP oil absorption of 60 to 120 ml / 100 g per 100 parts by weight of diene rubber mainly composed of natural rubber and / or isoprene rubber (IR). A rubber composition containing 30 parts by weight.

The rubber composition according to claim 1, further comprising 0.15 to 5 parts by weight of ethoxymethylhydropolysiloxane.