JP5845064B2 - Rubber composition and method for producing rubber composition - Google Patents
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Description
本発明は、低発熱性を向上することが可能なゴム組成物、及びこのゴム組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a rubber composition capable of improving low heat build-up and a method for producing the rubber composition.
近年、環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出の規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に関する要求が高まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤには転がり抵抗の低減が求められている。タイヤの転がり抵抗を低減する手法として、低発熱性のゴム組成物をタイヤに適用する手法が挙げられる。
発熱性の低いゴム組成物を得る手法としては、合成ジエン系ゴムの場合では、ゴム組成物として、カーボンブラック及びシリカとの親和性を高めた重合体を使用する方法(例えば、特許文献1参照)が挙げられる。また、天然ゴムの場合では、天然ゴムを変性させた変性天然ゴムに反応性の高いカーボンブラックを配合する方法(例えば、特許文献2参照)が挙げられる。
特許文献1,2では、カーボンブラックなどの充填材とゴム成分との親和性を高めることにより、ゴム組成物の発熱性を低くすることができる。これにより、ヒステリシスロスの低いタイヤを得ることができる。
しかしながら、自動車の低燃費化が一層進むにつれて、タイヤにも低発熱性の更なる改良が望まれていた。
In recent years, there has been an increasing demand for fuel efficiency reduction of automobiles in connection with the global movement of regulation of carbon dioxide emissions due to increasing interest in environmental problems. In order to meet such demands, tires are required to reduce rolling resistance. As a technique for reducing the rolling resistance of the tire, a technique of applying a low heat-generating rubber composition to the tire can be mentioned.
As a method for obtaining a rubber composition having low exothermicity, in the case of a synthetic diene rubber, a method of using a polymer having enhanced affinity for carbon black and silica as the rubber composition (see, for example, Patent Document 1) ). In the case of natural rubber, a method of blending highly reactive carbon black with a modified natural rubber obtained by modifying natural rubber (for example, see Patent Document 2).
In Patent Documents 1 and 2, the exothermic property of the rubber composition can be lowered by increasing the affinity between the filler such as carbon black and the rubber component. Thereby, a tire with low hysteresis loss can be obtained.
However, as the fuel efficiency of automobiles further advances, further improvements in tires with low heat generation have been desired.
本発明は、タイヤの耐摩耗性を低下させることなく、タイヤの低発熱性を向上することができるゴム組成物、及びこのゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the rubber composition which can improve the low heat buildup of a tire, and the manufacturing method of this rubber composition, without reducing the abrasion resistance of a tire.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、混練工程のマスターバッチ練り段階で特定の化合物を配合することにより、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、
[1]ゴム成分(A)と、下記一般式(1)で表されるチオ化合物(B)と、無機充填材(C)を含む充填材とを含むゴム組成物である。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by blending a specific compound in the masterbatch kneading stage of the kneading process, and the present invention has been completed. It was.
That is, the present invention
[1] A rubber composition containing a rubber component (A), a thio compound (B) represented by the following general formula (1), and a filler containing an inorganic filler (C).
[2]ゴム成分(A)と、上記一般式(1)で表されるチオ化合物(B)と、無機充填材(C)を含む充填材とを含むゴム組成物の製造方法であって、少なくとも、該ゴム成分(A)と、該チオ化合物(B)と、該無機充填材(C)の全部又は一部とを混練する第一練り段階と、前記第一練り段階の後に、加硫剤を加えて混練する最終練り段階とを有するゴム組成物の製造方法である。
[2] A method for producing a rubber composition comprising a rubber component (A), a thio compound (B) represented by the general formula (1), and a filler containing an inorganic filler (C), At least a first kneading step of kneading at least the rubber component (A), the thio compound (B), and all or part of the inorganic filler (C), and vulcanization after the first kneading step And a final kneading step in which an agent is added and kneaded.
本発明によれば、タイヤの耐摩耗性を低下させることなく、タイヤの低発熱性を向上することができるゴム組成物、及びこのゴム組成物の製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition which can improve the low heat buildup of a tire, and the manufacturing method of this rubber composition can be provided, without reducing the abrasion resistance of a tire.
以下に、本発明を詳細に説明する。
[ゴム組成物]
本発明のゴム組成物は、ゴム成分(A)と、下記一般式(1)で表されるチオ化合物(B)と、無機充填材(C)を含む充填材とを含む。
The present invention is described in detail below.
[Rubber composition]
The rubber composition of the present invention includes a rubber component (A), a thio compound (B) represented by the following general formula (1), and a filler containing an inorganic filler (C).
[ゴム成分(A)]
本発明のゴム組成物に用いられるゴム成分(A)は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選択できる。合成ジエン系ゴムとしては、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPDM)等を用いることができる。天然ゴム及び合成ジエン系ゴムは、1種単独でもよいし、2種以上をブレンドして用いてもよい。
[Rubber component (A)]
The rubber component (A) used in the rubber composition of the present invention can be selected from natural rubber and synthetic diene rubber. Synthetic diene rubbers include styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM). Etc. can be used. Natural rubber and synthetic diene rubber may be used singly or in a combination of two or more.
[チオ化合物(B)]
本発明で使用されるチオ化合物(B)は、一般式(1)で表される。
[Thio compound (B)]
The thio compound (B) used in the present invention is represented by the general formula (1).
Rが炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、分岐状であってもよい。特に好ましいものとしては、メチル基及びエチル基である。また、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、側鎖が炭素数1〜5のアルキル基、水酸基、アミノ基及びハロゲン原子で置換されていてもよい。特に好ましいものとしてはフェニル基である。
Xのアルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等が挙げられる。特に好ましいものとしてはナトリウム及びカリウムである。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms as R include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group, and may be branched. Particularly preferred are a methyl group and an ethyl group. Moreover, as a C6-C20 aromatic hydrocarbon group, the side chain may be substituted by the C1-C5 alkyl group, a hydroxyl group, an amino group, and a halogen atom. Particularly preferred is a phenyl group.
Examples of the alkali metal of X include lithium, sodium, potassium, rubidium and the like. Particularly preferred are sodium and potassium.
一般式(1)で表されるチオ化合物(B)により、ゴム組成物中における無機充填材(C)を含む充填材の分散性を向上できる。 With the thio compound (B) represented by the general formula (1), the dispersibility of the filler containing the inorganic filler (C) in the rubber composition can be improved.
チオ化合物(B)のRが、メチル基、エチル基、フェニルのいずれかであり、Xがナトリウムまたはカリウムである化合物の場合には、ゴム組成物において、後述するシランカップリング剤(D)を配合する際に、シランカップリング剤(D)との相互作用がし易くなるので好ましい。 In the case of a compound in which R of the thio compound (B) is any one of a methyl group, an ethyl group, and phenyl, and X is sodium or potassium, a silane coupling agent (D) described later is added to the rubber composition. When blended, the interaction with the silane coupling agent (D) is facilitated, which is preferable.
チオ化合物(B)の好ましく使用される具体例としては、チオ酢酸カリウム、チオ酢酸ナトリウム、チオプロピオン酸カリウム、チオプロピオン酸ナトリウム、チオ安息香酸カリウム及びチオ安息香酸ナトリウムを挙げることができる。 Specific examples of the thio compound (B) preferably used include potassium thioacetate, sodium thioacetate, potassium thiopropionate, sodium thiopropionate, potassium thiobenzoate and sodium thiobenzoate.
チオ化合物(B)は、ゴム成分100質量部に対して、通常、0.1〜5質量部含まれる。好ましくは、0.2〜3質量部であり、より好ましくは、0.3〜2質量部である。チオ化合物(B)の配合量が0.1〜5質量部の範囲とすることにより、ゴム組成物中における無機充填材(C)を含む充填材の分散効果が高められる。 The thio compound (B) is usually contained in an amount of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably, it is 0.2-3 mass parts, More preferably, it is 0.3-2 mass parts. By making the compounding quantity of a thio compound (B) into the range of 0.1-5 mass parts, the dispersion effect of the filler containing the inorganic filler (C) in a rubber composition is improved.
[充填材]
<無機充填材(C)>
従来のゴム組成物に添加することが可能な充填材は、本発明の充填材として使用可能である。本発明においては、充填材には、無機充填材(C)が含まれる。
無機充填材(C)としては、低転がり性と耐摩耗性の両立の観点からシリカが好ましい。シリカとしては市販のあらゆるものが使用できるが、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は80〜350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が130m2/gを超え、350m2/g以下であるシリカが更に好ましく、BET表面積が135〜350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積 =205m2/g)、「ニプシルKQ」(BET比表面積 =240m2/g)、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。
[Filler]
<Inorganic filler (C)>
A filler that can be added to a conventional rubber composition can be used as the filler of the present invention. In the present invention, the filler includes an inorganic filler (C).
As the inorganic filler (C), silica is preferable from the viewpoint of achieving both low rolling properties and wear resistance. Any commercially available silica can be used, among which wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferably used, and wet silica is particularly preferably used. The BET specific surface area (measured according to ISO 5794/1) of silica is preferably 80 to 350 m 2 / g. Silica having a BET surface area within this range has an advantage that both rubber reinforcement and dispersibility in a rubber component can be achieved. In this respect, a BET surface area of greater than 130m 2 / g, more preferably silica or less 350 meters 2 / g, silica BET surface area in the range of 135~350m 2 / g it is particularly preferred. Examples of such silicas are those manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., trade names “Nipsil AQ” (BET specific surface area = 205 m 2 / g), “Nipsil KQ” (BET specific surface area = 240 m 2 / g), Degussa's trade name “Ultra”. Commercial products such as “Jill VN3” (BET specific surface area = 175 m 2 / g) can be used.
また、無機充填材(C)としては、上記記載のシリカのほか、下記一般式(I)で表される無機化合物を用いることができる。
dM1・xSiOy・zH2O (I)
ここで、一般式(I)中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である。
なお、一般式(I)において、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
Moreover, as an inorganic filler (C), the inorganic compound represented with the following general formula (I) other than the above-mentioned silica can be used.
dM 1 xSiO y zH 2 O (I)
Here, in the general formula (I), M 1 is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium, and zirconium, oxides or hydroxides of these metals, and hydrates thereof, Or at least one selected from carbonates of these metals, and d, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10 is there.
In the general formula (I), when both x and z are 0, the inorganic compound is at least one metal, metal oxide or metal hydroxide selected from aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium. It becomes.
一般式(I)で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al2O3)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al2O3・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO3)2]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al2O3)、クレー(Al2O3・2SiO2)、カオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al2O3・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al2O3・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5 、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al2O3・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO3)2]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。
また、一般式(I)中のM1がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
Examples of the inorganic compound represented by the general formula (I) include alumina (Al 2 O 3 ) such as γ-alumina and α-alumina, and alumina monohydrate such as boehmite and diaspore (Al 2 O 3 .H 2 O). , Gibbsite, Bayerite, etc. Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ], Aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], Magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], Magnesium oxide (MgO), Magnesium carbonate ( MgCO 3 ), talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2 ), titanium black (TiO 2n-1 ), calcium oxide (CaO), Calcium hydroxide [Ca (OH) 2 ], aluminum magnesium oxide (MgO.Al 2 O 3 ), clay (Al 2 O 3 .2SiO 2 ), kaolin (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O), aluminum silicate (Al 2 SiO 5 , Al 4 · 3SiO 4 · 5H 2 O, etc.), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 · SiO 4 etc.), aluminum calcium silicate (Al 2 O 3) · CaO · 2SiO 2 etc.), magnesium calcium silicate (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 · nH 2 O], zirconium carbonate [Zr (CO 3) 2], hydrogen to correct electric charge as various zeolites, such as crystalline aluminosilicates including alkali metal or alkaline earth metal in use That.
Further, it is preferable that M 1 in the general formula (I) is at least one selected from aluminum metal, aluminum oxide or hydroxide, hydrates thereof, and aluminum carbonate.
一般式(I)で表される無機化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。これらの無機化合物の平均粒径は、混練作業性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能のバランスなどの観点から、0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.05〜5μmの範囲がより好ましい。
本発明における無機充填材(C)として、シリカ単独で使用してもよいし、シリカと一般式(I)で表される無機化合物の1種以上とを併用してもよい。
The inorganic compound represented by the general formula (I) may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of these inorganic compounds is preferably in the range of 0.01 to 10 μm, more preferably in the range of 0.05 to 5 μm, from the viewpoints of kneading workability, wear resistance, and wet grip performance balance.
As the inorganic filler (C) in the present invention, silica alone may be used, or silica and one or more inorganic compounds represented by the general formula (I) may be used in combination.
<カーボンブラック>
本発明のゴム組成物の充填材は、所望により、上記の無機充填材(C)に加えてカーボンブラツクを含有しても良い。
カーボンブラックとしては、市販ものが使用できる。カーボンブラックを含有することにより、電気抵抗を下げて帯電を抑止する効果を享受できる。
カーボンブラックに特に制限はないが、例えば、高、中又は低ストラクチャーのSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEF、GPF、SRFグレードのカーボンブラックを使用できる。特に、SAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEFグレードのカーボンブラックを用いることが好ましい。
カーボンブラックのDBP吸収量は、好ましくは80cm3/100g以上、より好ましくは100cm3/100g以上、特に好ましくは110cm3/100g以上である。また、カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定する)は、好ましくは85m2/g以上、より好ましくは100m2/g以上、特に好ましくは110m2/g以上である。
<Carbon black>
If desired, the filler of the rubber composition of the present invention may contain carbon black in addition to the inorganic filler (C).
A commercially available carbon black can be used. By containing carbon black, it is possible to enjoy the effect of reducing electrical resistance and suppressing charging.
The carbon black is not particularly limited. For example, high, medium or low structure SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, FEF, GPF, SRF grade carbon black can be used. In particular, SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, and FEF grade carbon black are preferably used.
DBP absorption of carbon black is preferably 80 cm 3/100 g or more, more preferably 100 cm 3/100 g or more, particularly preferably 110 cm 3/100 g or more. Moreover, the nitrogen adsorption specific surface area (measured in accordance with N 2 SA, JIS K 6217-2: 2001) of carbon black is preferably 85 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, particularly preferably. 110 m 2 / g or more.
<充填材の配合量>
本発明のゴム組成物の無機充填材(C)は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20〜120質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ゴム組成物のウェット性能を確保する観点から好ましく、120質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。
また、本発明のゴム組成物の無機充填材(C)を含む充填材は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20〜150質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、補強性向上の観点から好ましく、150質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。
前記充填材中、無機充填材(C)が30質量%以上であることがウェット性能と転がり抵抗の両立の観点から好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
なお、無機充填材(C)としてシリカを使用する場合は、前記充填材中におけるシリカの割合が30質量%以上であることが好ましい。
<Blending amount>
The inorganic filler (C) of the rubber composition of the present invention is preferably used in an amount of 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). If it is 20 mass parts or more, it is preferable from a viewpoint of ensuring the wet performance of a rubber composition, and if it is 120 mass parts or less, it is preferable from a viewpoint of rolling resistance reduction.
Moreover, it is preferable to use 20-150 mass parts of fillers containing the inorganic filler (C) of the rubber composition of this invention with respect to 100 mass parts of rubber components (A). If it is 20 parts by mass or more, it is preferable from the viewpoint of improving reinforcing properties, and if it is 150 parts by mass or less, it is preferable from the viewpoint of reducing rolling resistance.
In the filler, the inorganic filler (C) is preferably 30% by mass or more from the viewpoint of achieving both wet performance and rolling resistance, and more preferably 70% by mass or more.
In addition, when using a silica as an inorganic filler (C), it is preferable that the ratio of the silica in the said filler is 30 mass% or more.
[シランカップリング剤(D)]
本発明のゴム組成物には、シリカなどの無機充填材(C)が配合されたゴム組成物の補強性を高めるため、またはゴム組成物の低発熱性と共に耐摩耗性を高めるために、シランカップリング剤(D)を配合することが好ましい。
本発明で使用されるシランカップリング剤(D)としては、下記一般式(II)〜(V)で表わされる化合物からなる群から1種以上選択される化合物を用いることができる。以下、下記一般式(II)〜(V)を順に説明する。
In order to increase the reinforcing property of the rubber composition in which the inorganic filler (C) such as silica is blended in the rubber composition of the present invention, or to improve the wear resistance as well as the low heat generation property of the rubber composition, It is preferable to add a coupling agent (D).
As the silane coupling agent (D) used in the present invention, one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (II) to (V) can be used. Hereinafter, the following general formulas (II) to (V) will be described in order.
一般式(II)で表わされるシランカップリング剤(D)の具体例として、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)ジスルフィド等が挙げられる。 Specific examples of the silane coupling agent (D) represented by the general formula (II) include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (3-methyldimethoxy). Silylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) disulfide Bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) trisulfide Bis (2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) trisulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) disulfide Bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) trisulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) disulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) tetra Examples thereof include sulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) trisulfide, and bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) disulfide.
上記一般式(III)において、R8、R9、R10及びR11は同一でも異なっていてもよく、好ましくは各々炭素数1〜18の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R5が炭素数1〜18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R12は直鎖、環状又は分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R7は例えば炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数2〜18のアルケニレン基、炭素数5〜18のシクロアルキレン基、炭素数6〜18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6〜18のアリーレン基、炭素数7〜18のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状、枝分かれ状のいずれであってもよく、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよい。このR7としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。 In the above general formula (III), R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be the same or different, preferably each a straight-chain, cyclic or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms. And a group selected from the group consisting of an aryl group and an aralkyl group. When R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, it is a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group. Preferably there is. R 12 is preferably a linear, cyclic or branched alkylene group, particularly preferably a linear one. R 7 is, for example, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 18 carbon atoms, a cycloalkylalkylene group having 6 to 18 carbon atoms, or an arylene having 6 to 18 carbon atoms. And aralkylene groups having 7 to 18 carbon atoms. The alkylene group and alkenylene group may be linear or branched, and the cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, arylene group, and aralkylene group have a substituent such as a lower alkyl group on the ring. You may have. R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably a linear alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group. it can.
上記一般式(III)におけるR5、R8、R9、R10及びR11の炭素数1〜18の一価の炭化水素基の具体例としては、メチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチル基,tert−ブチル基,ペンチル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基,ドデシル基,シクロペンチル基,シクロヘキシル基,ビニル基,プロぺニル基,アリル基,ヘキセニル基,オクテニル基,シクロペンテニル基,シクロヘキセニル基,フェニル基,トリル基,キシリル基,ナフチル基,ベンジル基,フェネチル基,ナフチルメチル基等が挙げられる。
上記一般式(III)におけるR12の例としては、メチレン基,エチレン基,トリメチレン基,テトラメチレン基,ペンタメチレン基,ヘキサメチレン基,オクタメチレン基,デカメチレン基,ドデカメチレン基等が挙げられる。
Specific examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms of R 5 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 in the general formula (III) include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , Isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, vinyl group, propenyl group , Allyl group, hexenyl group, octenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and the like.
Examples of R 12 in the general formula (III) include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group and the like.
一般式(III)で表されるシランカップリング剤(D)の具体例としては、3−ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3−ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの内、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン(General Electric Silicones社製、商標:NXTシラン)が特に好ましい。 Specific examples of the silane coupling agent (D) represented by the general formula (III) include 3-hexanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, and 3-decanoylthiopropyltriethoxy. Silane, 3-lauroylthiopropyltriethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltriethoxysilane, 2-octanoylthioethyltriethoxysilane, 2-decanoylthioethyltriethoxysilane, 2-lauroylthioethyltriethoxysilane, 3-hexanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltrimethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltrimethoxysilane Down, 2-octanoylthiopropyl ethyltrimethoxysilane, 2- deca Neu thio ethyltrimethoxysilane, and 2-lauroyl thio ethyl trimethoxysilane. Of these, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane (manufactured by General Electric Silicones, trademark: NXT silane) is particularly preferable.
一般式(I)で表わされるシランカップリング剤(D)の具体例として、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)10−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S3−(CH2)6−S3−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S3−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S4−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)10−S2−(CH2)10−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3等、
で表される化合物が好適に挙げられる。
As a specific example of the silane coupling agent (D) represented by the general formula (I),
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 10 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 3 - (CH 2) 6 -S 3 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S 4 — (CH 2 ) 6 —S 4 — (CH 2 ) 3 —Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2.5 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 3 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 10 -S 2 - (CH 2) 10 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 4 - (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S- (CH 2 ) 3 -Si (OCH 2 CH 3 ) 3 etc.
A compound represented by
一般式(V)で表わされるシランカップリング剤(D)の具体例として、一般式(VI)、一般式(VII)及び一般式(VIII)が挙げられる。 Specific examples of the silane coupling agent (D) represented by general formula (V) include general formula (VI), general formula (VII), and general formula (VIII).
一般式(VI)で表される市販品として入手できるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT Low−V Silane」が挙げられる。
また、一般式(VII)で表される市販品として入手できるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT Ultra Low−V Silane」が挙げられる。
更に、一般式(VIII)で表される市販品として入手できるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT−Z」が挙げられる。
Examples of the silane coupling agent that can be obtained as a commercial product represented by the general formula (VI) include “NXT Low-V Silane” manufactured by Momentive Performance Materials.
Moreover, as a silane coupling agent which can be obtained as a commercial item represented by general formula (VII), the product name "NXT Ultra Low-V Silane" by Momentive Performance Materials is mentioned.
Furthermore, as a silane coupling agent which can be obtained as a commercial item represented by the general formula (VIII), a product name “NXT-Z” manufactured by Momentive Performance Materials may be mentioned.
本発明において、シランカップリング剤(D)は、一般式(II)〜(V)で表わされる化合物の一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
シランカップリング剤(D)としては、一般式(II)〜(V)で表わされる化合物のうち上記一般式(II)で表される化合物が特に好ましい。
本発明に係るゴム組成物のシランカップリング剤(D)の配合量は、質量比{シランカップリング剤(D)/無機充填材(C)}が(1/100)〜(20/100)であることが好ましい。(1/100)以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果をより好適に発揮することとなり、(20/100)以下であれば、ゴム組成物のコストが低減し、経済性が向上するからである。更には質量比(3/100)〜(20/100)であることがより好ましく、質量比(4/100)〜(15/100)であることが特に好ましい。
In the present invention, as the silane coupling agent (D), one type of compounds represented by the general formulas (II) to (V) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the silane coupling agent (D), among the compounds represented by the general formulas (II) to (V), a compound represented by the general formula (II) is particularly preferable.
The blending amount of the silane coupling agent (D) in the rubber composition according to the present invention is such that the mass ratio {silane coupling agent (D) / inorganic filler (C)} is (1/100) to (20/100). It is preferable that If it is (1/100) or more, the effect of improving the low heat build-up of the rubber composition will be more suitably exhibited. If it is (20/100) or less, the cost of the rubber composition will be reduced, and the economic efficiency will be reduced. This is because it improves. Furthermore, the mass ratio (3/100) to (20/100) is more preferable, and the mass ratio (4/100) to (15/100) is particularly preferable.
上述したように、本発明では、シリカなどの無機充填材(C)が配合されたゴム組成物においては、シリカによるゴム組成物の補強性を高めるため、またはゴム組成物の低発熱性と共に耐摩耗性を高めるために、シランカップリング剤(D)を配合することが好ましい。しかし、無機充填材(C)とシランカップリング剤(D)との反応が不十分であると、無機充填材(C)によるゴム組成物の補強性を高める効果が十分に得られないため、耐摩耗性が低下する場合がある。また、ゴム組成物の混練工程において未反応だったシランカップリング剤が混練工程よりも後に実行される押出工程中に反応すると、ゴム組成物の押出成形物中にポーラス(多数の泡又は穴)が発生し、押出成形物の寸度や重量の精度の低下を引き起こす。
これに対して、混練工程における混練段階の回数を増やすと、無機充填材(C)とシランカップリング剤(D)との反応を混練工程で完結させることができ、ポーラスの発生を抑えることが可能である。しかし、混練工程の生産性を著しく低下させるという問題があった。
本発明に係るゴム組成物では、シランカップリング剤(D)を用いた際に、チオ化合物(B)は、シリカなどの無機充填材(C)とシランカップリング剤(D)との反応を良好に促進すると考えられる。このように、本発明に係るゴム組成物によれば、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、耐磨耗性を低下させることなく、より発熱性の低い空気入りタイヤを得ることができる。
As described above, in the present invention, in a rubber composition in which an inorganic filler (C) such as silica is blended, in order to enhance the reinforcing property of the rubber composition with silica or with the low heat build-up of the rubber composition, In order to improve the wearability, it is preferable to add a silane coupling agent (D). However, if the reaction between the inorganic filler (C) and the silane coupling agent (D) is insufficient, the effect of enhancing the reinforcement of the rubber composition by the inorganic filler (C) cannot be sufficiently obtained. Wear resistance may be reduced. Further, when the unreacted silane coupling agent in the kneading step of the rubber composition reacts during the extrusion step performed after the kneading step, the rubber composition extrudate is porous (multiple bubbles or holes). Occurs, causing a decrease in the size and weight accuracy of the extruded product.
On the other hand, when the number of kneading steps in the kneading step is increased, the reaction between the inorganic filler (C) and the silane coupling agent (D) can be completed in the kneading step, and the generation of porosity can be suppressed. Is possible. However, there is a problem that the productivity of the kneading process is significantly reduced.
In the rubber composition according to the present invention, when the silane coupling agent (D) is used, the thio compound (B) reacts with an inorganic filler (C) such as silica and the silane coupling agent (D). It seems to promote well. As described above, according to the rubber composition of the present invention, it is possible to obtain a pneumatic tire that is further excellent in workability at the time of rubber processing and has a lower exothermic property without reducing the wear resistance.
[加硫剤、加硫促進剤]
本発明に係るゴム組成物には、加硫剤、加硫促進剤が配合される。加硫剤としては、硫黄等が挙げられる。加硫促進剤としては、特に限定されないが、例えば、M(2−メルカプトベンゾチアゾール)、DM(ジベンゾチアゾリルジスルフィド)、CZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)等のチアゾール系、あるいはDPG(ジフェニルグアニジン)等のグアニジン系の加硫促進剤等が挙げられる。
[Vulcanizing agent, Vulcanization accelerator]
A vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are blended in the rubber composition according to the present invention. Examples of the vulcanizing agent include sulfur. Although it does not specifically limit as a vulcanization accelerator, For example, thiazole, such as M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazolyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide) And guanidine vulcanization accelerators such as DPG (diphenylguanidine).
[有機酸化合物]
本発明に係るゴム組成物には、有機酸化合物が含まれていてもよい。有機酸化合物としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、カプリン酸、ペラルゴン酸、カプリル酸、エナント酸、カプロン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、ネルボン酸等の飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸並びにロジン酸や変性ロジン酸等の樹脂酸などの有機酸、並びに飽和脂肪酸、不飽和樹脂酸及び樹脂酸のエステルなどが挙げられる。
[Organic acid compound]
The rubber composition according to the present invention may contain an organic acid compound. Organic acid compounds include stearic acid, palmitic acid, myristic acid, lauric acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, capric acid, pelargonic acid, caprylic acid, enanthic acid, caproic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid And saturated fatty acids and unsaturated fatty acids such as linolenic acid and nervonic acid, and organic acids such as resin acids such as rosin acid and modified rosin acid, and esters of saturated fatty acids, unsaturated resin acids and resin acids, and the like.
[ゴム組成物の製造方法]
本発明に係るゴム組成物の製造方法は、ゴム成分(A)と、下記一般式(1)で表されるチオ化合物(B)と、無機充填材(C)を含む充填材とを含むゴム組成物の製造方法であって、少なくとも、該ゴム成分(A)と、該チオ化合物(B)と、該無機充填材(C)の全部又は一部とを混練する第一練り段階と、前記第一練り段階の後に、加硫剤を加えて混練する最終練り段階とを有する。
A method for producing a rubber composition according to the present invention includes a rubber component (A), a thio compound (B) represented by the following general formula (1), and a filler containing an inorganic filler (C). A method for producing a composition, comprising at least a first kneading step of kneading at least the rubber component (A), the thio compound (B), and all or part of the inorganic filler (C), After the first kneading step, there is a final kneading step in which a vulcanizing agent is added and kneaded.
ゴム成分(A)は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなることが好ましい。また、ゴム組成物は、ゴム成分(A)と充填材との混練りを主体とし、通常、加硫剤及び加硫促進剤を配合する前の工程である第一練り段階と、加硫剤及び加硫促進剤を配合して加硫性ゴム組成物を製造する最終練り段階とに分けて混練りされる。
なお、上述の第一練り段階は、実施形態におけるマスターバッチ練り段階に相当する。マスターバッチ練り段階と最終練り段階との間に、主としてマスターバッチの粘度を下げる目的で、中間練り段階が設けられてもよい。
本発明に係るゴム組成物の製造方法によれば、チオ化合物(B)が、無機充填材(C)を含む充填材の分散性を良好にすると考えられる。このように、本発明に係るゴム組成物の製造方法によれば、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、より発熱性の低い空気入りタイヤを得ることができる。
The rubber component (A) is preferably composed of at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber. The rubber composition is mainly composed of a rubber component (A) and a filler, and is usually a first kneading step which is a step before blending a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, and a vulcanizing agent. And kneading in a final kneading step for producing a vulcanizable rubber composition by blending a vulcanization accelerator.
The first kneading step described above corresponds to the master batch kneading step in the embodiment. Between the masterbatch kneading step and the final kneading step, an intermediate kneading step may be provided mainly for the purpose of reducing the viscosity of the masterbatch.
According to the method for producing a rubber composition according to the present invention, the thio compound (B) is considered to improve the dispersibility of the filler containing the inorganic filler (C). Thus, according to the method for producing a rubber composition according to the present invention, it is possible to obtain a pneumatic tire that is further excellent in workability during rubber processing and has lower heat generation.
本発明のゴム組成物の製造方法は、マスターバッチ練り段階において、少なくとも前記ゴム成分(A)と、チオ化合物(B)と、無機充填材(C)の全部又は一部と、無機充填材(C)前記シランカップリング剤(E)の全部又は一部とを混練することにより、無機充填材(D)とシランカップリング剤(E)との反応により生成するエタノール等のアルコール及びその他の揮発性有機成分を混練り中に揮発させることができる。これにより、マスターバッチ練り工程よりも後に実行される押出工程におけるアルコール等の揮発を抑え、押出成形物にポーラスが発生することを防止することができる。 In the masterbatch kneading stage, the rubber composition production method of the present invention comprises at least the rubber component (A), the thio compound (B), all or part of the inorganic filler (C), and an inorganic filler ( C) Alcohol such as ethanol and other volatilization produced by the reaction between the inorganic filler (D) and the silane coupling agent (E) by kneading all or part of the silane coupling agent (E). Volatile organic components can be volatilized during kneading. Thereby, volatilization of alcohol etc. in the extrusion process performed after a master batch kneading process can be controlled, and it can prevent generating porous in an extrusion-molded product.
本発明のゴム組成物の製造方法において、マスターバッチ練り段階(特に第一練り段階)でシランカップリング剤(D)が用いられる場合、ゴム成分(A)、チオ化合物(B)、無機充填材(C)、シランカップリング剤(D)を含み、該ゴム組成物を複数段階で混練し、その第一練り段階で該ゴム成分(A)、該チオ化合物(B)、該無機充填材(C)の全部又は一部、該シランカップリング剤(D)の全部又は一部を第一練り段階におけるゴム組成物の最高温度が、120〜190℃で混練することが無機充填材(シリカ)とシランカップリング剤との反応性を高めるためには好ましく、130〜175℃であることがより好ましく、140〜170℃であることがさらに好ましい。第一練り段階の混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、30秒から5分であることがさらに好ましい。 In the method for producing a rubber composition of the present invention, when the silane coupling agent (D) is used in the masterbatch kneading stage (particularly the first kneading stage), the rubber component (A), the thio compound (B), and the inorganic filler (C), containing a silane coupling agent (D), the rubber composition is kneaded in a plurality of stages, and in the first kneading stage, the rubber component (A), the thio compound (B), the inorganic filler ( It is possible to knead all or part of C) or all or part of the silane coupling agent (D) at a maximum temperature of the rubber composition in the first kneading step of 120 to 190 ° C. (silica) In order to increase the reactivity between the silane coupling agent and the silane coupling agent, it is preferably 130 to 175 ° C, more preferably 140 to 170 ° C. The kneading time in the first kneading stage is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 30 seconds to 5 minutes.
また、本発明において、ゴム成分(A)、無機充填材(C)の全部又は一部、及びシランカップリング剤(D)の全部又は一部を混練りした後に、チオ化合物(B)を加えて更に混練することが、シリカ、カーボンブラック等の充填材のゴム組成物中での分散をさらに良好にするために好ましい。第一練り段階で、ゴム成分(A)、無機充填材(C)の全部又は一部、及びシランカップリング剤(D)の全部又は一部を加えた後、第一練り段階の途中でチオ化合物(B)を加えるまでの時間を10〜180秒とすることが好ましい。この時間の上限値は150秒以下であることがより好ましく、120秒以下であることが更に好ましい。この時間が10秒以上であれば無機充填材(C)とシランカップリング剤(D)の反応を十分に進行させることができる。この時間が180秒を超えても無機充填材(C)とシランカップリング剤(D)の反応は既に十分に進行しているので、更なる効果は享受しにくく、上限値を180秒とすることが好ましい。 In the present invention, the rubber component (A), all or part of the inorganic filler (C), and all or part of the silane coupling agent (D) are kneaded, and then the thio compound (B) is added. Further kneading is preferable in order to further improve the dispersion of the filler such as silica and carbon black in the rubber composition. In the first kneading stage, all or part of the rubber component (A), inorganic filler (C) and all or part of the silane coupling agent (D) are added, and then thiol is added in the middle of the first kneading stage. It is preferable that the time until the compound (B) is added is 10 to 180 seconds. The upper limit of this time is more preferably 150 seconds or less, and further preferably 120 seconds or less. If this time is 10 seconds or more, the reaction between the inorganic filler (C) and the silane coupling agent (D) can be sufficiently advanced. Even if this time exceeds 180 seconds, the reaction between the inorganic filler (C) and the silane coupling agent (D) has already proceeded sufficiently, so that it is difficult to enjoy further effects, and the upper limit is 180 seconds. It is preferable.
本発明における混練の第一練り段階とは、ゴム成分(A)と、チオ化合物(B)と、無機充填材(C)の全部又は一部とを混練する最初の段階をいい、実施形態におけるマスターバッチ練り段階に相当する。第一練り段階には、最初の段階でゴム成分(A)と無機充填材(C)以外の充填材とを混練する場合やゴム成分(A)のみを予備練りする場合の段階は含まれない。 The first kneading stage of the kneading in the present invention refers to the first stage of kneading the rubber component (A), the thio compound (B), and all or part of the inorganic filler (C). Corresponds to the master batch mixing stage. The first kneading stage does not include a stage where the rubber component (A) and the filler other than the inorganic filler (C) are kneaded in the first stage or when only the rubber component (A) is preliminarily kneaded. .
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法は、マスターバッチ練り段階において、少なくともゴム成分(A)と、チオ化合物(B)と、無機充填材(C)の全部又は一部とを混練することにより得られるものであり、必要に応じて使用されるシランカップリング剤(D)の全部又は一部とを混練することにより、さらに、無機充填材(C)とシランカップリング剤(D)との反応により生成するエタノール等のアルコール及びその他の揮発性有機成分を混練り中に揮発させることができる。これにより、マスターバッチ練り段階よりも後に実行される押出工程におけるアルコール等の揮発を抑え、押出成形物にポーラスが発生することを防止することができる。 In the method for producing a tire tread rubber composition of the present invention, at least a rubber component (A), a thio compound (B), and an inorganic filler (C) are all or partly kneaded in a masterbatch kneading stage. The inorganic filler (C) and the silane coupling agent (D) are further obtained by kneading all or part of the silane coupling agent (D) used as necessary. Alcohol such as ethanol and other volatile organic components produced by the reaction with the above can be volatilized during kneading. Thereby, volatilization of alcohol etc. in the extrusion process performed after the master batch kneading step can be suppressed, and the generation of a porous material in the extruded product can be prevented.
第一練り段階において、前記ゴム成分(A)、前記無機充填材(C)の全部又は一部及び必要に応じて使用される前記シランカップリング剤(D)の全部又は一部を混練した後に、前記チオ系化合物(B)を加えて、更に混練してもよい。 In the first kneading step, after kneading all or part of the rubber component (A), all or part of the inorganic filler (C) and all or part of the silane coupling agent (D) used as necessary The thio compound (B) may be added and further kneaded.
1回のマスターバッチ練り段階だけでマスターバッチを製造することが困難な場合には、マスターバッチ練り段階を、第1マスターバッチ練り段階と第2マスターバッチ練り段階とに分けてもよい。
例えば、第一練り段階(すなわち、マスターバッチ練り段階)において、第1マスターバッチ練り段階として、ゴム成分(A)、無機充填材(C)の全部又は一部、及び必要に応じて使用されるシランカップリング剤(D)の全部又は一部を混練し、冷却して養生の後、第2マスターバッチ練り段階として、チオ化合物(B)を加えて、更に混練してもよい。
なお、中間段階(第2マスターバッチを示します)でゴム成分や充填剤等を配合し、混練してもよい。第一練り段階より後、かつ最終練り段階より前の中間練り段階を含む際には、中間練り段階におけるゴム組成物の最高温度は120〜190℃であることが好ましく、130〜175℃であることがより好ましく、140〜170℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、30秒から5分であることがさらに好ましい。なお、中間練り段階を含む際には、前段階の混練終了後の温度より10℃以上低下させてから次の段階へ進むことが好ましい。
When it is difficult to produce a master batch by only one master batch kneading step, the master batch kneading step may be divided into a first master batch kneading step and a second master batch kneading step.
For example, in the first kneading step (that is, the master batch kneading step), the rubber component (A), all or part of the inorganic filler (C), and if necessary, are used as the first master batch kneading step. After all or a part of the silane coupling agent (D) is kneaded, cooled and cured, as a second masterbatch kneading step, the thio compound (B) may be added and further kneaded.
In addition, a rubber component, a filler, etc. may be mix | blended and kneaded in an intermediate | middle stage (a 2nd masterbatch is shown). When the intermediate kneading step is included after the first kneading step and before the final kneading step, the maximum temperature of the rubber composition in the intermediate kneading step is preferably 120 to 190 ° C, and preferably 130 to 175 ° C. More preferably, it is 140-170 degreeC. The kneading time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 30 seconds to 5 minutes. In addition, when including the intermediate kneading step, it is preferable to proceed to the next step after lowering the temperature by 10 ° C. or more from the temperature after completion of the kneading in the previous step.
本発明のゴム組成物の製造方法において、通常、ゴム組成物に配合されるステアリン酸、亜鉛華等の加硫活性剤、老化防止剤等の各種配合剤は、必要に応じて、マスターバッチ練り段階又は最終練り段階、あるいは上述の中間練り段階において混練りされる。
本発明において、混練の最終練り段階とは、加硫系薬品(加硫剤、加硫促進剤)を配合し、混練する工程をいう。この最終練り段階におけるゴム組成物の最高温度は60〜140℃であることが好ましく、80〜120℃であることがより好ましく、100〜120℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、20秒から5分であることがさらに好ましい。第一練り段階、中間練り段階から最終練り段階に進む際には、前段階の混練終了後の温度より10℃以上低下させてから次の段階へ進むことが好ましい。
In the production method of the rubber composition of the present invention, various compounding agents such as a vulcanization activator such as stearic acid and zinc white, an anti-aging agent, etc., which are usually compounded in the rubber composition, are kneaded in a master batch as necessary. It is kneaded in the stage or the final kneading stage or the above-mentioned intermediate kneading stage.
In the present invention, the final kneading stage of kneading refers to a step of blending and kneading vulcanizing chemicals (vulcanizing agent, vulcanization accelerator). The maximum temperature of the rubber composition in this final kneading stage is preferably 60 to 140 ° C, more preferably 80 to 120 ° C, and further preferably 100 to 120 ° C. The kneading time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 20 seconds to 5 minutes. When proceeding from the first kneading stage and the intermediate kneading stage to the final kneading stage, it is preferable to lower the temperature after completion of the kneading in the previous stage by 10 ° C. or more before proceeding to the next stage.
本発明におけるゴム組成物は、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押し出し等を用いて混練りされる。その後、押出工程において押出し加工され、トレッド用部材として成形される。続いて、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。本発明におけるトレッドとは、タイヤの接地部を構成するキャップトレッド及び/又はキャップトレッドの内側に配設されるベーストレッドをいう。 The rubber composition in the present invention is kneaded using a Banbury mixer, a roll, an intensive mixer, a kneader, a biaxial extrusion, or the like. Then, it is extruded in an extrusion process and formed as a tread member. Subsequently, it is pasted and molded by a normal method on a tire molding machine to form a raw tire. The green tire is heated and pressed in a vulcanizer to obtain a tire. The tread in the present invention refers to a cap tread constituting a ground contact portion of a tire and / or a base tread disposed inside the cap tread.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に限定されない。
[評価方法]
<耐摩耗性(指数)>
対象タイヤを乗用車に装着し、1万km走行した時点でのタイヤの摩耗量を測定した。比較例1のタイヤを100として下記式により指数表示した。指数が高い程、耐摩耗性に優れることを示す。
(比較例1のサンプルの摩耗量)/(供試サンプルの摩耗量)×100
<低発熱性(tanδ指数)>
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度60℃、動歪5%、周波数15Hzでtanδを測定した。比較例1のtanδの逆数を100として下記式にて指数表示した。指数値が大きい程、低発熱性であり、ヒステリシスロスが小さいことを示す。
低発熱性指数={(比較例1の加硫ゴム組成物のtanδ)/(供試加硫ゴム組成物のtanδ)}×100
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[Evaluation method]
<Abrasion resistance (index)>
The target tire was mounted on a passenger car, and the amount of tire wear when the vehicle traveled 10,000 km was measured. The tire of Comparative Example 1 was set as 100 and indicated by an index according to the following formula. It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that an index | exponent is high.
(Abrasion amount of sample of Comparative Example 1) / (Abrasion amount of sample to be tested) × 100
<Low exothermic property (tan δ index)>
Using a viscoelasticity measuring apparatus (Rheometrics), tan δ was measured at a temperature of 60 ° C., a dynamic strain of 5%, and a frequency of 15 Hz. The reciprocal of tan δ in Comparative Example 1 was taken as 100, and indexed by the following formula. A larger index value indicates a lower exothermic property and a smaller hysteresis loss.
Low exothermic index = {(tan δ of vulcanized rubber composition of Comparative Example 1) / (tan δ of test vulcanized rubber composition)} × 100
[製造例1]
<平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3 で表されるシランカップリング剤の製造>
窒素ガス導入管、温度計、ジムロート型コンデンサー及び滴下ロートを備えた2リットルのセパラブルフラスコに、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン119g(0.5モル)を仕込み、攪拌下、有効成分20%のナトリウムエトキシドのエタノール溶液151.2g(0.45モル)を加えた。その後、80℃に昇温し、3時間攪拌を続けた。その後冷却し、滴下ロートに移した。
次いで、上記と同様のセパラブルフラスコに、1,6−ジクロロヘキサンを69.75g(0.45モル)仕込み、80℃に昇温した後、上記の3−メルカプトプロピルトリエトキシシランとナトリウムエトキシドの反応物をゆっくり滴下した。滴下終了後、80℃で5時間攪拌を続けた。その後冷却し、得られた溶液中から塩を濾別し、更にエタノール及び過剰の1,6−ジクロロヘキサンを減圧留去した。得られた溶液を減圧蒸留し、沸点148〜150℃/0.005torrの無色透明の液体137.7gを得た。IR分析、1H−NMR分析及びマススペクトル分析(MS分析)を行った結果、(CH3CH2O)3Si−(CH2)3S−(CH2)6−Clで表される化合物であった。また、ガスクロマトグラフ分析(GC分析)による純度は97.5%であった。
次いで、上記と同様の0.5リットルのセパラブルフラスコに、エタノール80g、無水硫化ソーダ5.46g(0.07モル)、硫黄3.36g(0.105モル)を仕込み、80℃に昇温した。この溶液を攪拌しながら、上記(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−Clを49.91g(0.14モル)ゆっくり滴下した。滴下終了後、80℃にて10時間攪拌を続けた。攪拌終了後、冷却し、生成した塩を濾別した後、溶媒のエタノールを減圧蒸留した。
得られた赤褐色透明の溶液をIR分析、1H−NMR分析及び超臨界クロマトグラフィー分析を行った結果、平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3で表される化合物であることを確認した。このもののGPC分析における純度は85.2%であった。
[Production Example 1]
<Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2.5 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 ) Production of silane coupling agent represented by 3 >
Into a 2 liter separable flask equipped with a nitrogen gas introduction tube, a thermometer, a Dimroth condenser and a dropping funnel, 119 g (0.5 mol) of 3-mercaptopropyltriethoxysilane was charged, and 20% of the active ingredient was stirred. 151.2 g (0.45 mol) of an ethanol solution of sodium ethoxide was added. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., and stirring was continued for 3 hours. Thereafter, the mixture was cooled and transferred to a dropping funnel.
Next, 69.75 g (0.45 mol) of 1,6-dichlorohexane was charged into a separable flask similar to the above, heated to 80 ° C., and then the above 3-mercaptopropyltriethoxysilane and sodium ethoxide were added. The reaction was slowly added dropwise. After completion of dropping, stirring was continued at 80 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was cooled, and the salt was filtered off from the resulting solution, and ethanol and excess 1,6-dichlorohexane were distilled off under reduced pressure. The resulting solution was distilled under reduced pressure to obtain 137.7 g of a colorless transparent liquid having a boiling point of 148 to 150 ° C./0.005 torr. As a result of IR analysis, 1 H-NMR analysis and mass spectrum analysis (MS analysis), a compound represented by (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 S— (CH 2 ) 6 —Cl Met. The purity by gas chromatographic analysis (GC analysis) was 97.5%.
Next, 80 g of ethanol, 5.46 g (0.07 mol) of anhydrous sodium sulfide and 3.36 g (0.105 mol) of sulfur were charged into a 0.5 liter separable flask similar to the above, and the temperature was raised to 80 ° C. did. While stirring this solution, 49.91 g (0.14 mol) of the above (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S— (CH 2 ) 6 —Cl was slowly added dropwise. After completion of dropping, stirring was continued at 80 ° C. for 10 hours. After completion of the stirring, the mixture was cooled and the formed salt was filtered off, and then ethanol as a solvent was distilled under reduced pressure.
The obtained reddish brown transparent solution was subjected to IR analysis, 1 H-NMR analysis and supercritical chromatography analysis. As a result, the average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S— (CH 2) 6 -S 2.5 - (was CH 2) 6 -S- (CH 2 ) 3 -Si (OCH 2 CH 3) was confirmed to be the compound represented by 3. The purity of this product by GPC analysis was 85.2%.
[実施例]
<実施例1〜12>
混練の第一練り段階において、バンバリーミキサーにて、ゴム成分(A)、チオ化合物(B)、カーボンブラック、無機充填材(C)、シランカップリング剤(D)、アロマティックオイル、ステアリン酸、老化防止剤6PPDを混練し、混練の第一練り段階におけるゴム組成物の最高温度が150℃になるように調整した。次に、混練の最終練り段階において、表1に記載の残った配合剤を加えて混練し、混練の最終練り段階におけるゴム組成物の最高温度が110℃になるように調整した。
このゴム組成物から得られた加硫ゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)、耐摩耗性を上記の方法により評価した。結果を表1に示す。
[Example]
<Examples 1 to 12>
In the first kneading stage of kneading, the rubber component (A), thio compound (B), carbon black, inorganic filler (C), silane coupling agent (D), aromatic oil, stearic acid, Anti-aging agent 6PPD was kneaded and adjusted so that the maximum temperature of the rubber composition at the first kneading stage was 150 ° C. Next, in the final kneading stage, the remaining compounding agents shown in Table 1 were added and kneaded, and the maximum temperature of the rubber composition in the final kneading stage was adjusted to 110 ° C.
The vulcanized rubber composition obtained from this rubber composition was evaluated for low heat build-up (tan δ index) and wear resistance by the above methods. The results are shown in Table 1.
<実施例13>
混練の第一練り段階において、チオ化合物(B)を加えず、最終練り段階で加えた以外は、実施例1〜12と同様に混練した。得られた加硫ゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)、耐摩耗性を上記の方法により評価した。表1に示す。
<Example 13>
The kneading was carried out in the same manner as in Examples 1 to 12 except that the thio compound (B) was not added in the first kneading stage but was added in the final kneading stage. The obtained vulcanized rubber composition was evaluated for low heat build-up (tan δ index) and wear resistance by the above methods. Table 1 shows.
<実施例14>
混練の第一練り段階において、ゴム成分(A)、カーボンブラック、無機充填材(C)の全部、シランカップリング剤(D)、アロマティックオイル、ステアリン酸、及び老化防止剤6PPDを加えて60秒間混練した後に、チオ化合物(B)を加えて、更に混練した。混練の第一練り段階におけるゴム組成物の最高温度が150℃になるように調整した。次に、混練の最終練り段階において、第一表に記載の残った配合剤を加えて混練し、混練の最終練り段階におけるゴム組成物の最高温度が110℃になるように調整した。
このゴム組成物から得られた加硫ゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)、耐摩耗性を上記の方法により評価した。結果を表1に示す。
<Example 14>
In the first kneading stage of the kneading, all of the rubber component (A), carbon black, inorganic filler (C), silane coupling agent (D), aromatic oil, stearic acid, and anti-aging agent 6PPD are added to 60 After kneading for 2 seconds, the thio compound (B) was added and further kneaded. The maximum temperature of the rubber composition in the first kneading stage of kneading was adjusted to 150 ° C. Next, in the final kneading stage, the remaining compounding agents listed in Table 1 were added and kneaded, and the maximum temperature of the rubber composition in the final kneading stage was adjusted to 110 ° C.
The vulcanized rubber composition obtained from this rubber composition was evaluated for low heat build-up (tan δ index) and wear resistance by the above methods. The results are shown in Table 1.
[比較例]
<比較例1〜8>
混練の第一練り段階において、チオ化合物(B)を加えない以外は、実施例1〜14と同様に混練した。得られた加硫ゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)、耐摩耗性を上記の方法により評価した。結果を表1に示す。
[Comparative example]
<Comparative Examples 1-8>
In the first kneading stage of kneading, kneading was carried out in the same manner as in Examples 1 to 14 except that the thio compound (B) was not added. The obtained vulcanized rubber composition was evaluated for low heat build-up (tan δ index) and wear resistance by the above methods. The results are shown in Table 1.
[注]表1において、
*1: 旭化成、溶液重合SBR商品名「T2000」
*2: JSR製、RSS#3
*3: 旭カーボン株式会社製、商品名「#80」
*4: 東ソーシリカ株式会社製、ニップシールAQ、 BET表面積220m2/g
*5: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド(平均硫黄鎖長:2.35)、Evonik社製シランカップリング剤、商品名「Si75」
*6: シランカップリング剤,3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン Momentive Performance Materials社製、商品名「NXTシラン」
*7: シランカップリング剤,上記一般式(VIII)で表されるシランカップリング剤、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT−Z」
*8.シランカップリング剤,製造例1で得られた平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3
*9: チオ酢酸カリウム
*10: チオプロビオン酸ナトリウム
*11: チオ安息香酸カリウム
*12: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*13: 1,3−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD」
*14: 2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック224」
*15: ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーDM」
*16: N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
[Note] In Table 1,
* 1: Asahi Kasei, solution polymerization SBR trade name “T2000”
* 2: JSR, RSS # 3
* 3: Asahi Carbon Co., Ltd., trade name “# 80”
* 4: Tosoh Silica Co., Ltd., nip seal AQ, BET surface area 220 m 2 / g
* 5: Bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide (average sulfur chain length: 2.35), Evonik silane coupling agent, trade name “Si75”
* 6: Silane coupling agent, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, manufactured by Momentive Performance Materials, trade name “NXT silane”
* 7: Silane coupling agent, silane coupling agent represented by the above general formula (VIII), manufactured by Momentive Performance Materials, trade name “NXT-Z”
* 8. Silane coupling agent, average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S— (CH 2 ) 6 —S 2.5 — (CH 2 ) 6 —S— obtained in Production Example 1 (CH 2 ) 3 —Si (OCH 2 CH 3 ) 3
* 9: Potassium thioacetate * 10: Sodium thiopropionate * 11: Potassium thiobenzoate * 12: N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Product name "NOCRACK 6C"
* 13: 1,3-diphenylguanidine, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Sunseller D”
* 14: 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “NOCRACK 224”
* 15: Di-2-benzothiazolyl disulfide, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Sunseller DM”
* 16: N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Sunseller NS”
[評価結果]
表1に示す実施例1〜16のゴム組成物は、比較例1〜8のゴム組成物と比較して、いずれも低発熱性(tanδ指数)が良好であった。
実施例1〜4のゴム組成物は、合成ジエン系ゴム100質量部に対して、チオ化合物のチオ酢酸カリウムの配合量を0.25質量部〜2質量部の範囲において添加したものであり、その配合量が多いほど低発熱性が良好であった。
実施例3、実施例5及び実施例6の合成ジエン系ゴムを用いたゴム組成物はチオ化合物の種類を変えて得られたものである。3種類のチオ化合物の中で、チオ酢酸カリウムを用いた場合、低発熱性が一番優れていることを示している。また、同様に実施例7、実施例8及び実施例9の合成ジエン系ゴムと天然ゴムを併用した場合でも、チオ酢酸カリウムを用いた場合、低発熱性が一番良好であった。
実施例3、実施例10、実施例11及び実施例12のゴム組成物では、チオ化合物としてチオ酢酸カリウムを用い、シランカップリング剤の種類を変えて得られたものである。シランカップリング剤として、ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィドとを組み合わせた場合、または製造例1で得られた平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3 のシランカップリング剤を組み合わせた場合が低発熱性及び耐磨耗性が共に良好であった。
実施例13のゴム組成物は、最終練り段階でチオ化合物(B)を加えて作製されたものであり、実施例14のゴム組成物は、実施例13と同一組成で、第一練り段階においてチオ化合物を加えて作製されたものである。
実施例13及び実施例14のゴム組成物は、比較例1のゴム組成物に比べて、いずれも低発熱性が良好であった。しかし、両者を比較すると、第一練り段階においてチオ化合物を加えた方が低発熱性が良好であるといえる。
[Evaluation results]
The rubber compositions of Examples 1 to 16 shown in Table 1 all had low exothermic properties (tan δ index) as compared with the rubber compositions of Comparative Examples 1 to 8.
The rubber compositions of Examples 1 to 4 are those obtained by adding a compounding amount of potassium thioacetate as a thio compound in a range of 0.25 parts by mass to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the synthetic diene rubber. The lower the exothermicity, the better the amount added.
The rubber compositions using the synthetic diene rubbers of Example 3, Example 5 and Example 6 were obtained by changing the type of thio compound. Among the three kinds of thio compounds, when potassium thioacetate is used, the low exothermic property is the best. Similarly, even when the synthetic diene rubbers of Example 7, Example 8 and Example 9 and natural rubber were used in combination, the low exothermicity was the best when potassium thioacetate was used.
The rubber compositions of Example 3, Example 10, Example 11, and Example 12 were obtained by using potassium thioacetate as the thio compound and changing the type of silane coupling agent. When bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide is combined as the silane coupling agent, or the average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S obtained in Production Example 1 -(CH 2 ) 6 —S 2.5 — (CH 2 ) 6 —S— (CH 2 ) 3 —Si (OCH 2 CH 3 ) 3 combined with a silane coupling agent results in low heat buildup and wear resistance. Both were good.
The rubber composition of Example 13 was prepared by adding the thio compound (B) in the final kneading stage, and the rubber composition of Example 14 had the same composition as in Example 13 and was in the first kneading stage. It was prepared by adding a thio compound.
The rubber compositions of Example 13 and Example 14 all had low heat build-up compared to the rubber composition of Comparative Example 1. However, when both are compared, it can be said that the low exothermicity is better when the thio compound is added in the first kneading stage.
Claims (10)
〔式中、Rは炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を示し、Xはアルカリ金属を示す。〕 A filler comprising at least one rubber component (A) selected from natural rubber and synthetic diene rubber , a thio compound (B) represented by the following general formula (1), and an inorganic filler (C); And a rubber composition comprising a silane coupling agent (D) .
[Wherein, R represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and X represents an alkali metal. ]
式中、R1はそれぞれ独立に、炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基又は炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基、R2はそれぞれ独立に、炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、R3はそれぞれ独立に、炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基、aは平均値として2〜6であり、p及びrはそれぞれ独立に、平均値として0〜3、但しp及びrの双方が3であることはない。
式中、R4は−Cl、−Br、R9O−、R9C(=O)O−、R9R10C=NO−、R9R10CNO−、R9R10N−及び−(OSiR9R10)h(OSiR9R10R11)から選択される一価の基(R9、R10及びR11はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、hは平均値として1〜4である。)であり、R5はR4、水素原子又は炭素数1〜18の一価の炭化水素基、R6はR4、R5、水素原子又は−[O(R12O)j]0.5−基(R12は炭素数1〜18のアルキレン基、jは1〜4の整数である。)、R7は炭素数1〜18の二価の炭化水素基、R8は炭素数1〜18の一価の炭化水素基を示し、x、y及びzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。
式中、R13はそれぞれ独立に、炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基又は炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基、R14はそれぞれ独立に、炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、R15はそれぞれ独立に、炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基、R16は一般式(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)及び(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)のいずれかの二価の基(R17〜R22はそれぞれ独立に、炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基又は硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2、m3はそれぞれ独立に、平均値として1以上4未満である。)であり、kはそれぞれ独立に、平均値として1〜6であり、s及びtはそれぞれ独立に、平均値として0〜3、但しs及びtの双方が3であることはない。
式中、R23は炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、Gはそれぞれ独立に、炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Zaはそれぞれ独立に、二つの珪素原子と結合することのできる基で、且つ[−0−]0.5、[−0−G−]0.5又は[−O−G−O−]0.5から選ばれる基であり、Zbはそれぞれ独立に、二つの珪素原子と結合することのできる基で、且つ [−O−G−O−]0.5で表される官能基であり、Zcはそれぞれ独立に、−Cl、−Br、−ORe、ReC(=O)O−、ReRfC=NO−、ReRfN−、Re−、HO−G−O−(Gは上記表記と一致する。)で表される官能基であり、Re及びRfはそれぞれ独立に、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基である。m、n、u、v、wは同一でも異なっていてもよく、1≦m≦20、0≦n≦20、0≦u≦3、0≦v≦2、0≦w≦1であり、且つ(u/2)+v+2w=2又は3である。A部が複数である場合、複数のA部におけるZa u、Zb v及びZc wそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、B部が複数である場合、複数のB部におけるZa u、Zb v及びZc wそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。 The rubber composition according to claim 1 or 2 , wherein the silane coupling agent (D) is a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (II) to (V).
In the formula, each R 1 is independently a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a linear or branched alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and R 2 is independently A linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 3 is independently a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, a is an average value of 2 to 6, p and r are each independently an average value of 0 to 3, provided that both of p and r are not 3.
Wherein, R 4 is -Cl, -Br, R 9 O-, R 9 C (= O) O-, R 9 R 10 C = NO-, R 9 R 10 CNO-, R 9 R 10 N- and -(OSiR 9 R 10 ) h A monovalent group selected from (OSiR 9 R 10 R 11 ) (R 9 , R 10 and R 11 is each independently a hydrogen atom or a monovalent group having 1 to 18 carbon atoms. a hydrocarbon group, h is 1 to 4 as an average value.), R 5 is R 4, a monovalent hydrocarbon group having a hydrogen atom or a C1-18, R 6 is R 4, R 5 , a hydrogen atom or a — [O (R 12 O) j ] 0.5 — group (R 12 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4), and R 7 is a carbon number. 1-18 divalent hydrocarbon radical, R 8 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, x, y and z, x + y + 2z = 3 , It is a number satisfying a ≦ x ≦ 3,0 ≦ y ≦ 2,0 ≦ z ≦ 1 relationship.
In the formula, each R 13 is independently a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a linear or branched alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and R 14 is independently A linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 15 is independently a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 16 is a group represented by the general formula (—S—R 17 -S -), (- R 18 -S m1 -R 19 -) and (-R 20 -S m2 -R 21 -S m3 -R 22 -) or divalent group (R 17 to R 22 Are each independently a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen, and m1, m2, and m3 are each independently And the average value is 1 or more and less than 4, and k is independent of each other. The average value is 1 to 6, and s and t are each independently an average value of 0 to 3, provided that both s and t are not 3.
Wherein, R 23 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, G is independently an alkanediyl group or an alkenediyl group having 1 to 9 carbon atoms, Z a are each independently And a group capable of bonding to two silicon atoms, and selected from [−0−] 0.5 , [−0−G−] 0.5 and [−O—G—O—] 0.5. Z b is each independently a group capable of bonding to two silicon atoms, and is a functional group represented by [—O—G—O—] 0.5 , and Z c is -Cl, -Br, -OR e , R e C (= O) O-, R e R f C = NO-, R e R f N-, R e- , HO-GO- (G coincides with the notation.) is a functional group represented by each the R e and R f independently represents a linear 1 to 20 carbon atoms, min Or cyclic alkyl group. m, n, u, v, and w may be the same or different, and 1 ≦ m ≦ 20, 0 ≦ n ≦ 20, 0 ≦ u ≦ 3, 0 ≦ v ≦ 2, 0 ≦ w ≦ 1, And (u / 2) + v + 2w = 2 or 3. When there are a plurality of A parts, each of Z a u , Z b v and Z c w in the plurality of A parts may be the same or different, and when there are a plurality of B parts, Z a in a plurality of B parts Each of u , Z b v and Z c w may be the same or different.
少なくとも、該ゴム成分(A)と、該チオ化合物(B)と、該無機充填材(C)と、該シランカップリング剤(D)の全部又は一部とを混練する第一練り段階と、
前記第一練り段階の後に、加硫剤を加えて混練する最終練り段階と
を有するゴム組成物の製造方法。
〔式中、Rは炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を示し、Xはアルカリ金属を示す。〕 A filler comprising at least one rubber component (A) selected from natural rubber and synthetic diene rubber , a thio compound (B) represented by the following general formula (1), and an inorganic filler (C); A method for producing a rubber composition comprising a silane coupling agent (D) ,
A first kneading step of kneading at least the rubber component (A), the thio compound (B), the inorganic filler (C) , and all or part of the silane coupling agent (D) ;
A method for producing a rubber composition comprising, after the first kneading step, a final kneading step in which a vulcanizing agent is added and kneaded.
[Wherein, R represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and X represents an alkali metal. ]
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