JP6328532B2 - Manufacturing method of rubber wet masterbatch - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られるゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物、ならびにゴム組成物を用いて得られた空気入りタイヤに関する。 The present invention was obtained by using a rubber wet masterbatch obtained by using at least a filler, a dispersion solvent, and a rubber latex solution as a raw material and a production method thereof, a rubber composition containing the rubber wet masterbatch, and a rubber composition. Related to pneumatic tires.
従来から、ゴム業界においては、カーボンブラックなどの充填材を含有するゴム組成物を製造する際の加工性や充填材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、充填材と分散溶媒とを予め一定の割合で混合し、機械的な力で充填材を分散溶媒中に分散させた充填材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、充填材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、充填材の分散性に優れ、加工性や補強性などのゴム物性に優れるゴム組成物が得られる。このようなゴム組成物を原料とすることで、例えば転がり抵抗が低減され、耐疲労性に優れた空気入りタイヤなどのゴム製品を製造することができる。 Conventionally, in the rubber industry, it is known to use a rubber wet masterbatch in order to improve the processability and dispersibility of fillers when producing rubber compositions containing fillers such as carbon black. Yes. This is because the filler and the dispersion solvent are mixed in advance at a certain ratio, and the filler-containing slurry solution in which the filler is dispersed in the dispersion solvent by mechanical force and the rubber latex solution are mixed in the liquid phase. Thereafter, the solidified product obtained by adding a coagulant such as an acid is recovered and dried. When using a rubber wet masterbatch, compared to using a rubber dry masterbatch obtained by mixing the filler and rubber in a solid phase, the dispersibility of the filler is excellent, and rubber properties such as workability and reinforcement A rubber composition having excellent resistance is obtained. By using such a rubber composition as a raw material, for example, a rubber product such as a pneumatic tire with reduced rolling resistance and excellent fatigue resistance can be manufactured.
前記のとおり、ゴムウエットマスターバッチの製造方法においては、ゴムラテックス溶液を凝固させるために、酸を使用することが一般的である。たとえば下記特許文献1では、充填剤を含むスラリー溶液と脱蛋白処理工程を経た天然ゴムラテックスとを混合する混合工程、混合工程で得た混合液に対し、酸を添加することにより凝固させる凝固工程、凝固工程で得た凝固液から凝固物を得る固液分離工程、および凝固物を乾燥させる乾燥工程を含むゴムウエットマスターバッチの製造方法において、脱蛋白処理工程後の天然ゴムラテックスのセラム1ml中に含有される蛋白質量E(mg/ml)と、脱蛋白処理工程後の天然ゴムラテックス1gに対して混合するスラリー溶液に含まれる充填剤の量C(g)との関係を特定なものとする技術が記載されている。しかしながら、本発明者が検討したところ、凝固工程において添加する酸に対し、特に処置を施さない前記技術では、乾燥工程後に得られるゴムウエットマスターバッチの粘度が安定しないこと、さらにかかるゴム組成物の加硫ゴムでは、発熱性の点でさらなる改良の余地があることが判明した。 As described above, in the method for producing a rubber wet masterbatch, it is common to use an acid in order to coagulate the rubber latex solution. For example, in Patent Document 1 below, a mixing step of mixing a slurry solution containing a filler and a natural rubber latex that has undergone a deproteinization treatment step, a coagulation step of coagulating by adding an acid to the mixed solution obtained in the mixing step In a rubber wet masterbatch production method comprising a solid-liquid separation step for obtaining a coagulated product from a coagulated solution obtained in the coagulation step, and a drying step for drying the coagulated product, in 1 ml of serum of natural rubber latex after the deproteinization treatment step A specific relationship between the amount of protein E (mg / ml) contained in and the amount C (g) of filler contained in a slurry solution mixed with 1 g of natural rubber latex after the deproteinization treatment step; The technology to do is described. However, as a result of investigation by the present inventor, the above-mentioned technique in which no particular treatment is performed with respect to the acid added in the coagulation step indicates that the viscosity of the rubber wet masterbatch obtained after the drying step is not stable, and further, Vulcanized rubber has been found to have room for further improvement in terms of heat generation.
なお、リサイクルプラスチックの分野では、例えば原材料がポリ塩化ビニルを含有する場合、成型の際に塩酸が発生し、金型を含めた製造機械に悪影響を及ぼす問題が知られている。かかる問題を解決することを目的として、下記特許文献2では、廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用する際に、リサイクルプラスチック材に0.1質量%以上の受酸剤を混合し、ベースレジンと混合してなるマスターバッチとして混合する廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸を抑制する技術が記載されている。しかしながら、廃プラスチックの分野とゴムの分野では技術的な関連性が低く、ましてや下記特許文献2に記載の技術をゴムウエットマスターバッチの技術と組み合わせる動機付けが無い。 In the field of recycled plastics, for example, when the raw material contains polyvinyl chloride, there is a known problem that hydrochloric acid is generated during molding, which adversely affects production machines including molds. In order to solve this problem, in Patent Document 2 below, when waste plastic is used as a recycled plastic material, 0.1% by mass or more of an acid acceptor is mixed with the recycled plastic material and mixed with the base resin. A technique for suppressing hydrochloric acid generated during recycling of waste plastic mixed as a master batch is described. However, there is little technical relevance in the fields of waste plastics and rubber, and there is no motivation to combine the technology described in Patent Document 2 below with the technology of rubber wet masterbatch.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、粘度が安定したゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法を提供すること、かかるゴムウエットマスターバッチを原料として含有するゴム組成物であって、加硫後の発熱性に優れたゴムの原料となり得るゴム組成物、さらにはかかるゴム組成物を原料として使用した空気入りタイヤを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a rubber wet masterbatch having a stable viscosity and a method for producing the same, and a rubber composition containing such a rubber wet masterbatch as a raw material. Another object of the present invention is to provide a rubber composition that can be a raw material of rubber having excellent heat generation after vulcanization, and a pneumatic tire using such a rubber composition as a raw material.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち本発明は、少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られるゴムウエットマスターバッチの製造方法であって、前記充填材を前記分散溶媒中に分散させて充填材含有スラリー溶液を製造する工程(I)、前記充填材含有スラリー溶液と前記ゴムラテックス溶液とを混合して、充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II)、前記充填材含有ゴムラテックス溶液に凝固剤としての酸を添加することにより、前記充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固させる工程(III)、および前記工程(III)で得られた、凝固物を含む前記充填材含有ゴムラテックス溶液に受酸剤を添加し、除酸処理を行う工程(IV)を有することを特徴とするゴムウエットマスターバッチの製造方法、に関する。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the present invention is a method for producing a rubber wet masterbatch obtained using at least a filler, a dispersion solvent, and a rubber latex solution as raw materials, and the filler is dispersed in the dispersion solvent to obtain a filler-containing slurry solution. Step (I) for producing, Step (II) for producing a filler-containing rubber latex solution by mixing the filler-containing slurry solution and the rubber latex solution, and the filler-containing rubber latex solution as a coagulant Step (III) for coagulating the filler-containing rubber latex solution by adding an acid, and addition of an acid acceptor to the filler-containing rubber latex solution containing the coagulum obtained in the step (III) And a method for producing a rubber wet masterbatch, which comprises a step (IV) of performing a deoxidation treatment.
本発明に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法では、工程(III)において、充填材含有ゴムラテックス溶液に凝固剤としての酸を添加することにより、充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固させ、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する。ここで、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液をそのまま脱水・乾燥して、凝固物をゴムウエットマスターバッチとして取り出すことも可能ではある。しかしながら、本発明では工程(IV)において、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液に受酸剤を添加し、除酸処理を行う。かかる除酸処理を行うことで、工程(III)終了時には酸性側であった充填材含有ゴムラテックス溶液のpHを中性側にシフトさせ、これを脱水、その後乾燥させることにより、得られるゴムウエットマスターバッチの粘度が安定する。さらに、除酸処理を経由して得られたゴムウエットマスターバッチを原料とするゴム組成物の加硫ゴムは、発熱性に優れる。 In the method for producing a rubber wet masterbatch according to the present invention, in step (III), by adding an acid as a coagulant to the filler-containing rubber latex solution, the filler-containing rubber latex solution is coagulated to obtain a coagulated product. A filler-containing rubber latex solution is produced. Here, the filler-containing rubber latex solution containing the coagulated product can be dehydrated and dried as it is, and the coagulated product can be taken out as a rubber wet masterbatch. However, in the present invention, in the step (IV), an acid acceptor is added to the filler-containing rubber latex solution containing a coagulated product to perform a deoxidation treatment. By carrying out such deoxidation treatment, the rubber wet solution obtained by shifting the pH of the filler-containing rubber latex solution that was acidic at the end of step (III) to the neutral side, dehydrating it, and then drying it The viscosity of the master batch is stabilized. Furthermore, the vulcanized rubber of the rubber composition using the rubber wet masterbatch obtained through the deoxidation treatment as a raw material has excellent exothermic properties.
上記ゴムウエットマスターバッチの製造方法において、前記工程(IV)が、前記除酸処理を行いつつ、前記凝固物を含む前記充填材含有ゴムラテックス溶液を脱水する工程であることが好ましい。かかる構成によれば、粘度が安定したゴムウエットマスターバッチを、効率良く製造することができる。 In the method for producing a rubber wet masterbatch, the step (IV) is preferably a step of dehydrating the filler-containing rubber latex solution containing the coagulum while performing the deoxidation treatment. According to such a configuration, a rubber wet masterbatch having a stable viscosity can be efficiently produced.
上記製造方法において、前記工程(I)が、前記充填材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前記充填材を含有するスラリー溶液を製造する工程(I−(a))であり、前記工程(II)が、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材を含有するスラリー溶液と、残りの前記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前記充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II−(a))であることが好ましい。 In the manufacturing method, when the step (I) disperses the filler in the dispersion solvent, the filler to which rubber latex particles are adhered is added by adding at least a part of the rubber latex solution. This is a step (I- (a)) for producing a slurry solution containing the slurry solution, and the step (II) mixes the slurry solution containing the filler to which rubber latex particles are adhered and the remaining rubber latex solution. And it is preferable that it is the process (II- (a)) which manufactures the said filler containing rubber latex solution to which the rubber latex particle adhered.
上記製造方法によれば、充填材を分散溶媒中に分散させる際に、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充填材を含有するスラリー溶液を製造する(工程(I)−(a))。これにより、充填材の表面の一部あるいは全部に、極薄いラテックス相が生成し、工程(II−(a))において残りのゴムラテックス溶液と混合する際、充填材の再凝集を防止することができる。その結果、充填材が均一に分散し、経時的にも充填材の分散安定性に優れ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。かかるウエットマスターバッチは充填材が均一に分散し、かつ経時的な分散材の再凝集も抑制されているため、これを含有するゴム組成物を原料として得られる加硫ゴムでは、発熱性、耐久性およびゴム強度が著しく向上する。 According to the above production method, when the filler is dispersed in the dispersion solvent, a slurry solution containing the filler to which the rubber latex particles are adhered is produced by adding at least a part of the rubber latex solution (step) (I)-(a)). As a result, a very thin latex phase is formed on a part or all of the surface of the filler, and re-aggregation of the filler is prevented when mixing with the remaining rubber latex solution in the step (II- (a)). Can do. As a result, it is possible to produce a rubber wet masterbatch in which the filler is uniformly dispersed and the filler has excellent dispersion stability over time. In this wet masterbatch, the filler is uniformly dispersed and the re-aggregation of the dispersing material over time is also suppressed. Therefore, in the vulcanized rubber obtained using a rubber composition containing the filler as a raw material, exothermic and durable Property and rubber strength are remarkably improved.
なお、上記製造方法では、単に充填材を分散溶媒中に分散させてスラリー溶液を製造する場合に比べて、スラリー溶液中の充填材の分散性に優れ、かつ充填材の再凝集を防止することができるため、スラリー溶液の保存安定性にも優れるという効果も奏する。 In the above production method, the dispersibility of the filler in the slurry solution is excellent and the reaggregation of the filler is prevented as compared with the case where the slurry solution is produced simply by dispersing the filler in the dispersion solvent. Therefore, an effect that the storage stability of the slurry solution is excellent is also achieved.
上記ゴムウエットマスターバッチの製造方法において、前記受酸剤が、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、およびケイ酸マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種であると、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液の除酸処理を効果的に行うことができる。 In the method for producing a rubber wet masterbatch, the acid acceptor is at least one selected from the group consisting of magnesium oxide, calcium hydroxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, and magnesium silicate. The deoxidation treatment of the filler-containing rubber latex solution can be effectively performed.
また、本発明は、前記いずれかに記載の製造方法により製造されたゴムウエットマスターバッチおよび該ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物に関する。かかるゴムウエットマスターバッチ、およびこれを原料として含有するゴム組成物の加硫ゴムは、発熱性に優れる。したがって、かかるゴム組成物を用いて得られた部材を少なくとも有する空気入りタイヤ、特には、前記部材が、トレッド、サイドウォール、プライ、ベルト被覆ゴム、およびビードフィラーからなる群より選択される少なくとも1種である空気入りタイヤは、発熱性に優れ、例えば転がり抵抗などの特性に優れる。 Moreover, this invention relates to the rubber composition containing the rubber wet masterbatch manufactured with the manufacturing method in any one of the said, and this rubber wet masterbatch. Such a rubber wet masterbatch and a vulcanized rubber of a rubber composition containing this as a raw material are excellent in exothermic properties. Therefore, a pneumatic tire having at least a member obtained using such a rubber composition, in particular, the member is at least one selected from the group consisting of a tread, a sidewall, a ply, a belt-covered rubber, and a bead filler. A pneumatic tire as a seed is excellent in exothermic property, for example, in characteristics such as rolling resistance.
本発明は、少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られるゴムウエットマスターバッチの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rubber wet masterbatch obtained using at least a filler, a dispersion solvent, and a rubber latex solution as raw materials.
本発明において、充填材とは、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウムなど、ゴム工業において通常使用される無機充填材を意味する。上記無機充填材の中でも、本発明においてはカーボンブラックを特に好適に使用することができる。 In the present invention, the filler means an inorganic filler usually used in the rubber industry, such as carbon black, silica, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide. Among the inorganic fillers, carbon black can be particularly preferably used in the present invention.
カーボンブラックとしては、例えばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなど、通常のゴム工業で使用されるカーボンブラックの他、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックは、通常のゴム工業において、そのハンドリング性を考慮して造粒された、造粒カーボンブラックであってもよく、未造粒カーボンブラックであってもよい。 As carbon black, for example, conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black can be used in addition to carbon black used in ordinary rubber industry such as SAF, ISAF, HAF, FEF, and GPF. The carbon black may be a granulated carbon black or a non-granulated carbon black granulated in the normal rubber industry in consideration of its handleability.
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。 As the dispersion solvent, it is particularly preferable to use water, but for example, water containing an organic solvent may be used.
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。 Natural rubber latex solution and synthetic rubber latex solution can be used as the rubber latex solution.
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。合成ゴムラテックス溶液としては、例えばスチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムを乳化重合により製造したものがある。 The natural rubber latex solution is a natural product produced by the metabolic action of plants, and a natural rubber / water system is particularly preferred in which the dispersion solvent is water. The natural rubber latex solution can be used without distinction such as concentrated latex and fresh latex called field latex. Examples of the synthetic rubber latex solution include those produced by emulsion polymerization of styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, and chloroprene rubber.
以下に、本発明に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法について説明する。かかる製造方法は、充填材を分散溶媒中に分散させて充填材含有スラリー溶液を製造する工程(I)、充填材含有スラリー溶液とゴムラテックス溶液とを混合して、充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II)、充填材含有ゴムラテックス溶液に凝固剤としての酸を添加することにより、充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固させる工程(III)、および工程(III)で得られた、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液に受酸剤を添加し、除酸処理を行う工程(IV)を有する。 Below, the manufacturing method of the rubber wet masterbatch which concerns on this invention is demonstrated. In this production method, the filler is dispersed in a dispersion solvent to produce a filler-containing slurry solution (I), the filler-containing slurry solution and the rubber latex solution are mixed, and the filler-containing rubber latex solution is mixed. The coagulation obtained in the step (II) of producing, the step (III) of coagulating the rubber latex solution containing filler by adding an acid as a coagulant to the rubber latex solution containing filler, and the step (III) A step (IV) of adding an acid acceptor to the filler-containing rubber latex solution containing the product and performing a deoxidation treatment.
特に、本発明においては、前記工程(I)が、前記充填材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前記充填材を含有するスラリー溶液を製造する工程(I−(a))であり、前記工程(II)が、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材を含有するスラリー溶液と、残りの前記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前記充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II−(a))であることが好ましい。以下に、工程(I−(a))および工程(II−(a))について説明する。特に、本実施形態では、充填材としてカーボンブラックを使用した例について説明する。 In particular, in the present invention, when the step (I) disperses the filler in the dispersion solvent, by adding at least a part of the rubber latex solution, the packing to which rubber latex particles are adhered is added. A slurry solution containing a material (I- (a)), wherein the step (II) includes a slurry solution containing the filler to which rubber latex particles are adhered, and the remaining rubber latex solution. Is preferably a step (II- (a)) for producing the filler-containing rubber latex solution to which the rubber latex particles are adhered. The step (I- (a)) and the step (II- (a)) will be described below. In particular, in this embodiment, an example in which carbon black is used as a filler will be described.
(1)工程(I−(a))
工程(I−(a))では、カーボンブラックを分散溶媒中に分散させる際に、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を含有するスラリー溶液を製造する。ゴムラテックス溶液は、あらかじめ分散溶媒と混合した後、カーボンブラックを添加し、分散させても良い。また、分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで所定の添加速度で、ゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良く、あるいは分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで何回かに分けて一定量のゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良い。ゴムラテックス溶液が存在する状態で、分散溶媒中にカーボンブラックを分散させることにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造することができる。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(II−(a))で添加する全量)に対して、0.075〜12質量%が例示される。
(1) Step (I- (a))
In the step (I- (a)), when carbon black is dispersed in a dispersion solvent, a slurry solution containing carbon black to which rubber latex particles are adhered is manufactured by adding at least a part of the rubber latex solution. To do. The rubber latex solution may be mixed with a dispersion solvent in advance, and then carbon black may be added and dispersed. Alternatively, carbon black may be added to the dispersion solvent, and then carbon black may be dispersed in the dispersion solvent while adding the rubber latex solution at a predetermined addition rate, or carbon black may be added to the dispersion solvent. Then, carbon black may be dispersed in a dispersion solvent while adding a certain amount of rubber latex solution in several times. By dispersing carbon black in a dispersion solvent in the state where the rubber latex solution is present, a slurry solution containing carbon black with rubber latex particles attached thereto can be produced. The amount of rubber latex solution added in the step (I- (a)) is based on the total amount of rubber latex solution used (total amount added in the step (I- (a)) and step (II- (a))). 0.075-12 mass% is illustrated.
工程(I−(a))では、添加するゴムラテックス溶液の固形分(ゴム)量が、カーボンブラックとの質量比で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固形分(ゴム)濃度が、0.2〜5質量%であることが好ましく、0.25〜1.5質量%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に確実に付着させつつ、カーボンブラック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。 In the step (I- (a)), the solid content (rubber) amount of the rubber latex solution to be added is preferably 0.25 to 15% by mass ratio to carbon black, and 0.5 to 6%. Preferably there is. Moreover, it is preferable that the solid content (rubber) density | concentration in the rubber latex solution to add is 0.2-5 mass%, and it is more preferable that it is 0.25-1.5 mass%. In these cases, it is possible to produce a rubber wet masterbatch in which the degree of dispersion of carbon black is increased while reliably attaching rubber latex particles to carbon black.
工程(I−(a))において、ゴムラテックス溶液存在下でカーボンブラックおよび分散溶媒を混合する方法としては、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。 In the step (I- (a)), as a method of mixing carbon black and a dispersion solvent in the presence of a rubber latex solution, a high shear mixer, a high shear mixer, a homomixer, a ball mill, a bead mill, a high pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, Examples thereof include a method of dispersing carbon black using a general dispersing machine such as a colloid mill.
上記「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。 The "high shear mixer" is a mixer having 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. Means a mixer with a high shearing action. In order to produce such a high shearing action, it is preferable that 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.
本発明においては、ゴムラテックス溶液存在下でカーボンブラックおよび分散溶媒を混合し、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造する際、カーボンブラック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固形分(ゴム)量100質量部に対して、2質量部以下であることが好ましく、1質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。 In the present invention, when a slurry solution containing carbon black to which rubber latex particles are adhered is produced by mixing carbon black and a dispersion solvent in the presence of a rubber latex solution, a surfactant is used to improve the dispersibility of the carbon black. May be added. As the surfactant, known surfactants in the rubber industry can be used, and examples thereof include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. It is done. Further, alcohol such as ethanol may be used instead of or in addition to the surfactant. However, when a surfactant is used, there is a concern that the rubber properties of the final vulcanized rubber will deteriorate. Therefore, the amount of the surfactant added is 100 parts by mass of the solid content (rubber) of the rubber latex solution. On the other hand, it is preferably 2 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, and substantially no surfactant is preferably used.
工程(I−(a))において製造されるスラリー溶液中、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックは、90%体積粒径(μm)(「D90」)が、31μm以上であることが好ましく、35μm以上であることがより好ましい。この場合、スラリー溶液中のカーボンブラックの分散性に優れ、かつカーボンブラックの再凝集を防止することができるため、スラリー溶液の保存安定性に優れると共に、最終的な加硫ゴムの発熱性、耐久性およびゴム強度にも優れる。 In the slurry solution produced in the step (I- (a)), the carbon black to which rubber latex particles are attached preferably has a 90% volume particle size (μm) (“D90”) of 31 μm or more, and 35 μm. More preferably. In this case, the dispersibility of the carbon black in the slurry solution is excellent and the reaggregation of the carbon black can be prevented, so that the storage stability of the slurry solution is excellent and the exothermic property and durability of the final vulcanized rubber are excellent. Excellent in properties and rubber strength.
(2)工程(II−(a))
工程(II−(a))では、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含有ゴムラテックス溶液を製造する。スラリー溶液と、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、スラリー溶液および残りのゴムラテックス溶液とを高せん断ミキサー、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。
(2) Step (II- (a))
In the step (II- (a)), the slurry solution and the remaining rubber latex solution are mixed to produce a carbon black-containing rubber latex solution with rubber latex particles attached thereto. The method of mixing the slurry solution and the remaining rubber latex solution in a liquid phase is not particularly limited. And a method of mixing using a general disperser such as a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, or a colloid mill. If necessary, the entire mixing system such as a disperser may be heated during mixing.
残りのゴムラテックス溶液は、後工程での脱水・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固形分(ゴム)濃度が高いことが好ましく、具体的には固形分(ゴム)濃度が10〜60質量%であることが好ましく、20〜30質量%であることがより好ましい。 The remaining rubber latex solution preferably has a higher solid content (rubber) concentration than the rubber latex solution added in the step (I- (a)) in consideration of dehydration / drying time and labor in the subsequent step. Specifically, the solid content (rubber) concentration is preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass.
(3)工程(III)
工程(III)では、充填材含有ゴムラテックス溶液に凝固剤としての酸を添加することにより、充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固させる。酸としては、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、硫酸などが挙げられる。
(3) Step (III)
In step (III), the filler-containing rubber latex solution is coagulated by adding an acid as a coagulant to the filler-containing rubber latex solution. Examples of the acid include formic acid and sulfuric acid which are usually used for coagulating rubber latex solutions.
(4)工程(IV)
工程(IV)では、工程(III)で得られた、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液に受酸剤を添加し、除酸処理を行う。受酸剤としては、当業者に公知のものを使用可能であるが、本発明においては特に、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、およびケイ酸マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種を使用する場合、凝固物を含む充填材含有ゴムラテックス溶液の除酸処理を効果的に行うことができるため好ましい。得られるゴムウエットマスターバッチの粘度安定化の観点、および最終的に得られるゴム組成物の加硫ゴムの発熱性向上の観点から、受酸剤の使用量は、ゴムラテックス溶液の固形分(ゴム)量100質量部に対し、2〜50質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることがより好ましい。
(4) Step (IV)
In step (IV), an acid acceptor is added to the filler-containing rubber latex solution containing the coagulated product obtained in step (III) to perform deoxidation treatment. As the acid acceptor, those known to those skilled in the art can be used, and in the present invention, at least selected from the group consisting of magnesium oxide, calcium hydroxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, and magnesium silicate. When using 1 type, since the deoxidation process of the filler containing rubber latex solution containing a coagulum can be performed effectively, it is preferable. From the viewpoint of stabilizing the viscosity of the resulting rubber wet masterbatch and improving the heat build-up of the vulcanized rubber of the finally obtained rubber composition, the amount of the acid acceptor used is determined by the solid content of the rubber latex solution (rubber ) The amount is preferably 2 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
本発明において工程(IV)は、除酸処理を行いつつ、凝固物を含む前記充填材含有ゴムラテックス溶液を脱水する工程であっても良い。また、工程(IV)の前に、工程(III)で得られた凝固物を溶液から分離(固液分離)する固液分離段階を設けても良い。固液分離段階では、必要に応じて、カーボンブラック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。また、固液分離は当業者に公知の手法、例えば遠心分離やろ過などを実施することができる。 In the present invention, the step (IV) may be a step of dehydrating the filler-containing rubber latex solution containing a coagulum while performing a deoxidation treatment. Moreover, you may provide the solid-liquid separation stage which isolate | separates (solid-liquid separation) the solidified material obtained at process (III) from the solution before process (IV). In the solid-liquid separation step, if necessary, a flocculant may be contained in the carbon black-containing rubber latex solution, and then the obtained agglomerates may be collected and dried. As the flocculant, known rubber flocculant flocculants can be used without limitation, and specific examples thereof include cationic flocculants. Solid-liquid separation can be carried out by methods known to those skilled in the art, such as centrifugation and filtration.
凝固物の脱水方法としては、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。脱水温度としては、例えば150〜200℃が例示できる。 As a method for dewatering the solidified product, various drying apparatuses such as an oven, a vacuum dryer, and an air dryer can be used. As a dehydration temperature, 150-200 degreeC can be illustrated, for example.
さらに、脱水後のゴムウエットマスターバッチを、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し、さらに乾燥させても良い。乾燥温度としては、例えば170〜230℃が例示できる。 Further, the rubber wet masterbatch after dehydration may be further dried using various drying devices such as an oven, a vacuum dryer, and an air dryer. As a drying temperature, 170-230 degreeC can be illustrated, for example.
工程(IV)後に得られるゴムウエットマスターバッチ、さらには必要に応じて脱水および/または乾燥処理を施されたゴムウエットマスターバッチは、ゴム100質量部に対して充填材を40〜120質量部含有することが好ましい。この場合、充填材の分散度合いと、加硫ゴムとしたときの発熱性および耐久性とを、バランス良く向上し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。 The rubber wet masterbatch obtained after the step (IV), and further the rubber wet masterbatch subjected to dehydration and / or drying treatment as necessary contains 40 to 120 parts by mass of a filler with respect to 100 parts by mass of rubber. It is preferable to do. In this case, it is possible to produce a rubber wet masterbatch in which the degree of dispersion of the filler and the heat generation and durability when used as a vulcanized rubber are improved in a well-balanced manner.
工程(IV)実施後、あるいは必要に応じて脱水および/または乾燥処理実施後、得られたゴムウエットマスターバッチと各種配合剤とを乾式混合する。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、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、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が挙げられる。 After the step (IV) is carried out, or after the dehydration and / or drying treatment is carried out as necessary, the obtained rubber wet masterbatch and various compounding agents are dry-mixed. Examples of usable compounding agents include sulfur vulcanizing agents, vulcanization accelerators, silica, silane coupling agents, zinc oxide, methylene acceptors and methylene donors, stearic acid, vulcanization accelerators, vulcanization Examples of the additives generally used in the rubber industry include retarders, organic peroxides, antioxidants, softeners such as wax and oil, and processing aids.
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。本発明に係るゴム組成物における硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して0.1〜20質量部であることが好ましい。硫黄の含有量が0.1質量部未満であると、加硫ゴムの架橋密度が不足してゴム強度などが低下し、20質量部を超えると、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成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることがより好ましく、0.5〜5質量部であることがさらに好ましい。 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. The sulfur content in the rubber composition according to the present invention is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the sulfur content is less than 0.1 parts by mass, the crosslinking density of the vulcanized rubber will be insufficient and the rubber strength will decrease, and if it exceeds 20 parts by mass, both heat resistance and durability will be deteriorated. . In order to ensure good rubber strength of the vulcanized rubber and to further improve heat resistance and durability, the sulfur content is more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably, it is 0.5-5 mass parts.
加硫促進剤としては、ゴム加硫用として通常用いられる、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の加硫促進剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部であることがより好ましく、0.3〜5質量部であることがさらに好ましい。 As the vulcanization accelerator, sulfenamide vulcanization accelerator, thiuram vulcanization accelerator, thiazole vulcanization accelerator, thiourea vulcanization accelerator, guanidine vulcanization, which are usually used for rubber vulcanization. Vulcanization accelerators such as accelerators and dithiocarbamate vulcanization accelerators may be used alone or in admixture as appropriate. As for content of a vulcanization accelerator, it is more preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, and it is further more preferable that it is 0.3-5 mass parts.
老化防止剤としては、ゴム用として通常用いられる、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の老化防止剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して0.3〜10質量部であることがより好ましく、0.5〜5質量部であることがさらに好ましい。 As an anti-aging agent, an aromatic amine-based anti-aging agent, an amine-ketone-based anti-aging agent, a monophenol-based anti-aging agent, a bisphenol-based anti-aging agent, a polyphenol-based anti-aging agent, dithiocarbamic acid, which are usually used for rubber Anti-aging agents such as a salt-based anti-aging agent and a thiourea-based anti-aging agent may be used alone or in an appropriate mixture. The content of the anti-aging agent is more preferably 0.3 to 10 parts by mass, and further preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
また、本発明に係るゴム組成物では、例えばタイヤ用として使用する場合に、タイヤのベルトとの接着性を向上するため、メチレン受容体およびメチレン供与体を配合しても良い。メチレン受容体およびメチレン供与体を含有するゴム組成物の加硫ゴムでは、メチレン受容体の水酸基とメチレン供与体のメチレン基とが硬化反応することで、他の部材との接着性を高めることができる。 In the rubber composition according to the present invention, for example, when used for tires, a methylene acceptor and a methylene donor may be blended in order to improve the adhesion to the tire belt. In the vulcanized rubber of the rubber composition containing a methylene acceptor and a methylene donor, the hydroxyl group of the methylene acceptor and the methylene group of the methylene donor undergo a curing reaction, thereby improving the adhesion to other members. it can.
メチレン受容体としては、フェノール類化合物、またはフェノール類化合物をホルムアルデヒドで縮合したフェノール系樹脂が用いられる。かかるフェノール類化合物としては、フェノール、レゾルシンまたはこれらのアルキル誘導体が含まれる。アルキル誘導体には、クレゾール、キシレノールなどのメチル基誘導体、ノニルフェノール、オクチルフェノールなどの長鎖アルキル基による誘導体が含まれる。フェノール類化合物は、アセチル基などのアシル基を置換基に含むものであってもよい。 As the methylene acceptor, a phenolic compound or a phenolic resin obtained by condensing a phenolic compound with formaldehyde is used. Such phenolic compounds include phenol, resorcin or alkyl derivatives thereof. Alkyl derivatives include methyl group derivatives such as cresol and xylenol, and derivatives with long chain alkyl groups such as nonylphenol and octylphenol. The phenol compound may contain an acyl group such as an acetyl group as a substituent.
また、フェノール類化合物をホルムアルデヒドで縮合したフェノール系樹脂には、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂(フェノール−ホルムアルデヒド樹脂)、クレゾール樹脂(クレゾール−ホルムアルデヒド樹脂)など、さらには複数のフェノール類化合物からなるホルムアルデヒド樹脂などが含まれる。これらは、未硬化の樹脂であって、液状または熱流動性を有するものが用いられる。 In addition, phenol-based resins obtained by condensing phenolic compounds with formaldehyde include resorcin-formaldehyde resin, phenolic resin (phenol-formaldehyde resin), cresol resin (cresol-formaldehyde resin), etc. and formaldehyde composed of a plurality of phenolic compounds. Resin etc. are included. These are uncured resins that have liquid or heat fluidity.
これらの中でも、ゴム成分や他の成分との相溶性、硬化後の樹脂の緻密さ、さらには信頼性の見地から、メチレン受容体としてはレゾルシンまたはレゾルシン誘導体が好ましく、特には、レゾルシン、またはレゾルシン−アルキルフェノール−ホルマリン樹脂が好ましい。 Among these, from the viewpoint of compatibility with the rubber component and other components, the density of the resin after curing, and the reliability, the methylene acceptor is preferably resorcin or a resorcin derivative, and in particular, resorcin or resorcin Alkylphenol-formalin resins are preferred.
上記メチレン供与体としては、ヘキサメチレンテトラミンまたはメラミン樹脂が用いられる。かかるメラミン樹脂としては、例えば、メチロールメラミン、メチロールメラミンの部分エーテル化物、メラミンとホルムアルデヒドとメタノールの縮合物などが用いられ、その中でもヘキサメトキシメチルメラミンが特に好ましい。 As the methylene donor, hexamethylenetetramine or melamine resin is used. As such a melamine resin, for example, methylol melamine, a partially etherified product of methylol melamine, a condensate of melamine, formaldehyde, and methanol is used, and among them, hexamethoxymethyl melamine is particularly preferable.
上述のとおり、本発明に係る製造方法により製造されたゴムウエットマスターバッチ、およびこれを原料として含有するゴム組成物の加硫ゴムは、発熱性に優れる。したがって、かかるゴム組成物を用いて得られたトレッド、サイドウォール、プライ、ベルト被覆ゴム、およびビードフィラーからなる群より選択される少なくとも1種を備える空気入りタイヤは、発熱性に優れ、例えば転がり抵抗などの特性に優れる。 As described above, the rubber wet masterbatch produced by the production method according to the present invention and the vulcanized rubber of the rubber composition containing this as a raw material are excellent in exothermic properties. Therefore, a pneumatic tire provided with at least one selected from the group consisting of a tread, a sidewall, a ply, a belt-covered rubber, and a bead filler obtained using such a rubber composition is excellent in heat generation, for example, rolling. Excellent resistance and other characteristics.
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(使用原料)
a)カーボンブラック「N330」;「シースト3」(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濃縮ラテックス);(レヂテックス社製)(DRC(Dry Rubber Content)=60%のものをゴム濃度が25質量%となるように調整、質量平均分子量Mw=23.6万)
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)受酸剤
(A)酸化マグネシウム(MgO)、「ナカライテスク社製」
(B)水酸化カルシウム(Ca(OH)2)、「ナカライテスク社製」
(C)炭酸マグネシウム(MgCO3)、「ナカライテスク社製」
f)亜鉛華 亜鉛華3号、(三井金属社製)
g)ステアリン酸、「ルナックS−20」、(花王社製)
h)老化防止剤 「ノクラック6C」、(大内新興化学工業社製)
i)硫黄、「粉末硫黄」、(鶴見化学社製)
j)加硫促進剤 「ノクセラーD」、(大内新興化学社製)
k)オイル 「プロセスNC140」、(JOMO社製)
l)ワックス 「OZOACE0355」、(日本精鑞社製)
m)スチレンブタジエンゴム(SBR) 「SBR1502」、(JSR社製)
(Raw materials used)
a) Carbon black “N330”; “Seast 3” (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
b) Dispersion solvent Water c) Rubber latex solution Natural rubber latex solution (NR concentrated latex); (manufactured by Regex Corp.) (DRC (Dry Rubber Content) = 60%, adjusted so that the rubber concentration is 25% by mass, (Mass average molecular weight Mw = 23.6 million)
d) Coagulant formic acid (primary 85%, 10% solution diluted to pH 1.2), “Nacalai Tesque”
e) Acid acceptor (A) Magnesium oxide (MgO), “Nacalai Tesque”
(B) Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), “manufactured by Nacalai Tesque”
(C) Magnesium carbonate (MgCO 3 ), “Nacalai Tesque”
f) Zinc Hana Zinc Hana 3 (Mitsui Metals)
g) Stearic acid, “Lunac S-20” (manufactured by Kao Corporation)
h) Anti-aging agent “NOCRACK 6C” (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
i) Sulfur, “powder sulfur” (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
j) Vulcanization accelerator “Noxeller D” (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
k) Oil “Process NC140” (manufactured by JOMO)
l) Wax “OZOACE0355” (Nippon Seiki Co., Ltd.)
m) Styrene butadiene rubber (SBR) “SBR1502” (manufactured by JSR)
実施例1
0.5質量%に調整した希薄ラテックス水溶液に、最終的に製造されるゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分を100質量部としたとき80質量部のカーボンブラックを添加し、SILVERSON社製ハイシアーミキサーを使用して、カーボンブラックを分散させることにより(該ミキサーの条件: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)))。
Example 1
80 parts by mass of carbon black is added to a dilute latex aqueous solution adjusted to 0.5% by mass when the rubber component in the finally produced rubber wet masterbatch is 100 parts by mass, and a high shear mixer manufactured by SILVERSON Was used to disperse carbon black (conditions of the mixer: 9000 rpm, 30 minutes)) to produce a carbon black-containing slurry solution with natural rubber latex particles attached (step (I- (a))) .
次に、工程(I−(a))で製造さ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、残りの天然ゴムラテックス溶液(固形分(ゴム)濃度25質量%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、固形分(ゴム)量で100質量部となるように添加し、次いでPRIMIX社製ロボミックスを使用して、60℃に加温した状態で混合し(該ロボミックス条件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(II−(a)))。 Next, to the carbon black-containing slurry solution to which the natural rubber latex particles produced in the step (I- (a)) are attached, water is added so that the remaining natural rubber latex solution (solid content (rubber) concentration is 25% by mass). In combination with the natural rubber latex solution used in step (I- (a)), and added to a solid content (rubber) amount of 100 parts by mass, and then PRIMIX Using the Robomix manufactured, mixing in a state heated to 60 ° C. (the Robomix condition 11300 rpm, 30 minutes) to produce a carbon black-containing natural rubber latex solution to which the natural rubber latex particles adhered (Step (II -(A))).
工程(II−(a))で製造さ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、凝固剤として蟻酸10質量%水溶液をpH4.5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た(工程(III))。 To the carbon black-containing natural rubber latex solution to which the natural rubber latex particles produced in the step (II- (a)) are attached, a 10% by weight aqueous solution of formic acid as a coagulant is added until the pH becomes 4.5, and the mixture is heated to 60 ° C. In a heated state, the carbon black-containing natural rubber latex solution with the natural rubber latex particles adhered thereto was coagulated (step (III)).
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)内で、180℃に加熱しつつ脱水しながら、該脱水機内に自動供給機を用いて、受酸剤である酸化マグネシウムを添加し、除酸処理を行った(工程(IV))。その後、得られたゴムウエットマスターバッチをスエヒロEPM社製スクイザー式1軸押出脱水機(V−02型)内に再度投入し、200℃で乾燥させることにより、ゴムウエットマスターバッチを製造した。 In a state heated to 60 ° C., the coagulated material is separated from the solution (SUS punching metal 2.0φ, filtered with 3.5P), and a squeezer type single-screw extrusion dehydrator (V-02 type) manufactured by Suehiro EPM. In this, while dehydrating while heating to 180 ° C., magnesium oxide as an acid acceptor was added to the dehydrator using an automatic feeder to perform deoxidation treatment (step (IV)). Thereafter, the obtained rubber wet masterbatch was again put into a squeezer type single-screw extrusion dehydrator (model V-02) manufactured by Suehiro EPM, and dried at 200 ° C. to produce a rubber wet masterbatch.
得られた天然ゴムウエットマスターバッチに表1に記載の各種添加剤を配合してゴム組成物とし、その加硫ゴムの物性を測定した。表中、カーボンブラックの充填量はゴム成分に対し60質量部になるように配合した。結果を表1に示す。 Various additives shown in Table 1 were blended with the obtained natural rubber wet masterbatch to obtain a rubber composition, and the physical properties of the vulcanized rubber were measured. In the table, the filling amount of carbon black was blended so as to be 60 parts by mass with respect to the rubber component. The results are shown in Table 1.
比較例1
ゴムウエットマスターバッチの製造に代えて、ゴムドライマスターバッチを使用したこと以外は、実施例1と同じ条件でゴムウエットマスターバッチを製造した。
Comparative Example 1
A rubber wet masterbatch was produced under the same conditions as in Example 1 except that a rubber dry masterbatch was used instead of the rubber wet masterbatch.
実施例2〜4、比較例2〜3
受酸剤の有無および使用した受酸剤の種類などを表1に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同じ条件でゴムウエットマスターバッチを製造した。
Examples 2-4, Comparative Examples 2-3
A rubber wet masterbatch was produced under the same conditions as in Example 1 except that the presence or absence of the acid acceptor and the type of the acid acceptor used were changed to those shown in Table 1.
(評価)
評価は、各ゴム組成物を所定の金型を使用して、150℃で30分間加熱、加硫して得られたゴムについて行った。
(Evaluation)
The evaluation was performed on rubber obtained by heating and vulcanizing each rubber composition at 150 ° C. for 30 minutes using a predetermined mold.
(ムーニー粘度)
JIS K6300に準拠して東洋精機(株)製ロータレスムーニー測定機を用い、未加硫ゴムを100℃で1分間余熱後、4分後のトルク値をムーニー単位で測定し、比較例2の値を100とした指数で示した。粘度測定値が低いほどINDEX値が低くなり、粘度が安定していることを意味する。結果を表1に示す。
(Mooney viscosity)
In accordance with JIS K6300, using a rotorless Mooney measuring machine manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., after preheating the unvulcanized rubber at 100 ° C. for 1 minute, the torque value after 4 minutes was measured in Mooney units. It was shown as an index with a value of 100. The lower the measured viscosity value, the lower the INDEX value, which means that the viscosity is stable. The results are shown in Table 1.
(発熱性)
東洋精機(株)製の粘弾性試験機を使用し、周波数10Hz、静歪10%、同歪1%、 温度60℃で損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で示した。発熱性が低いほどINDEX値が低くなり良好であることを意味する。結果を表1に示す。
(Exothermic)
Using a viscoelasticity tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., the loss factor tan δ was measured at a frequency of 10 Hz, a static strain of 10%, the same strain of 1%, and a temperature of 60 ° C. Indicated. The lower the exothermicity, the lower the INDEX value, and the better. The results are shown in Table 1.
表1の結果から、実施例1〜4に係るゴムウエットマスターバッチは、ムーニー粘度が低く、安定していることがわかる。さらに、実施例1〜3に係るゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物の加硫ゴムは、tanδが低く、発熱性が低いことがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that the rubber wet masterbatches according to Examples 1 to 4 have a low Mooney viscosity and are stable. Furthermore, it can be seen that the vulcanized rubber of the rubber composition containing the rubber wet masterbatch according to Examples 1 to 3 has a low tan δ and a low exothermic property.
Claims (4)
前記充填材を前記分散溶媒中に分散させて充填材含有スラリー溶液を製造する工程(I)、前記充填材含有スラリー溶液と前記ゴムラテックス溶液とを混合して、充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II)、前記充填材含有ゴムラテックス溶液に凝固剤としての酸を添加することにより、前記充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固させる工程(III)、および前記工程(III)で得られた、凝固物を含む前記充填材含有ゴムラテックス溶液に受酸剤を添加し、除酸処理を行う工程(IV)を有することを特徴とするゴムウエットマスターバッチの製造方法。 A method for producing a rubber wet masterbatch obtained using at least a filler, a dispersion solvent, and a rubber latex solution as raw materials,
Step (I) of producing a filler-containing slurry solution by dispersing the filler in the dispersion solvent, and mixing the filler-containing slurry solution and the rubber latex solution to produce a filler-containing rubber latex solution. Obtained by the step (II), the step (III) of coagulating the filler-containing rubber latex solution by adding an acid as a coagulant to the filler-containing rubber latex solution, and the step (III). A method for producing a rubber wet masterbatch, comprising a step (IV) of adding an acid acceptor to the filler-containing rubber latex solution containing a coagulum and performing a deoxidation treatment.
前記工程(II)が、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材を含有するスラリー溶液と、残りの前記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前記充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II−(a))である請求項1または2に記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法。 When the step (I) disperses the filler in the dispersion solvent, a slurry solution containing the filler to which rubber latex particles are adhered is added by adding at least a part of the rubber latex solution. A manufacturing step (I- (a)),
In the step (II), the slurry solution containing the filler to which rubber latex particles are adhered is mixed with the remaining rubber latex solution to produce the filler-containing rubber latex solution to which rubber latex particles are adhered. The method for producing a rubber wet masterbatch according to claim 1, wherein the rubber wet masterbatch is a step (II- (a)).
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