JP4076631B2 - Rubber composition - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、タイヤ用ゴム組成物には補強材としてカーボンブラックが用いられているが、最近は、特にウェット性能、耐摩耗性および低燃費性に対する市場の要求に応じて、シリカを配合するようになっている。そしてこの場合、シリカの分散性を向上させ、かつ加工性を低下させないためにポリエチレングリコールや多量のシランカップリング剤が配合されている。
【0003】
しかし、シランカップリング剤はゴム組成物の加工中にシリカと反応させて化学的に結合させる必要があるところ、温度や混練回数などの条件を厳しく制御する必要があり、生産性に劣るという問題がある。
【0004】
また、シリカ表面のシラノール基とシランカップリング剤とを効率良く反応させるために、シランカップリング剤の配合量はシリカの数重量%で良いとされているが、混練りのために密閉式混練り機を用いるばあい、反応効率に劣るため、シランカップリング剤の配合量をシリカの5〜15重量%(好ましくは8重量%)とする必要があり、未反応のままゴム組成物中に残るシランカップリング剤が、加工中のゴム焼け、加硫ゴムの破壊特性の低下を招くという問題があった。
【0005】
さらに、シランカップリング剤にイオウが含まれる場合、混練温度が高過ぎるとゴム組成物において架橋反応が進行し、加工性に劣り、加硫後のゴム組成物の物性も劣るという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述の事実に鑑み、本発明の目的は、シリカ、シランカップリング剤およびn−アルキルアミンを含んでなるゴム組成物について、特定の条件下で混練することによってシリカとシランカップリング剤との反応効率を高め、加工性および物性に優れたゴム組成物をうることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(a)ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤、および炭素数が3〜18であるn−アルキルアミンを120℃以下の温度で混練して混練物をえ、ついで
(b)加硫剤、加硫助剤および加硫促進剤を除く他の添加剤を前記混練物に添加したのち、前記工程(a)における温度から160℃以上の温度にまで加熱しながら混練りして得られるゴム組成物に関する。
【0009】
さらに本発明は、(a)ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤、および炭素数が3〜18であるn−アルキルアミンを120℃以下の温度で混練して混練物を得る工程、ならびに
(b)加硫剤、加硫助剤および加硫促進剤を除く他の添加剤を前記混練物に添加したのち、160℃以上の温度で混練りする工程を含むゴム組成物の製造方法にも関する。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は、特願平10−187295号明細書記載のシリカ、シランカップリング剤およびn−アルキルアミンを含んでなるゴム組成物の改良である。
【0012】
本発明は、ゴム組成物を得る際に2段階の混練を行なう点に最大の特徴を有する。この2段階の混練を行なうことにより、シリカとシランカップリング剤との反応効率を高め、ウェットグリップ、低燃費性、耐摩耗性に優れるゴム組成物を得ることができる。
【0013】
まず、第一の工程である工程(a)においては、ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤、およびn−アルキルアミンを120℃以下の温度で混練して混練物を得る。
【0014】
本発明において用いるジエン系ゴムとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえば天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、イソプレンブタジエンゴム(IBR)、ブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、ゴムの強度という点から、NR、SBR、IR、BRを用いるのが好ましい。
【0015】
つぎに、本発明において用いるシリカとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、補強性とシリカの分散性の両立という点からチッ素吸着比表面積が100〜300m2 /gであるものが好ましく、さらに、タイヤトレッドとしての補強性という点から、チッ素吸着比表面積が100〜250m2 /gであるものが特に好ましい。
【0016】
かかるシリカについて市販されているものとしては、たとえば日本シリカ工業(株)製のニプシルVN3、ニプシルAQ、デグサジャパン社製のウルトラシルVN3などがあげられる。
【0017】
本発明におけるシリカの配合量としては、前記ジエン系ゴム100重量部に対して10〜150重量部であればよいが、タイヤの摩耗、グリップという点から、20〜90重量部であるのが好ましい。
【0018】
つぎに、本発明のゴム組成物にはカーボンブラックを配合させてもよく、かかるカーボンブラックとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、分散性という点からチッ素吸着比表面積が30〜200m2 /gであり、圧縮ジブチルフタレート(24M4DBP)吸油量が30〜150ml/100gであるものが好ましく、さらに、補強性という点から、チッ素吸着比表面積が50〜200m2 /gであり、24M4DBP吸油量が50〜150ml/100gであるものが特に好ましい。
【0019】
本発明におけるカーボンブラックの配合量としては、前記ジエン系ゴム100重量部に対して0〜150重量部であればよいが、タイヤの摩耗、グリップという点から、20〜90重量部であるのが好ましい。
【0020】
つぎに、本発明のゴム組成物において配合するシランカップリング剤としては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえばビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシリルエチル)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(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクレートモノスルフィドなどがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、カップリング効果およびコストという点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドを用いるのが好ましい。
【0021】
ここで、シランカップリング剤の配合量については、カップリング効果という点から、シリカの配合量の2〜20重量%であればよく、加工性という点から、2〜15重量%であるのが好ましく、さらに加硫後のゴム組成物の破壊特性の低下防止という点から、2〜10重量%であるのが特に好ましい。
【0022】
つぎに、本発明においては、シリカとシランカップリング剤との反応効率を改善させるために、n−アルキルアミンを配合する。
【0023】
本発明において用いるn−アルキルアミンは、触媒効果が充分に発揮されるという点から、炭素数が3〜18であればよいが、3〜12であるのが好ましく、さらに、3〜6であるのが好ましい。
【0024】
具体的には、n−プロピルアミン(炭素数3)、n−ブチルアミン(炭素数4)、n−ペンチルアミン(炭素数5)、n−ヘキシルアミン(炭素数6)、n−ヘプチルアミン(炭素数7)、n−オクチルアミン(炭素数8)、n−ノニルアミン(炭素数9)、n−デシルアミン(炭素数10)、n−ウンデシルアミン(炭素数11)、n−ドデシルオクチルアミン(炭素数12)、n−テトラデシルアミン(炭素数14)、n−セチルアミン(炭素数16)、n−オクタデシルアミン(炭素数18)などがあげられ、それぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、触媒効果が高いという点から、n−ブチルアミン、n−ヘキシルアミンなど(炭素数3〜6)を用いるのが好ましい。
【0025】
本発明におけるn−アルキルアミンの配合量としては、触媒効果を充分に発揮させ、かつゴム焼けを起こさせないという点から、ジエン系ゴム100重量部に対して0.2〜10重量部であればよいが、加工性を維持するという点から、0.2〜5重量部であるのが好ましく、さらに経済性という点から、0.2〜3重量部であるのが特に好ましい。
【0026】
かかる工程(a)における混練の条件としては、まず、シリカとシランカップリング剤のみを選択的に反応させるという点から、120℃以下の温度とするが、上記反応の効率をあげるという点から、80〜120℃の温度とするのが好ましく、さらに選択的に反応させるという点から、80〜115℃の温度とするのが特に好ましい。
【0027】
混練時間としては、前述した各成分が均一に分散する範囲であれば特に制限はないが、反応(シリカとシランカップリング剤)を充分に行なうという点から、2〜8分間であるのが好ましく、さらに、充分にシリカを分散させるという点から、3〜8分間であるのが特に好ましい。
【0028】
また、この場合の混練手段としては、従来からのものであれば特に制限はなく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダーなどの密閉式混練機、オープンロールなどを用いればよい。
【0029】
つぎに、本発明の工程(b)においては、加硫剤および加硫促進剤を除く他の添加剤を前記混練物に添加したのち、工程(a)における温度から160℃以上の温度にまで加熱しながら混練りする。
【0030】
加硫剤および加硫促進剤を除く他の添加剤としては、たとえばカーボンブラック、タルク、クレーなどの充填剤、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイルなどの軟化剤、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などの粘着付与剤、老化防止剤などがあげられる。
【0031】
これらの添加剤の配合量は、本発明の効果を損なわない範囲で当業者であれば適宜選択することができる。なお、これらの添加剤を含まない場合は、工程(a)で得られた混練物をそのまま工程(b)の混練に供すればよい。
【0032】
工程(b)における混練の条件としては、160℃以上の温度、加工性を保つことができるという点から好ましくは160〜180℃までの温度で混練を行なう。
【0033】
混練時間は、充分に温度を上げるという点から、2〜8分間であればよく、さらに、加工性がよいという点から、2〜6分間であるのが好ましい。
【0034】
また、工程(b)においても工程(a)で用いた手段を用いて混練すればよい。たとえば工程(a)において混練した混練物は、該工程(a)において用いた混練機などから一旦排出した後、ついで改めて別の混練機に移して工程(b)の混練を行なってもよい。また、工程(a)において排出操作を行なわず、工程(a)および工程(b)を同一の混練機中で連続的に行なってもよい。
【0035】
かくして本発明のゴム組成物を得ることができるが、本発明のゴム組成物には工程(b)ののち、加硫させることができるようにイオウ、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫助剤などを添加してもよい(工程(c))。
【0036】
この場合の加硫剤、加硫促進剤および加硫助剤の配合量としては、従来どおりでよく、本発明の効果を損なわない範囲であればよい。また、混練条件についても従来どおりでよい。さらに、加硫の方法および条件も、従来どおりでよい。
【0037】
以上のようにして得られる加硫後の本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッドに好適に用いることができる。
【0038】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【0039】
【実施例】
実施例1〜4
表1に示す配合割合および混練条件にしたがって、まず、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いてジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤、およびn−アルキルアミンを混練、排出して混練物をえ(工程(a))、ついで、同様の1.7リットルのバンバリーミキサーを用いて混練し(工程(b))、本発明のゴム組成物を得た。
【0040】
つぎに、本発明のゴム組成物に、オープンロールを用いて加硫剤(イオウ)1.5重量部、加硫助剤(亜鉛華3重量部およびステアリン酸2重量部)ならびに加硫促進剤(NS 1重量部およびPPG 0.5重量部)を混合して未加硫のゴム組成物をえた。この未加硫のゴム組成物を170℃で15分間加硫することによって、加硫後の本発明のゴム組成物1を得た。
【0041】
なお、ジエン系ゴムとしては住友化学工業(株)製のSBR1502、シリカとしてはデグサ社製のウルトラジルVN3グラニュールタイプ、シランカップリング剤としてはデグサ社製のSi69、n−アルキルアミンとしてはn−ブチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−セチルアミン、n−ステアリルアミンを用いた。
【0042】
得られたゴム組成物について以下の評価を行なった。
【0043】
[試験方法]
▲1▼ムーニー粘度:加硫前のゴム組成物について、JIS K6300にしたがって測定した。
【0044】
▲2▼引張り試験:加硫後のゴム組成物について、JIS K6301にしたがって、3号ダンベルの形状のサンプルを作製し、引張り速度500mm/minで引張り試験を行ない、M100、M300、TB 、EB およびHs を測定した。
【0045】
▲3▼損失正接(tanδ):岩本製作所(株)製のVES−FIII2を用いて、周波数10Hzで0℃(歪み±0.25%)と70℃(歪み±1%)におけるtanδを測定した。0℃におけるtanδの値が大きいほどウェット性能に優れており、70℃におけるtanδの値が小さいほど低転がり抵抗性に優れている。
【0046】
▲4▼ランボーン摩耗試験:温度23℃、負荷荷重2kg、スリップ率20%、落砂量20g/min、試験時間5分間の条件で、ゴム組成物の容積損失を計算した。後述する比較例1の損失量を100として下記の計算式:
(摩耗指数)={(比較例1における損失量)/(実施例における損失量)}×100
より指数にして評価した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れている。
【0047】
▲5▼ウェットスキッド試験:スタンレー社製のポータブルスキッドテスターを用いてASTM E303−83法にしたがって測定した。結果の値(指数)を下記の式:
(ウェットスキッド指数)={(実施例における指数)/(比較例1における指数)}×100
により指数にして評価した。指数が大きいほどウェットスキッド性能に優れている。
【0048】
前記試験の結果を表1にまとめて示す。
【0049】
比較例1
表1に示す条件で工程(a)のみの1段階の混練りを行なったほかは、実施例1と同様にして比較ゴム組成物1をえ、実施例1と同様の試験を行なった。結果を表1に示す。
【0050】
比較例2
工程(a)および工程(b)の条件を表1に示すものにかえたほかは、実施例1と同様にして比較ゴム組成物2をえ、実施例1と同様の試験を行なった。結果を表1に示す。
【0051】
比較例3
n−アルキルアミンのかわりにn−エイコシルアミンを用いたほかは、比較例2と同様にして比較ゴム組成物3をえ、実施例1と同様の試験を行なった。結果を表1に示す。
【0052】
【表1】
【0053】
表1より、特定の条件で2段階の混練を行なうことにより、ムーニー粘度がさがり、加工性がよくなるばかりか、耐摩耗性、ウェットスキッド性、転がり抵抗がよくなるということがわかる。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、シリカとシランカップリング剤との反応効率を高めることにより、低転がり抵抗性(低燃費性)およびウェット性能に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物をうることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition for a tire tread.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, carbon black has been used as a reinforcing material in rubber compositions for tires, but recently, silica has been added particularly according to market demands for wet performance, wear resistance and fuel efficiency. It has become. In this case, polyethylene glycol and a large amount of a silane coupling agent are blended in order to improve the dispersibility of silica and not to deteriorate the processability.
[0003]
However, the silane coupling agent needs to react with silica during processing of the rubber composition to be chemically bonded, and it is necessary to strictly control conditions such as temperature and the number of kneading times, resulting in poor productivity. There is.
[0004]
In order to efficiently react the silanol groups on the silica surface with the silane coupling agent, the amount of the silane coupling agent is considered to be several weight% of silica. When using a kneader, the reaction efficiency is inferior, so the amount of the silane coupling agent needs to be 5 to 15% by weight (preferably 8% by weight) of silica, and it remains unreacted in the rubber composition. There was a problem that the remaining silane coupling agent caused rubber burning during processing and deterioration of the destructive properties of the vulcanized rubber.
[0005]
Furthermore, when sulfur is contained in the silane coupling agent, if the kneading temperature is too high, a crosslinking reaction proceeds in the rubber composition, resulting in poor processability and poor physical properties of the rubber composition after vulcanization.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above facts, the object of the present invention is to react a silica and a silane coupling agent by kneading the rubber composition comprising silica, a silane coupling agent and an n-alkylamine under specific conditions. The object is to obtain a rubber composition having improved efficiency and excellent processability and physical properties.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, (a) a diene rubber, silica, a silane coupling agent, and an n-alkylamine having 3 to 18 carbon atoms are kneaded at a temperature of 120 ° C. or less to obtain a kneaded product, and then (b) After adding other additives except the vulcanizing agent, vulcanization auxiliary and vulcanization accelerator to the kneaded product, kneading while heating from the temperature in the step (a) to a temperature of 160 ° C. or higher. The present invention relates to a rubber composition to be obtained.
[0009]
The present invention further includes (a) a step of kneading a diene rubber, silica, a silane coupling agent, and an n-alkylamine having 3 to 18 carbon atoms at a temperature of 120 ° C. or lower to obtain a kneaded product, and ( b) A method for producing a rubber composition including a step of kneading at a temperature of 160 ° C. or higher after adding other additives excluding a vulcanizing agent, a vulcanizing aid and a vulcanization accelerator to the kneaded product. Related.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is an improvement of a rubber composition comprising silica, a silane coupling agent and an n-alkylamine described in Japanese Patent Application No. 10-187295.
[0012]
The present invention has the greatest feature in that two-stage kneading is performed when obtaining a rubber composition. By performing this two-stage kneading, the reaction efficiency between silica and the silane coupling agent can be increased, and a rubber composition excellent in wet grip, low fuel consumption, and wear resistance can be obtained.
[0013]
First, in step (a), which is the first step, a diene rubber, silica, a silane coupling agent, and n-alkylamine are kneaded at a temperature of 120 ° C. or lower to obtain a kneaded product.
[0014]
The diene rubber used in the present invention is not particularly limited as long as it is conventionally used in the tire field. For example, natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), Examples include ethylene propylene diene rubber (EPDM), isoprene butadiene rubber (IBR), butadiene rubber (BR), and butyl rubber (IIR), and these may be used alone or in any combination as long as the effects of the present invention are not impaired. Can be used. Of these, NR, SBR, IR, and BR are preferably used from the viewpoint of rubber strength.
[0015]
Next, the silica used in the present invention is not particularly limited as long as it is conventionally used in the field of tires, but has a nitrogen adsorption specific surface area of 100 from the viewpoint of compatibility between reinforcement and silica dispersibility. ~300m preferably has a 2 / g, further, from the viewpoint of the reinforcing property as a tire tread, as the nitrogen adsorption specific surface area of 100 to 250 m 2 / g is particularly preferred.
[0016]
Examples of commercially available silicas include Nipsil VN3, Nipsil AQ manufactured by Nippon Silica Kogyo Co., Ltd., and Ultrasil VN3 manufactured by Degussa Japan.
[0017]
The blending amount of silica in the present invention may be 10 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber, but is preferably 20 to 90 parts by weight from the viewpoint of tire wear and grip. .
[0018]
Next, carbon rubber may be blended in the rubber composition of the present invention, and such carbon black is not particularly limited as long as it is conventionally used in the field of tires, but it is dispersible. To a nitrogen adsorption specific surface area of 30 to 200 m 2 / g, and a compressed dibutyl phthalate (24M4DBP) oil absorption of 30 to 150 ml / 100 g is preferable. Further, in terms of reinforcement, the nitrogen adsorption specific surface area is Particularly preferred is 50 to 200 m 2 / g and a 24M4DBP oil absorption of 50 to 150 ml / 100 g.
[0019]
The blending amount of carbon black in the present invention may be 0 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber, but is 20 to 90 parts by weight from the viewpoint of tire wear and grip. preferable.
[0020]
Next, the silane coupling agent compounded in the rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it is conventionally used in the field of tires. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetra Sulfide, bis (2-triethoxylylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyl Triethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyl Limethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilyl Propyl-N, N-dimethylcarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, etc. are mentioned, and these may be used alone or in any combination. It can be used in conjunction. Of these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is preferably used from the viewpoint of the coupling effect and cost.
[0021]
Here, about the compounding quantity of a silane coupling agent, it should just be 2-20 weight% of the compounding quantity of a silica from the point of a coupling effect, and it is 2-15 weight% from the point of workability. Further, it is particularly preferably 2 to 10% by weight from the viewpoint of preventing the deterioration of the fracture characteristics of the rubber composition after vulcanization.
[0022]
Next, in this invention, in order to improve the reaction efficiency of a silica and a silane coupling agent, n-alkylamine is mix | blended.
[0023]
The n-alkylamine used in the present invention may have 3 to 18 carbon atoms from the viewpoint that the catalytic effect is sufficiently exhibited, but is preferably 3 to 12, and more preferably 3 to 6. Is preferred.
[0024]
Specifically, n-propylamine (3 carbon atoms), n-butylamine (4 carbon atoms), n-pentylamine (5 carbon atoms), n-hexylamine (6 carbon atoms), n-heptylamine (carbon) 7), n-octylamine (carbon number 8), n-nonylamine (carbon number 9), n-decylamine (carbon number 10), n-undecylamine (carbon number 11), n-dodecyloctylamine (carbon) (Equation 12), n-tetradecylamine (carbon number 14), n-cetylamine (carbon number 16), n-octadecylamine (carbon number 18), and the like. These may be used alone or in any combination. it can. Especially, it is preferable to use n-butylamine, n-hexylamine, etc. (C3-C6) from the point that a catalyst effect is high.
[0025]
The amount of the n-alkylamine in the present invention is 0.2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber from the viewpoint that the catalytic effect is sufficiently exhibited and the rubber is not burned. However, it is preferably 0.2 to 5 parts by weight from the viewpoint of maintaining workability, and more preferably 0.2 to 3 parts by weight from the viewpoint of economy.
[0026]
As the kneading conditions in the step (a), first, the temperature is 120 ° C. or less from the point of selectively reacting only silica and the silane coupling agent, but from the point of increasing the efficiency of the reaction, A temperature of 80 to 120 ° C. is preferable, and a temperature of 80 to 115 ° C. is particularly preferable from the viewpoint of allowing a selective reaction.
[0027]
The kneading time is not particularly limited as long as the above-described components are uniformly dispersed, but is preferably 2 to 8 minutes from the viewpoint of sufficiently performing the reaction (silica and silane coupling agent). Further, it is particularly preferably 3 to 8 minutes from the viewpoint of sufficiently dispersing silica.
[0028]
The kneading means in this case is not particularly limited as long as it is conventional, and for example, a closed kneader such as a Banbury mixer or a kneader, an open roll or the like may be used.
[0029]
Next, in the step (b) of the present invention, other additives excluding the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added to the kneaded product, and then the temperature in the step (a) is increased to a temperature of 160 ° C. or higher. Knead while heating.
[0030]
Other additives excluding vulcanizing agents and vulcanization accelerators include fillers such as carbon black, talc and clay, softeners such as paraffinic, aromatic and naphthenic process oils, coumarone indene resins, Examples thereof include tackifiers such as rosin resins and cyclopentadiene resins, and antiaging agents.
[0031]
The amount of these additives can be appropriately selected by those skilled in the art within a range not impairing the effects of the present invention. In addition, what is necessary is just to use for the kneading | mixing of a process (b) as it is, the kneaded material obtained by the process (a), when these additives are not included.
[0032]
As the kneading conditions in the step (b), the kneading is preferably performed at a temperature of 160 ° C. or higher and a temperature of 160 to 180 ° C. from the viewpoint that processability can be maintained.
[0033]
The kneading time may be 2 to 8 minutes from the viewpoint of sufficiently raising the temperature, and is preferably 2 to 6 minutes from the viewpoint of good workability.
[0034]
Moreover, what is necessary is just to knead | mix using the means used at the process (a) also in the process (b). For example, the kneaded material kneaded in the step (a) may be once discharged from the kneader used in the step (a) and then transferred to another kneader and kneaded in the step (b). Further, the step (a) and the step (b) may be continuously performed in the same kneader without performing the discharging operation in the step (a).
[0035]
Thus, the rubber composition of the present invention can be obtained. In the rubber composition of the present invention, a vulcanizing agent such as sulfur and peroxide, vulcanized so that it can be vulcanized after step (b). Accelerators, vulcanization aids such as stearic acid and zinc oxide may be added (step (c)).
[0036]
In this case, the blending amounts of the vulcanizing agent, the vulcanization accelerator, and the vulcanizing auxiliary agent may be the same as in the past, and may be within a range not impairing the effects of the present invention. The kneading conditions may be the same as before. Furthermore, the vulcanization method and conditions may be the same as before.
[0037]
The rubber composition of the present invention after vulcanization obtained as described above can be suitably used for a tire tread.
[0038]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0039]
【Example】
Examples 1-4
According to the blending ratio and kneading conditions shown in Table 1, first, a diene rubber, silica, silane coupling agent, and n-alkylamine were kneaded and discharged using a 1.7 liter hermetic Banbury mixer. (Step (a)), and then kneaded using the same 1.7 liter Banbury mixer (Step (b)) to obtain a rubber composition of the present invention.
[0040]
Next, 1.5 parts by weight of a vulcanizing agent (sulfur), a vulcanization auxiliary (3 parts by weight of zinc white and 2 parts by weight of stearic acid) and a vulcanization accelerator using an open roll are added to the rubber composition of the present invention. (1 part by weight of NS and 0.5 part by weight of PPG) were mixed to obtain an unvulcanized rubber composition. This unvulcanized rubber composition was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to obtain a rubber composition 1 of the present invention after vulcanization.
[0041]
The diene rubber is SBR1502 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., the silica is Ultrazil VN3 granule type manufactured by Degussa, the silane coupling agent is Si69 manufactured by Degussa, and the n-alkylamine is n-. Butylamine, n-hexylamine, n-cetylamine, and n-stearylamine were used.
[0042]
The following evaluation was performed about the obtained rubber composition.
[0043]
[Test method]
(1) Mooney viscosity: The rubber composition before vulcanization was measured according to JIS K6300.
[0044]
▲ 2 ▼ Tensile Test: For the rubber composition after vulcanization, in accordance with JIS K6301, to prepare a sample in the form of No. 3 dumbbell, subjected to tensile test at a pulling speed of 500mm / min, M100, M300, T B, E B and H s were measured.
[0045]
(3) Loss tangent (tan δ): Using a VES-FIII2 manufactured by Iwamoto Seisakusho, tan δ was measured at a frequency of 10 Hz at 0 ° C. (strain ± 0.25%) and 70 ° C. (strain ± 1%). . The larger the value of tan δ at 0 ° C, the better the wet performance, and the smaller the value of tan δ at 70 ° C, the better the rolling resistance.
[0046]
(4) Lambourne abrasion test: The volume loss of the rubber composition was calculated under the conditions of a temperature of 23 ° C., a load of 2 kg, a slip rate of 20%, a sandfall amount of 20 g / min, and a test time of 5 minutes. Assuming that the loss amount of Comparative Example 1 described later is 100, the following formula
(Abrasion index) = {(loss amount in Comparative Example 1) / (loss amount in Example)} × 100
More indexed and evaluated. The higher the index, the better the wear resistance.
[0047]
(5) Wet skid test: Measured according to ASTM E303-83 method using a portable skid tester manufactured by Stanley. The resulting value (index) is the following formula:
(Wet skid index) = {(Index in Example) / (Index in Comparative Example 1)} × 100
Was evaluated as an index. The larger the index, the better the wet skid performance.
[0048]
The results of the test are summarized in Table 1.
[0049]
Comparative Example 1
A comparative rubber composition 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that only the step (a) was kneaded under the conditions shown in Table 1, and the same test as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
[0050]
Comparative Example 2
A comparative rubber composition 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions in step (a) and step (b) were changed to those shown in Table 1, and the same test as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
[0051]
Comparative Example 3
A comparative rubber composition 3 was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that n-eicosylamine was used in place of n-alkylamine, and the same test as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
[0052]
[Table 1]
[0053]
From Table 1, it can be seen that by performing two-stage kneading under specific conditions, the Mooney viscosity is reduced, the workability is improved, and the wear resistance, wet skid resistance, and rolling resistance are improved.
[0054]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition for tire tread excellent in low rolling resistance (low fuel consumption property) and wet performance can be obtained by improving the reaction efficiency of a silica and a silane coupling agent.
Claims (2)
(b)加硫剤、加硫助剤および加硫促進剤を除く他の添加剤を前記混練物に添加したのち、160℃以上の温度で混練りして得られるゴム組成物。(A) a diene rubber, silica, a silane coupling agent, and an n-alkylamine having 3 to 18 carbon atoms are kneaded at a temperature of 120 ° C. or less to obtain a kneaded product, and then (b) a vulcanizing agent, A rubber composition obtained by adding other additives excluding a vulcanization auxiliary and a vulcanization accelerator to the kneaded product and kneading at a temperature of 160 ° C. or higher.
(b)加硫剤、加硫助剤および加硫促進剤を除く他の添加剤を前記混練物に添加したのち、160℃以上の温度で混練りする工程を含むゴム組成物の製造方法。(A) a step of kneading a diene rubber, silica, a silane coupling agent, and an n-alkylamine having 3 to 18 carbon atoms at a temperature of 120 ° C. or lower to obtain a kneaded product, and (b) a vulcanizing agent. A method for producing a rubber composition comprising a step of kneading at a temperature of 160 ° C. or higher after adding other additives excluding a vulcanization aid and a vulcanization accelerator to the kneaded product.
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