JPH11130908A - Rubber composition - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、低燃費性(低転が
り抵抗)、湿潤路面でのグリップ性能などのウェット性
能および耐摩耗性に優れ、さらに耐ゴム焼け性および破
壊特性に優れたゴム組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition having excellent fuel efficiency (low rolling resistance), excellent wet performance such as grip performance on wet road surfaces, and excellent wear resistance, and also excellent rubber scorch resistance and fracture characteristics. About things.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、特にタイヤ用のゴム組成物に
おいては、シリカを配合して低燃費性(低転がり抵
抗)、ウェット性能および耐摩耗性の両立を図るばあ
い、ゴム組成物にシランカップリング剤を配合すること
により補強性を補っている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a rubber composition for a tire, in particular, when silica is blended to achieve low fuel consumption (low rolling resistance), wet performance and abrasion resistance, a silane may be added to the rubber composition. Reinforcing properties are supplemented by adding a coupling agent.
【0003】このばあいシランカップリング剤は混練中
にシリカ表面のシラノール基と化学結合させる必要があ
る。しかし、バンバリーミキサーなどの密閉式混練機を
用いて混練するばあいはシランカップリング剤の反応効
率が低いため、シリカの配合量の5〜15重量%という
比較的多量のシランカップリング剤を配合している。In this case, the silane coupling agent must be chemically bonded to silanol groups on the silica surface during kneading. However, when kneading using an internal mixer such as a Banbury mixer, the reaction efficiency of the silane coupling agent is low, so a relatively large amount of 5 to 15% by weight of the silica is used. doing.
【0004】多量のシランカップリング剤を配合する
と、未反応のまま残るシランカップリング剤の量も多く
なり、混練中にゴム組成物がゴム焼けを起こしたり、加
硫後のゴム組成物の破壊特性が低下するという問題があ
る。When a large amount of the silane coupling agent is blended, the amount of the silane coupling agent remaining unreacted also increases, and the rubber composition may be burned during kneading or the rubber composition may be destroyed after vulcanization. There is a problem that characteristics are deteriorated.
【0005】そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、
非イオン界面活性剤を配合することにより、シランカッ
プリング剤の配合量を最小限にし、かつそのシランカッ
プリング剤が完全に反応して混練中にゴム焼けを起こさ
ず、破壊特性に優れるゴム組成物をうるに至った。Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies and as a result,
By compounding a nonionic surfactant, the amount of the silane coupling agent is minimized, and the silane coupling agent reacts completely to prevent rubber scorching during kneading and a rubber composition with excellent breaking characteristics I got something.
【0006】ところで、たとえば特開平8−53002
号および特開平8−73657号各公報においては、シ
リカを配合してなるゴム組成物に関して、加硫の遅れを
防ぎ、シリカの分散を助けるために活性剤を配合すると
の記載があるが、本発明の非イオン界面活性剤と異なる
活性剤を用いており、かつシランカップリング剤の使用
量は低減されておらず、えられるゴム組成物が耐ゴム焼
け性および破壊特性に劣るという問題は解消されていな
い。また特開平9−111039号公報においては、シ
リカを配合してなるゴム組成物に関して、帯電防止のた
めに非イオン界面活性剤を配合するとの記載があるが、
この技術においてもシランカップリング剤の使用量は低
減されておらず、えられるゴム組成物の耐ゴム焼け性お
よび破壊特性は改善されていない。By the way, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-53002
JP-A-8-73657 and JP-A-8-73657 disclose that a rubber composition containing silica is compounded with an activator to prevent delay in vulcanization and to aid dispersion of silica. The use of an activator different from the nonionic surfactant of the present invention and the use of a silane coupling agent has not been reduced, and the problem that the obtained rubber composition is inferior in rubber scorch resistance and breaking characteristics is solved. It has not been. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-111039 describes that a rubber composition containing silica is compounded with a nonionic surfactant for preventing static electricity.
Also in this technique, the amount of the silane coupling agent used is not reduced, and the rubber scoring resistance and the breaking properties of the obtained rubber composition are not improved.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明の目的
は、シリカを配合してなるゴム組成物について、低燃費
性(低転がり抵抗)、ウェット性能および耐摩耗性、破
壊特性にバランスよく優れ、さらに耐ゴム焼け性などの
加工性にも優れたゴム組成物をうることにある。That is, an object of the present invention is to provide a rubber composition containing silica, which has a good balance of low fuel consumption (low rolling resistance), wet performance, abrasion resistance, and fracture characteristics. Another object of the present invention is to provide a rubber composition having excellent workability such as rubber burning resistance.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、ジエン系ゴム
100重量部に対して、20〜100重量%のシリカか
らなる充填材40〜150重量部、シリカ配合量の2重
量%以上5重量%未満のシランカップリング剤、および
シリカ配合量の2重量%以上10重量%未満の非イオン
界面活性剤を配合してなるゴム組成物に関する。According to the present invention, 40 to 150 parts by weight of a filler composed of 20 to 100% by weight of silica based on 100 parts by weight of a diene rubber, and 2 to 5% by weight of the silica compounding amount. % Of a silane coupling agent, and 2 to 10% by weight of a silica composition.
【0009】シランカップリング剤は、[0009] The silane coupling agent is
【0010】[0010]
【化2】 Embedded image
【0011】(式中、Zは−Si(R1)2R2、−Si
R1(R2)2または−Si(R2)3(ただし、R1は炭素
数1〜4のアルキル基、シクロヘキシル基またはフェニ
ル基、R2は炭素数1〜8のアルコキシ基または炭素数
5〜8のシクロアルコキシ基)、Rは炭素数1〜18の
2価の炭化水素基、nは2〜8の整数)で示されるのが
好ましい。(Where Z is -Si (R 1 ) 2 R 2 , -Si
R 1 (R 2 ) 2 or —Si (R 2 ) 3 (where R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, cyclohexyl group or phenyl group, and R 2 is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or carbon number) 5-8 cycloalkoxy groups), and R is preferably a divalent hydrocarbon group having 1-18 carbon atoms, and n is an integer of 2-8.
【0012】また、非イオン界面活性剤は、ポリエチレ
ングリコール型非イオン界面活性剤または多価アルコー
ル型非イオン界面活性剤であるのが好ましい。The nonionic surfactant is preferably a polyethylene glycol type nonionic surfactant or a polyhydric alcohol type nonionic surfactant.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明において用いることのでき
るジエン系ゴムとしては、タイヤなどの分野で通常用い
られているものであればよい。かかるジエン系ゴムの代
表例としては、たとえば天然ゴム(NR)、イソプレン
ゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタ
ジエンゴム(SBR)などがあげられ、それぞれ単独で
または任意に組合せて用いることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The diene rubber which can be used in the present invention may be any one which is generally used in the field of tires and the like. Representative examples of such diene rubbers include, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR) and the like, and these may be used alone or in any combination. Can be.
【0014】つぎに、本発明に用いる充填材はシリカを
必須とするが、その他カーボンブラックなどの従来から
たとえばタイヤなどの分野において用いられているもの
を併用してもよい。Next, silica is essential for the filler used in the present invention, but other fillers conventionally used in the field of, for example, tires such as carbon black may be used in combination.
【0015】また、シリカおよびカーボンブラックの種
類および性能などに特に制限はない。There are no particular restrictions on the type and performance of silica and carbon black.
【0016】本発明における充填材の配合量は、前記ジ
エン系ゴム100重量部に対して40〜150重量部で
ある。これは、40重量部未満のばあいは耐摩耗性が低
下し、150重量部を超えると加工性が低下するからで
ある。The amount of the filler in the present invention is 40 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the diene rubber. This is because when the amount is less than 40 parts by weight, the wear resistance decreases, and when the amount exceeds 150 parts by weight, the workability decreases.
【0017】また、充填材中シリカの含有率が20重量
%未満では転がり抵抗が増加し、ウェット性能が低下す
るため、本発明において前記充填材は20〜100重量
%のシリカからなる。前記充填材は、転がり抵抗とウェ
ット性能の両立という点から30〜100重量%のシリ
カを含むのが好ましく、さらに50〜100重量%のシ
リカを含むのが特に好ましい。If the content of silica in the filler is less than 20% by weight, the rolling resistance increases, and the wet performance decreases. Therefore, in the present invention, the filler comprises 20 to 100% by weight of silica. The filler preferably contains 30 to 100% by weight of silica, more preferably 50 to 100% by weight of silica, from the viewpoint of satisfying both rolling resistance and wet performance.
【0018】本発明において用いるシランカップリング
剤は、ゴム成分と結合させるという点からイオウ原子を
含んでいればよく、たとえばThe silane coupling agent used in the present invention may contain a sulfur atom from the viewpoint of binding to a rubber component.
【0019】[0019]
【化3】 Embedded image
【0020】(式中、Zは−Si(R1)2R2、−Si
R1(R2)2または−Si(R2)3(ただし、R1は炭素
数1〜4のアルキル基、シクロヘキシル基またはフェニ
ル基、R2は炭素数1〜8のアルコキシ基または炭素数
5〜8のシクロアルコキシ基)、Rは炭素数1〜18の
2価の炭化水素基、nは2〜8の整数)で示されるもの
であるのが好ましい。(Where Z is -Si (R 1 ) 2 R 2 , -Si
R 1 (R 2 ) 2 or —Si (R 2 ) 3 (where R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, cyclohexyl group or phenyl group, and R 2 is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or carbon number) 5 to 8 cycloalkoxy groups), and R is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and n is an integer of 2 to 8).
【0021】式中、Zは−Si(R1)2R2、−SiR1
(R2)2または−Si(R2)3で示されるが、R1はメ
チル、エチル、プロピル、ブチルなどの炭素数1〜4の
アルキル基、シクロヘキシル基またはフェニル基でR2
はメトキシ、エトキシ、ブトキシなどの炭素数1〜8の
アルコキシ基またはフェノキシ、ベンジルオキシなどの
炭素数5〜8のシクロアルコキシ基である。In the formula, Z is -Si (R 1 ) 2 R 2 , -SiR 1
(R 2) 2 or -Si (R 2) are shown in 3, R 1 is R 2 methyl, ethyl, propyl, alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as butyl, cyclohexyl or phenyl
Is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms such as methoxy, ethoxy and butoxy, or a cycloalkoxy group having 5 to 8 carbon atoms such as phenoxy and benzyloxy.
【0022】また、Rはエチレン、プロピレンなどの炭
素数1〜18の2価の炭化水素基である。R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms such as ethylene and propylene.
【0023】式(1)で示されるシランカップリング剤
としては、たとえばAs the silane coupling agent represented by the formula (1), for example,
【0024】[0024]
【化4】 Embedded image
【0025】などがあげられる。また市販のものとして
は、デグサ社製のSi69(3,3′−ビス(トリエト
キシシリルプロピル)テトラスルフィド)などがあげら
れる。And the like. Examples of commercially available products include Si69 (3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Degussa.
【0026】また、式(2)で示されるシランカップリ
ング剤としては、たとえばThe silane coupling agent represented by the formula (2) includes, for example,
【0027】[0027]
【化5】 Embedded image
【0028】などがあげられる。また、市販のものとし
ては、東芝シリコーン(株)製のTSL8380または
信越化学(株)製のKBM803(3−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン)などがあげられる。And the like. Examples of commercially available products include TSL8380 manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd. and KBM803 (3-mercaptopropyltrimethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
【0029】これらのなかでも、ゴム焼け(スコーチ)
という点から3,3′−ビス(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。Among these, rubber scorch (scorch)
In view of this, it is preferable to use 3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide.
【0030】かかるシランカップリング剤の配合量は、
前記シリカの配合量の2重量%以上5重量%未満であれ
ばよい。これは、2重量%未満のばあいはシランカップ
リング剤によるシリカの分散効果およびウェット性能の
改善が不充分となるからであり、また、5重量%以上の
ばあいは余分なシランカップリング剤が残存し、えられ
るゴム組成物の加工性および破壊特性の低下を招くから
である。The amount of the silane coupling agent is as follows:
What is necessary is just 2 weight% or more and less than 5 weight% of the compounding quantity of the said silica. This is because if the amount is less than 2% by weight, the effect of dispersing the silica and the improvement of the wet performance by the silane coupling agent are insufficient, and if the amount is more than 5% by weight, the excess silane coupling agent is used. This causes the remaining rubber composition to deteriorate the processability and the breaking characteristics of the obtained rubber composition.
【0031】本発明においては、ゴム成分とシリカの相
溶性の面から非イオン界面活性剤を用いる。非イオン界
面活性剤にはポリエチレングリコール型非イオン界面活
性剤および多価アルコール型非イオン界面活性剤があ
る。In the present invention, a nonionic surfactant is used from the viewpoint of compatibility between the rubber component and silica. The nonionic surfactant includes a polyethylene glycol type nonionic surfactant and a polyhydric alcohol type nonionic surfactant.
【0032】ポリエチレングリコール型非イオン界面活
性剤とは、アルキルフェノール、高級脂肪酸などの疎水
基原料に親水基としてエチレンオキシドを付加させてえ
られる非イオン界面活性剤である。The polyethylene glycol type nonionic surfactant is a nonionic surfactant obtained by adding ethylene oxide as a hydrophilic group to a raw material of a hydrophobic group such as an alkylphenol or a higher fatty acid.
【0033】かかるポリエチレングリコール型非イオン
界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチレンラウ
リルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル
などの高級アルコールエチレンオキサイド付加物、ポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテルなどのアルキルフェノ
ールエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコー
ルモノラウレート、ポリエチレングリコールモノオレエ
ートなどの脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アル
コール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、ポリ
オキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルアミノエーテルなどの高級アルキルア
ミンエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレン椰
子脂肪酸モノエタノールアマイド、ポリオキシエチレン
ラウリン酸モノエタノールアマイドなどの脂肪酸アミド
エチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンヒマシ
油などの油脂エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレ
ングリコールエチレンオキサイド付加物などがあげられ
る。Examples of the polyethylene glycol type nonionic surfactant include higher alcohol ethylene oxide adducts such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, and polyoxyethylene nonyl phenyl ether. Fatty acid ethylene oxide adducts such as alkylphenol ethylene oxide adducts, polyethylene glycol monolaurate and polyethylene glycol monooleate, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, polyoxyethylene lauryl amino ether, polyoxyethylene stearyl amino ether, etc. Higher alkylamine ethylene oxide adduct of polyoxyethylene coconut fatty acid monoeta Ruamaido, fatty acid amide ethylene oxide adducts, such as polyoxyethylene laurate monoethanol amide, fat ethylene oxide adducts, such as polyoxyethylene castor oil, polypropylene glycol ethylene oxide adducts and the like.
【0034】また、多価アルコール型非イオン界面活性
剤とは、グリセロール、ペンタエリスリトールなどの多
価アルコールに高級脂肪酸などの疎水基を結合させてえ
られる非イオン界面活性剤である。かかる多価アルコー
ル型非イオン界面活性剤としては、たとえばグリセロー
ルモノステアレート、グリセロールモノオレエートなど
のグリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリストール
ジ牛脂脂肪酸エステルなどのペンタエリスリトールの脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウ
レート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
トなどのソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステ
ル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキ
ルエーテル、椰子脂肪酸ジエタノールアマイドなどのア
ルカノールアミン類の脂肪酸アミドなどがあげられる。The polyhydric alcohol type nonionic surfactant is a nonionic surfactant obtained by bonding a hydrophobic group such as a higher fatty acid to a polyhydric alcohol such as glycerol or pentaerythritol. Examples of the polyhydric alcohol type nonionic surfactant include fatty acid esters of glycerol such as glycerol monostearate and glycerol monooleate, fatty acid esters of pentaerythritol such as pentaerythritol di-tallow fatty acid ester, and polyoxyethylene sorbitan monoester. Fatty acid esters of sorbitol and sorbitan such as laurate and polyoxyethylene sorbitan monostearate, fatty acid esters of sucrose, alkyl ethers of polyhydric alcohols, fatty acid amides of alkanolamines such as coconut fatty acid diethanolamide, and the like can be mentioned.
【0035】これらのなかでも、ゴム成分とシリカとの
相溶性という点から高級アルコールエチレンオキサイド
付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール
脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物が好ましい。Of these, higher alcohol ethylene oxide adducts, alkylphenol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, and polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts are preferred from the viewpoint of compatibility between the rubber component and silica.
【0036】また、本発明における非イオン界面活性剤
の配合量は、前記シリカの配合量の2重量%以上10重
量%未満である。これは、2重量%未満のばあいは、シ
ランカップリング剤の反応性、シリカの分散性ならびに
えられるゴム組成物の転がり抵抗およびウェット性能の
改善が不充分となるからであり、10重量%以上のばあ
いは余分な非イオン界面活性剤が存在することによりえ
られるゴム組成物の破壊特性、耐摩耗性および耐久性が
低下してしまうからである。非イオン界面活性剤の配合
量は、前記シリカの配合量の2重量%以上10重量%未
満であればよい。The compounding amount of the nonionic surfactant in the present invention is 2% by weight or more and less than 10% by weight of the compounding amount of the silica. This is because if the amount is less than 2% by weight, the reactivity of the silane coupling agent, the dispersibility of silica, and the rolling resistance and wet performance of the obtained rubber composition are insufficiently improved. In such a case, the extraneous non-ionic surfactant causes the resulting rubber composition to have reduced fracture characteristics, abrasion resistance and durability. The compounding amount of the nonionic surfactant may be 2% by weight or more and less than 10% by weight of the compounding amount of the silica.
【0037】なお、本発明のゴム組成物には、前記成分
のほかに、通常のゴム組成物に用いられる可塑剤、老化
防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを、本発明
の効果を損なわない範囲で適宜混合してもよい。The rubber composition of the present invention contains, in addition to the above-mentioned components, a plasticizer, an antioxidant, a wax, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and the like, which are used in ordinary rubber compositions. May be appropriately mixed within a range that does not impair the effect of the above.
【0038】つぎに、本発明のゴム組成物の製造方法に
ついて説明する。本発明のゴム組成物は、前記成分を混
練りすることによりえられる。Next, a method for producing the rubber composition of the present invention will be described. The rubber composition of the present invention is obtained by kneading the above components.
【0039】従来から、シリカを配合してなるゴム組成
物においては、シリカ表面にシラノール基が存在するこ
とに起因してシリカが凝集してゴム組成物の粘度を上昇
させたり、シラノール基の極性により加硫促進剤などが
シリカに吸着して加硫が遅くなるという問題点が指摘さ
れている。本発明における混練温度は150〜170℃
である。本発明においては混練温度をこの範囲とするこ
とにより前記問題を回避する。150℃より低いばあい
は、シランカップリング剤とシリカの反応が不充分とな
り、シリカを配合してなるゴム組成物が従来から有する
転がり抵抗の低減やウェット性能の向上などの特性を充
分に発揮できず、170℃より高いばあいは、本発明に
おいて用いるシランカップリング剤に含まれるイオウ原
子によりゴム組成物中で架橋反応が進行してゲル化(部
分的架橋)が起こり、えられるゴム組成物のゴム肌が劣
化し、また加硫後のゴム組成物のゴム物性が低下する。
また、混練温度は、シリカとシランカップリング剤の反
応という点から150〜170℃であるのが好ましく、
さらに、反応とゴム焼けの両立という点から150〜1
60℃であるのが特に好ましい。Conventionally, in a rubber composition containing silica, silica is agglomerated due to the presence of a silanol group on the silica surface to increase the viscosity of the rubber composition or to increase the polarity of the silanol group. Thus, a problem has been pointed out that vulcanization accelerators and the like are adsorbed on silica and vulcanization is delayed. The kneading temperature in the present invention is 150 to 170 ° C.
It is. In the present invention, the above problem is avoided by setting the kneading temperature within this range. When the temperature is lower than 150 ° C., the reaction between the silane coupling agent and silica becomes insufficient, and the rubber composition containing silica exhibits the characteristics such as the reduction of rolling resistance and the improvement of wet performance which the conventional rubber composition has. If the temperature is higher than 170 ° C., the crosslinking reaction proceeds in the rubber composition due to sulfur atoms contained in the silane coupling agent used in the present invention, and gelation (partial crosslinking) occurs, and the obtained rubber composition The rubber skin of the product is deteriorated, and the rubber physical properties of the rubber composition after vulcanization are reduced.
Further, the kneading temperature is preferably 150 to 170 ° C. from the viewpoint of the reaction between the silica and the silane coupling agent,
Furthermore, from the viewpoint of both the reaction and the burning of rubber,
Particularly preferred is 60 ° C.
【0040】混練時間は、用いる混練機によって異なる
が、シリカとシランカップリング剤の反応という点から
混練温度が150〜170℃のばあい、2〜20分間で
あるのが好ましく、さらに、反応とゴム焼けの両立とい
う点から2〜10分間であるのが特に好ましい。The kneading time varies depending on the kneading machine to be used, but is preferably 2 to 20 minutes when the kneading temperature is 150 to 170 ° C. from the viewpoint of the reaction between the silica and the silane coupling agent. It is particularly preferable that the heating time is 2 to 10 minutes from the viewpoint of compatibility of rubber burning.
【0041】また、本発明においては、バンバリーミキ
サー、ニーダーなどの密閉式混練機を用いてゴム組成物
をうることができる。In the present invention, the rubber composition can be obtained using an internal mixer such as a Banbury mixer or a kneader.
【0042】以下に、本発明のゴム組成物の成分および
混練条件の好ましい組合せを示す。Preferred combinations of the components of the rubber composition of the present invention and kneading conditions are shown below.
【0043】 (例) ジエン系ゴム(スチレンブタジエンゴム) 100重量部 充填材 40〜150重量部 シリカ 8〜150重量部 カーボンブラック 0〜120重量部 シランカップリング剤 0.16〜7.5重量部 (3,3′−ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド) 非イオン界面活性剤 0.16〜15重量部 (ポリエチレングリコールモノラウレート、 ポリオキシエチレンラウリルエーテル) 混練温度 150〜170℃ 混練時間 2〜20分間(Example) Diene rubber (styrene butadiene rubber) 100 parts by weight Filler 40 to 150 parts by weight Silica 8 to 150 parts by weight Carbon black 0 to 120 parts by weight Silane coupling agent 0.16 to 7.5 parts by weight (3,3′-bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) Nonionic surfactant 0.16 to 15 parts by weight (polyethylene glycol monolaurate, polyoxyethylene lauryl ether) Kneading temperature 150 to 170 ° C. Kneading time 2 ~ 20 minutes
【0044】さらに具体的な本発明のゴム組成物の成分
および混練条件の好ましい組合せを以下に示す。Preferred combinations of the components of the rubber composition of the present invention and the kneading conditions are shown below.
【0045】 (例1) ジエン系ゴム(SBR 1502) 100重量部 充填材 50重量部 シリカ 50重量部 カーボンブラック 0重量部 シランカップリング剤(Si 69) 2重量部 非イオン界面活性剤(エマノーン 1112) 2重量部 混練温度 150〜170℃ 混練時間 5〜10分間 (例2) ジエン系ゴム(SBR 1502) 100重量部 充填材 60重量部 シリカ 60重量部 カーボンブラック 60重量部 シランカップリング剤(Si 69) 2.4重量部 非イオン界面活性剤(エマノーン 1112) 4重量部 混練温度 160〜170℃ 混練時間 5〜10分間 (例3) ジエン系ゴム(SBR 1502) 100重量部 充填材 40重量部 シリカ 40重量部 カーボンブラック 0重量部 シランカップリング剤(Si 69) 15重量部 非イオン界面活性剤(エマノーン 1112) 2重量部 混練温度 160〜170℃ 混練時間 5〜10分間Example 1 Diene rubber (SBR 1502) 100 parts by weight Filler 50 parts by weight Silica 50 parts by weight Carbon black 0 parts by weight Silane coupling agent (Si 69) 2 parts by weight Nonionic surfactant (Emanon 1112) 2 parts by weight Kneading temperature 150 to 170 ° C Kneading time 5 to 10 minutes (Example 2) Diene rubber (SBR 1502) 100 parts by weight Filler 60 parts by weight Silica 60 parts by weight Carbon black 60 parts by weight Silane coupling agent (Si 69) 2.4 parts by weight Nonionic surfactant (Emanon 1112) 4 parts by weight Kneading temperature 160 to 170 ° C. Kneading time 5 to 10 minutes (Example 3) 100 parts by weight of diene rubber (SBR 1502) 40 parts by weight of filler Silica 40 parts by weight Carbon black 0 parts by weight Silane coupling agent (Si 69) 15 parts by weight Nonionic surfactant (Emanon 1112) 2 parts by weight Kneading temperature 160-170 ° C Kneading time 5-10 minutes
【0046】前述のようにしてえられる本発明のゴム組
成物は、たとえばタイヤのトレッド、くつ底などに好適
に用いることができる。The rubber composition of the present invention obtained as described above can be suitably used for, for example, treads and shoe soles of tires.
【0047】以下に、実施例を用いて本発明のゴム組成
物の製造方法について説明するが、本発明はこれらのみ
に限定されるものではない。Hereinafter, the method for producing the rubber composition of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0048】[0048]
【実施例】本発明の実施例においては、表1に示す材料
を用いた。なお、すべてのゴム組成物にジエン系ゴム1
00重量部に対し、老化防止剤1重量部、加硫促進剤A
1重量部、加硫促進剤B0.5重量部、酸化亜鉛3重量
部、ステアリン酸2重量部およびイオウ1.5重量部を
混練した。EXAMPLES In the examples of the present invention, the materials shown in Table 1 were used. In addition, diene rubber 1
1 part by weight of an antioxidant and vulcanization accelerator A per 100 parts by weight
One part by weight, 0.5 part by weight of a vulcanization accelerator B, 3 parts by weight of zinc oxide, 2 parts by weight of stearic acid and 1.5 parts by weight of sulfur were kneaded.
【0049】[0049]
【表1】 [Table 1]
【0050】実施例1〜3 表2に示す混練割合でイオウを除く成分をBR型バンバ
リーミキサーを用いて、初期設定温度を100℃とし、
150℃に到達後5分間混練し、ついでオープンロール
でイオウを混練し、175℃で15分間加硫することに
より、加硫後の本発明のゴム組成物1〜3をえた。Examples 1-3 The components excluding sulfur at the kneading ratios shown in Table 2 were set to an initial set temperature of 100 ° C. using a BR type Banbury mixer.
After reaching 150 ° C., the mixture was kneaded for 5 minutes, sulfur was kneaded with an open roll, and then vulcanized at 175 ° C. for 15 minutes to obtain vulcanized rubber compositions 1 to 3 of the present invention.
【0051】評価方法 えられた加硫後のゴム組成物を、以下の方法にしたがっ
て評価した。結果を表2に示す。なお、以下の物性値は
比較例7を基準として評価した。 Evaluation method The obtained vulcanized rubber composition was evaluated according to the following method. Table 2 shows the results. The following physical property values were evaluated based on Comparative Example 7.
【0052】ムーニーテスト JIS K 6301に準拠してムーニー粘度およびス
コーチタイムを測定した。粘度は低いほうが加工性に優
れる。またスコーチタイムは長いほうが加工性に優れ
る。本発明において、ムーニー粘度ML(1+4)は5
0以下であればよく、スコーチタイムは38分間以上で
あればよい。Mooney test The Mooney viscosity and scorch time were measured according to JIS K6301. The lower the viscosity, the better the processability. The longer the scorch time, the better the workability. In the present invention, the Mooney viscosity ML (1 + 4) is 5
The scorch time may be 38 minutes or more.
【0053】引張試験 JIS K 6301に準拠して伸び100%および3
00%時の引張応力M100およびM300(MP
a)、引張強さTB(MPa)ならびに破断伸びE
B(%)を測定した。本発明においてはM100は2.
5MPa以上、M300は9.6MPa以上、TBは
2.5MPa以上、EBは567%以上であればよい。Tensile test Elongation 100% and 3 according to JIS K 6301
00% tensile stresses M100 and M300 (MP
a), tensile strength T B (MPa) and elongation at break E
B (%) was measured. In the present invention, M100 is 2.
5MPa above, M300 is 9.6MPa or more, T B is 2.5MPa or higher, E B may be at 567% or more.
【0054】粘弾性試験 (株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターVES
を用いて、初期歪みを10%とし、温度−10℃のばあ
いの動歪みを0.5%、温度70℃のばあいの動歪みを
2%として損失係数(tanδ)を測定した。tanδ
(70℃)の値が小さいほど転がり抵抗が小さく、ta
nδ(−10℃)の値が大きいほどウェット性能に優れ
る。本発明においては、tanδ(70℃)が0.17
以下であればよく、tanδ(−10℃)が0.24以
上であればよい。Viscoelasticity test Viscoelasticity spectrometer VES manufactured by Iwamoto Manufacturing Co., Ltd.
The loss coefficient (tan δ) was measured by setting the initial strain to 10%, the dynamic strain at a temperature of −10 ° C. to 0.5%, and the dynamic strain at a temperature of 70 ° C. to 2%. tan δ
(70 ° C.), the smaller the rolling resistance, the smaller the value of ta
The larger the value of nδ (−10 ° C.), the better the wet performance. In the present invention, tan δ (70 ° C.) is 0.17
It is sufficient that tan δ (−10 ° C.) is 0.24 or more.
【0055】摩耗試験 ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ
率20%、試験時間5分間の測定条件で摩耗量を測定し
た。ついで、後述する比較例7のばあいの摩耗量を10
0として、式: (摩耗指数)=(比較例7のゴム組成物の摩耗量)/
(測定するゴム組成物の摩耗量)×100 にもとづいて指数で表した。指数が大きいほど耐摩耗性
に優れる。本発明においては、摩耗指数が100以上で
あればよい。Wear Test Using a Lambourn abrasion tester, the amount of wear was measured at a temperature of 20 ° C., a slip ratio of 20%, and a test time of 5 minutes. Then, the amount of wear in the case of Comparative Example 7 described later was set to 10
Assuming 0, the formula: (wear index) = (wear amount of rubber composition of Comparative Example 7) /
(Amount of wear of rubber composition to be measured) × 100 The larger the index, the better the wear resistance. In the present invention, the wear index may be 100 or more.
【0056】なお、本発明においては、前記試験項目の
うち、tanδ(70℃)から低燃費性、tanδ(−
10℃)からウェット性能、スコーチタイム、ムーニー
粘度から耐ゴム焼け性、TB、EBおよび摩耗指数から
破壊特性を評価することができる。In the present invention, among the test items, tan δ (70 ° C.) to low fuel consumption, tan δ (−
Wet performance from 10 ° C.), the scorch time, resistance to rubber scorch resistance Mooney viscosity, T B, it is possible to evaluate the fracture resistance from E B and abrasion index.
【0057】比較例1〜2 非イオン界面活性剤の配合量をシリカの0重量%(比較
例1)または10重量%(比較例2)にかえたほかは実
施例1と同様にして加硫後の比較ゴム組成物1〜2を
え、評価を行なった。結果を表2に示す。Comparative Examples 1-2 Vulcanization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount of the nonionic surfactant was changed to 0% by weight (Comparative Example 1) or 10% by weight (Comparative Example 2) of silica. The following comparative rubber compositions 1 and 2 were obtained and evaluated. Table 2 shows the results.
【0058】実施例4 シランカップリング剤の種類をかえたほかは、実施例2
と同様にして加硫後の本発明のゴム組成物4をえ、評価
を行なった。結果を表2に示す。Example 4 Example 2 was repeated except that the type of the silane coupling agent was changed.
A vulcanized rubber composition 4 of the present invention was obtained in the same manner as described above, and was evaluated. Table 2 shows the results.
【0059】実施例5 非イオン界面活性剤の種類をかえたほかは、実施例2と
同様にして加硫後の本発明のゴム組成物5をえ、評価を
行なった。結果を表2に示す。Example 5 A rubber composition 5 of the present invention after vulcanization was obtained and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the type of the nonionic surfactant was changed. Table 2 shows the results.
【0060】実施例6 表2に示すようにシランカップリング剤の配合量をかえ
たほかは、実施例2と同様にして加硫後の本発明のゴム
組成物6をえ、評価を行なった。結果を表2に示す。Example 6 A rubber composition 6 of the present invention after vulcanization was obtained and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the amount of the silane coupling agent was changed as shown in Table 2. . Table 2 shows the results.
【0061】[0061]
【表2】 [Table 2]
【0062】比較例1より、非イオン界面活性剤の配合
量がシリカの配合量の2重量%未満のばあいは、tan
δ(70℃)の値、すなわち転がり抵抗が大きくなり、
tanδ(−10℃)の値、すなわちウェット性能が低
下することがわかる。また、粘度が高く加工性に劣るこ
とがわかる。According to Comparative Example 1, when the amount of the nonionic surfactant was less than 2% by weight of the amount of silica, tan
The value of δ (70 ° C.), that is, the rolling resistance increases,
It can be seen that the value of tan δ (−10 ° C.), that is, the wet performance is reduced. Further, it can be seen that the viscosity is high and the processability is poor.
【0063】比較例2より、非イオン界面活性剤の配合
量がシリカの配合量の10重量%以上のばあいは、破壊
特性、耐摩耗性および耐久性が低下することがわかる。Comparative Example 2 shows that when the amount of the nonionic surfactant is 10% by weight or more of the amount of the silica, the fracture characteristics, abrasion resistance and durability are reduced.
【0064】また、シランカップリング剤の種類をかえ
たばあい(実施例4)および非イオン界面活性剤の種類
をかえたばあい(実施例5)も、本発明のゴム組成物は
破壊特性および耐ゴム焼け性に優れることがわかる。When the type of the silane coupling agent was changed (Example 4) and when the type of the nonionic surfactant was changed (Example 5), the breaking properties of the rubber composition of the present invention were also improved. It can be seen that the rubber scuff resistance is excellent.
【0065】比較例3〜5 表3に示すようにシランカップリング剤の配合量をかえ
たほかは、実施例2と同様にして加硫後の比較ゴム組成
物3〜5をえ、評価を行なった。結果を表3に示す。な
お、表3には比較のために実施例2の結果を示す。Comparative Examples 3 to 5 Comparative rubber compositions 3 to 5 after vulcanization were obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of the silane coupling agent was changed as shown in Table 3, and the evaluation was performed. Done. Table 3 shows the results. Table 3 shows the results of Example 2 for comparison.
【0066】実施例7〜8および比較例6 表3に示す混合割合を用いたほかは、実施例1と同様に
して加硫後の本発明のゴム組成物7〜8および加硫後の
比較ゴム組成物6〜7をえ、評価を行なった。結果を表
3に示す。Examples 7 to 8 and Comparative Example 6 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the mixing ratios shown in Table 3 were used, and the rubber compositions 7 to 8 of the present invention after vulcanization and the comparative compositions after vulcanization were used. Rubber compositions 6 to 7 were obtained and evaluated. Table 3 shows the results.
【0067】[0067]
【表3】 [Table 3]
【0068】比較例3より、シランカップリング剤の配
合量がシリカの配合量の2重量%未満のばあいは、粘度
が大きく加工性に劣り、転がり抵抗(tanδ(70
℃))が大きく、ウェット性能(tanδ(−10
℃))が低いことがわかる。From Comparative Example 3, when the amount of the silane coupling agent is less than 2% by weight of the amount of silica, the viscosity is large and the processability is poor, and the rolling resistance (tan δ (70)
° C)) and wet performance (tan δ (-10
° C)) is low.
【0069】比較例4および5より、シランカップリン
グ剤の配合量がシリカの配合量の5重量%以上のばあい
は、加工性および破壊特性に劣ることがわかる。From Comparative Examples 4 and 5, it can be seen that when the amount of the silane coupling agent is 5% by weight or more of the amount of silica, the processability and the breaking characteristics are inferior.
【0070】実施例7より、カーボンブラックを配合し
てなる本発明のゴム組成物も耐ゴム焼性および破壊特性
に優れることがわかる。From Example 7, it can be seen that the rubber composition of the present invention containing carbon black is also excellent in rubber burning resistance and breaking characteristics.
【0071】なお、比較例6のゴム組成物は、ほかのゴ
ム組成物の評価の基準としたものである。The rubber composition of Comparative Example 6 was used as a standard for evaluation of other rubber compositions.
【0072】比較例9〜13 表4に示す配合割合にしたがって比較ゴム組成物9〜1
3をえ、実施例1と同様の評価を行なった。結果を表4
に示す。Comparative Examples 9-13 Comparative rubber compositions 9-1 according to the compounding ratios shown in Table 4
3 and the same evaluation as in Example 1 was performed. Table 4 shows the results
Shown in
【0073】[0073]
【表4】 [Table 4]
【0074】比較例8および9より、充填材が40重量
部より少ないと非イオン界面活性剤併用の効果が少ない
ことがわかる。From Comparative Examples 8 and 9, it can be seen that when the amount of the filler is less than 40 parts by weight, the effect of the combined use of the nonionic surfactant is small.
【0075】比較例10および11より、充填材の量が
多いばあい、充填材の量が150重量部を超えると非イ
オン界面活性剤併用の効果がないことがわかる。From Comparative Examples 10 and 11, it can be seen that when the amount of the filler is large, when the amount of the filler exceeds 150 parts by weight, the effect of the combined use of the nonionic surfactant is not obtained.
【0076】比較例12および13より、充填材量に対
するシリカ量が20重量%より少ないと非イオン性界面
活性剤併用の効果がないことがわかる。From Comparative Examples 12 and 13, it can be seen that if the amount of silica is less than 20% by weight with respect to the amount of the filler, the combined use of the nonionic surfactant has no effect.
【0077】[0077]
【発明の効果】本発明によれば、低転がり抵抗、ウェッ
ト性能および耐摩耗性、破壊特性にバランスよく優れ、
さらに耐ゴム焼け性などの加工性に優れたゴム組成物を
うることができる。According to the present invention, low rolling resistance, wet performance, abrasion resistance, and fracture characteristics are well-balanced and excellent.
Further, a rubber composition having excellent processability such as rubber burning resistance can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 育代 兵庫県神戸市東灘区北青木3−22−13− 205 (72)発明者 八木 則子 大阪市西淀川区大和田5−11−16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Ikuyo Tamura 3-22-13-205 Kita-Aoki, Higashinada-ku, Kobe-shi, Hyogo (72) Inventor Noriko Yagi 5-11-16, Owada, Nishiyodogawa-ku, Osaka-shi
Claims (3)
0〜100重量%のシリカからなる充填材40〜150
重量部、シリカ配合量の2重量%以上5重量%未満のシ
ランカップリング剤、およびシリカ配合量の2重量%以
上10重量%未満の非イオン界面活性剤を配合してなる
ゴム組成物。(1) 100 parts by weight of a diene rubber,
Filler consisting of 0 to 100% by weight of silica 40 to 150
A rubber composition comprising, by weight, a silane coupling agent in an amount of 2% by weight or more and less than 5% by weight based on the silica content, and a nonionic surfactant in an amount of 2% by weight or more and less than 10% by weight based on the silica content.
たは−Si(R2)3(ただし、R1は炭素数1〜4のア
ルキル基、シクロヘキシル基またはフェニル基、R2は
炭素数1〜8のアルコキシ基または炭素数5〜8のシク
ロアルコキシ基)、Rは炭素数1〜18の2価の炭化水
素基、nは2〜8の整数)で示される請求項1記載のゴ
ム組成物。2. The method according to claim 1, wherein the silane coupling agent is (In the formula, Z is -Si (R 1 ) 2 R 2 , -SiR 1 (R 2 ) 2 or -Si (R 2 ) 3 (where R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl group or A phenyl group, R 2 is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or a cycloalkoxy group having 5 to 8 carbon atoms), R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and n is an integer of 2 to 8) The rubber composition according to claim 1, which is indicated.
コール型非イオン界面活性剤または多価アルコール型非
イオン界面活性剤である請求項1記載のゴム組成物。3. The rubber composition according to claim 1, wherein the nonionic surfactant is a polyethylene glycol type nonionic surfactant or a polyhydric alcohol type nonionic surfactant.
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