WO2014192635A1 - 空気入りタイヤ及びゴムマスターバッチ - Google Patents

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WO2014192635A1
WO2014192635A1 PCT/JP2014/063591 JP2014063591W WO2014192635A1 WO 2014192635 A1 WO2014192635 A1 WO 2014192635A1 JP 2014063591 W JP2014063591 W JP 2014063591W WO 2014192635 A1 WO2014192635 A1 WO 2014192635A1
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rubber
mass
carbon black
emulsion
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PCT/JP2014/063591
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井上 智
浩二 藤澤
健一 盛本
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住友ゴム工業株式会社
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    • C08J2309/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08J2309/06Copolymers with styrene
    • C08J2309/08Latex

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire and a rubber master batch.
  • solution polymerized rubber by adding silica or a silane coupling agent to solution polymerized rubber, it becomes possible to improve the performance to some extent, but in general, solution polymerized rubber has a narrow molecular weight distribution, so that the processability tends to deteriorate, There is also a problem that the manufacturing cost is high.
  • radical polymerization is easy to handle, it is widely used industrially, and can generally produce an emulsion-polymerized rubber having a wide unimodal molecular weight distribution and good processability. Even if a silane coupling agent is blended, the improvement effect becomes smaller than that of the solution-polymerized rubber.
  • the emulsion polymerization rubber uses a polymerization initiator, an emulsifier, a polymerization regulator, a pH regulator, a polymerization terminator and the like as a reagent for emulsion polymerization, and a part of the residual emulsifier is composed of a silane coupling agent and silica. It is considered that the reaction is inhibited, and the abrasion resistance and durability of the vulcanized rubber composition are adversely affected.
  • Patent Document 1 uses, as a rubber component of silica-containing rubber, an emulsion-polymerized rubber obtained by removing components such as an emulsion polymerization reagent such as an emulsifier to 2.5% by mass or less from acetone.
  • an emulsion polymerization reagent such as an emulsifier to 2.5% by mass or less from acetone.
  • a rubber composition for tread having both low heat buildup and wear resistance is disclosed.
  • the silica compounding is shown, and the carbon black compounding is not studied, and it is desired to improve the above-mentioned performance at the same time even with the carbon black compounding.
  • the present invention provides a pneumatic tire that solves the above-described problems and has good workability and can improve wet grip performance, fuel efficiency, wear resistance, bending fatigue resistance, and durability in a well-balanced manner. Objective.
  • Another object of the present invention is to provide a rubber masterbatch that can solve the above-mentioned problems and improve the mechanical strength, wear resistance, and flex crack resistance in a well-balanced manner, and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a tread, a sidewall, and a tire inside, which are prepared using a rubber composition containing an emulsion-polymerized rubber having an acetone extractable amount of 2.5% by mass or less obtained by an acetone extraction method, carbon black, and silica.
  • the present invention relates to a pneumatic tire having at least one selected from the group consisting of members.
  • the present invention comprises a tread, a sidewall, and a tire inner member produced using a rubber composition containing an emulsion-polymerized rubber having a soap content and an organic acid content of 2.5% by mass or less, carbon black, and silica.
  • the present invention relates to a pneumatic tire having at least one selected from the group.
  • the rubber composition contains 5 to 100 parts by mass of the carbon black, 5 to 100 parts by mass of the silica with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and 2 to 20 parts by mass of the silane coupling agent with respect to 100 parts by mass of the silica. It is preferable to contain a part.
  • the emulsion polymerized rubber is preferably an emulsion polymerized styrene butadiene rubber.
  • the emulsion polymerized rubber preferably has an Mp of 250,000 or more and an Mw / Mn of 3 or more.
  • the emulsion polymerization rubber is preferably a modified emulsion polymerization rubber obtained by emulsion polymerization of a radical polymerizable monomer in the presence of a polar functional group-containing thiol compound and having a polar functional group at the terminal.
  • the polar functional group-containing thiol compound is preferably represented by the following general formula (1).
  • X represents an ester group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, or an alkoxysilyl group.
  • R 1 represents an alkylene group or an arylene group which may have a substituent.
  • the modified emulsion polymerized rubber preferably has Mw / Mn of 4 or more.
  • the carbon black is preferably fine particle carbon black.
  • the rubber composition preferably further contains a solution-polymerized styrene butadiene rubber.
  • the present invention is also a rubber masterbatch containing a rubber component derived from an emulsion polymerization rubber latex and carbon black, wherein the content of the organic acid is 2.0% by mass relative to the total solid content in the rubber masterbatch.
  • the following is related to the rubber master batch.
  • the rubber masterbatch was obtained through a mixing step of mixing an emulsion polymerization rubber latex and a carbon black dispersion at a pH of 1.0 to 6.0, and a separation step of separating the liquid from the mixed dispersion. It is preferable that Here, after the mixing step, it is preferably obtained through a pH adjusting step for adjusting the pH of the mixed dispersion to 8.0 to 13.5.
  • the present invention also provides a rubber masterbatch comprising a mixing step of mixing an emulsion polymerized rubber latex and a carbon black dispersion at a pH of 1.0 to 6.0, and a separation step of separating the liquid from the mixed dispersion. It is a method, Comprising: It is related with the manufacturing method of a rubber masterbatch further including the organic acid reduction process which makes content of the organic acid with respect to the total solid in the rubber masterbatch obtained 2.0 mass% or less.
  • a tread, a sidewall, and a tread produced using a rubber composition containing an emulsion-polymerized rubber having an acetone extractable amount of 2.5% by mass or less obtained by an acetone extraction method, carbon black, and silica;
  • a pneumatic tire having at least one selected from the group consisting of tire internal members, or a rubber composition containing an emulsion polymerized rubber having a soap content and an organic acid content of 2.5% by mass or less, carbon black, and silica Since it is a pneumatic tire having at least one selected from the group consisting of a tread, a sidewall, and a tire internal member produced using a product, it has good workability, wet grip performance, low fuel consumption, Abrasion resistance, flex fatigue resistance, and durability can be improved in a well-balanced manner.
  • a rubber masterbatch containing a rubber component derived from an emulsion polymerization rubber latex and carbon black, wherein the organic acid content is 2.0 with respect to the total solid content in the rubber masterbatch. Since it is a rubber master batch having a mass% or less, mechanical strength, wear resistance, and flex crack resistance can be improved in a well-balanced manner.
  • the first aspect of the present invention is a tread, sidewall produced using a rubber composition comprising an emulsion-polymerized rubber having an acetone extractable amount of 2.5% by mass or less obtained by an acetone extraction method, carbon black, and silica; And a pneumatic tire having at least one selected from the group consisting of tire internal members, and the second aspect of the present invention is an emulsion-polymerized rubber having a soap content and an organic acid content of 2.5% by mass or less, It is a pneumatic tire having at least one selected from the group consisting of a tread, a sidewall, and a tire internal member produced using a rubber composition containing carbon black and silica.
  • an emulsion polymerization rubber in which an acetone extract (mainly an emulsion polymerization reagent remaining in the rubber) is reduced to 2.5% by mass or less, or soap and organic
  • an acetone extract mainly an emulsion polymerization reagent remaining in the rubber
  • soap and organic By using emulsion polymerized rubber with an acid content reduced to 2.5% by mass or less, good processability is obtained, wet grip performance, fuel efficiency, wear resistance, flex fatigue resistance (weather resistance)
  • emulsion polymerization rubber examples include emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR), emulsion polymerization butadiene rubber (E-BR), emulsion polymerization isoprene rubber (E-IR), emulsion polymerization acrylonitrile butadiene rubber (E-IR) obtained by emulsion polymerization ( E-NBR) and emulsion polymerization chloroprene.
  • E-SBR emulsion polymerization styrene butadiene rubber
  • E-BR emulsion polymerization butadiene rubber
  • E-IR emulsion polymerization isoprene rubber
  • E-IR emulsion polymerization acrylonitrile butadiene rubber
  • E-NBR emulsion polymerization chloroprene
  • the emulsion-polymerized rubber is synthesized by known emulsion polymerization, and includes, for example, a step of emulsifying a radical polymerizable monomer in water using an emulsifier and adding a radical initiator to the obtained emulsion to perform radical polymerization. It is suitably obtained by the method.
  • Examples of the radical polymerizable monomer used in the present invention include a diene monomer and a styrene monomer.
  • Examples of the diene monomer include butadiene, isoprene, and myrcene, and examples of the styrene monomer include styrene, ⁇ -methylstyrene, methoxystyrene, and the like.
  • the radical polymerizable monomer is preferably a diene monomer, and more preferably a combination of a diene monomer and a styrene monomer.
  • the emulsified liquid can be prepared by emulsifying by a known method using a known emulsifier.
  • Emulsion polymerization can be carried out by a known method using a known radical polymerization initiator.
  • the temperature of emulsion polymerization may be appropriately adjusted depending on the type of radical initiator used, but is preferably 0 to 50 ° C., more preferably 0 to 20 ° C.
  • Emulsion polymerization can be stopped by adding a known polymerization terminator to the polymerization system. After stopping, a rubber latex in which the rubber component is dispersed is obtained.
  • a modified emulsion polymer rubber obtained by emulsion polymerization of a radical polymerizable monomer in the presence of a polar functional group-containing thiol compound and having a polar functional group at the terminal can also be used as the emulsion polymer rubber.
  • the modified emulsion polymerized rubber in the present invention include modified emulsion polymerized styrene butadiene rubber (modified E-SBR), modified emulsion polymerized acrylonitrile butadiene rubber (modified E-NBR), and modified emulsion polymerized chloroprene.
  • modified E-SBR is preferable in terms of wet grip characteristics and wear resistance.
  • the modified emulsion polymerized rubber is prepared, for example, by adjusting the acetone extractables or soap and organic acid content of a polymer obtained by emulsion polymerization of a radical polymerizable monomer in the presence of a polar functional group-containing thiol compound. it can.
  • the thiol compound containing a polar functional group generates a radical by extracting a proton of the thiol, as a general molecular weight modifier such as tert-dodecyl mercaptan, as a molecular weight modifier (chain transfer agent) Can function.
  • the radical generated from the polar functional group-containing thiol compound reacts with the radical polymerizable monomer to initiate a chain reaction, whereby the polar functional group in the polar functional group-containing thiol compound is converted into the starting terminal of the diene polymer.
  • chain transfer agent chain transfer agent
  • the polar functional group-containing thiol compound is not particularly limited as long as it is a compound having a polar functional group (—X) and a thiol group (—SH), but a compound represented by the following general formula (1) can be preferably used. .
  • XR 1 -SH (1) (Wherein X represents an ester group, a hydroxyl group (—OH), a carboxyl group (—COOH), an amino group or an alkoxysilyl group.
  • R 1 represents an alkylene group or arylene which may have a substituent. Represents a group.)
  • the alkylene group for R 1 may be linear, branched or cyclic, and examples of the linear alkylene group include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, an n- Examples include pentylene group and n-hexylene group.
  • Examples of branched alkylene group include isopropylene group and 2-ethylhexylene group.
  • Examples of cyclic alkylene group include cyclopropylene group and cyclobutylene group. Etc.
  • the alkylene group may have a substituent. From the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily, the alkylene group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms.
  • Examples of the arylene group for R 1 include a phenylene group, a tolylene group, a xylene group, a naphthylene group, and a biphenylene group.
  • the arylene group may have a substituent.
  • ester group for X examples include groups represented by the following general formula (2-1) or (2-2).
  • R 2 represents an alkyl group or an aryl group.
  • R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • the alkyl group for R 2 and R 3 may be linear, branched or cyclic, and examples of the linear alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group. , N-pentyl group, n-hexyl group, etc., branched alkyl groups include isopropyl group, isobutyl group, 2-ethylhexyl group, etc., and cyclic alkyl groups include cyclopropyl group, A cyclobutyl group etc. are mentioned.
  • the alkyl group may have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1-20, more preferably 2-18, from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily.
  • Examples of the aryl group for R 2 and R 3 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group.
  • the aryl group may be one in which the hydrogen atom of these groups is substituted with a substituent.
  • Examples of the amino group of X include a group represented by the following general formula (3).
  • R 4 and R 5 represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. R 4 and R 5 may form a ring structure.
  • alkyl group and aryl group for R 4 and R 5 include the same groups as those described above for R 2 and R 3 . Further, as a form for forming a ring structure with R 4 and R 5 are, for example, form together with N in the general formula (3) to form a pyrrole ring. From the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily, the alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 6 carbon atoms. 18, more preferably 6-8.
  • Examples of the alkoxysilyl group of X include a group represented by the following general formula (4). (R 6 O) p (R 7 ) 3-p Si- (4) (In the formula, R 6 represents an alkyl group. R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group. P is an integer of 1 to 3.)
  • Examples of the alkyl group for R 6 and R 7 include the same groups as those described above for R 2 and R 3 .
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 4, from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily.
  • Specific examples of the compound represented by the above general formula (1) include 2-ethylhexyl mercaptopropionate and 2-mercaptoethyl octoate as compounds in which X is an ester group, and X is a hydroxyl group.
  • Examples of the compound include 9-mercapto-1-nonanol and 11-mercapto-1-undecanol.
  • Examples of the compound in which X is a carboxyl group include 11-mercaptoundecanoic acid, 16-mercaptohexadecanoic acid, and the like.
  • Examples of the compound which is an amino group include 11-amino-1-undecanethiol, 1H-pyrrole-1-undecanethiol, and the like.
  • Examples of the compound where X is an alkoxysilyl group include 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3- Mercaptopropyl (dimethoxy) methylsilane Etc., and the like.
  • the modified emulsion-polymerized rubber is preferably a polymer obtained by polymerizing a radical functional monomer together with a diene monomer and a styrene monomer as a radical polymerizable monomer.
  • the polar functional group-containing monomer a monomer having a polar functional group and a polymerizable unsaturated bond can be suitably used.
  • the polar functional group include an ester group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, Examples include alkoxysilyl groups. Among these, an ester group, a carboxyl group, and an amino group are preferable as the polar functional group from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily.
  • Specific examples of the polar functional group-containing monomer include 2- (dimethylamino) ethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide and the like.
  • the modified emulsion polymerized rubber is synthesized by emulsion polymerization.
  • a radical polymerizable monomer is emulsified in water using an emulsifier in the presence of a polar functional group-containing thiol compound, and a radical initiator is added to the obtained emulsion.
  • a production method including a step of radical polymerization.
  • An emulsified liquid can be prepared by emulsifying by a known method using an emulsifier.
  • the emulsifier is not particularly limited, and a known material can be used.
  • an anionic interface such as fatty acid salt (fatty acid soap), rosin acid salt (resin acid soap), sodium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, etc.
  • Nonionic surfactants such as activators and polyoxyethylene alkyl ethers may be mentioned.
  • fatty acid salts and rosinates include potassium salts or sodium salts such as capric acid, lauric acid, myristic acid and oleic acid, and disproportionated potassium rosinate.
  • emulsion polymerization can be carried out by a known method using a radical polymerization initiator. It does not specifically limit as a radical polymerization initiator, A well-known material can be used, For example, redox initiators, such as paramentane hydroperoxide, persulfates, such as ammonium persulfate, etc. are mentioned.
  • the emulsion polymerization in the modified emulsion polymerized rubber is stopped by adding a polymerization terminator to the polymerization system.
  • the polymerization terminator is not particularly limited, and a known material can be used, and examples thereof include N, N′-dimethyldithiocarbamate, diethylhydroxylamine, and hydroquinone.
  • the obtained rubber latex and a carbon black dispersion described later are mixed and coagulated to remove soap and organic acid contained in the rubber of the coagulated product, whereby the acetone extract is 2.
  • a wet master batch having a soap content and an organic acid content of 2.5 mass% or less can be prepared by using 5 mass% or less, and the rubber composition of the present invention can be prepared using the wet master batch.
  • the obtained rubber latex is coagulated to prepare an emulsion polymerization rubber, and the acetone extract is 2.5% by mass or less by removing soap and organic acid contained in the emulsion polymerization rubber, or
  • the rubber composition of the present invention was prepared using a master batch obtained by preparing a high-purity rubber having a soap content and an organic acid content of 2.5% by mass or less and kneading the high-purity rubber and carbon black. It is also possible to prepare. In particular, various performances are remarkably improved by using the wet masterbatch.
  • the emulsion-polymerized rubber used in the first present invention is obtained by removing and reducing the acetone extractable amount determined by the acetone extraction method to 2.5% by mass or less. If it exceeds 2.5% by mass, the performance improving effect may not be sufficiently obtained.
  • some reagents for emulsion polymerization such as fatty acid soap, inhibit physical properties, while others, such as potassium rosinate, have a positive effect on physical properties. Therefore, the amount of acetone extracted is preferably 0.1 to 2.5% by mass, more preferably 0.5 to 2 in that a reagent that inhibits physical properties can be removed to some extent and a reagent that has a positive effect is left to some extent. 0.5% by mass.
  • the acetone extractables in the emulsion polymerization rubber refers to the acetone extractables (%) determined by the acetone extraction method according to JIS K6350.
  • the rubber component is an oil-extended polymer (OEP) containing oil
  • the acetone extract contains oil, but the acetone extract does not contain the oil.
  • Emulsion polymerized rubber with reduced acetone extractables is, for example, an emulsion polymerization reagent that is obtained by dissolving the rubber obtained by emulsion polymerization in an organic solvent such as toluene, filtering, and then precipitating with an alcohol such as methanol. Can be prepared by extracting the components.
  • the emulsion polymerization reagent mainly contained in the acetone extract is an acetone extraction among an emulsifier, a polymerization initiator, a polymerization regulator (chain transfer agent for reaction), a pH regulator, a polymerization terminator, and the like. Say what you can.
  • the emulsifier is a component that is most often contained as a reagent for emulsion polymerization and is considered to have a large influence on the physical properties of the rubber composition.
  • soaps of higher fatty acids, soaps of organic acids constituting rosin, and these Combinations (mixed soaps) are examples.
  • polymerization initiator examples include, for example, potassium persulfate in the case of hot rubber, and a redox polymerization initiator in which an oxidizing agent and a reducing agent are used in combination in the case of a cold rubber.
  • the polymerization regulator acts as a molecular weight regulator.
  • hot rubber for example, n-dodecyl mercaptan
  • cold rubber for example, tertiary dodecyl mercaptan, mixed tertiary mercaptan ( And mixtures of those having 14, 16 and 18 carbon atoms).
  • the pH adjuster refers to a pH adjuster buffer and an electrolyte component used to reduce latex viscosity and prevent gelation. Examples thereof include caustic alkali, sodium phosphate, potassium sulfate and the like.
  • polymerization terminator examples include tertiary butyl hydroquinone, dinitrochlorobenzene, hydroquinone and water, dimethyldithiocarbamate, sodium polysulfide, polyethylene polyamine and the like.
  • the emulsion-polymerized rubber used in the second present invention has a soap content and an organic acid content removed and reduced to 2.5% by mass or less, respectively. If it exceeds 2.5% by mass, the performance improving effect may not be sufficiently obtained.
  • the soap content and the organic acid content are each preferably from the standpoint that some of the reagents that inhibit the physical properties in the soap and the organic acid content are removed to some extent, and some of the reagents that have a positive effect are left. It is 1 to 2.5% by mass, more preferably 0.5 to 2.5% by mass.
  • the soap and organic acid content in the emulsion polymerized rubber refer to the soap and organic acid content (%) determined by the method for determining the soap and organic acid content according to JIS K6237.
  • the emulsion polymer rubber with reduced soap and organic acid content in the emulsion polymer rubber can be prepared, for example, by repeatedly washing the rubber obtained by emulsion polymerization with an aqueous solution of an alkaline compound (base compound).
  • the base compound may be an inorganic compound or an organic compound, but an inorganic base compound is preferred.
  • the inorganic base compound include alkali metal compounds such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.
  • Examples of the organic base compound include amines such as triethylamine. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Soap and organic acid present in rubber are not a single chemical substance, but the soap constitutes higher fatty acids such as sodium stearate, sodium rosinate, potassium stearate, potassium rosinate, or rosin. Examples thereof include sodium, calcium and potassium salts of organic acids. Examples of the organic acid component include higher fatty acids such as stearic acid and rosin acid, and organic acids constituting rosin.
  • the peak top molecular weight Mp of the emulsion polymerized rubber is preferably 150,000 or more, more preferably 200,000 or more, more preferably 250,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, more preferably 900,000 or less. If Mp is less than the lower limit, fuel economy, wear resistance, bending fatigue resistance, and durability may not be obtained in a well-balanced manner. On the other hand, when Mp exceeds the upper limit, workability may be deteriorated.
  • the molecular weight distribution Mw (weight average molecular weight) / Mn (number average molecular weight) of the emulsion polymerized rubber is preferably 2.5 or more, more preferably 3 or more, and preferably 6 or less, more preferably 5 or less. is there. If Mw / Mn is less than the lower limit, the workability may be deteriorated. On the other hand, if Mw / Mn exceeds the upper limit, fuel economy, wear resistance, wet grip performance, flex fatigue resistance, and durability may not be obtained in a well-balanced manner.
  • the peak top molecular weight Mp is preferably 150,000 or more, more preferably 200,000 or more, and preferably 500,000 or less, more preferably 450,000. It is as follows.
  • the molecular weight distribution Mw / Mn is preferably 3 or more, more preferably 3.5 or more, still more preferably 4 or more, and preferably 6 or less. More preferably, it is 5 or less.
  • Mp and Mw / Mn of the emulsion polymerization rubber can be measured by the method of Examples described later.
  • the content of the emulsion-polymerized rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more. Preferably it is 40 mass% or more. If it is less than 5% by mass, the effect of blending the emulsion-polymerized rubber tends to be insufficient.
  • the upper limit of this content is not specifically limited, Preferably it is 90 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less.
  • the lower limit of the content of the emulsion polymerization rubber is preferably 5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and the upper limit is 60% by mass. The following is preferable, and 40% by mass or less is more preferable.
  • the emulsion-polymerized rubber is the modified emulsion-polymerized rubber
  • the lower limit of the content is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more
  • the upper limit is preferably 90% by mass or less, and 80% by mass or less. More preferred.
  • the lower limit is preferably 5% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more.
  • the upper limit is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and still more preferably 60% by mass or less.
  • the content of the diene monomer in the modified emulsion-polymerized rubber is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the content of other components, Is 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. If it is in the said range, the effect of this invention will be acquired favorably.
  • the content of the styrene monomer in the modified emulsion polymerized rubber is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and preferably It is 50 mass% or less, More preferably, it is 45 mass% or less. If it is out of the above range, there is a possibility that low fuel consumption, wear resistance and wet grip performance may not be obtained in a well-balanced manner when used for a tire.
  • the content of the polar functional group-containing monomer in the modified emulsion polymerized rubber is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass. In addition, it is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. If it is out of the above range, there is a possibility that low fuel consumption, wear resistance and wet grip performance may not be obtained in a well-balanced manner when used for a tire.
  • the content of the diene monomer, the styrene monomer, and the polar functional group-containing monomer in the modified emulsion polymerized rubber can be measured by the method of Examples described later.
  • the content of the emulsion-polymerized rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. If it is less than 10% by mass, the effect of blending the emulsion-polymerized rubber tends to be insufficient.
  • the upper limit of this content is not specifically limited, Preferably it is 70 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less.
  • content of the said emulsion polymerization rubber in 100 mass% of rubber components becomes like this.
  • it is 10 mass% or more, More preferably, it is 20 mass% or more. If it is less than 10% by mass, the effect of blending the emulsion-polymerized rubber tends to be insufficient.
  • the upper limit of this content is not specifically limited, Preferably it is 70 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less.
  • Emulsion polymerized rubber is preferable to solution polymerized rubber in terms of tensile strength, wear resistance, and durability.
  • solution polymerized rubber examples include styrene-butadiene rubber (S-SBR), cis-1,4-polyisoprene, low cis-1,4-polybutadiene, and high cis-1,4-polybutadiene obtained by solution polymerization.
  • S-SBR styrene-butadiene rubber
  • EPDM Ethylene-propylene-diene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • X-IIR halogenated butyl rubber
  • S-SBR cis-1,4-polyisoprene
  • low cis-1,4-polybutadiene low cis-1,4-polybutadiene
  • high cis-1,4-polybutadiene are preferable from the viewpoint of wet grip characteristics, wear resistance, and durability.
  • S-SBR is particularly preferred.
  • the solution polymerized rubber can be synthesized using a solution polymerization reagent (such as an organolithium compound) suitable in a solvent such as hydrocarbon, and the solution polymerization method is well known to those skilled in the art.
  • S-SBR solution polymerized styrene-butadiene rubber
  • the NR is not particularly limited, and for example, those commonly used in the tire industry such as SIR20, RSS # 3, TSR20 and the like can be used.
  • the content of S-SBR is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component. If it is less than 20% by mass, the effect of using S-SBR is not sufficiently exhibited.
  • the content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less. When it exceeds 70 mass%, the effect by using an emulsion polymerization rubber will not fully be exhibited.
  • the blending ratio of the solution-polymerized rubber in blending is 100% by mass of the total rubber component, preferably 50% by mass from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of using the emulsion-polymerized rubber.
  • it is more preferably 30% by mass or less, further preferably 20% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or less, and the lower limit in the case of blending is preferably 5% by mass or more.
  • the lower limit of the blending ratio is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, particularly preferably 40% by mass or more, and the upper limit is Preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less, More preferably, it is 30 mass% or less.
  • the lower limit of the blending ratio of the NR is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and the upper limit is 90% by mass or less. Preferably, 80 mass% or less is more preferable.
  • the lower limit is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and the upper limit is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less.
  • BR when used for a sidewall, it is preferable to use BR as another synthetic rubber from the viewpoint of bending fatigue resistance.
  • the BR is not particularly limited, and for example, BR having a high cis content, BR containing a syndiotactic polybutadiene crystal, and the like can be used. Among them, the BR cis content is preferably 90% by mass or more because of its excellent bending fatigue resistance.
  • the BR content in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. If it is less than 10% by mass, sufficient bending fatigue resistance may not be obtained.
  • the BR content is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. If it exceeds 70% by mass, the mechanical strength may be insufficient and the workability may be deteriorated.
  • the content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. If it is less than 20% by mass, the rubber strength tends to decrease. Further, the NR content is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less. If it exceeds 80% by mass, sufficient bending fatigue resistance may not be obtained.
  • the blending ratio of the solution polymerized rubber when blending is preferably in 100% by mass of the total rubber component from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of using the emulsion polymerized rubber. Is 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and the lower limit when blending is preferably 5% by mass or more.
  • the lower limit of the blending ratio is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and the upper limit is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. is there.
  • carbon black is blended.
  • carbon black SAF, ISAF, HAF etc. can be used conveniently.
  • fine particle carbon black is preferable when blended in a tread.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 80 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more. If it is less than 80 m ⁇ 2 > / g, there exists a tendency for a reinforcement effect to be small and for abrasion resistance not to fully be improved.
  • the N 2 SA of carbon black is preferably 200 m 2 / g or less, more preferably 150 m 2 / g or less. When it exceeds 200 m 2 / g, carbon black is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the upper limit of the nitrogen adsorption specific surface area is preferably 120 m 2 / g or more, more preferably 150 m 2 / g or more, and further preferably 160 m 2 / g or more.
  • the lower limit is preferably 300 m 2 / g or less, more preferably 200 m 2 / g or less.
  • the N 2 SA of carbon black can be measured according to JIS K 6217-2: 2001.
  • the content of carbon black is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 5 parts by mass, sufficient wear resistance tends to be not obtained.
  • the carbon black content is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less. When it exceeds 100 parts by mass, carbon black is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 30 m 2 / g or more, and more preferably 35 m 2 / g or more. If it is less than 30 m 2 / g, sufficient mechanical strength may not be obtained. Further, the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black is preferably 80 m 2 / g or less, 60 m 2 / g or less is more preferable. If it exceeds 80 m 2 / g, the heat generation is too high, and the bending fatigue resistance may be reduced.
  • the carbon black content is preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient bending fatigue resistance tends to be not obtained.
  • the carbon black content is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less. When it exceeds 100 parts by mass, carbon black is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 35m 2 / g or more. If it is less than 30 m 2 / g, the reinforcing effect is small, and the durability tends not to be sufficiently improved.
  • the N 2 SA of the carbon black is preferably 100 m 2 / g or less, more preferably 80 m 2 / g or less. When it exceeds 100 m 2 / g, carbon black is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the content of carbon black is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient durability tends not to be obtained.
  • the carbon black content is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less. When it exceeds 100 parts by mass, carbon black is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • silica is blended.
  • the dispersion of silica is promoted by the emulsion polymerization rubber, and the effect of improving fuel economy, wet grip performance, wear resistance, flex fatigue resistance, and durability can be enhanced.
  • both fillers of carbon black and silica into the emulsion polymerized rubber, good workability can be obtained, and wet grip performance, fuel efficiency, wear resistance, flex fatigue resistance, durability can be obtained.
  • the performance balance is synergistically improved, and the effects of the present invention are remarkably obtained.
  • silica that can be used is not particularly limited, and examples thereof include those commonly used in the tire industry.
  • Silica is preferably used in combination with a known silane coupling agent.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 150 m 2 / g or more. If it is less than 100 m 2 / g, the reinforcing effect is small, and there is a tendency that the wear resistance, bending fatigue resistance, and durability cannot be sufficiently improved.
  • the N 2 SA of silica is preferably 300 m 2 / g or less, more preferably 200 m 2 / g or less. When it exceeds 300 m ⁇ 2 > / g, it will become difficult to disperse
  • the content of silica is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 5 parts by mass, sufficient wear resistance and low fuel consumption tend not to be obtained.
  • the content of the silica is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less. When it exceeds 100 parts by mass, silica is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the total content of carbon black and silica is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more, and preferably 100 parts by mass with respect to the rubber component. 120 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less. If it is in the said range, while being able to obtain favorable abrasion resistance and excellent fuel efficiency, the effects of the present invention will be sufficiently exerted.
  • the carbon black content in a total of 100% by mass of carbon black and silica is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more.
  • the carbon black content is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and still more preferably 60% by mass or less. If it is in the said range, while being able to obtain favorable abrasion resistance and excellent fuel efficiency, the effects of the present invention will be sufficiently exerted.
  • content of a silica becomes like this.
  • it is 5 mass parts or more with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 20 mass parts or more. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient bending fatigue resistance tends to be not obtained.
  • the content of the silica is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less. When it exceeds 100 parts by mass, silica is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the total content of carbon black and silica is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, and preferably 100 parts by mass with respect to the rubber component. Is 120 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass or less. If it is in the said range, while being able to obtain favorable bending-fatigue resistance, the outstanding low-fuel-consumption property will also be obtained and the effect of this invention will fully be exhibited.
  • the carbon black content in a total of 100% by mass of carbon black and silica is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more.
  • the carbon black content is preferably 90% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less. If it is in the said range, while being able to obtain favorable bending-fatigue resistance, the outstanding low-fuel-consumption property will also be obtained and the effect of this invention will fully be exhibited.
  • content of a silica becomes like this.
  • it is 5 mass parts or more with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 25 mass parts or more. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient durability tends not to be obtained.
  • the content of the silica is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less. When it exceeds 100 parts by mass, silica is difficult to disperse, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the total content of carbon black and silica is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably it is 120 mass parts or less, More preferably, it is 90 mass parts or less. If it is in the said range, while being able to obtain favorable durability and excellent fuel efficiency, the effects of the present invention will be sufficiently exerted.
  • the carbon black content in a total of 100% by mass of carbon black and silica is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more.
  • the carbon black content is preferably 90% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less. If it is in the said range, while being able to obtain favorable durability and excellent fuel efficiency, the effects of the present invention will be sufficiently exerted.
  • silane coupling agent in the rubber composition of the present invention, it is preferable to use a silane coupling agent together with silica.
  • silane coupling agent include sulfide, mercapto, vinyl, amino, glycidoxy, nitro, and chloro silane coupling agents.
  • a sulfide system is preferable because the effects of the present invention can be obtained satisfactorily.
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3- Triethoxysilylpropyl) disulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide are preferred, and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide is more preferred.
  • the content of the silane coupling agent is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. If it is less than 2 parts by mass, the effects of the present invention tend not to be sufficiently obtained. Further, the content of the silane coupling agent is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 12 parts by mass or less. When it exceeds 20 parts by mass, there is a tendency that an effect commensurate with the increase in cost cannot be obtained.
  • the rubber composition of the present invention includes oils commonly used in the tire industry, zinc oxide, stearic acid, anti-aging agents, sulfur vulcanizing agents, vulcanization accelerators, etc. These various blending materials may be blended as appropriate.
  • the rubber composition of the present invention is produced by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, kneader, open roll or the like and then vulcanizing. Among them, (Manufacturing method 1) Step 1 of mixing the emulsion polymerization rubber latex and the carbon black dispersion, and the acetone extraction required by the acetone extraction method of coagulating the obtained mixture and the rubber contained in the prepared coagulum.
  • Step 2 for adjusting the content to 2.5% by mass or less, or soap and organic acid content to 2.5% by mass or less, Step 3 for kneading the obtained wet masterbatch (WMB) and other components,
  • the rubber composition obtained by the manufacturing method containing is preferable.
  • Step II for adjusting the acetone extractables contained in the emulsion polymerized rubber to 2.5% by mass or less, or the soap and organic acid content to 2.5% by mass or less, and the obtained high-purity rubber
  • the rubber composition of the present invention is prepared by a production method comprising a step II of kneading carbon black and producing a master batch (MB) and a step III of kneading the obtained master batch and other components. It is also possible to do. Thereby, carbon black can be highly dispersed and the effect of the present invention can be remarkably obtained.
  • production method 1 is preferable, and in this case, good workability can be obtained, and the performance balance of wet grip performance, fuel efficiency, wear resistance, bending fatigue resistance, and durability is synergistically improved.
  • the effect of the invention is remarkably obtained.
  • the performance balance is improved more efficiently than using a silica dispersion instead of a carbon black dispersion.
  • the concentration of the rubber component (rubber solids) in the emulsion-polymerized rubber latex is not particularly limited, but the upper limit is preferably 10% by mass from the viewpoint of uniform dispersibility in the latex (100% by mass). As mentioned above, More preferably, it is 20 mass% or more, More preferably, it is 30 mass% or more, and an upper limit becomes like this. Preferably it is 80 mass% or less, More preferably, it is 60 mass% or less.
  • examples of the carbon black dispersion include those obtained by dispersing the carbon black in an aqueous medium. By using this, rubber molecules and carbon black can be mixed in a liquid state, and carbon black can be sufficiently dispersed.
  • the carbon black dispersion can be produced by a known method, for example, using a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, or the like.
  • the dispersion liquid can be prepared by adding an aqueous medium to a colloid mill, adding carbon black while stirring, and then circulating with a surfactant as required using a homogenizer.
  • the concentration of carbon black in the dispersion is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 3 to 7 from the viewpoint of uniform dispersibility in the dispersion (100% by weight). % By mass.
  • a surfactant may be appropriately added to the carbon black dispersion from the viewpoint of dispersibility.
  • the surfactant is not particularly limited, and known anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, and the like can be appropriately used.
  • the addition amount of the surfactant is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 3% by mass, more preferably from the viewpoint of uniform dispersibility of the filler in the dispersion (100% by mass). Is 0.05 to 1% by mass.
  • examples of the aqueous medium include water and alcohol. Among them, water is preferably used.
  • the WMB is specifically prepared by mixing the emulsion polymerized rubber latex and the carbon black dispersion to prepare a mixture. After the mixture is solidified, the WMB is mixed with the rubber in the solidified product. It can be prepared by removing the soap and organic acid (acetone extract) contained therein, adjusting the acetone extract, soap and organic acid to 2.5% by mass or less, and then drying.
  • acetone extract acetone extract
  • the mixing method of the emulsion polymerization rubber latex and the carbon black dispersion is not particularly limited, and examples thereof include a method of dropping the carbon black dispersion while stirring the emulsion polymerization rubber latex in a blender mill.
  • the coagulation step is usually performed by adding an acidic compound such as formic acid and sulfuric acid and a coagulant such as a salt such as sodium chloride.
  • the process of removing soap and organic acid (acetone extract) is performed by dissolving the coagulated product in an organic solvent and precipitating with alcohol, repeating washing of the coagulated product with an aqueous solution of an alkaline compound, etc. it can.
  • WMB is obtained by drying after removal. For drying, a known dryer such as an air dryer can be used. In addition, what is necessary is just to set the content of carbon black in WMB suitably in consideration of the rubber composition to be manufactured, mixing properties, and the like.
  • Step 3 a rubber composition having excellent performance can be prepared by kneading the WMB obtained in Step 2 and other components by a known method and further performing a vulcanization step.
  • solid rubber aggregated rubber obtained by coagulating emulsion polymerization rubber latex or the like can be used.
  • the MB removes the soap and organic acid (acetone extract) contained in the solid rubber, and extracts the acetone extract, soap and organic acid.
  • the mixture can be prepared by adjusting the content to 2.5% by mass or less, mixing the obtained high-purity rubber and carbon black, and then drying.
  • the soap and organic acid content (acetone extract) removal step and the mixture drying step can be carried out in the same manner as described above, and the high purity rubber and carbon black mixing step can be carried out using a conventionally known kneading method or the like. It can be implemented.
  • Step III a rubber composition having excellent performance can be prepared by kneading MB obtained in Step II and other components by a known method and further performing a vulcanization step.
  • the rubber composition of the present invention produced by the production methods 1 and 2 can be suitably used for tire treads, sidewalls, and tire internal members.
  • the tire internal member include a carcass ply, a base tread, a breaker, a sidewall, a clinch apex, a bead apex, and the like.
  • the tire internal member can be suitably applied to a carcass ply.
  • the pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, the rubber composition containing the above components is extruded in accordance with the shapes of treads, sidewalls, and various tire internal members at an unvulcanized stage, and is usually used on a tire molding machine together with other tire members. An unvulcanized tire is produced by molding by the method, and a pneumatic tire is obtained by further heating and pressing in a vulcanizer.
  • the rubber master batch of the third aspect of the invention contains a rubber component derived from an emulsion polymerization rubber latex and carbon black, and the organic acid content is 2.0% by mass or less based on the total solid content in the rubber master batch. Is.
  • the rubber masterbatch obtained by the wet masterbatch method is inherently superior in mechanical strength, wear resistance, flex crack resistance, etc., despite excellent dispersibility of reinforcing materials such as silica and carbon black.
  • the rubber masterbatch containing carbon black compared to the rubber masterbatch containing silica, depending on the type of raw materials and production conditions, It has been found that the resistance to bending cracking is insufficient.
  • the component contained as a stabilizer in the emulsion polymerized rubber latex undergoes a chemical change during the subsequent process of forming a wet masterbatch with carbon black, resulting in remaining as an organic acid in the rubber masterbatch.
  • the organic acid interacts with the carbon black surface to find that it is the cause of insufficient mechanical strength, wear resistance, flex crack resistance, etc., and the content of organic acid in the rubber masterbatch
  • the carbon black-containing rubber masterbatch of the present invention obtained by the wet masterbatch method has good dispersibility of carbon black, and carbon as a reinforcing material such as mechanical strength, abrasion resistance, and flex crack resistance.
  • the performance of black is fully demonstrated. Therefore, it can be suitably applied to automobile tires and the like.
  • the emulsion polymerization rubber latex that is one of the raw materials of the rubber masterbatch retains an emulsifier (surfactant such as soap component) that is a latex stabilizer used in the manufacturing process. is doing.
  • the emulsion master rubber obtained by mixing the emulsion polymerization rubber latex and the carbon black dispersion, acid solidifying, and solid-liquid separation contains various impurities such as an emulsifier derived from rubber latex. It will be mixed.
  • the present inventors paid attention to the influence of the residual emulsifier as a factor that the carbon black-containing rubber masterbatch obtained by the wet masterbatch method cannot exhibit the original excellent performance.
  • the emulsifier in the emulsion-polymerized rubber latex is converted into various organic acids under acidic conditions in the course of acid coagulation with the carbon black dispersion.
  • the organic acid include resin acids such as abietic acid and fatty acids such as oleic acid.
  • the resulting organic acid partially interacts with the functional groups present on the surface of carbon black, such as chemical bonding or physical adsorption, thereby inhibiting the interaction between rubber and carbon black constituting the latex. It is possible that Therefore, the adverse effect of containing a large amount of organic acid in the rubber masterbatch is particularly noticeable in carbon black in which the reinforcing material used has a hydrophilic group only at the end of the graphite structure despite its high hydrophobicity. It is considered a phenomenon.
  • the term “rubber masterbatch” means a mixture obtained by wet-mixing an emulsion polymerization rubber latex and a carbon black dispersion and coagulating the rubber latex and carbon black. Any of those before removal of the medium (water etc.), those containing a small amount of dispersion medium after removal, and those obtained by drying the medium are included.
  • the emulsion polymerization rubber latex is not particularly limited, and examples thereof include latexes of various rubbers described above.
  • the emulsion polymerization rubber latex refers to a state in which rubber particles obtained by emulsion polymerization are dispersed in a dispersion medium.
  • emulsion-polymerized SBR latex is preferable from the viewpoint of mechanical strength, abrasion resistance, and bending crack resistance.
  • the dispersion medium for dispersing the rubber particles of the emulsion-polymerized rubber latex is not limited and may be water or an organic solvent such as alcohol, but is usually water. Moreover, what mixed a small amount of water-soluble alcohol etc. with water may be used.
  • the emulsion-polymerized rubber latex may contain an emulsifier and a stabilizer used in the emulsion polymerization, other compounds, reaction by-products and residues.
  • an emulsifier since the rubber latex in a state in which it is removed or reduced is markedly reduced in dispersibility, it is preferable to use a commercially available one as it is. In the present invention, even when a rubber latex containing a large amount of such an emulsifier is used, a rubber master batch having good mechanical strength, abrasion resistance, and bending crack resistance can be obtained.
  • a conventional emulsion polymerized rubber latex can be arbitrarily used, and examples thereof include the aforementioned compounds.
  • the rubber component content in the emulsion-polymerized rubber latex is usually 15 to 60% by mass, preferably 15 to 30% by mass. It contains a rubber component at such a ratio, and also contains an emulsifier, a stabilizer, other compounds, reaction by-products, and a residue, so that its solid content concentration (component concentration other than the dispersion medium) is usually 20 to 20%. Prepared to 35% by weight.
  • the average particle size of the rubber particles of the emulsion polymerization rubber latex is about 20 to 100 nm.
  • rubber latex such as natural rubber latex may be used together with the emulsion polymerization rubber latex as a raw material for producing the rubber masterbatch.
  • the carbon black used for the rubber masterbatch is not particularly limited, and those described above can be used.
  • Furnace black is suitable for the rubber masterbatch of the present invention.
  • Furnace black is produced by the furnace method (oil furnace method) described in JP-A-2004-43598, JP-A-2004-277443, and the like.
  • the carbon black used in the rubber master batch has a CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) adsorption specific surface area (CTAB surface area) measured according to JIS K6217-3 (2008) of usually 60 m 2 / g or more and 90 m 2 / g.
  • CTAB cetyltrimethylammonium bromide
  • the above is preferable, 120 m 2 / g or more is more preferable, 150 m 2 / g or more is further preferable, and 180 m 2 / g or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the CTAB surface area of carbon black is not limited, but is usually 400 m 2 / g or less.
  • the carbon black used in the rubber masterbatch preferably has an iodine adsorption amount (IA) measured in accordance with JIS K6217-1 (2008) of 100 to 400 mg / g, and 160 to 400 mg / g. It is more preferable. Within the above range, the wear resistance tends to be improved.
  • IA iodine adsorption amount
  • the carbon black used for the rubber masterbatch is a carbon black represented by the ratio (m 2 / mg) (CTAB / IA ratio) of the CTAB surface area (m 2 / g) and the iodine adsorption amount (mg / g).
  • the surface activity index is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more, and still more preferably 0.9 or more. When it is at least the lower limit, the reinforcing effect on the rubber is good, and the mechanical strength, wear resistance, and flex crack resistance of the rubber masterbatch and the rubber composition obtained using the rubber masterbatch tend to be improved.
  • the upper limit of the CTAB / IA ratio is not limited, but is usually 1.5 or less.
  • the surface activity index represented by the CTAB / IA ratio can be considered as an index of the crystallinity (graphitization rate) of carbon black. That is, as the CTAB / IA ratio is higher, the crystallization is not progressed, and the interaction between the carbon black and the rubber component (emulsion polymerization rubber latex) tends to increase.
  • the CTAB / IA ratio is also positioned as a parameter for evaluating the amount of acidic functional groups present on the carbon black surface. Therefore, the higher the CTAB / IA ratio, the more acidic functional groups are present on the surface of the carbon black.
  • the acidic functional group on the surface of carbon black contributes to the dispersibility of carbon black in water and the interaction with the rubber component (emulsion polymerization rubber latex).
  • the carbon black when carbon black having a CTAB / IA ratio in the above range is used, the carbon black not only interacts with the rubber component, but also is derived from the emulsifier contained in the emulsion polymerized rubber latex and the emulsifier. It also interacted strongly with organic acids. Therefore, conventionally, the carbon black in the rubber masterbatch produced by the wet masterbatch method has not been able to sufficiently exhibit the performance as the original reinforcing material, but according to the rubber masterbatch of the present invention. In carbon black in which the CTAB / IA ratio falls within the above range, a more remarkable reinforcing effect can be achieved.
  • Carbon black having a CTAB / IA ratio in the above range can be obtained, for example, by adopting a furnace method as a production method, selection of raw material oil, optimization of combustion conditions, and the like.
  • the carbon black used for the rubber masterbatch may be acidic, neutral or basic, but preferably has a pH measured by JIS K6221 of 2.0 to 10.0. 5 is more preferable.
  • the pH is in the above range, the mechanical strength, wear resistance, and flex crack resistance of the rubber masterbatch of the present invention and the rubber composition obtained using the rubber masterbatch tend to be improved.
  • the primary particle size of carbon black is usually 10 to 100 nm, particularly preferably 12 to 25 nm.
  • the Dmod particle diameter of carbon black is usually 25 to 300 nm, preferably 30 to 100 nm.
  • the rubber master batch of the present invention contains a rubber component derived from an emulsion polymerization rubber latex and carbon black, and the organic acid content is not more than a predetermined value. That is, the content of the organic acid in the rubber master batch of the present invention is 2.0% by mass or less, preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and 0.8% by mass. The following is more preferable, 0.6% by mass or less is particularly preferable, and 0.4% by mass or less is most preferable.
  • the content of the organic acid in the rubber master batch is based on the total solid content of the rubber master batch when the rubber master batch contains a dispersion medium such as water.
  • the content of the organic acid can be calculated by an organic acid measurement method based on JIS K6237.
  • the lower limit of the organic acid content in the rubber masterbatch is not limited and may not be included at all, but is usually 0.01% by mass or more from the viewpoint of the work load for reducing the organic acid content.
  • the organic acid means a hydrocarbon compound having a carboxyl group, and specifically includes resin acids and fatty acids.
  • the resin acid means an organic carboxyl group-containing compound contained in the natural resin, and specific examples include diterpenic acids such as abithienic acid and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and cinnamic acid.
  • the resin acid in this invention does not mean only what is obtained from a natural resin, If the chemical structure is the same, it will not be limited to the origin.
  • the fatty acid means a long-chain hydrocarbon carboxylic acid having 12 or more carbon atoms, and specific examples include oleic acid, linoleic acid, palmitic acid, myristic acid and the like.
  • organic acids are usually produced by an emulsifier derived from an emulsion polymerization rubber latex under acidic conditions, but the organic acid in the present invention is not limited to its origin.
  • the organic acid content in the present invention means the total amount of the above compounds.
  • a specific method for setting the content of the organic acid in the rubber masterbatch within the above range is not limited, and examples thereof include the following methods.
  • the steps for reducing the content of the organic acid are collectively referred to as “organic acid reduction step”.
  • (1) A method in which an emulsion polymerization rubber latex and a carbon black dispersion are mixed and coagulated, and then the coagulated product is washed with an alkaline solution to remove the organic acid.
  • (3) A method of removing an organic acid by mixing an emulsion-polymerized rubber latex and a carbon black dispersion and coagulating them, and then repeatedly washing the coagulated product with hot water.
  • the emulsifier in the emulsion-polymerized rubber latex is converted into an organic acid in the course of acid coagulation with the carbon black dispersion.
  • the organic acid derived from the emulsifier is usually a relatively long-chain hydrocarbon compound, so it has low solubility in water and tends to remain in the wet masterbatch.
  • the organic acid is again converted into a water-soluble compound (or a compound having improved solubility in water). Therefore, organic acid can be efficiently reduced by washing in this state. That is, the surface of the carbon black that has interacted with the organic acid at the stage of acid coagulation is converted to produce an interaction with the rubber by washing with an alkaline solution.
  • the step of washing the coagulated product with an alkaline solution can be employed at any stage in the method for producing a rubber masterbatch described below. It is preferable that the polymerization rubber latex and the carbon black dispersion are mixed and coagulated, and then the dispersion medium is removed. By performing the pH adjustment step at this stage, the organic acid can be efficiently removed.
  • “removing the dispersion medium” does not require the coagulated product to be completely dried, but rather the pH adjustment step is preferably performed in a wet state containing a small amount of the dispersion medium.
  • the pH adjustment step is not limited as long as it is a step of washing the coagulated product with an alkaline solution, but specifically, washing with an alkaline aqueous solution is preferable.
  • the temperature at which the pH adjustment step is performed (that is, the temperature of the alkaline solution) is not limited, but is usually 20 to 90 ° C., preferably 30 to 80 ° C., more preferably 40 to 75 ° C., and still more preferably 50 to 70 ° C. Particularly preferred is 55 to 65 ° C.
  • the pH adjustment step may be repeated only once or multiple times.
  • the operation of removing the solution and newly adding an alkaline solution may be repeated.
  • the pH value in the pH adjustment step is not limited, but the pH in a state where an alkaline solution is added to the coagulum and mixed to form a dispersion is usually 8.0 to 13.5, preferably 8.5 to 13.0. It is preferably 9.0 to 12.5, more preferably 9.5 to 12.0, and particularly preferably 10.0 to 11.5.
  • the pH value in the pH adjustment step within the above range, there is a tendency that the removal of the organic acid and the water washing step described later can be performed efficiently.
  • an alkaline aqueous solution suitably used as an alkaline solution is preferably prepared by dissolving a base compound in water.
  • the base compound may be an inorganic compound or an organic compound, but is preferably an inorganic base compound in that it does not cause chemical bonding with the rubber masterbatch.
  • Examples of the inorganic basic compound and the organic basic compound include those described above.
  • the concentration of the basic compound in the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but it is preferable to adjust the pH of the alkaline aqueous solution to be 8.0 to 13.5.
  • the coagulated product is preferably washed with water or warm water until the pH of the coagulated product dispersion becomes neutral (hereinafter, this step is referred to as “water washing step”). Also called).
  • the temperature at the time of washing with water is not particularly limited, but is usually 20 to 90 ° C., preferably 30 to 80 ° C., more preferably 40 to 75 ° C., further preferably 50 to 70 ° C., particularly preferably from the viewpoint of washing efficiency. 55-65 ° C.
  • This washing step may be repeated a plurality of times.
  • the rubber master batch is prepared, for example, by the following manufacturing method.
  • the rubber masterbatch of the present invention can be obtained by mixing a rubber component derived from an emulsion polymerization rubber latex and carbon black.
  • the emulsion polymerization rubber latex and carbon black are dispersed in a dispersion medium such as water.
  • a method of producing a rubber master batch by separating and removing the liquid as the dispersion medium is employed.
  • the above pH adjustment step preferably the pH adjustment step and the water washing step are performed in any of the above steps. (Separation step).
  • the concentration of carbon black in the carbon black dispersion is not limited, but is usually 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass.
  • Carbon black is preferably mixed in an amount of usually 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 80 parts by mass, and still more preferably 30 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component of the emulsion polymerization rubber latex. Mix to 70 parts by weight. If the amount is less than the lower limit, a sufficient reinforcing effect on the rubber master batch may not be obtained. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the workability may be lowered.
  • the method of mixing the carbon black dispersion and the emulsion polymerized rubber latex is not limited.
  • the carbon black dispersion is put into a mixer and the emulsion polymerized rubber latex is dropped while stirring, or the emulsion polymerized rubber latex is mixed in the emulsion polymerized rubber latex.
  • a method of mixing a carbon black dispersion liquid stream having a constant flow rate ratio and an emulsion polymerization rubber latex stream under vigorous stirring conditions can be used.
  • a coagulant is usually used.
  • the coagulant used in the present invention is not limited, and those conventionally used as coagulants can be appropriately selected and used.
  • As the coagulant for example, acidic compounds such as sulfuric acid, formic acid, and acetic acid can be used.
  • a pH adjuster, a polymer flocculant, etc. can be used in combination.
  • the coagulant may be naturally coagulated by mixing the carbon black dispersion and the emulsion polymerization rubber latex without adding a coagulant.
  • the pH of the mixed liquid of the carbon black dispersion and the emulsion polymerization rubber latex in the coagulation step is not limited, but is preferably pH 1.0 to 6.0, and more preferably pH 3.0 to 4.0. Within the above range, solidified grains tend to be formed efficiently. In addition, what is necessary is just to use the above-mentioned acidic compound as a coagulant when coagulating (acid coagulation) under such acidic conditions.
  • a dehydration process and / or a drying process for removing the dispersion medium are usually performed.
  • the method of dehydration or drying is not limited, and a known method can be adopted, and a dehydrator, a vacuum dryer, an air dryer, a drum dryer, a band dryer, or the like can be used.
  • a mechanical shearing force it is also preferable to perform drying while applying a mechanical shearing force. By drying while applying a shearing force, the mechanical strength, abrasion resistance, and flex crack resistance of the rubber masterbatch obtained and the rubber composition obtained using the rubber masterbatch may be improved.
  • the water content in the rubber master batch produced by removing the dispersion medium by dehydration or drying is usually preferably 2% by mass or less.
  • the rubber master batch of the present invention may contain other components (hereinafter also referred to as other components) other than the above components, as desired, within a range where the object of the present invention is not impaired.
  • Other components can be used together with the emulsion polymerized rubber latex and carbon black as raw materials for producing the rubber masterbatch, but can also be made into a rubber composition by adding after the production of the rubber masterbatch.
  • the dispersion after the coagulation step may be added in a state before drying, or may be added by blending, melt-kneading, or the like after drying. Furthermore, you may make it contain by mixing
  • examples of other components include the aforementioned inorganic fillers such as silica, and blended materials such as oil and zinc oxide.
  • organic acids such as stearic acid
  • a vulcanizing agent such as sulfur is included, and the rubber component is vulcanized (crosslinked). Is preferred.
  • an organic acid such as stearic acid is usually added when the rubber master batch of the present invention is produced to obtain a rubber composition.
  • an organic acid is added in the course of manufacturing a rubber masterbatch, the content of the organic acid specified in the present invention may be deviated. In such a case, it is contained in the emulsion polymerization rubber latex.
  • the organic acid derived from the emulsifier Like the organic acid derived from the emulsifier, the interaction between the rubber constituting the latex and the carbon black is inhibited.
  • an organic acid is added after manufacturing a rubber masterbatch, it is thought that the influence which inhibits this interaction is low.
  • rubber component derived from the emulsion polymerization rubber latex other rubber components such as solution polymerization rubber and natural rubber may be used in combination with the rubber master batch of the present invention.
  • the ratio of other rubber components when used in combination is not limited, but is usually preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less in the total rubber component.
  • the other rubber components are in a latex form, they can be used together with the emulsion polymerized rubber latex or the carbon black dispersion in the mixing and coagulating step. Further, if the other rubber component is a block, it may be blended or kneaded into the obtained rubber master batch or rubber composition. Examples of other rubber components include the aforementioned S-SBR.
  • the rubber master batch of the third aspect of the present invention can be suitably used in rubber compositions for various tire members used for the above-described pneumatic tire tread and the like.
  • Emulsifier (1) Rosin acid soap emulsifier manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.
  • EDTA ethylenediamine tetraacetate sodium catalyst manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Catalyst sulfuric acid manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Ferric polymerization terminator N, N'-dimethyldithiocarbamate alcohol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Methanol, ethanol formic acid manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: Kanto Chemical Corporation sodium formate sodium chloride: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. sodium chloride carbon black N220: Cabot Japan Ltd.
  • MB (T1-2) was obtained in the same manner as MB (T1-1), except that the number of reprecipitation was 3 times in total.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (T1-3) was obtained in the same manner as MB (T1-1) except that the number of reprecipitations was set to 2 in total.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (T1-4) was obtained in the same manner as MB (T1-1) except that the total number of reprecipitation was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded and mixed to 1000 ppm with respect to the composite, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to prepare MB (T1-5 )
  • the soap content and organic acid content contained in MB (T1-5) were determined according to JIS K6237, the soap content was 0.1% by mass and the organic acid content was 0.1% by mass.
  • MB (T1-6) was obtained in the same manner as MB (T1-5) except that the total number of washing and filtration was three.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (T1-7) was obtained in the same manner as MB (T1-5) except that the number of washing and filtration was made 2 times in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (T1-8) was obtained in the same manner as MB (T1-5) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • MB (T2-2) was obtained in the same manner as MB (T2-1) except that the total number of reprecipitation was three.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (T2-3) was obtained in the same manner as MB (T2-1) except that the total number of reprecipitations was two.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (T2-4) was obtained in the same manner as MB (T2-1) except that the total number of reprecipitations was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded and mixed to 1000 ppm with respect to the composite, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to prepare MB (T2-5 )
  • MB (T2-5 ) Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded and mixed to 1000 ppm with respect to the composite, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to prepare MB (T2-5 )
  • the soap content and organic acid content contained in MB (T2-5) were determined according to JIS K6237, the soap content was 0.1% by mass and the organic acid content was 0.1% by mass.
  • MB (T2-6) was obtained in the same manner as MB (T2-5) except that the number of washing and filtration was made 3 times in total.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (T2-7) was obtained in the same manner as MB (T2-5) except that the number of washing and filtration was made 2 times in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (T2-8) was obtained in the same manner as MB (T2-5) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • MB (T3-2) was obtained in the same manner as MB (T3-1) except that the total number of reprecipitation was three.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (T3-3) was obtained in the same manner as MB (T3-1) except that the total number of reprecipitations was two.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (T3-4) was obtained in the same manner as MB (T3-1) except that the total number of reprecipitations was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded to 1000 ppm with respect to the composite, then dried at 100 ° C. for 1 hour, and MB (T3-5 )
  • the soap content and organic acid content contained in MB (T3-5) were determined according to JIS K6237, the soap content was 0.1% by mass and the organic acid content was 0.1% by mass.
  • MB (T3-6) was obtained in the same manner as MB (T3-5), except that the number of washing and filtration was made 3 times in total.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (T3-7) was obtained in the same manner as MB (T3-5) except that the number of washing and filtration was changed to 2 in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (T3-8) was obtained in the same manner as MB (T3-5) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • MB (T4-2) was obtained in the same manner as MB (T4-1), except that the number of reprecipitations was 3 in total.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (T4-3) was obtained in the same manner as MB (T4-1) except that the number of reprecipitations was set to 2 in total.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (T4-4) was obtained in the same manner as MB (T4-1) except that the total number of reprecipitations was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded and mixed to 1000 ppm with respect to the composite, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to obtain MB (T4-5 )
  • the soap content and organic acid content contained in MB (T4-5) were determined according to JIS K6237, the soap content was 0.1% by mass and the organic acid content was 0.1% by mass.
  • MB (T4-6) was obtained in the same manner as MB (T4-5), except that the number of washing and filtration was changed to 3 times in total.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (T4-7) was obtained in the same manner as MB (T4-5) except that the number of washing and filtration was made 2 times in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (T4-8) was obtained in the same manner as MB (T4-5) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • the peak top molecular weight Mp and molecular weight distribution Mw / Mn of MB are gel permeation chromatograph (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer, column: TSKGEL SUPERMULTIPORE manufactured by Tosoh Corporation). Based on the measured value by HZ-M), it was determined by standard polystyrene conversion.
  • GPC gel permeation chromatograph
  • Microstructure identification of the polymer was measured using a JNM-ECA series device manufactured by JEOL Ltd. From the measurement results, the content (% by mass) of styrene in the polymer was calculated.
  • NR RSS # 3 MB (T1-1) to (T1-8): MB manufactured above (T2-1) to (T2-8): MB manufactured above (T3-1) to (T3-8): MB manufactured above ( T4-1) to (T4-8): Emulsion polymerization SBR produced above: SBR1502 manufactured by JSR Corporation Solution polymerization SBR: Buna VSL5025-0 manufactured by LANXESS Carbon Black: Show Black N220 manufactured by Cabot Japan Fine particle carbon black: Dia Black XR manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa Silane coupling agent: Si69 manufactured by Degussa Oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
  • Stearic acid Zinc stearate manufactured by NOF Corporation: Zinc Hua No. 1 anti-aging agent manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: NOCRACK 6C manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Wax: Sunnock wax manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. (1): Noxeller CZ manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Vulcanization accelerator (2): Noxeller D manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • (Abrasion resistance) The amount of wear of the vulcanized rubber composition was measured using a Lambone-type wear tester under the conditions of room temperature, applied load of 1.0 kgf, and slip rate of 30%, and indicated by an index using the following formula. It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that a numerical value is large.
  • (Abrasion resistance index) (Abrasion amount of Comparative Examples 1-1, 2-1, 3-1, 4-1) / (Abrasion amount of each formulation) ⁇ 100
  • carbon black and silica are blended with emulsion-polymerized SBR with reduced acetone extract or soap and organic acid content, while having excellent processability, it has low fuel consumption, wet grip performance, and wear resistance. It was clarified that it was possible to improve in a well-balanced manner, and that a remarkable effect was obtained particularly by using MB.
  • carbon black and silica are blended with a rubber component containing an emulsion-extracted SBR with reduced acetone content or soap and organic acid content and a solution-polymerized SBR
  • carbon black and silica have excellent processability and low It has become clear that fuel economy, wet grip performance, and wear resistance can be improved in a well-balanced manner, and that remarkable effects can be obtained particularly by using MB.
  • Water distilled water emulsifier (1): rosin acid soap emulsifier manufactured by Harima Kasei Co., Ltd. (2): fatty acid soap electrolyte manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: sodium phosphate styrene manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. : Styrene butadiene manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: 1,3-Butadiene polar group-containing monomer manufactured by Takachiho Chemical Co., Ltd .: 2- (dimethylamino) ethyl terminal modifier of acrylic acid manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • Ethanol formic acid Sodium formate manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .: Sodium chloride carbon black manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. N220: Showa manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. Black N220 Demol N: Surfactant Demol N manufactured by Kao Corporation (sodium salt of ⁇ -naphthalene sulfonic acid formalin condensate (anionic surfactant)) Sodium carbonate aqueous solution: sodium carbonate (concentration: 0.15% by mass) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane: Irganox 1010 manufactured by BASF Japan Ltd.
  • MB (T1A) Polymer (1A) and carbon black N220 were kneaded with a Banbury mixer so as to have a mass ratio of 70:30 to obtain MB (T1A).
  • MB (T1B) was obtained in the same manner as MB (T1A), except that the number of reprecipitations was 3 in total.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (T1C) was obtained in the same manner as MB (T1A) except that the number of reprecipitations was set to 2 in total.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (T1D) was obtained in the same manner as MB (T1A) except that the total number of reprecipitations was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded and mixed to 1000 ppm with respect to the composite (1), and then dried at 100 ° C. for 1 hour to obtain MB ( T1a) was obtained.
  • MB (T1a) Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded and mixed to 1000 ppm with respect to the composite (1), and then dried at 100 ° C. for 1 hour to obtain MB ( T1a) was obtained.
  • the soap content and organic acid content contained in MB (T1a) were determined in accordance with JIS K6237, the soap content was 0.1 mass% and the organic acid content was 0.1 mass%.
  • MB (T1b) was obtained in the same manner as MB (T1a) except that the total number of washing and filtration was three.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (T1c) was obtained in the same manner as MB (T1a) except that the number of washing and filtration was changed to 2 in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (T1d) was obtained in the same manner as MB (T1a) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • modified emulsion polymerized rubber latexes (2) to (5) were prepared and used in the same manner as MB (T1a) to (T1d).
  • MB (T2a) to (T2d), (T3a) to (T3d), (T4a) to (T4d), and (T5a) to (T5d) were obtained.
  • the respective soap and organic acid contents were as shown in Table 2-1.
  • MB molecular weight distribution Mw / Mn and peak top molecular weight Mp were measured by gel permeation chromatograph (GPC) (GPC-8000 series, manufactured by Tosoh Corp., detector: differential refractometer, column: TSKGEL SUPERMALTPORE manufactured by Tosoh Corp.) Based on the measured value by HZ-M), it was determined by standard polystyrene conversion.
  • GPC gel permeation chromatograph
  • microstructure identification The microstructure identification of MB was measured using a device of JNM-ECA series manufactured by JEOL. From the measurement results, the content (mass%) of styrene and polar functional group-containing monomers in the polymer was calculated.
  • NR RSS # 3 MB (T1A) to (T5D), (T1a) to (T5d): Synthetic emulsion polymerization SBR as described above: SBR1502 manufactured by JSR Corporation Carbon Black N220: Show Black N220 manufactured by Cabot Japan Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa Silane coupling agent: Si69 manufactured by Degussa Oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd. Stearic acid: Zinc stearate manufactured by NOF Corporation: Zinc Hua No.
  • (Abrasion resistance) The amount of wear of the vulcanized rubber composition was measured using a Lambone-type wear tester under the conditions of room temperature, applied load of 1.0 kgf, and slip rate of 30%, and indicated by an index using the following formula. It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that a numerical value is large.
  • (Abrasion resistance index) (Abrasion amount of Comparative Example 5-1) / (Abrasion amount of each formulation) ⁇ 100
  • carbon black and silica are blended with acetone-extracted or soap and organic acid-modified modified emulsion polymerization SBR, it has excellent processability and at the same time, low fuel consumption, wet grip performance, and wear resistance. It was clarified that the effect can be improved in a well-balanced manner, and in particular, a remarkable effect can be obtained by using MB.
  • Emulsifier (1) Rosin acid soap emulsifier manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.
  • EDTA ethylenediamine tetraacetate sodium catalyst manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Catalyst: sulfuric acid manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Ferric polymerization terminator: N, N'-dimethyldithiocarbamate alcohol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Methanol, ethanol formic acid manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: Kanto Chemical formic acid sodium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Sodium chloride carbon black N550 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. Show black N550 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd.
  • Demol N Surfactant Demol N manufactured by Kao Corporation (sodium salt of ⁇ -naphthalene sulfonic acid formalin condensate (anionic surfactant)) Sodium carbonate aqueous solution: sodium carbonate (concentration: 0.15% by mass) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane: Irganox 1010 manufactured by BASF Japan Ltd.
  • Polymer (1) and carbon black N550 were kneaded with a Banbury mixer to a mass ratio of 30:30 to obtain MB (S1).
  • MB (S2) was obtained in the same manner as MB (S1) except that the total number of reprecipitations was three.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (S3) was obtained in the same manner as MB (S1) except that the number of reprecipitations was set to 2 in total.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (S4) was obtained in the same manner as MB (S1) except that the total number of reprecipitations was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded to 1000 ppm with respect to the composite, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to obtain MB (S5). Obtained.
  • the soap content and organic acid content contained in MB (S5) were determined according to JIS K6237, the soap content was 0.1 mass% and the organic acid content was 0.1 mass%.
  • MB (S6) was obtained in the same manner as MB (S5) except that the total number of washing and filtration was three.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (S7) was obtained in the same manner as MB (S5) except that the number of washing and filtration was changed to 2 in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (S8) was obtained in the same manner as MB (S5) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • NR RSS # 3 BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
  • Stearic acid Zinc stearate manufactured by NOF Corporation: Zinc Hua No.
  • the chemicals were kneaded and blended to obtain an unvulcanized rubber composition.
  • the obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
  • the resulting unvulcanized rubber composition and vulcanized rubber composition were evaluated for fuel economy, flex crack growth resistance and processability by the following test methods.
  • Emulsifier (1) Rosin acid soap emulsifier manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.
  • EDTA ethylenediamine tetraacetate sodium catalyst manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Catalyst: sulfuric acid manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Ferric polymerization terminator: N, N'-dimethyldithiocarbamate alcohol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Methanol, ethanol formic acid manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: Kanto Chemical formic acid sodium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Sodium chloride carbon black N550 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. Show black N550 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd.
  • Demol N Surfactant Demol N manufactured by Kao Corporation (sodium salt of ⁇ -naphthalene sulfonic acid formalin condensate (anionic surfactant)) Sodium carbonate aqueous solution: sodium carbonate (concentration: 0.15% by mass) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane: Irganox 1010 manufactured by BASF Japan Ltd.
  • ⁇ Manufacture of MB (C1)> Manufacture of emulsion polymerized rubber
  • a pressure-resistant reactor equipped with a stirrer was charged with 2000 g of distilled water, 45 g of emulsifier (1), 1.5 g of emulsifier (2), 8 g of electrolyte, 250 g of styrene, 750 g of butadiene and 2 g of molecular weight regulator.
  • the reactor temperature was 5 ° C., and an aqueous solution in which 1 g of radical initiator and 1.5 g of SFS were dissolved and an aqueous solution in which 0.7 g of EDTA and 0.5 g of catalyst were dissolved were added to the reactor to initiate polymerization.
  • MB (C1) Polymer (1) and carbon black N550 were kneaded with a Banbury mixer so as to have a mass ratio of 30:30 to obtain MB (C1).
  • MB (C2) was obtained in the same manner as MB (C1) except that the number of reprecipitations was 3 in total.
  • the acetone extract was 1.5% by mass.
  • MB (C3) was obtained in the same manner as MB (C1) except that the number of reprecipitations was set to 2 in total.
  • the acetone extract was 2.5% by mass.
  • MB (C4) was obtained in the same manner as MB (C1) except that the total number of reprecipitations was one.
  • the acetone extract was 5.0% by mass.
  • Tetrakis- [methylene-3- ( 3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane was kneaded to 1000 ppm with respect to the composite, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to obtain MB (5). Obtained.
  • the soap content and organic acid content contained in MB (C5) were determined according to JIS K6237, the soap content was 0.1 mass% and the organic acid content was 0.1 mass%.
  • MB (C6) was obtained in the same manner as MB (C5) except that the total number of washing and filtration was three.
  • the soap content was 0.5% by mass, and the organic acid content was 0.5% by mass.
  • MB (C7) was obtained in the same manner as MB (C5) except that the number of washing and filtration was changed to 2 in total.
  • the soap content was 1.0% by mass and the organic acid content was 1.5% by mass.
  • MB (C8) was obtained in the same manner as MB (C5) except that the total number of washing and filtration was one.
  • the soap content was 2.0 mass% and the organic acid content was 3.0 mass%.
  • NR RSS # 3 MB (C1) to (C8): Synthetic emulsion polymerization SBR as described above: SBR1502 manufactured by JSR Corporation Carbon Black N550: Show Black N550 manufactured by Cabot Japan Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa Silane coupling agent: Si69 manufactured by Degussa Oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd. Stearic acid: Zinc stearate manufactured by NOF Corporation: Zinc Hua No.
  • the chemicals were kneaded and blended to obtain an unvulcanized rubber composition.
  • the obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
  • the resulting unvulcanized rubber composition and vulcanized rubber composition were evaluated for fuel economy, durability, breaking strength and processability by the following test methods.
  • (EB index) (EB of each formulation) / (EB of Comparative Example 7-1) ⁇ 100
  • the EB ⁇ TB index of Comparative Example 1 was set to 100
  • EB ⁇ TB of each formulation was displayed as an index according to the following formula. It shows that it is excellent in breaking strength, so that EBxTB index
  • (EB ⁇ TB index) (EB ⁇ TB of each formulation) / (EB ⁇ TB of Comparative Example 7-1) ⁇ 100
  • Example 8-1 56 kg of an aqueous dispersion containing 3.8% by mass of carbon black A was vigorously stirred with a homogenizer to obtain a carbon black dispersion.
  • Emulsion polymerization rubber latex (SBR, solid content concentration 23.0 mass%) 14.4 kg and processing oil 0.83 kg were mixed with this, and then a mixed solution of amine-based polymer flocculant (polyamine, manufactured by Tosoh Corporation) and sulfuric acid. was added to adjust the pH to 4.0 for acid coagulation, and then the dispersion medium as a supernatant was removed to obtain a rubber masterbatch crumb. After 5 kg of crumb of the obtained rubber masterbatch was washed with 50 kg of 60 ° C.
  • aqueous sodium carbonate solution adjusted to pH 11, it was washed repeatedly with warm water at 60 ° C. until the pH reached 7.0 to 7.5. (The pH of the dispersion was 11 when washed three times with an aqueous sodium carbonate solution). Then, after dehydrating with an expeller-type dehydrator manufactured by Suehiro EPM, dried with hot air at 100 ° C. until the water content became 2% by mass or less, to obtain a sesame batch.
  • the composition of the obtained rubber masterbatch was 60 parts by mass of carbon black and 25 parts by mass of processing oil with respect to 100 parts by mass of SBR by the measurement method described later. Moreover, content of the organic acid measured by the method mentioned later was 0.34 mass%.
  • this organic acid is a fatty acid soap and a resin acid soap which are contained as a residual emulsifier in the emulsion polymerization rubber latex used as a raw material, and becomes an organic acid in the course of acid coagulation.
  • stearic acid, sulfur, zinc white, and a vulcanization accelerator were added to the obtained rubber masterbatch so as to have the blending amounts shown in Table 5, and kneaded with an open roll to obtain a rubber composition.
  • Example 8-1 After obtaining a rubber masterbatch crumb in the same manner as in Example 8-1, this was not washed with an aqueous sodium carbonate solution, and 5 kg of the rubber masterbatch crumb was washed with 50 kg of hot water at 60 ° C. This was dehydrated in the same manner as Example 8-1 and dried with hot air.
  • the composition of the obtained rubber masterbatch was 60 parts by mass of carbon black and 25 parts by mass of processing oil with respect to 100 parts by mass of SBR by the measurement method described later. Moreover, content of the organic acid measured by the method mentioned later was 3.2 mass%. Next, a rubber composition was obtained in the same manner as in Example 8-1.
  • Example 8-2 A rubber masterbatch was produced in the same manner as in Example 8-1, except that carbon black B was used instead of carbon black A.
  • the composition of the obtained rubber masterbatch was 60 parts by mass of carbon black and 25 parts by mass of processing oil with respect to 100 parts by mass of SBR by the measurement method described later. Moreover, content of the organic acid measured by the method mentioned later was 0.30 mass%. Next, a rubber composition was obtained in the same manner as in Example 8-1.
  • Comparative Example 8-2 A rubber masterbatch was produced in the same manner as in Comparative Example 8-1, except that carbon black B was used instead of carbon black A.
  • the composition of the obtained rubber masterbatch was 60 parts by mass of carbon black and 25 parts by mass of processing oil with respect to 100 parts by mass of SBR by the measurement method described later. Moreover, content of the organic acid measured by the method mentioned later was 3.3 mass%. Next, a rubber composition was obtained in the same manner as in Example 8-1.
  • Example 8-3 Example except carbon black A was made into 54 kg of 3.0 mass% aqueous dispersion, emulsion polymerization rubber latex (SBR, solid content concentration 22.2 mass%) was set to 18.0 kg, and processing oil was changed to 0.81 kg.
  • a rubber master batch was prepared in the same manner as in 8-1.
  • the pH of the dispersion was 11 when washed three times with an aqueous sodium carbonate solution.
  • the composition of the obtained rubber masterbatch was 40 parts by mass of carbon black and 20 parts by mass of processing oil with respect to 100 parts by mass of SBR by the measurement method described later. Moreover, content of the organic acid measured by the method mentioned later was 0.67 mass%.
  • a rubber composition was obtained in the same manner as in Example 8-1.
  • Example 8-4 and 8-5 A rubber master batch was obtained in the same manner as in Example 8-3 except that the number of washings with an aqueous sodium carbonate solution adjusted to pH 11 was as described in Table 5.
  • Table 5 shows the results of measuring the composition of the obtained rubber master batch and the content of the organic acid by the measurement method described later.
  • Example 8-6 A rubber masterbatch was produced in the same manner as in Example 8-3 except that carbon black B was used instead of carbon black A.
  • the pH of the dispersion was 11 when washed three times with an aqueous sodium carbonate solution.
  • the composition of the obtained rubber masterbatch was 40 parts by mass of carbon black and 20 parts by mass of processing oil with respect to 100 parts by mass of SBR by the measurement method described later. Moreover, content of the organic acid measured by the method mentioned later was 0.20 mass%.
  • a rubber composition was obtained in the same manner as in Example 8-1.
  • Example 8-7 A rubber master batch was obtained in the same manner as in Example 8-6 except that the number of washings with an aqueous sodium carbonate solution adjusted to pH 11 was as described in Table 5. Table 5 shows the results of measuring the composition of the obtained rubber master batch and the content of the organic acid by the measurement method described later.
  • Comparative Example 8-4 A rubber masterbatch was produced in the same manner as in Comparative Example 8-3 except that carbon black B was used instead of carbon black A.
  • Table 5 shows the results of measuring the composition of the obtained rubber master batch and the content of the organic acid by the measurement method described later.
  • the breaking strength is expressed as a product of breaking stress (TB) and elongation (EB) in a tensile test of vulcanized rubber measured according to JIS K6251 (2010).
  • the fracture strength is expressed as an index as a relative ratio with respect to the value in each comparative example as a reference (100) in an experimental system using the same carbon black. The larger the index, the better the mechanical strength and the higher the reinforcement performance with carbon black.
  • ⁇ Abrasion resistance> The abrasion resistance was measured as a wear amount per unit time at 40 ° C. and a slip rate of 40% using a Lambone type wear tester.
  • the wear resistance is indicated by an index as a value according to the following formula, where A is the wear amount in each comparative example, and B is the wear amount of the target sample (Example). . It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that an index
  • Abrasion resistance index 100 + [(AB) / A] ⁇ 100
  • ⁇ Bending crack resistance> Perforations having a diameter of 2 mm were opened in the test piece, and this was repeatedly bent using a Dematcher bending tester manufactured by Ueshima Co., Ltd. to evaluate crack growth. The measurement was performed at room temperature, and the crack length at the time of bending 5000 times or 10,000 times was measured.
  • the flex crack resistance is C in the experimental example using the same formulation and the crack length in each comparative example (without the organic acid reducing step) and the crack length in the example (with the organic acid reducing step).
  • exponent is large. Bending crack resistance index 100 + [(CD) / C] ⁇ 100
  • the rubber masterbatch of this invention whose organic acid content is 2.0 mass% or less was excellent in mechanical strength, abrasion resistance, and bending crack resistance.
  • the organic acid content in the rubber masterbatch is 1.0% by mass or less, it can be seen that when the rubber composition is used, the mechanical strength, abrasion resistance, and flex crack resistance are all excellent. .
  • Examples 8-1 and 8-2 were blended with treads corresponding to Tables 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, Tables 2-2, 2-3.
  • treads corresponding to Tables 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, Tables 2-2, 2-3 were blended with treads corresponding to Tables 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, Tables 2-2, 2-3.
  • a wet masterbatch having a tread formulation corresponding to No. 1 a sidewall formulation corresponding to Table 3
  • a carcass ply formulation corresponding to Table 4 Similar remarkable improvement effects were obtained, and various performances were improved.

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Abstract

良好な加工性を有するとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性をバランスよく改善できる空気入りタイヤを提供する。アセトン抽出法により求められるアセトン抽出分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤ、又は、石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤに関する。

Description

空気入りタイヤ及びゴムマスターバッチ
本発明は、空気入りタイヤ及びゴムマスターバッチに関する。
近年、自動車に対する安全性及び低燃費性への要求にともなって、タイヤ用ゴム材料において、互いに二律背反の関係にある機械特性、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐久性などの性能の同時改良が望まれている。このような二律背反の問題を解決する方法として、低発熱化充填剤としてシリカを使用する方法や高補強性と優れた耐摩耗性を有する微粒子カーボンブラックを使用する方法が知られている。
例えば、溶液重合ゴムにシリカやシランカップリング剤を配合することにより、前記性能をある程度改善することが可能となるが、一般に溶液重合ゴムは、分子量分布が狭いため、加工性が悪化しやすく、更に製造コストが高いという問題もある。
一方、ラジカル重合は取り扱いが容易であることから、工業的に広く使用され、一般に広く単峰性な分子量分布を持ち、加工性が良好な乳化重合ゴムを製造できるが、乳化重合ゴムにシリカやシランカップリング剤を配合しても、溶液重合ゴムに比べて改善効果が小さくなってしまう。これは、乳化重合ゴムには、乳化重合用試薬として重合開始剤や乳化剤、重合調整剤、pH調整剤、重合停止剤などが使用され、残留乳化剤の一部がシランカップリング剤とシリカとの反応を阻害し、加硫ゴム組成物の耐摩耗性、耐久性などに悪影響を及ぼしていると考えられている。
この点に関し、特許文献1には、シリカ配合ゴムのゴム成分として、乳化剤などの乳化重合用試薬などの成分をアセトン抽出分が2.5質量%以下にまで取り除いた乳化重合ゴムを使用することで、低発熱性、耐摩耗性を両立したトレッド用ゴム組成物が開示されている。しかしながら、シリカ配合が示されているだけで、カーボンブラック配合は検討されておらず、カーボンブラック配合でも前記の性能を同時に改善することが望まれている。
特許第4272289号公報
本発明は、前記課題を解決し、良好な加工性を有するとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性をバランスよく改善できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
また、本発明は、前記課題を解決し、機械的強度、耐摩耗性、耐屈曲亀裂性をバランスよく改善できるゴムマスターバッチ、及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、アセトン抽出法により求められるアセトン抽出分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤに関する。
本発明は、石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤに関する。
前記ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して前記カーボンブラックを5~100質量部、前記シリカを5~100質量部、前記シリカ100質量部に対してシランカップリング剤を2~20質量部含有することが好ましい。
前記乳化重合ゴムは、乳化重合スチレンブタジエンゴムであることが好ましい。
前記乳化重合ゴムは、Mpが25万以上、Mw/Mnが3以上であることが好ましい。
前記乳化重合ゴムは、極性官能基含有チオール化合物の存在下、ラジカル重合性モノマーを乳化重合して得られ、末端に極性官能基を有する変性乳化重合ゴムであることが好ましい。
前記極性官能基含有チオール化合物が下記一般式(1)で表されるものであることが好ましい。
X-R-SH       (1)
(式中、Xは、エステル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基又はアルコキシシリル基を表す。Rは、置換基を有していてもよいアルキレン基又はアリーレン基を表す。)
前記変性乳化重合ゴムは、Mw/Mnが4以上であることが好ましい。
前記カーボンブラックは、微粒子カーボンブラックであることが好ましい。
前記ゴム組成物は、更に溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むことが好ましい。
本発明はまた、乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分及びカーボンブラックを含有するゴムマスターバッチであって、有機酸の含有量が、前記ゴムマスターバッチ中の全固形分に対して2.0質量%以下であるゴムマスターバッチに関する。
前記ゴムマスターバッチは、乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液をpH1.0~6.0にて混合する混合工程と、混合された分散液から液体を分離する分離工程とを経て得られたものであることが好ましい。ここで、前記混合工程以降において、前記混合された分散液のpHを8.0~13.5にするpH整工程を経て得られたものであることが好ましい。
本発明はまた、乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液をpH1.0~6.0にて混合する混合工程と、混合された分散液から液体を分離する分離工程とを含むゴムマスターバッチの製造方法であって、更に、得られるゴムマスターバッチ中の全固形分に対する有機酸の含有量を2.0質量%以下にする有機酸低減工程を含むゴムマスターバッチの製造方法に関する。
本発明によれば、アセトン抽出法により求められるアセトン抽出分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤ、又は、石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤであるので、良好な加工性を有するとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性をバランスよく改善できる。
また本発明によれば、乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分及びカーボンブラックを含有するゴムマスターバッチであって、有機酸の含有量が、前記ゴムマスターバッチ中の全固形分に対して2.0質量%以下であるゴムマスターバッチであるので、機械的強度、耐摩耗性、耐屈曲亀裂性をバランスよく改善できる。
〔空気入りタイヤ〕
以下、第1、2の本発明の空気入りタイヤについて説明する。
第1の本発明は、アセトン抽出法により求められるアセトン抽出分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤであり、また、第2の本発明は、石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤである。
カーボンブラック及びシリカを配合したゴム組成物において、アセトン抽出分(主にゴム中に残存している乳化重合用試薬)を2.5質量%以下に低減した乳化重合ゴム、又は、石けん分及び有機酸分を2.5質量%以下に低減した乳化重合ゴムを使用することにより、良好な加工性が得られるとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性(耐候性)、耐久性の性能をバランスよく改善したゴム組成物を提供できる。これは、乳化重合ゴム中の脂肪酸などの乳化剤由来成分を除去することで、ゴム組成物内における乳化重合ゴムとカーボンブラックの相互作用が高まり、前記性能が改善されるものと推察される。
先ず、第1、2の本発明におけるゴム組成物について説明する。
前記乳化重合ゴムとしては、たとえば乳化重合により得られる乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、乳化重合ブタジエンゴム(E-BR)、乳化重合イソプレンゴム(E-IR)、乳化重合アクリロニトリルブタジエンゴム(E-NBR)、乳化重合クロロプレンなどがあげられる。なかでも、ウェットグリップ特性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性の点から、E-SBRが好ましい。
前記乳化重合ゴムは、公知の乳化重合で合成され、例えば、乳化剤を用いてラジカル重合性モノマーを水中に乳化させ、得られた乳化液にラジカル開始剤を添加してラジカル重合する工程を含む製造方法により好適に得られる。
本発明で使用するラジカル重合性モノマーとしては、ジエン系モノマー、スチレン系モノマーなどが挙げられる。該ジエン系モノマーとしては、ブタジエン、イソプレン、ミルセンなどが挙げられ、該スチレン系モノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、メトキシスチレンなどが挙げられる。タイヤに使用した際の性能が良好であるという点から、ラジカル重合性モノマーは、ジエン系モノマーを用いることが好ましく、ジエン系モノマー及びスチレン系モノマーの併用がより好ましい。
乳化液は、公知の乳化剤を用いて公知の方法で乳化することで調製できる。乳化重合は、公知のラジカル重合開始剤を用いた公知の方法で実施できる。ここで、乳化重合の温度は使用するラジカル開始剤の種類によって適宜調整すればよいが、好ましくは0~50℃、より好ましくは0~20℃である。
乳化重合の停止は、重合系に公知の重合停止剤を添加することによって実施できる。停止後、ゴム成分が分散したゴムラテックスが得られる。
本発明では、前記乳化重合ゴムとして、極性官能基含有チオール化合物の存在下、ラジカル重合性モノマーを乳化重合して得られ、末端に極性官能基を有する変性乳化重合ゴムも使用可能である。本発明における変性乳化重合ゴムとして、具体的には、変性乳化重合スチレンブタジエンゴム(変性E-SBR)、変性乳化重合アクリロニトリルブタジエンゴム(変性E-NBR)、変性乳化重合クロロプレンなどがあげられる。なかでも、ウェットグリップ特性、耐摩耗性の点から、変性E-SBRが好ましい。
前記変性乳化重合ゴムは、例えば、極性官能基含有チオール化合物の存在下、ラジカル重合性モノマーを乳化重合して得られるポリマーのアセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を調整することにより、調製できる。
前記ポリマーの合成において、極性官能基含有チオール化合物はチオールのプロトンが引き抜かれてラジカルを発生するため、tert-ドデシルメルカプタンなどの一般的な分子量調整剤と同様、分子量調整剤(連鎖移動剤)として機能することができる。また、極性官能基含有チオール化合物から発生したラジカルとラジカル重合性モノマーとが反応して連鎖反応が開始されることにより、極性官能基含有チオール化合物中の極性官能基がジエン系重合体の開始末端に導入される。このようにして、汎用性の高い重合法である乳化重合において、末端に極性官能基を有する乳化重合ゴムを得ることが可能となる。
上記極性官能基含有チオール化合物は極性官能基(-X)とチオール基(-SH)とを有する化合物であれば特に限定されないが、下記一般式(1)で表される化合物を好適に使用できる。
X-R-SH       (1)
(式中、Xは、エステル基、ヒドロキシル基(-OH)、カルボキシル基(-COOH)、アミノ基又はアルコキシシリル基を表す。Rは、置換基を有していてもよいアルキレン基又はアリーレン基を表す。)
のアルキレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、直鎖状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-へキシレン基などが挙げられ、分岐状のアルキレン基としては、イソプロピレン基、2-エチルヘキシレン基などが挙げられ、環状のアルキレン基としては、シクロプロピレン基、シクロブチレン基などが挙げられる。また、該アルキレン基は置換基を有していてもよい。本発明の効果が良好に得られるという点から、該アルキレン基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは2~18である。
のアリーレン基としては、フェニレン基、トリレン基、キシレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基などが挙げられる。該アリーレン基は置換基を有していてもよい。
Xのエステル基としては、下記一般式(2-1)又は(2-2)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、Rはアルキル基又はアリール基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。)
、Rのアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、直鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-へキシル基などが挙げられ、分岐状のアルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、2-エチルヘキシル基などが挙げられ、環状のアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基などが挙げられる。また、該アルキル基は置換基を有していてもよい。
本発明の効果が良好に得られるという点から、該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは2~18である。
、Rのアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる。該アリール基は、これらの基の水素原子が置換基で置換されたものであってもよい。
Xのアミノ基としては、下記一般式(3)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、R、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。RとRとで環構造を形成してもよい。)
、Rのアルキル基、アリール基としては、上述のR、Rと同様のものが挙げられる。また、RとRとで環構造を形成する形態としては、例えば、一般式(3)中のNとともにピロール環を形成する形態が挙げられる。本発明の効果が良好に得られるという点から、該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~4であり、また、該アリール基の炭素数は、好ましくは6~18、より好ましくは6~8である。
Xのアルコキシシリル基としては、下記一般式(4)で表される基が挙げられる。
(RO)(R3-pSi-       (4)
(式中、Rはアルキル基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。pは1~3の整数である。)
、Rのアルキル基としては、上述のR、Rと同様のものが挙げられる。本発明の効果が良好に得られるという点から、該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~4である。
上記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、Xがエステル基である化合物として、メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル、オクタン酸2-メルカプトエチルなどが挙げられ、Xがヒドロキシル基である化合物として、9-メルカプト-1-ノナノール、11-メルカプト-1-ウンデカノールなどが挙げられ、Xがカルボキシル基である化合物として、11-メルカプトウンデカン酸、16-メルカプトヘキサデカン酸などが挙げられ、Xがアミノ基である化合物として、11-アミノ-1-ウンデカンチオール、1H-ピロール-1-ウンデカンチオール、などが挙げられ、Xがアルコキシシリル基である化合物として、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピル(ジメトキシ)メチルシランなどが挙げられる。
前記変性乳化重合ゴムは、ラジカル重合性モノマーとして、ジエン系モノマー及びスチレン系モノマーとともに、極性官能基含有モノマーを併用して重合したポリマーが好ましい。これにより、主鎖及び末端に極性官能基を有するジエン系重合体が得られるため、ジエン系重合体を更に高性能化することができる。
極性官能基含有モノマーとしては、極性官能基及び重合性不飽和結合を有するモノマーを好適に使用することができ、該極性官能基としては、例えば、エステル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アルコキシシリル基などが挙げられる。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという点から、極性官能基としては、エステル基、カルボキシル基、アミノ基が好ましい。極性官能基含有モノマーの具体例としては、アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミドなどが挙げられる。
前記変性乳化重合ゴムは、乳化重合で合成され、例えば、極性官能基含有チオール化合物の存在下、乳化剤を用いてラジカル重合性モノマーを水中に乳化させ、得られた乳化液にラジカル開始剤を添加してラジカル重合する工程を含む製造方法により好適に得られる。
乳化剤を用いて公知の方法で乳化することで乳化液を調製できる。乳化剤としては特に限定されず、公知の材料を使用することができ、例えば、脂肪酸塩(脂肪酸石鹸)、ロジン酸塩(樹脂酸石鹸)、ラウリル硫酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダなどのアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのノニオン系界面活性剤などが挙げられる。脂肪酸塩、ロジン酸塩としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸などのカリウム塩又はナトリウム塩、不均化ロジン酸カリウムなどが例示される。
前記変性乳化重合ゴムにおいて、乳化重合はラジカル重合開始剤を用いる公知の方法で実施できる。ラジカル重合開始剤としては特に限定されず、公知の材料を使用することができ、例えば、パラメンタンヒドロペルオキシドなどのレドックス系開始剤、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、などが挙げられる。
前記変性乳化重合ゴムにおける乳化重合の停止は、重合系に重合停止剤を添加することによって行われる。重合停止剤としては特に限定されず、公知の材料を使用することができ、例えば、N,N’-ジメチルジチオカルバメート、ジエチルヒドロキシルアミン、ヒドロキノンなどが挙げられる。
本発明では、例えば、得られたゴムラテックスと後述のカーボンブラック分散液を混合、凝固させ、凝固物のゴム中に含まれる石けん分や有機酸分を除去することにより、アセトン抽出分が2.5質量%以下、又は、石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下であるウェットマスターバッチを作製し、該ウェットマスターバッチを用いて本発明のゴム組成物を調製できる。また、得られたゴムラテックスを凝固させて乳化重合ゴムを作製し、該乳化重合ゴム中に含まれる石けん分や有機酸分を除去することにより、アセトン抽出分が2.5質量%以下、又は、石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下である高純度ゴムを作製し、該高純度ゴムとカーボンブラックとを混錬して得たマスターバッチを用いて本発明のゴム組成物を調製することも可能である。特に、前記ウェットマスターバッチを用いることで、諸性能が顕著に改善される。
第1の本発明に用いられる乳化重合ゴムは、アセトン抽出法により求められるアセトン抽出分を2.5質量%以下に除去、低減したものである。2.5質量%を超えると、前記性能の改善効果が充分に得られないおそれがある。一方、乳化重合用試薬の中には脂肪酸セッケンのように物性を阻害する試薬もあるが、ロジン酸カリウムのように物性に好影響を与える試薬もある。そのため、物性を阻害する試薬をある程度除去でき、かつ好影響を与える試薬をある程度残すという点から、アセトン抽出分は、好ましくは0.1~2.5質量%、より好ましくは0.5~2.5質量%である。
乳化重合ゴム中のアセトン抽出分とは、JIS K6350に準拠するアセトン抽出法により求められるアセトン抽出分(%)をいう。なお、ゴム成分がオイルを含有する油展ポリマー(OEP)である場合、アセトン抽出物にはオイルも含まれるが、アセトン抽出分には該オイルは含まない。
アセトン抽出分を低減した乳化重合ゴムは、例えば、乳化重合で得られたゴムをトルエンなどの有機溶剤に溶解してろ過した後、メタノールなどのアルコールにより沈殿させる操作を繰り返し、乳化重合用試薬などの成分を抽出することにより、調製できる。
前記アセトン抽出分に主に含まれる乳化重合用試薬とは、具体的には、乳化剤、重合開始剤、重合調整剤(反応の連鎖移動剤)、pH調整剤、重合停止剤などのうちアセトン抽出可能なものをいう。
前記乳化剤は、乳化重合用試薬としてもっとも多く含まれ、ゴム組成物の物性への影響も大きいと考えられる成分であり、たとえば、高級脂肪酸の石けん、ロジンを構成する有機酸の石けん、及びこれらの組み合わせ(混合セッケン)などがあげられる。
前記重合開始剤としては、ホットラバーの場合には、たとえば過硫酸カリウムなど、コールドラバーの場合には、たとえば酸化剤と還元剤とを併用するレドックス系重合開始剤などがあげられる。
前記重合調整剤は、分子量調整剤として作用するものであり、ホットラバーの場合には、たとえばn-ドデシルメルカプタンなど、コールドラバーの場合には、たとえば第3級ドデシルメルカプタン、混合第3級メルカプタン(炭素数14、16および18のものの混合物)などがあげられる。
前記pH調整剤は、pH調整の緩衝剤、また、ラテックス粘度をさげ、ゲル化を防ぐなどのために使用される電解質成分をいい、たとえば苛性アルカリ、リン酸ナトリウム、硫酸カリウムなどがあげられる。
前記重合停止剤としては、たとえば第3級ブチルヒドロキノン、ジニトロクロロベンゼン、ヒドロキノンと水、ジメチルジチオカルバミン酸塩、多硫化ナトリウム、ポリエチレンポリアミンなどがあげられる。
第2の本発明に用いられる乳化重合ゴムは、石けん分及び有機酸分をそれぞれ2.5質量%以下に除去、低減したものである。2.5質量%を超えると、前記性能の改善効果が充分に得られないおそれがある。一方、前記のとおり、石けん分や有機酸分中の物性を阻害する試薬をある程度除去し、かつ好影響を与える試薬をある程度残すという点から、石けん分及び有機酸分は、それぞれ好ましくは0.1~2.5質量%、より好ましくは0.5~2.5質量%である。
乳化重合ゴム中の石けん分及び有機酸分とは、JIS K6237に準拠する石けん分及び有機酸分の求め方により求められる石けん分及び有機酸分(%)をいう。
乳化重合ゴム中の石けん分及び有機酸分を低減した乳化重合ゴムは、例えば、乳化重合で得られたゴムを、アルカリ性化合物(塩基化合物)の水溶液による洗浄を繰り返すことにより、調製できる。塩基化合物は、無機化合物でも有機化合物でもよいが、無機の塩基化合物が好ましい。無機の塩基化合物としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物が挙げられる。有機の塩基化合物としては、トリエチルアミン等のアミン類が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ゴム中に存在する石けん分と有機酸分は単独の化学物質ではないが、前記石けん分としては、ステアリン酸ナトリウム、ロジン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ロジン酸カリウムなどの高級脂肪酸又はロジンを構成する有機酸のナトリウム、カルシウム、カリウム塩などが挙げられる。前記有機酸分としては、ステアリン酸、ロジン酸などの高級脂肪酸及びロジンを構成する有機酸などが挙げられる。
前記乳化重合ゴムのピークトップ分子量Mpは、好ましくは15万以上、より好ましくは20万以上、より好ましくは25万以上であり、また、好ましくは100万以下、より好ましくは90万以下である。Mpが下限未満では、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性がバランスよく得られないおそれがある。一方、Mpが上限を超えると、加工性が悪化するおそれがある。
前記乳化重合ゴムの分子量分布Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)は、好ましくは2.5以上、より好ましくは3以上であり、また、好ましくは6以下、より好ましくは5以下である。Mw/Mnが下限未満では、加工性が悪化するおそれがある。一方、Mw/Mnが上限を超えると、低燃費性、耐摩耗性、ウェットグリップ性能、耐屈曲疲労性、耐久性がバランス良く得られないおそれがある。
特に、前記乳化重合ゴムが前記変性乳化重合ゴムの場合、そのピークトップ分子量Mpは、好ましくは15万以上、より好ましくは20万以上であり、また、好ましくは50万以下、より好ましくは45万以下である。
また、前記乳化重合ゴムが前記変性乳化重合ゴムの場合、その分子量分布Mw/Mnは、好ましくは3以上、より好ましくは3.5以上、更に好ましくは4以上であり、また、好ましくは6以下、より好ましくは5以下である。
なお、前記乳化重合ゴムのMp、Mw/Mnは、後述の実施例の方法で測定できる。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、ゴム成分100質量%中の前記乳化重合ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、特に好ましくは40質量%以上である。5質量%未満であると、前記乳化重合ゴムを配合した効果が充分に得られない傾向がある。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
特に、Mp25万以上、Mw/Mn3以上の乳化重合ゴムを用いる場合、前記乳化重合ゴムの含有量の下限は、5質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、上限は、60質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。前記乳化重合ゴムが前記変性乳化重合ゴムの場合、その含有量の下限は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、上限は、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。後述の微粒子カーボンブラックを用いる場合、下限は、5質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましい。また、後述の溶液重合スチレン-ブタジエンゴムを含む場合、上限は、90質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましい。
また、前記乳化重合ゴムが前記変性乳化重合ゴムの場合、前記変性乳化重合ゴムにおけるジエン系モノマーの含有量は特に限定されず、他の成分の含有量に合わせて適宜調整すればよいが、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上であり、また、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であれば、本発明の効果が良好に得られる。
前記変性乳化重合ゴムがスチレン系モノマーを含有する場合、該変性乳化重合ゴム中のスチレン系モノマーの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。上記範囲外であると、タイヤに使用した際、低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能がバランス良く得られないおそれがある。
前記変性乳化重合ゴムが極性官能基含有モノマーを含有する場合、該変性乳化重合ゴム中の極性官能基含有モノマーの含有量は、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上であり、また、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。上記範囲外であると、タイヤに使用した際、低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能がバランス良く得られないおそれがある。
なお、前記変性乳化重合ゴムにおけるジエン系モノマー、スチレン系モノマー、極性官能基含有モノマーの含有量は、後述の実施例の方法で測定できる。
一方、前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、ゴム成分100質量%中の前記乳化重合ゴムの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。10質量%未満であると、前記乳化重合ゴムを配合した効果が充分に得られない傾向がある。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。
また、前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、ゴム成分100質量%中の前記乳化重合ゴムの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。10質量%未満であると、前記乳化重合ゴムを配合した効果が充分に得られない傾向がある。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。
本発明におけるゴム組成物に使用されるゴム成分としては、前記乳化重合ゴムを1種又は2種以上使用しても、更に溶液重合ゴム等の他の合成ゴムや、天然ゴム(NR)をブレンドしてもよい。乳化重合ゴムは、引張り強度、耐摩耗性、耐久性の点で溶液重合ゴムよりも好ましい。
前記溶液重合ゴムとしては、たとえば、溶液重合により得られるスチレン-ブタジエンゴム(S-SBR)、シス-1,4-ポリイソプレン、低シス-1,4-ポリブタジエン、高シス-1,4-ポリブタジエン、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ハロゲン化ブチルゴム(X-IIR)などがあげられる。なかでも、ウェットグリップ特性、耐摩耗性、耐久性の点から、S-SBR、シス-1,4-ポリイソプレン、低シス-1,4-ポリブタジエン、高シス-1,4-ポリブタジエンが好ましく、S-SBRが特に好ましい。なお、前記溶液重合ゴムは、炭化水素などの溶媒中で適した溶液重合用試薬(有機リチウム化合物など)用いて合成でき、溶液重合法は当業者に周知である。
溶液重合スチレン-ブタジエンゴム(S-SBR)を前記乳化重合ゴムとともにゴム成分として併用することにより、前述の本発明の効果が良好に得られる。S-SBRとしては特に限定されず、公知の市販品などを使用できる。なお、S-SBRは、1種又は2種以上のいずれでもよい。
NRとしては、特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
S-SBRの含有量は、ゴム成分100質量%中、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。20質量%未満であると、S-SBRを用いることによる効果が充分に発揮されない。該含有量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。70質量%を超えると、乳化重合ゴムを用いることによる効果が充分に発揮されない。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、ブレンドする場合の溶液重合ゴムの配合割合は、乳化重合ゴムを用いることによる効果を充分に得る点から、全ゴム成分100質量%中、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下であり、配合する場合の下限は、好ましくは5質量%以上である。また、NRをブレンドする場合、その配合割合の下限は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、特に好ましくは40質量%以上であり、上限は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
特に、Mp25万以上、Mw/Mn3以上の乳化重合ゴムを用いる場合、前記NRの配合割合の下限は、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、上限は、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。また、後述の微粒子カーボンブラックを用いる場合、下限は、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、上限は、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
一方、サイドウォールに用いる場合、他の合成ゴムとして、耐屈曲疲労性の点から、BRを用いることが好ましい。BRとしては特に限定されず、例えば、高シス含有量のBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR等を使用できる。なかでも、耐屈曲疲労性に優れるという理由から、BRのシス含量は90質量%以上が好ましい。
前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。10質量%未満であると、充分な耐屈曲疲労性が得られないおそれがある。該BRの含有量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。70質量%を超えると、機械的強度が不足する他、加工性が悪化するおそれがある。
前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。20質量%未満であると、ゴム強度が低下する傾向がある。また、該NRの含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。80質量%を超えると、充分な耐屈曲疲労性が得られないおそれがある。
また、前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、ブレンドする場合の溶液重合ゴムの配合割合は、乳化重合ゴムを用いることによる効果を充分に得る点から、全ゴム成分100質量%中、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下であり、配合する場合の下限は、好ましくは5質量%以上である。また、NRをブレンドする場合、その配合割合の下限は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、上限は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
本発明では、カーボンブラックが配合される。前記乳化重合ゴムにカーボンブラックを配合することで、補強効果などが効果的に発揮され、本発明の効果が良好に得られる。カーボンブラックとしては、特に限定されないが、SAF、ISAF、HAFなどを好適に使用できる。なかでも、トレッドに配合する場合、微粒子カーボンブラックが好ましい。
特に、カーボンブラック源としてカーボンブラック分散液を使用し、ゴム源としてゴムラテックスを使用することで、良好な加工性を得られるとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性の性能バランスが相乗的に改善され、本発明の効果が顕著に得られる。更に、カーボンブラック分散液に代えて、シリカ分散液を用い、同様にゴムラテックスを用いた場合に比べ、前記性能バランスを効率的に改善することが可能となる。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは80m/g以上、より好ましくは100m/g以上である。80m/g未満では、補強効果が小さく、耐摩耗性を充分に改善できない傾向がある。カーボンブラックのNSAは、好ましくは200m/g以下、より好ましくは150m/g以下である。200m/gを超えると、カーボンブラックが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。特に、微粒子カーボンブラックを用いる場合、そのチッ素吸着比表面積(NSA)の上限は、好ましくは120m/g以上、より好ましくは150m/g以上、更に好ましくは160m/g以上であり、下限は、好ましくは300m/g以下、より好ましくは200m/g以下である。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217-2:2001に準拠して測定できる。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは25質量部以上である。5質量部未満では、充分な耐摩耗性が得られない傾向がある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、カーボンブラックが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
一方、前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は30m/g以上が好ましく、35m/g以上がより好ましい。30m/g未満では、充分な機械的強度が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は80m/g以下が好ましく、60m/g以下がより好ましい。80m/gを超えると、発熱が高すぎ、耐屈曲疲労性が低下するおそれがある。
前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。5質量部未満では、充分な耐屈曲疲労性が得られない傾向がある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、カーボンブラックが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
また、前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは35m/g以上である。30m/g未満では、補強効果が小さく、耐久性を充分に改善できない傾向がある。カーボンブラックのNSAは、好ましくは100m/g以下、より好ましくは80m/g以下である。100m/gを超えると、カーボンブラックが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。5質量部未満では、充分な耐久性が得られない傾向がある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、カーボンブラックが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
本発明では、シリカが配合される。前記乳化重合ゴムによってシリカの分散が促進され、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性の向上効果を高めることができる。特に、前記乳化重合ゴムに、カーボンブラック、シリカの両フィラーを配合することで、良好な加工性を得られるとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性の性能バランスが相乗的に改善され、本発明の効果が顕著に得られる。
使用可能なシリカとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものが挙げられる。また、シリカは公知のシランカップリング剤と併用することが好ましい。
シリカのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは100m/g以上、より好ましくは150m/g以上である。100m/g未満では、補強効果が小さく、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性を充分に改善できない傾向がある。シリカのNSAは、好ましくは300m/g以下、より好ましくは200m/g以下である。300m/gを超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
なお、シリカのBET法によるチッ素吸着比表面積は、ASTM D3037-81に準拠した方法により測定することができる。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは25質量部以上である。5質量部未満では、充分な耐摩耗性、低燃費性が得られない傾向がある。該シリカの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは50質量部以上であり、また、好ましくは120質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。上記範囲内であれば、良好な耐摩耗性が得られるとともに、優れた低燃費性も得られ、本発明の効果が充分に発揮される。
前記乳化重合ゴムをトレッドに用いる場合、カーボンブラック及びシリカの合計100質量%中のカーボンブラック含有率は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。また、該カーボンブラックの含有率は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。上記範囲内であれば、良好な耐摩耗性が得られるとともに、優れた低燃費性も得られ、本発明の効果が充分に発揮される。
一方、前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。5質量部未満では、充分な耐屈曲疲労性が得られない傾向がある。該シリカの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上であり、また、好ましくは120質量部以下、より好ましくは90質量部以下である。上記範囲内であれば、良好な耐屈曲疲労性が得られるとともに、優れた低燃費性も得られ、本発明の効果が充分に発揮される。
前記乳化重合ゴムをサイドウォールに用いる場合、カーボンブラック及びシリカの合計100質量%中のカーボンブラック含有率は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上である。また、該カーボンブラックの含有率は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であれば、良好な耐屈曲疲労性が得られるとともに、優れた低燃費性も得られ、本発明の効果が充分に発揮される。
また、前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは25質量部以上である。5質量部未満では、充分な耐久性が得られない傾向がある。該シリカの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上であり、また、好ましくは120質量部以下、より好ましくは90質量部以下である。上記範囲内であれば、良好な耐久性が得られるとともに、優れた低燃費性も得られ、本発明の効果が充分に発揮される。
前記乳化重合ゴムをタイヤ内部部材に用いる場合、カーボンブラック及びシリカの合計100質量%中のカーボンブラック含有率は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上である。また、該カーボンブラックの含有率は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であれば、良好な耐久性が得られるとともに、優れた低燃費性も得られ、本発明の効果が充分に発揮される。
本発明のゴム組成物には、シリカと共に、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという理由から、スルフィド系が好ましい。
スルフィド系シランカップリング剤としては、本発明の効果が良好に得られるという理由から、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィドが好ましく、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドがより好ましい。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。2質量部未満では、本発明の効果が充分に得られない傾向がある。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは12質量部以下である。20質量部を超えると、コストの増加に見合った効果が得られない傾向がある。
本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、タイヤ工業において一般的に用いられているオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などの各種配合材料が適宜配合されていてもよい。
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法などにより製造できる。
なかでも、(製法1)乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液を混合する工程1と、得られた混合物を凝固し、作製された凝固物中に含まれるゴムのアセトン抽出法により求められるアセトン抽出分を2.5質量%以下、又は石けん分及び有機酸分を2.5質量%以下に調整する工程2と、得られたウェットマスターバッチ(WMB)及び他の成分を混練りする工程3とを含む製造方法により得られるゴム組成物が好ましい。また、(製法2)乳化重合ゴムに含まれるアセトン抽出分を2.5質量%以下、又は石けん分及び有機酸分を2.5質量%以下に調整する工程Iと、得られた高純度ゴム及びカーボンブラックを混錬してマスターバッチ(MB)を作製する工程IIと、得られたマスターバッチ及び他の成分を混練りする工程IIIとを含む製造方法により、本発明のゴム組成物を調製することも可能である。これにより、カーボンブラックを高分散でき、本発明の効果が顕著に得られる。
なかでも、製法1が好ましく、その場合、良好な加工性を得られるとともに、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、耐久性の性能バランスが相乗的に改善され、本発明の効果が顕著に得られる。また、カーボンブラック分散液に代えて、シリカ分散液を用いることに比べて、前記性能バランスが効率的に改善される。
製法1において、前記乳化重合ゴムラテックス中のゴム成分(ゴム固形分)の濃度は特に限定されないが、ラテックス(100質量%)中での均一分散性の点から、上限は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、上限は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。
製法1において、カーボンブラック分散液としては、前記カーボンブラックを水性媒体中に分散させたものが挙げられる。これを使用することにより、ゴム分子とカーボンブラックを液体状態で混合することができ、カーボンブラックを充分に分散できる。
カーボンブラック分散液は、公知の方法で製造でき、例えば、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル等を用いて調製できる。具体的には、コロイドミルに水性媒体を入れ、攪拌しながらカーボンブラックを添加し、次いでホモジナイザーを用いて必要に応じて界面活性剤とともに循環することにより、上記分散液を調製できる。なお、上記分散液中のカーボンブラックの濃度は特に限定されないが、分散液(100質量%)中での均一分散性の点から、好ましくは0.5~10質量%、より好ましくは3~7質量%である。
前記カーボンブラック分散液には、分散性の点から、適宜界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、特に限定されず、公知の陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを適宜使用できる。なお、上記分散液において、界面活性剤の添加量は特に限定されないが、分散液(100質量%)中の充填剤の均一分散性の点から、好ましくは0.01~3質量%、より好ましくは0.05~1質量%である。
また、水性媒体としては、水、アルコールなどが挙げられ、なかでも、水を使用することが好ましい。
製法1の工程1~2において、前記WMBは、具体的には、前記乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液を混合して混合物を作製し、該混合物を凝固した後、凝固物中のゴムに含まれる石けん分や有機酸分(アセトン抽出分)を除去して、アセトン抽出分や、石けん分及び有機酸分を2.5質量%以下に調整し、次いで、乾燥することにより、調製できる。
前記乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液の混合方法としては、特に限定されず、例えば、ブレンダーミル中に乳化重合ゴムラテックスを入れ、撹拌しながら、カーボンブラック分散液を滴下する方法などが挙げられる。凝固工程は、通常、ギ酸、硫酸等の酸性化合物や、塩化ナトリウム等の塩等の凝固剤を添加して行われる。石けん分や有機酸分(アセトン抽出分)の除去工程は、凝固物を有機溶剤に溶解し、アルコールで沈殿させる操作を繰り返すこと、凝固物をアルカリ性化合物の水溶液による洗浄を繰り返すこと、等で実施できる。除去後、乾燥することで、WMBが得られる。乾燥には、エアドライヤーなどの公知の乾燥機を使用できる。なお、WMB中のカーボンブラックの含有量は、製造するゴム組成物、混合性などを考慮して適宜設定すればよい。
次いで工程3では、工程2で得られたWMBと、他の成分とを公知の方法で混練りし、更に加硫工程を行うことにより、優れた性能を持つゴム組成物を調製できる。
製法2の工程Iに使用される乳化重合ゴムとして、固形ゴム(乳化重合ゴムラテックスを凝固させて得られる凝集ゴム)などを使用できる。
製法2の工程I~IIにおいて、前記MBは、具体的には、前記固形ゴムに含まれる石けん分や有機酸分(アセトン抽出分)を除去して、アセトン抽出分や、石けん分及び有機酸分を2.5質量%以下に調整し、得られた高純度ゴム及びカーボンブラックを混合して混合物を作製し、次いで、乾燥することにより、調製できる。石けん分や有機酸分(アセトン抽出分)の除去工程、混合物の乾燥工程は、前記と同様の方法で実施でき、高純度ゴム及びカーボンブラックの混合工程は、従来公知の混練法などを用いて実施可能である。
次いで工程IIIでは、工程IIで得られたMBと、他の成分とを公知の方法で混練りし、更に加硫工程を行うことにより、優れた性能を持つゴム組成物を調製できる。
前記製法1、2などにより製造される本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッド、サイドウォール、タイヤ内部部材に好適に使用できる。タイヤ内部部材としては、カーカスプライ、ベーストレッド、ブレーカー、サイドウォール、クリンチエイペックス、ビードエイペックスなどが挙げられ、なかでも、カーカスプライに好適に適用できる。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、上記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッド、サイドウォール、各種タイヤ内部部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤが作製され、更に加硫機中で加熱加圧することにより空気入りタイヤが得られる。
〔ゴムマスターバッチ〕
次に、第3の本発明のゴムマスターバッチ、及びその製造方法について、説明する。
第3の本発明のゴムマスターバッチは、乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分及びカーボンブラックを含有し、有機酸の含有量がゴムマスターバッチ中の全固形分に対して2.0質量%以下のものである。
先ず、ウェットマスターバッチ法で得られたゴムマスターバッチは、シリカやカーボンブラック等の補強材の分散性に優れるにも関わらず、機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性等で本来の優れた性能を発揮し得ない場合があり、特に、シリカを含有するゴムマスターバッチに比べ、カーボンブラックを含有するゴムマスターバッチは、原料の種類や製造条件によっては、機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性等が不十分となることが、判明した。
この点に関し、乳化重合ゴムラテックス中に安定化剤として含有されている成分が、その後カーボンブラックとともにウェットマスターバッチ化する過程で化学変化を生じ、結果的にゴムマスターバッチ中に有機酸として残留し、該有機酸がカーボンブラック表面と相互作用することが、機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性等が不十分となる原因であることを見出し、ゴムマスターバッチ中の有機酸の含有量を制御することで、前記課題を解決したものである。
従って、ウェットマスターバッチ法によって得られる本発明のカーボンブラック含有ゴムマスターバッチは、カーボンブラックの分散性が良好であり、機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性等など、補強材としてのカーボンブラックの性能が十分に発揮されたものである。よって、自動車用タイヤ等に好適に適用可能である。
具体的には、ゴムマスターバッチの原料の一つである乳化重合ゴムラテックスには、その製造工程で使用された、ラテックスの安定化剤である乳化剤(石鹸成分等の界面活性剤)等が残留している。このため、乳化重合ゴムラテックスとカーボンブラック分散液とを混合し、酸凝固した後、固液分離して得たゴムマスターバッチ中には、ゴムラテックス由来の乳化剤を始めとする様々な夾雑物が混入することとなる。
本発明者らは、ウェットマスターバッチ法によって得られたカーボンブラック含有ゴムマスターバッチが本来の優れた性能を発揮し得ない要因として、以下の通り、乳化剤の残留による影響に着目した。
すなわち、乳化重合ゴムラテックス中の乳化剤は、カーボンブラック分散液との酸凝固の過程で酸性条件下となることで、種々の有機酸に変換される。この有機酸としては、具体的には、アビエチン酸などの樹脂酸や、オレイン酸などの脂肪酸が挙げられる。生成した有機酸は、その一部がカーボンブラックの表面に存在する官能基と化学的な結合或いは物理的吸着等の相互作用を起こす結果、ラテックスを構成するゴムとカーボンブラックとの相互作用を阻害していることが考えられる。従って、ゴムマスターバッチにおいて、有機酸が多量に含有されることの弊害は、使用する補強材が高疎水性にも関わらずグラファイト構造の末端のみに親水基を有するというカーボンブラックにおいて特に顕著に生じる現象であると考えられる。
しかし、ゴムマスターバッチ中の乳化剤の除去は困難で、例えば、固液分離した後に水や有機溶剤等で洗浄しても、十分な除去は難しいが、本発明では、ゴムマスターバッチの製造条件を最適化することで、ゴムマスターバッチ中の有機酸量の制御が可能となり、前記の課題を解決したものである。
なお、本発明において「ゴムマスターバッチ」とは、乳化重合ゴムラテックスとカーボンブラック分散液とを湿式で混合し、ゴムラテックスとカーボンブラックとを凝固させて得たものを意味し、分散液の分散媒(水分等)を除去する前のもの、除去した後に少量の分散媒を含むもの、これを乾燥させたもの、の何れをも包含する。
乳化重合ゴムラテックスは特に限定されず、前述の各種ゴムのラテックスが挙げられる。なお、乳化重合ゴムラテックスとは、乳化重合によって得られたゴム粒子が分散媒中に分散された状態のものをいう。なかでも、機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性の点から、乳化重合SBRラテックスが好ましい。
乳化重合ゴムラテックスのゴム粒子を分散させるための分散媒は限定されず、水でも、アルコール等の有機溶剤等でもよいが、通常は水である。また、水とともに少量の水溶性アルコール等を混合したものでもよい。
乳化重合ゴムラテックスには、乳化重合の際に使用された乳化剤や安定剤、その他の化合物や反応副生物や残査が含まれた状態のものでもよい。特に乳化剤に関しては、これを除去または低減した状態のゴムラッテクスは分散性が著しく低下するため、市販されている状態のものをそのまま用いることが好ましい。本発明においては、このような乳化剤を多量に含有した状態のゴムラテックスを用いた場合でも、良好な機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性を有するゴムマスターバッチが得られる。
乳化剤としては、通常の乳化重合ゴムラテックスのものを任意に使用でき、例えば、前述の化合物が挙げられる。乳化重合ゴムラテックス中のゴム成分含有量は、通常15~60質量%、好ましくは15~30質量%である。このような割合でゴム成分を含有すると共に、乳化剤や安定剤、その他の化合物や反応副生物、残査を含有することで、通常、その固形分濃度(分散媒以外の成分濃度)が20~35質量%に調製される。また、通常、乳化重合ゴムラテックスのゴム粒子の平均粒径は20~100nm程度である。
なお、本発明においては、後述のように、ゴムマスターバッチを製造するための原料として、乳化重合ゴムラテックスとともに、例えば天然ゴムラテックス等の他のゴムラテックスを併用してもよい。
ゴムマスターバッチに用いるカーボンブラックは特に限定されず、前述のもの等を使用できる。本発明のゴムマスターバッチには、ファーネスブラックが好適である。ファーネスブラックは、特開2004-43598号公報、特開2004-277443号公報等に記載のファーネス法(オイルファーネス法)で製造される。
前記ゴムマスターバッチに用いるカーボンブラックは、JIS K6217-3(2008)に準拠して測定したCTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロマイド)吸着比表面積(CTAB表面積)が通常60m/g以上で、90m/g以上が好ましく、120m/g以上がより好ましく、150m/g以上が更に好ましく、180m/g以上が特に好ましい。上記下限以上であると、ゴムに対する補強効果が良好となり、ゴムマスターバッチや該ゴムマスターバッチを用いて得られるゴム組成物の機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性が向上する傾向にある。なお、カーボンブラックのCTAB表面積の上限は限定されないが、通常400m/g以下である。
また、前記ゴムマスターバッチに用いるカーボンブラックは、JIS K6217-1(2008)に準拠して測定したヨウ素吸着量(IA)が100~400mg/gであることが好ましく、160~400mg/gであることがより好ましい。前記範囲であると、耐摩耗性が向上する傾向にある。
前記ゴムマスターバッチに用いるカーボンブラックは、上記のCTAB表面積(m/g)とヨウ素吸着量(mg/g)との比(m/mg)(CTAB/IA比)で表されるカーボンブラックの表面活性指標が0.7以上であることが好ましく、0.8以上であることがより好ましく、0.9以上であることが更に好ましい。下限以上であると、ゴムに対する補強効果が良好であり、ゴムマスターバッチや該ゴムマスターバッチを用いて得られるゴム組成物の機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性が向上する傾向にある。なお、CTAB/IA比の上限は限定されないが、通常1.5以下である。
CTAB/IA比で表される表面活性指標は、カーボンブラックの結晶化度(グラファイト化率)の指標と考えることができる。すなわち、CTAB/IA比が高いほど結晶化が進んでいないことを示し、カーボンブラックとゴム成分(乳化重合ゴムラテックス)との相互作用が大きくなる傾向にある。
また、CTAB/IA比は、カーボンブラック表面に存在する酸性官能基の量を評価するパラメーターとしても位置づけられる。従って、CTAB/IA比が高いほどカーボンブラックの表面に酸性官能基が多く存在していることを示す。カーボンブラック表面の酸性官能基は、カーボンブラックの水中分散性やゴム成分(乳化重合ゴムラテックス)との相互作用に寄与する。
従来は、CTAB/IA比が上記範囲となるようなカーボンブラックを用いた場合、カーボンブラックはゴム成分と相互作用するばかりでなく乳化重合ゴムラテックス中に含有されていた乳化剤や、該乳化剤に由来する有機酸とも強固に相互作用していた。このため、従来は、ウェットマスターバッチ法で製造されたゴムマスターバッチ中のカーボンブラックは本来の補強材としての性能を十分には発揮し得ていなかったが、本発明のゴムマスターバッチによれば、CTAB/IA比が上記範囲となるようなカーボンブラックにおいて、より顕著な補強効果を奏することができる。
なお、CTAB/IA比が上記範囲となるようなカーボンブラックは、例えば、製造方法としてファーネス法を採用するほか、原料油の選定、燃焼条件の最適化等によって得ることができる。
前記ゴムマスターバッチに用いるカーボンブラックは、酸性、中性、塩基性の何れでもよいが、JIS K6221で測定されるpHが2.0~10.0であることが好ましく、5.5~9.5であることがより好ましい。pHが前記範囲であると、本発明のゴムマスターバッチや該ゴムマスターバッチを用いて得られるゴム組成物の機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性が向上する傾向にある。
カーボンブラックの一次粒子径は、通常10~100nm、特に12~25nmであることが好ましい。また、カーボンブラックのDmod粒子径は、通常25~300nm、特に30~100nmであることが好ましい。
本発明のゴムマスターバッチは、乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分及びカーボンブラックを含有し、有機酸の含有量が所定値以下であることを特徴とする。すなわち、本発明のゴムマスターバッチ中の有機酸の含有量は、2.0質量%以下であり、1.5質量%以下が好ましく、1.0質量%以下がより好ましく、0.8質量%以下が更に好ましく、0.6質量%以下が特に好ましく、0.4質量%以下が最も好ましい。ここで、ゴムマスターバッチの有機酸の含有量とは、ゴムマスターバッチが水等の分散媒を含有する場合は、ゴムマスターバッチの全固形分量を基準とする。有機酸の含有量は、JIS K6237に準拠した有機酸測定法によって算出することができる。
ゴムマスターバッチ中の有機酸の含有量を上限以下とすることにより、ゴムマスターバッチや該ゴムマスターバッチを用いて得られるゴム組成物の機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性を改善できる。なお、ゴムマスターバッチ中の有機酸含有量の下限は限定されず、全く含まなくともよいが、有機酸含有量を低減させるための作業負荷の観点から、通常0.01質量%以上である。
本発明において、有機酸とはカルボキシル基を有する炭化水素化合物を意味し、具体的には樹脂酸や脂肪酸が挙げられる。樹脂酸とは天然樹脂中に含まれる有機系のカルボキシル基含有化合物を意味し、具体的には、アビチエン酸等のジテルペン酸や、安息香酸、桂皮酸等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。なお、本発明における樹脂酸は、天然樹脂から得られるもののみを意味するものではなく、化学構造が同一であれば、その由来に限定されない。脂肪酸とは、炭素数12以上の長鎖炭化水素のカルボン酸を意味し、具体的には、オレイン酸、リノール酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等が挙げられる。これらの有機酸は通常、乳化重合ゴムラテックス由来の乳化剤が酸性条件下となることによって生じたものであるが、本発明における有機酸はその由来に限定されない。本発明における有機酸の含有量とは、上記化合物の合計量を意味する。
本発明において、ゴムマスターバッチ中の有機酸の含有量を前記範囲とするための具体的な方法は限定されないが、例えば、以下のような方法が挙げられる。なお、本発明では、有機酸の含有量を低減させる工程を総称して「有機酸低減工程」と称する。
(1)乳化重合ゴムラテックスとカーボンブラック分散液とを混合し、凝固させた後に、凝固物をアルカリ性の溶液によって洗浄して有機酸を除去する方法。
(2)乳化重合ゴムラテックスとカーボンブラック分散液とを混合し、凝固させた後に、凝固物を水溶性アルコール等のアルコール類やアセトンなどの有機溶剤によって洗浄して有機酸を除去する方法。
(3)乳化重合ゴムラテックスとカーボンブラック分散液とを混合し、凝固させた後に、凝固物を熱水によって繰り返し洗浄することによって有機酸を除去する方法。
なかでも、凝固物をアルカリ性の溶液によって洗浄して有機酸を除去する方法が最も好ましい。以下、この方法について詳述する。
前記した通り、乳化重合ゴムラテックス中の乳化剤は、カーボンブラック分散液との酸凝固の過程で有機酸に変換される。乳化剤由来の有機酸は通常、比較的長鎖の炭化水素化合物であるため水への溶解性が低く、ウェットマスターバッチ中に残留し易い。これに対し、凝固物をアルカリ性の溶液で洗浄すれば、有機酸が再び水溶性の化合物(或いは、水への溶解度が向上した化合物)へ変換されることとなる。従って、この状態で洗浄を行うことによって効率的に有機酸を低減させることが可能となる。即ち、酸凝固の段階では有機酸との相互作用を生じていたカーボンブラックの表面は、アルカリ性の溶液で洗浄することによりゴムとの相互作用を生じるように変換されることとなる。
本発明において、凝固物をアルカリ性の溶液によって洗浄する工程(以下、「pH調整工程」とも称する)は、後述のゴムマスターバッチの製造方法における任意の段階で採用することも出来るが、特に、乳化重合ゴムラテックスとカーボンブラック分散液とを混合して凝固させた後に、分散媒を除去した後で行なうことが好ましい。この段階でpH調整工程を行なうことによって効率的に有機酸を除去することができる。ここで「分散媒の除去」とは、凝固物を完全に乾燥させる必要は無く、むしろ少量の分散媒を含有するウェット状態でpH調整工程を行うことが好ましい。
pH調整工程は、アルカリ性の溶液によって凝固物を洗浄する工程であれば限定されないが、具体的には、アルカリ性の水溶液による洗浄であることが好ましい。
pH調整工程を行なう際の温度(即ち、アルカリ性の溶液の温度)は限定されないが、通常20~90℃、好ましくは30~80℃、より好ましくは40~75℃、更に好ましくは50~70℃、特に好ましくは55~65℃である。pH調整工程を上記の温度範囲で行なうことにより、効率的に有機酸を除去することができる傾向にある。
pH調整工程は1回のみでも複数回繰り返し行なってもよい。複数回行なう場合は、アルカリ性の溶液で凝固物を洗浄した後に、この溶液を除去し、新たにアルカリ性の溶液を添加する操作を繰り返し行なえばよい。
pH調整工程におけるpH値は限定されないが、アルカリ性の溶液を凝固物に添加混合して分散液とした状態におけるpHが通常8.0~13.5、好ましくは8.5~13.0、より好ましくは9.0~12.5、更に好ましくは9.5~12.0、特に好ましくは10.0~11.5である。pH調整工程におけるpH値を上記の範囲とすることにより、有機酸の除去と、後に述べる水洗工程を効率的に行うことが出来る傾向にある。
pH調整工程において、アルカリ性の溶液として好適に用いられるアルカリ性の水溶液は、好ましくは、塩基化合物を水に溶解することにより調製される。塩基化合物は無機化合物でも有機化合物でもよいが、ゴムマスターバッチとの化学結合を起こさない点で無機の塩基化合物であることが好ましい。なお、無機の塩基化合物、有機の塩基化合物としては、前述のもの等が挙げられる。
アルカリ性の水溶液の塩基化合物の濃度に特に制限はないが、該アルカリ性の水溶液のpHが8.0~13.5となるように調整することが好ましい。
なお、上記のpH調整工程の後には、凝固物を水又は温水で洗浄して、凝固物の分散液のpHが中性になるまで洗浄することが好ましい(以下、この工程を「水洗工程」とも称する)。この水洗浄時の温度に特に制限はないが、洗浄効率の面から通常20~90℃、好ましくは30~80℃、より好ましくは40~75℃、更に好ましくは50~70℃、特に好ましくは55~65℃である。この水洗工程も複数回繰り返し行ってもよい。
ゴムマスターバッチは、例えば、以下の製造方法により調製される。
本発明のゴムマスターバッチは、乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分とカーボンブラックとを混合することによって得ることができ、通常は、乳化重合ゴムラテックスと、カーボンブラックを水等の分散媒に分散させた分散液とを混合し(混合工程)、これらを凝固させた後(凝固工程)、分散媒である液体を分離除去してゴムマスターバッチを製造する方法が採用される。特に、ゴムマスターバッチ中の有機酸の含有量を前記の上限以下とするための効果的な方法として、上記いずれかの工程で、前述のpH調整工程、好ましくはpH調整工程と水洗工程を行って製造される(分離工程)ことが好ましい。
カーボンブラック分散液中のカーボンブラックの濃度は限定されないが、通常0.5~20質量%、好ましくは1~15質量%である。また、カーボンブラックは、乳化重合ゴムラテックスのゴム成分100質量部に対して、通常5~100質量部となるように混合することが好ましく、より好ましくは10~80質量部、更に好ましくは30~70質量部となるように混合する。下限未満であると、ゴムマスターバッチに対する充分な補強効果が得られない場合があり、一方、上限を超えると、加工性が低下する場合がある。
カーボンブラック分散液と乳化重合ゴムラテックスとを混合する方法は限定されないが、例えば、ミキサー中にカーボンブラック分散液を入れ、攪拌しながら乳化重合ゴムラテックスを滴下する方法や、乳化重合ゴムラテックス中にカーボンブラック分散液を滴下する方法がある。また、一定の流量割合をもったカーボンブラック分散液流と乳化重合ゴムラテックス流とを、激しい攪拌条件下で混合する方法などを用いることもできる。
液相で混合されたカーボンブラックと乳化重合ゴムラテックスとを凝固する凝固工程では、通常凝固剤が用いられる。本発明において用いる凝固剤は限定されず、従来凝固剤として使用されるものを適宜選択して用いることができる。凝固剤としては、例えば、硫酸、ギ酸、酢酸などの酸性化合物を用いることができる。更にはpH調整剤や高分子凝集剤等を併用することもできる。なお、本発明においては、凝固剤を添加せず、カーボンブラック分散液と乳化重合ゴムラテックスとを混合することによって、自然に凝固がなされる場合もある。
凝固工程におけるカーボンブラック分散液と乳化重合ゴムラテックスとの混合液のpHは限定されないが、pH1.0~6.0であることが好ましく、pH3.0~4.0であることがより好ましい。上記範囲内であると、効率よく凝固粒が形成される傾向にある。なお、このような酸性条件下での凝固(酸凝固)を行なう場合は、凝固剤として前記した酸性化合物を用いればよい。
ゴムマスターバッチを製造する最終工程として、通常、分散媒を除去する脱水工程及び/又は乾燥工程が行われる。脱水や乾燥の方法は限定されず、公知の方法を採用でき、脱水機、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー、バンドドライヤー等を用いることができる。更には、カーボンブラックの分散性を向上させるため、機械的な剪断力をかけながら乾燥を行なうことも好ましい。剪断力をかけながら乾燥することにより、得られるゴムマスターバッチや該ゴムマスターバッチを用いて得られるゴム組成物の機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性が向上する場合がある。剪断力をかけながら乾燥する方法としては、バッチ式混練機や連続式混練機(押出機)を用いることが好ましい。更には、同方向回転あるいは異方向回転の2軸混練押出機を用いることがより好ましい。こうして脱水や乾燥によって分散媒が除去されて製造されたゴムマスターバッチ中の水分量は、通常2質量%以下であることが好ましい。
本発明のゴムマスターバッチには、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望に応じて上記成分以外の他の成分(以下、他の成分とも称する)が含有されていてもよい。他の成分は、ゴムマスターバッチを製造する際の原料として乳化重合ゴムラテックスやカーボンブラックとともに併用することもできるが、ゴムマスターバッチの製造後に添加することにより、ゴム組成物とすることもできる。後者の場合には、前記凝固工程後の分散液を乾燥する前の状態で添加してもよいし、乾燥後に配合や溶融混練等で含有させてもよい。更には、得られたゴム組成物に対して配合や溶融混練等で含有させてもよい。
他の成分としては、前述のシリカ等の無機充填材、オイル、酸化亜鉛等の配合材料が挙げられる。なお、ステアリン酸等の有機酸は、本発明のゴムマスターバッチの製造後、ゴム組成物とする際に添加される。特に、得られるゴム製品の機械的強度や耐摩耗性、耐屈曲亀裂性等を良好にするため、硫黄等の加硫剤(架橋剤)を含有させ、ゴム成分を加硫(架橋)することが好ましい。
他の成分のうち、ステアリン酸等の有機酸については、通常、本発明のゴムマスターバッチの製造後、ゴム組成物とする際に添加される。ゴムマスターバッチを製造する過程で有機酸を添加してしまうと、本発明で規定する有機酸の含有量を逸脱する場合があるが、そのような場合は、乳化重合ゴムラテックス中に含有していた乳化剤由来の有機酸と同様、ラテックスを構成するゴムとカーボンブラックとの相互作用を阻害することとなる。なお、ゴムマスターバッチを製造した後に有機酸を添加しても、この相互作用を阻害する影響は低いと考えられる。
本発明のゴムマスターバッチには、乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分の他に、溶液重合ゴムや天然ゴム等の他のゴム成分を併用してもよい。併用する場合の他のゴム成分の比率は限定されないが、通常、全ゴム成分中の50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
他のゴム成分の配合方法としては、他のゴム成分がラテックス状のものであれば、前記の混合凝固工程において乳化重合ゴムラテックスやカーボンブラック分散液とともに併用できる。また、他のゴム成分が塊状のものであれば、得られたゴムマスターバッチやゴム組成物に配合または混練すればよい。なお、他のゴム成分としては、前述のS-SBR等が挙げられる。
第3の本発明のゴムマスターバッチは、前述の空気入りタイヤのトレッド等に用いる各種タイヤ部材のゴム組成物において、好適に用いることが可能である。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
〔トレッド1〕
以下に、MBの製造で用いた各種薬品について説明する。
乳化剤(1):ハリマ化成(株)製のロジン酸石鹸
乳化剤(2):和光純薬工業(株)製の脂肪酸石鹸
電解質:和光純薬工業(株)製のリン酸ナトリウム
スチレン:和光純薬工業(株)製のスチレン
ブタジエン:高千穂化学工業(株)製の1,3-ブタジエン
分子量調整剤:和光純薬工業(株)製のtert-ドデシルメルカプタン
ラジカル開始剤:日油(株)製のパラメンタンヒドロペルオキシド
SFS:和光純薬工業(株)製のソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート
EDTA:和光純薬工業(株)製のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム
触媒:和光純薬工業(株)製の硫酸第二鉄
重合停止剤:和光純薬工業(株)製のN,N’-ジメチルジチオカルバメート
アルコール:関東化学(株)製のメタノール、エタノール
ギ酸:関東化学(株)製のギ酸
塩化ナトリウム:和光純薬工業(株)製の塩化ナトリウム
カーボンブラックN220:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220
微粒子カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックXR
デモールN:花王(株)製の界面活性剤デモールN(β-ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(陰イオン性界面活性剤))
炭酸ナトリウム水溶液:和光純薬工業(株)製の炭酸ナトリウム(濃度:0.15質量%)
テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン:BASFジャパン(株)製のIrganox1010
<MB(T1-1)の製造>
(乳化重合ゴムの製造)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、ブタジエン750g及び分子量調整剤2gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、ラテックスを得た。
得られたラテックスから、水蒸気蒸留により、未反応単量体を除去した。その後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得た。該重合体を40℃の減圧乾燥器で乾燥し、固形ゴム(乳化重合ゴム)を得た。
(ポリマー(1))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた乳化重合ゴム100gとトルエン1.0リットルを入れ、撹拌下に60℃に昇温して、乳化重合ゴムを完全に溶解させた。完全に溶解後、室温に冷却して、乳化重合ゴムのトルエン溶液を250メッシュの金網で濾過し、メタノール1.5リットルを加えてゴム成分を沈殿させた。その後、再度トルエンによる溶解、メタノールによる沈殿の操作を行い、合計4回繰り返して乳化重合ゴムに含まれていた乳化重合用試薬などの成分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを乳化重合ゴムに対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてポリマー(1)を得た。ポリマー(1)に含まれるアセトン抽出分をJIS K6350に準じてアセトン抽出法により求めたところ、アセトン抽出分は0.5質量%であった。
(MB(T1-1))
ポリマー(1)とカーボンブラックN220を質量比70:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(T1-1)を得た。
<MB(T1-2)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(T1-1)と同様にしてMB(T1-2)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(T1-3)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(T1-1)と同様にしてMB(T1-3)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(T1-4)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(T1-1)と同様にしてMB(T1-4)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(T1-5)の製造>
(乳化重合ゴムラテックスの製造)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、ブタジエン750g及び分子量調整剤2gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、水蒸気蒸留により未反応単量体を除去して、乳化重合ゴムラテックスを得た。
(カーボンブラックN220分散液の調製)
ローター径30mmのコロイドミルに脱イオン水1900gと、カーボンブラックN220 100gとを投入し、ローター・ステーター間隔1mm、回転数2000rpmで10分間撹拌した。次いで、デモールNを0.05質量%の濃度となるように加え、圧力式ホモジナイザーを用いて3回循環させ、カーボンブラックN220分散液を調製した。
(乳化重合ゴムラテックス、カーボンブラックN220分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:カーボンブラックN220の固形分比(質量比)が70:30となるように、上記乳化重合ゴムラテックスと、カーボンブラックN220分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(乳化重合ゴム及びカーボンブラックN220の複合体)を得た。
(MB(T1-5))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた複合体100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(T1-5)を得た。MB(T1-5)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(T1-6)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(T1-5)と同様にしてMB(T1-6)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(T1-7)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(T1-5)と同様にしてMB(T1-7)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(T1-8)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(T1-5)と同様にしてMB(T1-8)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB(T2-1)の製造>
前記ポリマー(1)と微粒子カーボンブラックを質量比30:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(T2-1)を得た。
<MB(T2-2)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(T2-1)と同様にしてMB(T2-2)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(T2-3)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(T2-1)と同様にしてMB(T2-3)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(T2-4)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(T2-1)と同様にしてMB(T2-4)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(T2-5)の製造>
(微粒子カーボンブラック分散液の調製)
ローター径30mmのコロイドミルに脱イオン水1900gと、微粒子カーボンブラック100gとを投入し、ローター・ステーター間隔1mm、回転数2000rpmで10分間撹拌した。次いで、デモールNを0.05質量%の濃度となるように加え、圧力式ホモジナイザーを用いて3回循環させ、微粒子カーボンブラック分散液を調製した。
(乳化重合ゴムラテックス、微粒子カーボンブラック分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:微粒子カーボンブラックの固形分比(質量比)が30:30となるように、上記乳化重合ゴムラテックスと、微粒子カーボンブラック分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(乳化重合ゴム及び微粒子カーボンブラックの複合体)を得た。
(MB(T2-5))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた複合体100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(T2-5)を得た。MB(T2-5)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(T2-6)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(T2-5)と同様にしてMB(T2-6)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(T2-7)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(T2-5)と同様にしてMB(T2-7)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(T2-8)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(T2-5)と同様にしてMB(T2-8)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB(T3-1)の製造>
上記ポリマー(1)とカーボンブラックN220を質量比30:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(T3-1)を得た。
<MB(T3-2)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(T3-1)と同様にしてMB(T3-2)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(T3-3)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(T3-1)と同様にしてMB(T3-3)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(T3-4)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(T3-1)と同様にしてMB(T3-4)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(T3-5)の製造>
(乳化重合ゴムラテックス、カーボンブラックN220分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:カーボンブラックN220の固形分比(質量比)が30:30となるように、上記乳化重合ゴムラテックスと、上記カーボンブラックN220分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(乳化重合ゴム及びカーボンブラックN220の複合体)を得た。
(MB(T3-5))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた複合体100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(T3-5)を得た。MB(T3-5)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(T3-6)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(T3-5)と同様にしてMB(T3-6)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(T3-7)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(T3-5)と同様にしてMB(T3-7)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(T3-8)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(T3-5)と同様にしてMB(T3-8)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB(T4-1)の製造>
上記ポリマー(1)とカーボンブラックN220を質量比35:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(T4-1)を得た。
<MB(T4-2)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(T4-1)と同様にしてMB(T4-2)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(T4-3)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(T4-1)と同様にしてMB(T4-3)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(T4-4)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(T4-1)と同様にしてMB(T4-4)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(T4-5)の製造>
(乳化重合ゴムラテックス、カーボンブラックN220分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:カーボンブラックN220の固形分比(質量比)が35:30となるように、上記乳化重合ゴムラテックスと、上記カーボンブラックN220分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(乳化重合ゴム及びカーボンブラックN220の複合体)を得た。
(MB(T4-5))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた複合体100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(T4-5)を得た。MB(T4-5)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(T4-6)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(T4-5)と同様にしてMB(T4-6)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(T4-7)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(T4-5)と同様にしてMB(T4-7)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(T4-8)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(T4-5)と同様にしてMB(T4-8)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB中に含まれるゴムの分析>
上記により得られたMBの他の分析は以下の方法で行い、表1に示した。
(ピークトップ分子量Mp、分子量分布Mw/Mnの測定)
MBのピークトップ分子量Mp、分子量分布Mw/Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた。
(ミクロ構造同定)
重合体のミクロ構造同定は、日本電子(株)製のJNM-ECAシリーズの装置を用いて測定した。測定結果から、重合体中のスチレンの含有量(質量%)を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
<実施例及び比較例>
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
NR:RSS#3
MB(T1-1)~(T1-8):上記で製造
MB(T2-1)~(T2-8):上記で製造
MB(T3-1)~(T3-8):上記で製造
MB(T4-1)~(T4-8):上記で製造
乳化重合SBR:JSR(株)製のSBR1502
溶液重合SBR:LANXESS社製のBuna VSL5025-0
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220
微粒子カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックXR
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX-140
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤(1):大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
加硫促進剤(2):大内新興化学工業(株)製のノクセラーD
表1-1、1-2、1-3に示す配合処方にしたがって薬品を混練り配合し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物について、以下に示す試験方法により低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性を評価した。
(低燃費性(転がり抵抗))
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度60℃で上記加硫ゴム組成物のtanδを測定し、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例1-1、2-1、3-1、4-1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(耐摩耗性)
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重1.0kgf、スリップ率30%の条件で上記加硫ゴム組成物の摩耗量を測定し、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(比較例1-1、2-1、3-1、4-1の摩耗量)/(各配合の摩耗量)×100
(ウェットグリップ性能)
(株)上島製作所製フラットベルト式摩擦試験機(FR5010型)を用いてウェットグリップ性能を評価した。上記加硫ゴム組成物からなる幅20mm、直径100mmの円筒形のゴム試験片をサンプルとして用い、速度20km/時間、荷重4kgf、路面温度20℃の条件で、路面に対するサンプルのスリップ率を0~70%まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の最大値を読みとり、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほどウェットグリップ性能に優れることを示す。
(ウェットグリップ性能指数)=(各配合の摩擦係数の最大値)/(比較例1-1、2-1、3-1、4-1の摩擦係数の最大値)×100
(加工性)
JIS K 6300-1「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定し、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(加工性指数)=(比較例1-1、2-1、3-1、4-1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減した乳化重合SBRにカーボンブラック及びシリカを配合した実施例では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減した乳化重合SBRに微粒子カーボンブラック及びシリカを配合した実施例では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減し、かつ特定の分子量特性を持つ乳化重合SBRに、カーボンブラック及びシリカを配合した実施例では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減した乳化重合SBRと、溶液重合SBRとを含むゴム成分に、カーボンブラック及びシリカを配合した実施例では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
〔トレッド2〕
以下に、MBの製造で用いた各種薬品について説明する。
水:蒸留水
乳化剤(1):ハリマ化成(株)製のロジン酸石鹸
乳化剤(2):和光純薬工業(株)製の脂肪酸石鹸
電解質:和光純薬工業(株)製のリン酸ナトリウム
スチレン:和光純薬工業(株)製のスチレン
ブタジエン:高千穂化学工業(株)製の1,3-ブタジエン
極性基含有モノマー:東京化成工業(株)のアクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル
末端変性剤(1):和光純薬工業(株)製のメルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル
末端変性剤(2):シグマアルドリッチジャパン(株)製の9-メルカプト-1-ノナノール
末端変性剤(3):シグマアルドリッチジャパン(株)製の11-メルカプトウンデカン酸
末端変性剤(4):シグマアルドリッチジャパン(株)製の11-アミノ-1-ウンデカンチオール
末端変性剤(5):東京化成工業(株)製の3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン
ラジカル開始剤:日油(株)製のパラメンタンヒドロペルオキシド
SFS:和光純薬工業(株)製のソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート
EDTA:和光純薬工業(株)製のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム
触媒:和光純薬工業(株)製の硫酸第二鉄
重合停止剤:和光純薬工業(株)製のN,N’-ジメチルジチオカルバメート
アルコール:関東化学(株)製のメタノール、エタノール
ギ酸:関東化学(株)製のギ酸
塩化ナトリウム:和光純薬工業(株)製の塩化ナトリウム
カーボンブラックN220:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220
デモールN:花王(株)製の界面活性剤デモールN(β-ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(陰イオン性界面活性剤))
炭酸ナトリウム水溶液:和光純薬工業(株)製の炭酸ナトリウム(濃度:0.15質量%)
テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン:BASFジャパン(株)製のIrganox1010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
<MB(T1A)の製造>
(変性乳化重合ゴム(1))
表2の(1)の仕込み組成に従い、撹拌機付き耐圧反応器に水、乳化剤(1)、乳化剤(2)、電解質、スチレン、ブタジエン、極性基含有モノマー及び末端変性剤を仕込んだ。なお、末端変性剤は、等分して1時間毎に重合系内に仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤及びSFSを溶解した水溶液と、EDTA及び触媒を溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤を添加して反応を停止させ、ラテックスを得た。
得られたラテックスから、水蒸気蒸留により、未反応単量体を除去した。その後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得た。該重合体を40℃の減圧乾燥器で乾燥し、固形ゴム(変性乳化重合ゴム(1))を得た。
(ポリマー(1A))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた変性乳化重合ゴム(1)100gとトルエン1.0リットルを入れ、撹拌下に60℃に昇温して、変性乳化重合ゴム(1)を完全に溶解させた。完全に溶解後、室温に冷却して、変性乳化重合ゴム(1)のトルエン溶液を250メッシュの金網で濾過し、メタノール1.5リットルを加えてゴム成分を沈殿させた。その後、再度トルエンによる溶解、メタノールによる沈殿の操作を行い、合計4回繰り返して変性乳化重合ゴムに含まれていた乳化重合用試薬などの成分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを変性乳化重合ゴム(1)に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてポリマー(1A)を得た。ポリマー(1A)に含まれるアセトン抽出分をJIS K6350に準じてアセトン抽出法により求めたところ、アセトン抽出分は0.5質量%であった。
(MB(T1A))
ポリマー(1A)とカーボンブラックN220を質量比70:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(T1A)を得た。
<MB(T1B)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(T1A)と同様にしてMB(T1B)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(T1C)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(T1A)と同様にしてMB(T1C)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(T1D)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(T1A)と同様にしてMB(T1D)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(T2A)~(T5D)の製造>
表2の組成に従い、変性乳化重合ゴム(1)に代えて変性乳化重合ゴム(2)~(5)を作製して用いた以外は、MB(T1A)~(T1D)と同様にして、MB(T2A)~(T2D)、(T3A)~(T3D)、(T4A)~(T4D)、(T5A)~(T5D)をそれぞれ得た。それぞれのアセトン抽出分は表2-1に示したとおりであった。
<MB(T1a)の製造>
(変性乳化重合ゴムラテックスの製造)
表2の(1)の仕込み組成に従い、撹拌機付き耐圧反応器に水、乳化剤(1)、乳化剤(2)、電解質、スチレン、ブタジエン、極性基含有モノマー及び末端変性剤を仕込んだ。なお、末端変性剤は、等分して1時間毎に重合系内に仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤及びSFSを溶解した水溶液と、EDTA及び触媒を溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤を添加して反応を停止させ、水蒸気蒸留により未反応単量体を除去して、変性乳化重合ゴムラテックス(1)を得た。
(カーボンブラックN220分散液の調製)
ローター径30mmのコロイドミルに脱イオン水1900gと、カーボンブラックN220 100gとを投入し、ローター・ステーター間隔1mm、回転数2000rpmで10分間撹拌した。次いで、デモールNを0.05質量%の濃度となるように加え、圧力式ホモジナイザーを用いて3回循環させ、カーボンブラックN220分散液を調製した。
(変性乳化重合ゴムラテックス、カーボンブラックN220分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:カーボンブラックN220の固形分比(質量比)が70:30となるように、上記変性乳化重合ゴムラテックス(1)と、カーボンブラックN220分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られたそれぞれの固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(1)(変性乳化重合ゴム及びカーボンブラックN220の複合体)を得た。
(MB(T1a))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、前記で得られた複合体(1)100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体(1)の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体(1)に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(T1a)を得た。MB(T1a)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(T1b)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(T1a)と同様にして、MB(T1b)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(T1c)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(T1a)と同様にして、MB(T1c)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(T1d)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(T1a)と同様にして、MB(T1d)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB(T2a)~(T5d)の製造>
表2の組成に従い、変性乳化重合ゴムラテックス(1)に代えて、変性乳化重合ゴムラテックス(2)~(5)を作製して用いた以外は、MB(T1a)~(T1d)と同様にして、MB(T2a)~(T2d)、(T3a)~(T3d)、(T4a)~(T4d)、(T5a)~(T5d)をそれぞれ得た。それぞれの石けん分、有機酸分は表2-1に示したとおりであった。
<MBの分析>
上記により得られたMBの分析は以下の方法で行い、表2-1に示した。
(分子量分布Mw/Mn及びピークトップ分子量Mpの測定)
MBの分子量分布Mw/Mn及びピークトップ分子量Mpは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた。
(ミクロ構造同定)
MBのミクロ構造同定は、日本電子(株)製のJNM-ECAシリーズの装置を用いて測定した。測定結果から、重合体中のスチレン、極性官能基含有モノマーの含有量(質量%)を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
<実施例及び比較例>
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
NR:RSS#3
MB(T1A)~(T5D)、(T1a)~(T5d):上記で合成
乳化重合SBR:JSR(株)製のSBR1502
カーボンブラックN220:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX-140
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤(1):大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
加硫促進剤(2):大内新興化学工業(株)製のノクセラーD
表2-2~2-3に示す配合処方にしたがって薬品を混練り配合し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物について、以下に示す試験方法により低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性を評価した。
(低燃費性(転がり抵抗))
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度60℃で上記加硫ゴム組成物のtanδを測定し、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例5-1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(耐摩耗性)
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重1.0kgf、スリップ率30%の条件で上記加硫ゴム組成物の摩耗量を測定し、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(比較例5-1の摩耗量)/(各配合の摩耗量)×100
(ウェットグリップ性能)
(株)上島製作所製フラットベルト式摩擦試験機(FR5010型)を用いてウェットグリップ性能を評価した。上記加硫ゴム組成物からなる幅20mm、直径100mmの円筒形のゴム試験片をサンプルとして用い、速度20km/時間、荷重4kgf、路面温度20℃の条件で、路面に対するサンプルのスリップ率を0~70%まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の最大値を読みとり、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほどウェットグリップ性能に優れることを示す。
(ウェットグリップ性能指数)=(各配合の摩擦係数の最大値)/(比較例5-1の摩擦係数の最大値)×100
(加工性)
JIS K 6300-1「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定し、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(加工性指数)=(比較例5-1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減した変性乳化重合SBRにカーボンブラック及びシリカを配合した実施例では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
〔サイドウォール〕
以下に、MBの製造で用いた各種薬品について説明する。
乳化剤(1):ハリマ化成(株)製のロジン酸石鹸
乳化剤(2):和光純薬工業(株)製の脂肪酸石鹸
電解質:和光純薬工業(株)製のリン酸ナトリウム
スチレン:和光純薬工業(株)製のスチレン
ブタジエン:高千穂化学工業(株)製の1,3-ブタジエン
分子量調整剤:和光純薬工業(株)製のtert-ドデシルメルカプタン
ラジカル開始剤:日油(株)製のパラメンタンヒドロペルオキシド
SFS:和光純薬工業(株)製のソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート
EDTA:和光純薬工業(株)製のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム
触媒:和光純薬工業(株)製の硫酸第二鉄
重合停止剤:和光純薬工業(株)製のN,N’-ジメチルジチオカルバメート
アルコール:関東化学(株)製のメタノール、エタノール
ギ酸:関東化学(株)製のギ酸
塩化ナトリウム:和光純薬工業(株)製の塩化ナトリウム
カーボンブラックN550:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550
デモールN:花王(株)製の界面活性剤デモールN(β-ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(陰イオン性界面活性剤))
炭酸ナトリウム水溶液:和光純薬工業(株)製の炭酸ナトリウム(濃度:0.15質量%)
テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン:BASFジャパン(株)製のIrganox1010
<MB(S1)の製造>
(乳化重合ゴムの製造)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、ブタジエン750g及び分子量調整剤2gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、ラテックスを得た。
得られたラテックスから、水蒸気蒸留により、未反応単量体を除去した。その後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得た。該重合体を40℃の減圧乾燥器で乾燥し、固形ゴム(乳化重合ゴム)を得た。
(ポリマー(1))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた乳化重合ゴム100gとトルエン1.0リットルを入れ、撹拌下に60℃に昇温して、乳化重合ゴムを完全に溶解させた。完全に溶解後、室温に冷却して、乳化重合ゴムのトルエン溶液を250メッシュの金網で濾過し、メタノール1.5リットルを加えてゴム成分を沈殿させた。その後、再度トルエンによる溶解、メタノールによる沈殿の操作を行い、合計4回繰り返して乳化重合ゴムに含まれていた乳化重合用試薬などの成分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを乳化重合ゴムに対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてポリマー(1)を得た。ポリマー(1)に含まれるアセトン抽出分をJIS K6350に準じてアセトン抽出法により求めたところ、アセトン抽出分は0.5質量%であった。
ポリマー(1)とカーボンブラックN550を質量比30:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(S1)を得た。
<MB(S2)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(S1)と同様にしてMB(S2)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(S3)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(S1)と同様にしてMB(S3)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(S4)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(S1)と同様にしてMB(S4)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(S5)の製造>
(乳化重合ゴムラテックスの製造)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、ブタジエン750g及び分子量調整剤2gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、水蒸気蒸留により未反応単量体を除去して、乳化重合ゴムラテックスを得た。
(カーボンブラックN550分散液の調製)
ローター径30mmのコロイドミルに脱イオン水1900gと、カーボンブラックN550 100gとを投入し、ローター・ステーター間隔1mm、回転数2000rpmで10分間撹拌した。次いで、デモールNを0.05質量%の濃度となるように加え、圧力式ホモジナイザーを用いて3回循環させ、カーボンブラックN550分散液を調製した。
(乳化重合ゴムラテックス、カーボンブラックN550分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:カーボンブラックN550の固形分比(質量比)が30:30となるように、上記乳化重合ゴムラテックスと、カーボンブラックN550分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(乳化重合ゴム及びカーボンブラックN550の複合体)を得た。
(MB(S5))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた複合体100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(S5)を得た。MB(S5)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(S6)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(S5)と同様にしてMB(S6)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(S7)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(S5)と同様にしてMB(S7)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(S8)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(S5)と同様にしてMB(S8)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB中に含まれるゴムの分析>
上記により得られたMBの他の分析結果は、表1と同様であった。
<実施例及び比較例>
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
NR:RSS#3
BR:宇部興産(株)製のBR150B
MB(S1)~(S8):上記で製造
乳化重合SBR:JSR(株)製のSBR1502
カーボンブラックN550:キャボットジャパン(株)製のN550
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX-140
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
表3に示す配合処方にしたがって薬品を混練り配合し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物について、以下に示す試験方法により低燃費性、耐屈曲亀裂成長性及び加工性を評価した。
(低燃費性(転がり抵抗))
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度60℃で上記加硫ゴム組成物のtanδを測定し、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例6-1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(耐屈曲亀裂成長性)
JIS-K-6260「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-デマッチャ屈曲亀裂試験方法」に基づいて、加硫ゴム組成物のサンプルを作製し、屈曲亀裂成長試験を行い、70%伸張を100万回繰り返してサンプルを屈曲させた後、発生した亀裂の長さを測定した。比較例6-1の測定値(長さ)を100とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制され、耐亀裂成長性に優れることを示す。
(耐亀裂成長性指数)=(比較例6-1の測定値)/(各配合の測定値)×100
(加工性)
JIS K 6300-1「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定し、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(加工性指数)=(比較例6-1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減した乳化重合SBRにカーボンブラック及びシリカを配合した実施例では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、耐屈曲疲労性(耐亀裂成長性)をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
〔内部部材〕
以下に、MBの製造で用いた各種薬品について説明する。
乳化剤(1):ハリマ化成(株)製のロジン酸石鹸
乳化剤(2):和光純薬工業(株)製の脂肪酸石鹸
電解質:和光純薬工業(株)製のリン酸ナトリウム
スチレン:和光純薬工業(株)製のスチレン
ブタジエン:高千穂化学工業(株)製の1,3-ブタジエン
分子量調整剤:和光純薬工業(株)製のtert-ドデシルメルカプタン
ラジカル開始剤:日油(株)製のパラメンタンヒドロペルオキシド
SFS:和光純薬工業(株)製のソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート
EDTA:和光純薬工業(株)製のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム
触媒:和光純薬工業(株)製の硫酸第二鉄
重合停止剤:和光純薬工業(株)製のN,N’-ジメチルジチオカルバメート
アルコール:関東化学(株)製のメタノール、エタノール
ギ酸:関東化学(株)製のギ酸
塩化ナトリウム:和光純薬工業(株)製の塩化ナトリウム
カーボンブラックN550:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550
デモールN:花王(株)製の界面活性剤デモールN(β-ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(陰イオン性界面活性剤))
炭酸ナトリウム水溶液:和光純薬工業(株)製の炭酸ナトリウム(濃度:0.15質量%)
テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン:BASFジャパン(株)製のIrganox1010
<MB(C1)の製造>
(乳化重合ゴムの製造)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、ブタジエン750g及び分子量調整剤2gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、ラテックスを得た。
得られたラテックスから、水蒸気蒸留により、未反応単量体を除去した。その後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得た。該重合体を40℃の減圧乾燥器で乾燥し、固形ゴム(乳化重合ゴム)を得た。
(ポリマー(1))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた乳化重合ゴム100gとトルエン1.0リットルを入れ、撹拌下に60℃に昇温して、乳化重合ゴムを完全に溶解させた。完全に溶解後、室温に冷却して、乳化重合ゴムのトルエン溶液を250メッシュの金網で濾過し、メタノール1.5リットルを加えてゴム成分を沈殿させた。その後、再度トルエンによる溶解、メタノールによる沈殿の操作を行い、合計4回繰り返して乳化重合ゴムに含まれていた乳化重合用試薬などの成分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを乳化重合ゴムに対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてポリマー(1)を得た。ポリマー(1)に含まれるアセトン抽出分をJIS K6350に準じてアセトン抽出法により求めたところ、アセトン抽出分は0.5質量%であった。
(MB(C1))
ポリマー(1)とカーボンブラックN550を質量比30:30になるようにバンバリーミキサーで混錬し、MB(C1)を得た。
<MB(C2)の製造>
再沈殿の回数を合計3回にした以外はMB(C1)と同様にしてMB(C2)を得た。アセトン抽出分は1.5質量%であった。
<MB(C3)の製造>
再沈殿の回数を合計2回にした以外はMB(C1)と同様にしてMB(C3)を得た。アセトン抽出分は2.5質量%であった。
<MB(C4)の製造>
再沈殿の回数を合計1回にした以外はMB(C1)と同様にしてMB(C4)を得た。アセトン抽出分は5.0質量%であった。
<MB(C5)の製造>
(乳化重合ゴムラテックスの製造)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、ブタジエン750g及び分子量調整剤2gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、水蒸気蒸留により未反応単量体を除去して、乳化重合ゴムラテックスを得た。
(カーボンブラックN550分散液の調製)
ローター径30mmのコロイドミルに脱イオン水1900gと、カーボンブラックN550 100gとを投入し、ローター・ステーター間隔1mm、回転数2000rpmで10分間撹拌した。次いで、デモールNを0.05質量%の濃度となるように加え、圧力式ホモジナイザーを用いて3回循環させ、カーボンブラックN550分散液を調製した。
(乳化重合ゴムラテックス、カーボンブラックN550分散液の混合、凝固、乾燥)
ゴム成分:カーボンブラックN550の固形分比(質量比)が30:30となるように、上記乳化重合ゴムラテックスと、カーボンブラックN550分散液とを混合し、均一になった後、撹拌を続けながら硫酸を添加し、pH5に調整して凝固させた。得られた固形物をろ過してゴム分を回収し、洗浄後の液体(洗浄水)がpH7になるまで純水でゴム分を洗浄、乾燥し、複合体(乳化重合ゴム及びカーボンブラックN550の複合体)を得た。
(MB(C5))
2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、得られた複合体100gと炭酸ナトリウム水溶液1.0リットルを入れ、60℃に昇温して15分間撹拌した後、室温に冷却して、該複合体の分散液を250メッシュの金網で濾過した。その後、再度炭酸ナトリウム水溶液による撹拌、濾過の洗浄操作を行い、合計4回繰り返して複合体に含まれていた石けん分及び有機酸分を抽出し、酸化防止剤としてテトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを複合体に対して1000ppmになるように練り混んだ後、100℃で1時間乾燥させてMB(5)を得た。MB(C5)に含まれる石けん分及び有機酸分をJIS K6237に準じて求めたところ、石けん分は0.1質量%、有機酸分は0.1質量%であった。
<MB(C6)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計3回にした以外はMB(C5)と同様にしてMB(C6)を得た。石けん分は0.5質量%、有機酸分は0.5質量%であった。
<MB(C7)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計2回にした以外はMB(C5)と同様にしてMB(C7)を得た。石けん分は1.0質量%、有機酸分は1.5質量%であった。
<MB(C8)の製造>
洗浄、濾過の回数を合計1回にした以外はMB(C5)と同様にしてMB(C8)を得た。石けん分は2.0質量%、有機酸分は3.0質量%であった。
<MB中に含まれるゴムの分析>
上記により得られたMBの他の分析結果は、表1と同様であった。
<実施例及び比較例>
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
NR:RSS#3
MB(C1)~(C8):上記で合成
乳化重合SBR:JSR(株)製のSBR1502
カーボンブラックN550:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX-140
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
表4に示す配合処方にしたがって薬品を混練り配合し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物について、以下に示す試験方法により低燃費性、耐久性、破断強度及び加工性を評価した。
(低燃費性(転がり抵抗))
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度60℃で上記加硫ゴム組成物のtanδを測定し、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例7-1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(引張試験)
JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-引張特性の求め方」に準じて、上記加硫ゴム組成物を切り取って得られた試験片(ダンベル3号)を用いて、引張試験を実施し、加硫ゴム試験片の破断時伸び(EB)と破断時の引張り強度(TB)を測定した。なお、比較例7-1のEB指数を100とし、下記計算式により、各配合のEBをそれぞれ指数表示した。EB指数が大きいほど耐久性に優れることを示す。
(EB指数)=(各配合のEB)/(比較例7-1のEB)×100
更に比較例1のEB×TB指数を100とし、下記計算式により、各配合のEB×TBをそれぞれ指数表示した。EB×TB指数が大きいほど破断強度に優れることを示す。
(EB×TB指数)=(各配合のEB×TB)/(比較例7-1のEB×TB)×100
(加工性)
JIS K 6300-1「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定し、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(加工性指数)=(比較例7-1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
アセトン抽出分、又は石けん分及び有機酸分を低減した乳化重合SBRにカーボンブラック及びシリカを配合した実施例(カーカスプライ用配合ゴム)では、優れた加工性を有すると同時に、低燃費性、耐久性をバランス良く改善でき、特にMBを用いることで顕著な効果が得られることが明らかとなった。
〔ゴムマスターバッチ〕
以下の実施例及び比較例で使用した原料は、次のとおりである。
(乳化重合ゴムラテックス)
三菱化学社製試作品:IISRP(国際合成ゴム製造社協会)で規定される「♯1502」相当品、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)ラテックス(固形分濃度:22~23質量%(残留乳化剤として脂肪酸石鹸と樹脂酸石鹸(ロジン酸石鹸)を含む)、市販のSBR(♯1502)と同品質)
(カーボンブラックA)
三菱化学社製試作品:SAFカーボンブラック、CTAB表面積:180m/g以上、CTAB/IA比:1.0以上
(カーボンブラックB)
三菱化学社製「N220」:ISAFカーボンブラック、CTAB表面積:105m/g、CTAB/IA比:0.89
(加工油)
JX日鉱日石社製「T-DAE」:低アロマオイル
(加硫促進剤)
三新化学工業社製「サンセラーNS-G」
(実施例8-1)
カーボンブラックAを3.8質量%の割合で含有する水分散液56kgを、ホモジナイザーで強攪拌してカーボンブラック分散液を得た。これに乳化重合ゴムラテックス(SBR、固形分濃度23.0質量%)14.4kg、加工油0.83kgを混合した後、アミン系高分子凝集剤(ポリアミン, 東ソー社製)と硫酸の混合液を加えてpHを4.0に調整して酸凝固させ、その後、上澄みである分散媒を除去してゴムマスターバッチのクラムを得た。
得られたゴムマスターバッチのクラム5kgを、pH11に調製した60℃の炭酸ナトリウム水溶液50kgで3回洗浄した後、60℃の温水でpHが7.0~7.5になるまで水洗を繰り返した(炭酸ナトリウム水溶液で3回洗浄した時点で、分散液のpHは11となっていた)。その後、スエヒロEPM社製エキスペラー式脱水機で脱水処理した後、含水率が2質量%以下になるまで100℃の熱風で乾燥してゴマスターバッチを得た。
得られたゴムマスターバッチの組成は、後述する測定法により、SBR100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、加工油25質量部であった。また、後述する方法で測定した有機酸の含有量は、0.34質量%であった。なお、この有機酸は、原料として用いた乳化重合ゴムラテックス中に残留乳化剤として含まれていた脂肪酸石鹸と樹脂酸石鹸が酸凝固の過程で有機酸となったものである。
次に、得られたゴムマスターバッチに表5に示す配合量となるようにステアリン酸、硫黄、亜鉛華、及び加硫促進剤を加え、オープンロールで混錬してゴム組成物を得た。
(比較例8-1)
実施例8-1と同様にしてゴムマスターバッチのクラムを得た後、これを炭酸ナトリウム水溶液での洗浄を行わずに、ゴムマスターバッチのクラム5kgを60℃の温水50kgで洗浄した。これを実施例8-1と同様に脱水処理し、熱風乾燥した。得られたゴムマスターバッチの組成は、後述する測定法により、SBR100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、加工油25質量部であった。また、後述する方法で測定した有機酸の含有量は、3.2質量%であった。次いで、実施例8-1と同様にしてゴム組成物を得た。
(実施例8-2)
カーボンブラックAの代りにカーボンブラックBを用いた以外は、実施例8-1と同様にしてゴムマスターバッチを作製した。得られたゴムマスターバッチの組成は、後述する測定法により、SBR100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、加工油25質量部であった。また、後述する方法で測定した有機酸の含有量は、0.30質量%であった。次いで、実施例8-1と同様にしてゴム組成物を得た。
(比較例8-2)
カーボンブラックAの代りにカーボンブラックBを用いた以外は、比較例8-1と同様にしてゴムマスターバッチを作製した。得られたゴムマスターバッチの組成は、後述する測定法により、SBR100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、加工油25質量部であった。また、後述する方法で測定した有機酸の含有量は、3.3質量%であった。次いで、実施例8-1と同様にしてゴム組成物を得た。
(実施例8-3)
カーボンブラックAを3.0質量%の水分散液を54kgとし、乳化重合ゴムラテックス(SBR、固形分濃度22.2質量%)を18.0kg、加工油を0.81kgとした以外は実施例8-1と同様にしてゴムマスターバッチを作製した。炭酸ナトリウム水溶液で3回洗浄した時点で、分散液のpHは11となっていた。
得られたゴムマスターバッチの組成は、後述する測定法により、SBR100質量部に対し、カーボンブラック40質量部、加工油20質量部であった。また、後述する方法で測定した有機酸の含有量は、0.67質量%であった。次いで、実施例8-1と同様にしてゴム組成物を得た。
(実施例8-4、8-5)
pH11に調製した炭酸ナトリウム水溶液での洗浄回数を表5に記載の通りとした以外は、実施例8-3と同様にしてゴムマスターバッチを得た。得られたゴムマスターバッチの組成及び有機酸の含有量を後述する測定法により測定した結果を表5に示す。
(比較例8-3)
実施例8-3と同様にしてゴムマスターバッチのクラムを得た後、これを炭酸ナトリウム水溶液での洗浄を行わずに、ゴムマスターバッチのクラム5kgを60℃の温水50kgで洗浄した。これを実施例8-3と同様に脱水処理し、熱風乾燥した。得られたゴムマスターバッチの組成及び有機酸の含有量を後述する測定法により測定した結果を表5に示す。
(実施例8-6)
カーボンブラックAの代りにカーボンブラックBを用いた以外は、実施例8-3と同様にしてゴムマスターバッチを作製した。炭酸ナトリウム水溶液で3回洗浄した時点で、分散液のpHは11となっていた。
得られたゴムマスターバッチの組成は、後述する測定法により、SBR100質量部に対し、カーボンブラック40質量部、加工油20質量部であった。また、後述する方法で測定した有機酸の含有量は、0.20質量%であった。次いで、実施例8-1と同様にしてゴム組成物を得た。
(実施例8-7)
pH11に調製した炭酸ナトリウム水溶液での洗浄回数を表5に記載の通りとした以外は、実施例8-6と同様にしてゴムマスターバッチを得た。得られたゴムマスターバッチの組成及び有機酸の含有量を後述する測定法により測定した結果を表5に示す。
(比較例8-4)
カーボンブラックAの代りにカーボンブラックBを用いた以外は、比較例8-3と同様にしてゴムマスターバッチを作製した。得られたゴムマスターバッチの組成及び有機酸の含有量を後述する測定法により測定した結果を表5に示す。
[ゴムマスターバッチの組成分析]
<カーボンブラックの含有量>
ゴムマスターバッチ中のカーボンブラック含有量は、窒素雰囲気下、熱分解法で得られた残留カーボンの質量から算出した。
<加工油の含有量>
ゴムマスターバッチ中の加工油の含有量は、ゴムマスターバッチをアセトンで抽出し、抽出分の乾固量から、以下に記載する有機酸の含有量を除いた値として算出した。
<有機酸の含有量>
ゴムマスターバッチ中の有機酸の含有量は、JIS K6237に準拠した有機酸測定法によって算出した。
[物性評価]
上記のようにして製造したゴム組成物を、それぞれ155℃で45分間加硫し、以下に示す方法で破壊強度、耐摩耗性及び耐屈曲亀裂性を測定し、結果を表5に示した。
<破壊強度>
破壊強度は、JIS K6251(2010)に準拠して測定した加硫ゴムの引張り試験における破断応力(TB)と伸び(EB)の積で表現するものである。ここで破壊強度は、同一のカーボンブラックを使用した実験系において、それぞれの比較例における値を基準(100)とし、これに対する相対比として指数表示したものとする。指数が大きい程、機械的強度に優れ、カーボンブラックによる補強性能が高いことを示す。
<耐摩耗性>
耐摩耗性は、ランボーン型摩耗試験機を用い、40℃、スリップ率40%での単位時間あたりの摩耗量として測定した。ここで耐摩耗性は、同一のカーボンブラックを使用した実験系において、それぞれの比較例における摩耗量をA、対象サンプル(実施例)の摩耗量をBとし、以下の式による値として指数表示した。指数が大きい程、耐摩耗性に優れることを示す。
耐摩耗性の指数=100+〔(A-B)/A〕×100
<耐屈曲亀裂性>
試験片に直径2mmの穿孔を開け、これを上島社製デマッチャー屈曲試験機で繰返し屈曲操作を行って亀裂成長を評価した。測定は室温下で行い、屈曲回数5000回時又は10000回時の亀裂長さを測定した。ここで耐屈曲亀裂性は、同一の配合処方を使用した実験系において、それぞれの比較例(有機酸低減工程無し)における亀裂長さをC、実施例(有機酸低減工程有り)の亀裂長さをDとし、以下の式による値として指数表示した。指数が大きい程、耐屈曲亀裂性に優れることを示す。
耐屈曲亀裂性の指数=100+〔(C-D)/C〕×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
表5より、有機酸含有量が2.0質量%以下の本発明のゴムマスターバッチは、機械的強度、耐摩耗性及び耐屈曲亀裂性に優れていた。特に、ゴムマスターバッチ中の有機酸含有量が1.0質量%以下であると、ゴム組成物とした際に機械的強度、耐摩耗性及び耐屈曲亀裂性の全てにおいて大幅に優れることが分かる。
また、実施例8-1、8-2で得られたゴムマスターバッチを、表1-1、1-2、1-3、1-4に相当するトレッド配合、表2-2、2-3に相当するトレッド配合、表3に相当するサイドウォール配合、表4に相当するカーカスプライ配合のウェットマスターバッチに用いた場合も、同様の顕著な改善効果が得られ、各種性能が改善された。

Claims (14)

  1. アセトン抽出法により求められるアセトン抽出分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤ。
  2. 石けん分及び有機酸分が2.5質量%以下の乳化重合ゴムと、カーボンブラックと、シリカとを含むゴム組成物を用いて作製したトレッド、サイドウォール、及びタイヤ内部部材からなる群より選択される少なくとも1種を有する空気入りタイヤ。
  3. 前記ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して前記カーボンブラックを5~100質量部、前記シリカを5~100質量部、前記シリカ100質量部に対してシランカップリング剤を2~20質量部含有する請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記乳化重合ゴムは、乳化重合スチレンブタジエンゴムである請求項1~3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記乳化重合ゴムは、Mpが25万以上、Mw/Mnが3以上である請求項1~4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記乳化重合ゴムは、極性官能基含有チオール化合物の存在下、ラジカル重合性モノマーを乳化重合して得られ、末端に極性官能基を有する変性乳化重合ゴムである請求項1~5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記極性官能基含有チオール化合物が下記一般式(1)で表されるものである請求項6記載の空気入りタイヤ。
    X-R-SH       (1)
    (式中、Xは、エステル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基又はアルコキシシリル基を表す。Rは、置換基を有していてもよいアルキレン基又はアリーレン基を表す。)
  8. 前記変性乳化重合ゴムは、Mw/Mnが4以上である請求項6又は7記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記カーボンブラックは、微粒子カーボンブラックである請求項1~8のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記ゴム組成物は、更に溶液重合スチレンブタジエンゴムを含む請求項1~9のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  11. 乳化重合ゴムラテックス由来のゴム成分及びカーボンブラックを含有するゴムマスターバッチであって、
    有機酸の含有量が、前記ゴムマスターバッチ中の全固形分に対して2.0質量%以下であるゴムマスターバッチ。
  12. 乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液をpH1.0~6.0にて混合する混合工程と、混合された分散液から液体を分離する分離工程とを経て得られたものである請求項11記載のゴムマスターバッチ。
  13. 前記混合工程以降において、前記混合された分散液のpHを8.0~13.5にするpH整工程を経て得られたものである請求項12に記載のゴムマスターバッチ。
  14. 乳化重合ゴムラテックス及びカーボンブラック分散液をpH1.0~6.0にて混合する混合工程と、混合された分散液から液体を分離する分離工程とを含むゴムマスターバッチの製造方法であって、
    更に、得られるゴムマスターバッチ中の全固形分に対する有機酸の含有量を2.0質量%以下にする有機酸低減工程を含むゴムマスターバッチの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015007227A (ja) * 2013-05-31 2015-01-15 三菱化学株式会社 ゴムマスターバッチ及びその製造方法
WO2016093282A1 (ja) * 2014-12-10 2016-06-16 株式会社ブリヂストン ゴム組成物の製造方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6293602B2 (ja) 2014-07-17 2018-03-14 東洋ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ及びその製造方法
JP6342296B2 (ja) * 2014-10-24 2018-06-13 東洋ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ及びその製造方法
JP6996074B2 (ja) * 2016-06-28 2022-01-17 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物およびタイヤ
EP3677448B1 (en) * 2017-09-12 2022-07-13 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire
JP6992477B2 (ja) * 2017-12-14 2022-01-13 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
CN111566147B (zh) * 2017-12-28 2023-07-21 米其林集团总公司 在液相中制备橡胶配混物的方法和装置
JP7192329B2 (ja) * 2018-09-12 2022-12-20 住友ゴム工業株式会社 トレッドゴム組成物及び空気入りタイヤ
CN112175260B (zh) * 2020-10-16 2023-02-28 南京福斯特科技有限公司 一种橡胶制品用氧化锌母胶粒及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06192480A (ja) * 1992-12-25 1994-07-12 Bridgestone Corp 更生タイヤ用トレッドゴム組成物
JP2004043598A (ja) 2002-07-10 2004-02-12 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラックの製造方法及び装置
JP2004277443A (ja) 2003-03-12 2004-10-07 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラックの製造方法及びその装置
JP4272289B2 (ja) 1999-02-26 2009-06-03 住友ゴム工業株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2011173510A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 二輪車用タイヤ
JP2011189807A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd 二輪車用タイヤ
JP2011189808A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd 二輪車用タイヤ
JP2012102240A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012102239A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd ウェットマスターバッチ、タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012111888A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤコードトッピング用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489389B1 (en) * 1994-08-19 2002-12-03 Bridgestone Corporation Rubber composition for tire treads
US6736178B2 (en) * 1998-04-10 2004-05-18 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire with specified bead portion
CA2538698A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-31 Kaneka Corporation Process for producing rubbery polymer particle and process for producing resin composition containing the same
JP5072691B2 (ja) * 2008-04-04 2012-11-14 株式会社片岡製作所 レーザ光の出力計測方法、出力計測装置
US20090266465A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 Deslierres John M Universal run flat tire system and device
JP5825819B2 (ja) * 2011-04-13 2015-12-02 住友ゴム工業株式会社 ジエン系重合体及びその製造方法
CN103582668B (zh) * 2011-06-03 2015-06-17 株式会社普利司通 橡胶组合物及使用其的轮胎

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06192480A (ja) * 1992-12-25 1994-07-12 Bridgestone Corp 更生タイヤ用トレッドゴム組成物
JP4272289B2 (ja) 1999-02-26 2009-06-03 住友ゴム工業株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2004043598A (ja) 2002-07-10 2004-02-12 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラックの製造方法及び装置
JP2004277443A (ja) 2003-03-12 2004-10-07 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラックの製造方法及びその装置
JP2011173510A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 二輪車用タイヤ
JP2011189807A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd 二輪車用タイヤ
JP2011189808A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd 二輪車用タイヤ
JP2012102240A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012102239A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd ウェットマスターバッチ、タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012111888A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤコードトッピング用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. SONE: "Advantage of SBR/carbon black masterbatch for tire tread application", RUBBER WORLD, vol. 206, no. 1, 1992, pages 29 - 34, XP008181327 *
KAZUHITO SONE: "Abrasion of wet method SBR/ carbon masterbatch", GOMU GIJUTSU SYMPOSIUM TEXT, 27TH, 1992, pages 49 - 52, XP008182528 *
KAZUHITO SONE: "Structure and Physical Properties of SBR/Carbon Black Masterbatch Produced by Wet Dispersion System", JOURNAL OF THE SOCIETY OF RUBBER INDUSTRY, vol. 67, no. 6, 1994, pages 391 - 401, XP055297019 *
See also references of EP2995638A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015007227A (ja) * 2013-05-31 2015-01-15 三菱化学株式会社 ゴムマスターバッチ及びその製造方法
WO2016093282A1 (ja) * 2014-12-10 2016-06-16 株式会社ブリヂストン ゴム組成物の製造方法
JPWO2016093282A1 (ja) * 2014-12-10 2017-09-28 株式会社ブリヂストン ゴム組成物の製造方法

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