JP2002201289A - ゴム組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂を含有し、使用時に高弾性率であるゴム
組成物の効率的でかつ作業性に優れた製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を混
練りすることを含むゴム組成物の製造方法であって、該
組成物を混練り後に該樹脂の軟化点以上の温度で排出
し、３０〜１００℃／分の冷却速度で室温まで冷却する
ことを特徴とするゴム組成物の製造方法である。前記組
成物を混練り後に押出しすることを含み、該組成物を該
樹脂の軟化点以上の温度で押出しし、１０〜４５℃／分
の冷却速度で室温まで冷却する態様、前記組成物を混練
り後に押出しすることを含み、混練り後の組成物の室温
におけるＭＬ₁₊₄が、押出し後の組成物の室温における
ＭＬ₁₊₄よりも低い態様、などが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂を含有し、使
用時に高弾性率であるゴム組成物の効率的でかつ作業性
に優れた製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ゴム組成物、特にタイヤ用ゴ
ム組成物の製造プロセスにおいては、加硫後における該
ゴム組成物の弾性率を高くする目的で樹脂を含有させる
ことが行われている。そして、該製造プロセスにおいて
は、混練り、押出し、成型、加硫等の各処理が行われて
いる。しかし、前記樹脂を含有するゴム組成物の場合、
熱入れ後の作業性（該樹脂の軟化点以上の温度での作業
性）はある程度良好であるものの、該ゴム組成物は、室
温時の粘度が高く、作業性に劣るという問題があった。
即ち、混練り後においては、通常、該ゴム組成物をシー
ト状等にして作業用バーに引っ掛けて該作業用バーにて
折り畳んで保管等された後に押出し等を行うが、該ゴム
組成物は硬すぎるため、前記作業用バーに引っ掛けるの
が容易でなく、ハンドリング性、作業性に劣るという問
題である。また、混練り装置中で詰まり等が生じてしま
うという問題がある。押出し時においては、Ｃｏｌｄ
Ｔｕｂｅｒを用いた場合、該ゴム組成物が硬いために装
置への負荷が大き過ぎるという問題がある。これらの問
題を防ぐ目的で、該ゴム組成物の硬度を低く設計する
と、成型時において、該ゴム組成物が軟らかすぎるた
め、該ゴム組成物の剛性が低く、成型が困難になり、製
造効率に劣るという問題である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課
題とする。即ち、本発明は、樹脂を含有し、使用時に高
弾性率であるゴム組成物の効率的でかつ作業性に優れた
製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者が鋭意検討した
結果、前記混練り、押出し等の各工程において前記ゴム
組成物の適度な剛性を得る目的で、通常、各工程に際
し、熱入れを行い該ゴム組成物を軟化させ、軟化した状
態のまま次工程用に成型を行い、冷却を行うが、該冷却
の速度を制御することにより前記課題を効果的に解決す
ることができること見出した。本発明は、かかる本発明
者の知見に基づくものであり、前記課題を解決するため
の手段は以下の通りである。

【０００５】＜１＞ ゴム成分と樹脂とを含有する組成
物を混練りすることを含むゴム組成物の製造方法であっ
て、該組成物を混練り後に該樹脂の軟化点以上の温度で
排出し、３０〜１００℃／分の冷却速度で室温まで冷却
することを特徴とするゴム組成物の製造方法である。 ＜２＞ ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を押出しす
ることを含むゴム組成物の製造方法であって、該組成物
を該樹脂の軟化点以上の温度で押出しし、１０〜４５℃
／分の冷却速度で室温まで冷却することを特徴とするゴ
ム組成物の製造方法である。 ＜３＞ 組成物を混練り後に押出しすることを含み、該
組成物を該樹脂の軟化点以上の温度で押出しし、１０〜
４５℃／分の冷却速度で室温まで冷却する前記＜１＞に
記載のゴム組成物の製造方法である。 ＜４＞ 組成物を混練り後に押出しすることを含み、混
練り後の組成物の室温におけるＭＬ₁₊₄が、押出し後の
組成物の室温におけるＭＬ₁₊₄よりも低い前記＜１＞又
は＜３＞に記載のゴム組成物の製造方法である。 ＜５＞ 混練り後の組成物の排出をシ−ト状に行う前記
＜１＞及び＜３＞から＜４＞のいずれかに記載のゴム組
成物の製造方法である。 ＜６＞ 樹脂の組成物における含有量が、ゴム成分１０
０重量部に対し４重量部以上である前記＜１＞から＜５
＞のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法である。 ＜７＞ 樹脂の軟化点が６０〜１５０℃である前記＜１
＞から＜６＞のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法
である。 ＜８＞ 組成物の軟化点が７０℃以上である前記＜１＞
から＜７＞のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法で
ある。 ＜９＞ ゴム組成物がタイヤ用ゴム組成物である前記＜
１＞から＜８＞のいずれかに記載のゴム組成物の製造方
法である。

【０００６】前記＜１＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を混練
り後に該樹脂の軟化点以上の温度で排出し、３０〜１０
０℃／分の冷却速度で室温まで冷却する。ここでは、混
練り後に軟化点以上の温度で排出された組成物中の前記
樹脂は半融解状態（アモルファス状態）にある。そし
て、この半融解状態にある樹脂が該混練り後に３０〜１
００℃／分という速い冷却速度で室温まで冷却される結
果、室温まで冷却された組成物中の前記樹脂の結晶粒は
小さく、該組成物は、全体として剛性が適度に低い。こ
のため、該混練り後の組成物は、ハンドリング性、作業
性に優れ、例えばシート状にされた後で前記作業用バー
に引っ掛けられた状態で該作業用バーにより容易に折り
畳まれる。その結果、全体として効率良くゴム組成物が
製造される。

【０００７】前記＜２＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を該樹
脂の軟化点以上の温度で押出し、１０〜４５℃／分の冷
却速度で室温まで冷却する。ここでは、軟化点以上の温
度で押出しされた組成物中の前記樹脂は半融解状態（ア
モルファス状態）にある。そして、この半融解状態にあ
る樹脂が該押出し後に１０〜４５℃／分という遅い冷却
速度で室温まで冷却される結果、室温まで冷却された組
成物中の前記樹脂の結晶粒が大きく、該組成物は、全体
として剛性が適度に高い。このため、該押出し後の組成
物は、適度な剛性を有し、成型が容易である。その結
果、全体として効率良くゴム組成物が製造される。

【０００８】前記＜３＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞において、前記組成物を混練り
後に押出しすることを含み、該組成物を該樹脂の軟化点
以上の温度で押出しし、１０〜４５℃／分の冷却速度で
室温まで冷却する。ここでは、軟化点以上の温度で押出
しされた該組成物中の前記樹脂は半融解状態（アモルフ
ァス状態）にある。そして、この半融解状態にある樹脂
が該混練り後に３０〜７０℃／分という速い冷却速度で
室温まで冷却される結果、室温まで冷却された組成物中
の前記樹脂の結晶粒が小さく、該組成物は、全体として
剛性が適度に低い。このため、該混練り後の組成物は、
ハンドリング性、作業性に優れ、例えばシート状等にさ
れた後で前記作業用バーに引っ掛けられた状態で該作業
用バーにより容易に折り畳まれる。一方、軟化点以上の
温度で押出しされた組成物中の前記樹脂は半融解状態
（アモルファス状態）にある。そして、この半融解状態
にある樹脂が、該押出し後に１０〜４５℃／分という遅
い冷却速度で室温まで冷却される結果、室温まで冷却さ
れた組成物中の前記樹脂の結晶粒が大きく、該組成物
は、全体として剛性が適度に高い。このため、該押出し
後の組成物は、適度な剛性を有し、成型が容易である。
その結果、全体として、ゴム組成物の製造効率に優れ、
作業性に優れる。

【０００９】前記＜４＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞又は＜３＞において、前記組成
物を混練り後に押出しすることを含み、混練り後の組成
物の室温におけるＭＬ₁₊₄が、押出し後の組成物の室温
におけるＭＬ₁₊₄よりも低い。このため、該混練り後の
組成物は、全体として剛性が適度に低く、ハンドリング
性、作業性に優れ、シート状にされた後、前記作業用バ
ーに引っ掛けられた状態で該作業用バーにより容易に折
り畳まれる。一方、該押出し後の組成物は、全体として
剛性が適度に高く、適度な剛性を有し、成型が容易であ
る。

【００１０】前記＜５＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞及び＜３＞から＜４＞のいずれ
かにおいて、前記混練り後の前記組成物の排出をシ−ト
状に行う。このため、該混練り後の組成物は、前記作業
用バーに引っ掛けられた状態で該作業用バーにより容易
に折り畳まれ、押出し等の各処理までの間、適宜保管等
され、取扱いが容易である。

【００１１】前記＜６＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞から＜５＞のいずれかにおい
て、前記樹脂の組成物における含有量が、前記ゴム成分
１００重量部に対し４重量部以上である。このため、該
組成物における前記樹脂の割合が高く、該組成物の物性
の冷却速度に対する依存性が高く、作業性、ハンドリン
グ性、製造効率に優れる。

【００１２】前記＜７＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞から＜６＞のいずれかにおい
て、前記樹脂の軟化点が６０〜１５０℃である。このた
め、軟化点以上の温度では、ゴム粘度が低くなるため、
成型・加工が容易なゴム組成物を得ることができる。

【００１３】前記＜８＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞から＜７＞のいずれかにおい
て、前記組成物の軟化点が９０℃以上である。このた
め、該組成物の処理に多量の熱エネルギーを必要としな
い。

【００１４】前記＜９＞に記載のゴム組成物の製造方法
においては、前記＜１＞から＜８＞のいずれかにおい
て、前記ゴム組成物がタイヤ用ゴム組成物である。この
ため、タイヤ用ゴム組成物が効率良く、かつ作業性良く
得られる。

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物の製造方法に
おいては、ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を熱入れ
した状態で混練り及び押出しの少なくとも一方を行うこ
とを含み、更に加硫等のその他の処理を行うことを含
む。

【００１５】−ゴム成分− 前記ゴム成分としては、特に制限はなく、目的に応じて
公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、
天然ゴム、ジエン系合成ゴム、その他のゴムなどが挙げ
られる。前記ジエン系合成ゴムとしては、例えば、スチ
レン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリイソプレン
（ＩＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）などが挙げられる。
前記その他のゴムとしては、例えば、ニトリルゴム、シ
リコーンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、な
どが挙げられる。

【００１６】−樹脂− 前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜
選択することができるが、例えば、結晶性高分子を含む
樹脂（単一重合体、共重合体）、非結晶性高分子を含む
樹脂（単一重合体、共重合体）、あるいはこれらを含む
混合樹脂（共重合体、ブレンド）、などが挙げられる。
これらの中でも、相転移があるために粘度変化がある温
度で急激に起こり、粘度制御が容易な点で結晶性高分子
を含む樹脂が好ましく、結晶性高分子のみからなる樹脂
がより好ましい。これらは、１種単独で使用してもよい
し、２種以上を併用してもよい。

【００１７】前記結晶性高分子としては、例えば、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチ
レン（ＰＢ）、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレ
ンサクシネート、シンジオタクティック−１，２−ポリ
ブタジエン（ＳＰＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、などが好適に挙げら
れる。これらの中でも、ポリオレフィン、ポリオレフィ
ン共重合体が好ましく、汎用で入手し易い点で、ポリエ
チレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）がより好まし
く、融点が低く、取扱いが容易な点で、ポリエチレン
（ＰＥ）が特に好ましい。

【００１８】前記非結晶性高分子としては、例えば、フ
ェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブ
タジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリスチレン
（ＰＳ）、ポリアクリロニトリル、これらの共重合体や
ブレンド物、などが挙げられる。これらは、１種単独で
使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

【００１９】前記樹脂の軟化点、即ち該樹脂が半融解状
態（アモルファス状態）になる温度としては、特に制限
はないが、６０〜１５０℃であるのがより好ましく、８
５〜１３０℃が特に好ましい。なお、前記樹脂の軟化点
は、それ自体公知の軟化点測定装置等を用いて測定する
ことができ、例えば、ＤＳＣ測定装置を用いて測定した
軟化ピーク温度を前記軟化点とすることができる。

【００２０】前記樹脂の分子量としては、該樹脂の化学
組成、分子鎖の分岐の状態等によって異なり一概に規定
することはできないが、一般に同じ素材で形成されてい
てもその分子量が高い程、ある一定の温度における粘度
（溶融粘度）は高くなる。なお、該樹脂の粘度（溶融粘
度）は、例えば、コーンレオメーター、キャピラリーレ
オメーター等を用いて測定することができる。

【００２１】−その他の成分− 前記組成物は、前記ゴム成分、前記樹脂の外に、必要に
応じて適宜選択したその他の成分を含有することができ
る。前記その他の成分としては、例えば、カーボンブラ
ック、シリカ等の補強性充填材、硫黄等の加硫剤、ジベ
ンゾチアジルジスルフィド等の加硫促進剤、加硫助剤、
シリカ用のカップリング剤、Ｎ−シクロヘキシル−２−
ベンゾチアジル−スルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチ
レン−ベンゾチアジル−スルフェンアミド等の老化防止
剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、着色
剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、酸化防止剤、軟化剤、
無機充填材等の添加剤等の他、通常ゴム業界で用いる各
種配合剤などが挙げられる。

【００２２】前記組成物の軟化点としては、特に制限は
ないが、７０℃以上が好ましく、８５〜１３０℃がより
好ましい。なお、前記組成物の軟化点は、それ自体公知
の軟化点測定装置等を用いて測定することができ、例え
ば、ＤＳＣ測定装置を用いて測定した軟化ピーク温度を
前記軟化点とすることができる。

【００２３】−熱入れ− 前記熱入れの温度としては、前記樹脂の軟化点以上の温
度であるのが好ましく、前記組成物の軟化点以上の温度
であるのがより好ましく、具体的には、９０℃以上が好
ましく、１００〜１７０℃が特に好ましい。

【００２４】−混練り− 前記混練りは、混練り装置への投入体積、ローターの回
転速度、ラム圧等、混練り温度、混練り時間、混練り装
置等の諸条件について特に制限はなく、目的に応じて適
宜選択することができる。前記混練り装置としては、市
販品を好適に使用することができ、例えば、インターナ
ルミキサー、バンバリーミキサーなどが好適に挙げられ
る。

【００２５】前記混練り後における室温までの冷却速度
としては、３０〜７０℃／分が好ましく、４５〜７０℃
／分がより好ましい。前記冷却速度が、３０℃／分未満
であると、該混練り後の組成物が硬過ぎ、該組成物のハ
ンドリング性、作業性に劣り、例えばシート状にされた
後に前記作業用バーによる折り畳みが容易でないことが
あり、７０℃／分を超えると、該混練り後の組成物が軟
らか過ぎ、逆に該組成物の剛性が低く、ハンドリング
性、作業性に劣ることがある。一方、前記好ましい数値
範囲内にあると、そのようなことはなく、室温まで冷却
された前記組成物中の前記樹脂の結晶粒は小さく、該組
成物は全体として剛性が適度に低い。

【００２６】−押出し− 前記押出しは、押出し時間、押出し装置等の諸条件につ
いて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが
できる。前記押出し装置としては、市販品を好適に使用
することができ、例えば、一軸押出し機、二軸押出し機
などが好適に挙げられる。なお、前記押出しの際、前記
組成物中に、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラ
フィン系オイル、エステル系オイル等の可塑剤等を適宜
添加することができる。

【００２７】前記押出し後における室温までの冷却速度
としては、１０〜４５℃／分が好ましく、１０〜３０℃
／分がより好ましい。前記冷却速度が、１０℃／分未満
であると、該混練り後の組成物が硬過ぎ、該組成物の剛
性が高く、ハンドリング性、作業性に劣り、例えばシー
ト状にされた後に前記作業用バーによる折り畳みが容易
でないことがあり、４５℃／分を超えると、該混練り後
の組成物が軟らか過ぎ、逆に該組成物の成型、クセづけ
が困難になることがある。一方、前記好ましい数値範囲
内にあると、そのようなことはなく、室温まで冷却され
た前記組成物中の前記樹脂の結晶粒は大きく、該組成物
は全体として剛性が適度に高い。

【００２８】−加硫− 前記加硫は、加硫方式、加硫時間、加硫装置等について
は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが
できる。前記加硫装置としては、市販品を好適に使用す
ることができる。

【００２９】以上、本発明のゴム組成物の製造方法によ
ると、樹脂を含有し、使用時に高弾性率であるゴム組成
物を効率的かつ作業性良く製造することができ、特にタ
イヤ用ゴム組成物を好適に製造することができる。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明するが、本発
明は、これの実施例に何ら限定されるものではない。

【００３１】（実施例１〜３及び比較例１〜２）表１に
示す組成の各ゴム組成物を調製した。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１において、「ＮＲ」は、天然ゴムを表
す。「Ｎ２２０」は、カーボンブラック（旭カーボン
（株）製、旭＃８０）を表す。「ＭＬ₁₊₄（１００
℃）」は、ゴム組成物のムーニー粘度（ＡＳＴＭＤ１６
４６）を表す。「ＨＤ」は、ゴム組成物の加硫後の硬さ
（ＳＨＯＲＥ−Ａ）を表す。「ＭＬ₁₊₄（室温）^*1」
は、混練り後に冷却速度４５℃／分にて室温まで冷却し
た時のゴム組成分の室温でのムーニー粘度を表す。尚、
表１では、比較例１の値を１００とした場合の相対評価
で表している。「ＭＬ₁₊₄（室温）^*2」は、押出し後に
排出した後、冷却速度１５℃／分にて室温まで冷却した
時のゴム組成分の室温でのムーニー粘度を表す。尚、表
１では、比較例１の値を１００とした場合の相対評価で
表している。

【００３４】表１から、ゴム成分と樹脂とを含有する組
成物の混練り後に排出後、冷却速度３０℃／分にて室温
まで冷却した、及び／又は、ゴム成分と樹脂とを含有す
る組成物の押し出した後、冷却速度１５℃／分にて室温
まで冷却した、実施例１〜３では、混練り後の組成物の
室温におけるＭＬ₁₊₄が、押出し後の組成物の室温にお
けるＭＬ₁₊₄よりも低い。このため、該混練り後の組成
物は、全体として剛性が適度に低く、ハンドリング性、
作業性に優れ、シート状にされた後、前記作業用バーに
引っ掛けられた状態で該作業用バーにより容易に折り畳
まれ得る一方、該押出し後の組成物は、全体として剛性
が適度に高く、適度な剛性を有し、成型が容易である。
これに対し、比較例１〜２では、樹脂を適用していない
ため、冷却速度に依存せず（室温のＭＬ₁₊₄は変わらな
い）、ハンドリング性、作業性に劣ることが明らかであ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、従来における前記諸問
題を解決し、樹脂を含有し、使用時に高弾性率であるゴ
ム組成物の効率的でかつ作業性に優れた製造方法を提供
することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 // Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｋ 21:00 101:12 101:12 Ｂ２９Ｌ 30:00 Ｂ２９Ｌ 30:00 Ｆターム(参考） 4F070 AA05 AA07 AA08 AA12 AA13 AA15 AA18 AA22 AA26 AA34 AA44 AA45 AA47 AA60 AB08 FA07 FB06 FC05 4F207 AA45 AA49 AG01 AH20 KA01 KA17 KK52 4J002 AC01W AC03W AC06W AC07W AC08W BB03X BB12X BB17X BB24W BC03X BD03X BD12W BE02X BG06X BG10X BL01X BN15X CC10X CC18X CF03X CP03W GN01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を混
   練りすることを含むゴム組成物の製造方法であって、該
   組成物を混練り後に該樹脂の軟化点以上の温度で排出
   し、３０〜１００℃／分の冷却速度で室温まで冷却する
   ことを特徴とするゴム組成物の製造方法。
2. 【請求項２】 ゴム成分と樹脂とを含有する組成物を押
   出しすることを含むゴム組成物の製造方法であって、該
   組成物を該樹脂の軟化点以上の温度で押出しし、１０〜
   ４５℃／分の冷却速度で室温まで冷却することを特徴と
   するゴム組成物の製造方法。
3. 【請求項３】 組成物を混練り後に押出しすることを含
   み、該組成物を該樹脂の軟化点以上の温度で押出しし、
   １０〜４５℃／分の冷却速度で室温まで冷却する請求項
   １に記載のゴム組成物の製造方法。
4. 【請求項４】 組成物を混練り後に押出しすることを含
   み、混練り後の組成物の室温におけるＭＬ₁₊₄が、押出
   し後の組成物の室温におけるＭＬ₁₊₄よりも低い請求項
   １又は３に記載のゴム組成物の製造方法。
5. 【請求項５】 混練り後の組成物の排出をシ−ト状に行
   う請求項１及び３から４のいずれかに記載のゴム組成物
   の製造方法。
6. 【請求項６】 樹脂の組成物における含有量が、ゴム成
   分１００重量部に対し４重量部以上である請求項１から
   ５のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
7. 【請求項７】 樹脂の軟化点が６０〜１５０℃である請
   求項１から６のいずれかに記載のゴム組成物の製造方
   法。
8. 【請求項８】 組成物の軟化点が７０℃以上である請求
   項１から７のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
9. 【請求項９】 ゴム組成物がタイヤ用ゴム組成物である
   請求項１から８のいずれかに記載のゴム組成物の製造方
   法。