JP2014217985A - Kneading method of rubber composition and rubber composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method capable of producing a rubber composition where the dispersibility of silica is excellent and the dynamic viscoelasticity of a vulcanized rubber is enhanced by appropriately adjusting the reaction amount of silica with a silane coupling agent in the rubber composition and determining an optimal reaction end point.SOLUTION: A closed mixer comprising: at least a casing and a rotor; a kneading part to knead a rubber composition; a neck part positioning at the upper part of the kneading part and having a cylindrical space inside; and a humidity sensor disposed at the side surface of the neck part, is used. The reaction end point of silica with a silane coupling agent is determined based on the difference between internal humidity measured by the humidity sensor with time and a prescribed humidity measured under an external atmosphere. Kneading is finished when being reached to a reaction end point.

Description

本発明は、少なくとも原料ゴム、シリカおよびシランカップリング剤を含有するゴム組成物の混練方法およびゴム組成物に関するものである。   The present invention relates to a method for kneading a rubber composition containing at least raw rubber, silica and a silane coupling agent, and a rubber composition.

ゴムの補強用充填剤としてシリカが使用されるようになっている。シリカは、その表面官能基であるシラノール基の水素結合により粒子同士が凝集する傾向がある。そこで、シリカをゴム組成物に配合する場合、シリカの分散を良くするためにシランカップリング剤を添加することが好ましい。これにより、シリカとカップリング剤をカップリング反応させ、分散性を改善し再凝集を抑え、タイヤの低燃費性能・湿潤路操縦安定性能を向上させている。   Silica is used as a filler for reinforcing rubber. Silica tends to aggregate particles due to hydrogen bonding of silanol groups which are surface functional groups. Therefore, when silica is blended in the rubber composition, it is preferable to add a silane coupling agent in order to improve the dispersion of silica. As a result, a coupling reaction between silica and a coupling agent is performed to improve dispersibility and suppress re-aggregation, thereby improving the low fuel consumption performance and wet road handling stability performance of the tire.

ゴム組成物中でシリカとシランカップリング剤とを反応させる場合、シリカとシランカップリング剤との反応量が不十分であると、シリカの良好な分散性が得られない。一方、シリカとシランカップリング剤との反応量が過剰であると、ゴムが過加熱状態となり、ゴム物性が低下する場合がある。したがって、ゴム組成物中でのシリカとシランカップリング剤との反応量を適切に調節し、最適な反応終点を決定することが重要である。   When the silica and the silane coupling agent are reacted in the rubber composition, if the reaction amount between the silica and the silane coupling agent is insufficient, good dispersibility of the silica cannot be obtained. On the other hand, when the reaction amount of silica and the silane coupling agent is excessive, the rubber is overheated and the rubber physical properties may be deteriorated. Therefore, it is important to appropriately adjust the reaction amount of silica and the silane coupling agent in the rubber composition to determine the optimum reaction end point.

上記問題を解決すべく、下記特許文献1では、混練操作で達成すべきシリカとシランカップリング剤との必要反応量を予め実験で決定しておき、混練操作開始からの混練エネルギーの投入量と排出量とに基づき混合ゴム温度を経時的に計算すると共に、混合ゴム温度に基づきシリカとシランカップリング剤との反応量を経時的に計算し、反応量の計算値が必要反応量に達したとき混練操作を終了する技術が記載されている。   In order to solve the above problem, in Patent Document 1 below, a necessary reaction amount between silica and a silane coupling agent to be achieved in the kneading operation is determined in advance by experiments, and the amount of kneading energy input from the start of the kneading operation The mixed rubber temperature was calculated over time based on the discharged amount, and the reaction amount between silica and the silane coupling agent was calculated over time based on the mixed rubber temperature, and the calculated reaction amount reached the required reaction amount. Sometimes a technique for terminating the kneading operation is described.

また、下記特許文献2では、混合室で未加硫ゴムにシリカとカップリング剤とを配合して混練を行なう未加硫ゴムの混練方法において、混合室に水蒸気を供給すると共に、混合室からシリカとカップリング剤の反応で生成したアルコールを除去しつつ、混練温度を130〜170℃に維持しながら混練を行なう技術が記載されている。   Further, in Patent Document 2 below, in a kneading method of unvulcanized rubber in which silica and a coupling agent are blended with unvulcanized rubber in a mixing chamber and kneaded, water is supplied to the mixing chamber and from the mixing chamber A technique is described in which kneading is performed while maintaining the kneading temperature at 130 to 170 ° C. while removing the alcohol generated by the reaction of silica and the coupling agent.

特開2004−358693号公報JP 2004-358893 A 特開2006−123272号公報JP 2006-123272 A

しかしながら、上記各先行技術には、次のような問題点がある。すなわち、原料となるゴム、シリカおよびカップリング剤には、季節要因や保管状態などにより、物性や含水量などにばらつきがあるため、特許文献1に記載の技術では、過去の実験データに基づきシリカとシランカップリング剤との必要反応量および混合ゴム温度を決定しても、物性や含水量などのばらつきに起因して、正確に反応終点を見極めることが困難であった。   However, each of the above prior arts has the following problems. That is, the rubber, silica, and coupling agent used as raw materials vary in physical properties and water content due to seasonal factors and storage conditions. Therefore, the technique described in Patent Document 1 uses silica based on past experimental data. Even when the required reaction amount between the silane coupling agent and the mixed rubber temperature was determined, it was difficult to accurately determine the end point of the reaction due to variations in physical properties and water content.

また、下記特許文献2に記載の技術では、シリカとカップリング剤の反応を促進する工夫がされているものの、シリカとシランカップリング剤との反応量の調整は、単に温度を調整するに過ぎないため、正確に反応終点を見極めることが困難であった。   In addition, in the technique described in Patent Document 2 below, the device for promoting the reaction between the silica and the coupling agent is devised, but the adjustment of the reaction amount between the silica and the silane coupling agent is merely adjusting the temperature. Therefore, it was difficult to accurately determine the end point of the reaction.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ゴム組成物中でのシリカとシランカップリング剤との反応量を適切に調節し、最適な反応終点を決定することにより、シリカの分散性に優れ、加硫ゴムの動的粘弾性が向上したゴム組成物を製造可能な製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its problem is to appropriately adjust the reaction amount of silica and a silane coupling agent in the rubber composition and determine the optimum reaction end point. An object of the present invention is to provide a production method capable of producing a rubber composition having excellent dispersibility of silica and improved dynamic viscoelasticity of vulcanized rubber.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、シリカとシランカップリング剤との反応量に対し、比例的に生成する水分量に着目し、ゴム組成物を混練する密閉式混合機内の内部湿度を測定し、かかる測定結果に基づきシリカとシランカップリング剤との反応量を予測することで、シリカとシランカップリング剤との反応終点を正確に見極めることができることを見出した。本発明は、かかる発見に基づきなされたもので、下記の構成を有する。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has paid attention to the amount of water generated proportionally with respect to the reaction amount of silica and the silane coupling agent, and in a closed mixer for kneading the rubber composition. It was found that the reaction end point between silica and the silane coupling agent can be accurately determined by measuring the internal humidity of the liquid and predicting the reaction amount between the silica and the silane coupling agent based on the measurement result. The present invention has been made based on such discovery and has the following configuration.

すなわち本発明は、少なくとも原料ゴム、シリカおよびシランカップリング剤を含有するゴム組成物の混練方法であって、ケーシングおよびローターを有し、前記ゴム組成物を混練する混練部と、前記混練部の上方に位置し、内部に筒状の空間を有するネック部と、前記ネック部の側面側上部に設けられた投入口と、前記ネック部の側面に設けられた湿度センサーと、を備えた密閉式混合機を使用し、前記湿度センサーにより経時的に測定される内部湿度と、外部雰囲気下で測定される規定湿度との差に基づき、前記シリカとシランカップリング剤との反応終点を決定し、前記反応終点に達したとき混練を終了することを特徴とするゴム組成物の混練方法、に関する。   That is, the present invention is a kneading method of a rubber composition containing at least raw rubber, silica and a silane coupling agent, and has a casing and a rotor, kneading the rubber composition, A hermetically sealed type comprising a neck portion that is located above and has a cylindrical space inside, a charging port provided at an upper portion on a side surface of the neck portion, and a humidity sensor provided on a side surface of the neck portion. Using a mixer, based on the difference between the internal humidity measured over time by the humidity sensor and the specified humidity measured in an external atmosphere, the reaction endpoint of the silica and the silane coupling agent is determined, The present invention relates to a kneading method for a rubber composition, wherein kneading is terminated when the reaction end point is reached.

前述のとおり、シリカとシランカップリング剤との反応では、これらが脱水縮合反応することにより、シリカとシランカップリング剤とが共有結合を形成する(カップリング反応)。つまり、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応量に比例して、密閉式混合機内での水分発生量が多くなる。このため、密閉式混合機内では、外部雰囲気下で測定される規定湿度に比して、湿度(内部湿度)が上昇する。つまり、内部湿度が上昇している段階では、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応が進行しているものと考えられる。しかしながら、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応が終点に近づくにつれて、カップリング反応量に比例する水分の発生量も減っていくと考えられる。つまり、本発明では、湿度センサーにより経時的に測定される内部湿度と、外部雰囲気下で測定される規定湿度との差を尺度とすることにより、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応の進行度合いを正確に把握することができる。これにより、本発明では、シリカとシランカップリング剤との反応終点を正確に見極め、決定することができる。その結果、本発明に係るゴム組成物の混練方法おいては、シリカの分散性に優れ、加硫ゴムの動的粘弾性が向上したゴム組成物を製造することができる。   As described above, in the reaction between silica and a silane coupling agent, the silica and the silane coupling agent form a covalent bond by a dehydration condensation reaction (coupling reaction). That is, the amount of water generated in the closed mixer increases in proportion to the amount of coupling reaction between silica and the silane coupling agent. For this reason, in the closed mixer, the humidity (internal humidity) increases as compared to the specified humidity measured in an external atmosphere. That is, it is considered that the coupling reaction between the silica and the silane coupling agent proceeds at the stage where the internal humidity is increased. However, as the coupling reaction between the silica and the silane coupling agent approaches the end point, it is considered that the amount of water generated is proportional to the amount of coupling reaction. In other words, in the present invention, the difference between the internal humidity measured over time by the humidity sensor and the specified humidity measured in the external atmosphere is used as a scale, so that the coupling reaction between silica and the silane coupling agent is measured. The degree of progress can be accurately grasped. Thereby, in this invention, the reaction end point of a silica and a silane coupling agent can be correctly identified and determined. As a result, in the kneading method of the rubber composition according to the present invention, a rubber composition having excellent silica dispersibility and improved dynamic viscoelasticity of the vulcanized rubber can be produced.

上記ゴム組成物の混練方法において、前記内部湿度と、前記規定湿度との差が25%以内となった段階を反応終点とすることが好ましい。この段階では、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応が十分に進行しているため、この段階を反応終点とすることで、ゴム焼けを防止しつつ、シリカの分散性により優れ、加硫ゴムの動的粘弾性がより向上したゴム組成物を製造することができる。   In the kneading method of the rubber composition, it is preferable that a reaction end point is a stage where the difference between the internal humidity and the specified humidity is within 25%. At this stage, the coupling reaction between the silica and the silane coupling agent has progressed sufficiently. By setting this stage as the reaction end point, rubber dispersibility can be prevented and vulcanization can be improved. A rubber composition with improved dynamic viscoelasticity of rubber can be produced.

上記ゴム組成物の混練方法において、前記ローターは、制御部によって回転速度の自動制御が可能であり、前記混練を終了する際のゴムの目標排出温度を設定し、前記混練部内の実測温度に関する情報および前記目標排出温度に基づき、前記制御部によって前記実測温度を前記目標排出温度とするためのPID制御によって、前記回転速度を自動制御しながら前記混練部内を攪拌することが好ましい。 In the rubber composition kneading method, the rotation speed of the rotor can be automatically controlled by a control unit, a target discharge temperature of rubber at the end of the kneading is set, and information on the actually measured temperature in the kneading unit It is preferable that the kneading unit is stirred while the rotational speed is automatically controlled by PID control for setting the measured temperature to the target discharge temperature by the control unit based on the target discharge temperature.

前述のとおり、本発明に係るゴム組成物の混練方法では、内部湿度と、規定湿度との差に基づき、シリカとシランカップリング剤との反応終点を決定する。しかしながら、原料となるゴム、シリカおよびカップリング剤の物性や含水量にはばらつきがあり、通常の設定時間よりも反応終点が遅れることも考えられる。しかしながら、このような場合であっても、PID制御によってローターの回転速度を自動制御しながら混練部内のゴム組成物を撹拌することにより、前記内部湿度と、前記規定湿度との差が所望の範囲内となるまでの間、ゴム組成物を目標排出温度に保つことができる。その結果、局所的なゴムの過熱などによる、ゴム分子同士の反応や網目鎖(三次元)結合の発生を防止することができ、ゴムの劣化を防止し、良好なゴム物性を示す加硫ゴムの原料となるゴム組成物を製造することができる。   As described above, in the kneading method of the rubber composition according to the present invention, the reaction end point between the silica and the silane coupling agent is determined based on the difference between the internal humidity and the specified humidity. However, there are variations in the physical properties and water content of the raw rubber, silica and coupling agent, and the reaction end point may be delayed from the normal set time. However, even in such a case, the difference between the internal humidity and the specified humidity is within a desired range by stirring the rubber composition in the kneading part while automatically controlling the rotational speed of the rotor by PID control. The rubber composition can be kept at the target discharge temperature until it becomes inside. As a result, it is possible to prevent the reaction between rubber molecules and the occurrence of network chains (three-dimensional) bonds due to local overheating of the rubber, etc., preventing rubber deterioration, and vulcanized rubber showing good rubber properties The rubber composition used as the raw material can be produced.

上記ゴム組成物の混練方法において、前記密閉式混合機が、前記ケーシングの側面に穿設された吸気口から、外部空気を流入可能なエアブローを有するものであり、前記エアブローから外部空気を前記ケーシング内に流入させつつ前記ゴム組成物を混練することが好ましい。前述のとおり、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応量に比例して、密閉式混合機内には水分およびアルコールが発生するが、かかる構成によれば、密閉式混合機のネック部内壁面などに結露した水および/またはアルコールを効率良く、外部に排出することができる。   In the kneading method of the rubber composition, the hermetic mixer has an air blow capable of flowing external air from an air inlet formed in a side surface of the casing, and external air is supplied from the air blow to the casing. It is preferable to knead the rubber composition while flowing into the inside. As described above, moisture and alcohol are generated in the closed mixer in proportion to the amount of coupling reaction between silica and the silane coupling agent. According to such a configuration, the inner wall surface of the neck of the closed mixer, etc. Water and / or alcohol condensed on the water can be efficiently discharged to the outside.

前記いずれかのゴム組成物の製造方法により製造されたゴム組成物は、シリカの分散性に優れる。前記ゴム組成物が、アミンおよびアルコキシシランで変性されたスチレンブタジエンゴム、シリカ、ならびにSi69、Si75および保護化メルカプトシランの少なくとも1種からなるシランカップリング剤を含有する場合、低水分率およびシリカの高分散性に加えて、様々なゴム物性にも優れる。   The rubber composition produced by any one of the above rubber composition production methods is excellent in silica dispersibility. When the rubber composition contains a styrene butadiene rubber modified with amine and alkoxysilane, silica, and a silane coupling agent consisting of at least one of Si69, Si75 and protected mercaptosilane, In addition to high dispersibility, various rubber properties are also excellent.

本発明に係る密閉式混合機の構成を示す概念図The conceptual diagram which shows the structure of the closed type mixer which concerns on this invention

本発明では、ゴム組成物の混練のために密閉式混合機を使用する。かかる密閉式混合機としては、噛合式インターミックスタイプミキサー、接線式バンバリータイプミキサー、加圧式ニーダーなどが使用可能であるが、特に噛合式インターミックスタイプミキサーが好適に使用可能である。   In the present invention, a closed mixer is used for kneading the rubber composition. As such a closed mixer, a meshing intermix type mixer, a tangential Banbury type mixer, a pressure kneader, or the like can be used. In particular, a meshing intermix type mixer can be suitably used.

本発明に係る密閉式混合機の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明に係る密閉式混合機の構成を示す概念図である。   A preferred embodiment of a hermetic mixer according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a closed mixer according to the present invention.

密閉式混合機1は、ケーシング2およびローター3を有する混練部4と、混練部4の上方に位置し、内部に筒状の空間を有するネック部5と、ネック部5の側面側上部に設けられた投入口6と、ネック部5の筒状の空間内を上下に移動可能であるラム7と、混練部4の下面に位置するドロップドア9と、を備える。   The hermetic mixer 1 includes a kneading part 4 having a casing 2 and a rotor 3, a neck part 5 located above the kneading part 4 and having a cylindrical space inside, and an upper part on the side surface side of the neck part 5. And a ram 7 that can move up and down in the cylindrical space of the neck portion 5, and a drop door 9 positioned on the lower surface of the kneading portion 4.

本実施形態では、混練部4のケーシング2内には、一対のローター3が混練部4の幅方向に配置され、モーターを動力源としてそれぞれ所定方向に回転する。その際、ローター3とケーシング2およびラム7との間の隙間でゴム組成物がせん断力を受けることにより、ゴム組成物が混練されつつ、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応が進行する。混練時のゴム組成物の温度は、例えば130〜180℃に設定され、混練時間は例えば1〜15分が例示される。   In the present embodiment, a pair of rotors 3 are arranged in the width direction of the kneading unit 4 in the casing 2 of the kneading unit 4 and rotate in predetermined directions using a motor as a power source. At that time, when the rubber composition receives a shearing force in the gap between the rotor 3 and the casing 2 and the ram 7, the coupling reaction between the silica and the silane coupling agent proceeds while the rubber composition is kneaded. . The temperature of the rubber composition at the time of kneading is set to 130 to 180 ° C., for example, and the kneading time is exemplified to be 1 to 15 minutes.

混練部4のケーシング3の上面中央部には、開口部2aが設けられ、開口部2aの上方には、内部に筒状の空間を有するネック部5が設けられている。ネック部5の側面側上部には、原料ゴムや、シリカおよびシランカップリング剤などの配合剤を投入可能な投入口6が設けられている。原料ゴムと配合剤とを別々の投入口から投入するために、投入口6を2つ以上設けても良い。投入口6から投入された原料ゴムおよび配合剤は、ネック部5の筒状の空間内を通って、ケーシング2の開口部2aからケーシング2内に投入される。   An opening 2a is provided at the center of the upper surface of the casing 3 of the kneading part 4, and a neck part 5 having a cylindrical space inside is provided above the opening 2a. At the upper part on the side surface side of the neck portion 5, there is provided an inlet 6 through which raw materials rubber, compounding agents such as silica and a silane coupling agent can be charged. Two or more input ports 6 may be provided in order to input the raw rubber and the compounding agent from separate input ports. The raw rubber and the compounding agent charged from the charging port 6 pass through the cylindrical space of the neck portion 5 and are charged into the casing 2 from the opening 2a of the casing 2.

ラム7は、ケーシング2の開口部2aを閉塞可能な形状に形成され、その上端に連結されたシャフト8により、ネック部5の筒状の空間を上下方向に移動可能に設けられている。ラム7は、その自重またはシャフトからの押圧力により、混練部4のケーシング2内に存在するゴム組成物を押付・加圧することができる。   The ram 7 is formed in a shape capable of closing the opening 2 a of the casing 2, and is provided so as to be movable in the vertical direction in the cylindrical space of the neck portion 5 by a shaft 8 connected to the upper end thereof. The ram 7 can press and press the rubber composition existing in the casing 2 of the kneading part 4 by its own weight or a pressing force from the shaft.

混練部4のケーシング2の下面に位置するドロップドア9は、混練部4内でゴム組成物が混練される際には閉鎖され、混練終了後には開放されてゴム組成物を下方に排出することができる。   The drop door 9 located on the lower surface of the casing 2 of the kneading part 4 is closed when the rubber composition is kneaded in the kneading part 4, and is opened after the kneading is finished to discharge the rubber composition downward. Can do.

ネック部5の側面には、湿度センサーが設けられている。図1に示す例では、ネック部5の側面側上部に設けられた投入口6の反対側の側面側上部に集塵装置の吸い込み口10が設けられ、この近傍に湿度センサー(不図示)が設けられている。ただし、本発明において、湿度センサーはネック部5の側面の任意の位置に設けることができる。   A humidity sensor is provided on the side surface of the neck portion 5. In the example shown in FIG. 1, a suction port 10 of a dust collector is provided at the upper side of the side opposite to the charging port 6 provided at the upper side of the neck portion 5, and a humidity sensor (not shown) is provided in the vicinity thereof. Is provided. However, in the present invention, the humidity sensor can be provided at any position on the side surface of the neck portion 5.

湿度センサーは、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応量に比例して、密閉式混合機内に発生する水分を検知し、内部湿度の情報を実験者に提供する。発生する水分量の分、外部雰囲気下で測定される規定湿度よりも内部湿度は高くなる。したがって、内部湿度と規定湿度との差を計算することにより、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応がどの程度進行したか把握することができる。つまり、内部湿度と規定湿度との差に基づき、シリカとシランカップリング剤との反応終点を決定することができる。シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応の反応終点を確実に見極め、ゴム焼けの防止とシリカの分散性向上とをバランス良く両立するためには、内部湿度と、規定湿度との差が25%以内となった段階を反応終点とすることが好ましく、20%以内となった段階を反応終点とすることが好ましい。なお、ゴム焼けを防止するために、反応終点は、遅くとも内部湿度と規定湿度との差が0%(同じ)となる段階までに設定することが好ましい。   The humidity sensor detects moisture generated in the closed mixer in proportion to the amount of coupling reaction between silica and the silane coupling agent, and provides information on the internal humidity to the experimenter. The internal humidity is higher than the specified humidity measured in the external atmosphere by the amount of water generated. Therefore, by calculating the difference between the internal humidity and the specified humidity, it is possible to grasp how much the coupling reaction between the silica and the silane coupling agent has progressed. That is, the reaction end point between the silica and the silane coupling agent can be determined based on the difference between the internal humidity and the specified humidity. In order to reliably determine the reaction end point of the coupling reaction between silica and the silane coupling agent, and to achieve a good balance between preventing rubber burn and improving silica dispersibility, the difference between the internal humidity and the specified humidity is 25. It is preferable to set the reaction end point to a stage within 20%, and a reaction end point to 20% or less. In order to prevent rubber burn, it is preferable that the reaction end point is set up to a stage where the difference between the internal humidity and the specified humidity is 0% (same) at the latest.

本発明において使用する密閉式混合機においては、ケーシング2の側面に穿設された吸気口から、外部空気を流入可能なエアブロー(図1には不図示)を有しても良い。ケーシング2内に外部空気を流入させることにより、水およびアルコールをケーシング2内から強制排出することができ、混練後のゴム組成物の水分率を低減することができる。一方、ケーシング2の側面に排気口を穿設し、ケーシング2内の水およびアルコールを吸引排出する場合、ダクト配管にシリカなどの充填剤や、水およびアルコールなどが詰まる場合があり好ましくない。   The hermetic mixer used in the present invention may have an air blow (not shown in FIG. 1) through which external air can flow from an air inlet formed in the side surface of the casing 2. By letting external air flow into the casing 2, water and alcohol can be forcibly discharged from the casing 2, and the water content of the rubber composition after kneading can be reduced. On the other hand, when an exhaust port is formed in the side surface of the casing 2 and water and alcohol in the casing 2 are sucked and discharged, the duct pipe may be clogged with a filler such as silica or water and alcohol.

本発明に係るゴム組成物の混練方法においては、PID制御によってローターの回転速度を自動制御しながら混練部内のゴム組成物を撹拌することが好ましい。以下にかかる態様について説明する。   In the rubber composition kneading method according to the present invention, it is preferable to stir the rubber composition in the kneading section while automatically controlling the rotational speed of the rotor by PID control. The aspect concerning the following will be described.

PID制御を行う場合、ローター3を回転させるモーターは、制御部11からの制御信号に基づいて回転速度が調整される。制御部11は、温度センサー13から送られる混練部4内の温度情報に基づき、モーターの回転速度の制御を行う。モーターは制御部11によって回転速度を自在に変化できる構成であれば良く、例えばインバータモーターで構成される。   When performing PID control, the rotation speed of the motor that rotates the rotor 3 is adjusted based on a control signal from the control unit 11. The control unit 11 controls the rotational speed of the motor based on the temperature information in the kneading unit 4 sent from the temperature sensor 13. The motor may be configured so that the rotation speed can be freely changed by the control unit 11, for example, an inverter motor.

より具体的には、モーターの回転速度は、制御部11の内部に設けられるPID演算処理部によって、温度センサー13が検出する混練部4内の実測温度Tpと目標排出温度Tsとの偏差から、比例(P)、積分(I)、および微分(D)の演算の実行に基づくPID制御を実行する。即ち、前記PID演算処理部は、温度センサー13が検出する混練部4内の実測温度Tpと目標排出温度Tsとの差(偏差e)に比例して制御量を算出する比例(P)動作、偏差eを時間軸方向に積分した積分値により制御量を算出する積分(I)動作、および偏差eの変化の傾きすなわち微分値より制御量を算出する微分(D)動作によって得られる各制御量の合算値により、モーターの回転速度を決定する。   More specifically, the rotational speed of the motor is determined from the deviation between the measured temperature Tp in the kneading unit 4 detected by the temperature sensor 13 and the target discharge temperature Ts by the PID calculation processing unit provided inside the control unit 11. PID control based on execution of proportional (P), integral (I), and derivative (D) operations is executed. That is, the PID calculation processing unit calculates a control amount in proportion to a difference (deviation e) between the actual temperature Tp in the kneading unit 4 detected by the temperature sensor 13 and the target discharge temperature Ts (P) operation, Each control amount obtained by an integral (I) operation for calculating a control amount by an integral value obtained by integrating the deviation e in the time axis direction, and a differential (D) operation for calculating a control amount from a gradient of the deviation e, that is, a differential value. The rotation speed of the motor is determined by the sum of the values.

本発明に係るゴム組成物の混練方法においては、混練を終了する際のゴムの目標排出温度を設定し、混練部内の実測温度に関する情報および目標排出温度に基づき、制御部によって実測温度を目標排出温度とするためのPID制御によって、回転速度を自動制御しながら混練部4内を攪拌する。   In the kneading method of the rubber composition according to the present invention, a target discharge temperature of rubber at the end of kneading is set, and based on the information about the measured temperature in the kneading section and the target discharge temperature, the measured temperature is discharged by the control section. The inside of the kneading unit 4 is agitated while automatically controlling the rotation speed by PID control for setting the temperature.

まず、混練部4内にゴム組成物が投入されると、設定された目標排出温度の値に基づき、制御部11によってモーターへのPID制御が開始される。即ち、制御部11からの制御信号に基づきモーターの回転速度が決定され、これによってローター3の回転速度(すなわち攪拌速度)が決定される。目標排出温度に関する情報は、予め制御部11側に与えられているものとしても構わない。   First, when the rubber composition is charged into the kneading unit 4, the control unit 11 starts PID control on the motor based on the set target discharge temperature value. That is, the rotational speed of the motor is determined based on the control signal from the control unit 11, and thereby the rotational speed of the rotor 3 (that is, the stirring speed) is determined. Information about the target discharge temperature may be given to the control unit 11 side in advance.

制御部11は、内部湿度と、規定湿度との差が所望の範囲内となるまでの間、モーターの回転速度に対するPID制御を行う。具体的な制御内容については、上述したように、温度センサー13から送られる混練部4内の実測温度Tpと目標排出温度Tsの偏差、偏差の積分値、偏差の微分値に基づき、回転速度を小刻みに変化させる。   The control unit 11 performs PID control on the rotation speed of the motor until the difference between the internal humidity and the specified humidity falls within a desired range. As for the specific control contents, as described above, the rotational speed is determined based on the deviation between the measured temperature Tp and the target discharge temperature Ts in the kneading section 4 sent from the temperature sensor 13, the integrated value of the deviation, and the differential value of the deviation. Change in small increments.

なお、目標排出温度の値については、ゴム成分中のゴム分子同士の反応や網目鎖(三次元)結合の発生を防止し、安定しゴム物性を維持するため、180℃以下とすることが好ましく、165℃以下とすることがより好ましい。目標排出温度の好ましい下限としては、例えば120℃が例示される。   The value of the target discharge temperature is preferably set to 180 ° C. or lower in order to prevent the reaction between rubber molecules in the rubber component and the occurrence of network chain (three-dimensional) bonding, and stably maintain the rubber physical properties. 165 ° C. or lower is more preferable. An example of a preferable lower limit of the target discharge temperature is 120 ° C.

そして、混練終了後、ドロップドア9よりゴム組成物を排出する。混練終了後、他の混合分散機を使用して加硫系配合剤混練工程を実施しても良く、素練り工程および混練工程を実施した混合分散機を使用して、加硫系配合剤混練工程を実施しても良い。   Then, after completion of the kneading, the rubber composition is discharged from the drop door 9. After completion of the kneading, the vulcanizing compounding agent kneading step may be carried out using another mixing and dispersing machine, or the vulcanizing compounding agent kneading is carried out using the mixing and dispersing machine in which the mastication step and the kneading step are carried out. You may implement a process.

上記製造方法により製造されたゴム組成物は、水分率が低く、かつシリカの分散性に優れる。以下に、本発明で使用可能なゴム組成物の原料について説明する。   The rubber composition produced by the above production method has a low moisture content and excellent silica dispersibility. Below, the raw material of the rubber composition which can be used by this invention is demonstrated.

投入される原料ゴムとしては、ジエン系ゴムを好適に使用可能である。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンを含有するブタジエンゴム(SPB)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または2種以上のブレンドとして用いることができる。これら例示したジエン系ゴムとしては、必要に応じて、末端を変性したもの(例えば、末端変性BRや、末端変性SBRなど)、あるいは所望の特性を付与すべく改質したもの(例えば、改質NR)も使用可能である。この末端変性ジエン系ゴムとしては、各種変性剤でポリマー末端が変性されたジエン系ゴムを用いることができ、変性方法も公知の種々の方法を用いることができる。具体的に、変性剤としては、スズ化合物、アミノベンゾフェノン化合物、イソシアネート化合物、ジグリシジルアミン化合物、環状イミン化合物、ハロゲン化アルコキシシラン化合物、グリシドキシプロピルメトキシシラン化合物、ネオジウム化合物、アルコキシシラン化合物、アミン化合物とアルコキシシラン化合物の併用などが挙げられる。合成ゴムの場合、その重合法や分子量などは特に制限されることはなく、ゴム組成物が使用される部位や用途により、ゴム種類とブレンド比率の組合せを適宜選択することができる。なお、ポリブタジエンゴム(BR)については、コバルト(Co)触媒、ネオジム(Nd)触媒、ニッケル(Ni)触媒、チタン(Ti)触媒、リチウム(Li)触媒を用いて合成したものに加えて、WO2007−129670に記載のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物を用いて合成したものも使用可能である。これらのジエン系ゴムの中でも、BRおよび/またはSBRの使用が好ましく、SBRの使用がより好ましく、アミンおよびアルコキシシランで変性された変性SBRの使用が特に好ましい。   As the raw material rubber to be charged, diene rubber can be preferably used. Examples of the diene rubber include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), butadiene rubber (SPB) containing syndiotactic-1,2-polybutadiene, A chloroprene rubber (CR), a nitrile rubber (NBR), etc. are mentioned, These can each be used individually or as a 2 or more types of blend. These exemplified diene rubbers are those having terminal modified as required (for example, terminal modified BR, terminal modified SBR, etc.), or modified to give desired characteristics (for example, modified). NR) can also be used. As this terminal-modified diene rubber, diene rubber whose polymer terminal is modified with various modifiers can be used, and various known modification methods can be used. Specifically, as the modifier, tin compound, aminobenzophenone compound, isocyanate compound, diglycidylamine compound, cyclic imine compound, halogenated alkoxysilane compound, glycidoxypropylmethoxysilane compound, neodymium compound, alkoxysilane compound, amine Examples thereof include a combination of a compound and an alkoxysilane compound. In the case of synthetic rubber, the polymerization method, molecular weight, etc. are not particularly limited, and the combination of the rubber type and the blend ratio can be appropriately selected depending on the site and use of the rubber composition. Regarding polybutadiene rubber (BR), in addition to those synthesized using a cobalt (Co) catalyst, a neodymium (Nd) catalyst, a nickel (Ni) catalyst, a titanium (Ti) catalyst, and a lithium (Li) catalyst, WO2007 What was synthesize | combined using the polymerization catalyst composition containing the metallocene complex as described in -129670 can also be used. Among these diene rubbers, use of BR and / or SBR is preferable, use of SBR is more preferable, and use of modified SBR modified with amine and alkoxysilane is particularly preferable.

シリカとしては、通常のゴム補強に用いられる湿式シリカ、乾式シリカ、ゾル−ゲルシリカ、表面処理シリカなどが用いられる。なかでも、湿式シリカが好ましい。シリカの配合量は、原料ゴム100質量部に対して、20〜120質量部であることが好ましく、40〜100質量部であることがより好ましい。   As the silica, wet silica, dry silica, sol-gel silica, surface-treated silica, etc. used for usual rubber reinforcement are used. Of these, wet silica is preferable. It is preferable that the compounding quantity of a silica is 20-120 mass parts with respect to 100 mass parts of raw rubber, and it is more preferable that it is 40-100 mass parts.

シランカップリング剤としては、分子中に硫黄を含むものであれば特に限定されず、ゴム組成物においてシリカとともに配合される各種のシランカップリング剤を用いることができる。例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(例えば、デグサ社製「Si69」)、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(例えば、デグサ社製「Si75」)、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(4−トリエキトシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィドなどのスルフィドシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプトシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、3−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシランなどの保護化メルカプトシランが挙げられる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ100質量部に対して2〜25質量部であることが好ましく、より好ましくは5〜15質量部である。   The silane coupling agent is not particularly limited as long as it contains sulfur in the molecule, and various silane coupling agents blended with silica in the rubber composition can be used. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (for example, “Si69” manufactured by Degussa), bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide (for example, “Si75” manufactured by Degussa), bis (2-tri Sulfide silanes such as ethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) disulfide, γ-mercaptopropyltri Mercaptosilanes such as methoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptopropylmethyldimethoxysilane, mercaptopropyldimethylmethoxysilane, mercaptoethyltriethoxysilane, 3-octanoylthio-1- Examples thereof include protected mercaptosilanes such as propyltriethoxysilane and 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane. It is preferable that the compounding quantity of a silane coupling agent is 2-25 mass parts with respect to 100 mass parts of silica, More preferably, it is 5-15 mass parts.

加硫剤としては、代表的なものとして硫黄が挙げられる。硫黄は通常のゴム用硫黄であればよく、例えば粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。   A typical example of the vulcanizing agent is sulfur. Sulfur should just be normal sulfur for rubber | gum, For example, powder sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur etc. can be used.

本発明においては、ゴム組成物中に少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤以外の配合剤、例えば充填材、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、加硫戻り抑制剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を、本発明の効果を損なわない範囲において適宜配合し用いることができる。   In the present invention, the rubber composition contains at least a compounding agent other than raw rubber, silica, silane coupling agent and vulcanizing agent, such as filler, zinc oxide, stearic acid, vulcanization accelerator, vulcanization accelerator, Compounding agents usually used in the rubber industry such as vulcanization retarders, anti-aging agents, reversion inhibitors, softeners such as waxes and oils, processing aids, etc. are appropriately blended within a range that does not impair the effects of the present invention. Can be used.

充填剤としては、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウムなど、ゴム工業において通常使用される無機充填材を意味する。上記無機充填材の中でも、カーボンブラックを特に好適に使用することができる。   The filler means an inorganic filler usually used in the rubber industry, such as carbon black, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide. Among the inorganic fillers, carbon black can be particularly preferably used.

カーボンブラックとしては、例えばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなど、通常のゴム工業で使用されるカーボンブラックの他、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックは、通常のゴム工業において、そのハンドリング性を考慮して造粒された、造粒カーボンブラックであってもよく、未造粒カーボンブラックであってもよい。   As carbon black, for example, conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black can be used in addition to carbon black used in ordinary rubber industry such as SAF, ISAF, HAF, FEF, and GPF. The carbon black may be a granulated carbon black or a non-granulated carbon black granulated in the normal rubber industry in consideration of its handleability.

加硫促進剤としては、ゴム加硫用として通常用いられる、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などの加硫促進剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。   As the vulcanization accelerator, sulfenamide vulcanization accelerator, thiuram vulcanization accelerator, thiazole vulcanization accelerator, thiourea vulcanization accelerator, guanidine vulcanization, which are usually used for rubber vulcanization. Vulcanization accelerators such as accelerators and dithiocarbamate vulcanization accelerators may be used alone or in admixture as appropriate.

老化防止剤としては、フェノール系老化防止剤以外にゴム用として通常用いられる、芳香族アミン系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤などを必要に応じて使用しても良い。   As an anti-aging agent, an aromatic amine-based anti-aging agent, an amine-ketone-based anti-aging agent, a dithiocarbamate-based anti-aging agent, a thiourea-based anti-aging agent, etc., which are usually used for rubber in addition to a phenol-based anti-aging agent May be used as needed.

(使用原料)
a)ゴム成分(全量を100質量部とする)
変性スチレンブタジエンゴム(変性SBR)100質量部:JSR(株)製のHPR340(変性S−SBR、結合スチレン量:10質量%、アミンおよびアルコキシルシランで変性)
b)カーボンブラック(HAF‐HS(N339))20質量部:東海カーボン(株)製のシーストKH
c)シリカ70質量部:東ソーシリカ工業(株)「ニプシールAQ」
d)シランカップリング剤7質量部:保護化メルカプトシラン:(C2n+1O)Si−C2m−S−CO−C2k+1で表されるカップリング剤(n=2、m=3、k=7)、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製の「NXT」
e)オイル40質量部:ジャパンエナジー(株)「プロセスX−140」
f)ステアリン酸2質量部:日本油脂(株)製の「ステアリン酸」
g)亜鉛華3質量部:三井金属鉱業(株)製の「酸化亜鉛2種」
h)老化防止剤2質量部:住友化学工業(株)製の「アンチゲン6C」
i)ワックス2質量部:日本精蝋(株)製の「パラフィンワックス135」
j)硫黄2.1質量部:鶴見化学工業(株)製の「油処理150メッシュ粉末硫黄」
k)加硫促進剤1.5質量部:大内新興化学工業(株)製の「ノクセラーCZ−G」
(Raw materials used)
a) Rubber component (the total amount is 100 parts by mass)
Modified styrene butadiene rubber (modified SBR) 100 parts by mass: HPR340 manufactured by JSR Corporation (modified S-SBR, amount of bound styrene: 10% by mass, modified with amine and alkoxyl silane)
b) 20 parts by mass of carbon black (HAF-HS (N339)): Seast KH manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
c) Silica 70 parts by mass: Tosoh Silica Industry Co., Ltd. “Nipseal AQ”
d) a silane coupling agent 7 parts: protected mercaptosilane: (C n H 2n + 1 O) 3 Si-C m H 2m -S-CO-C k H 2k + 1 with a coupling agent represented by (n = 2, m = 3, k = 7), “NXT” made by Momentive Performance Materials
e) Oil 40 parts by mass: Japan Energy Corporation “Process X-140”
f) 2 parts by mass of stearic acid: “stearic acid” manufactured by NOF Corporation
g) 3 parts by mass of zinc oxide: “Zinc oxide 2 types” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
h) Anti-aging agent 2 parts by mass: “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
i) 2 parts by weight of wax: “paraffin wax 135” manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.
j) 2.1 parts by mass of sulfur: “oil-treated 150 mesh powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
k) 1.5 parts by mass of vulcanization accelerator: “Noxeller CZ-G” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

実施例1〜2
図1に記載の密閉式混合機を使用し、湿度センサーにより経時的に測定される内部湿度と、外部雰囲気下で測定される規定湿度との差に基づき、シリカとシランカップリング剤との反応終点を決定し、該反応終点に達したとき混練を終了した(湿度管理)。なお、実施例1〜2においては、目標排出温度を160℃に設定し、かかる温度に到達するまで、ローターの回転数を100RPMに設定した。そして、目標排出温度に到達後、反応終点に達するまでの間、PID制御によりローターの回転速度を自動制御した。また、ケーシング2の側面に穿設された吸気口から、外部空気を流入可能なエアブローを有する密閉式混合機を使用した。反応終点に達した後、ゴム組成物をドロップドアより排出した。混練後のゴム組成物を、下記の加硫条件で加硫し各評価を行った。結果を表1に示す。
Examples 1-2
The reaction between silica and the silane coupling agent based on the difference between the internal humidity measured over time by the humidity sensor and the specified humidity measured in the external atmosphere using the hermetic mixer shown in FIG. The end point was determined, and the kneading was finished when the reaction end point was reached (humidity control). In Examples 1 and 2, the target discharge temperature was set to 160 ° C., and the rotation speed of the rotor was set to 100 RPM until such temperature was reached. Then, after reaching the target discharge temperature, the rotational speed of the rotor was automatically controlled by PID control until reaching the reaction end point. Further, a hermetic mixer having an air blow capable of flowing in external air from an air inlet formed in the side surface of the casing 2 was used. After reaching the reaction end point, the rubber composition was discharged from the drop door. The rubber composition after kneading was vulcanized under the following vulcanization conditions and evaluated. The results are shown in Table 1.

比較例1
実施例1〜2の湿度管理に代えて、通常の温度管理に基づいてゴム組成物の混練を行った。具体的には、目標排出温度を160℃に設定し、かかる温度に到達するまで、ローターの回転数を100RPMに設定し、目標排出温度に到達後、ゴム組成物をドロップドアより排出した。なお、密閉式混合機としては、エアブローを有しないものを使用した。混練後のゴム組成物を、下記の加硫条件で加硫し各評価を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
The rubber composition was kneaded based on normal temperature control instead of humidity control in Examples 1 and 2. Specifically, the target discharge temperature was set to 160 ° C., and the rotational speed of the rotor was set to 100 RPM until such temperature was reached. After reaching the target discharge temperature, the rubber composition was discharged from the drop door. In addition, as an airtight mixer, what does not have an air blow was used. The rubber composition after kneading was vulcanized under the following vulcanization conditions and evaluated. The results are shown in Table 1.

比較例2〜3
湿度管理に代えて、通常の時間管理に基づいてゴム組成物の混練を行った。具体的には、予め混合時間を設定し、目標排出温度160℃に到達するまで、ローターの回転数を100RPMに設定し、目標排出温度に到達後、反応終点に達するまでの間、PID制御によりローターの回転速度を自動制御した。また、ケーシング2の側面に穿設された吸気口から、外部空気を流入可能なエアブローを有する密閉式混合機を使用した。反応終点に達した後、ゴム組成物をドロップドアより排出した。設定した混合時間に到達し、ドロップドアよりゴム組成物を輩出した際の内部湿度と、外部雰囲気下で測定される規定湿度との差を表1に示す。さらに混練後のゴム組成物を、下記の加硫条件で加硫し各評価を行った。結果を表1に示す。
Comparative Examples 2-3
The rubber composition was kneaded based on normal time management instead of humidity management. Specifically, the mixing time is set in advance, the rotor speed is set to 100 RPM until the target discharge temperature reaches 160 ° C., and after reaching the target discharge temperature, the PID control is performed until the reaction end point is reached. The rotor rotation speed was automatically controlled. Further, a hermetic mixer having an air blow capable of flowing in external air from an air inlet formed in the side surface of the casing 2 was used. After reaching the reaction end point, the rubber composition was discharged from the drop door. Table 1 shows the difference between the internal humidity when the set mixing time is reached and the rubber composition is produced from the drop door and the specified humidity measured in the external atmosphere. Further, the rubber composition after kneading was vulcanized under the following vulcanization conditions and evaluated. The results are shown in Table 1.

[ゴム中の水分率]
比較例1で得られたゴム組成物中に含まれるの水分率の測定結果を100とする指数評価を行った。数値が小さいほど水分率が低いことを意味する。結果を表1に示す。
[Moisture content in rubber]
Index evaluation was performed with the measurement result of the moisture content of the rubber composition obtained in Comparative Example 1 as 100. The smaller the value, the lower the moisture content. The results are shown in Table 1.

[動的粘弾性]
160℃×30分で加硫し、JIS K6394に準じ東洋精機製の東洋精機製粘弾性試験機にて、温度70℃/周波数10Hz、初期歪10%、動歪2%の条件にてtanδを測定し、比較例1の測定結果を100とする指数評価を行った。数値が小さいほど動的粘弾性に優れることを意味する。結果を表1に示す。
[Dynamic viscoelasticity]
Vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes, and tan δ at a temperature of 70 ° C./frequency of 10 Hz, initial strain of 10%, and dynamic strain of 2% using a Toyo Seiki viscoelasticity tester according to JIS K6394 An index evaluation was performed with the measurement result of Comparative Example 1 taken as 100. The smaller the value, the better the dynamic viscoelasticity. The results are shown in Table 1.

[ペイン効果]
アルファテクノロジーズ製RPA2000を使用し、160℃×30分加硫の加硫ゴムを温度60℃、周波数1.667Hzの条件で、歪を0.5〜45%まで変化させた時の最大せん断力から最小せん断力を引いた値を測定し、比較例1の測定結果を100とする指数評価を行った。数値が小さいほどフィラーの分散性が良好であることを意味する。結果を表1に示す。
[Pain effect]
From the maximum shear force when the strain is changed from 0.5 to 45% using RPA2000 manufactured by Alpha Technologies and vulcanized rubber vulcanized at 160 ° C for 30 minutes at a temperature of 60 ° C and a frequency of 1.667 Hz. The value obtained by subtracting the minimum shear force was measured, and index evaluation was performed with the measurement result of Comparative Example 1 as 100. The smaller the value, the better the dispersibility of the filler. The results are shown in Table 1.

Figure 2014217985
Figure 2014217985

1 密閉式混合機
2 ケーシング
3 ローター
4 混練部
5 シート状ゴム成形装置
6 ネック部
7 ラム
8 シャフト
9 ドロップドア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing mixer 2 Casing 3 Rotor 4 Kneading part 5 Sheet-like rubber molding apparatus 6 Neck part 7 Ram 8 Shaft 9 Drop door

Claims (6)

少なくとも原料ゴム、シリカおよびシランカップリング剤を含有するゴム組成物の混練方法であって、
ケーシングおよびローターを有し、前記ゴム組成物を混練する混練部と、前記混練部の上方に位置し、内部に筒状の空間を有するネック部と、前記ネック部の側面側上部に設けられた投入口と、前記ネック部の側面に設けられた湿度センサーと、を備えた密閉式混合機を使用し、
前記湿度センサーにより経時的に測定される内部湿度と、外部雰囲気下で測定される規定湿度との差に基づき、前記シリカとシランカップリング剤との反応終点を決定し、前記反応終点に達したとき混練を終了することを特徴とするゴム組成物の混練方法。
A method for kneading a rubber composition containing at least raw rubber, silica and a silane coupling agent,
A kneading part having a casing and a rotor, kneading the rubber composition; a neck part located above the kneading part and having a cylindrical space inside; and provided on an upper side of the neck part. Use a closed mixer equipped with an inlet and a humidity sensor provided on the side of the neck,
Based on the difference between the internal humidity measured over time by the humidity sensor and the specified humidity measured in an external atmosphere, the reaction end point of the silica and the silane coupling agent was determined, and the reaction end point was reached. A method of kneading a rubber composition, characterized in that kneading is terminated.
前記内部湿度と、前記規定湿度との差が25%以内となった段階を反応終点とする請求項1に記載のゴム組成物の混練方法。   The method for kneading a rubber composition according to claim 1, wherein a reaction end point is a stage where a difference between the internal humidity and the specified humidity is within 25%. 前記ローターは、制御部によって回転速度の自動制御が可能であり、
前記混練を終了する際のゴムの目標排出温度を設定し、前記混練部内の実測温度に関する情報および前記目標排出温度に基づき、前記制御部によって前記実測温度を前記目標排出温度とするためのPID制御によって、前記回転速度を自動制御しながら前記混練部内を攪拌する請求項1または2に記載のゴム組成物の混練方法。
The rotor is capable of automatic control of the rotation speed by the control unit,
PID control for setting a target discharge temperature of rubber at the end of the kneading and setting the measured temperature to the target discharge temperature by the control unit based on the information on the measured temperature in the kneading unit and the target discharge temperature The method for kneading a rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the inside of the kneading part is stirred while automatically controlling the rotation speed.
前記密閉式混合機が、前記ケーシングの側面に穿設された吸気口から、外部空気を流入可能なエアブローを有するものであり、前記エアブローから外部空気を前記ケーシング内に流入させつつ前記ゴム組成物を混練する請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物の混練方法。   The closed mixer has an air blow capable of flowing external air from an air inlet formed in a side surface of the casing, and the rubber composition while allowing external air to flow into the casing from the air blow The method for kneading a rubber composition according to claim 1, wherein kneading is carried out. 請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物の混練方法により製造されたゴム組成物。   The rubber composition manufactured by the kneading | mixing method of the rubber composition in any one of Claims 1-4. アミンおよびアルコキシシランで変性されたスチレンブタジエンゴム、シリカ、ならびにSi69、Si75および保護化メルカプトシランの少なくとも1種からなるシランカップリング剤を含有する請求項5に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 5, comprising a styrene butadiene rubber modified with an amine and an alkoxysilane, silica, and a silane coupling agent comprising at least one of Si69, Si75 and protected mercaptosilane.
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