JP2017014334A

JP2017014334A - ゴム組成物の製造方法

Info

Publication number: JP2017014334A
Application number: JP2015129888A
Authority: JP
Inventors: 敦司生長; Atsushi Ikunaga
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2017-01-19

Abstract

【課題】混練り工程におけるワックス成分のロスが少なく、混練り工程後のワックス成分残存率（混練り工程後のワックス成分量／配合したワックス成分量）に優れたゴム組成物の製造方法を提供すること。
【解決手段】ゴム成分、ワックス成分および加硫系薬剤を含有するゴム組成物の製造方法であり、ベース練り工程ならびにベース練り工程で得られた混練物、ワックス成分の一部または全部および加硫系薬剤を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の混練方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物の製造方法に関する。

従来、タイヤ用ゴム組成物などの加硫ゴム組成物は、原材料を混練機などで混練りして未加硫ゴム組成物を調製する混練り工程、必要に応じた形状に成形する成形工程などを経た後、加硫工程により加硫されることで製造される。ここで、混練り工程はベース練り工程と仕上げ練り工程に大別することができる。

通常のベース練り工程では、ゴム成分と加硫系薬剤以外の成分（補強剤、カップリング剤、軟化剤など）とを混練りする。ベース練り工程では、補強剤の分散性やカップリング剤の反応性の観点から排出温度を１２０℃を超える温度に設定し、比較的高温で行うことが知られている。一方、仕上げ練り工程ではベース練り工程で得られた混練物と加硫剤や加硫促進剤などの加硫系薬剤とを混練する工程であり、排出温度を加硫反応が開始しない低い温度に設定することが知られている。

一方、タイヤなどの日光に曝されるゴム組成物には、オゾン劣化防止効果を有するワックス成分を配合することが知られており、加硫系薬剤以外の成分に該当するワックス成分は、ベース練り工程で混練りすることが一般的である（特許文献１など）。ここで、ワックス成分の多くは融点が１００℃以下であるが、その一部がベース練り工程中に気化してしまい、ロスが発生するという問題がある。そこで、配合処方の設計段階から、混練り工程中のロスを計算し、最終製品に必要とされる含有量よりも多めに配合するという対応がされている。

特開２０１２−２１０８３号公報

本発明は、混練り工程におけるワックス成分のロスが少なく、混練り工程後のワックス成分残存率（混練り工程後のワックス成分量／配合したワックス成分量）に優れたゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分、ワックス成分および加硫系薬剤を含有するゴム組成物の製造方法であり、ベース練り工程ならびにベース練り工程で得られた混練物、ワックス成分の一部または全部および加硫系薬剤を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の混練方法に関する。

ゴム成分１００質量部に対するワックス成分の含有量が、０．１〜１０質量部であることが好ましい。

仕上げ練り工程における排出温度が１２０℃以下であることが好ましい。

仕上げ練り工程を、混練機のスリップが検出されなくなるまで行うことが好ましい。

本発明のゴム組成物の製造方法によれば、混練り工程におけるワックス成分のロスが減少し、混練り工程後のワックス成分残存率（混練り工程後のワックス成分量／配合したワックス成分量）に優れたゴム組成物を製造することができる。

本発明のゴム組成物の製造方法は、ベース練り工程ならびにベース練り工程で得られた混練物、ワックス成分の一部または全部、および加硫系薬剤を混練りする仕上げ練り工程を含むことを特徴とする。なお、各工程は公知の混練機を用いることができ、例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどが挙げられる。

本発明の製造方法は特に、ワックス成分を仕上げ練り工程で混練りすることを特徴とする。融点が低く、気化しやすいワックス成分を、比較的低温で混練りする仕上げ練り工程で混練りすることにより、ワックス成分の気化によるロスを低減しながら、混練りすることができる。

ベース練り工程
本発明に係るベース練り工程は、ゴム成分と加硫系薬剤以外の成分とを混練機で混練りする工程であり、ワックス成分の一部または全部を配合しない点を除いては、従来のベース練り工程と同様のベース練り工程とすることができる。比較的高温条件下で混練りするベース練り工程で気化しやすいワックス成分の一部または全部を配合しないことにより、ワックス成分のロスを低減することができる。

本発明に係るゴム組成物中のゴム成分、すなわちベース練り工程で配合するゴム成分は特に限定されず、例えば天然ゴム（ＮＲ）、各種ジエン系ゴム、ブチルゴムなど、ゴム工業で一般的に使用されているゴム成分を用いることができる。

ワックス成分および加硫系薬剤以外の成分としては、特に限定されず従来のゴム工業で使用されている各種薬品を用いることができる。例えば、カーボンブラックやシリカなどの補強剤、カップリング剤、オイルなどの軟化剤、老化防止剤（ワックス成分を除く）、酸化亜鉛、ステアリン酸などが挙げられ、目的とするゴム組成物に求められる特性や性質に応じて適宜、配合すればよい。

ベース練り工程の排出温度は特に限定されないが、加工性、補強剤の分散性などの観点から、１２０〜１８０℃が好ましく、１５０〜１７０℃がより好ましい。また、混練時間も特に限定されないが、７０〜１２０秒が好ましい。

なお、補強剤の分散性などの観点から、ベース練り工程を２回以上に分けて行ってもよい。

仕上げ練り工程
本発明に係る仕上げ練り工程は、前記ベース練り工程で得られた混練物、ワックス成分の一部または全部、および加硫系薬剤を混練機で混練りすることで未加硫ゴム組成物を得る工程である。仕上げ練り工程では、加硫系薬剤を配合することから、加硫系薬剤が反応して加硫が進行することを防ぐため、比較的低い温度で混練りが実施される。よって、気化によるロスの問題があるワックス成分を仕上げ練り工程で混練することにより、ワックス成分のロスを抑制することができる。

本発明におけるワックス成分とは、固形パラフィンや低分子量ポリエチレンなどの従来ゴム組成物に使用されているワックス成分であり、オゾン性亀裂防止剤や、老化防止剤などとして使用されている成分が含まれる。

オゾン性亀裂防止剤としては、大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ、日本精蝋（株）製のパラフィンワックス１２５やオゾエース−０３５５などが挙げられる。なかでも、融点が低く、揮発性の高いワックス成分を仕上げ練り工程で混練りすることが、本発明の効果がより発揮されるという点から好ましい。

ワックス成分の融点は、仕上げ練り工程で溶解できることから１２０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。なお、融点が１２０℃を超える高融点ワックス成分を配合する場合は、本発明の仕上げ練り工程では溶解し難いため、ベース練り工程で混練することが好ましい。また、揮発性が高くなり過ぎる傾向があるという理由から、１３０℃以上が好ましく、１５０℃以上がより好ましい。

ワックス成分の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましい。また、加硫後のブルーミングの観点から、ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以下が好ましい。

仕上げ練り工程で混練りするワックス成分は、ゴム組成物に配合するワックス成分の一部とすることも全部とすることもできる。ワックス成分残存率により優れたゴム組成物が製造できるという理由からは、全量を仕上げ練り工程で混練りすることが好ましい。

本発明における加硫系薬剤とは、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などを包含する。加硫系薬剤は特に限定されず、従来のゴム工業で用いられる加硫系薬剤を適宜用いることができる。

仕上げ練り工程の排出温度は、特に限定されないが、各成分の分散性やワックス成分を溶解させるという観点から、配合するワックス成分の融点以上が好ましく、７０℃以上が好ましく、８０℃以上がより好ましい。また、ワックス成分の気化抑制および加硫反応の抑制の観点から１２０℃以下が好ましく、１１０℃以下がより好ましく、１００℃以下がさらに好ましい。

仕上げ練り工程の混練時間は、特に限定されないが、分散性の観点から６０秒以上が好ましく、７０秒以上がより好ましい。また、加硫してしまうことを防ぐという理由から１２０秒以下が好ましく、１１０秒以下がより好ましい。

仕上げ練り工程は、分散不良を抑制するという理由から、混練機中のスリップが収まるまで行うことが好ましい。なお、混練機のスリップは混練機の電力チャートや電力計により確認することができる。

本発明の混練方法は、ワックス成分を仕上げ練り工程で混練りすることから、ワックス成分に起因するスリップが発生し、混練り時間が長くなったり、分散不良が発生したりするおそれがあるが、仕上げ練り工程初期（練り開始から３０秒間）の回転数を２０ｒｐｍ以上とすることにより、スリップを抑制することができる。

加硫工程
前記仕上げ練り工程で得られた未加硫ゴム組成物を、公知の方法で加硫することで加硫ゴム組成物を得ることができる。

ゴム組成物
本発明のゴム組成物の製造方法により得られるゴム組成物は、混練り工程後のワックス成分残存率（混練り工程後のワックス成分量／配合したワックス成分量）に優れる。さらに、混練り工程におけるワックス成分のロスを想定することなく、ワックス成分の配合量を設定することができ、また、ワックス成分の配合量が少なくなるためコストを低減することができることから、ワックス成分を含有するタイヤ用ゴム組成物などに用いることが好ましい。

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。

実施例１および比較例１
一般的なタイヤサイドウォール用ゴム組成物の原材料を表１に示す混練り方法（ベース練り工程、仕上げ練り工程）で混練りし、試験用未加硫ゴム組成物を得た。なお、表１の配合物の欄における「○」は該当する原材料を新たに配合して混練りしたことを、「×」は該当する原材料を新たに配合していないことを示す。「１／２」は全含有量の半量を新たに配合して混練りしたことを示す。また、使用したタイヤサイドウォール用ゴム組成物の配合処方におけるワックス成分は「ワックス：オゾエース−０３５５（融点：７０℃）」であり、ゴム成分１００質量部に対する含有量は１．２質量部、配合処方上のゴム組成物全体中の配合量は０．６８質量％である。
さらに、試験用未加硫ゴム組成物を、１６５℃、１０ｋｇｆの条件で１０分間加硫し試験用ゴム組成物を得た。得られた試験用未加硫ゴム組成物および試験用ゴム組成物について下記評価を行った。結果を表１に示す。

＜ワックス成分残存率＞
各試験用未加硫ゴム組成物中のワックス成分率を、組成分析装置により測定し、配合したワックス成分量と比較することで、ワックス成分残存率を算出した。

＜ゴム硬度＞
ＪＩＳＫ６２５３−３：２０１２に準じて、２５℃の雰囲気下で試験用ゴム組成物のタイプＡデュロメータ硬さ（ゴム硬度）を求めた。

表１の結果より、ワックス成分の一部または全部を仕上げ練り工程で混練りする本発明のゴム組成物の製造方法によれば、ゴム組成物の物性を維持しながら、混練り工程におけるワックス成分のロスが少なく、混練り工程後のワックス成分残存率に優れたゴム組成物が製造できることが分かる。

Claims

ゴム成分、ワックス成分および加硫系薬剤を含有するゴム組成物の製造方法であり、
ベース練り工程ならびにベース練り工程で得られた混練物、ワックス成分の一部または全部および加硫系薬剤を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の混練方法。
ゴム成分１００質量部に対するワックス成分の含有量が、０．１〜１０質量部である請求項１記載のゴム組成物の混練方法。
仕上げ練り工程における排出温度が１２０℃以下である請求項１または２記載のゴム組成物の製造方法。
仕上げ練り工程を、混練機のスリップが検出されなくなるまで行う請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。