JP2018062623A - タイヤ部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の工程(i)では、カーボンブラックの一部、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。
本発明の工程(i−(a))では、カーボンブラックを分散溶媒中に分散させる際に、ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造する。ゴムラテックス溶液は、あらかじめ分散溶媒と混合した後、カーボンブラックを添加し、分散させても良い。また、分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで所定の添加速度で、ゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良く、あるいは分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで何回かに分けて一定量のゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良い。ゴムラテックス溶液が存在する状態で、分散溶媒中にカーボンブラックを分散させることにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造することができる。工程(i−(a))におけるゴムラテックス溶液の添加量としては、使用するゴムラテックス溶液の全量(工程(i−(a))および工程(i−(b))で添加する全量)に対して、0.075〜12重量%が例示される。
本発明の工程(i−(b))では、スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法は特に限定されるものではなく、スラリー溶液および残りのゴムラテックス溶液とを例えば、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用して混合する方法が挙げられる。必要に応じて、混合の際に分散機などの混合系全体を加温してもよい。
本発明の工程(ii)では、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固して、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造する。凝固方法としては、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液中に凝固剤を含有させる方法が例示可能である。この場合、凝固剤としては、ゴムラテックス溶液の凝固用として通常使用されるギ酸、硫酸などの酸や、塩化ナトリウムなどの塩を使用することができる。なお、工程(ii)の後、工程(iii)の前に、必要に応じて、カーボンブラック含有ゴム凝固物が含む水分量を適度に低減する目的で、例えば、遠心分離工程や加熱工程などの固液分離工程を設けても良い。
本発明の工程(iii)では、カーボンブラック含有ゴム凝固物を脱水することにより、ゴムウエットマスターバッチを製造する。工程(iii)では、例えば、単軸押出機を使用し、100〜250℃に加熱しつつ、カーボンブラック含有ゴム凝固物にせん断力を付与しながら脱水することが可能である。本発明においては、特に工程(iii)において、カーボンブラック含有ゴム凝固物に前記一般式(I)で表される化合物を添加し、水分を含んだカーボンブラック含有ゴム凝固物中で一般式(I)で表される化合物を分散させつつ、カーボンブラック含有ゴム凝固物を脱水する。工程(iii)開始前のカーボンブラック含有ゴム凝固物の水分率は特に限定されるものではないが、前記固液分離工程などを必要に応じて設けて、後述するWa/Wbが適切な範囲となるように水分率を調整することが好ましい。
本発明の工程(iv)では、ゴムウエットマスターバッチに、さらに、残りの前記カーボンブラックと前記一般式(I)で表される化合物を加えて、乾式混合することにより、タイヤ部材を製造する。
a)カーボンブラック:
カーボンブラック1:カーボンブラック「N234」(窒素吸着比表面積126m2/g)、「シースト7HM」(東海カーボン社製)
カーボンブラック2:カーボンブラック「N110」(窒素吸着比表面積142m2/g)、「シースト9」(東海カーボン社製)
カーボンブラック3:カーボンブラック「N339」(窒素吸着比表面積93m2/g)、「シーストKH」(東海カーボン社製)
b)分散溶媒:水
c)ゴムラテックス溶液:
天然ゴムラテックス溶液「NRフィールドラテックス」(Golden Hope社製)(DRC=31.2%)
d)一般式(I)で表される化合物:
(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸ナトリウム(住友化学社製)
e)凝固剤:ギ酸(一級85%、10%溶液を希釈して、pH1.2に調整したもの)、(ナカライテスク社製)
f)亜鉛華:「亜鉛華3号」(三井金属社製)
g)ステアリン酸:「ルナックS−20」(花王社製)
h)ワックス:「OZOACE0355」(日本精蝋社製)
i)老化防止剤:
(A):N−フェニル−N´−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン「6PPD」、(モンサント社製)、融点44℃
(B):2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体「RD」、(大内新興化学社製)、融点80〜100℃
j)硫黄:「5%油入微粉末硫黄」(鶴見化学工業社製)
k)加硫促進剤:
(A):N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド「サンセラーCM」(三新化学工業社製)
(B):1,3−ジフェニルグアニジン「ノクセラーD」(大内新興化学社製)
l)天然ゴム(NR):「RSS#3」
m)ポリブタジエン:「JSR BR01」(JSR社製)
濃度0.52重量%に調整した天然ゴム希薄ラテックス水溶液に、表1に記載の配合量となるようにカーボンブラックを添加し(水に対するカーボンブラックの濃度は5重量%)、これにPRIMIX社製ロボミックスを使用してカーボンブラックを分散させることにより(該ロボミックスの条件:9000rpm、30分)、表1に記載の天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造した(工程(i)−(a))。次に、工程(i−(a))で製造された天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液に、天然ゴムラテックス溶液(28重量%)を、表1に記載の配合量となるように添加し、次いでSANYO社製家庭用ミキサーSM−L56型を使用して混合し(ミキサー条件11300rpm、30分)、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造した(工程(i))。
各原料の種類とその配合量を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様の方法により、未加硫タイヤ部材を製造した。
表2に記載の各原料(硫黄と加硫促進剤を除く成分)を、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練り時間:3分、排出温度:150℃)してタイヤ部材を製造した。次いで、得られたタイヤ部材に、表2に記載の硫黄、加硫促進剤(A)、および加硫促進剤(B)を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合(混練り時間:1分、排出温度:90℃)することにより、未加硫タイヤ部材を製造した。
実施例1の工程(iii)前に、カーボンブラック含有天然ゴム凝固物の水分率を0%となるまで乾燥し、水分を含まない乾燥状態のカーボンブラック含有天然ゴム凝固物を使用したこと以外は、表2に記載の各原料を用いて、実施例1と同様の方法により、未加硫タイヤ部材を製造した。
実施例1の工程(iii)において、一般式(I)で表される化合物を添加せずに、ゴムウエットマスターバッチを製造したこと以外は、表2に記載の各原料を用いて、実施例1と同様の方法により、未加硫タイヤ部材を製造した。
耐摩耗性の評価は、得られた加硫ゴムの試験片において、JIS K6264に準拠して、岩本製作所(株)製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重40N、スリップ率30%、温度23℃、落砂量20g/分で摩耗減量を測定し、摩耗減量の逆数について、実施例1〜6、比較例5、6は、比較例1の値を100とした指数、実施例7は比較例2の値を100とした指数、実施例8は比較例3の値を100とした指数、実施例9は比較例4の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、摩耗減量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
ゴム硬度の評価は、得られた加硫ゴムの試験片において、JIS K6253に準拠して、デュロメーターのタイプAにより温度23℃での硬度を測定し、実施例1〜6、比較例5、6は、比較例1の値を100とした指数、実施例7は比較例2の値を100とした指数、実施例8は比較例3の値を100とした指数、実施例9は比較例4の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、常温での硬度が高く、ゴム硬度に優れることを示す。
Claims (4)
- 少なくともカーボンブラック、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られた、タイヤ部材の製造方法であって、
前記カーボンブラックの一部、前記分散溶媒、および前記ゴムラテックス溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(i)と、
得られたカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固して、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造する工程(ii)と、
得られたカーボンブラック含有ゴム凝固物に一般式(I):
得られたゴムウエットマスターバッチに、さらに、残りの前記カーボンブラックと、前記一般式(I)で表される化合物を加えて、乾式混合する工程(iv)を含むことを特徴とするタイヤ部材の製造方法。 - 前記工程(iii)において、前記一般式(I)で表される化合物添加時の前記カーボンブラック含有ゴム凝固物中の水分量をWa、前記一般式(I)で表される化合物の含有量をWbとしたとき、1≦Wa/Wb≦8100であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ部材の製造方法。
- 前記カーボンブラックの一部の含有割合が、タイヤ部材に含まれる前記カーボンブラックの総量中、50重量%以上であることを特徴とする請求項1または2記載のタイヤ部材の製造方法。
- 前記工程(iv)における前記一般式(I)で表される化合物が、タイヤ部材に含まれるゴム成分100重量部に対して、0.01〜10重量部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ部材の製造方法。
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