JP2018099784A - Closed type kneader and kneading method - Google Patents
Closed type kneader and kneading method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018099784A JP2018099784A JP2016245514A JP2016245514A JP2018099784A JP 2018099784 A JP2018099784 A JP 2018099784A JP 2016245514 A JP2016245514 A JP 2016245514A JP 2016245514 A JP2016245514 A JP 2016245514A JP 2018099784 A JP2018099784 A JP 2018099784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- kneading
- rubber composition
- rotor
- thermocouple
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物を混練する密閉式混練機および混練方法に関するものである。 The present invention relates to a closed kneader and a kneading method for kneading a rubber composition.
原料ゴムに各種配合剤を配合するために、ケーシングおよびローターを有し、原料ゴムなどを混練する混練部を備えた密閉式混練機が使用されている。かかる密閉式混練機の混練部内は、原料ゴムを混練する際、ゴムがせん断を受けることにより発熱するため、温度制御が必要となる場合がある。特に、混練部内が過度に昇温した場合、ゴム劣化などの不具合に繋がる場合がある。 In order to mix various compounding agents with raw rubber, a closed kneader having a casing and a rotor and having a kneading section for kneading raw rubber and the like is used. In the kneading part of such a closed kneader, when the raw rubber is kneaded, the rubber generates heat due to shearing, and thus temperature control may be necessary. In particular, when the temperature in the kneading part is excessively high, it may lead to problems such as rubber deterioration.
ところで、特にタイヤ市場においては、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と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。 By the way, especially in the tire market, 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, the silica and the coupling agent are subjected to a coupling reaction to improve dispersibility and suppress reaggregation, 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するために、混練の際の温度を制御することは極めて重要である。 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 extremely important to control the temperature at the time of kneading in order to appropriately adjust the reaction amount of silica and the silane coupling agent in the rubber composition.
下記特許文献1では、被混練材料温度の制御性能の向上を目的として、断面が連通された2つの円形である閉じられた筒状密閉な混練室を形成するケーシングと、混練室に収納され回転により被混練材料を混練する2本の混練用ロータとを有する密閉式混練機において、混練用ロータの回転方向前側に面した部分であって、チップ部を除く表面に、当該表面の表面積を広げることで滑り止めとなる複数の凹部を設ける技術が記載されている。 In the following Patent Document 1, for the purpose of improving the control performance of the material to be kneaded, a casing forming a closed cylindrical hermetic kneading chamber having two circular sections whose cross sections communicate with each other, and a rotation accommodated in the kneading chamber are rotated. In a closed kneading machine having two kneading rotors for kneading the material to be kneaded by, the surface area of the kneading rotor facing the front side in the rotation direction is extended to the surface excluding the tip portion. The technique which provides the some recessed part used as a slip stopper by this is described.
しかしながら、上記先行技術では、正確な温度測定が難しく、特に、シリカとカップリング剤とをカップリング反応させるような、高度な温度制御を必要とする混練に使用するにあたっては、さらなる改良の余地があることが判明した。 However, in the above prior art, accurate temperature measurement is difficult. In particular, there is room for further improvement when used in kneading that requires high temperature control such as a coupling reaction between silica and a coupling agent. It turned out to be.
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、被混練材料の混練時の温度を正確に測定し、例えば混練中にシリカとカップリング剤とをカップリング反応させる必要があるゴム組成物であっても、的確に温度制御可能な密閉式混練機および混練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 the problem is that it is necessary to accurately measure the temperature during kneading of the material to be kneaded, for example, to cause a coupling reaction between silica and a coupling agent during kneading. An object is to provide a closed kneader and a kneading method capable of accurately controlling the temperature even of a rubber composition.
上記課題は、下記構成により解決可能である。すなわち、本発明に係る密閉式混練機は、ゴム組成物を混練するための密閉式混練機であって、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を備え、前記ケーシングの内壁には、前記ローターの回転方向に対し平行に凹部状溝が設けられ、さらに前記凹部状溝内には熱電対が設けられていることを特徴とする。 The above problem can be solved by the following configuration. That is, a closed kneader according to the present invention is a closed kneader for kneading a rubber composition, and includes a casing and a rotor, and includes a kneading unit for kneading the rubber composition, A concave groove is provided in the inner wall in parallel to the rotational direction of the rotor, and a thermocouple is provided in the concave groove.
従来の密閉式混練機では、ゴム組成物を混練する際、混練部のドロップドア、または混練部のローター軸方向両端を仕切るサイドプレートに設けられた熱電対で測定する温度情報に基づき、ローター回転速度や冷却速度などの混練条件を決定する。しかしながら、本発明者が鋭意検討した結果、従来の熱電対の配置では、混練部内のゴム組成物の正確な温度測定が困難であり、特に、シリカとシランカップリング剤とを配合し、温度条件を厳しく管理する必要があるゴム組成物の混練を行う場合、シランカップリング剤に含まれる硫黄部分が反応し、部分加硫してしまうことなどに起因して、得られるゴム組成物の加硫ゴムの物性悪化や、シリカの分散不良などの不具合が発生することが判明した。 In a conventional closed kneader, when a rubber composition is kneaded, the rotor rotates on the basis of temperature information measured by a thermocouple provided on a drop door of the kneading part or a side plate that divides both ends of the rotor axial direction of the kneading part. Determine kneading conditions such as speed and cooling rate. However, as a result of intensive studies by the present inventor, it is difficult to accurately measure the temperature of the rubber composition in the kneading part with the conventional thermocouple arrangement, in particular, silica and a silane coupling agent are blended, and the temperature condition When kneading a rubber composition that needs to be strictly controlled, the sulfur part contained in the silane coupling agent reacts to cause partial vulcanization, etc. It has been found that problems such as deterioration of physical properties of rubber and poor dispersion of silica occur.
一方、本発明に係る密閉式混練機では、ドロップドアやサイドプレートに比して、混練中のゴム組成物により近く、ゴム組成物に対しせん断力が作用する位置、具体的には、ケーシングの内壁に設けられた凹部状溝内に熱電対が設けられている。この位置に設けられた熱電対は、混練中のゴム組成物の温度をより正確に測定可能であるため、本発明に係る密閉式混練機を使用した場合、シリカとシランカップリング剤とを含むゴム組成物であっても、得られるゴム組成物の加硫ゴムの物性悪化や、シリカの分散不良などの不具合が発生することなく、好適に混練可能となる。 On the other hand, in the closed kneader according to the present invention, the position closer to the rubber composition being kneaded and the shearing force acts on the rubber composition as compared with the drop door or side plate, specifically, the casing A thermocouple is provided in a recess-like groove provided on the inner wall. Since the thermocouple provided at this position can measure the temperature of the rubber composition during kneading more accurately, it includes silica and a silane coupling agent when the closed kneader according to the present invention is used. Even a rubber composition can be suitably kneaded without causing problems such as deterioration in physical properties of the vulcanized rubber of the resulting rubber composition and poor dispersion of silica.
上記密閉式混練機において、前記熱電対が、前記凹部状溝内を含む、前記混練部内の複数個所に設けられたものであることが好ましい。上記のとおり、ケーシングの内壁の凹部状溝内に設けられた熱電対は、混練中のゴム組成物に近く、正確な温度測定が可能であるが、特に混練初期などは混練部内の例えばサイドプレート近辺で温度上昇が速くなる場合もある。したがって、凹部状溝内を含む、混練部内の複数個所に熱電対を設け、この中で最大温度を示す熱電対に基づき、混練条件を制御すると、より好適にゴム組成物の混練が可能となる。 In the closed kneader, the thermocouple is preferably provided at a plurality of locations in the kneading part including the inside of the concave groove. As described above, the thermocouple provided in the concave groove on the inner wall of the casing is close to the rubber composition being kneaded, and accurate temperature measurement is possible. In some cases, the temperature rises faster in the vicinity. Therefore, it is possible to knead the rubber composition more suitably by providing thermocouples at a plurality of locations in the kneading section including the inside of the concave groove, and controlling the kneading conditions based on the thermocouple showing the maximum temperature. .
上記密閉式混練機において、前記凹部状溝の溝深さが、前記ローターの回転方向前側に比して、後側の方が深いことが好ましい。また、上記密閉式混練機において、前記凹部状溝の溝幅が、前記ローターの回転方向前側に比して、後側の方が広いことが好ましい。 In the above-mentioned closed kneader, it is preferable that the groove depth of the concave groove is deeper on the rear side than on the front side in the rotation direction of the rotor. In the above-described closed kneader, the groove width of the concave groove is preferably wider on the rear side than on the front side in the rotation direction of the rotor.
混練部内でゴム組成物が混練される際、ローターの回転方向に対し平行に、ケーシングの内壁に設けられた凹部状溝内には、ゴム組成物が流れ込むことに起因して、凹部状溝内に設けられた熱電対に対し、ゴム組成物由来の大きなせん断力が作用する。しかしながら、凹部状溝の溝深さをローターの回転方向前側に比して、後側の方を深く設計する、および/または凹部状溝の溝幅をローターの回転方向前側に比して、後側の方を広く設計することにより、熱電対に作用するゴム組成物由来のせん断力を緩和することで、熱電対の耐久性を向上することができる。 When the rubber composition is kneaded in the kneading part, the rubber composition flows into the recessed groove provided on the inner wall of the casing in parallel with the rotation direction of the rotor. A large shearing force derived from the rubber composition acts on the thermocouple provided in. However, the groove depth of the recessed groove is designed to be deeper on the rear side compared to the front side in the rotational direction of the rotor, and / or the groove width of the recessed groove is compared to the front side in the rotational direction of the rotor. The durability of the thermocouple can be improved by relaxing the shearing force derived from the rubber composition acting on the thermocouple by designing the side more widely.
また、本発明に係るゴム組成物の混練方法は、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を備える密閉式混練機を使用し、前記ケーシングの内壁には、前記ローターの回転方向に対し平行に凹部状溝が設けられ、さらに前記凹部状溝内には熱電対が設けられており、前記凹部状溝内を含む、前記混練部内の複数個所に設けられた熱電対で測定した温度のうち、最大温度を示す熱電対に基づき、混練条件を制御することを特徴とする。かかるゴム組成物の混練方法によれば、混練中のゴム組成物の温度をより正確に可能であるため、例えばシリカとシランカップリング剤とを含むゴム組成物のように、混練条件をより厳しく管理する必要があるゴム組成物であっても、好適に混練可能となる。 Further, the rubber composition kneading method according to the present invention uses a closed kneader having a casing and a rotor and having a kneading section for kneading the rubber composition, and the inner wall of the casing is provided with the rotor. A concave groove is provided in parallel to the rotation direction, and a thermocouple is provided in the concave groove, and thermocouples provided at a plurality of locations in the kneading part including the concave groove. Among the measured temperatures, the kneading conditions are controlled based on a thermocouple showing the maximum temperature. According to such a kneading method for a rubber composition, the temperature of the rubber composition during kneading can be more accurately set. Therefore, the kneading conditions are made more stringent as in a rubber composition containing silica and a silane coupling agent, for example. Even a rubber composition that needs to be managed can be suitably kneaded.
上記ゴム組成物の混練方法において、前記凹部状溝の溝深さが、前記ローターの回転方向前側に比して、後側の方が深いことが好ましい。また、上記ゴム組成物の混練方法において、前記凹部状溝の溝幅が、前記ローターの回転方向前側に比して、後側の方が広いことが好ましい。かかる混練方法によれば、熱電対の耐久性を維持しつつ、より正確な混練条件下でゴム組成物を混練することができる。 In the kneading method of the rubber composition, it is preferable that the groove depth of the concave groove is deeper on the rear side than on the front side in the rotation direction of the rotor. In the rubber composition kneading method, the groove width of the concave groove is preferably wider on the rear side than on the front side in the rotation direction of the rotor. According to this kneading method, the rubber composition can be kneaded under more accurate kneading conditions while maintaining the durability of the thermocouple.
本発明では、ゴム組成物の混練のために密閉式混練機を使用する。かかる密閉式混練機としては、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 kneader is used for kneading the rubber composition. As such a closed-type kneader, 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練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練機の構成を示す概念図である。 A preferred embodiment of a closed kneader according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a closed kneader according to the present invention.
密閉式混練機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の筒状の空間内を上下に移動可能であるラム(不図示)と、混練部4の下面に位置するドロップドア6と、を備える。
The closed kneading machine 1 includes a
混練部4は、ローター3を覆う筒形状のケーシング2、図示しないラムの下部およびドロップドア6により、断面が横に連なる2つの円が形成され、ローター軸方向両端の側面(図1中では前面側および背面側)がサイドプレート7で閉じられた筒状密閉となるように構成されている。
The
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、特にローター3とケーシング2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が配合されている場合は、これらのカップリング反応が進行する。ローター3とケーシング2との間の隙間間隔は、密閉式混練機の容量に応じて異なるが、例えば270Lクラスのものであれば、6〜12mm程度が例示可能である。
In the present embodiment, a pair of
混練部4のケーシング2の上面中央部には、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、投入口を2つ以上設けても良い。投入口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の開口部からケーシング2内に投入される。
A
ラムは、ケーシング2の開口部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 is formed in a shape capable of closing the opening of the
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6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
ケーシング2の内壁には、前記ローター3の回転方向に対し平行に凹部状溝8が設けられ、さらに凹部状溝8内には熱電対91が設けられている。この位置に設けられた熱電対は、混練中のゴム組成物により近く、混練中のゴム組成物の温度をより正確に測定可能となる。本実施形態では、凹部状溝8内だけでなく、ドロップドア6上面に熱電対92が設けられ、混練部4のサイドプレート7壁面上には熱電対93が設けられている。前述のとおり、ケーシング2の内壁の凹部状溝8内に設けられた熱電対91は、混練中のゴム組成物に近く、正確な温度測定が可能であるが、特に混練初期などは混練部4内の例えばサイドプレート7近辺で温度上昇が速くなる場合もある。このため、複数の熱電対(本実施形態では、熱電対91だけでなく、熱電対92および93)を混練部4内に設け、この中で最大温度を示す熱電対に基づき、混練条件を制御すると、より好適にゴム組成物の混練が可能となる。なお、本発明において「回転方向に対し平行」とは、−30〜+30°程度の傾きを有するものであっても良い。
A
図2(a)には、ケーシング内壁の部分概念図を示す。混練部4内でゴム組成物が混練される際、ローター3の回転方向(図2内右側のローター3に関しては反時計回り)に対し平行に、ケーシング2の内壁に設けられた凹部状溝8内には、ゴム組成物が流れ込むことに起因して、凹部状溝8内に設けられた熱電対91に対し、ゴム組成物由来の大きなせん断力が作用する。しかしながら、本実施形態では、凹部状溝8の溝幅をローター3の回転方向前側(図2(a)に示す凹部状溝8であれば、下側に該当)に比して、後側(図2(a)に示す凹部状溝8であれば、上側に該当)の方が広くなるように設計されている。これにより、熱電対に作用するゴム組成物由来のせん断力を緩和することで、熱電対の耐久性を向上することができる。図2(b)に示すとおり、凹部状溝8の溝幅に関し、ローター3の回転方向前側の溝幅をWとしたとき、後側の溝幅W2を1.20W〜1.60Wとすることが好ましい。
FIG. 2A shows a partial conceptual diagram of the casing inner wall. When the rubber composition is kneaded in the
図3には、凹部状溝の溝深さを示す概念図を示す。さらに、本実施形態では、凹部状溝8の溝深さが、ローター3の回転方向前側に比して、後側の方が広く設計されている。これにより、熱電対に作用するゴム組成物由来のせん断力を緩和することで、熱電対の耐久性を向上することができる。図3に示すとおり、凹部状溝8の溝深さに関し、ローター3の回転方向前側の溝深さをDとしたとき、後側の溝深さD2を1.05D〜1.45Dとすることが好ましい。
In FIG. 3, the conceptual diagram which shows the groove depth of a recessed groove is shown. Furthermore, in this embodiment, the groove depth of the recessed
本発明に係るゴム組成物の混練方法は、前述の密閉式混練機を使用することにより、実施可能である。かかるゴム組成物の混練方法によれば、混練中のゴム組成物の温度をより正確に可能であるため、例えばシリカとシランカップリング剤とを含むゴム組成物のように、混練条件をより厳しく管理する必要があるゴム組成物であっても、好適に混練可能となる。以下に、原料ゴム、加硫剤、シリカおよびシランカップリング剤を少なくとも含有するゴム組成物の一例を例示する。 The kneading method of the rubber composition according to the present invention can be carried out by using the above-mentioned closed kneader. According to such a kneading method for a rubber composition, the temperature of the rubber composition during kneading can be more accurately set. Therefore, the kneading conditions are made more stringent as in a rubber composition containing silica and a silane coupling agent, for example. Even a rubber composition that needs to be managed can be suitably kneaded. Hereinafter, an example of a rubber composition containing at least a raw rubber, a vulcanizing agent, silica, and a silane coupling agent will be exemplified.
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 the 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)
SBR 「SBR1502」 (JSR社製) 40.0質量部
変性S−SBR 「HPR350」 (JSR社製) 60.0質量部
b)シリカ 「ニプシールAQ」 (東ソー社製) 50.0質量部
c)シランカップリング剤 「Si75」 (デグッサ社製) 4.0質量部
d)ステアリン酸 「ルナックS−20」 (花王社製) 2.0質量部
e)カーボンブラック 「N339シーストKH」 (東海カーボン社製) 15.0質量部
f)オイル 「プロセスNC140」 (ジャパンエナジー社製) 10.0質量部
g)亜鉛華 「亜鉛華1号」 (三井金属鉱業社製) 2.0質量部
h)老化防止剤 「アンチゲン6C」 (住友化学社製) 2.0質量部
i)硫黄 「5%油処理硫黄」 (鶴見化学工業社製) 1.8質量部
j)加硫促進剤1 「サンセラーDM−G」 (三新化学工業社製) 1.8質量部
k)加硫促進剤2 「ソクシノールCZ」 (住友化学社製) 1.3質量部
(Raw materials used)
a) Rubber component (the total amount is 100 parts by mass)
SBR “SBR1502” (manufactured by JSR) 40.0 parts by mass Modified S-SBR “HPR350” (manufactured by JSR) 60.0 parts by mass b) Silica “Nipseal AQ” (manufactured by Tosoh Corporation) 50.0 parts by mass c) Silane coupling agent “Si75” (Degussa) 4.0 parts by mass d) Stearic acid “Lunac S-20” (Kao Corporation) 2.0 parts by mass e) Carbon black “N339 Seest KH” (Tokai Carbon Co., Ltd.) 15.0 parts by mass f) Oil “Process NC140” (manufactured by Japan Energy) 10.0 parts by mass g) Zinc Hana “Zinc Hana 1” (Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) 2.0 parts by mass h) Aging Inhibitor “Antigen 6C” (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 2.0 parts by mass i) Sulfur “5% oil-treated sulfur” (Tsurumi Chemical Co., Ltd.) 1.8 parts by mass j) Vulcanization accelerator 1 “Sunceller DM G "(available from Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) 1.8 parts by weight k)
実施例1〜5
図1に記載の密閉式混練機(東洋精機製作所製 ラボプラストミル BMタイプ 250CC)を使用し、混練部4内の凹部状溝8内に設けた熱電対91、ドロップドア6上面に設けた熱電対92、および混練部4のサイドプレート7壁面上に設けた熱電対93で温度測定を行い、最大温度を示す熱電対に基づき、混練条件を制御することにより、硫黄および加硫促進剤を除く、表1に記載の各種材料を混練してゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に対し、さらに硫黄および加硫促進剤を混練し、これを150℃で30分間、加硫することにより加硫ゴムを製造した。
Examples 1-5
The
比較例1
混練部4内の凹部状溝8内には熱電対91を設けず、ドロップドア6上面に設けた熱電対92、および混練部4のサイドプレート7壁面上に設けた熱電対93で温度測定を行い、最大温度を示す熱電対に基づき、混練条件を制御した以外は、実施例1と同様にゴム組成物および加硫ゴムを製造した。
Comparative Example 1
The
[ムーニー粘度]
JIS K6300に準じて、100℃でのムーニー粘度ML(1+4)を測定し、比較例1を100とした指数で表示した。指数が小さいほど粘度が低く、加工性に優れることを示す。
[Mooney viscosity]
In accordance with JIS K6300, Mooney viscosity ML (1 + 4) at 100 ° C. was measured and displayed as an index with Comparative Example 1 taken as 100. The smaller the index, the lower the viscosity and the better the workability.
[低燃費性]
動的粘弾性測定装置(上島製作所(株)製)を使用し、JIS K6394に準じて、周波数50Hz、動歪み1.0%、温度50℃の条件で損失係数tanδを測定した。比較例1を100とする指数で示し、値が小さいほどtanδが低く燃費性が良好であることを示す。95以下を良とする。
[Low fuel consumption]
Using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.), the loss coefficient tan δ was measured under the conditions of frequency 50 Hz, dynamic strain 1.0%, and temperature 50 ° C. according to JIS K6394. Comparative example 1 is indicated by an index of 100, and the smaller the value, the lower tan δ and the better the fuel economy. 95 or less is considered good.
[スコーチの発生]
シラン反応温度域を超えると、反応が過剰となりゴム組成物がゲル化する。これをスコーチの有無により判断した。スコーチが発生した場合、シラン反応温度域を超えて、ゴム組成物のゲル化が発生したことを意味する。
[Scorch generation]
When the silane reaction temperature range is exceeded, the reaction becomes excessive and the rubber composition gels. This was judged by the presence or absence of a scorch. When scorch occurs, it means that the rubber composition has gelled beyond the silane reaction temperature range.
[熱電対耐久性]
比較例1を100とし、熱電対先端の摩耗量を指数化したもの。指数が大きいほど耐久性に優れることを示す。結果を表1に示す。
[Thermocouple durability]
Comparative Example 1 is taken as 100, and the amount of wear at the tip of the thermocouple is indexed. The larger the index, the better the durability. The results are shown in Table 1.
Claims (7)
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を備え、
前記ケーシングの内壁には、前記ローターの回転方向に対し平行に凹部状溝が設けられ、さらに前記凹部状溝内には熱電対が設けられていることを特徴とする密閉式混練機。 A closed kneader for kneading a rubber composition,
A kneading part for kneading the rubber composition, having a casing and a rotor;
A closed kneader characterized in that a concave groove is provided on the inner wall of the casing in parallel to the rotation direction of the rotor, and a thermocouple is provided in the concave groove.
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を備える密閉式混練機を使用し、
前記ケーシングの内壁には、前記ローターの回転方向に対し平行に凹部状溝が設けられ、さらに前記凹部状溝内には熱電対が設けられており、
前記凹部状溝内を含む、前記混練部内の複数個所に設けられた熱電対で測定した温度のうち、最大温度を示す熱電対に基づき、混練条件を制御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, comprising:
Using a closed kneader having a casing and a rotor, and having a kneading part for kneading the rubber composition,
The inner wall of the casing is provided with a concave groove parallel to the rotation direction of the rotor, and further, a thermocouple is provided in the concave groove,
Of the rubber composition characterized in that the kneading conditions are controlled based on the thermocouple showing the maximum temperature among the temperatures measured by thermocouples provided at a plurality of locations in the kneading part, including in the concave groove. Kneading method.
The method for kneading a rubber composition according to claim 4 or 5, wherein the groove width of the concave groove is wider on the rear side than on the front side in the rotation direction of the rotor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016245514A JP2018099784A (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Closed type kneader and kneading method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016245514A JP2018099784A (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Closed type kneader and kneading method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018099784A true JP2018099784A (en) | 2018-06-28 |
Family
ID=62714866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016245514A Pending JP2018099784A (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Closed type kneader and kneading method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018099784A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020137270A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 株式会社神戸製鋼所 | Kneading device |
-
2016
- 2016-12-19 JP JP2016245514A patent/JP2018099784A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020137270A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 株式会社神戸製鋼所 | Kneading device |
JP2020104436A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社神戸製鋼所 | Kneading device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5945497B2 (en) | Closed mixer, kneading method and rubber composition | |
JP7059669B2 (en) | Rubber composition for tread and tires | |
JP2016191018A (en) | Method for producing rubber composition, rubber composition and pneumatic tire | |
JP6120713B2 (en) | Method for producing rubber composition | |
JP6116439B2 (en) | Method for producing rubber composition | |
JP2018099785A (en) | Closed type kneader and kneading method | |
JP7252754B2 (en) | Method for producing rubber composition and method for producing tire | |
JP2009155527A (en) | Diene-based rubber composition | |
CN103965528B (en) | Rubber composition for tire and pneumatic tire | |
JP7252753B2 (en) | Method for producing rubber composition and method for producing tire | |
JP7189759B2 (en) | Method for producing rubber composition and method for producing tire | |
JP6100079B2 (en) | Method of kneading rubber composition and rubber composition | |
JP2016199723A (en) | Mastication method and manufacturing method of rubber composition | |
JP2012153758A (en) | Production method for rubber composition for tire | |
JP2021102718A (en) | Method for producing rubber composition and method for manufacturing pneumatic tire | |
JP2018099784A (en) | Closed type kneader and kneading method | |
JP2005213353A (en) | Manufacturing method of rubber composition, rubber composition and pneumatic tire | |
JP2015093880A (en) | Method for producing rubber composition for re-tread-tire tread | |
JP5567302B2 (en) | Silica-containing rubber kneading system and kneading method | |
JP7189760B2 (en) | Method for producing rubber composition and method for producing tire | |
JP2017042986A (en) | Method for producing rubber composition | |
JP6429446B2 (en) | High performance wet tire | |
JP2013018816A (en) | Rubber composition for squeegee and pneumatic tire | |
JP2018070755A (en) | Method for producing tire rubber composition | |
JP2021102721A (en) | Method for producing rubber composition and method for manufacturing pneumatic tire |