JP2019112523A - マスターバッチの製造方法、ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法 - Google Patents

マスターバッチの製造方法、ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法 Download PDF

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Toyo Tire株式会社
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Abstract

【課題】低発熱性を維持しながらムーニー粘度を下げることが可能なマスターバッチの製造方法を提供することである。【解決手段】マスターバッチの製造方法が、充てん剤を含む凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、凝固物を脱水する工程とを含み、凝固物を脱水する工程は、凝固物、または脱水した後の凝固物に、ゴム、充てん剤およびしゃく解剤を含む混合物を添加し、押出機で脱水することを含む。【選択図】 図1

Description

本開示は、マスターバッチの製造方法、ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法に関する。
天然ゴムにカーボンブラックが分散したウェットマスターバッチは、ドライマスターバッチとくらべて、ムーニー粘度が高い。ウェットマスターバッチは、たとえば、天然ゴムラテックスとカーボンブラックスラリーとを混合し、凝固し、脱水して得ることができる。ドライマスターバッチは、たとえば、バンバリーミキサーのような密閉式混練機で、天然ゴムにカーボンブラックを練り込んだものである。
特開2016−22618号公報
ムーニー粘度を下げるために、バンバリーミキサーのような密閉式混練機で混練りする際に、ウェットマスターバッチにしゃく解剤を添加することが考えられる。
しかしながら、仮に、密閉式混練機で混練りする際にしゃく解剤を添加したとすると、低発熱性が悪化する。これは、しゃく解剤が充分に分散する前にゴム分子鎖が切れ、しゃく解剤の分散が悪くなるためだと考えられる。しゃく解剤が充分に分散する前にゴム分子鎖が切れると考えられるのは、密閉式混練機では、混練開始から急激にゴム温度が上昇するためである。
本開示の目的は、低発熱性を維持しながらムーニー粘度を下げることが可能なマスターバッチの製造方法を提供することである。
本開示におけるマスターバッチの製造方法は、充てん剤を含む凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、凝固物を脱水する工程とを含み、凝固物を脱水する工程は、凝固物、または脱水した後の凝固物に、ゴム、充てん剤およびしゃく解剤を含む混合物を添加し、押出機で脱水することを含む。
実施形態1で使用する押出機の側面図である。
本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、充てん剤を含む凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、凝固物を脱水する工程とを含み、凝固物を脱水する工程は、凝固物、または脱水した後の凝固物に、ゴム、充てん剤およびしゃく解剤を含む混合物を添加し、押出機で脱水することを含む。本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、凝固処理前ゴムラテックスを得るために、充てん剤スラリーとゴムラテックスとを混合する工程を含むことができる。
本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、低発熱性を維持しながらムーニー粘度を下げることができる。これは、凝固物に、ゴム、充てん剤およびしゃく解剤を含有する混合物を添加し、これを押出機で脱水することによって、ゴムの温度上昇が緩やかな状態でしゃく解剤を分散させることが可能であり、ゴム分子鎖の切断前にしゃく解剤を分散させることができるためだと考えられる。
さらに、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、ムーニー粘度を効果的に下げることができる。これは、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法が、ゴムの温度上昇の緩やかな状態でしゃく解剤を分散させることが可能であるため、しゃく解剤を効果的に分散できるためだと考えられる。よって、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、ムーニー粘度を効果的に下げることができる。
本開示における実施形態のゴム組成物の製造方法は、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法を含む。すなわち、本開示における実施形態のゴム組成物の製造方法は、充てん剤を含む凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、凝固物を脱水し、マスターバッチを得る工程と、マスターバッチおよび配合剤を混練りする工程とを含む。
本開示における実施形態のタイヤの製造方法は、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法を含む。すなわち、本開示における実施形態のタイヤの製造方法は、充てん剤を含む凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、凝固物を脱水し、マスターバッチを得る工程とを含む。
本開示の実施形態において、充てん剤は、カーボンブラック、シリカ、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の無機充てん剤であることができる。これらのうち、一つまたは複数を選択して、使用することができる。
実施形態1
ここからは、本開示の実施形態1について説明する。実施形態1は、マスターバッチを作製するための充てん剤としてカーボンブラックを使用する。
実施形態1におけるタイヤの製造方法は、カーボンブラックスラリーとゴムラテックスとを混合し、凝固処理前ゴムラテックスを得る工程と、凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、凝固物を脱水し、マスターバッチを得る工程と、少なくともマスターバッチおよび配合剤を混練りし、ゴム混合物を得る工程と、ゴム混合物に加硫系配合剤を練り込み、ゴム組成物を得る工程と、ゴム組成物で作製した未加硫タイヤを加硫成型する工程とを含む。
実施形態1におけるタイヤの製造方法は、カーボンブラックスラリーとゴムラテックスとを混合し、凝固処理前ゴムラテックスを得る工程を含む。カーボンブラックスラリーでは、カーボンブラックが水中に分散している。カーボンブラックスラリーにおけるカーボンブラックの量は、カーボンブラックスラリー100質量%において、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上である。カーボンブラックスラリーにおけるカーボンブラック量の上限は、好ましくは15質量%、より好ましくは10質量%である。カーボンブラックスラリーは、たとえばカーボンブラックと水とを混合することで得ることができる。カーボンブラックとしては、たとえばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなどのカーボンブラックのほか、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、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。カーボンブラックと水とは、高せん断ミキサー、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で混合できる。このような方法で得られたカーボンブラックスラリーと混合するためのゴムラテックスでは、ゴム粒子が,コロイド状に水に分散している。ゴムラテックスは、たとえば天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックスなどである。カーボンブラックスラリーと混合するためのゴムラテックスの乾燥ゴム分は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。ゴムラテックスにおける乾燥ゴム分の上限は、たとえば60質量%、好ましくは40質量%、さらに好ましくは30質量%である。カーボンブラックスラリーとゴムラテックスとは、高せん断ミキサー、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で混合できる。凝固処理前ゴムラテックスでは、ゴム粒子、カーボンブラックなどが水中に分散している。凝固処理前ゴムラテックスは、老化防止剤を含んでいてもよい。いっぽう、凝固処理前ゴムラテックスにはしゃく解剤が添加されておらず、凝固処理前ゴムラテックスは、しゃく解剤を含んでいない。
凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程を、実施形態1におけるタイヤの製造方法はさらに含む。凝固を起こすために、凝固処理前ゴムラテックスに凝固剤を添加できる。凝固剤は、たとえば酸である。酸としてギ酸、硫酸などを挙げることができる。凝固処理前ゴムラテックスを凝固することで得られた凝固物は水を含む。
凝固物を脱水し、マスターバッチを得る工程を、実施形態1におけるタイヤの製造方法はさらに含む。この工程は、凝固物に混合物(ゴムとカーボンブラックとしゃく解剤とを含む混合物)を添加し、混合物添加後の凝固物を押出機20(図1参照)で脱水することと、脱水された、混合物添加後の凝固物を成形することとを含む。脱水された、混合物添加後の凝固物の水分量は、好ましくは15%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
この工程(凝固物を脱水し、マスターバッチを得る工程)は、凝固物に混合物を添加し、混合物添加後の凝固物を押出機20(図1参照)で脱水することを含む。混合物は、ゴムとカーボンブラックとしゃく解剤とを含む。混合物では、ゴム中に、カーボンブラックとしゃく解剤とが分散している。ゴムは、たとえば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどである。混合物における天然ゴムの量は、混合物中のゴム100質量%において、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。カーボンブラックとしては、たとえばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなどのカーボンブラックのほか、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、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。混合物のカーボンブラックは、American Society for Testing and Materials(ASTM)で、凝固物中のカーボンブラックと同じ分類に属していてもよく、異なる分類に属していてもよい。混合物におけるカーボンブラックの量は、混合物中のゴム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、さらに好ましくは30質量部以上である。カーボンブラックの量は、混合物中のゴム100質量部に対して、好ましくは80質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。しゃく解剤は、2,2’−ジベンズアミドジフェニルジスルフィド(DBD)を含有することが好ましい。しゃく解剤は、DBDだけでなく、脂肪酸の金属塩を含有することが好ましい。脂肪酸の金属塩を構成する脂肪酸としては、炭素数6〜28の飽和または不飽和脂肪酸であることができ、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、ネルボン酸などを挙げることができる。なかでも、炭素数14〜20の飽和脂肪酸が好ましい。脂肪酸の金属塩を構成する金属としては、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛、ニッケル、モリブデンなどを挙げることができる。なかでも亜鉛が好ましい。しゃく解剤におけるDBDの量は、しゃく解剤100質量%において、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。DBD量の上限は、しゃく解剤100質量%において、たとえば30質量%である。しゃく解剤の融点は、50℃〜110℃が好ましい。混合物におけるしゃく解剤の量は、混合物中のゴム100質量部に対して、たとえば0.1質量部以上であることができ、0.5質量部以上であることもできる。しゃく解剤の量は、混合物中のゴム100質量部に対して、たとえば150質量部以下であることができ、100質量部以下であることもできる。なお、DBDを含有するしゃく解剤の代わりに、またはDBDを含有するしゃく解剤とともに、ほかのしゃく解剤を使用してもよい。このようなしゃく解剤として、たとえば、2−ベンズアミドチオフェノールの亜鉛塩、キシリルメルカプタン、β−ナフチルメルカプタン、ペンタクロロチオフェノール(PCTP)などを挙げることができる。
混合物は、前述の手順と同様の手順(具体的には、カーボンブラックスラリーとゴムラテックスとを混合し、凝固処理前ゴムラテックスを得る工程と、凝固処理前ゴムラテックスを凝固する工程とを含む手順)で得られた凝固物(以下、「しゃく解剤添加前凝固物」という)を脱水し、これとしゃく解剤とを混練りすることで製造することができる。しゃく解剤添加前凝固物の組成は、前述の凝固物(混合物が添加される凝固物)の組成と同じであっても、異なっていてもよい。しゃく解剤添加前凝固物を脱水するために、たとえば、押出機20を使用することができる。しゃく解剤と、しゃく解剤添加前凝固物とを混練りするために混練機を使用できる。混練機として密閉式混練機、オープンロールなどを挙げることができる。密閉式混練機としてバンバリーミキサー、ニーダーなどを挙げることができる。
図1に示すように、混合物添加後の凝固物を脱水するための押出機20は、単軸押出機であり、スクリュー23と外筒27とを備える。スクリュー23の内部には、加熱流体用の流路(図示せず)が設けられている。すなわち、スクリュー23は、加熱流体用の流路を備える。加熱流体としては、たとえば蒸気を挙げることができる。加熱流体の温度は、たとえば100℃〜230℃であることが好ましい。押出機20は、スクリュー23の回転だけでなく加熱流体で、混合物添加後の凝固物を加熱することができる。外筒27は、第一外筒25と第二外筒26とを含む。第二外筒26は、第一外筒25の下流に位置する。第一外筒25には、スリット24が設けられている。第一外筒25は、押出機20の第一領域21を構成する。第二外筒26は、押出機20の第二領域22を構成する。押出機20は、ジャケット28をさらに備えることができる。押出機20は、供給口29を有する。押出機20に、凝固物と混合物とを別個に投入してもよく、凝固物と混合物とを合わせ、これを押出機20に投入してもよい。混合物添加後の凝固物は、第一領域21と第二領域22とで脱水され、排出口30から排出される。このように、押出機20は、熱による水分除去と圧搾による水分除去とで、混合物添加後の凝固物を脱水できる。
押出機20で脱水された、混合物添加後の凝固物を成形することを、この工程(凝固物を脱水し、マスターバッチを得る工程)は含むことができる。このようにして得られたマスターバッチは、ゴム、カーボンブラックおよびしゃく解剤を含む。
マスターバッチはゴムを含む。ゴムは、たとえば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどである。マスターバッチにおける天然ゴムの量は、ゴム100質量%において、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。
マスターバッチは、混合物に由来するゴムを含む。混合物に由来するゴムの量は、マスターバッチ中のゴム100質量%に対して、たとえば40質量%以下であることができ、30質量%以下であることもでき、20質量%以下であることもでき、10質量%以下であることもできる。ただし、混合物に由来するゴムの量が多すぎると、低発熱性が悪化する傾向がある。これは、混合物に由来するゴムが、混練りによって熱とせん断とを受けているためである。いっぽう、混合物に由来するゴムの量は、マスターバッチ中のゴム100質量%に対して、たとえば1質量%以上であることができ、5質量%以上であることもできる。
マスターバッチはカーボンブラックをさらに含む。カーボンブラックの量は、マスターバッチ中のゴム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、さらに好ましくは30質量部以上である。カーボンブラックの量は、マスターバッチ中のゴム100質量部に対して、好ましくは80質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。
マスターバッチはしゃく解剤をさらに含む。しゃく解剤の量は、マスターバッチ中のゴム100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上である。いっぽう、しゃく解剤の量は、マスターバッチ中のゴム100質量部に対して、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
マスターバッチと配合剤とを混練りし、ゴム混合物を得る工程を、実施形態1におけるタイヤの製造方法は含む。配合剤としては、充てん剤、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤、シランカップリング剤など挙げることができる。これらのうち、一つまたは複数を選択して、マスターバッチと混練することができる。この工程でマスターバッチに添加する配合剤はしゃく解剤を含んでいない。充てん剤として、カーボンブラック、シリカ、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を挙げることができる。なかでもシリカが好ましい。老化防止剤として、芳香族アミン系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、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挙げることができる。この混練りの工程では、マスターバッチおよび配合剤とともに、ほかのゴムを混練りすることができる。混練り時にマスターバッチに追加するゴムとして、たとえば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどを挙げることができる。混練りは、混練機でおこなうことができる。混練機として密閉式混練機、オープンロールなどを挙げることができる。密閉式混練機としてバンバリーミキサー、ニーダーなどを挙げることができる。
ゴム混合物に加硫系配合剤を練り込み、ゴム組成物を得る工程を、実施形態1におけるタイヤの製造方法はさらに含む。加硫系配合剤として硫黄、有機過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤などを挙げることができる。硫黄として粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを挙げることができる。加硫促進剤として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を挙げることができる。
ゴム組成物は、マスターバッチに由来するゴムを含む。マスターバッチに由来するゴムの量は、ゴム組成物中のゴム100質量%に対して、たとえば、40質量%以上であることができ、60質量%以上であることができ、80質量%以上であることができ、100質量%であることもできる。
ゴム組成物はカーボンブラックを含む。カーボンブラックの量は、ゴム組成物中のゴム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、さらに好ましくは30質量部以上である。カーボンブラックの量は、ゴム組成物中のゴム100質量部に対して、好ましくは80質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。
ゴム組成物はしゃく解剤を含む。しゃく解剤の量は、ゴム組成物中のゴム100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上である。いっぽう、しゃく解剤の量は、ゴム組成物中のゴム100質量部に対して、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
ゴム組成物は、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤などをさらに含むことができる。硫黄の量は、ゴム組成物中のゴム100質量部に対して、硫黄分換算で好ましくは0.5質量部〜5質量部である。加硫促進剤の量は、ゴム組成物中のゴム100質量部に対して、好ましくは0.1質量部〜5質量部である。
ゴム組成物は、タイヤの作製に使用できる。具体的には、タイヤを構成するタイヤ部材の作製に使用可能である。たとえば、トレッドゴム、サイドウォールゴム、チェーハーゴム、ビードフィラーゴムなどの作製にゴム組成物を使用できる。
ゴム組成物で作製した未加硫タイヤを加硫成型する工程を、実施形態1におけるタイヤの製造方法は含む。未加硫タイヤは、ゴム組成物で作製したタイヤ部材を備える。すなわち、未加硫タイヤが、ゴム組成物を含むタイヤ部材を備える。実施形態1の方法で得られたタイヤは、たとえば空気入りタイヤであることができる。
ここまで説明したように、実施形態1におけるマスターバッチの製造方法は、低発熱性を維持しながらムーニー粘度を下げることができる。これは、凝固物に、ゴム、カーボンブラックおよびしゃく解剤を含有する混合物を添加し、これを押出機20で脱水することによって、ゴムの温度上昇が緩やかな状態でしゃく解剤を分散させることが可能であり、ゴム分子鎖の切断前にしゃく解剤を分散させることができるためだと考えられる。
変形例1
実施形態1では、押出機20で脱水する前の凝固物に混合物を添加し、これを押出機20で脱水するものの、実施形態1の変形例1では、押出機20で凝固物を、一回または複数回脱水し、混合物を添加し、これを押出機20で脱水する。変形例1では、混合物添加前の脱水のために、押出機20に代えて、真空乾燥機、エアドライヤーなどを使用してもよい。変形例1では、混合物が添加される時点で、凝固物の水分が低減されているため、混合物添加後の凝固物に熱とせん断とを効率よく与えることができる。
変形例2
実施形態1では、押出機20で脱水する前の凝固物に混合物を添加し、これを、押出機20で一回脱水し、成形するものの、実施形態1の変形例2では、押出機20で脱水する前の凝固物に混合物を添加し、これを、押出機20で複数回(たとえば二回)脱水し、成形する。変形例2では、このさらなる脱水、すなわち2回目以降の脱水のために、押出機20に代えて、真空乾燥機、エアドライヤーなどを使用してもよい。
変形例3
実施形態1では、混合物を作製するために、湿式(具体的には、カーボンブラックスラリーとゴムラテックスとを混合し、凝固処理前ゴムラテックスを得る工程と、凝固処理前ゴムラテックスを凝固する工程とを含む方式)で、しゃく解剤添加前凝固物を作製し、これとしゃく解剤とを混練りするものの、実施形態1の変形例3では、混合物を作製するために、ゴムに、カーボンブラックとしゃく解剤とを添加し、混練りする。
変形例4
実施形態1では、マスターバッチ混練り時に添加する配合剤がしゃく解剤を含んでいないものの、実施形態1における変形例4では、マスターバッチ混練り時に添加する配合剤がしゃく解剤を含んでいる。すなわち、変形例4では、凝固物に混合物(ゴムとカーボンブラックとしゃく解剤とを含む混合物)を添加することで、しゃく解剤を加えるものの、さらに、マスターバッチ混練り時にしゃく解剤を添加する。
変形例5
実施形態1では、カーボンブラックスラリーを得るために、カーボンブラックと水とを混合するものの、実施形態1の変形例5では、この操作に代えて、カーボンブラックスラリーを得るために、カーボンブラックとゴムラテックス(以下、カーボンブラックと混合するためのゴムラテックスを「希薄ゴムラテックス」という。)とを混合する。カーボンブラックと希薄ゴムラテックスとを混合することによって、カーボンブラックの再凝集を防止できる。カーボンブラックの表面の一部または全部に極薄いラテックス相が生成し、ラテックス相がカーボンブラックの再凝集を抑制すると考えられるからである。希薄ゴムラテックスでは、ゴム粒子が,コロイド状に水に分散している。希薄ゴムラテックスは、たとえば天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックスなどである。天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、たとえば200万以上である。合成ゴムラテックスは、たとえばスチレン−ブタジエンゴムラテックス、ブタジエンゴムラテックス、ニトリルゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックスである。希薄ゴムラテックスの乾燥ゴム分は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上である。乾燥ゴム分の上限は、たとえば5質量%、好ましくは2質量%、さらに好ましくは1質量%である。
これらの変形例から、一つまたは複数を選択して、実施形態1に、組み合わせることはもちろん可能である。
以下に、本開示の実施例を説明する。
原料・薬品を次に示す。
天然ゴムラテックス(乾燥ゴム分=31.2% Mw=23.2万) Golden Hope社製
凝固剤 ギ酸(一級85%)ナカライテスク社製 (10%溶液を希釈し、pH1.2に調整し、使用した)
N234カーボンブラック 東海カーボン社製
N134カーボンブラック 東海カーボン社製
N339カーボンブラック 東海カーボン社製
しゃく解剤A 「ノクタイザーSD」(DBDとステアリン酸との混合物 DBD含有量25質量% 融点54℃以上)大内新興化学工業社製
しゃく解剤B 「Aktiplast MS」(DBDと脂肪酸亜鉛との混合物 DBD含有量10質量% 融点90℃〜100℃)Rhein Chemie Rheinau社製
しゃく解剤C 「ストラクトールA89」(DBD含有量40質量% 融点55℃)エスアンドエスジャパン社製
亜鉛華 「1号亜鉛華」三井金属社製
ステアリン酸 「ルナックS−20」花王社製
老化防止剤A 「ノクラック6C」大内新興化学工業社製
老化防止剤B 「RD」大内新興化学工業社製
硫黄 「粉末硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤A 「サンセラーCM」三新化学工業社製
加硫促進剤B 「ノクセラーD」大内新興化学社製
シリカ 「ニップシールAQ」東ソーシリカ工業社製
シランカップリング剤 「Si69」エボニック社製
混合物Aの作製
Golden Hope社製の天然ゴムラテックスに25℃で水を加え、乾燥ゴム分を25質量%に調整した。いっぽう、カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、乾燥ゴム分25質量%の天然ゴムラテックスに表1にしたがって加え、撹拌し、凝固剤をpH4になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式1軸押出脱水機(スエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型)で脱水した。脱水後の凝固物に、表1にしたがってしゃく解剤Aを添加し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーで混練りし、混合物Aを得た。
混合物Bの作製
混合物Aにおける凝固物の作製と同じ手順で凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式1軸押出脱水機で脱水した。脱水後の凝固物を、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーで練り、混合物Bを得た。
実施例1におけるマスターバッチの作製
Golden Hope社製の天然ゴムラテックスに25℃で水を加え、乾燥ゴム分を25質量%に調整した。いっぽう、カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーと老化防止剤Aとを、乾燥ゴム分25質量%の天然ゴムラテックスに表2にしたがって加え、撹拌し、凝固剤をpH4になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物をスクイザー式1軸押出脱水機で一次脱水した。一次脱水後の凝固物に、表2にしたがって混合物Aを添加し、これをスクイザー式1軸押出脱水機で二次脱水し、マスターバッチを得た。
実施例2におけるマスターバッチの作製
実施例1と同じ手順で作製した凝固物に、表2にしたがって混合物Aを添加し、これをスクイザー式1軸押出脱水機で一次脱水した。これを、スクイザー式1軸押出脱水機で二次脱水し、マスターバッチを得た。
実施例3におけるマスターバッチの作製
実施例1と同じ手順で作製した凝固物に、表2にしたがって混合物Aを添加し、これをスクイザー式1軸押出脱水機で脱水し、マスターバッチを得た。
比較例1におけるマスターバッチの作製
実施例1と同じ手順で作製した凝固物を、スクイザー式1軸押出脱水機で一次脱水した。一次脱水後の凝固物に、表2にしたがって混合物Bを添加し、これを、スクイザー式1軸押出脱水機で二次脱水し、マスターバッチを得た。
比較例2におけるマスターバッチの作製
実施例1と同じ手順で作製した凝固物を、スクイザー式1軸押出脱水機で一次脱水した。一次脱水後の凝固物に、表2にしたがってしゃく解剤Aを添加し、これをスクイザー式1軸押出脱水機で二次脱水し、マスターバッチを得た。
比較例3におけるマスターバッチの作製
実施例1と同じ手順で作製した凝固物を、スクイザー式1軸押出脱水機で脱水し、マスターバッチを得た。
各例における未加硫ゴムの作製
マスターバッチに、硫黄と加硫促進剤とを除く配合剤を表3にしたがって添加し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーで混練りし、ゴム混合物を排出した。ゴム混合物と硫黄と加硫促進剤とをB型バンバリーミキサーで混練りし、未加硫ゴムを得た。
損失正接tanδ
未加硫ゴムを150℃で30分間加硫し、加硫ゴムの発熱性を、JIS K−6394に準じてtanδで評価した。tanδは、UBM社製レオスペクトロメーターE4000を使用し、50Hz、80℃、動的歪2%の試験で求めた。比較例1のtanδを100とした指数で、各例のtanδを表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。
ムーニー粘度
JIS K6300に準じて、東洋精機製作所製のロータレスムーニー測定機を用い、ゴム混合物を100℃で1分間予熱した後にローターを回転させ、回転開始から4分後のトルク値をムーニー単位で記録した。比較例1のムーニー粘度を100とした指数で、各例のムーニー粘度を表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
実施例1における加硫ゴムのtanδと、比較例1のそれとの差はわずか3ポイントであったものの、実施例1におけるゴム混合物のムーニー粘度は、比較例1のそれにくらべて、19ポイント優れていた。
実施例1におけるゴム混合物のムーニー粘度は、比較例2のそれにくらべて、9ポイント優れていた。
実施例3における加硫ゴムのtanδは、比較例3のそれにくらべて、8ポイント優れていた。
表4〜6にしたがって、未加硫ゴムを作製した。すなわち、表4にしたがって、混合物Cと混合物Dと混合物Eとを作製し、表5にしたがって各例のマスターバッチを作製し、表6にしたがって各例の未加硫ゴムを作製した。
tanδとムーニー粘度とを、すでに説明した方法で測定した。各例のtanδは、実施例Aのtanδを100とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。いっぽう、各例のムーニー粘度は、実施例Aのムーニー粘度を100とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
表7〜9にしたがって、未加硫ゴムを作製した。すなわち、表7にしたがって、混合物Fと混合物Gとを作製し、表8にしたがって各例のマスターバッチを作製し、表9にしたがって各例の未加硫ゴムを作製した。
tanδとムーニー粘度とを、すでに説明した方法で測定した。各例のtanδは、比較例6のtanδを100とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。いっぽう、各例のムーニー粘度は、比較例6のムーニー粘度を100とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
表10〜12にしたがって、未加硫ゴムを作製した。すなわち、表10にしたがって、混合物Hと混合物Iとを作製し、表11にしたがって各例のマスターバッチを作製し、表12にしたがって各例の未加硫ゴムを作製した。
tanδとムーニー粘度とを、すでに説明した方法で測定した。各例のtanδは、比較例8のtanδを100とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。いっぽう、各例のムーニー粘度は、比較例8のムーニー粘度を100とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
表13〜15にしたがって、未加硫ゴムを作製した。すなわち、表13にしたがって、混合物Jと混合物Kとを作製し、表14にしたがって各例のマスターバッチを作製し、表15にしたがって各例の未加硫ゴムを作製した。
tanδとムーニー粘度とを、すでに説明した方法で測定した。各例のtanδは、比較例10のtanδを100とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。いっぽう、各例のムーニー粘度は、比較例10のムーニー粘度を100とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
表16〜18にしたがって、未加硫ゴムを作製した。すなわち、表16にしたがって、混合物Xと混合物Yとを作製し、表17にしたがって各例のマスターバッチを作製し、表18にしたがって各例の未加硫ゴムを作製した。
tanδとムーニー粘度とを、すでに説明した方法で測定した。各例のtanδは、比較例12のtanδを100とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。いっぽう、各例のムーニー粘度は、比較例12のムーニー粘度を100とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
表19〜21にしたがって、未加硫ゴムを作製した。すなわち、表19にしたがって、混合物Lと混合物Mとを作製し、表20にしたがって各例のマスターバッチを作製し、表21にしたがって各例の未加硫ゴムを作製した。
tanδとムーニー粘度とを、すでに説明した方法で測定した。各例のtanδは、比較例14のtanδを100とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。いっぽう、各例のムーニー粘度は、比較例14のムーニー粘度を100とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。

Claims (3)

  1. 充てん剤を含む凝固処理前ゴムラテックスを凝固し、凝固物を得る工程と、
    前記凝固物を脱水する工程とを含み、
    前記凝固物を脱水する前記工程は、前記凝固物、または脱水した後の前記凝固物に、ゴム、充てん剤およびしゃく解剤を含む混合物を添加し、押出機で脱水することを含む、
    マスターバッチの製造方法。
  2. 請求項1に記載のマスターバッチの製造方法で得られたマスターバッチと配合剤とを混練りする工程を含む、ゴム組成物の製造方法。
  3. 請求項1に記載のマスターバッチの製造方法を含む、タイヤの製造方法。

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