JP2020100784A - Method for producing rubber composition and method for manufacturing tire - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a rubber composition, capable of reacting a silane coupling agent with silica well.SOLUTION: The method for producing a rubber composition according to the present disclosure includes the steps of: kneading at least a rubber, silica, and a silane coupling agent while controlling a kneading temperature so as to suppress a reaction between the silica and the silane coupling agent; and kneading them while controlling the kneading temperature so as to advance the reaction between the silica and the silane coupling agent. Furthermore, the silica contains a first silica having a specific surface area measured by a nitrogen adsorption method of more than 200 m2/g.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、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。 The present disclosure relates to a method for producing a rubber composition and a method for producing a tire.

ゴムの補強用充填剤として使用されるシリカは、シラノール基を有するため、水素結合によって凝集する傾向がある。よって、シリカをうまく分散させることは容易ではない。特に、シリカを高充てんする場合や、小粒径のシリカを使用する場合は、シリカをうまく分散させることが難しい。 Since silica used as a reinforcing filler for rubber has silanol groups, it tends to aggregate due to hydrogen bonds. Therefore, it is not easy to disperse silica well. In particular, it is difficult to disperse silica well when it is highly filled with silica or when silica having a small particle size is used.

シリカの分散性を改良するために、シランカップリング剤が一般的に使用されている。シランカップリング剤は、シリカ表面のシラノール基と反応することが可能であるだけでなく、ゴムポリマーと反応することで、シリカとゴムポリマーとを結合させることができる。 Silane coupling agents are commonly used to improve the dispersibility of silica. The silane coupling agent not only can react with silanol groups on the surface of silica, but also can react with a rubber polymer to bond silica and the rubber polymer.

シリカをうまく分散させることや、シリカにシランカップリング剤をよく反応させることで、タイヤにとって重要な性能である低発熱性や、湿潤路面での制動性(以下、「湿潤路面制動性」という。)を改善し得る。 By well dispersing silica and reacting silica with a silane coupling agent well, low heat buildup, which is an important performance for tires, and braking performance on wet road surfaces (hereinafter referred to as "wet road surface braking performance"). ) Can be improved.

特開2013−18890号公報JP, 2013-18890, A 特開2010−216952号公報JP, 2010-216952, A

本開示の目的は、シリカにシランカップリング剤をよく反応させることが可能なゴム組成物の製造方法を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a method for producing a rubber composition capable of reacting silica with a silane coupling agent well.

本開示におけるゴム組成物の製造方法は、シリカおよびシランカップリング剤の反応が抑制されるように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、混練り温度を制御しながら混練りする工程と、シリカおよびシランカップリング剤の反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする工程とを含む。しかも、シリカは、窒素吸着法による比表面積が200m/gを超える第一シリカを含む。 The method for producing a rubber composition according to the present disclosure includes a step of kneading at least rubber, silica and a silane coupling agent while controlling the kneading temperature so that the reaction of silica and the silane coupling agent is suppressed. And a step of kneading while controlling the kneading temperature so that the reaction of the silica and the silane coupling agent proceeds. Moreover, the silica contains the first silica having a specific surface area of more than 200 m 2 /g by the nitrogen adsorption method.

本開示におけるタイヤの製造方法は、本開示におけるゴム組成物の製造方法でゴム組成物を作製する工程と、ゴム組成物を用いて未加硫タイヤを作製する工程とを含む。 The method for producing a tire according to the present disclosure includes a step of producing a rubber composition by the method of producing a rubber composition according to the present disclosure, and a step of producing an unvulcanized tire using the rubber composition.

実施形態1で使用することが可能な密閉式混練機の構成を示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing a configuration of a closed kneader that can be used in the first embodiment.

本開示における一態様に係るゴム組成物の製造方法は、シリカおよびシランカップリング剤の反応(以下、「シラン反応」という。)が抑制されるように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、混練り温度を制御しながら混練りする工程(以下、「工程K1」という。)と、シラン反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする工程(以下、「工程K3」という。)とを含む。なお、工程K1と工程K3との間に、混練り温度を上昇させながら混練りする工程(以下、「工程K2」という。)を、本態様のゴム組成物の製造方法は含んでいてもよい。しかも、本態様のゴム組成物の製造方法では、シリカが、窒素吸着法による比表面積が200m/gを超える第一シリカを含む。 A method for producing a rubber composition according to an aspect of the present disclosure includes at least a rubber, a silica, and a silane coupling agent so that a reaction of the silica and the silane coupling agent (hereinafter, referred to as “silane reaction”) is suppressed. , A step of kneading while controlling the kneading temperature (hereinafter referred to as “step K1”), and a step of kneading while controlling the kneading temperature so that the silane reaction proceeds (hereinafter referred to as “step K3”). .) and. The method for producing the rubber composition of the present embodiment may include a step of kneading while increasing the kneading temperature (hereinafter, referred to as “step K2”) between step K1 and step K3. .. Moreover, in the method for producing the rubber composition of the present aspect, the silica contains the first silica having a specific surface area of more than 200 m 2 /g by the nitrogen adsorption method.

本態様のゴム組成物の製造方法は、シリカにシランカップリング剤をよく反応させることができる。このような効果を奏するに至る機序は、次のように推測される。 In the method for producing the rubber composition according to this embodiment, silica can be well reacted with a silane coupling agent. The mechanism leading to such an effect is presumed as follows.

シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)が抑制されるように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、混練り温度を制御しながら混練りするため、シラン反応が活発にすすむ前に、シリカを効果的に分散させることができる。よって、シラン反応が活発にすすむ前に、シリカが分散した状態を作り出すことができる。その後、シラン反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りするため、シリカが分散した状態でシラン反応を活発にすすめることができる。この結果、シリカにシランカップリング剤がよく反応すると考えられる。 At least the rubber, silica and silane coupling agent are kneaded while controlling the kneading temperature so that the silane reaction (reaction of silica and silane coupling agent) is suppressed. The silica can be effectively dispersed. Therefore, a state in which silica is dispersed can be created before the silane reaction proceeds actively. After that, since the kneading is performed while controlling the kneading temperature so that the silane reaction proceeds, the silane reaction can be actively promoted in a state where silica is dispersed. As a result, it is considered that the silane coupling agent reacts well with silica.

しかも、シリカが、比表面積200m/gを超える第一シリカを含むため、多くのシランカップリング剤を反応させることができる(シランカップリング剤の反応率を上げることができる)。よって、シリカにシランカップリング剤をよりよく反応させることができる。 Moreover, since the silica contains the first silica having a specific surface area of more than 200 m 2 /g, many silane coupling agents can be reacted (the reaction rate of the silane coupling agent can be increased). Therefore, the silane coupling agent can be better reacted with silica.

本態様のゴム組成物の製造方法は、シリカの分散を改善することもできる。これは、本態様のゴム組成物の製造方法が、シリカにシランカップリング剤をよく反応させることが可能であるので、シリカの凝集力を効果的に低下させることができるためだと考えられる。 The method for producing the rubber composition of this embodiment can also improve the dispersion of silica. It is considered that this is because the method for producing the rubber composition of the present embodiment can effectively react the silica with the silane coupling agent, so that the cohesive force of the silica can be effectively reduced.

本態様のゴム組成物の製造方法は、タイヤの湿潤路面制動性を改善することもできる。これは、本態様のゴム組成物の製造方法がシリカ分散を改善できることによると考えられる。 The method for producing the rubber composition of the present aspect can also improve the wet road surface braking property of the tire. It is considered that this is because the method for producing the rubber composition of the present embodiment can improve the silica dispersion.

本態様のゴム組成物の製造方法は、タイヤの低発熱性を改善することもできる。これは、本態様のゴム組成物の製造方法がシリカ分散を改善できることによると考えられる。 The method for producing the rubber composition of the present aspect can also improve the low heat buildup of the tire. It is considered that this is because the method for producing the rubber composition of the present embodiment can improve the silica dispersion.

混練り温度が一定に保持されるように混練りすることを、工程K1は含んでいてもよい。この構成によれば、混練りの進行にともなう混練り温度の上昇を抑制することができるため、シラン反応を効果的に抑制することができる。よって、工程K1で、シリカを、いっそう効果的に分散させることができる。 The step K1 may include kneading so that the kneading temperature is kept constant. According to this configuration, since it is possible to suppress an increase in the kneading temperature due to the progress of the kneading, it is possible to effectively suppress the silane reaction. Therefore, silica can be more effectively dispersed in the step K1.

混練り温度が一定に保持されるように混練りすることを、工程K3は含んでいてもよい。この構成によれば、混練りの進行にともなう混練り温度の上昇を抑制することができるため、ゲル化を抑制しつつ、シラン反応をすすめることができる。 The step K3 may include kneading so that the kneading temperature is kept constant. According to this configuration, an increase in the kneading temperature due to the progress of the kneading can be suppressed, so that the silane reaction can be promoted while suppressing gelation.

工程K1では密閉式混練機で混練りし、工程K3でも密閉式混練機で混練りしてもよい。 In step K1, kneading may be performed by a closed kneader, and in step K3, kneading may be performed by a closed kneader.

《実施形態1》
ここからは、本態様の一例である実施形態1について説明する。
<<Embodiment 1>>
From here, Embodiment 1 which is an example of this aspect is demonstrated.

<1.密閉式混練機>
まず、実施形態1で使用することが可能な密閉式混練機について説明する。
<1. Closed kneader>
First, a closed type kneader that can be used in the first embodiment will be described.

図1に示すように、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に設けられた投入口6と、ネック部5の筒状の空間を上下に移動可能なラム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。 As shown in FIG. 1, the closed kneader 1 includes a kneading section 4 having a casing 2 and a rotor 3, a neck section 5 located above the kneading section 4 and having a cylindrical space inside, and a neck section. 5, a ram 7 that can move up and down in the cylindrical space of the neck portion 5, and a drop door 9 located on the lower surface of the kneading portion 4.

ケーシング2の上面中央部には、開口部2aが設けられている。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の側面には、ゴムや配合剤を投入可能な投入口6が設けられている。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 2. A neck portion 5 having a cylindrical space inside is provided above the opening 2a. On the side surface of the neck portion 5, a charging port 6 through which rubber and a compounding agent can be charged is provided. Two or more charging ports 6 may be provided for charging the rubber and the compounding agent through separate charging ports. The rubber and the compounding agent introduced from the introduction port 6 are introduced into the casing 2 through the opening 2a of the casing 2 through the tubular space of the neck portion 5.

ラム7は、ケーシング2の開口部2aを閉塞可能な形状をなす。ラム7は、その上端に連結されたシャフト8によって、ネック部5の筒状の空間を上下方向に移動することができる。ラム7は、その自重またはシャフト8からの押圧力によって、ケーシング2内に存在するゴムを押付・加圧することができる。 The ram 7 has a shape capable of closing the opening 2a of the casing 2. The ram 7 can move up and down in the tubular space of the neck portion 5 by the shaft 8 connected to the upper end thereof. The ram 7 can press and press the rubber existing in the casing 2 by its own weight or the pressing force from the shaft 8.

ドロップドア9は、混練中は閉じている。混練終了後にはドロップドア9は開かれる。 The drop door 9 is closed during kneading. After the kneading is completed, the drop door 9 is opened.

ローター3を回転させるモーター(不図示)の回転速度は、制御部11からの制御信号に基づいて調整される。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(具体的には実測温度Tp)に基づき、モーターの回転速度の制御をおこなう。モーターは、制御部11によって回転速度を自在に変化させることができる。モーターは、たとえばインバータモーターであることができる。 The rotation speed of a motor (not shown) that rotates the rotor 3 is adjusted based on a control signal from the control unit 11. The control unit 11 controls the rotation speed of the motor based on the temperature information (specifically, the measured temperature Tp) in the kneading unit 4 sent from the temperature sensor 13. The rotation speed of the motor can be freely changed by the control unit 11. The motor can be, for example, an inverter motor.

モーターの回転速度を決定するために、制御部11の内部に設けられた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と目標温度Tsとの偏差から、比例(P)、積分(I)および微分(D)の演算をおこなう。具体的には、PID演算処理部は、実測温度Tpおよび目標温度Tsの差(偏差e)に比例して制御量を算出する比例(P)動作と、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)動作と、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)動作と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。なお、PIDは、Proportional Integral Differentialの略である。 In order to determine the rotation speed of the motor, the PID calculation processing unit provided inside the control unit 11 is proportional to the deviation (from the difference between the actual measurement temperature Tp in the kneading unit 4 detected by the temperature sensor 13 and the target temperature Ts ( P), integration (I) and differentiation (D). Specifically, the PID calculation processing unit calculates the control amount in proportion to the difference (deviation e) between the measured temperature Tp and the target temperature Ts, and the integral that integrates the deviation e in the time axis direction. The rotation speed of the motor is calculated by the sum of the control amounts obtained by the integral (I) operation for calculating the control amount by the value and the derivative (D) operation for calculating the control amount from the gradient of the change in the deviation e, that is, the differential value. To decide. PID is an abbreviation for Proportional Integral Differential.

<2.ゴム組成物の製造方法の各工程>
次に、実施形態1におけるゴム組成物の製造方法が含む工程のいくつかを説明する。
<2. Each step of the method for producing a rubber composition>
Next, some of the steps included in the method for producing a rubber composition according to the first embodiment will be described.

実施形態1におけるゴム組成物の製造方法は、ゴム混合物を作製する工程(以下、「工程S1」という。)と、少なくともゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る工程(以下、「工程S2」という。)とを含む。 The method for producing a rubber composition according to the first embodiment includes a step of producing a rubber mixture (hereinafter referred to as “step S1”) and a step of kneading at least the rubber mixture and a vulcanizing compounding agent to obtain a rubber composition. (Hereinafter, referred to as “process S2”).

<2.1.工程S1(ゴム混合物を作製する工程)>
工程S1は、シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)が抑制されるように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、混練り温度を制御しながら混練りする工程K1と、次いで、混練り温度を上昇させながら混練りする工程K2と、次いで、シラン反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする工程K3とを含む。
<2.1. Step S1 (step of producing a rubber mixture)>
Step S1 is a step K1 of kneading at least rubber, silica and a silane coupling agent while controlling the kneading temperature so that the silane reaction (reaction of silica and the silane coupling agent) is suppressed, and then, It includes a step K2 of kneading while increasing the kneading temperature, and then a step K3 of kneading while controlling the kneading temperature so that the silane reaction proceeds.

<2.1.1.工程K1(シラン反応が抑制されるように混練りする工程)>
工程K1では、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を密閉式混練機1に投入し、シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)が抑制されるように、混練り温度を制御しながらこれらを混練りする。
<2.1.1. Step K1 (step of kneading so as to suppress silane reaction)>
In step K1, at least rubber, silica and a silane coupling agent are charged into the closed kneading machine 1, and the kneading temperature is controlled so that the silane reaction (reaction of silica and the silane coupling agent) is suppressed. Knead.

工程K1では、フィルファクターが60%以下となるように、ゴムなど(少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤)を密閉式混練機1に投入することが好ましい。60%以下であると、混練対象物にせん断を効果的にかけることができる。よって、シリカを、効果的に分散させることができる。フィルファクターは、好ましくは50%以上、より好ましくは52%以上、さらに好ましくは54%以上である。50%以上であると、混練り温度を所定の温度まで上昇させたいときに、差支えなく上昇させることができる。 In step K1, it is preferable to add rubber and the like (at least rubber, silica and a silane coupling agent) to the closed kneading machine 1 so that the fill factor is 60% or less. When it is 60% or less, the object to be kneaded can be effectively sheared. Therefore, silica can be effectively dispersed. The fill factor is preferably 50% or more, more preferably 52% or more, still more preferably 54% or more. When it is 50% or more, when it is desired to raise the kneading temperature to a predetermined temperature, the kneading temperature can be raised without any problem.

フィルファクターは、下記式で算出される。
フィルファクター=(混練対象物の体積/密閉式混練機1の混練室の容量)×100
この式において、混練対象物の体積は、立方デシメートルで表されることができる。混練対象物の体積は、混練対象物の質量と、混練対象物の密度とに基づいて求めることができる。ここで、混練対象物の質量は、加硫系配合剤(たとえば硫黄および加硫促進剤)を除く配合剤の質量と、ゴムの質量との合計であることができる。この式において、混練室の容量も、立方デシメートルで表されることができる。混練室の容量は特に限定されない。混練室の容量は、たとえば、150dm以上450dm以下であることができる。なお、1立方デシメートルは1Lに相当する。
The fill factor is calculated by the following formula.
Fill factor=(volume of kneading target/volume of kneading chamber of closed kneading machine 1)×100
In this equation, the volume of the object to be kneaded can be expressed in cubic decimeters. The volume of the kneading target can be calculated based on the mass of the kneading target and the density of the kneading target. Here, the mass of the object to be kneaded can be the total of the mass of the compounding agent excluding the vulcanizing compounding agent (for example, sulfur and the vulcanization accelerator) and the mass of the rubber. In this formula, the volume of the kneading chamber can also be expressed in cubic decimeters. The capacity of the kneading chamber is not particularly limited. The capacity of the kneading chamber can be, for example, 150 dm 3 or more and 450 dm 3 or less. In addition, 1 cubic decimeter corresponds to 1 L.

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(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、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。これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。ゴムは、ジエン系ゴムであることが好ましい。 Examples of the rubber include natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), nitrile rubber, chloroprene rubber and the like. From these, one or any combination can be selected and used. The rubber is preferably a diene rubber.

ゴムとして、変性ゴムを使用してもよい。変性ゴムとして、変性SBR、変性BRを挙げることができる。変性ゴムは、ヘテロ原子を含む官能基を有することができる。官能基は、ポリマー鎖の末端に導入されてもよく、ポリマー鎖中に導入されてもよいが、好ましくは末端に導入されることである。官能基としては、アミノ基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ基、シアノ基、ハロゲン基などが挙げられる。なかでも、アミノ基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基が好ましい。変性ゴムは、例示した官能基のうち少なくとも1種を有することができる。アミノ基としては、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基などが挙げられる。アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。例示した官能基は、シリカのシラノール基(Si−OH)と相互作用する。ここで、相互作用とは、たとえば、シリカのシラノール基との間で化学反応による化学結合または水素結合することを意味する。工程K1で使用するゴム100質量%中の変性ゴムの量は、10質量%以上であってもよく、20質量%以上であってもよく、30質量%以上であってもよい。工程K1で使用するゴム100質量%中の変性ゴムの量は、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく、70質量%以下であってもよい。 Modified rubber may be used as the rubber. Examples of the modified rubber include modified SBR and modified BR. The modified rubber can have a functional group containing a hetero atom. The functional group may be introduced at the end of the polymer chain or may be introduced in the polymer chain, but is preferably introduced at the end. Examples of the functional group include an amino group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, a cyano group, and a halogen group. Of these, an amino group, an alkoxyl group, a hydroxyl group and a carboxyl group are preferable. The modified rubber can have at least one of the exemplified functional groups. Examples of the amino group include a primary amino group, a secondary amino group and a tertiary amino group. Examples of the alkoxyl group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. The functional groups illustrated interact with the silanol groups of silica (Si-OH). Here, the interaction means, for example, a chemical bond or a hydrogen bond by a chemical reaction with the silanol group of silica. The amount of the modified rubber in 100% by mass of the rubber used in the step K1 may be 10% by mass or more, 20% by mass or more, and 30% by mass or more. The amount of the modified rubber in 100% by mass of the rubber used in the step K1 may be 90% by mass or less, 80% by mass or less, or 70% by mass or less.

シリカとして、少なくとも第一シリカ(窒素吸着法による比表面積が200m/gを超えるシリカ)と第二シリカ(窒素吸着法による比表面積が200m/g以下のシリカ)とを使用する。 As the silica, at least first silica (silica having a specific surface area of 200 m 2 /g by the nitrogen adsorption method) and second silica (silica having a specific surface area of 200 m 2 /g or less by the nitrogen adsorption method) are used.

第一シリカにおける窒素吸着法の比表面積は200m/gを超える。第一シリカの比表面積は、好ましくは210m/g以上、より好ましくは220m/g以上である。第一シリカの比表面積は、たとえば、300m/g以下であってもよく、280m/g以下であってもよく、260m/g以下であってもよい。 The specific surface area of the nitrogen adsorption method on the first silica exceeds 200 m 2 /g. The specific surface area of the first silica is preferably 210 m 2 /g or more, more preferably 220 m 2 /g or more. The specific surface area of the first silica may be, for example, 300 m 2 /g or less, 280 m 2 /g or less, or 260 m 2 /g or less.

いっぽう、第二シリカにおける窒素吸着法の比表面積は200m/g以下である。第二シリカの比表面積は、たとえば、190m/g以下であってもよく、180m/g以下であってもよい。第二シリカの比表面積は、たとえば、80m/g以上であってもよく、120m/g以上であってもよく、140m/g以上であってもよく、160m/g以上であってもよい。 On the other hand, the specific surface area of the second silica in the nitrogen adsorption method is 200 m 2 /g or less. The specific surface area of the second silica may be, for example, 190 m 2 /g or less, or 180 m 2 /g or less. The specific surface area of the second silica may be, for example, 80 m 2 /g or more, 120 m 2 /g or more, 140 m 2 /g or more, and 160 m 2 /g or more. May be.

シリカの比表面積は、JIS K−6430に記載の多点窒素吸着法(BET法)に準じて測定される。 The specific surface area of silica is measured according to the multipoint nitrogen adsorption method (BET method) described in JIS K-6430.

第一シリカや第二シリカのようなシリカとして、たとえば、湿式シリカ、乾式シリカを挙げることができる。なかでも、湿式シリカが好ましい。湿式シリカとして、沈降法シリカを挙げることができる。 Examples of the silica such as the first silica and the second silica include wet silica and dry silica. Of these, wet silica is preferable. Wet silica may include precipitated silica.

第一シリカの第二シリカに対する配合比(すなわち、第一シリカの量/第二シリカの量)は、好ましくは0.6以上、より好ましくは1.0以上、さらに好ましくは1.4以上である。この配合比が0.6以上であると、シランカップリング剤の反応率の改善効果が良好であり得る。この配合比は、2.0以上であってもよく、3.0以上であってもよく、4.0以上であってもよい。いっぽう、この配合比は、好ましくは7.0以下、より好ましくは6.0以下、さらに好ましくは5.5以下、さらに好ましくは5.0以下である。この配合比が7.0以下であると、シリカの嵩が過度に高くなることを防止できる。よって、混練対象物にせん断を効果的にかけることができる。 The compounding ratio of the first silica to the second silica (that is, the amount of the first silica/the amount of the second silica) is preferably 0.6 or more, more preferably 1.0 or more, still more preferably 1.4 or more. is there. When the compounding ratio is 0.6 or more, the effect of improving the reaction rate of the silane coupling agent may be good. The blending ratio may be 2.0 or more, 3.0 or more, and 4.0 or more. On the other hand, this blending ratio is preferably 7.0 or less, more preferably 6.0 or less, further preferably 5.5 or less, and further preferably 5.0 or less. When the compounding ratio is 7.0 or less, the bulk of silica can be prevented from becoming excessively high. Therefore, the object to be kneaded can be effectively sheared.

シリカ100質量%中の第一シリカの量は、10質量%以上であってもよく、30質量%以上であってもよく、50質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよい。 The amount of the first silica in 100% by mass of silica may be 10% by mass or more, 30% by mass or more, 50% by mass or more, and 70% by mass or more. It may be 90% by mass or more.

工程K1において、シリカの量は、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質量部以上である。シリカの量は、30質量部以上であってもよく、40質量部以上であってもよく、60質量部以上であってもよい。シリカの量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは160質量部以下、より好ましくは140質量部以下、さらに好ましくは120質量部以下である。シリカの量は、100質量部以下であってもよく、90質量部以下であってもよい。 In step K1, the amount of silica is preferably 10 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 30 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, and 60 parts by mass or more. The amount of silica is preferably 160 parts by mass or less, more preferably 140 parts by mass or less, and even more preferably 120 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 100 parts by mass or less, or 90 parts by mass or less.

シランカップリング剤として、たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、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を挙げることができる。これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。 Examples of the silane coupling agent include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, and bis(4-triethoxysilyl). Butyl) disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, sulfide silane such as bis(2-trimethoxysilylethyl) disulfide, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptopropylmethyl Examples thereof include mercaptosilanes such as dimethoxysilane, mercaptopropyldimethylmethoxysilane and mercaptoethyltriethoxysilane, and protected mercaptosilanes such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane and 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane. From these, one or any combination can be selected and used.

工程K1において、シランカップリング剤の量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上である。シランカップリング剤量の上限は、シリカ100質量部に対して、たとえば20質量部、15質量部である。 In step K1, the amount of the silane coupling agent is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, still more preferably 5 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of silica. The upper limit of the amount of silane coupling agent is, for example, 20 parts by mass or 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.

工程K1では、ゴム、シリカおよびシランカップリング剤とともに、カーボンブラック、老化防止剤、ステアリン酸、ワックス、酸化亜鉛、オイルなどを混練りすることができる。これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。 In step K1, carbon black, an antioxidant, stearic acid, wax, zinc oxide, oil and the like can be kneaded together with the rubber, silica and silane coupling agent. From these, one or any combination can be selected and used.

カーボンブラックとしては、たとえばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなどのファーネスブラックのほか、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。これらのうち一種または二種以上を使用することができる。 As the carbon black, for example, furnace black such as SAF, ISAF, HAF, FEF and GPF, as well as conductive carbon black such as acetylene black and Ketjen black can be used. The carbon black may be a granulated carbon black granulated in consideration of its handling property or an ungranulated carbon black. One or more of these can be used.

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。老化防止剤は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。 As anti-aging agents, aromatic amine anti-aging agents, amine-ketone anti-aging agents, monophenol anti-aging agents, bisphenol anti-aging agents, polyphenol anti-aging agents, dithiocarbamate anti-aging agents, thiourea An antiaging agent etc. can be mentioned. As the antiaging agent, one or any combination can be selected from these and used.

工程K1では、混練り温度が、一定に保持されるように混練りする。「混練り温度が、一定に保持される」とは、混練り温度が、一定の範囲内に保持されることを含む。工程K1では、具体的には、実測温度Tpが、目標温度Tsに保持されるように混練りする。このとき、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃内に保持され得る。目標温度Tsは、140℃未満であってもよく、138℃以下であってもよく、135℃以下であってもよく、132℃以下であってもよく、130℃以下であってもよい。目標温度Tsは、100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、115℃以上がさらに好ましく、120℃以上がさらに好ましい。これが低すぎると、シリカを分散させるために時間がかかる傾向がある。なお、目標温度Tsは、配合を考慮して、特にシランカップ剤の種類を考慮して適宜設定することができる。 In step K1, kneading is performed so that the kneading temperature is kept constant. The phrase "kneading temperature is kept constant" includes that the kneading temperature is kept within a certain range. In the step K1, specifically, the measured temperature Tp is kneaded so as to be maintained at the target temperature Ts. At this time, the measured temperature Tp can be kept within plus or minus 5° C. of the target temperature Ts. The target temperature Ts may be less than 140° C., 138° C. or less, 135° C. or less, 132° C. or less, and 130° C. or less. The target temperature Ts is preferably 100° C. or higher, more preferably 110° C. or higher, even more preferably 115° C. or higher, even more preferably 120° C. or higher. If it is too low, it tends to take time to disperse the silica. The target temperature Ts can be appropriately set in consideration of the composition, particularly the type of the silane cup agent.

工程K1では、10秒以上、混練り温度が一定の範囲内に保持されるように混練りする。20秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましくは、40秒以上がさらに好ましい。1000秒以下であってもよく、800秒以下であってもよく、600秒以下であってもよく、400秒以下であってもよく、200秒以下であってもよく、100秒以下であってもよい。 In step K1, kneading is performed for 10 seconds or more so that the kneading temperature is maintained within a certain range. It is preferably 20 seconds or longer, more preferably 30 seconds or longer, still more preferably 40 seconds or longer. It may be 1000 seconds or less, 800 seconds or less, 600 seconds or less, 400 seconds or less, 200 seconds or less, 100 seconds or less. May be.

混練り温度の保持は、ローター3の回転速度の調整によっておこなわれる。具体的には、ローター3の回転速度が、PID制御で調整されることによって、混練り温度の保持がおこなわれる。ここでは、ローター3の回転速度が、実測温度Tpを目標温度TsとするためのPID制御で調整される。PID制御は、混練りの当初から開始してもよく、実測温度Tpが、所定の温度に到達することをもって、開始してもよい。 The kneading temperature is maintained by adjusting the rotation speed of the rotor 3. Specifically, the kneading temperature is maintained by adjusting the rotation speed of the rotor 3 by PID control. Here, the rotation speed of the rotor 3 is adjusted by PID control for setting the measured temperature Tp to the target temperature Ts. The PID control may be started from the beginning of kneading, or may be started when the measured temperature Tp reaches a predetermined temperature.

<2.1.2.工程K2(混練り温度を上昇させながら混練りする工程)>
工程K2では、混練り温度を上昇させながら混練りする。工程K2では、混練り温度を、シラン反応が活発にすすむ温度(たとえば140℃以上)まで上昇させる。具体的には、混練り温度を、工程K3の目標温度Tsまで上昇させる。
<2.1.2. Process K2 (process of kneading while increasing kneading temperature)>
In step K2, kneading is performed while increasing the kneading temperature. In step K2, the kneading temperature is raised to a temperature at which the silane reaction actively proceeds (for example, 140° C. or higher). Specifically, the kneading temperature is raised to the target temperature Ts of step K3.

<2.1.3.工程K3(シラン反応がすすむように混練りする工程)>
工程K3では、シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする。
<2.1.3. Process K3 (process of kneading so that silane reaction proceeds)>
In step K3, kneading is performed while controlling the kneading temperature so that the silane reaction (reaction of silica and silane coupling agent) proceeds.

工程K3では、混練り温度が、一定に保持されるように混練りする。「混練り温度が、一定に保持される」とは、混練り温度が、一定の範囲内に保持されることを含む。工程K3では、具体的には、実測温度Tpが、目標温度Tsに保持されるように混練りする。このとき、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃内に保持され得る。目標温度Tsは、140℃以上であってもよく、142℃以上であってもよく、145℃以上であってもよく、148℃以上であってもよく、150℃以上であってもよい。これが低すぎると、シラン反応をすすめるために時間がかかり過ぎる傾向がある。目標温度Tsは、170℃以下が好ましく、165℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましく、155℃以下がさらに好ましく、153℃以下がさらに好ましい。これが高すぎると、ゲルが発生することがある。 In step K3, kneading is performed so that the kneading temperature is kept constant. The phrase "kneading temperature is kept constant" includes that the kneading temperature is kept within a certain range. In step K3, specifically, the measured temperature Tp is kneaded so as to be maintained at the target temperature Ts. At this time, the measured temperature Tp can be kept within plus or minus 5° C. of the target temperature Ts. The target temperature Ts may be 140°C or higher, 142°C or higher, 145°C or higher, 148°C or higher, and 150°C or higher. If it is too low, it will tend to take too long to proceed with the silane reaction. The target temperature Ts is preferably 170° C. or lower, more preferably 165° C. or lower, further preferably 160° C. or lower, further preferably 155° C. or lower, still more preferably 153° C. or lower. If it is too high, gels may form.

工程K3では、20秒以上、混練り温度が一定の範囲内に保持されるように混練りする。40秒以上が好ましく、60秒以上がより好ましく、80秒以上がさらに好ましい。2000秒以下であってもよく、1500秒以下であってもよく、1000秒以下であってもよく、500秒以下であってもよく、300秒以下であってもよく、200秒以下であってもよい。 In step K3, kneading is performed for 20 seconds or more so that the kneading temperature is maintained within a certain range. It is preferably 40 seconds or longer, more preferably 60 seconds or longer, still more preferably 80 seconds or longer. It may be 2000 seconds or less, 1500 seconds or less, 1000 seconds or less, 500 seconds or less, 300 seconds or less, 200 seconds or less. May be.

なお、混練り温度の保持は、工程K1と同じように、ローター3の回転速度の調整によっておこなわれる。 The kneading temperature is maintained by adjusting the rotation speed of the rotor 3 as in the step K1.

その後、必要に応じて、所定の排出温度まで混練りを続け、ドロップドア9を開け、ゴム混合物を排出する。 Then, if necessary, the kneading is continued to a predetermined discharge temperature, the drop door 9 is opened, and the rubber mixture is discharged.

<2.1.4.そのほか>
ゴム混合物は、必要に応じて、さらに混練をおこなうことができる。たとえば、ゴム混合物に、シリカおよびシランカップリング剤を必要に応じて追加し、さらに混練することができる。この段階で追加するシリカは、工程K1で投入するシリカと同種であってもよく、異種であってもよい。この段階で追加するシランカップリング剤は、工程K1で投入するシランカップリング剤と同種であってもよく、異種であってもよい。
<2.1.4. Other>
The rubber mixture can be further kneaded if necessary. For example, silica and a silane coupling agent can be added to the rubber mixture, if necessary, and further kneaded. The silica added at this stage may be the same as or different from the silica added in the step K1. The silane coupling agent added at this stage may be the same as or different from the silane coupling agent added in the step K1.

以上のような手順で、ゴム混合物を得ることができる。 The rubber mixture can be obtained by the above procedure.

<2.2.工程S2(ゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る工程)>
工程S2では、少なくともゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る。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。加硫系配合剤は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。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。硫黄は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。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。加硫促進剤は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。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。
<2.2. Step S2 (step of kneading a rubber mixture and a vulcanizing compounding agent to obtain a rubber composition)>
In step S2, at least the rubber mixture and the vulcanizing compounding agent are kneaded to obtain a rubber composition. Examples of the vulcanizing compounding agent include vulcanizing agents such as sulfur and organic peroxides, vulcanization accelerators, vulcanization accelerating aids, and vulcanization retarders. The vulcanizing compounding agent can be used by selecting one or any combination thereof. Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur. Sulfur can be used by selecting one or any combination from these. As a vulcanization accelerator, a sulfenamide vulcanization accelerator, a thiuram vulcanization accelerator, a thiazole vulcanization accelerator, a thiourea vulcanization accelerator, a guanidine vulcanization accelerator, a dithiocarbamate vulcanization accelerator And so on. As the vulcanization accelerator, one or any combination can be selected and used from these. The kneading can be performed with a kneader. Examples of the kneader include a closed kneader and an open roll. Examples of the closed kneader include Banbury mixer and kneader.

ゴム組成物において、シリカの量は、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質量部以上である。シリカの量は、30質量部以上であってもよく、40質量部以上であってもよく、60質量部以上であってもよい。シリカの量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは160質量部以下、より好ましくは140質量部以下、さらに好ましくは120質量部以下である。シリカの量は、100質量部以下であってもよく、90質量部以下であってもよい。 In the rubber composition, the amount of silica is preferably 10 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 30 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, and 60 parts by mass or more. The amount of silica is preferably 160 parts by mass or less, more preferably 140 parts by mass or less, and even more preferably 120 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 100 parts by mass or less, or 90 parts by mass or less.

ゴム組成物において、シランカップリング剤の量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上である。シランカップリング剤量の上限は、シリカ100質量部に対して、たとえば20質量部、15質量部である。 In the rubber composition, the amount of the silane coupling agent is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and further preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. The upper limit of the amount of silane coupling agent is, for example, 20 parts by mass or 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.

ゴム組成物は、カーボンブラック、老化防止剤、ステアリン酸、ワックス、酸化亜鉛、オイル、硫黄、加硫促進剤などをさらに含むことができる。これらのうち、一つまたは任意の組み合わせをゴム組成物は含むことができる。硫黄の量は、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。 The rubber composition may further include carbon black, an antioxidant, stearic acid, wax, zinc oxide, oil, sulfur, a vulcanization accelerator and the like. The rubber composition may include one or any combination thereof. The amount of sulfur is preferably 0.5 to 5 parts by mass in terms of sulfur content with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of the vulcanization accelerator is preferably 0.1 part by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber.

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。これらのタイヤ部材のうち、一つまたは任意の組み合わせを作製するためにゴム組成物を使用できる。 The rubber composition can be used for producing a tire. Specifically, it can be used for producing a tire member constituting a tire. For example, the rubber composition can be used for producing tread rubber, sidewall rubber, chafer rubber, bead filler rubber and the like. The rubber composition can be used to make one or any combination of these tire components.

<3.タイヤの製造方法の各工程>
次に、実施形態1におけるタイヤの製造方法が含む工程のいくつかを説明する。なお、これらの工程のうち、ゴム組成物の作製工程はすでに説明した。
<3. Each step of tire manufacturing method>
Next, some of the steps included in the tire manufacturing method according to the first embodiment will be described. Among these steps, the step of producing the rubber composition has already been described.

実施形態1におけるタイヤの製造方法は、ゴム組成物を用いて未加硫タイヤを作製する工程を含む。この工程は、ゴム組成物を含むタイヤ部材を作製すること、およびタイヤ部材を備える未加硫タイヤを作製することを含む。タイヤ部材として、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を挙げることができる。なかでも、トレッドゴムが好ましい。 The tire manufacturing method according to the first embodiment includes a step of manufacturing an unvulcanized tire using the rubber composition. This step includes producing a tire member including the rubber composition, and producing an unvulcanized tire including the tire member. Examples of tire members include tread rubber, sidewall rubber, chaeher rubber, and bead filler rubber. Of these, tread rubber is preferable.

実施形態1におけるタイヤの製造方法は、未加硫タイヤを加硫成型する工程をさらに含むことができる。実施形態1の方法で得られたタイヤは、空気入りタイヤであることができる。 The tire manufacturing method according to the first embodiment may further include a step of vulcanizing and molding an unvulcanized tire. The tire obtained by the method of the first embodiment can be a pneumatic tire.

<実施形態1には種々の変更を加えることができる>
実施形態1におけるゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法には、種々の変更を加えることができる。たとえば、以下の変形例から、一つまたは複数を選択して、実施形態1に変更を加えることができる。
<Various changes can be made to the first embodiment>
Various modifications can be added to the method for manufacturing the rubber composition and the method for manufacturing the tire according to the first embodiment. For example, one or more can be selected from the following modified examples to change the first embodiment.

上述の実施形態1では、シリカとして第一シリカと第二シリカとを使用する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、シリカとして第一シリカのみを使用してもよい。 In the above-described first embodiment, the configuration in which the first silica and the second silica are used as the silica has been described. However, the first embodiment is not limited to this configuration. For example, only the first silica may be used as the silica.

上述の実施形態1では、工程K1にて、ローター3の回転速度で混練り温度を制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、密閉式混練機1のジャケット(不図示)を流れる加熱冷却媒体の温度で混練り温度を制御してもよく、ラム7の押圧力で混練り温度を制御してもよい。これらの任意の組み合わせで混練り温度を制御してもよい。 In Embodiment 1 described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled by the rotation speed of the rotor 3 in the step K1 has been described. However, the first embodiment is not limited to this configuration. For example, the kneading temperature may be controlled by the temperature of the heating/cooling medium flowing through the jacket (not shown) of the closed kneading machine 1, or the kneading temperature may be controlled by the pressing force of the ram 7. The kneading temperature may be controlled by any combination of these.

上述の実施形態1では、工程K1にて、混練り温度をPID制御に基づいて制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。PID制御以外の制御方法に基づいて混練り温度を制御してもよい。 In the above-described first embodiment, the configuration in which the kneading temperature is controlled based on the PID control in the step K1 has been described. However, the first embodiment is not limited to this configuration. The kneading temperature may be controlled based on a control method other than the PID control.

上述の実施形態1では、工程K3にて、ローター3の回転速度で混練り温度を制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、密閉式混練機1のジャケット(不図示)を流れる加熱冷却媒体の温度で混練り温度を制御してもよく、ラム7の押圧力で混練り温度を制御してもよい。これらの任意の組み合わせで混練り温度を制御してもよい。 In Embodiment 1 described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled by the rotation speed of the rotor 3 in the step K3 has been described. However, the first embodiment is not limited to this configuration. For example, the kneading temperature may be controlled by the temperature of the heating/cooling medium flowing through the jacket (not shown) of the closed kneading machine 1, or the kneading temperature may be controlled by the pressing force of the ram 7. The kneading temperature may be controlled by any combination of these.

上述の実施形態1では、工程K3にて、混練り温度をPID制御に基づいて制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。PID制御以外の制御方法に基づいて混練り温度を制御してもよい。 In Embodiment 1 described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled based on the PID control in the step K3 has been described. However, the first embodiment is not limited to this configuration. The kneading temperature may be controlled based on a control method other than the PID control.

上述の実施形態1では、ゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、ゴム混合物をゴム組成物とみなしてもよい。 In the above-described first embodiment, the configuration in which the rubber mixture and the vulcanizing compounding agent are kneaded to obtain the rubber composition has been described. However, the first embodiment is not limited to this configuration. For example, the rubber mixture may be considered a rubber composition.

以下に、本開示の実施例を説明する。 Examples of the present disclosure will be described below.

実施例で使用した原料および薬品を次に示す。
SBR1 「SBR1502」JSR社製
SBR2 「SBR1723」(油含量37.5質量%)JSR社製
NR RSS#3
カーボンブラック 「シーストKH」東海カーボン社製
シリカ1 「9100GR」(BET=235m/g)エボニック社製
シリカ2 「VN3」(BET=180m/g)エボニック社製
オイル 「プロセスNC‐140」JX日鉱日石エネルギー社製
シランカップリング剤 「Si75」デグッサ社製
老化防止剤 「ノクラック6C」大内新興化学工業社製
酸化亜鉛 「酸化亜鉛2種」三井金属鉱業社製
ワックス 「OZOACE0355」日本精蝋社製
ステアリン酸 「工業用ステアリン酸」花王社製
硫黄 「5%油処理粉末硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤 「ノクセラーNS−P」大内新興化学工業社製
なお、後述の表1および表2において、SBR2の質量部は、正味のゴム量に基づいて示す。すなわち、後述の表においてSBR2が30質量部である場合、その30質量部の中に、油の量は計上されていない。
The raw materials and chemicals used in the examples are shown below.
SBR1 "SBR1502" made by JSR SBR2 "SBR1723" (oil content 37.5% by mass) made by JSR NR RSS#3
Carbon black "Seast KH" manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. Silica 1 "9100GR" (BET = 235m 2 / g) Evonik Co. Silica 2 "VN3" (BET = 180m 2 / g) Evonik Ltd. Oil "Process NC-140" JX Nikko Nisseki Energy's silane coupling agent “Si75” Degussa's anti-aging agent “Nocrac 6C” Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. zinc oxide “Zinc oxide 2” Mitsui Mining & Smelting wax “OZOACE0355” Nippon Seiro Manufactured by Stearic acid “Industrial stearic acid” Kao manufactured by Sulfur “5% oil-treated powdered sulfur” Tsurumi Chemical Co., Ltd. Vulcanization accelerator “Nocceller NS-P” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. And in Table 2, the mass part of SBR2 is shown based on the amount of net rubbers. That is, when SBR2 is 30 parts by mass in the table below, the amount of oil is not included in the 30 parts by mass.

フィルファクターの算出
フィルファクターは下記式で算出した。
フィルファクター=(混練対象物の体積/B型バンバリーミキサーの混練室の容量)×100
混練対象物の体積は、混練対象物の質量と、混練対象物の密度とに基づいて求めた。ここで、混練対象物の質量は、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤の質量と、ゴムの質量とを合計して求めた。混練室の容量は260立方デシメートルであった。
Calculation of fill factor The fill factor was calculated by the following formula.
Fill factor=(volume of kneading object/volume of kneading chamber of B type Banbury mixer)×100
The volume of the kneading target was determined based on the mass of the kneading target and the density of the kneading target. Here, the mass of the object to be kneaded was determined by summing the mass of the compounding agent excluding sulfur and the vulcanization accelerator and the mass of the rubber. The capacity of the kneading chamber was 260 cubic decimeters.

比較例1における未加硫ゴムの作製
表1にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、PID制御なしで混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of Unvulcanized Rubber in Comparative Example 1 According to Table 1, a compounding agent excluding sulfur and a vulcanization accelerator and rubber were put into a B-type Banbury mixer, kneaded without PID control, and discharged at 160° C. And a rubber mixture was obtained. Next, the rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

比較例2および比較例4における未加硫ゴムの作製
表1にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、PID制御で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。すなわち、配合剤およびゴムを、目標温度Ts=150℃で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of Unvulcanized Rubber in Comparative Example 2 and Comparative Example 4 According to Table 1, a compounding agent excluding sulfur and a vulcanization accelerator and rubber were put into a B-type Banbury mixer, and kneaded under PID control to obtain 160. Discharged at ℃, to obtain a rubber mixture. That is, the compounding agent and the rubber were kneaded at the target temperature Ts=150° C. and discharged at 160° C. to obtain a rubber mixture. Next, the rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

実施例1、2および4と、比較例3とにおける未加硫ゴムの作製
表1にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、PID制御で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。すなわち、配合剤およびゴムを、目標温度Ts=130℃で混練りし、次いで、目標温度Ts=150℃で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of Unvulcanized Rubber in Examples 1, 2 and 4 and Comparative Example 3 According to Table 1, a compounding agent excluding sulfur and a vulcanization accelerator and rubber were charged into a B-type Banbury mixer, and PID control was performed. The mixture was kneaded and discharged at 160° C. to obtain a rubber mixture. That is, the compounding agent and the rubber were kneaded at the target temperature Ts=130° C., then at the target temperature Ts=150° C., and discharged at 160° C. to obtain a rubber mixture. Next, the rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

実施例3における未加硫ゴムの作製
表1にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、PID制御で混練りし、165℃で排出し、ゴム混合物を得た。すなわち、配合剤およびゴムを、目標温度Ts=120℃で混練りし、次いで、目標温度Ts=160℃で混練りし、165℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of Unvulcanized Rubber in Example 3 According to Table 1, a compounding agent excluding sulfur and a vulcanization accelerator and rubber were put into a B-type Banbury mixer, kneaded under PID control, and discharged at 165°C. , A rubber mixture was obtained. That is, the compounding agent and the rubber were kneaded at the target temperature Ts=120° C., then at the target temperature Ts=160° C., and discharged at 165° C. to obtain a rubber mixture. Next, the rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

加硫ゴムの作製
未加硫ゴムを150℃、30分間で加硫し、加硫ゴムを得た。
Preparation of Vulcanized Rubber Unvulcanized rubber was vulcanized at 150° C. for 30 minutes to obtain a vulcanized rubber.

シランカップリング剤の反応率
特開2010−216952号公報に記載の方法にしたがって、シランカップリング剤の反応率を求めた。具体的には、まず、ゴム混合物(すなわち、硫黄および加硫促進剤を含んでいない混合物)を、厚み1mm以下のシート状に引き伸ばし、シート状のゴム混合物から1.00g(m=1.00g)の試料を切り出した。次いで、アセトンで8時間ソックスレー抽出をおこない、抽出後試料を30℃で5時間真空乾燥し、抽出後試料の質量mを測定した。次いで、抽出後試料に含まれる硫黄分S(硫黄濃度:質量%)を、日本ダイオネクス社製イオンクロマトグラフ「ICS−1500」で測定した。また、シランカップリング剤を配合しないこと以外は同じ方法でゴム混合物(シランカップリング剤不含有のゴム混合物)を作製した。シランカップリング剤不含有のゴム混合物について、同様の方法で、試料の切り出しから、抽出後試料に含まれる硫黄分S(質量%)の測定までをおこなった。そして、下記式によりシランカップリング剤の反応率を求めた。
反応率(%)={(S−S)/S}×(m/m)×100 …(I)
Sは、抽出後試料に含まれる硫黄分S(質量%)である。Sは、シランカップリング剤不含有のゴム混合物由来の抽出後試料に含まれる硫黄分(質量%)である。Sは、シランカップリング剤の配合量から算出される抽出前の試料に含まれるシランカップリング剤による硫黄分(質量%)である。mは、抽出前の試料の質量である。mは、抽出後試料の質量である。
Reaction Rate of Silane Coupling Agent The reaction rate of the silane coupling agent was determined according to the method described in JP 2010-216952A. Specifically, first, a rubber mixture (that is, a mixture containing no sulfur and a vulcanization accelerator) is drawn into a sheet having a thickness of 1 mm or less, and 1.00 g (m 0 =1. A sample of 00g) was cut out. Then, Soxhlet extraction was performed for 8 hours with acetone, the sample after extraction was vacuum dried at 30° C. for 5 hours, and the mass m of the sample after extraction was measured. Then, the sulfur content S (sulfur concentration: mass %) contained in the sample after extraction was measured by an ion chromatograph “ICS-1500” manufactured by Nippon Dionex. Further, a rubber mixture (rubber mixture containing no silane coupling agent) was prepared by the same method except that the silane coupling agent was not added. With respect to the rubber mixture containing no silane coupling agent, the sample was cut out and the sulfur content S 2 O (mass %) contained in the sample after extraction was measured by the same method. Then, the reaction rate of the silane coupling agent was determined by the following formula.
The reaction rate (%) = {(S- S O) / S r} × (m / m 0) × 100 ... (I)
S is the sulfur content S (mass %) contained in the sample after extraction. S 2 O is the sulfur content (mass %) contained in the sample after extraction derived from the rubber mixture containing no silane coupling agent. S r is the sulfur content (mass %) due to the silane coupling agent contained in the sample before extraction, which is calculated from the blending amount of the silane coupling agent. m 0 is the mass of the sample before extraction. m is the mass of the sample after extraction.

分散性
加硫ゴムの試験片を、東洋精機社製の粘弾性試験機を用いて、温度60℃、周波数10Hz、静歪み10%の条件で、動歪みが0.1%および10%の時の貯蔵弾性率(E´(0.1)およびE´(10))を測定し、ペイン効果(δE´=E´(0.1)−E´(10))を算出した。比較例1のペイン効果を100とした指数で、各例の結果を表1に示す。指数が大きいほど、フィラーの分散性に優れる。
Dispersibility A test piece of vulcanized rubber was measured using a viscoelasticity tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. under conditions of temperature 60° C., frequency 10 Hz, static strain 10% and dynamic strain 0.1% and 10%. The storage elastic moduli (E'(0.1) and E'(10)) were measured and the Payne effect (δE'=E'(0.1)-E'(10)) was calculated. The result of each example is shown in Table 1 by an index with the Pain effect of Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the better the dispersibility of the filler.

湿潤路面制動性
リュプケ式反発弾性試験機を使用し、23℃の条件でJIS K6255に準じて、反発弾性(%)を測定した。比較例1における反発弾性の逆数を100とした指数で、各例の逆数(反発弾性の逆数)を表1に示す。指数が大きいほど湿潤路面制動性に優れる。
Wet road braking property Using a Lupke type impact resilience tester, the impact resilience (%) was measured at 23° C. according to JIS K6255. Table 1 shows the reciprocal of each example (reciprocal of impact resilience) with an index with the reciprocal of impact resilience in Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the better the wet road braking performance.

低燃費性
加硫ゴムのtanδを、JIS K−6394に準じて測定した。tanδは、上島製作所製の動的粘弾性測定装置を用いて、周波数50Hz、動歪み1.0%、温度50℃、静歪み(初期歪み)10%の条件で測定した。比較例1のtanδを100とした指数で、各例のtanδを表1に示す。指数が大きいほどtanδが低く、低燃費性に優れる。
Fuel economy The tan δ of the vulcanized rubber was measured according to JIS K-6394. The tan δ was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by Ueshima Seisakusho under the conditions of frequency 50 Hz, dynamic strain 1.0%, temperature 50° C., static strain (initial strain) 10%. Table 1 shows the tan δ of each example, which is an index with tan δ of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the lower the tan δ and the better the fuel economy.

Figure 2020100784
Figure 2020100784

表1、および後述の表2において、第一温度制御とは、実測温度Tpが目標温度Tsに到達した時点で開始されるPID制御を意味する。第一温度制御時間は、第一温度制御をおこなった時間(時の長さ)である。第二温度制御も、実測温度Tpが目標温度Tsに到達した時点で開始されるPID制御を意味する。第二温度制御時間は、第二温度制御をおこなった時間(時の長さ)である。 In Table 1 and Table 2 described later, the first temperature control means PID control started when the measured temperature Tp reaches the target temperature Ts. The first temperature control time is a time (length of time) when the first temperature control is performed. The second temperature control also means PID control started when the measured temperature Tp reaches the target temperature Ts. The second temperature control time is a time (length of time) when the second temperature control is performed.

第一温度制御において、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。第二温度制御においても、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。比較例2および比較例4の温度制御においても、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。 In the first temperature control, the measured temperature Tp was within the range of plus or minus 5° C. of the target temperature Ts. Also in the second temperature control, the actually measured temperature Tp was within the range of plus or minus 5° C. of the target temperature Ts. Also in the temperature control of Comparative Example 2 and Comparative Example 4, the measured temperature Tp was within the range of plus or minus 5° C. of the target temperature Ts.

シランカップリング剤(「Si75」デグッサ社製)は、130℃ではシリカとの反応がほとんどすすまず、150℃ではシリカとの反応がすすむところ、130℃保持(第一温度制御)で混練し、次いで150℃保持(第二温度制御)で混練するという手順を踏むことによって、シランカップリング剤の反応率が改善した(比較例1、比較例2および実施例1参照)。この手順によって、分散性、湿潤路面制動性、低燃費性も改善した(比較例1、比較例2および実施例1参照)。 The silane coupling agent (“Si75” manufactured by Degussa Co., Ltd.) kneads at 130° C. (first temperature control), where the reaction with silica hardly progresses at 130° C. and the reaction with silica proceeds at 150° C. Then, the reaction rate of the silane coupling agent was improved by following the procedure of kneading at 150° C. (second temperature control) (see Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example 1). By this procedure, dispersibility, wet road braking performance, and fuel economy were also improved (see Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example 1).

この手順(130℃保持で混練し、150℃保持で混練するという手順)による反応率の改善効果は、シリカ1およびシリカ2の併用系で、シリカ2の単独系よりも大きかった。具体的には、併用系では、反応率の改善効果が10%であった(比較例2および実施例1参照)。これに対して、単独系では、反応率の改善効果が5%であった(比較例3および比較例4参照)。分散性、湿潤路面制動性、低燃費性の改善効果も、併用系が単独系よりも大きかった(比較例2および実施例1参照。比較例3および比較例4参照。)。 The effect of improving the reaction rate by this procedure (the procedure of kneading at 130° C. and kneading at 150° C.) was greater in the combined system of silica 1 and silica 2 than in the case of silica 2 alone. Specifically, in the combined system, the effect of improving the reaction rate was 10% (see Comparative Example 2 and Example 1). On the other hand, in the single system, the effect of improving the reaction rate was 5% (see Comparative Example 3 and Comparative Example 4). The combined system was also more effective than the single system in improving the dispersibility, wet road surface braking property, and fuel economy (see Comparative Example 2 and Example 1; see Comparative Example 3 and Comparative Example 4).

比較例5における未加硫ゴムの作製
表2にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、PID制御で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。すなわち、配合剤およびゴムを、目標温度Ts=150℃で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of Unvulcanized Rubber in Comparative Example 5 According to Table 2, the compounding agent excluding sulfur and vulcanization accelerator and rubber were put into a B-type Banbury mixer, kneaded under PID control, and discharged at 160°C. , A rubber mixture was obtained. That is, the compounding agent and the rubber were kneaded at the target temperature Ts=150° C. and discharged at 160° C. to obtain a rubber mixture. Next, the rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

実施例5における未加硫ゴムの作製
表2にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、PID制御で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。すなわち、配合剤およびゴムを、目標温度Ts=130℃で混練りし、次いで、目標温度Ts=150℃で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of Unvulcanized Rubber in Example 5 According to Table 2, the compounding agent excluding sulfur and vulcanization accelerator and rubber were put into a B-type Banbury mixer, kneaded under PID control, and discharged at 160°C. , A rubber mixture was obtained. That is, the compounding agent and the rubber were kneaded at the target temperature Ts=130° C., then at the target temperature Ts=150° C., and discharged at 160° C. to obtain a rubber mixture. Next, the rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

加硫ゴムの作製と評価
未加硫ゴムを150℃、30分間で加硫し、加硫ゴムを得た。各項目(反応率、分散性、湿潤路面制動性、低燃費性)を上述の方法で評価し、その結果を表2に示す。分散性に関しては、比較例5のペイン効果を100とした指数で、実施例5の結果を表2に示す。指数が大きいほど、フィラーの分散性に優れる。湿潤路面制動性に関しては、比較例5における反発弾性の逆数を100とした指数で、実施例5の逆数(反発弾性の逆数)を表2に示す。指数が大きいほど湿潤路面制動性に優れる。低燃費性に関しては、比較例5のtanδを100とした指数で、実施例5のtanδを表2に示す。指数が大きいほどtanδが低く、低燃費性に優れる。
Preparation and Evaluation of Vulcanized Rubber Unvulcanized rubber was vulcanized at 150° C. for 30 minutes to obtain a vulcanized rubber. Each item (reaction rate, dispersibility, wet road surface braking property, low fuel consumption) was evaluated by the above method, and the results are shown in Table 2. Regarding the dispersibility, the result of Example 5 is shown in Table 2 as an index with the Payne effect of Comparative Example 5 being 100. The larger the index, the better the dispersibility of the filler. With respect to the wet road surface braking property, the reciprocal of impact resilience in Comparative Example 5 is set to 100, and the reciprocal of Example 5 (reciprocal of impact resilience) is shown in Table 2. The larger the index, the better the wet road braking performance. Regarding fuel economy, the tan δ of Example 5 is shown in Table 2 as an index with tan δ of Comparative Example 5 as 100. The larger the index, the lower the tan δ and the better the fuel economy.

Figure 2020100784
Figure 2020100784

各温度制御(実施例5の第一温度制御、実施例5の第二温度制御、比較例5の温度制御)において、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。 In each temperature control (first temperature control in Example 5, second temperature control in Example 5, temperature control in Comparative Example 5), the measured temperature Tp was within the range of plus or minus 5°C of the target temperature Ts. ..

130℃保持(第一温度制御)で混練し、次いで150℃保持(第二温度制御)で混練するという手順を踏むことによって、シランカップリング剤の反応率、分散性、湿潤路面制動性、低燃費性が改善した(比較例5および実施例5参照)。 The reaction rate of the silane coupling agent, dispersibility, wet road surface braking property, and low Fuel economy was improved (see Comparative Example 5 and Example 5).

この手順(130℃保持で混練し、150℃保持で混練するという手順)による反応率の改善効果は、フィルファクター58%で、フィルファクター61%よりも大きかった。具体的には、フィルファクター58%では、反応率の改善効果が10%であった(比較例2および実施例1参照)。これに対して、フィルファクター61%では、反応率の改善効果が6%であった(比較例5および実施例5参照)。分散性、湿潤路面制動性、低燃費性の改善効果も、フィルファクター58%がフィルファクター61%よりも大きかった(比較例2および実施例1参照。比較例5および実施例5参照。)。 The effect of improving the reaction rate by this procedure (the procedure of kneading at 130° C. and kneading at 150° C.) was 58% in fill factor, which was larger than 61% in fill factor. Specifically, with a fill factor of 58%, the effect of improving the reaction rate was 10% (see Comparative Example 2 and Example 1). On the other hand, when the fill factor was 61%, the effect of improving the reaction rate was 6% (see Comparative Example 5 and Example 5). The effect of improving the dispersibility, wet road surface braking property, and fuel economy was also higher in the fill factor of 58% than in the fill factor of 61% (see Comparative Example 2 and Example 1, see Comparative Examples 5 and 5).

Claims (4)

シリカおよびシランカップリング剤の反応が抑制されるように、少なくともゴム、前記シリカおよび前記シランカップリング剤を、混練り温度を制御しながら混練りする工程と、
前記反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする工程とを含み、
前記シリカは、窒素吸着法による比表面積が200m/gを超える第一シリカを含む、
ゴム組成物の製造方法。
In order to suppress the reaction of silica and the silane coupling agent, at least rubber, a step of kneading the silica and the silane coupling agent while controlling the kneading temperature,
As the reaction proceeds, including a step of kneading while controlling the kneading temperature,
The silica includes a first silica having a specific surface area of more than 200 m 2 /g according to a nitrogen adsorption method,
Method for producing rubber composition.
前記反応が抑制されるように混練りする前記工程は、前記混練り温度が一定に保持されるように混練りすることを含み、
前記反応がすすむように混練りする前記工程は、前記混練り温度が一定に保持されるように混練りすることを含む、
請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。
The step of kneading so that the reaction is suppressed includes kneading so that the kneading temperature is kept constant,
The step of kneading so that the reaction proceeds includes kneading so that the kneading temperature is kept constant,
The method for producing the rubber composition according to claim 1.
前記反応が抑制されるように混練りする前記工程では密閉式混練機で混練りし、
前記反応がすすむように混練りする前記工程でも前記密閉式混練機で混練りする、請求項1または2に記載のゴム組成物の製造方法。
In the step of kneading so that the reaction is suppressed, kneading with a closed kneader,
The method for producing a rubber composition according to claim 1 or 2, wherein even in the step of kneading so that the reaction proceeds, kneading is performed by the closed kneader.
請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法でゴム組成物を作製する工程と、
前記ゴム組成物を用いて未加硫タイヤを作製する工程とを含む、
タイヤの製造方法。
A step of producing a rubber composition by the method for producing a rubber composition according to claim 1,
A step of producing an unvulcanized tire using the rubber composition,
Tire manufacturing method.
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