JP2023093845A - ゴム組成物の製造方法、タイヤの製造方法、およびゴム組成物の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの低発熱性や湿潤路面制動性、耐摩耗性を改善することができるゴム組成物の製造方法や、タイヤの製造方法を提供することを目的とする。本発明は、そのようなゴム組成物を製造するための装置を提供することも目的とする。【解決手段】ゴム組成物の製造方法は、密閉式混練機１で、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応がすすむ下限温度以上で混練りする工程を含む。その工程中の少なくとも一部の時間、ラム７が非押付である状態で混練室４に圧縮ガスを送り込む。これによって、カップリング反応の過程で生成する揮発物を混練室４外に効果的に排出することができるため、カップリング反応を効率よくすすめることができ、シリカの凝集力を低下させることが可能である。その結果、タイヤの低発熱性や湿潤路面制動性、耐摩耗性を改善することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴム組成物の製造方法、タイヤの製造方法、およびゴム組成物の製造装置に関する。

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。とりわけ、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など、シリカをうまく分散させることは容易ではない。

シリカの凝集力を低下させるために、シランカップリング剤を使用することが知られている。シランカップリング剤は、混練りの際にシリカと反応することが可能であるため、シリカの凝集を防ぐことができる。なお、シランカップリング剤は、たとえば加硫時に、ゴムの二重結合と反応することが可能であるため、シリカとゴムとを結合することもできる。

シリカの凝集力を低下させる手法として、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御したうえで、ラムを上昇させた状態で混練りすることが特許文献１に記載されている。

特開２０２１－１０２７２１号公報

特許文献１に記載された方法で、シリカの凝集力を低下させ（すなわちシリカの分散を高め）、その結果、タイヤの低発熱性や、湿潤路面での制動性（以下、「湿潤路面制動性」という。）を改善することができるところ、この方法には、未だ改善の余地がある。

本発明は、タイヤの低発熱性や湿潤路面制動性、耐摩耗性を改善することができるゴム組成物の製造方法や、タイヤの製造方法を提供することを目的とする。本発明は、そのようなゴム組成物を製造するための装置を提供することも目的とする。

この課題を解決するために、本発明のゴム組成物の製造方法は、
密閉式混練機で、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、前記シリカおよび前記シランカップリング剤のカップリング反応がすすむ下限温度以上で混練りする工程を含み、
前記密閉式混練機は、混練室と、前記混練室の上方に位置するネックと、前記ネック内の空間を上下に移動可能なラムと、を備え、
前記工程中の少なくとも一部の時間、前記ラムが非押付である状態で前記混練室に圧縮ガスを送り込む。
ここで、「前記ラムが非押付である状態」とは、ラムが上昇され、かつ混練室が開放系となった状態を意味する。

本発明のゴム組成物の製造方法によれば、カップリング反応がすすむ下限温度以上で混練りすることによって、シランカップリング剤をシリカに固定することができるので、シリカの凝集力を低下させることができる。

しかも、カップリング反応がすすむ下限温度以上で混練りしている間の少なくとも一部の時間、
ラムが非押付である状態（以下、「非押付状態」とも言う。）で混練りすることによって、カップリング反応の過程で生成する揮発物（たとえば水やアルコール）を混練室外に排出することができるため、カップリング反応を効率よくすすめることができ、シリカの凝集力をさらに低下させることが可能である。つまり、シリカ分散の程度をさらに高めることができる。

そのうえ、非押付状態で混練室に圧縮ガスを送り込むことによって、揮発物（たとえば水やアルコール）を混練室外に効果的に排出することができるため、カップリング反応をいっそう効率よくすすめることができ、シリカの凝集力をいっそう低下させることが可能である。つまり、シリカ分散の程度をいっそう高めることができる。

その結果、タイヤの低発熱性や湿潤路面制動性、耐摩耗性を改善することができる。

前記密閉式混練機が、前記混練室にローターを備え、前記少なくとも一部の時間、混練り温度を目標温度とするためにＰＩＤ制御で前記ローターの回転速度を制御する、という構成が好ましい。
仮に、ローターのＰＩＤ制御を一切おこなわずに非押付状態としたとすると（すなわち、ローターの回転速度一定で非押付状態としたとすると）、ある配合では、混練り温度が、カップリング反応がすすむ下限温度未満に低下することや、別のある配合では、混練り温度が、ゲル化が進行する温度以上に上昇することがあり得る。
これに対して、ＰＩＤ制御でローターの回転速度を制御することによって、混練り温度を安定させることができるため、カップリング反応の反応率の低下や、ゲル化の発生を抑制することができる。

前記少なくとも一部の時間が５秒以上である、という構成が好ましい。
この構成によって、カップリング反応の過程で生成する揮発物（たとえば水やアルコール）を、混練室外にいっそう効果的に排出することができる。したがって、タイヤの低発熱性や湿潤路面制動性、耐摩耗性をいっそう改善することができる。

前記密閉式混練機が、前記混練室の壁面で開口する穴をさらに備え、
前記少なくとも一部の時間、前記穴から前記混練室に前記圧縮ガスを送り込む、という構成が好ましい。

前記圧縮ガスが圧縮空気である、という構成が好ましい。なぜなら、圧縮空気は、低コストで生成することができるので、コストを抑えることができるためである。

本発明のタイヤの製造方法は、
上述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。

本発明のゴム組成物の製造装置は、
混練室、前記混練室の上方に位置するネック、前記ネック内の空間を上下に移動可能なラム、および前記混練室の壁面で開口する穴を備える密閉式混練機と、
前記穴を介して前記混練室に送り込むための圧縮ガスを生成する圧縮機と、を備える。

本発明のゴム組成物の製造装置によれば、混練室の壁面で開口する少なくとも一つの穴を介して、圧縮機で生成した圧縮ガスを送り込むことができるため、たとえば、非押付状態で混練室に圧縮ガスを送り込むことによって、カップリング反応の過程で生成する揮発物（たとえば水やアルコール）を混練室外に排出することができる。その結果、カップリング反応を効率よくすすめることができ、シリカの凝集力を低下させることが可能である。つまり、シリカ分散の程度を高めることができる。したがって、タイヤの低発熱性や湿潤路面制動性、耐摩耗性を改善することができる。

本実施形態におけるゴム組成物の製造装置の構成を示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

＜１．ゴム組成物の製造装置＞
まず、本実施形態で使用することが可能な、ゴム組成物の製造装置、すなわち、混練システムについて説明する。

図１に示すように、本実施形態におけるゴム組成物の製造装置３０は、密閉式混練機１と、密閉式混練機１に送るための圧縮ガスを生成する圧縮機２１とを備える。製造装置３０は、密閉式混練機１に固定された、圧縮ガスのための配管２６をさらに備える。製造装置３０は、圧縮ガスの経路に関して、圧縮機２１と配管２６との間に、ほかの機器、たとえば、アフタークーラーやタンク、メインライフフィルター、エアドライヤーを備えていてもよい。もちろん、製造装置３０は、これらをつなぐ配管を備えていてもよい。

圧縮機２１は圧縮ガスを生成することができる。圧縮機２１は筐体２５を備える。筐体２５内に、圧縮機２１は、たとえば、モータ（不図示）と、モータによって駆動され、ガス（たとえば空気）を圧縮する圧縮機本体（不図示）と、圧縮機本体で圧縮された圧縮ガスを貯留するタンク（不図示）と、を備える。このような圧縮機２１では、圧縮機本体から吐出された圧縮ガスが、配管（不図示）を介しタンクに流入することができる。いっぽう、タンクで貯留された圧縮ガスが、配管（不図示）を介し圧縮機２１の外部へ出ることができる。なお、圧縮機２１が、たとえば、アフタークーラーやタンク、メインライフフィルター、エアドライヤーをさらに備えていてもよい。

圧縮ガスとして、たとえば、圧縮空気、圧縮された不活性ガス（たとえば、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス）を挙げることができる。なかでも、低コストで生成することができるという理由で、圧縮空気が好ましい。

圧縮機２１の外部へ出た圧縮ガスは、必要に応じて、アフタークーラーやタンク、メインライフフィルター、エアドライヤーなどを経由し、配管２６を経由して、密閉式混練機１の混練室４に送り込まれる。なお、配管２６には、圧縮ガスの圧力を測定するための圧力計（不図示）が設けられている。

密閉式混練機１は、ケーシング２およびローター３を有する混練室４と、混練室４の上方に位置する筒状のネック５と、ネック５に設けられた投入口６と、投入口６を開閉することが可能なホッパドア６ａと、ネック５内の空間を上下に移動可能なラム７と、混練室４の下面に位置するドロップドア９とを備える。密閉式混練機１としては、かみ合式密閉型混練機、接線式密閉型混練機などを挙げることができる。

ケーシング２の上面中央部には、開口２ａが設けられている。開口２ａの上方には、筒状のネック５が設けられている。ネック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。投入口６は２つ以上設けられていてもよい。投入口６から投入されたゴムおよび配合剤は、ネック５の筒状の空間内を通って、ケーシング２の開口２ａからケーシング２内に投入される。

ラム７は、ケーシング２の開口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５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。

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。

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から送られる混練室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。

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が検出する混練室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。

密閉式混練機１は、混練室４の壁面で開口する穴をさらに備えている。言い換えると、密閉式混練機１のケーシング２が、混練室４に向かって開口する穴を備えている。この穴は、ケーシング２の外面から内面まで貫通している。この穴から、圧縮機２１で生成された圧縮ガスが混練室４に送り込まれる。

＜２．ゴム組成物の製造方法＞
次に、本実施形態におけるゴム組成物の製造方法について説明する。

本実施形態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。

＜２．１．工程Ｓ１（ゴム混合物を作製する工程）＞
工程Ｓ１は、密閉式混練機１で、カップリング反応（すなわち、シリカおよびシランカップリング剤の反応）がすすむ下限温度未満に混練り温度を制御した状態で、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する工程（以下、「工程Ｋ１」という。）と、混練り温度を上昇させながら密閉式混練機１で混練りする工程（以下、「工程Ｋ２」という。）と、カップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御した状態で密閉式混練機１で混練りする工程（以下、「工程Ｋ３」という。）とを含む。

言い換えると、工程Ｓ１は、カップリング反応が抑制されるように混練り温度を制御しながら、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で混練りする工程（すなわち工程Ｋ１）と、混練り温度を上昇させながら密閉式混練機１で混練りする工程（すなわち工程Ｋ２）と、カップリング反応がすすむように混練り温度を制御しながら密閉式混練機１で混練りする工程（すなわち工程Ｋ３）とを含む。

工程Ｋ１～Ｋ３は、一つの混練ステージを構成する。混練ステージは、密閉式混練機１への材料の投入から排出までのサイクルである。よって、工程Ｋ１から工程Ｋ２への移行の際に、ゴム、シリカおよびシランカップリング剤といった材料は密閉式混練機１から排出されず、工程Ｋ２から工程Ｋ３への移行の際にも、材料は密閉式混練機１から排出されない。

＜２．１．１．工程Ｋ１（カップリング反応がすすむ下限温度未満に温度制御した状態で混練りする工程）＞
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、カップリング反応がすすむ下限温度未満に混練り温度を制御した状態で、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する。すなわち、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、カップリング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。工程Ｋ１によって、カップリング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。これに加えて、工程Ｋ１によって、ゴム組成物の製造のために消費する電力量を低減することもできる。これについて説明する。仮に、工程Ｋ１で、混練り温度が制御されなかったとすると、せん断発熱による温度上昇によって混練り時間が制限されるため、複数回の再練りをおこなう必要性が高い（特に、シリカ高充てん配合では、その必要性が高い）。これに対して、本実施形態では、工程Ｋ１で混練り温度を制御することによって、温度上昇による混練り時間の制限を取り払うことができるため、混練り時間を引き延ばすことができ、したがって、再練りの回数を減らすことができる。その結果、ゴム組成物の製造のために消費する電力量を低減することができる。なお、工程Ｋ１では、ラム７で、混練中の材料を押さえつけた状態、すなわち押付状態で混練りすることができる。工程Ｋ１中の少なくとも一部の時間、ラム７が非押付である状態で混練りしてもよい。

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。

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。

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。シリカの窒素吸着法による比表面積は、たとえば、８０ｍ^２／ｇ以上であってもよく、１２０ｍ^２／ｇ以上であってもよく、１４０ｍ^２／ｇ以上であってもよく、１６０ｍ^２／ｇ以上であってもよい。シリカの比表面積は、たとえば、３００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、２８０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、２６０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、２５０ｍ^２／ｇ以下であってもよい。ここで、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。

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３０質量部以上、さらに好ましくは５０質量部以上、さらに好ましくは７０質量部以上、さらに好ましくは８０質量部以上である。シリカの量は、ゴム１００質量部に対して、好ましくは１５０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１３０質量部以下、さらに好ましくは１２０質量部以下である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

工程Ｋ１では、たとえば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。すなわち、１０秒以上、混練り温度を制御する。これは、２０秒以上が好ましく、３０秒以上が好ましい。これは、４０秒以上であってもよく、６０秒以上であってもよく、７０秒以上であってもよい。これは、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。

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（たとえば目標温度Ｔｓや、目標温度Ｔｓよりもいくらか低い温度）に到達することをもって、開始してもよい。

＜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、カップリング反応が活発にすすむ温度（たとえば１４０℃以上）程度まで上昇させることができる。たとえば、混練り温度を、工程Ｋ３の目標温度Ｔｓや、目標温度Ｔｓよりもいくらか低い温度まで上昇させることができる。なお、工程Ｋ２では、ラム７で、混練中の材料を押さえつけた状態、すなわち押付状態で混練りすることができる。

＜２．１．３．工程Ｋ３（カップリング反応がすすむ下限温度以上に温度制御した状態で混練りする工程）＞
工程Ｋ３では、カップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御した状態で密閉式混練機１で混練りする。すなわち、工程Ｋ３では、カップリング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によれば、カップリング反応がすすむ下限温度以上で混練りすることによって、シランカップリング剤をシリカに固定することができるので、シリカの凝集力を低下させることができる。これに加えて、工程Ｋ３によれば、混練り温度を制御するため、ゴム組成物の製造のために消費する電力量を低減することもできる。これについて説明する。仮に、工程Ｋ３で、混練り温度が制御されなかったとすると、せん断発熱による温度上昇によって混練り時間が制限されるため、複数回の再練りをおこなう必要性が高い（特に、シリカ高充てん配合では、その必要性が高い）。これに対して、本実施形態では、工程Ｋ３で混練り温度を制御することによって、温度上昇による混練り時間の制限を取り払うことができるため、混練り時間を引き延ばすことができ、したがって、再練りの回数を減らすことができる。その結果、ゴム組成物の製造のために消費する電力量を低減することができる。

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。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、カップリング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。

工程Ｋ３では、たとえば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。すなわち、２０秒以上、混練り温度を制御する。これは、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く、１００秒以上がさらに好ましい。これは、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。

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。

工程Ｋ３中の少なくとも一部の時間、ラム７が非押付である状態で、混練室４に圧縮ガスを送り込む。すなわち、ラム７が非押付である状態（すなわち非押付状態）で混練室４に圧縮ガスを送り込みながら、カップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御した状態で混練りする。以下では、ラム７が非押付であり、かつ、圧縮ガスが混練室４に送り込まれている状態を「揮発物排出状態」と言うことがある。揮発物排出状態で混練りすることによって、揮発物（たとえば水やアルコール）を混練室４外に効果的に排出することができるため、カップリング反応をいっそう効率よくすすめることができ、シリカの凝集力をいっそう低下させることが可能である。

ラム７が非押付である状態（すなわち非押付状態）は、ラム７が上昇され、かつ混練室４が開放系となった状態である。この状態は、たとえば、ホッパドア６ａを開けた上で、混練室４内の気体が投入口６から密閉式混練機１外へ出ることができる程度以上にラム７を上昇させることによって作り出すことができる。これによって、揮発物（たとえば水やアルコール）を混練室４外に効果的に排出することができる。このとき、ホッパドア６ａは、たとえば、全開であってもよく、半開であってもよい。

ラム７が非押付であり、かつ、圧縮ガスが混練室４に送り込まれている状態（すなわち揮発物排出状態）は、持続的すなわち連続的であっても、断続的であってもよい。断続的な揮発物排出状態は、たとえば、ラム７が非押付である状態を維持しながら、圧縮ガスを断続的（たとえば間欠的）に混練室４に送り込むことによって作り出すことができる。なかでも、揮発物排出状態が持続的であること、すなわち連続的であることが好ましい。

揮発物排出状態での混練りは、工程Ｋ３の間ずっとおこなってもよく（すなわち、工程Ｋ３のすべての時間おこなってもよく）、工程Ｋ３の一部の時間だけおこなってもよい。揮発物排出状態での混練りを工程Ｋ３の途中からおこなう場合、揮発物排出状態での混練りは、たとえば、工程Ｋ３の開始（すなわち、カップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御した状態での混練りの開始）から、１０秒以上経ってから開始してもよく、２０秒以上経ってから開始してもよく、３０秒以上経ってから開始してもよい。

揮発物排出状態である時間は、５秒以上が好ましく、１０秒以上がより好ましく、２０秒以上がさらに好ましく、３０秒以上がさらに好ましい。５秒以上であると、カップリング反応の過程で生成する揮発物（たとえば水やアルコール）を、混練室４外にいっそう効果的に排出することができる。なお、揮発物排出状態が断続的である場合は、「揮発物排出状態である時間」は、揮発物排出状態の合計時間を意味する。

揮発物排出状態において混練室４に送り込む圧縮ガスの圧力は、０．２ＭＰａ以上であってもよく、０．３ＭＰａ以上であってもよく、０．４ＭＰａ以上であってもよい。０．２ＭＰａ以上であると、カップリング反応の過程で生成する揮発物（たとえば水やアルコール）を、混練室４外にいっそう効果的に排出することができる。なお、「圧縮ガスの圧力」は、配管２６における圧縮ガスの圧力であることができる。この圧力は、配管２６に設けられた圧力計で測定することができる。

圧縮ガスの吐出量（具体的には、圧縮機２１から吐出される圧縮ガスの吐出量）は、たとえば、３００Ｌ／ｍｉｎ以上であってもよく、７００Ｌ／ｍｉｎ以上であってもよい。いっぽう、吐出量は、たとえば、１５００Ｌ／ｍｉｎ以下であってもよく、１０００Ｌ／ｍｉｎ以下であってもよく、８５０Ｌ／ｍｉｎ以下であってもよい。

混練室４に送り込む圧縮ガスの温度は、たとえば、１５℃以上であってもよく、２０℃以上であってもよく、２５℃以上であってもよい。いっぽう、圧縮ガスの温度は、たとえば、１５０℃以下であってもよく、１００℃以下であってもよい。なぜなら、圧縮ガスの温度が極端に低かったり、高かったりすると、圧縮ガスが混練り温度に与える影響が過度に大きくなるためである。なお、「圧縮ガスの温度」は、たとえば、エアドライヤーを出た圧縮ガスの温度であることができる。ここで、エアドライヤーとは、圧縮機２１に内蔵されたエアドライヤーであることがあるし、圧縮機２１と密閉式混練機１との間に設けられたエアドライヤーであることもある。

すでに説明したように、工程Ｋ３では、混練り温度を目標温度ＴｓとするためにＰＩＤ制御でローター３の回転速度を制御するところ、これ（具体的には、ＰＩＤ制御でローター３の回転速度を制御すること）によって、カップリング反応の反応率の低下やゲル化の発生を抑制することができる。これについて説明する。仮に、ローター３のＰＩＤ制御を一切おこなわずに非押付状態としたとすると（すなわち、ローター３の回転速度一定で非押付状態としたとすると）、ある配合では、混練り温度が、カップリング反応がすすむ下限温度未満に低下することや、別のある配合では、混練り温度が、ゲル化が進行する温度以上に上昇することがあり得る。これに対して、ＰＩＤ制御でローター３の回転速度を制御することによって、混練り温度を安定させることができるため、カップリング反応の反応率の低下や、ゲル化の発生を抑制することができる。

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。

＜２．１．４．そのほか＞
必要に応じて、シリカの分散性向上や、ムーニー粘度の低減のために、ゴム混合物をさらに混練りすることができる。つまり、再練りすることができる。再練りは、複数回おこなわれてもよい。

以上のような手順で、ゴム混合物を得ることができる。

＜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。

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３０質量部以上、さらに好ましくは５０質量部以上、さらに好ましくは７０質量部以上、さらに好ましくは８０質量部以上である。シリカの量は、ゴム１００質量部に対して、好ましくは１５０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１３０質量部以下、さらに好ましくは１２０質量部以下である。

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。

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。

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、チェーファーゴム、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。

＜３．タイヤの製造方法＞
次に、本実施形態におけるタイヤの製造方法について説明する。なお、本実施形態におけるタイヤの製造方法が含む工程のうち、ゴム組成物の作製工程はすでに説明した。

本実施形態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、チェーファーゴム、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。

本実施形態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。本実施形態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。

＜４．上述の実施形態には種々の変更を加えることができる＞
上述の実施形態には、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、上述の実施形態に変更を加えることができる。

上述の実施形態では、工程Ｋ１～Ｋ３を含む混練ステージでシリカ全量を投入する、という構成を説明した。しかしながら、上述の実施形態は、この構成に限定されない。たとえば、シリカを、複数の混練ステージに分けて投入してもよい。

上述の実施形態では、ゴム組成物の製造方法が、工程Ｋ１を含む、という構成を説明した。しかしながら、上述の実施形態は、この構成に限定されない。すなわち、ゴム組成物の製造方法が、工程Ｋ１を含まなくてもよい。この場合、たとえば、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、温度制御なしで混練りをし、所定のタイミングで温度制御（すなわち、カップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御すること）を開始することができる。

上述の実施形態では、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、上述の実施形態は、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い。

上述の実施形態では、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、上述の実施形態は、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。

上述の実施形態では、工程Ｋ３（すなわち、カップリング反応がすすむ下限温度以上に混練り温度を制御した状態で密閉式混練機１で混練りする工程）で揮発物排出状態（すなわち、ラム７が非押付であり、かつ、圧縮ガスが混練室４に送り込まれている状態）を作り出す、という構成を説明した。しかしながら、上述の実施形態は、この構成に限定されない。たとえば、カップリング反応がすすむ下限温度以上で、混練り温度の制御なしで混練りしている際に、揮発物排出状態を作り出してもよい。

上述の実施形態では、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、上述の実施形態は、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い。

上述の実施形態では、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、上述の実施形態は、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。

上述の実施形態では、非押付状態を作り出すためにホッパドア６ａを開ける、という構成を説明した。しかしながら、上述の実施形態は、この構成に限定されない。たとえば、ホッパドア６ａを開けることに代えて、密閉式混練機１に設けられた何らかの穴を開放してもよい。そのような穴として、たとえば、オイルを混練室４に投入するための穴を挙げることができる。オイルを投入するための穴よりも、ホッパドア６ａによって開閉される投入口６が一般的に大きいことから、ホッパドア６ａの開放が、揮発物の効果的な排出につながる。よって、ホッパドア６ａの開放が好ましい。

上述の実施形態では、混練室４の壁面で開口する穴から圧縮ガスを混練室４に送り込む、という構成を説明した。しかしながら、上述の実施形態は、この構成に限定されない。たとえば、圧縮機２１で生成された圧縮ガスを吐き出すことが可能な配管を混練室４に向けて投入口６から挿入したうえで、その配管から圧縮ガスを混練室４に送り込んでもよい。

上述の実施形態では、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、上述の実施形態は、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。

以下に、本発明の実施例を説明する。

＜実施例１～６および比較例１～５＞
これらの例で使用した原料および薬品を次に示す。
ＳＢＲ 「ＳＢＲ１５０２」ＪＳＲ社製
変性溶液重合ＳＢＲ 「ＨＰＲ３５０」ＪＳＲ社製
シリカ 「ニプシールＡＱ」東ソー社製
シランカップリング剤 「Ｓｉ７５」デグッサ社製
ステアリン酸 「ルナックＳ‐２０」花王社製
カーボンブラック 「Ｎ３３９シーストＫＨ」東海カーボン社製
オイル 「プロセスＮＣ１４０」ＪＸ日鉱日石社製
酸化亜鉛 「亜鉛華１号」三井金属鉱業社製
老化防止剤 「アンチゲン６Ｃ」住友化学社製
硫黄 「５％油処理硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤１ 「サンセラーＤＭ－Ｇ」三新化学工業社製
加硫促進剤２ 「ソクシノールＣＺ」住友化学社製

比較例１における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御なしで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、ラムで下向きに力を加えた状態、つまり押付状態で混練りをおこなった。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。第二混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第三混練ステージ）。第三混練ステージで得られた混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

比較例２における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、ラムで下向きに力を加えた状態、つまり押付状態で混練りをおこなった。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

比較例３における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、ラムで下向きに力を加えた状態、つまり押付状態で混練りをおこなった。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

比較例４における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、制御時間１８０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、ＰＩＤ制御の開始から６５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例１における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、制御時間１８０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、ＰＩＤ制御の開始から６５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その５０秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例２における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、制御時間１８０秒のうち、中盤の８０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、ＰＩＤ制御の開始から５０秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その８０秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例３における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、制御時間１８０秒のうち、中盤の１００秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、ＰＩＤ制御の開始から４０秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その１００秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

比較例５における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、第二ＰＩＤ制御の制御時間１４０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、第二ＰＩＤ制御の開始から４５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例４における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、第二ＰＩＤ制御の制御時間１４０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、第二ＰＩＤ制御の開始から４５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その５０秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例５における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、第二ＰＩＤ制御の制御時間１４０秒のうち、中盤の８０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、第二ＰＩＤ制御の開始から３０秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その８０秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例６における未加硫ゴムの作製
表１にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、第二ＰＩＤ制御の制御時間１４０秒のうち、中盤の１００秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、第二ＰＩＤ制御の開始から２０秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その１００秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

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。

ムーニー粘度
未加硫ゴムのムーニー粘度を、東洋精機製作所製のロータレスムーニー測定機を用いて、ＪＩＳ Ｋ－６３００に準じて測定した。ムーニー粘度を測定するために、未加硫ゴムを１００℃で１分間予熱した後にローターを回転させ、ローターの回転開始から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２に示す。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。

耐摩耗性
ＪＩＳ Ｋ６２６４に準じて、ランボーン摩耗試験機を用いて、荷重３ｋｇ、スリップ率２０％、温度２３℃で摩耗量を測定した。比較例１における摩耗量の逆数を１００とした指数で、各例の逆数（摩耗量の逆数）を表２に示す。指数が大きいほど耐摩耗性に優れる。

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
加硫ゴムのｔａｎδを、東洋精機製作所製の粘弾性試験機を使用し、ＪＩＳ Ｋ－６３９４に準じて測定した。ｔａｎδは、周波数１０Ｈｚ、動歪み１．０％、温度６０℃、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２に示す。指数が小さいほどｔａｎδが低く、低燃費性に優れる。

表２において、第一混練ステージでおこなわれたＰＩＤ制御では、ローターの回転速度が制御される。
表２における「圧縮空気の注入」は、吐出量８００Ｌ／ｍｉｎ、０．５ＭＰａの圧縮空気を、バンバリーミキサーの混練室壁面で開口する穴から、混練室に送り込んだことを意味する。なお、この圧力は、バンバリーミキサーに取り付けられたエアホースが有する圧力計で測定された値である。ちなみに、圧縮空気の温度は測定しなかったものの、それは、常温付近の温度であったと考えられる。

なお、シランカップリング剤（「Ｓｉ７５」デグッサ社製）は、１３０℃でシリカとの反応がほとんどすすまず、１５０℃でシリカとの反応がすすむため、１３０℃は、カップリング反応がすすむ下限温度よりも低く、１５０℃は、カップリング反応がすすむ下限温度よりも高い。

目標温度１５０℃のＰＩＤ制御下での混練り中、非押付状態（具体的には、ラムを上昇させ、かつ、バンバリーミキサーの投入口を開けた状態）で圧縮空気の注入をおこなうことによって、圧縮空気の注入をおこなわない場合に比べて、耐摩耗性や湿潤路面制動性、低燃費性を改善することができた（比較例４および実施例１～３参照。比較例５および実施例４～６参照）。これに加えて、ムーニー粘度を改善することもできた。

＜実施例７、８および比較例６、７＞
これらの例で使用した原料および薬品を次に示す。
ＮＲ ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ 「ＳＢＲ１５０２」ＪＳＲ社製
Ｓ－ＳＢＲ 「Ｔｕｆ１８３４」旭化成社製
シリカ 「ニプシールＡＱ」東ソー社製
シランカップリング剤 「Ｓｉ７５」デグッサ社製
ステアリン酸 「ルナックＳ‐２０」花王社製
カーボンブラック 「Ｎ３３９シーストＫＨ」東海カーボン社製
オイル 「プロセスＮＣ１４０」ＪＸ日鉱日石社製
酸化亜鉛 「亜鉛華１号」三井金属鉱業社製
老化防止剤 「アンチゲン６Ｃ」住友化学社製
硫黄 「５％油処理硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤１ 「サンセラーＤＭ－Ｇ」三新化学工業社製
加硫促進剤２ 「ソクシノールＣＺ」住友化学社製

比較例６における未加硫ゴムの作製
表３にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、制御時間１８０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、ＰＩＤ制御の開始から６５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例７における未加硫ゴムの作製
表３にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１８０秒のＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、制御時間１８０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、ＰＩＤ制御の開始から６５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その５０秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

比較例７における未加硫ゴムの作製
表３にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、第二ＰＩＤ制御の制御時間１４０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、第二ＰＩＤ制御の開始から４５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

実施例８における未加硫ゴムの作製
表３にしたがってゴムと配合剤とをバンバリーミキサーに投入し、ＰＩＤ制御（具体的には、制御開始温度１３０℃、目標温度１３０℃、制御時間４０秒の第一ＰＩＤ制御と、制御開始温度１５０℃、目標温度１５０℃、制御時間１４０秒の第二ＰＩＤ制御とで構成されるＰＩＤ制御）有りで混練りし、１６０℃で混合物を排出した（第一混練ステージ）。第一混練ステージでは、第二ＰＩＤ制御の制御時間１４０秒のうち、中盤の５０秒間だけ、バンバリーミキサーの投入口を塞ぐためのホッパドアを開け、かつ、投入口よりもラムを上昇させた状態で混練りをおこなった。このとき、第二ＰＩＤ制御の開始から４５秒後に、ホッパドアを開け、ラムを上昇させた。これに加えて、その５０秒間は、コンプレッサで生成した圧縮空気を、混練室の壁面に形成された穴から送り込んだ。第一混練ステージで得られた混合物を、バンバリーミキサーでＰＩＤ制御なしで再練りし、１６０℃で排出した（第二混練ステージ）。再練り後の混合物と硫黄と加硫促進剤とを混練りし、未加硫ゴムを得た（ファイナルステージ）。

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。

評価
ムーニー粘度、耐摩耗性、湿潤路面制動性および低燃費性を、上述の方法で測定した。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４に示す。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。耐摩耗性について、各例の摩耗量の逆数は、比較例１における摩耗量の逆数を１００とした指数で表４に示す。指数が大きいほど耐摩耗性に優れる。湿潤路面制動性について、各例の反発弾性の逆数は、比較例１における反発弾性の逆数を１００とした指数で表４に示す。指数が大きいほど湿潤路面制動性に優れる。各例のｔａｎδは、比較例６のｔａｎδを１００とした指数で表４に示す。指数が小さいほどｔａｎδが低く、低燃費性に優れる。

表４においても、第一混練ステージでおこなわれたＰＩＤ制御では、ローターの回転速度が制御される。
表４における「圧縮空気の注入」も、吐出量８００Ｌ／ｍｉｎ、０．５ＭＰａの圧縮空気を、バンバリーミキサーの混練室壁面で開口する穴から、混練室に送り込んだことを意味する。なお、この圧力も、バンバリーミキサーに取り付けられたエアホースが有する圧力計で測定された値である。ちなみに、圧縮空気の温度は測定しなかったものの、それは、常温付近の温度であったと考えられる。

目標温度１５０℃のＰＩＤ制御下での混練り中、非押付状態（具体的には、ラムを上昇させ、かつ、バンバリーミキサーの投入口を開けた状態）で圧縮空気の注入をおこなうことによって、圧縮空気の注入をおこなわない場合に比べて、耐摩耗性や湿潤路面制動性、低燃費性を改善することができた（比較例６および実施例７参照。比較例７および実施例８参照）。これに加えて、ムーニー粘度を改善することもできた。

１…密閉式混練機、２…ケーシング、２ａ…開口、３…ローター、４…混練室、５…ネック、６…投入口、６ａ…ホッパドア、７…ラム、８…シャフト、９…ドロップドア、１１…制御部、１３…温度センサー、２１…圧縮機、２５…筐体、２６…配管、３０…ゴム組成物の製造装置

Claims (7)

1. 密閉式混練機で、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、前記シリカおよび前記シランカップリング剤のカップリング反応がすすむ下限温度以上で混練りする工程を含み、
   前記密閉式混練機は、混練室と、前記混練室の上方に位置するネックと、前記ネック内の空間を上下に移動可能なラムと、を備え、
   前記工程中の少なくとも一部の時間、前記ラムが非押付である状態で前記混練室に圧縮ガスを送り込む、
   ゴム組成物の製造方法。
2. 前記密閉式混練機が、前記混練室にローターを備え、
   前記少なくとも一部の時間、混練り温度を目標温度とするためにＰＩＤ制御で前記ローターの回転速度を制御する、
   請求項１に記載のゴム組成物の製造方法。
3. 前記少なくとも一部の時間が５秒以上である、請求項１または２に記載のゴム組成物の製造方法。
4. 前記密閉式混練機が、前記混練室の壁面で開口する穴をさらに備え、
   前記少なくとも一部の時間、前記穴から前記混練室に前記圧縮ガスを送り込む、
   請求項１～３のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
5. 前記圧縮ガスが圧縮空気である、請求項１～４のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
6. 請求項１～５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。
7. 混練室、前記混練室の上方に位置するネック、前記ネック内の空間を上下に移動可能なラム、および前記混練室の壁面で開口する穴を備える密閉式混練機と、
   前記穴を介して前記混練室に送り込むための圧縮ガスを生成する圧縮機と、を備える、
   ゴム組成物の製造装置。

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