JP4346707B2 - シリカ補強充填剤を含有するタイヤ用ゴム半製品の連続製造法および該半製品から製造されたタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、架橋可能な不飽和鎖を含有するポリマーベースを含み、少なくとも１種のシリカ充填剤および少なくとも１個の硫黄原子を含有するシリカ結合剤で補足された硫黄で熱架橋可能なゴムコンパウンドの連続製造法に関し、さらに具体的には本発明は、前記コンパウンド、とくにトレッドバンドから形成された半製品の製造法のみならず前記半製品から得ることができるタイヤにも関する。
【０００２】
次の説明および特許請求の範囲において、架橋可能な不飽和鎖を含有するポリマーベースという表現は硫黄を素材とする系による架橋（加硫）後にエラストマー特有の物理化学的特性及び機械的特性をすべて得ることができる天然または合成の無架橋ポリマーを指すつもりである。
【０００３】
本発明が関連するタイヤ用半製品は種々の化学組成のコンパウンドからなり、該コンパウンドは加硫後に特定の性質および性能水準が得られるように適切に選択される。
【０００４】
前記半製品は、とくにタイヤサイドウォール（ｔｙｒｅ ｓｉｄｅ ｗａｌｌｓ）およびトレッドバンドである。
【０００５】
ある用途には、所謂「白色」充填剤で補強されたゴムを有するタイヤ用半製品が必要とされ、ここでは単に指針として、これらは白亜、タルク、カオリン、ベントナイト、二酸化チタン、種々な形のケイ酸塩およびシリカ（以下単純化するためにシリカ充填剤と呼ぶ）であることを指摘して置く。特に、タイヤの転がり抵抗性（ｒｏｌｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を減らすために補強シリカ充填剤を含むトレッドゴムを用いることは公知である。
【０００６】
シリカはポリマーベースに対する親和力が少ないので、コンパウンドを加硫している間にシリカをポリマーマトリックスに化学結合させることができる好適にはシランからなるシリカ結合剤を加える必要があり、前記の化学結合はシリカとシランを一緒にコンパウンドに包含させるときに最適に得られる。
【０００７】
しかしシリカとシランを一緒にコンパウンドに包含させる必要性が、混合によるコンパウンドの機械加工中に到達することができる最高温度に制約を加える。すなわち温度を注意深く１６５℃よりも低い温度に保つことが必要であり、さもないと結合剤の不可逆的熱劣化が起こる。
【０００８】
残念なことに、この温度的制約に従う場合には、ポリマーマトリックス中にシリカを最適に分散させるために不可欠なこの機械的混合作用の明らかに大幅な低下がある。
【０００９】
結果として得られるコンパウンド中の不十分なシリカの分散は、次に領域間に混合物の物理機械的性質の大きなばらつきおよび不均一性に実質的に関係する広範な欠点を生じる。
【００１０】
さらに、コンパウンド中への加硫系の混合も加工中に１１０℃の温度を超えないことが必要であり、また各機械加工操作はコンパウンドの温度の漸進的上昇を含むので、前記コンパウンドは所謂「回分」方式、すなわちコンパウンドの製造中に交互冷却サイクルを行うために加工サイクルを停止することができるように、各充填量ごとに約２００−３００キログラムの不連続量で製造される。
【００１１】
ゴムコンパウンドとシリカおよびシランの機械加工の一般的方法は、１９９３年１０月２８−２９日にＢａｓｉｌｅａで開催されたＴｙｒｅｔｅｃｈ ′９３会議の際にＤｅｇｕｓｓａから出版された刊行物“Ｓｉｌｉｃａ ｂａｓｅｄ ｔｒｅａｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ”，ｐａｇｅ１４，ｔａｂｌｅIVの主題である。
【００１２】
その方法によれば、１６０−１６５℃を超えることにより起こるシランの早期架橋を避けるために加工温度をこの温度よりも低い温度に保ちながら、シリカとシランを同時にゴムコンパウンドに加える。
【００１３】
米国特許第５，２２７，４２５号から、共役ジエンからなるポリマーベース（このポリマーベースは高シリカ含量を有し、かつシランを含有する）を５ないし５０％のビニル基含量を有するビニル芳香族コンパウンドと混合することによって得られるトレッドバンドの製造法もまた公知である。
【００１４】
ベースポリマーとシリカは、最低１３０℃、ただし１８０℃を超えない温度、好ましくは１４５ないし１８０℃の温度に到達するまでミキサーまたは押出機で機械加工される。別の例によれば、ポリマーとシリカは中間冷却相で互いに隔離された２つの別個の相中で機械加工される。第１相では、ベースポリマー、シリカおよび架橋剤が、１４５℃を超える温度、好ましくは１４５ないし１７０℃に達するまで機械加工される。
【００１５】
得られたブレンドを１００℃を下回る温度、好ましくは約６０℃に冷却し、第２相ではブレンドは他の成分（ただし加硫系は含まず）とともに再び１４５ないし１７０℃の温度に達するまで、バンバリーミキサー（内部ミキサー（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｍｉｘｅｒ）でさらに機械加工される。
【００１６】
次いで、このように得られたブレンドをまた１００℃を下回る温度、好ましくは約６０℃に冷却した後、温度を１００℃を下回る値に保ちながら、２シリンダーミキサー（ｔｗｏ−ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｍｉｘｅｒ）（外部ミキサー（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｍｉｘｅｒ））における最終機械加工操作によって加硫系をブレンドに加える。
【００１７】
同一出願人による、ベースポリマー中のシリカの分散の改良を意図したイタリア特許出願Ｎｏ．９５ＩＴ−ＭＩ０００３５９Ａは、最初に１６５ないし１８０℃の温度に達するまで密閉式回転ミキサー（バンバリー）でベースポリマ−をシリカと混合した後、ブレンドを室温に冷却する方法を記載している。
【００１８】
第２相では、シランを加えて、コンパウンドとシラン結合剤を、再びバンバリーミキサーで１３５℃の温度に達するまで緊密に混合した後、コンパウンドを再び室温に冷却する。
【００１９】
最終相では、加硫系の成分をコンパウンドに加えて、バンバリーミキサーで１００℃の温度を超えることなくさらに混合を行う。
【００２０】
シリコーンゴム、シリカを含む補強充填剤、およびシランを含む他の成分を一緒に混合する多くの連続法が、同様に英国特許第０，２５８，１５９ Ｂ１号および米国特許第５，４０９，９７８号により公知である。
【００２１】
とくに英国特許第０，２５８，１５９ Ｂ１号の方法は二軸スクリュ−ミキサーに続いて直列の一軸スクリュー押出機を使用し、その出口にはダイの前にフィルターが取り付けてある。
【００２２】
二軸スクリューミキサーは並んで配設された同方向に回転する２つのスクリュ−を含む。
【００２３】
二軸スクリューミキサーに導入される装入物はケイ素製品メーカーから入手可能なベースポリマー、シリカのような粉末装入物およびシランコンパウンドからなる。
【００２４】
該コンパウンドは１５０ないし２５０℃の温度で二軸スクリューミキサーを出て、すぐに一軸スクリュー押出機に導入され、端部においてフィルターおよびダイを通り、１２０ないし２２０℃の温度で端部から出る。
【００２５】
別の例では、コンパウンドが２３１℃及び圧力２バールで二軸スクリューミキサーを出て、コンパウンドは次に７０バールの圧力でフィルター帯域に送られ１７０℃でダイから出ると述べられている。
【００２６】
その説明には加硫剤の添加に関する指摘がない。
米国特許第５，４０９，９７８号の方法はシリコーンゴムコンパウンドを得るために二軸スクリューミキサーを使用し、第１ミキサーは同方向に回転する一対のスクリューを含むのに対し、第２ミキサーではスクリューが反対方向に回転する。ベースポリマー、シリカおよびシラン成分を第１ミキサーで２００ないし３００℃の温度に達するまで混合する。
【００２７】
押出物は直接第２ミキサーに送られ、１５０ないし３００℃の温度ではそこを出る。使用したシラン成分は硫黄を含まず、したがって早期加硫を引き起こすことができないので、この温度は許容できる。
【００２８】
冷却は、温度制御手段とともに、たとえばコンベアベルトまたは一軸スクリューを含む押出機を用いて行うことができる。
【００２９】
得られた製品は、過酸化物の形の加硫剤を加えた後加熱することによってシリコーンゴムに転化させることができるシリコーンゴムコンパウンドからなる。
【００３０】
補強ゴムとシリカ充填剤からなる半製品、とくにトレッドバンドを製造し、それによって使用時の製品の性質、従って性能の高レベルの均一性を得ることができるように設備や含まれる労務費をほとんど変えることがない連続法を迅速に実施させるために用いることができる教示の完全な例はまだ利用できもしなければ公知でもないことが先行技術の調査からわかる。
【００３１】
一方、バンバリーという名称で公知の装置を用いる回分法はコンパウンドの不連続加工を含み、その製品の品質は良好であるが、加工速度及び低製造費に対する要求を満足させず、他方連続法は、理解できるように、タイヤ技術の半製品の製造、とくに高シリカ含量のトレッドバンドの製造には適切ではない。
【００３２】
さきに先行技術で言及した連続法はシリコーンゴムを得るためにシリカを含む補強充填剤及びシラン成分に加えたべースポリマーを混合する段階を行う。
【００３３】
まず第一に、シリコーンゴムはタイヤ用半製品、とくにトレッドバンドの製造に使用できないこと、およびさらに公知の連続法で記載した２００℃以上の高温は、当該コンパウンドが硫黄原子を有しないシランを含む場合にのみ受け入れが可能であることを指摘しておく必要がある。本発明の方法の場合のようにコンパウンドが万一硫黄原子を有するシランを含有するならば、先行技術の連続法に示されている温度において早期加硫、より一般的にはシランの劣化を生じ、コンパウンドの焼け（ｓｃｏｒｃｈｉｎｇ）、塊や他の損傷の存在をもたらすであろう。
【００３４】
従って、連続法はバンバリーミキサーの使用に付随するプロセスの不連続性を克服する二軸スクリューミキサーや一軸スクリュー押出機のような機械を用いて行うことができるけれども、該方法はタイヤに用いるために必要とされるものとは異なる半製品の製造用に最適であって、万一使用すれば連続法はこの機械で製造したタイヤを許容できないものにするであろう。
【００３５】
また、現行市場の国際化を考えれば、すべての考えられる得意先に対しまたすべての市場において、同じ形式、同一サイズ及びトレッドデザインのあらゆるタイヤが、とくに耐摩耗性、乾湿条件におけるロードホールディング（ｒｏａｄ−ｈｏｌｄｉｎｇ）、低転がり抵抗性及び優れたロードハンドリング（ｒｏａｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ）に的を絞った同一品質レベル（概して特定的セールスポイントである）を維持しなければならないので、工業規模の生産における極めて高度の均一性を有するタイヤ、したがって関連半製品、とくにトレッドバンドの製造に対する要望が絶えず高まりつつあることを認識しなければならない。
【００３６】
トレッドゴムの均一な性能は対応するコンパウンドの物理的及び化学的パラメータに関する均一な性質の存在に依存する。
【００３７】
本出願人は、物理的パラメータの中では加硫コンパウンドについて求めた粗粘度、破壊荷重および１００％および３００％の伸びに対して測定したモジュラスが極めて重要であり、一方化学的パラメータの中ではシラン化度が重要性を有することを認めた。本出願人の目的は、同種類の異なるタイヤ間の標準偏差が出来るだけ小さいトレッドバンドの性質の高度の均一性を得ることにあった。
【００３８】
いいかえると、同じコンパウンドのある数のトレッドバンドを検討して上記の性質を測定する場合に、検討したトレッドのほとんど１００％が、各性質ごとに、この性質の平均値から最小の偏差を有するとすれば、良好な結果に達したと感じるであろう。
【００３９】
我々は後でこの点に立ち戻ってさらに丹念にかつ徹底的に説明する。
残念なことに連続法に関する公知の技術は、最小の標準偏差を有する上記の均一な値をいかにして得るかという点についての有用な情報を欠いている。
【００４０】
本出願人はこの分野において、イタリア特許出願第ＭＩ９５０００３５９Ａ号において述べたように不連続的に製造した半製品、とくにトレッドバンド用コンパウンドの製造に関する公知の技術から出発して、モジュラス値ＣＡ１およびＣＡ３（１００％および３００％の伸びにおいて）が該平均値から０．５未満の標準偏差を有し、また粗コンパウンドの粘度値が前記粘度の平均値から６未満、好ましくは５．５未満の標準偏差を有するコンパウンドの極めて高い均一な値を示すと思われる連続法を開発するという技術的問題に取り組んだ。
【００４１】
本出願人は直感的に、高レベルの機械的仕事の吸収を伴う混合を主に含む相と、低レベルの仕事の吸収を伴うブレンドの前進を主に含む相を交互に変え、同時にブレンドを混合して前進させる前記径路に沿う少なくとも１つの一定の範囲に沿って前記ブレンドの熱プロフィール（ｈｅａｔ ｐｒｏｆｉｌｅ）を制御することにより、ブレンドの熱プロフィールを特徴づけると考えられる二三の物理的パラメータの特性値を所定の範囲内に維持することによって、ブレンドを混合して搬送する径路に沿い一定の点において測定量を加えたベースポリマーおよび種々の成分からなるブレンドの連続加工に基づく方法を用いることによってこの問題は解決できるであろうと理解した。
【００４２】
好ましくはこの制御は前記径路の少なくとも所定の点において前記物理的パラメータの値を測定することによって行われる。
【００４３】
温度および粘度は優先的に上記の熱プロフィールを特徴づける物理的パラメータと考えられた。
【００４４】
１つの態様において、本発明は車両用タイヤに用いるためのゴムコンパウンドの製造法に関し、その成分は硫黄を素材とする系と架橋させることができる不飽和鎖を含有するポリマーベース、少なくとも１種のシリカを素材とする補強充填剤、少なくとも１個の硫黄原子を含有するシランを素材とするシリカ結合剤、および加硫系を包含し、この方法は下記段階：
−該ブレンドを混合して前方に送る径路に前記成分を連続的に供給し、該径路に沿って前記成分の混合及び該ブレンドの前進を連続して行い、前記径路は初期範囲、中間範囲及び最終範囲を有し、前記範囲はそれぞれブレンドの入口部分とブレンドの出口部分の間に形成され、各範囲の出口部分がつぎの範囲の入口部分と実質的に一致する段階、
ー前記加硫系を最終範囲の入口部分に連続的に供給する段階、および
ー前記初期範囲内の前記ブレンドの熱プロフィールを制御することにより、前記初期範囲の前記出口部分において、前記ブレンドの温度及び粘度値を所定の範囲内に維持する段階を含む。
【００４５】
この制御は、好ましくは前記初期範囲の入口および出口部分の間にある少なくとも１つのそれぞれの第１中間部分において、さらにより好ましくは前記初期範囲の入口部分から、前記初期範囲の入口および出口部分の間に存在する距離Ｌの好ましくは５５ないし６５％の距離に設置される同第１中間部分Ａにおいて前記温度及び粘度値をそれぞれ測定することによって行われる。
【００４６】
さらにより好ましくは上記熱プロフィールは、前記第１中間部分において、１１０ないし１２０℃の温度Ｔ_Aおよび該温度Ｔ_Aにおける５４０ないし６６０Ｐａ＊ｓの粘度η_A、ならびに前記初期範囲の前記出口部分において、１５０ないし１６０℃の温度Ｔ_Cおよび該温度Ｔ_Cにおける３００ないし３８０Ｐａ＊ｓの粘度η_Cを有する。
【００４７】
好ましくは本発明の方法は、外界温度の変化から保護するように前記中間範囲においてブレンドを冷却する段階をも含む。
【００４８】
好ましくは、上記熱プロフィールは、前記初期範囲の前記入口および出口部分の間にある少なくとも１つのそれぞれの第２中間部分において、前記温度及び粘度値をさらに測定することによっても制御される。
【００４９】
さらに好ましくは前記第２中間部分が、前記初期範囲の入口部分から、前記初期範囲の前記入口および出口部分の間に存在する距離Ｌの３５ないし４５％の距離に設置された単独の第２中間部分Ｂに一致し、さらにより好ましくは前記熱プロフィールが、前記第２中間部分において、５５ないし６５℃の温度Ｔ_Bおよび該温度Ｔ_Bにおける８５００Ｐａ＊ｓないし７０００Ｐａ＊ｓの粘度η_Bを有する。
【００５０】
制御の他の点に関しては、前記熱プロフィールが好ましくは前記最終範囲の入口部分において、１００ないし１１０℃の温度Ｔ_Eおよび該温度Ｔ_Eにおける６００ないし６５０Ｐａ＊ｓの粘度η_Eを有し、さらにより好ましくは前記最終範囲の前記出口部分において、１１０℃を超えない温度Ｔ_Fおよび該温度Ｔ_Fにおける５５０ないし６００Ｐａ＊ｓの粘度η_Fを有する。
【００５１】
好ましくはブレンドを混合して前進させるための前記径路の初期範囲が、好ましくは反対方向に回転するスクリューを有する二軸スクリューミキサーで形成され、さらにより好ましくは前記スクリューの回転速度が毎分４５ないし５５回転である。
【００５２】
さらに他の好ましい変法によれば、ブレンドを混合して前進させるための前記径路の最終範囲が一軸スクリュー押出機により形成され、さらにより好ましくは前記スクリューの回転速度が毎分３５ないし４５回転である。
【００５３】
上記方法の好ましい態様において、前記混合及び前進径路に沿う前記ブレンドの処理量が毎時２００ないし４００ｋｇであり、好ましくは前記初期範囲内の前記ブレンドの前進速度が毎秒０．５ないし１．５ｃｍであり、前記初期範囲の入口部分から前記最終範囲の出口部分までの前記混合及び前進径路における処理時間が５ないし１０分である。
【００５４】
第２の態様において、本発明は車両用タイヤに使用するためのゴムコンパウンドの連続製造用プラントによって押出される半製品に関し、該コンパウンドは成分間に硫黄を素材とする系と架橋させることができる不飽和鎖を含有するポリマーベース、少なくとも１種のシリカを素材とする補強充填剤、少なくとも１個の硫黄原子を含有するシランを素材とするシリカ結合剤、および加硫系を包含し、上記の連続法によって製造された半製品において、前記半製品押出物のコンパウンドが１００℃の温度において測定して、７６ＭＬ（ムーニー）を上回る粘度を有することを特徴とする。好ましくは上記粘度は７８ないし８２ＭＬ（ムーニー）の値を有する。
【００５５】
とくに、好ましい態様によれば、この半製品はタイヤトレッドバンドを形成するように設計された不定長（ｉｎｄｅｆｉｎｉｔｅ ｌｅｎｇｔｈ）の連続ストリップを形成する。
【００５６】
第３の態様において、本発明は一対のビードコアを包囲する端部において折り重ねられた少なくとも１つの補強プライからなるケーシング、トレッドバンド、及びケーシングとトレッドバンドの間に置かれたベルトを含む車両用タイヤであって、上記の方法による加硫可能な半製品からトレッドバンドが得られることを特徴とする車両用タイヤに関する。
【００５７】
この種の半製品から得られるトレッドバンドを含むタイヤは、１００％および３００％の伸びに関し、対応するトレッドバンドから得た多数のテストピースの９９．７３％が、前記多数のテストピースのモジュラスの平均値に対して±０．５未満、さらに具体的には約±０．３６という標準偏差３σを示すモジュラス値を有することを特徴とする。
【００５８】
別の態様では、本発明は車両用タイヤに使用するためのゴムコンパウンドの連続製造法に関し、その成分が硫黄を素材とする系と架橋させることができる不飽和鎖を含有するポリマーベース、少なくとも１種のシリカを素材とする補強充填剤、少なくとも１個の硫黄原子を含有するシランを素材とするシリカ結合剤、および加硫系を包含する方法において、低エネルギー消費を特徴とする。
【００５９】
とくに、前記方法によれば、ブレンドの混合および前進径路に沿って前記ブレンドを混合および前進させるために吸収される仕事率は、全体で０．２５０ｋＷ／ｋｇ未満、好ましくは０．１６５ないし０．２００ｋＷ／ｋｇであり、さらにより好ましくは前記初期範囲において吸収される仕事率は前記径において吸収される全仕事率の少なくとも７５％に等しい。
【００６０】
いずれにしても、単に非限定例のつもりで示してある以下の説明およ添付図面を利用すれば本発明はさらに明瞭に理解されよう。
【００６１】
本発明によるシリカ補強充填剤を充填したタイヤ用コンパウンドの連続製造法は、すでに予測されるように本質的に、ブレンドを混合して前進させるための径路に沿ってコンパウンドの成分を混合することにあり、該径路には少なくとも３つの連続的範囲、すなわち初期範囲、中間範囲及び最終範囲が設けられ、該連続的範囲はブレンドが対応する範囲を通過する際にブレンドに対して行われる機械的仕事の種類および量がそれぞれ異なり、ブレンドの熱プロフィールは径路の一定の点で測定される温度及び粘度値により径路の全長に沿って制御され、該熱プロフィールは好ましくはまずブレンドに対する最高温度まで、好ましくは１６０℃を超えない温度まで上昇させた後下降させ、さらにより好ましくはそれぞれ上昇及び下降の２種の枝路のいずれにおいても挙動の逆転のない経路が特定される。
【００６２】
上記の方法は好ましくは図１のプラント１を用いて行われる。
前記例において、プラント１は、硫黄を素材とする系と架橋させることできる不飽和鎖を含有するポリマーベース、少なくとも１種のシリカを素材とする補強充填剤、少なくとも１個の硫黄原子を含有するシランを素材とする結合剤、および加硫系を主に含むゴムコンパウンドからなるトレッドバンド用コンパウンドあるいはまたタイヤ用トレッドバンドの連続製造用に設計されている。
【００６３】
本発明の目的に有用なポリマーベ−スの中で共役ジエンおよび／またはビニル、脂肪族もしくは芳香族モノマーの重合によって得られる不飽和鎖を含有するポリマーまたはコポリマーが挙げられる。
【００６４】
ベースポリマーは天然ゴム、ポリ（１，４−シスブタジエン）、ポリクロロプレン、ポリ（１，４−シスイソプレン）、イソプレン／イソブテン（場合によってはハロゲン化されたもの）、ブタジエン／アクリロニトリルまたはスチレン／ブタジエンコポリマー、およびスチレン／ブタジエン／イソプレンターポリマー（溶液状態または乳濁状態として得られる）、およびエチレン／プロピレン／ジエンターポーマーから形成されることができる。
【００６５】
プラント１は実質的に、適当なタンク１０４および１０５から到達したポリマー材料および種々の成分を装入ホッパー３から連続的に供給する二軸スクリューミキサー２、ブレンドを移送し冷却するための装置４、ならびに装置４からのブレンドのみならず別個にタンク１０６および１０７からの加硫系用成分を装入ホッパーから直接連続的に供給する一軸スクリュー押出機５を含む。
【００６６】
より具体的には二軸スクリューミキサー２は第１端Ｏから第２端Ｏ′までを測定した軸の長さが“Ｌ”の押出機からなり、そのチャンバー８内には好ましくは互いに反対方向に回転する２つのスクリューが並んで配設されており、該スクリューは、押出機本体内部でブレンドを混合して移送するために、縦の長さに沿って適当な形状の羽根を備えている。ミキサーはブレンドを混合して前進させるための前記径路の初期範囲を形成し、押出機本体に接する装入ホッパー３の開口部は前記初期範囲の入口部分Ｉ−Ｉに実質的に一致し、また移送装置４に材料を送り出すための開口部は前記範囲の出口部分Ｃ−Ｃに実質的に一致する。本発明によれば、この種のミキサーは好ましくは各スクリューの直径“Ｄ”と押出機本体の長さ“Ｌ”との比が８ないし１５である。本明細書に示して説明するプラントにおいてはミキサー２の長さ“Ｌ”が１３００ｍｍでＬ／Ｄの比が１０に等しい。
【００６７】
ミキサー２は多種類の態様を含み、多くの態様は既に市販の、たとえばＦａｒｒｅｌ、Ｗｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ、およびＰｏｍｉｎｉ各社製機械及び設備で知ることができる。
【００６８】
いずれにせよ、本発明によれば、スクリューの輪郭、チャンバーの大きさおよび設けられた冷却システムに関係無く、ミキサーはチャンバーに沿って温度及び粘度値を所定の範囲内に到達させて維持させるコンパウンドの加工が可能でなければならず、さらに詳細には、加工を受けるブレンドの熱プロフィールを、ミキサーに沿う少なくとも２部分、好ましくは少なくとも３点における各温度および粘度値の読みに基づいて制御する。
【００６９】
前記温度及び粘度値を径路の別の点で互いに別々に測定することは可能であるが、本出願人は該測定を同じ部分、好ましくは図１の出口部分Ｃ−Ｃ及び“Ａ−Ａ”と表示した部分、さらにより好ましくは、別の第３の部分、すなわちこれも図１に“Ｂ−Ｂ”と表示した部分においても行うことを好む。
【００７０】
さらに具体的には、Ａ−Ａ部分を好ましくは第１端ＯからＬの５５ないし６５％の距離に設置し、この部分におけるブレンドの温度Ｔ_Aは好ましくは１１０ないし１２０℃であり、また対応する粘度η_Aは５４０ないし６６０Ｐａ＊ｓ（パスカル秒）である。
【００７１】
出口部分Ｃ−Ｃにおいて、温度値Ｔ_Cおよび粘度値η_Cは好ましくはそれぞれ１５０ないし１６０℃および３００ないし３８０Ｐａ＊ｓである。
【００７２】
好ましくは、前記のようにミキサー２内のブレンドの熱プロフィールは少なくともさらに第３の点、すなわちＢ−Ｂ部分においても制御される。
【００７３】
さらに正確には、Ｂ−Ｂ部分を第１端Ｏから好ましくはＬの３５ないし４５％の距離に設置し、この部分におけるブレンドの温度Ｔ_Bは好ましくは５５ないし６５℃であり、また対応する粘度η_Bは８５００ないし７０００Ｐａ＊ｓである。
【００７４】
温度は便宜的に商用呼称（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）ＪＸＩＬによって特定されるＳｔａｄａｒｄ／Ｐｏｍｉｎｉタイプの鉄／コンスタンタン材製熱電対でつくったプローブを用いて測定することができる。
【００７５】
粘度は便宜的にＧｏｔｔｆｅｒｔ社製Ｒｈｅｏ−Ｖｕｌｋａｍｅｔｅｒの機器を用い、コンパウンドを直径１／２０ｍｍの毛細管から８０バールの圧力で３０秒間押出すことによって測定される。毛細管より押出される容積から処理量が測定され、またこの値からＰａ＊ｓ単位の粘度が求められる。
【００７６】
好ましくは測定はチャンバー８内の所望の位置にある特定開口部から取出したコンパウンド試料について直接行われる。
【００７７】
このようにプラント１の好ましい態様は、一対のスクリューを含むミキサー２からなり、該スクリューの少なくとも１つはチャンバー８の縦の長さに沿って帯域ごとに異なる輪郭、すなわち１つの帯域から他の帯域へと交互に変わる一連の連続的輪郭を有し、二三のスクリューは主に材料の強烈な機械加工（ブレンド中の成分の分散、ただしこれはブレンドを前進させるための推力作用と別個のものではない）を行うことができ、他のスクリューは多少の混合作用を行うための助けになるとはいえ、より具体的にはミキサー本体に沿ってブレンドの前進を生じさせるためのものである。
【００７８】
スクリューの輪郭はスクリューの縦軸に対して、強烈なレベルの加工を伴う帯域では好ましくは１０ないし３０°、また前進帯域では２０ないし４０°の傾斜角を有する。
【００７９】
好ましくは４つの帯域９、１０、１１、１２がミキサー本体に沿って設けられ（図２）、２つは主に前進のためのもの、２つは主に機械加工のためのものであって、とくに第１端Ｏから２番目及び４番目の帯域１０および１２は強烈な機械加工に用いるためのものである。
【００８０】
好ましくは、第２帯域１０において２つのスクリューは接線輪郭（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｆｉｌｅｓ）を有し、さらにより好ましくは、コンパウンド中の成分の分散を高めるために帯域１２の２つのスクリューは連動する。
【００８１】
これらの解決策すべてにおいて、Ａ−Ａ部分およびＢ−Ｂ部分は、スクリューの輪郭がブレンドの強烈な機械加工にとくに適する帯域に設置される。
【００８２】
ブレンドの温度及び粘度値は、公知のように前記プラントの押出機に設けられた冷却及び調節装置によってさきに規定した範囲内に保たれる。
【００８３】
シランとシリカの反応は好ましくはミキサーを出る際に少なくとも８５％完了している必要がある。反応の程度は、すべて公知であって本発明には含まれない装置及び方法によって測定される。
【００８４】
本発明によれば、ブレンドの混合及び前進のための径路の中間範囲はブレンドを移送して冷却させるための装置４によって形成される。この冷却及び移送装置は図１ではその縦軸を便宜的にミキサー２の排出孔および一軸スクリュー押出機（あとで説明する）の供給孔と並べて示してあるが、前記装置は他の位置に置くこともできるし、さらにその軸を種々の他の向きにすることもできる。
【００８５】
本発明による装置４はミキサーを出るブレンドを冷却して架橋温度よりも低い温度にするために用いられ、これは、装置の両端間、すなわち入口部分Ｃ−Ｃから出口部分Ｅ−Ｅまで材料を移送するのに必要な少量の機械仕事以外はブレンドに機械仕事を実質的に供給することなく行われる。図１に示す好ましい配置では、ミキサー２の出口部分Ｃ−Ｃは装置４の入口部分Ｃ−Ｃと実質的に一致することに注目しなければならない。
【００８６】
装置４の多くの異なる好ましい態様が可能であり、そのすべては、好ましくは装置の内部空間を外部環境、したがって外界温度から隔離する装置内のガス状もしくは液状または両方の流体の循環に基づく制御された冷却システムを備える。１つの可能な態様は材料を移動させるために装置の出口部分の面に直角の垂直軸を有するように配設させたアルキメデススクリューを用いることを意図し、別の変法は、一軸スクリュー押出機の入口に近接して、装置の出口部分に収斂する２つの傾斜軸上に回転中心を配列させる複数の一対の歯車を意図する。この２つの軸は、最大開度（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）の位置において装置の入口部分、すなわち二軸スクリューミキサーの出口部分に近接する。
【００８７】
第１の解決策において、装置４のスクリューの垂直配置は材料の移送のみを助けるために選択されているが、同時にアルキメデススクリュー内に水を循環させることによって材料を冷却する。
【００８８】
さらに好ましい解決策において、図３に概略示した装置４は互いに反対方向に回転する２つのスクリュー１３、１４を備えて、軸を前記のように傾斜させる。スクリュー対の軸の内部分に水を循環させて材料を冷却する。
【００８９】
装置４の態様に関係なく、最高１６０℃の温度でミキサー２を出る材料を好ましくは１００ないし１１０℃の温度に冷却し同時に、対応する粘度が６５０ないし６００Ｐａ＊ｓであることを確かめながら、さらに加硫性コンパウンドを生成させるためにブレンド中に分散させる必要がある加硫系の成分とともに、下流の一軸スクリュー押出機に連続的に導入する。
【００９０】
好ましくは装置４を出る材料は約１００℃の温度で一軸スクリュー押出機に導入する。
【００９１】
本発明によりブレンドを混合して前進させるための径路の初期範囲は実質的に、押出機の両端間を測定した長さが“ｌ”であり、該押出機本体と同じ長さｌの一軸スクリューを備えた押出機からなり、この押出機はその縦の長さに沿って押出機の前記本体内のブレンドを混合および移送させるために適当な形状の羽根を有する。通常押出機の本体は所望の正確な断面を有する半製品を押出すために適当な形状をした出口ダイで終わる。
【００９２】
押出機本体の装入ホッパーの開口部は前記最終範囲の入口部分Ｅ−Ｅと実質的に一致し、また排出する材料のための出口ダイの開口部は前記範囲の出口部分Ｆ−Ｆに実質的に一致する。本発明によれば、この種のミキサーはスクリューの直径“ｄ”対押出機本体の長さ“ｌ”の比が６ないし１２である。
【００９３】
図１に記載され説明されるプラントにおいては、一軸スクリュー押出機５の長さ“ｌ”は９００ｍｍで、ｌ／ｄの比は１０に等しい。また、図に示した配置において、押出機５の入口部分Ｅ−Ｅは装置４の出口部分に実質的に一致することに注意する必要がある。
【００９４】
一軸スクリュー押出機は、たとえばＢｅｒｓｔｏｆｆ社やＫｒｕｐｐ Ｍａｃｈｉｎｅｎｔｅｃｈｎｉｋ社を含む多くの会社から“Ｐｉｎ Ｃｏｎｖｅｒｔ”という製品名で当業者には公知の種類の機械であることができる。
【００９５】
好ましくは押出機５の出口部分Ｆ−Ｆにおける温度値Ｔ_Fおよび粘度値η_Fはそれぞれ１００ないし１１０℃及び５５０ないし６００Ｐａ＊ｓであり、好ましくは入口部分の対応する値よりも大きくはない。
【００９６】
本明細書に記載するプラントにおいて、押出機５の出口ダイは幅が３００ないし３５０ｍｍで厚さが６ないし８ｍｍのコンパウンドシート、あるいはまた同容量のトレッドバンドの断面対大きさに基づく形状を有するコンパウンドストリップを連続的に押出すような寸法を有する。
【００９７】
ところでトレッドゴムを連続製造するための本発明の方法の実際の態様を説明しよう。
【００９８】
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）からなり硫黄と架橋させることができるベースポリマー、シリカを含む補強充填剤、すくなくとも１個の硫黄原子を含有するシランからなるシリカ結合剤、加硫系を除く種々の他の成分、および他の加工成分を一緒にホッパー３に充填した。ポリマーと補強充填剤の充填を容易にするためには、マスターバッチ（カーボンブラックまたはシリカを含む）、すなわちポリマーと補強充填剤のプレミックスブレンドを用いるのが便利であろう。
【００９９】
より詳細には、ホッパーを経て導入されるブレンドの諸成分はポリマーベース１００重量部に対して下記重量部に相当した。
ポリマーベース、ＳＢＲゴム １００
Ｎ１１５型カーボンブラック（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）３０
ＶＮ３ シリカ ３５
エクステンダー油 １．５
シラン Ｓｉ６９ ３．５
クマロン樹脂 ７．５
酸化亜鉛 ２．５
ステアリン酸 ２
老化防止剤 ６ＰＰＤ（Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ １３） １．５
疲労防止剤 ＴＭＱ（Ｖｕｌｃａｎｏｘ） １．５
シリカの量はポリマーベース１００重量部当たり１０から９０重量部に及ぶことができ、該シランはシリカ１００重量部当たり４ないし１５重量部、好ましくはシリカ１００重量部当たり８ないし１０重量部である。
【０１００】
シリカはＢＥＴ法により測定して１７５ｍ²／ｇに等しい表面積を有し、好ましくはその表面積は１００ないし３００ｍ²／ｇであるべきである。具体的にはＤｅｇｕｓｓａから販売されるＶＮ３型シリカであった。
【０１０１】
シリカ結合剤はシラン類であって、とくに下記のものを使用することができる。ビス（２−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−トリメチトキシシリルエチル）テトラスルフィド。
【０１０２】
好ましくは商用呼称Ｓｉ６９という名称で公知のＤｅｇｕｓｓａから販売されているシラン［ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン］を使用した。
【０１０３】
ホッパー３に導入された成分は押出機本体の第１帯域９に搬送され、そこで毎分４５ないし５５回転の角速度で開転する一対のスクリューの力によりプレミックスされ、このプレミックスが押出機本体に沿って前進させられるブレンドを生じる。
【０１０４】
とくにシリカとシランの化学反応が開始され、この反応はさらに徐々に製造サイクル全体にわたって進行する。
【０１０５】
さてブレンドは第２帯域１０に流入し、該帯域中の材料の機械加工は、ベースポリマー中のシリカおよび他の成分の高レベルの分散が得られるように、とくに強烈である。
【０１０６】
第２帯域１０のＢ−Ｂ部分ではブレンドが約５５℃の温度Ｔ_Bおよび約８０００Ｐａ＊ｓの値を有する粘度η_Bに達する。
【０１０７】
つぎの第３帯域１１は主に最終帯域１２に向かう材料の前進を促進し、そこで材料はＡ−Ａ部分に到達して約１２０℃の温度Ｔ_Aおよび約６００Ｐａ＊ｓの粘度η_Aを有する。
【０１０８】
最終帯域１２はこれもシリカの分散とブレンドの均一化を最大にするために強烈な機械加工が行われる帯域である。
【０１０９】
出口部分Ｃ−Ｃにおけるブレンドは１５０℃以上で１６０℃以下の温度Ｔ_Cを有し、粘度η_Cは３４０Ｐａ＊ｓであって、温度が前記範囲内で変るにつれて、この値の±１０％変動する。
【０１１０】
指示された配合及びさきに規定された機械的性質に伴い、ミキサー２の処理量は毎時２００ないし４００ｋｇであることができ、ブレンドの加工時間は２から３分にわたることができ、コンパウンドは毎秒０．７ないし１．１ｃｍの速度で前進する。
【０１１１】
ミキサーを出るブレンドは直接間断なく冷却および移送装置４に搬送され、そこで外界の温度変化には全く影響を受けないように冷却されて、約１００℃の温度および約６００Ｐａ＊ｓの粘度で一軸スクリュー押出機５の装入ホッパーに到達する。冷却装置内の滞留時間は２ないし３分間である。
【０１１２】
他の成分を押出機５のホッパーに導入することができるが、とくに加硫系の成分が導入される。
【０１１３】
さらに具体的には、ホッパーに送られる他の成分には下記のもの（加硫促進剤）がベースポリマー１００重量部当たりそれぞれの重量部で包含された。
ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ ８０） １．２５
ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ） １．５
硫黄 １
シクロヘキシルチオフタルイミド ０．２
押出機５においてブレンドは、モーターユニット（図示せず）による角速度が毎分３５ないし４５回転の適切なスクリューの回転によって前方に送られかつ可逆回転可能に混合される。加工時間は２ないし３分間である。材料の機械加工はミキサー２で行われる機械加工よりも実質的に少ない。
【０１１４】
本発明による方法の重要な態様の１つは一軸スクリュー押出機による実質的に一定の温度における加硫剤の分散である。加硫系の分散は、早期架橋の恐れを伴うと思われる大きな温度上昇を生じることのない適度の混合で行われる。
【０１１５】
一軸スクリュー押出機は、機械加工が強烈ではなく、ブレンドの熱プロフィールの反転を生じないように制御され、その温度は実際に１００−１１０℃の範囲内に実質的に一定に留まり、一方粘度は実質的に約５００Ｐａ＊ｓの値まで低下する。
【０１１６】
一軸スクリュー押出機５は連続的にコンパウンド押出物を押出し、それを３０℃未満の温度に冷却して、たとえば重なり合ったループ状のシートの形で適当な容器に集め、その後さらに特定形式のタイヤを製造するのに望ましいトレッドバンドの形状に一致する形状を有する半製品を得るために別の装置で加工する。
【０１１７】
他の好ましい態様では、一軸スクリュー押出機は連続長さのトレッドバンドに相当する無限長のストリップを直接押出すために適当な形状の出口ダイを備える。
【０１１８】
本発明をさらに明らかにするために、Ｘ軸にミキサー２の第１端ＯからのＢ−Ｂ部分、Ａ−Ａ部分、Ｃ−Ｃ部分の距離を長さＬに対する百分率値で表示し、Ｙ軸にこれらの箇所の対応する温度を表示するグラフを図４に示す。
【０１１９】
すでに述べたように、ミキサーの態様に関係無く、コンパウンドの前進及び機械加工の様相が、材料の所定の温度及び粘度勾配によって特徴づけられるブレンドの熱プロフィールを生じさせるように行われるという事実は、本発明の方法の最も重要な特徴の１つである。
【０１２０】
図４のグラフは、本発明による方法によって規定される温度変化を維持しなければならない範囲内の最大値及び最小値をそれぞれ定性的に定める２本の線ＫおよびＫ′を示す。
【０１２１】
いいかえると、ホッパー３に導入される材料から生成するブレンドは、ミキサー２中でＫおよびＫ′の２本の線上のみならずこれら両線の内側に入る温度値を選ぶことができる。
【０１２２】
本発明による方法は、好ましくはＡ−Ａ部分が、線Ｋによって定められる温度を上回る温度及び線Ｋ′によって定められる温度を下回る温度に到達するのを防止することを意図する。この理由は、コンパウンドを機械加工するプロセスが万一線Ｋによって定められる値を上回る温度を可能にすれば、Ａ−Ａ部分とＣ−Ｃ部分との間に破線ｔに沿う温度のばらつきがあり、それによってＣ−Ｃ部分は１６０℃を上回る値に達して、コンパウンドの早期架橋が起こる危険を生じるであろうということである。
【０１２３】
したがって、プロセスがＡ−Ａ部分を線Ｋ′によって定められる値を万一下回る温度に到達させるならば、Ａ−Ａ部分とＣ−Ｃ部分との間の温度が破線ｔ′に沿ってさらに進行し、Ｃ−Ｃ部分は１５０℃を下回る温度値に達してシリカとシランの反応が不完全になるという恐れを生じるであろう。
【０１２４】
この点に関し、本発明のコンパウンドにおいて得られる改善の考えられる理由は、本発明による方法において、シリカとシランの化学反応が行われる方法に起因するかもしれないと考えられる。
【０１２５】
シラン化度は、Ｙ軸が百分率値で表されたシラン化度Ｒを示しし、Ｘ軸が反応が行われる間の時間（分で表す）を示す図５のグラフから少なくともある近似値まで定性的に表しうることが見出された。
【０１２６】
グラフを検討すれば分かるように、同じ温度に対する反応は、長時間を除いて、初期に急速なシラン化の増大を示した後次第に低下して高度のシラン化に達する。
【０１２７】
さらに、等しい反応時間ｔに対するシラン化度は温度が上昇するにつれて増大する（Ｔ₁＜Ｔ₂＜Ｔ₃）。
【０１２８】
このようにシランとシリカの反応は温度及びこの温度がどれだけ長く作用するかによって決まり、実際には、成分の初期の混合の段階からブレンド中の加硫系の分散の完了までのコンパウンドの製造サイクル全体に影響を与える。
【０１２９】
公知の方法では、コンパウンド調製サイクルにおいて時々生じるブレンドの周期的冷却段階がシラン化度の不均一状態をもたらし、これが最終半製品の均一性に悪影響を与える。
【０１３０】
さらに、プロセスがＡ−Ａ部分において万一前記よりも高い粘度値を容認する場合には、最後にポリマー塊中のシリカの不十分な分散の徴候である過度の粘度値を維持する恐れがあるであろう。
【０１３１】
他方、プロセスがＡ−Ａ部分において、万一すでに示されている値よりも低い粘度値を容認するならば、材料はＣ−Ｃ部分において好ましくない過度の流動度に達するおそれがあり、その結果として生じる過度の粘着性がタイヤ製造の以後の工程に多くの問題を生じるであろう。
【０１３２】
見てわかるように、プロセスによって容認される温度のばらつきが小さい結果として、２本の線ＫおよびＫ′によって包囲される範囲はかなり限られ、このことは以下の試験で明らかとなるように、最終製品の諸性質の高度の均一性に反映される。
【０１３３】
前記の特許出願に記載されているようなバンバリー型ミキサーを用いる公知の回分法によって得られる半製品を本発明による方法によって得られた半製品と比較した。
【０１３４】
トレッドバンドを製造するために設計されたような比較半製品は本文に記載したものに一致する同じ化学組成を有した。

上記の表を下記諸性質に関する比較試験の結果と対照する。
・加硫系をコンパウンドに添加した後の粗半製品の粘度；モンサントＭＶ２０００Ｅの機器を使用し、ＩＳＯ標準法２８９−１の方法ＭＬ（１＋４）に従い１００℃の温度においてムーニー単位で測定を行う。
・加硫後の半製品のテストピースについての１００％（ＣＡ１）および３００％（ＣＡ３）の伸びにおけるモジュラス値；ＩＳＯ標準法３７に従い、テストピースについて上記伸びを生じさせるのに要するＭＰａ（メガパスカル）単位の力を測定することによって試験を行った。
・加硫半製品のテストピースにおける硬度；硬度はＩＳＯ標準法４８により処理してＩＲＨＤ単位で測定した。
【０１３５】
表１から直接知ることができるように、本発明による方法によって製造されるコンパウンドは、試験した性質の値の標準偏差の小さいことからわかるように、公知の方法によって製造したコンパウンドよりもかなり均一性がある。
【０１３６】
標準偏差の統計的法則により、平均値のまわりに分布するある数の値が与えられたとすると、標準偏差１σ ２σ ３σは平均値からの偏差によって前記量の値のそれぞれ６８．２６％、９５．４４％および９９．７３％が存在する区間の大きさを示す。
【０１３７】
標準偏差の理論により、周知の数学式を用いて、一組の任意の値の標準偏差値を容易に計算することができる。平均値の周りの幅広い拡がりは極めて大きな標準偏差を生じ、一方前記平均値の周りの極めて集中した値は非常に小さい標準偏差を生じる。
【０１３８】
１００％および３００％の伸びにおけるモジュラスの性質において得られた改善は上記の表でとくに明瞭に見ることができる。
【０１３９】
たとえば我々が本発明のコンパウンドのモジュラスＣＡ３を考える場合に、正規分布の統計的法則によって０．１２に等しい表に記載された１σの値が与えられたとすると、テストピースの範囲全体の値の９９．７３％は±３σ、すなわち±０．３６（０．１２×３）に等しい区間内にある。同じ計算を公知の方法によって製造したコンパウンドのＣＡ３モジュラス値について行うと、±１．６８、すなわち０．５６×３に等しい間隔の対応する値が求められる。
【０１４０】
比較コンパウンドのＣＡ１モジュラス値について計算を繰り返すと、±０．５１の値と比較して±０．３６の値が求められる。
【０１４１】
数値の検討を粘度及び硬度の性質まで拡げるときに同様の結果が得られ、とくに本発明によって製造した粗コンパウンドのテストピースの実質的に１００％（９９．７３％）は、公知の方法で製造したコンパウンドの場合の±５（１．９７×３＝５．９１）をかなり超える±３σ範囲内の粘度値と比べて、±５（１．６６×３＝４．９８）よりも小さい±３σ範囲内の粘度値を有する。
【０１４２】
本発明はさらに、公知の方法よりもかなり少ないエネルギー消費量で実施されるプロセスの利点を有する。
【０１４３】
この点に関し下記の表２で、左側の公知の方法のエネルギー消費量と右側の本発明による方法のエネルギー消費量を比較する。
【０１４４】
両方の方法におけるコンパウンドはすでにさきに述べたものである。
公知の方法は、この説明においてすでに数回述べた該出願人の特許出願の工程に従って実施される。
【０１４５】
エネルギー消費量の数値はコンパウンドの機械加工の種々の段階においてモーターによって吸収される仕事率を測定することによって得られた。測定値の単位はｋＷ／ｋｇである。

ミキサーおよび押出機によって吸収される仕事率の合計に対して無視できる影響しか及ぼさないので移送及び冷却装置４の消費量は表には示さない。
【０１４６】
公知の方法の消費量の合計は、本発明による方法の場合の消費量の０．１８０ｋＷ／ｋｇと比べて、０．２６０ｋＷ／ｋｇである。
【０１４７】
公知の方法のエネルギー消費量が多い理由の１つは各冷却後に室温から約１００℃の温度にコンパウンドの温度を戻すのに必要な工程であるといえよう。
【０１４８】
本発明による方法は、ミキサー２を出る材料を直接冷却装置４に搬送し、該冷却装置から約１００℃の温度の一軸スクリュー押出機に直接導入するのでこのようなエネルギー消費が避けられる。さらにエネルギー消費量のこれ以上の低下は公知の方法で行われるよりも少ないコンパウンドの全般的な機械加工による。
【０１４９】
低エネルギー消費量は、表１に記載したデータによればモンサントＭＶ２０００Ｅの機器を用いて測定された粘度値によって示される。
【０１５０】
見て分かるように、一軸スクリュー押出機を出る押出物の粘度は公知の方法の最終生成物の粘度よりも約１０％高く、この予期しない結果は本発明による方法によってコンパウンドに与えられる機械加工の少なさがベースポリマーの分子鎖の破断を少なくしているが、それにもかかわらず実質的に同程度のシリカの分散及びシラン化度が得られていることを示す。
【０１５１】
いいかえると、先行技術の方法はコンパウンドに過度の機械加工を与え、シリカの分散度及びコンパウンドのシラン化度を高める代わりに、ポリマーの構造特性を低下させ、その結果最終製品の品質レベルに思わしくない影響を与える。
【０１５２】
この結果は、実際に使用時のタイヤの性能に関して好適に実証され、とくにさきに述べた公知の従来の構造を有し、本発明による方法及び前記配合のコンパウンドによって製造された１００℃で測定して７６ＭＬ（ムーニー）を上回り、好ましくは７８ないし８２ＭＬ（ムーニー）の粗粘度を特徴とするトレッドバンドを備えたタイヤは、公知の回分法によって製造された同じコンパウンドのトレッドバンドが１００℃で測定して７３ＭＬ（ムーニー）以下の粗粘度を有する点以外は試作品タイヤと全く同一の比較タイヤよりも、とくに耐摩耗性が大きくまた転がり抵抗性が小さい点に関して優れた性能レベルを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による方法を行うためのプラントの略図である。
【図２】図２は、図１に示すプラントの第１詳細図である。
【図３】図３は、図１に示すプラントの第２詳細図である。
【図４】図４は、本発明による方法を行うために設計されたプラントに見込まれる温度の変動をプロットしたグラフである。
【図５】図５は、トレッドバンドを製造するプロセスにおけるシリカ／シラン反応の進行を示すグラフである。

Claims (24)

1. 車両用タイヤに用いるためのゴムコンパウンドの製造法であって、その成分が硫黄を素材とする系と架橋させることができる不飽和鎖を含有するポリマーベース、少なくとも１種のシリカを素材とする補強充填剤、少なくとも１個の硫黄原子を含有するシランを素材とするシリカ結合剤、および加硫系を包含し、この方法が下記段階：
   ブレンドを混合して前方に送る径路を含むプラントに前記成分を連続的に供給し、該径路に沿って前記成分の混合および該ブレンドの前進を続けて行い、前記径路は初期範囲、中間範囲および最終範囲を有し、前記範囲はそれぞれブレンドの入口部分とブレンドの出口部分の間に形成され、各範囲の該出口部分が該次の範囲の該入口部分と実質的に一致する段階、
   前記加硫系を該最終範囲の該入口部分に連続的に供給する段階、および
   前記初期範囲内の前記ブレンドの熱プロフィールを制御することにより、前記初期範囲の前記出口部分において、前記ブレンドの温度および粘度値を所定の範囲内に維持する段階
   を含み、
   前記プラントは、二軸押出スクリューミキサー、冷却及び移送装置並びに一軸スクリュー押出機を含み、
   前記初期範囲は前記二軸押出スクリューミキサーにより形成され、前記中間範囲は前記冷却及び移送装置により形成され、前記最終範囲は前記一軸スクリュー押出機により形成される、
   前記車両用タイヤに用いるためのゴムコンパウンドの製造法。
2. 前記初期範囲の前記入口および出口部分の間にある少なくとも１つのそれぞれの第１中間部分において前記温度及び粘度値をそれぞれ測定することによって、該ブレンドの前記熱プロフィールを制御することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記第１中間部分が、前記初期範囲の該入口部分から、前記初期範囲の前記入口および出口部分の間に存在する距離Ｌの５５％ないし６５％の距離に位置する同中間部分Ａに一致することを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記熱プロフィールが、前記第１中間部分において、１１０ないし１２０℃の温度Ｔ_Aおよび該温度Ｔ_Aにおける５４０ないし６６０Ｐａ＊ｓの粘度η_A、ならびに前記初期範囲の前記出口部分において、１５０ないし１６０℃の温度Ｔ_Cおよび該温度Ｔ_Cにおける３００ないし３８０Ｐａ＊ｓの粘度η_Cを有することを特徴とする請求項２記載の方法。
5. 外界温度の変化から保護するように前記中間範囲において前記ブレンドを冷却することを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 前記初期範囲の前記入口および出口部分の間にあり、前記第１中間部分と異なる位置にある少なくとも１つのそれぞれの第２中間部分において、前記温度および粘度値をそれぞれ測定することによって、該ブレンドの前記熱プロフィールを制御することを特徴とする請求項２記載の方法。
7. 前記第２中間部分が、前記初期範囲の該入口部分から、前記初期範囲の前記入口および出口部分の間に存在する距離Ｌの３５％ないし４５％の距離に配設される同第２中間部分Ｂに一致することを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記熱プロフィールが、前記第２中間部分において、５５℃ないし６５℃の温度Ｔ_Bおよび該温度Ｔ_Bにおける８５００Ｐａ＊ｓないし７０００Ｐａ＊ｓの粘度η_Bを有することを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記熱プロフィールが、前記最終範囲の前記入口部分において、１００ないし１１０℃の温度Ｔ_Eおよび該温度Ｔ_Eにおける６００ないし６５０Ｐａ＊ｓの粘度η_Eを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 前記熱プロフィールが、前記最終範囲の前記出口部分において、１１０℃を超えない温度Ｔ_Fおよび該温度Ｔ_Fにおける５５０ないし６００Ｐａ＊ｓの粘度η_Fを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 前記ポリマーベース１００重量部当たり１０ないし８０重量部の前記シリカを素材とする補強充填剤を前記初期範囲の該入口部分に連続的に供給することを特徴とする請求項１記載の方法。
12. 前記シリカを素材とする補強充填剤１００重量部当たり４ないし１５重量部の前記結合剤を前記初期範囲の該入口部分に連続的に供給することを特徴とする請求項１記載の方法。
13. 前記結合剤が４個の硫黄原子を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
14. 前記結合剤がビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファンであることを特徴とする請求項１記載の方法。
15. 前記二軸スクリューミキサーが反対方向に回転する２つのスクリューを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
16. 各スクリューの回転速度が毎分４５ないし５５回転であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 該ブレンドを混合して前進させるための前記径路の前記最終範囲が一軸スクリュー押出機によって形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
18. 該スクリューの回転速度が毎分３５ないし４５回転であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 前記初期範囲における前記ブレンドの前進速度が毎秒０．５ないし１．５ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の方法。
20. 前記混合および前進径路に沿う前記ブレンドの処理量が毎時２００ないし４００ｋｇであることを特徴とする請求項１記載の方法。
21. 前記初期範囲の該入口部分から前記最終範囲の該出口部分までの前記混合及び前進径路における処理時間が５ないし１０分であることを特徴とする請求項１記載の方法。
22. 前記混合および前進径路に沿って前記ブレンドを混合して前進させるために吸収される仕事率が全体で０．２５０ｋＷ／ｋｇ未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
23. 前記仕事率が０．１６５ｋＷ／ｋｇないし０．２ｋＷ／ｋｇであることを特徴とする請求項２２記載の方法。
24. 前記初期範囲において吸収される該仕事率が前記径路において吸収される該全仕事率の少なくとも７５％に等しいことを特徴とする請求項２２記載の方法。

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