JP6721304B2 - ゴムウエットマスターバッチの製造方法、ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法 - Google Patents
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実施形態1に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法はラテックスを準備する工程を含む。実施形態1に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、充填剤を含むスラリーとラテックスとを混合する工程をさらに含む。実施形態1に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、スラリーとラテックスとを混合する工程により得られた混合液に凝固剤を添加する工程をさらに含む。実施形態1に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、混合液に凝固剤を添加する工程により得られた凝固物を脱水する工程をさらに含む。
ラテックスを準備する工程は、原料ラテックスにリン酸二アンモニウムを添加するステップを含む。ラテックスを準備する工程は、原料ラテックスにリン酸二アンモニウムを添加するステップにより生成したリン酸マグネシウムを除去するステップをさらに含む。
スラリーとラテックスとを混合する。混合方法として、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機で撹拌する方法を挙げることができる。
スラリーとラテックスとを混合する工程により得られた混合液に凝固剤を添加する。凝固剤として酸を挙げることができる。酸としてギ酸、硫酸などを挙げることができる。
混合液に凝固剤を添加する工程により得られた凝固物を脱水する。脱水方法として、単軸押出機、オーブン、真空乾燥機、エアードライヤーなどの乾燥装置を使用して脱水する方法を挙げることができる。
ラテックスおよび分散溶媒を混合するステップ(I)と、ステップ(I)により得られた希薄ラテックス溶液および充填剤を混合するステップ(II)とを含む方法によりスラリーをつくる。ステップ(I)により充填剤の表面の一部または全部に極薄いラテックス相を生成することが可能で、充填剤の再凝集を防止できる。
実施形態2に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法はラテックスを準備する工程を含む。実施形態2に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、ラテックスの少なくとも一部を含む第1ラテックス溶液と充填剤とを混合する工程をさらに含む。実施形態2に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、第1ラテックス溶液および充填剤を混合する工程により得られた混合スラリーと、残りのラテックスを含む第2ラテックス溶液とを混合する工程をさらに含む。実施形態2に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、混合スラリーと第2ラテックス溶液とを混合する工程により得られた混合液に凝固剤を添加する工程をさらに含む。実施形態2に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法は、混合液に凝固剤を添加する工程により得られた凝固物を脱水する工程をさらに含む。
第1ラテックス溶液と充填剤とを混合する。第1ラテックス溶液と充填剤との混合により充填剤の表面の一部または全部に極薄いラテックス相を生成することが可能で、充填剤の再凝集を防止できる。混合方法として、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機で撹拌する方法を挙げることができる。充填剤の説明は省略する。実施形態1で説明したからである。第1ラテックス溶液は、ラテックスの少なくとも一部と分散溶媒とを混合することにより得ることができる。分散溶媒として水、有機溶媒を含有する水などを挙げることができる。なかでも水が好ましい。第1ラテックス溶液の固形分濃度は好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.2〜1.5質量%である。
第1ラテックス溶液および充填剤を混合する工程により得られた混合スラリーと、第2ラテックス溶液とを混合する。混合方法として、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機で撹拌する方法を挙げることができる。
DAP リン酸水素二アンモニウム 和光純薬工業社製
凝固剤 ギ酸(一級85%。10%溶液に希釈して、pH1.2に調整したもの)ナカライテスク社製
N330(カーボンブラック) 「シースト3」東海カーボン社製
亜鉛華 「1号亜鉛華」三井金属社製
ステアリン酸 「ルナックS−20」花王社製
ワックス 「OZOACE0355」日本精蝋社製
老化防止剤A 「ノクラック6C」大内新興化学工業社製
老化防止剤B 「RD」大内新興化学工業社製
硫黄 「粉末硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤 「ノクセラーNS−P」大内新興化学工業社製
(ゴムウエットマスターバッチの作製)
天然ゴムラテックスを採取し、表1にしたがって天然ゴムラテックスとカーボンブラックスラリーとを混合し、混合液にギ酸を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることによりゴムウエットマスターバッチを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(天然ゴムの作製)
天然ゴムラテックスを採取し、天然ゴムラテックス全重量に対して表1に示す量のDAPを添加し、沈殿したリン酸マグネシウムを除去し、上澄み液を得た。上澄み液にギ酸を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることにより天然ゴムを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(ゴムウエットマスターバッチの作製)
天然ゴムラテックスを採取し、天然ゴムラテックス全重量に対して表1に示す量のDAPを添加し、沈殿したリン酸マグネシウムを除去し、上澄み液を得た。表1にしたがって上澄み液とカーボンブラックスラリーとを混合し、混合液にギ酸を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることによりゴムウエットマスターバッチを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(天然ゴムの作製)
天然ゴムラテックスを採取し、天然ゴムラテックスにギ酸を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることにより天然ゴムを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(マグネシウム量)
ISO11852;2011に準じて上澄み液―比較例2〜3および実施例1〜3―のマグネシウム量を測定した。ISO11852;2011に準じて天然ゴムラテックス―比較例1・4―のマグネシウム量を測定した。
(90体積%粒径)
測定時の吸光度を0.05〜0.1に設定し、島津製作所社製「SALD2200」(ラテックスの屈折率:1.6−0.10i)を使用し、上澄み液―比較例2〜3および実施例1〜3―についてD90(μm)を測定した。天然ゴムラテックス―比較例1・4―についてD90(μm)を同じ条件で測定した。
(振とう後の凝固塊の有無)
一軸振とう機にて上澄み液―比較例2〜3および実施例1〜3―を1分間振とうした後に、目視で凝固塊の有無を観察した。一軸振とう機にて天然ゴムラテックス―比較例1・4―を1分間振とうした後に、目視で凝固塊の有無を観察した。
ゴム組成物を150℃、30分間の条件で加硫することにより、加硫ゴムを得た。加硫ゴムの疲労性と発熱性とを評価した。評価条件は次に示す。結果は表1に示す。
(疲労性)
JIS K6260(屈曲き裂発生試験)に準じて加硫ゴムの耐疲労性能を評価した。比較例1を100とした指数で評価結果を示した。値が高いほど耐疲労性能に優れることを意味する。
(発熱性)
JIS K6265に準じて損失正接tanδにより加硫ゴムの発熱性を評価した。UBM社製レオスペクトロメーターE4000を使用して50Hz、80℃、動的歪2%の条件で測定した。比較例1を100とした指数で評価結果を示した。値が小さいほど発熱性が低い―良好である―ことを意味する。
(ゴムウエットマスターバッチの作製)
天然ゴムラテックスを採取した。天然ゴムラテックスの一部に水を添加することにより固形分(ゴム)濃度0.5質量%の希薄天然ゴムラテックス溶液を作製した。残りの天然ゴムラテックスに水を添加することにより固形分(ゴム)濃度28質量%の天然ゴムラテックス溶液も作製した。希薄天然ゴムラテックス溶液にカーボンブラック50質量部を添加し、シルバーソン社製攪拌機(フラッシュブレンド)を使用してカーボンブラックを分散させることにより(フラッシュブレンドの条件:3600rpm、30min)、「カーボンブラック含有スラリー溶液」を作製した(微分散工程)。微分散工程で使用した希薄天然ゴムラテックス溶液と合わせて固形分(ゴム)量で100質量部となるように「カーボンブラック含有スラリー溶液」に、天然ゴムラテックス溶液を添加した。カワタ社製混合器(スーパーミキサーSMV‐20)で撹拌することにより「カーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液」を作製した。「カーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液」を90℃に保ちながら、pH4に成るまでギ酸10質量%水溶液を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることによりゴムウエットマスターバッチを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(天然ゴムの作製)
天然ゴムラテックスを採取し、天然ゴムラテックス全重量に対して表1に示す量のDAPを添加し、沈殿したリン酸マグネシウムを除去し、上澄み液を得た。上澄み液にギ酸を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることにより天然ゴムを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(ゴムウエットマスターバッチの作製)
天然ゴムラテックスを採取し、天然ゴムラテックス全重量に対して表1に示す量のDAPを添加し、沈殿したリン酸マグネシウムを除去し、上澄み液を得た。上澄み液の一部に水を添加することにより固形分(ゴム)濃度0.5質量%の希薄天然ゴムラテックス溶液を作製した。残りの上澄み液に水を添加することにより固形分(ゴム)濃度28質量%の天然ゴムラテックス溶液も作製した。希薄天然ゴムラテックス溶液にカーボンブラック50質量部を添加し、シルバーソン社製攪拌機(フラッシュブレンド)を使用してカーボンブラックを分散させることにより(フラッシュブレンドの条件:3600rpm、30min)、「カーボンブラック含有スラリー溶液」を作製した(微分散工程)。微分散工程で使用した希薄天然ゴムラテックス溶液と合わせて固形分(ゴム)量で100質量部となるように「カーボンブラック含有スラリー溶液」に、天然ゴムラテックス溶液を添加した。カワタ社製混合器(スーパーミキサーSMV‐20)で撹拌することにより「カーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液」を作製した。「カーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液」を90℃に保ちながら、pH4に成るまでギ酸10質量%水溶液を添加し、凝固物を得た。凝固物をスエヒロEPM社製スクリュープレスV−02型(スクイザー式1軸押出脱水機)で水分率1.5%以下まで乾燥させることによりゴムウエットマスターバッチを作製した。
(ゴム組成物の作製)
表1にしたがって各配合剤を配合し、神戸製鋼社製のB型バンバリーミキサーを用いて混練りし、ゴム組成物を作製した。
(マグネシウム量)
ISO11852;2011に準じて上澄み液―比較例6〜7および実施例4〜6―のマグネシウム量を測定した。ISO11852;2011に準じて天然ゴムラテックス―比較例5―のマグネシウム量を測定した。
(90体積%粒径)
測定時の吸光度を0.05〜0.1に設定し、島津製作所社製「SALD2200」(ラテックスの屈折率:1.6−0.10i)を使用し、上澄み液―比較例6〜7および実施例4〜6―についてD90(μm)を測定した。天然ゴムラテックス―比較例5―についてD90(μm)を同じ条件で測定した。
(振とう後の凝固塊の有無)
一軸振とう機にて上澄み液―比較例6〜7および実施例4〜6―を1分間振とうした後に、目視で凝固塊の有無を観察した。一軸振とう機にて天然ゴムラテックス―比較例5―を1分間振とうした後に、目視で凝固塊の有無を観察した。
ゴム組成物を150℃、30分間の条件で加硫することにより、加硫ゴムを得た。加硫ゴムの疲労性と発熱性とを評価した。評価条件は次に示す。結果は表2に示す。
(疲労性)
JIS K6260(屈曲き裂発生試験)に準じて加硫ゴムの耐疲労性能を評価した。比較例5を100とした指数で評価結果を示した。値が高いほど耐疲労性能に優れることを意味する。
(発熱性)
JIS K6265に準じて損失正接tanδにより加硫ゴムの発熱性を評価した。UBM社製レオスペクトロメーターE4000を使用して50Hz、80℃、動的歪2%の条件で測定した。比較例5を100とした指数で評価結果を示した。値が小さいほど発熱性が低い―良好である―ことを意味する。
Claims (4)
- 充填剤を含むゴムウエットマスターバッチの製造方法であって、
90体積%粒径が2μm以下の天然ゴムからなるゴム粒子を含み、マグネシウム含有量が150ppm以下のラテックスを準備する工程を含むゴムウエットマスターバッチの製造方法。 - 前記ラテックスを準備する工程は、原料ラテックスにリン酸二アンモニウムを添加するステップと、
前記ステップにより生成したリン酸マグネシウムを除去するステップとを含む請求項1に記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法。 - 請求項1または2に記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法を含むゴム組成物の製造方法。
- 請求項1または2に記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法を含むタイヤの製造方法。
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