JP6906752B2 - Rubber strip manufacturing method and manufacturing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、空気入りタイヤの製造等に使用されるゴムストリップの製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a rubber strip used for manufacturing a pneumatic tire or the like.

空気入りタイヤの製造方法の1つとして幅狭帯状のゴムストリップを成形ドラム上で螺旋状に巻き重ねて生カバーを成形するストリップワインド工法がある。このゴムストリップは、混練されたゴム組成物をゴム押出工程においてゴム押出手段から連続して押出して所定の幅と厚さに予備成形し、さらに圧延工程においてカレンダーロール等の圧延手段を用いて圧延し、所定の形状に成形することにより製造される(例えば特許文献1参照)。そして、製造されたゴムストリップは、成形ドラムまで引き取られて巻回されることによりローカバーに成形される。 As one of the methods for manufacturing a pneumatic tire, there is a strip wind method in which a narrow band-shaped rubber strip is spirally wound on a molding drum to form a raw cover. This rubber strip is obtained by continuously extruding a kneaded rubber composition from a rubber extrusion means in a rubber extrusion step to preform it to a predetermined width and thickness, and further rolling it in a rolling step using a rolling means such as a calendar roll. It is manufactured by molding into a predetermined shape (see, for example, Patent Document 1). Then, the manufactured rubber strip is taken up to the forming drum and wound to form a low cover.

このとき、圧延工程では、カレンダーロールに密着したゴムストリップを離型させるため、強制的に引き剥がさなければならない場合がある。このような強制的なゴムストリップの引き剥がしは、成形後のゴムストリップに収縮が生じて、ゴムストリップの断面形状を大きく変形させる。また、密着力(タック)がゴムの腰の強さを上回る(以下、「過密着」ともいう)場合、引き剥がし時にゴムストリップが切れてしまい引き取れない場合がある。 At this time, in the rolling process, the rubber strip in close contact with the calendar roll may have to be forcibly peeled off in order to release the mold. Such forced peeling of the rubber strip causes shrinkage of the rubber strip after molding, and greatly deforms the cross-sectional shape of the rubber strip. Further, if the adhesive force (tack) exceeds the strength of the rubber waist (hereinafter, also referred to as "overadhesion"), the rubber strip may be cut at the time of peeling and cannot be removed.

一方、近年、環境保全のため氷結路面用にはスタッドレスタイヤが多く用いられている。また、安全性重視の観点からスタッドレスタイヤ以外の冬用タイヤ、オールシーズン用タイヤについてもより高いグリップ性能が要求されるようになっており、このような高いグリップ性能を得るために、トレッドにはオイルなどの軟化剤を多く含むゴム組成物が用いられる傾向が高くなっている。 On the other hand, in recent years, studless tires are often used for icy road surfaces for environmental protection. In addition, from the viewpoint of safety, winter tires other than studless tires and all-season tires are also required to have higher grip performance, and in order to obtain such high grip performance, treads are required. There is a growing tendency for rubber compositions containing a large amount of softeners such as oil to be used.

しかし、オイルなどの軟化剤を多く含むゴム組成物は粘着性が高いため、ゴムストリップの製造時におけるカレンダーロールからの離型性に対する重要性は益々高くなっている。 However, since rubber compositions containing a large amount of softeners such as oil have high adhesiveness, the importance of releasability from a calendar roll during the production of rubber strips is becoming more and more important.

ここで、ゴム組成物のカレンダーロールへのタックは、ゴム組成物の粘着性だけではなく、カレンダーロールの温度の影響を受けることが分かっている。このため、従来は、一般的に、カレンダーロールの温度を種々の方法を用いて適正化することによって、粘着性の高いゴム組成物でも、離型性を確保していた。しかし、近年は、乗用車用、二輪車用、重荷重用など用途に応じて多種多様なゴム組成物が用いられるようになっており、ゴム組成物毎にカレンダーロールからの離型に適正な温度が異なるため、従来技術で対応することは容易とは言えない。 Here, it is known that the tack of the rubber composition on the calendar roll is affected not only by the adhesiveness of the rubber composition but also by the temperature of the calendar roll. For this reason, conventionally, by optimizing the temperature of the calendar roll by using various methods, releasability has been ensured even in a highly adhesive rubber composition. However, in recent years, a wide variety of rubber compositions have been used depending on the application, such as for passenger cars, motorcycles, and heavy loads, and the appropriate temperature for releasing from the calendar roll differs for each rubber composition. Therefore, it cannot be said that it is easy to deal with it by the conventional technology.

そこで、このようなゴム組成物の多様化に対応できる技術として、ゴム組成物に応じて適正温度を予め設定しておき、カレンダーロールの表面温度をこの適正温度に制御することにより、各ゴム組成物における離型性を確保する技術が開発されている(例えば特許文献2参照)。 Therefore, as a technique capable of coping with such diversification of rubber compositions, each rubber composition is formed by setting an appropriate temperature in advance according to the rubber composition and controlling the surface temperature of the calendar roll to this appropriate temperature. A technique for ensuring releasability of an object has been developed (see, for example, Patent Document 2).

特開2009−184152号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-184152 特開2013−252668号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-252668

しかしながら、上記した各ゴム組成物における適正温度は、通常、試行錯誤によって設定されていたため、1種類のゴム組成物の適正温度を設定するにも多くの時間と労力を必要とし、ましてや多種多様なゴム組成物のそれぞれについて適正温度を設定するためには、莫大な時間と労力とを必要としていた。 However, since the appropriate temperature of each of the above rubber compositions is usually set by trial and error, it takes a lot of time and labor to set the appropriate temperature of one type of rubber composition, much less various kinds. It took an enormous amount of time and effort to set an appropriate temperature for each of the rubber compositions.

そこで本発明は、多種多様なゴム組成物のそれぞれについて、多くの時間と労力を掛けることなく圧延の適正温度を設定することができ、所定形状のゴムストリップを安定して製造することができるゴムストリップの製造技術を提供することを課題とする。 Therefore, according to the present invention, it is possible to set an appropriate rolling temperature for each of a wide variety of rubber compositions without spending a lot of time and labor, and it is possible to stably produce a rubber strip having a predetermined shape. The subject is to provide strip manufacturing technology.

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventor has conducted diligent studies and found that the above-mentioned problems can be solved by the invention described below, and has completed the present invention.

請求項1に記載の発明は、
ゴム押出手段の吐出口から連続的に吐出されるゴム組成物を圧延して幅狭帯状のゴムストリップを形成する圧延手段を用いたゴムストリップの製造方法であって、
前記圧延手段の設定温度が、前記ゴム押出手段内部で前記ゴム組成物から発生する揮発
成分の沸点以上、150℃以下であり、
前記ゴム組成物が、シランカップリング剤を含有するシリカ系配合のゴム組成物であり、
前記ゴムストリップの表面全面に多数の微細な発泡痕を形成させることを特徴とするゴムストリップの製造方法である。
The invention according to claim 1
A method for manufacturing a rubber strip using a rolling means for forming a narrow band-shaped rubber strip by rolling a rubber composition continuously discharged from a discharge port of the rubber extrusion means.
The set temperature of the rolling means, the rubber extrusion means inside above the boiling point of the volatile components generated from the rubber composition state, and are 0.99 ° C. or less,
The rubber composition is a silica-based rubber composition containing a silane coupling agent.
A method for producing a rubber strip, which comprises forming a large number of fine foam marks on the entire surface of the rubber strip.

請求項2に記載の発明は、
前記ゴム押出手段の設定温度が、前記ゴム組成物のメルトフラクチャーが開始する温度より高く、前記圧延手段の温度以下であることを特徴とする請求項1に記載のゴムストリップの製造方法である。
The invention according to claim 2
The method for producing a rubber strip according to claim 1, wherein the set temperature of the rubber extrusion means is higher than the temperature at which the melt fracture of the rubber composition starts and is equal to or lower than the temperature of the rolling means.

請求項3に記載の発明は、
前記ゴム押出手段の設定温度が、30〜70℃であることを特徴とする請求項2に記載のゴムストリップの製造方法である。
The invention according to claim 3
The method for manufacturing a rubber strip according to claim 2, wherein the set temperature of the rubber extrusion means is 30 to 70 ° C.

請求項4に記載の発明は、
前記圧延手段の設定温度が、80〜120℃であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のゴムストリップの製造方法である。
The invention according to claim 4
The method for manufacturing a rubber strip according to any one of claims 1 to 3, wherein the set temperature of the rolling means is 80 to 120 ° C.

本発明によれば、多種多様なゴム組成物のそれぞれについて、多くの時間と労力を掛けることなく圧延の適正温度を設定することができ、所定形状のゴムストリップを安定して製造することができるゴムストリップの製造技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to set an appropriate rolling temperature for each of a wide variety of rubber compositions without spending a lot of time and labor, and it is possible to stably produce a rubber strip having a predetermined shape. A technique for manufacturing a rubber strip can be provided.

本発明の一実施の形態におけるゴムストリップの表面の顕微鏡写真である。It is a micrograph of the surface of the rubber strip in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるゴムストリップの断面の顕微鏡写真である。It is a micrograph of the cross section of the rubber strip in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態のゴムストリップの製造方法における温度の設定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the temperature setting method in the manufacturing method of the rubber strip of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態のゴムストリップの製造方法におけるゴムストリップの断面の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the cross section of the rubber strip in the method of manufacturing the rubber strip of one Embodiment of this invention. 従来のゴムストリップの製造方法における温度の設定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the temperature setting method in the conventional rubber strip manufacturing method. 従来のゴムストリップの製造方法におけるゴムストリップの断面の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the cross section of the rubber strip in the conventional method of manufacturing a rubber strip. ゴムストリップの製造装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the rubber strip manufacturing apparatus. 圧延手段の温度制御機構の一例における構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure in an example of the temperature control mechanism of a rolling means. ゴム押出温度の制御機構の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the control mechanism of a rubber extrusion temperature. 比較例のゴムストリップの表面の顕微鏡写真である。It is a micrograph of the surface of the rubber strip of the comparative example. 本発明の一実施例のゴムストリップの表面の顕微鏡写真である。It is a micrograph of the surface of the rubber strip of one Example of this invention. 本発明の他の一実施例のゴムストリップの表面の顕微鏡写真である。It is a micrograph of the surface of the rubber strip of another embodiment of the present invention.

[1]従来技術における問題点と本発明の完成に至る経緯
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する前に、本発明の理解を容易にするために、従来技術における問題点、および、本発明の完成に至る経緯について説明する。
[1] Problems in the prior art and circumstances leading to the completion of the present invention Before explaining the present invention based on an embodiment, in order to facilitate understanding of the present invention, problems in the prior art and background to the completion of the present invention. , The process leading to the completion of the present invention will be described.

1.従来技術における問題点について
まず、従来のゴムストリップの製造技術における問題点について説明する。
1. 1. Problems in Conventional Technology First, problems in conventional rubber strip manufacturing technology will be described.

図4は、ゴムストリップの製造装置の構成を示す模式図であり、ゴムストリップの製造装置1を側面から見た図である。なお、図4において、Gは(ゴムストリップに成形前の)ゴム組成物であり、Gsはゴムストリップであり、3はゴム押出手段(ゴム押出機)であり、4は圧延手段(カレンダーロール)であり、5は引き取りロールである。 FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of a rubber strip manufacturing apparatus, and is a side view of the rubber strip manufacturing apparatus 1. In FIG. 4, G is a rubber composition (before molding into a rubber strip), Gs is a rubber strip, 3 is a rubber extruder (rubber extruder), and 4 is a rolling means (calendar roll). And 5 is a take-back roll.

ゴム押出手段3には、スクリュータイプのゴム押出機が広く用いられている。また、圧延手段4には、4Pと4Fの上下一対のカレンダーロールが広く用いられている。なお、理解しやすいようにゴム押出手段3については、シリンダ10の内部に設置されているスクリュー軸11を記載している。 A screw type rubber extruder is widely used as the rubber extruder 3. Further, as the rolling means 4, a pair of upper and lower calendar rolls of 4P and 4F are widely used. For the rubber extrusion means 3, the screw shaft 11 installed inside the cylinder 10 is described for easy understanding.

従来のゴムストリップは、このようなゴムストリップの製造装置を用いて、以下の手順に従って製造されていた。なお、この製造手順は、本発明においても基本的に同様である。 Conventional rubber strips have been manufactured according to the following procedure using such a rubber strip manufacturing apparatus. The manufacturing procedure is basically the same in the present invention.

まず、所定の配合材料を所定の条件(温度、時間等)で混練機を用いて混練することにより得られたゴム組成物Gを、ゴム押出手段(ゴム押出機)3のゴム投入口10Aからシリンダ10内に投入する。 First, the rubber composition G obtained by kneading a predetermined compounding material under predetermined conditions (temperature, time, etc.) using a kneader is delivered from the rubber inlet 10A of the rubber extrusion means (rubber extruder) 3. It is thrown into the cylinder 10.

投入されたゴム組成物Gは、シリンダ10内を、回転するスクリュー軸11の駆動によって可塑化されながら前進して、押出ヘッド12に設けられた吐出口2から所定の形状で連続的に吐出される。これにより、ゴム組成物GがゴムストリップGsの断面形状に応じた形状に予備成形される。 The charged rubber composition G advances in the cylinder 10 while being plasticized by the drive of the rotating screw shaft 11, and is continuously discharged in a predetermined shape from the discharge port 2 provided in the extrusion head 12. NS. As a result, the rubber composition G is preformed into a shape corresponding to the cross-sectional shape of the rubber strips Gs.

吐出されたゴム組成物Gは、その後、表面温度が所定の温度に設定された圧延手段(カレンダーロール)4に送られて、上下一対のカレンダーロール4P、4Fの間を通過することにより圧延されて、所定の断面形状のゴムストリップGsに成形される。その後、成形されたゴムストリップはカレンダーロール4から引き剥がされて、引き取りロール5に引き取られて成形ドラム(図示せず)に向けて送られた後、成形ドラムに巻き付けられローカバーとして成形される。ローカバーを加硫することによりタイヤが製造される。 The discharged rubber composition G is then sent to a rolling means (calender roll) 4 whose surface temperature is set to a predetermined temperature, and is rolled by passing between a pair of upper and lower calendar rolls 4P and 4F. Is formed into rubber strips Gs having a predetermined cross-sectional shape. After that, the molded rubber strip is peeled off from the calendar roll 4, taken up by the take-up roll 5, sent to the forming drum (not shown), wound around the forming drum, and formed as a low cover. Tires are manufactured by vulcanizing the low cover.

このとき、前記したように、ゴムストリップGsがカレンダーロール4に過密着していると、カレンダーロール4からの引き剥がしが難しくなり、ゴムストリップGsの変形を招いてしまうため、種々の方法で圧延手段の温度設定を適正に制御して、ゴムストリップGsの離型性を確保していた。しかし、その温度設定は試行錯誤によっていたため、容易なことではなかった。 At this time, as described above, if the rubber strips Gs are in close contact with the calendar roll 4, it becomes difficult to peel them off from the calendar roll 4, which causes deformation of the rubber strips Gs. Therefore, rolling is performed by various methods. The temperature setting of the means was appropriately controlled to ensure the releasability of the rubber strips Gs. However, the temperature setting was not easy because it was a trial and error process.

2.本発明の完成に至る経緯
このような状況下、本発明者は、ゴムストリップがカレンダーロールから離型されるメカニズムについて、鋭意検討を行った。その結果、カレンダーロールの表面温度を上昇させていくと、ある温度から急激に離型性が上昇して、十分な離型性が確保できることが分かった。そして、十分な離型性が確保されたゴムストリップの表面を詳細に観察したところ、目視では確認できないミクロサイズ、具体的には、サブミリメーターレベルの微細な発泡痕が一面に存在していることが分かった。図1Aに、十分な離型性が確保されたゴムストリップの表面を顕微鏡(マイクロスコープ)で撮像した画像を示す。図1Aからゴムストリップの表面全面に多数の発泡痕が存在していることが確認できる。なお、図1Aは、後述する実験1において圧延温度120℃で得られたゴムストリップの表面の顕微鏡画像である。
2. Background to Completion of the Present Invention Under such circumstances, the present inventor has diligently studied the mechanism by which the rubber strip is released from the calendar roll. As a result, it was found that as the surface temperature of the calendar roll was raised, the releasability rapidly increased from a certain temperature, and sufficient releasability could be ensured. When the surface of the rubber strip with sufficient releasability was observed in detail, micro-size, specifically, sub-millimeter-level fine foam marks that could not be visually confirmed were present on one surface. I found out. FIG. 1A shows an image obtained by photographing the surface of a rubber strip with sufficient releasability with a microscope. From FIG. 1A, it can be confirmed that a large number of foam marks are present on the entire surface of the rubber strip. FIG. 1A is a microscope image of the surface of the rubber strip obtained at a rolling temperature of 120 ° C. in Experiment 1 described later.

この結果から、本発明者は、カレンダーロールの表面温度を上昇させることによってゴムストリップの表面が微細に発泡した結果、ゴムストリップとカレンダーロール表面との接触面積が減少して粘着性の低下を招き、離型性が向上したものと推測した。 From this result, the present inventor causes the surface temperature of the rubber strip to be finely foamed by raising the surface temperature of the calendar roll, and as a result, the contact area between the rubber strip and the surface of the calendar roll is reduced, resulting in a decrease in adhesiveness. , It was presumed that the releasability was improved.

そして、このような発泡は、ゴム組成物の吐出工程において生成された揮発成分がゴム組成物に含有されており、表面温度が上昇したカレンダーロールと接することにより、この揮発成分が急激に気化したために生じたと推測した。 In such foaming, the rubber composition contains a volatile component generated in the ejection process of the rubber composition, and the volatile component is rapidly vaporized by coming into contact with the calendar roll whose surface temperature has risen. I speculated that it occurred in.

具体的な一例として、シリカ系配合のゴム組成物の場合、80℃で急激に離型性が上昇しており、この温度はシランカップリング剤に由来して発生するエタノールの沸点78℃とほぼ一致しているため、ゴムストリップ表面における発泡はエタノールの気化によるものと推測される。 As a specific example, in the case of a silica-based rubber composition, the releasability rises sharply at 80 ° C., and this temperature is almost the boiling point of ethanol generated from the silane coupling agent, 78 ° C. Since they match, it is presumed that the foaming on the surface of the rubber strip is due to the vaporization of ethanol.

この推測の下、本発明者は、ゴムストリップのカレンダーロールからの十分な離型性を確保するためには、カレンダーロールの表面温度を揮発成分の沸点以上の温度に設定して、ゴムストリップと接触させることにより、ゴム押出手段から吐出されたゴム組成物の表面を揮発成分の沸点以上の温度に加熱すればよいと考え、実験の結果、この考えが正しいことを確認し、本発明を完成するに至った。 Based on this speculation, the present inventor set the surface temperature of the calendar roll to a temperature equal to or higher than the boiling point of the volatile component in order to ensure sufficient releasability of the rubber strip from the calendar roll. It was considered that the surface of the rubber composition discharged from the rubber extrusion means should be heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the volatile component by contacting the rubber composition, and as a result of experiments, it was confirmed that this idea was correct, and the present invention was completed. I came to do it.

そして、上記実験でゴム組成物を従来の圧延と同程度の通常の線速で圧延手段を通過させた場合、発泡が起きるのはゴムストリップの表面だけであり、ゴムストリップの密度等の品質に殆ど影響しないことが分かった。図1Bに顕微鏡で撮像されたゴムストリップの断面の画像を示す。図1Bより発泡が起きているのは表面の極薄い領域に限られ、内部にまでは及んでいないことが確認できた。なお、図1Bは、後述する実験1において圧延温度120℃で得られたゴムストリップの断面の顕微鏡画像である。 Then, in the above experiment, when the rubber composition is passed through the rolling means at a normal linear speed similar to that of conventional rolling, foaming occurs only on the surface of the rubber strip, and the quality such as the density of the rubber strip is improved. It turned out to have little effect. FIG. 1B shows an image of a cross section of the rubber strip taken with a microscope. From FIG. 1B, it was confirmed that foaming occurred only in the extremely thin region of the surface and did not extend to the inside. FIG. 1B is a microscope image of a cross section of the rubber strip obtained at a rolling temperature of 120 ° C. in Experiment 1 described later.

また、圧延手段の温度を150℃以下に設定することにより、ゴムストリップの表面における加硫の進行を抑制できることが分かった。 It was also found that the progress of vulcanization on the surface of the rubber strip can be suppressed by setting the temperature of the rolling means to 150 ° C. or lower.

[2]発明の実施の形態
以下、本発明を実施の形態に基づいて、具体的に説明する。
[2] Embodiments of the Invention Hereinafter, the present invention will be specifically described based on the embodiments.

1.本発明の概要
本実施の形態のゴムストリップの製造方法は、ゴム押出手段と、その吐出口から連続的に吐出されるゴム組成物を圧延して幅狭帯状のゴムストリップを形成する圧延手段を用いて、例えば、ストリップワインド成形法において用いられるゴムストリップを製造する製造方法であり、上記したように、基本的には、従来のゴムストリップの製造方法と同様である。しかし、本実施の形態においては、圧延手段の設定温度を、ゴム押出手段内部でゴム組成物から発生する揮発成分の沸点以上、150℃以下に設定する点において、従来とは異なっている。
1. 1. Outline of the Present Invention In the method for manufacturing a rubber strip according to the present embodiment, a rubber extrusion means and a rolling means for rolling a rubber composition continuously discharged from a discharge port thereof to form a narrow band-shaped rubber strip are used. It is a manufacturing method for manufacturing a rubber strip used in, for example, a strip wind forming method, and is basically the same as a conventional rubber strip manufacturing method as described above. However, the present embodiment is different from the conventional one in that the set temperature of the rolling means is set to 150 ° C. or higher, which is equal to or higher than the boiling point of the volatile component generated from the rubber composition inside the rubber extrusion means.

ゴムストリップの製造においては、通常、ゴム押出手段による押出工程中、ゴム組成物の配合材料間に化学反応が起こり、例えば、シランカップリング剤などに由来するエタノールや水などの揮発成分が発生する。このため、圧延手段の設定温度を揮発成分の沸点以上とすることにより、圧延手段に接触したゴム組成物中の揮発成分が加熱されて気化して、ゴム組成物の表面で発泡する。この発泡に伴って圧延手段の表面とゴム組成物の表面との接触面積が減少するため、圧延手段に対する粘着力(タック)が低下して、十分な離型性を確保することができる。 In the production of rubber strips, a chemical reaction usually occurs between the compounding materials of the rubber composition during the extrusion process by the rubber extrusion means, and volatile components such as ethanol and water derived from, for example, a silane coupling agent are generated. .. Therefore, by setting the set temperature of the rolling means to be equal to or higher than the boiling point of the volatile component, the volatile component in the rubber composition in contact with the rolling means is heated and vaporized, and foams on the surface of the rubber composition. Since the contact area between the surface of the rolling means and the surface of the rubber composition decreases with this foaming, the adhesive force (tack) to the rolling means decreases, and sufficient releasability can be ensured.

このように、本発明によれば、ゴム押出手段内部で発生する揮発成分を特定すれば、この揮発成分の沸点に対応して、圧延手段の温度を直ちに適切に設定することができる。そして、揮発成分は、ゴム組成物の構成材料に基づいて容易に特定することができる。この結果、多くの時間と労力を掛けずに圧延手段の適正温度を設定することができる。また、離型性の良い適正温度の下で圧延を行うため、所定形状のゴムストリップを安定して製造することができる。 As described above, according to the present invention, if the volatile component generated inside the rubber extrusion means is specified, the temperature of the rolling means can be immediately and appropriately set corresponding to the boiling point of the volatile component. Then, the volatile component can be easily specified based on the constituent material of the rubber composition. As a result, the appropriate temperature of the rolling means can be set without spending a lot of time and labor. Further, since rolling is performed at an appropriate temperature having good releasability, a rubber strip having a predetermined shape can be stably manufactured.

2.ゴムストリップの製造方法
上記したように、本実施の形態のゴムストリップの製造方法は、圧延手段の温度設定を除いては、基本的に、従来のゴムストリップの製造方法と同様であるため、以下においては、圧延手段の温度設定を中心として説明する。
2. Rubber Strip Manufacturing Method As described above, the rubber strip manufacturing method of the present embodiment is basically the same as the conventional rubber strip manufacturing method except for the temperature setting of the rolling means. In the description, the temperature setting of the rolling means will be mainly described.

(1)圧延手段の温度設定
本実施の形態において、圧延手段の温度は、上記の通り、揮発成分の沸点以上、150℃以下に設定する。これにより、上記したように、圧延手段に接触したゴム組成物中の揮発成分が加熱されて気化して、ゴム組成物の表面で発泡する。そして、発泡に伴って、圧延手段とゴム組成物の表面との接触面積が減少するため、十分な離型性を確保することができる一方、150℃以下に設定することによりゴムストリップにおける加硫の進行を抑制することができ、安定した品質のゴムストリップを製造することができる。
(1) Temperature setting of rolling means In the present embodiment, the temperature of the rolling means is set to 150 ° C. or higher, which is equal to or higher than the boiling point of the volatile component, as described above. As a result, as described above, the volatile components in the rubber composition in contact with the rolling means are heated and vaporized, and foamed on the surface of the rubber composition. Since the contact area between the rolling means and the surface of the rubber composition decreases with foaming, sufficient releasability can be ensured, while vulcanization in the rubber strip is performed by setting the temperature to 150 ° C. or lower. It is possible to suppress the progress of the rubber strip and produce a rubber strip of stable quality.

なお、ここでいう「圧延手段の設定温度」の「温度」とは、圧延手段のうちゴム組成物の圧延に際してゴム組成物と直に接触する表面の温度であり、圧延手段に接続された制御手段によって制御される。 The "temperature" of the "setting temperature of the rolling means" referred to here is the temperature of the surface of the rolling means that comes into direct contact with the rubber composition when the rubber composition is rolled, and is a control connected to the rolling means. Controlled by means.

本実施の形態において、ゴム押出手段による押出工程中にゴム組成物に発生する揮発成分は、特に限定されず、例えば、配合材料にエトキシシラン系のシランカップリング剤が含まれている場合には、揮発成分として、エタノール(沸点:78℃)や水が発生し、配合材料にメトキシシラン系のシランカップリング剤が含まれている場合には、揮発成分として、メタノール(沸点:65℃)が発生する。なお、水は、常圧水(沸点:95℃)として発生する場合や、加圧水(沸点:120℃)として発生する場合がある。そして、これらの揮発成分は、ゴム組成物における配合材料に応じて容易に特定することができる。 In the present embodiment, the volatile component generated in the rubber composition during the extrusion step by the rubber extrusion means is not particularly limited, and for example, when the compounding material contains an ethoxysilane-based silane coupling agent. , Ethanol (boiling point: 78 ° C) or water is generated as a volatile component, and when the compounding material contains a methoxysilane-based silane coupling agent, methanol (boiling point: 65 ° C) is used as the volatile component. appear. The water may be generated as normal pressure water (boiling point: 95 ° C.) or as pressurized water (boiling point: 120 ° C.). Then, these volatile components can be easily specified depending on the compounding material in the rubber composition.

なお、これらの揮発成分は、押出工程中でも揮発する恐れがあるため、本実施の形態の押出手段には密閉式のゴム押出機を用いて、押出工程中における揮発成分の揮発を抑制することが好ましい。そして、ゴム組成物の配合においては、揮発性材料が配合される場合もあるが、このような揮発性材料は、高温で長時間行われる混練機での混練工程で揮発するため、押出手段内部で発生する揮発成分が上記した本発明の効果を発揮する。 Since these volatile components may volatilize even during the extrusion process, it is possible to suppress the volatilization of the volatile components during the extrusion process by using a closed rubber extruder as the extrusion means of the present embodiment. preferable. In the compounding of the rubber composition, a volatile material may be blended, but since such a volatile material volatilizes in a kneading step in a kneader that is performed at a high temperature for a long time, the inside of the extrusion means The volatile components generated in the above-mentioned effect of the present invention are exhibited.

そして、本実施の形態のゴムストリップの製造方法は、シランカップリング剤を含有するゴム組成物を用いたゴム組成物からなるゴムストリップの製造に特に好適な方法である。シランカップリング剤は、カーボンブラックやシリカ等の無機系の補強材(フィラー)の分散性を高めるため広く用いられている。特に、表面に親水性シラノール基を有するため、ゴム成分(ポリマー)やオイルとの親和性が低く、ゴム組成物中での分散性が劣るシリカを用いる場合には通常シランカップリング剤を添加して分散性を高め、ゴムの耐摩耗性や力学強度の低下を抑えている。 The method for producing a rubber strip of the present embodiment is particularly suitable for producing a rubber strip made of a rubber composition using a rubber composition containing a silane coupling agent. Silane coupling agents are widely used to enhance the dispersibility of inorganic reinforcing materials (fillers) such as carbon black and silica. In particular, when silica is used, which has a hydrophilic silanol group on the surface, has a low affinity for a rubber component (polymer) or oil, and has poor dispersibility in a rubber composition, a silane coupling agent is usually added. It enhances dispersibility and suppresses deterioration of rubber wear resistance and mechanical strength.

シランカップリング剤には、通常ビス(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)ジスルフィド等のアルコキシシラン化合物が用いられる。これらのシランカップリング剤を用いた場合にはゴム押出工程でシランカップリング剤の加水分解によるカップリング反応が進行しゴム成分と無機フィラーとが化学的に結合すると共に、エタノールなどの揮発成分が発生する。また、シランカップリング剤は、加水分解の材料となる水分を含有している。このため、ゴム組成物の配合材料として別途揮発成分を添加する必要がない。また、従来の混練技術およびゴム押出技術をそのまま適用することが可能である。 As the silane coupling agent, alkoxysilane compounds such as bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide are usually used. When these silane coupling agents are used, the coupling reaction by hydrolysis of the silane coupling agent proceeds in the rubber extrusion process, the rubber component and the inorganic filler are chemically bonded, and volatile components such as ethanol are released. appear. In addition, the silane coupling agent contains water that is a material for hydrolysis. Therefore, it is not necessary to separately add a volatile component as a compounding material for the rubber composition. Further, the conventional kneading technique and rubber extrusion technique can be applied as they are.

このようなエタノールの発生に際して、圧延手段の設定温度は、好ましくは80〜120℃の範囲内に設定される。80℃は、前記揮発成分エタノールの沸点より高い温度であるため、圧延手段の設定温度を80℃以上に設定することにより、圧延時にゴムストリップの表面の温度を確実にエタノールの沸点以上の温度に加熱することができる。一方、圧延手段の設定温度の上限を120℃と、ゴム組成物の加硫を進行させる温度である150℃よりも低い温度に設定することにより、加硫の進行を確実に防止することができる。なお、120℃に設定した場合には、エタノールに加えて、加圧水も揮発させることができる。 When such ethanol is generated, the set temperature of the rolling means is preferably set in the range of 80 to 120 ° C. Since 80 ° C. is a temperature higher than the boiling point of the volatile component ethanol, by setting the temperature of the rolling means to 80 ° C. or higher, the temperature of the surface of the rubber strip during rolling is surely set to a temperature higher than the boiling point of ethanol. Can be heated. On the other hand, by setting the upper limit of the set temperature of the rolling means to 120 ° C., which is lower than 150 ° C., which is the temperature at which vulcanization of the rubber composition proceeds, the progress of vulcanization can be reliably prevented. .. When the temperature is set to 120 ° C., pressurized water can be volatilized in addition to ethanol.

(2)ゴム押出手段の温度設定
上記においては、圧延手段の温度設定について説明したが、ゴム押出手段の温度設定を圧延手段と同じ高い温度に設定した場合、ゴム組成物が可塑化され過ぎて腰の強さが不足し、圧延手段における離型性をいくら向上させても、ゴムストリップのカレンダーロールからの引き剥がし時や引き取り時に切れてしまう恐れがある。なお、ここでゴムストリップの腰の強さとは、未加硫のゴムストリップ(グリーンゴムストリップ)の引っ張り応力の最大値を指標とする値である。
(2) Temperature setting of rubber extrusion means In the above, the temperature setting of the rolling means has been described, but when the temperature setting of the rubber extrusion means is set to the same high temperature as the rolling means, the rubber composition is overplasticized. The strength of the waist is insufficient, and no matter how much the releasability in the rolling means is improved, there is a risk that the rubber strip will be cut off when it is peeled off from the calendar roll or when it is picked up. Here, the waist strength of the rubber strip is a value using the maximum value of the tensile stress of the unvulcanized rubber strip (green rubber strip) as an index.

しかし、ゴム押出手段の温度設定を低くすると、ゴム押出工程においてメルトフラクチャー現象が発生して、そのまま圧延されるため、不良品のゴムストリップとなる恐れがある。なお、このメルトフラクチャー現象は、押出物全体が脈打つ形で流れが大きく乱れ、厚みや幅等の形状もいびつに押し出される現象であり、ゴム組成物の温度が低いほど発生しやすいことが知られている。 However, if the temperature setting of the rubber extrusion means is lowered, a melt fracture phenomenon occurs in the rubber extrusion process and the rubber is rolled as it is, which may result in a defective rubber strip. It should be noted that this melt fracture phenomenon is a phenomenon in which the entire extruded product is pulsating and the flow is greatly disturbed, and the shape such as thickness and width is also extruded into a distorted shape. It is known that the lower the temperature of the rubber composition, the more likely it is to occur. ing.

このため、圧延手段の温度設定に加えて、ゴム押出手段の温度設定も適切に行うことが好ましく、具体的には、ゴム組成物のメルトフラクチャーが開始する温度より高く、圧延手段の温度以下の温度であることが好ましい。なお、メルトフラクチャーが開始する温度は、ゴム組成物の組成、粘弾性等の物性値や吐出速度等により異なるため、ゴム押出温度の下限値はこれらの条件に応じて適宜設定される。 Therefore, in addition to setting the temperature of the rolling means, it is preferable to appropriately set the temperature of the rubber extrusion means. Specifically, the temperature is higher than the temperature at which the melt fracture of the rubber composition starts and is equal to or lower than the temperature of the rolling means. It is preferably temperature. Since the temperature at which the melt fracture starts differs depending on the composition of the rubber composition, the physical properties such as viscoelasticity, the discharge rate, and the like, the lower limit of the rubber extrusion temperature is appropriately set according to these conditions.

このように、ゴム押出手段の温度と圧延手段の温度とを個別に設定し、ゴム押出手段の温度を、ゴム組成物のメルトフラクチャーが開始する温度より高く、圧延手段の温度以下の温度に設定することにより、ゴム押出工程でのメルトフラクチャーによる不良品の発生を防ぎながら、ゴム組成物における腰の強さを確保すると共に、圧延手段の温度を揮発成分の沸点以上、150℃以下に設定することにより、優れた離型性を確保して、安定した品質のゴムストリップを製造することができる。 In this way, the temperature of the rubber extrusion means and the temperature of the rolling means are set individually, and the temperature of the rubber extrusion means is set to a temperature higher than the temperature at which the melt fracture of the rubber composition starts and equal to or lower than the temperature of the rolling means. By doing so, while preventing the generation of defective products due to melt fracture in the rubber extrusion process, the strength of the rubber composition is secured, and the temperature of the rolling means is set to 150 ° C. or higher, which is higher than the boiling point of the volatile component. As a result, excellent mold releasability can be ensured, and a rubber strip of stable quality can be produced.

そして、本発明者は、実験により、ゴム押出手段の温度を低く設定しても圧延時に表面を発泡させることは可能であり、圧延直後のゴムストリップの腰の強さは、圧延前のゴム組成物の腰の強さを引き継いでおり、圧延で殆ど低下していないことを確認している。このことから、ゴム押出手段の温度を圧延手段の設定温度とは別にゴムストリップを伸長などによる変形を起こさずに圧延手段から安定して引き剥がすことが可能な腰の強さが得られる温度に設定することが好ましいことが分った。 Then, according to an experiment, the present inventor can foam the surface at the time of rolling even if the temperature of the rubber extrusion means is set low, and the strength of the waist of the rubber strip immediately after rolling is the rubber composition before rolling. It has inherited the strength of the object and confirmed that it was hardly reduced by rolling. From this, the temperature of the rubber extrusion means is set to a temperature at which the rubber strip can be stably peeled off from the rolling means without being deformed due to stretching, etc., in addition to the set temperature of the rolling means. It turned out that it is preferable to set it.

即ち、従来のゴムストリップの製造方法の場合、圧延手段の温度とゴム押出手段の温度とを同じ温度に制御することが一般的であった。図3Aは従来のゴムストリップの製造方法における温度の設定方法を示す模式図である。図3Aで縦軸はタックおよびゴムストリップの腰の強さであり、横軸は温度である。また、図3Bは圧延後のゴムストリップGsの断面の様子を示す模式図である。 That is, in the case of the conventional rubber strip manufacturing method, it is common to control the temperature of the rolling means and the temperature of the rubber extrusion means to the same temperature. FIG. 3A is a schematic view showing a temperature setting method in a conventional rubber strip manufacturing method. In FIG. 3A, the vertical axis is the waist strength of the tack and the rubber strip, and the horizontal axis is the temperature. Further, FIG. 3B is a schematic view showing a cross section of the rubber strips Gs after rolling.

図3Aに示すように、従来は、ゴム押出手段の温度および圧延手段の温度について、Tを上下に変化させて引き剥がしに好適な温度を試行錯誤で求めていた。しかし、このような方法では、広い温度範囲でゴムストリップの腰がタックよりも低いために、ゴムストリップの腰を確保すると同時に引き剥がしに好適な温度を求めるまでに多くの時間と労力が必要であった。そして、得られたゴムストリップは、図3Bに示すように、内部から表面部まで一様となっている。 As shown in FIG. 3A, conventionally, with respect to the temperature of the rubber extrusion means and the temperature of the rolling means, T 3 is changed up and down to obtain a temperature suitable for peeling by trial and error. However, in such a method, since the waist of the rubber strip is lower than the tack in a wide temperature range, it takes a lot of time and effort to secure the waist of the rubber strip and at the same time to obtain a suitable temperature for peeling. there were. Then, as shown in FIG. 3B, the obtained rubber strip is uniform from the inside to the surface portion.

これに対して、本実施の形態においては、上記したように、圧延手段の温度とゴム押出手段の温度とは、分けて設定している。図2Aは本実施の形態のゴムストリップの製造方法における温度の設定方法を示す模式図であり、タックおよびゴムストリップ(ゴム)の腰の強さと温度との関係を示している。なお、図2Aと図3Aとは、同じデータである。そして、図2Bは圧延後のゴムストリップGsの断面の様子を示す模式図であり、ゴムストリップGsにおいて内部Iと表面部分Sとで様子が異なっていることを示している。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, the temperature of the rolling means and the temperature of the rubber extrusion means are set separately. FIG. 2A is a schematic view showing a method of setting a temperature in the method of manufacturing a rubber strip of the present embodiment, and shows a relationship between the strength of the waist of the tack and the rubber strip (rubber) and the temperature. Note that FIG. 2A and FIG. 3A have the same data. FIG. 2B is a schematic view showing the state of the cross section of the rubber strip Gs after rolling, and shows that the state of the inside I and the surface portion S of the rubber strip Gs are different.

図2Aに示すように、本実施の形態においては、ゴム押出手段の温度をTに設定する一方、圧延手段の温度Tに設定している。このため、ゴム押出工程においては十分な腰の強さを確保することができる一方、圧延工程においてはその腰の強さより低いタックで十分な離型性を確保して圧延することができる。そして、得られたゴムストリップは、図2Bに示すように、内部Iでは一様に腰の強いゴムとなっている一方、表面部分Sでは発泡痕が形成されている。 As shown in FIG. 2A, in the present embodiment, the temperature of the rubber extrusion means is set to T 1 , while the temperature of the rolling means is set to T 2. Therefore, in the rubber extrusion step, it is possible to secure sufficient waist strength, while in the rolling process, it is possible to secure sufficient releasability with a tack lower than the waist strength and roll. Then, as shown in FIG. 2B, the obtained rubber strip is uniformly chewy rubber at the inside I, while foam marks are formed on the surface portion S.

また、本実施の形態では、ゴム押出手段の温度をメルトフラクチャーが開始する温度より高く設定しているため、メルトフラクチャーが発生しない。このため、メルトフラクチャーによる不良ゴムストリップの発生を防止することができる。 Further, in the present embodiment, since the temperature of the rubber extrusion means is set higher than the temperature at which the melt fracture starts, the melt fracture does not occur. Therefore, it is possible to prevent the generation of defective rubber strips due to melt fracture.

なお、ここでいう「ゴム押出手段の設定温度」の「温度」とは、ゴム押出手段の吐出口から所定の温度のゴム組成物を押出すために設定される吐出口の温度であり、ゴム押出手段に接続された制御手段により所定の設定温度に設定される。 The "temperature" of the "set temperature of the rubber extrusion means" referred to here is the temperature of the discharge port set for extruding the rubber composition at a predetermined temperature from the discharge port of the rubber extrusion means, and is rubber. The temperature is set to a predetermined temperature by the control means connected to the extrusion means.

具体的には、本実施の形態において、ゴム押出手段の設定温度は、好ましくは30〜70℃の範囲内に設定され、より好ましくは30〜50℃に設定される。 Specifically, in the present embodiment, the set temperature of the rubber extrusion means is preferably set in the range of 30 to 70 ° C, more preferably 30 to 50 ° C.

ゴム押出手段の設定温度の上限を70℃、より好ましくは50℃とすることにより、十分に高いレベルの腰の強さを有するゴム組成物を押出すことができる。 By setting the upper limit of the set temperature of the rubber extrusion means to 70 ° C., more preferably 50 ° C., the rubber composition having a sufficiently high level of waist strength can be extruded.

また、トレッド等のタイヤゴム材料に用いられるゴム組成物を通常の条件の下で押出す際のメルトフラクチャー開始温度は一般的に20℃程度であり、本実施の形態においては、ゴム押出手段の温度の下限をそれより高い30℃に設定しているため、通常の押出条件の下で、確実にメルトフラクチャーを発生させることなく押出すことができる。 Further, the melt fracture start temperature when extruding a rubber composition used for a tire rubber material such as a tread under normal conditions is generally about 20 ° C., and in the present embodiment, the temperature of the rubber extrusion means. Since the lower limit of is set to 30 ° C., which is higher than that, extrusion can be reliably performed under normal extrusion conditions without generating melt fracture.

そして、このように、ゴム押出手段の温度を揮発成分の沸点を大幅に下回る温度に設定することによって、ゴムの腰を確保するだけでなく、圧延工程前における揮発成分の揮発を十分に抑制することができ好ましい。 By setting the temperature of the rubber extrusion means to a temperature significantly lower than the boiling point of the volatile component in this way, not only the firmness of the rubber is secured, but also the volatilization of the volatile component before the rolling process is sufficiently suppressed. Can be preferred.

(3)ゴム組成物
本実施の形態のゴムストリップの製造方法は、多種多様な配合のゴム組成物に使用することができるが、その内でも、例えば、スタッドレスタイヤや冬用タイヤ、オールシーズン用タイヤなどの製造に使用される高オイル配合で温度の影響を受けやすいゴム組成物に用いられることが好ましい。なお、高オイル配合のゴム組成物とは、ゴム成分100質量部に対してオイルが20質量部以上配合されているゴム組成物を指し、オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、その混合物等が挙げられる。
(3) Rubber Composition The method for producing a rubber strip of the present embodiment can be used for a wide variety of rubber compositions, and among them, for example, studless tires, winter tires, and all-season tires. It is preferably used for rubber compositions containing high oils used in the manufacture of tires and the like and which are easily affected by temperature. The rubber composition containing a high amount of oil refers to a rubber composition in which 20 parts by mass or more of oil is mixed with 100 parts by mass of the rubber component, and the oil includes, for example, process oil, vegetable oil, and a mixture thereof. And so on.

ゴム組成物には、通常、オイルと共に、主成分であるゴム成分、および、カーボンブラック、シリカなどの補強材、添加剤などの各種配合材料が含まれる。 The rubber composition usually contains, together with oil, a rubber component as a main component, and various compounding materials such as reinforcing materials such as carbon black and silica, and additives.

3.ゴムストリップの製造装置
上記したゴムストリップの製造には、以下に説明するゴムストリップの製造装置が用いられる。即ち、本実施の形態に係るゴムストリップの製造装置は、ゴム押出機と、上下一対のカレンダーロールとを有しており、カレンダーロールの表面温度をゴム組成物から発生する揮発成分の沸点以上、150℃以下に制御するロール温度制御手段が設けられていることを特徴としている。
3. 3. Rubber Strip Manufacturing Equipment The rubber strip manufacturing equipment described below is used for manufacturing the rubber strips described above. That is, the rubber strip manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a rubber extruder and a pair of upper and lower calendar rolls, and the surface temperature of the calendar rolls is equal to or higher than the boiling point of the volatile component generated from the rubber composition. It is characterized in that a roll temperature control means for controlling the temperature to 150 ° C. or lower is provided.

さらに、本実施の形態においては、ゴム組成物の吐出温度を、ゴム組成物のメルトフラクチャーが開始する温度より高く、カレンダーロールの表面温度以下の温度に制御する吐出温度制御手段が設けられていることが好ましい。 Further, in the present embodiment, a discharge temperature control means for controlling the discharge temperature of the rubber composition to a temperature higher than the temperature at which the melt fracture of the rubber composition starts and equal to or lower than the surface temperature of the calendar roll is provided. Is preferable.

以下、本実施の形態における特徴部分であるロール温度制御手段および吐出温度制御手段について説明する。 Hereinafter, the roll temperature control means and the discharge temperature control means, which are characteristic portions of the present embodiment, will be described.

(1)ロール温度制御手段
ロール温度制御手段は、カレンダーロールの表面温度を、ゴム押出手段内部でゴム組成物から発生する揮発成分の沸点以上150℃以下に制御するものであり、例えば、図5に一例を示すような公知の温度制御機構を用いることができる。
(1) Roll temperature control means The roll temperature control means controls the surface temperature of the calendar roll to 150 ° C. or higher than the boiling point of the volatile component generated from the rubber composition inside the rubber extrusion means. For example, FIG. A known temperature control mechanism as shown in 1 can be used.

図5は圧延手段の温度制御機構の構成を示すブロック図である。図5に示すように、この温度制御機構においては、圧延手段(カレンダーロール)4を加熱する加熱工程と、圧延手段4の外周面の温度を測定する検出工程と、ゴム組成物Gの種類、温度、形状及び圧延速度のうち、少なくとも1つの情報に応じて予め設定される設定温度Tsと、前記検出工程で検出される検出温度Tkとを比較し、検出温度Tkが低いときに、圧延手段4を加熱して圧延手段4の温度を設定温度Tsに保持する温度制御工程とを含み、圧延手段4がフィードバック制御されるように構成されている。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a temperature control mechanism of the rolling means. As shown in FIG. 5, in this temperature control mechanism, a heating step of heating the rolling means (calendar roll) 4, a detection step of measuring the temperature of the outer peripheral surface of the rolling means 4, and a type of rubber composition G. A set temperature Ts preset according to at least one piece of information among the temperature, shape and rolling speed is compared with the detection temperature Tk detected in the detection step, and when the detection temperature Tk is low, the rolling means The rolling means 4 is configured to be feedback controlled, including a temperature control step of heating 4 and holding the temperature of the rolling means 4 at a set temperature Ts.

(2)吐出温度制御手段
吐出温度制御手段は、ゴム組成物の吐出温度を、ゴム組成物のメルトフラクチャーが開始する温度より高く前記カレンダーロールの表面温度以下の温度に制御するものであり、例えば、図6に一例を示すような公知の温度制御機構を用いることができる。
(2) Discharge Temperature Control Means The discharge temperature control means controls the discharge temperature of the rubber composition to a temperature higher than the temperature at which the melt fracture of the rubber composition starts and lower than the surface temperature of the calendar roll, for example. , A known temperature control mechanism as shown in FIG. 6 as an example can be used.

図6はゴム押出温度の制御機構を示す模式図である。図6に示すように、この温度制御機構においては、温度センサー14におけるゴム押出温度の測定結果から制御手段16によりモーター13を制御して、ゴム押出機3のスクリュー軸11の回転数を制御することにより、ゴム押出温度がフィードバック制御されるように構成されている。 FIG. 6 is a schematic view showing a control mechanism of the rubber extrusion temperature. As shown in FIG. 6, in this temperature control mechanism, the motor 13 is controlled by the control means 16 from the measurement result of the rubber extrusion temperature of the temperature sensor 14, and the rotation speed of the screw shaft 11 of the rubber extruder 3 is controlled. As a result, the rubber extrusion temperature is configured to be feedback controlled.

次に実施例により本発明をより具体的に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[1]実験1
実験1では、圧延手段の設定温度を変化させてゴムストリップの離型性およびゴムストリップの表面の発泡の発生の有無を調べた。なお実験1においては、シランカップリング剤が配合されているため、押出手段内部で発生する揮発成分はエタノール(沸点78℃)またはメタノール(沸点65℃)および水(常圧水)である。
[1] Experiment 1
In Experiment 1, the releasability of the rubber strip and the presence or absence of foaming on the surface of the rubber strip were investigated by changing the set temperature of the rolling means. In Experiment 1, since the silane coupling agent was blended, the volatile components generated inside the extrusion means were ethanol (boiling point 78 ° C.) or methanol (boiling point 65 ° C.) and water (normal pressure water).

1.ゴム組成物の製造
最初に、下記配合材料を使用して、表1に示す配合に従って、A、B、2種類のスタッドレスタイヤのトレッド用ゴム組成物を混練した。なお、配合量は質量部である。
1. 1. Production of Rubber Composition First, using the following compounding materials, rubber compositions for treads of two types of studless tires, A and B, were kneaded according to the composition shown in Table 1. The blending amount is parts by mass.

天然ゴム(NR):RSS#3
ブタジエンゴム(BR):日本ゼオン(株)製のBR1220
カーボンブラック:三菱化学(株)製のシーストN220
シリカ:エボニックデグサ社製のウルトラシルVN3
シランカップリング剤(1):エボニックデグサ社製のSi75
(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
シランカップリング剤(2):信越化学社製のLS−535
(メルカプトメチルトリメトキシシラン)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140(アロマオイル)
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤(1):大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
加硫促進剤(2):大内新興化学工業(株)製のノクセラーD
Natural rubber (NR): RSS # 3
Butadiene rubber (BR): BR1220 manufactured by Nippon Zeon Corporation
Carbon Black: Seest N220 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Evonik Degussa
Silane coupling agent (1): Si75 manufactured by Evonik Degussa
(Bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide)
Silane coupling agent (2): LS-535 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
(Mercaptomethyltrimethoxysilane)
Oil: Process X-140 (aroma oil) manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Wax: Sunknock N manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc oxide No. 1 made by Mitsui Metal Mining Co., Ltd. Stearic acid: Stearic acid "Tsubaki" made by NOF CORPORATION
Anti-aging agent: Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Sulfur: Powdered sulfur vulcanization accelerator manufactured by Karuizawa Sulfur Co., Ltd. (1): Noxeller CZ manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Vulcanization accelerator (2): Noxeller D manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.

Figure 0006906752
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2.ゴムストリップの製造と評価
次に、得られたゴム組成物Gを、ゴム押出手段の温度を30℃、押出速度を6.0m/minに設定してゴム組成物Gを押出した。
2. Production and Evaluation of Rubber Strip Next, the obtained rubber composition G was extruded by setting the temperature of the rubber extrusion means to 30 ° C. and the extrusion speed to 6.0 m / min.

次に、押出されたゴム組成物を、圧延速度(線速6.6m/min)の下、圧延手段の設定温度を50℃、70℃、80℃、105℃、120℃、150℃、160℃と変化させて圧延し、厚さ1.5mm、幅20mmのゴムストリップを製造した(各100m)。 Next, the extruded rubber composition was subjected to rolling speed (linear speed 6.6 m / min) and the set temperature of the rolling means was set to 50 ° C., 70 ° C., 80 ° C., 105 ° C., 120 ° C., 150 ° C., 160. Rolling was carried out at a temperature of 1.5 mm to produce rubber strips having a thickness of 1.5 mm and a width of 20 mm (100 m each).

この際、ゴムストリップのカレンダーロールへの離型性を評価した。具体的には、各ゴムストリップのタックを下記のタック試験法で測定した。また、得られたゴムストリップの表面を顕微鏡で観察し、表面の発泡の跡の有無を評価した。 At this time, the releasability of the rubber strip to the calendar roll was evaluated. Specifically, the tack of each rubber strip was measured by the following tack test method. In addition, the surface of the obtained rubber strip was observed with a microscope to evaluate the presence or absence of foaming marks on the surface.

(タック試験)
タック(N)は、粘着性試験機として、東洋精機製作所製「PICMAタックテスター」を用いて測定した。具体的には、各ゴムストリップを準備し、この試験片を、JIS T9233に準拠して、温度23℃、圧着荷重4.9(N)、圧着時間10秒の条件で、アルミニウム製の接着部円盤に圧着した。その後、速度10(mm/min)の条件で、接着部円盤から引きはがし、この引きはがすときの力の最大値を求め、タックの値とした(5回の測定の平均値)。
(Tack test)
The tack (N) was measured using a "PICMA tack tester" manufactured by Toyo Seiki Seisakusho as an adhesiveness tester. Specifically, each rubber strip is prepared, and this test piece is subjected to an aluminum adhesive portion under the conditions of a temperature of 23 ° C., a crimping load of 4.9 (N), and a crimping time of 10 seconds in accordance with JIS T9233. It was crimped to the disk. Then, under the condition of a speed of 10 (mm / min), the adhesive portion was peeled off, and the maximum value of the force at the time of peeling off was obtained and used as the tack value (average value of 5 measurements).

3.評価結果
それぞれの温度で圧延し製造したゴムストリップのカレンダーロールに対する離型性とタック試験の結果を表2に示す。
3. 3. Evaluation Results Table 2 shows the releasability and tack test results of the rubber strips manufactured by rolling at each temperature for the calendar roll.

Figure 0006906752
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表2に示すように、配合A、Bのいずれにおいても、圧延手段4の設定温度が50℃では過密着が発生した。一方、80℃、105℃、120℃、150℃、160℃ではいずれも過密着が発生せず、ゴムストリップを伸長させることなく圧延手段から引き剥がすことができた。また、タックは50℃において配合Aでは12.0N、配合Bでは11.4Nと高いが、配合Aでは揮発成分のエタノールの沸点以上の80℃以上で、配合Bでは揮発成分のメタノールの沸点以上の70℃以上で圧延したものでは、いずれも、50℃の測定値に比べて低下しており、このタックの低下が良好な離型性を招いていることが確認できた。その一方、160℃で圧延したものでは、いずれも、離型性は良好であったものの、タック値が急激に低下し、表面において加硫の進行が確認されたため、ゴムストリップの製造に際して、150℃を超えて圧延することは適当でないことが分かった。 As shown in Table 2, in both the formulations A and B, overadhesion occurred when the set temperature of the rolling means 4 was 50 ° C. On the other hand, at 80 ° C., 105 ° C., 120 ° C., 150 ° C., and 160 ° C., overadhesion did not occur, and the rubber strip could be peeled off from the rolling means without stretching. The tack is as high as 12.0 N in formulation A and 11.4 N in formulation B at 50 ° C., but in formulation A it is 80 ° C or higher, which is higher than the boiling point of ethanol, which is a volatile component, and in formulation B, it is higher than the boiling point of methanol, which is a volatile component. In all of the rolled products at 70 ° C. or higher, the values were lower than the measured values at 50 ° C., and it was confirmed that this reduction in tack caused good mold releasability. On the other hand, in the case of rolling at 160 ° C., although the releasability was good, the tack value decreased sharply and the progress of vulcanization was confirmed on the surface. It was found that rolling above ° C was not suitable.

配合Aにおける圧延手段4の設定温度50℃の観察結果を図7、設定温度80℃の観察結果を図8、設定温度105℃の観察結果を図9、設定温度120℃の観察結果を図1Aに示す。これらの図から圧延手段の設定温度がエタノールの沸点より低い50℃では発泡の跡が認められなかったのに対し、沸点以上の80℃、105℃、120℃ではいずれも発泡の跡が存在していることが分かった。 FIG. 7 shows the observation result of the rolling means 4 at the set temperature of 50 ° C., FIG. 8 shows the observation result of the set temperature of 80 ° C., FIG. 9 shows the observation result of the set temperature of 105 ° C., and FIG. 1A shows the observation result of the set temperature of 120 ° C. Shown in. From these figures, no trace of foaming was observed at 50 ° C., which is lower than the boiling point of ethanol, whereas traces of foaming were observed at 80 ° C., 105 ° C., and 120 ° C. above the boiling point. It turned out that.

以上の結果より、圧延手段の温度をゴム組成物に発生する揮発成分であるエタノールまたはメタノールの沸点以上に設定した場合、ゴム組成物表面に発泡が生じ、離型性が向上していることが確認できた。 From the above results, when the temperature of the rolling means is set to be equal to or higher than the boiling point of ethanol or methanol, which is a volatile component generated in the rubber composition, foaming occurs on the surface of the rubber composition and the releasability is improved. It could be confirmed.

[2]実験2
実験2では、ゴム押出手段の設定温度を変化させてゴム組成物を製造し、それぞれのゴム組成物を同温度で圧延してゴムストリップを製造し、押出手段の温度によるゴムの腰の強さを試験した。
[2] Experiment 2
In Experiment 2, a rubber composition was produced by changing the set temperature of the rubber extrusion means, and each rubber composition was rolled at the same temperature to produce a rubber strip. Was tested.

1.ゴムストリップの製造
実験1の配合Aと同一の配合でスタッドレスタイヤのトレッド用ゴム組成物を配合し、ゴム押出手段の設定温度を20℃、30℃、50℃、70℃、90℃の5水準で変化させ、押出速度6.0m/minの押出条件下でゴム組成物を押出した。得られたゴム組成物を圧延手段の設定温度80℃、圧延速度(線速6.6m/min)の下で圧延し、厚さ1.5mm、幅20mmのゴムストリップを製造した。
1. 1. Manufacturing of rubber strips The rubber composition for treads of studless tires is blended in the same formulation as formulation A in Experiment 1, and the set temperatures of the rubber extrusion means are set to 5 levels of 20 ° C, 30 ° C, 50 ° C, 70 ° C, and 90 ° C. The rubber composition was extruded under extrusion conditions at an extrusion rate of 6.0 m / min. The obtained rubber composition was rolled at a set temperature of a rolling means at 80 ° C. and a rolling speed (linear speed of 6.6 m / min) to produce a rubber strip having a thickness of 1.5 mm and a width of 20 mm.

2.評価
製造されたゴムストリップの腰(グリーンTB)を引張特性試験により測定し評価した。
2. Evaluation The waist (green TB) of the manufactured rubber strip was measured and evaluated by a tensile property test.

具体的には、製造したゴムストリップ(未加硫)の引張特性(引張強度)を、ASTM6746−10の規定に準拠して測定した(測定温度:21℃)。即ち、長さ10cm、幅10mmおよび厚さ2.5mmの形状に試験片を作成し、ゴム吐出時の設定温度で5分間加熱した後、21℃で引張試験を行った(引張速度:100mm/min)。 Specifically, the tensile properties (tensile strength) of the produced rubber strip (unvulcanized) were measured in accordance with the provisions of ASTM6746-10 (measurement temperature: 21 ° C.). That is, a test piece was prepared in a shape having a length of 10 cm, a width of 10 mm, and a thickness of 2.5 mm, heated at the set temperature at the time of rubber ejection for 5 minutes, and then subjected to a tensile test at 21 ° C. (tensile rate: 100 mm /). min).

3.評価結果
評価結果を表3に示す。なお、試験結果は3回の測定の平均であり、引張応力の最大値をゴムの腰として示している。
3. 3. Evaluation Results The evaluation results are shown in Table 3. The test result is the average of three measurements, and the maximum value of tensile stress is shown as the waist of the rubber.

Figure 0006906752
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表3に示すように、ゴムの腰はゴム押出手段の設定温度が30〜70℃の場合に0.3〜0.8と好適なゴムの腰を示した。90℃の場合は、ゴムの腰が0.1と非常に低かった。この結果から、ゴム押出手段の設定温度は30〜70℃が好ましく、30〜50℃がより好ましく、40℃が特に好ましいことが分かった。なお、20℃の場合はゴム表面にメルトフラクチャーが発生したため、ストリップのくびれ部分から急激に破断してしまい、ゴムの腰も極端に小さく見積もられた。 As shown in Table 3, the rubber waist showed a suitable rubber waist of 0.3 to 0.8 when the set temperature of the rubber extrusion means was 30 to 70 ° C. At 90 ° C., the waist of the rubber was very low at 0.1. From this result, it was found that the set temperature of the rubber extrusion means is preferably 30 to 70 ° C, more preferably 30 to 50 ° C, and particularly preferably 40 ° C. At 20 ° C., melt fracture was generated on the rubber surface, so that the strip was suddenly broken from the constricted portion, and the rubber waist was estimated to be extremely small.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made to the above embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.

1 ゴムストリップ製造装置
2 吐出口
3 ゴム押出手段(ゴム押出機)
4、4F、4P 圧延手段(カレンダーロール)
5 引き取りロール
10 シリンダ
10A ゴム投入口
11 スクリュー軸
12 押出ヘッド
13 モーター
14 温度センサー
16 制御手段
G ゴム組成物
Gs ゴムストリップ
I ゴムストリップの内部
S ゴムストリップの表面部分
1 Rubber strip manufacturing equipment 2 Discharge port 3 Rubber extrusion means (rubber extruder)
4, 4F, 4P rolling means (calendar roll)
5 Take-up roll 10 Cylinder 10A Rubber inlet 11 Screw shaft 12 Extrusion head 13 Motor 14 Temperature sensor 16 Control means G Rubber composition Gs Rubber strip I Inside rubber strip S Surface part of rubber strip

Claims (4)

ゴム押出手段の吐出口から連続的に吐出されるゴム組成物を圧延して幅狭帯状のゴムストリップを形成する圧延手段を用いたゴムストリップの製造方法であって、
前記圧延手段の設定温度が、前記ゴム押出手段内部で前記ゴム組成物から発生する揮発
成分の沸点以上、150℃以下であり、
前記ゴム組成物が、シランカップリング剤を含有するシリカ系配合のゴム組成物であり、
前記ゴムストリップの表面全面に多数の微細な発泡痕を形成させることを特徴とするゴムストリップの製造方法。
A method for manufacturing a rubber strip using a rolling means for forming a narrow band-shaped rubber strip by rolling a rubber composition continuously discharged from a discharge port of the rubber extrusion means.
The set temperature of the rolling means, the rubber extrusion means inside above the boiling point of the volatile components generated from the rubber composition state, and are 0.99 ° C. or less,
The rubber composition is a silica-based rubber composition containing a silane coupling agent.
A method for producing a rubber strip, which comprises forming a large number of fine foam marks on the entire surface of the rubber strip.
前記ゴム押出手段の設定温度が、前記ゴム組成物のメルトフラクチャーが開始する温度より高く、前記圧延手段の温度以下であることを特徴とする請求項1に記載のゴムストリップの製造方法。 The method for producing a rubber strip according to claim 1, wherein the set temperature of the rubber extrusion means is higher than the temperature at which the melt fracture of the rubber composition starts and is equal to or lower than the temperature of the rolling means. 前記ゴム押出手段の設定温度が、30〜70℃であることを特徴とする請求項2に記載のゴムストリップの製造方法。 The method for producing a rubber strip according to claim 2, wherein the set temperature of the rubber extrusion means is 30 to 70 ° C. 前記圧延手段の設定温度が、80〜120℃であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のゴムストリップの製造方法。 The method for producing a rubber strip according to any one of claims 1 to 3, wherein the set temperature of the rolling means is 80 to 120 ° C.
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