JP7022579B2 - 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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Description
本開示は、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に関する。
天然ゴムにカーボンブラックが分散したウェットマスターバッチは、ムーニー粘度が高く、加工性が悪い。ウェットマスターバッチは、たとえば、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、凝固し、脱水して得ることができる。
加工性を向上するために、ウェットマスターバッチを混練りする際に、可塑剤を添加することができる。混練りは、混練機、たとえばバンバリーミキサーでおこなわれる。
しかしながら、加工性の向上だけでなく、加硫ゴムの物性、たとえば引裂強さや耐摩耗性も考慮すべきである。引裂強さや耐摩耗性について、ウェットマスターバッチを混練りする際に可塑剤を添加する手法には改善の余地がある。
本開示の目的は、加硫ゴムの引裂強さと耐摩耗性とを向上することができるマスターバッチの製造方法を提供することである。
本開示におけるマスターバッチの製造方法は、少なくとも天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーで凝固処理前混合液を作製する工程と、凝固処理前混合液を凝固する工程とを含む。
本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、少なくとも天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーで凝固処理前混合液を作製する工程と、凝固処理前混合液を凝固する工程とを含む。
本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、加硫ゴムの引裂強さと耐摩耗性とを向上することができる。凝固処理前混合液を、天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーで作製することで、凝固処理前混合液に液状ゴムを分散させることが可能であり、液状ゴムが分散したマスターバッチを得ることができる。このようなマスターバッチで加硫ゴムを作製することによって、混練り時に液状ゴムをはじめて使用（添加）して加硫ゴムを作製する手法にくらべて、架橋点の分布状態の均一性を高めることができる。よって、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法は、そのような手法にくらべて、加硫ゴムの引裂強さと耐摩耗性とを向上することができる。
凝固処理前混合液を作製する工程は、天然ゴムラテックスに液状ゴムラテックスを添加し、添加後天然ゴムラテックスを得ることと、添加後天然ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーを混合することとを含むことができる。いっぽう、このような手順に代えて、凝固処理前混合液を作製する工程は、天然ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーを混合し、液状ゴムラテックスを添加することを含むことができる。
本開示における実施形態のゴム組成物の製造方法は、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法を含む。具体的には、本開示における実施形態のゴム組成物の製造方法は、少なくとも天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーで凝固処理前混合液を作製する工程と、凝固処理前混合液を凝固する工程とを含む。
本開示における実施形態のタイヤの製造方法は、本開示における実施形態のマスターバッチの製造方法を含む。具体的には、本開示における実施形態のタイヤの製造方法は、少なくとも天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーで凝固処理前混合液を作製する工程と、凝固処理前混合液を凝固する工程とを含む。
本開示の実施形態において、充てん剤は、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの無機充てん剤であることができる。これらのうち、一つまたは複数を選択して、使用することができる。
実施形態１
ここからは、本開示の実施形態１について説明する。実施形態１は、マスターバッチのための充てん剤としてカーボンブラックを使用する。
ここからは、本開示の実施形態１について説明する。実施形態１は、マスターバッチのための充てん剤としてカーボンブラックを使用する。
実施形態１におけるタイヤの製造方法は、凝固処理前混合液を作製する工程と、凝固処理前混合液を凝固し、マスターバッチを得る工程と、少なくともマスターバッチおよび配合剤を混練りし、ゴム混合物を得る工程と、ゴム混合物に加硫系配合剤を練り込み、ゴム組成物を得る工程と、ゴム組成物で作製した未加硫タイヤを加硫成型する工程とを含む。
実施形態１におけるタイヤの製造方法は、凝固処理前混合液を作製する工程、すなわち、天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーで凝固処理前混合液を作製する工程を含む。
天然ゴムラテックスでは、天然ゴムを含むゴム粒子が、コロイド状に水に分散している。天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、たとえば２００万以上である。天然ゴムラテックスの乾燥ゴム分は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。天然ゴムラテックスにおける乾燥ゴム分の上限は、たとえば６０質量％、好ましくは４０質量％、さらに好ましくは３０質量％である。
液状ゴムラテックスでは、液状ゴムを含むゴム粒子が、コロイド状に水に分散している。液状ゴムは、たとえば、イソプレンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどのジエン系ゴムであることができる。すなわち、液状ゴムラテックスは、液状ジエン系ゴムラテックスであることができ、たとえば液状イソプレンゴムラテックスであることができる。液状ゴムの数平均分子量は、たとえば０．５万～６．０万である。液状ゴムラテックスの乾燥ゴム分は、たとえば１０質量％以上であることができ、３０質量％以上であることもでき、５０質量％以上であることもできる。液状ゴムラテックスにおける乾燥ゴム分の上限は、たとえば９０質量％、８０質量％、７０質量％などである。
カーボンブラックスラリーでは、カーボンブラックが水中に分散している。カーボンブラックスラリーにおけるカーボンブラックの量は、カーボンブラックスラリー１００質量％において、好ましくは１質量％以上、より好ましくは３質量％以上である。カーボンブラックスラリーにおけるカーボンブラック量の上限は、好ましくは１５質量％、より好ましくは１０質量％である。カーボンブラックスラリーは、たとえばカーボンブラックと水とを混合することで得ることができる。カーボンブラックとしては、たとえばＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなどのカーボンブラックのほか、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。カーボンブラックと水とは、高せん断ミキサー、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混合できる。
凝固処理前混合液は、天然ゴムを含むゴム粒子と、液状ゴムを含むゴム粒子と、カーボンブラックとを含む。凝固処理前混合液では、これらが水中に分散している。凝固処理前混合液における天然ゴムの量は、凝固処理前混合液の乾燥ゴム分１００質量％において、たとえば８０質量％以上であることができ、８５質量％以上であることができ、９０質量％以上であることができる。凝固処理前混合液における天然ゴムの量は、凝固処理前混合液の乾燥ゴム分１００質量％において、たとえば９９質量％以下であることができ、９８質量％以下であることができ、９７質量％以下であることができる。いっぽう、凝固処理前混合液における液状ゴムの量は、凝固処理前混合液の乾燥ゴム分１００質量％において、たとえば１質量％以上であることができ、２質量％以上であることができ、３質量％以上であることができる。凝固処理前混合液における液状ゴムの量は、凝固処理前混合液の乾燥ゴム分１００質量％において、たとえば２０質量％以下であることができ、１５質量％以下であることができ、１０質量％以下であることができる。いっぽう、凝固処理前混合液におけるカーボンブラックの量は、凝固処理前混合液の乾燥ゴム分１００質量部に対して、たとえば１０質量部以上であることができ、２０質量部以上であることができ、３０質量部以上であることができ、４０質量部以上であることができる。凝固処理前混合液におけるカーボンブラックの量は、凝固処理前混合液の乾燥ゴム分１００質量部に対して、たとえば８０質量部以下であることができ、７０質量部以下であることができ、６０質量部以下であることができる。
凝固処理前混合液を作製する工程は、天然ゴムラテックスに液状ゴムラテックスを添加し、添加後天然ゴムラテックスを得ることと、添加後天然ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーを混合することとを含む（この手順を、以下、「第一手順」という。）。具体的には、まず、天然ゴムラテックスに液状ゴムラテックスを添加し、必要に応じて撹拌し、添加後天然ゴムラテックスを得る。次いで、添加後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、凝固処理前混合液を得る。添加後天然ゴムラテックスとカーボンブラックスラリーとは、高せん断ミキサー、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混合できる。
凝固処理前混合液を作製する工程は、前述の第一手順（天然ゴムラテックスに液状ゴムラテックスを添加し、添加後天然ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーを混合する手順）に代えて、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、液状ゴムラテックスを添加することを含んでもよい（この手順を、以下、「第二手順」という。）。この場合、まず、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する。天然ゴムラテックスとカーボンブラックスラリーとは、高せん断ミキサー、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混合できる。次いで、この混合で得られた液に、液状ゴムラテックスを添加し、必要に応じて撹拌し、凝固処理前混合液を得る。
凝固処理前混合液を凝固し、マスターバッチを得る工程を、実施形態１におけるタイヤの製造方法は含む。凝固は、凝固処理前混合液を乾燥させることで起こすことができる。いっぽう、凝固を起こすために、凝固処理前混合液に凝固剤を添加してもよい。凝固剤は、たとえば酸である。酸としてギ酸、硫酸などを挙げることができる。凝固処理前混合液を凝固することで得られた凝固物は水を含んでいる。よって、この工程（凝固処理前混合液を凝固し、マスターバッチを得る工程）は、凝固物を脱水することを含むことができる。凝固物を脱水するために、たとえば、押出機や真空乾燥機、エアドライヤーなどを使用できる。脱水された凝固物の水分量は、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である。脱水後の凝固物を成形することをこの工程は含むことができる。このようにして得られたマスターバッチは、ゴム、カーボンブラックを含む。
マスターバッチはゴムを含む。マスターバッチのゴムは、天然ゴムと液状ゴムとを含む。マスターバッチにおける天然ゴムの量は、マスターバッチ中のゴム１００質量％において、たとえば８０質量％以上であることができ、８５質量％以上であることができ、９０質量％以上であることができる。マスターバッチにおける天然ゴムの量は、マスターバッチ中のゴム１００質量％において、たとえば９９質量％以下であることができ、９８質量％以下であることができ、９７質量％以下であることができる。
マスターバッチはカーボンブラックをさらに含む。カーボンブラックの量は、マスターバッチ中のゴム１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上である。カーボンブラックの量は、マスターバッチ中のゴム１００質量部に対して、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。
マスターバッチと配合剤とを混練りし、ゴム混合物を得る工程を、実施形態１におけるタイヤの製造方法は含む。配合剤としては、充てん剤、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤など挙げることができる。これらのうち、一つまたは複数を選択して、マスターバッチと混練することができる。この工程でマスターバッチに添加する配合剤はオイルを含んでいない。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。この混練りの工程では、マスターバッチおよび配合剤とともに、ほかのゴムを混練りすることができる。混練り時にマスターバッチに追加するゴムとして、たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、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。混練り時にマスターバッチに追加するゴムは液状ゴムを含んでいない。ここでの液状ゴムとして、たとえば、イソプレンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどのジエン系液状ゴムを挙げることができる。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。
ゴム混合物に加硫系配合剤を練り込み、ゴム組成物を得る工程を、実施形態１におけるタイヤの製造方法はさらに含む。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。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。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。
ゴム組成物は、マスターバッチに由来するゴムを含む。マスターバッチに由来するゴムの量は、ゴム組成物中のゴム１００質量％に対して、たとえば、４０質量％以上であることができ、６０質量％以上であることができ、８０質量％以上であることができ、１００質量％であることもできる。
ゴム組成物はカーボンブラックを含む。カーボンブラックの量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上である。カーボンブラックの量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。
ゴム組成物は、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤などをさらに含むことができる。硫黄の量は、ゴム組成物中のゴム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、ゴム組成物中のゴム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、チェーハーゴム、ビードフィラーゴムなどの作製にゴム組成物を使用できる。
ゴム組成物で作製した未加硫タイヤを加硫成型する工程を、実施形態１におけるタイヤの製造方法は含む。未加硫タイヤは、ゴム組成物で作製したタイヤ部材を備える。すなわち、未加硫タイヤが、ゴム組成物を含むタイヤ部材を備える。実施形態１の方法で得られたタイヤは、たとえば空気入りタイヤであることができる。
ここまで説明したように、実施形態１におけるマスターバッチの製造方法は、加硫ゴムの引裂強さと耐摩耗性とを向上することができる。凝固処理前混合液を、天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーで作製することで、凝固処理前混合液に液状ゴムを分散させることが可能であり、液状ゴムが分散したマスターバッチを得ることができる。このようなマスターバッチで加硫ゴムを作製することによって、混練り時に液状ゴムをはじめて使用（添加）して加硫ゴムを作製する手法にくらべて、架橋点の分布状態の均一性を高めることができる。よって、本開示における実施形態１のマスターバッチの製造方法は、そのような手法にくらべて、加硫ゴムの引裂強さと耐摩耗性とを向上することができる。
実施形態１におけるマスターバッチの製造方法は、加工性を向上することができる。凝固処理前混合液を、天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーで作製することで、凝固処理前混合液に液状ゴムを分散させることが可能であり、液状ゴムが分散したマスターバッチを得ることができる。よって、液状ゴムに、可塑剤としての機能を発揮させることが可能であり、実施形態１におけるマスターバッチの製造方法は加工性を向上することができる。
さらに、実施形態１におけるマスターバッチの製造方法は、液状ゴムラテックスに代えて液状ゴムを用いる手法（凝固処理前混合液を、天然ゴムラテックス、液状ゴムおよびカーボンブラックスラリーで作製する手法）にくらべて、液状ゴムを凝固処理前混合液に容易に分散することが可能であり、液状ゴムの分散を向上できる。
変形例１
実施形態１では、マスターバッチに添加する配合剤がオイルを含んでいないものの、実施形態１における変形例１では、マスターバッチに添加する配合剤がオイルを含んでいる。
実施形態１では、マスターバッチに添加する配合剤がオイルを含んでいないものの、実施形態１における変形例１では、マスターバッチに添加する配合剤がオイルを含んでいる。
変形例２
実施形態１では、混練り時にマスターバッチにゴムを追加する場合、このゴムが液状ゴムを含んでいないものの、実施形態１における変形例２では、このゴムが液状ゴムを含んでいる。
実施形態１では、混練り時にマスターバッチにゴムを追加する場合、このゴムが液状ゴムを含んでいないものの、実施形態１における変形例２では、このゴムが液状ゴムを含んでいる。
変形例３
実施形態１では、凝固処理前混合液を作製する工程が、第一手順（天然ゴムラテックスに液状ゴムラテックスを添加し、添加後天然ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーを混合する手順）、または第二手順（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、液状ゴムラテックスを添加する手順）を含むものの、実施形態１の変形例３では、第一手順または第二手順に代えて、カーボンブラックスラリーに液状ゴムラテックスを添加し、必要に応じて撹拌し、これと天然ゴムラテックスとを混合することを、この工程が含む。
実施形態１では、凝固処理前混合液を作製する工程が、第一手順（天然ゴムラテックスに液状ゴムラテックスを添加し、添加後天然ゴムラテックスおよびカーボンブラックスラリーを混合する手順）、または第二手順（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、液状ゴムラテックスを添加する手順）を含むものの、実施形態１の変形例３では、第一手順または第二手順に代えて、カーボンブラックスラリーに液状ゴムラテックスを添加し、必要に応じて撹拌し、これと天然ゴムラテックスとを混合することを、この工程が含む。
変形例４
実施形態１では、カーボンブラックスラリーを得るためにカーボンブラックと水とを混合するものの、実施形態１の変形例４では、この操作に代えて、カーボンブラックスラリーを得るために、カーボンブラックとゴムラテックス（以下、カーボンブラックと混合するためのゴムラテックスを「希薄ゴムラテックス」という。）とを混合する。カーボンブラックと希薄ゴムラテックスとを混合することによって、カーボンブラックの再凝集を防止できる。カーボンブラックの表面の一部または全部に極薄いラテックス相が生成し、ラテックス相がカーボンブラックの再凝集を抑制すると考えられるからである。希薄ゴムラテックスでは、ゴム粒子が，コロイド状に水に分散している。希薄ゴムラテックスは、たとえば天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックスなどである。天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、たとえば２００万以上である。合成ゴムラテックスは、たとえばスチレン－ブタジエンゴムラテックス、ブタジエンゴムラテックス、ニトリルゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックスである。希薄ゴムラテックスの乾燥ゴム分は、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上、さらに好ましくは０．３質量％以上である。乾燥ゴム分の上限は、たとえば５質量％、好ましくは２質量％、さらに好ましくは１質量％である。
実施形態１では、カーボンブラックスラリーを得るためにカーボンブラックと水とを混合するものの、実施形態１の変形例４では、この操作に代えて、カーボンブラックスラリーを得るために、カーボンブラックとゴムラテックス（以下、カーボンブラックと混合するためのゴムラテックスを「希薄ゴムラテックス」という。）とを混合する。カーボンブラックと希薄ゴムラテックスとを混合することによって、カーボンブラックの再凝集を防止できる。カーボンブラックの表面の一部または全部に極薄いラテックス相が生成し、ラテックス相がカーボンブラックの再凝集を抑制すると考えられるからである。希薄ゴムラテックスでは、ゴム粒子が，コロイド状に水に分散している。希薄ゴムラテックスは、たとえば天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックスなどである。天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、たとえば２００万以上である。合成ゴムラテックスは、たとえばスチレン－ブタジエンゴムラテックス、ブタジエンゴムラテックス、ニトリルゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックスである。希薄ゴムラテックスの乾燥ゴム分は、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上、さらに好ましくは０．３質量％以上である。乾燥ゴム分の上限は、たとえば５質量％、好ましくは２質量％、さらに好ましくは１質量％である。
これらの変形例から、一つまたは複数を選択して、実施形態１に、組み合わせることはもちろん可能である。
以下に、本開示の実施例を説明する。
原料・薬品を次に示す。
天然ゴムラテックス（乾燥ゴム分３０．５％のフィールドラテックス） Ｇｏｌｄｅｎ Ｈｏｐｅ社製
液状イソプレンゴムラテックス 「ＬＩＲ－７００」（数平均分子量＝２８０００、乾燥ゴム分＝６０．０質量％、分散媒＝水）クラレ社製
Ｎ３３０カーボンブラック（Ｎ２ＳＡ９３ｍ２／ｇ フタル酸ジブチル吸収量１１９ｃｍ３／１００ｇ）東海カーボン社製
Ｎ１１０カーボンブラック（Ｎ２ＳＡ１４２ｍ２／ｇ フタル酸ジブチル吸収量１１５ｃｍ３／１００ｇ）東海カーボン社製
天然ゴム ＲＳＳ＃３を素練りしたもの
亜鉛華 「亜鉛華１号」三井金属鉱業社製
老化防止剤 「ノクラック６Ｃ」（６ＰＰＤ）大内新興化学工業社製
ステアリン酸 「ルナックＳ－２０」花王社製
オイル 「プロセスＮＣ－１４０」ＪＯＭＯ社製
液状イソプレンゴムＡ 「ＬＩＲ－５０」（数平均分子量＝５４０００）クラレ社製
液状イソプレンゴムＢ 「ＬＩＲ－３０」（数平均分子量＝２８０００）クラレ社製
硫黄 「粉末硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤 「ソクシールＣＺ」住友化学社製
天然ゴムラテックス（乾燥ゴム分３０．５％のフィールドラテックス） Ｇｏｌｄｅｎ Ｈｏｐｅ社製
液状イソプレンゴムラテックス 「ＬＩＲ－７００」（数平均分子量＝２８０００、乾燥ゴム分＝６０．０質量％、分散媒＝水）クラレ社製
Ｎ３３０カーボンブラック（Ｎ２ＳＡ９３ｍ２／ｇ フタル酸ジブチル吸収量１１９ｃｍ３／１００ｇ）東海カーボン社製
Ｎ１１０カーボンブラック（Ｎ２ＳＡ１４２ｍ２／ｇ フタル酸ジブチル吸収量１１５ｃｍ３／１００ｇ）東海カーボン社製
天然ゴム ＲＳＳ＃３を素練りしたもの
亜鉛華 「亜鉛華１号」三井金属鉱業社製
老化防止剤 「ノクラック６Ｃ」（６ＰＰＤ）大内新興化学工業社製
ステアリン酸 「ルナックＳ－２０」花王社製
オイル 「プロセスＮＣ－１４０」ＪＯＭＯ社製
液状イソプレンゴムＡ 「ＬＩＲ－５０」（数平均分子量＝５４０００）クラレ社製
液状イソプレンゴムＢ 「ＬＩＲ－３０」（数平均分子量＝２８０００）クラレ社製
硫黄 「粉末硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤 「ソクシールＣＺ」住友化学社製
実施例１～３におけるマスターバッチの作製
天然ゴムラテックスに、液状イソプレンゴムラテックスを表１にしたがって添加し、撹拌し、スラリー添加前ゴムラテックスを得た。いっぽう、カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、スラリー添加前ゴムラテックスに表１にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機（スエヒロＥＰＭ社製スクリュープレスＶ－０２型）で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
天然ゴムラテックスに、液状イソプレンゴムラテックスを表１にしたがって添加し、撹拌し、スラリー添加前ゴムラテックスを得た。いっぽう、カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、スラリー添加前ゴムラテックスに表１にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機（スエヒロＥＰＭ社製スクリュープレスＶ－０２型）で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
実施例４におけるマスターバッチの作製
カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスに表１にしたがって加え、撹拌した。これに、液状イソプレンゴムラテックスを表１にしたがって添加し、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスに表１にしたがって加え、撹拌した。これに、液状イソプレンゴムラテックスを表１にしたがって添加し、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
比較例２～５におけるマスターバッチの作製
カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスに表１にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスに表１にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
未加硫ゴムの作製
マスターバッチまたは天然ゴムに、硫黄と加硫促進剤とを除く配合剤を表２にしたがって添加し、神戸製鋼社製のＢ型バンバリーミキサーで混練りし、ゴム混合物を排出した。ゴム混合物と硫黄と加硫促進剤とをＢ型バンバリーミキサーで混練りし、未加硫ゴムを得た。
マスターバッチまたは天然ゴムに、硫黄と加硫促進剤とを除く配合剤を表２にしたがって添加し、神戸製鋼社製のＢ型バンバリーミキサーで混練りし、ゴム混合物を排出した。ゴム混合物と硫黄と加硫促進剤とをＢ型バンバリーミキサーで混練りし、未加硫ゴムを得た。
ムーニー粘度
ＪＩＳ Ｋ６３００に準じて、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、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示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
ＪＩＳ Ｋ６３００に準じて、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、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示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
引裂強さ
未加硫ゴムを１５０℃で３０分間加硫し、加硫ゴムから試験片を作製した。試験片を引き裂くのに要する力を、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準じて測定した。比較例１の引裂強さを１００とした指数で、各例の引裂強さを表示した。指数が大きいほど引裂強さに優れる。
未加硫ゴムを１５０℃で３０分間加硫し、加硫ゴムから試験片を作製した。試験片を引き裂くのに要する力を、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準じて測定した。比較例１の引裂強さを１００とした指数で、各例の引裂強さを表示した。指数が大きいほど引裂強さに優れる。
耐摩耗性
未加硫ゴムを１５０℃で３０分間加硫し、加硫ゴムから試験片を作製した。試験片の摩耗量を、岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重４０Ｎ、スリップ率３０％、温度２３℃、落砂量２０ｇ／分でＪＩＳ Ｋ６２６４に準じて測定した。比較例１の摩耗量を１００とした指数で、各例の摩耗量を表示した。指数が小さいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れる。
未加硫ゴムを１５０℃で３０分間加硫し、加硫ゴムから試験片を作製した。試験片の摩耗量を、岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重４０Ｎ、スリップ率３０％、温度２３℃、落砂量２０ｇ／分でＪＩＳ Ｋ６２６４に準じて測定した。比較例１の摩耗量を１００とした指数で、各例の摩耗量を表示した。指数が小さいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れる。
実施例１・４における加硫ゴムの引裂強さと耐摩耗性とが、比較例４における加硫ゴムのそれらにくらべて優れていた。
いっぽう、実施例１のムーニー粘度および引裂強さ・耐摩耗性は、実施例４のそれらより優れていた。
実施例１～４における未加硫ゴムのムーニー粘度は、比較例１における未加硫ゴムのそれにくらべて低かった。すなわち、実施例１～４における未加硫ゴムの加工性は、比較例１における未加硫ゴムのそれにくらべて優れていた。
なお、比較例５では、液状イソプレンゴムラテックスにおける分散媒の影響で、うまく混練りできなかった。
実施例５～７におけるマスターバッチの作製
天然ゴムラテックスに、液状イソプレンゴムラテックスを表３にしたがって添加し、撹拌し、スラリー添加前ゴムラテックスを得た。いっぽう、カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、スラリー添加前ゴムラテックスに表３にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
天然ゴムラテックスに、液状イソプレンゴムラテックスを表３にしたがって添加し、撹拌し、スラリー添加前ゴムラテックスを得た。いっぽう、カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、スラリー添加前ゴムラテックスに表３にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
比較例７におけるマスターバッチの作製
カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスに表３にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
カーボンブラックを水に添加し、撹拌し、カーボンブラックスラリーを得た。カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスに表３にしたがって加え、撹拌し、凝固剤としてギ酸をｐＨ４になるまで添加し、凝固物を得た。凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機で２００℃で脱水し、マスターバッチを得た。
未加硫ゴムの作製
マスターバッチまたは天然ゴムに、硫黄と加硫促進剤とを除く配合剤を表４にしたがって添加し、神戸製鋼社製のＢ型バンバリーミキサーで混練りし、ゴム混合物を排出した。ゴム混合物と硫黄と加硫促進剤とをＢ型バンバリーミキサーで混練りし、未加硫ゴムを得た。
マスターバッチまたは天然ゴムに、硫黄と加硫促進剤とを除く配合剤を表４にしたがって添加し、神戸製鋼社製のＢ型バンバリーミキサーで混練りし、ゴム混合物を排出した。ゴム混合物と硫黄と加硫促進剤とをＢ型バンバリーミキサーで混練りし、未加硫ゴムを得た。
未加硫ゴムおよび加硫ゴムの評価
ムーニー粘度、引裂強さおよび耐摩耗性を、すでに述べた方法で評価した。各例のムーニー粘度は、比較例６のムーニー粘度を１００とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。各例の引裂強さは、比較例６の引裂強さを１００とした指数で表示した。指数が大きいほど引裂強さに優れる。各例の摩耗量は、比較例６の摩耗量を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れる。
ムーニー粘度、引裂強さおよび耐摩耗性を、すでに述べた方法で評価した。各例のムーニー粘度は、比較例６のムーニー粘度を１００とした指数で表示した。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。各例の引裂強さは、比較例６の引裂強さを１００とした指数で表示した。指数が大きいほど引裂強さに優れる。各例の摩耗量は、比較例６の摩耗量を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れる。
実施例５～７のムーニー粘度および引裂強さ・耐摩耗性は、比較例６のそれらより優れていた。
Claims (4)
- 少なくとも天然ゴムラテックス、液状ゴムラテックスおよび充てん剤スラリーで凝固処理前混合液を作製する工程と、
前記凝固処理前混合液を凝固する工程とを含み、
前記液状ゴムラテックスが、液状ゴムを含むゴム粒子を含有する、
マスターバッチの製造方法。 - 前記凝固処理前混合液を作製する前記工程は、前記天然ゴムラテックスに前記液状ゴムラテックスを添加し、添加後天然ゴムラテックスを得ることと、前記添加後天然ゴムラテックスおよび前記充てん剤スラリーを混合することとを含む、または
前記凝固処理前混合液を作製する前記工程は、前記天然ゴムラテックスおよび前記充てん剤スラリーを混合し、前記液状ゴムラテックスを添加することを含む、
請求項１に記載のマスターバッチの製造方法。 - 請求項１または２に記載のマスターバッチの製造方法で得られたマスターバッチと配合剤とを混練りする工程を含む、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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