JPH05220736A - Rubber mixing method - Google Patents

Rubber mixing method

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JPH05220736A
JPH05220736A JP2402992A JP2402992A JPH05220736A JP H05220736 A JPH05220736 A JP H05220736A JP 2402992 A JP2402992 A JP 2402992A JP 2402992 A JP2402992 A JP 2402992A JP H05220736 A JPH05220736 A JP H05220736A
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Japan
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oil
carbon black
rubber
added
parts
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JP2402992A
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Yuichiro Hisada
雄一郎 久田
Atsushi Shimada
島田  淳
Makoto Misawa
眞 三澤
Yasushi Kikuchi
也寸志 菊地
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the rubber mixing method for preventing oil slip and improving the quality and performance of a rubber composition. CONSTITUTION:When carbon black with the diameter of 19 namometer (UM) or less of 60-90 pts.wt. and oil of 10-50 pts.wt. are added and mixed with unvulcanized rubber of 100 pts.wt., first carbon black is added to the unvulcanized rubber and agitated and mixed until BIT is formed, and then oil is added continuously little by little or added dividedly and intermittently.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、19ノナメーター(n
m)以下の小粒子径のカーボンブラックとオイルとを配
合するゴムの混合方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a 19-nanometer (n
m) A method for mixing rubber in which carbon black having the following small particle diameter is mixed with oil.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、よく知られているように、各種
のゴム製品の製造に使用されるゴム組成物には、ゴムの
硬さ、引張強さ、モジュラス、耐摩耗性等の機械的性質
を高めるため、補強剤として多量のカーボンブラックが
配合され、また、ゴムに可塑性を付与して配合薬品の混
入分散をよくし加工性を向上するため、多量のオイルが
配合されている。
2. Description of the Related Art Generally, as is well known, rubber compositions used for producing various rubber products have mechanical properties such as hardness, tensile strength, modulus and abrasion resistance of rubber. A large amount of carbon black is blended as a reinforcing agent in order to improve the rubber composition, and a large amount of oil is blended in order to impart plasticity to the rubber to improve mixing and dispersion of the blended chemicals and improve workability.

【0003】この場合、一般に耐摩耗性を向上するため
カーボンブラックの粒子径を小さくする傾向にある。し
かしながら、19ノナメーター(以下nmと略す)以下
の粒子径の小さいカーボンブラックになると、このカー
ボンブラックをゴム100重量部当たり50〜90重量
部を混合し、次いでオイルを10〜50重量部を混合す
ると、オイルによってバンバリーミキサー等の混合機が
ロータースリップを起こす(オイルスリップという)た
め混合することができなかった。
In this case, in general, the particle size of carbon black tends to be reduced in order to improve wear resistance. However, when a carbon black having a small particle size of 19 nanometers (hereinafter abbreviated as nm) or less is obtained, 50 to 90 parts by weight of this carbon black is mixed with 100 parts by weight of rubber, and then 10 to 50 parts by weight of oil is mixed. , The mixing machine such as Banbury mixer causes rotor slip (referred to as oil slip) due to the oil, so that the mixing could not be performed.

【0004】このため、従来は図2に示すような混合方
法が採用されていた。すなわち、図2は、従来のゴム配
合における攪拌機のトルクの経時変化を示すグラフであ
る。図2において、a点はゴムの添加時点、b点はカー
ボンブラックの添加時点、さらにc点はオイルの添加時
点を示している。a点のゴム添加によりトルクは立ち上
がり、次いでb点でのカーボンブラックの添加によりト
ルクは急激に上昇するが、一旦僅かに低下して再び徐々
に上昇する。従来は、このトクルが徐々に上昇する途中
のBIT が出る前のc点、つまりカーボンブラックが完全
に分散しないうちにオイルを添加することによって、オ
イルスリップを防止するようにしていた。しかし、この
方法は得られたゴム組成物の品質及び性能の向上に限界
があった。
Therefore, a mixing method as shown in FIG. 2 has been conventionally used. That is, FIG. 2 is a graph showing changes over time in the torque of the stirrer in the conventional rubber compounding. In FIG. 2, point a indicates the time of addition of rubber, point b indicates the time of addition of carbon black, and point c indicates the time of addition of oil. The torque rises due to the addition of the rubber at the point a, and then the torque sharply rises due to the addition of the carbon black at the point b, but once decreases slightly and then rises gradually again. In the past, oil slip was prevented by adding oil before point BIT in the course of this tokule gradually rising, that is, before the carbon black was completely dispersed. However, this method has limitations in improving the quality and performance of the obtained rubber composition.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オイ
ルスリップを防止すると共にゴム組成物の品質及び性能
を向上することができるゴム混合方法を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rubber mixing method capable of preventing oil slip and improving the quality and performance of a rubber composition.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような本発明の目的
は、未加硫ゴム100重量部に対し19nm以下の粒子
径を有するカーボンブラック60〜90重量部と、オイ
ル10〜50重量部を添加混合するに際して、先ず前記
カーボンブラックを未加硫ゴムに添加してBITが出る
まで攪拌混合し、次いで該混合物にオイルを少量ずつ連
続的に添加するか又は断続的に分割添加することにより
達成することができる。
The object of the present invention is to provide 60 to 90 parts by weight of carbon black having a particle size of 19 nm or less and 10 to 50 parts by weight of oil to 100 parts by weight of unvulcanized rubber. When adding and mixing, it is achieved by first adding the carbon black to the unvulcanized rubber and stirring and mixing until BIT comes out, and then continuously adding the oil little by little to the mixture or intermittently adding it in portions. can do.

【0007】本発明において、BIT(Black in corpo
rate time)とは、未加硫ゴム中にカーボンブラックを
投入して攪拌機で攪拌混合するとき、カーボンブラック
の分散終了を意味する攪拌機のトルク発生時点のことで
ある。具体的には、第3図のゴムを攪拌混合するときの
トルクの経時変化を示すグラフにおいて、a点でゴムを
配合し、b点でカーボンブラックを配合することにより
攪拌機のトルクが急激に上昇し、このトルクが一旦低下
した後僅かに上昇−低下して小さなピークPを生じる
が、このピークPがカーボンブラックの分散終了を示す
点であり、この点をBIT といっている。
In the present invention, BIT (Black in corpo
The rate time) means the time point at which the torque of the stirrer is generated, which means the end of dispersion of the carbon black when the carbon black is put into the unvulcanized rubber and the stirrer is mixed. Specifically, in the graph of FIG. 3 showing the change in torque over time when the rubber is stirred and mixed, the rubber of the a point is blended and the carbon black is blended at the b point, whereby the torque of the stirrer is rapidly increased. However, this torque once decreases and then slightly rises and decreases to produce a small peak P, which is the point at which the dispersion of carbon black is completed, and this point is called BIT.

【0008】本発明は、未加硫ゴム100重量部に対
し、カーボンブラック50〜90重量部、オイル10〜
50重量部の配合を行う場合を前提とする。このような
混合操作において、先ず未加硫ゴム中に50重量部以上
のカーボンブラックを添加してBITが出るまで攪拌混
合を継続し、次いで10重量部以上のオイルを少量ずつ
連続的に添加するか又は断続的に分割添加することによ
りオイルスリップを防止し、かつカーボンブラックのミ
クロ分散性の高い、高品質のゴム組成物を得ることがで
きる。
According to the present invention, 50 to 90 parts by weight of carbon black and 10 to 10 parts of oil are added to 100 parts by weight of unvulcanized rubber.
It is premised that 50 parts by weight is compounded. In such a mixing operation, first, 50 parts by weight or more of carbon black is added to unvulcanized rubber, stirring and mixing are continued until BIT comes out, and then 10 parts by weight or more of oil is continuously added little by little. Alternatively, intermittent addition of oil can prevent oil slip and provide a high-quality rubber composition having high carbon black microdispersion.

【0009】図1は、本発明の混合方法におけるトルク
の経時変化を示すグラフである。図1において、a,b
及びcはそれぞれ図2と同様、ゴム、カーボンブラック
及びオイルの添加時点を示している。図1に示すよう
に、a点でゴムを添加し、次いでb点でカーボンブラッ
クを添加する。このカーボンブラックの添加により攪拌
機のトルクは急上昇し、攪拌混合の進行と共に一旦低下
した後再び僅かに上昇−低下するBITを生ずる。この
BITを生じたc点で、10重量部以上のオイルを小分
けにして第1回目の少量のオイルが投入される。このオ
イルの添加混合により攪拌機のトルクは急激に低下した
後再び上昇するので、この上昇過程で第2回目のオイル
を添加する。以降、これを繰り返して所定量のオイルの
添加を完了するのである。
FIG. 1 is a graph showing changes in torque with time in the mixing method of the present invention. In FIG. 1, a, b
Similarly to FIG. 2, c and c respectively indicate the addition points of rubber, carbon black and oil. As shown in FIG. 1, rubber is added at point a and then carbon black is added at point b. By the addition of this carbon black, the torque of the stirrer rises rapidly, and BIT is generated, which once decreases with the progress of stirring and mixing, and then slightly increases and decreases again. At point c where this BIT occurs, 10 parts by weight or more of oil is divided into small portions and the first small amount of oil is added. By the addition and mixing of the oil, the torque of the stirrer drops sharply and then rises again, so the second oil is added during this rising process. Thereafter, this is repeated to complete the addition of the predetermined amount of oil.

【0010】図1ではオイルを分割して少量ずつ添加す
る例を示したが、本発明方法では少量ずつを連続的に添
加することもできる。この場合はトルクは、図1のよう
に、c1,2,3,──────cn 毎のピークを形成し
ないで、滑らかなカーブを描く。このオイルの分割添加
の回数や添加速度は、カーボンブラックやオイルの配合
量により相違するが、好ましくは全オイルを少なくとも
6回に略均等に分割添加するかまたは3.5リットルの
ラボミキサーの例では10〜30g/minの添加速度
で混合するのがよい。
FIG. 1 shows an example in which the oil is divided and added little by little, but in the method of the present invention, the oil can be continuously added little by little. In this case the torque, as in Figure 1, c 1, c 2, c 3, without forming the peak of each ──────C n, draw a smooth curve. The number of additions and the addition rate of this oil differ depending on the amount of carbon black or oil to be added, but it is preferable to add all the oil at least 6 times in a substantially even manner, or an example of a 3.5-liter lab mixer. Then, it is preferable to mix at an addition rate of 10 to 30 g / min.

【0011】また、カーボンブラックは、その全量を一
度にゴム中に添加してもよいし、分割して添加してもよ
い。本発明の上記方法には、天然ゴム、ポリブタジエン
ゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(S
BR)、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジ
エン三元共重合体ゴム(EPDM)、ニトリルゴム等の
各種のゴムを使用することができ、特に限定されるもの
ではない。
The total amount of carbon black may be added to the rubber at once, or may be added in portions. In the above method of the present invention, natural rubber, polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (S
Various rubbers such as BR), chloroprene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM), and nitrile rubber can be used and are not particularly limited.

【0012】本発明において、カーボンブラックとして
粒子径が19nm以下のものを使用するため、ゴム組成
物の品質、性能の向上効果を大きくすることができる。
さらにオイルも特に限定されるものではなく、通常、使
用されているパラフィン系オイル、芳香族系オイル、ナ
フテン系オイル等を使用することができる。本発明方法
において、上記カーボンブラックとオイルのほかに、通
常のゴム組成物に配合される各種のゴム配合薬品、たと
えば硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリ
ン酸等を適宜配合することはなんら差支えがない。
In the present invention, since carbon black having a particle size of 19 nm or less is used, the effect of improving the quality and performance of the rubber composition can be enhanced.
Further, the oil is not particularly limited, and commonly used paraffin oil, aromatic oil, naphthene oil and the like can be used. In the method of the present invention, in addition to the above-mentioned carbon black and oil, various rubber compounding agents which are usually compounded in a rubber composition, for example, sulfur, a vulcanization accelerator, an antioxidant, zinc white, stearic acid and the like are appropriately compounded. There is no difference in what you do.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

実施例 バンバリーミキサー(3.5リットルのラボミキサー)
にSBR(旭化成社製タフデン4003)100重量部
を投入し、これを混合しながらカーボンブラック (東海
カーボン社製SAF(シースト9,N211)90重量
部を投入した。投入後BITが出た後50重量部のアロ
マチックオイル(キョウセキプロセスX−140)を約
7重量部ずつ、約2分間間隔で7回に分けて投入混合し
た。
Example Banbury mixer (3.5 liter lab mixer)
100 parts by weight of SBR (Toughden 4003 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was added, and 90 parts by weight of carbon black (SAF (SEAST 9, N211) manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. was added while mixing this. About 7 parts by weight of aromatic oil (Kyoseki Process X-140) was added and mixed in 7 parts by weight at intervals of about 2 minutes.

【0014】得られたこのゴム組成物の耐摩耗性、30
0%モジュラ、引張強さを下記方法により測定した。そ
の結果を表1に示した。耐摩耗性 :BS903 PartA9 D法に記載の方
法に準じて、ランボーン摩耗試験機を使用し下記の条件
の下に摩耗量(g)を測定した。
The abrasion resistance of the obtained rubber composition, 30
The 0% modular and tensile strength were measured by the following methods. The results are shown in Table 1. Abrasion resistance : The amount of abrasion (g) was measured under the following conditions using a Lambourn abrasion tester according to the method described in BS903 PartA9 D method.

【0015】測定条件: スリップ=25%,荷重=5
kg,時間=4分,温度=23℃,砥石=K80300%モジュラス及び引張強さ :JIS K 630
1に規定されている方法に準じて測定した。 比較例 実施例の方法と同じ量のSBR、カーボンブラック、オ
イルを使用し、SBR中にカーボンブラックを投入して
攪拌し、BITが出る前にオイル全量(50重量部)を
投入して5分間攪拌混合した。得られたゴム組成物の耐
摩耗性、300%モジュラスを上記方法に測定し、その
結果を表1に示した。
Measurement conditions: slip = 25%, load = 5
kg, time = 4 minutes, temperature = 23 ° C., grindstone = K80 300% modulus and tensile strength : JIS K630
The measurement was performed according to the method specified in 1. Comparative Example Using the same amount of SBR, carbon black, and oil as in the method of Example, carbon black was added to SBR and stirred, and the total amount of oil (50 parts by weight) was added for 5 minutes before BIT appeared. Mix with stirring. The abrasion resistance and 300% modulus of the obtained rubber composition were measured by the above-mentioned methods, and the results are shown in Table 1.

【0016】 表1から、実施例の本発明方法は、比較例の方法に比べ
て300%モジュラスと引張強さとを同時に向上させる
ことができ、しかも摩耗量も小さく耐摩耗性に優れてお
り、カーボンブラックの補強効果を向上させることが判
る。
[0016] It can be seen from Table 1 that the method of the present invention of the examples can simultaneously improve the 300% modulus and the tensile strength as compared with the method of the comparative example, and has a small wear amount and excellent wear resistance. It can be seen that the reinforcing effect is improved.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明のゴム混合方法によれば、未加硫
ゴム100重量部に対し、カーボンブラック50〜90
重量部、オイル10〜50重量部の混合を行うに際し
て、先ず未加硫ゴムにカーボンブラックを添加しBIT
が出るまで攪拌混合し、次いで上記混合物にオイルを少
量ずつ断続的に添加するか又は連続的に分割添加したか
ら、オイルスリップを防止できると共に、カーボンブラ
ックの補強性を向上することができる。
According to the rubber mixing method of the present invention, carbon black of 50 to 90 is added to 100 parts by weight of unvulcanized rubber.
When mixing 10 parts by weight of oil and 10 to 50 parts by weight of oil, first add carbon black to unvulcanized rubber and BIT
The oil is prevented from slipping and the reinforcing property of the carbon black can be improved because the oil is intermittently added to the above mixture little by little or continuously added in small portions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の混合方法おける攪拌機のトルクの経時
的変化を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing changes over time in the torque of a stirrer in the mixing method of the present invention.

【図2】従来の混合方法おける攪拌機のトルクの経時的
変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing changes over time in the torque of the stirrer in the conventional mixing method.

【図3】BITを説明するための攪拌機のトルクの経時
的変化を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the change over time in the torque of the stirrer for explaining the BIT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a ゴムの配合時点 b カーボンブラッ
クの配合時点 c BITの発生時点
a When compounding rubber b When compounding carbon black c When BIT occurs

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 未加硫ゴム100重量部に対し19ノナ
メーター(nm)以下の粒子径を有するカーボンブラッ
ク60〜90重量部と、オイル10〜50重量部を添加
混合するに際して、先ず前記カーボンブラックを未加硫
ゴムに添加してBITが出るまで攪拌混合し、次いで該
混合物にオイルを少量ずつ連続的に添加するか又は断続
的に分割添加するゴム混合方法。
1. When 100 to 50 parts by weight of unvulcanized rubber is added and mixed with 60 to 90 parts by weight of carbon black having a particle size of 19 nanometers (nm) or less and 10 to 50 parts by weight of oil, the carbon black is first mixed. Is added to unvulcanized rubber and mixed by stirring until BIT appears, and then oil is continuously added to the mixture little by little or intermittently dividedly added.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010285470A (en) * 2009-06-09 2010-12-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd Manufacturing method for rubber composition

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