(57)【要約】【課題】混練装置への負荷を軽減し、混練装置への過負荷に起因する故障を低減し得るゴム材料成型体を提供すること。【解決手段】複数のロータを有する密閉型混練装置内で混練してゴム組成物を得るために用いられるゴム材料成型体であって、少なくともジエン系ゴム成分と充填材成分とからなり、且つその形状が下記式（１）、（２）及び（３）を満足することを特徴とするゴム材料成型体、その集合物、及びそれらを用いたゴム製品である。      ０．０５Ｄｍ ≦ Ｇｂ ≦ ２Ｄｍ              ・・・（１）      ０．１５Ｗｍ ≦ Ｗｂ ≦ ０．９５Ｗｍ        ・・・（２）      １．５Ｒｍ ≦ Ｌｂ ≦ ３２Ｒｍ              ・・・（３）［式（１）中、Ｇｂはゴム材料成型体の厚さであり、Ｄｍは混練装置のロータの回転軸を含む平面上におけるロータの回転軸に垂直なロータ間空隙距離の最大値である。式（２）中、Ｗｂはゴム材料成型体の幅であり、Ｗｍは混練装置のロータ回転軸に平行な混練室の幅である。式（３）中、Ｌｂはゴム材料成型体の長さであり、Ｒｍは混練装置の最大ロータ回転半径である。］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータを有する密閉型混練装置内で混練してゴム組成物を得るために用いられるゴム材料成型体であって、少なくともジエン系ゴム成分と充填材成分とからなり、且つその形状が下記式（１）、（２）及び（３）を満足することを特徴とするゴム材料成型体。
０．０５Ｄｍ ≦ Ｇｂ ≦ ２Ｄｍ              ・・・（１）
０．１５Ｗｍ ≦ Ｗｂ ≦ ０．９５Ｗｍ        ・・・（２）
１．５Ｒｍ ≦ Ｌｂ ≦ ３２Ｒｍ              ・・・（３）
［式（１）中、Ｇｂはゴム材料成型体の厚さであり、Ｄｍは混練装置のロータの回転軸を含む平面上におけるロータの回転軸に垂直なロータ間空隙距離の最大値である。式（２）中、Ｗｂはゴム材料成型体の幅であり、Ｗｍは混練装置のロータ回転軸に平行な混練室の幅である。式（３）中、Ｌｂはゴム材料成型体の長さであり、Ｒｍは混練装置の最大ロータ回転半径である。］
【請求項２】
かさ比重Ｄｖが０．４２以上である請求項１に記載のゴム材料成型体。
【請求項３】
１３０℃におけるムーニー粘度ＭＬ1+4 が８５〜１４０であるか又は１３０℃におけるムーニー粘度ＭＳ1+4 が６８〜１１２である請求項１又は２に記載のゴム材料成型体。
【請求項４】
上記ジエン系ゴム成分が天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選ばれる少なくとも１種のゴムであり、且つ上記充填材成分がカーボンブラック、シリカ及び下記一般式（４）で表わされる無機充填材からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれかに記載のゴム材料成型体。
ｍＭ1・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ2Ｏ                ・・・（４）
［式中、Ｍ1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、該金属の酸化物又は水酸化物、該酸化物又は該水酸化物の水和物、及び該金属の炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ｍ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。但し、上記式（４）において、ｘ、ｚがともに０である場合には、該無機充填材はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。］
【請求項５】
ゴムラテックスと充填材スラリーとを混合凝固してなるウエットマスターバッチを脱水し乾燥した後、押出加工及び／又はロール加工により成形してなる請求項１〜４のいずれかに記載のゴム材料成型体。
【請求項６】
質量が４０ｋｇ以下である請求項１〜５のいずれかに記載のゴム材料成型体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のゴム材料成型体を複数個集合してなるゴム材料成型体集合物。
【請求項８】
かさ比重Ｄｖが０．４２以上である請求項７に記載のゴム材料成型体集合物。
【請求項９】
質量が４０ｋｇ以下である請求項７又は８に記載のゴム材料成型体集合物。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載のゴム材料成型体及び／又は請求項７に記載のゴム材料成型体集合物とゴム用配合材料とを前記密閉型混練装置内で混練してなるゴム組成物。
【請求項１１】
請求項１０に記載のゴム組成物を用いてなるゴム製品。
【請求項１２】
請求項１０に記載のゴム組成物を用いてなるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム製品製造業に用いられる、ゴム材料成型体、その集合物、及びそれらを用いたゴム製品、特にタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム製品製造分野においては、種々のゴム材料が主要な原材料として用いられている。これらのゴム材料として、天然ゴム又は合成ゴムの原料ゴム以外に原料ゴムと充填材等とを混合したマスターバッチ等のゴム−充填材複合体等が用いられている。
これらの原料ゴムやマスターバッチは、通常、密閉型混練装置内で他のゴム用配合材料と混練されて、各種ゴム製品に用いられるゴム組成物が製造される。
【０００３】
例えば、特許文献１〜３には、ゴム材料と他のゴム用配合材料とを密閉型混練装置内で混練してゴム組成物を製造する方法が記載されている。
しかしながら、特許文献１〜３には、ゴム材料、特に高粘度のゴム材料の形状を工夫することにより、混練装置への負荷を軽減することについての考慮はなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８５９４８
【特許文献２】特開２００５−１９９５０３
【特許文献３】特開２００６−１１６４００
【特許文献４】特開２００６−３４８２３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような状況下で、混練装置への負荷を軽減し、混練装置への過負荷に起因する故障を低減し得るゴム材料成型体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ゴム材料、特に高粘度のゴム材料を密閉型混練装置のロータ形状及び混練室内形状に合わせたゴム材料成型体とすることにより、混練装置への負荷を軽減し、混練装置への過負荷に起因する故障を低減し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、
［１］複数のロータを有する密閉型混練装置内で混練してゴム組成物を得るために用いられるゴム材料成型体であって、少なくともジエン系ゴム成分と充填材成分とからなり、且つその形状が下記式（１）、（２）及び（３）を満足することを特徴とするゴム材料成型体、
０．０５Ｄｍ ≦ Ｇｂ ≦ ２Ｄｍ              ・・・（１）
０．１５Ｗｍ ≦ Ｗｂ ≦ ０．９５Ｗｍ        ・・・（２）
１．５Ｒｍ ≦ Ｌｂ ≦ ３２Ｒｍ              ・・・（３）
［式（１）中、Ｇｂはゴム材料成型体の厚さであり、Ｄｍは混練装置のロータの回転軸を含む平面上におけるロータの回転軸に垂直なロータ間空隙距離の最大値である。式（２）中、Ｗｂはゴム材料成型体の幅であり、Ｗｍは混練装置のロータ回転軸に平行な混練室の幅である。式（３）中、Ｌｂはゴム材料成型体の長さであり、Ｒｍは混練装置の最大ロータ回転半径である。］
［２］かさ比重Ｄｖが０．４２以上である上記［１］に記載のゴム材料成型体、
［３］１３０℃におけるムーニー粘度ＭＬ1+4 が８５以上であるか又は１３０℃におけるムーニー粘度ＭＳ1+4 が６８以上である上記［１］又は［２］に記載のゴム材料成型体、
［４］前記ジエン系ゴム成分が天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選ばれる少なくとも１種のゴムであり、且つ前記充填材成分がカーボンブラック、シリカ及び下記一般式（４）で表わされる無機充填材からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記［１］〜［3］のいずれかに記載のゴム材料成型体、
ｍＭ1・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ2Ｏ                ・・・（４）
［式中、Ｍ1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、該金属の酸化物又は水酸化物、該酸化物又は該水酸化物の水和物、及び該金属の炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ｍ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。但し、上記式（４）において、ｘ、ｚがともに０である場合には、該無機充填材はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。］
［５］ゴムラテックスと充填材スラリーとを混合凝固してなるウエットマスターバッチを脱水し乾燥した後、押出加工及び／又はロール加工により成形してなる上記［１］〜［４］のいずれかに記載のゴム材料成型体、
［６］質量が４０ｋｇ以下である上記［１］〜［５］のいずれかに記載のゴム材料成型体、
［７］上記［１］〜［６］のいずれかに記載のゴム材料成型体を複数個集合してなるゴム材料成型体集合物、
［８］かさ比重Ｄｖが０．４２以上である上記［１］〜［７］のいずれかに記載のゴム材料成型体集合物、
［９］質量が４０ｋｇ以下である上記［７］又は［８］に記載のゴム材料成型体集合物、
［１０］上記［１］〜［６］のいずれかに記載のゴム材料成型体とゴム用配合材料とを上記密閉型混練装置内で混練してなるゴム組成物、
［１１］上記［１０］に記載のゴム組成物を用いてなるゴム製品、及び
［１２］上記［１０］に記載のゴム組成物を用いてなるタイヤ
である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法によれば、高粘度のゴム材料であっても混練装置への負荷を軽減し、混練装置への過負荷に起因する故障を低減し得るゴム材料成型体を提供することができる。さらに、成型体及び／又は成型体集合物にすることにより、見掛け比重を高くできるため、積載量が高くなり輸送効率が良好となる。また、保管時の変形量が小さく、形状が整うため、使用時にハンドリングし易くなる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のゴム材料成型体のＧｂ、Ｗｂ及びＬｂの寸法表示方法を示す模式図である。
【図２】本発明において使用される密閉型混練装置及びその装置内での混練状態の一例を示す概略図である。
【図３】本発明において使用される１つの羽根を有するロータを２つ備えた１翼型の密閉型混練装置におけるＤ、Ｗｍ及びＲｍを示す概略図である。
【図４】本発明において使用される２つの羽根を有するロータを２つ備えた２翼型の密閉型混練装置におけるＤ、Ｗｍ及びＲｍを示す概略図である。
【図５】本発明において使用される３つの羽根を有するロータを２つ備えた３翼型の密閉型混練装置におけるＤ、Ｗｍ及びＲｍを示す概略図である。
【図６】本発明のゴム材料成型体集合物の１例を示す模式図である。
【図７】本発明のゴム材料成型体集合物の他の１例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のゴム材料成型体は、複数のロータを有する密閉型混練装置内で混練してゴム組成物を得るために用いられるゴム材料成型体であって、少なくともジエン系ゴム成分と充填材成分とからなり、且つその形状が下記式（１）、（２）及び（３）を満足することを特徴とする。
０．０５Ｄｍ ≦ Ｇｂ ≦ ２Ｄｍ              ・・・（１）
０．１５Ｗｍ ≦ Ｗｂ ≦ ０．９５Ｗｍ        ・・・（２）
１．５Ｒｍ ≦ Ｌｂ ≦ ３２Ｒｍ              ・・・（３）
式（１）中、Ｇｂはゴム材料成型体の厚さであり、Ｄｍは混練装置のロータの回転軸を含む平面上におけるロータの回転軸に垂直なロータ間空隙距離の最大値である。式（２）中、Ｗｂはゴム材料成型体の幅であり、Ｗｍは混練装置のロータ回転軸に平行な混練室の幅である。式（３）中、Ｌｂはゴム材料成型体の長さであり、Ｒｍは混練装置の最大ロータ回転半径である。
【００１１】
本発明のゴム材料成型体は、上記式（１）、（２）及び（３）を満足する限りにおいてその形状は限定されない。例えば、ベール状、シート状、ひも状等が挙げられる。ベール状は通常、直方体又は正方体が好ましく、シート状は長尺体であっても良い。また、ひも状は、断面が正方形、長方形、円形、多角形、楕円形等いずれでも良いが、かさ比重を高める観点から断面は正方形又は長方形が好ましい。
また、本発明のゴム材料成型体の質量は、４０ｋｇ以下であることが好ましい。人力による持ち運びが可能であり、且つ梱包に関わるコスト減や引き続くゴム材料成型体を用いた混練の精度向上を図ることができるからである。この観点から０．００６〜３６ｋｇであることがより好ましい。
【００１２】
以下、図面に基いて、上記式（１）、（２）及び（３）に記載されたＧｂ、Ｗｂ、Ｌｂ、Ｄｍ、Ｗｍ及びＲｍを説明する。
図１は、本発明のゴム材料成型体のＧｂ、Ｗｂ及びＬｂの寸法表示方法を示す模式図である。図１はあくまで、寸法表示方法を示す模式図であって、本発明のゴム材料成型体の形状そのものを限定的に示すものではない。
【００１３】
次に、混練装置のＤｍ、Ｗｍ及びＲｍを説明する前提として、密閉型混練装置の概略を説明する。密閉型混練装置としては、２軸混練押出機等の多軸混練押出機及び単軸混練押出機等の連続式密閉型混練機とインターナル型ミキサー、バンバリー型ミキサ−等のバッチ式密閉型混練機とがある。バッチ式密閉型混練機としては、接線式と噛合式とがある。接線式とは、ロータ同士が噛み合わない方式であり、ロータチップ先端（羽根の先端）とケーシング（混練室内の壁面）との間のせん断により混練作用を奏する方式である。一方、噛合式は、ロータ同士が噛み合う方式であり、２本のロータ間での破砕、混練作用を奏する方式である。また、ロータ形状としては、１つの羽根を有するロータを２つ備えた１翼型、２つの羽根を有するロータを２つ備えた２翼型、３つの羽根を有するロータを２つ備えた３翼型等がある。
図２は、本発明において使用される密閉型混練装置及びその装置内での混練状態の一例を示す概略図である。
【００１４】
図２に示す密閉型混練装置は、接線式１翼型のバッチ式密閉型混練機であって、「ニーダー」と称されるものである。この密閉型混練装置２０は、混練機２１と動力部３１、油圧シリンダー３４及びガイドロット３５とから構成されている。この混練機２１は混練機本体２２とフローティングウェイト３２との組合せにより構成されている。混練機本体２２は、断面半円状に形成された円筒面を２個合体した形の混練室（混練チャンバ）２３を形成している。該混練室２３の上方には、円筒面に形成された開口部２４が設けられている。
なお、上記のニーダーとしては、バンバリー型や加圧ニーダーが一般的に用いられている。
【００１５】
上記混練室２３の半円形円筒面の中心軸には、一対のロータ２５ａと２５ｂとが設けられ、第１のロータ２５ａは回転軸２６ａを、第２のロータ２５ｂは回転軸２６ｂを有している。第１のロータ２５ａと第２のロータ２５ｂには各々第１の羽根２７ａと第２の羽根２７ａとが設けられている。一対のローター２５ａ及び２５ｂは、動力部３１によって第１と第２の回転軸２６ａ及び２６ｂを軸として、両者間に向かって互いに回転し、互いの第１の羽根２７ａと第２の羽根２７ｂによって、ゴム材料成型体とゴム用配合材料とをせん断を掛けながら混練し、ゴム組成物１０を製造する様に構成されている。
フローティングウェイト３２は、混練機本体２２の開口部２４内側に嵌合する外周面３３が設けられていると共に、油圧シリンダー３４及びガイドロット３５からの圧力によりゴム材料成型体とゴム用配合材料が混合し易い様に押え込み圧接している。
【００１６】
図３は、本発明において使用される１つの羽根を有するロータを２つ備えた１翼型の密閉型混練装置におけるＤ、Ｗｍ及びＲｍを示す概略図である。Ｄは混練機２１のロータ２５ａ及び２５ｂの回転軸２６ａ及び２６ｂを含む平面上におけるロータの回転軸２６ａ及び２６ｂに垂直なロータ間空隙距離であり、Ｄｍは、Ｄの最大値である。Ｗｍは混練装置のロータ回転軸に平行な混練室２３の幅である（即ち、混練室内の幅である）。また、Ｒｍは混練装置２０の最大ロータ回転半径である。
図４は、本発明において使用される２つの羽根を有するロータを２つ備えた２翼型の密閉型混練装置におけるＤ、Ｗｍ及びＲｍを示す概略図であり、図５は、本発明において使用される３つの羽根を有するロータを２つ備えた３翼型の密閉型混練装置におけるＤ、Ｗｍ及びＲｍを示す概略図である。２翼型及び３翼型の場合も同様にして、Ｄ、Ｗｍ及びＲｍが示される。
以上、接線式の場合について述べたが、噛合式も同様にして、Ｄ、Ｄｍ、Ｗｍ及びＲｍを特定できる。また、２軸混練押出機、単軸混練押出機等の連続式密閉型混練機の場合も同様にして、Ｄ、Ｄｍ、Ｗｍ及びＲｍを特定できる。なお、単軸混練押出機の場合のＤは、単軸混練押出機のロータの回転軸を含む平面上におけるロータの回転軸に垂直な、ロータと単軸混練押出機の内壁との間の空隙距離をいい、Ｄｍはその最大値である。
【００１７】
本発明のゴム材料成型体のかさ比重Ｄｖは、０．４２以上であることが好ましい。かさ比重Ｄｖが０．４２以上であれば、ゴム材料成型体の形状を保つことができると共に梱包に関わる工数やコストを削減できるからである。この観点から、０．４５以上がより好ましい。
【００１８】
本発明において、ゴム材料成型体が、１３０℃におけるムーニー粘度ＭＬ1+4 が８５〜１４０であるか又は１３０℃におけるムーニー粘度ＭＳ1+4 が６８〜１１２であれば、本発明のゴム材料成型体を用いることによる密閉型混練装置への負荷を軽減する効果が高まり、好ましい。１３０℃におけるムーニー粘度ＭＬ1+4 が９０〜１３０であるか又は１３０℃におけるムーニー粘度ＭＳ1+4 が７２〜１０４であれば、本発明のゴム材料成型体を用いることによる密閉型混練装置への負荷を軽減する効果がさらに高まり好ましい。
【００１９】
本発明のゴム材料成型体は、少なくともジエン系ゴム成分と充填材成分とからなる。
ジエン系ゴム成分としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選ばれる少なくとも１種のゴムが好適に用いられる。
充填材成分としては、カーボンブラック、シリカ及びシリカ以外の無機充填材からなる群から選ばれる少なくとも１種が好適に挙げられる。
本発明のゴム材料成型体は、必要に応じ、加硫剤や加硫促進剤以外のゴム用配合材料、例えば、プロセス油等の軟化剤；石油樹脂、天然樹脂等の樹脂類；老化防止剤やワックス類；亜鉛華、ステアリン酸等の加硫活性剤等を含んでいても良い。
【００２０】
上記シリカ以外の無機充填材としては、下記一般式（４）で表わされる無機充填材が好ましい。
ｍＭ1・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ2Ｏ                ・・・（４）
ここで、Ｍ1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、該金属の酸化物又は水酸化物、該酸化物又は該水酸化物の水和物、及び該金属の炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ｍ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。但し、上記式（４）において、ｘ、ｚがともに０である場合には、該無機充填材はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
【００２１】
上記一般式（４）で表わされる無機充填材としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）3］、炭酸アルミニウム［Ａｌ2（ＣＯ3）2］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）2］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ2・９Ｈ2Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ2）、チタン黒（ＴｉＯ2n-1）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）2］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5 、Ａｌ4・３ＳｉＯ4・５Ｈ2Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＭｇＳｉＯ3等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ2・ＳｉＯ4等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・２ＳｉＯ2等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ4）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）2・ｎＨ2Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ3）2］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が使用できる。また、上記一般式（４）中のＭ1がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
上記式（４）で表されるこれらの無機充填材は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよく、また上記カーボンブラック及び／又はシリカと併用することができる。
【００２２】
本発明のゴム材料成型体を構成する材料としては、ジエン系ゴム成分と充填材成分との複合体であるマスターバッチのみならず加硫性ゴム組成物等のゴム組成物をも包含する。
ここで、マスターバッチは、ゴムラテックスと充填材スラリーとを混合凝固してなる所謂ウエットマスターバッチであっても良いし、天然ゴム又は合成ゴムの原料ゴムと充填材等とを混練装置内で混練して得られる所謂ドライマスターバッチであっても良い。
【００２３】
本発明に係るウエットマスターバッチは、例えば、ゴムラテックスと充填材スラリーとを混合凝固させ、凝固物を含有する凝固液から固形分を分離して脱水し乾燥した後、押出加工及び／又はロール加工により所定の形状に成形されて本発明のゴム材料成型体となる。ここで、例えば特許文献４に記載されているように、多軸混練押出機、例えば２軸混練押出機を用い、昇温されたバレル中に供給された固形分を、複数のスクリューで押し出することにより固形分中の水分を加熱蒸発させて乾燥させ、上記の乾燥工程と押出加工工程と同時に行い、ウエットマスターバッチからなるゴム材料成型体を連続的に製造しても良い。
【００２４】
また、本発明のゴム材料成型体を複数個集合してなるゴム材料成型体集合物として用いることが好ましい。
図６は、本発明のゴム材料成型体集合物２の１例を示す模式図である。図６に示すゴム材料成型体集合物２は、シート状のゴム材料成型体１を所定枚数（例えば、２〜３０枚、好ましくは３〜２０枚）積層した後、樹脂フィルム長尺体５によりラッピングされてなる。ラッピングは、例えば樹脂フィルム長尺体５により複数個所固定されることによりなされる。図６においては、樹脂フィルム長尺体ａ（５ａ）、樹脂フィルム長尺体ｂ（５ｂ）及び樹脂フィルム長尺体ｃ（５ｃ）により３個所固定されている。
図７は、本発明のゴム材料成型体集合物２の他の１例を示す模式図である。図７に示すゴム材料成型体集合物２は、ひも状のゴム材料成型体１を所定個数（例えば、２〜５０個、好ましくは４〜４０個）配列した後、樹脂フィルム長尺体５によりラッピングされてなる。ラッピングは、図６と同様に樹脂フィルム長尺体５により複数個所固定されることによりなされる。図７においては、樹脂フィルム長尺体ａ（５ａ）、樹脂フィルム長尺体ｂ（５ｂ）及び樹脂フィルム長尺体ｃ（５ｃ）により３個所固定されている。
【００２５】
以下、本発明のゴム材料成型体集合物２の製造方法の概略を説明する。
［ゴム材料成型体１の成形工程］
第１の工程において、上記のジエン系ゴム成分と充填材成分との複合体は、オープンロール、押出機（例えば、単軸混練押出機）、プレス等によりベール状、シート状又はひも状に成形され、ゴム材料成型体１となる。ゴム材料成型体１の寸法は、通常、Ｇｂ２〜２５０ｍｍ、Ｗｂ３〜８００ｍｍ、Ｌｂ２００〜１５００ｍｍであり、ゴム材料成型体集合物２としないでそのまま用いても良い。
【００２６】
［離型材料付与工程］
得られたゴム材料成型体１は、必要に応じ、ゴム材料成型体１間に離型材料を付与される。離型材料を付与することにより、積層作業や配列作業がし易くなり、且つ使用時にゴム材料成型体集合物２が直ちに分離できるようになるからである。離型材料としては、炭酸カルシウム等の離型剤や薄ゲージの樹脂フィルム等が挙げられる。また、裁断時に離型材料を塗布又は貼着しても良いし、裁断前又は裁断後に離型剤等を含有するダスティング液に浸漬しても良い。
離型材料として薄ゲージの樹脂フィルム等を用いる場合は、離型材料付与工程と、積層工程又は配列工程とを同時に行っても良い。
［積層又は配列工程］
ゴム材料成型体１は、上記範囲の所定枚数又は所定個数積層又は配列される。
【００２７】
［ラッピング工程］
所定枚数又は所定個数積層又は配列されたゴム材料成型体１は、ラッピングされてゴム材料成型体集合物２を形成する。ラッピング方法としては、積層又は配列されたゴム材料成型体１の全面を覆う完全包装でも良いが、包装材の量が多くなって費用がかかったり、混練機等の加工機に投入するとゴム物性の低下を招く恐れがある。これらの懸念点を解消するためには、ゴム材料成型体１を樹脂フィルム長尺体５で好ましくは複数個所、より好ましくは２〜１０個所、さらに好ましくは２〜５個所固定することが望ましい。
ここで、樹脂フィルム長尺体５としては、ゴム材料成型体集合物２と共に、密閉型混練装置内に投入できるものが好ましく、この観点からポリエチレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体又はポリブタジエンからなる樹脂フィルム長尺体が特に好ましい。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン等のいずれでも良く、ニ軸延伸フィルムが好ましく用いられる。
樹脂フィルム長尺体の形状は、ラッピング方法に応じて適宜選択すれば良いが、幅１０〜１００ｍｍ、且つ厚さ１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００２８】
本発明のゴム材料成型体集合物２のかさ比重Ｄｖは、０．４２以上であることがゴム材料成型体の形状を保つことができると共に梱包に関わる工数やコストを削減できるので好ましく、この観点から、０．４５以上がより好ましい。
また、ゴム材料成型体集合物２の質量は、４０ｋｇ以下であることが人力による持ち運びが可能であり、且つ梱包に関わるコスト減や引き続くゴム材料成型体を用いた混練の精度向上を図ることができるので好ましく、この観点から０．０３〜３６ｋｇであることがより好ましい。
【００２９】
本発明のゴム材料成型体１及び／又はゴム材料成型体集合物２は、ゴム用配合材料、例えば、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば、プロセス油等の軟化剤；石油樹脂、天然樹脂等の樹脂類；老化防止剤やワックス類；スコーチ防止剤；亜鉛華、ステアリン酸等の加硫活性剤；硫黄、不溶性硫黄等の加硫剤；グアニジン系、チウラム系、ジチオカルバミン系、チアゾール系等の有機加硫促進剤；その他の配合材料等と密閉型混練装置内で混練してゴム組成物、特に加硫性ゴム組成物が得られる。
【００３０】
得られたゴム組成物、特に加硫性ゴム組成物は、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッド、アンダートレッド、ベルト、カーカス、サイドウォール、ビード部分等のタイヤ用途を始め、防振ゴム，ベルト，ホースその他の工業品等の各種ゴム製品に用いられるが、特に、タイヤ用として好適に使用される。
【実施例】
【００３１】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。なお、ムーニー粘度（ＭＬ1+4）及びかさ比重の試験方法は以下の通りである。
＜ムーニー粘度（ＭＬ1+4）＞
ＪＩＳ  Ｋ  ６３００−１：２００１に従い、Ｌ形ロータを用いて、１３０℃において予熱１分後４分間ロータ回転させた時の粘度を測定した。
＜かさ比重＞
ゴム材料成型体の場合は、まず、室温（２０℃）において、試料約１００ｇを採取し精秤し、その質量をｗ1（単位：ｇ）とした。
シート状のゴム材料成型体においては、巾、奥行き及び厚みを各々１０回ずつ測定して相加平均値から体積Ｖ1（単位：ｃｍ3）を求め、（ｗ1／Ｖ1）を算出した。これを５回繰り返して、（ｗ1／Ｖ1）の相加平均値をかさ比重とした。
ひも状のゴム材料成型体においては、断面積を１０箇所で測定して相加平均値を計算し、長さを測定して体積Ｖ2（単位：ｃｍ3）を求め、（ｗ1／Ｖ2）を算出した。これを５回繰り返して、（ｗ1／Ｖ2）の相加平均値をかさ比重とした。
ペレット状のゴム材料成型体においては、ＪＩＳ  Ｋ  ７３７０：２０００に準拠して、タッピング後の体積Ｖ3（単位：ｃｍ3）を求め、（ｗ1／Ｖ3）を算出した。これを５回繰り返して、（ｗ1／Ｖ3）の相加平均値をかさ比重とした。
ゴム材料成型体集合物の場合は、約１００ｃｍ3の試料を採取してその３辺を測定して体積Ｖ4（単位：ｃｍ3）を求めると共に、その質量を精秤し、ｗ2（単位：ｇ）とし、（ｗ2／Ｖ4）を算出した。これを５回繰り返して、（ｗ2／Ｖ4）の相加平均値をかさ比重とした。
【００３２】
実施例１〜９及び比較例１〜５
第１表に示すジエン系ゴム成分と充填材成分とを、第１表に示す組成及び製造方法により、第１表に示すムーニー粘度（ＭＬ1+4、１３０℃）、形状、寸法、かさ比重及び質量（単位は「ｇ」とした。）のゴム材料成型体１を、第１表に示す形状、寸法、かさ比重及び質量（単位は「ｇ」とした。）のゴム材料成型体集合物２を得た。これらをそれぞれ第１表に示す機種及びロータ形状の密閉型混練装置内で第２表に示す配合組成により第１表に示すバッチ当りゴム量（Ｋｇ）を混練して加硫性ゴム組成物を得る際の混練状況を目視及び密閉型混練装置に付属する電流計により評価した。結果を第１表に示す。
【００３３】
【表１】
2010274506.tif 000002
【００３４】
［注］
１）  Ｎ２２０：カーボンブラックＩＳＡＦ、旭カーボン（株）製、商品名「旭＃８０」
２）  Ａ：２軸連続混練押出機を用いて製造したウエットマスターバッチ（ＷＭＢ）
３）  Ｂ：バッチ式密閉混練機を用いて製造したドライマスターバッチ（ＤＭＢ）
４）  Ｃ：２軸連続混練押出機を用いて製造したウエットマスターバッチ（ＷＭＢ）をさらにバッチ式密閉混練機を用いて混練したマスターバッチ（ＭＢ）
５）  Ｅ：離型材料（炭酸カルシウム）によりダスティングしたシート状のゴム材料成型体５枚を積層し、高圧法低密度ポリエチレンニ軸延伸フィルムで図６に示すように３箇所ラッピングしてゴム材料成型体集合物を得た。
６）  Ｆ：離型材料（炭酸カルシウム）によりダスティングしたシート状のゴム材料成型体１０枚を積層し、高圧法低密度ポリエチレンニ軸延伸フィルムで図６に示すように３箇所ラッピングしてゴム材料成型体集合物を得た。
７）  Ｇ：離型材料（炭酸カルシウム）によりダスティングしたひも状のゴム材料成型体１５本を配列し、高圧法低密度ポリエチレンニ軸延伸フィルムで図７に示すように３箇所ラッピングしてゴム材料成型体集合物を得た。
８）  Ｌ：バッチ式密閉型混練機：神戸製鋼（株）製、商品名「ＯＯＣ」
９）  Ｍ：バッチ式密閉型混練機：神戸製鋼（株）製、商品名「Ｆ２７０」
１０）  Ｎ：バッチ式密閉型混練機：日立機械（株）製、商品名「Ｋ４」
１１）  Ｐ：接線式、１つの羽根を有するロータを２つ備えた１翼型
１２）  Ｑ：接線式、２つの羽根を有するロータを２つ備えた２翼型
１３）  Ｒ：噛合式、３つの羽根を有するロータを２つ備えた３翼型
＜ゴム組成物の混練状況＞
１４）  Ｖ：投入時にやや高電流を観察した。
１５）  Ｘ：温度上昇せず、ペレット状で混練不能であった。
１６）  Ｙ：過剰電流により材料投入に５分要し、混練後のゴムにゴム焦け（スコーチ）が見られた。
１７）  Ｚ：過剰電流により混練装置が停止した。
【００３５】
【表２】
2010274506.tif 000003
【００３６】
［注］
１８）  老化防止剤６Ｃ：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクラック６Ｃ」
１９）  加硫促進剤 ＣＺ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクセラーＣＺ」
【００３７】
第１表より明らかなように、実施例１、２、４〜７では、密閉型混練装置への負荷が非常に低く、混練状況は良好であった。実施例３、８及び９では、投入時にやや高電流を観察したが、密閉型混練装置への負荷が非常に低かった。これに対し、比較例１、３、４及び５では混練不能であった。また、比較例２ではゴム焦け（スコーチ）が発生した。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のゴム材料成型体及び／又はゴム材料成型体集合物は、各種ゴム製品、例えば、乗用車用、軽自動車用、軽トラック用、トラック・バス用、ダンプトラック用及びオフ・ザ・ロード用（建設車両用）等のタイヤ、防振ゴム、ベルトコンベア、ホース、ラバーダム、免震ゴム等に好適なゴム組成物に用いられる。
【符号の説明】
【００３９】
１      ゴム材料成型体
２      ゴム材料成型体集合物
５、５ａ、５ｂ、５ｃ    樹脂フィルム長尺体
２０    密閉型混練装置
２１    混練機
２２    混練機本体
２３    混練室
２４    開口部
２５ａ  第１のロータ
２５ｂ  第２のロータ
２６ａ  第１の回転軸
２６ｂ  第２の回転軸
２７ａ  第１の羽根
２７ｂ  第２の羽根
３１    動力部
３２    フローティングウェイト
３４    油圧シリンダー
３５    ガイドロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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