(57)【要約】【課題】ゴムの劣化が抑制され、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れたゴムウエットマスターバッチの製造方法、および該製造方法で製造されたゴムウエットマスターバッチ、ならびに該ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物を提供すること。【解決手段】充填材および分散溶媒を含有するスラリー溶液とゴムラテックス溶液とを混合・凝固させて、充填材含有ゴム凝固物を製造する凝固工程と、単軸押出機を使用して１８０〜２００℃に加熱することによって、充填材含有ゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化を一工程で行う加熱工程と、を有するゴムウエットマスターバッチの製造方法。使用する単軸押出機は、スクリューと、外筒長さ方向（スクリュー軸方向）に沿って延びるスリットが内壁面に形成された外筒とを有し、外筒の内壁面の少なくとも一部がブラスト処理されたものである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られたゴムウエットマスターバッチの製造方法であって、
前記充填材および前記分散溶媒を含有するスラリー溶液と前記ゴムラテックス溶液とを混合・凝固させて、充填材含有ゴム凝固物を製造する凝固工程と、
単軸押出機を使用して１８０〜２００℃に加熱することによって、前記充填材含有ゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化を一工程で行う加熱工程と、を有し、
前記単軸押出機は、スクリューと、外筒長さ方向（スクリュー軸方向）に沿って延びるスリットが内壁面に形成された外筒とを有し、外筒内壁面の少なくとも一部がブラスト処理されたものであることを特徴とするゴムウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項２】
前記外筒内壁面のブラスト処理面の表面粗さ（Ｒａ）が、１０〜１００μｍである請求項１に記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法で製造されたゴムウエットマスターバッチ。
【請求項４】
空隙率が２〜１５％である請求項３に記載のゴムウエットマスターバッチ。
【請求項５】
請求項３または４に記載のゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られたゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴムウエットマスターバッチ、ならびに該ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物に関し、特にゴムの劣化が抑制され、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れたゴムウエットマスターバッチの製造方法、および該製造方法で製造されたゴムウエットマスターバッチ、ならびに該ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゴム業界においては、カーボンブラックなどの充填材を含有するゴム組成物を製造する際の加工性能や充填材の分散性を向上させるために、ゴムウエットマスターバッチを用いることが知られている。これは、充填材と分散溶媒とを予め一定の割合で混合し、機械的な力で充填材を分散溶媒中に分散させた充填材含有スラリー溶液と、ゴムラテックス溶液と、を液相で混合し、その後、酸などの凝固剤を加えて凝固させたものを回収して乾燥するものである。ゴムウエットマスターバッチを用いる場合、充填材とゴムとを固相で混合して得られるゴムドライマスターバッチを用いる場合に比べて、充填材の分散性に優れ、加工性能や補強性能などのゴム物性に優れるゴム組成物が得られる。このようなゴム組成物を原料とすることで、例えば転がり抵抗が低減され、耐疲労性能に優れた空気入りタイヤなどのゴム製品を製造することができる。
【０００３】
上述したゴムウエットマスターバッチの製造方法において、凝固工程後に得られた充填材含有ゴム凝固物から、分散溶媒およびゴムラテックス溶液由来の水分を除去する方法は、例えばろ過法や遠心分離法により固液分離を行った後、任意の混合機を用いて、充填材含有ゴム凝固物を加熱しつつ混練を行って脱水する方法が挙げられる。かかる脱水方法では、脱水、乾燥、可塑化などの工程数を増やすほど、あるいは混練時の加熱温度を高めるほど、脱水後に得られるゴムウエットマスターバッチの含水率を低減できる。しかしながら、脱水、乾燥、可塑化などの工程数、脱水時に加える熱量および／または機械的エネルギーが多くなると、得られるゴムウエットマスターバッチのポリマー分子鎖の切断などを引き起こし、最終的に得られるゴム組成物の加硫ゴム特性が悪化する場合がある。
【０００４】
下記特許文献１では、第一混練機として二軸押出機を使用しつつ、ゴム成分と充填材を含むゴムウエットマスターバッチを乾燥・捏和し、その後、第二混練機バンバリーミキサーを使用して、さらにゴム薬品を混合することを特徴とするゴム薬品含有マスターバッチの製造方法が記載されている。しかしながら、かかる製造方法では、二軸押出機を使用して、充填材含有ゴム凝固物を乾燥・捏和してゴムウエットマスターバッチを製造するため、ゴムウエットマスターバッチに付与される機械的エネルギーが大きくなり、ゴム成分の劣化を引き起こす傾向がある。したがって、最終的な加硫ゴムの耐引裂性能や高歪領域での応力特性が悪化する傾向があった。
【０００５】
下記特許文献２では、脱水工程後に得られたゴム凝固物に対し、少なくとも約０．３ＭＪ／ｋｇ（約２４９Ｗ／ｋｇ）の機械的エネルギーを付与しつつ、素練り工程を実施し、引き続き、約０．９ＭＪ／ｋｇ（約８３Ｗ／ｋｇ）の機械的エネルギーを付与しつつ、追加の素練り工程を実施するエラストマー複合材の製造方法が記載されている。しかしながら、かかる製造方法でも、ゴムウエットマスターバッチに付与される機械的エネルギーが大きくなり、ゴム成分の劣化を引き起こす傾向がある。さらに、脱水・乾燥工程を複数回行うことにより、やはりゴム成分の劣化が発生する傾向が強くなる。したがって、最終的な加硫ゴムの耐引裂性能や高歪領域での応力特性が悪化する傾向があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−６５１２６号公報
【特許文献２】特表２０１１−５１１１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゴムの劣化が抑制され、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れたゴムウエットマスターバッチの製造方法、および該製造方法で製造されたゴムウエットマスターバッチ、ならびに該ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明は、少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られたゴムウエットマスターバッチの製造方法であって、前記充填材および前記分散溶媒を含有するスラリー溶液と前記ゴムラテックス溶液とを混合・凝固させて、充填材含有ゴム凝固物を製造する凝固工程と、単軸押出機を使用して１８０〜２００℃に加熱することによって、前記充填材含有ゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化を一工程で行う加熱工程と、を有し、前記単軸押出機は、スクリューと、外筒長さ方向（スクリュー軸方向）に沿って延びるスリットが内壁面に形成された外筒とを有し、外筒内壁面の少なくとも一部がブラスト処理されたものであることを特徴とするゴムウエットマスターバッチの製造方法、に関する。
【０００９】
上記製造方法によれば、充填材および分散溶媒を含有するスラリー溶液とゴムラテックス溶液とを混合・凝固させて、充填材含有ゴム凝固物を製造し（凝固工程）、かかるゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化を一工程で行う（加熱工程）。したがって、脱水・乾燥・可塑化をそれぞれ行う従来技術に比べて加熱工程数が減るため、ゴムの劣化が抑制され、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れたゴムウエットマスターバッチを製造することができる。かかる加熱工程では、単軸押出機を使用し、１８０〜２００℃に加熱することにより行われるが、加熱温度が１８０℃未満であると、水分率が十分に低下せず、押出時の充填材含有ゴム凝固物の粘度が高くなるため、可塑化が不十分となる場合がある。一方、加熱が２００℃より高いと、過剰の熱履歴によりゴムの劣化が発生する場合がある。
【００１０】
上記製造方法では、単軸押出機として、スクリューと外筒とを有するものを使用するが、該外筒が、外筒長さ方向（スクリュー軸方向）に沿って延びるスリットが内壁面に形成されたものであり、かつ外筒内壁面の少なくとも一部がブラスト処理されたものを使用する点が特徴である。かかる外筒を有する単軸押出機を使用して加熱工程を行うと、ミクロ的な粗さ（微細な凹凸形状）を有する外筒内壁面のブラスト処理面とスクリューとの間で、充填材含有ゴム凝固物に対してせん断力が作用するため、微細な凹凸形状に充填材含有ゴム凝固物が引っかかりつつ、せん断力を受けることになる。その結果、効率的に充填材含有ゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化が一工程で行えるものと推測される。このように、効率的に脱水・乾燥・可塑化が行えるため、本発明に係る製造方法では、従来技術に比べて、充填材含有ゴム凝固物に施される複数工程（脱水・乾燥・可塑化）を一工程で行えるとともに、充填材含有ゴム凝固物に与えられる熱・機械エネルギーを低減することができる。その結果、ゴムの劣化が抑制され、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れたゴムウエットマスターバッチを製造することができる。
【００１１】
上記ゴムウエットマスターバッチの製造方法において、前記外筒内壁面のブラスト処理面の表面粗さ（Ｒａ）が、１０〜１００μｍであることが好ましい。かかる構成によれば、好適な表面粗さを有する外筒内壁面のブラスト処理面とスクリューとの間で、せん断力が作用するため、充填材含有ゴム凝固物に対してさらに効率良くせん断力が作用する。したがって、充填材含有ゴム凝固物に与えられる熱・機械エネルギーをさらに低減することができるため、ゴムの劣化をさらに抑制することができる。
【００１２】
本発明は、前記いずれかに記載の製造方法で製造されたゴムウエットマスターバッチに関し、特には、前記ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物に関する。かかるゴムウエットマスターバッチおよびゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムは、ゴムの劣化が抑制され、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れる。ゴムウエットマスターバッチのハンドリングおよび混練時の影響の観点から、前記ゴムウエットマスターバッチとしては、空隙率が（ｖｏｉｄ  ｖｏｌｕｍｅ）が２〜１５％であることが好ましい。なお、「ゴムウエットマスターバッチの空隙率」は、以下の式より算出できる。
（空隙率（％））＝１００×（（実測ゴムウエットマスターバッチ体積）−（理論ゴムウエットマスターバッチ））／（実測ゴムウエットマスターバッチ体積）
ただし、（理論ゴムウエットマスターバッチ体積）＝（ゴムウエットマスターバッチ重量）／（理論ゴムウエットマスターバッチ比重）
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明で使用可能な単軸押出機の外観図の一例
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図
【図３】外筒内壁面の展開図の一例
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法では、凝固工程および加熱工程を少なくとも有する。以下に各工程について説明する。
【００１５】
（凝固工程）
凝固工程においては、充填材および分散溶媒を含有するスラリー溶液とゴムラテックス溶液とを混合・凝固させて、充填材含有ゴム凝固物を製造する。特に、凝固工程が、充填材を分散溶媒中に分散させる際に、ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着した充填材を含有するスラリー溶液を製造する工程（Ｉ）と、スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着した充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（ＩＩ）と、ゴムラテックス粒子が付着した充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固して、充填材含有ゴム凝固物を製造する工程（ＩＩＩ）と、を有することが好ましい。
【００１６】
本発明において、充填材とは、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、ゴム工業において通常使用される無機充填材を意味する。上記無機充填材の中でも、本発明においてはカーボンブラックを特に好適に使用することができる。
【００１７】
カーボンブラックとしては、例えばＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなど、通常のゴム工業で使用されるカーボンブラックの他、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、通常のゴム工業において、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。
【００１８】
分散溶媒としては、特に水を使用することが好ましいが、例えば有機溶媒を含有する水であってもよい。
【００１９】
ゴムラテックス溶液としては、天然ゴムラテックス溶液および合成ゴムラテックス溶液を使用することができる。
【００２０】
天然ゴムラテックス溶液は、植物の代謝作用による天然の生産物であり、特に分散溶媒が水である、天然ゴム／水系のものが好ましい。本発明において使用する天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、２００万以上であることが好ましく、２５０万以上であることがより好ましい。合成ゴムラテックス溶液としては、例えばスチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムを乳化重合により製造したものがある。
【００２１】
以下に、充填材としてカーボンブラック、ゴムラテックス溶液として、天然ゴムラテックス溶液を使用した例に基づき、好ましい凝固工程の一例を説明する。この場合、カーボンブラックの分散度合いが非常に高く、かつ加硫ゴムとしたときの低発熱性能、耐久性能およびゴム強度をさらに向上したゴムウエットマスターバッチを製造することができる。また天然ゴムラテックスについては濃縮ラテックスやフィールドラテックスといわれる新鮮ラテックスなど区別なく使用できる。
【００２２】
なお、本発明に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法では、恒粘度剤と呼ばれる、ゴムウエットマスターバッチの保管初期における粘度上昇の抑制を目的とした添加剤を使用する必要が無い。かかる恒粘度剤としては、例えば酢酸ヒドラジド、プロピオンサンヒドラジド、酪酸ヒドラジド、カプロン酸ヒドラジド、シクロプロピルヒドラジドなどのヒドラジド化合物；硫酸ヒドロキシアミン；セミカリバジド；ジメドン（１，１−ジメチルシクロヘキサン−３，５−ジオン；などが挙げられる。
【００２３】
（１）工程（Ｉ）
工程（Ｉ）では、カーボンブラックを分散溶媒中に分散させる際に、天然ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造する。天然ゴムラテックス溶液は、あらかじめ分散溶媒と混合した後、カーボンブラックを添加し、分散させても良い。また、分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで所定の添加速度で、天然ゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良く、あるいは分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで何回かに分けて一定量の天然ゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良い。天然ゴムラテックス溶液が存在する状態で、分散溶媒中にカーボンブラックを分散させることにより、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造することができる。工程（Ｉ）における天然ゴムラテックス溶液の添加量としては、使用する天然ゴムラテックス溶液の全量（工程（Ｉ）および工程（ＩＩ）で添加する全量）に対して、０．０７５〜１２質量％が例示される。
【００２４】
工程（Ｉ）では、添加する天然ゴムラテックス溶液の固形分（ゴム）量が、カーボンブラックとの質量比で０．２５〜１５％であることが好ましく、０．５〜６％であることが好ましい。また、添加する天然ゴムラテックス溶液中の固形分（ゴム）濃度が、０．２〜５質量％であることが好ましく、０．２５〜１．５質量％であることがより好ましい。これらの場合、天然ゴムラテックス粒子をカーボンブラックに確実に付着させつつ、カーボンブラックの分散度合いを高めたゴムウエットマスターバッチを製造することができる。
【００２５】
工程（Ｉ）において、天然ゴムラテックス溶液存在下でカーボンブラックおよび分散溶媒を混合する方法としては、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用してカーボンブラックを分散させる方法が挙げられる。
【００２６】
上記「高せん断ミキサー」とは、ローターとステーターとを備えるミキサーであって、高速回転が可能なローターと、固定されたステーターと、の間に精密なクリアランスを設けた状態でローターが回転することにより、高せん断作用が働くミキサーを意味する。このような高せん断作用を生み出すためには、ローターとステーターとのクリアランスを０．８ｍｍ以下とし、ローターの周速を５ｍ／ｓ以上とすることが好ましい。このような高せん断ミキサーは、市販品を使用することができ、例えばＳＩＬＶＥＲＳＯＮ社製「ハイシアーミキサー」が挙げられる。
【００２７】
本発明においては、天然ゴムラテックス溶液存在下でカーボンブラックおよび分散溶媒を混合し、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造する際、カーボンブラックの分散性向上のために界面活性剤を添加しても良い。界面活性剤としては、ゴム業界において公知の界面活性剤を使用することができ、例えば非イオン性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤などが挙げられる。また、界面活性剤に代えて、あるいは界面活性剤に加えて、エタノールなどのアルコールを使用しても良い。ただし、界面活性剤を使用した場合、最終的な加硫ゴムのゴム物性が低下することが懸念されるため、界面活性剤の配合量は、天然ゴムラテックス溶液の固形分（ゴム）量１００質量部に対して、２質量部以下であることが好ましく、１質量部以下であることがより好ましく、実質的に界面活性剤を使用しないことが好ましい。また、工程（Ｉ）および工程（ＩＩ）で天然ゴムラテックス溶液の固形分（ゴム）の劣化を抑制するために老化防止剤を添加しても良い。老化防止剤としては、ゴム業界において公知の老化防止剤を使用することができ、例えばアミン系、フェノール系、有機ホスファイト系あるいはチオエーテル系などが挙げられる。
【００２８】
工程（Ｉ）において製造されるスラリー溶液中、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックは、９０％体積粒径（μｍ）（「Ｄ９０」）が、３１μｍ以上であることが好ましく、３５μｍ以上であることがより好ましい。この場合、スラリー溶液中のカーボンブラックの分散性に優れ、かつカーボンブラックの再凝集を防止することができるため、スラリー溶液の保存安定性能に優れると共に、最終的な加硫ゴムの低発熱性能、耐久性能およびゴム強度にも優れる。なお、本発明において天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックのＤ９０は、カーボンブラックに加えて、付着した天然ゴムラテックス粒子も含めて測定した値を意味するものとする。
【００２９】
（２）工程（ＩＩ）
工程（ＩＩ）では、スラリー溶液と、残りの天然ゴムラテックス溶液とを混合して、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。スラリー溶液と、残りの天然ゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法は特に限定されるものではなく、スラリー溶液および残りの天然ゴムラテックス溶液とを高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用して混合する方法が挙げられる。必要に応じて、混合の際に分散機などの混合系全体を加温してもよい。
【００３０】
残りの天然ゴムラテックス溶液は、次工程（ＩＩＩ）での乾燥時間・労力を考慮した場合、工程（Ｉ）で添加した天然ゴムラテックス溶液よりも固形分（ゴム）濃度が高いことが好ましく、具体的には固形分（ゴム）濃度が１０〜６０質量％であることが好ましく、２０〜３０質量％であることがより好ましい。
【００３１】
（３）工程（ＩＩＩ）
工程（ＩＩＩ）では、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固させて、充填材含有ゴム凝固物を製造する。凝固方法としては、例えば天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液中に凝固剤を含有させて、凝固させる方法が挙げられる。
【００３２】
凝固工程で使用する凝固剤としては、ゴムラテックス溶液の凝固用として通常使用されるギ酸、硫酸などの酸や、塩化ナトリウムなどの塩を使用することができる。
【００３３】
工程（ＩＩＩ）後に得られる充填材含有ゴム凝固物中、ゴム成分と充填材との割合は、ゴム１００質量部（固形分）に対して充填材を３０〜８０質量部含有することが好ましい。この場合、最終的に、充填材の分散度合いと、加硫ゴムとしたときの低発熱性能および耐久性能とを、バランス良く向上したゴムウエットマスターバッチを製造することができる。
【００３４】
（加熱工程）
加熱工程では、単軸押出機を使用して１８０〜２００℃に加熱することによって、充填材含有ゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化を一工程で行う。図１に本発明で使用可能な単軸押出機の一例を示す。
【００３５】
単軸押出機２０は、スクリュー２３と、供給口２９側（上流側）に位置する第一外筒２５および排出口３０側（下流側）に位置する第二外筒２６からなる外筒２７と、を有し、凝固工程後に得られた充填材含有ゴム凝固物は供給口２９から投入され、外筒長さ方向（スクリュー軸方向）１に沿って、混練されつつ進み、最終的に排出口３０から排出される。上流側部分は脱水部２１とも呼ばれ、下流側部分は乾燥部（エクスパンダー部）２２とも呼ばれる。乾燥部２２には、必要に応じてジャケット２８を設けて温調しても良い。ただし、本発明においては、乾燥部２２の外筒内壁面から、内径側に突出するピン部分を有しないことが好ましい。乾燥部２２にピン部分を有すると、ピン部分を通過するゴム成分に高せん断力が作用し、ゴム成分中のポリマー鎖の切断を引き起こすため、ゴム成分の劣化が進行しやすい。その結果、最終的に得られる加硫ゴムの耐引裂き性能や高歪領域での応力特性が悪化する場合がある。かかる単軸押出機のスクリュー形状や外筒（バレル）の長さ（Ｌ）・外筒径（Ｄ）は、通常のゴム業界で使用される任意の単軸押出機が使用可能であり、さらには外筒長さと外筒径との比率（Ｌ／Ｄ）も任意に設定可能である。また、スクリューは加熱式スクリューであっても良い。
【００３６】
外筒２７の内壁面には、外筒長さ方向１に沿って延びるスリット２４を少なくとも一つ有する（本実施形態では、図２および図３に示すとおり外筒内壁面で一定の間隔を有しつつ、複数のスリット２４が形成されている）。図３に示すとおり、本実施形態では、スリット２４が外筒長さ方向１に沿って連続的に延びる例を示したが、外筒長さ方向１に対し傾斜しつつ延びるものであっても良い。さらに、スリット２４は、外筒２７の供給口２９側端から排出口３０側端まで延びるものであっても良く、脱水部２１内のみに形成されるものでも良く、外筒長さ方向１に沿って断続的に延びるものであっても良い。また、外筒内壁面でのスリット幅Ｄとしては、例えば０．１〜０．９ｍｍが例示される。図２では、外筒内壁面からスリット深さ方向に向かって、スリット幅が広がるように形成されたスリットの例を示したが、本発明においては、外筒内壁面に形成するスリットとして、外筒内壁面からスリット深さ方向に向かって、スリット幅が一定でのままで形成されたスリットでも良く、スリット幅が狭くなるように形成されたスリットでも良い。
【００３７】
上記単軸押出機の外筒内壁面の少なくとも一部には、ブラスト処理が施されている。具体的には、図２に示すとおり、外筒内壁面のうち、スリット２４が形成されていない部分２７Ａがブラスト処理されている必要がある。外筒内壁面のうち、スリット２４が形成されていない部分２７Ａは、加熱工程時に充填材含有ゴム凝固物と接する面であり、かかるブラスト処理面とスクリューとの間で、充填材含有ゴム凝固物に対してせん断力が作用する。その結果、本発明においては、効率的に充填材含有ゴム凝固物の脱水・乾燥・可塑化が一工程で行える。外筒内壁面のブラスト処理方法は、物理的研磨（ショットブラスト）、化学的研磨（化学腐食）などが使用可能であり、特に限定されるものではない。ショットブラストに用いる投射材としては、当業者に公知のもの、例えば砂、ガラス、アルミナなどが使用可能である。ゴムの劣化を抑制し、破断時伸びおよび耐引裂き性能に優れたゴムウエットマスターバッチを製造するためには、ブラスト処理後の外筒内壁面のブラスト処理面の表面粗さ（Ｒａ）を１０〜１００μｍとすることが好ましく、２０〜６０μｍとすることがより好ましい。
【００３８】
本発明に係るゴムウエットマスターバッチの製造方法では、加熱工程に引き続いて、混練工程および加硫系配合剤混練工程を実施して、ゴムウエットマスターバッチに各種配合剤を混合し、ゴム組成物を製造することができる。
【００３９】
（混練工程）
加熱工程後に得られたゴムウエットマスターバッチに、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤、シリカ、シランカップリング剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤など、加硫系配合剤以外の配合剤を投入し、混合分散機を使用して練る工程。混練工程において、これらの配合剤がゴム成分に混ざることにより、加硫後のゴム製品の強度を高める、ゴムの混練加工性能を良好なものとする、ゴム分子鎖の切断により生じたラジカルに起因するゴムの劣化を防止する、などの効果が得られる。混練工程においても、噛合式バンバリーミキサー、接線式バンバリーミキサー、ニーダーなどが使用可能であり、特に噛合式バンバリーミキサーを使用することが好ましい。
【００４０】
老化防止剤としては、ゴム用として通常用いられる、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の老化防止剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。老化防止剤の含有量は、ゴムウエットマスターバッチのゴム成分（固形分）１００質量部に対して、０．３〜３質量部であることがより好ましく、０．５〜１．５質量部であることがさらに好ましい。
【００４１】
（加硫系配合剤混練工程）
混練工程後に得られたゴム組成物に、硫黄などの加硫剤や加硫促進剤といった加硫系配合剤を投入し、全体を練り混ぜる。加硫系配合剤混練工程後に得られたゴム組成物を所定温度以上に加熱すると、ゴム組成物中の加硫剤はゴム分子と反応し、ゴム分子間に橋架け構造を形成して分子が三次元ネットワーク化し、ゴム弾性が付与される。
【００４２】
硫黄は通常のゴム用硫黄であればよく、例えば粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。本発明に係るゴム組成物中の硫黄の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して０．３〜６質量部であることが好ましい。硫黄の含有量が０．３質量部未満であると、加硫ゴムの架橋密度が不足してゴム強度などが低下し、６．５質量部を超えると、特に耐熱性能および耐久性能の両方が悪化する。加硫ゴムのゴム強度を良好に確保し、耐熱性能と耐久性能をより向上するためには、硫黄の含有量がゴム成分１００質量部に対して１．５〜５．５質量部であることがより好ましい。
【００４３】
加硫促進剤としては、ゴム加硫用として通常用いられる、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の加硫促進剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して１〜５質量部であることがより好ましく、１．５〜４質量部であることがさらに好ましい。
【実施例】
【００４４】
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。使用原料および使用装置は以下のとおりである。
【００４５】
（使用原料）
ａ）カーボンブラック  
カーボンブラック「Ｎ３３０」；「シースト３」（東海カーボン社製）
カーボンブラック「Ｎ１１０」；「シースト９」（東海カーボン社製）
カーボンブラック「Ｎ７７４」；「シーストＳＯ」（東海カーボン社製）
ｂ）分散溶媒  水
ｃ）ゴムラテックス溶液
天然ゴム濃縮ラテックス溶液；レヂテックス社製（（ＤＲＣ（Ｄｒｙ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｃｏｎｔｅｎｔ））＝６０％、質量平均分子量２３．６万）に常温で水を加えてゴム成分２５質量％に調整したもの
天然ゴム新鮮ラテックス溶液；Ｇｏｌｄｅｎ  Ｈｏｐｅ社製（（ＤＲＣ（Ｄｒｙ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｃｏｎｔｅｎｔ））＝３１．２％、質量平均分子量２３．２万）に常温で水を加えてゴム成分２５質量％に調整したもの
ｄ）凝固剤  ギ酸（一級８５％、１０％溶液を希釈して、ｐＨ１．２に調整したもの）、「ナカライテスク社製」
ｅ）亜鉛華  
（Ａ）１号亜鉛華  （三井金属社製）
（Ｂ）３号亜鉛華  （三井金属社製）
ｆ）ステアリン酸  （日油社製）
ｇ）ワックス  （日本精蝋社製）
ｈ）老化防止剤
（Ａ）芳香族アミン系：Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン「６ＰＰＤ」、（モンサント社製）、融点４４℃
（Ｂ）アミンケントン系：２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体「ＲＤ」、（大内新興化学社製）、融点８０〜１００℃
ｉ）硫黄  
（Ａ）硫黄  （鶴見化学工業社製）
（Ｂ）不溶性硫黄  「ＯＴ−２０」（アクゾ社製）
ｊ）加硫促進剤
（Ａ）「ＣＢＳ」（三新化学社製）  
（Ｂ）Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド  「ノクセラーＤＺ」（大内新興化学社製）  
ｋ）ホウ素含有有機酸コバルト  「マノボンドＣ６８０Ｃ」、（ＯＭＧ社製）
ｌ）レゾルシン−アルキルフェノール−ホルマリン樹脂  「スミカノール６２０」、（住友化学社製）
ｍ）ヘキサメトキシメチルメラミン  「サイレッツ９６３Ｌ」、（三井サイテック）
ｎ）追加ゴム  高シスポリブタジエンゴム  「ＢＲ１５０Ｌ」、（宇部興産社製）
【００４６】
（評価）
評価は、各ゴム組成物を所定の金型を使用して、１５０℃で３０分間加熱、加硫して得られたゴムについて行った。
【００４７】
（充填材含有ゴム凝固物の水分率）
ＪＩＳ  Ｋ６２３８−２に準拠し、Ａ＆Ｄ社製加熱乾燥式水分計ＭＸ−５０を使用して測定した。
【００４８】
（ゴムウエットマスターバッチのムーニー粘度）
ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠し、１００℃にて測定した。評価は、比較例１を１００として指数評価を行った。数値が低いほど可塑化されており、良好であることを示す。
【００４９】
（ブラスト処理面の表面粗さ（Ｒａ））
ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠し、レーザー顕微鏡（超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００（ＫＥＹＥＮＣＥ社製））を使用し、無作為に抽出された１０点の金属表面を観察し、画像計測解析ソフト（ＶＫ−Ｈ１Ｗ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製））にて表面粗さを測定し、平均値を算出することで、ブラスト処理面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）を決定した。
【００５０】
（加硫ゴムの破断時の伸び）
ＪＩＳ−Ｋ  ６２５１に準拠し、ＪＩＳ３号ダンベル使用して、評価サンプルを作成し、その破断時の伸びを測定した。評価は実施例１〜２および比較例１〜５については比較例１を１００として指数評価を行い、実施例３および４については比較例６を１００として指数評価を行い、実施例５については比較例７を１００として指数評価を行い、数値が高いほど、ゴム組成物製造時のゴム劣化が防止され、ゴム物性に優れることを意味する。
【００５１】
（耐引裂性能）
ＪＩＳ  Ｋ６２５２に準拠して、評価サンプルを作成し、その耐引裂性能を評価した。評価は実施例１〜２および比較例１〜５については比較例１を１００として指数評価を行い、実施例３および４については比較例６を１００として指数評価を行い、実施例５については比較例７を１００として指数評価を行い、数値が高いほど、耐引裂性能に優れることを意味する。
【００５２】
実施例１
０．５質量％に調整した希薄天然ゴムラテックス溶液にカーボンブラック７０質量部を添加し（ラテックス溶液の固形分量（ゴム量）が、カーボンブラックとの質量比で１質量部）、これにＰＲＩＭＩＸ社製ロボミックスを使用してカーボンブラックを分散させることにより（該ロボミックスの条件：９０００ｒｐｍ、３０分  ）、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造した（工程（Ｉ））。
【００５３】
次に、工程（Ｉ）で製造された天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液に、残りの天然ゴム濃縮ラテックス溶液（固形分（ゴム）濃度２５質量％となるように水を添加して調整されたもの）を、工程（Ｉ）で使用した天然ゴムラテックス溶液と合わせて、固形分（ゴム）量で１００質量部となるように添加した後、ＳＡＮＹＯ社製家庭用ミキサーＳＭ−Ｌ５６型を使用して混合し（該ミキサーの条件：１１３００ｒｐｍ、３０分）  、天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液を製造した（工程（ＩＩ））。
【００５４】
（凝固工程）
工程（ＩＩ）で製造された天然ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有天然ゴムラテックス溶液に対し、凝固剤としてギ酸１０質量％水溶液をｐＨ４に成るまで添加して、カーボンブラック含有天然ゴム凝固物を製造した（工程（ＩＩＩ））。
【００５５】
（加熱工程）
図１〜図３に記載のスクイザー式単軸押出機（スエヒロＥＰＭ社製、品番Ｖ−０２型）、バレル径９０ｍｍ、（バレル長さ）／（バレル径）（Ｌ／Ｄ）＝８．６、ブラスト処理面２７Ａの表面粗さ（Ｒａ）３４μｍ、外筒内壁面でのスリット幅Ｄ＝０．７ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍ）を使用し、加熱温度２００℃（加熱式スクリューの加熱温度２００℃）で混練しつつ脱水・乾燥・可塑化を一工程で行った。なお、外筒内壁面２７Ａのブラスト処理は、φ０．８ｍｍのアルミナ粒子をブラスト圧力０．４ＭＰａで処理することにより行った。
【００５６】
（混練工程および加硫系配合剤混練工程）
得られた天然ゴムウエットマスターバッチに対し、Ｂ型バンバリーミキサー（神戸製鋼社製）を使用し、表１に記載の各種添加剤を配合してゴム組成物とし、その加硫ゴムの物性を測定した。結果を表１に示す。
【００５７】
実施例２〜５
使用したカーボンブラックの種類、加熱工程での加熱温度および各種添加剤の種類・配合量を変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により天然ゴムウエットマスターバッチ、ゴム組成物および加硫ゴムを製造した。
【００５８】
比較例１
加熱工程に代えて、脱水工程（脱水温度（脱水時に使用した単軸押出機の加熱式スクリュー温度）：１６０℃）および乾燥可塑化工程（乾燥可塑化温度（乾燥可塑化時に使用した単軸押出機の加熱式スクリュー温度）：１６０℃）の２工程を実施し、これらの工程で使用した単軸押出機の外筒内壁面にブラスト処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様の方法により天然ゴムウエットマスターバッチ、ゴム組成物および加硫ゴムを製造した。加硫ゴムの物性を表１に示す。
【００５９】
比較例６，７
使用したカーボンブラックの種類および各種添加剤の種類・配合量を変更したこと以外は、比較例１と同様の方法により天然ゴムウエットマスターバッチ、ゴム組成物および加硫ゴムを製造した。
【００６０】
比較例２，３
加熱工程で使用した単軸押出機の外筒内壁面にブラスト処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様の方法により天然ゴムウエットマスターバッチ、ゴム組成物および加硫ゴムを製造した。加硫ゴムの物性を表１に示す。
【００６１】
比較例４，５
加熱工程での加熱温度を変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により天然ゴムウエットマスターバッチ、ゴム組成物および加硫ゴムを製造した。加硫ゴムの物性を表１に示す。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
表１の結果から、実施例１〜５に係るゴムウエットマスターバッチは、比較例１，６，７に係るゴムウエットマスターバッチに比して、加熱工程の一工程のみで水分率が十分に低下している。また、ムーニー粘度も低下しており、可塑化が十分に行われていることがわかる。さらに、加硫ゴムとしたときにも破断時伸びおよび耐引裂き性能が向上していることがわかる。一方、比較例２に係るゴムウエットマスターバッチは、外筒内壁面にブラスト処理が施されていない単軸押出機を使用して製造されたものであるため、加熱工程後の水分率が高く、可塑化が不十分であることがわかる。また、比較例３に係るゴムウエットマスターバッチは、比較例２に比して加熱温度を２２０℃まで上昇させつつ製造されたものであるため、水分率は低く、可塑化は十分に行われているが、高温処理に伴いゴム成分が劣化し、加硫ゴムの破断時伸びおよび耐引裂き性能が悪化することがわかる。
【００６４】
また、比較例４に係るゴムウエットマスターバッチは加熱温度が低いため、水分率が非常に高く、かつ可塑化も不十分であった。その結果、混練工程で混練ができず、加硫ゴムの物性が測定できなかった。さらに、比較例５に係るゴムウエットマスターバッチは加熱温度が高いため、高温処理に伴いゴム成分が劣化し、加硫ゴムの破断時伸びおよび耐引裂き性能が悪化することがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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