(57)【要約】      （修正有）【課題】シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応の反応時間・熱履歴を確保して、シリカが配合されたゴム組成物の性能を充分に発揮させ、ゴム組成物の混練工程を効率よく行い生産性に優れながら、設備の設置面積、設備導入コストを抑制可能なゴム組成物の混練設備および混練方法を提供する。【解決手段】密閉式混合機１、受け入れ容器２、第１移送装置３、カレンダー４０と第２移送装置４１と第３移送装置４２とを備える混練ライン、およびシート状ゴム成形装置５１を備えたゴム組成物の混練設備。密閉式混合機１はローター１１を備えており、投入されたゴム組成物を混練される。該カレンダー４０の上方に位置する１対のロール４０１ではシリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応を促進するような条件で処理が行われ、カレンダーの下方に位置する１対のロール４０２では、ゴム組成物中の加硫剤が十分に分散する条件で処理が行われる。【選択図】図１
2014094530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物の混練設備であって、
前記ゴム組成物を投入する投入口と、投入された前記ゴム組成物を混練するローターと、混練された前記ゴム組成物を排出する排出口と、を備えた密閉式混合機と、
前記密閉式混合機から排出された前記ゴム組成物を受け入れる受け入れ容器と、
前記受け入れ容器から前記ゴム組成物を移送する第１移送装置と、
Ｚ型に配置され、前記第１移送装置からの前記ゴム組成物を混練する少なくとも２対のロールを有するカレンダーと、上方に位置する１対の前記ロールの下方位置から再び上方位置に至る循環系路を構成する第２移送装置と、下方に位置する１対の前記ロールの下方位置から再び上方位置に至る循環系路を構成する第３移送装置と、を備え、前記シリカおよび前記シランカップリング剤のカップリング反応を促進させる混練ラインと、
前記混練ラインから排出された前記ゴム組成物が投入されてシート状のゴムを成形するシート状ゴム成形装置と、を設けており、
前記受け入れ容器とともに前記第１移送装置、前記混練ライン、および前記ゴム成形装置が同一フロアに設置されていることを特徴とするゴム組成物の混練設備。
【請求項２】
前記受け入れ容器を前記密閉式混合機の直下に配置したことを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物の混練設備。
【請求項３】
前記カレンダーにおいて、上方に位置する１対の前記ロール間のロールギャップが３．０ｍｍ以下である請求項１または２に記載のゴム組成物の混練設備。
【請求項４】
少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物の混練方法であって、
少なくとも、前記ゴム組成物を密閉式混合機に投入し、投入された前記ゴム組成物をローターにより混練し、排出する第１工程と、
前記密閉式混合機から排出された前記ゴム組成物を受け入れ容器により受け入れる第２工程と、
第１移送装置を使用し、前記密閉式混合機から排出された前記ゴム組成物を、前記受け入れ容器から、Ｚ型に配置された少なくとも２対のロールを有するカレンダーを備える混練ラインに移送する第３工程と、
第２移送装置を使用しながら、前記第１移送装置からの前記ゴム組成物を、前記カレンダーの上方に位置する１対のロール間を繰り返し通過させつつ混練して、前記シリカおよび前記シランカップリング剤のカップリング反応を促進させる第４工程と、
前記第４工程で混練された前記ゴム組成物に加硫剤を添加し、その後、第３移送装置を使用しながらカレンダーの下方に位置する１対のロール間を繰り返し通過させつつ混練して、加硫剤を分散させる第５工程と、
前記混練ラインから排出された前記ゴム組成物が投入されてシート状のゴムをシート状ゴム成形装置により成形する第６工程と、を有しており、
前記受け入れ容器とともに前記第１移送装置、前記混練ライン、および前記ゴム成形装置が同一フロアに設置されていることを特徴とするゴム組成物の混練方法。
【請求項５】
前記カレンダーにおいて、上方に位置する１対の前記ロール間のロールギャップが３．０ｍｍ以下である請求項４に記載のゴム組成物の混練方法。
【請求項６】
前記原料ゴムが、アミンおよびアルコキシランで変性された変性スチレンブタジエンゴムを含み、
シランカップリング剤が、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド又は保護化メルカプトシランを含むことを特徴とする請求項４または５に記載のゴム組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物の混練設備および混練方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴムの補強用充填剤としてシリカが使用されるようになっている。シリカは、その表面官能基であるシラノール基の水素結合により粒子同士が凝集する傾向がある。そこで、シリカをゴム組成物に配合する場合は、シリカの分散を良くするためにシランカップリング剤を添加してシリカとカップリング剤をカップリング反応させ分散性を改善し再凝集を抑え、タイヤの低燃費性・ウェット性を向上させている。
【０００３】
かかるシリカおよびシランカップリング剤を配合したゴム組成物を混練するために、１対のローターを備えた密閉式のミキサー（以下「密閉式混合機」という）が広く普及している。上記シリカとシランカップリング剤のカップリング反応には、１２０℃〜１６０℃での混練温度が必要とされ、最適な反応温度・反応時間等については、さまざまな提案されている。一方、混練温度が１７０℃以上になると、ゲル化反応が発生することによりゴムの粘度が上昇してしまう。
【０００４】
シリカが添加されたゴム組成物の低燃費性やウェット性能を十分に発揮するためには、カップリング反応の反応時間・熱履歴を確保する必要があり、ローターの速度を調整して混練時間を長くするとか、ゴム組成物の温度が上昇し過ぎないようにミキサーからゴム組成物を排出して冷却した後、再度ミキサーに投入する工程を複数回繰り返すことが行われている。従って、カップリング反応の反応時間・熱履歴を確保するため密閉式混合機での長時間の混練が必要となり、所定時間当たりのゴム組成物生産量が少ないため、ゴム組成物本来の性能を発揮させながら混練工程の効率をより向上させることが課題となっている。
【０００５】
かかる課題に対処するために、下記特許文献１〜５に開示する技術が知られている。特許文献１に記載の発明では、ゴム組成物を２つの段階、すなわち、基礎混合と完成混合に分けて製造する工程を開示する。具体的には、基礎混合にはラム式の密閉式混合機を使用し、このラム式密閉式混合機の下方に、ラムなし密閉式混合機を配置する。
【０００６】
また、下記特許文献２に記載の発明では、ゴムを混練ミキサーで混練後、排出するとともにロール間を通過させ、その肉厚を３ｍｍ以下のゴムシートにするゴムの混練方法が記載されている。
【０００７】
また、下記特許文献３〜５に記載の発明では、密閉型混合機から放出された混練ゴムをロールを使用して混練する際、混練温度および得られるゴムシート温度を調整して混練を行う混練方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−１２５２０８号公報
【特許文献２】特開昭６３−５６４０７号公報
【特許文献３】特開平４−１２５１１２号公報
【特許文献４】特開２００７−２１６４７１号公報
【特許文献５】特開２００７−８１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記各先行技術には、次のような問題点がある。すなわち、特許文献１に記載の発明では、上下に密閉式ミキサーを配置しており、下部に設置されるミキサーは上部のミキサーよりも大きなサイズが必要であり、広い設置面積が必要とされる。また、上部ミキサーから下部ミキサーへのゴム材料の受け渡しが重力により行われるものであり、下部ミキサーの投入口での材料詰まりの懸念も存在する。
【００１０】
また、下記特許文献２に記載の発明では、ロールを使用してゴムシートの薄肉化を図るものの、ロールではゴムシートの薄肉化に限界があり、かつ複数台のロールを平面展開する場合、搬送装置も含めて非常に大きな設置面積が必要となる。
【００１１】
また、下記特許文献３〜５に記載の発明では、ロールを使用するためゴムシート厚が厚いものしか得られず、ゴムシートの冷却効率が低くなり、所望の温度調節が困難であるのが実情であった。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応の反応時間・熱履歴を確保して、シリカが配合されたゴム組成物の性能を充分に発揮させ、ゴム組成物の混練工程を効率よく行い生産性に優れながら、設備の設置面積を抑制可能なゴム組成物の混練設備および混練方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示すゴム組成物の混練設備および混練方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明に係るゴム組成物の混練設備は、少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物の混練設備であって、前記ゴム組成物を投入する投入口と、投入された前記ゴム組成物を混練するローターと、混練された前記ゴム組成物を排出する排出口と、を備えた密閉式混合機と、前記密閉式混合機から排出された前記ゴム組成物を受け入れる受け入れ容器と、前記受け入れ容器から前記ゴム組成物を移送する第１移送装置と、Ｚ型に配置され、前記第１移送装置からの前記ゴム組成物を混練する少なくとも２対のロールを有するカレンダーと、上方に位置する１対の前記ロールの下方位置から再び上方位置に至る循環系路を構成する第２移送装置と、下方に位置する１対の前記ロールの下方位置から再び上方位置に至る循環系路を構成する第３移送装置と、を備え、前記シリカおよび前記シランカップリング剤のカップリング反応を促進させる混練ラインと、前記混練ラインから排出された前記ゴム組成物が投入されてシート状のゴムを成形するシート状ゴム成形装置と、を設けており、前記受け入れ容器とともに前記第１移送装置、前記混練ライン、および前記ゴム成形装置が同一フロアに設置されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によるゴム組成物の混練設備の作用・効果を説明する。この設備は、密閉式混合機、受け入れ容器、第１移送装置、カレンダーと第２移送装置と第３移送装置とを備える混練ライン、およびシート状ゴム成形装置を少なくとも備えている。密閉式混合機はローターを備えており、投入されたゴム組成物を混練し、排出口から排出する。第１段階の処理工程である密閉式混合機は、ゴム組成物の混練を主として行う。混練されたゴム組成物は、一旦、受け入れ容器にて受け入れられ、第１移送装置により、混練ラインへ移送される。この混練ラインが備えるカレンダーにおいて、ゴム組成物は再度混練されるが、カレンダーの上方に位置する１対のロールではシリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応を促進するような条件で処理が行われる。また、カレンダーの下方に位置する１対のロールでは、ゴム組成物に加硫剤が添加され、ゴム組成物中の加硫剤が十分に分散する条件で処理が行われる。カップリング反応および加硫剤の分散処理が十分に行われた後、次の工程において、シート材料の成形が行われる。
【００１６】
従来工法では、密閉式混合機−シート状ゴム成形装置−バッチオフ装置を経由する工程を３回経由することが一般的であるが、本発明に係る工法では、密閉式混合機−カレンダーと第２移送装置と第３移送装置とを備える混練ライン−シート状ゴム成形装置−バッチオフ装置を１回経由するのみで、少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物が製造可能である。特に、本発明では、混練ラインにおいて、ロールではなくカレンダーを使用する点が特徴であるが、カレンダーはロールに比して薄いゴムシートを高速で製造可能であるという長所がある。かかる長所に起因して、本発明に係る混練設備を使用した場合、従来工法に比してゴム組成物の生産性が向上する。ただし、一般にカレンダーは受け入れるゴムの温度が低く、粘度が高い場合には作業が困難となるが、本発明においては、密閉式混合機から排出された直後であって、高温を保ったゴムを使用するため、作業性に支障がない。
【００１７】
密閉式混合機から混練ラインのカレンダーへゴム組成物が送られた後は、密閉式混合機において次の処理を行うべきゴム組成物を投入することができる。すなわち、密閉式混合機においてゴム組成物の混練を行うと同時に、混練ラインのカレンダーでは、すでに密閉式混合機で処理済みのゴム組成物のカップリング反応を促進させることができる。従って、全体的に見れば、所定時間当たりのゴム組成物の混練処理能力を高めることができる。また、受け入れ容器とともに第１移送装置、混練ライン、およびゴム成形装置は、同一フロアに設置するように配置され、上下方向に大きな配置空間を必要としない。従って、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応の反応時間・熱履歴を確保して、シリカが配合されたゴム組成物の性能を充分に発揮させながら、ゴム組成物の混練工程を効率よく行うことで生産性に優れ、設備の設置面積も抑制可能なゴム組成物の混練設備を提供することができる。
【００１８】
本発明において、前記受け入れ容器を前記密閉式混合機の直下に配置したことが好ましい。この構成によると、直下に配置することで、上下方向の必要空間を小さくすることができる。また、一旦、受け入れ容器でゴム組成物を受け入れるので、材料が詰まるなどの問題が生じないようにすることができる。
【００１９】
また本発明において、前記カレンダーにおいて、上方に位置する１対の前記ロール間のロールギャップが３．０ｍｍ以下であることが好ましい。この構成によると、ロール間通過後のゴムシートが十分に薄いため、ゴムシートの冷却効率が高くなり、結果としてゴムの粘度が十分に低下し、かつゴム組成物中のシリカや、カーボンブラックなどの分散材の分散性が向上する。また、ゴム組成物からの水分除去効率も向上する。
【００２０】
また、本発明に係るゴム組成物の混練方法は、少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物の混練方法であって、少なくとも、前記ゴム組成物を密閉式混合機に投入し、投入された前記ゴム組成物をローターにより混練し、排出する第１工程と、前記密閉式混合機から排出された前記ゴム組成物を受け入れ容器により受け入れる第２工程と、第１移送装置を使用し、前記密閉式混合機から排出された前記ゴム組成物を、前記受け入れ容器から、Ｚ型に配置された少なくとも２対のロールを有するカレンダーを備える混練ラインに移送する第３工程と、第２移送装置を使用しながら、前記第１移送装置からの前記ゴム組成物を、前記カレンダーの上方に位置する１対のロール間を繰り返し通過させつつ混練して、前記シリカおよび前記シランカップリング剤のカップリング反応を促進させる第４工程と、前記第４工程で混練された前記ゴム組成物に加硫剤を添加し、その後、第３移送装置を使用しながらカレンダーの下方に位置する１対のロール間を繰り返し通過させつつ混練して、加硫剤を分散させる第５工程と、前記混練ラインから排出された前記ゴム組成物が投入されてシート状のゴムをシート状ゴム成形装置により成形する第６工程と、を有しており、前記受け入れ容器とともに前記第１移送装置、前記混練ライン、および前記ゴム成形装置が同一フロアに設置されていることを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によるゴム組成物の混練方法の作用・効果は、すでに述べたとおりであり、所定時間当たりのゴム組成物の混練処理能力を高めることができる。また、受け入れ容器とともに第１移送装置、混練ライン、およびゴム成形装置は、同一フロアに設置するように配置され、上下方向に大きな配置空間を必要としない。従って、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応の反応時間・熱履歴を確保して、シリカが配合されたゴム組成物の性能を充分に発揮させながら、ゴム組成物の混練工程を効率よく行うことで生産性に優れ、設備の設置面積も抑制可能なゴム組成物の混練方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る混練設備の構成を示す概念図
【図２】第２実施形態に係る混練設備の構成を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係るゴム組成物の混練設備の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る混練設備の構成を示す概念図である。設備は、全部で３フロアにわたって配置されている。
【００２４】
＜第１実施形態に係る混練設備＞
３階フロアには、カーボンブラック計量装置６が設置されており、カーボンブラックの貯蔵および計量を行っている。
【００２５】
２階フロアには、密閉式混合機１が設置されている。密閉式混合機１は、少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤を含有するゴム組成物を投入する投入口１０と、カーボンブラックなどの分散材を投入する投入口１０Ａと、投入されたゴム組成物を混練するローター１１と、混練されたゴム組成物を排出する排出口１２と、を備えている。密閉式混合機１として、本発明では噛合式バンバリーミキサーおよび接線式バンバリーミキサーなどのバンバリーミキサーが好適に使用可能であり、特にシリカを配合したゴム組成物の温度制御配合が容易となる噛合式バンバリーミキサーを使用することが好ましい。また、密閉式混合機１の投入口１０近傍には、ゴム組成物を移送するためのベルトコンベア１５が設けられている。一対のローター１１の上部には、上下動可能なラム１３が配置されている。ゴム組成物を混練する時は、ラム１３が下方に移動してきて、ローター１１の上部の空間を閉鎖するように構成される。
【００２６】
排出口１２には、開閉部１４（ドロップドア）が設けられており、ローター１１による混練を行うときは、開閉部１４を閉鎖し、混練後のゴム組成物を排出する時は、開閉部１４を開くように制御される。
【００２７】
１階フロアには、受け入れ容器２が配置される。受け入れ容器２は、密閉式混合機１により混練されたゴム組成物が開閉部１４から排出されると、それを受け入れる。排出されるゴム組成物は、受け入れ容器２内に落下する。
【００２８】
受け入れ容器２内のゴム組成物は、第１移送装置３により、混練ライン４に移送される。第１移送装置３は、コンベア３０を備えており、このコンベア３０によりゴム組成物を混練ライン４の上部に移送する。
【００２９】
混練ライン４は、少なくとも４本（本実施形態では４本）のロールがＺ型に配置されたカレンダー４０を備える。カレンダー４０の４本のロールは、上方に位置する１対のロール４０１と下方に位置する１対のロール４０２とで構成されている。
【００３０】
上方に位置する１対のロール４０１の直下には、そのロール間を通過したゴム組成物（ゴムシート）を搬送する搬送コンベア４１１が配され、さらに搬送コンベア４１１に近接して配され、ゴムシートを１対のロール４０１上に搬送するサイクルコンベア４１２が配される。ゴム組成物は１対のロール４０１間−搬送コンベア４１１−サイクルコンベア４１２−１対のロール４０１間・・・を繰り返し循環することで、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応が十分に進行する。
【００３１】
カレンダーの上方に位置する１対のロール４０１のロールギャップは、ロール間通過後のゴムシートを十分に薄肉化するために３．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３２】
また、下方に位置する１対のロール４０２の直下には、そのロール間を通過したゴムシートを搬送する搬送コンベア４２１が配され、さらに搬送コンベア４２１に近接して配され、ゴムシートを１対のロール４０２上に搬送するサイクルコンベア４２２が配される。ゴム組成物は１対のロール４０２間−搬送コンベア４２１−サイクルコンベア４２２−１対のロール４０２間・・・を繰り返し循環することで、ゴム組成物中の加硫剤が十分に分散する。
【００３３】
カレンダーの下方に位置する１対のロール４０２のロールギャップは、ロール間通過後のゴムシートを十分に薄肉化し、ゴムシートの冷却効率を高めるとともに、ゴム組成物中の加硫剤の分散性を高めるために３．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３４】
混練ライン４により混練されたゴムシート状のゴム組成物は、引き続きシート状ゴム成形装置５の投入口５０へ投入される。シート状ゴム成形装置５は、移送されてきたゴム組成物が投入される投入口５０と、シート材を形成するための一対のローラー５１と、ローラー５１により成形されたシート状のゴム組成物を排出する排出口５２と、を備えている。
【００３５】
上記、受け入れ容器２と、第１移送装置３と、混練ライン４と、シート状ゴム成形装置５とは、同じ１Ｆフロアに設置されている。
【００３６】
＜ゴム組成物の混練工程＞
次に、図１に示す混練設備を用いてシリカ配合のゴム組成物を混練する時の工程を説明する。
（第１工程）
まず、密閉式混合機１の投入口１０，１０Ａからゴム材料、シリカ、シランカップリング剤等を投入する。密閉式混合機１では、ローター１１によりゴム組成物の混練を行う。混練を行うときは、ラム１３を下降させゴム組成物の混練が行われる。混練する時の温度は１７０℃以下になるように設定される。
【００３７】
混練を行うことで、シリカとシランカップリング剤のカップリング反応が行われる。かかる反応は１２０℃〜１６０℃以上の温度で行われるが、１７０℃以上になるとゴムの粘度が急激に上昇するため、１７０℃以上になるまでに、ゴム組成物を密閉式混合機１から排出する。排出タイミングは、開閉部１４に設置された温度センサーでゴム組成物の温度を測定し基準温度になると排出される。
【００３８】
（第２工程）
排出されたゴム組成物は、受け入れ容器２の中に落下する。
（第３工程）
その後、ゴム組成物は、コンベア３０により混練ライン４まで移送される。
（第４工程）
ゴム組成物は、カレンダーの上方に位置する１対のロール４０１上に落下しつつ投入される。上方に位置する１対のロール４０１では、ゴム組成物中に含有されるシリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応が行われる。具体的には、第１移送装置３から移送されてきたゴム組成物が１対のロール４０１上に落下し、そのロール間を通過することでせん断力が付与される。かかるせん断力によってゴム組成物が混練される。ロール間を通過したゴム組成物がゴムシートの形状となって、搬送コンベア４１１上に落下し、サイクルコンベア４１２を経由して、再度ロール４０１上に落下する。この一連の動作を繰り返すことで、ゴム組成物に十分なせん断力が作用し、ゴム組成物中に含有されるシリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応が進行する。
【００３９】
以上のように１４０℃〜１７０℃の温度を維持しながら、ゴム組成物の混練を行い、ゴム組成物中に含有されるシリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応の促進を行うことができる。すなわち、密閉式混合機１による混練では不十分であったカップリング反応を混練ライン４により補完することができる。混練時間は、３．０分〜１０．０分程度である。なお、ゴム組成物中に含有されるシリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応を行う際、必要に応じて冷却ファンなどを使用して所望の温度（１４０℃〜１７０℃）を維持しても良い。
【００４０】
（第５工程）
一方、カレンダーの下方に位置する１対のロール４０２では、ゴム組成物に加硫剤が添加され、加硫剤を分散させる。具体的には、カレンダーの上方に位置する１対のロール４０１のロール間を繰り返し通過したゴム組成物が、１対のロール４０２上に落下し、これに加硫剤が添加された状態で、１対のロール４０２のロール間を通過することにより、せん断力が付与される。ロール間を通過したゴム組成物がゴムシートの形状となって、搬送コンベア４２１上に落下し、サイクルコンベア４２２を経由して、再度ロール４０２上に落下する。この一連の動作を繰り返すことで、ゴム組成物に十分なせん断力が作用し、ゴム組成物中の加硫剤が分散する。
【００４１】
以上のように７０℃〜１００℃の温度を維持しながら、ゴム組成物の混練を行い、ゴム組成物中の加硫剤が分散させることができる。混練時間は、３．０分〜１０．０分程度である。
【００４２】
（第６工程）
混練ライン４により混錬されたゴム組成物は、シート状ゴム成形装置５の投入口５０から投入される。この投入されたゴム組成物は、一対のローラー５１の間を通過することでシート状に形成される。
【００４３】
密閉式混合機１に投入されたゴム材料等は、混練ライン４、シート状ゴム成形装置５において連続的に処理されて排出される。また、密閉式混合機１からゴム組成物が排出されると、次に処理すべきゴム材料等を投入口１０，１０Ａから投入させることができる。すなわち、混練ライン４でゴム組成物の混練（カップリング反応および加硫剤混合）を行なうと同時に、次のゴム組成物の混練工程を密閉式混合機１で並行して行うことができるので、カップリング反応および加硫剤混合のための時間も十分に確保しながら、混練工程を効率よく行うことができる。
【００４４】
また、図１に示すように、同じフロアに受け入れ容器２、第１移送装置３、ニーダー４、シート状ゴム成形装置５が配置されており、設置面積や設置フロアの面で従来よりも抑制した状態で各装置を設置することができる。
【００４５】
＜第２実施形態に係る混練設備＞
次に、第２実施形態に係る混練設備を図２により説明する。図１の第１実施形態と異なる点は、第１実施形態では、密閉式混合機１と、混練ライン４、シート状ゴム成形装置５等が別のフロアに設置されていたが、この第２実施形態では、これらが同じフロアに設置されている。
【００４６】
密閉式混合機１から排出されるゴム組成物は塊状であるため、そのまま長時間放置すると、部分的にシランカップリング反応が進むことがある。その結果、ゲルの発生や再凝集が進みゴム物性の悪化を招き、またゴム温度が低下すると可塑度が上昇し、動力が小さいカレンダー４０での混練りができなくなることから、密閉式混合機１から排出してカレンダー４０までの搬送時間を６０秒以内、ゴム温度を１２０度以上に保持しておくことが好ましい。
【００４７】
そこで、密閉式混合機１の直下に受け入れ容器２を配置することで、上記の点に対処しやすくなる。かかる構成によっても、第１実施形態と同じような作用・効果を奏することができる。
【００４８】
また、投入される原料ゴムとしては、変性前の数平均分子量が１５万〜４０万である末端変性ジエン系ゴムを含有するものである。かかる末端変性されるジエン系ゴムの種類としては、特に限定されないが、ブタジエンゴム（ＢＲ。例えば、シス−１，４結合９０％以上のハイシスＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（ＳＰＢ）含有ＢＲなど）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンイソプレン共重合体ゴム、ブタジエンイソプレン共重合体ゴム等が挙げられ、より好ましくはＢＲ、ＳＢＲであり、更に好ましくはＳＢＲである。
【００４９】
この末端変性ジエン系ゴムとしては、各種変性剤でポリマー末端が変性されたジエン系ゴムを用いることができ、変性方法も公知の種々の方法を用いることができる。具体的に、変性剤としては、スズ化合物、アミノベンゾフェノン化合物、イソシアネート化合物、ジグリシジルアミン化合物、環状イミン化合物、ハロゲン化アルコキシシラン化合物、グリシドキシプロピルメトキシシラン化合物、ネオジウム化合物、アルコキシシラン化合物、アミン化合物とアルコキシシラン化合物の併用などが挙げられる。
【００５０】
シリカとしては、通常のゴム補強に用いられる湿式シリカ、乾式シリカ、ゾル−ゲルシリカ、表面処理シリカなどが用いられる。なかでも、湿式シリカが好ましい。
【００５１】
シランカップリング剤としては、分子中に硫黄を含むものであれば特に限定されず、ゴム組成物においてシリカとともに配合される各種のシランカップリング剤を用いることができる。例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（例えば、デグサ社製「Ｓｉ６９」）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（例えば、デグサ社製「Ｓｉ７５」）、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエキトシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィドなどのスルフィドシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプトシラン、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン、３−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシランなどの保護化メルカプトシランが挙げられる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００質量部に対して２〜２５質量部であることが好ましく、より好ましくは５〜１５質量部である。
【００５２】
加硫剤としては、代表的なものとして硫黄が挙げられる。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。
【００５３】
本発明においては、ゴム組成物中に少なくとも原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤および加硫剤以外の配合剤、例えば充填材、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、加硫戻り抑制剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を、本発明の効果を損なわない範囲において適宜配合し用いることができる。
【００５４】
充填材としては、カーボンブラック、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、カーボンブラックを特に好適に使用することができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
老化防止剤としては、フェノール系老化防止剤以外に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、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必要に応じて使用しても良い。
【００５８】
＜実験結果＞
（使用原料）
ａ）ゴム成分（全量を１００質量部とする）
変性スチレンブタジエンゴム（変性ＳＢＲ）５０質量部：ＪＳＲ（株）製のＨＰＲ３４０（変性Ｓ−ＳＢＲ、結合スチレン量：１０質量％、アミンおよびアルコキシルシランで変性）
ブタジエンゴム（ＢＲ）２０質量部：ＵＢＥ  ＢＲ１５０Ｂ
天然ゴム（ＮＲ）３０質量部：ＲＳＳ  ＃３  または  ＳＴＲ２０
ｂ）カーボンブラック（ＩＳＡＦ）３０質量部：Ｄｉａｂｌａｃｋ  Ｎ２２０
ｃ）シリカ４０質量部：東ソーシリカ工業（株）「ニプシールＡＱ」
ｄ）  シランカップリング剤２質量部：ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、デグサ社製「Ｓｉ−７５」
ｅ）  オイル１０質量部：ジャパンエナジー（株）「プロセスＸ−１４０」
ｆ）亜鉛華３質量部：三井金属鉱業  酸化亜鉛２種
ｇ）ステアリン酸２質量部：日本油脂（株）  ステアリン酸
ｈ）老化防止剤１質量部：住友化学工業  アンチゲン６Ｃ
ｉ）ワックス１質量部：日本精蝋  パラフィンワックス１３５
ｊ）硫黄２質量部：鶴見化学工業  油処理１５０メッシュ粉末硫黄
ｋ）加硫促進剤１質量部：大内新興化学工業  ノクセラーＣＺ−Ｇ
【００５９】
（ゴム粘度（ムーニー粘度）の測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠し、１００℃にて測定した。
【００６０】
（実施例１〜６）
硫黄および加硫促進剤以外を含むゴム組成物を密閉式混合機に投入し、投入されたゴム組成物をローターにより混練し、排出した（第１工程）。その後、密閉式混合機から排出されたゴム組成物を受け入れ容器により受け入れ（第２工程）、第１移送装置を使用し、密閉式混合機から排出されたゴム組成物を、受け入れ容器から、Ｚ型に配置された少なくとも２対のロールを有するカレンダーを備える混練ラインに移送した（第３工程）。
【００６１】
次に、第２移送装置を使用しながら、第１移送装置からのゴム組成物を、カレンダーの上方に位置する１対のロール間を繰り返し通過させつつ混練して、シリカおよびシランカップリング剤のカップリング反応を促進させた（第４工程）。さらに、第４工程で混練されたゴム組成物に加硫剤を添加し、その後、第３移送装置を使用しながらカレンダーの下方に位置する１対のロール間を繰り返し通過させつつ混練して、加硫剤を分散させた（第５工程）。各実施例でのカレンダーの処理速度およびシート厚み、ならびにゴム組成物粘度を表１および表２に示す。最後に、混練ラインから排出されたゴム組成物が投入されてシート状のゴムをシート状ゴム成形装置により成形した（第６工程）。
【００６２】
（比較例１〜６）
第４工程および第５工程において、カレンダーに代えてロールを使用したこと以外は、実施例１〜６と同様の方法により、ゴム組成物を製造した。各比較例でのカレンダーの処理速度およびシート厚み、ならびにゴム組成物粘度を表１および表２に示す。
【００６３】
【表１】
2014094530.tif 000003
【００６４】
表１の結果から、カレンダーを使用する実施例１〜４では、ロールを使用する比較例１〜４に比して処理速度が速いため、６０％以上生産性が高く、かつゴム粘度も低下していることがわかる。
【００６５】
【表２】
2014094530.tif 000004
【００６６】
表２の結果から、カレンダーを使用する実施例５〜６では、ロールを使用する比較例５〜６に比して処理速度が速く、パス回数が多くなるため、シート厚が厚くても粘度低下効果が大きいことがわかる。
【符号の説明】
【００６７】
１        密閉式混合機
２        受け入れ容器
３        第１移送装置
４        混練ライン
５        シート状ゴム成形装置
６        計量装置
１０      投入口
１１      ローター
１２      排出口
３０      コンベア
４０      カレンダー
４１      第２移送装置
４２      第３移送装置
５０      投入口
５１      ローラー
５２      排出口
４０１    上方に位置する１対のロール
４０２    下方に位置する１対のロール
４１１、４２１    搬送コンベア
４１２、４２２    サイクルコンベア
【図１】
2014094530.tif 000005
【図２】
2014094530.tif 000006