(57)【要約】【課題】混練によるゴム組成物の製造において、特に作業性を向上する手法について提案する。【解決手段】分子中の結合スチレン量が２０ｍａｓｓ％から６０ｍａｓｓ％のスチレン−ブタジエンゴムを少なくとも７０ｍａｓｓ％で含む、ゴム成分１００重量部に対し、補強性充填剤を６０重量部以上含み、さらに、加硫後アセトン・クロロホルムによって抽出される軟化剤成分を５０重量部以上含む、加硫可能なゴム組成物の製造方法において、加硫剤を連続混練機において混練する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子中の結合スチレン量が２０ｍａｓｓ％から６０ｍａｓｓ％のスチレン−ブタジエンゴムを少なくとも７０ｍａｓｓ％で含む、ゴム成分１００重量部に対し、補強性充填剤を６０重量部以上含み、さらに、加硫後アセトン・クロロホルムによって抽出される軟化剤成分を５０重量部以上含む、加硫可能なゴム組成物の製造方法において、加硫剤を連続混練機において混練することを特徴とするゴム組成物の製造方法。
【請求項２】
連続混練機が複数の供給口を有することを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項３】
連続混練機のスクリューが２軸であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項４】
連続混練機の２軸スクリューが同方向に回転することを特徴とする請求項３記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において、さらに連続混練機内に補強性充填剤の供給口とは別の供給口から加硫剤を投入し、連続混練機内で混練を行うことによって加硫剤を含むゴム組成物を得ることを特徴とするゴム組成物の製造方法。
【請求項６】
加硫剤が補強性充填剤の供給口よりも出口に近い供給口から投入されることを特徴とする請求項５に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法によって得られたゴム組成物を、押出し成形にて所定形状に成形することを特徴とするゴム物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴム物品の原料となるゴム組成物の製造方法およびゴム物品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品、例えば各種タイヤや工業用ベルトなどのゴム物品は、所定の配合の下に混練して得られたゴム組成物を、所定の形状に押出し成形するか、所定の形状に押し出した各種材料をさらに貼り合わせ成形し、その後加硫処理を施すことによって、製造するのが通例である。
【０００３】
上記の製造工程において、ゴム成分に薬品、カーボンまたは油類を添加して所定配合のゴム組成物とする、混練工程は、ゴム組成物の配合がゴム物品の性能を左右することから、極めて重要な作業工程である。
【０００４】
従来、この混練工程は、例えばバンバリーミキサーのようなインターナルミキサー（密閉式混練機）において、固型の未加硫ゴム成分と、カーボンブラック等の充填剤およびステアリン酸、老化防止剤などの薬品とを混練したものを、一旦ロールでシート状にし、冷却する。次いで、このシートを再びバンバリーミキサーのようなインターナルミキサー内に投入し、ここで加硫促進剤、硫黄などの加硫薬品と混練し、ロールでシート状にするのが、一般的であった。
【０００５】
ところが、上記のバンバリーミキサーに代表される密閉式の混練機を用いた混練では、混練機内部に混練物が密着したり、混練物をシート化する際にロールに混練物が密着し易く、そのシート化が難しいことから、混練によるゴム組成物の製造に多大な労力を要し、その生産性が劣ることが問題になっていた。特に、ゴム成分としてスチレン−ブタジエンゴムを多量に含み、さらに軟化剤を多量に含むゴムに加硫剤を練りこむ場合に、上記の現象が顕著であり、また、得られたゴム組成物中の加硫薬品の分散性が十分でなく、その改善が希求されていた。
【０００６】
ここで、特許文献１には、特定のシステムの２軸連続混練機を用いて分散改良することが、スチレン−ブタジエンゴムの例の下に、開示されている。また、特許文献２には、特定の連続混練機を用いたゴムの製造方法が、さらに特許文献３にはシリカと特定のシランを特定の温度条件で連続混練機にて製造することが、スチレン−ブタジエンゴムの例の下に、開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１５４８３５号公報
【特許文献２】
特開平６−２１０６２７号公報
【特許文献３】
特開平１１−１７９７８５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらの技術は、連続混練機によるゴム添加剤の分散性、製法の連続性、温度制御性を利用したものであるが、混練機内での混練物の密着性については触れられていない。また、補強性充填剤や、軟化剤の量に関する具体的記述にも乏しいものであった。
【０００９】
そこで、この発明は、混練によるゴム組成物の製造において、特に作業性を向上する手法について提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）分子中の結合スチレン量が２０ｍａｓｓ％から６０ｍａｓｓ％のスチレン−ブタジエンゴムを少なくとも７０ｍａｓｓ％で含む、ゴム成分１００重量部に対し、補強性充填剤を６０重量部以上含み、さらに、加硫後アセトン・クロロホルムによって抽出される軟化剤成分を５０重量部以上含む、加硫可能なゴム組成物の製造方法において、加硫剤を連続混練機において混練することを特徴とするゴム組成物の製造方法。
【００１１】
（２）連続混練機が複数の供給口を有することを特徴とする上記（１）に記載のゴム組成物の製造方法。
【００１２】
（３）連続混練機のスクリューが２軸であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のゴム組成物の製造方法。
【００１３】
（４）連続混練機の２軸スクリューが同方向に回転することを特徴とする上記（３）記載のゴム組成物の製造方法。
【００１４】
（５）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の方法において、さらに連続混練機内に補強性充填剤の供給口とは別の供給口から加硫剤を投入し、連続混練機内で混練を行うことによって加硫剤を含むゴム組成物を得ることを特徴とするゴム組成物の製造方法。
【００１５】
（６）加硫剤が補強性充填剤の供給口よりも出口に近い供給口から投入されることを特徴とする上記（５）に記載のゴム組成物の製造方法。
【００１６】
（７）上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の方法によって得られたゴム組成物を、押出し成形にて所定形状に成形することを特徴とするゴム物品の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明のゴム組成物の製造方法は、従来の密閉式混練機による混練において、特に問題となるゴム組成物に対して、優れた作業性の下に混練を実現する手法を与えるものである。つまり、この発明は、混練が比較的に困難となるゴム組成物に対して特に有効であるから、混練する対象は、分子中の結合スチレン量が２０ｍａｓｓ％から６０ｍａｓｓ％のスチレン−ブタジエンゴムを少なくとも７０ｍａｓｓ％で含む、ゴム成分１００重量部に対し、補強性充填剤を６０重量部以上含み、さらに軟化剤を５０重量部以上含むゴム組成物、とする。
【００１８】
すなわち、上記配合のゴム組成物は、上述したように、混練機内部に混練物が密着したり、混練物をシート化する際にロールに混練物が密着し易く、そのシート化が難しいことから、混練によるゴム組成物の製造に多大な労力を要し、その生産性が劣るものであった。
【００１９】
なお、上記補強性充填剤としては、カーボンブラック、シリカ等また、上記軟化剤としては、プロセスオイル、各種脂肪酸エステル類、リン酸エステル類、低分子量ポリマー、クマロン−インデン樹脂などを挙げることができる。
【００２０】
そして、この発明では、上記配合のゴム組成物を混練するに当り、加硫剤の混練を連続混練機において行うことが肝要である。
ここで、連続混練機とは、いわゆるスクリューを用いた混練押出機であり、スクリューによって混練および押出しを同時に行うものである。従って、混練機内での滞留時間が長く、また押出過程の途中で各種添加剤を供給できる、等の利点がある。
【００２１】
かような連続混練機を使用することによって、上記した混練に不利な配合のゴム組成物であっても、混練機内の内壁やローターにゴムが密着することなく、良好な生産性を得ることができ、また加硫薬品の良好な分散性を得ることができる。
【００２２】
上述したように、連続混練機は、複数の供給口を有することによって、混練の途上で各種添加剤を分離して供給することができる。すなわち、連続混練機のホッパーにゴム、カーボンブラック等の充填剤、加硫剤を含めた薬品を別々に供給装置から供給して練ることができ、このとき、加硫剤、加硫促進剤の供給は混練機の下流側に別途ホッパーを設けて、そこから供給することが望ましく、また、薬品の供給装置は１つ以上で必要な数だけ用いることができる。
【００２３】
例えば、連続混練機内に補強性充填剤の供給口よりも出口に近い別の供給口から加硫剤を投入し、連続混練機内で混練を行うことができる。かような手順で加硫剤を添加することによって、スコーチ特性の悪化を引き起こすことなく、分散性の良好なゴム組成物を得られる。
【００２４】
また、加硫薬品以外の材料を予め密閉式混練機で混練し、連続混練機を用いて加硫剤を混練してもよい。
【００２５】
ここで、連続混練機は、そのスクリューが２軸であることが有利である。すなわち、２軸タイプは、単軸スクリューに比べて、混練性に優れるため有利である。また、２軸スクリューでも異方向回転のスクリューは、練りおよびゴムシートの噛込みに関して、同方向回転よりも優れているが、機械的なトラブルが起きやすいという短所がある。この点、同方向回転のスクリューの場合は、セルフクリーニング性を有するという、作業性に優れた長所があるため、ここでは２軸スクリューを同方向に回転するタイプを用いることが推奨される。この種の混練機によって混練を行うことによって、上述した連続混練機による作用をより助長することができる。
【００２６】
上記のように、この発明に従って得られたゴム組成物は、連続混練機の出口に所望の形状のダイヘッドを取付けて押出し成形を施して、所定形状に成形することにより、所望のプロフィールの各種部材として連続的に製造することができる。かくして得られたゴム部材は、必要な長さにカットして巻き取り、次工程へ供される。
【００２７】
【実施例】
ゴム組成物を、下記に示す２段練りによって製造した。
記
・第１段
表１に示す配合の下、分子中の結合スチレン量が３５ｍａｓｓ％のスチレン−ブタジエンゴム、カーボンブラックおよび各種薬品をバンバリーミキサーにて通常の方法で混練したのち、ロールにてシート化
・第２段
段練りのシートを幅２ｃｍおよび長さ３ｃｍに切断し、供給装置を介して、２軸同方向回転の連続混練機（神戸製鋼株式会社製  ＫＴＸ３０）の上流部に設けたホッパーから投入し、さらに、表２に示す各種薬品を、下流部に設けたサイドフィードコンパクターより投入して混練した。
【００２８】
【表１】
2004223752.tif 000002
【００２９】
【表２】
2004223752.tif 000003
【００３０】
かくして得られたゴム組成物を加硫した後、ディスパグレーダー（米ＴＥＣＨ  ＰＲＯ社製）を用いて、ＲＣＢメソッドのＸ値から添加剤の分散性を評価した。数値が大きいほど分散性が良好である。
【００３１】
また、比較として、第１段練りと、第２段練りをともに、バンバリーミキサーによる通常の方法で行った場合についても、同様のゴム組成物を作製し、同様の加硫後に添加剤の分散性を同様に測定した。
【００３２】
さらに、上記の混練工程において、第２段練りで６００ｇのゴム組成物を投入し混線した後、回収できたゴムの重量を測定したところ、密閉式バンバリーミキサーを使用した比較例では５では５３５ｇで、１割以上のゴムがローターや内壁に密着し回収できなかったのに対して、同方向回転２軸連続混練紬を用いた実施例では、５９８ｇとほば全量を回収することが可能であった。
これらの評価結果を、まとめて表３に示す。
【００３３】
【表３】
2004223752.tif 000004
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、混練によってゴム組成物を製造する際に、密閉式混練機で混練したときと比べて、その作業性を大幅に向上することができる。また、連続混練機を用いることから、その出口側で押出し成形を完了することが可能であり、混練した後に押出工程で押出し成形を行う場合と比較して、作業スペースおよび作業時間が共に節約される利点がある。