(57)【要約】【課題】シリカを含有するゴム組成物のベース練り工程において、混練物のムーニー粘度を低下させることで、加工性およびシート加工性を向上させ、生産性に優れるゴム組成物の製造方法を提供すること。【解決手段】ゴム成分、シリカ、加硫剤およびジフェニルグアニジンを含有するゴム組成物の製造方法であり、ゴム成分、シリカ、およびジフェニルグアニジンの一部または全量を混練りするベース練り工程、ならびにベース練り工程により得られた混練物、加硫剤、およびジフェニルグアニジンの残量を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分、シリカ、加硫剤およびジフェニルグアニジンを含有するゴム組成物の製造方法であり、
ゴム成分、シリカ、およびジフェニルグアニジンの一部または全量を混練りするベース練り工程、ならびに
ベース練り工程により得られた混練物、加硫剤、およびジフェニルグアニジンの残量を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の製造方法。
【請求項２】
前記ベース練り工程におけるゴム成分１００質量部に対するシリカの添加量が５０質量部以上であり、ジフェニルグアニジンの添加量が０．５質量部以上である請求項１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、ゴム組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ用ゴム組成物などの加硫ゴム組成物は、原材料を混練機などで混練りして未加硫ゴム組成物を調製する混練工程、必要に応じた形状に成形する成形工程などを経た後、加硫工程により加硫されることで製造される。ここで、混練工程はベース練り工程と仕上げ練り工程に大別することができる。
【０００３】
通常、ベース練り工程ではゴム成分と加硫系薬剤以外の薬品（充填剤、カップリング剤、軟化剤など）とを混練りし、加硫剤や加硫促進剤などの加硫系薬剤は、仕上げ練り工程で配合される。
【０００４】
一方、近年、タイヤ用ゴム組成物の性能としては、タイヤの転がり抵抗を低減することにより車の燃費を減らし（車の低燃費性向上）、優れたグリップ性能、とくに湿潤路面におけるグリップ性能（ウェットグリップ性能）、および耐摩耗性を発揮することが要求されている。
【０００５】
従来、高いウェットグリップ性能および低燃費性を両立するゴム組成物を得る方法として、ゴム組成物にシリカを多量に配合することが行われている。しかし、シリカは表面にシラノール基を有するため、シリカ同士が凝集しやすく、シリカのゴム中への分散が不十分となり、加工性に劣るという問題がある。
【０００６】
前記問題を解決する方法として、混練時間を長くすることでシリカを分散させる方法があるが、シリカはゴム成分と結合してゲルを生成しやすいため、ゲルが生成されると、混練物のムーニー粘度が上昇し、さらに加工性を悪化させる場合がある。また、ベース練り工程で得られる混練物のまとまりが悪くなり、シート加工時にシート切れが頻繁に発生するなどの問題がある。
【０００７】
特許文献１には、シリカを配合するゴム組成物において、低分子量および高分子量の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）を含むゴム成分を用いることにより、混練り時や押出し時のゴム生地を改善できる技術が開示されている。しかしながら、ベース練り工程における加工性や、シリカを多量に含む配合の加工性については、十分に検討されておらず、まだ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１２６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、シリカを含有するゴム組成物のベース練り工程において、混練物のムーニー粘度を低下させることで、加工性およびシート加工性を向上させ、生産性に優れるゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題解決のため、鋭意検討した結果、本発明者は、シリカを含むゴム組成物において加硫促進剤として好んで用いられるジフェニルグアニジンを、従来加硫促進剤を添加する仕上げ練り工程ではなく、ベース練り工程で添加することにより、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を重ねて、本発明を完成した。
【００１１】
本発明は、ゴム成分、シリカ、加硫剤およびジフェニルグアニジンを含有するゴム組成物の製造方法であり、ゴム成分、シリカ、およびジフェニルグアニジンの一部または全量を混練りするベース練り工程、ならびにベース練り工程により得られた混練物、加硫剤、およびジフェニルグアニジンの残量を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の製造方法に関する。
【００１２】
前記ベース練り工程におけるゴム成分１００質量部に対するシリカの添加量が５０質量部以上であり、ジフェニルグアニジンの添加量が０．５質量部以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のゴム組成物の製造方法によれば、シリカを含有するゴム組成物のベース練り工程の加工性を向上させ、ベース練り工程における混練物のムーニー粘度を低下させることで、シート加工性を向上させ、生産性に優れるゴム組成物の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の製造方法は、ゴム成分、シリカ、加硫剤およびジフェニルグアニジンを含有するゴム組成物の製造方法であり、ゴム成分、シリカ、およびジフェニルグアニジンの一部または全量を混練りするベース練り工程、ならびにベース練り工程により得られた混練物、加硫剤、およびジフェニルグアニジンの残量を混練りする仕上げ練り工程を含むゴム組成物の製造方法である。
【００１５】
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、加硫剤およびジフェニルグアニジンを含有する。
【００１６】
前記ゴム成分としては特に限定されず、従来ゴム工業で用いられているものを適宜選択して用いることができる。例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などが挙げられる。
【００１７】
前記シリカとしては特に限定されず、従来ゴム工業で用いられているものを適宜選択して用いることができる。例えば、乾式法により得られるシリカ（無水ケイ酸）、湿式法により得られるシリカ（含水ケイ酸）などが挙げられる。
【００１８】
前記加硫剤としては特に限定されず、従来ゴム工業で用いられているものを適宜選択して用いることができる。例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄などの硫黄などが挙げられる。
【００１９】
前記ジフェニルグアニジンは、従来シリカを含有するゴム組成物において二次加硫促進剤として好んで用いられるグアニジン系加硫促進剤である。シリカを含有するゴム組成物には、加硫促進剤として一般的に、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤などの一次加硫促進剤が用いられている。これら一次加硫促進剤のみでも加硫はなされるが、シリカによる加硫反応の失活により、加硫遅延を引き起こし、得られる加硫ゴムの物性が要求性能を満たさない場合がある。そこで、シリカを含有するゴム組成物においては、一次加硫促進剤に加え、加硫遅延を抑制する目的でさらに二次加硫促進剤としてグアニジン系加硫促進剤、具体的にはジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）を併用することが一般的である。
【００２０】
本発明に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される他の配合剤、例えば、シリカ以外の補強用充填剤、シランカップリング剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、各種老化防止剤、オイル、ワックス、ＤＰＧ以外の加硫促進剤などを適宜配合することができる。特に、本発明に係るゴム組成物は、シリカを含有するため、シリカの分散性向上の観点から、シランカップリング剤を配合することが好ましい。
【００２１】
本発明のゴム組成物の製造方法は、所定のベース練り工程および仕上げ練り工程を含むことを特徴とする。各工程には公知の混練機を用いることができ、例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどが挙げられる。
【００２２】
本発明に係るベース練り工程は、ゴム成分、シリカ、およびＤＰＧの一部または全量を混練りする工程である。ＤＰＧの一部または全量を、通常加硫促進剤を添加する仕上げ練り工程ではなく、ベース練り工程で添加することで、ベース練り工程における混練物のムーニー粘度を低下させることができる。これは、ＤＰＧが酸性のシリカ表面を中和し、シリカ表面のシラノール基の水素結合によるシリカ同士の凝集を防ぐため、混練物のムーニー粘度が低下するためと考えられる。またさらに、ゴム組成物にシランカップリング剤を含有する場合は、ＤＰＧが混練り中のシリカとシランカップリング剤との反応を促進させるため、シリカの分散性が向上し、混練物のムーニー粘度をさらに低下させることができると考えられる。
【００２３】
ベース練り工程において添加するゴム成分は、ゴム組成物中に含有するゴム成分の全量であることが好ましい。また、ベース練り工程において添加するシリカは、ゴム組成物中に含有するシリカの全量であることが好ましい。
【００２４】
ベース練り工程において添加するＤＰＧは、ゴム組成物中に含有するＤＰＧの一部を添加することも、全量を添加することもできるが、本発明の効果を好適に得るという理由からは、ベース練り工程におけるＤＰＧ量が多い方が好ましいため、全量を添加することが好ましい。また、ＤＰＧ本来の二次加硫促進剤としての効果を十分発揮させるという理由からは、一部を添加し、残量を後述の仕上げ練り工程で添加することが好ましい。
【００２５】
ベース練り工程におけるゴム成分１００質量部に対するシリカの添加量は特に限定されないが、本発明の効果がより好適に得られるという理由から、２０質量部以上が好ましく、５０質量部以上がより好ましい。
【００２６】
ベース練り工程におけるゴム成分１００質量部に対するＤＰＧの添加量は、特に限定されないが、本発明の効果がより好適に得られるという理由から、０．５質量部以上が好ましく、０．８質量部以上がより好ましく、１．３質量部以上がさらに好ましい。また、ベース練り工程におけるＤＰＧの添加量は、ゴム組成物のシュリンクを防ぐという理由から、２．０質量部以下が好ましい。
【００２７】
本発明に係るゴム組成物に、ゴム成分、シリカ、加硫剤およびＤＰＧ以外の他の配合剤を含有する場合は、従来の混練工程と同様に、加硫促進剤以外の他の配合剤をベース練り工程で全量添加することが好ましい。
【００２８】
ベース練り工程で得られた混練物は、ロールなどによるシーティングによりシート状に加工され次工程に運搬される。本発明に係るベース練り工程により得られた混練物は、シリカによる粘度上昇が抑えられており、シート加工性に優れるため、シート切れの発生を抑制でき、ゴム組成物の生産性を向上させることができる。
【００２９】
本発明に係る仕上げ練り工程は、ベース練り工程により得られた混練物、加硫剤、およびＤＰＧの残量を混練りし、未加硫ゴム組成物を得る工程である。
【００３０】
仕上げ練り工程において添加する加硫剤は、ゴム組成物中に含有する加硫剤の全量であることが好ましい。
【００３１】
前記ベース練り工程でゴム組成物中に含有するＤＰＧの一部を含有した場合、ＤＰＧの残量は仕上げ練り工程で添加する。
【００３２】
本発明に係るゴム組成物に、ＤＰＧ以外の加硫促進剤をさらに含有する場合は、仕上げ練り工程で全量添加することが好ましい。
【００３３】
本発明のゴム組成物の製造方法は、上記の混練工程を含むこと以外は従来の製造方法とすることができる。すなわち、前記混練方法で得られた未加硫ゴム組成物を、その後加硫する製造方法などとすることができる。製造された加硫ゴム組成物の用途としては、タイヤ部材、ホース、駆動ベルト、コンベアベルト、靴底、緩衝材、防振ゴム、免振ゴムなどが挙げられる。
【実施例】
【００３４】
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。
【００３５】
実施例および比較例
表１に示す配合内容に従い、表１の「ベース練り」に示す各種薬品を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃、回転数５０ｒｐｍで３分間混練りし、ベース練り混練物を得た（ベース練り工程）。得られたベース練り混練物について、下記ムーニー粘度測定を行った。また、各配合のベース練り混練物をシート状に加工してベースシートを作成し、下記シート切れ評価を行った。各評価結果を表１に示す。なお、表１中のベース薬品とは、亜鉛華、ステアリン酸および老化防止剤である。
【００３６】
表１に示す配合内容に従い、得られたベースシートおよび表１の「仕上げ練り」に示す各種薬品を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１００℃、回転数３０ｒｐｍで２分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た（仕上げ練り工程）。得られた未加硫ゴム組成物について、下記ムーニー粘度測定およびスコーチタイム測定を行った。各評価結果を表１に示す。
【００３７】
＜ムーニー粘度＞
ＪＩＳ  Ｋ６３００−１に従い、１３０℃の条件で１分間予熱した後、４分後の混練物のムーニー粘度（ＭＬ1+4）を測定し、比較例１の結果を１００として指数表示した。ムーニー粘度指数が小さいほど、粘度が低く、加工性に優れることを示す。
【００３８】
＜シート切れ＞
各配合について、ベースシートを連続３０バッチ生産し、シート切れの発生した回数（バッチ数）を評価した。なお、シート切れ回数は２バッチ以下を性能目標値とする。
【００３９】
＜スコーチタイム＞
ＪＩＳ  Ｋ６３００−１に従い、１３０℃の条件で１分間予熱した後の未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が、最低値からＭ−時間曲線で１０Ｍ（ムーニー）単位上昇するまでの時間を測定し、比較例１の結果を１００として指数表示した。スコーチタイム指数が大きいほど、加工性に優れることを示す。
【００４０】
【表１】
2017101129.tif 000002
【００４１】
表１の結果より、ゴム成分、シリカ、加硫剤およびジフェニルグアニジンを含有するゴム組成物の製造方法であり、ゴム成分、シリカ、およびジフェニルグアニジンの一部または全量を混練りするベース練り工程、ならびにベース練り工程により得られた混練物、加硫剤、およびジフェニルグアニジンの残量を混練りする仕上げ練り工程を含む本発明のゴム組成物の製造方法は、シリカを含有するゴム組成物のベース練り工程における混練物のムーニー粘度を低下させることができ、加工性およびシート加工性ならびにゴム組成物の生産性に優れたゴム組成物の製造方法であることがわかる。