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JP7252754B2 - Method for producing rubber composition and method for producing tire - Google Patents

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JP7252754B2 JP2018241585A JP2018241585A JP7252754B2 JP 7252754 B2 JP7252754 B2 JP 7252754B2 JP 2018241585 A JP2018241585 A JP 2018241585A JP 2018241585 A JP2018241585 A JP 2018241585A JP 7252754 B2 JP7252754 B2 JP 7252754B2
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Description

本開示は、ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method of manufacturing a rubber composition and a method of manufacturing a tire.

ゴムの補強用充填剤として使用されるシリカは、シラノール基を有するため、水素結合によって凝集する傾向がある。よって、シリカをうまく分散させることは容易ではない。特に、シリカを高充てんする場合や、小粒径のシリカを使用する場合は、シリカをうまく分散させることが難しい。 Silica, which is used as a reinforcing filler for rubber, has a silanol group and therefore tends to aggregate due to hydrogen bonding. Therefore, it is not easy to disperse silica well. In particular, it is difficult to disperse silica well when the silica is highly filled or when silica with a small particle size is used.

シリカをうまく分散させることで、加工性の指標であるムーニー粘度を低減し得る。 Good dispersion of silica can reduce Mooney viscosity, an index of processability.

特開2013-18890号公報JP 2013-18890 A

本開示の目的は、ムーニー粘度を低減することが可能なゴム組成物の製造方法を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a method for producing a rubber composition capable of reducing Mooney viscosity.

本開示におけるゴム組成物の製造方法は、第一式を満たすように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を密閉式混練機に投入し、シリカおよびシランカップリング剤の反応が抑制されるように混練り温度を制御しながら混練りする工程と、シリカおよびシランカップリング剤の反応がすすむように、混練り温度を制御しながら密閉式混練機で混練りする工程とを含む。
第一式は、
5<投入されるシリカの体積×フィルファクター<30
である。第一式において、シリカの体積は、立方デシメートルで表される。
フィルファクターが第二式で算出され、第二式が、
フィルファクター=(混練対象物の体積/密閉式混練機の混練室の容量)×100
である。
In the method for producing a rubber composition according to the present disclosure, at least rubber, silica, and a silane coupling agent are charged into an internal kneader so as to satisfy the first formula, and the reaction between silica and the silane coupling agent is suppressed. a step of kneading while controlling the kneading temperature; and a step of kneading in an internal kneader while controlling the kneading temperature so that the reaction between silica and the silane coupling agent proceeds.
The first formula is
5<volume of silica to be put in × fill factor<30
is. In the first formula, the volume of silica is expressed in cubic decimeters.
The fill factor is calculated by the second formula, and the second formula is
Fill factor = (volume of object to be kneaded/capacity of kneading chamber of internal kneader) x 100
is.

本開示におけるタイヤの製造方法は、本開示におけるゴム組成物の製造方法でゴム組成物を作製する工程と、ゴム組成物を用いて未加硫タイヤを作製する工程とを含む。 The method for manufacturing a tire according to the present disclosure includes the steps of manufacturing a rubber composition by the method for manufacturing a rubber composition according to the present disclosure, and manufacturing an unvulcanized tire using the rubber composition.

実施形態1で使用することが可能な密閉式混練機の構成を示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing the configuration of a closed kneader that can be used in Embodiment 1. FIG.

本開示における一態様に係るゴム組成物の製造方法は、第一式を満たすように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を密閉式混練機に投入し、シリカおよびシランカップリング剤の反応(以下、「シラン反応」という。)が抑制されるように混練り温度を制御しながら混練りする工程(以下、「工程K1」という。)と、シラン反応がすすむように、混練り温度を制御しながら密閉式混練機で混練りする工程(以下、「工程K3」という。)とを含む。なお、工程K1と工程K3との間に、混練り温度を上昇させながら混練りする工程(以下、「工程K2」という。)を、本態様のゴム組成物の製造方法は含んでいてもよい。
第一式は、
5<投入されるシリカの体積×フィルファクター<30
である。第一式において、シリカの体積は、立方デシメートルで表される。なお、「投入されるシリカの体積×フィルファクター」を、以下では、「α」ということがある。
フィルファクターが第二式で算出され、第二式が、
フィルファクター=(混練対象物の体積/密閉式混練機の混練室の容量)×100
である。
A method for producing a rubber composition according to one aspect of the present disclosure includes charging at least rubber, silica and a silane coupling agent into an internal kneader so as to satisfy the first formula, and reacting the silica and the silane coupling agent ( A step of kneading while controlling the kneading temperature so as to suppress the silane reaction (hereinafter referred to as “silane reaction”) (hereinafter referred to as “step K1”) and controlling the kneading temperature so that the silane reaction proceeds and a step of kneading with a closed type kneader (hereinafter referred to as “step K3”). The method for producing a rubber composition of this embodiment may include a step of kneading while increasing the kneading temperature (hereinafter referred to as “step K2”) between steps K1 and K3. .
The first formula is
5<volume of silica to be put in × fill factor<30
is. In the first formula, the volume of silica is expressed in cubic decimeters. In addition, hereinafter, "the volume of charged silica×fill factor" may be referred to as "α".
The fill factor is calculated by the second formula, and the second formula is
Fill factor = (volume of object to be kneaded/capacity of kneading chamber of internal kneader) x 100
is.

本態様のゴム組成物の製造方法は、ムーニー粘度を低減することができる。このような効果を奏するに至る機序は、次のように推測される。 The method for producing a rubber composition of this aspect can reduce the Mooney viscosity. The mechanism leading to such effects is presumed as follows.

シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)が抑制されるように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を、混練り温度を制御しながら混練りするため、シラン反応が活発にすすむ前に、シリカを効果的に分散させることができる。よって、シラン反応が活発にすすむ前に、シリカが分散した状態を作り出すことができる。その後、シラン反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りするため、シリカが分散した状態でシラン反応を活発にすすめることができる。よって、シラン反応の効率を上げることが可能であり、シリカの凝集力を効果的に低下させることができる。その結果、シリカが微分散し、ムーニー粘度が下がると考えらえる。 In order to suppress the silane reaction (reaction of silica and silane coupling agent), at least rubber, silica and silane coupling agent are kneaded while controlling the kneading temperature, so before the silane reaction actively progresses , silica can be effectively dispersed. Therefore, a state in which silica is dispersed can be created before the silane reaction proceeds actively. After that, since the kneading is performed while controlling the kneading temperature so that the silane reaction proceeds, the silane reaction can proceed actively while the silica is dispersed. Therefore, the efficiency of the silane reaction can be increased, and the cohesive force of silica can be effectively reduced. As a result, it is considered that silica is finely dispersed and the Mooney viscosity is lowered.

しかも、αが5を超えるため、混練室中でのシリカの体積が過度に低く、かつ、フィルファクターが過度に低い状態にはならないといえる。よって、混練対象物にせん断を効果的にかけることが可能である。したがって、ムーニー粘度を、効果的に低減することができる。 Moreover, since α exceeds 5, it can be said that the volume of silica in the kneading chamber is not excessively low and the fill factor is not excessively low. Therefore, it is possible to effectively shear the object to be kneaded. Therefore, the Mooney viscosity can be effectively reduced.

しかも、αが30未満であるため、混練室中でのシリカの割合が過度に高く、かつ、フィルファクターが過度に高い状態にはならないといえる。よって、混練対象物にせん断を効果的にかけることが可能である。したがって、ムーニー粘度を、効果的に低減することができる。 Moreover, since α is less than 30, it can be said that the ratio of silica in the kneading chamber is not excessively high and the fill factor is not excessively high. Therefore, it is possible to effectively shear the object to be kneaded. Therefore, the Mooney viscosity can be effectively reduced.

本態様のゴム組成物の製造方法によれば、密閉式混練機から排出されたゴム混合物をシート状に成形した際、良好な状態のシート状ゴムを得ることができる場合がある。これは、本態様のゴム組成物の製造方法が、シリカの分散を改善できることによると考えられる。 According to the method for producing a rubber composition of this aspect, when the rubber mixture discharged from the internal kneader is formed into a sheet, it may be possible to obtain a sheet-like rubber in good condition. It is believed that this is because the method for producing a rubber composition according to this embodiment can improve the dispersion of silica.

混練り温度が一定に保持されるように混練りすることを、工程K1は含んでいてもよい。この構成によれば、混練りの進行にともなう混練り温度の上昇を抑制することができるため、シラン反応を効果的に抑制することができる。よって、工程K1で、シリカを、いっそう効果的に分散させることができる。 Step K1 may comprise kneading such that the kneading temperature is kept constant. With this configuration, it is possible to suppress the kneading temperature from rising as the kneading progresses, so that the silane reaction can be effectively suppressed. Thus, silica can be dispersed more effectively in step K1.

混練り温度が一定に保持されるように混練りすることを、工程K3は含んでいてもよい。この構成によれば、混練りの進行にともなう混練り温度の上昇を抑制することができるため、ゲル化を抑制しつつ、シラン反応をすすめることができる。 Step K3 may comprise kneading such that the kneading temperature is kept constant. According to this configuration, it is possible to suppress the kneading temperature from rising as the kneading progresses, so that the silane reaction can be promoted while suppressing gelation.

フィルファクターが、50%~66%であってもよい。この構成によれば、フィルファクターが50%以上であるため、混練対象物にせん断を、効果的にかけることができる。よって、混練り温度を所定の温度まで上昇させたいときに、差支えなく上昇させることができる。また、フィルファクターが66%以下であるため、混練対象物にせん断を、効果的にかけることができる。 The fill factor may be from 50% to 66%. According to this configuration, since the fill factor is 50% or more, the material to be kneaded can be effectively sheared. Therefore, when it is desired to raise the kneading temperature to a predetermined temperature, the temperature can be raised without any problem. Moreover, since the fill factor is 66% or less, shear can be effectively applied to the object to be kneaded.

《実施形態1》
ここからは、本態様の一例である実施形態1について説明する。
<<Embodiment 1>>
From here, Embodiment 1 which is an example of this mode is described.

<1.密閉式混練機>
まず、実施形態1で使用することが可能な密閉式混練機について説明する。
<1. Closed kneader>
First, a closed kneader that can be used in Embodiment 1 will be described.

図1に示すように、密閉式混練機1は、ケーシング2およびローター3を有する混練部4と、混練部4の上方に位置し、内部に筒状の空間を有するネック部5と、ネック部5に設けられた投入口6と、ネック部5の筒状の空間を上下に移動可能なラム7と、混練部4の下面に位置するドロップドア9とを備える。 As shown in FIG. 1, the closed kneader 1 includes a kneading section 4 having a casing 2 and a rotor 3, a neck section 5 located above the kneading section 4 and having a cylindrical space therein, and a neck section. 5, a ram 7 capable of moving up and down in the cylindrical space of the neck portion 5, and a drop door 9 located on the lower surface of the kneading portion 4.

ケーシング2の上面中央部には、開口部2aが設けられている。開口部2aの上方には、内部に筒状の空間を有するネック部5が設けられている。ネック部5の側面には、ゴムや配合剤を投入可能な投入口6が設けられている。ゴムと配合剤とを別々の投入口から投入するために、投入口6を2つ以上設けても良い。投入口6から投入されたゴムおよび配合剤は、ネック部5の筒状の空間内を通って、ケーシング2の開口部2aからケーシング2内に投入される。 An opening 2 a is provided in the central portion of the upper surface of the casing 2 . A neck portion 5 having a cylindrical space inside is provided above the opening portion 2a. A side face of the neck portion 5 is provided with an inlet 6 into which rubber and a compounding agent can be introduced. Two or more inlets 6 may be provided in order to charge the rubber and the compounding agent through separate inlets. The rubber and compounding agent charged from the charging port 6 pass through the cylindrical space of the neck portion 5 and are charged into the casing 2 from the opening 2 a of the casing 2 .

ラム7は、ケーシング2の開口部2aを閉塞可能な形状をなす。ラム7は、その上端に連結されたシャフト8によって、ネック部5の筒状の空間を上下方向に移動することができる。ラム7は、その自重またはシャフト8からの押圧力によって、ケーシング2内に存在するゴムを押付・加圧することができる。 The ram 7 has a shape capable of closing the opening 2 a of the casing 2 . The ram 7 can move vertically in the cylindrical space of the neck portion 5 by means of a shaft 8 connected to its upper end. The ram 7 can push and pressurize the rubber existing in the casing 2 by its own weight or the pressing force from the shaft 8 .

ドロップドア9は、混練中は閉じている。混練終了後にはドロップドア9は開かれる。 The drop door 9 is closed during kneading. The drop door 9 is opened after the kneading is finished.

ローター3を回転させるモーター(不図示)の回転速度は、制御部11からの制御信号に基づいて調整される。制御部11は、温度センサー13から送られる混練部4内の温度情報(具体的には実測温度Tp)に基づき、モーターの回転速度の制御をおこなう。モーターは、制御部11によって回転速度を自在に変化させることができる。モーターは、たとえばインバータモーターであることができる。 A rotation speed of a motor (not shown) that rotates the rotor 3 is adjusted based on a control signal from the control section 11 . The control unit 11 controls the rotation speed of the motor based on the temperature information (specifically, the actually measured temperature Tp) in the kneading unit 4 sent from the temperature sensor 13 . The rotation speed of the motor can be freely changed by the control unit 11 . The motor can be, for example, an inverter motor.

モーターの回転速度を決定するために、制御部11の内部に設けられたPID演算処理部は、温度センサー13が検出する混練部4内の実測温度Tpと目標温度Tsとの偏差から、比例(P)、積分(I)および微分(D)の演算をおこなう。具体的には、PID演算処理部は、実測温度Tpおよび目標温度Tsの差(偏差e)に比例して制御量を算出する比例(P)動作と、偏差eを時間軸方向に積分した積分値により制御量を算出する積分(I)動作と、偏差eの変化の傾きすなわち微分値より制御量を算出する微分(D)動作とによって得られる各制御量の合算値により、モーターの回転速度を決定する。なお、PIDは、Proportional Integral Differentialの略である。 In order to determine the rotation speed of the motor, the PID calculation processing section provided inside the control section 11 proportionally ( P), integration (I) and differentiation (D). Specifically, the PID calculation processing unit performs a proportional (P) operation for calculating the control amount in proportion to the difference (deviation e) between the measured temperature Tp and the target temperature Ts, and an integral operation for integrating the deviation e along the time axis. The rotational speed of the motor is determined by the total value of each control amount obtained by the integration (I) operation for calculating the control amount from the value and the differentiation (D) operation for calculating the control amount from the gradient of the change of the deviation e, that is, the derivative value. to decide. PID is an abbreviation for Proportional Integral Differential.

<2.ゴム組成物の製造方法の各工程>
次に、実施形態1におけるゴム組成物の製造方法が含む工程のいくつかを説明する。
<2. Each step of the method for producing a rubber composition>
Next, some steps included in the method for producing a rubber composition in Embodiment 1 will be described.

実施形態1におけるゴム組成物の製造方法は、ゴム混合物を作製する工程(以下、「工程S1」という。)と、少なくともゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る工程(以下、「工程S2」という。)とを含む。 The method for producing a rubber composition according to Embodiment 1 includes a step of preparing a rubber mixture (hereinafter referred to as “step S1”) and a step of kneading at least the rubber mixture and vulcanization compounding agent to obtain a rubber composition. (hereinafter referred to as “step S2”).

<2.1.工程S1(ゴム混合物を作製する工程)>
工程S1は、第一式を満たすように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を密閉式混練機1に投入し、シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)が抑制されるように、混練り温度を制御しながら混練りする工程K1と、次いで、混練り温度を上昇させながら混練りする工程K2と、次いで、シラン反応がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする工程K3とを含む。
<2.1. Step S1 (Step of Producing Rubber Mixture)>
In step S1, at least rubber, silica, and a silane coupling agent are charged into the internal kneader 1 so as to satisfy the first formula, and the silane reaction (reaction between silica and the silane coupling agent) is suppressed. A step K1 of kneading while controlling the kneading temperature, then a step K2 of kneading while increasing the kneading temperature, and then a step of kneading while controlling the kneading temperature so that the silane reaction proceeds. K3.

<2.1.1.工程K1(シラン反応が抑制されるように混練りする工程)>
工程K1では、第一式を満たすように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤を密閉式混練機1に投入し、シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)が抑制されるように、混練り温度を制御しながらこれらを混練りする。
<2.1.1. Step K1 (Step of kneading to suppress silane reaction)>
In step K1, at least rubber, silica and a silane coupling agent are charged into the internal kneader 1 so as to satisfy the first formula, and the silane reaction (reaction between silica and the silane coupling agent) is suppressed. These are kneaded while controlling the kneading temperature.

第一式は、
5<密閉式混練機1に投入されるシリカの体積×フィルファクター<30
である。第一式において、シリカの体積は、立方デシメートルで表される。シリカの体積は、たとえば、シリカの質量と、シリカの比重とに基づいて求めることができる。シリカの比重として1.95kg/dmを採用することとする。
The first formula is
5 <Volume of silica charged into closed kneader 1 × fill factor <30
is. In the first formula, the volume of silica is expressed in cubic decimeters. The volume of silica can be obtained, for example, based on the mass of silica and the specific gravity of silica. 1.95 kg/dm 3 is adopted as the specific gravity of silica.

第一式に関して、「密閉式混練機1に投入されるシリカの体積×フィルファクター」(α)は、6以上が好ましく、7以上がより好ましい。αは、28以下が好ましく、27以下がさらに好ましい。 Regarding the first formula, “the volume of silica charged into the internal kneader 1×fill factor” (α) is preferably 6 or more, more preferably 7 or more. α is preferably 28 or less, more preferably 27 or less.

フィルファクターは、第二式で算出される。
フィルファクター=(混練対象物の体積/密閉式混練機1の混練室の容量)×100
第二式において、混練対象物の体積は、立方デシメートルで表されることができる。混練対象物の体積は、混練対象物の質量と、混練対象物の密度とに基づいて求めることができる。ここで、混練対象物の質量は、加硫系配合剤(たとえば硫黄および加硫促進剤)を除く配合剤の質量と、ゴムの質量との合計であることができる。第二式において、混練室の容量も、立方デシメートルで表されることができる。混練室の容量は特に限定されない。混練室の容量は、たとえば、150dm以上450dm以下であることができる。なお、1立方デシメートルは1Lに相当する。
The fill factor is calculated by the second formula.
Fill factor = (volume of object to be kneaded/capacity of kneading chamber of internal kneader 1) x 100
In the second formula, the volume of the object to be kneaded can be expressed in cubic decimeters. The volume of the object to be kneaded can be obtained based on the mass of the object to be kneaded and the density of the object to be kneaded. Here, the mass of the object to be kneaded can be the sum of the mass of compounding agents excluding vulcanization compounding agents (for example, sulfur and vulcanization accelerator) and the mass of rubber. In the second formula, the kneading chamber volume can also be expressed in cubic decimeters. The capacity of the kneading chamber is not particularly limited. The capacity of the kneading chamber can be, for example, from 150 dm 3 to 450 dm 3 . Note that 1 cubic decimeter corresponds to 1 L.

フィルファクターは、好ましくは50%以上、より好ましくは52%以上、さらに好ましくは54%以上、さらに好ましくは56%以上である。フィルファクターは、好ましくは66%以下、より好ましくは64%以下、さらに好ましくは62%以下、さらに好ましくは60%以下である。 The fill factor is preferably 50% or higher, more preferably 52% or higher, still more preferably 54% or higher, and even more preferably 56% or higher. The fill factor is preferably 66% or less, more preferably 64% or less, even more preferably 62% or less, still more preferably 60% or less.

ゴムとして、たとえば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどを挙げることができる。これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。ゴムは、ジエン系ゴムであることが好ましい。 Examples of rubber include natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), nitrile rubber, and chloroprene rubber. One or any combination of these can be selected and used. The rubber is preferably a diene rubber.

ゴムとして、変性ゴムを使用してもよい。変性ゴムとして、変性SBR、変性BRを挙げることができる。変性ゴムは、ヘテロ原子を含む官能基を有することができる。官能基は、ポリマー鎖の末端に導入されてもよく、ポリマー鎖中に導入されてもよいが、好ましくは末端に導入されることである。官能基としては、アミノ基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ基、シアノ基、ハロゲン基などが挙げられる。なかでも、アミノ基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基が好ましい。変性ゴムは、例示した官能基のうち少なくとも1種を有することができる。アミノ基としては、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基などが挙げられる。アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。例示した官能基は、シリカのシラノール基(Si-OH)と相互作用する。ここで、相互作用とは、たとえば、シリカのシラノール基との間で化学反応による化学結合または水素結合することを意味する。工程K1で使用するゴム100質量%中の変性ゴムの量は、10質量%以上であってもよく、20質量%以上であってもよく、30質量%以上であってもよい。工程K1で使用するゴム100質量%中の変性ゴムの量は、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく、70質量%以下であってもよい。 Modified rubber may be used as the rubber. Examples of modified rubber include modified SBR and modified BR. The modified rubber can have functional groups containing heteroatoms. The functional group may be introduced at the end of the polymer chain or into the polymer chain, preferably at the end. Functional groups include amino groups, alkoxyl groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, epoxy groups, cyano groups, halogen groups and the like. Among them, an amino group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, and a carboxyl group are preferred. The modified rubber can have at least one of the exemplified functional groups. Amino groups include primary amino groups, secondary amino groups, and tertiary amino groups. Alkoxyl groups include methoxy, ethoxy, propoxy, and butoxy groups. The exemplified functional groups interact with the silanol groups (Si—OH) of silica. Here, interaction means, for example, chemical bonding or hydrogen bonding due to chemical reaction with silanol groups of silica. The amount of modified rubber in 100% by mass of rubber used in step K1 may be 10% by mass or more, 20% by mass or more, or 30% by mass or more. The amount of modified rubber in 100% by mass of rubber used in step K1 may be 90% by mass or less, 80% by mass or less, or 70% by mass or less.

シリカとして、たとえば、湿式シリカ、乾式シリカを挙げることができる。なかでも、湿式シリカが好ましい。湿式シリカとして、沈降法シリカを挙げることができる。シリカの窒素吸着法による比表面積は、たとえば、80m/g以上であってもよく、120m/g以上であってもよく、140m/g以上であってもよく、160m/g以上であってもよい。シリカの比表面積は、たとえば、300m/g以下であってもよく、280m/g以下であってもよく、260m/g以下であってもよく、250m/g以下であってもよい。ここで、シリカの比表面積は、JIS K-6430に記載の多点窒素吸着法(BET法)に準じて測定される。 Examples of silica include wet silica and dry silica. Among them, wet silica is preferable. Wet silica may include precipitated silica. The specific surface area of silica measured by a nitrogen adsorption method may be, for example, 80 m 2 /g or more, 120 m 2 /g or more, 140 m 2 /g or more, or 160 m 2 /g or more. may be The specific surface area of silica may be, for example, 300 m 2 /g or less, 280 m 2 /g or less, 260 m 2 /g or less, or 250 m 2 /g or less. good. Here, the specific surface area of silica is measured according to the multi-point nitrogen adsorption method (BET method) described in JIS K-6430.

工程K1において、シリカの量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。シリカの量は、30質量部以上であってもよく、40質量部以上であってもよく、60質量部以上であってもよい。シリカの量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは160質量部以下、より好ましくは140質量部以下、さらに好ましくは120質量部以下である。シリカの量は、100質量部以下であってもよく、90質量部以下であってもよい。 In step K1, the amount of silica is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 30 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, or 60 parts by mass or more. The amount of silica is preferably 160 parts by mass or less, more preferably 140 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 100 parts by mass or less, or may be 90 parts by mass or less.

シランカップリング剤として、たとえば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、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を挙げることができる。これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。 Silane coupling agents such as bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilyl) butyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide and other sulfidesilanes, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptopropylmethyl Mercaptosilanes such as dimethoxysilane, mercaptopropyldimethylmethoxysilane, mercaptoethyltriethoxysilane, and protected mercaptosilanes such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane, 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane may be mentioned. One or any combination of these can be selected and used.

工程K1において、シランカップリング剤の量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上である。シランカップリング剤量の上限は、シリカ100質量部に対して、たとえば20質量部、15質量部である。 In step K1, the amount of the silane coupling agent is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and still more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. The upper limit of the amount of the silane coupling agent is, for example, 20 parts by mass or 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.

工程K1では、ゴム、シリカおよびシランカップリング剤とともに、カーボンブラック、老化防止剤、ステアリン酸、ワックス、酸化亜鉛、オイルなどを混練りすることができる。これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。 In step K1, carbon black, antioxidant, stearic acid, wax, zinc oxide, oil and the like can be kneaded together with rubber, silica and silane coupling agent. One or any combination of these can be selected and used.

カーボンブラックとしては、たとえばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなどのファーネスブラックのほか、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、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。これらのうち一種または二種以上を使用することができる。 Examples of carbon black that can be used include furnace blacks such as SAF, ISAF, HAF, FEF and GPF, as well as conductive carbon blacks such as acetylene black and ketjen black. The carbon black may be agglomerated carbon black that is agglomerated in consideration of its handleability, or may be non-agglomerated carbon black. 1 type, or 2 or more types can be used among these.

老化防止剤として、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を挙げることができる。老化防止剤は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。 Anti-aging agents include aromatic amine-based anti-aging agents, amine-ketone-based anti-aging agents, monophenol-based anti-aging agents, bisphenol-based anti-aging agents, polyphenol-based anti-aging agents, dithiocarbamate-based anti-aging agents, and thiourea-based anti-aging agents. An anti-aging agent etc. can be mentioned. Antiaging agents can be used by selecting one or any combination from these.

工程K1では、混練り温度が、一定に保持されるように混練りする。「混練り温度が、一定に保持される」とは、混練り温度が、一定の範囲内に保持されることを含む。工程K1では、具体的には、実測温度Tpが、目標温度Tsに保持されるように混練りする。このとき、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃内に保持され得る。目標温度Tsは、140℃未満であってもよく、138℃以下であってもよく、135℃以下であってもよく、132℃以下であってもよく、130℃以下であってもよい。目標温度Tsは、100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、115℃以上がさらに好ましく、120℃以上がさらに好ましい。これが低すぎると、シリカを分散させるために時間がかかる傾向がある。なお、目標温度Tsは、配合を考慮して、特にシランカップ剤の種類を考慮して適宜設定することができる。 In step K1, kneading is performed so that the kneading temperature is kept constant. "The kneading temperature is kept constant" includes that the kneading temperature is kept within a certain range. Specifically, in step K1, kneading is performed so that the actually measured temperature Tp is maintained at the target temperature Ts. At this time, the measured temperature Tp can be kept within ±5° C. of the target temperature Ts. The target temperature Ts may be less than 140° C., 138° C. or less, 135° C. or less, 132° C. or less, or 130° C. or less. The target temperature Ts is preferably 100° C. or higher, more preferably 110° C. or higher, still more preferably 115° C. or higher, and even more preferably 120° C. or higher. If it is too low, it tends to take longer to disperse the silica. Note that the target temperature Ts can be appropriately set in consideration of the composition, particularly the type of silane cup agent.

工程K1では、10秒以上、混練り温度が一定の範囲内に保持されるように混練りする。20秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましくは、40秒以上がさらに好ましい。1000秒以下であってもよく、800秒以下であってもよく、600秒以下であってもよく、400秒以下であってもよく、200秒以下であってもよく、100秒以下であってもよい。 In step K1, kneading is carried out for 10 seconds or more so that the kneading temperature is kept within a certain range. It is preferably 20 seconds or longer, more preferably 30 seconds or longer, and even more preferably 40 seconds or longer. It may be 1000 seconds or less, 800 seconds or less, 600 seconds or less, 400 seconds or less, 200 seconds or less, or 100 seconds or less. may

混練り温度の保持は、ローター3の回転速度の調整によっておこなわれる。具体的には、ローター3の回転速度が、PID制御で調整されることによって、混練り温度の保持がおこなわれる。ここでは、ローター3の回転速度が、実測温度Tpを目標温度TsとするためのPID制御で調整される。PID制御は、混練りの当初から開始してもよく、実測温度Tpが、所定の温度に到達することをもって、開始してもよい。 The kneading temperature is maintained by adjusting the rotation speed of the rotor 3. Specifically, the kneading temperature is maintained by adjusting the rotation speed of the rotor 3 by PID control. Here, the rotation speed of the rotor 3 is adjusted by PID control for making the actually measured temperature Tp the target temperature Ts. PID control may be started from the beginning of kneading, or may be started when the actually measured temperature Tp reaches a predetermined temperature.

<2.1.2.工程K2(混練り温度を上昇させながら混練りする工程)>
工程K2では、混練り温度を上昇させながら混練りする。工程K2では、混練り温度を、シラン反応が活発にすすむ温度(たとえば140℃以上)まで上昇させる。具体的には、混練り温度を、工程K3の目標温度Tsまで上昇させる。
<2.1.2. Step K2 (Step of kneading while increasing the kneading temperature)>
In step K2, kneading is performed while increasing the kneading temperature. In step K2, the kneading temperature is raised to a temperature (for example, 140° C. or higher) at which the silane reaction proceeds actively. Specifically, the kneading temperature is raised to the target temperature Ts of step K3.

<2.1.3.工程K3(シラン反応がすすむように混練りする工程)>
工程K3では、シラン反応(シリカおよびシランカップリング剤の反応)がすすむように、混練り温度を制御しながら混練りする。
<2.1.3. Step K3 (Step of kneading to promote silane reaction)>
In step K3, kneading is performed while controlling the kneading temperature so that the silane reaction (reaction of silica and the silane coupling agent) proceeds.

工程K3では、混練り温度が、一定に保持されるように混練りする。「混練り温度が、一定に保持される」とは、混練り温度が、一定の範囲内に保持されることを含む。工程K3では、具体的には、実測温度Tpが、目標温度Tsに保持されるように混練りする。このとき、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃内に保持され得る。目標温度Tsは、140℃以上であってもよく、142℃以上であってもよく、145℃以上であってもよく、148℃以上であってもよく、150℃以上であってもよい。これが低すぎると、シラン反応をすすめるために時間がかかり過ぎる傾向がある。目標温度Tsは、170℃以下が好ましく、165℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましく、155℃以下がさらに好ましく、153℃以下がさらに好ましい。これが高すぎると、ゲルが発生することがある。 In step K3, kneading is performed so that the kneading temperature is kept constant. "The kneading temperature is kept constant" includes that the kneading temperature is kept within a certain range. Specifically, in step K3, kneading is performed so that the actually measured temperature Tp is maintained at the target temperature Ts. At this time, the measured temperature Tp can be kept within ±5° C. of the target temperature Ts. The target temperature Ts may be 140° C. or higher, 142° C. or higher, 145° C. or higher, 148° C. or higher, or 150° C. or higher. If it is too low, it tends to take too long to proceed with the silane reaction. The target temperature Ts is preferably 170° C. or lower, more preferably 165° C. or lower, even more preferably 160° C. or lower, even more preferably 155° C. or lower, and even more preferably 153° C. or lower. If this is too high, gels may occur.

工程K3では、20秒以上、混練り温度が一定の範囲内に保持されるように混練りする。40秒以上が好ましく、60秒以上がより好ましく、80秒以上がさらに好ましい。2000秒以下であってもよく、1500秒以下であってもよく、1000秒以下であってもよく、500秒以下であってもよく、300秒以下であってもよく、200秒以下であってもよい。 In step K3, kneading is performed for 20 seconds or longer so that the kneading temperature is kept within a certain range. It is preferably 40 seconds or longer, more preferably 60 seconds or longer, and even more preferably 80 seconds or longer. It may be 2000 seconds or less, 1500 seconds or less, 1000 seconds or less, 500 seconds or less, 300 seconds or less, or 200 seconds or less. may

なお、混練り温度の保持は、工程K1と同じように、ローター3の回転速度の調整によっておこなわれる。 The kneading temperature is maintained by adjusting the rotational speed of the rotor 3, as in step K1.

その後、必要に応じて、所定の排出温度まで混練りを続け、ドロップドア9を開け、ゴム混合物を排出する。 After that, if necessary, kneading is continued up to a predetermined discharge temperature, and the drop door 9 is opened to discharge the rubber mixture.

<2.1.4.そのほか>
ゴム混合物は、必要に応じて、さらに混練をおこなうことができる。たとえば、ゴム混合物に、シリカおよびシランカップリング剤を必要に応じて追加し、さらに混練することができる。この段階で追加するシリカは、工程K1で投入するシリカと同種であってもよく、異種であってもよい。この段階で追加するシランカップリング剤は、工程K1で投入するシランカップリング剤と同種であってもよく、異種であってもよい。
<2.1.4. Other>
The rubber mixture can be further kneaded as required. For example, silica and a silane coupling agent can be optionally added to the rubber mixture and further kneaded. The silica added in this step may be of the same type as the silica charged in step K1, or may be of a different type. The silane coupling agent added in this step may be of the same type as the silane coupling agent introduced in step K1, or may be of a different type.

以上のような手順で、ゴム混合物を得ることができる。 A rubber mixture can be obtained by the procedure described above.

<2.2.工程S2(ゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る工程)>
工程S2では、少なくともゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る。加硫系配合剤として硫黄、有機過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤などを挙げることができる。加硫系配合剤は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。硫黄として粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを挙げることができる。硫黄は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。加硫促進剤として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を挙げることができる。加硫促進剤は、これらから、一つまたは任意の組み合わせを選択して、使用することができる。混練りは、混練機でおこなうことができる。混練機として密閉式混練機、オープンロールなどを挙げることができる。密閉式混練機としてバンバリーミキサー、ニーダーなどを挙げることができる。
<2.2. Step S2 (Step of kneading the rubber mixture and the vulcanization compounding agent to obtain a rubber composition)>
In step S2, at least the rubber mixture and the vulcanizing compounding agent are kneaded to obtain a rubber composition. Examples of vulcanization compounding agents include vulcanization agents such as sulfur and organic peroxides, vulcanization accelerators, vulcanization accelerator auxiliaries, vulcanization retarders, and the like. One or any combination of these vulcanizing compounding agents can be selected and used. Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur. Sulfur can be used by selecting one or any combination from these. Vulcanization accelerators include sulfenamide vulcanization accelerators, thiuram vulcanization accelerators, thiazole vulcanization accelerators, thiourea vulcanization accelerators, guanidine vulcanization accelerators, and dithiocarbamate vulcanization accelerators. etc. can be mentioned. Vulcanization accelerators can be used by selecting one or any combination thereof. Kneading can be performed with a kneader. Examples of the kneader include a closed kneader and an open roll. A Banbury mixer, a kneader, etc. can be mentioned as a closed type kneader.

ゴム組成物において、シリカの量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。シリカの量は、30質量部以上であってもよく、40質量部以上であってもよく、60質量部以上であってもよい。シリカの量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは160質量部以下、より好ましくは140質量部以下、さらに好ましくは120質量部以下である。シリカの量は、100質量部以下であってもよく、90質量部以下であってもよい。 In the rubber composition, the amount of silica is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 30 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, or 60 parts by mass or more. The amount of silica is preferably 160 parts by mass or less, more preferably 140 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of silica may be 100 parts by mass or less, or may be 90 parts by mass or less.

ゴム組成物において、シランカップリング剤の量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上である。シランカップリング剤量の上限は、シリカ100質量部に対して、たとえば20質量部、15質量部である。 In the rubber composition, the amount of the silane coupling agent is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and still more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. The upper limit of the amount of the silane coupling agent is, for example, 20 parts by mass or 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.

ゴム組成物は、カーボンブラック、老化防止剤、ステアリン酸、ワックス、酸化亜鉛、オイル、硫黄、加硫促進剤などをさらに含むことができる。これらのうち、一つまたは任意の組み合わせをゴム組成物は含むことができる。硫黄の量は、ゴム100質量部に対して、硫黄分換算で好ましくは0.5質量部~5質量部である。加硫促進剤の量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは0.1質量部~5質量部である。 The rubber composition may further include carbon black, antioxidants, stearic acid, waxes, zinc oxide, oils, sulfur, vulcanization accelerators, and the like. The rubber composition can contain one or any combination of these. The amount of sulfur is preferably 0.5 to 5 parts by mass in terms of sulfur content with respect to 100 parts by mass of rubber. The amount of vulcanization accelerator is preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber.

ゴム組成物は、タイヤの作製に使用できる。具体的には、タイヤを構成するタイヤ部材の作製に使用可能である。たとえば、トレッドゴム、サイドウォールゴム、チェーハーゴム、ビードフィラーゴムなどの作製にゴム組成物を使用できる。これらのタイヤ部材のうち、一つまたは任意の組み合わせを作製するためにゴム組成物を使用できる。 The rubber composition can be used in making tires. Specifically, it can be used for producing a tire member that constitutes a tire. For example, the rubber composition can be used to make tread rubbers, sidewall rubbers, Cheha rubbers, bead filler rubbers, and the like. The rubber composition can be used to make one or any combination of these tire components.

<3.タイヤの製造方法の各工程>
次に、実施形態1におけるタイヤの製造方法が含む工程のいくつかを説明する。なお、これらの工程のうち、ゴム組成物の作製工程はすでに説明した。
<3. Each step of tire manufacturing method>
Next, some of the steps included in the tire manufacturing method according to Embodiment 1 will be described. Of these steps, the step of producing the rubber composition has already been explained.

実施形態1におけるタイヤの製造方法は、ゴム組成物を用いて未加硫タイヤを作製する工程を含む。この工程は、ゴム組成物を含むタイヤ部材を作製すること、およびタイヤ部材を備える未加硫タイヤを作製することを含む。タイヤ部材として、たとえば、トレッドゴム、サイドウォールゴム、チェーハーゴム、ビードフィラーゴムを挙げることができる。なかでも、トレッドゴムが好ましい。 A method for manufacturing a tire in Embodiment 1 includes a step of manufacturing an unvulcanized tire using a rubber composition. This process includes making a tire component that includes the rubber composition and making an unvulcanized tire comprising the tire component. Examples of tire components include tread rubber, sidewall rubber, chaha rubber, and bead filler rubber. Among them, tread rubber is preferred.

実施形態1におけるタイヤの製造方法は、未加硫タイヤを加硫成型する工程をさらに含むことができる。実施形態1の方法で得られたタイヤは、空気入りタイヤであることができる。 The tire manufacturing method in Embodiment 1 can further include a step of vulcanizing and molding the unvulcanized tire. The tire obtained by the method of Embodiment 1 can be a pneumatic tire.

<実施形態1には種々の変更を加えることができる>
実施形態1におけるゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法には、種々の変更を加えることができる。たとえば、以下の変形例から、一つまたは複数を選択して、実施形態1に変更を加えることができる。
<Various modifications can be made to Embodiment 1>
Various modifications can be made to the method for manufacturing the rubber composition and the method for manufacturing the tire in Embodiment 1. For example, one or more of the following modifications can be selected to modify the first embodiment.

上述の実施形態1では、工程K1にて、ローター3の回転速度で混練り温度を制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、密閉式混練機1のジャケット(不図示)を流れる加熱冷却媒体の温度で混練り温度を制御してもよく、ラム7の押圧力で混練り温度を制御してもよい。これらの任意の組み合わせで混練り温度を制御してもよい。 In the first embodiment described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled by the rotation speed of the rotor 3 in step K1 has been described. However, Embodiment 1 is not limited to this configuration. For example, the kneading temperature may be controlled by the temperature of the heating/cooling medium flowing through the jacket (not shown) of the closed kneader 1 or by the pressing force of the ram 7 . Any combination of these may be used to control the kneading temperature.

上述の実施形態1では、工程K1にて、混練り温度をPID制御に基づいて制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。PID制御以外の制御方法に基づいて混練り温度を制御してもよい。 In the first embodiment described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled based on PID control in step K1 has been described. However, Embodiment 1 is not limited to this configuration. The kneading temperature may be controlled based on a control method other than PID control.

上述の実施形態1では、工程K3にて、ローター3の回転速度で混練り温度を制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、密閉式混練機1のジャケット(不図示)を流れる加熱冷却媒体の温度で混練り温度を制御してもよく、ラム7の押圧力で混練り温度を制御してもよい。これらの任意の組み合わせで混練り温度を制御してもよい。 In the first embodiment described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled by the rotational speed of the rotor 3 in step K3 has been described. However, Embodiment 1 is not limited to this configuration. For example, the kneading temperature may be controlled by the temperature of the heating/cooling medium flowing through the jacket (not shown) of the closed kneader 1 or by the pressing force of the ram 7 . Any combination of these may be used to control the kneading temperature.

上述の実施形態1では、工程K3にて、混練り温度をPID制御に基づいて制御する、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。PID制御以外の制御方法に基づいて混練り温度を制御してもよい。 In the first embodiment described above, the configuration in which the kneading temperature is controlled based on PID control in step K3 has been described. However, Embodiment 1 is not limited to this configuration. The kneading temperature may be controlled based on a control method other than PID control.

上述の実施形態1では、ゴム混合物および加硫系配合剤を混練りしてゴム組成物を得る、という構成を説明した。しかしながら、実施形態1は、この構成に限定されない。たとえば、ゴム混合物をゴム組成物とみなしてもよい。 In the first embodiment described above, the configuration of obtaining the rubber composition by kneading the rubber mixture and the vulcanization compounding agent has been described. However, Embodiment 1 is not limited to this configuration. For example, a rubber mixture may be considered a rubber composition.

以下に、本開示の実施例を説明する。 Examples of the present disclosure are described below.

実施例で使用した原料および薬品を次に示す。
SBR1 「SBR1502」JSR社製
SBR2 「SBR1723」(油含量27質量%)JSR社製
NR RSS#3
カーボンブラック 「シーストKH」東海カーボン社製
シリカ 「9100GR」(BET=235m/g)エボニック社製
オイル 「プロセスNC140」JX日鉱日石社製
シランカップリング剤 「Si75」デグッサ社製
老化防止剤 「ノクラック6C」大内新興化学工業社製
酸化亜鉛 「酸化亜鉛2種」三井金属鉱業社製
ワックス 「OZOACE0355」日本精蝋社製
ステアリン酸 「工業用ステアリン酸」花王社製
硫黄 「5%油処理粉末硫黄」鶴見化学工業社製
加硫促進剤 「ノクセラーNS-P」大内新興化学工業社製
Raw materials and chemicals used in the examples are shown below.
SBR1 “SBR1502” manufactured by JSR SBR2 “SBR1723” (oil content 27% by mass) NR RSS#3 manufactured by JSR
Carbon black “SEAST KH” Silica “9100GR” (BET=235m 2 /g) manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. Oil “Process NC140” manufactured by Evonik Silane coupling agent manufactured by JX Nikko Nippon Oil “Si75” Anti-aging agent manufactured by Degussa “ Nocrac 6C” Zinc oxide manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd. “Type 2 zinc oxide” Wax manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd. “OZOACE0355” Stearic acid manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd. “Industrial stearic acid” Sulfur manufactured by Kao Corporation “5% oil-treated powder Sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. Vulcanization accelerator “Noccellar NS-P” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.

フィルファクターの算出
フィルファクターは下記式で算出した。
フィルファクター=(混練対象物の体積/B型バンバリーミキサーの混練室の容量)×100
混練対象物の体積は、混練対象物の質量と、混練対象物の密度とに基づいて求めた。ここで、混練対象物の質量は、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤の質量と、ゴムの質量とを合計して求めた。混練室の容量は260立方デシメートルであった。
Calculation of fill factor The fill factor was calculated by the following formula.
Fill factor = (volume of object to be kneaded/capacity of kneading chamber of B-type Banbury mixer) x 100
The volume of the object to be kneaded was obtained based on the mass of the object to be kneaded and the density of the object to be kneaded. Here, the mass of the object to be kneaded was obtained by summing the mass of the compounding agents excluding sulfur and the vulcanization accelerator and the mass of the rubber. The kneading chamber volume was 260 cubic decimeters.

αの算出
αは、下記式で算出した。
α=B型バンバリーミキサーに投入されるシリカの体積×フィルファクター
この式において、シリカの体積は、立方デシメートルで表される。シリカの体積は、シリカの質量と、シリカの比重とに基づいて求めた。シリカの比重として1.95kg/dmを採用した。
Calculation of α α was calculated by the following formula.
α=Volume of silica fed into the B-type Banbury mixer×Fill factor In this formula, the volume of silica is expressed in cubic decimeters. The volume of silica was obtained based on the mass of silica and the specific gravity of silica. 1.95 kg/dm 3 was adopted as the specific gravity of silica.

比較例1、2、4、6および7における未加硫ゴムの作製
表1にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、目標温度Ts=150℃で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of unvulcanized rubber in Comparative Examples 1, 2, 4, 6 and 7 According to Table 1, the compounding agents excluding sulfur and the vulcanization accelerator and the rubber were put into a B-type Banbury mixer, and the target temperature Ts = The mixture was kneaded at 150°C and discharged at 160°C to obtain a rubber mixture. The rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were charged into a B-type Banbury mixer to obtain unvulcanized rubber.

実施例1~3および比較例3・5における未加硫ゴムの作製
表1にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く配合剤と、ゴムとをB型バンバリーミキサーに投入し、目標温度Ts=130℃で混練りし、次いで、目標温度Ts=150℃で混練りし、160℃で排出し、ゴム混合物を得た。次いで、ゴム混合物、硫黄および加硫促進剤をB型バンバリーミキサーに投入し、未加硫ゴムを得た。
Preparation of unvulcanized rubber in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 5 According to Table 1, the compounding agents excluding sulfur and the vulcanization accelerator and rubber were put into a B-type Banbury mixer, and the target temperature Ts = The mixture was kneaded at 130° C., then kneaded at the target temperature Ts=150° C., and discharged at 160° C. to obtain a rubber mixture. The rubber mixture, sulfur and vulcanization accelerator were then charged into a B-type Banbury mixer to obtain an unvulcanized rubber.

ムーニー粘度
未加硫ゴムのムーニー粘度を、東洋精機製作所製のロータレスムーニー測定機を用いて、JIS K-6300に準じて測定した。ムーニー粘度を測定するために、未加硫ゴムを100℃で1分間予熱した後にローターを回転させ、ローターの回転開始から4分後のトルク値をムーニー単位で記録した。比較例1のムーニー粘度を100とした指数で、各例のムーニー粘度を表1に示す。指数が小さいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れる。
Mooney Viscosity The Mooney viscosity of the unvulcanized rubber was measured according to JIS K-6300 using a rotorless Mooney measuring machine manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. To measure the Mooney viscosity, the unvulcanized rubber was preheated at 100° C. for 1 minute, then the rotor was rotated, and the torque value was recorded in Mooney units 4 minutes after the rotor started to rotate. Table 1 shows the Mooney viscosities of each example, with the Mooney viscosities of Comparative Example 1 being 100. The smaller the index, the lower the Mooney viscosity and the better the workability.

未加硫ゴムシートの状態
未加硫ゴムを8インチロールで、シート状に成形し、表面および両端部の状態を観察した。表面および両端部が滑らかな状態の場合に「○」と判定し、表面がごつごつし、両端部がギザギザ状のいずれか少なくとも一方に該当する場合に「×」と判定した。
State of unvulcanized rubber sheet The unvulcanized rubber was formed into a sheet with an 8-inch roll, and the state of the surface and both ends was observed. When the surface and both ends were in a smooth state, it was judged as "good", and when the surface was rough and both ends were jagged, it was judged as "poor".

Figure 0007252754000001
Figure 0007252754000001

表1において、第一温度制御とは、実測温度Tpが目標温度Tsに到達した時点で開始されるPID制御を意味する。第一温度制御時間は、第一温度制御をおこなった時間(時の長さ)である。第二温度制御も、実測温度Tpが目標温度Tsに到達した時点で開始されるPID制御を意味する。第二温度制御時間は、第二温度制御をおこなった時間(時の長さ)である。 In Table 1, the first temperature control means PID control started when the measured temperature Tp reaches the target temperature Ts. The first temperature control time is the time (length of time) during which the first temperature control is performed. The second temperature control also means PID control started when the measured temperature Tp reaches the target temperature Ts. The second temperature control time is the time (length of time) during which the second temperature control is performed.

実施例1~3および比較例3・5の第一温度制御において、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。実施例1~3および比較例3・5の第二温度制御においても、実測温度Tpが、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。比較例1、2、4、6および7の温度制御においても、目標温度Tsのプラスマイナス5℃の範囲内におさまった。 In the first temperature control of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 5, the measured temperature Tp fell within the range of plus or minus 5°C of the target temperature Ts. Also in the second temperature control of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 5, the measured temperature Tp fell within the range of plus or minus 5° C. of the target temperature Ts. Also in the temperature control of Comparative Examples 1, 2, 4, 6 and 7, the temperature fell within the range of plus or minus 5°C of the target temperature Ts.

シランカップリング剤(「Si75」デグッサ社製)は、130℃ではシリカとの反応がほとんどすすまず、150℃ではシリカとの反応がすすむところ、130℃保持(第一温度制御)で混練し、次いで150℃保持(第二温度制御)で混練するという手順を踏むことによって、ムーニー粘度を低減することができた(たとえば、比較例1および実施例1参照。)。この手順によって、未加硫ゴムシートの状態を改善することもできた(たとえば、比較例1および実施例1参照。)。 The silane coupling agent (“Si75” manufactured by Degussa) hardly reacts with silica at 130°C, but reacts with silica at 150°C. Next, by following the procedure of kneading at 150° C. (second temperature control), the Mooney viscosity could be reduced (see, for example, Comparative Example 1 and Example 1). This procedure also improved the condition of the unvulcanized rubber sheet (see, for example, Comparative Example 1 and Example 1).

この手順(130℃保持で混練し、150℃保持で混練するという手順)による反応率の改善効果は、α=21の場合に、α=4の場合やα=31の場合よりも大きかった。具体的には、α=21の場合では、改善効果が-15ポイントであった(比較例1および実施例1参照)。これに対して、α=4の場合では、改善効果が-2ポイントであった(比較例2および比較例3参照)。α=31の場合では、改善効果が-7ポイントであった(比較例4および比較例5参照)。また、この手順による反応率の改善効果は、α=8の場合やα=27の場合も、α=4の場合やα=31の場合よりも大きかった。 The effect of improving the reaction rate by this procedure (the procedure of kneading at 130° C. and kneading at 150° C.) was greater when α=21 than when α=4 and α=31. Specifically, when α=21, the improvement effect was −15 points (see Comparative Example 1 and Example 1). On the other hand, when α=4, the improvement effect was −2 points (see Comparative Examples 2 and 3). In the case of α=31, the improvement effect was −7 points (see Comparative Examples 4 and 5). Moreover, the effect of improving the reaction rate by this procedure was greater when α=8 and when α=27 than when α=4 and when α=31.

Claims (3)

第一式を満たすように、少なくともゴム、シリカおよびシランカップリング剤をローターを備える密閉式混練機に投入し、前記シリカおよび前記シランカップリング剤の反応が抑制されるように混練り温度を制御しながら混練りする工程と、
前記反応がすすむように、混練り温度を制御しながら前記密閉式混練機で混練りする工程とを含み、
前記第一式は、
5<投入される前記シリカの体積×フィルファクター<30
であり、
前記第一式において、前記シリカの体積は、立方デシメートルで表され、
前記フィルファクターが第二式で算出され、前記第二式が、
フィルファクター=(混練対象物の体積/前記密閉式混練機の混練室の容量)×100
であ
前記第一式において、前記フィルファクターは、1を基準とした割合で表される数値が代入され、
前記反応が抑制されるように混練りする前記工程では、混練り温度を目標温度とするためにProportional Integral Differential制御で前記ローターの回転速度を制御し、
前記反応がすすむように混練りする前記工程では、混練り温度を目標温度とするためにProportional Integral Differential制御で前記ローターの回転速度を制御する、
ゴム組成物の製造方法。
At least rubber, silica, and a silane coupling agent are put into an internal kneader equipped with a rotor so as to satisfy the first formula, and the kneading temperature is controlled so as to suppress the reaction between the silica and the silane coupling agent. A process of kneading while
A step of kneading with the internal kneader while controlling the kneading temperature so that the reaction proceeds,
The first formula is
5<Volume of the silica to be introduced × fill factor <30
and
In the first formula, the volume of silica is expressed in cubic decimeters,
The fill factor is calculated by a second formula, wherein the second formula is
Fill factor = (volume of object to be kneaded/capacity of kneading chamber of internal kneader) x 100
and
In the first formula, a numerical value represented by a ratio based on 1 is substituted for the fill factor,
In the step of kneading so as to suppress the reaction, the rotation speed of the rotor is controlled by Proportional Integral Differential control in order to set the kneading temperature to the target temperature,
In the step of kneading so that the reaction proceeds, the rotation speed of the rotor is controlled by Proportional Integral Differential control in order to set the kneading temperature to the target temperature.
A method for producing a rubber composition.
前記フィルファクターが50%~66%である、請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。 The method for producing a rubber composition according to claim 1, wherein the fill factor is 50% to 66%. 請求項1または2に記載のゴム組成物の製造方法でゴム組成物を作製する工程と、
前記ゴム組成物を用いて未加硫タイヤを作製する工程とを含む、
タイヤの製造方法。
A step of producing a rubber composition by the method for producing a rubber composition according to claim 1 or 2;
and making an unvulcanized tire using the rubber composition.
How tires are made.
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