JP2018090699A

JP2018090699A - 材料混練方法

Info

Publication number: JP2018090699A
Application number: JP2016234989A
Authority: JP
Inventors: 由佳理富崎; Yukari Tomizaki; 良治児島; Ryoji Kojima; 剛史土田; Takashi Tsuchida; 彩加北王; Ayaka Kitao
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-06-14

Abstract

【課題】各材料の分散性を向上できる材料混練方法、これを用いて作製されるゴム組成物及び空気入りタイヤを提供する。【解決手段】混練機を用いて２種以上のポリマーを混練する材料混練方法であって、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する材料混練方法。【選択図】なし

Description

本発明は、材料混練方法、材料混練方法により得られるゴム組成物及び空気入りタイヤに関する。

近年、各国でタイヤラベリング制度の随行により、各性能（転がり抵抗、摩耗性能、ウェットグリップ性能等）の高い次元での両立がゴムには求められている。

各種素材のポテンシャルを引き出すには、各材料の分散、特に充填剤の分散向上が性能向上に寄与しているため、それに関する技術の提供が望まれている。

本発明は、前記課題を解決し、各材料の分散性を向上できる材料混練方法、これを用いて作製されるゴム組成物及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、混練機を用いて２種以上のポリマーを混練する材料混練方法であって、
各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する材料混練方法に関する。

前記材料混練方法は、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性において、貯蔵弾性率（Ｇ’）の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃の範囲内から−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度が存在する場合は該−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度をそのポリマーの可塑化温度と、該−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度が存在しない場合はそのポリマーは可塑化温度を有さないと、決定するものであることが好ましい。

前記材料混練方法は、下記（１）〜（２）の順で決定される基準に基いて、各ポリマーの投入順序を決定するものであることが好ましい。
（１）前記３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が異なる場合、Ｇ’_３０の大きい順に投入する。
（２）前記３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が同一である場合、貯蔵弾性率（Ｇ’）の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃の範囲内で高温まで持続される順に投入する。

本発明は、前記材料混練方法により得られるゴム組成物に関する。
本発明はまた、前記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。

本発明は、混練機を用いて２種以上のポリマーを混練する材料混練方法であって、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する材料混練方法であるので、各材料の分散性、特にポリマー中の充填剤の分散性を向上できる。

各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）、更には各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性を示す図の一例である。各ポリマーのＧ’の温度依存性を示す図である。

〔材料混練方法〕
本発明は、混練機を用いて２種以上のポリマーを混練する材料混練方法であって、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する材料混練方法である。

充填剤の分散性向上が性能向上に重要であるが、充填剤をゴム（ポリマー）に分散させるには、先ず、ポリマーを可塑化させて充填剤を取り込む状態にすることが必要であり、そのことを「可塑化」、「濡れ」と称することもある。本発明は、特に、ポリマーの可塑化のし易さというポリマー特性に着目し、素材の種類を変えることなく、投入順序を理論的に決定することにより、複数の投入ポリマーの可塑化点を同時とすることで、分散を良化させたものである。

具体的には、可塑化し易いポリマー、可塑化し難いポリマーの複数のポリマーを同時に混練りすると、可塑化し難いポリマーに充填剤が入りにくくなり、結果としてゴム組成物としての充填剤の分散が悪化する。可塑化温度を持つポリマーは、可塑化させるまでに一定温度まで上げる必要があり、先に投入して練り始めることにより、該ポリマーの温度を先に上昇させ、複数の投入ポリマーの可塑化点を同時とできる。

本発明は、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）や、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性に基づけば、複数のポリマーでも充填剤の分散性を高められるという知見を見出したもので、例えば、３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が大きいポリマーや、可塑化温度が高いポリマー、更には可塑化温度を有さない場合はＧ’が高温まで持続する（変化しない）ポリマーを、先に混練することにより、これらのポリマー温度が先に上昇して充填剤を取り込む状態になる。従って、本発明の方法によれば、充填剤を取り込む能力が異なる２種以上のポリマーであっても、良好に充填剤が分散され、各種物性に優れたゴム組成物を提供できる。

混練機を用いて２種以上のポリマーを混練する本発明の材料混練方法は、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する。

例えば、以下の方法で各ポリマーの投入順序を決定する。
先ず、ポリマーの貯蔵弾性率Ｇ’の温度依存性を測定し、Ｇ’が所定温度まで変わらず、ある点で急激に下がり始める点を有している場合、その温度をそのポリマーの可塑化温度と設定する。具体的には、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性において、貯蔵弾性率（Ｇ’）の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃の範囲内から−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度が存在する場合は該−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度をそのポリマーの可塑化温度と設定する（Ｇ’の温度依存性曲線に、Ｇ’の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃である箇所、Ｇ’の変化率が−１．５ｋＰａ／℃未満である箇所を有する場合に、該変化率が−１．５ｋＰａ／℃未満になる最低温度を、ポリマーの可塑化温度と設定する）。

一方、Ｇ’が高温まで変化しない（最終温度まで変わらない）又はＧ’が直線的に下降を続ける場合は、そのポリマーは、可塑化温度を有しないと設定する。具体的には、上記変化する温度が存在しない場合は、そのポリマーは可塑化温度を有さないと設定する。

そして、予め、各ポリマーについて、可塑化温度の有無、有する場合はその温度を測定した後、下記（１）〜（２）の順で決定される基準に基いて、各ポリマーの投入順序を決定する。
（１）前記３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が異なる場合、Ｇ’_３０の大きい順に投入する。
（２）前記３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が同一である場合、貯蔵弾性率（Ｇ’）の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃の範囲内で高温まで持続される順に投入する。

具体的には（ｉ）混練する複数の全ポリマーのＧ’_３０が異なる場合は、Ｇ’_３０の大きい順に投入し、この場合、各ポリマーの可塑化温度の有無、その温度は、投入順序に影響しない。例えば、ポリマーＡ１のＧ’_３０が２５ｋＰａ／℃、ポリマーＢ１のＧ’_３０が２０ｋＰａ／℃、ポリマーＣ１のＧ’_３０が１５ｋＰａ／℃の場合、Ｇ’_３０の大きい順として、ポリマーＡ１、Ｂ１、Ｃ１の順に投入する。

（ｉｉ）混練する複数のポリマー中に同一のＧ’_３０を有するものを含み、その同一Ｇ’_３０を持つポリマーが共に可塑化温度を有する場合は、先ず、Ｇ’_３０の大きいポリマーを投入することを前提とし、同一Ｇ’_３０を持つ各ポリマーは、Ｇ’の変化率が少ない範囲が高温まで持続する順、すなわち、その可塑化温度が高い順に投入する。例えば、ポリマーＡ２のＧ’_３０が２５ｋＰａ／℃、ポリマーＢ２のＧ’_３０が２０ｋＰａ／℃及び可塑化温度が７０℃、ポリマーＣ２のＧ’_３０が２０ｋＰａ／℃及び可塑化温度が５０℃の場合、先ず、Ｇ’_３０の最も大きいポリマーＡ２を投入し、次いで、Ｇ’_３０が２０ｋＰａ／℃で可塑化温度が高いポリマーＢ２を、最後に可塑化温度が低いポリマーＣ２を投入する。

（ｉｉｉ）混練する複数のポリマー中に同一のＧ’_３０を有するものを含み、その同一Ｇ’_３０を持つ各ポリマーが、可塑化温度を有するもの、可塑化温度を有さずＧ’の変化率が少ない範囲が高温まで持続するもの、可塑化温度を有さずＧ’が直線的に下降するもの、を含む場合は、先ず、Ｇ’_３０の大きいポリマーを投入することを前提とし、同一Ｇ’_３０を持つ各ポリマーは、Ｇ’の変化率が少ない範囲で高温まで持続する順、すなわち、最も高温までＧ’の変化率が少ないポリマー（可塑化温度を有さない）、高温側に可塑化温度を有するポリマー、Ｇ’が直線的に下降を続けるポリマー（可塑化温度を有さない）の順に投入する。例えば、ポリマーＡ３のＧ’_３０が２５ｋＰａ／℃及びＧ’の変化率が少ない範囲が高温まで持続（可塑化温度なし）、ポリマーＢ３のＧ’_３０が２５ｋＰａ／℃及び可塑化温度が５０℃、ポリマーＣ３のＧ’_３０が２５ｋＰａ／℃及びＧ’が直線的に下降（可塑化温度なし）の場合、先ず、Ｇ’の変化率が少ない範囲が高温まで持続するポリマーＡ３、次いで、可塑化温度５０℃のポリマーＢ３（Ｇ’の変化率が少ない範囲が５０℃まで持続）、最後にＧ’が直線的に下降するポリマーＣ３（Ｇ’の変化率が少ない範囲がない）を投入する。

図１は、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）、更には各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性を示す図の一例である。各ポリマー（ポリマーＡ〜Ｄ）は、Ｇ’_３０が異なり、ポリマーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順にＧ’_３０が高い。従って、この順に混練機に投入し、ポリマーを混練することで、各ポリマー中に充填剤を良好に分散できる。

〔ゴム組成物〕
次に、前記材料混練方法により得られるゴム組成物について説明する。
前記ゴム組成物は、例えば、前記材料混練方法により各ゴム成分（各ポリマー）の投入順序を決定する第一工程と、前記第一工程で決定した順に各ゴム成分の投入、混練を行う第二工程と、前記第二工程で得られた混練物１に充填剤を投入し混練する第三工程と、前記第三工程で得られた混練物２に加硫薬品を投入して混練し、未加硫ゴム組成物を得る第四工程とを含む製法、等により作製できる。

（第一工程）
第一工程は、前述の材料混練方法により各ゴム成分（各ポリマー）の投入順序を決定する工程である。すなわち、前述のとおり、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定すればよい。

（第二工程）
第二工程は、第一工程で決定した投入順に、混練機に、最初のゴム成分の投入・混練、更に次のゴム成分の投入・混練を、最終のゴム成分まで繰り返し、２種以上のゴム成分（ポリマー）が混練された混練物１を得る。

第二工程で使用する混練機としては、密閉型のバンバリーミキサーが好ましい。バンバリーミキサーのローターの形状は、接線式、噛合式のいずれであってもよい。混練温度、混練時間は、適宜設定すればよい。

ゴム成分としては、ジエン系ゴムを用いることが好ましい。ジエン系ゴムは、天然ゴム（ＮＲ）、ジエン系合成ゴムを使用でき、ジエン系合成ゴムとしては、例えば、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）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。例えば、低燃費性、加工性等の観点からは、ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲを選択すればよい。

（第三工程）
第三工程は、第二工程で得られた混練物１（ゴム成分の混合物）に充填剤を投入し混練する。充填剤の投入、混練は、通常の方法で実施可能である。

第三工程で使用する混練機としては、密閉型のバンバリーミキサーが好ましい。バンバリーミキサーのローターの形状は、接線式、噛合式のいずれであってもよい。混練温度、混練時間は、適宜設定すればよい。

充填剤としては特に限定されず、カーボンブラック、シリカ等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、特に限定されないが、Ｎ１３４、Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ２３４、Ｎ２１９、Ｎ３３９、Ｎ３３０、Ｎ３２６、Ｎ３５１、Ｎ５５０、Ｎ７６２等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、５ｍ^２／ｇ以上が好ましく、５０ｍ^２／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ^２／ｇ以上が更に好ましい。下限以上にすることで、良好な破壊強度等が得られる傾向がある。また、上記Ｎ_２ＳＡは、２００ｍ^２／ｇ以下が好ましく、１５０ｍ^２／ｇ以下がより好ましく、１３０ｍ^２／ｇ以下が更に好ましい。上限以下にすることで、カーボンブラックの良好な分散が得られやすい。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳＫ６２１７−２：２００１によって求められる。

シリカとしては特に限定されず、乾式法により調製されたシリカ（無水シリカ）や湿式法により調製されたシリカ（含水シリカ）などがあげられ、表面のシラノール基が多く、シランカップリング剤との反応点が多いという理由から、湿式法により調製されたシリカが好ましい。シリカは、１種のみを用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。シリカの市販品としては、エボニック社製のウルトラシルＶＮ３などが挙げられる。

シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、破壊特性の観点から、好ましくは９０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは９５ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは１００ｍ^２／ｇ以上である。また、シリカのＮ_２ＳＡは、シリカの分散性の観点から、好ましくは３００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは２４０ｍ^２／ｇ以下である。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭＤ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

第三工程では、ゴム成分、充填剤以外に、他の成分を投入して混練してもよい。他の成分としては、加硫薬品以外の成分であれば特に限定されないが、例えば、シランカップリング剤、オイル、老化防止剤、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛などが挙げられる。

シランカップリング剤としては、第一工程における反応処理時の温度制御が容易であること、ゴム組成物の補強性改善効果に優れるなどの点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドなどのスルフィド系シランカップリング剤が好ましく、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドがより好ましい。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（第四工程）
第四工程は、第三工程で得られた混練物２に加硫薬品を投入して混練し、未加硫ゴム組成物を得る工程である。加硫薬品の投入、混練は、通常の方法を採用できる。混練温度、混練時間は、適宜設定すればよい。

第四工程で使用する混練機は、密閉型のバンバリーミキサーであってもよいし、オープンロールであってもよい。

加硫薬品としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤などが挙げられ、加硫剤、加硫促進剤を併用することが好ましい。

加硫剤としては、有機過酸化物、硫黄系加硫剤などを使用することができる。有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼンなどが挙げられる。また、硫黄系加硫剤としては、例えば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという理由から、硫黄系加硫剤が好ましく、硫黄がより好ましい。

加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系加硫促進剤などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという理由から、スルフェンアミド系、グアニジン系が好ましく、スルフェンアミド系、グアニジン系の併用がより好ましい。

（その他の工程）
第四工程で得られた未加硫ゴム組成物を、各種タイヤ部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧することで、タイヤを製造できる。

低燃費性、加工性等の観点から、前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１５質量％以上であり、また、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。

低燃費性、加工性等の観点から、前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上であり、また、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは８５質量％以下である。

前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、補強性の観点から、ゴム成分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質量部以上である。また、カーボンブラックの含有量は、低燃費性の観点から、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、更に好ましくは８質量部以下である。

前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、シリカの含有量は、補強性の観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは３０質量部以上、更に好ましくは５０質量部以上である。また、シリカの含有量は、加工性の観点から、好ましくは２００質量部以下、より好ましくは１８０質量部以下、更に好ましくは１００質量部以下である。

前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、補強性の観点から、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２質量部以上である。また、シランカップリング剤の含有量は、費用対効果の観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。

低燃費性、加工性等の観点から、前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、加硫剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上であり、また、好ましくは８質量部以下、より好ましくは５質量部以下である。

低燃費性、加工性等の観点から、前記材料混練方法を用いて得られる本発明のゴム組成物において、加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１．５質量部以上であり、また、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは８質量部以下である。

前記方法等により製造した本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型ＳＵＶ用タイヤ、トラック、バスなどの重荷重用タイヤ、ライトトラック用タイヤに好適に使用可能である。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ポリマーＡ：ＳＢＲ（スチレン含有量２５％）
ポリマーＢ：ＳＢＲ（スチレン含有量２５％）
ポリマーＣ：ＳＢＲ（スチレン含有量３９％）
カーボンブラック：Ｎ_２ＳＡ１１４ｍ^２／ｇ
シリカ：Ｎ_２ＳＡ１７５ｍ^２／ｇ
オイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−１４０
シランカップリング剤：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）

＜実施例及び比較例＞
（第一工程）
各ポリマーについて、アルファテクノロジーズ社製のＲＰＡ２０００型試験機を用い、以下の条件で貯蔵弾性率Ｇ’の温度依存性を測定した。
温度域：３０〜１５０℃
昇温条件：３℃／ｍｉｎ
周波数：１０Ｈｚ
歪：２％
図２は各ポリマーのＧ’の温度依存性であり、これに基いて、各ポリマーの可塑化温度の有無、その温度、Ｇ’_３０を判定・測定し、結果を表１に示した。
（第二工程）
表３に示す順序で、ポリマーをバンバリーミキサーに投入し、下記条件で素練りを行い、ポリマーＡ、Ｂ及びＣからなる混練物１を作製した。
１）ポリマーＡの素練り（１００℃で５分混練り）
２）ポリマーＢの素練り（１００℃で５分混練り）
３）ポリマーＣの素練り（１００℃で５分混練り）
（第三工程）
表２に示す配合内容に従い、硫黄及び加硫促進剤以外の材料をバンバリーミキサーに投入して混練し、混練物２を得た（１６５℃で１０分混練り後排出）。
（第四工程）
得られた混練物２、硫黄及び加硫促進剤をオープンロールに投入して混練し、未加硫ゴム組成物を得た（８０℃で５分混練り）。
（加硫工程）
得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃で１５分間加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

上記で得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物について、下記の評価を行った。結果を表３に示す。

（ムーニー粘度）
ＪＩＳＫ６３００に従い、１３０℃で、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定した。実施例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど加工性に優れることを示す（加工性指数）。

（フィラー分散性）
加硫ゴム組成物について、アルファテクノロジーズ社製のＲＰＡ２０００型試験機を用いて１００℃、１Ｈｚの条件下にて、歪０．５、１、２、４、８、１６、３２、６４％のＧ＊を測定し、Ｇ＊の最大値とＧ＊の最小値の差から、下記式によりペイン効果を求めた。
ΔＧ＊＝（Ｇ＊の最大値−Ｇ＊の最小値）／Ｇ＊の最大値
混練りが効果的に実施されるとフィラーの分散が進み、ΔＧ＊が小さい方がフィラーの分散性が良好である。実施例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど分散性に優れることを示す（フィラー分散性指数）。

表１に基いて判定されたポリマー投入順序（Ａ→Ｂ→Ｃ：３０℃における貯蔵弾性率Ｇ’_３０の大きい順）で投入した実施例１は、他の順序で投入した比較例に比べ、加工性、フィラー分散性に優れていた。従って、各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する方法の有用性が確認された。

なお、実施例・比較例は、本発明の効果、原理が理解し易いように最低限の材料を用いた例を示したものであるが、タイヤ性能については、フィラーを投入した場合、フィラーの分散の性能への寄与度が大きいため、他の材料を更に投入しても、ほぼ同様の結果が得られる。

Claims

混練機を用いて２種以上のポリマーを混練する材料混練方法であって、
各ポリマーの３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）と、各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性とに基いて、各ポリマーの投入順序を決定する材料混練方法。
各ポリマーの貯蔵弾性率（Ｇ’）の温度依存性において、貯蔵弾性率（Ｇ’）の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃の範囲内から−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度が存在する場合は該−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度をそのポリマーの可塑化温度と、該−１．５ｋＰａ／℃未満に変化する温度が存在しない場合はそのポリマーは可塑化温度を有さないと、決定する請求項１記載の材料混練方法。
下記（１）〜（２）の順で決定される基準に基いて、各ポリマーの投入順序を決定する請求項２記載の材料混練方法。
（１）前記３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が異なる場合、Ｇ’_３０の大きい順に投入する。
（２）前記３０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’_３０）が同一である場合、貯蔵弾性率（Ｇ’）の変化率が−０．５〜０．３ｋＰａ／℃の範囲内で高温まで持続される順に投入する。
請求項１〜３のいずれかに記載の材料混練方法により得られるゴム組成物。
請求項４記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。