CN101631829B - 硫化橡胶组合物、充气轮胎及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
通过使用一种含有由天然橡胶、改性橡胶以及合成橡胶中的至少任意一种构成的橡胶成分和化学改性微原纤维纤维素的硫化橡胶组合物,能够提供兼顾环境的同时,兼具优异的断裂特性和低能量损失的硫化橡胶组合物以及转动阻抗特性、驾驶稳定性和耐久性优异的充气轮胎。
Description
技术领域
本发明涉及一种兼顾环境的硫化橡胶组合物以及使用该硫化橡胶组合物形成的充气轮胎。
背景技术
目前已知有这样的技术,通过用芳香族聚酰胺、纤维素等短纤维或间规立构聚丁二烯等结晶性聚合物补强橡胶来提高硬度和模量,例如,提高70℃下的复弹性模量(E*)以改善驾驶稳定性(例如,参考日本专利特开2005-133025号公报(专利文献1))。
特开2005-133025号公报(专利文献1)中,以提供耐磨性优异的橡胶组合物为目的,提出由二烯系橡胶成分、淀粉和纤维素构成的橡胶组合物,作为纤维素特别提出使用细菌性纤维素。但是,专利文献1的技术存在这样的问题,由于橡胶和纤维素的相容性差,从而断裂特性差、橡胶和纤维素的界面的能量损失大。
特开2005-075856号公报(专利文献2)中,公开了一种能够兼具低回弹性和刚性(驾驶稳定性)的橡胶组合物,是将从天然植物纤维中制备的微粉末纤维素纤维混合在二烯系橡胶中得到的橡胶组合物。但是,由于纤维素纤维的纤维长度短,因此,专利文献2的技术在制法上、在获得与纤维素纤维混合量相平衡的刚性、补强性这些方面还有改善的余地。
因此,获得兼顾环境、同时断裂特性优异且能量损失小的硫化橡胶组合物还较困难。
专利文献1:日本专利特开2005-133025号公报
专利文献2:日本专利特开2005-075856号公报
发明内容
本发明的目的在于解决上述课题,提供一种兼顾环境的同时,兼具优异的断裂特性和低能量损失的硫化橡胶组合物以及使用该橡胶组合物、兼顾环境且滚动阻力特性、驾驶稳定性和耐久性优异的充气轮胎。
本发明提供一种硫化橡胶组合物,其含有橡胶成分和化学改性微原纤维纤维素,其中,所述橡胶成分由天然橡胶、改性橡胶、丁腈橡胶以及聚丁二烯橡胶中的至少任意一种构成。
本发明的硫化橡胶组合物中,例如,作为化学改性微原纤维纤维素的化学改性的例子,可以使用选自乙酰化、烷基酯化、复合酯化、β-酮酯化、芳基氨基甲酸酯化中的至少一种。
本发明的硫化橡胶组合物中,优选化学改性微原纤维纤维素被化学改性成取代度在0.2~2.5的范围内。
本发明的硫化橡胶组合物中,优选化学改性微原纤维纤维素的平均纤维直径在4nm~1μm的范围内。
本发明的硫化橡胶组合物中,优选化学改性微原纤维纤维素的含量相对于100质量份橡胶成分在1~50质量份的范围内。
本发明的硫化橡胶组合物中,橡胶成分优选由天然橡胶和改性天然橡胶中的至少任意一种构成。
本发明还提供使用上述任何一种硫化橡胶组合物形成的充气轮胎。
此外,本发明还提供一种硫化橡胶组合物的制造方法,其特征在于,在含有天然橡胶、改性天然橡胶、丁腈橡胶以及聚丁二烯橡胶中的至少一种橡胶成分的胶乳中,相对于上述橡胶成分100质量份,混合1~50质量份化学改性微原纤维纤维素,干燥,配制母料。
本发明的硫化橡胶组合物的制造方法中,上述混合优选使用均化器的混合方法。
本发明的硫化橡胶组合物的制造方法中,上述干燥优选在加热炉中干燥、自然干燥和脉冲干燥中的任意一种干燥方法。
本发明的硫化橡胶组合物的制造方法中,化学改性微原纤维纤维素的化学改性优选选自乙酰化、烷基酯化、复合酯化、β-酮酯化、芳基氨基甲酸酯化中的至少一种。
本发明的硫化橡胶组合物的制造方法中,优选化学改性微原纤维纤维素被化学改性成取代度在0.2~2.5的范围内。
本发明的硫化橡胶组合物的制造方法中,优选化学改性微原纤维纤维素的平均纤维直径在4nm~1μm的范围内。
本发明还提供一种空气轮胎的制造方法,具有:
在由上述硫化橡胶组合物的制造方法中配制的母料中混炼混合剂的工序;
添加硫化剂和硫化促进剂并混炼的工序;
在加压·加热条件下在轮胎金属模具中将其硫化的硫化工序。
根据本发明,能够提供一种兼顾环境的同时,兼具优异的断裂特性和低能量损失的硫化橡胶组合物以及使用该橡胶组合物、兼顾环境且滚动阻力特性、驾驶稳定性和耐久性优异的充气轮胎。
附图说明
图1:表示本发明的充气轮胎的一个例子的概略截面图。
符号说明
1充气轮胎 2胎面部 3胎侧部 4胎圈部 5胎圈芯 6胎体 7带束层
8三角胶 9内衬胶 2a胎冠顶部胶 2b胎面基部 3G胎侧胶 4G搭接胶(clinchrubber)
具体实施方式
本发明的硫化橡胶组合物含有橡胶成分和化学改性微原纤维纤维素,其中,所述橡胶成分由天然橡胶、改性橡胶以及合成橡胶中的至少任意一种构成。化学改性微原纤维纤维素具有作为橡胶补强剂的作用。化学改性微原纤维纤维素中,在微原纤维纤维素中导入了所希望的改性基团,因此,通过该改性基团和橡胶之间的相互作用或直接键合等能够提高该化学改性微原纤维纤维素和橡胶之间的相容性。因此,在本发明的硫化橡胶组合物中,化学改性微原纤维纤维素和橡胶的界面中的能量损失小,在橡胶组合物中的化学改性微原纤维纤维素的分散性良好。由此,由本发明的硫化橡胶组合物可以得到断裂特性、更典型的是拉伸强度和断裂伸长优异的橡胶。又,本发明的硫化橡胶组合物在例如在70℃附近tanδ(损耗角正切值)不会显著增大而具有良好的E*(复弹性模量)。因此,将本发明的硫化橡胶组合物用于诸如充气轮胎时,能够很好地同时兼顾该充气轮胎的滚动阻力特性、驾驶稳定性和耐久性。
<化学改性微原纤维纤维素>
本发明中使用的化学改性微原纤维纤维素,是将来源于例如木材、竹、麻、黄麻、红麻、农作物废物、布、再生纸浆、旧纸、细菌性纤维素和海鞘纤维素等天然产物中的至少任意一种的微原纤维纤维素进行化学改性而得到。本发明中,微原纤维纤维素是指,典型的,平均纤维直径在4nm~1μm范围的纤维素纤维,更典型的,具有通过纤维素分子的集合形成的平均纤维直径100nm以下的微小结构的纤维素纤维。典型的微原纤维纤维素能够作为具有例如上述平均纤维直径的纤维素纤维的集合体而形成。
Claims (12)
1.一种硫化橡胶组合物,含有橡胶成分和化学改性微原纤维纤维素,其中,所述橡胶成分由天然橡胶、改性天然橡胶、丁腈橡胶以及聚丁二烯橡胶中的至少任意一种构成,所述化学改性微原纤维纤维素中的化学改性是选自乙酰化、烷基酯化、复合酯化、β-酮酯化、芳基氨基甲酸酯化中的至少一种。
2.如权利要求1记载的硫化橡胶组合物,所述化学改性微原纤维纤维素被化学改性成取代度在0.2~2.5的范围内。
3.如权利要求1记载的硫化橡胶组合物,所述化学改性微原纤维纤维素的平均纤维直径在4nm~1μm的范围内。
4.如权利要求1记载的硫化橡胶组合物,所述化学改性微原纤维纤维素的含量相对于100质量份所述橡胶成分在1~50质量份的范围内。
5.如权利要求1记载的硫化橡胶组合物,所述橡胶成分由所述天然橡胶和所述改性天然橡胶中的至少任意一种构成。
6.一种充气轮胎,使用权利要求1所述的硫化橡胶组合物形成。
7.一种硫化橡胶组合物的制造方法,其特征在于,在含有天然橡胶、改性天然橡胶、丁腈橡胶以及聚丁二烯橡胶中的至少一种橡胶成分的胶乳中,相对于上述橡胶成分100质量份,混合1~50质量份化学改性微原纤维纤维素,干燥,配制母料其中,所述化学改性微原纤维纤维素的化学改性是选自乙酰化、烷基酯化、复合酯化、β-酮酯化、芳基氨基甲酸酯化中的至少一种。
8.如权利要求7所述的硫化橡胶组合物的制造方法,所述混合是使用均化器的混合方法。
9.如权利要求7所述的硫化橡胶组合物的制造方法,所述干燥是在加热炉中的干燥、自然干燥和脉冲干燥中的任意一种干燥方法。
10.如权利要求7所述的硫化橡胶组合物的制造方法中,所述化学改性微原纤维纤维素被化学改性成取代度在0.2~2.5的范围内。
11.如权利要求7所述的硫化橡胶组合物的制造方法中,所述化学改性微原纤维纤维素的平均纤维直径在4nm~1μm的范围内。
12.一种充气轮胎的制造方法,具有:
在按照权利要求7所记载的硫化橡胶组合物的制造方法配制的母料中混炼混合剂的工序;
添加硫化剂和硫化促进剂并混炼的工序;
在加压、加热条件下在轮胎金属模具中将其硫化的硫化工序。
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