JP2009191197A - ゴム組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係るゴム組成物及びその製造方法は、ゴム成分に平均繊維径がナノオーダのセルロースナノ繊維及び分散剤を含み、その製造方法は、ゴムラテックスと水に分散させた上記繊維のスラリーとを混合した後、混合液を乾燥して水を除去して得ることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
従って、本発明は、セルロース系繊維からなる補強材のゴム成分への分散性及び補強性を高めて十分な耐久性及び剛性を発揮するゴム組成物及びその製造方法を提供することにある。
(3).上記セルロースナノ繊維はゴム成分100質量部に対して、1〜50の範囲で含まれる上記(1)又は(2)記載のゴム組成物。
(4).上記分散剤は、セルロースナノ繊維に対して0.05〜25質量%の範囲で含まれる上記(1)〜(3)に記載のゴム組成物。
(5).上記分散剤は、その分子鎖中にセルロース繊維の−OHと水素結合能を有する部位を有する上記(1)〜(4)に記載のゴム組成物。
(6).上記分散剤は、該部位がアクリルアミド成分からなるポリアクリルアミド系分散剤である(5)に記載のゴム組成物。
(8).上記スラリーに上記分散剤を添加する上記(7)記載のゴム組成物の製造方法。
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分に、平均繊維径がナノオーダのセルロースナノ繊維及び分散剤を含む。
ゴム組成物のゴム成分は大別して、天然ゴム、及び合成ゴムから選択され、両者を混合使用しても良い。合成ゴムは、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、ジエン系ゴムが好ましく、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、ポリイソプレン(IR)、ポリブタジエン(BR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及びブチルゴム等がある。
ここで、平均繊維径及び平均繊維長さは、繊維をエチレングリコール溶液中に分散させ、細孔電気抵抗法(コールター原理法)により計測する。
また、上記セルロースナノ繊維はゴム成分100質量部に対して、1〜50質量部の範囲、特に、3〜20質量部の範囲で含まれることが好ましい。繊維の量が少ないと補強効果が十分でなく、逆に多いとゴムの加工性が悪くなってくる。
本発明において、混合液から水を除去するのには、例えば、オーブン乾燥、凍結乾燥、噴露乾燥などの一般的方法によることができる。
本発明における上記混合液の固形分濃度には特に限定はないが、40質量%以下であるのが好ましく、更に5〜15質量部の範囲にあるのが好ましい。この固形分濃度が40質量%を超えると、混合液の粘度が高くなり過ぎ、繊維の分散性が低下する。
またゴム組成物に、上記ゴム成分100質量部に対してカーボンブラックが40質量部以上、更には40乃至100質量部、特に、50乃至100質量部配合させることが好ましい。カーボンブラックは、通常ゴム業界で用いられるものから適宜選択することができ、例えば、SRF、GPF、FER、HAF、ISAF等を挙げることができるが、中でもGPF、HAFが物性とコストのバランスの面から好ましい。
これをバットに展開し、温度100℃オーブン中にて乾燥固化させ、セルロース繊維複合天然ゴムを得た(繊維複合ゴム)。
繊維複合ゴムのゴム成分100質量部に対して、下記の表1に示す構成により、ラボ混練機により通常の混練を行い、得られた混合物を加圧プレス加硫し、厚さ2mmのゴムシートを得た。
評価試験
ゴムシートを所定のダンベルを打ち抜いき、ASTM D412に準じた加硫ゴムの引張り試験を行い、破断応力と破断歪みを測定した。測定値は、比較例1の値を100として、それぞれの実施例の値をそのインデックス表示としたものである。
Claims (8)
- ゴム成分中に、セルロースナノ繊維及び分散剤を含むゴム組成物。
- 上記セルロースナノ繊維は、平均繊維径が1〜1000nmの範囲にあり、平均繊維長さが0.1〜100μmの範囲にある請求項1記載のゴム組成物。
- 上記セルロースナノ繊維はゴム成分100質量部に対して、1〜50の範囲で含まれる請求項1又は2記載のゴム組成物。
- 上記分散剤は、セルロースナノ繊維に対して0.05〜25質量%の範囲で含まれる請求項1〜3の何れかの項に記載のゴム組成物。
- 上記分散剤は、その分子鎖中にセルロース繊維の−OHと水素結合能を有する部位を有する請求項1〜4の何れかの項に記載のゴム組成物。
- 上記分散剤は、該部位がアクリルアミド成分からなるポリアクリルアミド系分散剤である請求項5記載のゴム組成物。
- 上記請求項1〜6の何れかの項に記載のゴム組成物の製造方法において、ゴムラテックスと、水に分散させた上記繊維のスラリーとを混合した後、混合液を乾燥して水を除去して得ることを特徴とするゴム組成物の製造方法。
- 上記スラリーに上記分散剤を添加する請求項7記載のゴム組成物の製造方法。
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