JP2012149134A - 改質天然ゴム、その製造方法、タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ケン化天然ゴムラテックスから得られた凝集ゴムを塩基性化合物で処理し、更に酸性化合物で処理して得られる改質天然ゴムに関する。
【選択図】なし
Description
本発明の改質天然ゴムは、ケン化天然ゴムラテックスから得られた凝集ゴムを塩基性化合物で処理し、更に酸性化合物で処理して得られるものである。
工程1では、天然ゴムラテックスをケン化処理する。これにより、リン脂質やタンパク質が分解される。
工程2では、前記工程1で得られたケン化天然ゴムラテックスを凝集させて得られた凝集ゴムを塩基性化合物で処理する。これにより、凝集ゴム中に強く付着したタンパク質などを充分に除去でき、良好な低燃費性が得られる。
塩基性化合物で処理された後、凝集ゴムは酸性化合物で処理される。工程2の塩基性化合物の処理に起因して耐熱老化性が低下する傾向があるが、更に酸性化合物で処理することで、そのような問題を防止し、良好な耐熱老化性が得られる。
なお、リン含有量、窒素含有量は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。
なお、重量平均分子量(Mw)保持率は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分とカーボンブラック及び/又は白色充填剤とを含み、該ゴム成分中に上記改質天然ゴムを所定量含む。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
以下に、実施例で用いた各種薬品について説明する。
フィールドラテックス:Muhibba社から入手したフィールドラテックス
エマールE−27C(界面活性剤):花王(株)製のエマールE−27C(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム)
NaOH:和光純薬工業(株)製のNaOH
Wingstay L(老化防止剤):ELIOKEM社製のWingstay L(ρ−クレゾールとジシクロペンタジエンとの縮合物をブチル化した化合物)
エマルビンW(界面活性剤):LANXESS社製のエマルビンW(芳香族ポリグリコールエーテル)
タモールNN9104(界面活性剤):BASF社製のタモールNN9104(ナフタレンスルホン酸/ホルムアルデヒドのナトリウム塩)
Van gel B(界面活性剤):Vanderbilt社製のVan gel B(マグネシウムアルミニウムシリケートの水和物)
TSR:NR(TSR)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックI(ISAFクラス)(N2SA:114m2/g)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
老化防止剤6C:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
不溶性硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤TBBS(NS):大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
(老化防止剤分散体の調製)
水 462.5gにエマルビンW 12.5g、タモールNN9104 12.5g、Van gel B 12.5g、Wingstay L 500g(合計1000g)をボールミルで16時間混合し、老化防止剤分散体を調製した。
フィールドラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、該ラテックス1000gに、10%エマールE−27C水溶液25gと25%NaOH水溶液60gを加え、室温で24時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。次いで、老化防止剤分散体6gを添加し、2時間撹拌した後、更に水を添加してゴム濃度15%(w/v)となるまで希釈した。その後、ゆっくり撹拌しながらギ酸を添加しpHを4.0に調整し、カチオン系高分子凝集剤を添加し、2分間撹拌し、凝集させた。これにより得られた凝集物(凝集ゴム)の直径は3〜15mm程度であった。得られた凝集物を取り出し、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに、常温で4時間浸漬した後、ゴムを取出した。これに、水1000mlを加え2分間撹拌し、極力水を取り除く作業を2回繰り返した。その後、水500mlを添加し、pH4になるまで2質量%ギ酸を添加し、15分間撹拌した。その後水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
実施例1と同様の条件で得た凝集ゴムを、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに常温で4時間浸漬した後、ゴムを取出した。取り出したゴムにpH4になるまで2質量%ギ酸を添加し、5分間撹拌した。その後水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を5回繰返した後、ゴムを70℃で14時間乾燥して固形ゴムを得た。
実施例1と同様の条件で得た凝集ゴムを、2質量%のアンモニア水溶液1000mlに常温で2時間浸漬した後、ゴムを取出し、水1000mlで洗浄を2回繰り返した。その後水500mlを添加し、pH4になるまで2質量%ギ酸を添加し、15分間撹拌した。その後水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
実施例1と同様の条件で得た凝集ゴムを、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに常温で2時間浸漬した後、ゴムを取出し、水1000mlで洗浄を2回繰り返した。その後水500mlを添加し、pH3.5になるまで10質量%酢酸を添加し、15分間撹拌した。その後水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
実施例1と同様の条件で得た凝集ゴムを、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに常温で2時間浸漬した後、ゴムを取出し、水1000mlで洗浄を2回繰り返した。その後水500mlを添加し、pH4.5になるまで0.5質量%硫酸を添加し、15分間撹拌した。その後水を極力取り除き、水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
ギ酸を添加しなかった点以外は、実施例1と同様の条件で、固形ゴムを得た。
炭酸ナトリウム水溶液、ギ酸を添加しなかった点以外は、実施例1と同様の条件で、固形ゴムを得た。
フィールドラテックスの固形分濃度(DRC)を15%(w/v)に調整した後、ゆっくり撹拌しながらギ酸を添加しpHを4.0に調整し、凝集させた。得られた凝集ゴムを水洗しながらクレーピングで数回通過させ、薄いゴムシートを得、これをオーブン中で、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
実施例1と同様の条件で得た凝集ゴムを、0.5質量%の塩化ナトリウム水溶液に8時間浸漬した後、ゴムを取り出し、水1000mlで洗浄を2回繰り返した。その後2%ギ酸を500ml、水を500ml添加し、15分間撹拌した。水1000mlで洗浄する作業をさらに3回繰り返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴムを得た。
比較例5の固形ゴムとして、TSRを用いた。
(アセトン抽出(試験片の作製))
各固形ゴムを1mm角に細断したサンプルを約0.5g用意した。サンプルをアセトン50g中に浸漬して、室温(25℃)で48時間後にゴムを取出し、乾燥させ、各試験片(老化防止剤抽出済み)を得た。
(測定)
得られた試験片の窒素含有量を以下の方法で測定した。
窒素含有量は、微量窒素炭素測定装置「SUMIGRAPH NC95A((株)住化分析センター製)」を用いて、上記で得られたアセトン抽出処理済みの各試験片を分解、ガス化し、そのガスをガスクロマトグラフ「GC−8A((株)島津製作所製)」で分析して窒素含有量を定量した。
ICP発光分析装置(P−4010、(株)日立製作所製)を使用してリン含有量を求めた。
老化前後における各固形ゴムの重量平均分子量を測定し、耐熱老化性を求めた。老化処理は、各ゴムを2〜5mm角に細断し、80℃で72時間オーブン中に保管することにより行った。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフを用いて、イソプレンを標準物質として測定した。
なお、耐熱老化性は、分子量保持率(老化後の分子量/老化前の分子量×100)(%)で表した。値が大きいほど、耐熱老化性が優れていることを示す。
(ゴム試験片の作製)
表2に示す配合処方に従って、1.7Lバンバリーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練りした。次に、ロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を150℃で12分間プレス加硫して加硫物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物、加硫物を下記により評価し、結果を表2に示した。
(株)島津製作所製のムーニービスコメーターで、130℃における、トルク10ポイント上昇までの時間をT10(スコーチタイム(分))として求めた。なお測定前に試料(未加硫ゴム組成物)は1分間予熱されている。T10が大きいほど早期加硫が生じにくい。
<T95:最適加硫時間>
JSRトレーディング社のキュラストメーター7で、150℃で加硫曲線を測定した。常法に従い、最高トルクと最低トルクの差の95%(最低トルク+(最高トルク−最低トルク)×0.95)に達するまでの時間をT95(最適加硫時間(分))として求めた。T95が小さいほど加硫速度が早いことを示す。
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み1%、周波数10Hzの条件下で、各配合(加硫物)の損失正接(tanδ)を測定し、比較例8の転がり抵抗指数を100として、下記計算式により算出した。転がり抵抗指数が小さいほど、転がり抵抗が低減され、好ましいことを示す。
(転がり抵抗指数)=(各配合のtanδ)/(比較例8のtanδ)×100
Claims (9)
- ケン化天然ゴムラテックスから得られた凝集ゴムを塩基性化合物で処理し、更に酸性化合物で処理して得られる改質天然ゴム。
- 前記塩基性化合物は、塩基性無機化合物である請求項1に記載の改質天然ゴム。
- 前記塩基性無機化合物は、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属炭酸水素塩、金属リン酸塩及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも1種である請求項2に記載の改質天然ゴム。
- 塩基性化合物による処理時間が1分〜48時間である請求項1〜3のいずれかに記載の改質天然ゴム。
- アセトン中に室温下で48時間浸漬した後の窒素含有量が0.15質量%以下である請求項1〜4のいずれかに記載の改質天然ゴム。
- リン含有量が200ppm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の改質天然ゴム。
- 天然ゴムラテックスをケン化処理する工程1と、
前記工程1で得られたケン化天然ゴムラテックスを凝集させて得られた凝集ゴムを塩基性化合物で処理する工程2と、
酸性化合物で処理する工程3とを含む請求項1〜6のいずれかに記載の改質天然ゴムの製造方法。 - ゴム成分とカーボンブラック及び/又は白色充填剤とを含み、
前記ゴム成分100質量%中、請求項1〜6のいずれかに記載の改質天然ゴムの含有量が5質量%以上であるタイヤ用ゴム組成物。 - 請求項8に記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
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