JP2013203803A - Rubber/cellulose master batch and rubber composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber/cellulose master batch which can improve dispersibility of a fibrillated cellulose fiber into a rubber component and can exhibit an excellent reinforcing effect.SOLUTION: Mechanical shearing force is applied to an aqueous suspension containing a cellulose fiber and a water-soluble cellulose derivative to fibrillate the cellulose fiber. The obtained aqueous suspension, which contains the fibrillated cellulose fiber and the water-soluble cellulose derivative, is mixed with rubber latex to obtain a liquid mixture. The liquid mixture is dried to obtain the rubber/cellulose master batch. The obtained rubber/cellulose master batch is blended into a rubber composition.

Description

本発明は、フィブリル化セルロース繊維を含有するゴム/セルロースマスターバッチ及びその製造方法、並びに該マスターバッチを用いたゴム組成物に関するものである。   The present invention relates to a rubber / cellulose masterbatch containing fibrillated cellulose fibers, a method for producing the same, and a rubber composition using the masterbatch.

セルロースは樹脂やゴムに対する補強効果が知られており、例えば、下記特許文献1には、タイヤ用ゴム組成物の高剛性化を目的として、微粉末セルロース繊維を補強剤として用いることが提案されている。しかしながら、このようなセルロース粉末は繊維が絡み合った粒子状であり、セルロースの微細繊維形状を活かした高い補強効果を得るには改善の余地がある。   Cellulose is known to have a reinforcing effect on resins and rubbers. For example, Patent Document 1 listed below proposes using finely powdered cellulose fibers as a reinforcing agent for the purpose of increasing the rigidity of a tire rubber composition. Yes. However, such cellulose powder is in the form of particles in which fibers are intertwined, and there is room for improvement in order to obtain a high reinforcing effect utilizing the fine fiber shape of cellulose.

また、下記特許文献2には、ゴム組成物の補強性を高めるためにセルロースなどの短繊維をフィブリル化するとともに、そのゴム中への分散性を向上するために、フィブリル化短繊維の水分散液とゴムラテックスとを攪拌混合し、その混合液から水を除去することでゴム/短繊維マスターバッチを得ることが開示されている。しかしながら、フィブリル化されたセルロース繊維は凝集しやすく、ゴム成分中に均一に分散させるのは困難であり、微細繊維形状を活かした高い補強効果を得るには改善の余地がある。   Further, in Patent Document 2 below, short fibers such as cellulose are fibrillated in order to enhance the reinforcing property of the rubber composition, and water dispersion of fibrillated short fibers is performed in order to improve dispersibility in the rubber. It is disclosed that a rubber / short fiber master batch is obtained by stirring and mixing a liquid and a rubber latex and removing water from the mixed liquid. However, fibrillated cellulose fibers tend to aggregate and are difficult to disperse uniformly in the rubber component, and there is room for improvement in order to obtain a high reinforcing effect utilizing the fine fiber shape.

下記特許文献3には、ミクロフィブリルセルロースとゴムとの相溶性を向上するために、アセチル化やアルキルエステル化等の化学変性を行った化学変性ミクロフィブリルセルロースを、ゴム組成物に配合することが開示されている。しかしながら、ミクロフィブリルセルロースの高分散化を目的として水溶性セルロース誘導体を用いることは開示されていない。   In Patent Document 3 listed below, in order to improve the compatibility between microfibril cellulose and rubber, chemically modified microfibril cellulose subjected to chemical modification such as acetylation or alkyl esterification may be added to the rubber composition. It is disclosed. However, use of a water-soluble cellulose derivative for the purpose of highly dispersing microfibril cellulose is not disclosed.

下記特許文献4には、ミクロフィブリルセルロースとミネラル粒子を組み合わせた乾燥物を、ゴム組成物に配合することが開示されており、また、該ミクロフィブリルに添加剤としてカルボキシ化セルロースを組み合わせ可能なことが開示されている。また、この文献には、該乾燥物をポリマーの補強充填剤として用いる際に、ポリマーとしてのラテックスに該乾燥物を混合することが開示されている。しかしながら、水溶性セルロース誘導体の存在下でセルロース繊維をフィブリル化することは開示されていない。   Patent Document 4 listed below discloses that a dry product obtained by combining microfibril cellulose and mineral particles is blended in a rubber composition, and that the carboxylated cellulose can be combined with the microfibril as an additive. Is disclosed. Further, this document discloses that when the dried product is used as a reinforcing filler for a polymer, the dried product is mixed with latex as a polymer. However, fibrillation of cellulose fibers in the presence of a water-soluble cellulose derivative is not disclosed.

特開2005−75856号公報JP-A-2005-75856 特開2006−206864号公報JP 2006-206864 A 特開2009−84564号公報JP 2009-84564 A 特表2002−503621号公報JP-T-2002-503621

本発明は、フィブリル化セルロース繊維のゴム成分への分散性を向上することで優れた補強効果を発揮することができるゴム/セルロースマスターバッチを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a rubber / cellulose masterbatch that can exhibit an excellent reinforcing effect by improving the dispersibility of fibrillated cellulose fibers in a rubber component.

本発明に係るゴム/セルロースマスターバッチの製造方法は、セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を含む水懸濁液に機械的剪断力を与えて前記セルロース繊維をフィブリル化し、得られた水懸濁液とゴムラテックスとを混合し、その混合液を乾燥させることを特徴とするものである。本発明に係るゴム/セルロースマスターバッチは、該製造方法で製造されたものである。本発明に係るゴム組成物は、該製造方法で製造したゴム/セルロースマスターバッチを配合してなるものである。   The method for producing a rubber / cellulose masterbatch according to the present invention comprises subjecting an aqueous suspension containing cellulose fibers and a water-soluble cellulose derivative to mechanical shearing force to fibrillate the cellulose fibers, and an aqueous suspension obtained. The rubber latex is mixed and the mixed solution is dried. The rubber / cellulose masterbatch according to the present invention is produced by the production method. The rubber composition according to the present invention is obtained by blending the rubber / cellulose master batch produced by the production method.

本発明によれば、水溶性セルロース誘導体を用いたことによりフィブリル化セルロース繊維が水懸濁液中で高分散化される。かかる高分散化された水懸濁液にゴムラテックスを混合し、乾燥してマスターバッチ化することにより、フィブリル化セルロース繊維のゴム成分への分散性及び密着性が向上するので、優れた補強効果を発揮することができるゴム/セルロースマスターバッチが得られる。そのため、該マスターバッチを用いることで、高い剛性と機械的特性を有するゴム組成物を得ることができる。   According to the present invention, fibrillated cellulose fibers are highly dispersed in an aqueous suspension by using a water-soluble cellulose derivative. Mixing rubber latex into such highly dispersed water suspension, drying and masterbatching improves dispersibility and adhesion of fibrillated cellulose fibers to rubber components, so excellent reinforcing effect A rubber / cellulose master batch can be obtained. Therefore, a rubber composition having high rigidity and mechanical properties can be obtained by using the master batch.

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。   Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.

本実施形態に係るゴム/セルロースマスターバッチの製造方法においては、セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を含む水懸濁液に機械的剪断力を与える解繊処理により該セルロース繊維を微細化、即ちフィブリル化する。これにより得られたフィブリル化セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を含む水懸濁液において、水溶性セルロース誘導体は、フィブリル化セルロース繊維の表面に水素結合や疎水性相互作用等により吸着される。特に、セルロース分子骨格を有する水溶性セルロース誘導体は、フィブリル化セルロース繊維に対して効果的に吸着するものと考えられる。このようにして吸着した水溶性セルロース誘導体は、保護コロイドとして働くことにより、フィブリル化セルロース繊維同士の水素結合による凝集を阻害し、よって、フィブリル化セルロース繊維が懸濁液中で高分散化させるものと考えられる。特に、水溶性セルロース誘導体の存在下でフィブリル化(即ち、解繊処理)することにより、水溶性セルロース誘導体をフィブリル化セルロース繊維表面により効果的に吸着させて、フィブリル化セルロース繊維の高分散化効果を発揮することができる。   In the method for producing a rubber / cellulose masterbatch according to the present embodiment, the cellulose fibers are refined, that is, fibrillated by a fibrillation treatment that imparts mechanical shearing force to an aqueous suspension containing cellulose fibers and a water-soluble cellulose derivative. To do. In the aqueous suspension containing the fibrillated cellulose fiber and the water-soluble cellulose derivative thus obtained, the water-soluble cellulose derivative is adsorbed on the surface of the fibrillated cellulose fiber by hydrogen bonding, hydrophobic interaction, or the like. In particular, a water-soluble cellulose derivative having a cellulose molecular skeleton is considered to be effectively adsorbed to fibrillated cellulose fibers. The water-soluble cellulose derivative adsorbed in this manner acts as a protective colloid to inhibit aggregation of fibrillated cellulose fibers due to hydrogen bonding, and thus the fibrillated cellulose fibers are highly dispersed in the suspension. it is conceivable that. In particular, by fibrillating (that is, fibrillation treatment) in the presence of a water-soluble cellulose derivative, the water-soluble cellulose derivative is more effectively adsorbed on the surface of the fibrillated cellulose fiber, and the fibrillated cellulose fiber is highly dispersed. Can be demonstrated.

本実施形態において、解繊処理対象となる上記セルロース繊維としては、木材やもみ殻、藁、竹などの各種天然植物繊維から調製されるセルロース繊維(パルプ)を用いることができる。好ましくは、天然植物繊維を水酸化ナトリウム等の薬品やオゾン等により化学的に処理することで得られた粉末状セルロース繊維を用いることである。かかる粉末状セルロース繊維の平均粒子径は特に限定されないが、100μm以下であることが好ましく、より好ましくは1〜50μmである。ここで、平均粒子径は、レーザ回折・散乱法により求められる平均粒子径(50%積算値の粒径)である。   In the present embodiment, as the cellulose fiber to be defibrated, cellulose fibers (pulp) prepared from various natural plant fibers such as wood, rice husk, straw, and bamboo can be used. Preferably, powdered cellulose fibers obtained by chemically treating natural plant fibers with chemicals such as sodium hydroxide or ozone are used. The average particle diameter of the powdery cellulose fiber is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less, more preferably 1 to 50 μm. Here, the average particle diameter is an average particle diameter (50% integrated value particle diameter) obtained by a laser diffraction / scattering method.

上記水溶性セルロース誘導体としては、セルロース分子の水酸基の水素原子を適度に他の基に置換することで、その水酸基同士の水素結合が起こらないようにした水溶性のセルロースエーテルを用いることができる。より詳細には、下記式(1)で表されるセルロース誘導体であり、式中の3つのRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は炭素数1〜6のカルボキシアルキル基であり、元の3つの水素原子がこれらのアルキル基、ヒドロキシアルキル基及び/又はカルボキシルアルキル基で適度に置換されている。なお、nは1以上の整数である。

Figure 2013203803
As the water-soluble cellulose derivative, water-soluble cellulose ether in which hydrogen atoms of hydroxyl groups of cellulose molecules are appropriately substituted with other groups so that hydrogen bonding between the hydroxyl groups does not occur can be used. More specifically, it is a cellulose derivative represented by the following formula (1), and three Rs in the formula are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a hydroxy group having 1 to 6 carbon atoms. It is an alkyl group or a carboxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the original three hydrogen atoms are appropriately substituted with these alkyl group, hydroxyalkyl group and / or carboxylalkyl group. Note that n is an integer of 1 or more.
Figure 2013203803

水溶性セルロース誘導体の具体例としては、メチルセルロース(式(1)中、R=H又はCH)、エチルセルロース(式(1)中、R=H又はCHCH)などのアルキルセルロース; ヒドロキシエチルセルロース(式(1)中、R=H又は(CHOH)などのヒドロキシアルキルセルロース; ヒドロキシメチルメチルセルロース(式(1)中、R=H、CH又はCHOH)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(式(1)中、R=H、CH又は(CHOH)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(式(1)中、R=H、CH又はCHCHOHCH)、ヒドロキシエチルエチルセルロース(式(1)中、R=H、CHCH又は(CHOH)などのヒドロキシアルキルアルキルセルロース; カルボキシメチルセルロース(式(1)中、R=H、CHCOOH)などのカルボキシアルキルセルロース等が挙げられ、これらはいずれか1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、フィブリル化セルロース繊維に対する吸着性を高める上で、疎水性官能基を有する水溶性セルロース誘導体として、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース及びヒドロキシアルキルアルキルセルロースからなる群から選択された少なくとも1種が好ましく、より好ましくは、アルキルセルロース及びヒドロキシアルキルアルキルセルロースからなる群から選択された少なくとも1種である。 Specific examples of the water-soluble cellulose derivative include alkyl celluloses such as methyl cellulose (in formula (1), R = H or CH 3 ) and ethyl cellulose (in formula (1), R = H or CH 2 CH 3 ); hydroxyethyl cellulose (In formula (1), R = H or (CH 2 ) 2 OH) or the like hydroxyalkyl cellulose; hydroxymethyl methyl cellulose (in formula (1), R = H, CH 3 or CH 2 OH), hydroxyethyl methyl cellulose ( wherein (1), R = H, CH 3 or (CH 2) 2 OH), in hydroxypropylmethyl cellulose (equation (1), R = H, CH 3 or CH 2 CHOHCH 3), hydroxyethyl cellulose (wherein ( 1), R = H, CH 2 CH 3 or (CH 2) 2 OH) hydroxyalkyl alkyl such as Cellulose; (wherein (1), R = H, CH 2 COOH) carboxymethylcellulose include carboxyalkyl cellulose, such as these can be used singly or in combination of any two or more. Among these, at least one selected from the group consisting of alkylcellulose, hydroxyalkylcellulose and hydroxyalkylalkylcellulose is used as a water-soluble cellulose derivative having a hydrophobic functional group in order to enhance the adsorptivity to fibrillated cellulose fibers. It is preferably at least one selected from the group consisting of alkyl cellulose and hydroxyalkyl alkyl cellulose.

水溶性セルロース誘導体のエーテル化度(置換度)は0.1〜3.0の範囲、通常は0.1〜2.5である。特に限定するものではないが、エーテル化度は、0.2〜2.0の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.5の範囲である。なお、エーテル化度とは、無水グルコース1単位当たりのエーテル置換基数である。   The degree of etherification (substitution degree) of the water-soluble cellulose derivative is in the range of 0.1 to 3.0, usually 0.1 to 2.5. Although not particularly limited, the degree of etherification is preferably in the range of 0.2 to 2.0, and more preferably in the range of 0.5 to 1.5. The degree of etherification is the number of ether substituents per unit of anhydrous glucose.

解繊処理に用いる水懸濁液は、上記のセルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を含有するものであり、即ち、セルロース繊維が水中に分散してなるスラリーである。これは、セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を水に混合攪拌することにより調製することができ、水溶性セルロース誘導体は水中に溶解して該水懸濁液中でセルロース繊維表面に水素結合や疎水性相互作用等により吸着される。該水懸濁液中におけるセルロース繊維の濃度は特に限定されないが、0.5〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜20質量%である。また、水溶性セルロース誘導体は、該セルロース繊維に対して0.1〜50質量%の範囲で添加されることが好ましく、すなわち、セルロース繊維100質量部に対する水溶性セルロース誘導体の量が0.1〜50質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜25質量部であり、更に好ましくは1〜10質量部である。   The aqueous suspension used for the defibrating treatment contains the cellulose fiber and the water-soluble cellulose derivative, that is, a slurry in which the cellulose fiber is dispersed in water. This can be prepared by mixing and stirring the cellulose fiber and water-soluble cellulose derivative in water. The water-soluble cellulose derivative is dissolved in water and hydrogen bonds and hydrophobicity are formed on the surface of the cellulose fiber in the aqueous suspension. It is adsorbed by interaction. Although the density | concentration of the cellulose fiber in this water suspension is not specifically limited, It is preferable that it is 0.5-30 mass%, More preferably, it is 1-20 mass%. The water-soluble cellulose derivative is preferably added in the range of 0.1 to 50% by mass with respect to the cellulose fiber, that is, the amount of the water-soluble cellulose derivative is 0.1 to 100 parts by mass of the cellulose fiber. It is preferable that it is 50 mass parts, More preferably, it is 0.1-25 mass parts, More preferably, it is 1-10 mass parts.

該水懸濁液に機械的剪断力を与える解繊処理としては、特に限定されず、石臼法(別称:ディスクミル、グラインダー)による磨砕処理の他、高圧ホモジナイザー、ジェットミル、ボールミル等が挙げられる。ここで、石臼法では、複数枚の砥粒板を対向させて配置した擦り合せ部に、上記水懸濁液を通過させることにより、セルロース繊維が微細化(即ち、フィブリル化)される。このようにして解繊処理した水懸濁液においては、セルロース繊維がフィブリル化(ミクロフィブリル化)された状態で水中に分散するとともに、水溶性セルロース誘導体がフィブリル化セルロース繊維表面に水素結合や疎水性相互作用等によって吸着され、保護コロイドとして働くことでフィブリル化セルロース繊維を高分散化させる。   The defibrating treatment that imparts mechanical shearing force to the aqueous suspension is not particularly limited, and examples thereof include a high-pressure homogenizer, a jet mill, a ball mill, and the like in addition to a grinding treatment by a stone mill method (other names: disk mill, grinder). It is done. Here, in the stone mill method, cellulose fibers are refined (that is, fibrillated) by passing the aqueous suspension through a rubbing portion arranged with a plurality of abrasive grain plates facing each other. In the aqueous suspension thus fibrillated, the cellulose fibers are dispersed in water in a fibrillated (microfibrillated) state, and the water-soluble cellulose derivative is bonded to the surface of the fibrillated cellulose fibers with hydrogen bonds and hydrophobicity. The fibrillated cellulose fibers are highly dispersed by being adsorbed by sexual interaction and acting as a protective colloid.

フィブリル化セルロース繊維の直径(即ち、繊維径)は、特に限定されないが、平均繊維径が0.003〜10μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.01〜1μmである。また、フィブリル化セルロース繊維の長さ(即ち、繊維長)も、特に限定されないが、平均繊維長が1〜1000μmの範囲内であることが好ましい。ここで、平均繊維径は、走査型電子顕微鏡観察(SEM)像より、フィブリル化セルロース繊維を10個無作為に抽出し、短径を測定してその相加平均を平均繊維径とする。平均繊維長は、カジャーニ(KAJAANI)社の繊維長測定機(FS−200)を用い、JIS P8121により測定される。   Although the diameter (namely, fiber diameter) of a fibrillated cellulose fiber is not specifically limited, It is preferable that an average fiber diameter exists in the range of 0.003-10 micrometers, More preferably, it is 0.01-1 micrometer. Further, the length of the fibrillated cellulose fiber (that is, fiber length) is not particularly limited, but the average fiber length is preferably in the range of 1 to 1000 μm. Here, as for the average fiber diameter, ten fibrillated cellulose fibers are randomly extracted from a scanning electron microscope observation (SEM) image, the short diameter is measured, and the arithmetic average is defined as the average fiber diameter. The average fiber length is measured according to JIS P8121 using a fiber length measuring machine (FS-200) manufactured by KAJANI.

本実施形態に係るゴム/セルロースマスターバッチの製造方法においては、上記のようにして解繊処理した水懸濁液と、ゴムラテックスと、を混合し、その混合液を乾燥させる。このように水溶性セルロース誘導体の吸着により物理的に表面修飾されたフィブリル化セルロース繊維は、更にゴムラテックスと混合され、乾燥されるが、水溶性セルロース誘導体の存在により、ゴム成分への分散性及びゴム成分との密着性が高まるものと考えられ、その結果、高い補強効果が発揮される。   In the method for producing a rubber / cellulose masterbatch according to this embodiment, the water suspension that has been defibrated as described above and rubber latex are mixed, and the mixture is dried. Thus, the fibrillated cellulose fiber physically surface-modified by adsorption of the water-soluble cellulose derivative is further mixed with the rubber latex and dried, but due to the presence of the water-soluble cellulose derivative, dispersibility in the rubber component and It is considered that the adhesion with the rubber component is enhanced, and as a result, a high reinforcing effect is exhibited.

上記ゴムラテックスとしては、乳化重合法により合成された合成ゴムラテックスの他、天然ゴムラテックス(例えば、フィールドラテックス、濃縮ラテックス等)や、溶液重合法により合成されたゴムを水中に乳化分散させたラテックス等、各種のゴムラテックスを用いることができる。ラテックス中におけるゴム成分(ゴムポリマー)の含有率は、特に限定されないが、一般には10〜70質量%のものを用いることができる。該ゴム成分として、具体的には、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、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(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)などの各種ジエン系ゴムが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても2種以上併用してもよい。好ましくは、NR、IR、SBR、BR又はこれらの2種以上のブレンドゴムを用いることである。   As the rubber latex, in addition to a synthetic rubber latex synthesized by an emulsion polymerization method, a natural rubber latex (for example, a field latex, a concentrated latex, etc.) or a latex obtained by emulsifying and dispersing a rubber synthesized by a solution polymerization method in water. Various rubber latexes can be used. The content of the rubber component (rubber polymer) in the latex is not particularly limited, but generally 10 to 70% by mass can be used. Specific examples of the rubber component include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber ( IIR) and other diene rubbers may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more. Preferably, NR, IR, SBR, BR, or a blend rubber of two or more of these is used.

フィブリル化セルロース繊維及び水溶性セルロース誘導体を含む水懸濁液とゴムラテックスとの混合方法は、特に限定されず、例えば、ホモジナイザー、プロペラ式攪拌装置、ロータリー式攪拌装置などの公知の混合機を用いて行うことができる。   The mixing method of the water suspension containing the fibrillated cellulose fiber and the water-soluble cellulose derivative and the rubber latex is not particularly limited. For example, a known mixer such as a homogenizer, a propeller type stirring device, or a rotary type stirring device is used. Can be done.

このようにして得られた混合液を乾燥させてゴムマスターバッチを得る手法としては、特に限定されず、噴霧乾燥、自然乾燥、オーブン乾燥、凍結乾燥などの一般的方法により混合液から水を除去すればよい。好ましくは、噴霧乾燥することであり、フィブリル化セルロース繊維の表面に水溶性セルロース誘導体が良好に吸着した状態でゴム/セルロースマスターバッチを調製することができ、フィブリル化セルロース繊維のゴムへの分散性、密着性をより向上することができる。噴霧乾燥は、公知のスプレードライ装置を用いて行うことができる。噴霧乾燥方式としては、ノズル式、ディスク式等を挙げることができるが、ノズル式の噴霧乾燥機が好ましい。乾燥温度としては、100℃以上であることが好ましく、より好ましくは120℃以上である。乾燥温度の上限は、特に限定されないが、通常は200℃以下である。   The method of obtaining the rubber master batch by drying the liquid mixture thus obtained is not particularly limited, and water is removed from the liquid mixture by a general method such as spray drying, natural drying, oven drying, freeze drying and the like. do it. Preferably, it is spray-dried, and a rubber / cellulose masterbatch can be prepared with the water-soluble cellulose derivative adsorbed well on the surface of the fibrillated cellulose fiber. The dispersibility of the fibrillated cellulose fiber in the rubber , Adhesion can be further improved. Spray drying can be performed using a known spray drying apparatus. Examples of the spray drying method include a nozzle type and a disk type, and a nozzle type spray dryer is preferable. As drying temperature, it is preferable that it is 100 degreeC or more, More preferably, it is 120 degreeC or more. Although the upper limit of drying temperature is not specifically limited, Usually, it is 200 degrees C or less.

このようにして得られる本実施形態のゴム/セルロースマスターバッチにおいて、フィブリル化セルロース繊維とゴム成分との混合比は特に限定されないが、ゴム成分(固形分)100質量部に対して、フィブリル化セルロース繊維が0.5〜100質量部であることが好ましく、より好ましくは1〜50質量部であり、更に好ましくは5〜30質量部である。このような配合量とすることにより、フィブリル化セルロース繊維による優れた補強効果をより効果的に発揮することができる。   In the rubber / cellulose master batch of the present embodiment thus obtained, the mixing ratio of the fibrillated cellulose fiber and the rubber component is not particularly limited, but the fibrillated cellulose with respect to 100 parts by mass of the rubber component (solid content). It is preferable that a fiber is 0.5-100 mass parts, More preferably, it is 1-50 mass parts, More preferably, it is 5-30 mass parts. By setting it as such a compounding quantity, the outstanding reinforcement effect by a fibrillated cellulose fiber can be exhibited more effectively.

また、該ゴム/セルロースマスターバッチにおいて、水溶性セルロース誘導体の量は、フィブリル化セルロース繊維100質量部に対して0.1〜50質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜25質量部であり、更に好ましくは1〜10質量部である。このような配合量とすることにより、低発熱性の悪化を抑えながら剛性を高めることができる。   In the rubber / cellulose masterbatch, the amount of the water-soluble cellulose derivative is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 0.1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fibrillated cellulose fiber. Part, more preferably 1 to 10 parts by mass. By setting it as such a compounding quantity, rigidity can be improved, suppressing the deterioration of low exothermic property.

本実施形態に係るゴム組成物は、該ゴム/セルロースマスターバッチ(以下、単にマスターバッチということがある。)を含むものである。上記のように該マスターバッチにおいて、フィブリル化セルロース繊維はその繊維表面に水溶性セルロース誘導体が吸着しており、すなわち、水溶性セルロース誘導体で表面処理されたフィブリル化セルロース繊維を含むものである。そのため、該ゴム組成物は、水溶性セルロース誘導体で表面処理されたフィブリル化セルロース繊維を含有する。   The rubber composition according to the present embodiment includes the rubber / cellulose master batch (hereinafter sometimes simply referred to as a master batch). As described above, in the masterbatch, the fibrillated cellulose fiber has a water-soluble cellulose derivative adsorbed on the fiber surface, that is, includes a fibrillated cellulose fiber surface-treated with the water-soluble cellulose derivative. Therefore, the rubber composition contains fibrillated cellulose fibers surface-treated with a water-soluble cellulose derivative.

該ゴム組成物において、ゴム成分は、該マスターバッチ由来のゴムポリマーのみからなるものであってもよいが、該マスターバッチから配合されるものとは別に、通常の天然ゴムやジエン系合成ゴム(例えば、上記のIR、BR、SBR、CR、NBR、IIR等)などの各種ゴムポリマーのいずれか1種以上を含むものであってもよい。ゴム組成物中のゴム成分全体に対する上記マスターバッチ由来のゴム成分は30質量%以上であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上である。   In the rubber composition, the rubber component may be composed only of the rubber polymer derived from the master batch, but apart from the one blended from the master batch, a normal natural rubber or a diene synthetic rubber ( For example, it may contain any one or more of various rubber polymers such as IR, BR, SBR, CR, NBR, IIR and the like. The rubber component derived from the master batch with respect to the entire rubber component in the rubber composition is preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.

また、ゴム組成物中における上記フィブリル化セルロース繊維の含有量は、特に限定されず、ゴム組成物の用途に応じて要求される補強性を発揮するように適宜設定すればよい。好ましくは、ゴム組成物中に含まれる全ゴム成分100質量部に対して、フィブリル化セルロース繊維の含有量が0.1〜50質量部であり、より好ましくは1〜40質量部、更に好ましくは5〜30質量部である。   Moreover, content of the said fibrillated cellulose fiber in a rubber composition is not specifically limited, What is necessary is just to set suitably so that the reinforcement property requested | required according to the use of a rubber composition may be exhibited. Preferably, the content of fibrillated cellulose fiber is 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 40 parts by weight, and still more preferably 100 parts by weight of the total rubber component contained in the rubber composition. 5 to 30 parts by mass.

該ゴム組成物には、シリカやカーボンブラック等の補強性充填剤を、ゴム混練り時に目的に応じて適宜追加で添加することができる。シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカ等が挙げられるが、好ましくは湿式シリカである。シリカの比表面積は特に限定されないが、窒素吸着比表面積が100〜300m/gであることが好ましく、より好ましくは150〜250m/gである。ここで、窒素吸着比表面積は、ISO 5794に記載のBET法に準拠し測定される。また、カーボンブラックとしては、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF等の各種グレードのものを用途に応じて用いることができる。これらのシリカ及び/又はカーボンブラックの配合量は、特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して20〜100質量部であることが好ましく、より好ましくは30〜80質量部である。 A reinforcing filler such as silica or carbon black can be appropriately added to the rubber composition according to the purpose at the time of rubber kneading. Examples of the silica include wet silica and dry silica, but wet silica is preferable. Although the specific surface area of a silica is not specifically limited, It is preferable that a nitrogen adsorption specific surface area is 100-300 m < 2 > / g, More preferably, it is 150-250 m < 2 > / g. Here, the nitrogen adsorption specific surface area is measured according to the BET method described in ISO 5794. Further, as the carbon black, various grades such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, and SRF can be used depending on the application. Although the compounding quantity of these silica and / or carbon black is not specifically limited, It is preferable that it is 20-100 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 30-80 mass parts.

該ゴム組成物には、また、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、樹脂、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム工業において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量はゴム組成物中の全ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、ゴム組成物中の全ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。   The rubber composition is also blended with various additives generally used in the rubber industry, such as softeners, plasticizers, anti-aging agents, zinc white, stearic acid, resins, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators. be able to. Examples of the vulcanizing agent include sulfur, a sulfur-containing compound, and the like, and are not particularly limited. However, the blending amount is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all rubber components in the rubber composition. It is preferable that it is 0.5-5 mass parts. Moreover, as a compounding quantity of a vulcanization accelerator, it is preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of all the rubber components in a rubber composition, More preferably, it is 0.5-5 mass parts. is there.

該ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、上記マスターバッチに添加剤を加えて、常法に従い混練することにより作製することができる。より詳細には、第1混合段階(NP)で、上記マスターバッチと、任意に他のゴム成分と、加硫剤や加硫促進剤などの加硫系添加剤を除く薬品とを、混練し、その後の第2混合段階(FN)で、上記で得られた混練物に加硫系添加剤を添加し混合することにより、ゴム組成物を調製することができる。   The rubber composition can be produced by adding an additive to the master batch and kneading according to a conventional method using a commonly used mixer such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll. More specifically, in the first mixing stage (NP), the master batch, optionally other rubber components, and chemicals excluding vulcanizing additives such as vulcanizing agents and vulcanization accelerators are kneaded. Then, in the subsequent second mixing stage (FN), the rubber composition can be prepared by adding and mixing the vulcanizing additive to the kneaded product obtained above.

このようにして得られるゴム組成物は、常法に従い例えば140〜200℃で加硫成形することにより、例えば、トレッドやサイドウォール、ビードフィラー、リムストリップ等のタイヤ、コンベアベルト、防振ゴムなどの各種用途に用いることができる。好ましくは、該ゴム組成物は、低発熱性の悪化を抑えながら、補強性を高めることができるので、空気入りタイヤのゴム部材として用いることであり、タイヤに要求される補強性と低燃費性のバランスを向上することができる。   The rubber composition thus obtained is vulcanized and molded at 140 to 200 ° C. according to a conventional method, for example, tires such as treads, sidewalls, bead fillers, rim strips, conveyor belts, vibration-proof rubbers, etc. It can be used for various applications. Preferably, the rubber composition can be used as a rubber member of a pneumatic tire because it can enhance the reinforcement while suppressing deterioration of low heat build-up, and the reinforcement and low fuel consumption required for the tire. The balance can be improved.

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

<マスターバッチの調製>
[実施例1]
セルロース繊維として微粉末セルロース(日本製紙ケミカル株式会社製「KCフロックW−400G」)を用い、水溶性セルロース誘導体としてメチルセルロース(和光純薬工業株式会社製「メチルセルロース1500cP」、エーテル化度:0.78〜0.99)を用いた。セルロース繊維20質量部と水溶性セルロース誘導体0.5質量部を水980質量部と混合攪拌して、水懸濁液(スラリー)を調製し、得られた水懸濁液に対して石臼法による磨砕処理を行った。磨砕処理は、増幸産業株式会社製「スーパーマスコロイダーMKCA6−2」(砥粒板:MKG、砥粒の粒度:120番)を用いて、砥粒板のクリアランス:0μm(接触運転)、砥粒板の回転数:1500rpmに設定し、パス回数:5回として、水懸濁液を装置の摺り合わせ部に通過させることにより行った。これにより、フィブリル化セルロース繊維(MFC)とメチルセルロース(MC)を含む水懸濁液を得た。磨砕処理後のフィブリル化セルロース繊維の平均繊維径は15nmであった。
<Preparation of master batch>
[Example 1]
Fine powdered cellulose (“KC Flock W-400G” manufactured by Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) is used as the cellulose fiber, and methylcellulose (“Methylcellulose 1500 cP” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), degree of etherification: 0.78 is used as the water-soluble cellulose derivative. ~ 0.99) was used. 20 parts by mass of cellulose fiber and 0.5 parts by mass of a water-soluble cellulose derivative are mixed and stirred with 980 parts by mass of water to prepare an aqueous suspension (slurry). A grinding process was performed. The grinding treatment was performed using “Supermass colloider MKCA6-2” (abrasive plate: MKG, abrasive grain size: No. 120) manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd., with the clearance of the abrasive plate: 0 μm (contact operation), abrasive The rotation speed of the granule plate was set to 1500 rpm, and the number of passes was set to 5 times, and the aqueous suspension was passed through the sliding portion of the apparatus. Thereby, an aqueous suspension containing fibrillated cellulose fibers (MFC) and methylcellulose (MC) was obtained. The average fiber diameter of the fibrillated cellulose fibers after the grinding treatment was 15 nm.

磨砕処理後の水懸濁液と、スチレンブタジエンゴムラテックス(日本ゼオン株式会社製「SBラテックス Nipol LX110」、固形分濃度=40.5質量%)を、ゴム成分(SBR)100質量部に対してフィブリル化セルロース繊維(MFC)が20質量部となるように、ホモジナイザーを用いて攪拌混合し、得られた混合液を、スプレードライ装置(ヤマト科学株式会社製「スプレードライヤーADL311S−A」)にて、乾燥温度(ノズル温度)=160℃で噴霧乾燥することにより、ゴム/セルロースマスターバッチAを得た。   The water suspension after the grinding treatment and the styrene butadiene rubber latex (“SB Latex Nipol LX110” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., solid content concentration = 40.5% by mass) with respect to 100 parts by mass of the rubber component (SBR) Then, the mixture is stirred and mixed using a homogenizer so that the fibrillated cellulose fiber (MFC) becomes 20 parts by mass, and the obtained mixed solution is put into a spray drying apparatus (“Spray dryer ADL311S-A” manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The rubber / cellulose master batch A was obtained by spray drying at a drying temperature (nozzle temperature) = 160 ° C.

[実施例2]
セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を混合する際に、セルロース繊維20質量部と水溶性セルロース誘導体1質量部を水980質量部と混合し、その他は実施例1と同様にしてゴム/セルロースマスターバッチBを得た。磨砕処理後のフィブリル化セルロース繊維の平均繊維径は12nmであった。
[Example 2]
When mixing the cellulose fiber and the water-soluble cellulose derivative, 20 parts by mass of the cellulose fiber and 1 part by mass of the water-soluble cellulose derivative are mixed with 980 parts by mass of water. Got. The average fiber diameter of the fibrillated cellulose fiber after the grinding treatment was 12 nm.

[実施例3]
セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を混合する際に、セルロース繊維20質量部と水溶性セルロース誘導体5質量部を水980質量部と混合し、その他は実施例1と同様にしてゴム/セルロースマスターバッチCを得た。磨砕処理後のフィブリル化セルロース繊維の平均繊維径は15nmであった。
[Example 3]
When mixing the cellulose fiber and the water-soluble cellulose derivative, 20 parts by mass of the cellulose fiber and 5 parts by mass of the water-soluble cellulose derivative are mixed with 980 parts by mass of water. Got. The average fiber diameter of the fibrillated cellulose fibers after the grinding treatment was 15 nm.

[実施例4]
水溶性セルロース誘導体として、メチルセルロースの代わりに、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC、信越化学工業株式会社製「メトローズ65SH」、エーテル化度:1.8)を用い、その他は実施例1と同様にしてゴム/セルロースマスターバッチDを得た。磨砕処理後のフィブリル化セルロース繊維の平均繊維径は18nmであった。
[Example 4]
As the water-soluble cellulose derivative, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC, “Metrozu 65SH” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., degree of etherification: 1.8) was used in place of methylcellulose. Cellulose masterbatch D was obtained. The average fiber diameter of the fibrillated cellulose fiber after the grinding treatment was 18 nm.

[比較例1]
微粉末セルロース(日本製紙ケミカル株式会社製「KCフロックW−400G」)20質量部を水980質量部に加え攪拌して水懸濁液(スラリー)を調製し、得られた水懸濁液に対して実施例1と同様の磨砕処理を行うことで、フィブリル化セルロース繊維(MFC)を含む水懸濁液を得た。磨砕処理後のフィブリル化セルロース繊維の平均繊維径は20nmであった。得られた水懸濁液と、スチレンブタジエンゴムラテックス(日本ゼオン株式会社製「SBラテックス Nipol LX110」、固形分濃度=40.5質量%)を、ゴム成分(SBR)100質量部に対してフィブリル化セルロース繊維(MFC)が20質量部となるように、ホモジナイザーを用いて攪拌混合し、得られた混合液を、実施例1と同様に噴霧乾燥することでゴム/セルロースマスターバッチEを得た。
[Comparative Example 1]
20 parts by weight of finely powdered cellulose (“KC Flock W-400G” manufactured by Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) is added to 980 parts by weight of water and stirred to prepare an aqueous suspension (slurry). On the other hand, the same grinding treatment as in Example 1 was performed to obtain an aqueous suspension containing fibrillated cellulose fibers (MFC). The average fiber diameter of the fibrillated cellulose fiber after the grinding treatment was 20 nm. The obtained water suspension and styrene butadiene rubber latex (“SB Latex Nipol LX110” manufactured by Zeon Corporation, solid content = 40.5 mass%) are fibrillated with respect to 100 parts by mass of the rubber component (SBR). A rubber / cellulose master batch E was obtained by spray-drying the resulting mixed solution in the same manner as in Example 1 with stirring and mixing using a homogenizer so that the modified cellulose fiber (MFC) was 20 parts by mass. .

[比較例2]
水溶性セルロース誘導体の代わりに、水溶性ポリマーとしてポリエチレンオキシド(PEO、和光純薬工業株式会社製「ポリエチレンオキシド200000」)を用い、その他は実施例1と同様にしてゴム/セルロースマスターバッチFを得た。磨砕処理後のフィブリル化セルロース繊維の平均繊維径は18nmであった。
[Comparative Example 2]
In place of the water-soluble cellulose derivative, polyethylene oxide (PEO, “Polyethylene oxide 200000” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the water-soluble polymer, and the rubber / cellulose master batch F was obtained in the same manner as in Example 1. It was. The average fiber diameter of the fibrillated cellulose fiber after the grinding treatment was 18 nm.

[比較例3]
比較例1と同様に磨砕処理を行った後、得られた水懸濁液に対し、メチルセルロース(和光純薬工業株式会社製「メチルセルロース1500cP」)を、その配合量がフィブリル化セルロース繊維20質量部に対して1質量部となるように添加し、混合攪拌した。その後、実施例1と同様に、スチレンブタジエンゴムラテックスと混合し、更に噴霧乾燥して、ゴム/セルロースマスターバッチGを得た。
[Comparative Example 3]
After grinding treatment in the same manner as in Comparative Example 1, methylcellulose (“Methylcellulose 1500 cP” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the resulting aqueous suspension, and the blending amount thereof was 20 mass of fibrillated cellulose fibers. It added so that it might become 1 mass part with respect to a part, and mixed and stirred. Thereafter, in the same manner as in Example 1, it was mixed with a styrene butadiene rubber latex and further spray-dried to obtain a rubber / cellulose master batch G.

<ゴム組成物の調製及び評価>
下記表1に示す配合(質量部)に従い、まず、第1混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く配合成分について、ラボミキサー(ラボプラストミル)を用いて5分間混練りし、次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、加硫剤である硫黄と加硫促進剤を添加し1分間混合することにより、ゴム組成物を得た。表1中の各成分の詳細は、以下の通りである。
<Preparation and evaluation of rubber composition>
According to the blending (parts by mass) shown in Table 1 below, first, in the first mixing stage, the blending components excluding sulfur and the vulcanization accelerator are kneaded for 5 minutes using a lab mixer (labor plast mill), and then The resulting kneaded product was added with sulfur as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator at the final mixing stage and mixed for 1 minute to obtain a rubber composition. The details of each component in Table 1 are as follows.

・SBR:日本ゼオン株式会社製「SBラテックス Nipol LX110」をそのまま噴霧乾燥して得られたスチレンブタジエンゴム
・シリカ:デグサ社製「Ultrasil VN3」、BET比表面積=175m/g
・酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華3号」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・シランカップリング剤:デグサ社製「Si75」
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
・加硫促進剤CZ:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」
・加硫促進剤D:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
SBR: styrene butadiene rubber obtained by spray-drying “SB Latex Nipol LX110” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. Silica: “Ultrasil VN3” manufactured by Degussa, BET specific surface area = 175 m 2 / g
・ Zinc oxide: “Zinc Hana 3” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
Silane coupling agent: “Si75” manufactured by Degussa
・ Sulfur: “Powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator CZ: “Soccinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator D: “Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

得られた各ゴム組成物を所定の形状に成形後、モールド中で160℃×30分間にて加硫することにより、試験片を作製した。得られた試験片を用いて、補強性の指標としての破断強度TBと、破断時伸びEBと、複素弾性率Eと、低発熱性の指標としての損失係数tanδを測定した。測定方法は以下の通りである。 Each rubber composition obtained was molded into a predetermined shape and then vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes in a mold to prepare a test piece. Using the obtained test pieces, the breaking strength TB, the elongation at break EB, the complex elastic modulus E * as a reinforcement index, and the loss coefficient tan δ as a low heat generation index were measured. The measuring method is as follows.

・TB、EB:JIS K6251に準じた引張り試験(ダンベル状3号形)により、破断強度および破断時の伸びを測定し、比較例4の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、破断強度および破断時伸びが大きいことを示す。 TB, EB: Breaking strength and elongation at break were measured by a tensile test according to JIS K6251 (Dumbell-shaped No. 3 type), and displayed as an index with the value of Comparative Example 4 being 100. The larger the index, the greater the breaking strength and elongation at break.

・E、tanδ:JIS K6394に準じて、温度23℃、周波数10Hz、動歪み2%、静歪み5%の条件で、粘弾性測定試験を行い、複素弾性率Eおよび損失係数tanδを求めて、それぞれ比較例4の値を100とした指数で表示した。E指数が大きいほど、補強性が高く、高剛性化効果に優れることを示し、また、tanδ指数が低いほど、エネルギー損失が小さく、従って発熱しにくく、低発熱性(低燃費性)に優れることを示す。 E * , tan δ: According to JIS K6394, a viscoelasticity measurement test is performed under the conditions of a temperature of 23 ° C., a frequency of 10 Hz, a dynamic strain of 2%, and a static strain of 5% to obtain a complex elastic modulus E * and a loss coefficient tan δ. In each case, the value of Comparative Example 4 was expressed as an index of 100. The larger the E * index, the higher the reinforcement and the higher the rigidity, and the lower the tan δ index, the smaller the energy loss, and thus the less heat is generated, and the lower the heat generation (low fuel consumption). It shows that.

Figure 2013203803
Figure 2013203803

結果は表1に示す通りであり、比較例4では、フィブリル化セルロース繊維を含むマスターバッチを配合することにより、比較例6に対して剛性が高く、低発熱性も改良されていた。実施例5〜8では、水溶性セルロース誘導体で表面処理されたフィブリル化セルロース繊維を含むマスターバッチを配合したことにより、比較例4に対して、更に高剛性化が図られ、機械特性にも優れるとともに、低発熱性も改良されており、これらのバランスに優れるものであった。これに対し、水溶性セルロース誘導体の代わりに、同じく水素結合能を有するPEOを用いた比較例5では、比較例6に対しては性能向上が見られたものの、実施例5〜8のような顕著な性能向上は見られなかった。このように単に水素結合能を有するのみでは顕著な性能向上は見られず、セルロース分子骨格を有する水溶性セルロース誘導体によりフィブリル化セルロース繊維表面に効果的に吸着し、フィブリル化セルロース繊維の凝集を阻害して、ゴム成分に対する分散性とゴム成分との密着性の向上が図られ、これにより高い剛性と機械特性、および低発熱性において顕著な性能向上が得られたものと考えられる。また、比較例7では、セルロース繊維の磨砕処理後に水溶性セルロース誘導体を添加したため、実施例5〜8に比べて、高剛性化と低発熱性の両立効果に劣っていた。   The results are as shown in Table 1. In Comparative Example 4, the masterbatch containing fibrillated cellulose fibers was blended, so that the rigidity was higher than that of Comparative Example 6 and the low heat build-up was improved. In Examples 5 to 8, by adding a masterbatch containing fibrillated cellulose fibers surface-treated with a water-soluble cellulose derivative, higher rigidity was achieved with respect to Comparative Example 4, and mechanical properties were also excellent. At the same time, the low heat build-up was improved and the balance between them was excellent. On the other hand, in Comparative Example 5 using PEO having the same hydrogen bonding ability instead of the water-soluble cellulose derivative, although performance improvement was seen with respect to Comparative Example 6, as in Examples 5-8 There was no significant performance improvement. Thus, no significant performance improvement can be seen only by having a hydrogen bonding ability, and the water-soluble cellulose derivative having a cellulose molecular skeleton effectively adsorbs on the surface of the fibrillated cellulose fiber and inhibits the aggregation of the fibrillated cellulose fiber. Thus, it is considered that the dispersibility with respect to the rubber component and the adhesion between the rubber component are improved, and thereby significant performance improvement is obtained in high rigidity and mechanical characteristics and low heat generation. Moreover, in Comparative Example 7, since the water-soluble cellulose derivative was added after the grinding treatment of the cellulose fiber, compared with Examples 5 to 8, the effect of achieving both high rigidity and low exothermicity was inferior.

Claims (6)

セルロース繊維と水溶性セルロース誘導体を含む水懸濁液に機械的剪断力を与えて前記セルロース繊維をフィブリル化し、得られた水懸濁液とゴムラテックスとを混合し、その混合液を乾燥させることを特徴とするゴム/セルロースマスターバッチの製造方法。   Applying mechanical shearing force to an aqueous suspension containing cellulose fiber and a water-soluble cellulose derivative to fibrillate the cellulose fiber, mixing the obtained aqueous suspension and rubber latex, and drying the mixture A process for producing a rubber / cellulose masterbatch characterized by 前記水溶性セルロース誘導体が、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース及びヒドロキシアルキルアルキルセルロースからなる群から選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載のゴム/セルロースマスターバッチの製造方法。   The method for producing a rubber / cellulose masterbatch according to claim 1, wherein the water-soluble cellulose derivative is at least one selected from the group consisting of alkylcellulose, hydroxyalkylcellulose and hydroxyalkylalkylcellulose. 前記フィブリル化されたセルロース繊維の量が前記ゴムラテックス中のゴム成分100質量部に対して1〜50質量部であることを特徴とする請求項1又は2記載のゴム/セルロースマスターバッチの製造方法。   The method for producing a rubber / cellulose masterbatch according to claim 1 or 2, wherein the amount of the fibrillated cellulose fiber is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber latex. . 前記水溶性セルロース誘導体の量が前記フィブリル化されたセルロース繊維100質量部に対して0.1〜25質量部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム/セルロースマスターバッチの製造方法。   The amount of the water-soluble cellulose derivative is 0.1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fibrillated cellulose fiber. A method for producing a cellulose masterbatch. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法で製造したゴム/セルロースマスターバッチ。   A rubber / cellulose masterbatch produced by the method according to claim 1. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法で製造したゴム/セルロースマスターバッチを配合したゴム組成物。   The rubber composition which mix | blended the rubber / cellulose masterbatch manufactured with the method of any one of Claims 1-4.
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