JP2013204009A - タイヤ用ゴム組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリカを主たる補強性充填剤として含有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法において、ゴム成分を構成する2種以上のジエン系ゴムのうち、最も体積比率が大きい主ジエン系ゴムに導電性物質を添加混合し、得られた混合物に他のジエン系ゴムと補強性充填剤を混合することにより、連続相を形成する主ジエン系ゴムにカーボンナノチューブや気相法炭素繊維などの導電性物質を偏在させる。
【選択図】図1
Description
・SBR2:アミノ基及びアルコキシシリル基が導入された末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム、JSR(株)製「HPR350」
・SBR3ラテックス:スチレンブタジエンゴムラテックス、固形分濃度(DRC):50質量%、JSR(株)製「ローデックス」
・SBR3乾燥物:SBR3ラテックスを60℃オーブン中で水分率が0.8質量%になるまで凝固乾燥させて得られたスチレンブタジエンゴム
・BR:ポリブタジエンゴム、宇部興産株式会社製「BR150B」
・NR1:RSS#3
・NR2ラテックス:天然ゴムラテックス、固形分濃度(DRC):60質量%、レヂテックス(株)製「NRラテックス」
・NR2乾燥物:NR2ラテックスに蟻酸を添加しpH4に調整した後、60℃オーブン中で水分率0.8質量%になるまで乾燥させて得られた天然ゴム
・カーボンブラック:三菱化学(株)製「ダイヤブラックN339」(比重=1.8)
・CNT:カーボンナノチューブ、(株)名城ナノカーボン製「SWNT APJ」(平均径=1.4nm、平均長=1〜5μm、比重=2.1)
・VGCF−H:気相法炭素繊維、昭和電工(株)製「VGCF−H」(平均径=150nm、平均長=8μm、比重=2.1)
・VGCF−X:気相法炭素繊維、昭和電工(株)製「VGCF−X」(平均径=10〜15nm、平均長=3μm、比重=2.1)
・老化防止剤:6PPD、住友化学(株)製「アンチゲン6C」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1種」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・オイル:JOMOサンエナジー(株)製「プロセスP200」
・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」
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR2に、1.6質量部のCNTを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、CNTの含有率が0.7体積%であるマスターバッチMB1を得た。次いで、バンバリーミキサーを用い、下記表1に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、マスターバッチMB1に、他のジエン系ゴムとともに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR2に、2.3質量部のVGCF−Hを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、VGCF−Hの含有率が1.0体積%であるマスターバッチMB2を得た。該マスターバッチMB2を用い、その他は実施例1と同様に、下記表1に示す配合(質量部)に従ってゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR2に、12質量部のVGCF−Xを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、VGCF−Xの含有率が5.0体積%であるマスターバッチMB3を得た。該マスターバッチMB3を用い、その他は実施例1と同様に、下記表1に示す配合(質量部)に従ってゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを用い、下記表1に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、ジエン系ゴムに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR2に、42質量部のカーボンブラックを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、カーボンブラックの含有率が18体積%であるマスターバッチMB4を得た。該マスターバッチMB4を用い、その他は実施例1と同様に、下記表1に示す配合(質量部)に従ってゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを用い、下記表1に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、ジエン系ゴムにCNTとともに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物は、SBR2を連続相とし、SBR1を分散相とする海−島構造を有するものであり、図2に示すようにCNTは連続相と分散相の全体に分散していた。
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR1に、2.3質量部のCNTを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、CNTの含有率が1.0体積%であるマスターバッチMB5を得た。該マスターバッチMB5を用い、その他は実施例1と同様に、下記表1に示す配合(質量部)に従ってゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物は、SBR2を連続相とし、SBR1を分散相とする海−島構造を有するものであり、図3に示すようにCNTは分散相に偏在していた。
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR2に、3.4質量部のVGCF−Hを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、VGCF−Hの含有率が1.5体積%であるマスターバッチMB6を得た。次いで、バンバリーミキサーを用い、下記表2に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、マスターバッチMB6に、他のジエン系ゴムとともに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを用い、下記表2に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、ジエン系ゴムに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。
バンバリーミキサーを用い、下記表2に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、ジエン系ゴムにVGCF−Hとともに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物は、SBR2を連続相とし、SBR1、BR及びNR1を分散相とする海−島構造を有するものであり、連続相と分散相の全体にVGCF−Hが分散していた。
バンバリーミキサーを使用し、100質量部のSBR1に、3.4質量部のVGCF−Hを添加し、混練(排出温度=120℃)することにより、VGCF−Hの含有率が1.5体積%であるマスターバッチMB7を得た。該マスターバッチMB7を用い、その他は実施例4と同様に、下記表2に示す配合(質量部)に従ってゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物は、SBR2を連続相とし、SBR1、BR及びNR1を分散相とする海−島構造を有するものであり、分散相のSBR1にVGCF−Hが偏在していた。
高圧ホモジナイザーを用いて、CNTを水に分散させて1.6質量%の水分散液を得た。得られた水分散液を、100質量部(DRC換算)のNR2ラテックスに添加し、凝固装置としてカワタ製スーパーミキサーSM−20を使用し、せん断羽根を周速24m/sで回転させ凝固物を生成した。なお回転開始後4分経過後に凝固剤としてギ酸10質量%水溶液を添加し、pH3〜4に調整しさらに2分間攪拌した。その後 固形分を60℃オーブン中で水分が0.8質量%になるまで乾燥させて、CNTの含有率が0.7体積%であるマスターバッチMB8を得た。次いで、バンバリーミキサーを用い、下記表3に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、マスターバッチMB8に、他のジエン系ゴムとともに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物は、NR2を連続相とし、SBR1を分散相とする海−島構造を有するものであり、連続相にCNTが偏在していた。
バンバリーミキサーを用い、下記表3に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、ジエン系ゴムに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。
高圧ホモジナイザーを用いて、CNTを水に分散させて2.1質量%の水分散液を得た。得られた水分散液を、100質量部(DRC換算)のSBR3ラテックスに添加し、凝固装置としてカワタ製スーパーミキサーSM−20を使用し、せん断羽根を周速24m/sで回転させ凝固物を生成した。なお回転開始後4分経過後に凝固剤としてギ酸10質量%水溶液を添加し、pH3〜4に調整しさらに2分間攪拌した。その後 固形分を60℃オーブン中で水分が0.8質量%になるまで乾燥させて、CNTの含有率が0.9体積%であるマスターバッチMB9を得た。次いで、バンバリーミキサーを用い、下記表4に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、マスターバッチMB9に、他のジエン系ゴムとともに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物は、SBR3を連続相とし、NR1を分散相とする海−島構造を有するものであり、連続相にCNTが偏在していた。
バンバリーミキサーを用い、下記表4に示す配合(質量部)に従って、ノンプロ混合段階で、ジエン系ゴムに、硫黄と加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し、4分間混練して約160℃にて排出した。次いで、得られたノンプロ混合物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し、約1.5分間混練して100℃以下で排出することにより、ゴム組成物を調製した。
Claims (8)
- シリカを主たる補強性充填剤として含有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、ゴム成分を構成する2種以上のジエン系ゴムのうち、最も体積比率が大きい主ジエン系ゴムに導電性物質を添加混合し、得られた混合物に他のジエン系ゴムと補強性充填剤を混合することを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記導電性物質がカーボンナノチューブ及び気相法炭素繊維からなる群から選択された少なくとも1種の導電性炭素繊維であることを特徴とする請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記導電性物質を、該導電性物質と前記主ジエン系ゴムの合計量に対して0.5〜6体積%の割合で、前記主ジエン系ゴムに添加混合することを特徴とする請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記主ジエン系ゴムのラテックスに前記導電性物質の水系分散液を添加混合し、乾燥させて前記混合物を得ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- シリカを主たる補強性充填剤として含有するタイヤ用ゴム組成物であって、ゴム成分が2種以上のジエン系ゴムからなり、そのうち最も体積比率が大きく連続相を形成する主ジエン系ゴムに導電性物質が偏在したことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
- 前記導電性物質がカーボンナノチューブ及び気相法炭素繊維からなる群から選択された少なくとも1種の導電性炭素繊維であることを特徴とする請求項5記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記主ジエン系ゴムは、前記ゴム成分中に含まれる割合が30〜70体積%であり、
前記導電性物質は、該導電性物質と前記主ジエン系ゴムの合計量に対して0.5〜6体積%の割合で含まれることを特徴とする請求項5又は6記載のタイヤ用ゴム組成物。 - 前記シリカを、前記ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部含有することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物。
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