JP3980001B2 - Rubber composition - Google Patents
Rubber composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP3980001B2 JP3980001B2 JP2004014078A JP2004014078A JP3980001B2 JP 3980001 B2 JP3980001 B2 JP 3980001B2 JP 2004014078 A JP2004014078 A JP 2004014078A JP 2004014078 A JP2004014078 A JP 2004014078A JP 3980001 B2 JP3980001 B2 JP 3980001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rubber
- rubber composition
- weight
- parts
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
本発明は、ゴム組成物に関し、更に詳しくは、塩基性物質をコーティングした改良熱膨張性黒鉛を配合してなるゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition, and more particularly to a rubber composition formed by blending improved thermal expansive graphite coated with a basic substance.
現在、ゴム組成物に対して、種々の目的で膨張黒鉛を配合したものが知られている。例えば、20〜500倍に膨張させた膨張黒鉛をゴムに配合した導電性に優れたゴム組成物は、特許文献1に、また、チタネートカップリング剤で表面処理された膨張黒鉛をゴムに配合した熱伝導率が改善されたゴム組成物は、特許文献2に、更に、中和処理された熱膨張黒鉛をゴムに配合した耐火性ゴム組成物は、特許文献3に開示されている。また、ジエン系ゴムに熱膨張性黒鉛を配合することによって、氷上摩擦性能に優れたゴム組成物が得られることも、既に、特許文献4等によって報告されている。 Currently, rubber compositions containing expanded graphite for various purposes are known. For example, a rubber composition excellent in conductivity in which expanded graphite expanded 20 to 500 times is blended with rubber is blended with Patent Document 1 and expanded graphite surface-treated with a titanate coupling agent. A rubber composition with improved thermal conductivity is disclosed in Patent Document 2, and a refractory rubber composition in which neutralized thermally expanded graphite is blended with rubber is disclosed in Patent Document 3. Moreover, it has already been reported by patent document 4 etc. that the rubber composition excellent in the friction performance on ice is obtained by mix | blending thermally expansible graphite with diene type rubber.
これらの膨張黒鉛は、黒鉛の層状結晶の内部に含浸させてある酸性物質の熱による気化・膨張によって黒鉛膨張体となるが、この時に発生する酸性成分には、ゴム組成物の加硫反応を遅らせたり、架橋密度を低下させたりするという問題がある。一方、混練り時に部分的に破壊された膨張黒鉛粒子から漏出した酸性成分が、他の配合剤に悪影響を与えるという問題もある。 These expanded graphites become graphite expanded bodies by the vaporization and expansion of the acidic substance impregnated inside the graphite layered crystals by heat, and the acidic components generated at this time are subjected to a vulcanization reaction of the rubber composition. There is a problem of delaying or reducing the crosslinking density. On the other hand, there is also a problem that the acidic component leaked from the expanded graphite particles partially destroyed at the time of kneading adversely affects other compounding agents.
よって、本発明では、上記問題点における膨張黒鉛の膨張時に発生する、あるいは混練り時に漏出する酸性成分による悪影響を解消させた熱膨張性黒鉛を配合したゴム組成物を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rubber composition containing thermally expandable graphite in which the adverse effects due to acidic components that occur during expansion of expanded graphite in the above problems or leak during kneading are eliminated. .
本発明によれば、ジエン系ゴム100重量部に対して熱膨張性黒鉛を0.5〜20重量部配合してなるゴム組成物であって、当該熱膨張性黒鉛が、黒鉛粒子に対して0.5〜20重量%量の有機塩基性物質によって表面がコーティングされていることを特徴とするゴム組成物が提供される。 According to the present invention, a rubber composition comprising 0.5 to 20 parts by weight of thermally expandable graphite with respect to 100 parts by weight of diene rubber, the thermally expandable graphite is based on graphite particles. A rubber composition characterized in that the surface is coated with an organic basic substance in an amount of 0.5 to 20% by weight is provided.
また、本発明によれば、上記有機塩基性物質が、式I:
で示される有機塩基性化合物である、上記ゴム組成物が提供される。
Also according to the present invention, the organic basic substance has the formula I:
The rubber composition is an organic basic compound represented by the formula:
更に、本発明によれば、所定量の上記有機塩基性物質によって表面がコーティングされた熱膨張性黒鉛に加えて、更に所定量の熱膨張性マイクロカプセルまたは発泡剤含有樹脂を配合してなるゴム組成物が提供される。 Furthermore, according to the present invention, in addition to the thermally expandable graphite whose surface is coated with a predetermined amount of the above organic basic substance, a rubber obtained by further blending a predetermined amount of thermally expandable microcapsules or a foaming agent-containing resin. A composition is provided.
本発明では、ゴムの混練り時に部分的に破壊した熱膨張性黒鉛粒子から漏出した酸性成分は、粒子近傍でコーティングされた塩基性物質と速やかに中和されるため、他の配合剤への悪影響がない。例えば、他の配合剤である熱膨張性マイクロカプセルの殻素材を侵すことがなく、熱膨脹性マイクロカプセルは所定の膨張開始温度で膨張することになる。また、ゴムの加硫時には、当該コーティングされた塩基性物質により、熱膨張性黒鉛粒子から配合系内への酸性成分の放出が防げられるために、その加硫速度が適正になりかつゴムの加硫密度が上がる。よって、本発明のゴム組成物をタイヤ部材に使用するときは、タイヤの諸性能が向上するという効果を有する。 In the present invention, the acidic component leaked from the thermally expandable graphite particles partially destroyed at the time of rubber kneading is quickly neutralized with the basic substance coated in the vicinity of the particles. There is no adverse effect. For example, the thermally expandable microcapsule expands at a predetermined expansion start temperature without affecting the shell material of the thermally expandable microcapsule which is another compounding agent. In addition, when the rubber is vulcanized, the coated basic substance prevents the release of acidic components from the thermally expandable graphite particles into the compounding system, so that the vulcanization speed becomes appropriate and the rubber is vulcanized. Increases sulfur density. Therefore, when using the rubber composition of this invention for a tire member, it has the effect that various performances of a tire improve.
本発明のゴム組成物に配合される有機塩基性物質によって表面がコーティングされた熱膨張性黒鉛は、例えば、所定量の有機塩基性物質が溶解され、あるいは分散された液中に膨張黒鉛を浸漬した後、これを乾燥することによって得られるものが使用される。当該熱膨張性黒鉛は、黒鉛粒子に対して0.5〜20重量%、好ましくは3〜8重量%量の有機塩基性物質によって表面がコーティングされているものが使用される。この被覆量が0.5重量%未満であると所望の効果が発揮されず、逆に、20重量%を超えると粒子表面で保持できなくなるために加硫速度が早くなる等の悪影響が出るために、好ましくない。 The thermally expandable graphite whose surface is coated with an organic basic substance blended in the rubber composition of the present invention is, for example, a method in which a predetermined amount of an organic basic substance is dissolved or the expanded graphite is immersed in a dispersed liquid. Then, what is obtained by drying it is used. As the thermally expandable graphite, one whose surface is coated with an organic basic substance in an amount of 0.5 to 20% by weight, preferably 3 to 8% by weight, based on the graphite particles is used. If the coating amount is less than 0.5% by weight, the desired effect cannot be exhibited. Conversely, if the coating amount exceeds 20% by weight, the particles cannot be held on the surface of the particle, so that the vulcanization speed is increased. It is not preferable.
かかるコーティングに用いられる有機塩基性物質としては、常温で固体のものが使用され、例えば、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンのような1級アミン、ジステアリルアミンのような2級アミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミンのような3級アミンが挙げられる。特に好ましいものとしては、以下の式I:
で示される塩基性化合物が使用される。
As the organic basic substance used for such coating, those which are solid at room temperature are used, for example, primary amines such as laurylamine, stearylamine and oleylamine, secondary amines such as distearylamine, and dimethylstearylamine. And tertiary amines such as dimethyl behenylamine. Particularly preferred are the following formulas I:
The basic compound shown by is used.
また、前記の有機塩基性物質によってコーティング処理される膨張黒鉛としては、次のような膨張黒鉛が使用される。即ち、膨張黒鉛は、既に公知の材料であり、公知の製法によって製造される。一般的には、強酸物質と酸化剤との混合液に黒鉛粒子を浸漬し、インターカレーション処理により黒鉛粒子の層間に酸を挿入させることで製造される。例えば、強酸物質としては、濃硫酸、酸化剤として硝酸が使われ、これにより粒子の層間に硫酸が挿入された膨張黒鉛が得られる。膨張黒鉛は、熱処理によって層間化合物が揮発することによって層間が開き、膨張する。層間物質に硫酸が用いられる膨張黒鉛は、通常300℃以上での熱処理によって膨張するが、層間物質の改質や他の低沸点酸化合物(例えば、硝酸)の使用または併用によって、膨張開始温度を300℃以下に下げた膨張黒鉛が製造、販売されている。本発明で対象とするジエン系ゴムを主成分としたゴム組成物の加工温度は200℃以下であり、本発明では、膨張開始温度が190℃以下の膨張黒鉛を用いることによって所定の効果が発揮される。このような膨張開始温度が190℃以下の膨張黒鉛としては、例えば、巴工業より米国のUCAR Graphtech社製の「グラフガード160−50」または「グラフガード160-80」等が市販されており、入手可能である。膨張黒鉛は、用語的には、酸処理を行なった直後の未膨張品(Expandable)を指すが、熱処理後の既膨張品(Expanded)のことを呼ぶ場合もある。本発明にて前記コーティング処理に使われる膨張黒鉛は、熱処理前の未膨張品である。 Further, as the expanded graphite to be coated with the organic basic substance, the following expanded graphite is used. That is, expanded graphite is a known material and is produced by a known production method. Generally, it is manufactured by immersing graphite particles in a mixed solution of a strong acid substance and an oxidizing agent, and inserting an acid between the layers of the graphite particles by an intercalation treatment. For example, concentrated sulfuric acid is used as the strong acid substance, and nitric acid is used as the oxidizing agent, thereby obtaining expanded graphite in which sulfuric acid is inserted between the particles. Expanded graphite expands when the interlayer opens when the intercalation compound volatilizes by heat treatment. Expanded graphite in which sulfuric acid is used as an interlayer material usually expands by heat treatment at 300 ° C. or higher. However, the expansion start temperature can be reduced by modifying the interlayer material or using other low-boiling acid compounds (eg nitric acid). Expanded graphite lowered to 300 ° C. or lower is manufactured and sold. The processing temperature of the rubber composition containing diene rubber as a main component in the present invention is 200 ° C. or less, and in the present invention, a predetermined effect is exhibited by using expanded graphite having an expansion start temperature of 190 ° C. or less. Is done. As such expanded graphite having an expansion start temperature of 190 ° C. or less, for example, “Graph Guard 160-50” or “Graph Guard 160-80” manufactured by UCAR Graphtech of the United States is commercially available from Sakai Industries, It is available. Expanded graphite, in terms of term, refers to an unexpanded product (Expandable) immediately after acid treatment, but may also refer to an expanded product after heat treatment. The expanded graphite used for the coating treatment in the present invention is an unexpanded product before heat treatment.
本発明でのコーティング処理に付される膨張黒鉛は、黒鉛粒子の層間に熱により気化する酸性物質を内包する粒子サイズ30〜600μm、好ましくは100〜350μmの粉体物質であり、加硫時の熱によって膨張して黒鉛膨張体となることが好ましい。また、本発明においては、膨張黒鉛は、ゴム組成物の混練工程、押出成型工程で膨張せず、加硫工程にて膨張することが望ましく、膨張開始温度が好ましくは120〜190℃、更に好ましくは140〜170℃のものが用いられる。膨張開始温度が120℃未満であると、膨張黒鉛が混練り時、あるいは押出加工時に膨張し、ゴム比重が工程途中で変化することにより加工性が損なわれる惧れがある。また、膨張開始温度が190℃を超える場合には、加硫工程での加工温度を190℃以上に設定しなければならず、ゴム組成物の主成分であるジエン系ゴム分子の熱劣化が著しくなる傾向にある。一方、膨張黒鉛は、炭素原子からなる骨格構造をとっているためにゴムマトリックスやカーボンブラックとの親和性が良好であり、ゴムに配合添加しても加硫ゴムの耐摩耗性の低下が少ないという利点がある。 The expanded graphite to be subjected to the coating treatment in the present invention is a powder substance having a particle size of 30 to 600 μm, preferably 100 to 350 μm, which contains an acidic substance that is vaporized by heat between the graphite particles. It is preferable to expand by heat to become a graphite expanded body. In the present invention, it is desirable that the expanded graphite does not expand in the rubber composition kneading process and the extrusion molding process, but expands in the vulcanization process, and preferably has an expansion start temperature of 120 to 190 ° C., more preferably. Is 140 to 170 ° C. If the expansion start temperature is less than 120 ° C., the expanded graphite expands during kneading or extrusion, and the rubber specific gravity may change during the process, which may impair the workability. Further, when the expansion start temperature exceeds 190 ° C, the processing temperature in the vulcanization process must be set to 190 ° C or higher, and the thermal deterioration of the diene rubber molecules as the main component of the rubber composition is remarkable. Tend to be. On the other hand, expanded graphite has a skeletal structure consisting of carbon atoms, so it has good affinity with rubber matrix and carbon black, and even when added to rubber, there is little decrease in wear resistance of vulcanized rubber. There is an advantage.
本発明の当該コーティング処理した熱膨張性黒鉛は、ジエン系ゴム100重量部に対し、0.5〜20重量部、好ましくは2〜8重量部配合されて用いられる。この配合量が0.5重量部より少ないと所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に、20重量部を超えると、タイヤのトレッド部材に使用した場合には、ゴム表面と氷結路面間のミクロレベルにおける接触面積が低下するために氷上摩擦力が低下するので好ましくない。 The heat-expandable graphite subjected to the coating treatment of the present invention is used by blending 0.5 to 20 parts by weight, preferably 2 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. If the blending amount is less than 0.5 parts by weight, the desired effect cannot be obtained, which is not preferable. Conversely, if the blending amount exceeds 20 parts by weight, when used as a tire tread member, the distance between the rubber surface and the ice road surface is not preferable. Since the contact area at the micro level is reduced, the frictional force on ice is lowered, which is not preferable.
本発明において使用されるジエン系ゴム成分としては、従来、タイヤ用として使用されている任意のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、各種スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、各種ポリブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴムなどを挙げることができる。これらのゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。また、本発明のジエン系ゴムは、ガラス転移温度(Tg)の平均値が−55℃以下、好ましくは−90〜−60℃(即ち、冬用タイヤに使用の場合)であるのが好ましい。 Examples of the diene rubber component used in the present invention include any diene rubber conventionally used for tires, such as natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), and various styrene-butadiene copolymers. Examples thereof include rubber (SBR), various polybutadiene rubbers (BR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, and the like. These rubbers can be used alone or in any blend. The diene rubber of the present invention preferably has an average glass transition temperature (Tg) of −55 ° C. or lower, preferably −90 to −60 ° C. (that is, when used for a winter tire).
本発明のゴム組成物には、前記表面コーティングされた熱膨張性黒鉛に加えて、熱膨張性マイクロカプセルをジエン系ゴム100重量部に対し更に0.5〜20重量部、好ましくは3〜10重量部の量で配合されてもよい。この配合量が0.5重量部未満では、所望の効果が得られず、逆に20重量部を超えるとゴム組成物の耐摩耗性の低下が著しくなるので好ましくない。 In the rubber composition of the present invention, in addition to the surface-coated thermally expandable graphite, the thermally expandable microcapsule is further added in an amount of 0.5 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts per 100 parts by weight of the diene rubber. You may mix | blend in the quantity of a weight part. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the desired effect cannot be obtained. Conversely, if the amount exceeds 20 parts by weight, the abrasion resistance of the rubber composition is remarkably lowered, which is not preferable.
本発明のゴム組成物に使用される熱膨張性マイクロカプセルは、熱により気化して気体を発生する液体を熱可塑性樹脂に内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒体であり、当該粒子をその膨張開始温度以上の温度、通常140〜190℃の温度で加熱して膨張させることによって、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体を封入した気体封入熱可塑性樹脂粒子となる。この熱膨脹性マイクロカプセルの粒子径は、特に限定されないが、膨張前でも5〜300μmであるものが好ましく、更に好ましくは粒径10〜200μmのものである。このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えば、現在、スェーデンのEXPANCEL社より商品名「エクスパンセル 091DU−80」または「エクスパンセル 092DU−120」等として、あるいは松本油脂社より商品名「マツモトマイクロスフェアー F−85」または「マツモトマイクロスフェアー F−100」等として入手可能である。 The heat-expandable microcapsule used in the rubber composition of the present invention is a heat-expandable thermoplastic resin particle in which a liquid that is vaporized by heat to generate gas is encapsulated in a thermoplastic resin, and the particle is expanded. By heating and expanding at a temperature equal to or higher than the start temperature, usually 140 to 190 ° C., gas-encapsulated thermoplastic resin particles in which a gas is encapsulated in an outer shell made of the thermoplastic resin are obtained. The particle size of the heat-expandable microcapsule is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 μm even before expansion, more preferably 10 to 200 μm. As such a thermally expandable microcapsule, for example, the trade name “Expancel 091DU-80” or “Expancel 092DU-120” is currently available from EXPANCEL of Sweden, or the trade name “ Matsumoto Microsphere F-85 "or" Matsumoto Microsphere F-100 "is available.
前記の気体封入熱可塑性樹脂粒子の外殻成分を構成する熱可塑性樹脂としては、その膨張開始温度が100℃以上、好ましくは120℃以上で、最大膨張温度が150℃以上、好ましくは160℃以上のものが好ましく用いられる。そのような熱可塑性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリロニトリルの重合体、また(メタ)アクリロニトリル含有量の高い共重合体が好適に用いられる。その共重合体の場合における他のモノマー(コモノマー)としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、(メタ)アクリレート系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。なお、上記の熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤で架橋可能にされてもよい。架橋形態については、未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損わない程度に部分的に架橋していてもかまわない。前記の熱により気化して気体を発生する液体としては、例えば、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルのような炭化水素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水素のような液体が挙げられる。 The thermoplastic resin constituting the outer shell component of the gas-filled thermoplastic resin particles has an expansion start temperature of 100 ° C or higher, preferably 120 ° C or higher, and a maximum expansion temperature of 150 ° C or higher, preferably 160 ° C or higher. Are preferably used. As such a thermoplastic resin, for example, a polymer of (meth) acrylonitrile or a copolymer having a high (meth) acrylonitrile content is preferably used. As the other monomer (comonomer) in the case of the copolymer, monomers such as vinyl halide, vinylidene halide, styrene monomer, (meth) acrylate monomer, vinyl acetate, butadiene, vinylpyridine, chloroprene are used. . The above thermoplastic resins are divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, It may be crosslinkable with a crosslinking agent such as allyl (meth) acrylate, triacryl formal, triallyl isocyanurate or the like. The crosslinked form is preferably uncrosslinked, but may be partially crosslinked so as not to impair the properties as a thermoplastic resin. Examples of the liquid that is vaporized by heat to generate a gas include hydrocarbons such as n-pentane, isopentane, neopentane, butane, isobutane, hexane, and petroleum ether, methyl chloride, methylene chloride, dichloroethylene, trichloroethylene, Liquids such as chlorinated hydrocarbons such as trichloroethylene.
更に、本発明のゴム組成物には、上記の表面コーティングされた熱膨張性黒鉛に加えて、ジエン系ゴム100重量部に対し化学発泡剤を含む発泡剤含有樹脂を更に0.5〜20重量部、好ましくは2〜8重量部の量で配合されてもよい。この配合量が0.5重量部未満であると所望の効果を達成せず、逆に20重量部を超えると加硫ゴムの形状安定性を損ね、かつゴムの耐摩耗性を著しく損ねるので好ましくない。 Furthermore, in addition to the above surface-coated thermally expandable graphite, the rubber composition of the present invention further comprises a foaming agent-containing resin containing a chemical foaming agent with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. Parts, preferably 2-8 parts by weight. If the blending amount is less than 0.5 parts by weight, the desired effect cannot be achieved. On the other hand, if it exceeds 20 parts by weight, the shape stability of the vulcanized rubber is impaired and the wear resistance of the rubber is remarkably impaired. Absent.
当該発泡剤含有樹脂を含むゴム組成物をタイヤ用トレッド部材として使う時は、ゴムの加硫後の硬度を大きく低下させることなく、ゴム内部にマイクロカプセル状の樹脂被覆気泡を形成させ、摩耗後のゴム表面に出現する表面凹凸によるゴム/氷間のミクロな水膜除去と、気泡と共に表面に露出した樹脂成分による氷表面への引掻き効果を同時に得ることによって、ゴム/氷間の摩擦力を大きく向上させることができる。ポリオレフィン樹脂によって予め被覆された発泡剤を配合するため、発泡剤の分解温度以下であれば樹脂の軟化点に関係なく加工温度を選ぶことができ、気泡周囲の樹脂による被覆層は効率よく確実に形成される。また、ポリオレフィン樹脂がジエン系ゴムと共架橋性を有しないために、樹脂層が高温の加工時または加硫時にゴム相に不必要に拡散することがなく、ゴム相と樹脂部分が明確に分離したマイクロカプセル状の樹脂被覆気泡が得られる。更に、樹脂被覆によって気密性の改善された気泡では、加硫時のモールド接触面におけるガス抜けが起こりにくく、その結果、加硫ゴムは表層部から中心部までマイクロカプセル状気泡がより均一に分散した性状となる。このようなゴム組成物を用いた氷雪路面用タイヤは、使用初期から高い氷上摩擦力が発揮できるタイヤとなる。 When the rubber composition containing the foaming agent-containing resin is used as a tread member for a tire, a microcapsule-shaped resin-coated bubble is formed inside the rubber without greatly reducing the hardness after rubber vulcanization. By simultaneously removing the micro water film between the rubber and ice due to the surface irregularities appearing on the rubber surface and the scratching effect on the ice surface by the resin component exposed on the surface along with the bubbles, the friction force between the rubber and ice can be reduced. It can be greatly improved. Since the foaming agent pre-coated with the polyolefin resin is blended, the processing temperature can be selected regardless of the softening point of the resin as long as it is below the decomposition temperature of the foaming agent. It is formed. In addition, since the polyolefin resin does not have co-crosslinking properties with the diene rubber, the resin layer does not unnecessarily diffuse into the rubber phase during high temperature processing or vulcanization, and the rubber phase and the resin part are clearly separated. A microcapsule-shaped resin-coated bubble is obtained. In addition, the air bubbles that have been improved in airtightness by the resin coating are less likely to escape from the mold contact surface during vulcanization, and as a result, the vulcanized rubber has a more uniform distribution of microcapsule bubbles from the surface layer to the center. It becomes the property. An icy and snowy road surface tire using such a rubber composition is a tire that can exhibit a high on-ice frictional force from the beginning of use.
本発明のゴム組成物に使用される発泡剤含有樹脂を構成する樹脂成分は、ジエン系ゴムとは共架橋性を有しないものでなければならず、具体的には、ポリオレフィン系樹脂を主成分としたものが用いられる。なお、ここで主成分とは、ポリオレフィン系樹脂成分の75重量%以上、好ましくは85重量%以上のものをいい、他の成分としては、例えば、オレフィンモノマーの未反応残基、重合開始剤や触媒等の残渣、加工助剤、ポリオレフィン系樹脂以外のポリマー状樹脂が挙げられる。この樹脂成分は、ジエン系ゴムとの共架橋を防ぐため分子の主鎖中に二重結合が残っていないものが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリブチレン−1等の中から選ばれる少なくとも一種を用いることができ、これらの混合物や共重合体も使用することができる。 The resin component constituting the foaming agent-containing resin used in the rubber composition of the present invention must not have co-crosslinking properties with the diene rubber, and specifically includes a polyolefin resin as a main component. Is used. Here, the main component means 75% by weight or more, preferably 85% by weight or more of the polyolefin resin component, and other components include, for example, unreacted residues of olefin monomers, polymerization initiators and the like. Residues such as catalysts, processing aids, and polymeric resins other than polyolefin-based resins are exemplified. This resin component is preferably one in which no double bond remains in the main chain of the molecule in order to prevent co-crosslinking with the diene rubber. As the polyolefin resin, at least one selected from polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene-1, polybutylene-1, and the like can be used, and a mixture or copolymer thereof can also be used.
当該発泡剤含有樹脂中の化学発泡剤の含有率は、5〜65重量%、好ましくは15〜50重量%である。この含有量が少な過ぎると空隙の形成効果が不十分となる惧れがあり、逆に多過ぎると形成される殻の厚みが薄くなり、マイクロカプセルとしての引掻き効果が不十分となる惧れがある。また、この化学発泡剤の分解温度は、120〜180℃、好ましくは140〜160℃であるのが好ましい。この温度が低すぎる場合、押出加工中に十分な大きさの樹脂被覆気泡を形成させることができない。なお、この分解温度が高過ぎる場合には、尿素等の発泡助剤との併用によって分解温度を120〜180℃に調整することもできる。発泡助剤は、例えば、永和化成工業社の「セルペースト」として入手可能である。 The content of the chemical foaming agent in the foaming agent-containing resin is 5 to 65% by weight, preferably 15 to 50% by weight. If the content is too small, the void formation effect may be insufficient. Conversely, if the content is too large, the thickness of the shell formed may be reduced, and the scratching effect as a microcapsule may be insufficient. is there. The decomposition temperature of the chemical foaming agent is 120 to 180 ° C, preferably 140 to 160 ° C. When this temperature is too low, a sufficiently large resin-coated bubble cannot be formed during the extrusion process. In addition, when this decomposition temperature is too high, a decomposition temperature can also be adjusted to 120-180 degreeC by combined use with foaming adjuvants, such as urea. Foaming aids are available, for example, as “cell paste” from Eiwa Chemical Industries.
上記化学発泡剤の成分は、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体、アゾ化合物、重炭酸塩の中から選ばれる少なくとも一種を用いることができ、具体的には、アゾジカルボンアミド(ADCA)、N,N´−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、4,4´−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)、ヒドラゾジカルボンアミド(HDCA)、バリウムアゾジカルボキシレート(Ba/AC)、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)等が挙げられ、これらは、永和化成工業社の「ビニホール」(ADCA)、「セルラー」(DPT)、「ネオセルボン」(OBSH)、「エクセラー」(DPT/ADCA)、「スパンセル」(ADCA/OBSH)、「セルボン」(NaHCO3)等が市販されている。 As the component of the chemical foaming agent, at least one selected from azo compounds, nitroso compounds, hydrazine derivatives, azo compounds, and bicarbonates can be used. Specifically, azodicarbonamide (ADCA), N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), 4,4′-oxybis (benzenesulfonylhydrazide) (OBSH), hydrazodicarbonamide (HDCA), barium azodicarboxylate (Ba / AC), sodium bicarbonate ( NaHCO 3 ), etc., which are “Vinihole” (ADCA), “Cellular” (DPT), “Neoselbon” (OBSH), “Exceller” (DPT / ADCA), “Span Cell” ( ADCA / OBSH), “Selbon” (NaHCO 3 ) and the like are commercially available.
本発明のゴム組成物に配合される当該発泡剤含有樹脂の粒子径は、10〜200μmであるのが好ましい。これより小さいとゴム表面に十分な大きさの凹凸を形成できず、大き過ぎるとゴムの機械的強度の低下が著しくなってしまう。このような発泡剤含有樹脂としては、例えば、永和化成工業社から「セルパウダー」として市販されている。また、加硫ゴム組成物に形成されるマイクロカプセル状気泡は球形であるが、原料段階での発泡剤含有樹脂の形状は球形である必要はない。 The particle diameter of the foaming agent-containing resin blended in the rubber composition of the present invention is preferably 10 to 200 μm. If it is smaller than this, unevenness of a sufficiently large size cannot be formed on the rubber surface, and if it is too large, the mechanical strength of the rubber is significantly lowered. Such a foaming agent-containing resin is commercially available as “cell powder” from Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd., for example. In addition, although the microcapsule-like bubbles formed in the vulcanized rubber composition are spherical, the shape of the foaming agent-containing resin at the raw material stage need not be spherical.
本発明のゴム組成物には、ゴム補強剤として、通常ゴム組成物に配合される任意のカーボンブラックを配合することができる。また、シリカで表面処理を施したカーボンブラックも使用可能である。更に、シリカも使用することができる。カーボンブラックの配合量としては、ゴム成分100重量部に対し、20〜80重量部、好ましくは30〜60重量部で使用される。この配合量が少な過ぎるとゴムを十分に補強できないため、例えば耐摩耗性が悪化するので好ましくなく、逆に多過ぎると硬度が高くなり過ぎたり、加工性が低下したりするので好ましくない。また、沈降性または乾式シリカは、ゴム成分100重量部に対し好ましくは0〜50重量部、更に好ましくは0〜20重量部配合する。シリカは、使用されなくてもよく、使用する場合はtanδなどの加硫ゴムの粘弾性特性が改良される範囲の配合量で用いるのがよく、これが多過ぎると電気伝導度が低下し、また補強剤の凝集力が強くなり、混練中の分散が不十分となるので好ましくない。本発明のゴム組成物に配合されるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積(N2SA)が好ましくは70m2/g以上、更に好ましくは80〜20070m2/gであり、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が好ましくは95mL/100g以上、更に好ましくは105〜140mL/100gであるものが好都合である。 In the rubber composition of the present invention, any carbon black that is usually blended in a rubber composition can be blended as a rubber reinforcing agent. Also, carbon black surface-treated with silica can be used. Furthermore, silica can also be used. Carbon black is used in an amount of 20 to 80 parts by weight, preferably 30 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount is too small, the rubber cannot be sufficiently reinforced, and therefore, for example, the wear resistance is deteriorated, which is not preferable. On the contrary, if the amount is too large, the hardness becomes too high or the workability is decreased. Further, the precipitated or dry silica is preferably added in an amount of 0 to 50 parts by weight, more preferably 0 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. Silica does not need to be used, and if used, it should be used in a blending amount in a range where the viscoelastic properties of the vulcanized rubber such as tan δ are improved. Since the cohesive force of the reinforcing agent becomes strong and dispersion during kneading becomes insufficient, it is not preferable. The carbon black compounded in the rubber composition of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of preferably 70 m 2 / g or more, more preferably 80 to 20070 m 2 / g, and dibutyl phthalate (DBP) oil absorption. The amount is preferably 95 mL / 100 g or more, more preferably 105 to 140 mL / 100 g.
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、更に、通常使用する加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填材、可塑化剤、軟化剤、その他一般ゴム用に配合される各種添加剤、配合剤を配合することができ、これらの添加剤、配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。 The rubber composition for tires of the present invention further includes vulcanization or crosslinking agents, vulcanization or crosslinking accelerators, oils, antioxidants, fillers, plasticizers, softeners, and other general rubbers that are usually used. Various additives and compounding agents can be blended, and the blending amounts of these additives and blending agents can be the conventional general blending amounts as long as the object of the present invention is not violated. .
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further, it cannot be overemphasized that the scope of the present invention is not limited to these Examples.
改良型膨張黒鉛の調製
表1で用いた改良型膨張黒鉛を以下の作製法によって調整した。
膨張黒鉛グラフガード160−80とその膨張黒鉛に対して4重量%のオレイルアミン(花王製のファーミンO)を撹拌しながら100℃にて混ぜ合わせ、その後室温に徐冷することによって塩基処理膨張黒鉛を調製した。
Preparation of improved expanded graphite The improved expanded graphite used in Table 1 was prepared by the following production method.
Expanded graphite graph guard 160-80 and 4% by weight of oleylamine (Farmin O manufactured by Kao) with respect to the expanded graphite were mixed at 100 ° C. with stirring, and then slowly cooled to room temperature to obtain base-treated expanded graphite. Prepared.
試験用ゴムコンパウンドの混合
1.7Lの密閉式バンバリーミキサーを用いて、以下の表1の各例に示すゴム、カーボンブラック等の配合剤を5分間混合し、当該ゴム混合物を混合機外に放出させて室温まで冷却させた後、同バンバリーミキサーにて、加硫促進剤および硫黄、並びに所定の膨張黒鉛、改良型膨張黒鉛、熱膨張性マイクロカプセルおよび発泡剤含有樹脂を配合し、混合した。
Mixing rubber compounds for testing Using a 1.7-liter closed Banbury mixer, the compounding agents such as rubber and carbon black shown in Table 1 below are mixed for 5 minutes, and the rubber mixture is released to the outside of the mixer. After cooling to room temperature, the vulcanization accelerator and sulfur, and predetermined expanded graphite, improved expanded graphite, thermally expandable microcapsule, and foaming agent-containing resin were blended and mixed in the same Banbury mixer.
試験方法および評価
1)加硫速度: 各コンパウンドをJIS K6300に基づき、165℃にてレオメーターを用いて測定し、その時の95%加硫度に達するまでの時間の逆数を加硫速度の目安とした。その結果を指数で評価した。数値が大きい程、加硫速度が大きいことを表わす。
2)架橋密度: 各コンパウンドを6インチ四方、厚さ2mmのモールド内で、165℃にて15分間加硫し、加硫後に十分に水中冷却されたゴム組成物を用いて、ISO37に従って室温にて引張試験を実施し、伸長時100%時の弾性率(M100)を架橋密度の目安とした。その結果を指数で評価した。数値が大きい程、架橋密度が高いことを表わす。
3)氷上摩擦力: 各コンパウンドを加硫したシート状ゴム片を扁平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−3.0℃、荷重5.5kg/cm3、ドラム回転速度25km/時間の条件下で氷上摩擦係数を測定した。その結果を指数で評価した。指数が大きい程、氷上摩擦力が大きいことを表わす。
Test method and evaluation 1) Vulcanization rate: Each compound was measured using a rheometer at 165 ° C based on JIS K6300, and the reciprocal of the time to reach 95% vulcanization at that time was a measure of the vulcanization rate. It was. The result was evaluated by an index. The larger the value, the higher the vulcanization speed.
2) Crosslink density: Each compound was vulcanized in a 6 inch square, 2 mm thick mold at 165 ° C. for 15 minutes, and after vulcanization, the rubber composition was sufficiently cooled in water to room temperature in accordance with ISO 37 Tensile tests were conducted, and the elastic modulus (M100) at 100% during elongation was used as a measure of the crosslinking density. The result was evaluated by an index. The larger the value, the higher the crosslink density.
3) Friction force on ice: A sheet-like rubber piece obtained by vulcanizing each compound was attached to a flat cylindrical base rubber, and measured using an inside drum type ice friction tester at a measurement temperature of -3.0 ° C and a load of 5.5 kg. The friction coefficient on ice was measured under the conditions of / cm 3 and a drum rotation speed of 25 km / hour. The result was evaluated by an index. The larger the index, the greater the frictional force on ice.
実施例1〜3および比較例1〜3
結果を以下の表1に示す。
The results are shown in Table 1 below.
以上の結果によると、本発明の改良型膨張黒鉛を配合したゴム組成物は、従来の膨張黒鉛を配合したものに比して、架橋速度、架橋密度および氷上摩擦力が共に顕著に向上していることがわかる。また、本発明の改良型膨張黒鉛を従来の熱膨脹性マイクロカプセルまたは発泡剤含有樹脂と併用して配合したゴム組成物では、従来の熱膨張性マイクロカプセルまたは発泡剤含有樹脂を単独で用いたゴム組成物に比して、同様に、架橋速度、架橋密度および氷上摩擦力が共に顕著に向上していることがわかる。 According to the above results, the rubber composition blended with the improved expanded graphite of the present invention has markedly improved both the crosslinking speed, the crosslinking density and the frictional force on ice compared with those blended with the conventional expanded graphite. I understand that. Further, in the rubber composition in which the improved expanded graphite of the present invention is used in combination with the conventional heat-expandable microcapsule or the foaming agent-containing resin, the rubber using the conventional heat-expandable microcapsule or the foaming agent-containing resin alone. Similarly, it can be seen that both the crosslinking speed, the crosslinking density, and the frictional force on ice are significantly improved as compared with the composition.
以上によれば、本発明のゴム組成物は、例えば、空気入りタイヤのトレッド部材等として極めて有効に使用することができる。 Based on the above, the rubber composition of the present invention can be used extremely effectively as, for example, a tread member of a pneumatic tire.
Claims (5)
で示される有機塩基性化合物である、請求項1に記載のゴム組成物。 Said organic basic substance is of formula I:
The rubber composition of Claim 1 which is an organic basic compound shown by these.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004014078A JP3980001B2 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004014078A JP3980001B2 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Rubber composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005206682A JP2005206682A (en) | 2005-08-04 |
JP3980001B2 true JP3980001B2 (en) | 2007-09-19 |
Family
ID=34899972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004014078A Expired - Fee Related JP3980001B2 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Rubber composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3980001B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5228365B2 (en) * | 2007-04-23 | 2013-07-03 | 横浜ゴム株式会社 | Rubber composition for tire |
JP4962125B2 (en) * | 2007-05-01 | 2012-06-27 | 横浜ゴム株式会社 | Pneumatic tire |
JP4669573B1 (en) * | 2010-07-07 | 2011-04-13 | 電気化学工業株式会社 | Thermally expandable joint material for fire protection |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0370754A (en) * | 1989-08-09 | 1991-03-26 | Bando Chem Ind Ltd | Highly thermally conductive rubber composition |
JP4056250B2 (en) * | 2001-12-14 | 2008-03-05 | 横浜ゴム株式会社 | Rubber composition for tire and method for producing the same |
JP3746003B2 (en) * | 2001-12-26 | 2006-02-15 | 積水化学工業株式会社 | Adhesive refractory rubber composition and sheet |
JP4046607B2 (en) * | 2002-12-27 | 2008-02-13 | 横浜ゴム株式会社 | Rubber composition for tire tread |
JP2004210934A (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Rubber composition for tire |
-
2004
- 2004-01-22 JP JP2004014078A patent/JP3980001B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005206682A (en) | 2005-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008001826A (en) | Rubber composition for tire tread | |
US6730710B2 (en) | Rubber composition for tire and process of production thereof | |
JP2006299031A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2007039499A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2008150413A (en) | Rubber composition for tire | |
US6892774B2 (en) | Radial tire derived from rubber composition containing expandable graphite | |
JP3995565B2 (en) | Rubber composition for tire and method for producing the same | |
JP2007314683A (en) | Rubber composition | |
JP3352627B2 (en) | Rubber composition for tire tread with increased frictional force on ice and pneumatic tire | |
JP3553890B2 (en) | Rubber composition for tire and method for producing tire using the same | |
JP2008150426A (en) | Rubber composition for tire | |
JP4064744B2 (en) | Rubber composition having improved frictional force on ice and pneumatic tire using the same | |
JP3980001B2 (en) | Rubber composition | |
JP2004256745A (en) | Rubber composition for tire | |
US20030036599A1 (en) | Rubber composition for tire | |
JP2008163234A (en) | Rubber composition for tire tread | |
JP4090349B2 (en) | Rubber composition having improved frictional force on ice and pneumatic tire using the same | |
JP2004091745A (en) | Tire rubber composition | |
JP2005171092A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2004091746A (en) | Method for producing tire rubber composition | |
JP2004210934A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2004107482A (en) | Rubber composition for tread of tire for ice/snow-covered road | |
JP2006152021A (en) | Rubber composition | |
JP4046607B2 (en) | Rubber composition for tire tread | |
JP3979862B2 (en) | Rubber composition for tire |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061013 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20061013 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20061108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070529 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |