JP4963865B2 - ゴム組成物の製造方法 - Google Patents
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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Description
しかしながら、シリカはその表面がシラノール基に覆われ、強い自己凝集性を持っているために、ゴム中へ良好に分散させることは困難であり、ゴム混練時間を長くしても均一に分散せず、その結果、耐摩耗性が悪化するという欠点を有していた。
油展ゴムラテックスを用いることにより、優れた物性を有するゴム組成物は得られるものの、伸展油エマルジョンとゴムラテックスの混合液は不安定であるため、油展ゴムラテックスをシリカの水性懸濁液と混合するまで、伸展油が分離しないように温度や攪拌条件などを適切に設定しておく必要がある。
そこで、スコーチ防止剤を配合する方法(特許文献4)や特定の加硫促進剤を配合する方法(特許文献5)が提案されているが、共凝固により得られるゴム組成物自体の改良も望まれていた。
カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョン及びシリカを予め混合し、次いでアニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックスと混合した後にpHを7以下に調整し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させることを特徴とするゴム組成物の製造方法;及び、
アニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックス及びシリカ予め混合し、次いでカチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョンを混合した後にpHを7以下に調整し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させることを特徴とするゴム組成物の製造方法を提供する。
したがって、本発明のゴム組成物およびそれを架橋してなるゴム組成物は、その特性を生かす各種用途、例えば、トレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウオール、ビード部などのタイヤ用部材;ホース、窓枠、ベルト、靴底、防振ゴム、自動車部品、免震ゴムなどのゴム部材;耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂等の樹脂強化ゴム部材;などに利用できる。なかでも、タイヤ用部材として好適であり、低燃費タイヤのタイヤトレッドとして特に好適である。
本発明において用いられるジエン系ゴムラテックスは、アニオン性界面活性剤で乳化されたジエン系ゴムラテックス(以下、アニオン性ゴムラテックスともいう)が特に制限無く使用される。具体的には、乳化剤としてアニオン性界面活性剤を用い、乳化重合により製造されるジエン系の合成ゴムラテックスなどの公知のアニオン性ゴムラテックスが挙げられる。
上記乳化剤に用いられるアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数10以上の長鎖脂肪酸塩および/またはロジン酸塩が好ましい。具体例としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの脂肪酸のカリウム塩またはナトリウム塩が例示される。
これらのうち、長鎖脂肪酸塩および/またはロジン酸塩を乳化剤として、乳化重合により得られたジエン系の合成ゴムが好ましく、中でもスチレンブタジエン共重合ゴムが最も好ましい。
また、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、アミノ基、エポキシ基等の官能基を導入した変性ゴムラテックスを用いることができる。
前記ジエン系ゴムラテックスに含有されるジエン系ゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、10〜200、好ましくは30〜150の範囲である。
これらのアニオン性ゴムラテックスは、単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
上記アニオン性ゴムラテックス中のゴムの濃度は、特に限定されず、目的、用途に応じて適宜設定すれば良い。通常は5〜80重量%の範囲が好適である。
本発明で用いる伸展油は、ゴム工業において通常使用されるものが使用でき、パラフィン系、芳香族系、ナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、脂肪酸等が挙げられる。石油系軟化剤の場合には、多環芳香族の含有量が3%未満であることが好ましい。この含有量は、IP346の方法(英国のTHE INSTITUTE PETROLEUMの検査方法)により測定される。また、上記伸展油の流動点は、好ましくは−50℃〜+70℃、より好ましくは−30℃〜+50℃である。流動点が低すぎると耐摩耗性が劣る傾向にあり、高すぎると伸展油の輸送が困難となる。
カチオン性界面活性剤を更に具体的に例示すれば、ステアリルアミンアセテートなどのアルキルアミンアセテート類、セチルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩などのアルキルアミン塩酸塩類、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライドなどのアルキルアンモニウムハライド類、ラウリルジメチルアミンオキサイドなどのアルキルアミンオキサイド類、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどのアルキルアリールアンモニウムハライド類、ラウリルベタイン、ステアリルベタインなどのアルキルベタイン類などが挙げられる。これらのうち、アルキルトリメチルアンモニウムハライドが好ましく、中でも、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライドが好ましい。
上記伸展油エマルジョンを調整する方法としては、何等制限はされないが、40〜70℃に加温した伸展油及び水、さらに上記カチオン性界面活性剤を混合し、ホモジナイザー、ホモミキサー、ウルトラミキサー等の、高速回転せん断型撹拌機を用いて分散させる方法が好適である。上記伸展油エマルジョン中の伸展油の濃度は、40〜80重量%が一般的である。
本発明において、シリカは、ゴムに充填剤として添加されるシリカが特に制限なく使用される。例えば、珪酸アルカリと鉱酸との中和反応による、所謂、湿式法により製造される沈降シリカ、四塩化珪素を酸水素炎中で燃焼させて得られる乾式シリカ、テトラエメキシシランやテトラエトキシシラン等の珪素のアルコキシドを酸性あるいはアルカリ性の含水有機溶媒中で加水分解することによって得られるゾル−ゲル法シリカなどが挙げられる。また、沈降シリカにおいては、湿式法で、鉱酸の一部もしくは代わりに硫酸アルミニウムを用いて中和反応させた金属塩を多く含有した沈降シリカも用いることもできる。本発明においては、ゴムの補強性、生産性に優れる沈降シリカが好ましい。
上記沈降シリカについて、さらに詳細に説明すれば、窒素の吸着法により測定した比表面積(SBET )は、70〜300m2 /gであるのが好ましく、80〜280m2 /gであるのがより好ましく、90〜260m2 /gであるのが最も好ましい。
上記シリカのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)の吸着により測定した比表面積(SCTAB)は、60〜300m2 /gであるのが好ましく、70〜280m2 /gであるのがより好ましく、80〜260m2 /gであるのが最も好ましい。
本発明においては、シリカは粉状の状態でそのまま用いて良いが、シリカの水性懸濁液として用いるほうが、アニオン性ゴムラテックス、伸展油エマルジョンとの分散に優れるので好ましい。
上記シリカの水性懸濁液は、前述したシリカを水中に分散・懸濁させることにより調整できるが、本発明においては、これらのうち、珪酸アルカリと酸との中和反応によって得られたシリカを乾燥することなく、スラリー状あるいは湿ケーク状の形態で水に分散せしめて調整された水性懸濁液が好ましい。すなわち、乾燥工程を経ないで水に分散させることにより、シリカの物性設計の自由度が増し、乾燥時の熱収縮による自己凝集のデメリットを避けることができる。なお、上記水性懸濁液中のシリカの濃度は、通常は、1〜40重量%のものが好適に使用される。
上記平均粒子径を0.1μm以上にすることにより、シリカの自己凝集性による分散不良を防ぐことができ、得られるゴム組成物を用いて得られる加硫ゴムの硬度が良好になる。一方、平均粒子径を50μm以下とすることにより、ゴム中でのシリカの分散が良好となり、十分な補強性が得られる。
その中でも、タイヤに用いられる場合は、シリカの平均粒子径を1μm以上、30μm以下とするのが好ましい。
本発明においては、上記アニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックス、カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョン、シリカを混合し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させることにより、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物を得ることができる。
本発明のゴム組成物の製造方法において、アニオン性ゴムラテックス、伸展油エマルジョン、シリカの混合方法は、伸展油エマルジョンとゴムラテックスを優先的に混合する方法以外であれば良く、以下の方法が挙げられる。
(2)カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョン及びシリカを予め混合し、次いでアニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックスと混合する方法。
(3)アニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックス及びシリカ予め混合し、次いでカチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョンを混合する方法。
また、シリカの沈降をさらに長期間抑制したい場合には、上記範囲のシリカ含有伸展油エマルジョンの粘度を50〜5000mPa・s、好ましくは100〜3000mPa・sに調整ことが望ましい。
なお、前記ジエン系ゴムと伸展油、シリカとの共凝固は、硫酸、燐酸、塩酸などの無機酸;蟻酸、酢酸、酪酸などの有機酸;硫酸アルミニウムなどのルイス酸;などの酸、塩化ナトリウム、塩化カルシウムなどの塩を用いて、凝固を完結させる。塩を用いると洗浄工程を長くする必要があるので、硫酸などの無機酸を用いてpH7以下とするのが好ましい。通常は、pH4〜7の間で凝固させる。
本発明において、アニオン性ゴムラテックスと伸展油エマルジョン、シリカとの混合割合は特に制限されず、最終的に得られるゴム組成物の目的とする組成に応じて適宜決定すればよい。一般には、ゴム100重量部に対して伸展油の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対して、好ましく〜100重量部、さらに好ましくは10〜80重量部、最も好ましくは15〜60重量部である。シリカが20〜200重量部、好ましくは25〜180重量部、最も好ましくは30〜150重量部となるように決定すればよい。
本発明において、共凝固により得られる伸展油を含有したジエン系ゴムとシリカの固形分(以下、クラムという)のろ過、水洗、脱水、乾燥等、各々の工程についても特に制限されることはなく、一般的に用いられる方法を適宜使用すれば良い。クラムと液体成分(以下、セラムという)を分離し、得られたクラムを水洗し、ろ過後、スクイザ遠心脱水やフィルタープレス等で水分を絞って脱水し、粒状に粉砕した後に押出乾燥機、熱風式乾燥機や攪拌翼を有する間接加熱乾燥機などで乾燥し、ペレット状、あるいはブロック状に成形する方法が採用される。また、クラムとセラムを分離することなく、噴霧乾燥することにより、クラムを粉状に成形することができる。
追加のシリカ、伸展油としては、上記したゴム組成物中のシリカ、伸展油と同様の比表面積、吸油量を有したものが使用できる。
かかるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−オクタチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィドなどや、特開平6−248116号公報に記載されるγ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドなどのテトラスルフィド類などを挙げることができる。また、シランカップリング剤は、一分子中に含有される硫黄が4個以下のものが、混練時のスコーチを避けられるために好ましい。これらのシランカップリング剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
架橋剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などの硫黄;一塩化硫黄、二塩化硫黄などのハロゲン化硫黄;ジクミルパーオキシド、ジターシャリブチルパーオキシドなどの有機過酸化物;p−キノンジオキシム、p,p’−ジベンゾイルキノンジオキシムなどのキノンジオキシム;トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミンカルバメート、4,4’−メチレンビス−o−クロロアニリンなどの有機多価アミン化合物;メチロール基をもったアルキルフェノール樹脂;などが挙げられる。これらの中でも、硫黄が好ましい。これらの架橋剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。架橋剤の配合量は、ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.3〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。
架橋活性化剤としては、例えば、ステアリン酸などの高級脂肪酸や酸化亜鉛などを用いることができる。酸化亜鉛としては、表面活性の高い粒度5μm以下のものを用いるのが好ましく、粒度が0.05〜0.2μmの活性亜鉛華や0.3〜1μmの亜鉛華などを挙げることができる。また、酸化亜鉛は、アミン系の分散剤や湿潤剤で表面処理してあってもよい。これらの架橋活性化剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を併用して用いることができる。架橋活性化剤の配合割合は、架橋活性化剤の種類により適宜選択される。高級脂肪酸の配合量は、ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.3〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。酸化亜鉛の配合量は、ゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.5〜2重量部である。
さらに、配合剤としては、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シリコーンオイルなどの活性剤;充填剤;ワックスなどが挙げられる。
架橋方法は、特に限定されず、架橋物の形状、大きさなどに応じて選択すればよい。金型中に架橋性ゴム組成物を充填して加熱することにより成形と同時に架橋してもよく、予め成形しておいた架橋性ゴム組成物を加熱して架橋してもよい。架橋温度や架橋時間も特に限定されず、架橋物の形状、大きさなどに応じて選択すればよい。架橋温度は、好ましくは120〜200℃、より好ましくは140〜180℃である。
・窒素吸着法による比表面積(SBET )の測定
シリカ湿ケークを乾燥器(120℃)に入れて乾燥した後、マイクロメリティクス社製のアサップ2010を使用して、窒素吸着量を測定し、相対圧0.2における1点法の値を採用した。
・セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)の吸着による比表面積(SCTA B )の測定
シリカ湿ケークを乾燥器(120℃)に入れて乾燥した後、ASTM D3765−92記載の方法に準じて実施した。ただし、ASTM D3765−92記載の方法は、カーボンブラックのSCTABを測定する方法なので、若干改良を加えた方法とした。すなわち、カーボンブラックの標品であるITRB(83.0m2 /g)を使用せず、別途にCTAB標準液を調整し、これによってエアロゾルOT溶液の標定を行い、シリカ表面に対するCTAB1分子あたりの吸着断面積を35平方オングストロームとしてCTABの吸着量から比表面積を算出した。
(2)吸油量
JIS K6220に準拠して求めた。
(3)シリカの平均粒子径
光散乱回折式の粒度分布測定装置(コールター社製、コールターLS−230)を用いて体積基準中位径を測定し、この値を平均粒子径として採用した。
(4)粘度の測定
シリカ含有伸展油エマルジョン300gを500cc容器に採取し、B型粘度計(トキメック製、BL)を用いて60rpmの条件で測定した。
(5)共重合体中のスチレン単位量:JIS K6383(屈折率法)に準じて測定した。
(6)ムーニースコーチ時間
JIS K6300に準じて、L型ローターにて130℃で測定した。
ムーニースコーチ時間t5(分)は、比較例3をインデクス100とし、比較例1よりも大きい方がスコーチ安定性に優れることを示す。
(7)ムーニー粘度
ムーニー粘度計(上島製作所製、VR−103ST)を使用して、130℃で測定した。比較例3をインデックス100とし、小さい方が混練や押出し加工性に優れていることを示す。
(8)シリカ含有率
熱分析装置TG/DTA(セイコー電子工業製TG/DTA320)を用いて、乾燥試料の空気中での熱分解後の残分率及び150℃までの重量減少率を測定し、下記式を用いて算出した。実施例では、ゴム100重量部に対する量(重量部)に換算して記載した。測定条件は、空気中で昇温速度20℃/min、到達温度600℃、600℃での保持時間20分で行った。実施例では、ゴム100重量部に対する重量部に換算して記載した。 シリカ含有率(重量%)=燃焼残分率/[100−(150℃までの重量減少率)]
(9)引張強度
JIS K6253の引張応力試験法に準拠して測定し、指数で表示した。この指数が大きいほど、引張強度特性に優れる。
(10)耐摩耗性
アクロン式摩耗試験機を用い、予備擦り1000回後の重量と本擦り1000回後の重量の減量から、耐摩耗指数を算出した。この耐摩耗指数の値が大きいほど、摩耗性に優れることを示す。
(11)ウェットグリップ性(0℃におけるtanδ)
レオメトリックス社製動的粘弾性測定装置ARESを用い、歪み0.2%、周波数15Hzの条件で60℃におけるtanδを測定した。この特性は、指数で表示した。このtanδ(0℃)の値が大きいとウェットグリップ性に優れることを示す。
(12)低燃費性(60℃におけるtanδ)
レオメトリックス社製動的粘弾性測定装置ARESを用い、歪み0.2%、周波数15Hzの条件で60℃におけるtanδを測定した。この特性は、指数で表示した。このtanδ(60℃)値が小さいと低燃費性に優れることを示す。
攪拌機付き耐圧反応器に脱イオン水200部、ロジン酸石鹸1.5部、脂肪酸石鹸2.1部、単量体として1,3−ブタジエン57.5部、スチレン42.5部、およびt−ドデシルメルカプタン0.12部を仕込んだ。反応器温度を10℃とし、重合開始剤として、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、ソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート0.06部を、および、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.014部と硫酸第二鉄0.02部とを反応器に添加して重合を開始した。重合転化率が45%に達した時点で、t−ドデシルメルカプタン0.05部を添加して反応を継続させた。重合転化率が70%に達した時点で、ジエチルヒドロキシルアミンを0.05部添加して反応を停止させた。
−6−メチルフェノール0.15部と2,2,4−トリメチル−1,2−ジハイドロクイノリン0.14部を添加し、固形分濃度が20%のゴムラテックス(Lx1)を得た。その一部を取り出し、硫酸でpH3〜5になるように調製しながら、塩化ナトリウムにより、50℃でゴムラテックスを凝固し、クラム状のゴムを得た。このクラムを80℃の熱風乾燥機で乾燥し、固形ゴムを得た。得られたゴムのスチレン量は35.0重量%でムーニー粘度は150であった。
上記ゴムラテックス(Lx1)の一部を取り出し、ゴムラテックス中のゴム100部に対して、伸展油としてEnerthene1849A(ブリティッシュペトロリアム社製)を脂肪酸石鹸により66重量%乳化水溶液として37.5部を添加した。その後、硫酸でpH3〜5になるように調製しながら、塩化ナトリウムにより、伸展油を含むゴムラテックスを60℃で凝固し、クラム状のゴムを得た。このクラムを80℃の熱風乾燥機で乾燥して 固形ゴム(SBR1)を得た。得られたゴムのムーニー粘度は70であった。得られた固形ゴム(SBR1)は比較例3に用いた。
温度調節機付きのステンレス製反応容器に珪酸ナトリウム水溶液(SiO2 濃度:10g/L、モル比:SiO2 /Na2 O=3.41)230重量部を投入し、85℃に昇温した。次に、22%硫酸73重量部と珪酸ナトリウム水溶液(SiO2 濃度:90g/L、モル比:SiO2 /Na2 O=3.41)440重量部を同時に120分かけて投入した。10分間熟成後、22%硫酸16部を15分かけて投入した。上記反応は反応液温度を85℃に保持し、反応液を常時撹拌しながら行い、最終的に反応液のpHが3.2のシリカスラリーを得た。得られたシリカスラリーをフィルタープレスで水洗、ろ過し、シリカ固形分が23%のシリカ湿ケークを得た。ここで、得られたシリカ湿ケークの一部を乾燥し、シリカ粉末を得た。このシリカ粉末(A)のBET比表面積(SBET )は201m2 /g、CTAB比表面積(SCTAB)は190m2 /g、吸油量は210ml/100gであった。
シリカの製造例1で得られたシリカ湿ケーク及び純水を、水性懸濁液中のシリカ固形分濃度が15%になるように、ホモジナイザーを用いてシリカ湿ケークを粉砕しながら混合し、シリカ水性懸濁液(S1)を得た。水性懸濁液(S1)中のシリカの粒子径は15μmであった。
シリカの製造例1で得られたシリカ湿ケーク及び純水を、水性懸濁液中のシリカ固形分濃度が15%になるように、ホモジナイザーを用いてシリカ湿ケークを粉砕しながら混合し、次いで、カチオン性高分子(ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド)をシリカ固形分100重量部に対して3重量部となるように混合し、カチオン性高分子を含有するシリカ水性懸濁液(S2)を得た。水性懸濁液(S2)中のシリカの粒子径は15μmであった。
シリカの製造例1で得られたシリカ湿ケーク及び純水を、水性懸濁液中のシリカ固形分濃度が15%になるように、ホモジナイザーを用いてシリカ湿ケークを粉砕しながら混合し、次いで、カチオン性界面活性剤(セチルトリメチルアンモニウムブロマイド)をシリカ固形分100重量部に対して3重量部となるように混合し、カチオン性界面活性剤を含有するシリカ水性懸濁液(S3)を得た。水性懸濁液(S3)中のシリカの粒子径は16μmであった
温度調節機付きの1m3 ステンレス製反応容器に珪酸ナトリウム水溶液(SiO2 濃度:10g/L、モル比:SiO2 /Na2 O=3.41)150重量部を投入し、95℃に昇温した。次に、22%硫酸78重量部と珪酸ナトリウム水溶液(SiO2 濃度:90g/L、モル比:SiO2 /Na2 O=3.41)461重量部を同時に190分かけて投入した。10分間熟成後、22%硫酸15部を15分かけて投入した。上記反応は反応液温度を85℃に保持し、反応液を常時撹拌しながら行い、最終的に反応液のpHが3.1のシリカスラリーを得た。得られたシリカスラリーをフィルタープレスで水洗、ろ過し、シリカ固形分が23%のシリカ湿ケークを得た。ここで、得られたシリカ湿ケークの一部を乾燥し、シリカ粉末(B)を得た。このシリカ粉末(B)のBET比表面積(SBET )は100m2 /g、CTAB比表面積(SCTAB)は93m2 /g、吸油量は165ml/100gであった。
シリカの製造例2で得られたシリカ湿ケーク及び純水を、上記S1の製造の項と同様に処理して、シリカ固形分濃度が15%のシリカ水性懸濁液(S4)を得た。水性懸濁液(S4)中のシリカの粒子径は17μmであった。
伸展油としてEnerthene1849A(ブリティッシュペトロリアム社製)、表1に示す界面活性剤及び純水を、表1に示す割合になるようにホモジナイザーを用いて混合し、伸展油エマルジョン(EO−1〜EO−5)を得た。純水及び伸展油は60℃に加温したものを用いた。
上記シリカの水性懸濁液、伸展油エマルジョン及び純水を、表2に示す割合になるようにホモジナイザーを用いて混合し、S/O−1〜S/O−6を得た。得られたエマルジョンの粘度及び安定性の評価結果を表2に示す。得られたエマルジョンの一部は、1日間放置して、シリカ及び伸展油の分散状態を下記のように評価した。
シリカの沈降が見られず、伸展油も全く分離していない ・・・ ○
シリカが沈降、もしくは伸展油が分離している ・・・ ×
ゴムラテックス(Lx1)500重量部を純水1000重量部で希釈し、50℃に昇温した。次に、上記希釈されたゴムラテックスに、シリカ含有伸展油エマルジョン(S/O1)824重量部を撹拌下、添加した。この時のpHは8.5であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させ、共凝固を進行させた。pHを7以下にすると上澄み液が透明になり始め、さらに10%硫酸を添加し最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行った
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(A)を得た。上記ゴム組成物(A)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.3重量部であった。
得られたゴム組成物(A)は、表3に示す配合量になるように、シランカップリング剤(KBE−846、信越化学工業製)、パラフィンワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤(ノクラック6C:大内新興化学工業社製)を加えて、バンバリーミキサー(東洋精機製ラボプラストミル型式100C ミキサータイプB−250)を用いて3分間混練した。混錬終了時の温度は140℃であった。次いで、加硫促進剤(ノクセラーCZ,大内新興化学工業社製)、及び硫黄を加えて、バンバリーミキサー(東洋精機製ラボプラストミル型式100C ミキサータイプB−250)を用いて、70℃で1分間混練した。次いで、得られた混練物を160℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
ゴムラテックス(Lx1)500重量部を純水500重量部で希釈し、50℃に昇温した。 次に、上記希釈されたゴムラテックスに、シリカ含有伸展油エマルジョン(S/O2)1290重量部を撹拌下、添加した。この時のpHは7.8であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させ、共凝固を進行させた。pHを7以下にすると上澄み液が透明になり始め、さらに10%硫酸を添加し最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行った。
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(B)を得た。上記ゴム組成物(B)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して138.5重量部であった。
得られたゴム組成物(B)は、表3に示す配合量になるように、SBR1、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
実施例1において、シリカ含有伸展油エマルジョン(S/O1)の代りに(S/O3)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(C)を得た。混合物(C)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.0重量部であった。
得られたゴム組成物(C)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
実施例1において、シリカ含有伸展油エマルジョン(S/O1)の代りに(S/O4)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(D)を得た。混合物(D)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.5重量部であった。
得られたゴム組成物(D)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
50℃に昇温した純水1300重量部に、ゴムラテックス(Lx1)500重量部、伸展油エマルジョン(EO1)57重量部、シリカ水性懸濁液(S1)467重量部を同時に混合した。この時のpHは8.5であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させ、共凝固を進行させた。pHを7以下にすると上澄み液が透明になり始め、さらに10%硫酸を添加し最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行った。
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(E)を得た。上記ゴム組成物(E)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.3重量部であった。
得られたゴム組成物(E)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
ゴムラテックス(Lx1)500重量部を純水1000重量部で希釈し、さらに、シリカ水性懸濁液(S1)467重量部を加え、50℃に昇温した。次いで、伸展油エマルジョン(EO1)を攪拌下、57重量部添加した。この時のpHは8.5であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させた。pHを7以下にすると共凝固が進行し、上澄み液が透明になるまでさらに10%硫酸を添加し、最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行った
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(F)を得た。上記ゴム組成物(F)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.2重量部であった。
得られたゴム組成物(F)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
ゴムラテックス(Lx1)500重量部を純水1200重量部で希釈し、50℃に昇温した。 次に、上記希釈されたゴムラテックスに、シリカ含有伸展油エマルジョン(S/O5)624重量部を撹拌下、添加した。この時のpHは8.5であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させた。pHを7以下にすると共凝固が進行し、上澄み液が透明になるまでさらに10%硫酸を添加し、最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行った
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(G)を得た。上記ゴム組成物(G)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.1重量部であった。
得られたゴム組成物(G)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表3に示す。
シリカの水性懸濁液(S2)467重量部を純水1000重量部で希釈し、50℃に昇温した。次に、予め準備しておいたゴムラテックス(Lx1)500重量部、伸展油エマルジョン(EO5)57重量部の混合物を撹拌下、添加してシリカとゴムの共凝固物を含む混合液を得た。この時のpHは7.2であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させた。pHを6.5以下にして凝固を完結させた。混合液の温度は50℃に維持して行った。なお、上記ゴムラテックス(Lx1)と伸展油エマルジョン(EO5)の混合物は不安定であるため、シリカ水性懸濁液に添加するまでは60℃に保持し攪拌しておいた。
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(H)を得た。上記ゴム組成物(H)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.3重量部であった。
得られたゴム組成物(H)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表4に示す。
シリカの水性懸濁液(S3)467重量部を純水1000重量部で希釈し、50℃に昇温した。次に、予め準備しておいたゴムラテックス(Lx1)500重量部、伸展油エマルジョン(EO5)57重量部の混合物を撹拌下、添加してシリカとゴムの共凝固物を含む混合液を得た。この時のpHは8.5であった。
次に、上記混合液に10%硫酸を添加しpHを低下させた。pHを7以下にすると共凝固が進行し、上澄み液が透明になるまでさらに10%硫酸を添加し、最終的にpHを6程度にした。なお、混合液の温度は50℃に維持して行った。なお、上記ゴムラテックス(Lx1)と伸展油エマルジョン(EO5)の混合物は不安定であるため、60℃に保持し攪拌しておいた。
得られた凝固物をろ過し、70℃で真空乾燥して、伸展油及びシリカを含有したゴム組成物(I)を得た。上記ゴム組成物(I)中のシリカの含有率は、ゴム固形分100重量部に対して69.3重量部であった。
得られたゴム組成物(I)は、表3に示す配合量になるように、各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練した。次いで、得られた混練物を60℃で15分プレス加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。結果を表4に示す。
固形ゴムSBR1、シリカ粉末(A)を、表4に示す配合量になるように各種添加剤を配合し、実施例1と同様に混練、加硫して試験片を作製し、各物性を測定した。比較例3の測定値を100とする指数で表した。
Claims (6)
- アニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックス、伸展油エマルジョン及びシリカを混合し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させて伸展油及びシリカを含有したゴム組成物を製造する方法であって、伸展油エマルジョンとしてカチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョンを使用することを特徴とするゴム組成物の製造方法。
- アニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックス、カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョン及びシリカを同時に混合した後、該混合液のpHを7以下に調整し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させることを特徴とする請求項1記載のゴム組成物の製造方法。
- カチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョン及びシリカを予め混合し、次いでアニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックスと混合した後にpHを7以下に調整し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させることを特徴とする請求項1記載のゴム組成物の製造方法。
- アニオン性界面活性剤を乳化剤とするジエン系ゴムラテックス及びシリカ予め混合し、次いでカチオン性界面活性剤を乳化剤とする伸展油エマルジョンを混合した後にpHを7以下に調整し、ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴム、伸展油エマルジョン中の伸展油、シリカを共凝固させることを特徴とする請求項1記載のゴム組成物の製造方法。
- 水、伸展油、シリカ及びカチオン性界面活性剤を含有してなるシリカ含有伸展油エマルジョン。
- 水100重量部に対して、伸展油及びシリカの合計量が3〜30重量部、伸展油に対するシリカの重量比が0.2〜10、シリカ100重量部に対してカチオン性界面活性剤を1〜4.5重量部含有してなる請求項5記載のシリカ含有伸展油エマルジョン。
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