JP5442608B2 - エラストマー組成物および該エラストマー組成物を用いたタイヤ - Google Patents
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Description
以下に、本発明のエラストマー組成物を詳細に説明する。本発明に従うエラストマー組成物は、エラストマー成分に、有機物の発酵処理において生じる残滓を配合して混練することで、エラストマー成分の使用量を低減したことを特徴とする。
まず、食品廃棄物をメタン発酵した後に残った残滓を、例えば温度800℃で燻煙処理することにより、残滓中の菌体を殺菌すると共に硫化水素を除去する。
次に、燻煙処理後の残滓を、任意の充填剤(カーボンブラック等)および添加剤とともにエラストマー成分に配合して混練する。
まず、食品廃棄物をメタン発酵した後に残った残滓を、例えば温度800℃で炭化処理することにより、残滓中の菌体を殺菌すると共に硫化水素を除去する。
次に、炭化処理後の残滓を、任意の充填剤(カーボンブラック等)および添加剤とともにエラストマー成分に配合して混練する。
まず、残滓を乾燥し、必要に応じて乾燥した残滓から上述の方法でセルロース粒子若しくはヘミセルロース粒子、またはセルロース短繊維若しくはヘミセルロース短繊維を取り出す。
次に、乾燥した残滓、セルロース粒子若しくはヘミセルロース粒子、またはセルロース短繊維若しくはヘミセルロース短繊維を、任意の充填剤(カーボンブラック等)および添加剤とともにエラストマー成分に配合して混練する。
本発明のタイヤは、少なくとも一部を上記エラストマー組成物で構成したことを特徴とし、それ以外は通常のタイヤと同様の製造方法を用いて製造することができる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
バンバリーミキサーを用いて、表1に示す配合処方でエラストマー組成物としてのゴム組成物を調製し、既知の加硫剤等(ゴム成分100質量部に対して、硫黄:1.5質量部、加硫促進剤:2.9質量部[CZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド):1.5質量部、DPG(ジフェニルグアニジン):1.2質量部、DM(ジベンゾチアジルジスルフィド):0.2質量部]、ZnO:2.0質量部、ステアリン酸:1.0質量部、老化防止剤6C:1.0質量部)を配合して通常の方法で加硫した後に以下の方法で性能を測定、評価した。結果を表2〜4に示す。なお、表中における「ゴム組成物の燻煙残滓含有率」は、下記式:
燻煙残滓含有率=燻煙残滓配合量/(ゴム成分配合量+カーボンブラック配合量+燻煙残滓配合量)×100
に基づき算出し、配合量の少ない成分(加硫剤等)は無視した。
バンバリーミキサーを用いて、表1に示す配合処方でエラストマー組成物としてのゴム組成物を調製し、既知の加硫剤等(ゴム成分100質量部に対して、硫黄:1.5質量部、加硫促進剤:2.9質量部[CZ:1.5質量部、DPG:1.2質量部、DM:0.2質量部]、ZnO:2.0質量部、ステアリン酸:1.0質量部、老化防止剤6C:1.0質量部)を配合して通常の方法で加硫した後に以下の方法で性能を測定、評価した。結果を表2〜4に示す。
(S-S曲線)
実施例1〜3および従来例1で作製したゴム組成物を160℃で15分加硫して得た加硫ゴムに対し、配向方向および垂直方向の双方について、引張応力および破断伸びを測定し、引張応力−歪み曲線(S-S曲線)を作成した。具体的には、株式会社東洋精機製作所製の引張試験機を用いて、温度−45〜62℃、周波数52.1Hzの条件で引張応力を測定し、株式会社東洋精機製作所製のストログラフを用いて、温度25℃、引張速度100mm/minの条件で破断伸びを測定した。伸びと応力との関係、引張強さ(TB)、および破断伸び(EB)を表2に示す。なお、ここで、配向方向とは燻煙残滓の配向方向を指し、垂直方向とは配向方向に垂直な方向を指す。
実施例1〜3および従来例1で作製したゴム組成物を160℃で15分加硫して得た加硫ゴムに対し、配向方向および垂直方向の双方について、株式会社上島製作所製の粘弾性測定装置を用いて、温度25℃、周波数52.1Hz、歪0.09〜5%の条件で動的弾性率(E')および損失正接(tanδ)を測定した。動的弾性率(E')および損失弾性率(E'')を表3に、損失正接(tanδ)を表4に示す。
*2 旭カーボン株式会社製、N110
*3 メタン発酵菌(ペプチドグリカン含有率90%)含有汚泥(直径0.5〜200μm)を燻煙炭化処理(処理温度800℃)したもの
オレフィン系熱可塑性エラストマー(三井化学製、ミラストマー 4400B)のペレットを押出して引張試験用の試料を作製した。作製した試料につき、株式会社東洋精機製作所製の引張試験機で破断応力を測定した。
オレフィン系熱可塑性エラストマー(三井化学製、ミラストマー 4400B)に、実施例1〜3で用いたのと同じ燻煙残滓を表5に示す配合量で配合し、ペレットとした。そして、該ペレットを押出して引張試験用の試料を作製した。作製した試料につき、株式会社東洋精機製作所製の引張試験機で破断応力を測定し、得られた測定値につき、従来例2の破断応力を100%として指数で評価した。結果を表5に示す。なお、燻煙残滓の配合量は、上記「ゴム組成物の燻煙残滓含有率」の算出式に準拠して算出した。
バンバリーミキサーを用いて、表6に示す配合処方で芋焼酎粕を含むゴム組成物を調製し、既知の加硫剤等(ゴム成分100質量部に対して、硫黄:1.5質量部、加硫促進剤:2.9質量部[CZ:1.5質量部、DPG:1.2質量部、DM:0.2質量部]、ZnO:2.0質量部、ステアリン酸:1.0質量部、老化防止剤6C:1.0質量部)を配合して通常の方法で加硫した後に以下の方法で氷上μを測定、評価した。結果を表6に示す。なお、表中における「ゴム組成物中の芋焼酎粕含有率」は、上記「ゴム組成物の燻煙残滓含有率」の算出式中の「燻煙残滓配合量」を「芋焼酎粕配合量」に変更した算出式を用いて算出した。
バンバリーミキサーを用いて、表6に示す配合処方で芋焼酎粕を含まないゴム組成物を調製し、既知の加硫剤等(ゴム成分100質量部に対して、硫黄:1.5質量部、加硫促進剤:2.9質量部[CZ:1.5質量部、DPG:1.2質量部、DM:0.2質量部]、ZnO:2.0質量部、ステアリン酸:1.0質量部、老化防止剤6C:1.0質量部)を配合して通常の方法で加硫した後に以下の方法で氷上μを測定、評価した。結果を表6に示す。
実施例11〜13および従来例3で作製したゴム組成物を145℃で33分加硫して得た加硫ゴムに対し、路面摩擦試験機(実開平5−66545号に開示)を用いて、氷上路面上における摩擦力を温度0℃にて測定し、従来例3の値を100として、指数表示した。数値の大きい方が、制動性能が良いと評価する。
*5 旭カーボン株式会社製、N110
*6 芋麹:米麹=4:1の割合で発酵処理を行い製造した芋焼酎の粕、含水率50%、粕中の固形分の組成は芋短繊維:芋細胞壁=1:4
Claims (23)
- エラストマー成分に対して有機物の発酵処理において生じる残滓を配合した、エラストマー組成物。
- 前記有機物がバイオマスである、請求項1に記載のエラストマー組成物。
- 前記発酵処理が嫌気性微生物を利用した嫌気性発酵処理であり、
当該嫌気性発酵処理において生じる残滓を、燻煙処理した後に配合した、請求項1に記載のエラストマー組成物。 - 前記発酵処理が好気性微生物を利用した好気性発酵処理である、請求項1に記載のエラストマー組成物。
- 前記嫌気性発酵処理が、メタン発酵処理、エタノール発酵処理、若しくは水素発酵処理、またはそれらの組み合わせである、請求項3に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓の直径が0.02μm〜200μmである、請求項1に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓が、発酵菌を用いた有機物の発酵処理において生じる、該発酵菌の細胞壁を含有する残滓である、請求項1または2に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓の主成分がペプチドグリカンである、請求項7に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓を燻煙処理または炭化処理した後に前記エラストマー成分に配合する、請求項7または8に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓の直径が0.02〜50μmである、請求項7または8に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓が、植物の細胞壁および該植物の細胞壁が連なった短繊維の少なくとも一方を含有する有機物の発酵処理において生じる、該植物の細胞壁および短繊維の少なくとも一方を含有する残滓である、請求項1または2に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓が、前記植物の細胞壁の主成分であるセルロース粒子およびヘミセルロース粒子の少なくとも一方からなる、請求項11に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓が、前記短繊維からなり、
該短繊維は、セルロース短繊維およびヘミセルロース短繊維の少なくとも一方からなる、請求項11に記載のエラストマー組成物。 - 前記セルロース粒子およびヘミセルロース粒子の直径が0.02μm〜50μmである、請求項12に記載のエラストマー組成物。
- 前記セルロース粒子およびヘミセルロース粒子は凝集して塊状となっており、
該塊の直径が0.5μm〜2mmである、請求項12に記載のエラストマー組成物。 - 前記残滓が、前記植物の細胞壁の主成分であるセルロース粒子およびヘミセルロース粒子の少なくとも一方と、前記植物の細胞壁が連なった短繊維とを含む、請求項11に記載のエラストマー組成物。
- 前記発酵処理が麹菌および酵母菌の少なくとも一方を用いた処理であって、
前記セルロース粒子およびヘミセルロース粒子には、麹菌および酵母菌の少なくとも一方の細胞壁が付随している、請求項12に記載のエラストマー組成物。 - 前記発酵処理が麹菌および酵母菌の少なくとも一方を用いた処理であって、
前記短繊維には、麹菌および酵母菌の少なくとも一方の細胞壁が付随している、請求項11または13に記載のエラストマー組成物。 - 前記短繊維の直径が1μm〜150μmである、請求項11または13に記載のエラストマー組成物。
- 前記短繊維の長さが0.3mm〜5mmである、請求項11または13に記載のエラストマー組成物。
- 前記短繊維が、2〜10本集合して束状となっている、請求項11または13に記載のエラストマー組成物。
- 前記残滓の配合量が、前記エラストマー成分100質量部に対して1〜50質量部である、請求項1、7または11に記載のエラストマー組成物。
- 少なくとも一部を請求項1〜22の何れかに記載のエラストマー組成物で構成した、タイヤ。
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