JP5846919B2 - ゴム組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(B)パルプを機械的に解繊処理することにより得られるミクロフィブリル化植物繊維、及び
(C)レゾール樹脂を含有するゴム組成物。
工程(a1)によって得られるレゾール樹脂−ゴム分散体とパルプを混合した後、機械的に解繊処理し、レゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程(b1)、
工程(b1)によって得られるレゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維と、ゴムラテックス成分全体に対して1〜60重量%のゴム成分を含有するゴムラテックスを混合し、分散液を得る工程(c1)、及び
工程(c1)により得られる分散液を凝固した後、乾燥させ、マスターバッチを得る工程(d1)を含む
項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
パルプを機械的に解繊処理しミクロフィブリル化植物繊維を得た後、ミクロフィブリル化植物繊維と工程(a1)によって得られたレゾール樹脂−ゴム分散体を混合し、レゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程(b2)、
工程(b2)によって得られたレゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維と、ゴムラテックス成分全体に対して1〜60重量%のゴム成分を含有するゴムラテックスを混合し、分散液を得る工程(c1)、並びに
工程(c1)により得られる分散液を凝固した後、乾燥させ、マスターバッチを得る工程(d1)を含む
項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
水酸化ナトリウム0.5gを水242.2gに溶解し、さらにホルマリン(濃度:37重量%のホルムアルデヒド水溶液)16.2g及びレゾルシン11.0gを添加し、均一化させ、30℃で5時間熟成させることでA液を得た。ついでA液80.0gと天然ゴムラテックス64.8g(ゴールデン・ホープ・プランテーションズ社製、HYTEX-HA、固形分60重量%)及び水63.8gを撹拌混合し、30℃で1時間熟成することでレゾール樹脂-ゴム分散体1を得た。
水酸化ナトリウム1.0gを水368.5gに溶解し、さらにホルマリン(濃度:37重量%のホルムアルデヒド水溶液)26.5g及びレゾルシン17.0gを添加し、均一化させ、25℃で8時間熟成させることでA液を得た。ついでA液全量と変性スチレンブタジエンゴムラテックス259.7g(日本エイアンドエル株式会社製、PYRATEX、固形分41重量%)、スチレンブタジエンゴムラテックス114.1g(JSR株式会社製、JSR2108、固形分40重量%)及び水213.2gを撹拌混合し、25℃で1時間熟成することでレゾール樹脂-ゴム分散体2を得た。
パルプ(針葉樹由来非漂白クラフトパルプ(リグニン5〜7重量%))、若しくは当該パルプとレゾール樹脂−ゴム分散体1、又は当該パルプとレゾール樹脂−ゴム分散体2の混合物を固形分が30重量%になるように調整し、400rpm、0℃の操業条件の二軸混練押出機で処理することでミクロフィブリル化植物繊維1、2及び3を調製した。ミクロフィブリル化植物繊維1及び2の配合量を表1に示す。なお、ミクロフィブリル化植物繊維2におけるレゾール樹脂−ゴム分散体中のレゾール樹脂の含有割合は1.0重量%であり、天然ゴムの含有割合は8.1重量%、ミクロフィブリル化植物繊維3におけるレゾール樹脂−ゴム分散体中のレゾール樹脂の含有割合は1.6重量%であり、合成ゴムの含有割合は8.9重量%であった。
・マスターバッチ1の調製
50gのミクロフィブリル化植物繊維1(固形分濃度:30重量%)を1450gの水中に高速ホモジナイザー(IKA製バッチ式ホモジナイザーT65Dウルトラタラックス(Ultraturrax T25))を用いて24,000rpm、1時間撹拌分散させ、ついで250gの天然ゴムラテックス(ゴールデン・ホープ・プランテーションズ社製、HYTEX-HA、固形分濃度:60重量%)を添加し、さらに24,000rpm、30分撹拌分散させ分散液を調製した。得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させることでマスターバッチ1を得た。
レゾール樹脂−ゴム分散体1を含有するミクロフィブリル化植物繊維2を用いて、分散液を調製し、得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させた以外はマスターバッチ1と同様の方法で調製した。
レゾール樹脂−ゴム分散体2を含有するミクロフィブリル化植物繊維3を用いて、分散液を調製し、得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させた以外はマスターバッチ1と同様の方法で調製した。
ミクロフィブリル化植物繊維を使用せず、固形分濃度:60重量%の天然ゴムラテックス(ゴールデン・ホープ・プランテーションズ社製、HYTEX-HA)250gを5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させることでマスターバッチ7を得た。
25gのミクロフィブリル化植物繊維1(固形分濃度:30重量%)を725gの水中に高速ホモジナイザー(IKA製バッチ式ホモジナイザーT65Dウルトラタラックス(Ultraturrax T25))を用いて24,000rpm、1時間撹拌分散させ、ついで250gの天然ゴムラテックス(ゴールデン・ホープ・プランテーションズ社製、HYTEX-HA、固形分濃度:60重量%)を添加し、さらに24,000rpm、30分撹拌分散させ分散液を調製した。得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させることでマスターバッチ4を得た。
レゾール樹脂−ゴム分散体1を含有するミクロフィブリル化植物繊維2を用いて、分散液を調製し、得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させた以外はマスターバッチ4と同様の方法で調製した。
レゾール樹脂−ゴム分散体2を含有するミクロフィブリル化植物繊維3を用いて、分散液を調製し、得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させた以外はマスターバッチ4と同様の方法で調製した。
50gのミクロフィブリル化植物繊維1(固形分濃度:30重量%)と7.1gのレゾール樹脂−ゴム分散体1を1450gの水中に高速ホモジナイザー(IKA製バッチ式ホモジナイザーT65Dウルトラタラックス(Ultraturrax T25))を用いて24,000rpm、1時間撹拌分散させ、ついで250gの天然ゴムラテックス(ゴールデン・ホープ・プランテーションズ社製、HYTEX-HA、固形分濃度:60重量%)を添加し、さらに24,000rpm、30分撹拌分散させ分散液を調製した。得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させることでマスターバッチ8を得た。
8.3gのレゾール樹脂−ゴム分散体2を使用する以外はマスターバッチ8と同様の方法で調製した。
25gのミクロフィブリル化植物繊維1(固形分濃度:30重量%)と3.6gのレゾール樹脂−ゴム分散体1を725gの水中に高速ホモジナイザー(IKA製バッチ式ホモジナイザーT65Dウルトラタラックス(Ultraturrax T25))を用いて24,000rpm、1時間撹拌分散させ、ついで250gの天然ゴムラテックス(ゴールデン・ホープ・プランテーションズ社製、HYTEX-HA、固形分濃度:60重量%)を添加し、さらに24,000rpm、30分撹拌分散させ分散液を調製した。得られた分散液を5重量%ギ酸水溶液で凝固、水洗後、40℃の加熱オーブン中で乾燥させることでマスターバッチ10を得た。
4.2gのレゾール樹脂−ゴム分散体2を使用する以外はマスターバッチ8と同様の方法で調製した。
各種マスターバッチと配合剤を60℃、24rpmの条件で6インチオープンロールにより5分間混練した後、150℃でプレス加熱することで比較例1及び2、実施例1〜8及び参考例1に対応する加硫ゴム組成物を得た。表2及び3に各種マスターバッチと配合剤の配合割合を示す。なお、実施例1、3、5、及び7における天然ゴムの配合量は、ゴムラテックス中の天然ゴム及びミクロフィブリル化植物繊維2中の天然ゴムの合計量を表し、ミクロフィブリル化植物繊維2中の天然ゴムは、天然ゴムの合計量中、0.9重量%(実施例1及び5)、0.4重量%(実施例3及び7)含有する。同様に実施例2、4、6、及び8における合成ゴムの配合量は、ゴムラテックス中の合成ゴム及びミクロフィブリル化植物繊維3中の合成ゴムの合計量を表し、ミクロフィブリル化植物繊維3中の合成ゴムは、天然ゴムと合成ゴムの合計量中、1.0重量%(実施例2及び6)、0.5重量%(実施例4及び8)含有する。
ステアリン酸:ビーズステアリン酸つばき(日本油脂(株)製)
酸化亜鉛:酸化亜鉛2種(三井金属鉱業(株)製)
硫黄:粉末硫黄(鶴見化学工業(株)製)
加硫促進剤:ノクセラーDM(大内新興化学工業(株)製)
上記の方法で作製した加硫ゴム組成物を用い、以下に示す評価を行った。なお、表4及び表5に示す特性データ中の引張強度指数、破断伸び指数、破壊エネルギー指数、操縦安定性指数、転がり抵抗指数については、参考例1を基準配合とし、下記記載の計算式で算出した。
JIS K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に従い、引張強度及び破断伸びを測定した。下記の計算式、
引張強度指数=(各配合の破断応力)÷(基準配合の破断応力)×100
破断伸び指数=(各配合の破断伸び)÷(基準配合の破断伸び)×100
破壊エネルギー指数=(各配合の破断応力×破断伸び÷2)÷(基準配合の破断応力×破断伸び÷2)×100により引張強度指数、破断伸び指数、破壊エネルギー指数を算出した。指数が大きい程、加硫ゴム組成物が良好に補強されており、ゴムの機械強度が大きく、破壊特性に優れることを示す。
前述の方法で調製された加硫ゴム組成物の2mmゴムスラブシートから測定用試験片を切り出し、粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件下で、各測定用試験片のE*(複素弾性率)及びtanδ(損失正接)を測定した。下記の計算式、
操縦安定性指数=(各配合のE*)÷(基準配合のE*)×100
転がり抵抗指数=(各配合のtanδ)÷(基準配合のtanδ)×100
により操縦安定性指数、転がり抵抗指数を算出した。
Claims (14)
- (A)ジエン系ゴム成分、
(B)機械的解繊処理パルプであって、平均繊維径が1μm以下であるミクロフィブリル化植物繊維、及び
(C)レゾール樹脂を含有するゴム組成物。 - (A)ジエン系ゴム成分、
(B)平均繊維径が1μm以下であるミクロフィブリル化植物繊維、及び
(C)レゾール樹脂を含有するゴム組成物。 - レゾール樹脂(C)が、ヒドロキシル基を少なくとも1個有するベンゼンとホルムアルデヒドの重合により得られる請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- ヒドロキシル基を少なくとも1個有するベンゼンがレゾルシンである請求項3に記載のゴム組成物。
- ミクロフィブリル化植物繊維(B)の含有量が、ジエン系ゴム成分(A)100重量部に対して、1〜50重量部である請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
- レゾール樹脂(C)の含有量が、ジエン系ゴム成分(A)100重量部に対して、0.01〜5重量部である請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物。
- 前記機械的解繊処理パルプが、磨砕処理パルプである請求項1に記載のゴム組成物。
- ミクロフィブリル化植物繊維(B)の平均繊維径が4nm〜1μmである請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組成物。
- タイヤ用に用いられる請求項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
- ゴムラテックス成分全体に対して1〜60重量%のジエン系ゴム成分を含有するゴムラテックスと、ヒドロキシル基を少なくとも1個有するベンゼン及びホルムアルデヒドを含有する溶液を配合し、レゾール樹脂−ゴム分散体を得る工程(a1)、
工程(a1)によって得られるレゾール樹脂−ゴム分散体とパルプを混合した後、機械的に解繊処理し、レゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程(b1)、
工程(b1)によって得られるレゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維と、ゴムラテックス成分全体に対して1〜60重量%のジエン系ゴム成分を含有するゴムラテックスを混合し、分散液を得る工程(c1)、及び
工程(c1)により得られる分散液を凝固した後、乾燥させ、マスターバッチを得る工程(d1)を含む
請求項1〜10のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。 - ゴムラテックス成分全体に対して1〜60重量%のジエン系ゴム成分を含有するゴムラテックスと、ヒドロキシル基を少なくとも1個有するベンゼン及びホルムアルデヒドを含有する溶液を配合し、レゾール樹脂−ゴム分散体を得る工程(a1)、
パルプを機械的に解繊処理しミクロフィブリル化植物繊維を得た後、ミクロフィブリル化植物繊維と工程(a1)によって得られたレゾール樹脂−ゴム分散体を混合し、レゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程(b2)、
工程(b2)によって得られたレゾール樹脂−ゴム分散体含有ミクロフィブリル化植物繊維と、ゴムラテックス成分全体に対して1〜60重量%のジエン系ゴム成分を含有するゴムラテックスを混合し、分散液を得る工程(c1)、並びに
工程(c1)により得られる分散液を凝固した後、乾燥させ、マスターバッチを得る工程(d1)を含む
請求項1〜10のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。 - 工程(b1)における機械的な解繊処理が磨砕処理である請求項11に記載のゴム組成物の製造方法。
- 工程(b2)における機械的な解繊処理が磨砕処理である請求項12に記載のゴム組成物の製造方法。
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