JP6964966B2 - Rubber members, their manufacturing methods, and tires - Google Patents
Rubber members, their manufacturing methods, and tires Download PDFInfo
- Publication number
- JP6964966B2 JP6964966B2 JP2016152220A JP2016152220A JP6964966B2 JP 6964966 B2 JP6964966 B2 JP 6964966B2 JP 2016152220 A JP2016152220 A JP 2016152220A JP 2016152220 A JP2016152220 A JP 2016152220A JP 6964966 B2 JP6964966 B2 JP 6964966B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- rubber
- thickening substance
- rubber member
- substance
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
本発明は、ゴム部材及びその製造方法、並びにタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber member, a method for manufacturing the same, and a tire.
スパイクタイヤが規制されて以来、氷雪路面上でのタイヤの制動性や駆動性を向上させるため、種々の検討が行われている。例えば、特開2014−227487号公報(特許文献1)では、非ゴム成分を除去して高純度化し、且つ、酸性化合物の処理等によりゴム成分のpHを所定範囲に調整した改質天然ゴムと、カーボンブラック等の充填剤とを用いることで、補強性を高めるとともに、スタッドレスタイヤに求められる氷上性能等を改善できることが提案されている。 Since the regulation of studded tires, various studies have been conducted to improve the braking performance and drivability of tires on icy and snowy road surfaces. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-227487 (Patent Document 1), a modified natural rubber obtained by removing a non-rubber component to make it highly pure and adjusting the pH of the rubber component to a predetermined range by treatment with an acidic compound or the like. It has been proposed that by using a filler such as carbon black, it is possible to improve the reinforcing property and improve the on-ice performance required for a studless tire.
しかしながら、上記従来の技術は、ゴム成分のpHを調整して保存中の分子量の低下を抑制することを狙いとするものであるため、タイヤの氷上性能を抜本的に向上させるのには限界がある。 However, since the above-mentioned conventional technique aims to adjust the pH of the rubber component to suppress the decrease in molecular weight during storage, there is a limit to drastically improving the on-ice performance of the tire. be.
そこで、本発明の目的は、タイヤ等のゴム物品に用いられた場合に、ゴム物品の氷上性能を向上させることが可能な、ゴム部材を提供することにある。また、本発明の目的は、タイヤ等のゴム物品の氷上性能を向上させることが可能なゴム部材を得ることができる、ゴム部材の製造方法を提供することにもある。更に、本発明の目的は、氷上性能が向上したタイヤを提供することにもある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rubber member capable of improving the performance of a rubber article on ice when used for a rubber article such as a tire. Another object of the present invention is also to provide a method for manufacturing a rubber member, which can obtain a rubber member capable of improving the performance of a rubber article such as a tire on ice. Furthermore, an object of the present invention is also to provide a tire having improved performance on ice.
すなわち、本発明のゴム部材は、水増粘物質を有するゴム部材であって、該ゴム部材の表面に、複数の微小凹部が存在し、前記水増粘物質が、前記微小凹部の内表面に配置されており、且つ、前記微小凹部の内表面における水増粘物質の平均被覆率が10%以上であり、ここで、前記水増粘物質は、その濃度が23質量%となるように水分散液を調製したときに、コーンプレート型粘度計により測定される該水分散液の25℃、0.01/s〜0.1/sのうちの任意のせん断速度における粘度が、20Pa・s以上となる物質と定義される、ことを特徴とする。本発明のゴム部材によれば、タイヤ等のゴム物品に用いられた場合に、ゴム物品の氷上性能を向上させることが可能である。 That is, the rubber member of the present invention is a rubber member having a water thickening substance, and a plurality of minute recesses are present on the surface of the rubber member, and the water thickening substance is applied to the inner surface of the minute recesses. The water thickening substance is arranged so that the average coverage of the water thickening substance on the inner surface of the micro-concave is 10% or more, and the water thickening substance has a concentration of 23% by mass. When the dispersion was prepared, the viscosity of the aqueous dispersion measured by a cone plate type viscous meter at any shear rate of 25 ° C. and 0.01 / s to 0.1 / s was 20 Pa · s. It is characterized by being defined as the above substances. According to the rubber member of the present invention, when used for a rubber article such as a tire, it is possible to improve the performance of the rubber article on ice.
本発明のゴム部材は、更に内部に複数の微小空洞部が存在し、前記水増粘物質が、前記微小空洞部の内表面にも配置されていることが好ましく、このようなゴム部材は、ゴム成分に対し、発泡剤と、水増粘物質及び樹脂を含有する水増粘物質含有有機繊維とを配合してなるゴム組成物を用いて好適に製造することができる。この構成によれば、ゴム部材は、長期にわたってタイヤ等に高い氷上性能をもたらすことができ、また、水増粘物質を過剰に使用する必要がない。 It is preferable that the rubber member of the present invention further has a plurality of microcavities inside, and the water thickening substance is also arranged on the inner surface of the microcavities. Such a rubber member is a rubber member. It can be suitably produced by using a rubber composition obtained by blending a foaming agent and a water-thickening substance-containing organic fiber containing a water-thickening substance and a resin with respect to the rubber component. According to this configuration, the rubber member can bring high performance on ice to the tire or the like for a long period of time, and it is not necessary to use an excessive amount of the water thickening substance.
また、本発明のゴム部材は、前記水増粘物質が水酸基を有することが好ましい。これにより、ゴム物品の氷上性能をより向上させることができる。 Further, in the rubber member of the present invention, it is preferable that the water thickening substance has a hydroxyl group. Thereby, the performance on ice of the rubber article can be further improved.
また、本発明のゴム部材は、前記水増粘物質が、塗布、噴霧又は含浸により前記微小凹部の内表面に配置されていることが好ましい。かかるゴム部材は、配合により水増粘物質を配置させる場合よりも多くの水増粘物質が微小凹部の内表面に配置されており、特にタイヤ等の使用初期における氷上性能を大幅に向上させることができる。 Further, in the rubber member of the present invention, it is preferable that the water thickening substance is arranged on the inner surface of the minute recesses by coating, spraying or impregnating. In such a rubber member, a larger amount of the water-thickening substance is arranged on the inner surface of the minute recesses than in the case where the water-thickening substance is arranged by blending, and in particular, the performance on ice at the initial stage of use of a tire or the like is significantly improved. Can be done.
本発明のゴム部材の製造方法は、上述したゴム部材の製造方法であって、加硫したゴムの表面に形成された微小凹部に、水増粘物質を付与する工程を含むことを特徴とする。本発明のゴム部材の製造方法によれば、タイヤ等のゴム物品の氷上性能を向上させることが可能なゴム部材を得ることができる。また、かかる製造方法では、配合により水増粘物質を配置させる場合よりも、容易に水増粘物質を微小凹部の内表面に配置させることができ、また、容易に微小凹部の内表面への水増粘物質の配置量をコントロールすることができる。 The method for producing a rubber member of the present invention is the above-mentioned method for producing a rubber member, and is characterized by including a step of applying a water thickening substance to minute recesses formed on the surface of vulcanized rubber. .. According to the method for manufacturing a rubber member of the present invention, it is possible to obtain a rubber member capable of improving the performance of a rubber article such as a tire on ice. Further, in such a manufacturing method, the water-thickening substance can be more easily arranged on the inner surface of the micro-concave than when the water-thickening substance is arranged by blending, and the water-thickening substance can be easily arranged on the inner surface of the micro-concave. The amount of the water thickening substance arranged can be controlled.
本発明のタイヤは、上述したゴム部材をトレッド部に備えることを特徴とする。本発明のタイヤによれば、氷上性能が向上する。 The tire of the present invention is characterized in that the above-mentioned rubber member is provided in the tread portion. According to the tire of the present invention, the performance on ice is improved.
本発明によれば、タイヤ等のゴム物品に用いられた場合に、ゴム物品の氷上性能を向上させることが可能な、ゴム部材を提供することができる。また、本発明によれば、タイヤ等のゴム物品の氷上性能を向上させることが可能なゴム部材を得ることができる、ゴム部材の製造方法を提供することができる。更に、本発明によれば、氷上性能が向上したタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber member capable of improving the performance of a rubber article on ice when used for a rubber article such as a tire. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a rubber member, which can obtain a rubber member capable of improving the performance of a rubber article such as a tire on ice. Further, according to the present invention, it is possible to provide a tire having improved performance on ice.
(ゴム部材)
以下に、本発明のゴム部材を、その一実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
図1に示す、本発明のゴム部材の一実施形態としての、一例のタイヤのトレッド部1は、ゴム成分及び他の任意の成分を含むゴム組成物を用いて製造され得るものであって、その表面に複数の微小凹部2が存在し、この微小凹部2のそれぞれの内表面には、水増粘物質3が配置されている。
なお、本発明において「水増粘物質」は、その濃度が23質量%となるように水分散液を調製したときに、コーンプレート型粘度計により測定される該水分散液の25℃、0.01/s〜0.1/sのうちの任意のせん断速度における粘度が、20Pa・s以上となる物質と定義される。
また、ゴム部材が使用時に路面等の外的因子と接触し得ない表面を有する場合、本発明における「ゴム部材の表面」には、当該接触し得ない表面が含まれないこととする。
(Rubber member)
Hereinafter, the rubber member of the present invention will be described in detail as an example based on the embodiment.
The tread portion 1 of an example tire as an embodiment of the rubber member of the present invention shown in FIG. 1 can be manufactured by using a rubber composition containing a rubber component and any other component. A plurality of micro-recesses 2 are present on the surface thereof, and a water thickening substance 3 is arranged on the inner surface of each of the micro-recesses 2.
In the present invention, the "water thickening substance" is 0 at 25 ° C. of the aqueous dispersion measured by a cone plate type viscometer when the aqueous dispersion is prepared so that its concentration is 23% by mass. It is defined as a substance having a viscosity of .01 / s to 0.1 / s at an arbitrary shear rate of 20 Pa · s or more.
Further, when the rubber member has a surface that cannot come into contact with an external factor such as a road surface during use, the "surface of the rubber member" in the present invention does not include the surface that cannot come into contact with the rubber member.
一般に、例えば車が氷雪路面を走行する際には、該氷雪路面とタイヤとの摩擦熱等によって水膜が生成し、この水膜が、タイヤと氷雪路面との間の摩擦係数を低下させて、氷上性能を悪化させる原因になっているといわれている。この点に関し、本発明の一実施形態のゴム部材は、表面に複数の微小凹部が存在するため、この微小凹部が排水溝として機能し、水膜を除去してタイヤと氷雪路面との間の摩擦係数の低下を抑制することができる。更に、本発明の一実施形態のゴム部材は、表面に微小凹部が存在するだけでなく、この微小凹部の内表面に水増粘物質が配置されている。そのため、ゴム部材の表面粗さが実質的に高まるとともに、水増粘物質が微小凹部内に浸入した水の中に見かけ上分散し、水の粘度が上昇することで、摩擦係数(静止摩擦係数及び動摩擦係数)の低下がより一層抑制されるので、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。また、本発明のゴム部材は、上述した効果のほか、(1)ゴム成分が極めて疎水性であるため、水増粘物質が存在する微小凹部の方へより多くの水を浸入させることができる、(2)水増粘物質が水膜を切り裂き、微小凹部の排水溝としての機能をより増強させる、(3)氷雪路面と接触し得る水増粘物質の引っ掻き効果、等の効果も奏することができるものと考えられる。 Generally, for example, when a car travels on an ice-snow road surface, a water film is formed due to frictional heat between the ice-snow road surface and the tire, and this water film reduces the coefficient of friction between the tire and the ice-snow road surface. , It is said that it is a cause of deterioration of performance on ice. In this regard, since the rubber member according to the embodiment of the present invention has a plurality of minute recesses on the surface, the minute recesses function as drainage grooves to remove the water film and between the tire and the ice / snow road surface. It is possible to suppress a decrease in the friction coefficient. Further, in the rubber member of one embodiment of the present invention, not only the micro-recess is present on the surface, but also the water thickening substance is arranged on the inner surface of the micro-recess. Therefore, the surface roughness of the rubber member is substantially increased, and the water thickening substance is apparently dispersed in the water that has infiltrated into the minute recesses, and the viscosity of the water is increased, so that the friction coefficient (static friction coefficient) is increased. And the decrease in the coefficient of dynamic friction) is further suppressed, so that the performance on ice of the tire can be significantly improved. Further, in addition to the above-mentioned effects, the rubber member of the present invention (1) has an extremely hydrophobic rubber component, so that more water can be infiltrated into the minute recesses where the water thickening substance is present. , (2) The water thickening substance cuts through the water film and further enhances the function as a drainage groove of the minute recess, (3) The effect of scratching the water thickening substance that can come into contact with the ice and snow road surface, etc. It is thought that it can be done.
ここで、本発明において「微小凹部」とは、図1にも示す通り、ゴム部材の表面に存在する窪みであって、最大深さ(Dmax)が1〜500μmであり、且つ、ゴム部材の表面の展開視における最長の径(Lmax)が1〜500μmの範囲のものを指すものとする。従って、前記「微小凹部」には、様々な外形のものが含まれる。なお、この「微小凹部」の有無は、例えば、電子顕微鏡により撮影したゴム部材の表面の写真から確認することができる。 Here, in the present invention, as shown in FIG. 1, the "micro recess" is a recess existing on the surface of the rubber member, has a maximum depth (D max ) of 1 to 500 μm, and is a rubber member. The longest diameter (L max ) in the unfolded view of the surface of the surface is in the range of 1 to 500 μm. Therefore, the "micro recess" includes those having various outer shapes. The presence or absence of this "micro recess" can be confirmed, for example, from a photograph of the surface of the rubber member taken with an electron microscope.
また、本発明において、水増粘物質が微小凹部等の内表面に「配置されている」との態様には、水増粘物質が微小凹部等の内表面に強固に固着されている態様及びされていない態様の両方が含まれる。ただし、水増粘物質は、微小凹部等の内表面に強固に固着されていない方が好ましい。 Further, in the present invention, the embodiment in which the water thickening substance is "arranged" on the inner surface of the minute recesses or the like includes the embodiment in which the water thickening substance is firmly adhered to the inner surface of the minute recesses or the like. Both aspects that are not included are included. However, it is preferable that the water thickening substance is not firmly adhered to the inner surface such as a minute recess.
なお、図1では、図示された全ての微小凹部2の内表面に水増粘物質3が配置されているが、本発明の一実施形態のゴム部材は、水増粘物質が、使用により路面等の外的因子と接触し得る表面(以下、「接地対象表面」と称することがある。)に存在する少なくとも1つの微小凹部の内表面に配置されていればよい。但し、所望の作用効果を十分に得る観点から、接地対象表面に存在するより多くの、好ましくは全部の微小凹部の内表面に水増粘物質が配置されていることが好ましい。
In FIG. 1, the water thickening substance 3 is arranged on the inner surface of all the
本発明の一実施形態のゴム部材の表面における微小凹部の数としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜決定することができるが、ゴム物性を保持しつつタイヤ等の氷上性能を効果的に向上させる観点から、70〜200個/mm2であることが好ましく、130〜150個/mm2であることがより好ましい。
なお、上記微小凹部の数は、電子顕微鏡により撮影したゴム部材の表面の写真から、一辺1mmの正方形領域を任意に10個選択し、その各領域内で観察される微小凹部の数をカウントし、その平均値として求めることができる。
The number of minute recesses on the surface of the rubber member according to the embodiment of the present invention is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the intended purpose. From the viewpoint of improving the number of pieces / mm 2 , it is preferably 70 to 200 pieces /
As for the number of the micro-recesses, 10 square regions having a side of 1 mm are arbitrarily selected from the photograph of the surface of the rubber member taken by an electron microscope, and the number of the micro-recesses observed in each region is counted. , Can be obtained as the average value.
また、本発明の一実施形態のゴム部材は、図2に示す一例のトレッド部1のように、複数の微小凹部2が表面に存在するだけでなく、その内部に複数の微小空洞部4が存在し、また、微小凹部2の内表面に水増粘物質3aが配置されていることに加え、当該複数の微小空洞部4の内表面にも、水増粘物質3bが配置されていることが好ましい。本発明の一実施形態のゴム部材がこのような態様を有することにより、長年の使用によって表面が摩耗し、それに伴って微小凹部2が消失したとしても、随時その内部に存在する微小空洞部4が新たな微小凹部となって表面に現れ、この新たな微小凹部及びその内表面に配置されている水増粘物質が、排水溝として機能するとともに、ゴム部材の表面粗さを実質的に高めたり、浸入した水の粘度を上昇させて摩擦係数の低下を抑制する。そのため、上記の態様を有する本発明の一実施形態のゴム部材は、長期にわたってタイヤ等に高い氷上性能をもたらすことができる。
なお、本発明の一実施形態のゴム部材においては、微小凹部と微小空洞部とが繋がっている態様を有していてもよい。
Further, in the rubber member of one embodiment of the present invention, not only a plurality of
The rubber member according to the embodiment of the present invention may have a mode in which the minute recess and the minute cavity are connected.
ここで、微小空洞部の大きさとしては、特に制限はされないが、内表面上の任意の2点を結ぶ直線のうち最も長いものの長さが、1μm〜10mmであることが好ましい。 Here, the size of the microcavity is not particularly limited, but the length of the longest straight line connecting any two points on the inner surface is preferably 1 μm to 10 mm.
そして、上述したような、水増粘物質が微小空洞部の内表面にも配置されている本発明の一実施形態のゴム部材は、水増粘物質が、微小凹部2の内表面及び微小空洞部4の内表面以外の場所、例えば非空洞部5に存在していてもよい。但し、水増粘物質を過剰に使用する必要なく、効率的にタイヤ等の氷上性能を向上させる観点から、非空洞部5に存在する水増粘物質の割合は、より小さい方が好ましい。このようなゴム部材は、例えば、ゴム成分に対し、発泡剤と、水増粘物質及び樹脂を含有する水増粘物質含有有機繊維とを配合してなるゴム組成物を用いることにより、好適に製造することができる。上記のゴム組成物を用いて製造されるゴム部材は、非空洞部に存在する水増粘物質の割合が、ほぼ0である。
なお、この点に関しては、「ゴム部材が有する水増粘物質の全量のうち、非空洞部に存在する水増粘物質の割合」を特定することで、好適なゴム部材の態様を論じる必要があるとも考えられる。しかしながら、ゴム部材が有する水増粘物質の全量を求めるには、著しく過大な時間を要し、実際的でない。以上を踏まえれば、「ゴム部材が有する水増粘物質の全量のうち、非空洞部に存在する水増粘物質の割合」を直接特定することは、技術的に不可能であることが明らかである。
Then, as described above, in the rubber member of the embodiment of the present invention in which the water thickening substance is also arranged on the inner surface of the microcavities, the water thickening substance is contained on the inner surface of the
Regarding this point, it is necessary to discuss a suitable mode of the rubber member by specifying "the ratio of the water thickening substance present in the non-cavity portion to the total amount of the water thickening substance contained in the rubber member". It is also possible that there is. However, it takes a remarkably excessive time to determine the total amount of the water thickening substance contained in the rubber member, which is not practical. Based on the above, it is clear that it is technically impossible to directly specify "the ratio of the water thickening substance present in the non-cavity portion to the total amount of the water thickening substance contained in the rubber member". be.
また、本発明の一実施形態のゴム部材は、水増粘物質が、微小凹部2の内表面にとりわけ多く配置されていることも好ましい。水増粘物質が微小凹部の内表面に多く配置されているゴム部材は、特にタイヤ等の使用初期における氷上性能を大幅に向上させることができる。なお、微小凹部の内表面に多くの水増粘物質を配置する(ゴム部材が有する水増粘物質の全量のうち、微小凹部の内表面に配置されている水増粘物質の割合を高める)方法としては、例えば、水増粘物質の塗布、噴霧又は含浸が挙げられる。この塗布、噴霧又は含浸は、いずれも、ゴム組成物を加硫して微小凹部を有する加硫ゴムを調製した後に、任意のタイミングで行うことができ、また、微小凹部の内表面に配置させる水増粘物質の量を容易にコントロールすることができるため、本発明のゴム部材の製造を容易なものとすることができる。
なお、この点に関しては、「ゴム部材が有する水増粘物質の全量のうち、微小凹部の内表面に配置されている水増粘物質の割合」を特定することで、好適なゴム部材の態様を論じる必要があるとも考えられる。しかしながら、ゴム部材が有する水増粘物質の全量を求めるには、著しく過大な時間を要し、実際的でない。以上を踏まえれば、「ゴム部材が有する水増粘物質の全量のうち、微小凹部の内表面に配置されている水増粘物質の割合」を直接特定することは、技術的に不可能であることが明らかである。
Further, in the rubber member of one embodiment of the present invention, it is also preferable that a particularly large amount of the water thickening substance is arranged on the inner surface of the
Regarding this point, by specifying "the ratio of the water thickening substance arranged on the inner surface of the minute recesses to the total amount of the water thickening substance contained in the rubber member", a suitable mode of the rubber member It may be necessary to discuss. However, it takes a remarkably excessive time to determine the total amount of the water thickening substance contained in the rubber member, which is not practical. Based on the above, it is technically impossible to directly specify "the ratio of the water thickening substance arranged on the inner surface of the minute recesses to the total amount of the water thickening substance contained in the rubber member". It is clear that.
また、本発明の一実施形態のゴム部材は、1個当たりの微小凹部2の内表面に配置されている水増粘物質の量が一定以上である必要がある。より具体的には、ゴム部材の表面に存在する微小凹部の内表面における水増粘物質の平均被覆率が、10%以上であることを要し、20%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましく、30%以上であることが更に好ましく、75%以上であることが特に好ましい。前記平均被覆率が10%未満であると、タイヤ等の氷上性能を効果的に向上させることができない。
同様の観点から、ゴム部材の接地対象表面に存在する微小凹部の内表面の平均被覆率が、10%以上であることが好ましく、20%以上であることも好ましく、25%以上であることがより好ましく、30%以上であることが更に好ましく、75%以上であることが特に好ましい。
なお、本明細書において「微小凹部の内表面における水増粘物質の平均被覆率」とは、ゴム部材の表面の展開視における微小凹部の面積のうち、水増粘物質により覆われている面積の合計の割合の平均値を指すものとする。また、この「微小凹部の内表面における水増粘物質の平均被覆率」は、例えば、電子顕微鏡により撮影したゴム部材の表面の写真(好ましくは、2値化処理を施したもの)から、微小凹部を任意に10個選択し、その各微小凹部の面積の合計のうち、水増粘物質により覆われている面積の合計の割合を算出して求めることができる。
Further, the rubber member according to the embodiment of the present invention needs to have a certain amount or more of the water thickening substance arranged on the inner surface of each of the minute recesses 2. More specifically, the average coverage of the water thickening substance on the inner surface of the minute recesses existing on the surface of the rubber member needs to be 10% or more, preferably 20% or more, preferably 25%. The above is more preferable, 30% or more is further preferable, and 75% or more is particularly preferable. If the average coverage is less than 10%, the performance on ice of tires and the like cannot be effectively improved.
From the same viewpoint, the average coverage of the inner surface of the minute recesses existing on the surface of the rubber member to be grounded is preferably 10% or more, preferably 20% or more, and preferably 25% or more. More preferably, it is more preferably 30% or more, and particularly preferably 75% or more.
In the present specification, the "average coverage of the water-thickening substance on the inner surface of the micro-recess" is the area covered by the water-thickening substance in the area of the micro-recess in the developed view of the surface of the rubber member. It shall refer to the average value of the ratio of the total of. Further, the "average coverage of the water thickening substance on the inner surface of the minute recesses" is found to be minute from, for example, a photograph of the surface of the rubber member (preferably subjected to binarization treatment) taken with an electron microscope. Ten recesses can be arbitrarily selected, and the ratio of the total area covered by the water thickening substance to the total area of each of the minute recesses can be calculated and obtained.
ここで、本発明の一実施形態のゴム部材は、上述した水増粘物質の定義を満たさない物質が微小凹部の内表面に配置されていてもかまわない。但し、氷上性能の効果的な向上の観点から、本発明の一実施形態のゴム部材は、水増粘物質の定義を満たさない物質が微小凹部の内表面に配置されていないことが好ましい。 Here, in the rubber member of one embodiment of the present invention, a substance that does not satisfy the definition of the water thickening substance described above may be arranged on the inner surface of the minute recess. However, from the viewpoint of effectively improving the performance on ice, it is preferable that the rubber member according to the embodiment of the present invention does not have a substance that does not satisfy the definition of the water thickening substance arranged on the inner surface of the minute recess.
−水増粘物質−
本発明において用いる水増粘物質は、上述した通り、その濃度が23質量%となるように水分散液を調製したときに、コーンプレート型粘度計により測定される該水分散液の25℃、0.01/s〜0.1/sのうちの任意のせん断速度における粘度が、20Pa・s以上となる物質である。この水増粘物質は、ゴム部材の微小凹部の内表面に配置されることで、ゴム部材の表面粗さを実質的に高めたり、浸入した水の粘度を上昇させて摩擦係数の低下を抑制することができると考えられる。ここで、水増粘物質に係る上記粘度は、摩擦係数の低下をより抑制する観点から、500Pa・s以上であることが好ましく、1000Pa・s以上であることがより好ましく、5000Pa・s以上であることが更に好ましく、8000Pa・s以上であることが特に好ましい。一方で、水増粘物質に係る上記粘度は、特に制限されず、50,000Pa・s以下であることが好ましい。
なお、上述したコーンプレート型粘度計による粘度の測定は、例えば、直径60mm、角度0.99°のコーンを用いて行うことができる。
-Water thickener-
As described above, the water thickening substance used in the present invention is 25 ° C. of the aqueous dispersion measured by a cone plate type viscometer when the aqueous dispersion is prepared so that its concentration is 23% by mass. A substance having a viscosity of 20 Pa · s or more at an arbitrary shear rate of 0.01 / s to 0.1 / s. By arranging the water thickening substance on the inner surface of the minute recesses of the rubber member, the surface roughness of the rubber member is substantially increased, and the viscosity of the infiltrated water is increased to suppress a decrease in the friction coefficient. It is thought that it can be done. Here, the viscosity of the water thickening substance is preferably 500 Pa · s or more, more preferably 1000 Pa · s or more, and more preferably 5000 Pa · s or more, from the viewpoint of further suppressing the decrease in the friction coefficient. It is more preferable to have a coefficient of 8000 Pa · s or more, and it is particularly preferable to have a coefficient of 8000 Pa · s or more. On the other hand, the viscosity of the water thickening substance is not particularly limited and is preferably 50,000 Pa · s or less.
The viscosity can be measured by the cone plate type viscometer described above using, for example, a cone having a diameter of 60 mm and an angle of 0.99 °.
水増粘物質の形状としては、上記水分散液の粘度が20Pa・s以上となっている限り、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粒子状、繊維状、層状、テトラポット状等が挙げられる。ここで、水増粘物質の形状については、その量や大きさ等を考慮して、微小凹部の大きさに合わせて適切なものを選択することが重要である。
或いは、水増粘物質は、ゲル状であってもよい。
The shape of the water thickening substance is not particularly limited as long as the viscosity of the aqueous dispersion is 20 Pa · s or more, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, particulate or fibrous. , Layered, tetrapod, etc. Here, it is important to select an appropriate shape of the water thickening substance according to the size of the minute recesses in consideration of the amount and size thereof.
Alternatively, the water thickening substance may be in the form of a gel.
また、水増粘物質の長径としては、上記水分散液の粘度が20Pa・s以上となっている限り、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、50μm以下であることが好ましく、1.0μm以下であることがより好ましく、100nm未満であることが特に好ましい。水増粘物質の長径が50μm以下であることにより、ゴム部材の微小凹部に配置された場合に、ゴムの表面粗さを十分に高くし、タイヤの氷上性能を効果的に向上させることができる。一方で、水増粘物質の長径は、氷上性能の効果的な向上の観点及び調達容易性の観点から、1.0nm以上であることが好ましい。
ここで、本明細書において、水増粘物質の「長径」は、水増粘物質の外表面上の任意の2点を結ぶ直線のうち最も長いものの長さを指すものとする。この水増粘物質の「長径」は、例えば、水増粘物質を電子顕微鏡により撮影することで、求めることができる。
The major axis of the water thickening substance is not particularly limited as long as the viscosity of the aqueous dispersion is 20 Pa · s or more, and can be appropriately selected depending on the intended purpose, but is 50 μm or less. It is preferably 1.0 μm or less, and particularly preferably less than 100 nm. When the major axis of the water thickening substance is 50 μm or less, the surface roughness of the rubber can be sufficiently increased when it is arranged in the minute recesses of the rubber member, and the performance on ice of the tire can be effectively improved. .. On the other hand, the major axis of the water thickening substance is preferably 1.0 nm or more from the viewpoint of effective improvement of on-ice performance and ease of procurement.
Here, in the present specification, the "major axis" of the water thickening substance shall refer to the length of the longest straight line connecting any two points on the outer surface of the water thickening substance. The "major axis" of the water thickening substance can be determined, for example, by photographing the water thickening substance with an electron microscope.
本発明において用いる水増粘物質は、有機物質であっても無機物質であってもよい。
無機物質としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ダイヤモンド、シリカ、ガラス、石膏、方解石、蛍石、正長石、水酸化アルミニウム、アルミナ、銀、鉄、二酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、クレイ等の無機物質が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、上述したダイヤモンドをはじめとする無機物質は、その表面が任意の官能基(例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基など)で修飾されたものであってもよい。
The water thickening substance used in the present invention may be an organic substance or an inorganic substance.
The inorganic substance is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, diamond, silica, glass, gypsum, granite, fluorite, regular length stone, aluminum hydroxide, alumina, silver, iron, etc. Examples thereof include inorganic substances such as titanium dioxide, cerium oxide, zinc oxide, carbon black, single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, and clay. These may be used alone or in combination of two or more.
Here, the above-mentioned inorganic substance such as diamond may have its surface modified with an arbitrary functional group (for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, etc.).
有機物質としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルロース、アラミド、ナイロン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。また、有機物質としては、水の粘度を高める観点から、保水材や吸水ポリマーなどの高分子ゲルとして汎用される有機物質も挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The organic substance is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include cellulose, aramid, nylon and polymethyl methacrylate. Further, as the organic substance, from the viewpoint of increasing the viscosity of water, an organic substance commonly used as a polymer gel such as a water-retaining material or a water-absorbing polymer can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
そして、水増粘物質は、水酸基を有することが好ましい。水増粘物質が水酸基を有することで、水酸基同士の特有の相互作用により、微小凹部内に浸入した水の粘度をより高めて、ゴム物品の氷上性能をより向上させることができる。ここで、水酸基を有する水増粘物質としては、セルロース、水酸基で修飾された任意の無機物質、等が挙げられる。 The water thickening substance preferably has a hydroxyl group. When the water thickening substance has a hydroxyl group, the viscosity of the water that has penetrated into the minute recess can be further increased due to the unique interaction between the hydroxyl groups, and the performance of the rubber article on ice can be further improved. Here, examples of the water thickening substance having a hydroxyl group include cellulose, an arbitrary inorganic substance modified with a hydroxyl group, and the like.
また、水増粘物質は、氷雪路面とタイヤとの間に生成する水膜を除去する効果をより確実に得る観点から、水(例えば、25℃の水)に対して不溶であることが好ましい。 Further, the water thickening substance is preferably insoluble in water (for example, water at 25 ° C.) from the viewpoint of more reliably obtaining the effect of removing the water film formed between the ice-snow road surface and the tire. ..
−ゴム成分−
ゴム成分としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム(NR)のみであってもよく、ジエン系合成ゴムのみであってもよく、天然ゴム及びジエン系合成ゴムを併用してもよい。前記ジエン系合成ゴムとしては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Rubber component-
The rubber component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, only natural rubber (NR) may be used, or only diene-based synthetic rubber may be used. Diene-based synthetic rubber may be used in combination. The diene synthetic rubber is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), chloroprene rubber ( CR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
(ゴム部材の製造方法)
本発明の一実施形態のゴム部材は、上述の通り、ゴム成分及び他の任意の成分を含むゴム組成物を用いて製造することができる。また、本発明の一実施形態のゴム部材を製造するにあたっては、少なくとも、ゴム部材の表面に複数の微小凹部を形成させること、及び、前記微小凹部の内表面に水増粘物質を配置させること、が必要である。これらを達成する方法としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができる。ここで、本発明に係るゴム部材の製造方法は、少なくとも、加硫したゴムの表面に形成された微小凹部に、水増粘物質を付与する工程を含む。そして、本発明に係るゴム部材の製造方法によれば、上述した本発明のゴム部材を製造することができる。以下、かかる工程を含む本発明の一実施形態に係るゴム部材の製造方法について、詳細に説明する。
(Manufacturing method of rubber member)
As described above, the rubber member according to the embodiment of the present invention can be produced by using a rubber composition containing a rubber component and any other component. Further, in manufacturing the rubber member according to the embodiment of the present invention, at least a plurality of minute recesses are formed on the surface of the rubber member, and a water thickening substance is arranged on the inner surface of the minute recesses. ,is required. The method for achieving these is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose. Here, the method for producing a rubber member according to the present invention includes at least a step of applying a water thickening substance to the minute recesses formed on the surface of the vulcanized rubber. Then, according to the method for manufacturing a rubber member according to the present invention, the rubber member of the present invention described above can be manufactured. Hereinafter, a method for manufacturing a rubber member according to an embodiment of the present invention including such a step will be described in detail.
本発明の一実施形態に係るゴム部材の製造方法は、例えば、ゴム成分に少なくとも発泡剤を配合してゴム組成物を調製する工程(ゴム組成物調製A工程)と、調製したゴム組成物を加硫するとともに得られた加硫ゴムの外表面を削ぎ落とす工程(加硫A工程)と、加硫ゴムの表面の微小凹部に水増粘物質を付与する工程(水増粘物質付与工程)とを含む。 The method for producing a rubber member according to an embodiment of the present invention is, for example, a step of preparing a rubber composition by blending at least a foaming agent with a rubber component (rubber composition preparation step A) and a step of preparing the prepared rubber composition. A step of scraping off the outer surface of the vulcanized rubber obtained by vulcanization (vulcanization A step) and a step of applying a water thickening substance to minute recesses on the surface of the vulcanized rubber (water thickening substance applying step). And include.
−ゴム組成物調製A工程−
ゴム組成物調製A工程は、ゴム成分に対し、発泡剤と、任意の他の成分とを配合し、混練してゴム組成物を得る工程である。なお、ゴム成分の具体例としては、既述したものと同様である。発泡剤を配合することにより、容易に、ゴム部材の表面に複数の微小凹部を形成させることができ、また、ゴム部材の内部に複数の微小空洞部を形成させることができる。
-Rubber composition preparation step A-
The rubber composition preparation step A is a step of blending a foaming agent and an arbitrary other component with the rubber component and kneading them to obtain a rubber composition. Specific examples of the rubber component are the same as those described above. By blending the foaming agent, a plurality of minute recesses can be easily formed on the surface of the rubber member, and a plurality of minute cavities can be formed inside the rubber member.
前記発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタスチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、ニトロソスルホニルアゾ化合物、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、p−トルエンスルホニルセミカルバジド、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。これらの中でも、加工性の観点から、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)が好ましい。これら発泡剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、前記発泡剤の配合量としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、ゴム成分100質量部に対して1〜10質量部の範囲が好ましい。 Examples of the foaming agent include dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), azodicarboxylicamide (ADCA), dinitrosopentastyrenetetramine, benzenesulfonylhydrazide derivative, p, p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), ammonium bicarbonate. , Sodium bicarbonate, ammonium carbonate, nitrososulfonylazo compound, N, N'-dimethyl-N, N'-dinitrosophthalamide, toluenesulfonyl hydrazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide, p, p'-oxybisbenzenesulfonyl semicarbazide And so on. Among these, azodicarbonamide (ADCA) and dinitrosopentamethylenetetramine (DPT) are preferable from the viewpoint of processability. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the foaming agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably in the range of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
また、ゴム組成物調製A工程では、前記発泡剤とともに、発泡助剤を併用することが好ましい。前記発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛、亜鉛華等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。発泡剤とともに発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。 Further, in the rubber composition preparation A step, it is preferable to use a foaming aid in combination with the foaming agent. Examples of the foaming aid include urea, stearic acid, zinc stearate, zinc benzenesulfinate, zinc white and the like. These may be used alone or in combination of two or more. By using a foaming aid in combination with a foaming agent, it is possible to promote the foaming reaction, increase the degree of completion of the reaction, and suppress unnecessary deterioration over time.
更に、ゴム組成物調製A工程では、上述したゴム成分に、任意の他の成分、例えば、硫黄等の加硫剤、ステアリン酸等の加硫助剤、ジベンゾチアジルジスルフィドやN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等の加硫促進剤、亜鉛華等の加硫促進助剤、老化防止剤、着色剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、酸化防止剤、軟化剤、カーボンブラックやシリカ等の充填剤を配合することができる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
そして、上述した成分を、常法に従って混練することにより、ゴム組成物を調製することができる。
Further, in the rubber composition preparation step A, in addition to the above-mentioned rubber component, any other component, for example, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization aid such as stearic acid, dibenzothiazyl disulfide or N-cyclohexyl-2. -Vulcanization accelerators such as benzothiazolysulfenamide, vulcanization accelerators such as zinc flower, anti-aging agents, colorants, antistatic agents, dispersants, lubricants, antioxidants, softeners, carbon black and A filler such as silica can be blended. These may be used alone or in combination of two or more.
Then, the rubber composition can be prepared by kneading the above-mentioned components according to a conventional method.
−加硫A工程−
加硫A工程は、ゴム組成物調製A工程で調製したゴム組成物を加硫して加硫ゴムを得るとともに、この加硫ゴムの外表面を削ぎ落とす工程である。この加硫A工程では、配合した発泡剤が発泡してガスが発生し、このガスに起因して加硫ゴムの内部に複数の微小空洞部及び表面に複数の微小凹部が形成される。また、この加硫ゴムの外表面を削ぎ落とすことで、上述の微小空洞部由来の複数の微小凹部が形成された表面をより効果的に得ることができる。なお、加硫ゴムの外表面を削ぎ落とす方法としては、特に制限はされない。
加硫の方法としては、特に制限されず、ゴム成分の種類等に応じて適宜選択することができる。但し、得られるゴム部材をタイヤのトレッド部に用いる場合には、モールド加硫を行うことが好ましい。加硫の温度としては、特に制限されず、加硫時間等に応じて適宜選択することができるが、所望のゴム物性及び発泡率を得る観点から、100〜200℃が好ましい。また、加硫時間としては、特に制限されず、加硫の温度等に応じて適宜選択することができるが、所望のゴム物性及び発泡率を得る観点から、3〜25分間が好ましい。
-Vulcanization A process-
The vulcanization A step is a step of vulcanizing the rubber composition prepared in the rubber composition preparation A step to obtain a vulcanized rubber and scraping off the outer surface of the vulcanized rubber. In this vulcanization A step, the blended foaming agent foams to generate gas, and due to this gas, a plurality of microcavities are formed inside the vulcanized rubber and a plurality of microrecesses are formed on the surface. Further, by scraping off the outer surface of the vulcanized rubber, it is possible to more effectively obtain a surface on which a plurality of micro-recesses derived from the above-mentioned micro-cavities are formed. The method of scraping off the outer surface of the vulcanized rubber is not particularly limited.
The vulcanization method is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type of rubber component and the like. However, when the obtained rubber member is used for the tread portion of the tire, it is preferable to perform mold vulcanization. The vulcanization temperature is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the vulcanization time and the like, but is preferably 100 to 200 ° C. from the viewpoint of obtaining desired rubber physical characteristics and foaming rate. The vulcanization time is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the vulcanization temperature and the like, but is preferably 3 to 25 minutes from the viewpoint of obtaining desired rubber physical characteristics and foaming rate.
前記加硫ゴムの発泡率(Vs)は、3〜40%が好ましく、5〜35%がより好ましい。発泡率が3%以上であることにより、氷雪路面上の水を除去することができる微小凹部及び微小空洞部の体積が小さくなり過ぎて、排水性能が低下するのを抑制することができ、一方、40%以下であることにより、微小凹部及び微小空洞部の数が多くなり過ぎてタイヤの耐久性が低下するのを抑制することができる。
なお、前記発泡率(Vs)(%)は、下記式(I):
Vs = (ρo/ρ1−1) × 100 ・・・(I)
[式中、ρ1は加硫ゴムの密度(g/cm3)、ρ0は加硫ゴムにおける固相部の密度(g/cm3)である]により算出することができる。
The foaming ratio (Vs) of the vulcanized rubber is preferably 3 to 40%, more preferably 5 to 35%. When the foaming rate is 3% or more, it is possible to suppress that the volumes of the minute recesses and the minute cavities that can remove water on the ice and snow road surface become too small and the drainage performance deteriorates. When it is 40% or less, it is possible to prevent the number of minute recesses and minute cavities from becoming too large and the durability of the tire from being lowered.
The foaming rate (Vs) (%) is calculated by the following formula (I):
Vs = (ρ o / ρ 1 -1) × 100 ··· (I)
[In the formula, ρ 1 is the density of the vulcanized rubber (g / cm 3 ), and ρ 0 is the density of the solid phase portion of the vulcanized rubber (g / cm 3 )].
−水増粘物質付与工程−
水増粘物質付与工程は、加硫A工程で得られた加硫ゴムの表面に形成された微小凹部に対し、水増粘物質を(後発的に)付与し、本発明のゴム部材を得る工程である。なお、水増粘物質の具体例としては、既述したものと同様である。
水増粘物質を付与する方法としては、特に制限されず、使用する水増粘物質の種類等に応じて適宜選択することができる。上記方法としては、例えば、人手等により水増粘物質を塗布する方法(塗布法)、エアブラシ等の器具を用いて気体とともに水増粘物質を噴霧する方法(噴霧法)、分散媒中に水増粘物質を分散させてなる液を加硫ゴムに含浸させ、次いで、乾燥する方法(含浸法)、等が挙げられる。これらの方法は、いずれも、配合により水増粘物質を配置させる場合に比べ、容易に水増粘物質を微小凹部の内表面に配置させることができる点、容易に微小凹部の内表面への水増粘物質の配置量(微小凹部の内表面における水増粘物質の平均被覆率)をコントロールすることができる点で、好ましい。
-Water thickening substance application process-
In the water thickening substance applying step, the water thickening substance is (subsequently) applied to the minute recesses formed on the surface of the vulcanized rubber obtained in the vulcanization A step to obtain the rubber member of the present invention. It is a process. Specific examples of the water thickening substance are the same as those described above.
The method of applying the water-thickening substance is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of the water-thickening substance to be used and the like. Examples of the above method include a method of manually applying a water thickening substance (coating method), a method of spraying a water thickening substance together with a gas using an instrument such as an airbrush (spray method), and water in a dispersion medium. Examples thereof include a method of impregnating a vulture rubber with a liquid obtained by dispersing a thickening substance and then drying (impregnation method). In each of these methods, the water thickening substance can be easily arranged on the inner surface of the micro-concave as compared with the case where the water-thickening substance is arranged by blending, and the water-thickening substance can be easily arranged on the inner surface of the micro-concave. It is preferable in that the amount of the water-thickening substance arranged (the average coverage of the water-thickening substance on the inner surface of the minute recesses) can be controlled.
前記噴霧法において使用可能な器具としては、例えば、AIRTEX社製エアブラシ「メテオ」、タミヤ社製エアブラシ「74541」等が挙げられる。また、前記噴霧法において使用可能な気体としては、空気、窒素、酸素、プロパン等が挙げられ、これらの中でも、良好な付着性を得る観点から、プロパンが好ましい。
前記含浸法において使用可能な分散媒としては、乾燥により除去可能なものであれば特に制限されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられ、これらの中でも、高い乾燥速度及び安全性を確保する観点から、エタノール、イソプロパノールが好ましい。また、前記含浸法において、液中の水増粘物質の濃度としては、特に制限されず、所望の平均被覆率等に応じて適宜選択することができるが、例えば0.01〜1.0質量%であることが好ましい。更に、前記含浸法における乾燥温度としては、特に制限されず、使用する分散媒の沸点等に応じて適宜選択することができるが、例えば10〜200℃であることが好ましい。また更に、前記含浸法における乾燥時間としては、特に制限はされず、液中の水増粘物質の濃度等に応じて適宜選択することができるが、例えば10〜360分間であることが好ましい。
Examples of the instruments that can be used in the spraying method include an AIRTEX airbrush "Meteor" and a Tamiya airbrush "74541". Examples of the gas that can be used in the spraying method include air, nitrogen, oxygen, propane, and the like. Among these, propane is preferable from the viewpoint of obtaining good adhesion.
The dispersion medium that can be used in the impregnation method is not particularly limited as long as it can be removed by drying, and examples thereof include water, methanol, ethanol, isopropanol, etc. Among these, high drying rate and safety. Ethanol and isopropanol are preferable from the viewpoint of ensuring the above. Further, in the impregnation method, the concentration of the water thickening substance in the liquid is not particularly limited and can be appropriately selected according to a desired average coverage or the like, but for example, 0.01 to 1.0 mass. It is preferably%. Further, the drying temperature in the impregnation method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the boiling point of the dispersion medium to be used and the like, but is preferably 10 to 200 ° C. for example. Furthermore, the drying time in the impregnation method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the concentration of the water thickening substance in the liquid and the like, but is preferably 10 to 360 minutes, for example.
なお、塗布法、噴霧法、含浸法のいずれにおいても、得られるゴム部材の微小凹部以外の表面に水増粘物質が配置され得るが、この水増粘物質は、除去してもよいし、しなくてもよい。 In any of the coating method, the spraying method, and the impregnation method, the water thickening substance can be arranged on the surface other than the minute recesses of the obtained rubber member, but this water thickening substance may be removed. You don't have to.
また、本発明の他の実施形態に係るゴム部材の製造方法として、上述した「本発明の一実施形態に係るゴム部材の製造方法」と、後述する「他のゴム部材の製造方法」とを組み合わせた方法、具体的には、後述する繊維調製工程、ゴム組成物調製B工程及び加硫B工程と、上述した水増粘物質付与工程とを含む方法、も挙げられる。 Further, as a method for manufacturing a rubber member according to another embodiment of the present invention, the above-mentioned "method for manufacturing a rubber member according to one embodiment of the present invention" and the "method for manufacturing another rubber member" described later are used. Examples thereof include a combined method, specifically, a method including a fiber preparation step, a rubber composition preparation B step and a vulcanization B step, which will be described later, and a water thickening substance applying step described above.
なお、本発明のゴム部材は、上記の製造方法以外にも、例えば、水増粘物質含有有機繊維を調製する工程(繊維調製工程)と、ゴム成分に少なくとも発泡剤及び前記水増粘物質含有有機繊維を配合してゴム組成物を調製する工程(ゴム組成物調製B工程)と、調製したゴム組成物を加硫するとともに得られた加硫ゴムの外表面を削ぎ落とす工程(加硫B工程)とを含む方法(「他のゴム部材の製造方法」と称することがある。)によっても、製造することもできる。この方法によれば、配合により、水増粘物質を微小凹部の内表面に配置させることができる。 In addition to the above manufacturing method, the rubber member of the present invention includes, for example, a step of preparing an organic fiber containing a water thickening substance (fiber preparation step), and a rubber component containing at least a foaming agent and the water thickening substance. A step of blending organic fibers to prepare a rubber composition (step of rubber composition preparation B) and a step of vulcanizing the prepared rubber composition and scraping off the outer surface of the obtained vulcanized rubber (vulcanization B). It can also be manufactured by a method including (step) (sometimes referred to as "a method for manufacturing another rubber member"). According to this method, the water thickening substance can be arranged on the inner surface of the minute recesses by blending.
−繊維調製工程−
繊維調製工程は、水増粘物質含有有機繊維を調製する工程であり、この水増粘物質含有有機繊維は、ゴム部材の微小凹部及び微小空洞部の内表面に水増粘物質を配置するために配合されるものである。ここで、前記水増粘物質含有有機繊維は、通常、樹脂と、水増粘物質とを含有してなる。なお、水増粘物質の具体例としては、既述したものと同様である。
-Fiber preparation process-
The fiber preparation step is a step of preparing a water-thickening substance-containing organic fiber, and the water-thickening substance-containing organic fiber is for arranging the water-thickening substance on the inner surface of the minute recesses and the minute cavities of the rubber member. It is compounded in. Here, the water-thickening substance-containing organic fiber usually contains a resin and a water-thickening substance. Specific examples of the water thickening substance are the same as those described above.
前記樹脂は、融点又は軟化点が、ゴム組成物の加硫時における該ゴム組成物が達する最高温度、即ち加硫最高温度よりも低いことが好ましい。発泡剤を含有するゴム組成物中に水増粘物質含有有機繊維が配合されている場合、当該水増粘物質含有有機繊維を構成する樹脂は加硫中に溶融又は軟化し、一方、ゴムマトリクス中で加硫中に発泡剤から発生したガスは、加硫反応が進行したゴムマトリクスに比べ、繊維を構成していた溶融又は軟化した樹脂の内部に留まる傾向がある。ここで、上記樹脂の融点又は軟化点が加硫最高温度よりも低ければ、ゴム組成物の加硫時に該樹脂が速やかに溶融又は軟化し、微小空洞部を効率的に形成することができる。 It is preferable that the melting point or softening point of the resin is lower than the maximum temperature reached by the rubber composition at the time of vulcanization of the rubber composition, that is, the maximum vulcanization temperature. When the water-thickening substance-containing organic fiber is blended in the rubber composition containing the foaming agent, the resin constituting the water-thickening substance-containing organic fiber is melted or softened during vulcanization, while the rubber matrix. Among them, the gas generated from the foaming agent during vulcanization tends to stay inside the melted or softened resin constituting the fiber, as compared with the rubber matrix in which the vulcanization reaction has proceeded. Here, if the melting point or softening point of the resin is lower than the maximum vulcanization temperature, the resin is rapidly melted or softened during vulcanization of the rubber composition, and microcavities can be efficiently formed.
このような樹脂の具体例としては、結晶性高分子樹脂、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、シンジオタクティック−1,2−ポリブタジエン(SPB)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の単一組成重合物や、共重合、ブレンド等によりこれらの融点を適当な範囲に制御したもの、等が挙げられる。これら結晶性高分子樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの結晶性高分子の中でも、汎用性及び入手容易性の観点でポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)が好ましく、融点が比較的低く、取扱いが容易な観点で、ポリエチレン(PE)がより好ましい。一方、水増粘物質が粘度を増加させる対象である水を微小凹部内により多く引き寄せる観点では、水酸基を有する樹脂、例えばポリビニルアルコールがより好ましい。 Specific examples of such resins include crystalline polymer resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutylene, polybutylene succinate, polyethylene succinate, and syndiotactic-1,2-polybutadiene (SPB). ), Polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl chloride (PVC) and other single-composition polymers, and those in which their melting points are controlled within an appropriate range by copolymerization, blending and the like. These crystalline polymer resins may be used alone or in combination of two or more. Among these crystalline polymers, polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are preferable from the viewpoint of versatility and availability, and polyethylene (PE) is more preferable from the viewpoint of having a relatively low melting point and easy handling. .. On the other hand, a resin having a hydroxyl group, for example, polyvinyl alcohol, is more preferable from the viewpoint of attracting more water, which is the target of increasing the viscosity of the water thickening substance, into the minute recesses.
なお、前記樹脂の融点又は軟化点は、ゴム組成物の加硫最高温度よりも、10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことがより好ましい。ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約190℃程度であるが、例えば、加硫最高温度が190℃に設定されている場合には、樹脂の融点又は軟化点としては、通常190℃以下の範囲で選択され、180℃以下が好ましく、170℃以下がより好ましい。 The melting point or softening point of the resin is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, lower than the maximum vulcanization temperature of the rubber composition. The industrial vulcanization temperature of a rubber composition is generally about 190 ° C. at the maximum, but for example, when the maximum vulcanization temperature is set to 190 ° C., the melting point or softening point of the resin is set. The temperature is usually selected in the range of 190 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, and more preferably 170 ° C. or lower.
ここで、前記水増粘物質含有有機繊維は、水増粘物質を、樹脂100質量部に対して0.5〜200質量部含有することが好ましい。該水増粘物質の含有量が0.5質量部以上であることにより、得られるゴム部材がタイヤ等の氷上性能を大幅に向上させることができ、一方、200質量部以下であることにより、高い紡糸操業性を維持することができる。 Here, the water-thickening substance-containing organic fiber preferably contains 0.5 to 200 parts by mass of the water-thickening substance with respect to 100 parts by mass of the resin. When the content of the water thickening substance is 0.5 parts by mass or more, the obtained rubber member can significantly improve the performance on ice of a tire or the like, while when it is 200 parts by mass or less, High spinning operability can be maintained.
また、前記水増粘物質含有有機繊維は、平均径が10〜100μmであることが好ましい。前記平均径が10μm以上であることにより、より確実に樹脂及び水増粘物質から紡糸することができ、また、100μm以下であることにより、ゴム組成物中の水増粘物質含有有機繊維の配合部数が高くなり過ぎるのを回避することができる。 Further, the water thickening substance-containing organic fiber preferably has an average diameter of 10 to 100 μm. When the average diameter is 10 μm or more, it is possible to spin from the resin and the water thickening substance more reliably, and when it is 100 μm or less, the water thickening substance-containing organic fiber is blended in the rubber composition. It is possible to prevent the number of copies from becoming too high.
更に、前記水増粘物質含有有機繊維は、平均長さが0.5〜20mmであることが好ましく、1〜10mmであることがより好ましい。前記平均長さが0.5mm以上であることにより、より容易に微小凹部及び微小空洞部を形成することができ、また、20mm以下であることにより、繊維の硬度が高くなり過ぎず十分に混練することができる。 Further, the water thickening substance-containing organic fiber preferably has an average length of 0.5 to 20 mm, more preferably 1 to 10 mm. When the average length is 0.5 mm or more, micro-recesses and micro-cavities can be formed more easily, and when the average length is 20 mm or less, the hardness of the fibers does not become too high and the fibers are sufficiently kneaded. can do.
前記水増粘物質含有有機繊維の調製方法としては、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶融紡糸法、ゲル紡糸法、溶液紡糸法等が挙げられる。例えば、溶融紡糸法では、押出機中で原料の樹脂を加熱・溶融した後、水増粘物質を分散させ、次いで紡糸ノズルより押し出された繊維の束を紡糸筒内で引き伸ばしつつ空気流により冷却して固化させ、その後、油剤を付与して1本にまとめ、巻き取ることにより、水増粘物質含有有機繊維を調製することができる。また、溶液紡糸法では、原料の樹脂を溶解したポリマー溶液に水増粘物質を分散させ、これを紡糸ノズルより押し出し、脱溶媒等を行うことにより繊維化して、水増粘物質含有有機繊維を製造することができる。 The method for preparing the water thickening substance-containing organic fiber is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a melt spinning method, a gel spinning method, and a solution spinning method. For example, in the melt spinning method, after heating and melting the raw material resin in an extruder, the water thickening substance is dispersed, and then the bundle of fibers extruded from the spinning nozzle is stretched in the spinning cylinder and cooled by an air flow. Then, an oil agent is added to the fibers, and the fibers are combined into one and wound to prepare a water-thickening substance-containing organic fiber. Further, in the solution spinning method, a water thickening substance is dispersed in a polymer solution in which a raw material resin is dissolved, and the water thickening substance is extruded from a spinning nozzle to be fiberized by desolving or the like to obtain a water thickening substance-containing organic fiber. Can be manufactured.
−ゴム組成物調製B工程−
ゴム組成物調製B工程は、ゴム成分に対し、発泡剤と、繊維調製工程で調製した水増粘物質含有有機繊維と、任意の他の成分とを配合し、混練してゴム組成物を得る工程である。なお、ゴム組成物調製B工程の具体的な内容は、以下に示す内容を除けば、上述したゴム組成物調製A工程と同様である。
-Rubber composition preparation step B-
In the rubber composition preparation B step, a foaming agent, a water thickening substance-containing organic fiber prepared in the fiber preparation step, and any other component are mixed with the rubber component and kneaded to obtain a rubber composition. It is a process. The specific content of the rubber composition preparation B step is the same as that of the rubber composition preparation A step described above, except for the following contents.
ゴム組成物調製B工程における水増粘物質含有有機繊維の配合量としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜決定することができるが、ゴム成分100質量部に対し、0.5〜30質量部であることが好ましい。前記水増粘物質含有有機繊維の配合量が0.5質量部以上であることにより、加硫ゴムに占める微小凹部及び微小空洞部の体積比率を高めるとともに、十分な量の水増粘物質を微小凹部及び微小空洞部に配置させて、タイヤの氷上性能を効果的に向上させることができ、また、30質量部以下であることにより、ゴム組成物中での水増粘物質含有有機繊維の分散性及びゴム組成物の加工性の低下を抑制することができる。 The blending amount of the water thickening substance-containing organic fiber in the rubber composition preparation B step is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the intended purpose, but is 0.5 to 0.5 to 100 parts by mass of the rubber component. It is preferably 30 parts by mass. When the blending amount of the water thickening substance-containing organic fiber is 0.5 parts by mass or more, the volume ratio of the minute recesses and the minute cavities in the vulcanized rubber is increased, and a sufficient amount of the water thickening substance is added. By arranging the tire in the minute recesses and the minute cavities, the performance on ice of the tire can be effectively improved, and when the amount is 30 parts by mass or less, the water thickening substance-containing organic fiber in the rubber composition can be used. It is possible to suppress deterioration of dispersibility and processability of the rubber composition.
−加硫B工程−
加硫B工程は、ゴム組成物調製B工程で調製したゴム組成物を加硫して加硫ゴムを得るとともに、この加硫ゴムの外表面を削ぎ落とし、本発明のゴム部材を得る工程である。この加硫B工程では、加硫により、水増粘物質含有有機繊維を構成する樹脂が溶融するとともに、配合した発泡剤が発泡してガスが発生する。そして、溶融した樹脂及び水増粘物質が前記ガスを取り囲むように被膜を作り、加硫ゴムの内部に複数の微小空洞部及び表面に複数の微小凹部が形成される。これに加えて、発泡剤からのガス流入の作用により、前記水増粘物質含有有機繊維を構成していた水増粘物質の全量が、被膜の内表面上、具体的には溶融した樹脂により構成される面上に移行し、こうして、微小空洞部の内表面に配置される(付着する)ことが分かっている。そして、この加硫ゴムの外表面を削ぎ落とすことで、上述の微小空洞部由来の複数の微小凹部が形成された表面をより効果的に得ることができる。なお、加硫ゴムの外表面を削ぎ落とす方法としては、特に制限はされない。
ここで、加硫B工程の具体的な内容は、上述した加硫A工程と同様である。
-Vulcanization B process-
The vulcanization B step is a step of vulcanizing the rubber composition prepared in the rubber composition preparation B step to obtain a vulcanized rubber, and scraping off the outer surface of the vulcanized rubber to obtain a rubber member of the present invention. be. In this vulcanization B step, the resin constituting the water-thickening substance-containing organic fiber is melted by the vulcanization, and the blended foaming agent is foamed to generate gas. Then, a film is formed so that the molten resin and the water thickening substance surround the gas, and a plurality of microcavities are formed inside the vulcanized rubber and a plurality of microrecesses are formed on the surface. In addition to this, due to the action of gas inflow from the foaming agent, the total amount of the water thickening substance constituting the water thickening substance-containing organic fiber is formed on the inner surface of the film, specifically by the molten resin. It is known to move onto the constituent planes and thus be placed (attached) to the inner surface of the microcavities. Then, by scraping off the outer surface of the vulcanized rubber, it is possible to more effectively obtain a surface on which a plurality of micro-recesses derived from the above-mentioned micro-cavities are formed. The method of scraping off the outer surface of the vulcanized rubber is not particularly limited.
Here, the specific content of the vulcanization B step is the same as that of the vulcanization A step described above.
(タイヤ)
本発明のタイヤは、上述したゴム部材を、トレッド部に備えることを特徴とする。かかるタイヤによれば、上述したゴム部材を少なくともトレッド部に用いているため、氷上性能が向上する。従って、本発明のタイヤは、スタッドレスタイヤ、特に乗用車用スタッドレスタイヤとして用いることが好ましい。なお、本発明のタイヤは、上述のゴム部材をトレッド部に用いる以外特に制限はされず、常法に従って製造することができる。
(tire)
The tire of the present invention is characterized in that the above-mentioned rubber member is provided in the tread portion. According to such a tire, since the above-mentioned rubber member is used at least for the tread portion, the performance on ice is improved. Therefore, the tire of the present invention is preferably used as a studless tire, particularly as a studless tire for passenger cars. The tire of the present invention is not particularly limited except that the above-mentioned rubber member is used for the tread portion, and can be manufactured according to a conventional method.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples, and can be appropriately modified without changing the gist thereof.
(実施例1〜10、比較例1〜7)
表1に示す配合処方で、常法に従ってゴム組成物を調製した。このゴム組成物を用いてタイヤのトレッド部(未加硫)を作製し、適所に配設して、生タイヤを作製した。この生タイヤを、165℃で20分間の条件でモールド加硫し、加硫したタイヤを得た。
なお、後述する表4に、各例において選択した配合処方を示す。
(Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 7)
A rubber composition was prepared according to a conventional method using the formulation shown in Table 1. A tread portion (unvulcanized) of a tire was prepared using this rubber composition and arranged in an appropriate place to prepare a raw tire. This raw tire was mold vulcanized at 165 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized tire.
Table 4 described later shows the formulation selected in each example.
*1 JSR株式会社製、「BR01」、シス−1,4−ポリブタジエン
*2 旭カーボン株式会社製、「カーボンN220」、アグロメレートは100nm以上である
*3 日本シリカ工業株式会社製、「ニプシル−VN3」、アグロメレートは100nm以上である
*4 大内新興化学工業株式会社製、「ノクラック6C」
*5 ジベンゾチアジルジスルフィド
*6 N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
*7 ジニトロソペンタメチレンテトラミン
*8 尿素
* 1 JSR Corporation, "BR01", cis-1,4-polybutadiene * 2 Asahi Carbon Co., Ltd., "Carbon N220", agglomerate is 100 nm or more * 3 Nippon Silica Industry Co., Ltd., "Nipsil-VN3" , Agromelate is 100 nm or more * 4 "Nocrack 6C" manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
* 5 Dibenzothiazyl disulfide * 6 N-cyclohexyl-2-benzothiazolyl sulfeneamide * 7 Dinitrosopentamethylenetetramine * 8 Urea
次に、上述の加硫したタイヤを装着した乗用車を50km以上走行させて表面を馴らし、タイヤの外表面を、所定の厚さだけ均一に削ぎ落とした。そして、比較例1,2以外の例においては、以下の表2に示す微小物質を用意し、以下の表3に示す方法のいずれかにより、この微小物質を、上述の加硫したタイヤのトレッド部の接地対象表面における実質的に全ての微小凹部の内表面に付与した。こうして、ゴム部材をトレッド部に備えるサイズ185/70R13の乗用車用ラジアルタイヤを製造した。
なお、後述する表4に、各例において選択した微小物質及びその付与方法を示す。
Next, a passenger car equipped with the above-mentioned vulcanized tire was run for 50 km or more to acclimatize the surface, and the outer surface of the tire was uniformly scraped off by a predetermined thickness. Then, in the examples other than Comparative Examples 1 and 2, the minute substances shown in Table 2 below were prepared, and the minute substances were vulcanized in the above-mentioned tire tread by any of the methods shown in Table 3 below. It was applied to the inner surface of substantially all the minute recesses on the surface to be grounded. In this way, a radial tire for a passenger car having a size of 185 / 70R13 having a rubber member in the tread portion was manufactured.
In addition, Table 4 described later shows the minute substances selected in each example and the method of imparting them.
*10 株式会社エアブラウン製、「udiamond molt」
*11 Degssa社製、湿式シリカ、VN3グレード
*12 Degssa社製、湿式シリカ、VN2グレード
*13 ポッターズ・バロティーニ株式会社製、「EMB10」
*14 ユニチカ株式会社製、「ユニビーズ」
*15 25℃の水への溶解性
*16 対象となる物質の濃度が23質量%となるように調製した水分散液の、コーンプレート型粘度計(コーンの直径60mm、角度0.99°)により測定される25℃、せん断速度0.02/sにおける粘度
* 10 "Udiamond molt" manufactured by Air Brown Co., Ltd.
* 11 Degssa, wet silica, VN3 grade * 12 Degssa, wet silica, VN2 grade * 13 Potters Barotini Co., Ltd., "EMB10"
* 14 "Unibeads" manufactured by Unitika Ltd.
* 15 Solubility in water at 25 ° C * 16 Cone plate type viscometer (cone diameter 60 mm, angle 0.99 °) of an aqueous dispersion prepared so that the concentration of the target substance is 23% by mass. Viscosity at 25 ° C. and shear rate 0.02 / s as measured by
得られたタイヤについて、トレッド部を形成する加硫ゴムの発泡率(Vs)(%)を、下記式(I)により算出した。結果を表4に示す。
Vs=(ρ0/ρ1−1)×100 ・・・(I)
[式中、ρ1は加硫ゴムの密度(g/cm3)であり、ρ0は加硫ゴムにおける固相部の密度(g/cm3)である。]
For the obtained tire, the foaming rate (Vs) (%) of the vulcanized rubber forming the tread portion was calculated by the following formula (I). The results are shown in Table 4.
Vs = (ρ 0 / ρ 1 -1) × 100 ··· (I)
[In the formula, ρ 1 is the density of the vulcanized rubber (g / cm 3 ), and ρ 0 is the density of the solid phase portion of the vulcanized rubber (g / cm 3 ). ]
また、得られたタイヤについて、ゴム部材としてのトレッド部の表面形態及び内部形態、並びにタイヤの氷上性能を、下記の方法で評価した。 Further, with respect to the obtained tire, the surface morphology and internal morphology of the tread portion as a rubber member and the performance on ice of the tire were evaluated by the following methods.
<トレッド部の表面形態及び内部形態>
得られたタイヤのトレッドセンター部から、その接地対象表面を含むゴム片を切り取り、このサンプルの表面及び切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。そして、トレッド部の接地対象表面における微小凹部の有無、及び、トレッド部の内部における微小空洞部の有無を確認した。
更に、SEMで撮影したトレッド部の接地対象表面の写真から、微小凹部を任意に10個選択し、その各微小凹部の面積の合計のうち、微小物質により覆われている面積の合計の割合を算出し、微小凹部の内表面における微小物質の平均被覆率(%)を求めた。これらの結果を表4に示す。
<Surface and internal morphology of the tread>
A rubber piece including the surface to be grounded was cut out from the tread center portion of the obtained tire, and the surface and cut surface of this sample were observed with a scanning electron microscope (SEM). Then, the presence or absence of micro-recesses on the surface of the tread to be grounded and the presence or absence of micro-cavities inside the tread were confirmed.
Further, 10 minute recesses are arbitrarily selected from the photograph of the surface of the tread to be grounded taken by SEM, and the ratio of the total area covered by the minute substance to the total area of each minute recess is calculated. The average coverage (%) of the minute substance on the inner surface of the minute recess was calculated. These results are shown in Table 4.
ここで、参考までに、実施例1におけるサンプルの表面のSEMによる画像の模式図を図3に示し、比較例2におけるサンプルの表面のSEMにて観察される画像の模式図を図4に示す。これらの図から、2値化処理を施すことで、微小凹部の内表面におけるナノ物質の平均被覆率が分かる。 Here, for reference, a schematic diagram of an image of the surface of the sample in Example 1 by SEM is shown in FIG. 3, and a schematic diagram of an image observed by SEM on the surface of the sample in Comparative Example 2 is shown in FIG. .. From these figures, the average coverage of the nanomaterial on the inner surface of the micro-recess can be found by performing the binarization treatment.
<タイヤの氷上性能>
得られたタイヤを装着した乗用車を、一般のアスファルト路上において200km走行させた後、氷上平坦路を走行させ、時速20km/hの時点でブレーキをかけてタイヤをロックさせ、停止状態になるまでの制動距離を測定した。比較例1のタイヤの制動距離の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、氷上性能に優れることを示す。結果を表4に示す。
<Tire performance on ice>
A passenger car equipped with the obtained tires is driven on a general asphalt road for 200 km, then on a flat road on ice, and when the speed is 20 km / h, the brakes are applied to lock the tires until the vehicle is stopped. The braking distance was measured. The reciprocal of the braking distance of the tire of Comparative Example 1 was set as 100 and displayed as an index. The larger the index value, the better the performance on ice. The results are shown in Table 4.
(実施例11〜18、比較例8,9)
まず、表5に示す樹脂と、上述の表2に示す微小物質とを準備した。
(Examples 11 to 18, Comparative Examples 8 and 9)
First, the resin shown in Table 5 and the minute substance shown in Table 2 described above were prepared.
*17 日本ポリエチレン株式会社製、「HY 442」
*18 株式会社クラレ製、「クラロン K−11」
*19 JIS K 7215に準拠し、デュロメータD硬さを測定した値
* 17 "HY 442" manufactured by Japan Polyethylene Corporation
* 18 "Kuraron K-11" manufactured by Kuraray Co., Ltd.
* 19 Value measured for durometer D hardness in accordance with JIS K 7215.
上述の通り準備した樹脂と微小物質とを用い、表6に示す配合処方で、通常の溶融紡糸法に従って繊維(微小物質含有繊維)を調製した。また、調製した各繊維について無作為に20箇所選択し、光学顕微鏡を用いて径及び長さを測定し、その平均値を求めたところ、いずれの繊維も、平均径が30μmであり、平均長さが2mmであった。
なお、後述する表8に、各例において選択した繊維を示す。
Using the resin and the fine substance prepared as described above, fibers (fine substance-containing fibers) were prepared according to a usual melt spinning method using the formulation shown in Table 6. In addition, 20 locations were randomly selected for each of the prepared fibers, the diameter and length were measured using an optical microscope, and the average value was calculated. As a result, the average diameter of each fiber was 30 μm, and the average length was obtained. The diameter was 2 mm.
Table 8 described later shows the fibers selected in each example.
上述の通り調製した繊維を用い、表7に示す配合処方で常法に従って混練を行い、配合した繊維が一定方向に配列したゴム組成物を調製した。次いで、このゴム組成物を用いてタイヤのトレッド部(未加硫)を作製し、適所に配設して、生タイヤを作製した。この生タイヤを、165℃で10分間の条件でモールド加硫し、加硫したタイヤを得た。なお、各ゴム組成物の加硫時における加硫最高温度は、いずれも165℃であった。 Using the fibers prepared as described above, kneading was carried out according to a conventional method using the compounding formula shown in Table 7 to prepare a rubber composition in which the compounded fibers were arranged in a certain direction. Next, a tread portion (unvulcanized) of the tire was prepared using this rubber composition and arranged in an appropriate place to prepare a raw tire. This raw tire was mold vulcanized at 165 ° C. for 10 minutes to obtain a vulcanized tire. The maximum vulcanization temperature at the time of vulcanization of each rubber composition was 165 ° C.
*20 表6に記載の繊維から選択されたもの * 20 Selected from the fibers listed in Table 6.
次に、上述の加硫したタイヤを装着した乗用車を50km走行させて表面を馴らし、タイヤの外表面を、所定の厚さだけ均一に削ぎ落とした。こうして、ゴム部材をトレッド部に備えるサイズ185/70R13の乗用車用ラジアルタイヤを製造した。 Next, a passenger car equipped with the above-mentioned vulcanized tire was run for 50 km to acclimatize the surface, and the outer surface of the tire was uniformly scraped off by a predetermined thickness. In this way, a radial tire for a passenger car having a size of 185 / 70R13 having a rubber member in the tread portion was manufactured.
得られたタイヤについて、上記と同様の方法で、トレッド部を形成する加硫ゴムの発泡率(Vs)(%)を算出し、トレッド部の接地対象表面における微小凹部の有無、トレッド部の内部における微小空洞部の有無、及び微小凹部の内表面における微小物質の平均被覆率(%)を求め、更に、タイヤの氷上性能を評価した。
これらの結果を表8に示す。
For the obtained tire, the foaming rate (Vs) (%) of the vulcanized rubber forming the tread portion was calculated by the same method as above, and the presence or absence of minute recesses on the surface of the tread portion to be grounded and the inside of the tread portion were calculated. The presence or absence of the microcavities in the tire tread and the average coverage (%) of the micromaterials on the inner surface of the microrecesses were determined, and the performance on ice of the tire was further evaluated.
These results are shown in Table 8.
表4及び表8から、複数の微小凹部が存在し、且つ、水増粘物質がこの微小凹部の内表面に配置されており、平均被覆率が10%以上である実施例のゴム部材は、例えばゴム物品としてのタイヤの氷上性能を向上させることができることが少なくとも分かる。 From Tables 4 and 8, the rubber member of the example in which a plurality of micro-recesses are present, a water thickening substance is arranged on the inner surface of the micro-recesses, and the average coverage is 10% or more is For example, it can be seen at least that the performance of a tire as a rubber article on ice can be improved.
本発明によれば、タイヤ等のゴム物品に用いられた場合に、ゴム物品の氷上性能を向上させることが可能な、ゴム部材を提供することができる。また、本発明によれば、タイヤ等のゴム物品の氷上性能を向上させることが可能なゴム部材を得ることができる、ゴム部材の製造方法を提供することができる。更に、本発明によれば、氷上性能が向上したタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber member capable of improving the performance of a rubber article on ice when used for a rubber article such as a tire. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a rubber member, which can obtain a rubber member capable of improving the performance of a rubber article such as a tire on ice. Further, according to the present invention, it is possible to provide a tire having improved performance on ice.
1 トレッド部
2 微小凹部
3 水増粘物質
3a 微小凹部の内表面に配置されている水増粘物質
3b 微小空洞部の内表面に配置されている水増粘物質
4 微小空洞部
5 非空洞部
1 Tread
Claims (6)
該ゴム部材の表面に、複数の微小凹部が存在し、
前記水増粘物質が、前記微小凹部の内表面に配置されており、且つ、
前記微小凹部の内表面における水増粘物質の平均被覆率が10%以上であり、
ここで、前記水増粘物質は、その濃度が23質量%となるように水分散液を調製したときに、直径60mm、角度0.99°のコーンを用いたコーンプレート型粘度計により測定される該水分散液の25℃、0.02/sのせん断速度における粘度が、20Pa・s以上となる物質と定義され、
前記ゴム部材が有する前記水増粘物質に係る前記粘度は、6000Pa・s以上であり、
前記水増粘物質は、ダイヤモンド又はシリカであり、長径が60nm以下である、ことを特徴とする、ゴム部材。 A rubber member having a water thickening substance
There are a plurality of minute recesses on the surface of the rubber member,
The water thickening substance is arranged on the inner surface of the micro-recess, and
The average coverage of the water thickening substance on the inner surface of the micro-recess is 10% or more.
Here, the water thickening substance was measured by a cone plate type viscometer using a cone having a diameter of 60 mm and an angle of 0.99 ° when the aqueous dispersion was prepared so that its concentration was 23% by mass. The aqueous dispersion is defined as a substance having a viscosity of 20 Pa · s or more at a shear rate of 0.02 / s at 25 ° C.
The viscosity of the aqueous thickening agent wherein the rubber member has the state, and are more 6000 Pa · s,
The water thickening substance is diamond or silica, and is a rubber member having a major axis of 60 nm or less.
更に内部に複数の微小空洞部が存在し、前記水増粘物質が、前記微小空洞部の内表面にも配置されており、
ゴム成分に対し、発泡剤と、水増粘物質及び樹脂を含有する水増粘物質含有有機繊維とを配合してなるゴム組成物を用いて製造される、ゴム部材。 The rubber member according to claim 1.
Further, there are a plurality of microcavities inside, and the water thickening substance is also arranged on the inner surface of the microcavities.
A rubber member produced by using a rubber composition obtained by blending a foaming agent and a water-thickening substance-containing organic fiber containing a water-thickening substance and a resin with respect to a rubber component.
加硫したゴムの表面に形成された微小凹部に、前記水増粘物質を付与する工程を含むことを特徴とする、ゴム部材の製造方法。 The method for manufacturing a rubber member according to any one of claims 1 to 4.
A method for producing a rubber member, which comprises a step of applying the water thickening substance to the minute recesses formed on the surface of the vulcanized rubber.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016152220A JP6964966B2 (en) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Rubber members, their manufacturing methods, and tires |
PCT/JP2017/028136 WO2018025936A1 (en) | 2016-08-02 | 2017-08-02 | Rubber member, method for producing same, and tire |
CN201780048573.3A CN109563295A (en) | 2016-08-02 | 2017-08-02 | Rubber component, its manufacturing method and tire |
US16/322,542 US20190202237A1 (en) | 2016-08-02 | 2017-08-02 | Rubber member, method for producing same, and tire |
EP17837038.3A EP3495408A4 (en) | 2016-08-02 | 2017-08-02 | Rubber member, method for producing same, and tire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016152220A JP6964966B2 (en) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Rubber members, their manufacturing methods, and tires |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018021110A JP2018021110A (en) | 2018-02-08 |
JP6964966B2 true JP6964966B2 (en) | 2021-11-10 |
Family
ID=61165236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016152220A Active JP6964966B2 (en) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Rubber members, their manufacturing methods, and tires |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6964966B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7496047B2 (en) * | 2020-03-30 | 2024-06-06 | 浜松ナノテクノロジー株式会社 | tire |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69739868D1 (en) * | 1996-03-18 | 2010-06-17 | Bridgestone Corp | TIRES, METHOD FOR THE PRODUCTION OF TIRE, RUBBER MIXTURE AND VULCANIZED RUBBER MIXTURE |
JP5557418B2 (en) * | 2007-04-13 | 2014-07-23 | 株式会社ブリヂストン | Foam rubber and tires and shoes provided with the same |
JP2012111799A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Bridgestone Corp | Rubber composition, vulcanized rubber and tire |
JP5767653B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-08-19 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for tread and pneumatic tire using the same for tread |
JP5940192B1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-06-29 | 兵庫県 | Rubber-based cross-linked foamed molded article and method for producing the same |
-
2016
- 2016-08-02 JP JP2016152220A patent/JP6964966B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018021110A (en) | 2018-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7045813B2 (en) | Rubber members, their manufacturing methods, and tires | |
JP5288784B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JPWO2006062119A1 (en) | tire | |
CN104520373B (en) | Tire | |
JPH115872A (en) | Rubber composition, cured rubber and tire | |
JP2001047815A (en) | Pneumatic tire | |
JP7025836B2 (en) | Rubber members, their manufacturing methods, and tires | |
JPH09255813A (en) | Pneumatic tire | |
JP6964966B2 (en) | Rubber members, their manufacturing methods, and tires | |
WO2018025728A1 (en) | Rubber member and tire | |
JP4679173B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
WO2018025936A1 (en) | Rubber member, method for producing same, and tire | |
WO2018070449A1 (en) | Rubber composition, method for producing same, and tire | |
JP5390106B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JP5363739B2 (en) | tire | |
JP4256024B2 (en) | Pneumatic tire | |
JP4694659B2 (en) | Rubber composition for tire, vulcanized rubber for tire and tire | |
JP3904680B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JP2000191832A (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire using same | |
JP3723662B2 (en) | Non-slip pin manufacturing method | |
JP5557466B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JP2005060478A (en) | Rubber composition, its vulcanizate, and tire using the same | |
JP5390107B2 (en) | Rubber composition for tire, vulcanized rubber and tire | |
JP2019131627A (en) | Rubber composition and tire | |
JP2009144033A (en) | Rubber composition, vulcanized rubber, and tire |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200811 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201008 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210316 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210510 |
|
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: 20210928 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211020 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6964966 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |