JP7081222B2 - Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex - Google Patents
Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex Download PDFInfo
- Publication number
- JP7081222B2 JP7081222B2 JP2018040668A JP2018040668A JP7081222B2 JP 7081222 B2 JP7081222 B2 JP 7081222B2 JP 2018040668 A JP2018040668 A JP 2018040668A JP 2018040668 A JP2018040668 A JP 2018040668A JP 7081222 B2 JP7081222 B2 JP 7081222B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microfibrillated plant
- group
- rubber
- plant fiber
- mass
- 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
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明は、ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber composite.
セルロース繊維等のミクロフィブリル化植物繊維を充填剤としてゴム組成物に配合することで、ゴム組成物を補強し、モジュラス(複素弾性率)を向上させることができる。しかしながら、ミクロフィブリル化植物繊維は、自己凝集力が強く、ゴム成分との相溶性も悪い。 By blending microfibrillated plant fibers such as cellulose fibers into the rubber composition as a filler, the rubber composition can be reinforced and the modulus (complex elastic modulus) can be improved. However, microfibrillated plant fibers have strong self-cohesive power and poor compatibility with rubber components.
また、ゴムラテックスとミクロフィブリル化植物繊維を混合してマスターバッチを作製した場合、ミクロフィブリル化植物繊維の凝集塊がマスターバッチ中に発生しやすい傾向があった。そのため、上記マスターバッチをタイヤに使用した場合、発生した凝集塊により、早期摩耗、割れ、チッピング、層間セパレーションが引き起こされる可能性があり、更に、空気漏れ、操縦安定性の喪失に至る可能性もあった。 Further, when a master batch was prepared by mixing rubber latex and microfibrillated plant fibers, agglomerates of microfibrillated plant fibers tended to be easily generated in the master batch. Therefore, when the above masterbatch is used for tires, the generated agglomerates may cause premature wear, cracking, chipping, and interlayer separation, and may also lead to air leakage and loss of steering stability. there were.
このように、ミクロフィブリル化植物繊維を配合すると、モジュラスは向上するものの、タイヤの要求性能が低下し、タイヤとしての機能メリットが無くなる場合があるという点で改善の余地があった。 As described above, when the microfibrillated plant fiber is blended, although the modulus is improved, the required performance of the tire is lowered, and there is room for improvement in that the functional merit as a tire may be lost.
これに対して、ミクロフィブリル化植物繊維を化学変性することで、ゴム成分とミクロフィブリル化植物繊維との相溶性を改善する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、平均繊維径が1~200nmであり、構成するセルロースがカルボキシ基を有するセルロース繊維や、平均繊維径0.1~200nmのカルボキシ基を有する微細セルロース繊維を、炭化水素基を有する疎水変性処理剤で処理して得られる微細変性セルロース繊維をゴムに配合することで、セルロース繊維のゴム中での分散性を改善する方法が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。更には、平均繊維径がナノオーダーのセルロースナノ繊維にモノマー若しくはポリマーをグラフト重合させた複合化セルロース繊維をゴムの補強材とすることで、ゴム成分への親和性及び分散性を改善する方法も開示されている(例えば、特許文献4参照)。 On the other hand, a method for improving the compatibility between the rubber component and the microfibrillated plant fiber by chemically modifying the microfibrillated plant fiber is disclosed (see, for example, Patent Document 1). Further, a cellulose fiber having an average fiber diameter of 1 to 200 nm and having a carboxy group in the constituent cellulose and a fine cellulose fiber having a carboxy group having an average fiber diameter of 0.1 to 200 nm are treated with a hydrophobic modification having a hydrocarbon group. A method for improving the dispersibility of cellulose fibers in rubber by blending finely modified cellulose fibers obtained by treating with an agent into rubber is disclosed (see, for example, Patent Documents 2 and 3). Furthermore, there is also a method of improving the affinity and dispersibility for rubber components by using a composite cellulose fiber obtained by graft-polymerizing a monomer or a polymer with cellulose nanofibers having an average fiber diameter of nano-order as a reinforcing material for rubber. It is disclosed (see, for example, Patent Document 4).
上述のように、ミクロフィブリル化植物繊維のゴム中での分散性、相溶性を改善するための方法が種々検討されているが、例えば、特許文献1~4に開示の方法を用いたとしても、上述の性能を総合的に改善するという点では充分でなかった。 As described above, various methods for improving the dispersibility and compatibility of microfibrillated plant fibers in rubber have been studied. For example, even if the methods disclosed in Patent Documents 1 to 4 are used. , It was not enough in terms of comprehensively improving the above-mentioned performance.
本発明は、前記課題を解決し、ゴム中でミクロフィブリル化植物繊維を微細に分散させ、ゴム組成物に配合するとタイヤの要求性能をバランス良く改善できるミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を製造する方法等を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems and manufactures a microfibrillated plant fiber / rubber composite capable of improving the required performance of a tire in a well-balanced manner by finely dispersing the microfibrillated plant fiber in rubber and blending it in a rubber composition. The purpose is to provide a method of doing so.
本発明は、ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を製造する方法であって、該製造方法は、陰イオン性界面活性剤と、ミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する工程、及び、該混合液とゴムとを混合する工程を含み、上記陰イオン性界面活性剤は、疎水性基及び親水性基を有し、上記ミクロフィブリル化植物繊維は、平均繊維径が4~100nmであることを特徴とするミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の製造方法に関する。 The present invention is a method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber composite, in which the anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion are mixed to prepare a mixed solution. A step and a step of mixing the mixed solution with rubber are included, the anionic surfactant has a hydrophobic group and a hydrophilic group, and the microfibrillated plant fiber has an average fiber diameter of 4. The present invention relates to a method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber composite, which is characterized by having a diameter of about 100 nm.
上記疎水性基は、炭化水素基であることが好ましい。 The hydrophobic group is preferably a hydrocarbon group.
上記親水性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、及び、リン酸基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The hydrophilic group is preferably at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate group, and a phosphoric acid group.
上記ミクロフィブリル化植物繊維分散液は、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維分散液であることが好ましい。 The microfibrillated plant fiber dispersion is preferably a chemically modified microfibrillated plant fiber dispersion.
上記ゴムは、ゴムラテックス又は液状ポリマーであることが好ましい。 The rubber is preferably a rubber latex or a liquid polymer.
上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径は、10~90nmであることが好ましい。 The average fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is preferably 10 to 90 nm.
本発明はまた、上記製造方法により得られたミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体に関する。 The present invention also relates to a microfibrillated plant fiber / rubber composite obtained by the above-mentioned production method.
本発明はまた、上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を含むゴム組成物に関する。 The present invention also relates to a rubber composition containing the microfibrillated plant fiber / rubber composite.
本発明はまた、ゴム成分と、ミクロフィブリル化植物繊維とを含むゴム組成物であって、該ゴム組成物中のミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径が4~100nmであり、繊維径の最頻値が10~70nmであることを特徴とするゴム組成物に関する。 The present invention is also a rubber composition containing a rubber component and microfibrillated plant fibers, wherein the average fiber diameter of the microfibrillated plant fibers in the rubber composition is 4 to 100 nm, which is the maximum fiber diameter. It relates to a rubber composition characterized by a frequency value of 10 to 70 nm.
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire manufactured using the above rubber composition.
本発明は、陰イオン性界面活性剤と、ミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する工程、及び、該混合液とゴムとを混合する工程を含み、上記陰イオン性界面活性剤が疎水性基及び親水性基を有し、上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径が4~100nmであるミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の製造方法であるので、ゴム中でミクロフィブリル化植物繊維が微細に分散したミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を得ることができる。そしてこのようなミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を用いることで、タイヤに要求される耐久性、操縦安定性、低燃費性がバランス良く改善されたゴム組成物、空気入りタイヤを得ることができる。 The present invention includes a step of mixing an anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion to prepare a mixed solution, and a step of mixing the mixed solution with rubber, and the above-mentioned anionic interface. Since the activator has a hydrophobic group and a hydrophilic group and the average fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is 4 to 100 nm, it is a method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber composite. It is possible to obtain a microfibrillated plant fiber / rubber composite in which fibrillated plant fibers are finely dispersed. By using such a microfibrillated plant fiber / rubber composite, it is possible to obtain a rubber composition and a pneumatic tire in which the durability, steering stability, and fuel efficiency required for the tire are improved in a well-balanced manner. can.
〔ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の製造方法〕
本発明のミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の製造方法は、陰イオン性界面活性剤と、ミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する工程(工程(1))、及び、該混合液とゴムとを混合する工程(工程(2))を含む。なお、本発明の製造方法は、上記工程を含む限り、その他の工程を含んでいてもよく、また、上記工程をそれぞれ、1回行ってもよいし、複数回繰り返し行ってもよい。
[Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex]
The method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber composite of the present invention comprises a step of mixing an anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion to prepare a mixed solution (step (1)). , The step of mixing the mixed solution and the rubber (step (2)) is included. The production method of the present invention may include other steps as long as the above steps are included, and the above steps may be performed once or repeated a plurality of times, respectively.
ゴムとミクロフィブリル化植物繊維を混合しても相溶性が悪く、ミクロフィブリル化植物繊維を十分に分散させることは困難であるのに対して、本発明者らは、疎水性基及び親水性基を有する陰イオン性界面活性剤と所定のミクロフィブリル化植物繊維分散液とを事前に混合してから、ゴムと混合することで、ミクロフィブリル化植物繊維とゴムの相互作用を高め、ミクロフィブリル化植物繊維とゴムの分離やミクロフィブリル化植物繊維の凝集を抑制でき、凝集塊の発生を抑えることができることを見出した。そして更には、良好な凝固性も得られるため、ミクロフィブリル化植物繊維が十分に微分散した複合体を調製でき、また上記界面活性剤の存在下で複合体を調製することで、ミクロフィブリル化植物繊維やゴム成分のロスも抑制できることをも見出した。 Even if rubber and microfibrillated plant fibers are mixed, the compatibility is poor and it is difficult to sufficiently disperse the microfibrillated plant fibers, whereas the present inventors have hydrophobic and hydrophilic groups. By mixing an anionic surfactant having a It has been found that the separation of plant fibers and rubber and the aggregation of microfibrillated plant fibers can be suppressed, and the generation of agglomerates can be suppressed. Furthermore, since good coagulation is also obtained, a complex in which microfibrillated plant fibers are sufficiently finely dispersed can be prepared, and by preparing the complex in the presence of the above-mentioned surfactant, microfibrillation can be obtained. It was also found that the loss of plant fiber and rubber components can be suppressed.
(工程(1))
本発明では、まず、陰イオン性界面活性剤と、ミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する工程(工程(1))が行われる。
(Step (1))
In the present invention, first, a step (step (1)) of mixing an anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion to prepare a mixed solution is performed.
上記陰イオン性界面活性剤は、疎水性基及び親水性基を有するものである。このような界面活性剤を用いることにより、疎水性基とゴムの疎水基とが疎水-疎水結合を形成して親和性を示し、また、親水性基とミクロフィブリル化植物繊維の有する水酸基とが水素結合で吸着して親和性を示すために、ミクロフィブリル化植物繊維の分散性を高め、ゴム中でミクロフィブリル化植物繊維が凝集するのを抑制し、凝集塊が発生するのを抑えることができると推察される。陰イオン性界面活性剤としては、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The anionic surfactant has a hydrophobic group and a hydrophilic group. By using such a surfactant, the hydrophobic group and the hydrophobic group of rubber form a hydrophobic-hydrophobic bond to show affinity, and the hydrophilic group and the hydroxyl group of the microfibrillated plant fiber are formed. In order to show affinity by adsorbing with hydrogen bonds, it is possible to enhance the dispersibility of microfibrillated plant fibers, suppress the aggregation of microfibrillated plant fibers in rubber, and suppress the generation of aggregates. It is presumed that it can be done. As the anionic surfactant, one type may be used, or two or more types may be used in combination.
上記疎水性基は、疎水性の官能基であればよいが、なかでも、炭化水素基であることが好ましい。該炭化水素基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基などが挙げられる。なかでも、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基が好ましい。上記炭化水素基の炭素数は、好ましくは4~20、より好ましくは4~15、更に好ましくは4~12である。 The hydrophobic group may be any hydrophobic functional group, but a hydrocarbon group is preferable. The hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. Of these, aliphatic hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups are preferable. The hydrocarbon group preferably has 4 to 20, more preferably 4 to 15, and even more preferably 4 to 12.
上記脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~20のものが好ましく、1~10のものがより好ましく、1~6のものが更に好ましい。好ましい例として、上記炭素数のアルキル基が挙げられ、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。また、上記炭素数のアルケニル基、アルキニル基も挙げられ、一例としては、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、1-メチルエテニル基、イソブチレン基等のアルケニル基、エチニル基、プロパギル基等のアルキニル基が挙げられる。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという観点から、イソブチレン基が好ましい。 The aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably 1 to 6 carbon atoms. Preferred examples include the above-mentioned alkyl group having a carbon number of carbons, and specifically, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-. Examples thereof include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group and an octadecyl group. In addition, the above-mentioned alkenyl group and alkynyl group having a carbon number are also mentioned. The group is mentioned. Among them, the isobutylene group is preferable from the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more preferably.
上記脂環式炭化水素基としては、炭素数3~8のものが好ましく、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基等が挙げられる。 The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specifically, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclopropenyl group, and the like. Examples thereof include a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cycloheptenyl group, a cyclooctenyl group and the like.
上記芳香族炭化水素基としては、炭素数6~12のものが好ましく、具体的には、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、トリル(tolyl)基、キシリル(xylyl)基、ナフチル基等が挙げられる。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという観点から、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基が好ましく、フェニル基、ベンジル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。なお、トリル基及びキシリル基におけるベンゼン環上のメチル基の置換位置は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれの位置でもよい。 The aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group. Be done. Among them, a phenyl group, a benzyl group and a phenyl group are preferable, a phenyl group and a benzyl group are more preferable, and a phenyl group is particularly preferable, from the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more preferably. The substitution position of the methyl group on the benzene ring in the tolyl group and the xylyl group may be any of the ortho-position, the meta-position and the para-position.
上記親水性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、及び、リン酸基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという観点から、カルボキシル基が特に好ましい。 The hydrophilic group is preferably at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate group, and a phosphoric acid group. Among them, the carboxyl group is particularly preferable from the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more preferably.
上記陰イオン性界面活性剤としては、なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという観点から、疎水性基としてフェニル基又はイソブチレン基を有し、親水性基としてカルボキシル基を有する陰イオン性界面活性剤が特に好ましい。 Among the above-mentioned anionic surfactants, an anion having a phenyl group or an isobutylene group as a hydrophobic group and a carboxyl group as a hydrophilic group from the viewpoint that the effect of the present invention can be more preferably obtained. Sexual surfactants are particularly preferred.
上記陰イオン性界面活性剤としては、上述のような官能基を有するものが好ましい形態として挙げられるが、具体的には、カルボン酸系、スルホン酸系、硫酸エステル系、リン酸エステル系などの界面活性剤に分類できる。 As the anionic surfactant, those having a functional group as described above are preferable, and specific examples thereof include carboxylic acid type, sulfonic acid type, sulfuric acid ester type and phosphoric acid ester type. It can be classified as a surfactant.
上記カルボン酸系界面活性剤としては、例えば、炭素数が6~30の脂肪酸塩、多価カルボン酸塩、ロジン酸塩、ダイマー酸塩、ポリマー酸塩、トール油脂肪酸塩や、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤等が挙げられ、好ましくは炭素数10~20のカルボン酸塩、ポリカルボン酸塩、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤であり、特に好ましくはポリカルボン酸型高分子界面活性剤である。
上記スルホン酸系界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、ジフェニルエ-テルスルホン酸塩等が挙げられる。
上記硫酸エステル系界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエ-テル硫酸塩、トリスチレン化フェノ-ル硫酸エステル塩、ジスチレン化フェノール硫酸エステル塩、α-オレフィン硫酸エステル塩、アルキルコハク酸硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレントリスチレン化フェノール硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェノ-ル硫酸エステル塩等が挙げられる。
上記リン酸エステル系界面活性剤としては、例えば、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンリン酸エステル塩等が挙げられる。
これらの化合物の塩としては、金属塩(Na,k,Ca,Mg,Zn等)、アンモニウム塩、アミン塩(トリエタノールアミン塩等)などが挙げられる。
Examples of the carboxylic acid-based surfactant include fatty acid salts having 6 to 30 carbon atoms, polyvalent carboxylates, rosinates, dimerates, polymer acid salts, tall oil fatty acid salts, and polycarboxylic acid types. Examples thereof include a polymer surfactant, preferably a carboxylate having 10 to 20 carbon atoms, a polycarboxylate, and a polycarboxylic acid type polymer surfactant, and particularly preferably a polycarboxylic acid type polymer surfactant. It is an agent.
Examples of the sulfonic acid-based surfactant include alkylbenzene sulfonates, alkyl sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, naphthalene sulfonates, diphenylether sulfonates and the like.
Examples of the sulfate ester-based surfactant include an alkyl sulfate ester salt, a polyoxyalkylene alkyl sulfate ester salt, a polyoxyalkylene alkylphenyl ether sulfate salt, a tristyrene phenol sulfate ester salt, and a distyreneized phenol sulfate. Examples thereof include an ester salt, an α-olefin sulfate ester salt, an alkyl succinic acid sulfate ester salt, a polyoxyalkylene tristylated phenol sulfate ester salt, and a polyoxyalkylene distyreneized phenol sulfate ester salt.
Examples of the phosphoric acid ester-based surfactant include an alkyl phosphate ester salt, a polyoxyalkylene phosphate ester salt and the like.
Examples of the salt of these compounds include metal salts (Na, k, Ca, Mg, Zn, etc.), ammonium salts, amine salts (triethanolamine salts, etc.) and the like.
なお、上記界面活性剤におけるアルキル基としては、炭素数4~30のアルキル基が挙げられる。また、ポリオキシアルキレン基としては、炭素数2~4のアルキレン基を有するものが挙げられ、例えば酸化エチレンの付加モル数が1~50モル程度のものが使用可能である。 Examples of the alkyl group in the above-mentioned surfactant include an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms. Examples of the polyoxyalkylene group include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and for example, those having an addition mole number of ethylene oxide of about 1 to 50 mol can be used.
上記陰イオン性界面活性剤は、重量平均分子量(Mw)が500以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましい。また、50000以下であることが好ましく、30000以下であることがより好ましい。上記陰イオン性界面活性剤の重量平均分子量がこのような範囲であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
The anionic surfactant preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 500 or more, and more preferably 1000 or more. Further, it is preferably 50,000 or less, and more preferably 30,000 or less. When the weight average molecular weight of the anionic surfactant is in such a range, the effect of the present invention can be obtained more preferably.
In the present specification, Mw is gel permeation chromatography (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer, column: TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M manufactured by Tosoh Corporation). It can be obtained by standard polystyrene conversion based on the measured value according to.
上記陰イオン性界面活性剤としては、例えば、エレメンティス社、花王(株)、第一工業製薬(株)、三洋化成工業(株)等の製品を使用できる。 As the anionic surfactant, for example, products of Elementis, Kao Corporation, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Sanyo Chemical Industries, Ltd. and the like can be used.
上記ミクロフィブリル化植物繊維分散液は、ミクロフィブリル化植物繊維が溶媒中に分散した分散液(スラリー)であり、該溶媒としては特に限定されず、水等が挙げられる。 The microfibrillated plant fiber dispersion liquid is a dispersion liquid (slurry) in which microfibrillated plant fibers are dispersed in a solvent, and the solvent is not particularly limited, and examples thereof include water.
上記分散液に含まれるミクロフィブリル化植物繊維としては、良好な補強性が得られるという点から、セルロースミクロフィブリルが好ましい。セルロースミクロフィブリルとしては、天然物由来のものであれば特に制限されず、例えば、果実、穀物、根菜などの資源バイオマス、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、及びこれらを原料として得られるパルプや紙、布、農作物残廃物、食品廃棄物や下水汚泥などの廃棄バイオマス、稲わら、麦わら、間伐材などの未使用バイオマスの他、ホヤ、酢酸菌等の生産するセルロースなどに由来するものが挙げられる。これらミクロフィブリル化植物繊維は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the microfibrillated plant fiber contained in the dispersion liquid, cellulose microfibrils are preferable from the viewpoint of obtaining good reinforcing properties. Cellulose microfibrils are not particularly limited as long as they are derived from natural products, and for example, resource biomass such as fruits, grains and root vegetables, wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, and pulp obtained from these as raw materials. Paper, cloth, agricultural waste, waste biomass such as food waste and sewage sludge, unused biomass such as rice straw, straw, and thinned wood, as well as those derived from cellulose produced by squirrels, acetic acid bacteria, etc. Be done. These microfibrillated plant fibers may be used alone or in combination of two or more.
なお、本明細書において、セルロースミクロフィブリルとは、典型的には、平均繊維径が10μm以下の範囲内であるセルロース繊維、より典型的には、セルロース分子の集合により形成されている平均繊維径500nm以下の微小構造を有するセルロース繊維を意味する。なお、典型的なセルロースミクロフィブリルは、例えば、上記のような平均繊維径を有するセルロース繊維の集合体として形成されていることができる。 In the present specification, the cellulose microfibrils are typically cellulose fibers having an average fiber diameter within the range of 10 μm or less, and more typically, an average fiber diameter formed by an assembly of cellulose molecules. It means a cellulose fiber having a microstructure of 500 nm or less. Note that typical cellulose microfibrils can be formed, for example, as an aggregate of cellulose fibers having an average fiber diameter as described above.
上記ミクロフィブリル化植物繊維の製造方法としては特に限定されないが、例えば、上記セルロースミクロフィブリルの原料を必要に応じて水酸化ナトリウム等のアルカリで化学処理した後、リファイナー、二軸混練機(二軸押出機)、二軸混練押出機、高圧ホモジナイザー、媒体撹拌ミル、石臼、グラインダー、振動ミル、サンドグラインダー等により機械的に磨砕ないし叩解する方法が挙げられる。これらの方法では、化学処理によって原料からリグニンが分離されるため、リグニンを実質的に含有しないミクロフィブリル化植物繊維が得られる。また、その他の方法として、上記セルロースミクロフィブリルの原料を超高圧処理する方法なども挙げられる。 The method for producing the microfibrillated plant fiber is not particularly limited, but for example, after chemically treating the raw material of the cellulose microfibril with an alkali such as sodium hydroxide as necessary, a refiner and a twin-screw kneader (biaxial). Extruder), twin-screw kneading extruder, high-pressure homogenizer, medium stirring mill, stone mill, grinder, vibration mill, sand grinder, etc. can be used for mechanical grinding or beating. In these methods, lignin is separated from the raw material by chemical treatment, so that microfibrillated plant fiber containing substantially no lignin can be obtained. Further, as another method, a method of treating the raw material of the cellulose microfibrils with ultra-high pressure can be mentioned.
上記ミクロフィブリル化植物繊維としては、例えば、(株)スギノマシン等の製品を使用できる。 As the microfibrillated plant fiber, for example, a product such as Sugino Machine Limited can be used.
なお、上記分散液に含まれるミクロフィブリル化植物繊維としては、上記製造方法により得られたものに更に、酸化処理や種々の化学変性処理などを施したものや、上記セルロースミクロフィブリルの由来となり得る天然物(例えば、木材、パルプ、竹、麻、ジュート、ケナフ、農作物残廃物、布、紙、ホヤセルロース等)をセルロース原料として、酸化処理や種々の化学変性処理などを行い、その後に必要に応じて解繊処理を行ったもの、あるいは、ミクロフィブリル化植物繊維分散液の状態で更に酸化処理や種々の化学変性処理などを施したものも用いることができる。すなわち、上記ミクロフィブリル化植物繊維分散液が、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維分散液であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。 The microfibrillated plant fiber contained in the dispersion may be obtained by the above-mentioned production method and further subjected to oxidation treatment or various chemical modification treatments, or may be derived from the above-mentioned cellulose microfibrils. Natural products (for example, wood, pulp, bamboo, hemp, jute, kenaf, agricultural waste, cloth, paper, squirrel cellulose, etc.) are used as cellulose raw materials, and oxidation treatment and various chemical modification treatments are performed, and then necessary. It is also possible to use one which has been subjected to defibration treatment according to the above, or one which has been further subjected to oxidation treatment or various chemical modification treatments in the state of a microfibrillated plant fiber dispersion. That is, it is also one of the preferred embodiments of the present invention that the microfibrillated plant fiber dispersion is a chemically modified microfibrillated plant fiber dispersion.
上記ミクロフィブリル化植物繊維の化学変性の態様としては、例えば、エステル化処理、エーテル化処理、アセタール化処理等が例示される。より具体的には、アセチル化等のアシル化、シアノエチル化、アミノ化、スルホンエステル化、リン酸エステル化、アルキルエステル化、アルキルエーテル化、複合エステル化、β-ケトエステル化、ブチル化等のアルキル化、塩素化、等が好ましく例示される。更には、アルキルカルバメート化、アリールカルバメート化も例示することができる。 Examples of the mode of chemical denaturation of the microfibrillated plant fiber include esterification treatment, etherification treatment, acetalization treatment and the like. More specifically, acylation such as acetylation, cyanoethylation, amination, sulfone esterification, phosphoric acid esterification, alkyl esterification, alkyl etherification, composite esterification, β-ketoesterification, alkylation such as butylation. Esterification, chlorination, etc. are preferably exemplified. Further, alkyl carbamate formation and aryl carbamate formation can also be exemplified.
すなわち、上記ミクロフィブリル化植物繊維は、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維であり、該化学変性ミクロフィブリル化植物繊維における化学変性が、アセチル化、アミノ化、スルホンエステル化、アルキルエステル化、複合エステル化、β-ケトエステル化、アルキルカルバメート化、及び、アリールカルバメート化からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。当該化学変性処理はいずれも、ミクロフィブリル化植物繊維を疎水化する処理であり、ミクロフィブリル化植物繊維としてこのような化学変性処理を施したものを用いることによって、ミクロフィブリル化植物繊維の分散性をより向上させることができ、本発明の効果をより好適なものとすることができる。 That is, the microfibrillated plant fiber is a chemically modified microfibrillated plant fiber, and the chemical modification in the chemically modified microfibrillated plant fiber is acetylation, amination, sulfone esterification, alkyl esterification, or composite esterification. , Β-ketoesteration, alkylcarbamation, and arylcarbamation, preferably at least one selected from the group. All of the chemical modification treatments are treatments for making microfibrillated plant fibers hydrophobic, and by using the microfibrillated plant fibers subjected to such chemical modification treatment, the dispersibility of the microfibrillated plant fibers Can be further improved, and the effect of the present invention can be made more suitable.
上記化学変性ミクロフィブリル化植物繊維は、置換度が0.2~2.5の範囲内となるように化学変性されていることが好ましい。ここで置換度とは、セルロースの水酸基のうち化学変性によって他の官能基に置換された水酸基のグルコース環単位当りの平均個数を意味し、理論上最大値は3である。該置換度が0.2以上である場合、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維の分散性が特に良好となり、また、2.5以下である場合に、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維が分散性に特に優れかつ柔軟性に特に優れ、本発明の効果がより好適に得られる。該置換度は、0.3~2.5の範囲内であることがより好ましく、0.4~2.3の範囲内であることが更に好ましく、0.4~2.0の範囲内であることが特に好ましい。 The chemically modified microfibrillated plant fiber is preferably chemically modified so that the degree of substitution is in the range of 0.2 to 2.5. Here, the degree of substitution means the average number of hydroxyl groups substituted with other functional groups by chemical modification among the hydroxyl groups of cellulose per glucose ring unit, and the theoretical maximum value is 3. When the degree of substitution is 0.2 or more, the dispersibility of the chemically modified microfibrillated plant fiber is particularly good, and when the degree of substitution is 2.5 or less, the chemically modified microfibrillated plant fiber is particularly dispersible. It is excellent and particularly excellent in flexibility, and the effect of the present invention can be obtained more preferably. The degree of substitution is more preferably in the range of 0.3 to 2.5, further preferably in the range of 0.4 to 2.3, and in the range of 0.4 to 2.0. It is particularly preferable to have.
なお、上記化学変性ミクロフィブリル化植物繊維が2種以上の組み合わせからなる場合、上記置換度は、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維全体での平均として算出される。 When the chemically modified microfibrillated plant fiber is composed of two or more kinds, the degree of substitution is calculated as an average of all the chemically modified microfibrillated plant fibers.
上記化学変性ミクロフィブリル化植物繊維における該置換度は、例えば、0.5N-NaOHと0.2N-HClとを用いる滴定法やNMR、赤外吸収スペクトル等の測定によって確認できる。 The degree of substitution in the chemically modified microfibrillated plant fiber can be confirmed, for example, by a titration method using 0.5N-NaOH and 0.2N-HCl, NMR, infrared absorption spectrum and the like.
上記化学変性ミクロフィブリル化植物繊維がアセチル化ミクロフィブリル化植物繊維である場合には置換度が0.3~2.5、アミノ化ミクロフィブリル化植物繊維である場合には置換度が0.3~2.5、スルホンエステル化ミクロフィブリル化植物繊維である場合には置換度が0.3~1.8、アルキルエステル化ミクロフィブリルセルロースである場合には置換度が0.3~1.8、複合エステル化ミクロフィブリルセルロースである場合には置換度が0.4~1.8、β-ケトエステル化ミクロフィブリルセルロースである場合には置換度が0.3~1.8、アルキルカルバメート化ミクロフィブリルセルロースである場合には置換度が0.3~1.8、アリールカルバメート化ミクロフィブリルセルロースである場合には置換度が0.3~1.8の範囲内であることが好ましい。 When the chemically modified microfibrillated plant fiber is an acetylated microfibrillated plant fiber, the degree of substitution is 0.3 to 2.5, and when the chemical-modified microfibrillated plant fiber is an ainated microfibrillated plant fiber, the degree of substitution is 0.3. ~ 2.5, the degree of substitution is 0.3 to 1.8 in the case of sulfone-esterified microfibrillated plant fiber, and the degree of substitution is 0.3 to 1.8 in the case of alkyl esterified microfibrillated cellulose. , The degree of substitution is 0.4 to 1.8 in the case of composite esterified microfibril cellulose, the degree of substitution is 0.3 to 1.8 in the case of β-ketoesterized microfibril cellulose, and the degree of substitution is 0.3 to 1.8. In the case of fibril cellulose, the degree of substitution is preferably in the range of 0.3 to 1.8, and in the case of arylcarbamate-modified microfibril cellulose, the degree of substitution is preferably in the range of 0.3 to 1.8.
上記アセチル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維に、酢酸、濃硫酸、無水酢酸を加えて反応させる方法等で行なうことができる。より具体的には、例えば、酢酸とトルエンとの混合溶媒中、硫酸触媒存在下で、ミクロフィブリル化植物繊維と無水酢酸とを反応させてアセチル化反応を進行させ、その後、溶媒を水に置き換える方法等、従来公知の方法で行なうことができる。 The acetylation can be carried out, for example, by adding acetic acid, concentrated sulfuric acid or acetic anhydride to microfibrillated plant fibers and reacting them. More specifically, for example, in the presence of a sulfuric acid catalyst in a mixed solvent of acetic acid and toluene, the microfibrillated plant fiber and acetic anhydride are reacted to proceed with the acetylation reaction, and then the solvent is replaced with water. It can be carried out by a conventionally known method such as a method.
上記アミノ化は、例えば、トシルエステル化した後にアルコール中でアルキルアミンと反応させ、親核置換反応させる方法など公知の方法により行なうことができる。 The amination can be carried out by a known method such as a method of reacting with an alkylamine in an alcohol after tosyl esterification and causing a parent nucleus substitution reaction.
上記スルホンエステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維を硫酸に溶解して、水中に投入するのみの簡単な操作で行なうことができる。他にも、無水硫酸ガス処理、クロルスルホン酸とピリジンによって処理する方法等で行なうことができる。 The above-mentioned sulfone esterification can be carried out by a simple operation of, for example, dissolving microfibrillated plant fiber in sulfuric acid and putting it in water. In addition, it can be treated by anhydrous sulfuric acid gas treatment, treatment with chlorosulfuric acid and pyridine, or the like.
上記リン酸エステル化は、例えば、ジメチルアミン処理等を施したミクロフィブリル化植物繊維をリン酸と尿素とで処理する方法により行なうことができる。 The phosphoric acid esterification can be carried out, for example, by a method of treating microfibrillated plant fibers treated with dimethylamine or the like with phosphoric acid and urea.
上記アルキルエステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維を塩基性条件下でカルボン酸クロライドを用いて反応させるSchotten-Baumann法(ショッテン・バウマン法)で行うことができ、また、上記アルキルエーテル化は、ミクロフィブリル化植物繊維を塩基性条件下でハロゲン化アルキルを用いて反応させるWilliamson法等で行なうことができる。 The alkyl esterification can be carried out, for example, by the Schotten-Baumann method (Schotten-Baumann method) in which microfibrillated plant fibers are reacted with a carboxylic acid chloride under basic conditions, and the alkyl etherification can be carried out. , Microfibrillated plant fibers can be reacted with alkyl halides under basic conditions by the Williamson method or the like.
上記塩素化は、例えば、DMF(ジメチルホルムアミド)中で塩化チオニルを加えて加熱する方法で行なうことができる。 The chlorination can be carried out, for example, by adding thionyl chloride in DMF (dimethylformamide) and heating.
上記複合エステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維に2種類以上のカルボン酸無水物またはカルボン酸クロライドを塩基性条件下で反応させる方法で行なうことができる。 The composite esterification can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with two or more kinds of carboxylic acid anhydrides or carboxylic acid chlorides under basic conditions.
上記β-ケトエステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維にジケテンやアルキルケテンダイマーを反応させる方法、もしくはミクロフィブリル化植物繊維とアルキルアセトアセテートのようなβ-ケトエステル化合物のエステル交換反応により行なうことができる。 The β-ketoesterization can be carried out, for example, by reacting the microfibrillated plant fiber with diketene or an alkyl ketene dimer, or by an ester exchange reaction between the microfibrillated plant fiber and a β-ketoester compound such as an alkyl acetoacetate. can.
上記アルキルカルバメート化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維にアルキルイソシアナートを塩基性触媒またはスズ触媒存在下で反応させる方法で行なうことができる。 The alkylcarbamate formation can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with an alkylisocyanate in the presence of a basic catalyst or a tin catalyst.
上記アリールカルバメート化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維にアリールイソシアナートを塩基性触媒またはスズ触媒存在下で反応させる方法で行なうことができる。 The arylcarbamate formation can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with arylisocyanate in the presence of a basic catalyst or a tin catalyst.
上記ミクロフィブリル化植物繊維の酸化処理の態様としては、例えば、N-オキシル化合物を用いた酸化処理などが例示される。
上記N-オキシル化合物を用いた酸化処理は、例えば、水中においてN-オキシル化合物を酸化触媒とし、ミクロフィブリル化植物繊維に共酸化剤を作用させる方法で行うことができる。
Examples of the mode of the oxidation treatment of the microfibrillated plant fiber include an oxidation treatment using an N-oxyl compound.
The oxidation treatment using the N-oxyl compound can be carried out, for example, by a method in which the N-oxyl compound is used as an oxidation catalyst in water and an copolymer is allowed to act on the microfibrillated plant fibers.
上記N-オキシル化合物としては、例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)およびその誘導体などが挙げられる。
上記共酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウムなどが挙げられる。
Examples of the N-oxyl compound include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) and its derivatives.
Examples of the copolymerizer include sodium hypochlorite and the like.
上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径は、4~100nmである。上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径がこのような範囲であることにより、ミクロフィブリル化植物繊維の分散性を十分良好なものとすることができ、本発明の効果が得られる。また、加工中のミクロフィブリル化植物繊維の破損も抑えられる。当該平均繊維径としては、本発明の効果がより好適に得られるという点から、90nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましい。また、ミクロフィブリル化植物繊維の絡まりがほどけにくく、分散し難いという理由から、10nm以上であることが好ましく、20nm以上がより好ましい。 The average fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is 4 to 100 nm. When the average fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is in such a range, the dispersibility of the microfibrillated plant fiber can be sufficiently improved, and the effect of the present invention can be obtained. In addition, damage to microfibrillated plant fibers during processing can be suppressed. The average fiber diameter is preferably 90 nm or less, more preferably 50 nm or less, from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more preferably. Further, it is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more, because the microfibrillated plant fibers are difficult to be entangled and dispersed.
上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維長は、100nm以上であることが好ましい。より好ましくは300nm以上、更に好ましくは500nm以上である。また、5mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、50μm以下がより更に好ましく、3μm以下が特に好ましく、2μm以下が最も好ましい。平均繊維長が下限未満の場合や上限を超える場合は、前述の平均繊維径と同様の傾向がある。 The average fiber length of the microfibrillated plant fiber is preferably 100 nm or more. It is more preferably 300 nm or more, still more preferably 500 nm or more. Further, 5 mm or less is preferable, 1 mm or less is more preferable, 50 μm or less is further preferable, 3 μm or less is particularly preferable, and 2 μm or less is most preferable. When the average fiber length is less than the lower limit or exceeds the upper limit, there is a tendency similar to the above-mentioned average fiber diameter.
なお、上記ミクロフィブリル化植物繊維が2種以上の組み合わせからなる場合、上記平均繊維径、上記平均繊維長は、ミクロフィブリル化植物繊維全体での平均として算出される。 When the microfibrillated plant fiber is composed of two or more kinds, the average fiber diameter and the average fiber length are calculated as the average of all the microfibrillated plant fibers.
本明細書において、上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、走査型電子顕微鏡写真による画像解析、透過型電子顕微鏡写真による画像解析、原子間力顕微鏡写真による画像解析、X線散乱データの解析、細孔電気抵抗法(コールター原理法)等によって測定できる。 In the present specification, the average fiber diameter and the average fiber length of the microfibrillated plant fibers are determined by image analysis by scanning electron micrograph, image analysis by transmission electron micrograph, image analysis by interatomic force micrograph, and X-ray. It can be measured by analysis of scattering data, pore electron resistance method (Coulter principle method), and the like.
上記ミクロフィブリル化植物繊維分散液は、公知の方法で製造でき、その製造方法は特に限定されず、例えば、高速ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ブレンダ―ミルなどを用いてミクロフィブリル化植物繊維を水等の溶媒に分散させることで調製できる。調製の際の温度や時間も、ミクロフィブリル化植物繊維が水等の溶媒中に十分分散するよう、通常行われる範囲で適宜設定することができる。 The microfibrillated plant fiber dispersion can be produced by a known method, and the production method is not particularly limited. For example, a microfibrillated plant fiber using a high-speed homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, a blender mill, or the like. Can be prepared by dispersing in a solvent such as water. The temperature and time at the time of preparation can also be appropriately set within a range normally used so that the microfibrillated plant fibers are sufficiently dispersed in a solvent such as water.
上記ミクロフィブリル化植物繊維分散液中のミクロフィブリル化植物繊維の含有量(固形分)は、特に限定されないが、好ましくは0.2~20質量%、より好ましくは0.5~10質量%、更に好ましくは0.5~3質量%である。 The content (solid content) of the microfibrillated plant fiber in the microfibrillated plant fiber dispersion is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass. More preferably, it is 0.5 to 3% by mass.
上記工程(1)において、陰イオン性界面活性剤とミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する方法としては、例えば、高速ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ブレンダ―ミルなどの公知の撹拌装置を用いて、陰イオン性界面活性剤とミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合する方法などが挙げられ、十分分散するまで十分に撹拌することにより、陰イオン性界面活性剤とミクロフィブリル化植物繊維分散液との混合液を得ることができる。当該混合液を作製する際の温度や時間は、陰イオン性界面活性剤とミクロフィブリル化植物繊維分散液とが十分に分散するまで、通常行われる範囲で適宜設定することができるが、例えば、10~40℃で3~120分が好ましく、15~30℃で5~90分がより好ましい。 In the above step (1), as a method for preparing a mixed solution by mixing an anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion, for example, a high-speed homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, a blender mill, etc. Examples thereof include a method of mixing an anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion liquid using a known stirring device of the above, and the anionic surfactant is sufficiently stirred until it is sufficiently dispersed. And a mixed solution of microfibrillated plant fiber dispersion can be obtained. The temperature and time for preparing the mixed solution can be appropriately set within a range normally used until the anionic surfactant and the microfibrillated plant fiber dispersion are sufficiently dispersed. For example, It is preferably 10 to 40 ° C. for 3 to 120 minutes, more preferably 15 to 30 ° C. for 5 to 90 minutes.
上記工程(1)において、上記陰イオン性界面活性剤の添加量は、ミクロフィブリル化植物繊維分散液に含まれるミクロフィブリル化植物繊維(固形分)100質量部に対して、8~50質量部であることが好ましい。上記陰イオン性界面活性剤の添加量がこのような範囲であることにより、本発明の効果がより好適に得られる。該添加量は、9質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましい。また、25質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましい。 In the step (1), the amount of the anionic surfactant added is 8 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the microfibrillated plant fiber (solid content) contained in the microfibrillated plant fiber dispersion. Is preferable. When the amount of the anionic surfactant added is in such a range, the effect of the present invention can be more preferably obtained. The addition amount is more preferably 9 parts by mass or more, further preferably 10 parts by mass or more. Further, 25 parts by mass or less is more preferable, and 20 parts by mass or less is further preferable.
(工程(2))
本発明では、次に、工程(1)で得られた混合液とゴムとを混合する工程(工程(2))が行われる。
(Step (2))
In the present invention, next, a step (step (2)) of mixing the mixed liquid obtained in the step (1) and the rubber is performed.
上記ゴムは、ゴムラテックス又は液状ポリマーであることが好ましい。該ゴムラテックスとしては、例えば、天然ゴムラテックス、改質天然ゴムラテックス(ケン化天然ゴムラテックス、エポキシ化天然ゴムラテックスなど)、合成ジエン系ゴムラテックス(ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴム、ビニルピリジンゴム、ブチルゴムなどのラテックス)などのジエン系ゴムラテックスが好適に使用できる。このように、上記ゴムラテックスが、ジエン系ゴムラテックスであることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。これらゴムラテックスとしては、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという点から、天然ゴムラテックス、SBRラテックス、BRラテックス、イソプレンゴムラテックスがより好ましく、天然ゴムラテックスが特に好ましい。 The rubber is preferably a rubber latex or a liquid polymer. Examples of the rubber latex include natural rubber latex, modified natural rubber latex (kenned natural rubber latex, epoxidized natural rubber latex, etc.), synthetic diene rubber latex (butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR)). , Styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene vinyl acetate rubber, chloroprene rubber, vinylpyridine rubber, latex such as butyl rubber) and the like can be preferably used. As described above, it is also one of the preferred embodiments of the present invention that the rubber latex is a diene-based rubber latex. These rubber latexes may be used alone or in combination of two or more. Of these, natural rubber latex, SBR latex, BR latex, and isoprene rubber latex are more preferable, and natural rubber latex is particularly preferable, from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more preferably.
天然ゴムラテックスはヘベア樹等の天然ゴムの樹木の樹液として採取され、ゴム成分のほか水、タンパク質、脂質、無機塩類等を含み、ゴム中のゲル分は種々の不純物の複合的な存在に基づくものと考えられている。本発明では、天然ゴムラテックスとして、ヘベア樹をタッピングして出てくる生ラテックス(フィールドラテックス)、遠心分離法やクリーミング法によって濃縮した濃縮ラテックス(精製ラテックス、常法によりアンモニアを添加したハイアンモニアラテックス、亜鉛華とTMTDとアンモニアによって安定化させたLATZラテックス等)等を使用できる。 Natural rubber latex is collected as the sap of natural rubber trees such as Hevea, and contains water, proteins, lipids, inorganic salts, etc. in addition to rubber components, and the gel content in rubber is based on the complex presence of various impurities. It is believed to be. In the present invention, as natural rubber latex, raw latex (field latex) produced by tapping heavywood, concentrated latex concentrated by centrifugation or creaming method (purified latex, high ammonia latex to which ammonia is added by a conventional method). , LATZ latex stabilized by zinc flower, TMTD and ammonia) and the like can be used.
天然ゴムラテックスは、蛋白質やリン脂質からなる蜂の巣状のセルを有しており、このセルによって天然ゴムへのミクロフィブリル化植物繊維の取り込みが阻害されてしまう傾向があるため、天然ゴムラテックスとミクロフィブリル化植物繊維とを混合する際には、予めケン化処理によって天然ゴムラテックス中のセルを除去する等の対処を行う必要があったが、本発明では、上記陰イオン性界面活性剤を使用することで、ケン化処理を経ていない天然ゴムラテックスを使用した場合であっても、ミクロフィブリル化植物繊維を十分に分散させることができる。 Natural rubber latex has honeycomb-like cells consisting of proteins and phospholipids, which tend to inhibit the uptake of microfibrillated plant fibers into natural rubber, resulting in natural rubber latex and micro. When mixing with fibrillated plant fiber, it was necessary to take measures such as removing cells in the natural rubber latex in advance by saponification treatment, but in the present invention, the above-mentioned anionic surfactant is used. By doing so, even when a natural rubber latex that has not undergone the saponification treatment is used, the microfibrillated plant fibers can be sufficiently dispersed.
ここで、上記ゴムラテックスのpHは、好ましくは8.5以上、より好ましくは9.5以上である。該pHが8.5以上であると、ゴムラテックスが不安定になりにくく、凝固しにくい傾向がある。上記ゴムラテックスのpHは、好ましくは12以下、より好ましくは11以下である。該pHが12以下であると、ゴムラテックスが劣化しにくい傾向がある。 Here, the pH of the rubber latex is preferably 8.5 or higher, more preferably 9.5 or higher. When the pH is 8.5 or more, the rubber latex is less likely to become unstable and tends to be less likely to coagulate. The pH of the rubber latex is preferably 12 or less, more preferably 11 or less. When the pH is 12 or less, the rubber latex tends to be less likely to deteriorate.
上記ゴムラテックスは、従来公知の製法で調製でき、各種市販品も使用できる。なお、ゴムラテックスとしては、ゴム固形分が10~80質量%のものを使用することが好ましい。より好ましくは20質量%以上、60質量%以下である。 The rubber latex can be prepared by a conventionally known manufacturing method, and various commercially available products can also be used. As the rubber latex, it is preferable to use one having a rubber solid content of 10 to 80% by mass. More preferably, it is 20% by mass or more and 60% by mass or less.
上記液状ポリマーとしては、液状ジエン系重合体等が挙げられる。
液状ジエン系重合体とは、常温(25℃)で液体状態のジエン系重合体である。該液状ジエン系重合体としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、1.0×103~2.0×105であることが好ましく、3.0×103~5.0×104であることがより好ましい。
Examples of the liquid polymer include liquid diene-based polymers.
The liquid diene polymer is a diene polymer in a liquid state at room temperature (25 ° C.). The liquid diene polymer preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 1.0 × 10 3 to 2.0 × 105. It is more preferably 3.0 × 10 3 to 5.0 × 10 4 .
上記液状ジエン系重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状イソプレン重合体(液状IR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという点から、液状SBR、液状IRが好ましく、液状IRがより好ましい。 Examples of the liquid diene polymer include a liquid styrene-butadiene polymer (liquid SBR), a liquid butadiene polymer (liquid BR), a liquid isoprene polymer (liquid IR), and a liquid styrene isoprene copolymer (liquid SIR). Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, liquid SBR and liquid IR are preferable, and liquid IR is more preferable, from the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more preferably.
上記液状SBRのスチレン量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。また、上記スチレン量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、液状SBRのスチレン量は、H1-NMR測定により算出される。
The amount of styrene in the liquid SBR is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. The amount of styrene is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. Within the above numerical range, the effect of the present invention can be obtained more preferably.
The amount of styrene in the liquid SBR is calculated by H1 - NMR measurement.
上記液状ポリマーとしては、例えば、(株)クラレ、クレイバレー社等の製品を使用できる。 As the liquid polymer, for example, products such as Kuraray Co., Ltd. and Clay Valley Co., Ltd. can be used.
上記工程(2)において、工程(1)で得られた混合液とゴムとを混合する方法としては、例えば、高速ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ブレンダ―ミルなどの公知の撹拌装置にゴムを入れ、撹拌しながら、工程(1)で得られた混合液を滴下する方法や、工程(1)で得られた混合液を撹拌しながら、これにゴムを滴下する方法などが挙げられ、十分分散するまで十分に撹拌することにより、工程(1)で得られた混合液とゴムとの混合物(配合ラテックス)を得ることができる。当該混合物を作製する際の温度や時間は、工程(1)で得られた混合液とゴムとが十分に分散するまで、通常行われる範囲で適宜設定することができるが、例えば、10~40℃で3~120分が好ましく、15~30℃で5~90分がより好ましい。 In the above step (2), as a method of mixing the mixture obtained in the step (1) with the rubber, for example, a rubber is used in a known stirring device such as a high-speed homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, or a blender mill. A method of dropping the mixture obtained in the step (1) while stirring the mixture, and a method of dropping rubber onto the mixture while stirring the mixture obtained in the step (1) can be mentioned. By sufficiently stirring until the mixture is sufficiently dispersed, a mixture (blended latex) of the mixture obtained in the step (1) and the rubber can be obtained. The temperature and time for producing the mixture can be appropriately set within a range normally used until the mixture obtained in step (1) and the rubber are sufficiently dispersed, and are, for example, 10 to 40. The temperature is preferably 3 to 120 minutes, more preferably 15 to 30 ° C. for 5 to 90 minutes.
上記工程(2)で得られた混合物(配合ラテックス)のpHは、9.0以上が好ましく、9.5以上がより好ましい。また、12以下が好ましく、11.5以下がより好ましい。上記工程(1)で得られた混合液とゴムとの混合物(配合ラテックス)のpHがこのような範囲であると、劣化を抑え、安定したものとすることができる。 The pH of the mixture (blended latex) obtained in the above step (2) is preferably 9.0 or higher, more preferably 9.5 or higher. Further, 12 or less is preferable, and 11.5 or less is more preferable. When the pH of the mixture (blended latex) of the mixture obtained in the above step (1) and the rubber is in such a range, deterioration can be suppressed and stable.
上記工程(2)においては、ゴムの固形分100質量部に対して、ミクロフィブリル化植物繊維(固形分)が2~45質量部となるように工程(1)で得られた混合液を混合することが好ましい。ミクロフィブリル化植物繊維の配合量がこのような範囲であることにより、本発明の効果がより好適に得られる。該ミクロフィブリル化植物繊維(固形分)の含有量は、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましい。また、40質量部以下がより好ましく、35質量部以下が更に好ましい。 In the above step (2), the mixed solution obtained in the step (1) is mixed so that the microfibrillated plant fiber (solid content) is 2 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the rubber. It is preferable to do so. When the blending amount of the microfibrillated plant fiber is in such a range, the effect of the present invention can be obtained more preferably. The content of the microfibrillated plant fiber (solid content) is more preferably 5 parts by mass or more, further preferably 10 parts by mass or more. Further, 40 parts by mass or less is more preferable, and 35 parts by mass or less is further preferable.
上記工程(2)で得られた混合物(配合ラテックス)を必要に応じて凝固させ、該凝固物(凝集ゴム及びミクロフィブリル化植物繊維を含む凝集物)を公知の方法でろ過、乾燥させ、更に乾燥後、2軸ロール、バンバリーなどでゴム練りを行うと、ミクロフィブリル化植物繊維がゴムマトリックスに十分に分散した複合体(ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体)を得ることができる。なお、本発明の製造方法により得られる上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体もまた、本発明の一つであるが、該ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体は、本発明の効果を阻害しない範囲で他の成分を含んでもよい。 The mixture (blended latex) obtained in the above step (2) is coagulated as necessary, and the coagulated product (aggregate containing agglomerated rubber and microfibrillated plant fibers) is filtered and dried by a known method, and further. After drying, rubber kneading is performed with a biaxial roll, Banbury or the like to obtain a composite in which microfibrillated plant fibers are sufficiently dispersed in a rubber matrix (microfibrillated plant fibers / rubber composite). The microfibrillated plant fiber / rubber composite obtained by the production method of the present invention is also one of the present inventions, but the microfibrillated plant fiber / rubber composite inhibits the effect of the present invention. Other components may be contained as long as they do not.
上記凝固は、上記工程(2)で得られた混合物(配合ラテックス)に通常酸を添加することで行われる。凝固させるための酸としては、硫酸、塩酸、ギ酸、酢酸などが挙げられる。凝固させる際の温度としては、10~40℃が好ましい。 The coagulation is usually carried out by adding an acid to the mixture (blended latex) obtained in the step (2). Examples of the acid for coagulation include sulfuric acid, hydrochloric acid, formic acid, acetic acid and the like. The temperature at the time of solidification is preferably 10 to 40 ° C.
上記凝固の際、上記工程(2)で得られた混合物(配合ラテックス)のpHを3~5に調整するのが好ましく、3~4に調整するのがより好ましい。上記工程(2)で得られた混合物のpHをこのような範囲に調整することで、本発明の効果がより好適に得られる。 At the time of the solidification, it is preferable to adjust the pH of the mixture (blended latex) obtained in the above step (2) to 3 to 5, and more preferably to 3 to 4. By adjusting the pH of the mixture obtained in the above step (2) to such a range, the effect of the present invention can be more preferably obtained.
また、凝固の状態(凝固した凝集粒子の大きさ)を制御する目的で、凝集剤を添加しても良い。凝集剤として、カチオン性高分子などを用いることができる。 Further, a flocculant may be added for the purpose of controlling the state of coagulation (size of coagulated particles). As the flocculant, a cationic polymer or the like can be used.
〔ゴム組成物〕
上記ゴム組成物は、上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を含む。上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体は、マスターバッチとして使用できる。上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体はゴム中にミクロフィブリル化植物繊維が十分に分散しており、他の成分と混合したゴム組成物においてもミクロフィブリル化植物繊維を十分に分散できる。そのため、効果的な補強性を発揮でき、耐久性(破断強度)、操縦安定性、及び低燃費性をバランス良く改善できる。
[Rubber composition]
The rubber composition contains the microfibrillated plant fiber / rubber complex. The microfibrillated plant fiber / rubber complex can be used as a masterbatch. In the above-mentioned microfibrillated plant fiber / rubber composite, the microfibrillated plant fiber is sufficiently dispersed in the rubber, and the microfibrillated plant fiber can be sufficiently dispersed even in the rubber composition mixed with other components. Therefore, effective reinforcing properties can be exhibited, and durability (breaking strength), steering stability, and fuel efficiency can be improved in a well-balanced manner.
上記ゴム組成物には、上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体に用いられたゴム(ゴム成分)以外の他のゴム成分を配合できる。
上記他のゴム成分としては、例えば、ジエン系ゴムを使用できる。
上記ジエン系ゴムとしては、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが挙げられる。また、上記以外のゴム成分としては、ブチル系ゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ゴム成分としては、SBR、BR、イソプレン系ゴムが好ましく、SBRがより好ましい。
The rubber composition may contain a rubber component other than the rubber (rubber component) used in the microfibrillated plant fiber / rubber composite.
As the other rubber component, for example, a diene-based rubber can be used.
Examples of the diene rubber include isoprene rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber ( NBR) and the like. Examples of the rubber component other than the above include butyl rubber and fluorine rubber. These may be used alone or in combination of two or more. As the rubber component, SBR, BR, and isoprene-based rubber are preferable, and SBR is more preferable.
ここで、他のゴム成分は、重量平均分子量(Mw)が20万以上が好ましく、より好ましくは35万以上のゴムである。Mwの上限は特に限定されないが、好ましくは400万以下、より好ましくは300万以下である。 Here, the other rubber component preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 or more, and more preferably 350,000 or more. The upper limit of Mw is not particularly limited, but is preferably 4 million or less, more preferably 3 million or less.
なお、本明細書において、Mw、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。 In the present specification, Mw and number average molecular weight (Mn) are gel permeation chromatography (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Toso Co., Ltd., detector: differential refractometer, column: manufactured by Toso Co., Ltd.). It can be obtained by standard polystyrene conversion based on the measured value by TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M).
上記他のゴム成分は、非変性ジエン系ゴムでもよいし、変性ジエン系ゴムでもよい。
変性ジエン系ゴムとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するジエン系ゴムであればよく、例えば、ジエン系ゴムの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性ジエン系ゴム(末端に上記官能基を有する末端変性ジエン系ゴム)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性ジエン系ゴムや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性ジエン系ゴム(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性ジエン系ゴム)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性ジエン系ゴム等が挙げられる。
The other rubber component may be a non-modified diene-based rubber or a modified diene-based rubber.
The modified diene rubber may be any diene rubber having a functional group that interacts with a filler such as silica. For example, at least one end of the diene rubber is a compound (modifier) having the above functional group. End-modified diene rubber modified with (terminal modified diene rubber having the above functional group at the end), main chain modified diene rubber having the above functional group in the main chain, and the above functional group at the main chain and the end. Main chain terminal modified diene rubber (for example, main chain terminal modified diene rubber having the above functional group in the main chain and having at least one end modified with the above modifier), or two or more in the molecule. Examples thereof include end-modified diene rubber which has been modified (coupled) by a polyfunctional compound having an epoxy group and introduced with a hydroxyl group or an epoxy group.
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)が好ましい。 Examples of the functional group include an amino group, an amide group, a silyl group, an alkoxysilyl group, an isocyanate group, an imino group, an imidazole group, a urea group, an ether group, a carbonyl group, an oxycarbonyl group, a mercapto group, a sulfide group and a disulfide. Examples thereof include a group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thiocarbonyl group, an ammonium group, an imide group, a hydrazo group, an azo group, a diazo group, a carboxyl group, a nitrile group, a pyridyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an oxy group and an epoxy group. .. In addition, these functional groups may have a substituent. Among them, an amino group (preferably an amino group in which the hydrogen atom of the amino group is replaced with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms), and an alkoxysilyl group (preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms). An alkoxysilyl group having 1 to 6 carbon atoms) is preferable.
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)等を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The SBR is not particularly limited, and for example, emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
SBRのスチレン含量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。また、該スチレン含量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、前記効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、SBRのスチレン含量は、H1-NMR測定により算出される。
The styrene content of SBR is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and further preferably 15% by mass or more. The styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less. When it is within the above range, the above effect can be obtained more preferably.
In the present specification, the styrene content of SBR is calculated by H1 - NMR measurement.
SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用できる。 As the SBR, for example, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Co., Ltd., Zeon Corporation, etc. can be used.
SBRは、非変性SBRでもよいし、変性SBRでもよい。変性SBRとしては、変性ジエン系ゴムと同様の官能基が導入された変性SBRが挙げられる。 The SBR may be a non-modified SBR or a modified SBR. Examples of the modified SBR include modified SBR into which a functional group similar to that of modified diene rubber is introduced.
SBRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上であり、100質量%でもよい。上記範囲内にすることで、良好なウェットグリップ性能が得られる傾向がある。 When SBR is contained, the content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and may be 100% by mass. Within the above range, good wet grip performance tends to be obtained.
BRは特に限定されず、例えば、高シス含量のハイシスBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR、希土類系触媒を用いて合成したBR(希土類BR)等を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、耐摩耗性が向上するという理由から、シス含量が90質量%以上のハイシスBRが好ましい。 The BR is not particularly limited, and for example, a high cis BR having a high cis content, a BR containing syndiotactic polybutadiene crystals, a BR synthesized using a rare earth catalyst, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a high cis BR having a cis content of 90% by mass or more is preferable because the wear resistance is improved.
また、BRは、非変性BRでもよいし、変性BRでもよい。変性BRとしては、変性ジエン系ゴムと同様の官能基が導入された変性BRが挙げられる。 Further, the BR may be a non-modified BR or a modified BR. Examples of the modified BR include modified BR into which a functional group similar to that of the modified diene rubber is introduced.
BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。 As the BR, for example, products such as Ube Kosan Co., Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Co., Ltd., and Nippon Zeon Co., Ltd. can be used.
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、ゴム工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、ゴム工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the isoprene-based rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, modified IR and the like. As the NR, for example, SIR20, RSS # 3, TSR20 and the like, which are common in the rubber industry, can be used. The IR is not particularly limited, and for example, IR2200 or the like, which is common in the rubber industry, can be used. Modified NR includes deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), etc., and modified NR includes epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, etc. Examples of the modified IR include epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, grafted isoprene rubber, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記ゴム組成物において、ミクロフィブリル化植物繊維の含有量(固形分)は、ゴム成分100質量部に対して、2質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましい。また、45質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、35質量部以下が更に好ましく、30質量部以下がより更に好ましい。ゴム組成物中のミクロフィブリル化植物繊維の含有量がこのような範囲であると、前記効果がより好適に得られる。 In the above rubber composition, the content (solid content) of the microfibrillated plant fiber is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and further preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. preferable. Further, 45 parts by mass or less is preferable, 40 parts by mass or less is more preferable, 35 parts by mass or less is further preferable, and 30 parts by mass or less is further preferable. When the content of the microfibrillated plant fiber in the rubber composition is in such a range, the above-mentioned effect is more preferably obtained.
上記ゴム組成物中の、ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径は、4~100nmである。上記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径がこのような範囲であることにより、ゴム組成物中でのミクロフィブリル化植物繊維の分散性を十分良好なものとすることができ、本発明の効果が得られる。また、加工中のミクロフィブリル化植物繊維の破損も抑えられる。当該平均繊維径としては、本発明の効果がより好適に得られるという点から、90nm以下が好ましい。また、ミクロフィブリル化植物繊維の絡まりがほどけにくく、分散し難いという理由から、10nm以上であることが好ましく、20nm以上がより好ましい。 The average fiber diameter of microfibrillated plant fibers in the rubber composition is 4 to 100 nm. When the average fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is in such a range, the dispersibility of the microfibrillated plant fiber in the rubber composition can be sufficiently good, and the effect of the present invention can be obtained. can get. In addition, damage to microfibrillated plant fibers during processing can be suppressed. The average fiber diameter is preferably 90 nm or less from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more preferably. Further, it is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more, because the microfibrillated plant fibers are difficult to be entangled and dispersed.
上記ゴム組成物中の、ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維長は、100nm以上であることが好ましい。より好ましくは300nm以上、更に好ましくは500nm以上である。また、5mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、50μm以下がより更に好ましく、3μm以下が特に好ましく、2μm以下が最も好ましい。平均繊維長が下限未満の場合や上限を超える場合は、前述の平均繊維径と同様の傾向がある。 The average fiber length of the microfibrillated plant fibers in the rubber composition is preferably 100 nm or more. It is more preferably 300 nm or more, still more preferably 500 nm or more. Further, 5 mm or less is preferable, 1 mm or less is more preferable, 50 μm or less is further preferable, 3 μm or less is particularly preferable, and 2 μm or less is most preferable. When the average fiber length is less than the lower limit or exceeds the upper limit, there is a tendency similar to the above-mentioned average fiber diameter.
上記ゴム組成物中の、ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径の最頻値は、10~70nmである。上記ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径の最頻値がこのような範囲であることにより、ゴム組成物中でのミクロフィブリル化植物繊維の分散性を十分良好なものとすることができ、本発明の効果が得られる。当該繊維径の最頻値としては、本発明の効果がより好適に得られるという点から、15nm以上が好ましく、18nm以上がより好ましい。また、65nm以下が好ましく、60nm以下がより好ましい。 The mode of the fiber diameter of the microfibrillated plant fiber in the rubber composition is 10 to 70 nm. When the most frequent value of the fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is in such a range, the dispersibility of the microfibrillated plant fiber in the rubber composition can be sufficiently good, and the present invention can be made. The effect of is obtained. The mode of the fiber diameter is preferably 15 nm or more, more preferably 18 nm or more, from the viewpoint that the effect of the present invention can be more preferably obtained. Further, 65 nm or less is preferable, and 60 nm or less is more preferable.
本明細書において、上記ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径の最頻値とは、透過型電子顕微鏡で観察して画像をとり、100本の繊維の径を測定して得られる分布から求められる値である。 In the present specification, the most frequent value of the fiber diameter of the microfibrillated plant fiber is a value obtained from the distribution obtained by observing with a transmission electron microscope and taking an image and measuring the diameter of 100 fibers. Is.
このように、ゴム成分と、ミクロフィブリル化植物繊維とを含むゴム組成物であって、該ゴム組成物中のミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径が4~100nmであり、繊維径の最頻値が10~70nmであるゴム組成物もまた、本発明の一つである。このようなゴム組成物は、上記ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を配合することなどにより作製できる。
上記ゴム成分としては、上述したゴム、他のゴム成分が挙げられる。上記ミクロフィブリル化植物繊維としては、上述したミクロフィブリル化植物繊維と同様のものが挙げられる。
As described above, in a rubber composition containing a rubber component and microfibrillated plant fibers, the average fiber diameter of the microfibrillated plant fibers in the rubber composition is 4 to 100 nm, and the fiber diameter is the most frequent. A rubber composition having a value of 10 to 70 nm is also one of the present inventions. Such a rubber composition can be produced by blending the above-mentioned microfibrillated plant fiber / rubber complex or the like.
Examples of the rubber component include the above-mentioned rubber and other rubber components. Examples of the microfibrillated plant fiber include the same as the above-mentioned microfibrillated plant fiber.
上記ゴム組成物は、前記性能バランスの観点から、充填剤としてシリカを含むことが好ましい。シリカとしては、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。市販品としては、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 From the viewpoint of the performance balance, the rubber composition preferably contains silica as a filler. Examples of silica include dry silica (anhydrous silica) and wet silica (hydrous silica). Of these, wet silica is preferable because it has a large number of silanol groups. As commercially available products, products such as Degussa, Rhodia, Tosoh Silica Co., Ltd., Solvay Japan Co., Ltd., and Tokuyama Corporation can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは25質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは50質量部以上である。下限以上にすることで、良好なウェットグリップ性能、操縦安定性が得られる傾向がある。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは300質量部以下、より好ましくは200質量部以下、更に好ましくは170質量部以下、特に好ましくは100質量部以下、最も好ましくは80質量部以下である。上限以下にすることで、良好な分散性が得られる傾向がある。 The content of silica is preferably 25 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, and further preferably 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By setting it above the lower limit, good wet grip performance and steering stability tend to be obtained. The upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 300 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, further preferably 170 parts by mass or less, particularly preferably 100 parts by mass or less, and most preferably 80 parts by mass or less. be. By setting it below the upper limit, good dispersibility tends to be obtained.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは70m2/g以上、より好ましくは140m2/g以上、更に好ましくは160m2/g以上である。下限以上にすることで、良好なウェットグリップ性能、破壊強度が得られる傾向がある。また、シリカのN2SAの上限は特に限定されないが、好ましくは500m2/g以下、より好ましくは300m2/g以下、更に好ましくは250m2/g以下である。上限以下にすることで、良好な分散性が得られる傾向がある。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 70 m 2 / g or more, more preferably 140 m 2 / g or more, and further preferably 160 m 2 / g or more. By setting it above the lower limit, good wet grip performance and breaking strength tend to be obtained. The upper limit of N 2 SA of silica is not particularly limited, but is preferably 500 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less, and further preferably 250 m 2 / g or less. By setting it below the upper limit, good dispersibility tends to be obtained.
The N 2 SA of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-93.
(シランカップリング剤)
上記ゴム組成物がシリカを含む場合、更にシランカップリング剤を含むことが好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、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(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。市販品としては、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Silane coupling agent)
When the rubber composition contains silica, it is preferable to further contain a silane coupling agent.
The silane coupling agent is not particularly limited, and for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) tetrasulfide, and the like. Bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) trisulfide, bis ( 3-Triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) ) Disulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3- Sulfide type such as triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, Mercapto type such as NXT and NXT-Z manufactured by Momentive, vinyl triethoxysilane, vinyl tri Vinyl-based such as methoxysilane, amino-based such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane, glycidoxy such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Examples thereof include nitro-based systems such as 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane, and chloro-based systems such as 3-chloropropyltrimethoxysilane and 3-chloropropyltriethoxysilane. As commercially available products, products such as Degussa, Momentive, Shinetsu Silicone Co., Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Azumax Co., Ltd., Toray Dow Corning Co., Ltd. and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、3質量部以上が好ましく、6質量部以上がより好ましい。3質量部以上であると、良好な破壊強度等が得られる傾向がある。また、上記含有量は、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。20質量部以下であると、配合量に見合った効果が得られる傾向がある。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. When it is 3 parts by mass or more, good fracture strength and the like tend to be obtained. The content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less. When it is 20 parts by mass or less, an effect commensurate with the blending amount tends to be obtained.
上記ゴム組成物は、前記性能バランスの観点から、充填剤としてカーボンブラックを含むことが好ましい。カーボンブラックとしては、特に限定されないが、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。市販品としては、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱化学(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 From the viewpoint of the performance balance, the rubber composition preferably contains carbon black as a filler. The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, and N762. As commercial products, products such as Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Lion Corporation, Shin Nikka Carbon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd. are used. can. These may be used alone or in combination of two or more.
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。下限以上にすることで、良好な耐摩耗性、グリップ性能等が得られる傾向がある。また、上記含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。上限以下にすることで、ゴム組成物の良好な加工性が得られる傾向がある。 The content of carbon black is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By setting it above the lower limit, good wear resistance, grip performance, etc. tend to be obtained. The content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less. By setting the content to the upper limit or less, good processability of the rubber composition tends to be obtained.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、50m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましく、100m2/g以上が更に好ましい。下限以上にすることで、良好な耐摩耗性、グリップ性能が得られる傾向がある。また、上記N2SAは、200m2/g以下が好ましく、150m2/g以下がより好ましく、130m2/g以下が更に好ましい。上限以下にすることで、カーボンブラックの良好な分散が得られる傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2001によって求められる。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably 80 m 2 / g or more, and even more preferably 100 m 2 / g or more. By setting it above the lower limit, good wear resistance and grip performance tend to be obtained. The N 2 SA is preferably 200 m 2 / g or less, more preferably 150 m 2 / g or less, and even more preferably 130 m 2 / g or less. By setting it below the upper limit, good dispersion of carbon black tends to be obtained.
The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is determined by JIS K6217-2: 2001.
上記ゴム組成物は、シリカ、カーボンブラック以外の他の充填剤を配合してもよい。他の充填剤としては、特に限定されないが、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、マイカなどが挙げられる。 The rubber composition may contain a filler other than silica and carbon black. Other fillers include, but are not limited to, calcium carbonate, talc, alumina, clay, aluminum hydroxide, aluminum oxide, mica and the like.
上記ゴム組成物は、可塑剤を配合してもよい。可塑剤としては、特に限定されないが、オイル、液状樹脂などが挙げられる。これら可塑剤は、1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The rubber composition may contain a plasticizer. The plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include oil and liquid resin. One type of these plasticizers may be used, or two or more types may be used in combination.
上記オイルとしては、特に限定されず、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイル、TDAE、MES等の低PCA(多環式芳香族)プロセスオイル、植物油脂、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。なかでも、耐摩耗性及び破壊特性の点では、アロマ系プロセスオイルが好ましい。上記アロマ系プロセスオイルとしては、具体的には、出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルAHシリーズ等が挙げられる。 The above oils are not particularly limited, and are paraffin-based process oils, aroma-based process oils, naphthen-based process oils and other process oils, low PCA (polycyclic aromatic) process oils such as TDAE and MES, vegetable oils and fats, and oils and fats. Conventionally known oils such as these mixtures can be used. Of these, aroma-based process oils are preferable in terms of wear resistance and fracture properties. Specific examples of the aroma-based process oil include Diana process oil AH series manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
上記液状樹脂としては、特に制限されないが、例えば、液状の芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、インデン樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂、またはこれらの水素添加物などが挙げられる。 The liquid resin is not particularly limited, and examples thereof include a liquid aromatic vinyl polymer, a kumaron indene resin, an indene resin, a terpene resin, a rosin resin, and hydrogenated products thereof.
液状芳香族ビニル重合体とは、α-メチルスチレン及び/又はスチレンを重合して得られる樹脂であり、スチレンの単独重合体、α-メチルスチレンの単独重合体、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体などの液状樹脂が挙げられる。 The liquid aromatic vinyl polymer is a resin obtained by polymerizing α-methylstyrene and / or styrene, and is a homopolymer of styrene, a homopolymer of α-methylstyrene, α-methylstyrene and styrene. Examples thereof include liquid resins such as copolymers.
液状クマロンインデン樹脂とは、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、クマロン及びインデンを含む樹脂であり、クマロン、インデン以外に骨格に含まれていてもよいモノマー成分としては、スチレン、α-メチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどの液状樹脂が挙げられる。 The liquid kumaron inden resin is a resin containing kumaron and inden as a main monomer component constituting the skeleton (main chain) of the resin, and as a monomer component that may be contained in the skeleton other than kumaron and inden. , Styrene, α-methylstyrene, methylindene, vinyltoluene and other liquid resins.
液状インデン樹脂とは、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、インデンを含む液状樹脂である。 The liquid indene resin is a liquid resin containing indene as a main monomer component constituting the skeleton (main chain) of the resin.
液状テルペン樹脂とは、αピネン、βピネン、カンフェル、ジペテンなどのテルペン化合物を重合して得られる樹脂や、テルペン化合物とフェノール系化合物とを原料として得られる樹脂であるテルペンフェノールに代表される液状テルペン系樹脂である。 The liquid terpene resin is a liquid typified by a resin obtained by polymerizing a terpene compound such as α-pinene, β-pinene, kanfel, and zipene, and a terpene phenol which is a resin obtained by using a terpene compound and a phenolic compound as raw materials. It is a terpene-based resin.
液状ロジン樹脂とは、天然ロジン、重合ロジン、変性ロジン、これらのエステル化合物、または、これらの水素添加物に代表される液状ロジン系樹脂である。 The liquid rosin resin is a liquid rosin-based resin typified by natural rosin, polymerized rosin, modified rosin, ester compounds thereof, or hydrogenated additives thereof.
上記ゴム組成物には、固体樹脂(常温(25℃)で固体状態のポリマー)を配合してもよい。 A solid resin (a polymer in a solid state at room temperature (25 ° C.)) may be blended with the rubber composition.
固体樹脂を含有する場合、その含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、良好なウェットグリップ性能が得られる傾向がある。 When the solid resin is contained, the content thereof is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and further preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and further preferably 20 parts by mass or less. Within the above range, good wet grip performance tends to be obtained.
固体樹脂としては、特に限定されないが、例えば、固体状のスチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、p-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂(DCPD系樹脂)、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5C9系石油樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The solid resin is not particularly limited, but for example, a solid styrene resin, a Kumaron inden resin, a terpene resin, a pt-butylphenol acetylene resin, an acrylic resin, and a dicyclopentadiene resin (DCPD resin). , C5 series petroleum resin, C9 series petroleum resin, C5C9 series petroleum resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
固体状のスチレン系樹脂は、スチレン系単量体を構成モノマーとして用いた固体状ポリマーであり、スチレン系単量体を主成分(50質量%以上)として重合させたポリマー等が挙げられる。具体的には、スチレン系単量体(スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-フェニルスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン等)をそれぞれ単独で重合した単独重合体、2種以上のスチレン系単量体を共重合した共重合体の他、スチレン系単量体及びこれと共重合し得る他の単量体のコポリマーも挙げられる。 The solid styrene resin is a solid polymer using a styrene monomer as a constituent monomer, and examples thereof include a polymer obtained by polymerizing a styrene monomer as a main component (50% by mass or more). Specifically, styrene-based monomers (styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-tert-butylstyrene, p-phenylstyrene, o-Chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, etc.) are individually polymerized, and in addition to copolymers obtained by copolymerizing two or more styrene-based monomers, styrene-based monomers And other monomer copolymers that can be copolymerized with this.
上記他の単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのアクリロニトリル類、アクリル類、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルなどの不飽和カルボン酸エステル類、クロロプレン、ブタジエンイソプレンなどのジエン類、1-ブテン、1-ペンテンのようなオレフィン類;無水マレイン酸等のα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物;等が例示できる。 Examples of the other monomers include acrylonitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, unsaturated carboxylic acids such as acrylics and methacrylic acid, unsaturated carboxylic acid esters such as methyl acrylate and methyl methacrylate, chloroprene and butadiene. Examples thereof include dienes such as isoprene, olefins such as 1-butene and 1-pentene; α, β-unsaturated carboxylic acids such as maleic anhydride or acid anhydrides thereof;
なかでも、固体状のα-メチルスチレン系樹脂(α-メチルスチレン単独重合体、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体等)が好ましい。 Of these, solid α-methylstyrene resin (α-methylstyrene homopolymer, copolymer of α-methylstyrene and styrene, etc.) is preferable.
固体状のクマロンインデン樹脂としては、前述の液状状態のクマロンインデン樹脂と同様の構成単位を有する固体樹脂が挙げられる。 Examples of the solid Kumaron inden resin include solid resins having the same structural units as the above-mentioned liquid Kumaron inden resin.
固体状のテルペン系樹脂としては、ポリテルペン、テルペンフェノール、芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。
ポリテルペンは、テルペン化合物を重合して得られる樹脂及びそれらの水素添加物である。テルペン化合物は、(C5H8)nの組成で表される炭化水素及びその含酸素誘導体で、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、ジテルペン(C20H32)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、1,8-シネオール、1,4-シネオール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオールなどが挙げられる。
Examples of the solid terpene resin include polyterpenes, terpenephenols, aromatic-modified terpene resins and the like.
Polyterpene is a resin obtained by polymerizing a terpene compound and a hydrogenated additive thereof. The terpene compound is a hydrocarbon having a composition of ( C 5 H 8 ) n and an oxygen - containing derivative thereof . ) Etc., which are compounds having a terpene as a basic skeleton. , 1,8-Cineol, 1,4-Cineol, α-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol and the like.
固体状のポリテルペンとしては、上述したテルペン化合物を原料とするα-ピネン樹脂、β-ピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、β-ピネン/リモネン樹脂などのテルペン樹脂の他、該テルペン樹脂に水素添加処理した水素添加テルペン樹脂等の固体樹脂も挙げられる。 Examples of the solid polyterpene include terpene resins such as α-pinene resin, β-pinene resin, limonene resin, dipentene resin, and β-pinene / limonene resin made from the above-mentioned terpene compound, and hydrogenation to the terpene resin. Also mentioned are solid resins such as treated hydrogenated terpene resins.
固体状のテルペンフェノールとしては、上記テルペン化合物とフェノール系化合物とを共重合した固体樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した固体樹脂が挙げられ、具体的には、上記テルペン化合物、フェノール系化合物及びホルマリンを縮合させた固体樹脂が挙げられる。なお、フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、クレゾール、キシレノールなどが挙げられる。 Examples of the solid terpene phenol include a solid resin obtained by copolymerizing the terpene compound and a phenolic compound, and a solid resin obtained by hydrogenating the resin. Examples thereof include solid resins in which formalin is condensed. Examples of the phenolic compound include phenol, bisphenol A, cresol, xylenol and the like.
固体状の芳香族変性テルペン樹脂としては、テルペン樹脂を芳香族化合物で変性して得られる固体樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した固体樹脂が挙げられる。なお、芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物;スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体;クマロン、インデンなどが挙げられる。 Examples of the solid aromatic-modified terpene resin include a solid resin obtained by modifying a terpene resin with an aromatic compound, and a solid resin obtained by hydrogenating the resin. The aromatic compound is not particularly limited as long as it is a compound having an aromatic ring, and for example, phenol compounds such as phenol, alkylphenol, alkoxyphenol, and unsaturated hydrocarbon group-containing phenol; naphthol, alkylnaphthol, alkoxynaphthol, and the like. Naftor compounds such as unsaturated hydrocarbon group-containing naphthols; styrene derivatives such as styrene, alkylstyrene, alkoxystyrene, unsaturated hydrocarbon group-containing styrene; kumaron, inden and the like can be mentioned.
固体状のp-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂としては、p-t-ブチルフェノールとアセチレンとを縮合反応させて得られる固体樹脂が挙げられる。 Examples of the solid pt-butylphenol acetylene resin include a solid resin obtained by conducting a condensation reaction between pt-butylphenol and acetylene.
固体状のアクリル系樹脂としては特に限定されないが、不純物が少なく、分子量分布がシャープな樹脂が得られるという点から、無溶剤型アクリル系固体樹脂を好適に使用できる。 The solid acrylic resin is not particularly limited, but a solvent-free acrylic solid resin can be preferably used from the viewpoint that a resin having few impurities and a sharp molecular weight distribution can be obtained.
固体状の無溶剤型アクリル樹脂は、副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを極力使用せずに、高温連続重合法(高温連続塊重合法)(米国特許第4,414,370号明細書、特開昭59-6207号公報、特公平5-58005号公報、特開平1-313522号公報、米国特許第5,010,166号明細書、東亜合成研究年報TREND2000第3号p42-45等に記載の方法)により合成された(メタ)アクリル系樹脂(重合体)が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリルは、メタクリル及びアクリルを意味する。 The solid solvent-free acrylic resin is a high-temperature continuous polymerization method (high-temperature continuous lump polymerization method) (US Pat. No. 4,414) without using polymerization initiators, chain transfer agents, organic solvents, etc. as auxiliary raw materials as much as possible. , 370, JP-A-59-6207, JP-A-5-58805, JP-A 1-313522, US Pat. No. 5,010,166, Toa Synthetic Research Annual Report TREND2000 No. 3 Examples thereof include (meth) acrylic resins (polymers) synthesized by the method described in No. p42-45 and the like. In addition, in this specification, (meth) acrylic means methacrylic and acrylic.
固体状のアクリル系樹脂は、実質的に副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを含まないことが好ましい。また、上記アクリル系樹脂は、連続重合により得られる組成分布や分子量分布が比較的狭いものが好ましい。 It is preferable that the solid acrylic resin does not substantially contain a polymerization initiator, a chain transfer agent, an organic solvent and the like, which are auxiliary raw materials. Further, the acrylic resin preferably has a relatively narrow composition distribution and molecular weight distribution obtained by continuous polymerization.
上述のように、固体状のアクリル系樹脂としては、実質的に副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを含まないもの、すなわち、純度が高いものが好ましい。固体状のアクリル系樹脂の純度(該樹脂中に含まれる樹脂の割合)は、好ましくは95質量%以上、より好ましくは97質量%以上である。 As described above, the solid acrylic resin preferably contains no polymerization initiator, chain transfer agent, organic solvent, etc., which are auxiliary raw materials, that is, a resin having high purity. The purity of the solid acrylic resin (ratio of the resin contained in the resin) is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more.
固体状のアクリル系樹脂を構成するモノマー成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸や、(メタ)アクリル酸エステル(アルキルエステル、アリールエステル、アラルキルエステルなど)、(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミド誘導体などの(メタ)アクリル酸誘導体が挙げられる。 Examples of the monomer component constituting the solid acrylic resin include (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester (alkyl ester, aryl ester, aralkyl ester, etc.), (meth) acrylamide, and (meth). Examples thereof include (meth) acrylic acid derivatives such as acrylamide derivatives.
また、固体状のアクリル系樹脂を構成するモノマー成分として、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸誘導体と共に、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどの芳香族ビニルを使用してもよい。 In addition, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, vinylnaphthalene, divinylbenzene, trivinylbenzene, and divinyl, together with (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid derivatives, are used as monomer components constituting the solid acrylic resin. Aromatic vinyl such as naphthalene may be used.
固体状のアクリル系樹脂は、(メタ)アクリル成分のみで構成される樹脂であっても、(メタ)アクリル成分以外の成分をも構成要素とする樹脂であっても良い。
また、固体状のアクリル系樹脂は、水酸基、カルボキシル基、シラノール基等を有していてよい。
The solid acrylic resin may be a resin composed of only a (meth) acrylic component or a resin having a component other than the (meth) acrylic component as a component.
Further, the solid acrylic resin may have a hydroxyl group, a carboxyl group, a silanol group, or the like.
可塑剤、固体樹脂としては、例えば、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。 Examples of plasticizers and solid resins include Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Toso Co., Ltd., Rutgers Chemicals Co., Ltd., BASF Co., Ltd., Arizona Chemical Co., Ltd., and Nikko Chemical Co., Ltd. , Nippon Catalyst Co., Ltd., JX Energy Co., Ltd., Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., Taoka Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
上記ゴム組成物は、耐クラック性、耐オゾン性等の観点から、老化防止剤を含有することが好ましい。 The rubber composition preferably contains an antiaging agent from the viewpoint of crack resistance, ozone resistance and the like.
老化防止剤としては特に限定されないが、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましく、N-(1,3-ジメチルブチル)-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物がより好ましい。市販品としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。 The antiaging agent is not particularly limited, but is a naphthylamine-based antiaging agent such as phenyl-α-naphthylamine; a diphenylamine-based antiaging agent such as octylated diphenylamine and 4,4'-bis (α, α'-dimethylbenzyl) diphenylamine. N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-p-phenylene P-phenylenediamine-based antioxidants such as diamine; quinoline-based antioxidants such as polymers of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinolin; 2,6-di-t-butyl-4-methyl Monophenolic antioxidants such as phenols and styrenated phenols; tetrakis- [methylene-3- (3', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] bis, tris, polyphenols such as methane Examples include anti-aging agents. Of these, p-phenylenediamine-based antioxidants and quinoline-based antioxidants are preferable, and N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine and 2,2,4-trimethyl-1 are preferable. , 2-Dihydroquinoline polymers are more preferred. As commercially available products, for example, products of Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., Flexis Co., Ltd. and the like can be used.
老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.2質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。下限以上にすることで、充分な耐オゾン性が得られる傾向がある。該含有量は、好ましくは7.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下である。上限以下にすることで、良好な外観が得られる傾向がある。 The content of the anti-aging agent is preferably 0.2 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By setting it above the lower limit, sufficient ozone resistance tends to be obtained. The content is preferably 7.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less. By setting it below the upper limit, a good appearance tends to be obtained.
上記ゴム組成物は、ステアリン酸を含むことが好ましい。ステアリン酸の含有量は、前記性能バランスの観点から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部以上、より好ましくは0.5~5質量部である。 The rubber composition preferably contains stearic acid. From the viewpoint of the performance balance, the content of stearic acid is preferably 0.5 to 10 parts by mass or more, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
なお、ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、和光純薬工業(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。 As the stearic acid, conventionally known ones can be used, and for example, products such as NOF Corporation, NOF Corporation, Kao Corporation, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and Chiba Fatty Acid Co., Ltd. can be used. ..
上記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。酸化亜鉛の含有量は、前記性能バランスの観点から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~5質量部である。 The rubber composition preferably contains zinc oxide. From the viewpoint of the performance balance, the zinc oxide content is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
なお、酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。 As the zinc oxide, conventionally known zinc oxide can be used, for example, Mitsui Metal Mining Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., HakusuiTech Co., Ltd., Shodo Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc. Products can be used.
上記ゴム組成物には、ワックスを配合してもよい。ワックスとしては特に限定されず、石油系ワックス、天然系ワックスなどが挙げられ、また、複数のワックスを精製又は化学処理した合成ワックスも使用可能である。これらのワックスは、単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。 Wax may be added to the rubber composition. The wax is not particularly limited, and examples thereof include petroleum wax, natural wax, and synthetic wax obtained by purifying or chemically treating a plurality of waxes. These waxes may be used alone or in combination of two or more.
石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。天然系ワックスとしては、石油外資源由来のワックスであれば特に限定されず、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス、ホホバろうなどの植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラクタムなどの鉱物系ワックス;及びこれらの精製物などが挙げられる。市販品としては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。なお、ワックスの含有量は、耐オゾン性、コストの点から、適宜設定すれば良い。 Examples of petroleum-based waxes include paraffin wax and microcrystalline wax. The natural wax is not particularly limited as long as it is a wax derived from non-petroleum resources, and is, for example, a plant wax such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, rice wax, jojoba wax; Animal waxes; mineral waxes such as ozokerite, selecin, petroleum, etc .; and purified products thereof. As commercially available products, for example, products such as Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., and Seiko Kagaku Co., Ltd. can be used. The wax content may be appropriately set from the viewpoint of ozone resistance and cost.
上記ゴム組成物には、ポリマー鎖に適度な架橋鎖を形成し、良好な前記性能バランスを付与するという点で、硫黄を配合することが好ましい。 It is preferable to add sulfur to the rubber composition in terms of forming an appropriate crosslinked chain in the polymer chain and imparting a good performance balance.
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは0.7質量部以上である。該含有量は、好ましくは6.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下である。上記範囲内にすることで、良好な前記性能バランスが得られる傾向がある。 The sulfur content is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 0.5 part by mass or more, and further preferably 0.7 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content is preferably 6.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less, and further preferably 3.0 parts by mass or less. Within the above range, a good balance of performance tends to be obtained.
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。市販品としては、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and soluble sulfur commonly used in the rubber industry. As commercial products, products such as Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Kasei Industry Co., Ltd., Flexis Co., Ltd., Nippon Inui Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
上記ゴム組成物は、加硫促進剤を含むことが好ましい。
加硫促進剤の含有量は特に制限はなく、要望する加硫速度や架橋密度に合わせて自由に決定すれば良いが、ゴム成分100質量部に対して、通常、0.3~10質量部、好ましくは0.5~7質量部である。
The rubber composition preferably contains a vulcanization accelerator.
The content of the vulcanization accelerator is not particularly limited and may be freely determined according to the desired vulcanization rate and crosslinking density, but is usually 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is preferably 0.5 to 7 parts by mass.
加硫促進剤の種類は特に制限はなく、通常用いられているものを使用可能である。加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、前記性能バランスの観点から、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。 The type of vulcanization accelerator is not particularly limited, and a commonly used one can be used. Examples of the vulcanization accelerator include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and N-cyclohexyl-2-benzothiadylsulfenamide; tetramethylthiuram disulfide (TMTD). ), Tetrabenzyltiuram disulfide (TBzTD), tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide (TOT-N) and other thiuram-based vulcanization accelerators; N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, Nt-butyl- 2-benzothiazolyl sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N, N'-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide, etc. Sulfenamide-based vulcanization accelerator; guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenylguanidine, dioltotrilguanidine, orthotrilviguanidine can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a sulfenamide-based vulcanization accelerator and a guanidine-based vulcanization accelerator are preferable from the viewpoint of the performance balance.
上記ゴム組成物には、上記成分以外にも、離型剤や顔料等の応用分野に従って、それらの使用に使われる通常の添加物を適宜配合してもよい。 In addition to the above components, the rubber composition may appropriately contain ordinary additives used for their use according to application fields such as mold release agents and pigments.
上記ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、上記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。 As a method for producing the rubber composition, a known method can be used. For example, each of the above components can be kneaded using a rubber kneading device such as an open roll or a Banbury mixer, and then vulcanized. ..
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常50~200℃、好ましくは80~190℃であり、混練時間は、通常30秒~30分、好ましくは1分~30分である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常100℃以下、好ましくは室温~80℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理が施される。加硫温度としては、通常120~200℃、好ましくは140~180℃である。 As the kneading conditions, in the base kneading step of kneading additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, the kneading temperature is usually 50 to 200 ° C., preferably 80 to 190 ° C., and the kneading time is usually 30. Seconds to 30 minutes, preferably 1 minute to 30 minutes. In the finish kneading step of kneading the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, the kneading temperature is usually 100 ° C. or lower, preferably room temperature to 80 ° C. Further, the composition in which the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are kneaded is usually subjected to a vulcanization treatment such as press vulcanization. The vulcanization temperature is usually 120 to 200 ° C, preferably 140 to 180 ° C.
上記ゴム組成物は、タイヤ、靴底ゴム、床材ゴム、防振ゴム、免震ゴム、ブチル枠ゴム、ベルト、ホース、パッキン、薬栓、その他のゴム製工業製品等に用いることができる。特に、耐久性(破断強度)、操縦安定性、及び低燃費性をバランス良く改善できることから、タイヤ用ゴム組成物として用いることが好ましい。 The rubber composition can be used for tires, sole rubber, floor material rubber, anti-vibration rubber, seismic isolation rubber, butyl frame rubber, belts, hoses, packings, chemical stoppers, and other rubber industrial products. In particular, it is preferable to use it as a rubber composition for tires because it can improve durability (breaking strength), steering stability, and fuel efficiency in a well-balanced manner.
上記ゴム組成物は空気入りタイヤに好適に使用できる。上記空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法により製造される。すなわち、必要に応じて各種材料を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤ部材の形状に合わせて押し出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。 The rubber composition can be suitably used for pneumatic tires. The pneumatic tire is manufactured by a usual method using the rubber composition. That is, a rubber composition containing various materials as needed is extruded according to the shape of the tire member at the unvulcanized stage, and molded together with other tire members by a normal method on a tire molding machine. By doing so, after forming an unvulcanized tire, the tire can be manufactured by heating and pressurizing in a vulcanizer.
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
天然ゴムラテックス:Muhibbah LATEKS社から入手したフィールドラテックスを使用
液状ポリマー:(株)クラレ製の液状イソプレンゴム クラプレン LIR-410(Mw:30000)
ミクロフィブリル化植物繊維:(株)スギノマシン製のバイオマスナノファイバー(製品名「BiNFi-s セルロース」、平均繊維長:約2μm、平均繊維径:約0.02μm、固形分:2質量%)
界面活性剤1:エレメンティス社製のNUOSPERSE FX 600(陰イオン性界面活性剤、ポリカルボン酸アミン塩(疎水性基としてフェニル基、親水性基としてカルボキシル基を含有)、Mw:2000)
界面活性剤2:エレメンティス社製のNUOSPERSE FX 605(陰イオン性界面活性剤、ポリカルボン酸ナトリウム塩(疎水性基としてフェニル基、親水性基としてカルボキシル基を含有)、Mw:6000)
界面活性剤3:花王(株)製のデモールEP(陰イオン性界面活性剤、ポリカルボン酸ナトリウム塩(疎水性基としてイソブチレン基、親水性基としてカルボキシル基を含有)、Mw:20000)
界面活性剤4:第一工業製薬(株)製のDKSディスコート N-14(陰イオン性界面活性剤、ポリカルボン酸アンモニウム塩(疎水性基としてフェニル基、親水性基としてカルボキシル基を含有)、Mw:7000)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華2種
ステアリン酸:日油(株)製の椿
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラ-NS(N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be collectively described.
Natural rubber latex: Field latex obtained from Muhibbah LATEKS is used. Liquid polymer: Liquid isoprene rubber manufactured by Kuraray Co., Ltd. Kuraprene LIR-410 (Mw: 30000)
Microfibrillated plant fiber: Biomass nanofiber manufactured by Sugino Machine Co., Ltd. (Product name "BiNFi-s Cellulose", average fiber length: about 2 μm, average fiber diameter: about 0.02 μm, solid content: 2% by mass)
Surfactant 1: NUOSPERSE FX 600 manufactured by Elementis (anionic surfactant, polycarboxylic acid amine salt (containing phenyl group as hydrophobic group and carboxyl group as hydrophilic group), Mw: 2000)
Surfactant 2: NUOSPERSE FX 605 manufactured by Elementis (anionic surfactant, sodium polycarboxylic acid salt (containing phenyl group as hydrophobic group and carboxyl group as hydrophilic group), Mw: 6000)
Surfactant 3: Demol EP manufactured by Kao Co., Ltd. (anionic surfactant, sodium polycarboxylic acid salt (containing isobutylene group as hydrophobic group, carboxyl group as hydrophilic group), Mw: 20000)
Surfactant 4: DKS Discoat N-14 manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (anionic surfactant, polycarboxylic acid ammonium salt (containing phenyl group as hydrophobic group and carboxyl group as hydrophilic group)) , Mw: 7000)
Anti-aging agent: Nocrack 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc oxide type 2 stearic acid manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd .: Tsubaki sulfur manufactured by Nichiyu Co., Ltd .: Powdered sulfur vulfurous accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd. ) Noxera-NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide)
(ミクロフィブリル化植物繊維分散液の調製)
ミクロフィブリル化植物繊維(2重量%)50gに純水150gを添加し、ミクロフィブリル化植物繊維0.5質量%(固形分濃度)懸濁液を作製し、これを撹拌、及び超音波処理を10分間行い、ミクロフィブリル化植物繊維分散液を得た。
(Preparation of microfibrillated plant fiber dispersion)
150 g of pure water was added to 50 g of microfibrillated plant fiber (2% by weight) to prepare a 0.5% by mass (solid content concentration) suspension of microfibrillated plant fiber, which was stirred and ultrasonically treated. After 10 minutes, a microfibrillated plant fiber dispersion was obtained.
<実施例1~8>
(ミクロフィブリル化植物繊維・天然ゴム複合体の調製)
調製したミクロフィブリル化植物繊維分散液に、表1の配合処方に従って界面活性剤を所定量添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温(20~30℃)で5分間攪拌して、ミクロフィブリル化植物繊維分散液及び界面活性剤の混合物(混合液)を得た。得られた混合物を表1の配合処方に従って所定量の天然ゴムラテックスに添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温で5分攪拌し、pH10.2の配合ラテックスを得た。次いで、室温下で2質量%ギ酸水溶液を加え、pH3~4に調整し、凝固物を得た。得られた凝固物をろ過し、乾燥してミクロフィブリル化植物繊維・天然ゴム複合体を得た。
<Examples 1 to 8>
(Preparation of microfibrillated plant fiber / natural rubber complex)
A predetermined amount of a surfactant is added to the prepared microfibrillated plant fiber dispersion according to the formulation shown in Table 1, and the mixture is stirred at room temperature (20 to 30 ° C.) for 5 minutes using a high-speed homogenizer to microfibrillate the plant fiber. A mixture (mixture) of a dispersion and a surfactant was obtained. The obtained mixture was added to a predetermined amount of natural rubber latex according to the formulation in Table 1 and stirred at room temperature for 5 minutes using a high-speed homogenizer to obtain a pH 10.2 compounded latex. Then, a 2 mass% formic acid aqueous solution was added at room temperature to adjust the pH to 3 to 4, and a coagulated product was obtained. The obtained coagulated product was filtered and dried to obtain a microfibrillated plant fiber / natural rubber composite.
<実施例9>
(ミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の調製)
0.5質量%に調製したミクロフィブリル化植物繊維分散液に、表1の配合処方に従って界面活性剤を所定量添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温(20~30℃)で5分間攪拌して、ミクロフィブリル化植物繊維分散液及び界面活性剤の混合物(混合液)を得た。得られた混合物を表1の配合処方に従って所定量の液状ポリマーに添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温で5分攪拌し、配合ラテックスを得た。得られた配合ラテックスを乾燥してミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を得た。
<Example 9>
(Preparation of microfibrillated plant fiber / rubber complex)
A predetermined amount of surfactant is added to the microfibrillated plant fiber dispersion prepared to 0.5% by mass according to the formulation in Table 1, and the mixture is stirred at room temperature (20 to 30 ° C.) for 5 minutes using a high-speed homogenizer. , A mixture (mixture) of a microfibrillated plant fiber dispersion and a surfactant was obtained. The obtained mixture was added to a predetermined amount of the liquid polymer according to the formulation in Table 1 and stirred at room temperature for 5 minutes using a high-speed homogenizer to obtain a compounded latex. The obtained compounded latex was dried to obtain a microfibrillated plant fiber / rubber complex.
<実施例10>
(化学変性ミクロフィブリル化植物繊維・天然ゴム複合体の調製)
0.5質量%に調整したミクロフィブリル化植物繊維分散液をN-メチルピロリドンにより置換し、固形分濃度1質量%のミクロフィブリル化植物繊維調整液を調整した。得られたミクロフィブリル化植物繊維調整液にピリジンをミクロフィブリル化植物繊維のグルコース単位1モルに対して1.5モルの割合で添加し、更に、オレオイルクロリドをミクロフィブリル化植物繊維のグルコース単位1モルに対して1モルの割合で添加して、30℃で反応させた。反応終了後、得られた生成物をエタノールで十分に洗浄し、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維分散液を得た。これに、表1の配合処方に従って界面活性剤を所定量添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温(20~30℃)で5分間撹拌して、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維分散液及び界面活性剤の混合物(混合液)を得た。得られた混合物を表1の配合処方に従って所定量の天然ゴムラテックスに添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温で5分撹拌し、pH10の配合ラテックスを得た。次いで、室温下で2質量%ギ酸水溶液を加え、pH3~4に調整し、凝固物を得た。得られた凝固物をろ過し、乾燥して化学変性ミクロフィブリル化植物繊維・天然ゴム複合体を得た。
なお、上記化学変性ミクロフィブリル化植物繊維分散液中の化学変性ミクロフィブリル化植物繊維の置換度を、FT-IR分析により、オレオイルクロリドによって変性された置換基と、水酸基のピーク強度の比から求めたところ、0.4であった。FT-IR分析は、PerkinElmer社製のSpectrum100を用いて、ATR法(減衰全反射法)により行った。
<Example 10>
(Preparation of chemically modified microfibrillated plant fiber / natural rubber composite)
The microfibrillated plant fiber dispersion adjusted to 0.5% by mass was replaced with N-methylpyrrolidone to prepare a microfibrillated plant fiber adjusting solution having a solid content concentration of 1% by mass. To the obtained microfibrillated plant fiber adjusting solution, pyridine was added at a ratio of 1.5 mol to 1 mol of glucose unit of the microfibrillated plant fiber, and further, oleoyl chloride was added to the glucose unit of the microfibrillated plant fiber. It was added at a ratio of 1 mol to 1 mol and reacted at 30 ° C. After completion of the reaction, the obtained product was thoroughly washed with ethanol to obtain a chemically modified microfibrillated plant fiber dispersion. A predetermined amount of the surfactant is added thereto according to the formulation in Table 1, and the mixture is stirred at room temperature (20 to 30 ° C.) for 5 minutes using a high-speed homogenizer to obtain a chemically modified microfibrillated plant fiber dispersion and a surfactant. A mixture (mixture) of the above was obtained. The obtained mixture was added to a predetermined amount of natural rubber latex according to the formulation in Table 1 and stirred at room temperature for 5 minutes using a high-speed homogenizer to obtain a pH 10 compounded latex. Then, a 2 mass% formic acid aqueous solution was added at room temperature to adjust the pH to 3 to 4, and a coagulated product was obtained. The obtained coagulated product was filtered and dried to obtain a chemically modified microfibrillated plant fiber / natural rubber composite.
The degree of substitution of chemically modified microfibrillated plant fibers in the above chemically modified microfibrillated plant fiber dispersion was determined by FT-IR analysis from the ratio of the peak intensity of the hydroxyl group to the substituent modified by oleoyl chloride. When asked, it was 0.4. The FT-IR analysis was performed by the ATR method (attenuated total reflection method) using a Spectrum 100 manufactured by PerkinElmer.
<比較例1>
(ミクロフィブリル化植物繊維・天然ゴム複合体の調製)
0.5質量%に調製したミクロフィブリル化植物繊維分散液に、表1の配合処方に従って所定量の天然ゴムラテックスを添加し、高速ホモジナイザーを用いて室温で5分間攪拌して、pH10.2の配合ラテックスを得た。次いで、室温下で2質量%ギ酸水溶液を加え、pH3~4に調整し、凝固物を得た。得られた凝固物をろ過し、乾燥してミクロフィブリル化植物繊維・天然ゴム複合体を得た。
<Comparative Example 1>
(Preparation of microfibrillated plant fiber / natural rubber complex)
A predetermined amount of natural rubber latex was added to the microfibrillated plant fiber dispersion prepared to 0.5% by mass according to the formulation in Table 1, and the mixture was stirred at room temperature for 5 minutes using a high-speed homogenizer to pH 10.2. Formulated latex was obtained. Then, a 2 mass% formic acid aqueous solution was added at room temperature to adjust the pH to 3 to 4, and a coagulated product was obtained. The obtained coagulated product was filtered and dried to obtain a microfibrillated plant fiber / natural rubber composite.
<実施例11~20及び比較例11>
表2に示す配合に従って、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を130℃で4分間混練りした。次に、ロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して80℃で4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で12分間プレス加硫して加硫物を得た。
得られた加硫物を電子顕微鏡により観察した。実施例11における電子顕微鏡写真を図1に示す。図1から、実施例11においては、ゴム組成物中にミクロフィブリル化植物繊維が微細に分散していることが分かる。また、実施例12~19においても実施例11と同程度にゴム組成物中にミクロフィブリル化植物繊維が微細に分散していた。更に、実施例20においても、得られた加硫物を電子顕微鏡により観察した。電子顕微鏡写真を図2に示す。図2から、実施例20においては、ゴム組成物中に化学変性ミクロフィブリル化植物繊維が微細に分散していることが分かる。他方、比較例11において得られた加硫物を電子顕微鏡により観察した(電子顕微鏡写真を図3に示す)ところ、比較例11においては、ミクロフィブリル化植物繊維の凝集塊ができており、ゴム組成物中にミクロフィブリル化植物繊維が微細に分散していないことが分かる。
<Examples 11 to 20 and Comparative Example 11>
According to the formulation shown in Table 2, chemicals other than sulfur and the vulcanization accelerator were kneaded at 130 ° C. for 4 minutes using a 1.7 L Banbury mixer. Next, using a roll, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product and kneaded at 80 ° C. for 4 minutes to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was press-vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes to obtain a vulcanized product.
The obtained vulcanized product was observed with an electron microscope. The electron micrograph of Example 11 is shown in FIG. From FIG. 1, it can be seen that in Example 11, microfibrillated plant fibers are finely dispersed in the rubber composition. Further, in Examples 12 to 19, microfibrillated plant fibers were finely dispersed in the rubber composition to the same extent as in Example 11. Further, in Example 20, the obtained vulcanized product was also observed with an electron microscope. An electron micrograph is shown in FIG. From FIG. 2, it can be seen that in Example 20, chemically modified microfibrillated plant fibers are finely dispersed in the rubber composition. On the other hand, when the sulfide obtained in Comparative Example 11 was observed with an electron microscope (electron micrograph is shown in FIG. 3), in Comparative Example 11, agglomerates of microfibrillated plant fibers were formed, and rubber was formed. It can be seen that the microfibrillated plant fibers are not finely dispersed in the composition.
得られた加硫物を下記により評価し、結果を表2に示した。 The obtained vulcanized product was evaluated as follows, and the results are shown in Table 2.
(ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径の最頻値)
得られた加硫物を透過型電子顕微鏡で観察して画像をとり、ミクロフィブリル化植物繊維100本の繊維の径を測定して得られる分布から繊維径の最頻値を求めた。
(Mode of fiber diameter of microfibrillated plant fiber)
The obtained vulture was observed with a transmission electron microscope and an image was taken, and the diameter of 100 microfibrillated plant fibers was measured to determine the most frequent value of the fiber diameter from the distribution obtained.
(ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径)
得られた加硫物を透過型電子顕微鏡で観察して画像をとり、ミクロフィブリル化植物繊維100本の繊維の径を測定して得られる分布から繊維径の平均値(平均繊維径)を求めた。
(Average fiber diameter of microfibrillated plant fiber)
The obtained vulture is observed with a transmission electron microscope and an image is taken, and the diameter of 100 microfibrillated plant fibers is measured to obtain the average value (average fiber diameter) of the fiber diameter from the distribution obtained. rice field.
(破断強度)
加硫物を用いて3号ダンベル型ゴム試験片を作製し、JIS K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-引張特性の求め方」に準じて引張試験を行い、破断強度(TB)を測定した。比較例11のゴム試験片(基準試験片)のTB指数を100とし、下記計算式により、各配合のTBを指数表示した。TB指数が大きいほど破断強度が大きく補強性、耐久性に優れることを示す。
(TB指数)=(各配合のTB)/(基準試験片のTB)×100
(Breaking strength)
A No. 3 dumbbell type rubber test piece was prepared using a vulcanized product, and a tensile test was performed according to JIS K6251 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber-How to determine tensile properties", and the breaking strength (TB) was measured. .. The TB index of the rubber test piece (reference test piece) of Comparative Example 11 was set to 100, and the TB of each formulation was expressed as an index by the following formula. The larger the TB index, the larger the breaking strength and the better the reinforcing property and durability.
(TB index) = (TB of each formulation) / (TB of reference test piece) × 100
(操縦安定性)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で各配合(加硫物)の複素弾性率E*を測定し、比較例11のゴム試験片(基準試験片)のE*を100として、下記計算式により指数表示した(弾性率指数)。指数が大きいほど操縦安定性に優れる。
(弾性率指数)=(各配合のE*)/(基準試験片のE*)×100
(Maneuvering stability)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the complex elastic modulus E * of each formulation (vulcanized product) under the conditions of temperature 50 ° C., initial strain 10%, dynamic strain 2%, and frequency 10 Hz. Was measured, and the E * of the rubber test piece (reference test piece) of Comparative Example 11 was set to 100, and the index was displayed by the following formula (elastic modulus index). The larger the index, the better the steering stability.
(Elastic modulus index) = (E * of each formulation) / (E * of reference test piece) x 100
(転がり抵抗)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で各配合(加硫物)のtanδを測定し、比較例11のゴム試験片(基準試験片)のtanδを100として、下記計算式により指数表示した(転がり抵抗指数)。指数が大きいほど転がり抵抗特性(低燃費性)が優れる。
(転がり抵抗指数)=(基準試験片のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Rolling resistance)
Using the viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the tan δ of each formulation (vulcanized product) was measured under the conditions of temperature 50 ° C., initial strain 10%, dynamic strain 2%, and frequency 10 Hz. The tan δ of the rubber test piece (reference test piece) of Comparative Example 11 was set to 100, and the index was expressed by the following formula (rolling resistance index). The larger the index, the better the rolling resistance characteristics (fuel efficiency).
(Rolling resistance index) = (tanδ of reference test piece) / (tanδ of each formulation) × 100
(タイヤ性能のバランス指数)
前記各性能に基づき、下記計算式によりバランス指数を求めた。指数が大きいほど、耐久性、操縦安定性、及び低燃費性のバランスに優れる。
(バランス指数)=(TB指数×弾性率指数×転がり抵抗指数)/10000
(Balance index of tire performance)
Based on each of the above performances, the balance index was calculated by the following formula. The larger the index, the better the balance between durability, steering stability, and fuel efficiency.
(Balance index) = (TB index x elastic modulus index x rolling resistance index) / 10000
表2から、所定の陰イオン性界面活性剤と、所定のミクロフィブリル化植物繊維を含むミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する工程、及び、得られた混合液とゴムとを混合する工程を含む製造方法で得られるミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体を用いた実施例11~20では、比較例11(基準比較例)に比べ、タイヤに要求される耐久性(破断強度)、操縦安定性、低燃費性が高い次元でバランスよく得られた。
From Table 2, a step of mixing a predetermined anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion containing a predetermined microfibrillated plant fiber to prepare a mixed solution, and the obtained mixed solution and rubber. In Examples 11 to 20 using the microfibrillated plant fiber / rubber composite obtained by the manufacturing method including the step of mixing with, the durability required for the tire (reference comparative example) is higher than that of Comparative Example 11 (reference comparative example). Breaking strength), steering stability, and low fuel consumption were obtained in a well-balanced manner.
Claims (5)
該製造方法は、陰イオン性界面活性剤と、ミクロフィブリル化植物繊維分散液とを混合し混合液を作製する工程(1)、及び、該混合液とゴムとを混合する工程(2)を含み、
前記陰イオン性界面活性剤が、疎水性基及び親水性基を有し、
前記ミクロフィブリル化植物繊維は、平均繊維径が4~100nmであり、
前記工程(1)は、前記陰イオン性界面活性剤の添加量が、前記ミクロフィブリル化植物繊維分散液に含まれるミクロフィブリル化植物繊維(固形分)100質量部に対して8~50質量部であり、
前記ゴムが、ジエン系ゴムラテックス及び液状ジエン系重合体からなる群より選択される少なくとも1種を含むことを特徴とするミクロフィブリル化植物繊維・ゴム複合体の製造方法。 A method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber complex.
The production method comprises a step (1) of mixing an anionic surfactant and a microfibrillated plant fiber dispersion to prepare a mixed solution, and a step (2) of mixing the mixed solution with rubber. Including,
The anionic surfactant has a hydrophobic group and a hydrophilic group, and the anionic surfactant has a hydrophobic group and a hydrophilic group.
The microfibrillated plant fiber has an average fiber diameter of 4 to 100 nm.
In the step (1), the amount of the anionic surfactant added is 8 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the microfibrillated plant fiber (solid content) contained in the microfibrillated plant fiber dispersion liquid. And
A method for producing a microfibrillated plant fiber / rubber composite, wherein the rubber contains at least one selected from the group consisting of a diene-based rubber latex and a liquid diene-based polymer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018040668A JP7081222B2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018040668A JP7081222B2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019156868A JP2019156868A (en) | 2019-09-19 |
JP7081222B2 true JP7081222B2 (en) | 2022-06-07 |
Family
ID=67992386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018040668A Active JP7081222B2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7081222B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7322543B2 (en) * | 2019-06-24 | 2023-08-08 | 住友ゴム工業株式会社 | Nanocellulose/Surfactant Complex |
JP7532764B2 (en) * | 2019-11-20 | 2024-08-14 | 住友ゴム工業株式会社 | Polymer Composition |
WO2022123869A1 (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | 株式会社ブリヂストン | Rubber composition, rubber/metal composite, hose, conveyor belt, rubber crawler, and tire |
EP4357155A3 (en) * | 2022-10-20 | 2024-06-26 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Tire |
JP7346692B1 (en) | 2022-10-21 | 2023-09-19 | 株式会社スギノマシン | rubber composite |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009084564A (en) | 2007-09-10 | 2009-04-23 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Vulcanized rubber composition, pneumatic tire, and their production methods |
JP2013043926A (en) | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Method for producing composite, rubber composition, and pneumatic tire |
JP2013129767A (en) | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Chemicals Corp | Process for producing rubber composition, rubber composition, vulcanized rubber, and tire |
JP2013133363A (en) | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Marugo Rubber Ind Co Ltd | Production method for polymer composition and production method for additive for polymer composition |
JP2013166914A (en) | 2012-01-16 | 2013-08-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Masterbatch, rubber composition, and pneumatic tire |
JP2014144997A (en) | 2013-01-25 | 2014-08-14 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Rubber composition and pneumatic tire |
JP2014227484A (en) | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 住友ゴム工業株式会社 | Master batch, production method, rubber composition and pneumatic tire |
JP2016147996A (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 住友ゴム工業株式会社 | Microfibrillated vegetable fiber rubber composite and manufacturing method thereof, rubber composition and pneumatic tire |
JP2016175992A (en) | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition and tire |
-
2018
- 2018-03-07 JP JP2018040668A patent/JP7081222B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009084564A (en) | 2007-09-10 | 2009-04-23 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Vulcanized rubber composition, pneumatic tire, and their production methods |
JP2013043926A (en) | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Method for producing composite, rubber composition, and pneumatic tire |
JP2013129767A (en) | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Chemicals Corp | Process for producing rubber composition, rubber composition, vulcanized rubber, and tire |
JP2013133363A (en) | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Marugo Rubber Ind Co Ltd | Production method for polymer composition and production method for additive for polymer composition |
JP2013166914A (en) | 2012-01-16 | 2013-08-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Masterbatch, rubber composition, and pneumatic tire |
JP2014144997A (en) | 2013-01-25 | 2014-08-14 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Rubber composition and pneumatic tire |
JP2014227484A (en) | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 住友ゴム工業株式会社 | Master batch, production method, rubber composition and pneumatic tire |
JP2016147996A (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 住友ゴム工業株式会社 | Microfibrillated vegetable fiber rubber composite and manufacturing method thereof, rubber composition and pneumatic tire |
JP2016175992A (en) | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition and tire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019156868A (en) | 2019-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7322543B2 (en) | Nanocellulose/Surfactant Complex | |
JP7081222B2 (en) | Manufacturing method of microfibrillated plant fiber / rubber complex | |
EP3623416B1 (en) | Tire rubber composition and tire | |
EP3438178B1 (en) | Rubber composition and pneumatic tire | |
JP7243060B2 (en) | Dispersion, manufacturing method, rubber composition and pneumatic tire | |
JP7091716B2 (en) | Rubber composition for tires | |
JP2021001253A (en) | Method for producing rubber-filler composite | |
JP2016040362A (en) | Rubber composition and pneumatic tire | |
JP7172078B2 (en) | Method for producing rubber/filler composite | |
JP7255124B2 (en) | Filler/rubber composite | |
JP5912934B2 (en) | Rubber composition for tire and pneumatic tire | |
JP7243061B2 (en) | Dispersion, manufacturing method, rubber composition and pneumatic tire | |
JP7342431B2 (en) | Rubber compositions and pneumatic tires | |
JP7532764B2 (en) | Polymer Composition | |
WO2022244317A1 (en) | Nitrile oxide compound and ionic-functional-group-containing polymer | |
JP2022180912A (en) | Method for producing carrier and carrier | |
JP2022118521A (en) | Rubber composition and composite | |
JP2024089229A (en) | Elastomer composition and tire | |
JP2024061608A (en) | tire | |
EP4357155A2 (en) | Tire | |
JP2024060814A (en) | tire | |
JP2022180911A (en) | Method for producing complex and complex | |
JP5898007B2 (en) | Rubber composition for bead apex and pneumatic tire | |
JP2023082931A (en) | Tire rubber composition and tire |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211013 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211019 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220414 |
|
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: 20220426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7081222 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |