WO2014123250A1 - ゴム組成物、樹脂組成物、およびタイヤ - Google Patents

ゴム組成物、樹脂組成物、およびタイヤ Download PDF

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WO2014123250A1
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rubber
plant resource
extraction residue
mass
resource extraction
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Inventor
良彦 鈴木
佐藤　崇紀
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition, a resin composition, and a tire.
  • a rubber composition used for tires or the like contains a large amount of rubber as a raw material.
  • the rubber composition is usually 50% by mass or more of the rubber composition is a blend of natural rubber and synthetic rubber. Consists of ingredients. Therefore, these rubber compositions and tires using the rubber compositions are affected by rising crude oil prices, rubber failure due to bad weather, etc., which may increase raw material costs and make it difficult to supply stable products. There is a risk of becoming.
  • Patent Document 1 As a rubber composition and a tire in which the amount of the rubber component used is reduced, a rubber composition in which a plant resource extraction residue such as coffee cake or tea husk is blended with the rubber component And a tire using the rubber composition at least partially.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a rubber composition that can improve tire performance, particularly cut resistance or heat aging performance, using a material having a low environmental load and low cost.
  • the purpose is to provide goods.
  • Another object of the present invention is to provide a resin composition using a material that has a low environmental load and is low in cost.
  • an object of the present invention is to provide a tire using such a material and having improved tire performance, particularly cut resistance or heat aging performance.
  • the rubber composition according to the present invention is characterized in that a plant resource extraction residue having an average particle size larger than 600 ⁇ m and a water content of 60% by mass or more is blended with a rubber component.
  • the plant resource extraction residue in the present invention is obtained by immersing a plant resource (solid) in a solvent and extracting a desired component in the solvent (solid-liquid extraction), and then filtering the solvent (extract solution) containing the component, etc. Refers to the residue remaining after separation.
  • particle diameter is a line segment connecting two points on the outer periphery of the plant resource extraction residue before blending with the rubber component or the resin component. Means the length of the longest.
  • the average particle diameter of the plant resource extraction residue to be blended with the rubber component or the resin component in the present invention is determined by observing the target plant resource extraction residue using a microscope (for example, VHX digital microscope manufactured by Keyence Corporation). It means the average value of the particle sizes of 100 plant resource extraction residues determined and arbitrarily selected.
  • blending means adding a component such as a plant resource extraction residue to a rubber component to obtain a rubber composition or to a resin component to obtain a resin composition.
  • the mass of the plant resource extraction residue to be blended with the rubber component or the resin component is such that when the plant resource extraction residue contains a solvent such as water or an organic solvent, the plant resource extraction residue in a state containing the water or the like
  • the rubber composition which can improve tire performance, especially cut resistance or heat aging performance can be provided using a material with low environmental impact and low cost.
  • a tire having improved tire performance, particularly cut resistance or heat aging performance can be provided.
  • 4 is a microscope photograph of a cross section of a vulcanized product of a rubber composition of Example 2.
  • 4 is a microscope photograph of a cross section of a vulcanized product of a rubber composition of Example 2.
  • 4 is a microscope photograph of a cross section of a vulcanized product of a rubber composition of Example 2.
  • the rubber composition according to the present invention is characterized in that a plant resource extraction residue having an average particle size larger than 600 ⁇ m and a moisture content of 60% by mass or more is blended with a rubber component.
  • a plant resource extraction residue having the above-mentioned specific average particle size and moisture content is blended with the rubber component.
  • the reason for this is not clear, but by making the average particle size of the plant resource extraction residue blended in the rubber component larger than 600 ⁇ m and making the water content 60 mass% or more, the plant resource extraction residue is soft. It is presumed that the reason is that the rubber composition is appropriately finely dispersed by kneading.
  • the rubber component is a rubber component such as natural rubber or synthetic rubber.
  • the synthetic rubber include styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber ( IIR) and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • the plant resource before extraction that can be a plant resource extraction residue may be a part of a plant containing any active ingredient that can be extracted by the extraction process.
  • Plant resources include, for example, tea leaves, coffee beans, aloe leaves, mugwort leaves, mulberry root, red grape skin, thistle fruit, tomorrow leaf leaves, acerola, chlorella, kudzu root (kudzu), roses Flowers, peach leaves, buckwheat, barley seeds.
  • Plant resources before extraction are crushed or crushed with a crusher or the like in order to increase the efficiency of the extraction work and to more easily blend the extracted plant resource extraction residue into the rubber component without going through the crushing and separating steps. It is preferable to pulverize and use for an extraction process. In the extraction process, for example, heating or stirring may be performed as necessary.
  • the solvent used for extraction can be selected according to the type of plant resource, the desired active ingredient and the use of the extract.
  • the solvent include water and organic solvents (ethyl alcohol, oil, etc.). You may mix and use extractants, such as a chelating agent, an acid, and an alkali, as needed. And the drink, skin lotion, emulsion, etc. containing the said active ingredient can be obtained by immersing the plant resource mentioned above in these solvents and extracting the active ingredient in a plant resource.
  • the tea leaves and coffee lees that are extracted from plant resources are wastes that are discharged in large quantities in the production process of tea and coffee beverages, and the environmental burden can be reduced by reusing them by mixing them with rubber components.
  • the tea husk and coffee mash usually contain a solvent such as water at the time of the waste discharged from the manufacturing process, and are crushed or crushed. This is preferable because it is not necessary to go through a drying step and a crushing or pulverizing step, and the environmental load can be reduced.
  • tea leaves are used as the plant resource extraction residue, in addition to being able to improve tire performance, particularly cut resistance or heat aging performance, there is almost no reduction in the elongation at break of the vulcanizate of the rubber composition.
  • the plant resource extraction residue is tea husk
  • the odor when the tea husk is blended with the rubber component is greatly improved.
  • the types of tea husks include tea husks such as green tea, hoji tea, and oolong tea.
  • the shape of the tea husk blended with the rubber component is not particularly limited.
  • the plant resource extraction residue to be blended with the rubber component may be used alone or in combination of two or more of different types and shapes.
  • the average particle size of the plant resource extraction residue blended in the rubber component is larger than 600 ⁇ m.
  • the steps of pulverization, crushing, dehydration, and separation become complicated, and it is difficult to reduce the environmental load.
  • a rubber composition capable of improving cut resistance or heat aging performance even when the average particle size of the plant resource extraction residue is 650 ⁇ m to 5 cm (50000 ⁇ m) is provided. It becomes possible to do.
  • the average particle diameter of the whole plant resource extraction residue may be larger than 600 ⁇ m.
  • the moisture content of the plant resource extraction residue to be blended with the rubber component is 60% by mass or more. Thereby, it is not necessary to use heat in drying for lowering the moisture content, and the environmental load can be reduced.
  • the water content is preferably 60 to 90% by mass, more preferably 60 to 80% by mass, and still more preferably 65 to 75% by mass. By being in this range, the amount of plant resource extraction residue can be ensured while obtaining a high effect of reducing the environmental burden, and the effect of using low-cost materials is enhanced.
  • the moisture content of the plant resource extraction residue In order for the moisture content of the plant resource extraction residue to be less than 60% by mass, the steps of crushing, crushing, dehydration, and separation become complicated, and it is difficult to reduce the environmental burden.
  • the method for adjusting the moisture content of the plant resource extraction residue is not particularly limited.
  • the moisture content such as immersion of the plant resource extraction residue in a solvent such as water, spraying of the solvent such as water on the plant resource extraction residue, etc.
  • the method of raising is mentioned.
  • the plant resource extraction residue is a residue generated by subjecting the plant resource to solid-liquid extraction treatment, and therefore may contain a solvent such as water.
  • the moisture content of the plant resource extraction residue is 60% by mass or more, the plant resource extraction residue can be blended with the rubber component without going through a step of adjusting the moisture content of the plant resource extraction residue such as moisture.
  • the average particle size of the plant resource extraction residue is greater than 600 ⁇ m and less than 5 cm (50000 ⁇ m).
  • the rate is 60% by mass or more, it is not necessary to go through a step of drying the plant resource extraction residue, a step of crushing or crushing, and a step of separating, which is preferable because the environmental load can be further reduced.
  • the rubber composition according to the present invention preferably contains 0.5 to 35 parts by mass of the plant resource extraction residue, and 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is more preferable that 2 to 20 parts by mass is added.
  • 0.5 to 35 parts by mass of plant resource extraction residue to 100 parts by mass of the rubber component, at least a part of the tire using the rubber composition is improved in cut resistance or heat aging performance.
  • Cheap By adding 0.5 to 20 parts by mass of plant resource extraction residue to 100 parts by mass of the rubber component, at least in part, in addition to the cut resistance or heat aging performance of the tire using the rubber composition , Rolling resistance can be improved.
  • the rubber composition according to the present invention may optionally contain a reinforcing filler such as carbon black and silica, a softener such as aroma oil, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, etc. Ingredients may be included.
  • the method for preparing the rubber composition according to the present invention is not particularly limited, and a plant resource extraction residue is blended with a rubber component together with other components such as the above-described carbon black as an optional component, for example, a Banbury mixer or a roll. Can be prepared by kneading.
  • the plant resource extraction residue may be blended in a desired amount all at once, or may be blended in a plurality of times.
  • the resin composition according to the present invention is characterized in that a plant resource extraction residue having an average particle size larger than 600 ⁇ m and a moisture content of 60% by mass or more is blended in the resin component.
  • a resin composition using a material having a low environmental load and low cost can be provided.
  • the resin component examples include known polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, urethane resins, silicon resins, and the like, and can be appropriately selected depending on the application. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • the plant resource extraction residue in the resin composition according to the present invention is the same as that mentioned for the rubber composition.
  • those mentioned in the above rubber composition can be used in the same manner, and can be appropriately selected according to the use.
  • the method for preparing the resin composition is not particularly limited, and the plant resource extraction residue is blended with the resin component together with the optional component such as a curing agent, and kneaded using, for example, a Banbury mixer or a roll. Can be prepared.
  • the plant resource extraction residue may be blended in a desired amount all at once, or may be blended in a plurality of times.
  • the resin composition according to the present invention preferably contains 0.5 to 35 parts by mass of the plant resource extraction residue with respect to 100 parts by mass of the resin component, and preferably 0.5 to 20 parts by mass. It is more preferable that 2 to 20 parts by mass is added. Thereby, an environmental load can be reduced using the low-cost material.
  • inventions include, for example, pipe joints, chemicals, glue and adhesives, plant growth regulators, braziers, boilers, gas water heaters, heaters, cooking tables, sinks, and commercial fried foods.
  • Commercial tableware dryer Commercial rice cooker; Commercial cooker; Commercial pottery; Commercial range; Refrigeration equipment; Ice box; Ice refrigerator; Feed dryer; Milk sterilizer; Heater; Steaming device; Evaporating device; Distilling device; Heat exchanger; Heating and cooling device; Machine for hairdressing salon or barber shop; Solar water heater; Water purifier; Household electric heating supplies; Bathtub; Water faucet washer; water faucet washer; water tap; tank water level control valve; pipeline stopper; sewage septic tank; human waste treatment tank; Toilet seat with function; toilet Disinfectant dispenser; Toilet bowl; Japanese style toilet bowl; Anka; Water color; Water ash; Hot water bottle; Warm and cold container filled with chemicals; Water level control valve for tank; Synthetic resin tube; Rubber or Vulcan fiber Valves made of gaskets; Polybutene pipes for
  • the tire according to the present invention is characterized in that the rubber composition according to the present invention is used at least in part. Thereby, the tire according to the present invention has improved tire performance, particularly cut resistance or heat aging performance.
  • the tire according to the present invention can be manufactured by the same manufacturing method as that of a normal tire except that the vulcanized product of the rubber composition is used.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of the tire of the present invention.
  • the tire shown in FIG. 1 has a pair of bead portions 1, a pair of sidewall portions 2, and a tread portion 3 connected to both sidewall portions 2, and extends in a toroid shape between the pair of bead portions 1.
  • the carcass 4 that reinforces each of the parts 1, 2, and 3 and the belt 5 that is located on the outer side in the tire radial direction of the crown part of the carcass 4 are provided.
  • the carcass 4 is composed of a single carcass ply, and a main body portion extending in a toroidal shape between a pair of bead cores (wires) 6 respectively disposed in the bead portion 1;
  • the bead core 6 Around the bead core 6, it consists of a folded portion wound up radially outward from the inside in the tire width direction toward the outside.
  • the carcass 4 is composed of one carcass ply.
  • a plurality of carcass plies may be provided.
  • the belt 5 is composed of two belt layers.
  • the number of belt layers constituting the belt may be one or more, and is not limited thereto. Absent.
  • the tire of the present invention may further include a belt reinforcing layer made of a rubberized layer of cords arranged substantially parallel to the tire circumferential direction on the outer side in the tire radial direction of the belt 5. Further, an interlayer rubber may be provided between the belt and the belt reinforcing layer.
  • Examples of the member using the rubber composition include tread rubber, side rubber, bead filler or stiffener located outside the bead wire in the radial direction, carcass, and belt coating rubber.
  • an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or the like can be used in addition to normal or air having an adjusted oxygen partial pressure.
  • the rubber compounding agents used in this study are as follows. The abbreviations in the table are shown in parentheses. Polybutadiene rubber (BR: rubber component): Ube Industries, Ltd., trade name UBEPOL BR150L ⁇ Natural rubber (NR: rubber component): TSR Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR: rubber component): Emulsion polymerization SBR Product name: SBR1500 ⁇ Carbon black (CB: filler): Asahi Carbon Co., Ltd., trade name ISAF grade, SAF grade ⁇ Oil (oil: softener): Process oil ⁇ Tea shell (plant resource extraction residue): Discharged from beverage manufacturing plant Tea leaves
  • Components such as vulcanizing agents used when vulcanizing the rubber composition in this study were as follows (parts by mass of each component are parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component).
  • -Sulfur 1.5 parts by mass-Vulcanization accelerator (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide): 1.5 parts by mass-Vulcanization accelerator (diphenylguanidine): 1.2 parts by mass Sulfur accelerator (dibenzothiazyl disulfide): 0.2 parts by mass
  • zinc white (ZnO) 2.0 parts by mass
  • stearic acid 1.0 part by mass
  • anti-aging agent manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Product name NOCRACK 6C N-phenyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine): 1.0 part by mass
  • the vulcanizing agent is used for vulcanization of the rubber composition in this study.
  • the rubber compositions shown in Tables 1 to 3 were obtained by kneading the above-mentioned blends using a 4000 mL Banbury mixer, and the plant resource extraction residue (tea husk) was removed at the first stage of the kneading. It was prepared by mixing and discharging at 160 ° C., adding a vulcanizing agent at the final stage and discharging at 110 ° C.
  • the average particle size of the blended plant resource extraction residue (tea husk) in this study is determined by observing the target plant resource extraction residue (tea husk) using a microscope (VHX digital microscope manufactured by Keyence Co., Ltd.). The average value of the particle diameters of 100 arbitrarily selected plant resource extraction residues (tea husk).
  • Heat resistant aging performance Measurement and evaluation of the heat aging performance in this study were performed as follows. About the rubber composition vulcanizate, a 2 mm-thick dumbbell-shaped No. 3 specimen according to JIS K 6251 (2010) was subjected to thermal aging for 1 day in a nitrogen atmosphere at 100 ° C. The tensile strength (MPa) at break at 25 ° C. according to JIS K 6257 (2010) was measured. Then, the result of dividing the performance after the heat aging test by the performance before the heat aging test was indexed. The larger the value, the smaller the drop in breaking strength before and after heat aging, indicating better heat aging resistance.
  • MPa tensile strength
  • Cut resistance was evaluated by hitting a steel blade from an arbitrary height with a pendulum impact cut tester and measuring the depth of the scratch. The reciprocal of the obtained value is taken as an index, and the larger the value, the better the cut resistance.
  • Examples 1 to 15 and Comparative Examples 2 to 3 Using the above Banbury mixer, a rubber composition containing tea shells was prepared according to the formulation shown in Tables 1 to 3, and the above vulcanizing agent and the like were blended and vulcanized. Moreover, about the vulcanizate of each rubber composition, the cut resistance and the heat aging performance were measured and evaluated by the method described above. The numerical values of the performances are index values when the performance of Comparative Example 1 is set to 100 for Tables 1 and 2, and the performance of Comparative Example 3 is set to 100 for Table 3. Microscope photographs of the vulcanizate of Example 2 are shown in FIGS.

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Abstract

　ゴム成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合したことを特徴とする、ゴム組成物。

Description

ゴム組成物、樹脂組成物、およびタイヤ
　本発明は、ゴム組成物、樹脂組成物、およびタイヤに関するものである。
　タイヤ等に使用するゴム組成物は多量のゴムを原料として含んでおり、例えば、乗用車用空気入りタイヤの場合、通常、ゴム組成物の５０質量％以上が天然ゴムと合成ゴムとを配合したゴム成分からなる。したがって、これらのゴム組成物および当該ゴム組成物を使用したタイヤは、原油価格の高騰や天候不良によるゴムの不作等の影響を受け、原料コストが上昇するおそれ、および安定した製品の供給が困難となるおそれがある。
　また、近年では世界的に環境問題が重視される傾向にあり、特に地球温暖化防止の観点からＣＯ２の排出量の規制が強化され、石油資源の使用量の低減が求められていると共に、資源循環型社会の形成が求められている。
　このような問題に対して、例えば、特許文献１には、ゴム成分の使用量を低減したゴム組成物およびタイヤとして、ゴム成分に、コーヒー粕または茶殻等の植物資源抽出残渣を配合したゴム組成物および少なくとも一部に当該ゴム組成物を用いたタイヤが開示されている。
国際公開第２００９／１５４１１８号
　しかし、特許文献１に記載のゴム組成物およびタイヤでは、植物資源抽出残渣の使用により、石油資源の使用量は低減できるものの、植物資源抽出残渣の粉砕および分別等の工程のために製造工程が複雑であり、環境に対する負荷（以下、「環境負荷」という。）および製造コストをさらに低減する余地があった。
　また、タイヤについて、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用することに加えて、タイヤの性能をさらに向上することが望まれていた。
　本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用して、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させ得るゴム組成物を提供することを目的とする。
　また、本発明は、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用した樹脂組成物を提供することを目的とする。
　さらに、本発明は、そのような材料を利用した、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させたタイヤを提供することを目的とする。
　すなわち、本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合したことを特徴とする。
　本発明における植物資源抽出残渣とは、植物資源（固体）を溶媒に浸漬して溶媒中に所望の成分を抽出（固−液抽出）した後に、当該成分を含む溶媒（抽出液）をろ過等により分離した際に残る残渣をいう。
　本発明において、球状以外の楕円体および不定形の植物資源抽出残渣では、用語「粒径」は、ゴム成分または樹脂成分に配合する前の植物資源抽出残渣の外周上の２点を結ぶ線分のうち最も長いものの長さを意味する。
　本発明におけるゴム成分または樹脂成分に配合する植物資源抽出残渣の平均粒径は、マイクロスコープ（例えば、株式会社Ｋｅｙｅｎｃｅ製のＶＨＸ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて対象となる植物資源抽出残渣を観察することにより求められ、任意に選択された１００個の植物資源抽出残渣の粒径の平均値を意味する。
　本発明において、配合とは、ゴム組成物を得るためにゴム成分に、または樹脂組成物を得るために樹脂成分に、植物資源抽出残渣等の成分を加えることをいう。
　本発明において、ゴム成分または樹脂成分に配合する植物資源抽出残渣の質量は、当該植物資源抽出残渣が水または有機溶剤等の溶媒を含む場合は、その水等を含んだ状態の植物資源抽出残渣の質量を意味する。
　本発明において、含水率とは、植物資源抽出残渣に含まれる水または有機溶媒をヒーター等の既知の乾燥手段により除去し、その除去前後の質量変化を天秤等の既知の手段で測定することにより算出される値である。例えば、乾燥前の植物資源抽出残渣の質量が１０ｇ、乾燥後の植物資源抽出残渣の質量が３ｇの場合、含水率（質量％）は、｛１−（３／１０）｝×１００＝７０質量％となる。
　本発明によれば、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用して、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させ得るゴム組成物を提供することができる。
　また、本発明によれば、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用した樹脂組成物を提供することができる。
　さらに、本発明によれば、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させたタイヤを提供することができる。
本発明に係るタイヤの一例の断面図である。 実施例２のゴム組成物の加硫物の断面のマイクロスコープ写真である。 実施例２のゴム組成物の加硫物の断面のマイクロスコープ写真である。 実施例２のゴム組成物の加硫物の断面のマイクロスコープ写真である。
　（ゴム組成物）
　以下、本発明に係るゴム組成物の好適な実施形態の一例を詳細に説明する。
　本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合したことを特徴とする。
　ゴム成分に、上記特定の平均粒径と含水率を有する植物資源抽出残渣を配合することにより、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用して、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させ得るゴム組成物を提供することが可能となる。
　この理由は定かではないが、ゴム成分に配合する植物資源抽出残渣の平均粒径を６００μｍよりも大きくして、かつ、含水率を６０質量％以上とすることにより、当該植物資源抽出残渣が柔らかく、練りによってゴム組成物中に適度に細かく分散されることが要因と推測される。
　＜ゴム成分＞
　ゴム成分は、天然ゴムまたは合成ゴム等のゴム成分からなる。
　合成ゴムとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。
　これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　＜植物資源抽出残渣＞
　本発明においては、植物資源の固−液抽出処理において生じる残渣が増量剤ないし充填剤として働くため、当該残渣を配合することにより、ゴム成分の使用量を低減することができる。
　また、植物資源の抽出処理後に生じる残渣は、カーボンニュートラルな資源である植物資源から有効成分を抽出した後に残る安価な廃棄物である。
　本発明においては、ゴム成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合することにより、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用して、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させ得るゴム組成物を提供することができる。
　植物資源抽出残渣となり得る抽出前の植物資源は、抽出処理により取り出すことが可能な任意の有効成分を含有する植物の一部であればよい。
　植物資源としては、例えば、茶葉、コーヒー豆、アロエの葉、ヨモギの葉、桑の根、赤ブドウの皮、アザミの実、明日葉の葉、アセロラ、クロレラ、クズの根（葛根）、バラの花、桃の葉、そばの実、大麦の種子等が挙げられる。
　抽出前の植物資源は、抽出作業の効率を高めるため、ならびに抽出後の植物資源抽出残渣を粉砕工程および分別工程を経ることなくより容易にゴム成分に配合するために、破砕機等で破砕または粉砕してから抽出処理に供するのが好ましい。
　また、抽出処理においては、必要に応じて、例えば、加熱または撹拌を行ってもよい。
　抽出に使用する溶媒は、植物資源の種類、所望の有効成分および抽出液の用途に合わせて選択することができる。
　溶媒としては、例えば、水または有機溶媒（エチルアルコール、油等）が挙げられる。当該溶媒に、必要に応じてキレート剤、酸、アルカリ等の抽出剤を混合して用いてもよい。
　そして、上述した植物資源をこれらの溶媒に浸漬して植物資源中の有効成分を抽出することにより、当該有効成分を含む飲料、化粧水、乳液等を得ることができる。
　植物資源抽出残渣である茶殻およびコーヒー粕等は、茶およびコーヒー飲料の製造過程で大量に排出される廃棄物であり、これらをゴム成分に配合して再利用することで環境負荷を低減できるため好ましい。
　また、茶殻およびコーヒー粕は、通常、製造過程から排出された廃棄物の時点で水等の溶媒を含み、そして破砕または粉砕されており、ゴム成分に配合する前にさらに、当該茶殻およびコーヒー粕を、乾燥する工程および破砕または粉砕する工程を経る必要がなく、環境負荷を低減できるため好ましい。
　植物資源抽出残渣として例えば、茶殻を用いた場合、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能を向上させ得ることに加えて、ゴム組成物の加硫物の破断伸びを殆ど低下させることがないという効果もある。
　さらに、植物資源抽出残渣が茶殻である場合には、ゴム成分に当該茶殻を配合する際の臭気が大幅に改善されるという効果もある。
　茶殻の種類としては、例えば、緑茶、ほうじ茶およびウーロン茶等の茶殻が挙げられる。
　植物資源抽出残渣が茶殻である場合は、ゴム成分に配合する茶殻の形状は、特に限定されない。
　ゴム成分に配合する植物資源抽出残渣は、１種単独で用いてもよいし、または種類、形状の異なる２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分に配合する植物資源抽出残渣の平均粒径は、６００μｍよりも大きい。当該平均粒径を６００μｍ以下にするためには粉砕・破砕・脱水・分別の工程が煩雑になり、環境負荷を低減することが難しい。
　本発明に係るゴム組成物の好適な実施形態では、植物資源抽出残渣の平均粒径が６５０μｍ~５ｃｍ（５００００μｍ）であっても、耐カット性または耐熱老化性能を向上させ得るゴム組成物を提供することが可能となる。
　上述した種類、形状の異なる２種以上の植物資源抽出残渣をゴム成分に配合する場合は、植物資源抽出残渣全体の平均粒径が６００μｍよりも大きければよい。
　本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分に配合する植物資源抽出残渣の含水率は、６０質量％以上である。これにより、含水率を下げるための乾燥における熱利用をする必要がなく、環境負荷を低減することができる。含水率は、６０~９０質量％であることが好ましく、６０~８０質量％であることがより好ましく、６５~７５質量％であることがさらに好ましい。この範囲であることにより、環境負荷を低減する高い効果を得ながら、植物資源抽出残渣の配合量を確保することができ、低コスト材料を利用する効果が高まる。
　植物資源抽出残渣の含水率を６０質量％未満とするためには、粉砕・破砕・脱水・分別の工程が煩雑になり、環境負荷を低減することが難しい。
　植物資源抽出残渣の含水率を調整する方法としては、特に限定されず、例えば、植物資源抽出残渣の水等の溶媒への浸漬、植物資源抽出残渣への水等の溶媒の散布等の含水率を上げる方法が挙げられる。
　上述したように植物資源抽出残渣は、植物資源を固−液抽出処理することにより生じる残渣であることから、水等の溶媒を含んでいる場合がある。植物資源抽出残渣の含水率が６０質量％以上である場合には、含水等の植物資源抽出残渣の含水率を調整する工程を経ることなく植物資源抽出残渣をゴム成分に配合することができる。
　植物資源抽出残渣に対して、含水率を調整する工程、粉砕または破砕する工程および分別する工程を行う前に、当該植物資源抽出残渣の平均粒径が６００μｍより大きく、５ｃｍ（５００００μｍ）以下で含水率が６０質量％以上である場合には、植物資源抽出残渣を乾燥する工程、粉砕または破砕する工程および分別する工程を経る必要がなく、環境負荷をさらに低減できるため好ましい。
　本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、前記植物資源抽出残渣を０．５~３５質量部配合したものであることが好ましく、０．５~２０質量部配合したものであることがより好ましく、２~２０質量部配合したものであることがさらに好ましい。
　ゴム成分１００質量部に対して、植物資源抽出残渣を０．５~３５質量部配合することにより、少なくとも一部に、当該ゴム組成物を用いたタイヤの耐カット性または耐熱老化性能を向上させやすい。
　ゴム成分１００質量部に対して、植物資源抽出残渣を０．５~２０質量部配合することにより、少なくとも一部に、当該ゴム組成物を用いたタイヤの耐カット性または耐熱老化性能に加えて、転がり抵抗を向上させ得る。
　＜その他の成分＞
　本発明に係るゴム組成物は、任意に、カーボンブラックおよびシリカ等の補強性充填剤、アロマオイル等の軟化剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等の一般に含有され得る成分を含んでいてもよい。
　本発明に係るゴム組成物の調製方法は、特に限定されず、植物資源抽出残渣を、任意成分である上記カーボンブラック等のその他の成分と共にゴム成分に配合して、例えば、バンバリーミキサーまたはロール等を用いて、混練することで調製することができる。
　植物資源抽出残渣は、所望の量を一括で配合してもよく、複数回に分けて配合してもよい。
　（樹脂組成物）
　本発明に係る樹脂組成物は、樹脂成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合したことを特徴とする。
　樹脂成分に、上記特定の平均粒径と含水率を有する植物資源抽出残渣を配合することにより、環境負荷が小さく、低コストである材料を利用した樹脂組成物を提供することができる。
　樹脂成分は、例えば、既知のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が挙げられ、用途に応じて適宜選択することができる。
　これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明に係る樹脂組成物における植物資源抽出残渣は、上記ゴム組成物で挙げたものと同様である。
　その他の任意成分も上記ゴム組成物で挙げたものを同様に用いることができ、用途に応じて適宜選択して用いることができる。
　また、樹脂組成物の調製方法は、特に限定されず、植物資源抽出残渣を、任意成分である硬化剤等の成分と共に樹脂成分に配合して、例えば、バンバリーミキサーまたはロール等を用いて、混練することで調製することができる。
　植物資源抽出残渣は、所望の量を一括で配合してもよく、複数回に分けて配合してもよい。
　本発明に係る樹脂組成物は、樹脂成分１００質量部に対して、前記植物資源抽出残渣を０．５~３５質量部配合したものであることが好ましく、０．５~２０質量部配合したものであることがより好ましく、２~２０質量部配合したものであることがさらに好ましい。
　これにより、低コストである材料を利用して、環境負荷を低減することができる。
　本発明に係る樹脂組成物の用途としては、例えば、管継ぎ手；化学品；のりおよび接着剤；植物成長調整剤類；火鉢類；ボイラー；ガス湯沸かし器；加熱器；調理台；流し台；業務用揚物器；業務用食器乾燥器；業務用炊飯器；業務用煮炊釜；業務用焼物器；業務用レンジ；冷凍機械器具；アイスボックス；氷冷蔵庫；飼料乾燥装置；牛乳殺菌機；乾燥装置；換熱器；蒸煮装置；蒸発装置；蒸留装置；熱交換器；暖冷房装置；美容院または理髪店用の機械器具；太陽熱利用温水器；浄水装置；家庭用電熱用品類；浴槽類；家庭用浄水器；水道蛇口用座金；水道蛇口用ワッシャー；水道用栓；タンク用水位制御弁；パイプライン用栓；汚水浄化槽；し尿処理槽；家庭用汚水浄化槽；家庭用し尿処理槽；ごみ焼却炉；洗浄機能付き便座；洗面所用消毒剤ディスペンサー；便器；和式便器用いす；あんか；かいろ；かいろ灰；湯たんぽ；化学物質を充てんした保温保冷具；タンク用水位制御弁；合成樹脂製の管；ゴム製またはバルカンファイバー製のバルブ；ガスケット；建築用または構築用のポリブテン製パイプ；建築用または構築用の合成樹脂製パイプ；プラスチック製給排水管；リノリューム製建築専用材料；プラスチック製建築専用材料；合成建築専用材料；しっくい；落石防止網；樹脂ホース等が挙げられる。
　（タイヤ）
　本発明に係るタイヤは、少なくとも一部に、本発明に係るゴム組成物を用いたことを特徴とする。これにより、本発明に係るタイヤは、タイヤ性能、特に耐カット性または耐熱老化性能が向上している。
　本発明に係るタイヤは、当該ゴム組成物の加硫物を用いたこと以外は、通常のタイヤと同様の製造方法により製造することができる。
　次に、本発明のタイヤを、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明のタイヤの一例の断面図である。図１に示すタイヤは、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、上記一対のビード部１間にトロイド状に延在してこれら各部１，２および３を補強するカーカス４と、当該カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に位置するベルト５とを具える。
　図示例のタイヤにおいて、カーカス４は、一枚のカーカスプライからなり、また、上記ビード部１内に夫々配設した一対のビードコア（ワイヤ）６間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア６の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなる。
　なお、図示例のカーカス４は、一枚のカーカスプライよりなるが、本発明のタイヤにおいては、カーカスプライの枚数は複数であってもよい。
　また、図示例のタイヤにおいて、ベルト５は、二枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいて、ベルトを構成するベルト層の枚数は一枚以上であればよく、これに限られるものではない。
　さらに、本発明のタイヤは、ベルト５のタイヤ半径方向外側に、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなるベルト補強層を具えてもよく、ベルト５の端部と当該ベルト補強層との間にさらに層間ゴムを具えてもよい。
　上記ゴム組成物を用いる部材としては、例えば、トレッドゴム、サイドゴム、ビードワイヤの半径方向外側に位置するビードフィラーないしスティフナー、カーカスおよびベルトのコーティングゴム等が挙げられる。
　本発明のタイヤに充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
　以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
　本検討で用いたゴム配合剤は以下のとおりである。カッコ内は表中の略語を表す。
・ポリブタジエンゴム（ＢＲ：ゴム成分）：宇部興産株式会社製、商品名ＵＢＥＰＯＬ　ＢＲ１５０Ｌ
・天然ゴム（ＮＲ：ゴム成分）：ＴＳＲ
・スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ：ゴム成分）：乳化重合ＳＢＲ　商品名：ＳＢＲ１５００
・カーボンブラック（ＣＢ：充填剤）：旭カーボン株式会社製、商品名ＩＳＡＦグレード、ＳＡＦグレード
・オイル（ｏｉｌ：軟化剤）：プロセスオイル
・茶殻（植物資源抽出残渣）：飲料製造工場より排出された茶殻
　本検討でゴム組成物を加硫する際に使用した加硫剤等の成分は以下のものを用いた（各成分の質量部は、ゴム成分１００質量部に対する質量部である。）。
・硫黄：１．５質量部
・加硫促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）：１．５質量部
・加硫促進剤（ジフェニルグアニジン）：１．２質量部
・加硫促進剤（ジベンゾチアジルジスルフィド）：０．２質量部
・亜鉛華（ＺｎＯ）：２．０質量部
・ステアリン酸：１．０質量部
・老化防止剤（大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクラック６Ｃ：Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン）：１．０質量部
　本検討におけるゴム組成物の加硫は、上記加硫剤等を用いて、１５０℃、３０分間で行った。
　表１~３のゴム組成物は、上記のとおり配合したものを４０００ｍＬのバンバリーミキサーを用いて混練して得られたものであり、当該混練の第一ステージにて植物資源抽出残渣（茶殻）を配合して１６０℃で排出し、最終ステージで加硫剤を配合して１１０℃で排出して、調製されたものである。
　本検討における、配合した植物資源抽出残渣（茶殻）の平均粒径は、マイクロスコープ（株式会社Ｋｅｙｅｎｃｅ製のＶＨＸ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて対象となる植物資源抽出残渣（茶殻）を観察することにより求め、任意に選択された１００個の植物資源抽出残渣（茶殻）の粒径の平均値である。
　（耐熱老化性能）
　本検討における耐熱老化性能の測定および評価は、以下のように行った。
　ゴム組成物の加硫物について、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１（２０１０）に準拠した上記加硫物の２ｍｍ厚さのダンベル状３号形試験片について、１００℃の窒素雰囲気中で１日間の熱老化前後の、ＪＩＳ　Ｋ　６２５７（２０１０）に準拠した２５℃における破断時の引張強さ（ＭＰａ）を測定した。そして、熱老化試験後の性能を熱老化試験前の性能で除した結果を指数化した。数値が大きいほど熱老化前後での破断強度の落ち幅が少なく、耐熱老化性が良好であることを示す。
　（耐カット性）
　耐カット性は、振り子式衝撃カット試験機にて、任意の高さから鋼鉄製の刃を打ちつけて傷を付け、その傷の深さを測定することにより評価した。得られた値の逆数を取って指数化し、数値が大きいほど、耐カット性が良好であることを示す。
　（比較例１）
　上記バンバリーミキサーを用いて、表１に示す配合処方で茶殻を含まないゴム組成物を調製し、上記加硫剤等を配合して加硫した。
　（実施例１~１５および比較例２~３）
　上記バンバリーミキサーを用いて、表１~３に示す配合処方で茶殻を含むゴム組成物を調製し、上記加硫剤等を配合して加硫した。
　また、各ゴム組成物の加硫物について、上述した方法で耐カット性および耐熱老化性能を測定、評価した。
　なお、各性能の数値は、表１~２については比較例１の性能を、表３については比較例３の性能を、それぞれ、１００とした場合の指数値である。
　実施例２の加硫物のマイクロスコープ写真を図２~４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　含水率を変更して検討した表１より、含水率が６０質量％以上の場合に、耐カット性または耐熱老化性が優れることが分かる。
　また、ゴム成分として天然ゴムを用いて茶殻の配合量を変更して検討した表２より、実施例２、７~１２において耐カット性および耐熱老化性能が比較例１よりも向上していることが分かる。
１　ビード部
２　サイドウォール部
３　トレッド部
４　カーカス
５　ベルト
６　ビードコア

Claims (4)

  1. 　ゴム成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合したことを特徴とする、ゴム組成物。
  2. 　ゴム成分１００質量部に対して、前記植物資源抽出残渣を０．５~２０質量部配合したことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
  3. 　樹脂成分に、平均粒径が６００μｍよりも大きく、含水率が６０質量％以上の植物資源抽出残渣を配合したことを特徴とする、樹脂組成物。
  4. 　少なくとも一部に、請求項１または２に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
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