JP2003327751A - Rubber composition - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物に関
し、特に、タイヤに使用する、ナノコンポジットゴムを
含有しているゴム組成物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition, and more particularly to a rubber composition containing a nanocomposite rubber used for tires.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ゴム材料に要求される高性能化お
よび高機能化は、ますます高まっており、特に自動車用
タイヤにおいては、自動車の高速化もあり、厳しい特性
が求められるようになってきている。2. Description of the Related Art In recent years, rubber materials have been required to have higher performance and higher functionality. Particularly, in automobile tires, strict characteristics have been demanded due to speeding up of automobiles. Is coming.
【０００３】従来、ゴム材料は、バンバリーミキサーや
ニーダー等を用いて、無機鉱物などのフィラーをゴム成
分に混練してコンパウンドとすることにより作製してい
た。このとき、フィラーとゴム成分との結合は、主とし
て弱い分子間力のみであり、化学結合はほとんど関与し
ていないので、有為な特性を有するゴム材料を得ること
は難しい。すなわち、混練によってゴム中へフィラーを
分散させるだけでは、均一かつ微細な分散を得ることが
できず、十分な補強性を得難い。さらに、使用する無機
粉末によっては、ゴム成分への分散が悪く、タイヤとし
て使用できないものもある。Conventionally, a rubber material has been produced by kneading a filler such as an inorganic mineral with a rubber component using a Banbury mixer, a kneader or the like to form a compound. At this time, the bond between the filler and the rubber component is mainly only a weak intermolecular force, and the chemical bond is hardly involved, so that it is difficult to obtain a rubber material having significant properties. That is, even if the filler is dispersed in the rubber by kneading, uniform and fine dispersion cannot be obtained, and it is difficult to obtain sufficient reinforcing property. Furthermore, depending on the inorganic powder used, there are some that cannot be used as tires because of poor dispersion in the rubber component.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、フ
ィラーをゴム成分に分子レベルまたはナノレベルで分散
させてナノコンポジット構造とすることにより、高性能
化かつ高機能化されたゴム組成物を提供することを目的
とする。Therefore, the present invention provides a rubber composition having high performance and high functionality by dispersing a filler in a rubber component at a molecular level or a nano level to form a nanocomposite structure. The purpose is to provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のゴム組成物は、
ゴム成分、フィラー、および層状粘土鉱物がジエン系ゴ
ムに分子レベルで分散したナノコンポジットゴムを含む
ゴム組成物であって、ここで、層状粘土鉱物が、前記ナ
ノコンポジットゴム中に１質量％〜５０質量％で存在す
ることを特徴とする。The rubber composition of the present invention comprises:
A rubber composition comprising a nanocomposite rubber in which a rubber component, a filler, and a layered clay mineral are dispersed in a diene rubber at a molecular level, wherein the layered clay mineral is contained in the nanocomposite rubber in an amount of 1% by mass to 50% by mass. It is characterized by being present in a mass%.
【０００６】好ましくは、ナノコンポジットゴムとゴム
成分との合計１００質量部に対して、フィラーが、１〜
９９質量部であり得る。[0006] Preferably, the filler is 1 to 100 parts by weight of the total of the nanocomposite rubber and the rubber component.
It can be 99 parts by weight.
【０００７】好ましくは、ナノコンポジットゴムのジエ
ン系ゴムが、スチレンブタジエンゴム、シスポリイソプ
レン、シスポリブタジエン、エチレンプロピレンゴム、
クロロプレンゴム、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチル
ゴムの少なくともいずれか一種であり、かつ層状粘土鉱
物が、モンモリロナイトであることが好適である。Preferably, the diene rubber of the nanocomposite rubber is styrene butadiene rubber, cis polyisoprene, cis polybutadiene, ethylene propylene rubber,
It is preferable that the layered clay mineral is at least one of chloroprene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber, and the layered clay mineral is montmorillonite.
【０００８】さらに、フィラーが、カーボンブラック、
シリカ、カオリン、クレー、タルク、長石、炭酸カルシ
ウム、および水酸化アルミニウムのいずれか一種を含む
ことが、好ましい。Further, the filler is carbon black,
It is preferable to include any one of silica, kaolin, clay, talc, feldspar, calcium carbonate, and aluminum hydroxide.
【０００９】さらに、ゴム成分が、天然ゴム、シスポリ
イソプレン、シスポリブタジエン、エチレンプロピレン
ゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブ
チルゴム、ハロゲン化ブチルゴムおよびアクリロニトリ
ル−ブタジエンゴムの少なくともいずれか一種を含むこ
とが、好ましい。Further, the rubber component contains at least one of natural rubber, cis polyisoprene, cis polybutadiene, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber and acrylonitrile-butadiene rubber. preferable.
【００１０】本発明によって提供される上記ゴム組成物
により、破壊強度、耐屈曲疲労などの、タイヤに必要な
特性が顕著に改善され、より優れた特性を有するタイヤ
を提供することができる。With the above rubber composition provided by the present invention, properties required for the tire, such as breaking strength and flex fatigue, can be remarkably improved, and a tire having more excellent properties can be provided.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】（ナノコンポジットゴム）一般
に、ナノコンポジットとは、補強物質が、ナノメーター
サイズ（約１〜１００ｎｍ）でマトリックスポリマー中
に超微分散された複合材料をいう。本発明においては、
層状粘土鉱物をジエン系ゴム成分中に分子レベルまたは
ナノレベルで分散させたものを使用する。これにより、
優れた耐熱性や強度を得ることができる。使用可能な層
状粘土鉱物としては、ハイロサイトおよびアメサイトな
どのカオリン、モンロリロナイトおよびヘクトライトな
どのスメクタイト、金雲母およびセラドナイトなどの雲
母粘土鉱物、ならびにクッケアイトなどの緑泥岩が挙げ
られ、これらを単独で使用しても、併用してもよい。好
適には、モンロリロナイトを使用することができる。ナ
ノコンポジットゴムにおいて、該層状粘土鉱物は、該ナ
ノコンポジットゴム中に、１〜５０質量％、好ましく
は、３〜２０質量％で存在する。１質量％未満である
と、生成したコンポジットに十分な引張強さや引張弾性
率および曲げ弾性率が得られず、５０質量％を超える
と、ジエン系ゴムの含有量が減少し、十分な衝撃強さが
得られなくなる。また、本発明において、ナノコンポジ
ットゴムを調製するために使用するジエン系ゴムとして
は、スチレンブタジエンゴム、シスポリイソプレン、シ
スポリブタジエン、エチレンプロピレンゴム、クロロプ
レンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどのジ
エン系ゴムが挙げられる。好ましくは、スチレンブタジ
エンゴムが使用される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Nanocomposite Rubber) In general, a nanocomposite refers to a composite material in which a reinforcing substance is ultrafinely dispersed in a matrix polymer in a nanometer size (about 1 to 100 nm). In the present invention,
A layered clay mineral dispersed in a diene rubber component at a molecular level or a nano level is used. This allows
Excellent heat resistance and strength can be obtained. Layered clay minerals that can be used include kaolin, such as hylosite and amesite, smectites, such as monlorillonite and hectorite, mica clay minerals, such as phlogopite and celadonite, and chlorite, such as kukkeite. They may be used alone or in combination. Suitably, montlorillonite may be used. In the nanocomposite rubber, the layered clay mineral is present in the nanocomposite rubber in an amount of 1 to 50% by mass, preferably 3 to 20% by mass. If it is less than 1% by mass, sufficient tensile strength, tensile modulus and flexural modulus cannot be obtained in the produced composite, and if it exceeds 50% by mass, the content of diene rubber is decreased and sufficient impact strength is obtained. Will not be obtained. Further, in the present invention, the diene rubber used for preparing the nanocomposite rubber includes styrene butadiene rubber, cis polyisoprene, cis polybutadiene, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and other diene rubbers. Is mentioned. Styrene butadiene rubber is preferably used.
【００１２】次いで、本発明のナノコンポジットゴムの
製造方法を、図１を用いて説明する。まず、図１（Ａ）
に示すように、媒体である水中に、ジエン系ゴムのモノ
マーを混合し、さらに脂肪酸ナトリウム、不均化ロジン
酸ナトリウムおよびアルキルアリルスルホン酸ナトリウ
ムなどの石鹸を該混合液に加えて乳化液を調製する。次
いで、図１（Ｂ）に示すように、この乳化液に層状粘土
鉱物（たとえば、モンロリロナイト）を加えて、該モノ
マーを層状粘土鉱物層間にインターカレーションさせ、
そして膨潤させる。その後、重合開始剤として、過硫酸
カリウムおよびパラメタンヒドロペルオキシドなどの水
溶性の有機過酸化物を酸化剤として、かつ硫酸第１鉄お
よびナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートなど
を還元剤として用い、ＥＤＴＡでキレートして加え、図
１（Ｃ）に示すように、層状粘土鉱物層間内で該モノマ
ーをポリマーへ重合化させる。このとき、分子量調節剤
として、ｎ−ドデシルメルカプタンおよびｔ−ドデシル
メルカプタンなどを添加することができる。その結果、
層状粘土鉱物が逐次超微分散して、ナノコンポジットゴ
ムを形成し得る。このようにして形成されたゴムは、高
性能かつ高機能であり、特に、良好な耐熱性、強度およ
び磨耗特性を示す。上記のように製造されたナノコンポ
ジットゴムの評価としては、Ｘ線回折および電子顕微鏡
などを使用して行なうことができる。Next, a method for producing the nanocomposite rubber of the present invention will be described with reference to FIG. First, FIG. 1 (A)
As shown in Fig. 2, a diene rubber monomer is mixed in water as a medium, and soaps such as fatty acid sodium, disproportionated sodium rosinate and sodium alkylallylsulfonate are added to the mixed solution to prepare an emulsion. To do. Then, as shown in FIG. 1 (B), a layered clay mineral (for example, monlorillonite) is added to this emulsion to intercalate the monomer between the layered clay mineral layers,
And let it swell. After that, as a polymerization initiator, a water-soluble organic peroxide such as potassium persulfate and paraffin hydroperoxide was used as an oxidizing agent, and ferrous sulfate and sodium formaldehyde sulfoxylate were used as reducing agents, and then chelated with EDTA. In addition, the monomer is polymerized into a polymer within the layered clay mineral layer as shown in FIG. 1 (C). At this time, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, etc. can be added as a molecular weight regulator. as a result,
The layered clay minerals can be successively finely dispersed to form a nanocomposite rubber. The rubber thus formed has high performance and high performance, and particularly exhibits good heat resistance, strength and wear characteristics. The nanocomposite rubber manufactured as described above can be evaluated by using X-ray diffraction and an electron microscope.
【００１３】（ゴム成分）本発明のナノコンポジットを
含むゴム組成物は、タイヤとして使用する場合に必要な
特性をタイヤに付与するために、ゴム成分を含有するこ
とができる。また、タイヤの使用部位に応じて、その使
用材料を選択する必要がある。本発明のナノコンポジッ
トゴム組成物において、使用可能なゴム成分としては、
天然ゴム、ならびにシスポリイソプレン、シスポリブタ
ジエン、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、
スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチ
ルゴムおよびアクリロニトリル−ブタジエンゴムが挙げ
られるが、これらに限定されず、これらの少なくとも一
種以上を使用することが好ましい。本発明においては、
ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴムおよび天然ゴ
ムが好適に使用され、より好適には、天然ゴムが使用さ
れる。理由としては、これらのゴムは、ナノコンポジッ
トゴムと配合したときに、相溶性優れ、良好に混合され
るからである。さらに、引張強度、モジュラス、ヒステ
リシス等の基本特性を損なうことなく補強性を非常に向
上し得る。上記ゴム成分は、ナノコンポジットゴム１０
０質量部に対して、０〜９９質量部、好ましくは、２０
〜８０質量部含まれることが好ましい。９９質量部を超
えると、ナノコンポジットゴムの特性が十分に得ること
ができなくなる。(Rubber Component) The rubber composition containing the nanocomposite of the present invention may contain a rubber component in order to give the tire the properties required when used as a tire. In addition, it is necessary to select the material to be used according to the site where the tire is used. In the nanocomposite rubber composition of the present invention, usable rubber components are:
Natural rubber, cis polyisoprene, cis polybutadiene, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber,
Examples thereof include styrene butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber, but the present invention is not limited thereto, and it is preferable to use at least one or more of them. In the present invention,
Polybutadiene, styrene butadiene rubber and natural rubber are preferably used, and more preferably natural rubber is used. The reason is that these rubbers have excellent compatibility and are mixed well when compounded with the nanocomposite rubber. Further, the reinforcing property can be greatly improved without impairing the basic properties such as tensile strength, modulus and hysteresis. The rubber component is the nanocomposite rubber 10
0 to 99 parts by weight, preferably 20
It is preferably contained in an amount of about 80 parts by mass. If it exceeds 99 parts by mass, the properties of the nanocomposite rubber cannot be sufficiently obtained.
【００１４】（フィラー）フィラーは、強度、耐熱性、
耐磨耗性などの特性をゴム組成物にさらに付与するため
の補強材として使用される。使用可能なフィラーとして
は、カーボンブラック、シリカ、カオリン、クレー、タ
ルク、長石、炭酸カルシウムおよび水酸化アルミニウム
等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明にお
いては、これらの少なくとも一種を使用し、これらのう
ちの二種以上を併用して使用してもよい。本発明におい
ては、カーボンブラックが好適に使用され、ゴム成分と
マスターバッチ化され得る。上記フィラーは、ナノコン
ポジットゴムとゴム成分との合計１００質量部に対し
て、１〜９９質量部、好ましくは、３０〜８０質量部含
まれことが好ましい。１質量部未満であると、耐磨耗
性、および強度が悪くなる一方で、９９質量部を超える
と作業性が悪くなってしまう。(Filler) The filler is strength, heat resistance,
Used as a reinforcing material for further imparting properties such as abrasion resistance to the rubber composition. Fillers that can be used include, but are not limited to, carbon black, silica, kaolin, clay, talc, feldspar, calcium carbonate and aluminum hydroxide. In the present invention, at least one of these may be used, and two or more of these may be used in combination. In the present invention, carbon black is preferably used and can be masterbatched with the rubber component. The filler is contained in an amount of 1 to 99 parts by mass, preferably 30 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the nanocomposite rubber and the rubber component. When it is less than 1 part by mass, abrasion resistance and strength are deteriorated, while when it exceeds 99 parts by mass, workability is deteriorated.
【００１５】（添加剤）本発明のナノコンポジットゴム
を含むゴム組成物は、上記以外にも、ゴム工業で通常使
用されている硫黄等の加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟
化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、オイル、酸化防
止剤、オゾン劣化防止剤、重合開始剤および酸化亜鉛な
どの添加剤を配合することができる。(Additives) In addition to the above, the rubber composition containing the nanocomposite rubber of the present invention includes, in addition to the above, vulcanizing agents such as sulfur which are usually used in the rubber industry, various vulcanization accelerators, various softening agents, Additives such as various antiaging agents, stearic acid, oil, antioxidants, antiozonants, polymerization initiators and zinc oxide can be added.
【００１６】（ナノコンポジットゴムを含むゴム組成物
を使用したタイヤの製法）本発明のゴム組成物を使用し
て、タイヤを作製することができる。その製法として
は、従来のものを使用でき、まず、上記に記載したゴム
成分、フィラーおよびナノコンポジットゴムを素練り、
配合練りなどをして配合する。練り機としては、バンバ
リーミキサーが主として使用され得る。次いで、この配
合したゴムを使用して、トレッドゴム、サイドウォール
ゴム、ビートフィラー、カーカスプライゴムなどのタイ
ヤ成形に必要な各部材を作製する。その後、得られた各
部材を、タイヤ成形機を用いてアセンブリし、加硫す
る。そしてはみ出しゴムの除去を行ない、タイヤを得
る。上記のようにして得られたタイヤは、ナノコンポジ
ットゴムを含有しているので、良好な耐熱性、強度およ
び耐磨耗性を示し得る。(Production Method of Tire Using Rubber Composition Containing Nanocomposite Rubber) A tire can be produced using the rubber composition of the present invention. As the manufacturing method, a conventional one can be used, and first, the rubber component, the filler and the nanocomposite rubber described above are masticated,
Mix and mix to mix. A Banbury mixer can be mainly used as the kneading machine. Next, using the compounded rubber, tread rubber, sidewall rubber, beet filler, carcass ply rubber, and other members required for tire formation are manufactured. Then, the obtained members are assembled using a tire molding machine and vulcanized. Then, the protruding rubber is removed to obtain a tire. Since the tire obtained as described above contains the nanocomposite rubber, it can exhibit good heat resistance, strength and abrasion resistance.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
【００１８】（実施例１）
（ナノコンポジットゴムの作製）３６０ｇの水（２０
℃）中に１５０ｇのスチレン（旭化成）および５０ｇの
ブタジエン（日本ゼオン）を加え、該溶液中に石鹸であ
るジアルキルスルホコハク酸ナトリウム（ペレックスＯ
Ｔ−Ｐ（花王））１０ｇをさらに混合して乳化液を作製
した。該溶液中に、２０ｇのベントナイトを加えて、上
記モノマーをベントナイト層間に６０分間インターカレ
ーションした。次いで、重合開始剤である過硫酸カリウ
ム（工業ガス化学）を０．６ｇ加えて、５０℃にて１２
時間重合化させた。ベントナイトは、逐次超微分散して
ナノコンポジットを形成し、次いで、必要な後処理を行
った後１５０ｇのナノコンポジットゴムを得た。該ナノ
コンポジットゴム中の層状粘土鉱物の含有量は、１２．
５質量％であった。Example 1 (Preparation of Nanocomposite Rubber) 360 g of water (20
150 g of styrene (Asahi Kasei) and 50 g of butadiene (Nippon Zeon) are added to the solution, and sodium dialkylsulfosuccinate (Perex O) which is soap is added to the solution.
10 g of TP (Kao) was further mixed to prepare an emulsion. 20 g of bentonite was added to the solution, and the monomer was intercalated between the bentonite layers for 60 minutes. Next, 0.6 g of potassium persulfate (industrial gas chemistry), which is a polymerization initiator, was added, and the mixture was added at 12
It was polymerized for a time. Bentonite was successively finely dispersed to form a nanocomposite, and after performing necessary post-treatments, 150 g of nanocomposite rubber was obtained. The content of the layered clay mineral in the nanocomposite rubber is 12.
It was 5% by mass.
【００１９】（ナノコンポジットゴムを含むゴム組成物
の作製）上記ナノコンポジットゴム８０質量部、天然ゴ
ム３０質量部およびカーボンブラック６０質量部を、バ
ンバリーミキサーを用いて素練り、配合練りなどをして
配合した。次いで、この配合したゴムを使用して、押出
工程を経て、トレッドゴムを作製した。この工程におい
ては、必要な添加剤を添加した。その後、このトレッド
ゴムを、１７０℃で１５分間加硫した。得られた加硫ゴ
ムの配合を表１に示す。(Preparation of rubber composition containing nanocomposite rubber) 80 parts by mass of the above nanocomposite rubber, 30 parts by mass of natural rubber and 60 parts by mass of carbon black were masticated and compounded using a Banbury mixer. Compounded. Then, using this compounded rubber, a tread rubber was produced through an extrusion process. In this step, necessary additives were added. Then, this tread rubber was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes. Table 1 shows the composition of the obtained vulcanized rubber.
【００２０】（比較例１）上記実施例１におけるナノコ
ンポジットゴムの代替として、スチレンブタジエンゴム
（ＳＢＲ１５０２）７０質量部を使用した以外は、上記
実施例１と同じ工程を経て加硫ゴムを作製した。得られ
た加硫ゴム中の配合について表１に示す。Comparative Example 1 A vulcanized rubber was produced through the same steps as in Example 1 except that 70 parts by mass of styrene-butadiene rubber (SBR1502) was used instead of the nanocomposite rubber in Example 1 above. . Table 1 shows the composition in the obtained vulcanized rubber.
【００２１】（比較例２）上記実施例１におけるナノコ
ンポジットゴムの代替として、スチレンブタジエンゴム
（ＳＢＲ１５０２）７０質量部とベントナイト１０質量
部とをナノコンポジットにせずに混練によりコンパウン
ドとしたものを使用した以外は、上記実施例１と同じ工
程を経て加硫ゴムを作製した。得られた加硫ゴム中の配
合について表１に示す。(Comparative Example 2) As an alternative to the nanocomposite rubber in the above-mentioned Example 1, 70 parts by mass of styrene-butadiene rubber (SBR1502) and 10 parts by mass of bentonite were compounded by kneading without being made into nanocomposite. A vulcanized rubber was produced through the same steps as in Example 1 except for the above. Table 1 shows the composition in the obtained vulcanized rubber.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】注１）Ｎｉｐｏｌ １５０２：日本ゼオン 注２）ＲＳＳ ３：ＳＯＵＴＨＬＡＮＤ ＲＵＢＢＥＲ 注３）シーストＫＨ：東海カーボン 注４）プロセスＸ−１４０：ジャパンエナジー 注５）酸化亜鉛：三井金属鉱業 注６）ビーズステアリン酸・つばき：日本油脂 注７）アンチゲン６ｃ：住友化学工業 注８）サンノックＮ：大内製興化学工業 注９）油処理硫黄：軽井沢精錬所 注１０）ノクセラーＣＺ：大内新興化学工業。Note 1) Nipol 1502: Nippon Zeon Note 2) RSS 3: SOUTHLAND RUBBER Note 3) Seast KH: Tokai Carbon Note 4) Process X-140: Japan Energy Note 5) Zinc oxide: Mitsui Mining & Smelting Note 6) Bead stearic acid / Tsubaki: Nippon Oil & Fats Note 7) Antigen 6c: Sumitomo Chemical Co., Ltd. Note 8) Sunnock N: Ouchi Seiko Kagaku Kogyo Note 9) Oil-treated sulfur: Karuizawa Smelter & Refinery Note 10) Nox Cellar CZ: Ouchi Shinko Chemical Industry.
【００２４】（評価）上記実施例１ならびに比較例１お
よび２で作製した加硫ゴムについて、以下の評価を行っ
た。
・破壊強度（ＴＢ）
ＪＩＳ Ｋ６２５１に従う方法によって測定した。
・破壊時伸び（ＥＢ）
ＪＩＳ Ｋ６２５１に従う方法によって測定した。
・３００％モジュラス（Ｍ３００）
ＪＩＳ Ｋ６２５１に従う方法によって測定した。
・硬さ（Ｈｓ）
ＪＩＳ Ｋ６２５３に従う方法によって測定した。
・耐屈曲疲労
ＪＩＳ Ｋ６２６０に従って測定した。
・粘弾性特性 Ｅ*、ｔａｎδ
岩本製作所製の粘弾性スペクトルメーターを用いて、温
度７０℃、初期歪み１０％、振幅±１％にて測定した。
・耐空気透過性
東洋精機製作所製のガス透過率測定装置を用いて測定し
た。上記評価について、比較例１を１００として指数表
示で表した結果を表２に示す。(Evaluation) The vulcanized rubbers produced in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated as follows. Breaking strength (TB) Measured by a method according to JIS K6251. -Elongation at break (EB) Measured by a method according to JIS K6251. -300% modulus (M300) It measured by the method according to JIS K6251. Hardness (Hs) Measured by a method according to JIS K6253. Bending fatigue resistance Measured according to JIS K6260. Viscoelastic property E *, tan δ Measured at a temperature of 70 ° C., an initial strain of 10% and an amplitude of ± 1% using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho. -Air permeation resistance It was measured using a gas permeability measuring device manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. With respect to the above evaluation, Table 2 shows the results expressed as an index with Comparative Example 1 set to 100.
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】表２から、本発明のナノコンポジットゴム
を含むゴム組成物を使用した加硫ゴムは、ナノコンポジ
ットゴムを使用していない加硫ゴムおよび混練による加
硫ゴムと比較して、破壊強度が有為に改善されたことが
分かる。さらに、屈曲疲労性および耐空気透過性も良好
となったことが分かる。From Table 2, it can be seen that the vulcanized rubber using the rubber composition containing the nanocomposite rubber of the present invention has a higher breaking strength than the vulcanized rubber not using the nanocomposite rubber and the vulcanized rubber by kneading. It can be seen that is significantly improved. Furthermore, it can be seen that the bending fatigue resistance and the air permeation resistance are also improved.
【００２７】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は、上記した説明では
なくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲
と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる
ことが意図される。The embodiments and examples disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【００２８】[0028]
【発明の効果】上述したように、本発明のナノコンポジ
ットゴム組成物は、モンロリロナイトのような層状粘土
鉱物がジエン系ポリマーに超微分散されたナノコンポジ
ットを含有するので、該組成物を使用して作製した加硫
ゴムの破壊強度を上昇することができる。さらに、屈曲
疲労性および耐空気透過性も有為に上昇することがで
き、高性能かつ高機能の加硫ゴム、特にタイヤを製造す
ることができる。As described above, the nanocomposite rubber composition of the present invention contains a nanocomposite in which a layered clay mineral such as monlorilonite is ultrafinely dispersed in a diene polymer. It is possible to increase the breaking strength of the vulcanized rubber produced by using it. Further, the bending fatigue resistance and the air permeation resistance can be significantly increased, and a high-performance and high-performance vulcanized rubber, particularly a tire can be manufactured.
【図１】 層状粘土鉱物がジエン系ポリマーマトリック
スへ超微細分散してナノコンポジットゴムを生成する各
工程を示す概略図であり、（Ａ）は、ジエン系モノマー
の乳化液を調製する工程、（Ｂ）は、層状粘土鉱物間に
モノマーをインターカレーションする工程、（Ｃ）は、
モノマーを重合化してナノコンポジットを形成した状態
である。FIG. 1 is a schematic diagram showing each step in which a layered clay mineral is ultrafinely dispersed in a diene-based polymer matrix to produce a nanocomposite rubber, and (A) is a step of preparing an emulsion of a diene-based monomer, (B) is a step of intercalating a monomer between layered clay minerals, and (C) is
It is a state in which a monomer is polymerized to form a nanocomposite.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BB151 BB181 BB241 DA036 DE146 DE236 DJ006 DJ007 DJ016 DJ036 DJ046 FB267 FD016 FD017 GN01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BB151 BB181 BB241 DA036 DE146 DE236 DJ006 DJ007 DJ016 DJ036 DJ046 FB267 FD016 FD017 GN01
Claims (5)
物がジエン系ゴムに分子レベルで分散したナノコンポジ
ットゴムを含むゴム組成物であって、ここで、層状粘土
鉱物が、前記ナノコンポジットゴム中に、１質量％〜５
０質量％で存在することを特徴とする、ゴム組成物。1. A rubber composition comprising a nanocomposite rubber in which a rubber component, a filler, and a layered clay mineral are dispersed in a diene rubber at a molecular level, wherein the layered clay mineral is contained in the nanocomposite rubber. 1% by mass to 5
A rubber composition, characterized in that it is present at 0% by weight.
計１００質量部に対して、フィラーが、１〜９９質量部
であることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成
物。2. The rubber composition according to claim 1, wherein the filler is 1 to 99 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the nanocomposite rubber and the rubber component.
が、スチレンブタジエンゴム、シスポリイソプレン、シ
スポリブタジエン、エチレンプロピレンゴム、クロロプ
レンゴム、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの少
なくともいずれか一種であり、かつ層状粘土鉱物が、モ
ンモリロナイトであることを特徴とする、請求項１また
は２に記載のゴム組成物。3. The diene rubber of the nanocomposite rubber is at least one of styrene butadiene rubber, cis polyisoprene, cis polybutadiene, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber and halogenated butyl rubber, and the layered clay mineral is The rubber composition according to claim 1, wherein the rubber composition is montmorillonite.
カ、カオリン、クレー、タルク、長石、炭酸カルシウ
ム、および水酸化アルミニウムのいずれか一種を含むこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のゴム
組成物。4. The filler according to claim 1, wherein the filler contains any one kind of carbon black, silica, kaolin, clay, talc, feldspar, calcium carbonate, and aluminum hydroxide. Rubber composition.
レン、シスポリブタジエン、エチレンプロピレンゴム、
クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴ
ム、ハロゲン化ブチルゴムおよびアクリロニトリル−ブ
タジエンゴムの少なくともいずれか一種を含むことを特
徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成
物。5. The rubber component is natural rubber, cis polyisoprene, cis polybutadiene, ethylene propylene rubber,
The rubber composition according to any one of claims 1 to 4, which comprises at least one of chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber.
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