JP2011105841A - ゴム用補強剤及びゴム組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カーボンナノチューブの水分散液に、平均粒径2〜200nmの無機充填剤であるナノフィラーを、前記カーボンナノチューブ重量の0.1〜0.5倍の量にて混合し、乾燥させて、カーボンナノチューブとナノフィラーとの複合体を得る。得られた複合体を、ゴムポリマーに添加し混合してゴム組成物を製造する。
【選択図】なし
Description
aM・bSiOx・cH2O …(1)
式中、Mは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、亜鉛及びカルシウムからなる群から選択される金属、これら金属の酸化物もしくは水酸化物、それらの水和物、又はこれら金属の炭酸塩から選択される少なくとも1種であり、aは1〜5の整数、bは0〜10の整数、cは0〜10の整数、xは2〜5の整数である。
カーボンナノチューブとして、保土谷化学工業(株)製「MWNT−7」(複層構造、直径=65nm、L/D=100)を用い、水100重量部に対して該カーボンナノチューブ2重量部を添加し、高圧ホモジナイザーを用いて水中に微細分散させて、カーボンナノチューブの水分散液を得た。また、ナノフィラーとして、ROCKWOOD社製「LAPONITE RD」(クレー、平均粒径=13nm)を用い、水100重量部に対して該ナノフィラー1重量部を添加し、高圧ホモジナイザーを用いて水中に微細分散させて、ナノフィラーの水分散液を得た。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液202重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.2倍の量添加)を添加し、その他は、製造例1と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。得られた乾燥体は、凝集固化することなく、柔らかい綿状の形態であった。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液303重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.3倍の量添加)を添加し、その他は、製造例1と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。得られた乾燥体は、凝集固化することなく、柔らかい綿状の形態であった。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液404重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.4倍の量添加)を添加し、その他は、製造例1と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。得られた乾燥体は、凝集固化することなく、柔らかい綿状の形態であった。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液505重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.5倍の量添加)を添加し、その他は、製造例1と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。得られた乾燥体は、凝集固化することなく、柔らかい綿状の形態であった。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液50.5重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.05倍の量添加)を添加し、その他は、製造例1と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液808重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.8倍の量添加)を添加し、その他は、製造例1と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。
ナノフィラーとして、テイカ(株)製「JA−1」(酸化チタン、平均粒径=180nm)を用い、水100重量部に対して該ナノフィラー1重量部を添加し、高圧ホモジナイザーを用いて水中に微細分散させて、ナノフィラーの水分散液を得た。製造例1と同じカーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、該ナノフィラーの水分散液404重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.4倍の量添加)を添加し、ホモミキサーにより攪拌混合した後、濾過して水を取り除いて固形分を回収し、オーブンにて120℃×180分間乾燥させて、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。得られた乾燥体は、凝集固化することなく、柔らかい綿状の形態であった。
カーボンナノチューブの水分散液510重量部(CNT分は10重量部)に、ナノフィラーの水分散液202重量部(ナノフィラーはCNT重量の0.2倍の量添加)を添加し、その他は、製造例8と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。得られた乾燥体は、凝集固化することなく、柔らかい綿状の形態であった。
ナノフィラーとして、テイカ(株)製「JA−301」(酸化チタン、平均粒径=300nm)を用い、その他は製造例8と同様にして、カーボンナノチューブ−ナノフィラー複合体の乾燥物を得た。
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合に従い、ゴム組成物を調製した。詳細には、ゴムポリマーである天然ゴムに対し、補強剤とステアリン酸と酸化亜鉛を添加し、混練して第1混合物を得た後(排出温度:150℃)、第2混合工程において、第1混合物に加硫促進剤と硫黄を添加し混練してゴム組成物を得た(排出温度:110℃)。なお、補強剤として、比較例1では、カーボンナノチューブ(保土谷化学工業(株)製「MWNT−7」)をそのままゴムポリマーに添加し、比較例2では、該カーボンナノチューブとともに、クレー(ROCKWOOD社製「LAPONITE RD」、平均粒径=13nm)をそのままゴムポリマーに添加した。表1中の各成分(上述したものを除く)の詳細は以下の通りである。
・ステアリン酸:花王(株)製「工業用ステアリン酸」
・酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製「1号亜鉛華」
・加硫促進剤:N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「5%油処理粉末硫黄」
Claims (5)
- カーボンナノチューブの水分散液に、平均粒径2〜200nmの無機充填剤であるナノフィラーを、前記カーボンナノチューブ重量の0.1〜0.5倍の量にて混合し、乾燥させて、カーボンナノチューブとナノフィラーとの複合体を得ることを特徴とするゴム用補強剤の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブの水分散液が、カーボンナノチューブを自身の10倍以上の重量の水に分散させてなるものである請求項1記載のゴム用補強剤の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブの水分散液に、前記ナノフィラーを水に分散させた水分散液を添加し混合することを特徴とする請求項1又は2記載のゴム用補強剤の製造方法。
- 前記ナノフィラーが、層状珪酸塩鉱物、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、及び、水酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種の無機充填剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム用補強剤の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法により得られたゴム用補強剤を、ゴムポリマーに添加し混合することを特徴とするゴム組成物の製造方法。
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