JP2015529717A - 改善された天然ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
により報告されたように[非特許文献2]、そのような鉱物フィラーを大量に使用すると、最終製品が重たくなり、ナノ粒子で置き換えればゴム内のフィラー分布にとって利点がある。
(a)水性スラリーであって、前記水性スラリーの約2重量%から10重量%のレベルにてナノカーボンの分散体および界面活性剤、および任意で安定化剤を含有する水性スラリーの生成;
(b)スラリーを含有する水性ナノカーボンの粉砕;
(c)水性スラリーと天然ゴムラテックス濃縮物または希釈ラテックス溶液との組合せおよび均一混合物が得られるまでの混合;
(d)前記混合物の凝固、引き続く、水洗および、凝析圧搾または適当な代替方法による、過剰な界面活性剤、水および過剰な任意の安定化剤の除去;
(e)ステップ(d)からの凝固物の直接乾燥または、凝固物の粒状サイズへの切断および引き続く乾燥のいずれかによる乾燥ゴムナノカーボンマスターバッチの生成;
によって製造され、ここに、前記スラリーおよびラテックスのpHは、合わせる前、同様または同等であり、ナノカーボンのpHを適当な塩基を用いて調整して、前記ゴムラテックスのpHに揃えてもよい、マスターバッチに由来する、ゴム組成物が提供される。
上記したように、ナノカーボンは、YY/07/2012に出願されたマレーシア特許出願第XXXXXX号に記載の方法によって、天然ゴムに予備分散されていてよい。本発明による組成物に使用するのに適したマスターバッチは、本発明の方法で製造されたゴム組成物内に約1から10、約1から8、約1から6または約2から5 pphrナノカーボンで含有された予備分散ナノカーボンのレベルを有する。方法実施例1は、2pphrマスターバッチの製造を例示する。他のナノカーボンレベルを含有するマスターバッチは成分を適当に調節して得ることができる。
1 %ナノカーボン分散体を以下の様に調製した:
3gのナノカーボンを、15gの界面活性剤および282gの蒸留水を含有するガラスビーカー (500ml)に入れた。混合物をメカニカルスターラーで80 rpmにて約10分間撹拌して、ナノカーボンスラリーを得た。そのスラリーをボールミルに移し、粉砕して、ナノカーボンのいかなる塊も破砕した。
上記のように調製したナノカーボン分散体を高アンモニウム天然ゴムラテックス濃縮物(HA NRラテックス)と混合した。ラテックス濃縮物は、まず、蒸留水で希釈してその濃度を下げてラテックスの粘度を低下させ、ナノカーボン分散体と混合し易くした。次に、ナノカーボン分散体との混合を、約5 pphrの界面活性剤 (5%から20%の溶液として用いる)の存在下で行った。
配合物1から5は、トラック用やバス用タイヤのトレッドのような大型車両アプリケーションの使用に適している。
テーブル1に例示するように、本発明による未硬化ゴム組成物は、比較組成物1および2のものと比較して、低いムーニー粘度および向上した硬化時間を有することが示された。
Claims (21)
- 天然ゴム、ナノカーボンおよびカーボンブラック補強剤の混合物を含むゴム組成物であって、ナノカーボン対カーボンブラックのゴム100部あたりの相対量が約1:40から約1:2からまでの範囲にあり、ナノカーボン対天然ゴムのゴム100部あたりの相対量が約1:100から約10:100までの範囲にあり、ナノカーボン成分が天然ゴム成分内に予備分散されている、ゴム組成物。
- ナノカーボン対カーボンブラックの相対比が、pphrで、以下:約1:30から約1:3、約1:20から約1:5または約1:18から約1:6のいずれかの範囲にある、請求項1に記載のゴム組成物。
- ナノカーボン対天然ゴムの相対比が、pphrで、以下:約1:100から約8:100;約2:100から約6:100または約2:100から約5:100のいずれかの範囲にある、請求項1または2いずれかに記載のゴム組成物。
- ゴム組成物が、約1から10、約1から8、約1から6または約2から5 pphrのナノカーボンを含有する、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- カーボンブラックが、約10から50または約20から40 pphrのレベルにて存在する、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- ナノカーボンおよびカーボンブラックが唯一の補強剤である、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- シリカもSi-カップリング剤も存在しない、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- 天然ゴムが、以下:アンモニア含有ラテックス濃縮物などの未加工および加工ラテックス製品;RSS、ADSもしくはクレープ;TSR、SMR L、SMR CV;特殊ゴムSP、MG、DP NR;またはTSR、SMR 10、SMR 20、SMR 10 CV、SMR 20 SV、SMR GPなどの原野グレード(カップランプ)ゴム製品の組合せのいずれか1から選択される、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- 天然ゴムが、例えばENR 25およびENR 50のようなエポキシ化天然ゴム (ENR)を含む化学変性天然ゴム製品から選択される。前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- 加硫剤を含有する、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- 1以上の遅効性促進剤を含有する、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- 1以上の活性化剤を含有する、前記請求項いずれかに記載の組成物。
- 1以上の抗酸化剤を含有する、前記請求項いずれかに記載のゴム組成物。
- 請求項1〜13のいずれかに規定されるゴム組成物から作られる少なくとも1つの構成部分を含む、タイヤ。
- 請求項1〜13のいずれかに規定されるゴム組成物がタイヤのトレッドに用いられている、請求項14に記載のタイヤ。
- 請求項1〜13のいずれかに規定されるゴム組成物を、インナーライナー、サイドウォール、トレッドからサイドウォールへの移行であるショルダーなどのタイヤ構成部分に用いられる、請求項14に記載のタイヤ。
- トラック用タイヤ、バス用タイヤなどの重車両用タイヤ、乗用車用タイヤ、飛行機用タイヤまたは土運搬用車両用タイヤである、請求項14から16のいずれかに記載のタイヤ。
- トレッド、インナーライナー、サイドウォールおよびトレッドからサイドウォールへの移行であるショルダーなどのタイヤの構成部分を製造するための、請求項1〜11いずれかに記載のゴム組成物の使用。
- ナノカーボンおよび補強剤としてカーボンブラックを有し、ゴム100部あたり部 (pphr)でナノカーボン対カーボンブラックの相対量が約1:40から約1:2の範囲にあり、ゴム100部あたり部 (pphr)でナノカーボン対天然ゴムの相対量が約1:100から約10:100の範囲にあり、ナノカーボン成分が天然ゴム成分内に予備分散され、前記ゴム組成物は、
(a)水性スラリーであって、前記水性スラリーの約2重量%から10重量%のレベルにてナノカーボンの分散体および界面活性剤、および任意で安定化剤を含有する水性スラリーの生成;
(b)スラリーを含有する水性ナノカーボンの粉砕;
(c)水性スラリーと天然ゴムラテックス濃縮物または希釈ラテックス溶液との組合せおよび均一混合物が得られるまでの混合;
(d)前記混合物の凝固、引き続く、水洗および、凝析圧搾または適当な代替方法による、過剰な界面活性剤、水および過剰な任意の安定化剤の除去;
(e)ステップ(d)からの凝固物の直接乾燥または、凝固物の粒状サイズへの切断および引き続く乾燥のいずれかによる乾燥ゴムナノカーボンマスターバッチの生成;
によって製造され、ここに、前記スラリーおよびラテックスのpHは、合わせる前、同様または同等であり、ナノカーボンのpHを適当な塩基を用いて調整して、前記ゴムラテックスのpHに揃えてもよい、マスターバッチに由来する、ゴム組成物。 - 水性スラリーの組成物が、水性スラリーの約3重量%から5重量%のレベルにてのナノカーボンおよび界面活性剤および、任意で安定化剤の分散体を含有する、請求項19に記載のゴム組成物。
- スラリーおよびラテックスのpHが、合わせる前、約2、1または0.5 pH単位以内である、請求項19および20いずれかに記載のゴム組成物。
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