JP5618878B2 - 未加硫ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
工程(I−(a))では、カーボンブラックを分散溶媒中に分散させる際に、ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造する。ゴムラテックス溶液は、あらかじめ分散溶媒と混合した後、カーボンブラックを添加し、分散させても良い。また、分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで所定の添加速度で、ゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良く、あるいは分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで何回かに分けて一定量のゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良い。ゴムラテックス溶液が存在する状態で、分散溶媒中にカーボンブラックを分散させることにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラックを含有するスラリー溶液を製造することができる。工程(I−(a))におけるゴムラテックス溶液の添加量としては、使用するゴムラテックス溶液の全量(工程(I−(a))および工程(II−(a))で添加する全量)に対して、0.075〜12質量%が例示される。工程(I−(a))において、2種以上の異なるゴムラテックス溶液を使用しても良く、1種類のゴムラテックス溶液を使用しても良い。但し、工程(I−(a))において1種類のゴムラテックス溶液を使用する場合は、後述する工程(II−(a))では、工程(I−(a))で使用したゴムラテックス溶液と異なるゴムラテックス溶液を使用する。
工程(II−(a))では、スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法は特に限定されるものではなく、スラリー溶液および残りのゴムラテックス溶液とを高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用して混合する方法が挙げられる。必要に応じて、混合の際に分散機などの混合系全体を加温してもよい。
工程(III)では、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固・乾燥して、ゴムウエットマスターバッチを製造する。凝固・乾燥方法としては、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液中に凝固剤を含有させて、凝固後に乾燥させる凝固乾燥方法であってもよく、凝固させることなく乾燥させる乾固方法であってもよい。
本発明においては、工程(III)後に得られたゴムウエットマスターバッチと、ゴムラテックス溶液中に含まれるゴムと同種のドライゴムとを乾式混合する工程(IV)を有しても良い。かかる工程(IV)において、ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分の全量をA、ドライゴム中のゴム成分の全量をBとしたとき、A:B=90:10〜70:30であることが好ましく、ゴム組成物中のゴム成分の全量を100質量部としたとき、さらにカーボンブラックを0〜5質量部を含有することが好ましい。
a)カーボンブラック
カーボンブラック「N326」;「シースト300」(東海カーボン社製)
カーボンブラック「N110」;「シースト9」(東海カーボン社製)
カーボンブラック「N330」;「シースト3」(東海カーボン社製)
b)分散溶媒 水
c)ゴムラテックス溶液
天然ゴムラテックス溶液(NR濃縮ラテックス);レヂテックス社製(DRC(Dry Rubber Content)=60%)
天然ゴムラテックス溶液(NRフィールドラテックス);Golden Hope社製(DRC=30.5%)
スチレン−ブタジエンゴムラテックス溶液(SBRラテックス溶液);「ローデックス(DRC=50%)」(JSR社製)
ブタジエンゴムラテックス溶液(BRラテックス溶液);「Nipol LX111K(TSC=55.0%)」(日本ゼオン社製)
イソプレンゴムラテックス溶液(IRラテックス溶液);「セボレックスIR100K(TSC=65.4%)」(住友精化社製)
d)凝固剤 ギ酸(一級85%、10%溶液を希釈して、pH1.2に調整したもの)、「ナカライテスク社製」
e)ドライゴム
天然ゴム(NR);「RSS#3」(タイ産)
スチレン−ブタジエンゴム(SBR);「SBR1502」(JSR社製)
ブタジエンゴム(BR);「Nipol BR1220」(日本ゼオン社製)
イソプレンゴム(IR);「IR2200」(JSR社製)
f)亜鉛華 亜鉛華3号(三井金属社製)
g)老化防止剤 6PPD(モンサント社製)
h)硫黄 「クリテックス OT−20」(アクゾ社製)
i)加硫促進剤 N,N−ジシクロヘキシルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド 「ノクセラーDZ」(大内新興化学社製)
j)レゾルシン 「スミカノール620」(住友化学社製)
k)メラミン誘導体 「サイレッツ963L」
濃度0.26質量%に調整したスチレン−ブタジエンゴム希薄ラテックス水溶液に、表1に記載の配合量となるようにカーボンブラックを添加し(水に対するカーボンブラックの濃度は5質量%)、これにPRIMIX社製ロボミックスを使用してカーボンブラックを分散させることにより(該ロボミックスの条件:9000rpm、30分)、表1に記載のスチレン−ブタジエンゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造した(工程(I−(a)))。工程(I−(a))で製造したスチレン−ブタジエンゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液のD90は58μmであり、工程(I−(a))でのスチレン−ブタジエンゴム希薄ラテックス水溶液の固形分(ゴム)量(カーボンブラックとの質量比)は5%であった。
工程(I)〜(III)/(IV)において使用したゴムラテックスおよびその配合量を表1〜3に記載のものに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ゴム組成物を製造した。なお、比較例1では、単にカーボンブラック、ドライゴムおよび各種添加剤を乾式混合することにより、ゴム組成物を製造した。
評価は、各ゴム組成物を所定の金型を使用して、150℃で30分間加熱、加硫して得られたゴムについて行った。
工程(I−(a))において製造したスラリー溶液中、ゴムラテックス粒子が付着した充填材のD90を、測定時の吸光度を0.01〜0.1に設定し、島津製作所社製「SALD2200」(CBの屈折率:2.0−0.10i)を使用し、D90(μm)を測定した。
JIS K6265に準じて、製造した加硫ゴムの発熱性を、損失正接tanδにより評価した。なお、tanδは、UBM社製レオスペクトロメーターE4000を使用し、50Hz、80℃、動的歪2%の状態で測定し、その測定値を指標化した。評価は、実施例1〜7および比較例1〜3については比較例1を100としたときの指数評価で示し、実施例8〜9および比較例4〜6については比較例4を100としたときの指数評価で示し、実施例10および比較例7〜8については比較例7を100としたときの指数評価で示した。数値が小さいほど発熱性が低く、良好であることを意味する。
JIS3号ダンベルを使用して作製したサンプルをJIS−K 6251に準拠して、引張強さ(TB(MPa))を測定した。評価は、実施例1〜7および比較例1〜3については比較例1を100としたときの指数評価で示し、実施例8〜9および比較例4〜6については比較例4を100としたときの指数評価で示した。TBの数値が大きいほど、ゴム強度が高く、良好であることを意味する。
製造した加硫ゴムの耐疲労性を、JIS K6260に準拠して評価した。評価は、実施例1〜7および比較例1〜3については比較例1を100としたときの指数評価で示し、実施例8〜9および比較例4〜6については比較例4を100としたときの指数評価で示した。数値が大きいほど良好な耐疲労性を示す。
製造した加硫ゴムの耐引裂性を、JIS K6252に準拠して評価を行った。評価は、実施例1〜7および比較例1〜3については比較例1を100としたときの指数評価で示し、実施例8〜9および比較例4〜6については比較例4を100としたときの指数評価で示した。数値が大きいほど耐引裂性が良好であることを意味する。
剥離接着試験は接着処理コードを打ち込み本数22本/25mmで配列しゴム被覆したものをコード方向が平行になるよう積層し、140℃×40分加硫した後、幅25mmの剥離接着試験片に調製し、島津製作所(株)「オートグラフ AG-5KNI」を用いて22℃雰囲気中で層間を50mm/分の速度で剥離試験を行い、剥離面のゴム被覆率を評価した。ゴム被覆率はコードが完全にゴムで覆われているものを100%、ゴムが全く付いていない状態を0%として目視評価した。評価は、被覆率が高いほど接着性が良好であることを意味する。
[処理液組成](ポリエステルコード用エポキシ系処理液)
・第1処理液:エポキシ化合物の分散液(ソルビトール・ポリグリシジル・エーテル;ナガセケムテックス(株)デナコールEX-614)を含む処理液。
・第2処理液:RFLの混合液。
Claims (9)
- 少なくとも充填材、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られたゴムウエットマスターバッチを含有する未加硫ゴム組成物の製造方法であって、
前記ゴムラテックス溶液は、少なくとも2種以上の異なるゴムラテックス溶液からなり、
前記充填材を前記分散溶媒中に分散させて充填材含有スラリー溶液を製造する工程(I)、前記充填材含有スラリー溶液と前記ゴムラテックス溶液とを混合して、充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II)、および前記充填材含有ゴムラテックス溶液を凝固・乾燥してゴムウエットマスターバッチを製造する工程(III)を有し、
前記工程(I)が、前記充填材を前記分散溶媒中に分散させる際に、前記ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材を含有するスラリー溶液を製造する工程(I−(a))であり、
前記工程(II)が、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材を含有するスラリー溶液と、残りの前記ゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材含有ゴムラテックス溶液を製造する工程(II−(a))であり、
前記ゴムラテックス溶液は、スチレン−ブタジエンゴムラテックス溶液、ブタジエンゴムラテックス溶液、およびイソプレンゴムラテックス溶液からなる群より選択される少なくとも1種と、天然ゴムラテックス溶液と、を含有することを特徴とする未加硫ゴム組成物の製造方法。 - 前記工程(I−(a))において添加する前記ゴムラテックス溶液が、天然ゴムラテックス溶液である請求項1に記載の未加硫ゴム組成物の製造方法。
- 前記工程(I−(a))において、前記スラリー溶液中、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材の90%体積粒径(D90)が31μm以上である請求項1または2に記載の未加硫ゴム組成物の製造方法。
- 前記工程(I−(a))において、添加する前記ゴムラテックス溶液の固形分(ゴム)量が、前記充填材との質量比で0.25〜15%である請求項1〜3のいずれかに記載の未加硫ゴム組成物の製造方法。
- 前記工程(I−(a))において、添加する前記ゴムラテックス溶液中の固形分(ゴム)濃度が、0.2〜5質量%である請求項1〜4のいずれかに記載の未加硫ゴム組成物の製造方法。
- 前記工程(I−(a))が、あらかじめ前記ゴムラテックス溶液の少なくとも一部と前記分散溶媒とを混合した後、前記充填材を添加し、分散させることにより、ゴムラテックス粒子が付着した前記充填材を含有する前記スラリー溶液を製造する工程である請求項1〜5のいずれかに記載の未加硫ゴム組成物の製造方法。
- さらに、前記工程(III)後に得られた前記ゴムウエットマスターバッチと、前記ゴムラテックス溶液中に含まれるゴムのいずれかと同種のドライゴムとを乾式混合する工程(IV)を有する請求項1〜6のいずれかに記載の未加硫ゴム組成物の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法により製造された未加硫ゴム組成物。
- 請求項8に記載の未加硫ゴム組成物を用いて得られた空気入りタイヤ。
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