[发明专利]橡胶组合物的制造方法、橡胶组合物、硫化橡胶和轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物的制造方法(下文中也简称为“制造方法”)、橡胶组合物、硫化橡胶、和轮胎；并且特别涉及一种包含短纤维的橡胶组合物的制造方法、使用所述制造方法获得的橡胶组合物、硫化橡胶、和包括所述硫化橡胶的轮胎。

背景技术

传统已知其中纤维与用于例如轮胎等的橡胶制品的橡胶混合的技术从而改善例如硬度和模量等的性能。在这样的技术中，具有大的纤维直径的纤维趋于良好地分散在橡胶中，但降低例如耐疲劳性等的橡胶物理性能；然而具有小的纤维直径的纤维趋于改善耐疲劳性，但相互缠结并且不良地分散在橡胶中。

对此，提出了具有海-岛截面的混合纱线纤维，其分散在橡胶中并且通过在混合时的剪切力变得原纤化从而增加了与橡胶接触的面积，因此可以同时实现分散性和耐疲劳性(见专利文献1)。然而，这些纤维由于树脂的相分离而形成海岛结构，因此具有不均一的厚度和长度，并且具有大如实施例中所述的1μm和0.7μm的直径，这意味着与橡胶接触的面积的大小不充分；因此不能期待大的补强效果。

专利文献2的实施例公开了：为了改善的耐磨耗性，与单独添加淀粉相比，将具有0.1μm的非常小的纤维直径的细菌纤维素与用作补强剂的淀粉一起添加至二烯系橡胶改善了耐磨耗性指数。然而，在专利文献2中，记载了单独添加纤维素具有加工性的问题，并且淀粉的添加量为纤维素的量的5倍以上。认为添加淀粉以尝试改善分散性，这是因为细菌纤维素在水中分散至纳米尺寸，但在橡胶中趋于聚集，但在此情况下，预期的是，补强效果因淀粉而抵消，并且补强效果依然不充分。

专利文献3公开了如下实施例，其中将具有40μm的平均粒径的细微粉末纤维素纤维以干燥状态与硅烷偶联剂一起引入橡胶组合物，并且在班伯里混炼机中混炼。然而，仅通过在混炼机中混炼，难以破坏由处于干燥状态引起的纤维素纤维之间的氢键来使纤维素纤维成为具有小直径的纤维，在此情况下，认为纤维素纤维依然以具有40μm的平均粒径的颗粒的形式分散在橡胶中。因此，不能期待细长纤维的补强效果。

另外，专利文献4公开了如下实施例，其中将具有0.1μm的平均纤维直径的改性的微原纤纤维素与橡胶组分混合。这些实施例公开了：将微原纤纤维素使用旋转式均化器在水中预先搅拌从而制备分散液，将橡胶胶乳导入其中，并且将所得物在7000rpm下混合10分钟。在此情况下，虽然使用旋转式均化器，但在除去水之前纤维趋于聚集，在这样的旋转速度下不产生足以解开聚集的纤维的剪切力。在该文献中，目测确认了不存在聚集物，但实际上，不清楚的是，什么厚度的微原纤纤维素分散在橡胶中。

另外，专利文献5提出了：使用通过二烯系聚合物的接枝聚合获得的纤维素纤维来增加在橡胶组分中的亲和性和分散性。然而，在此情况下，将在水中脱纤维的纤维在四氢呋喃(THF)中进行接枝处理，并且在该处理时，认为在水中曾经脱纤维的纤维再聚集。如果牢固的分子间氢键一旦形成，则难以将纤维再次脱纤维为纳米尺寸。

另外，专利文献6公开了一种橡胶用补强剂的制造方法，其包括：将具有2至200nm的平均粒径的纳米填料(无机填料)以纤维重量的0.1至0.5倍的量添加至原纤化纤维的水分散液，并且干燥所得混合物从而获得原纤化纤维和纳米填料的复合物；并且专利文献7公开了一种干燥形式的组合，其包括：具有小于0.8μm的平均直径的微原纤和至少一种矿物颗粒。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：JP H10-7811 A

专利文献2：JP 2005-133025 A

专利文献3：JP 2005-75856 A

专利文献4：JP 2009-84564 A

专利文献5：JP 2009-263417 A

专利文献6：JP 2011-102451 A

专利文献7：JP 2002-503621 W

发明内容

发明要解决的问题