橡胶构件和轮胎制造技术

本发明专利技术提供了在用于例如轮胎等橡胶制品时可以改善橡胶制品的冰上性能的橡胶构件。该橡胶构件包括纳米材料，并且特征在于，所述纳米材料在非纤维状的状态下的长轴为小于100nm或在纤维状的状态下的短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm，并且所述纳米材料的极性基团的含量为100mg/kg以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】橡胶构件和轮胎
本公开涉及橡胶构件和轮胎。
技术介绍
因为禁止镶钉轮胎，已经进行了用于改善冰雪路面上的轮胎的制动性和驱动性的各种研究。例如，JP2014-227487A(PTL1)提出通过使用以下来改善未镶钉轮胎所需要的例如冰上性能等性能同时提高增强性：改性天然橡胶，其通过除去非橡胶组分而高度纯化且具有pH借助用酸性化合物的处理等而调节至预定范围的橡胶组分；和填料例如炭黑。引用列表专利文献PTL1：JP2014-227487A
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述传统技术意欲通过调节橡胶组分的pH而抑制贮存期间的分子量的降低，因而在从根本上改善轮胎的冰上性能上受限。因此，本公开的目的是提供可以在用于例如轮胎等橡胶制品时改善橡胶制品的冰上性能的橡胶构件。本公开的另一目的是提供具有改善的冰上性能的轮胎。用于解决问题的方案根据本公开的橡胶构件为一种包括纳米材料的橡胶构件，其中所述纳米材料在非纤维状的情况下的长轴为小于100nm或在纤维状的情况下的短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm，并且极性基团的含量为100mg/kg以上。根据本公开的轮胎为一种轮胎，其包括：包含上述橡胶构件的胎面部。专利技术的效果因而可以提供能够在用于例如轮胎等橡胶制品时改善橡胶制品的冰上性能的橡胶构件。还可以提供具有改善的冰上性能的轮胎。附图说明在附图中：图1为表明根据所公开的实施方案之一的橡胶构件的表面和内部的示意性截面图。具体实施方式(橡胶构件)根据所公开的实施方案之一的橡胶构件包括纳米材料。纳米材料的长轴为小于100nm或者短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm，并且极性基团的含量为100mg/kg以上。根据所公开的实施方案之一的橡胶构件可以使用包含橡胶组分、纳米材料和其它任选组分的橡胶组合物来生产。典型地，例如，当车辆在冰雪路面上行驶时，由于例如冰雪路面与轮胎之间的摩擦热而形成水膜。该水膜使轮胎与冰雪路面之间的摩擦系数降低，并且使冰上性能劣化。鉴于此，根据所公开的实施方案之一的橡胶构件包括纳米材料，所述纳米材料的长轴为小于100nm或者短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm。因此，橡胶构件的表面粗糙度实际上增加，并且纳米材料还增加水膜的粘度，结果摩擦系数(静摩擦系数和动摩擦系数)的降低受到抑制。这改善了轮胎的冰上性能。此外，纳米材料的极性基团的含量为100mg/kg以上，因而具有与橡胶组分的强的相互作用。其增加水膜的粘度的效果，即改善冰上性能的效果，因此非常高。除了上述有利效果以外，根据本公开的橡胶构件还具有通过可以与冰雪路面接触的纳米材料得到的划痕效果。<纳米材料>用于本公开的纳米材料需要在除了纤维状以外的形式(非纤维状)的情况下长轴为小于100nm或者在纤维状的情况下短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm。如果在纳米材料为除了纤维状以外的形式的情况下长轴为100nm以上，则橡胶构件不具有充分高的表面粗糙度并且不能改善例如轮胎等橡胶制品的冰上性能。同样，如果在纳米材料为纤维状的情况下短轴长度为100nm以上或长轴长度为1000nm以上，则橡胶构件不具有充分高的表面粗糙度并且不能改善例如轮胎等橡胶制品的冰上性能。鉴于有效地改善冰上性能和鉴于可得性，在纳米材料为除了纤维状以外的形式的情况下，纳米材料的长轴优选为1nm至80nm，并且更优选10nm至60nm。鉴于有效地改善冰上性能和鉴于可得性，在纳米材料为纤维状的情况下，纳米材料的短轴长度优选为1nm以上且小于100nm并且更优选1nm至50nm，纳米材料的长轴长度优选为1nm以上且小于1000nm并且更优选300nm至800nm。根据所公开的实施方案之一的橡胶构件可以包括长轴为100nm以上的材料或者不满足短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm的条件的材料。然而，鉴于有效地改善冰上性能，根据所公开的实施方案之一的橡胶构件优选不包括任意的长轴为100nm以上的材料和不满足短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm的条件的微细材料。本文中，纳米材料的“长轴”表示连接纳米材料的外表面上的任意两点的最长直线的长度。纳米材料的“长轴”、“短轴长度”和“长轴长度”可以例如通过使用电子显微镜拍摄纳米材料来测量。本文中，“纤维状”表示其中通过使用电子显微镜拍摄测量的长径比为大于1的形式，并且“非纤维状”表示除了纤维状以外的形式。用于本公开的纳米材料的形式没有限制，只要其长轴为小于100nm或者短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm，并且可以根据目的适当地选择。实例包括颗粒状、纤维状、层状和四角状(tetrapod)。用于本公开的纳米材料的极性基团的含量为100mg/kg以上。如果纳米材料中的极性基团的含量为小于100mg/kg，则与橡胶组分的相互作用不足，并且增加水膜的粘度的效果，即改善冰上性能的效果，是不足的。鉴于进一步改善冰上性能，用于本公开的纳米材料中的极性基团的含量优选为250mg/kg以上，并且更优选750mg/kg以上。用于本公开的纳米材料中的极性基团的含量优选为小于10000mg/kg，并且更优选3000mg/kg以下，但不限于此。纳米材料中的极性基团的含量可以通过例如Kjeldahl法来计算。用于本公开的纳米材料中的极性基团没有限制，并且可以根据目的适当地选择。实例包括氨基(-NH2)、羧基(-COOH)、羟基(-OH)、硝基(-NO2)、氢基(-H)、氰基(-CN)和巯基(-SH)。这些极性基团可以单独或以两种以上的组合使用。其中，纳米材料中的极性基团更优选包括氨基。氨基可以进一步增加水膜的粘度并且进一步改善冰上性能，可能是因为极性基团之间的网络的影响以及与橡胶组分的强的相互作用。用于本公开的纳米材料可以由任意的有机材料和无机材料制成。无机材料没有限制，并且可以根据目的适当地选择。实例包括例如金刚石、二氧化硅、玻璃、石膏、方解石、萤石、正长石、氢氧化铝、氧化铝、银、铁、二氧化钛、氧化铈、氧化锌、炭黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、和粘土等无机材料。这些无机材料可以单独或以两种以上的组合使用。有机材料没有限制，并且可以根据目的适当地选择。实例包括例如纤维素、芳香族聚酰胺、尼龙和聚甲基丙烯酸甲酯等有机材料。这些有机材料可以单独或以两种以上的组合使用。在使用此类无机材料或有机材料作为本公开中的纳米材料的情况下，该材料可以根据需要通过任意方法来处理，以致极性基团的含量为100mg/kg以上。其中，鉴于高的比表面积和鉴于纳米材料之间的相互作用/水与纳米材料之间的相互作用/纳米材料与橡胶之间的相互作用，用于本公开的纳米材料优选为金刚石，优选为用极性基团改性的金刚石。根据本公开的橡胶构件中的纳米材料的含量没有限制，但相对于100质量份的橡胶组分优选为大于7质量份且250质量份以下。由于纳米材料的含量相对于100质量份的橡胶组分为大于7质量份，所以增加水的粘度的效果，即改善冰上性能的效果，是充分的。由于纳米材料的含量相对于100质量份的橡胶组分为250质量份以下，所以可以确保橡胶构件的充分的弹性体性能和机械强度。从相同的观点，纳米材料的含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶构件，其包括：纳米材料，其中所述纳米材料在非纤维状的情况下的长轴为小于100nm或在纤维状的情况下的短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm，并且极性基团的含量为100mg/kg以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.02 JP 2016-1522291.一种橡胶构件，其包括：纳米材料，其中所述纳米材料在非纤维状的情况下的长轴为小于100nm或在纤维状的情况下的短轴长度为小于100nm且长轴长度为小于1000nm，并且极性基团的含量为100mg/kg以上。2.根据权利要求1所述的橡胶构件，其中所述极性基团包括氨基。3.根据权利要求1或2所述的橡胶构件，其中所述纳米材料为用极性基团改性的金刚石。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：盐野纱彩，户田匠，桥口真，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：日本,JP