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公開番号2025084133
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2024203260
出願日2024-11-21
発明の名称セルロースナノファイバーを含むゴム組成物
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C08L 21/00 20060101AFI20250526BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】セルロースナノファイバーの分散性及び配向性に優れるゴム組成物、ゴム複合体及びゴム硬化物の提供、及び、一態様において、良好な物性(特に、引張特性及びモジュラス)並びに表面平滑性を示すゴム硬化物の提供。
【解決手段】一態様において、セルロースナノファイバーと、第1のゴムと、第2のゴムとを含むゴム組成物であって、前記第1のゴム及び前記第2のゴムが、液状ゴムであり、38℃において、前記第1のゴムの粘度η1が前記第2のゴムの粘度よりも小さい、ゴム組成物が提供される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
セルロースナノファイバーと、第１のゴムと、第２のゴムとを含むゴム組成物であって、
前記第１のゴム及び前記第２のゴムが、液状ゴムであり、
３８℃において、前記第１のゴムの粘度η１が前記第２のゴムの粘度よりも小さい、ゴム組成物。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
３８℃において、前記第１のゴムの粘度η１が５，０００ｍＰａ・ｓ～１００，０００ｍＰａ・ｓであり、前記第２のゴムの粘度η２が１００，０００ｍＰａ・ｓ～８００，０００ｍＰａ・ｓである、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記第２のゴムの数平均分子量が、４，５００～１５０，０００である、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記第２のゴム１００質量部に対し、前記第１のゴムを５質量部～３００質量部含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項５】
セルロースナノファイバー１００質量部に対し、前記第１のゴムを５質量部～１００質量部含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項６】
セルロースナノファイバー１００質量部に対し、前記第２のゴムを１０質量部～３００質量部含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項７】
前記第２のゴムを５質量％～６０質量％含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項８】
前記第１のゴムが、芳香族ビニル単量体単位を含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項９】
前記第２のゴムが、無水マレイン酸変性液状ポリイソプレンである、請求項１又は２のゴム組成物。
【請求項１０】
分散剤を更に含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の一態様は、セルロースナノファイバーを含むゴム組成物等に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム成形体においては、機械強度、柔軟性、耐摩耗性、加工性等の種々の特性を高度にバランスさせることが求められており、例えば、弾性率、硬度，耐摩耗性等を向上させる目的で、ゴム成形体中にフィラーを含有させることが一般的に行われている。このようなフィラーを含むゴム成形体が所望の特性を発揮するためには、フィラーがゴム中に良好に分散していることが重要である。近年、環境問題への意識の高まりから、ゴム成形体に含有させるフィラーとして、低比重且つ再生可能な材料であるセルロースの利用が種々模索されている。中でも、セルロースナノファイバーは、各種ポリマーと組合せてポリマー成形体を構成した際の当該ポリマー成形体に与える使用量当たりの補強効果が良好であることから、ポリマー成形体用のフィラーとして極めて有望である。セルロースナノファイバーをゴム成形体に利用できれば、低比重で且つ各種物性に優れ、多様な用途に利用でき、輸送コスト及び廃棄コストの点でも有利であるゴム成形体を提供できる。しかし、セルロースナノファイバーは、セルロース中の水酸基の寄与によって本質的に親水性であることから、一般に疎水性が高い材料であるゴムとの混和は困難である。そこで、セルロースナノファイバーとゴムとの混和性を向上させるための種々の試みが行われてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１は、ゴム成分、セルロース繊維であってよいミクロフィブリル化植物繊維、及び当該ミクロフィブリル化植物繊維と共有結合可能な修飾剤を含むタイヤ用ゴム組成物を記載する。
【０００４】
また、特許文献２は、極性基を０．１モル％以上有する変性ジエン系ゴムを５質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に、酸化セルロースナノファイバーを１～５０質量部配合することを特徴とするタイヤ用ゴム組成物を記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－４１０７６号公報
特開２０１９－１４７８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載される技術は、セルロース繊維をゴム組成物中に分散させて当該ゴム組成物の機械特性を向上させようとするものである。しかし、これらの技術によっても、ゴム組成物中でのセルロースナノファイバーの分散性は未だ十分ではなく、機械特性にはなお改善の余地があった。加えて、各種成形体においてセルロースナノファイバーを配合する際には、当該成形体の外観、摺動性等の観点から、良好な表面平滑性が求められる場合がある。良好な表面平滑性を得るためには成形体中でセルロースナノファイバーを良好に配向させることが有利である。しかし、特許文献１及び２においてセルロースナノファイバーの配向性には着目されていない。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決し、一態様において、セルロースナノファイバーの分散性及び配向性に優れるゴム組成物、ゴム複合体及びゴム硬化物の提供を目的とし、一態様において、良好な物性（特に、引張特性及びモジュラス）並びに表面平滑性を示すゴム硬化物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、以下の項目を包含する。
［項目１］
セルロースナノファイバーと、第１のゴムと、第２のゴムとを含むゴム組成物であって、
前記第１のゴム及び前記第２のゴムが、液状ゴムであり、
３８℃において、前記第１のゴムの粘度η１が前記第２のゴムの粘度よりも小さい、ゴム組成物。
［項目２］
３８℃において、前記第１のゴムの粘度η１が５，０００ｍＰａ・ｓ～１００，０００ｍＰａ・ｓであり、前記第２のゴムの粘度η２が１００，０００ｍＰａ・ｓ～８００，０００ｍＰａ・ｓである、項目１に記載のゴム組成物。
［項目３］
前記第２のゴムの数平均分子量が、４，５００～１５０，０００である、項目１又は２に記載のゴム組成物。
［項目４］
前記第２のゴム１００質量部に対し、前記第１のゴムを５質量部～３００質量部含む、項目１～３のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目５］
セルロースナノファイバー１００質量部に対し、前記第１のゴムを５質量部～１００質量部含む、項目１～４のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目６］
セルロースナノファイバー１００質量部に対し、前記第２のゴムを１０質量部～３００質量部含む、項目１～５のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目７］
前記第２のゴムを５質量％～６０質量％含む、項目１～６のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目８］
前記第１のゴムが、芳香族ビニル単量体単位を含む、項目１～７のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目９］
前記第２のゴムが、無水マレイン酸変性液状ポリイソプレンである、項目１～８のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目１０］
分散剤を更に含む、項目１～９のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目１１］
前記分散剤が、ノニオン性である、項目１０に記載のゴム組成物。
［項目１２］
分散剤／第２のゴムの重量比が、０．０１～２．０である、項目１０又は１１に記載のゴム組成物。
［項目１３］
第３のゴムを更に含む、項目１～１２のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目１４］
前記第３のゴムが、天然ゴムである、項目１３に記載のゴム組成物。
［項目１５］
乾燥体である、項目１～１４のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目１６］
破砕物メジアン径が、１０μｍ～８．０ｍｍである、項目１５に記載のゴム組成物。
［項目１７］
破砕物ゆるめ嵩密度が、０．０１ｇ／ｃｍ
３
～０．８０ｇ／ｃｍ
３
である、項目１５又は１６に記載のゴム組成物。
［項目１８］
ゴム組成物の化学結合度が、０．０１～４．０である、項目１～１７のいずれかに記載のゴム組成物。
［項目１９］
項目１～１８のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法であって、
セルロースナノファイバーと、前記第１のゴムとを混合して予備組成物を得る第１の工程、及び
前記予備組成物と、前記第２のゴムとを混合してゴム組成物を得る第２の工程、
を含む、方法。
［項目２０］
項目１～１８のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法であって、
前記第１のゴムと、前記第２のゴムとを混合して予備組成物を得る第１の工程、及び、
前記予備組成物と、前記セルロースナノファイバーとを混合してゴム組成物を得る第２の工程、
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一態様において、セルロースナノファイバーの分散性及び配向性に優れるゴム組成物、ゴム複合体及びゴム硬化物を提供でき、一態様において、良好な物性（特に、引張特性及びモジュラス）及び表面平滑性を示すゴム硬化物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示の実施の形態（以下、「本実施形態」と略記する。）について説明するが、本発明はこれら実施形態に何ら限定されない。なお本開示の特性値は、特記がない限り、本開示の［実施例］の項に記載される方法又はこれと同等であることが当業者に理解される方法で測定される値である。
（【００１１】以降は省略されています）

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