JP2000084938A - アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アルカノ―ルを含む硬化性ブラダ―組成物 - Google Patents

アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アルカノ―ルを含む硬化性ブラダ―組成物

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JP2000084938A
JP2000084938A JP11245091A JP24509199A JP2000084938A JP 2000084938 A JP2000084938 A JP 2000084938A JP 11245091 A JP11245091 A JP 11245091A JP 24509199 A JP24509199 A JP 24509199A JP 2000084938 A JP2000084938 A JP 2000084938A
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alkyleneoxy
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George Philemon Patitsas
ジョージ・フィリモン・パティツァス
Paul Harry Sandstrom
ポール・ハリー・サンドストロム
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Goodyear Tire and Rubber Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気入りタイヤのようなゴム組成物を加硫プ
レスに使用するための、硬化タイヤに対する接着性が減
少した膨張可能なブラダーを提供する。 【解決手段】 ブラダーはイソブチレンゴム重合体を含
んで成る架橋エラストマーである。ブラダー組成物は、
ブラダーと接触して硬化されたタイヤインナーライナー
から硬化したブラダーを解除する特性を改善するアルキ
ルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アルカノールを
含む。その改善された解除特性により、タイヤのような
ゴム組成物は、タイヤからブラダーを解除する間にもた
らされたり、磨耗又は変形したブラダーによりもたらさ
れる欠陥を少なくして成形することが可能になる。アル
キルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アルカノール
は、ブラダーを変えずに多くのタイヤを硬化させるブラ
ダーの有効寿命も延ばす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルキルフェノキ
シポリ(アルキレンオキシ)アルカノールが分散されて
いるタイヤ加硫性ブラダーに関する。ブラダーの好まし
いゴムとしては、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴム
のようなイソブチレンの重合体が挙げられる。パラアル
キルスチレンとイソブチレンとの共重合体及び/又はパ
ラアルキルスチレンとイソブチレンとのハロゲン化共重
合体はあまり好ましくなく、場合によっては除外され
る。本発明は、また、そのようなブラダーを使用してタ
イヤを硬化させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】常用の車両用空気入りゴムタイヤは、成
形プレス中で部分的に造形されたグリーン(未硬化)タ
イヤを成形及び硬化して製造される。このグリーンタイ
ヤは、内部流体・膨張性ブラダー(硬化性ブラダー)に
よって金型表面(雌型表面と称されることもある)に対
して外向きに押し付けられる。この成形法により、グリ
ーンタイヤはタイヤトレッドの模様及び側壁の形態を画
成する外側金型表面に対して造形される。熱及び圧力の
適用により、そのタイヤは昇温下で成形及び硬化され
る。
【0003】一般的なやり方では、ブラダーの膨張は、
内側のブラダーキャビティーに対して、タイヤの硬化、
すなわち加硫のための熱の移動にも関与するガス、熱水
及び/又はスチームのような流体により与えられる内圧
を適用することによって達成される。タイヤは、成形及
び硬化後に金型内でいくぶん冷却されるが、その冷却
は、ときに、ブラダーに冷水、即ちより冷たい水を加え
ることにより補助されることもある。次いで、金型が開
けられ、ブラダーの内部流体圧の開放を含めて、ブラダ
ーが潰され、そしてタイヤ金型からタイヤが取り出され
る。タイヤ硬化性ブラダーのそのような使用は当業者に
周知である。
【0004】認められているように、ブラダーの膨張段
階の間に、未硬化タイヤの内面とブラダーの外側接触面
との間に相対的な動きがある。同様に、ブラダーの崩壊
中に、タイヤの硬化された内表面とブラダーの外側接触
面との間にも相対的な動きがあり、またタイヤが成形、
硬化(加硫)された後に、その硬化タイヤからブラダー
の剥離もある。
【0005】ブラダーの表面は、タイヤ硬化サイクルの
ブラダー崩壊中に硬化タイヤの内面へ貼り付く傾向があ
る。この接着は、ブラダー表面やタイヤの内面の粗面化
をもたらす可能性がある。これは、ブラダーの耐久性を
低下させ、欠陥タイヤをもたらし得る。この理由から、
全成形操作中にタイヤ内面とブラダー外面との間の潤滑
性を高めるために、タイヤの成形前に、未硬化タイヤの
内面又はブラダーの外面に潤滑剤の下塗りを施すのが常
用のやり方である。この潤滑剤はブラダー潤滑とも称せ
られ、溶媒又は水に分散されたシリコーン重合体である
ことが多い。
【0006】ここで理解すべきは、硬化性ブラダーから
硬化タイヤの、工業的製造の設定における解除は、ブラ
ダーと隣接するタイヤ表面との間の解放(貼り付き又は
接着を防止する)現象と(滑りを高める)潤滑現象の両
現象と深く関連していることである。
【0007】タイヤ硬化性ブラダーにはブチルゴムが普
通に使用される。ブチルゴムは、主成分としてイソブチ
レンと、ブチルゴムを架橋させるのに十分な不飽和を与
える少量のジエン単量体、通常はイソプレンとの共重合
体である。後に臭素化されるが、パラメチルスチレンと
イソブチレンとの共重合体をエクソン社(Exxon)が製
造している。これらの重合体は、ブチルゴムが使用され
る多くの用途に有用である。ひまし油、ナフテン系及び
他の芳香族系油が、ブラダー組成物及びその組成物から
製造される硬化物品(ブラダー)を可塑化する(より容
易に変形し得るようにする)ために硬化性ブラダーで使
用されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって、硬化され
たタイヤに対する、接着性が減少した硬化性ブラダーを
提供することが望ましい。
【0009】
【発明を解決するための手段】発明の概要 この発明は、膨張可能なブラダーを使用してゴム組成物
の造形及び硬化を補助するタイプの硬化用プレスに関す
る。イソブチレンからの共重合体に由来する硬化性ブラ
ダー(curing bladder)配合物にアルキルフェノキシポ
リ(アルキレンオキシ)アルカノールを添入及び分散さ
せ、それに続いてブラダーゴムを架橋することが、その
硬化性ブラダーに対する硬化したタイヤのインナーライ
ナーの接着性を有意に低下させることが見出された。イ
ソブチレン重合体は、その硬化ブラダーの全ゴム状重合
体に対して一般に少なくとも50重量パーセントであ
る。
【0010】発明の詳しい説明 ブラダー組成物に有用なモノ又はポリ(アルキル)フェ
ノキシ(アルキレンオキシ)アルカノールは、ニュー・
ジャージー州(N.J.)のクランベリー(Cranbury)のロ
ーヌ・プーラン社(Rhone-Poulenc)のような色々な製
造業者から非イオン性界面活性剤として市販されてい
る。第1のアルキル基は約6〜12個、さらに好ましく
は8〜10個の炭素原子を有することができ、そしてオ
クチル基又はノニル基であるのが好ましい。フェノキシ
基上に1個のアルキル置換基が存在するのが好ましい
が、この化合物はフェノール上に2個又は3個以上のア
ルキル置換基を有していることもできる。アルキレンオ
キシ基は反復単位1個当たり2個又は3個の炭素原子を
有するのが、すなわちエチレンオキシ基又はプロピレン
オキシ基であるのが望ましい。この界面活性剤中のアル
キレンオキシ反復単位の数は平均1.5〜約40個、さ
らに望ましくは5〜30個、好ましくは約7〜約12個
の範囲で変え得る。最後のアルカノール基はエタノール
又はブロパノールであるのが好ましい。これらアルカノ
ールは、その分子の一部分(アルキルフェノキシ基)が
比較的疎水性であるが、他端のポリ(アルキレンオキ
シ)アルカノールが比較的親水性であるので、界面活性
剤である。このアルキルフェノキシポリ(アルキレンオ
キシ)アルカノールは、そのアルキレンオキシドの重量
パーセントによって特徴付けることもできる。アルキレ
ンオキシドは約24〜約90重量パーセントの範囲で変
えることができ、約50〜約87重量パーセントである
のがさらに望ましく、約60〜約73重量パーセントで
あるのがさらに好ましい。HLB(親水性−親油性バラ
ンス)は約4.8〜約18の範囲で変えることができ、
約10〜約17.4であるのが望ましく、そして約12
〜約14.6であるのが好ましい。この界面活性剤は次
のように表すことができる:
【0011】
【化1】
【0012】但し、式中のアルキル、アルキレンオキシ
及びアルカノールは上記のとおりであり、mは1〜5、
好ましくは1又は2であり、そしてnは上記のアルキレ
ンオキシ反復単位数である。ベンゼン環上のアルキル及
びアルキレンオキシ置換基は互いに対してパラ位である
のが望ましい。
【0013】アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキ
シ)アルカノールは、従来の、アルキルフェノキシ基の
ないポリ(エチレンオキシド)とは、そのポリ(エチレ
ンオキシド)がブラダーのブチルゴムとの相容性が有意
に小さい点で異なる。この相容性の相違は、ローヌ・プ
ーラン社製の界面活性剤であるイゲパール(Igepal:登
録商標)CAとCOの溶解度表を吟味することにより更
に良く理解することができる。この界面活性剤は、ポリ
(エチレンオキシ)基の重量パーセントが低いときは鉱
油、灯油及びキシレンに可溶性であるが、ポリ(エチレ
ンオキシ)基の重量パーセントが高くなると不溶性にな
る。アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アル
カノール中のアルキルフェノキシ基は、本発明において
二つの機能を奏すると予想される。第1は、ブラダー組
成物中でアルキルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)
アルカノールを可溶化することであり、第2は、硬化し
たブラダーにアルキルフェノキシポリ(アルキレンオキ
シ)アルカノール分子を固定することができることであ
る。アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アル
カノール分子には、ブラダーの表面に滲出する傾向があ
るだろうことが予想される。その分子のブラダーに対す
る固定は、その分子の硬化したタイヤ表面へのブラダー
表面からの除去を防止又は遅くする。
【0014】アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキ
シ)アルカノールは、アルキルフェノキシ基と硬化性ブ
ラダーのブチルゴムとの物理的相互作用により固定され
る。アルキルフェノキシポリ(アルキレンオキシ)アル
カノールとブチルゴムとの間には、化学結合はないと予
想され、またその存在は必要がない。したがって、望ま
しくは5重量パーセント未満、さらに望ましくは0.1
又は1重量パーセント未満のアルキルフェノキシポリ
(アルキレンオキシ)アルカノールが、硬化性ブラダー
のブチルゴム、又は他の任意のゴムに化学的に結合され
る。
【0015】ブラダー組成物中のアルキルフェノキシポ
リ(アルキレンオキシ)アルカノールの量は、熱剥離接
着強さの値を測定できる程度に変化させるのに十分な量
である。望ましい量は約1〜約20PHR、より望まし
くは約2〜約15PHRであり、そして好ましくは約3
〜約10PHRである。アルキルフェノキシポリ(アル
キレンオキシ)アルカノールは、ブラダーの硬化前にブ
ラダー組成物のゴムに添加及び分散される。アルキルフ
ェノキシポリ(アルキレンオキシ)アルカノールの界面
活性に因って、それは硬化したブラダーの表面に優先的
に位置するだろう。ここで、PHRなる用語は、ゴム組
成物中の全ゴム100重量部当たりの重量部数を意味す
る。この用語PHRは、すべての成分が、全配合物重量
ではなく、ゴム100重量部に対して測定されるとき、
配合物の変化及び比較を容易にするので、ほとんどのゴ
ム配合業者が採用している標準的な用語である。本願発
明の目的には、ゴム又はゴム状重合体は、重量基準で主
成分となるその成分のTg値が0℃未満、好ましくは−
20℃未満である架橋性の、主として非結晶性の重合体
である。
【0016】ゴム状重合体は、少なくとも50重量パー
セント、さらに望ましくは少なくとも75又は80重量
パーセント、好ましくは少なくとも90又は95重量パ
ーセントの、イソブチレン由来の反復単位が少なくとも
50重量パーセントである少なくとも1種のイソブチレ
ンゴム状重合体であるのが望ましい。ゴム状重合体の反
復単位の、望ましくは少なくとも70重量パーセント、
好ましくは少なくとも80、85又は90重量パーセン
トがイソブチレンに由来する。ここで、重合体は単独重
合体及び共重合体を意味すべく使用される。共重合体
は、本明細書中では、2種又は3種以上の単量体に由来
する重合体を意味すべく使用される。
【0017】本願の発明で好ましさが少ないゴム状重合
体は、イソオレフィンとパラアルキルスチレン、好まし
くは臭素化されたものに由来する反復単位を含む共重合
体である。イソオレフィンは、炭素原子数が4〜7個
(例えば、イソブチレン)であることができる。イソオ
レフィンがイソブチレンである場合、その共重合体はイ
ソブチレンゴム重合体である。パラアルキルスチレンの
アルキル基は、炭素原子数が1〜11個であることがで
きる。パラアルキルスチレンは、80、90又は95重
量パーセント又はそれ以上がパラメチルスチレンである
のが望ましい。その共重合体は1〜20重量パーセント
がパラメチルスチレンであるのが望ましく、2〜15重
量パーセントがパラメチルスチレンであるのがさらに望
ましい。この共重合体は80〜99重合パーセントがイ
ソブチレンであるのが望ましく、85〜98重量パーセ
ントであるのがさらに望ましい。
【0018】上記共重合体は、共重合体中に5重量パー
セントまでの、好ましくは約0.2〜約1.5又は約
2.5重量パーセントのハロゲン(例えば、臭素)を含
んでいるハロゲン化(例えば、臭素化)共重合体である
のが望ましい。他のハロゲン(例えば、塩素)によるハ
ロゲン化はあまり好ましくない。場合によっては、炭素
原子数が4〜8個の共役ジエン単量体が共重合体の5又
は8重量パーセントまで、さらに望ましくは0.5〜3
重量パーセントの量で存在していることができる。これ
らの臭素化共重合体は、米国特許第5,593,701
号明細書が、これらの共重合体はポリエーテル、ポリラ
クトン及びポリエステルにグラフトし、硬化性ブラダー
中で使用することができることを教示するように、あま
り好ましくない。
【0019】臭素化ブチルゴムの例は、125℃で50
±10のムーニー粘度ML(1+8)、94又は95重
量パーセントのイソブチレン含量、及び約5重量パーセ
ントのパラメチルスチレン含量を有し、全臭素含量が
0.8重量パーセントである登録商標エクスプロ(Exxp
ro)のもとで販売されている。ヨーロッパ特許出願公開
第0,344,021号明細書には、上記重合体の製造
方法を記載されている。このヨーロッパ特許公開明細書
をここに引用、参照することによって、それが本明細書
に含まれるものとする。エクスプロ(登録商標)はエク
ソン社から入手することができる。
【0020】ブラダー及び本発明に好ましいイソブチレ
ンゴム状重合体は、イソブチレンと、炭素原子数が4〜
8個である1種又は2種以上の共役ジエン、好ましくは
イソプレンとに由来する共重合体である。共役ジエン
(例えば、イソプレン)は1〜5又は10重量パーセン
ト存在し、残り(例えば、90又は95〜99重量パー
セント)がイソブチレン、及び場合によってはハロゲン
であるのが望ましい。イソブチレンと共役ジエンに由来
するこれらの共重合体に、ブチルゴム、並びにクロロブ
チルゴム及びブロモブチルゴムのようなハロゲン置換ゴ
ムがある。1つの好ましい態様では、ブラダー中の全ゴ
ム状重合体の少なくとも80、90又は95重合パーセ
ントが臭素化パラメチルスチレンを含まないこれらブチ
ルゴムである。また別に、ブラダーゴムの全反復単位の
少なくとも80、90又は95重量パーセントがイソブ
チレンに由来し、反復単位の5、10又は20重量パー
セントと言う残部が共役ジエンか、又はフェノール樹脂
硬化系を促進するのに使用されるクロロプレンのような
ハロゲン含有反復単位のどちらかに由来するものがあ
る。1つの態様において、ブチルゴムは全て本質的にパ
ラメチルスチレン由来のハロゲン化(例えば、臭素化)
反復単位を含まないイソブチレン重合体からなる。本明
細書の目的には、パラメチルスチレン由来の臭素化反復
単位を含まないイソブチレン重合体に関して本質的にな
ると言う用語は、それより誘導されるブラダーの物理的
性質が、パラメチルスチレン由来の臭素化反復単位を有
する重合体なしに製造されたブラダーとは、剥離接着試
験で(測定の実験誤差外の)測定可能な量を変化させな
いゴムを定義するものである。
【0021】少量(例えば、全ゴム重合体の10又は2
0重量パーセント未満)の、ネオプレンゴムのような汎
用ジエン系エラストマーを、硬化促進剤として又は他の
目的から含めることができる。ネオプレンゴム(ポリ
(クロロプレン)としても知られる)は、下記の樹脂硬
化系を使用するゴム配合物中で普通の硬化促進剤として
添加されることが多い。ゴム配合物中で、ネオプレン
は、たとえそれが硬化促進剤として分離機能を持つとし
ても、例えばそれが硬化系に対するハロゲン含有エラス
トマーとして機能するとしても、ゴム100重量部に対
して算入される。ハロゲン化イソブチレン重合体が存在
する場合、ネオプレンゴムのような追加のハロゲン源の
必要はなくなるだろう。
【0022】ブチルゴムブラダーは、硫黄硬化系又は樹
脂硬化系、或いはそれらの組み合わせによって硬化させ
ることができる。樹脂含有硬化剤は残留不飽和を有する
イソブチレン重合体に関して好ましい。硬化用の代表的
な樹脂に、常用のフェノール樹脂(レゾルシノール又は
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂)があり、約1〜約
10又は15PHRの量で使用される。本明細書中のい
くつかの実施例では、硬化剤としてフェノール・ホルム
アルデヒド樹脂、硫黄及び硫黄促進剤の組み合わせが使
用される。ブラダー用のそのような硬化系は、当業者に
周知である。例えば、米国特許第3,031,423号
明細書を参照されたい。この米国特許明細書をここに引
用、参照することにより、それが全て本明細書に含まれ
るものとする。ブチルゴムを硬化させるための反応性フ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂は、ニュー・ヨーク州
(N.Y.)、シェネクタディー(Schenectady)のシェネ
クタディー・インターナショナル社(Schenectady Inte
rnational)のような供給業者から商業的に入手するこ
とができ、この技術分野で周知である。
【0023】硫黄硬化系を使用しようとする場合、硫黄
の量はゴム100部当たり0.1〜10重量部(PH
R)であるのが望ましい。硫黄硬化剤の代表的な例に、
硫黄、硫黄供与剤、例えばアミンジスルフィド、高分子
ポリスルフィド又は硫黄オレフィン付加物がある。硫黄
の量は0.5〜7PHRであるのが好ましい。
【0024】硫黄硬化系に対する促進剤は0.1〜5P
HR、さらに望ましくは0.5〜2.5PHRの量で使
用することができる。これらの種類の促進剤は周知であ
って、アミン類(例えば、ヘキサメチレンテトラミ
ン)、ジスルフィド類、グアニジン類、チオ尿素類、チ
オール類、チアゾール類、チウラム類、スルフェンアミ
ド類、ジチオカルバメート類及びザンテート類がある。
これら促進剤の多くは、類別すると、ブラダー系を硬化
するには早すぎるか、遅すぎるかのどちらかであるが、
それらは少量で使用することができるか、又は各群中の
特定の化合物を、ブラダーを硬化させる際に使用するの
に適切だろう。2種又は3種以上の促進剤のブレンドも
使用することができる。スコーチ抑制剤を硬化開始前の
混合時間を延ばすために使用してもよい。この抑制剤は
市販されており、ブラダーの最終性質にはほとんど影響
しない。
【0025】硬化性ブラダーの硬化ゴム組成物は、充填
剤、素練り促進剤、ステアリン酸、促進剤、硫黄加硫
剤、硬化用の反応性樹脂、オゾン亀裂防止剤、酸化防止
剤、プロセスオイル、活性化剤、開始剤、可塑剤、ワッ
クス、予備加硫抑制剤、エキステンダー油などを含め
て、常用の添加物を含んでいることができる。
【0026】充填剤にはカーボンブラックのような強化
用充填剤があり、約10又は25〜約75又は約85P
HRの量で使用することができ、あるいは100PHR
のような量でも使用することができる。使用される典型
的なカーボンブラックとして、アセチレンブラック、N
110,N121,N220,N231,N234,N
242,N293,N299,N326,N330,M
332,N339,N343,N347,N351,N
358,N375,N472,N539,N550,N
660,N683,N754及びN765が挙げられ
る。(カーボンブラックのような)強化型充填剤はブラ
ダーの硬化に使用するのが好ましい。シリカがカーボン
ブラックに加えて使用できる。
【0027】酸化防止剤及びオゾン亀裂防止剤は、硬化
性ブラダー組成物に添加するのが望ましいだろう。酸化
防止剤は、酸化性架橋又は酸化性分子鎖の切断を防止
し、その結果ゴムのモジュラス及び破壊性は、特に昇温
下での酸化に曝露されている間でも変化しない。ゴムコ
ンパウンド用一般の、さらに具体的にはブチルゴム用の
酸化防止剤はこの技術分野で周知である。望ましい量は
0.1〜10PHRで、約2〜6PHRがさらに望まし
い。オゾン亀裂防止剤は、オゾンに曝露されることに因
る分子鎖の切断を防止する化合物である。それらもこの
技術分野で周知である。酸化防止剤及びオゾン亀裂防止
剤として、モノフェノール類、ビスフェノール類、チオ
フェノール類、ポリフェノール類、ヒドロキノン誘導
体、ホスファイト類、ホスフェート混合物、チオエステ
ル類、ナフチルアミン類、ジフェノールアミン類、さら
には他のジアリールアミン誘導体、パラフェニレンジア
ミン類、キノリン類及び混合アミン類が挙げられる。
【0028】種々の追加の油及びワックスが、硬化性ブ
ラダー配合物において使用することができる。この油及
びワックスとブチルゴム及びゴム配合物の他の成分との
相溶性に依存して、それらを均一に分散させることもで
きるし、あるいはそれらが故意に組成物から相分離する
(表面への移動)傾向を見せるようにすることもでき
る。ワックスにマイクロクリスタリンワックス及びパラ
フィンワックスがある。油に脂肪族系、ナフテン系及び
芳香族系の樹脂、ポリエチレングリコール、石油、エス
テル系可塑剤、加硫植物油、ひまし油、パインタール、
フェノール樹脂、石油樹脂、高分子エステル及びロジン
がある。油とワックスは20PHRまでの、さらに望ま
しくは約1〜10PHRの量で使用することができる。
ステアリン酸、パルミチン酸及びオレイン酸のような脂
肪酸は約0.1〜5PHRの量で使用することができ、
約0.2〜1PHRの範囲が好ましい。酸化亜鉛は約
0.5〜約10PHRの量で存在することができる。
【0029】硬化性ブラダー一般及び実施例のための硬
化性ブラダーを混合及び成形する方法を以下に示す。バ
ンバリーミキサー又は同等の装置(例えば、2本ロール
機のような高剪断混合機)中で、ゴム重合体、カーボン
ブラック実質的な部分、イゲパールCO−630(存在
する場合)、油及び酸化亜鉛を、混合物の温度が約16
5℃に達するまで混合した。その材料を分出ロール機
(sheet-off mil)上に落し、冷却した。冷却された材
料を、第2混合段階でバンバリーミキサー又は同等の装
置に加えた。次いで、残りのカーボンブラックと加工助
剤を、混合機中に、バンバリーの混合温度が約150℃
に達するまで加えた。この材料を再び分出ロール機上に
落とし、冷却した。第3及び第4混合段階において、
(任意のフェノール樹脂、促進剤及び硫黄も含めて)硬
化剤を加え、そして混合物の温度が約115℃に達する
まで混合した。その材料を第3及び第4段階に続いて落
し、冷却した。
【0030】硬化性ブラダーは、射出成形機、トランス
ファー成形機又は圧縮成形機中で成形することができ
る。バンバリーからの材料はスラッグとして押し出すこ
とができる。モンサント式(Monsanto)レオメーターが
特定の温度で最適の硬化を発現させる適切な時間を決定
するのに使用される。実際の硬化時間は、加熱速度と硬
化性ブラダーのゲージ(厚さ)に依存する。硬化性ブラ
ダーはドーナツ形状を有しているのが望ましい。実施例
で試験した硬化性ブラダー材料は185℃で30分間硬
化された。
【0031】本発明の硬化性ブラダーは、車両用空気入
りタイヤ及び他の用途のための多種多様な空気入りタイ
ヤを含めて、様々の炭化水素ゴム組成物の成形及び硬化
に有用である。ブラダーを備えた硬化プレス中で硬化さ
せることができる他のゴム物品として、ホース、種々の
スリーブ及び空気バネ(大型営業用車両で使用される衝
撃吸収バネ)が挙げられる。硬化性ブラダーは、それら
の高い解除特性に起因して、良好な潤滑性、硬化された
炭化水素ゴムからの望ましい解除特性及び長い寿命(破
壊サイクル数)を有する。
【0032】製造されたままの硬化性ブラダーの典型的
な性質は、300パーセントモジュラスが3.0〜8.
0MPa、破壊強度が5〜14MPa、破壊伸度が40
0〜1,000パーセント、100℃におけるショアA
硬度が35〜65、ASTMD412(190℃、50
パーセント伸度において16時間)による熱残留伸びが
5〜25パーセント、及びブチルゴムインナーライナー
に対する熱剥離接着強さが30〜100Nであるのが望
ましい。硬化性ブラダーは300パーセントモジュラス
が3〜6MPa、破壊強度が8〜11MPa、破壊伸度
が600〜900パーセント、100℃におけるショア
A硬度が35〜50、熱残留伸びが8〜22パーセン
ト、及び熱剥離接着強さが30〜100Nであるのがさ
らに望ましい。空気中、191℃で24時間老化処理
(aging)後の硬化性ブラダーの性質は、破壊伸度が2
50〜600パーセント、さらに望ましくは275〜5
00パーセント、300パーセントモジュラスが4.0
〜8.0MPa、破壊強度が4.5〜8.0MPa、1
00℃におけるショアA硬度が55〜75であるのが望
ましい。
【0033】次の表1は、硬化性ブラダー組成物である
対照例AとB及び実施例IとIIの配合処方を示すもの
である。対照例Aと実施例Iのイソブチレンゴム重合体
は、51±5の125℃におけるムーニー粘度ML(1
+8)を有する標準のブチルゴムである。対照例Bと実
施例IIのイソブチレンゴム重合体は、イソブチレンと
臭素化されたパラメチルスチレンとの共重合体と、標準
のブチルゴムとのブレンドである。
【0034】
【表1】
【0035】*エクスプロ・ブチルゴムは、イソブチレ
ンが約94重量パーセント、パラメチルスチレンが約5
重量パーセント、および臭素化の結果として主としてパ
ラメチル基上に存在する臭素が約1重合パーセントであ
るイソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体であ
る。この材料は50±10の125℃におけるムーニー
粘度ML(1+8)を有する。これはエクソン社より入
手することができる。
【0036】臭素化イソブチレンとパラメチルスチレン
(エクスプロ・ブチルゴム)を、対照例Bと実施例II
の両方でイソブチレンゴム重合体の一部として使用し
た。反応性フェノール・ホルムアルデヒド硬化剤は、硫
黄型硬化剤と共に使用した。臭素化イソブチレン及びパ
ラメチルスチレンは、フェノール樹脂硬化用のハロゲン
源として役立つ。イゲパール(登録商標)CO−630
の添加によってモジュラスと破壊強度に僅かな減少があ
った。イゲパールCO−630は、約9個のエチレンオ
キシ単位、約60+重量パーセントのエチレンオキシ基
及び約13のHLBを有するノニルフェノキシポリ(エ
チレンオキシ)エタノールである。これはニュー・ジャ
ージー州、クランベリーのローヌ・プーラン社から入手
することができる。ハロブチルゴムインナーライナーに
対する熱剥離接着強さは対照例A及びBより測定可能な
程度に低く、実施例Iでは対照例Aに対して35パーセ
ント(35/99)に過ぎず、また実施例IIでは対照
例Bに対して56パーセント(55/98)に過ぎなか
った。このことは、成形潤滑剤を頻繁に塗布する必要が
少ないか、又は有効寿命が長くなったブラダーをもたら
すものである。
【0037】試料に対する引張試験はこの技術分野で周
知であって、モジュラス、破壊強度及び伸度値を得るた
めに使用された。熱剥離接着試験は、二つの異なる支持
体間の界面接着力を95℃で測定するものである。界面
調節剤(潤滑剤とも称せられる)を、所望によって、試
験がなされる前にブラダー支持体の界面に加える。これ
ら調節剤は水中に分散された乳化可能なシリコーンオイ
ルを含み、ヒュームドシリカによって増粘稠されてい
る。ブラダー材料を混合し、裏材としての布帛と共に金
型内で185℃で30分間硬化させる。窓(幅5mm×
長さ100mm)が切り開けられ、横方向に配置された
マイラー(Mylar:登録商標)シートを、布帛裏材が貼
り付けられている硬化したブラダー材料と未硬化タイヤ
インナーライナー材料である第2の支持体との間に入れ
る。インナーライナー組成物は、少なくとも70PHR
のブロモブチルゴム(例えば、臭素21パーセント及び
125℃でのML+4・40±4)、30PHRまでの
他のゴム、約50〜60PHRのN660のようなGP
Fカーボンブラック、約18PHRのアルキル化ナフテ
ン系及び芳香族系炭化水素並びにナフテン系及び芳香族
系プロセスオイルのような加工助剤、約2PHRの酸化
亜鉛、約1.5PHRの4−モルホリニル−2−ベンゾ
チアジルジスルフィドのような促進剤、並びに約0.5
PHRの硫黄を含んで成る。マイラー(登録商標)シー
ト中の窓は、ブラダー試料と(タイヤインナーライナー
試料のような)他の支持体との間に既知の界面接着面積
を創出する。そのタイヤインナーライナー材料に布帛裏
材を貼り付ける。布帛裏材とマイラーシートを有する二
つの支持体(ブラダーとタイヤインナーライナー)との
集成試料は、第2支持体をダイヤフラム硬化金型内で1
00psiの圧力(0.69MPa)により150℃で
28分間硬化させる硬化サイクルを受ける。布帛裏材
は、硬化中にタイヤインナーライナーに接着される。こ
の工程の後、その集成試料を幅1インチ(2.54c
m)の細長片に切断し、その中央に上記マイラーの窓部
分を縦長に配置し、その後二つの支持体材料を手の操作
により僅かに分離させる。次いで、それらを分離された
支持体間の剥離角度が180度になるような配置で、イ
ンストロン(Instron:登録商標)型力変位試験機に取
り付ける。この力変位試験機は51mm/分の速度で支
持体を分離し、そして使用された力を記録する。試料の
幅で割った接着面積上に使用された平均の力を接着値と
して記録する。
【0038】本明細書で説明された硬化性ブラダーは、
炭化水素ゴム組成物、好ましくは空気入りタイヤを硬化
させるブラダー型又はダイヤフラム型硬化プレスに有用
である。これらのプレスは、ダイヤフラム又はブラダー
の外に1つ又は2つ以上の成形表面を有するのが望まし
い。未硬化炭化水素組成物を金型に入れ、その金型を閉
じ、ブラダー又はダイヤフラムをふくらませる(通常
は、スチームのような加熱ガスによって膨張させる)。
これにより、未硬化組成物(望ましくはグリーンタイ
ヤ)は、ブラダー又はダイヤフラムと一つ又は2つ以上
の他の金型表面との間にサンドイッチされる。その炭化
水素ゴムは、典型的には、流動して上記の一つ又は2つ
以上の、しばしば金属又はその合金である他の金型表面
に適合して、成形操作の間にかなり硬く固定される。そ
の未硬化組成物をさらに加熱すると、それは硬化(加硫
又は架橋とも称される)され、一つ又は2つ以上の硬い
金型表面に適合した成形品(硬化組成物)の最終形状に
固化させる。ブラダー又はダイヤフラムは、次いで、成
形品の取り外しを容易にするために、その空気が抜かれ
る(内圧を除く)。物品(成形品)の形状に依存して、
一つ又は2つ以上の他の成形面は金型を開けるために物
理的に移動可能とすることができ、それにより部品の取
り外しが容易になる。
【0039】以上、特許事情に従って、最善の形態と好
ましい態様を説明したが、本発明の範囲はそれらに限定
されず、前記特許請求の範囲により限定されるものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 30:00 (71)出願人 590002976 1144 East Market Stre et,Akron,Ohio 44316− 0001,U.S.A. (72)発明者 ポール・ハリー・サンドストロム アメリカ合衆国オハイオ州44278,トール マッジ,ミルトン・ドライブ 96

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張性ブラダーを使用してゴム組成物を
    造形し、硬化させるのを助けるタイプのゴム組成物の硬
    化用プレスにして、該ブラダーが次の:1種又は2種以
    上の架橋性ゴム状重合体、および該1種又は2種以上の
    ゴム状重合体のための1種又は2種以上の硬化剤を含む
    ゴム配合物を架橋することにより作製されており、 ここで、該架橋性ゴム状重合体の少なくとも90重量パ
    ーセントは、イソブチレンに由来する反復単位を少なく
    とも90重量パーセント、および炭素原子数4〜8個の
    共役ジエンに由来する反復単位を1〜10重量パーセン
    ト、そして、場合によって加えられる、臭素化パラメチ
    ルスチレン以外のハロゲン化された反復単位を10重量
    パーセントまでの量でそれぞれ含む少なくとも1種のイ
    ソブチレン系ゴム状重合体である、該硬化用プレスにお
    いて、 該ブラダーが、さらに、該ゴムブラダー配合物中のゴム
    状重合体100重量部に基づいて約2〜約15重量部
    の、アルキル基が6〜12個の炭素原子を有し、またア
    ルキレン基が2〜3個の炭素原子を有するものであるモ
    ノ又はポリ(アルキル)フェノキシポリ(アルキレンオ
    キシ)アルカノールを、該ブラダー全体に分散して含ん
    でいることを改善点とする、上記の硬化用プレス。
  2. 【請求項2】 前記モノ又はポリ(アルキル)フェノキ
    シポリ(アルキレンオキシ)アルカノールのアルキレン
    オキシ基が、エチレンオキシ基であることを特徴とす
    る、請求項1に記載の硬化用プレス。
  3. 【請求項3】 前記モノ又はポリ(アルキル)フェノキ
    シポリ(アルキレンオキシ)アルカノールが、平均で5
    〜30個のエチレンオキシ反復単位を有し、そして該モ
    ノ又はポリ(アルキル)フェノキシポリ(アルキレンオ
    キシ)アルカノールのモノ又はポリ(アルキル)基が単
    一のオクチル基又はノニル基であることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の硬化用プレス。
  4. 【請求項4】 前記硬化用プレスが、ゴム組成物を空気
    入りタイヤに造形し、硬化させるように設計されている
    ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の硬
    化用プレス。
  5. 【請求項5】 次の:1種又は2種以上の架橋性ゴム状
    重合体にして、その少なくとも90重量パーセントが、
    イソブチレンに由来する反復単位を少なくとも90重量
    パーセント、および炭素原子数4〜8個の共役ジエンに
    由来する反復単位を1〜10重量パーセント、そして、
    場合によって加えられる、臭素化パラメチルスチレン以
    外のハロゲン化された反復単位を10重量パーセントま
    での量でそれぞれ含む少なくとも1種のイソブチレン系
    ゴム状重合体である該架橋性ゴム状重合体、および該1
    種又は2種以上のゴム状重合体のための1種又は2種以
    上の硬化剤を含んで成ることを特徴とするを膨張性の硬
    化用ブラダーにおいて、 該ブラダーが、さらに、該ゴムブラダー配合物中のゴム
    状重合体100重量部に基づいて約2〜約15重量部
    の、アルキル基が6〜12個の炭素原子を有し、またア
    ルキレン基が2〜3個の炭素原子を有するものであるモ
    ノ又はポリ(アルキル)フェノキシポリ(アルキレンオ
    キシ)アルカノールを、該ブラダー全体に分散して含ん
    でいることを改善点とする、上記の膨張性硬化用ブラダ
    ー。
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