JP2002234978A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
組成物を提供することを、その課題とする。 【解決手段】 2.5モル%を超えるマルチオレフィン含
有量、240 kg/モルを超える分子量Mwおよび1.2重量%
未満のゲル含有量を有する、低ゲル含有量で高分子量の
イソオレフィンマルチオレフィンコポリマー、または2.
5モル%を超えるマルチオレフィン含有量、240 kg/モル
を超える分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲル含有量を
有する、低ゲル含有量で高分子量のハロゲン化イソオレ
フィンマルチオレフィンコポリマー、または上記非ハロ
ゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポリマーと上
記ハロゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポリマ
ーとの混合物を含んでなることを特徴とする組成物を、
その解決手段とする。
Description
ヤトレッド用のゴム組成物、特に空気入りタイヤのタイ
ヤトレッド用のゴム組成物に関する。
て、ウエットグリップの開発および改善は、重要な達成
目標である。タイヤトレッドのウエットグリップの改善
については、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの
使用が知られているが、一般に、これらのゴムは、耐摩
耗性が乏しく、タイヤの寿命は、許容できないほどであ
る〔US-A-2,698,041、GB-A-2,072,576、EP-A-0 385 76
0〕。
と、1またはそれ以上のマルチオレフィン(multiolefi
n)コモノマーとのコポリマーである。市販のブチルゴ
ムは、多量成分のイソオレフィンと、少量成分(2.5重
量%以下)のマルチオレフィンとからなる。好適には、
イソオレフィンは、イソブチレンである。
ン、ブタジエン、ジメチルブタジエン、ピペリレンなど
が包含され、このうち、イソプレンが好適である。
たはBr基を有するブチルゴムである。
メチルを使用し、重合開始剤としてフリーデル-クラフ
ツ触媒を使用する懸濁法で製造される。塩化メチルは、
比較的安価なフリーデルクラフツAlCl3触媒を、イソブ
チレンおよびイソプレンコモノマーと共に、可溶化しう
る利点がある。さらに、得られたブチルゴムポリマー
は、塩化メチル中に不溶性であるため、溶液から微粒子
として析出する利点がある。重合は、一般に約−90℃〜
−100℃の温度で行なわれる。米国特許第2,356,128号お
よび「Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistr
y」Aシリーズ第23巻(1993年)の288〜295頁を参照され
たい。ゴム用途として十分に高い分子量を達成するに
は、低い重合温度が必要である。
不飽和ジエンゴム(BR、NR、SBR)との架橋効率を高め
るには、より高い不飽和度が望ましく、この架橋効率の
向上より、タイヤトレッド組成物中のハロゲン化または
非ハロゲン化コポリマーの性能を向上させることができ
る。
供給材料中、イソプレン量を増量させると、ポリマー特
性は、より劣化し、特に分子量が低下する。マルチオレ
フィンコモノマーによる分子量の抑制作用は、原則とし
て、反応温度の低下によって相殺することができる。し
かしながら、この場合、ゲル化をもたらす二次反応が大
きな程度で起こる。−120℃付近の反応温度でのゲル化
およびかかるゲル化を減少させうる方法は、次の文献に
記載されている:Rubber Chemistry & Technology 49,
960-966(1976)に掲載されたW.A. Thaler, D.J. Buckl
ey Sr., Meeting of the Rubber Division, ACS、オハ
イオ州クリーブランド、1975年5月6〜9日。この目的に
必要なCS2などの補助溶媒は、その取扱いが困難である
だけでなく、比較的高い濃度で使用する必要があるた
め、得られるタイヤトレッドブチルゴムの性能を劣化さ
せてしまう。
ンを、先行技術よりもわずかに高い濃度で存在させ(供
給原料中約2モル%)、比較的低い温度でバナジウム開
始剤系を採用しているが、この方法は、AlCl3触媒共重
法(反応温度−120℃、イソプレン濃度>2.5モル%)の
場合と同様に、−70℃の温度でもゲル化が生じてしま
う。この生成物は、タイヤトレッドの用途に適してい
る。
ゾン性などの優れた特性を示すと共に、空気に対する不
透過性が改善されている。市販のハロブチルゴムは、イ
ソブチレンと、約2.5重量%以下のイソプレンとのハロ
ゲン化コポリマーである。このイソプレンの含有量を増
加させると、ゲル化が起こったり、ハロゲン化ブチル用
の出発材料であるレギュラー(regular)ブチルゴムの
分子量が小さくなりすぎる。したがって、本願出願前、
2.5モル%を超えるコモノマー含有量および240kg/モル
を超える分子量Mwを有し、かつ1.2重量%未満のゲルし
か含んでない、ゲルフリーハロゲン化ブチルは、これま
で、全く知られていない。
レッド用ゴム組成物(特に、空気入りタイヤのタイヤト
レッド用のゴム組成物)であって、当該ゴム組成物は、
2.5モル%を超えるマルチオレフィン含有量、240 kg/モ
ルを超える分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲル含有量
を有する、低ゲル含有量で高分子量のイソオレフィンマ
ルチオレフィンコポリマー(特に、低ゲル含有量で高分
子量のブチルゴムまたはイソブテン、イソプレンおよび
所望による付加的なモノマーから合成される、低ゲル含
有量で高分子量のイソオレフィンマルチオレフィンコポ
リマー)、または2.5モル%を超えるマルチオレフィン
含有量、240 kg/モルを超える分子量Mwおよび1.2重量
%未満のゲル含有量を有する、低ゲル含有量で高分子量
のハロゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポリマ
ー(特に、低ゲル含有量で高分子量のハロゲン化ブチル
ゴムまたはイソブテン、イソプレンおよび所望による付
加的なモノマーから合成される、低ゲル含有量で高分子
量のハロゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポリ
マー)、または上記非ハロゲン化イソオレフィンマルチ
オレフィンコポリマーと上記ハロゲン化イソオレフィン
マルチオレフィンコポリマーとの混合物を含んでなるこ
とを特徴とする組成物を提供することである。
造方法を提供することである。
物からなるタイヤトレッドを提供することである。
るコポリマーを得るために重合されるモノマーに関し、
本明細書に用いられる「イソオレフィン」なる用語は、好
適には炭素原子数4〜16のイソオレフィン、特にイソブ
テンを意味する。
れるイソオレフィンと共重合可能な全てのマルチオレフ
ィンを使用することができる。好適には、ジエンを使用
することができる。特に好適には、イソプレンを使用す
ることができる。
業者に知られるイソオレフィンおよび/またはジエンと
共重合可能な全てのモノマーを使用することができる。
好適には、スチレン、α-メチルスチレン、種々のアル
キルスチレン、例えばp-メチルスチレン、p-メトキシス
チレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、4-
ビニルトルエンなどを使用することができる。
りも高く、好適には3.5モル%よりも高く、より好適に
は5モル%よりも高く、さらに一層好適には7モル%を超
えることができる。
適には300 kg/モルよりも高く、より好適には350 kg/モ
ルよりも高く、さらに一層好適には400 kg/モルを超え
ることができる。
適には1重量%未満であり、より好適には0.8重量%未満
であり、さらに一層好適には0.7重量%未満とすること
ができる。
触媒/開始剤の存在下に実施することができる。触媒/
開始剤は、バナジウム化合物、ハロゲン化ジルコニウ
ム、ハロゲン化ハフニウム、これら化合物のうち2また
は3つの化合物の混合物、これら化合物の1、2または3つ
とAlCl3との混合物からなる群並びにAlCl3誘導触媒系、
塩化ジエチルアルミニウム、塩化エチルアルミニウム、
四塩化チタン、四塩化スズ、三フッ化ホウ素、三塩化ホ
ウ素、またはメチルアルモキサンからなる群から選択す
ることができる。
適な溶媒中、次のような方法で実施することができる。
・バナジウム触媒の場合、触媒は、もっぱら、モノマー
の存在下、ニトロ有機化合物と接触するような方法、ま
たは・ジルコニウム/ハフニウム触媒の場合、触媒は、
もっぱら、モノマーの不在下、ニトロ有機化合物と接触
するような方法
広く知られており、一般に入手可能である。本発明に従
い好適に使用するニトロ化合物は、参照により本明細書
に組み込まれる同時係属中のDE 100 42 118.0に開示さ
れており、式(I): R-NO2 (I) 〔式中、RはH、C1〜C18アルキル、C3〜C18シクロアルキ
ルまたはC6〜C24シクロアリール基から選択される。〕
で示される。
18の任意の直鎖または分枝鎖アルキル残基、例えばメチ
ル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブ
チル、t-ブチル、n-ペンチル、i-ペンチル、ネオペンチ
ル、ヘキシルおよび付加的な同族体などを意味し、アル
キル残基自体は、ベンジルなどに置換されていてもよ
い。これに関連して考えられる置換基は、特に、アルキ
ルまたはアルコキシおよびシクロアルキルまたはアリー
ル、例えばベンゾイル、トリメチルフェニル、エチルフ
ェニルなどである。好適には、メチル、エチルおよびベ
ンジルである。
る炭素原子数6〜24の任意の単環式または多環式アリー
ル残基、例えばフェニル、ナフチル、アントラセニル、
フェナントロアセニルおよびフルオレニルなどを意味
し、アリール残基自体は置換されていてもよい。これに
関連して特に考えられる置換基は、アルキルまたはアル
コキシおよびシクロアルキルまたはアリール、例えばト
リルおよびメチルフルオレニルなどである。好適には、
フェニルである。
18の任意の単環式または多環式シクロアルキル残基、例
えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、
シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルおよ
び付加的な同族体を意味し、シクロアルキル残基自体は
置換されていてもよい。これに関連して特に考えられる
置換基は、アルキルまたはアルコキシおよびシクロアル
キルまたはアリール、例えばベンゾイル、トリメチルフ
ェニル、エチルフェニルなどである。好適には、シクロ
ヘキシルおよびシクロペンチルである。
好適には1〜15,000 ppmの範囲にあり、より好適には5〜
500 ppmの範囲にある。(ニトロ化合物)/(バナジウ
ム)の比率は、好適には約1,000:1、より好適には約10
0:1であり、最も好適には10:1〜1:1の範囲にある。
(ニトロ化合物)/(ジルコニウム/ハフニウム)の比
率は、好適には約100:1、より好適には約25:1であ
り、最も好適には14:1〜1:1の範囲にある。
囲、好適には−100℃〜−20℃の範囲の温度、および0.1
〜4バールの範囲の圧力でカチオン重合される。
不活性溶媒または希釈剤は、溶媒または希釈剤(反応媒
体)と考えることができる。不活性溶媒または希釈剤
は、アルカン、クロロアルカン、シクロアルカンまたは
芳香族であってよく、また、これらは、しばしばハロゲ
ンで一置換または多置換される。ヘキサン/クロロアル
カン混合物、塩化メチル、ジクロロメタン、またはそれ
らの混合物を特に挙げることができる。好適には、クロ
ロアルカンが本発明の方法に使用される。
明細書に組み込まれるEP-A1-818 476から当業者に知ら
れている。好適には、塩化バナジウムが使用される。塩
化バナジウムは、無水および無酸素アルカンまたはシク
ロアルカン中の溶液形態、またはこれらの混合物中の溶
液形態で、10重量%未満のバナジウム濃度で有利に使用
することができる。バナジウム溶液は、室温または室温
よりも低い温度で数分〜1,000時間、貯蔵(エージン
グ)してから使用することが有利とすることができる。
有利には、このエージングは、露光しながら実施するこ
とができる。
ゲン化ハフニウムは、参照により本明細書に組み込まれ
るDE 100 42 118.0に開示されている。好適には、二塩
化ジルコニウム、三塩化ジルコニウム、四塩化ジルコニ
ウム、オキシ二塩化ジルコニウム、四フッ化ジルコニウ
ム、四臭化ジルコニウムおよび四ヨウ化ジルコニウム、
二塩化ハフニウム、三塩化ハフニウム、オキシ二塩化ハ
フニウム、四フッ化ハフニウム、四臭化ハフニウム、四
ヨウ化ハフニウムおよび四塩化ハフニウムである。やや
好適ではないが、一般、立体障害(sterically demandi
ng)置換基を有するハロゲン化ジルコニウムおよび/ま
たはハロゲン化ハフニウム、例えば二塩化ジルコノセン
または二塩化ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジル
コニウムなどである。好適には、四塩化ジルコニウムで
ある。
ハロゲン化ハフニウムは、有機ニトロ化合物の存在下
に、4重量%未満のジルコニウム/ハフニウム濃度で、無
水および無酸素アルカンまたはシクロアルカンまたはそ
れらの混合物中の溶液として使用することができる。有
利には、溶液を室温または室温よりも低い温度で数分〜
1,000時間にわたって貯蔵(エージング)した後に、使
用することができる。溶液は、露光下に貯蔵することが
有利である。
とができる。連続操作の場合、本発明の方法は、好適に
は以下の3つの供給原料流を使って行なわれる。 I)溶媒/希釈剤+イソオレフィン(好適には、イソブ
テン) II)マルチオレフィン(好適にはジエン、イソプレン)
(+バナジウム触媒の場合は有機ニトロ化合物) III)触媒(+ジルコニウム/ハフニウム触媒の場合は
有機ニトロ化合物)。
ば以下のように行なうことができる。
たは希釈剤、モノマー、およびバナジウム触媒の場合は
ニトロ化合物を充填する。次に、開始剤を、ジルコニウ
ム/ハフニウム触媒の場合はニトロ化合物と共に、希釈
溶液の形で、重合熱が問題なく放熱しうるようにポンプ
輸送する。反応の経過は、熱の発生によってモニターす
ることができる。
実施することができる。重合の完了後、エタノール中に
溶解した2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチル
フェノール)などのフェノール系酸化防止剤で反応を停
止する。
量と、低いゲル含有量とを同時に有する高分子量イソオ
レフィンコポリマーを製造することができる。二重結合
の含有量は、プロトン共鳴分光法によって測定すること
ができる。
有用な2.5モル%を超えるコモノマー含有量、240 kg/モ
ルを超える分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲル含有量
を有するイソオレフィンコポリマーを得ることができ
る。
本発明の組成物の製造に同様に有用である、ハロゲン化
コポリマー製造用ハロゲン化法の出発材料に相当する。
かかるハロゲン化コポリマーは、前記した非ハロゲン化
コポリマーと一緒に、またはこの非ハロゲン化コポリマ
ー用いずに、使用することができる。
ルゴムは、比較的容易なイオン反応法に従い、ポリマ
ー、好適には有機溶媒中に溶解したポリマーを、ハロゲ
ン源、例えば分子状臭素または塩素と接触させ、得られ
た混合物を、約20℃〜90℃の範囲の温度で、反応混合物
中の遊離ハロゲンがポリマー骨格に付加するのに十分な
時間加熱することによって製造することができる。
アルカン(好適には塩化メチル)中の冷ブチルゴムスラ
リーを、重合反応器から、液体ヘキサンを含有するドラ
ム中の撹拌溶液に送る。熱ヘキサン蒸気を導入して、オ
ーバーヘッド塩化アルキル希釈剤および未反応モノマー
を、フラッシュした。スラリー微粒子の溶解が迅速に起
こる。得られた溶液をストリッピングして、痕跡量の塩
化アルキルおよびモノマーを除去し、フラッシュ濃縮に
よってハロゲン化に望ましい濃度にする。フラッシュ濃
縮工程から回収したヘキサンを、凝縮し、溶液ドラムに
戻す。ハロゲン化法に従い、溶液中のブチルゴムを、一
連の強力混合段階において、塩素または臭素と接触させ
る。ハロゲン化工程の間に、生成した塩化水素酸または
臭化水素酸は中和しなければならない。ハロゲン化法の
詳細な説明については、米国特許第3,029,191号および
第2,940,960号、および連続塩素化法を記載している米
国特許第3,099,644号、EP-A1-0 803 518またはEP-A1-0
709 401を参照されたい。これらの特許は、すべて参照
により本明細書に組み込まれる。
803 518に開示された、C4〜C6イソオレフィン-C4〜C6
共役ジオレフィンポリマーの改善された臭素化法であ
る。この臭素化法によれば、溶媒中にC4〜C6イソオレフ
ィン-C4〜C6共役ジオレフィンポリマーの溶液を製造
し、この溶液に臭素を加え、上記臭素を上記ポリマーと
10℃〜60℃の温度で反応させ、臭素化されたイソオレフ
ィン-共役ジオレフィンポリマーを分離しており、臭素
の用量は、上記ポリマー中の共役ジオレフィン1モルあ
たり0.30〜1.0モルである。上記臭素化法において、上
記溶媒は、不活性ハロゲン含有炭化水素からなり、上記
ハロゲン含有炭化水素は、C2〜C6パラフィン系炭化水素
またはハロゲン化芳香族炭化水素からなること、および
上記溶媒はさらに20容量%以下の水を含有するか、また
は20容量%以下の酸化剤水溶液(これは、水溶性であ
り、かつて実質的にポリマー鎖を酸化することなく臭化
水素を臭素に酸化するのに適している)を含有すること
を特徴とする。EP-A1-0 803 518は、参照により本明細
書に組み込まれるものとする。
化法に精通しているが、好適なハロゲン化法をさらに列
挙しても、本発明の理解をさらに助長するのに役立つと
は思われない。
らに一層好適には6〜17重量%、特に好適には6〜12.5重
量%の範囲にあり、塩素含有量は、好適には2〜15重量
%、より一層好適には3〜8重量%、特に好適には3〜6重
量%の範囲にある。
させてよいことは当業者には理解されるであろう。
低ゲル含有量で高分子量のハロゲン化イソオレフィンマ
ルチオレフィンコポリマーおよび/または低ゲル含有量
で高分子量の非ハロゲン化イソオレフィンマルチオレフ
ィンコポリマーと、天然ゴムおよび/またはジエン合成
ゴムと、混合することによって、製造することができ
る。
stomers and Rubber Compounding Materials」(Elsevi
er、アムステルダム、1989年)に開示されており、以下
の物質からなる。 BR ポリブタジエン ABR ブタジエン/アクリル酸-C1〜C4アルキルエステル
コポリマー CR ポリクロロプレン IR ポリイソプレン SBR 1〜60、好適には20〜50重量%範囲のスチロール含
有量を有するスチロール/ブタジエンコポリマー NBR 5〜60、好適には10〜40重量%のアクリロニトリル
含有量を有するブタジエン/アクリロニトリルコポリマ
ー HNBR 部分的にまたは完全にハロゲン化されたNBRゴム EPDM エチレン/プロピレン/ジエンコポリマー FKM フルオロポリマーまたはフルオロゴム およびそれらの混合物。
ましく、天然ゴム(NR)と高シスBRとの組み合わせの場
合、(天然ゴム(NR))/(高シスBR)の比率は、80/2
0〜30/70、好適には70/30〜40/60である。加えて、天然
ゴムと高シスBRとの組み合わせの量は、70重量%以上、
好適には80重量%以上、より好適には85重量%以上であ
る。
材と共に使用すれば、自動車タイヤの製造にとって特に
興味深い。天然ゴム、−50℃よりも高いガラス転移温度
を有しかつ所望によりシリルエーテルまたは例えばEP-A
447,066に記載されている他の官能基で変性しうる乳化
重合SBRおよび溶液重合SBR、Ni、Co、TiまたはNd系の触
媒を使って製造される高い1,4-シス含量(>90%)を有
するポリブタジエンゴム、および0〜75%のビニル含量
を有するポリブタジエンゴム、ならびにそれらゴムの混
合物。
0重量部の範囲の有機脂肪酸、好適には1個、2個または
それ以上の炭素二重結合を分子内に有する不飽和脂肪酸
を含んでなり、より好適には少なくとも1つの共役炭素-
炭素二重結合を分子中に有する10重量%以上の共役ジエ
ン酸を含んでなる。
適には12〜18の範囲の炭素原子を有する。例示には、ス
テアリン酸、パルミチン酸およびオレイン酸、および上
記脂肪酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩
およびアンモニウム塩が包含される。
〜500、より好適には40〜100重量部(=phr)の活性ま
たは不活性充填材をさらに含むことができる。
ができる。 ・5〜1,000の比表面積および10〜400 nmの一次粒径を有
し、例えばケイ酸塩溶液の析出またはハロゲン化ケイ素
の火炎加水分解などによって製造される高分散シリカ。
また、シリカは、所望により、例えばAl、Mg、Ca、Ba、
Zn、ZrおよびTiの酸化物などの他の金属酸化物との混合
酸化物として存在することもできる。 ・20〜400 m2/gのBET比表面積および10〜400 nmの一次
粒径を有する、例えばケイ酸アルミニウムおよび、ケイ
酸マグネシウムまたはケイ酸カルシウムのようなケイ酸
アルカリ土類金属塩などの合成ケイ酸塩。 ・天然ケイ酸塩、例えばカオリンおよび天然に存在する
他のシリカ。 ・ガラス繊維およびガラス繊維製品(マット類、押出
物)またはガラス微粒子。 ・金属酸化物、例えば酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化
マグネシウムおよび酸化アルミニウム。 ・炭酸金属、例えば炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム
および炭酸亜鉛。 ・金属水酸化物、例えば水酸化アルミニウムおよび水酸
化マグネシウム。 ・カーボンブラック。本発明で使用されるカーボンブラ
ックは、ランプブラック、ファーネスブラックまたはガ
スブラック法によって製造され、好適には20〜200 m2/g
のBET(DIN 66 131)比表面積を有する。例えばSAF、IS
AF、HAF、SRF、FEFまたはGPFカーボンブラック。 ・ゴムゲル、特にポリブタジエン、ブタジエン/スチレ
ンコポリマー、ブタジエン/アクリロニトリルコポリマ
ーおよびポリクロロプレンをベースとするゴムゲル。 またはそれらの混合物。
ケイ酸塩、ベントナイトなどのクレー、石膏、アルミ
ナ、二酸化チタン、タルク、およびそれらの混合物など
が包含される。これらの無機粒子は、表面にヒドロキシ
ル基を有し、かかるヒドロキシル基が無機粒子を親水性
および疎油性にする。このことは、充填材粒子とブチル
エラストマーとの間に有効な相互作用を達成すること
を、いっそう困難にする。多くの目的にとって無機物
は、好適にはシリカ、特にケイ酸ナトリウムの二酸化炭
素析出によって製造される。
乾燥無定形シリカ粒子は、1〜100ミクロン、好適には10
〜50ミクロン、最も好適には10〜25ミクロンの凝集体平
均粒径を有しうる。好適には、粒径が5ミクロン未満で
あるか50ミクロンよりも大きい粒子は、凝集体粒子の10
容量%未満である。また、好適な無定形乾燥シリカは、
DIN(ドイツ工業規格)66131に準拠した測定で1グラム
あたり50〜450平方メートルのBET表面積、DIN 53601に
準拠した測定でシリカ100グラムあたり150〜400グラム
のDBP吸収量、およびDIN ISO 787/11に準拠した測定で0
〜10重量%の乾燥減量を有する。好適なシリカ充填材
は、HiSil 210、HiSil 233およびHiSil 243という商標
でPPG Industries Inc.から入手することができる。ま
た、Bayer AGのVulkasil SおよびVulkasil Nも好適であ
る。好適には、Ultrasil 7000またはPerkasil 1165 mp
のような高分散性シリカである。
ラックと無機充填材との組み合わせを使用することがで
きる。この組み合わせにおいて、(無機充填材)/(カ
ーボンブラック)の比率は、通常0.05〜20、好適には0.
1〜10の範囲にある。
ラックを20〜200重量部、好適には45〜80重量部、より
好適には48〜70重量部の量で含有することが、通常有利
である。
特に高活性充填材と組み合わせて添加することが有利と
することができる。シラン化合物は、硫黄含有シラン化
合物であってよい。好適な硫黄含有シランには、米国特
許第4,704,414号、公開欧州特許出願0,670,347 A1およ
び公開ドイツ特許出願4435311 A1に記載されている硫黄
含有シランが包含される。好適なコンパウンドの1つ
は、ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]モノス
ルファン、ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]
ジスルファン、ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピ
ル]トリスルファン、ビス[3-(トリエトキシシリル)
プロピル]テトラスルファンおよび高級スルファン同族
体の混合物〔Si-69(平均スルファン3.5)、登録商標 S
ilquestA-1589(CK Witco)またはSi-75(Degussa)
(平均スルファン2.0)〕である。他の例は、Silquest
RC-2なる商標で販売されている、ビス[2-(トリエトキ
シシリル)エチル]テトラスルファンである。他の硫黄
含有シランの例示には、以下の化合物が包含されるが、
これらに限定されない。ビス[3-(トリエトキシシリ
ル)プロピル]ジスルファン、ビス[2-(トリメトキシ
シリル)エチル]テトラスルファン、ビス[2-(トリエ
トキシシリル)エチル]トリスルファン、ビス[3-(ト
リメトキシシリル)プロピル]ジスルファン、3-メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピ
ルメチルジエトキシシラン、および3-メルカプトエチル
プロピルエトキシメトキシシラン。
より本明細書に組み込まれる公開ドイツ特許出願44 35
311 A1に開示されている硫黄含有シランが包含される。
される。
剤も含有することができる。使用可能な架橋剤は、硫黄
または過酸化物であり、特に好適には硫黄である。加硫
化は、既知の方法で実施することができる。例えば「Ru
bber Technology」(第3版、Chapman & Hall発行、1995
年)の「The Compounding and Vulcanization of Rubbe
r」第2章を参照のこと。
進剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、起泡
剤、老化防止剤、熱安定化剤、光安定化剤、オゾン安定
化剤、加工助剤、可塑剤、粘着付与剤、発泡剤、染料、
顔料、ロウ、増量剤、有機酸、抑制剤、金属酸化物、お
よび活性化剤、例えばトリエタノールアミン、ポリエチ
レングリコール、ヘキサントリオールなどのゴム用補助
添加剤がさらに含有され、これらはゴム工業界で知られ
ている。
意図する用途に特に依存する。従来量とは、例えばゴム
を基準に0.1〜50重量%である。
れ以上の成分(これは、充填材、1またはそれ以上の加
硫剤、シランおよび付加的な添加剤からなる群より選択
される)とを、好適には、30〜200℃の範囲であってよ
い高温で、一緒に、混合する。温度は、60℃よりも高い
ことが好ましく、特に好適には、90〜130℃の範囲であ
る。一般に、混合時間は、1時間を超えず、2〜30分の範
囲の時間で通常充分である。混合は、好適には、バンバ
リーミキサーなどの密閉式ミキサーまたはハーケもしく
はブラベンダー小型密閉式ミキサーで実施することがで
きる。また、二本ロールミルミキサーは、添加剤をエラ
ストマー内に良好に分散することができる。また押出成
形機は、良好な混合および混合時間の短縮を達成するこ
とができる。混合は、2段階またはそれ以上の段階で行
なうことが可能であり、混合は異なる装置、例えば1段
階は密閉式ミキサーで行ない、次の1段階は押出成形機
で行なうことができる。
℃、好適には130〜180℃の範囲の温度で(所望により、
10〜200バールの範囲の圧力下に)実施される。
opedia of Polymer Science and Engineering」第4巻、
第66章以降(Compounding)および第17巻、第666章以降
(Vulcanization)を参照のこと。
更に詳しく説明するが、本発明は、これに限定されるも
のではない。一般的方法 ゲル含有量は、トルエン中、試料濃度12.5 g/Lおよび30
℃で24時間の溶解時間経過後に、測定した。不溶性のフ
ラクションを超遠心分離によって分離した(20,000回転
/分、25℃×1時間)。
を、ウベローデ毛管粘度測定法に従い、トルエン中、30
℃で測定した。分子量Mvは、式:ln(Mv)=12.48+1.
565×lnηに従い、算出した。
ed A、Polymer Laboratories)を組み合わせて行なっ
た。カラムの内径は0.75cmである。注入量は、100μlと
した。THFによる溶出は、0.8ml/分で行なった。検出
は、UV検出器(260 nm)および屈折計で行なった。評価
は、ポリイソブチレンに関するマークホーウィンクの関
係式を用いて行った(dn/dc=0.114;α=0.6;K=0.0
5)。
て測定した(ML1+8 125℃)。
(branching point)」(J.L. White, T.D. Shaffer,
C.J. Ruff, J.P. Cross, Macromolecules(1995)28, 3
290)は、NMRによって検出した。
レード(Qualitaet)2.8)は、ナトリウム/酸化アルミ
ニウム(Na含有量10%)充填カラムに通して、精製し
た。
アルミニウム充填カラムに通して精製し、アルゴン雰囲
気下、水素化カルシウム上で蒸留した。含水量は25ppm
であった。
性カーボンブラック充填カラムおよび別のSicapent充填
カラムに通して、精製した。
CS、ISO)は、アルゴン雰囲気下、五酸化リン上で蒸留
した。
ルシウム上で蒸留して、精製した。
化リン上で2時間撹拌し、この撹拌の間に、混合物をア
ルゴンでパージ処理した。次に、ニトロメタンを真空蒸
留した(約20ミリバール)。
にアルゴン雰囲気下、ガラスフィルタに通して、ろ過し
た。
の塩化メチルおよび27.4g(0.4モル)のイソプレンと共
にアルゴン雰囲気下、遮光条件下に導入した。反応の開
始前、モノマー溶液に、ニトロメタン0.61g(9.99ミリ
モル)を加えた。この混合物に、四塩化バナジウムのヘ
キサン溶液(濃度:n-ヘキサン25ml中に0.62gの四塩化
バナジウム)を、反応が開始するまで(反応溶液の温度
の上昇によって確認)、ゆっくり滴下した(滴下時間約
15〜20分)。
タノールに対し、1gの2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-
t-ブチルフェノール)〔Bayer AG(レーバークーゼ
ン)、Vulkanox BKF〕の予冷溶液を添加して、発熱反応
を停止させた。液体をデカンテーションした後、析出し
たポリマーを、2.5リットルのエタノールで洗浄し、ロ
ールに通して薄層シートを形成し、50℃で減圧下に1日
乾燥させた。
マーは、固有粘度が1.28 dl/gで、ゲル含有量が0.8重量
%で、イソプレン含有量が4.7モル%で、Mnが126 kg/
モルで、Mwが412.1 kg/モルで、膨潤指数(トルエン中
25℃)が59.8であった。
切断し、2リットル容のガラスフラスコにおいて、暗所
にで室温で、933 ml(615 g)のヘキサン(n-ヘキサン5
0%、異性体50%の混合物)中で12時間膨潤させた。次
に、混合物を45℃に加熱し、暗所で3時間撹拌した。
激しく撹拌しながら、ヘキサン411 ml(271 g)中、臭
素17 g(0.106 mol)の溶液を暗所で加えた。30秒後
に、187.5mlの1N NaOH水溶液を添加して反応を停止し
た。混合物を10分間激しく撹拌した。混合物の色彩は、
黄色から乳白色に変色した。
水で3回洗浄した。次に、混合物を沸騰水に注ぎ込む
と、ゴムは、凝固した。凝固物を、ゴム用ロール上、10
5℃で乾燥させた。ゴムが透明になったらすぐに、2 gの
ステアリン酸カルシウムを安定化剤として添加した。
(分析データについては表1参照)。微構造解析におい
て使用した用語は、当該分野で採用されている用語であ
る。しかしながら、この用語は、CA-2,282,900の図3お
よび明細書全体にわたって見られる。
0 gの塩化メチルおよび14.85 g(0.22モル)のイソプレ
ンと共に、アルゴン雰囲気下に導入した。この混合物
に、25 mlの塩化メチレン中、0.728 g(3.12ミリモル)
の四塩化ジルコニウムおよび2.495 g(40.87ミリモル)
のニトロメタンの溶液を、30分以内でゆっくり滴下し
た。
ールにIrganox 1010(Ciba)の予冷溶液を添加して、発
熱反応を停止させた。液体をデカンテーションした後、
析出したポリマーを2.5リットルのアセトンで洗浄し、
ロールに通して薄層シートを形成し、50℃で減圧下に1
日乾燥させた。
は、固有粘度が1.418 dl/gで、ゲル含有量が0.4重量%
で、イソプレン含有量が5.7モル%で、Mnが818.7 kg/
モルで、Mwが2,696 kg/モルで、膨潤指数(トルエン中
25℃)が88.2であった。
に切断し、2リットルのガラスフラスコにおいて、暗所
にて室温で、933 ml(615 g)のヘキサン(n-ヘキサン5
0%、50%異性体の混合物)中で12時間膨潤させた。次
に、混合物を45℃に加熱し、暗所で3時間撹拌した。
激しく撹拌しながら、411 ml(271 g)のヘキサン中、1
7 g(0.106mol)の臭素の溶液を暗所で加えた。30秒後
に、187.5 mlの1N NaOH水溶液を添加して反応を停止し
た。得られた混合物を10分間激しく撹拌した。混合物
は、黄色から乳白色に変色した。
で1回洗浄した。次に、混合物を沸騰水中に注ぎ込んだ
ところ、ゴムは凝固した。凝固物を、ゴム用ロール上、
105℃で乾燥させた。ゴムが透明になったらすぐに、2 g
のステアリン酸カルシウムを安定化剤として添加した。
(分析データについては表1参照)。微構造解析におい
て使用した用語は、当該分野で採用されている用語であ
る。しかしながら、この用語は、CA-2,282,900の図3お
よび明細書全体にわたって見られる。
コンパウンドを製造し、加硫化した。
レン-ブタジエンゴム(重合スチレンモノマー23.5モル
%、高芳香族鉱油37.5重量%)であり、Krynol(登録商
標)1721は、乳化重合スチレン-ブタジエンゴム(重合
スチレンモノマー40モル%、高芳香族鉱油37.5重量%)
である。両者とも、Bayer AG(ドイツ)から入手可能で
ある。BUNA(登録商標)CB24は、Bayer AG(ドイツ)か
ら入手可能なNd-高シスブタジエンゴムである。
入手可能なPOLYSAR Bromobutyl(登録商標)2030を用
い、類似のコンパウンドを製造した。各成分を重量部の
単位で記載する。
イツ)から入手可能なスルフェナミド促進剤である。Vu
lkacit(登録商標)Merkaptoは、Bayer AG(ドイツ)か
ら入手可能なメルカプト促進剤である。Vulkanox(登録
商標)HSおよびVulkanox 4020は、Bayer AG(ドイツ)
から入手可能な老化防止剤である。
heinau GmbH(ドイツ)から入手可能である。
準的トレッドコンパウンドである。実施例5bは、高いス
チレン含量(23.5%に代えて、40%)を有し、このスチ
レン含量によって、ウェットグリップ力(0℃における
ロエリックによるタンデルタ(tan delta))は、高く
なる一方、耐摩耗性(DIN摩耗減量(mm3))および耐ロ
ーリング性(60℃におけるタンデルタ)は劣化する。
すると(実施例5c)、ウェットグリップ力は、多少増加
するが、耐摩耗性および耐ローリング性の損失が起こる
ことが、判明した。
く、向上した耐ローリング性をも示す一方、耐摩耗性
は、劣る。
良好なウェットグリップ力および耐ローリング性を示す
と共に、摩耗減量は、わずかしか増加しない。
成物は、2.5モル%を超えるマルチオレフィン含有量、2
40 kg/モルを超える分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲ
ル含有量を有する、低ゲル含有量で高分子量のイソオレ
フィンマルチオレフィンコポリマー、または2.5モル%
を超えるマルチオレフィン含有量、240 kg/モルを超え
る分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲル含有量を有す
る、低ゲル含有量で高分子量のハロゲン化イソオレフィ
ンマルチオレフィンコポリマー、または上記非ハロゲン
化イソオレフィンマルチオレフィンコポリマーと上記ハ
ロゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポリマーと
の混合物を含んでなることを特徴とする組成物。 2.当該組成物は、低ゲル含有量で高分子量のブチルゴ
ム、または低ゲル含有量で高分子量のハロゲン化ブチル
ゴム、またはこれらブチルゴムの混合物を含んでなる前
記1記載の組成物。 3.当該組成物は、イソブテン、イソプレンおよび所望
による付加的なモノマーから合成される、低ゲル含有量
で高分子量のイソオレフィンマルチオレフィンコポリマ
ー、またはイソブテン、イソプレンおよび所望による付
加的なモノマーから合成される、低ゲル含有量で高分子
量のハロゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポリ
マー、またはこれらコポリマーの混合物を含んでなる前
記1または2記載の組成物。 4.当該組成物は、さらに、天然ゴム、BR、ABR、CR、I
R、SBR、NBR、HNBR、EPDM、FKMおよびそれらの混合物か
らなる群から選ばれるゴムを含んでなる前記1〜3のいず
れかに記載の組成物。 5.当該組成物は、さらに、カーボンブラック、無機充
填材およびそれらの混合物からなる群から選ばれる充填
材を含んでなる前記1〜4のいずれかに記載の組成物。 6.当該組成物は、さらに、シラン化合物および/また
は加硫剤を含んでなる前記1〜5のいずれかに記載の組成
物。 7.前記1〜6のいずれかに記載のゴム組成物を製造する
方法であって、2.5モル%を超えるマルチオレフィン含
有量、240 kg/モルを超える分子量Mwおよび1.2重量%
未満のゲル含有量を有する、低ゲル含有量で高分子量の
イソオレフィンマルチオレフィンコポリマー、または2.
5モル%を超えるマルチオレフィン含有量、240 kg/モル
を超える分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲル含有量を
有する、低ゲル含有量で高分子量のハロゲン化イソオレ
フィンマルチオレフィンコポリマー、または上記非ハロ
ゲン化コポリマーと上記ハロゲン化コポリマーとの混合
物と、ゴム類、充填材、加硫剤、シラン化合物および添
加剤からなる群から選ばれる1またはそれ以上の物質と
を、混合することを特徴とする方法。 8.低ゲル含有量で高分子量のイソオレフィンマルチオ
レフィンコポリマーおよび/または低ゲル含有量で高分
子量のハロゲン化イソオレフィンマルチオレフィンコポ
リマーは、以下の工程に従い製造する前記7記載の方
法: (a)少なくとも1つのイソオレフィン、少なくとも1
つのマルチオレフィンおよび所望による付加的なモノマ
ーを、触媒および有機ニトロ化合物の存在下に重合し、
次いで所望により (b)得られたコポリマーを、少なくとも1つのハロゲ
ン化剤と、ハロゲン化条件下に、接触させる。 9.有機ニトロ化合物は、式(I): R-NO2 (I) 〔式中、RはH、C1〜C18アルキル、C3〜C18シクロアルキ
ルまたはC6〜C24シクロアリール基から選択される。〕
で示される化合物である前記8記載の方法。 10.反応媒体中、有機ニトロ化合物の濃度は、1〜1,0
00 ppmである前記8または9記載の方法。 11.触媒/開始剤は、バナジウム化合物、ハロゲン化
ジルコニウム、ハロゲン化ハフニウム、これら化合物の
うち2または3つの化合物の混合物、これら化合物の1、2
または3つとAlCl3との混合物からなる群並びにAlCl3誘
導触媒系、塩化ジエチルアルミニウム、塩化エチルアル
ミニウム、四塩化チタン、四塩化スズ、三フッ化ホウ
素、三塩化ホウ素、またはメチルアルモキサンからなる
群から選択される前記8〜10のいずれかに記載の方法。 12.前記1〜6のいずれかに記載の組成物を含んでなる
タイヤタイヤトレッド。
Claims (1)
- 【請求項1】 タイヤトレッド用ゴム組成物であって、 当該ゴム組成物は、 2.5モル%を超えるマルチオレフィン含有量、240 kg/モ
ルを超える分子量Mwおよび1.2重量%未満のゲル含有量
を有する、低ゲル含有量で高分子量のイソオレフィンマ
ルチオレフィンコポリマー、または2.5モル%を超える
マルチオレフィン含有量、240 kg/モルを超える分子量M
wおよび1.2重量%未満のゲル含有量を有する、低ゲル
含有量で高分子量のハロゲン化イソオレフィンマルチオ
レフィンコポリマー、または上記非ハロゲン化イソオレ
フィンマルチオレフィンコポリマーと上記ハロゲン化イ
ソオレフィンマルチオレフィンコポリマーとの混合物を
含んでなることを特徴とする組成物。
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