JP2002542310A - 防振のための弾性組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 防振添加剤を加硫性のエラストマーを含む加硫性の組成物に混和し、そしてエラストマーの加硫を行うことを含んでなる段階により製造された、改善された防振特性を有する加硫物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は一般的に防振のために有用な物質の組成を指向する。より特定的には
本発明の組成物は弾性を有し、そして新規の防振添加剤（ｄａｍｐｉｎｇ ａｄ
ｄｉｔｉｖｅｓ）を添加することにより幅広い温度及び振動数範囲にわたって防
振の改善を示す。 本発明の背景 防振はエネルギー源と接触する材料によるエネルギー、例えば振動又は音のエ
ネルギーの吸収である。数多くのエネルギー源、例えばモーター、エンジン及び
その他の動力源からの振動エネルギーの伝達を減衰又は緩和することは望ましい
。

【０００２】 防振用途のためには粘弾性材料が用いられることが知られている。一般に、エ
ネルギー、例えば振動エネルギーは粘弾性の材料により吸収され、そして周囲に
振動エネルギーとして伝達されるよりはむしろエネルギーがその後に熱に変換さ
れる。理想的には防振のために用いられる粘弾性の材料は幅広い範囲の温度及び
振動数において有用でそして効果的である。

【０００３】 材料の粘弾性特性は式、Ｇ＊＝Ｇ’＋ｉＧ”、ここでＧ＊は複合剪断弾性率、
Ｇ’は弾性率又は貯蔵弾性率、Ｇ”は粘弾性率又は損失弾性率そしてｉ＝√−１
である、によって数学的に表わすことができる。防振目的の粘弾性材料の有効性
は周期的応力又は歪に対する粘弾性応答を測定することにより定量化することが
できる。動的機械試験の結果は弾性率又は貯蔵弾性率Ｇ’及び粘弾性率又は損失
弾性率Ｇ”の項で一般に与えられる。損失弾性率Ｇ”は熱に変換される機械的エ
ネルギー、又は換言すると防振の量と直接に関連する。

【０００４】 損失弾性率Ｇ”の弾性率Ｇ’に対する比率は、 ｔａｎ（δ）＝Ｇ”／Ｇ’ として表され、これは振動の動きの１サイクルの間の機械的動きの純粋な弾性貯
蔵に対する材料の機械的エネルギーを熱に転換する能力を定量化するパラメータ
ーである。ｔａｎ（δ）は動的分析器で行うことができ、そしてある固定温度で
の振動数の運動曲線を引き、次に振動数の運動曲線をいくつかの他の温度で繰り
返し、曲線の配列により振動数に対するｔａｎ（δ）の主たる曲線（ｍａｓｔｅ
ｒ ｃｕｒｖｅ）を展開することにより測定することができる。測定を行う他の
方法はある温度範囲内にわたって定常の振動数でのｔａｎ（δ）を測定すること
である。

【０００５】 一般的な実施では、ある材料のｔａｎ（δ）は通常ある温度範囲内でのいくつ
かの材料のガラス転移温度を利用して調節され、又は幅広いものにしている。 本発明の要約 防振用途には数多くの組成物が知られているが、ガラス転移のピークを含むこ
となく幅広い温度範囲及び振動数の範囲で高い度合いの防振を示す改良された防
振組成物が必要である。ガラス転移ピークのスーパーポジションを利用すること
によりヒステリシス（ｔａｎ（δ））を増強することは望ましくない。なぜなら
材料の弾性率がガラス転移温度又はその近傍で劇的に落ちるからである。

【０００６】 本発明の一面はガラス転移ピークに影響されることなく防振材料として有用な
組成物を提供する。

【０００７】 本発明の他の一面は幅広い温度範囲及び振動数範囲でガラス転移ピークに影響
されることなく防振材料として有用な組成物を提供する。

【０００８】 本発明の他の一面は幅広い温度範囲及び振動数範囲でガラス転移ピークに影響
されることなく防振を与える防振材料として有用な加硫性の組成物を提供する。

【０００９】 本発明の他の一面は幅広い温度範囲及び振動数範囲で増強された防振を示すタ
イヤ用ゴムを提供する。

【００１０】 本発明の他の一面は高い度合いの防振を有するタイヤを提供する。

【００１１】 本発明の他の一面は改良された牽引（ｔｒａｃｔｉｏｎ）及びスキッド抵抗を
有するタイヤを提供する。

【００１２】 一般的にはかくして本発明は、加硫性のエラストマーを含む加硫性の組成物中
に不飽和な防振添加剤を混合し、そしてエラストマーの加硫を行うことを含んで
なる段階により製造され改良された防振特性を有する加硫物を提供する。

【００１３】 本発明はまた硬化エラストマーマトリックス及びエラストマーマトリックス中
に分散した不飽和防振添加剤をゴム１００重量部当り約１０ないし約１０００重
量部含んでなる改良された防振特性を有するエラストマー組成物を提供する。 本発明の具体的説明 エラストマー組成物にある種の重合体材料を添加することにより防振の改善を
含む機械的特性が改善されたゴム化合物が得られる。防振添加剤として言及され
ることもあるこれらの重合体材料は約−４０℃ないし約１２０℃の温度範囲にお
いて約０．３５より大きいか又は等しいｔａｎ（δ）を有することを特徴とする
。好ましくはｔａｎ（δ）は実質的にこの温度範囲において一定である。好適な
具体例においては防振添加剤は粘弾性でありそして其ゆえに約−２０℃よりも低
いか又は等しいガラス転移温度を有する。

【００１４】 本発明の一つのの具体例においてはエラストマーバインダー又はマトリックス
に少なくとも一つの防振添加剤が添加される。好ましくは防振添加剤はエラスト
マーマトリックス中に混和可能である。有用な量の防振添加剤はエラストマーバ
インダー１００重量部当り（ｐｈｒ）約１０ないし約１０００重量部の防振添加
剤を含む。好ましくは防振添加剤は約３０ないし約５００重量部の量（ｐｈｒ）
、特に好ましくは約５０ないし約３００重量部の量（ｐｈｒ）使用される。

【００１５】 多くのエラストマー材料をバインダー又はマトリックスとして使用することが
できる。有用なエラストマー材料には無制限的に天然及び合成エラストマーが含
まれる。例えばこれらのエラストマーには、制限なしに、天然ゴム、合成ポリイ
ソプレンゴム、スチレン／ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン、ブチル
ゴム、ネオプレン、エチレン／プロピレンゴム、エチレン／プロピレン／ジエン
ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル／ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴ
ム、フッ素エラストマー、エチレンアクリルゴム、エチレン酢酸ビニルコポリマ
ー（ＥＶＡ）エピクロロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホ
ン化ポリエチレンゴム、水素化ニトリルゴム、テトラフルオロエチレン／プロピ
レンゴム、ポリウレタン、及びこれらの混合物が含まれる。ここにおいてエラス
トマーという用語は合成及び天然ゴムの混合物、様々な合成エラストマーの混合
物、又は単純な一つのタイプのエラストマーを意味する。本発明の実施において
有用なエラストマーにはゴム材料及びタイヤゴムの製造の技術分野において通常
用いられる様々な官能化エラストマーのいずれも含まれる。

【００１６】 防振添加剤は典型的には乾式混合方法によりエラストマーバインダーと混合さ
れる。例えば、防振添加剤は予めバインダーと混合しておいてもよく、そして次
に予備混合物又はマスターバッチは必要により充填剤、加硫剤及び他のゴム添加
剤と配合してもい。別法として防振添加剤は、少なくとも一種のエラストマーと
共に必要により他の添加剤、例えば充填剤及び加硫剤を含む加硫性の組成物又は
バインダーに直接添加してもよい。この混合又は調合は好ましくは当該技術分野
において通常用いられる混和機中で行われる。例えばミル又は密閉式ミキサーを
使用することができる。別法として防振添加剤は溶液の間にエラストマーバイン
ダーに混和することができる。例えば防振添加剤及び重合体マトリックスを溶媒
に溶解し次に溶液を混合してもよい。溶媒を次に蒸発させることによりエラスト
マーと防振添加剤の混合物が後に残る。不均一な混合物を排除することなしにエ
ラストマーマトリックス及び防振添加剤は均一な混合物を形成することが好まし
く、即ち、エラストマーマトリックス又は防振添加剤の別々の粒子又は領域が光
散乱法を使用した場合に見られないことが好ましい。

【００１７】 いったん防振添加剤を添加されたならばエラストマーマトリックスは当該技術
分野において通常使用される方法を用いて硬化されるか又は加硫される。通常の
加硫は典型的にはエラストマーバインダー１００重量部当り（ｐｈｒ）約０．５
ないし約４重量部の量の加硫剤を使用することを含む。例えば硫黄又は過酸化物
ベースの硬化システムを使用してもよい。好適な加硫剤の一般的な開示としては
Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第３版、Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、ニ
ューヨーク、１９８２年、第２０巻、３６５〜４６８頁、特にＶｕｌｃａｎｉｚ
ａｔｉｏｎ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
、３９０〜４０２頁、又はＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ、Ａ．Ｙ．Ｃｏｒａｎ著
、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、第２版、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ社、
１９８９年が参照でき、その両方が本明細書に参照として編入される。加硫剤は
単独で又は組み合わせて使用してもよい。本発明は硬化過程に影響を与えずそし
てそのためにマトリックスポリマーは通常の方法を使用して硬化することができ
る。防振添加剤及び必要により他の添加剤を含有する本発明の硬化されたエラス
トマーバインダーはゴム製品、加硫物、又は単にゴムとして言及される。

【００１８】 いったん硬化された場合、本発明の防振添加剤を含有するエラストマーマトリ
ックス又はゴム製品は好ましくは柔軟であり、約８０より小さいか又は８０と等
しいショアＡ硬度を有し、より好ましくはショアＡ硬度は約５０より小さいか又
は等しくそしてさらにより好ましくは約４０より小さいか又は等しい。

【００１９】 防振添加剤が加硫剤と反応する官能基を含まない場合、エラストマーマトリッ
クスの加硫又は硬化により防振添加剤がエラストマーの網状組織に閉じ込められ
るであろう。他方防振添加剤が加硫剤と反応する不飽和性又は官能基を含む場合
、エラストマーマトリックスの加硫により防振添加剤もまた同様に架橋されそし
て架橋されたエラストマーの網状組織に組み込まれるであろう。

【００２０】 エラストマーバインダー又はマトリックスに添加してもよい他の成分には強化
用充填剤、可塑剤、抗酸化剤、加工助剤、及び染料が含まれる。一般に、強化用
充填剤には好ましくはカーボンブラック及びシリカが含まれる。本発明はこれら
の充填剤の使用に限定すべきものではない。何故なら、本発明を実施せんとする
者は同様に鉱物充填剤、例えばハードクレイ、ソフトクレイ、及び化学的に改質
した粘土を含む粘土、マイカ、タルク（珪酸マグネシウム）、炭酸カルシウム、
二酸化チタン、粉状石炭、粉状及び／又は再生ゴム、水酸化マグネシウム、三水
和アルミナ、及びそれらの混合物を用いることができる。通常使用されるゴム配
合物及び添加剤のさらなる説明のためにＲｕｂｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、
第２版中のＴｈｅ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉ
ｏｎ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ、ステイーブンス著、Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒ
ｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（１９７３年）を参照することができる。

【００２１】 本発明において使用される防振添加剤は約−２０℃乃至約１２０℃の温度範囲
において約０．３５より大きいか又は等しいｔａｎ（δ）を有することを特徴と
する重合性材料（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）である。好ましく
はこの温度範囲においてｔａｎ（δ）は約０．５０より大きいか又は等しくそし
てより好ましくは約０．８０より大きいか又は等しい。特に好適な具体例として
は、防振添加剤は約−２０℃乃至約１２０℃の温度範囲において実質的に一定（
ｃｏｎｓｔａｎｔ）であるｔａｎ（δ）を有することを特徴とする。実質的に一
定とはこの範囲においてｔａｎ（δ）は５０パーセントより大きく変動してはな
らないことを意味する。より好ましくはｔａｎ（δ）は３０パーセントより大き
く変動してはならず、より好ましくは２０パーセントより大きく変動してはなら
ず、さらにより好ましくは１０パーセントより大きく変動してはならない。好適
例では防振添加剤はエラストマーであり、そして約−２０℃以下のガラス転移温
度を有する。より好ましくはそのＴｇは約−３５℃以下であり、そしてさらによ
り好ましくは約−５０℃以下である。

【００２２】 本発明の防振添加剤としていくつかの重合性材料を使用することができる。か
くして所望の特性を示すある一つの特定の重合性材料の選択により本発明の範囲
を限定すべきものではない。実際に本発明を理解することにより当該技術分野の
当業者は防振添加剤として使用するための他の重合性組成物を選択しそして合成
することができるであろう。

【００２３】 本発明の有用な防振添加剤は典型的には分枝したそして非線状の巨大分子から
作られる。分枝は百足型（ｃｅｎｔｉｐｅｄｅ）ポリマーのごとく規則的な構造
に従っていても、また高度に分枝した（ｈｙｐｅｒ−ｂｒａｎｃｈｅｄ）ポリマ
ーのように不規則な又はランダムな構造に従っていてもよい。例えば所謂百足型
ポリマーは典型的には多くの比較的短い側鎖が連結している高分子量の脊柱（ｓ
ｐｉｎｅ）又は背骨を含む。しかしながらすべての規則的に分枝した高分子が本
発明の防振特性を示すものではないことに留意することは有用である。例えば星
状構造は本発明を具現化するために必要とされる優れた防振特性を有さない。

【００２４】 百足型構造の場合、本発明を実施するには主たるポリマー鎖、即ち脊柱がポリ
マー分子がもつれ合う長さ（ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈ）より以
上に大きい。当該技術分野において知られるように、ポリマー鎖がもつれ合う長
さは分子量に対応するポリマー鎖の繰り返し単位の数が希釈されないポリマーの
分子同士の間においてもつれ合いが起こるのに十分な大きさであることである。
これは、ｌｏｇ粘度対ｌｏｇ分子量のプロットの傾斜が１．０から３．４に変化
するところの分子量として測定され、この変化は分子間のもつれ合いと関連する
。一般にもつれ合う長さとは約１００のポリマー鎖の繰り返し単位の結果として
のポリマーの長さとして定義される。本明細書の目的のために、もつれ合う長さ
とはポリマー鎖の繰り返し単位の数が１００の大きさのオーダーであるものを含
むポリマー鎖長について言及するものとする。例えばポリスチレンのもつれ合う
長さは実験的に、１００台のオーダーの大きさの数である、約３４０の繰り返し
単位であると決定されている。ポリマーのもつれ合う長さを決定するための追加
的な実験技術はアドバンスト・ポリマー・サイエンス、第１６巻（１９７４年）
においてＷ．Ｗ．Ｇｒａｅｓｓｌｅｙによって要約されている。もつれ合う長さ
よりもより大きい長さとしては、主たるポリマー鎖はもつれ合う長さよりも１０
倍より大きいことが好ましく、さらにもつれ合う長さの５０倍以上大きいことが
より好ましい。他方、比較的短い側鎖はもつれ合う長さの３倍より小さいか又は
等しくあるべきである。本発明において使用することができる百足型ポリマーの
例としてはポリ（イソブチレン−ａｌｔ−ｎ−アルキルマレイミド）、ポリ（ｎ
−アルキルマレイミド−ａｌｔ−アルケニルベンゼン）が含まれる。これらの百
足型ポリマーは共に審査中である米国特許出願第０９７０３４号及び米国特許出
願第９９５７９１号に開示されている。これらの出願及びその結果としての特許
は本明細書に参照として編入される。

【００２５】 防振添加剤として有用な他の分枝しているポリマー材料にはデンドリマー（ｄ
ｅｎｄｒｉｍｅｒｓ）が含まれる。デンドリマーは一般にＧ．Ｒ．Ｎｅｕｋｏｍ
ｅ他によるＤｅｎｄｒｉｔｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ， Ｃｏｎｃｅｐｔｓ，
Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ， Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ、（ＶＣＨ Ｖｅｒｌａｇｓ
ｇｅｓｅｌｌｓｈａｆｔ ＧｍｂＨ、１９９６年）に非常に詳しく記載されてお
り、それは本明細書に参照のために編入される。本発明を実施する場合、所定の
樹木状分枝のいずれもがもつれ合う長さのオーダーよりも小さい又はそのオーダ
ーの長さであるデンドリマーを使用することが有用である。もつれ合う長さより
も小さいとは所定のいずれの樹木状分枝がもつれ合う長さの５倍より小さいこと
が好ましく、１０倍よりも小さいことがより好ましい。

【００２６】 防振添加剤として有用な他の分枝ポリマー材料には分枝が不規則又はランダム
である高度に分枝したポリマーが含まれる。高度に分枝したポリマーとは重合体
組成物を意味し、そこにはある程度の架橋がなされているがしかし完全には硬化
していない一より多い別々のポリマー分子も含まれる。十分な又は完全な硬化は
化学量論的に当量の硬化物質が化学量論的に当量のポリマーと反応した場合に起
こる。

【００２７】 好ましくは、高度に分枝したポリマーは、鎖間（ｉｎｔｅｒ−ｃｈａｉｎ）反
応がポリマー組成物のゲル化点に近づくか又はゲル化点に接近する（ａｐｐｒｏ
ａｃｈ）割合で形成される。本発明の目的のためには、高度に分枝したポリマー
はゲルに近いポリマーとして言及されてもよい。ゲル化点とはゲルの可視的な形
成又はポリマー組成物中に不溶性のポリマーの断片が観察される点である。ゲル
は一般にポリマーの分解が起こらない条件下で昇温下においてすべての溶媒に不
溶であり、そして理論的には「無限の（ｉｎｆｉｎｉｔｅ）」網状組織の形成に
対応しており、そこではポリマー分子が互いに架橋して一つの巨大分子が生成す
る。ゲルは一分子として考えてもよく、そしてポリマーの非−ゲル部分は溶媒に
可溶であり、しばしばゾルとして言及される。

【００２８】 ポリマー組成物のゲル化点を判断するためには本技術分野においていくつかの
手法が存在する。実験的にはゲル化点は溶媒抽出により測定することができる。
この方法はＰａｕｌ Ｊ． Ｆｌｏｒｙ著、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙに記載されている。他の実験方法もまたそこに
記載されている。熟達した技術者は理論的計算によりゲル化点を概算することが
できることもまた理解するであろう。この点に関してＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏ
ｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ、第３版、Ｇｅｏｒｇｅ Ｏｄｉａｎ著、Ｊ
ｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ．１９９１年、１０８〜１２３頁
、及びＰａｕｌ Ｊ． Ｆｌｏｒｙ著、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙ
ｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、４６〜４７頁を参照のために本明細書に編入する
。

【００２９】 本具体例の実施に際し、熟達した技術者は高度に分枝したポリマーを製造する
ために用いられるポリマー組成物のゲル化点を決定しなければならない。本明細
書の目的のために高度に分枝したポリマーを製造するために使用されるポリマー
組成物はプレポリマー系として言及してもよい。

【００３０】 ゲル化点は数多くのパラメーターに関して議論することができるが、ゲル化点
に達するために必要な硬化剤の重量のプレポリマーの重量に対する比率を決定す
ることが便利である。かくしてゲル化点はプレポリマーの重量、Ｗ_prepolymerに
対する，ゲルに達するのに必要な硬化剤の重量、Ｗ_curative-gelで表すことがで
きる。

【００３１】 同様に、完全な硬化点はプレポリマーの重量、Ｗ_prepolymerに対する、完全な
硬化に達するのに必要な硬化剤の重量、Ｗ_{curative-complete}で表すことができ
る。かくして一般的にいずれの硬化反応の程度は、プレポリマーの重量、Ｗ_{prep olymer} に対する、添加した硬化剤の重量、Ｗ_curativeで表すことができる。本明
細書の目的のために、反応の程度、ｒはプレポリマーの重量、Ｗ_prepolymerに対
する硬化剤の重量、Ｗ_curative、即ちｒ＝Ｗ_curative／Ｗ_prepolymerで表すこと
ができる。従って、ゲル化の程度はｒ_gel＝Ｗ_curative-gel／Ｗ_prepolymerであ
り、完全な硬化の程度はｒ_complete＝Ｗ_{curative-complete}／Ｗ_prepolymerであ
る。

【００３２】 かくしてプレポリマーのゲル化点が一旦決定されたならば、適切な量の硬化剤
を添加し、プレポリマーと反応させることにより高度に分枝したポリマーを達成
することができる。高度に分枝したポリマーの定義は実際には完全な硬化に達っ
することなくゲル化点を越している硬化剤とプレポリマーの反応生成物が含まれ
ると理解されるべきであるが、適切な硬化剤の量を選択する際には、本発明を実
施せんとする者は好ましくはゲル化点を越すことなしにゲル化点に接近すること
を試みるべきである。かくして好適な具体例としては高度に分枝したポリマーを
製造するために用いられる重量比率は下記式、 Ｅ＝（│ｒ−ｒ_gel│）／（ｒ_gel） 式中、Ｅはゲル化点に対する比較（ｒｅｌａｔｉｖｅ）距離であり、ｒは反応の
程度、そしてｒ_gelはゲル化点での反応の程度である、を基本とする。一般的に
Ｅは１より小さいか又は等しく、好ましくは約０．５より小さく、より好ましく
は約０．２より小さく、さらにより好ましくは約０．１より小さく、さらにより
好ましくは０．０５以下である。前述の数式は絶対値を示す括弧を含みそして其
ゆえ反応の進行の程度ｒはゲル化点を越えている比較距離Ｅをであることも、ゲ
ル化点まで至っていない比較距離Ｅであることもできると理解されるべきである
。これは図１を参照することにより一番良く理解される。図１においてゲル化点
の周囲の比較距離、即ち＋／−Ｅが示される。本発明に従うと、高度に分枝した
ポリマーは反応の進行程度ｒがこの範囲内である場合形成される。

【００３３】 例えば、あるポリマー組成物のゲル化点がプレポリマー１部当り硬化剤約０．
５部であると決定された場合、高度に分枝したポリマーはポリマー組成物をプレ
ポリマー１部当り約０．３部の硬化剤と反応させることにより得ることができる
。この場合、比較距離Ｅ＝（│０．３−０．５│）／（０．５）＝０．４である
。他の例では、あるポリマー組成物のゲル化点がプレポリマー１部当り硬化剤約
０．５部であると再び決定された場合、高度に分枝したポリマーはポリマー組成
物をプレポリマー１部当り約０．７部の硬化剤と反応させることにより得ること
ができる。この場合、比較距離Ｅ＝（│０．７−０．５│）／（０．５）＝０．
４である。

【００３４】 特に高度に分枝したポリマーが用いられる例に関して高度に分枝したポリマー
を製造するために選択されるプレポリマーは少なくとも一つの官能基を有さなけ
ればならない。好ましくはプレポリマーは少なくとも二つの官能基を有し、より
好ましくは２ないし約１０の間の数の官能基を有し、さらにより好ましくは２な
いし約５の間の数の官能基を有する。本明細書の目的のためにはプレポリマーは
官能化プレポリマーとして言及してもよい。官能基はプレポリマーの開始端を含
むプレポリマーの末端に位置していても、又はプレポリマーの背骨に沿って位置
していてもよい。かくしてプレポリマーの架橋は末端架橋またはランダム架橋に
より起こる。

【００３５】 高度に分枝したポリマーの製造に適切に用いられる官能化プレポリマーはポリ
マーに組み込まれまたはグラフトされた様々な官能基のいずれを含んでいても良
い。従って、本発明はいずれの特定の官能基によって制限されることはない。例
えば限定するものではないが、官能基は第一級アミノ基（ＮＨ₂）、第二級アミ
ノ基（ＮＨ）、水酸基（ＯＨ）、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）、ビニル基（ＲＣ
ＨＣＨ₂）、エポキシ基、無水物基、ハロゲン化アシル基（ＲＣＯＣｌ）、無水
カルボン酸基（ＲＣＯＯＣＯＲ）、カルボキサミド基（ＲＣＯＮＨ₂）、及びイ
ソシアネート基（ＲＮＣＯ）が含まれる。上述のように、これらの官能基はプレ
ポリマーの末端を含むプレポリマーの背骨部分に沿っていずれの場所に位置する
ことができる。他の例及び官能基を有するプレポリマーのさらなる説明はＲｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ： Ａ Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍｏｎｏｍｅｒｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ
Ｄｕｒｉｎｇ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、Ｂｒｏｗｎ著、
Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒ
ａｃｔｉｃｅ、Ｘａｎｔｈｏｓ編、Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９
９２年）に記載されており、本明細書に参照のために編入される。

【００３６】 いずれのポリマーの巨大分子が官能化されたプレポリマーを生成するために選
択され、そして官能化することができる。従って、本発明の範囲はいずれの一つ
のポリマーの選択により制限されるべきではない。しかしながら、好ましくはプ
レポリマーはエラストマーである。上述の通り、これらのエラストマーは不飽和
であってよく、そして其ゆえに高度に分枝したポリマーが生成した後に加硫され
ることができる。他の例において官能基、または複数の官能基を含有しているプ
レポリマーはほとんど又は全く不飽和を含有していないエラストマーであり、そ
して其ゆえに結果として得られる高度に分枝したポリマーはマトリックスの加硫
に際してエラストマーマトリックスと架橋されない。代わりに、高度に分枝した
ポリマーは架橋されたエラストマーの網状構造中に閉じ込められる。本明細書の
目的のために、飽和エラストマーとは約５重量パーセントより少ないポリマーが
硬化性の二重結合を有するようなエラストマーを言う。好ましくは飽和エラスト
マーは約重量３パーセントより少ないポリマーが硬化性の二重結合を有するもの
であり、より好ましくは約１重量パーセントより少ないポリマーが硬化性の二重
結合を有し、そしてさらにより好ましくは約０．５重量パーセントより少ないポ
リマーが硬化性の二重結合を有するものである。

【００３７】 例えば、官能化されたプレポリマーには、無限定的に、不飽和エラストマー、
例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンコポリマー、エ
チレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ニトリルゴム、フルオロエラストマ
ー、ポリウレタン、天然ゴム及びシリコンゴムが含まれる。本例の官能化された
プレポリマーを得るために官能化することができる飽和ポリマーの例としてはエ
チレン−プロピレンコポリマー、ポリイソブチレン、ブチルゴム、水素化コポリ
マー、例えばスチレン−ブタジエンコポリマー、水素化ポリイソプレン、及び水
素化高ビニルポリブタジエンが含まれる。これらのエラストマーのそれぞれは当
該技術分野において良く知られており、数多くの販売元から市販されている。ま
たこれらは当該技術分野において良く知られていることから、これらのポリマー
を製造するために用いることができる合成方法が数多く知られており、公表され
ている。これらの方法としては、非限定的に、アニオン重合、カチオン重合、チ
ーグラー−ナッタ重合、及びラジカル連鎖重合、例えばフリーラジカル重合が含
まれる。ポリマーを製造するために使用することができる様々な方法に関する追
加的な情報のためにはＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉ
ｏｎ、第３版、Ｇｅｏｒｇｅ Ｏｄｉａｎ著を言及することができる。

【００３８】 官能化されたプレポリマーの分子量は変化させることができる。好ましい具体
例としては、ポリマーバックボーン又はプレポリマーの分子量−数平均分子量（
Ｍｎ）は約１０００及び約１０００００の間、より好ましくは約１０００及び約
８００００の間、そしてさらに好ましくは約２０００及び約５００００の間であ
るべきである。プレポリマーの官能化の度合に関してはポリマー中の繰り返し単
位１００個当り少なくとも一つの官能基を有するべきである。換言するともつれ
合う（ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）分子量当り少なくとも一つの官能基を有する
べきである。

【００３９】 官能化されたプレポリマーと反応し、そのために高度に分枝したポリマーを生
成するために使用することができる架橋剤は当該技術分野において知られている
様々な架橋剤のいずれも含まれる。それはもちろん架橋剤が、官能化されたプレ
ポリマー上の又はプレポリマー内の官能基と反応してそして共有結合を形成する
ことが可能であることを条件とする。効果的であるためには架橋剤は少なくとも
二官能性であるべきである。換言すると、架橋剤はプレポリマー分子の官能基と
反応する少なくとも二つの官能基を有するべきである。好ましくは架橋剤は２及
び約１０の間の数の官能基を有するべきであり、そしてより好ましくは２及び約
５の間の数の官能基を有するべきである。本明細書の目的のためにこれらの架橋
剤は多官能性架橋剤ということができる。これらの官能基には無限定的に第一級
アミノ基（ＮＨ₂）、第二級アミノ基（ＮＨ）、水酸基（ＯＨ）、カルボキシル
基（ＣＯＯＨ）、ビニル基（ＲＣＨＣＨ₂）、エポキシ基、無水物基、ハロゲン
化アシル基（ＲＣＯＣｌ）、無水カルボン酸基（ＲＣＯＯＣＯＲ）、カルボキサ
ミド基（ＲＣＯＮＨ₂）、及びイソシアネート基（ＲＮＣＯ）が含まれる。従っ
て本発明の実施は選択される架橋剤により制限されるべきではない。本具体例の
実施に有用で、当該技術分野のおいて一般的であるいくつかの特定の架橋剤とし
ては、無限定的に、ジイソシアネート、フェノール樹脂、例えばフェノール性レ
ゾール（ｒｅｓｏｌｅ ｐｈｅｎｏｌｉｃｓ）、フェノール性ノボラック、ジア
ミン、ジヒドロキシルエタン、及びジカルボキシルエタンがある。

【００４０】 当該技術分野の当業者は容易に高度な分枝又は架橋反応を行うための適切な官
能性プレポリマー及び補完的な架橋剤を選択することができるであろう。好まし
くは架橋反応は一段階反応である。例えば２，４−ジイソシアネートはヒドロキ
シ官能化プレポリマーと反応し、架橋する。他の一段階反応には、限定するもの
ではないが、カルボキシル基とヒドロキシル基の間で起こるエステル反応、アミ
ノ基とカルボキシル基との間で起こるアミド反応、イソシアネート基とヒドロキ
シル基との間で起こるウレタン反応、エポキシ基とアミノ基との間で起こるエポ
キシ反応、及び無水物基とアミノ基との間で起こるイミド反応が含まれる。好適
な反応は例えばウレタン反応やエポキシ反応のように小さな分子を生じない反応
である。これらの反応についての上述の議論に対するさらなる理解のためにＢｒ
ｏｗｎ著、Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎを挙げることができる。

【００４１】 当該技術分野の当業者は高度に分枝したポリマーを達成するために必要な好適
な反応条件を容易に選択することができるであろう。換言すると、官能基と架橋
剤との間の反応は当該技術分野において通常のものであり、過度の計算又は実験
を行わずに行うことができる。ある特定の条件下においては架橋反応を行うため
には触媒が必要とするかもしれないことが理解されるであろう。触媒が使用され
た場合最終組成物を損なうような影響を与えないものを選択すべきである。

【００４２】 本発明の好適な具体例においては防振添加剤はタイヤ用ゴムを製造するのに有
用な加硫性の組成物に添加される。ここにおいて防振添加剤はゴム１００重量部
当たり約１０ないし約１０００重量部の量で添加される。さらにより好ましくは
、防振添加剤はゴム１００重量部当り（ｐｈｒ）約１０ないし約３００重量部の
量で添加されるべきである。本発明の防振添加剤の添加により牽引全般、例えば
湿潤牽引（ｗｅｔ ｔｒａｃｔｉｏｎ）、雪牽引（ｓｎｏｗ ｔｒａｃｔｉｏｎ
）及び乾燥牽引（ｄｒｙ ｔｒａｃｔｉｏｎ）の改善がもたらされることが見い
だされた。有利には５℃でのヒステリシス損失により予測されたとおりタイヤゴ
ムの湿潤牽引を少なくとも１０％、より有利には少なくとも２０％、さらにより
有利には約３０％改善することができる。同様にタイヤゴムの雪牽引を−５℃の
ヒステリシス損失により予測されるように、少なくとも１０％、より有利には少
なくとも２０％、さらにより有利には約３０％改善することができる。

【００４３】 防振添加剤はタイヤゴムの製造のために有用な加硫性の組成物に添加されるが
、本発明の実施によりこれらの加硫性の組成物に典型的に含まれる他の成分のタ
イプ又は量に変化をもたらすことはない。従って本発明の実施はいずれか一つの
特定の加硫性の組成物又はタイヤ用配合生地（ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ｓｔｏ
ｃｋ）に限定されない。

【００４４】 典型的にはこれらの加硫性の組成物は強化用充填剤及び少なくとも一つの加硫
剤を配合したエラストマー成分を含む。これらの組成物は典型的にはまた他の配
合添加剤、例えば促進剤、オイル、ワックス、スコーチ防止剤、及び加工助剤を
含む。当該技術分野において知られているように、合成ゴムを含む加硫性の組成
物は典型的には分解防止剤、加工用オイル、酸化亜鉛、必要により増粘用樹脂、
必要により強化用樹脂、必要により脂肪酸、必要によりしゃく解剤及び必要によ
りスコーチ防止剤を含む。

【００４５】 これらの加硫性の組成物は混合装置を使用してそして当該技術分野において通
常使用されている方法を用いて配合又は混合される。好ましくはエラストマー成
分及び強化用充填剤並びに他の任意の添加剤、例えば加工用オイルや抗酸化剤を
含む初期のマスターバッチを調製する。本発明に従うと、初期のマスターバッチ
の調製時に防振添加剤を添加することが好ましい。この初期マスターバッチが一
旦調製されると加硫剤が組成物に混合される。この加硫性の組成物は標準ゴム硬
化法を含む通常のタイヤ製造方法に従って処理することができる。通常使用され
るゴムの配合及び添加剤のさらなる説明についてはＲｕｂｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ 第２版（１９７３年、Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｈｏｌｄ
Ｃｏｍｐａｎｙ）のＴｈｅ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｖｕｌｃａｎｉ
ｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ、Ｓｔｅｖｅｎｓ著を参照することができ、
参考のためにそれは本明細書に編入される。このタイヤ用ゴムから当該技術分野
において通常用いられる方法によりタイヤを製造する事ができる。

【００４６】 タイヤの製造に有用な加硫性の組成物に典型的に使用されるエラストマーには
天然及び合成エラストマーゴムが含まれる。例えばこれらのエラストマーには無
限定的に天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、スチレン／ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、ポリブタジエン、ブチルゴム、ネオプレン、エチレン／プロピレンゴム、
エチレン／プロピレン／ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル／ブタジエ
ンゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素エラストマー、エチレンアクリルゴム
、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、エピクロロヒドリンゴム、塩素化
ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、水素化ニトリルゴム、
テトラフルオロエチレン／プロピレンゴム等が含まれる。ここにおいて使用され
るエラストマー又はゴムという用語は合成ゴム及び天然ゴムの混合物、様々な合
成ゴムの混合物又は単に一つのタイプのエラストマー又はゴムを言うものとする
。また本発明の実施に有用なエラストマーはタイヤ製造の技術分野において通常
使用される様々な官能化されたエラストマーのいずれもが含まれる。

【００４７】 強化剤、例えばカーボンブラック又はシリカは典型的には１００重量部のゴム
当たり（ｐｈｒ）約１乃至約１００重量部の範囲の量、好適には約２０乃至約８
０重量部（ｐｈｒ）、最も好ましくは約４０乃至約８０重量部（ｐｈｒ）の範囲
の量で使用される。カーボンブラックにはいずれの通常入手可能な、商業的に生
産されているカーボンブラックが含まれるが、少なくとも２０ｍ²／ｇの表面積
（ＥＭＳＡ）を有するものが好ましく、少なくとも３５ｍ²／ｇで２００ｍ²／ｇ
まで又はそれ以上のものがより好ましい。本出願中で使用される表面積値は臭化
セチルトリメチル−アンモニウム（ＣＴＡＢ）法を使用してＡＳＴＭ試験Ｄ−１
７６５により測定されたものである。有用なカーボンブラックにはファーナスブ
ラック、チャンネルブラック、ランプブラック（ｌａｍｐ ｂｌａｃｋ）がある
。より特定すると、カーボンブラックの例としては、超耐摩耗性ファーナス（Ｓ
ＡＦ）ブラック、高耐摩耗性ファーナス（ＨＡＦ）ブラック、ファーストエクト
ルージョンファーナス（ＦＥＦ）ブラック、ファインファーナス（ＦＦ）ブラッ
ク、中間（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）超耐摩耗性ファーナス（ＩＳＡＦ）ブラ
ック、準強化ファーナス（ＳＲＦ）ブラック、中間加工（ｍｅｄｉｕｍ ｐｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ）チャンネルブラック、硬加工（ｈａｒｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ）チャンネルブラック、及び導電（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）チャンネルブラッ
ク等である。使用することができる他のカーボンブラックはアセチレンブラック
が含まれる。上述の２以上のカーボンブラックの混合物を本発明のカーボンブラ
ック製品の調製に使用することができる。使用可能なカーボンブラックの表面積
の典型的な値を以下の表にまとめる。 カーボンブラック ＡＳＴＭ１０指定 表面積（ｍ²／ｇ） （Ｄ−１７６５−８２ａ） （Ｄ−３７６５） Ｎ−１１０ １２６ Ｎ−２２０ １１１ Ｎ−３３９ ９５ Ｎ−３３０ ８３ Ｎ−５５０ ４２ Ｎ−６６０ ３５ 使用されるゴム配合物の調製において使用されるカーボンブラックはペレット
状の形態又はペレットにしていない綿状の塊の（ｆｌｏｃｃｕｌｅｎｔ ｍａｓ
ｓ）形態であってもよい。より均一な混合が得られるため好ましくはペレットに
していないカーボンブラックが好適である。

【００４８】 シリカ充填剤に関しては本発明の加硫性の組成物は好ましくは無定形シリカ（
二酸化珪素）により強化されてもよい。シリカは一般に湿式法、含水シリカとし
て言及される。なぜならそれらは水中の化学反応により製造され、水中でそれら
は超微細な球状粒子として沈殿するからである。これらの粒子は強力に集合して
集合体（ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）となるが、集合物（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ
）としてはあまり強く結合しない。ＢＥＴ法で測定した表面積は異なるシリカの
強化特性のもっとも良い基準となる。有用なシリカは好ましくは約３２ないし４
００ｍ²／ｇの表面積を有し、約１００ないし約２５０ｍ²／ｇの範囲が好適であ
り、そして約１５０乃至約２２０ｍ²／ｇの範囲がもっとも好ましい。シリカ充
填剤のｐＨは一般に約５．５乃至約７又はそれより若干大きく、好ましくは約５
．５ないし約６．８である。

【００４９】 使用される場合、シリカは１００重量部のポリマー当り（ｐｈｒ）約１重量部
乃至約１００重量部の量、好ましくは約５乃至約８０ｐｈｒの量で使用すること
ができる。有用な量の範囲の上限はこのタイプの充填剤によりもたらされる高い
粘度により限界づけられる。通常はカーボンブラックとシリカの両方を組み合わ
せて強化充填剤として使用する。両方を使用する場合、それらはカーボンブラッ
ク対シリカの比率が約１０：１乃至約１：２の割合で使用される。使用可能な市
販のシリカにはＰＰＧインダストリーにより製造されている、Ｈｉ−Ｓｉｌ２１
５、Ｈｉ−Ｓｉｌ^R２３３、及びＨｉ−Ｓｉｌ^R１９０が含まれる。また数多くの
有用な市販の商業等級の様々なシリカがロンプーランを含めた数多くの供給元か
ら市販されている。典型的にはシリカが強化充填剤として使用される場合にはカ
ップリング剤が添加される。通常使用されるカップリング剤の一つにビス−［３
（トリエトキシシリル）プロピル］−テトラスルフィドがあり、ニューヨーク州
、ニューヨークのデグサ社からＳＩ６９という商品名で市販されてる。

【００５０】 強化ゴム配合物は約０．５乃至約４ｐｈｒの量の既知の加硫剤を使用して通常
の方法で硬化させることができる。例えば、硫黄又は過酸化物をベースとした硬
化系が用いてもよい。好適な加硫剤に関する一般的な文献としてはＫｉｒｋ−Ｏ
ｔｈｍｅｒ著、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ、第３版、Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、ニューヨーク
、１９８２年、第２０巻、３６５〜４６８頁、特にＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ
Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、３９０〜
４０２頁、又はＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ、Ａ．Ｙ．Ｃｏｒａｎ著、Ｅｎｃｙ
ｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｉｎｇ、第２版、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ社（１９８９年
）を挙げることができ、双方とも本明細書に参照のために編入される。加硫剤は
単独で又は組み合わせて使用することができる。本発明ははっきりとは硬化時間
に影響を与えず、そしてそのためにポリマーは通常の時間で硬化することが可能
である。典型的には加硫は加硫性の組成物を加熱する、例えば約１７０℃まで加
熱する、ことにより行う。硬化又は架橋されたポリマーは本開示の目的において
は加硫物として言及される。

【００５１】 本発明の他の具体例としては防振添加剤は防振又は振動抑制材料を製作するた
めに有用なエラストマー組成物中に添加される。これらの用途には結合材、例え
ば封止材、パッキング、ガスケット及びグロメット、支持材、例えばマウント、
ホルダー及び遮音材（ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ）、及び緩衝材料、例えばストッパ
ー、クッション及びバンパーが含まれる。これらの材料はまた振動又は騒音が発
生する装置及び家庭用電気機器にも使用される。例えば、これらの材料は空調装
置、洗濯機、冷蔵庫、電気扇風機、掃除機、ドライヤー、プリンター、換気扇に
使用されることができるであろう。さらにこれらの材料はまたオーデイオ装置及
び電気若しくは電子装置の衝撃吸収又は防振材料として好適である。例えばこれ
らの材料は携帯用ユニット及び乗り物用のものを含むＣＤプレーヤー、ビデオカ
セットレコーダー、ラジオカセットレコーダー、マイクロフォン、コンピュータ
ーのデイスクドライブの絶縁材、光学デイスクリーダーの様々なホルダー、携帯
電話ものを含むマイクロフォン又はスピーカーに使用することができるであろう
。さらにまたこれらの材料はスポーツ用品や靴にも有用である。

【００５２】 本発明の実施を実例を用いて説明するためにこれ以下に開示する実験欄におい
て記述されるように以下の実施例を用意しそして試験した。

【００５３】 しかしながら、実施例は発明の範囲を制限するものとされるべきではない。 一般的な説明 実施例１ 表１に示される一般配合表に従って４つのタイヤ用配合生地（ｔｉｒｅ ｓｔ
ｏｃｋｓ）を調製した。

【００５４】 表１ 重量部 エラストマーバインダー １００ カーボンブラック ８０ 防振添加剤 ５０ ステアリン酸 １．５ ワックス １ 抗酸化剤 １ 酸化亜鉛 ２．５ １８６ 硫黄 〜１．７ ジフェニルグアニジン ０．６ Ｎ−ｔ−ブチル−ベンゾチアゾール スルフェンアミン ０．３５ ベンゾチアジルジスルフィド ０．７ ３．３５ １８９．３５ エラストマーバインダーはファイアストン合成ゴムカンパニーからＤ−４０ＮＦ
という商品名で入手したブタジエンゴムであった。カーボンブラックは数多くの
供給元から市販されている中間超耐摩耗性ファーナスブラックであった。抗酸化
剤はＮ−（１，３ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレン−ジアミ
ンであり、同様に数多くの供給元から入手可能である。また使用しているジフェ
ニルグアニジン、Ｎ−ｔ−ブチルベンゾチアゾールスルフェンアミン、ベンゾチ
アジルジスルフィド促進剤は当該技術分野において通常使用されているものであ
り、多くの供給元から商業的に入手可能である。同様に、使用されている抗酸化
剤、ステアリン酸、ワックス、酸化亜鉛、硫黄、その他の成分は当該技術分野に
おいて通常使用されているものであり、多くの供給元から商業的に入手可能であ
る。

【００５５】 ４つの配合生地は異なった防振添加剤を含有させることにより調製された。第
一の配合生地は線状の液状ブタジエンを含有した。第二の配合生地は軽質の芳香
族加工用オイルを含有した。第三の配合生地は重質の芳香族加工用オイルを含有
した。そして第四の配合生地は本発明の高度に分枝したポリマーを含有した。

【００５６】 線状の液状ブタジエンゴムはアルドリッチケミカルカンパニーから入手して、
そして４７．９重量パーセントのトランス１，４のミクロ構造、４４．０パーセ
ントのシスー１，４のミクロ構造及び１２．１重量パーセントのビニル−１，２
のミクロ構造を有することを特徴とした。軽質芳香族加工用オイルはシェルケミ
カルカンパニーからＤｕｒｅｘ７２７の商品名において入手し、そして重質芳香
族加工用オイルはウイトコケミカルカンパニーからＣａｌｉｆｌｕｘ５５の商品
名で入手した。

【００５７】 高度に分枝したポリマーは液状ヒドロキシ末端ポリブタジエンプレポリマーを
トルエン２，４−ジイソシアネートを用いて架橋することにより製造された。ヒ
ドロキシ末端ブタジエンプレポリマーはアルドリッチケミカルカンパニーから入
手し、そして５２．１重量パーセントのトランス−１，４のミクロ構造、２２．
４重量パーセントのシス−１，４のミクロ構造、及び２５．５重量パーセントの
ビニル−１，２のミクロ構造を有することを特徴とした。プレポリマーはまた４
４．１ポイズの粘度を有することを特徴とした。プレポリマーのヒドロキシル価
はヒドロキシル基をピリジン中の無水酢酸によりエステル化し、そして結果得ら
れた酸を標準塩基を用いて滴定する方法により測定された。この方法によるとヒ
ドロキシル価は０．９０３ミリモル／ｇと評価された。分子量はポリスチレンを
標準として使用したＧＰＣにより測定された。この分析により数平均分子量（Ｍ
ｎ）２９００及び平均分子量（Ｍｗ）６１００を得た。これらの分析結果からポ
リマーの官能性は約２．６２と計算された。２，４ジイソシアネートはアルドリ
ッチケミカルカンパニーから９９パーセントの純度のものを入手し、そして追加
的な精製は行わず使用した。

【００５８】 高度に分枝したポリマーの製造に関して特に様々な反応混合物が以下の通り製
造された。プレポリマーと架橋剤の混合物は２，４−ジイソシアネートをプレポ
リマー中に溶解させるために約２２℃で３０分間激しく撹拌された。それぞれの
試料を次に約７０℃で約三日間反応させた。特に選ばれた高度に分枝したポリマ
ーは３００．４６ｇのブタジエンプレポリマーと１２．４７５ｇの２，４ジイソ
シアネートの混合物から製造された。注意すべきことにこの高度に分枝したポリ
マーは高いｔａｎ（δ）特性を示した。防振特性は約２０℃乃至約１００℃の温
度範囲でそしてまた約０．０１乃至約１０Ｈｚの振動数範囲で試験された。この
条件範囲にわたって高度に分枝したポリマーは１．１±０．２のｔａｎ（δ）を
示した。高度に分枝したポリマーのＴｇはＤＳＣにより測定され、約−６０℃で
あった。

【００５９】 防振添加剤を含有するエラストマー組成物を製造するに際して、エラストマー
バインダー及び防振添加剤を最初に６０ｇブラベンダー密閉式ミキサー中に充填
して約３０秒間咀嚼した。カーボンブラック、ステアリン酸、ワックス、抗酸化
剤及び酸化亜鉛を次にゴム／添加剤混合物と約１１０℃及び約６０ｒｐｍで約５
分間混合した。組成物を取り出し（ｄｒｏｐｐｅｄ）、冷却した。この段階に続
いて、硫黄及び促進剤を加え、そして全組成物を約７５℃で約８０秒間混合した
。

【００６０】 ４つの配合生地を個々にシート状に延ばし、約１６５℃で約１５分間成型した
。それぞれの配合を次に約２２℃でＡＳＴＭ−Ｄ４１２に従い５０パーセントモ
ジュラスを試験した。試験試料は約０．０５インチの幅で約０．０７５インチの
厚さのリングの形態であった。試料は約１．０インチの特定のゲージ長さ（ｓｐ
ｅｃｉｆｉｃ ｇａｕｇｅ ｌｅｎｇｔｈ）で試験された。材料のヒステリシス
は動的機械分析機を使用して５０℃で測定した。動的機械分析機に使用した試験
試料は長さが約１．０インチ、幅が約０．２５インチそして厚さが約０．０７５
インチの薄片であった。試験条件は５Ｈｚ温度ランプ及び１％の歪を用いた。こ
の試験の結果を表IIに示す。 表II ２３℃での５０％ ５０℃での 生地 防振添加剤 ヤングモジュラス ｔａｎ（δ） （ｐｓｉ） １ 線形液状ポリブタジエン １１０．０ ０．１７ ２ 軽質芳香族加工用オイル １０７．３ ０．１８ ３ 重質芳香族加工用オイル １０８．７ ０．１９ ４ 高度に分枝したポリマー １２２．６ ０．２５ 前述のデータに見られるとおり、高度に分枝したポリマーを含むタイヤ配合物
即ち配合生地Ｎｏ．４は大きなｔａｎ（δ）値により指示されるもっとも高い防
振を示す。

【００６１】 さらに高度に分枝したポリマーを含有する生地は幅広い温度範囲にわたってヒ
ステリシスを試験された。この試験から得られたデータを表III中に述べる。 表III ｔａｎ（δ） 生地 添加剤 ３５℃ ４５℃ ５５℃ ６５℃ ７５℃ ８５℃ ９５℃ ４ 高度に分枝 0.246 0.250 0.253 0.251 0.247 0.246 0.244 したポリマー 注意すべきことにこの材料は約３５ないし約９５℃の温度範囲にわたって一定
したｔａｎ（δ）プラトーを示した。 実験II 表IVに記述される一般の配合表に従って３つのゴム組成物を調製した。 表IV 重量部 エラストマーバインダー １００ 防振添加剤 １００ ステアリン酸 １．５ 酸化亜鉛 ２．５ ２０４．００ 硫黄 〜２．５ 促進剤 １．５ ４．００ ２０８．００ 用いられたエラストマーバインダーはエクソンケミカルからＶｉｓｔａｌｏｎ ^R ６５０５という商品名で入手したＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポ
リマー）であった。使用した促進剤はベンゾルチアジルジスルフィドであった。
促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、及び硫黄は当該技術分野において通常的に使
用されそして多くの供給元から市販されている。

【００６２】 表IVに示されている通り、３つのゴム組成物はそれぞれの配合生地ごとに異な
った防振添加剤を含有した。第一の配合生地は日本の出光社からＰＷ３８０とい
う商品名で入手したパラフィンオイルを含有した。第二の配合生地は本発明の高
度に分枝したポリマーを含有した。そして硫黄含有量が少ない第三の配合生地は
日本の出光社からＰＷ３８０という商品名で入手したパラフィンオイルを含有し
た。

【００６３】 高度に分枝したポリマーは日本のクラレ株式会社からＴＨ−２１という商品名
で入手した液状ヒドロキシ末端水素化ポリイソプレンプレポリマーをトルエン２
，４−ジイソシアネートで架橋することにより製造した。特に様々な反応混合物
が製造された。これらの混合物はプレポリマー中に架橋剤を溶解させるために約
２２℃で約１時間の間混合された。結果として得られたポリマー混合物は７０℃
で約三日間反応を受けた。実験のために選択された高度に分枝したポリマーは１
９．７４ｇのヒドロキシ末端ＥＰＲと０．６６ｇのトルエン２，４−ジイソシア
ネートの反応により製造された。該ポリマーは約４０ないし約１００℃の温度範
囲にわたってｔａｎ（δ）＝１．２±０．３という比較的定常のｔａｎ（δ）プ
ラトーを示した。ＤＳＣで測定した高度に分枝したポリマーのＴｇは約−４０℃
であった。

【００６４】 ＥＰＤＭポリマーゴムは最初に３００ｇのブラベンダー密閉式ミキサー中に１
１０℃で充填され撹拌速度６０ｒｐｍで約１分間混合された。防振添加剤、ステ
アリン酸、及び酸化亜鉛は混合を継続しながら約１５分間にわたって順次充填さ
れた。次に混合物はさらに１５分間咀嚼され、取り出され（ｄｒｏｐｐｅｄ）そ
して冷却された。約７５℃に冷却されると約３０秒混合を継続し、そして硬化剤
及び促進剤を添加した。混合をさらに９０秒継続し、そして組成物を密閉式ミキ
サーから除去した。

【００６５】 ３つの配合生地はそれぞれシート状に延ばされ約１６０℃で約３０分間成型さ
れた。それぞれの配合生地は次に約２２℃でＡＳＴＭ−Ｄ４１２に従って５０％
モジュラスを試験された。破断点引張強さ及び破断点伸びが２２℃でＡＳＴＭ−
Ｄ４１２に従って同様に測定された。この試験の目的のための試験試料は約０．
０５インチの幅で約０．０７５インチの厚さのリングの形態であった。試料は約
１．０インチの特定のゲージ長さで試験された。ヒステリシスは上述の動的機械
分析機を使用して測定した。試験試料は長さが約１．０インチ、幅が約０．２５
インチそして厚さが約０．０７５インチの薄片であった。試験条件は１Ｈｚ及び
１％の歪を用いた。それぞれの配合生地のガラス転移点温度（Ｔｇ）はｔａｎ（
δ）ピークにより決定された。この試験の結果を表Ｖに記述する。

【００６６】

【表１】

【００６７】 上述のデータに見られるように、高度に分枝したポリマーを含有するＥＰＤＭ
ゴム組成物（生地６）が他のＥＰＤＭゴム組成物の間でもっとも高い防振特性を
示す。同様に高度に分枝したポリマーを含有するＥＰＤＭゴムは卓越した機械的
特性を示した。 実験III 下に示した表VIに記述される一般的な配合表に従って３つのゴム組成物を調製
した。

【００６８】 表VI 重量部 エラストマーバインダー １００ カーボンブラック １００ 防振添加剤 １００ ステアリン酸 １．５ 酸化亜鉛 ２．５ ３０４．００ 硫黄 〜２．５ 促進剤 １．５ ４．００ ３０８．００ 用いられたエラストマーはエクソンケミカルからＶｉｓｔａｌｏｎ^R６５０５
という商品名で入手したＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）で
あった。使用した促進剤はベンゾルチアジルジスルフィドであった。促進剤、ス
テアリン酸、酸化亜鉛、及び硫黄は当該技術分野において通常的に使用されそし
て多くの供給元から市販されている。使用したカーボンブラックは多くの供給元
から市販されている中間超耐摩耗性ファーナスブラック（Ｎ１１０）であった。
促進剤、カーボンブラック、ステアリン酸、酸化亜鉛、及び硫黄は当該技術分野
において通常的に使用されそして多くの供給元から市販されている。

【００６９】 表VIに記されている通り、３つのゴム組成物のそれぞれの生地で異なった防振
添加剤を含有した。第一の配合生地は日本の出光社からＰＷ３８０という商品名
で入手したパラフィンオイルであった。第二の配合生地は本発明の高度に分枝し
たポリマーを含有した。そして第三の配合生地は日本の出光社からＰＷ３８０と
いう商品名で入手した硫黄含有量が少ないパラフィンオイルを含有した。

【００７０】 高度に分枝したポリマーはクラレ株式会社からＴＨ−２１という商品名で入手
した液状ヒドロキシ末端水素化ポリイソプレンプレポリマーをトルエン２，４−
ジイソシアネートで架橋することにより製造した。特に様々な反応混合物が製造
され、そして比較的定常のｔａｎ（δ）プラトーを示した反応混合物を高度に分
枝したポリマー添加剤として選択した。これらの混合物はポリマー中に架橋剤を
溶解させるために約２２℃で約１時間の間混合された。実験ポリマー混合物は７
０℃で約三日間硬化された。実験のために選択された高度に分枝したポリマーは
１９．７３９ｇのヒドロキシ末端ポリイソプレンと０．６６ｇのトルエン２，４
−ジイソシアネートの反応により製造された。ＤＳＣで測定した高度に分枝した
ポリマーのＴｇは約４０℃であった。

【００７１】 ＥＰＤＭポリマーゴムは最初に３００ｇのブラベンダー密閉式ミキサー中に１
１０℃で充填され撹拌速度６０ｒｐｍで約１分間混合された。防振添加剤、カー
ボンブラック、ステアリン酸、及び酸化亜鉛は混合を継続しながら約５分間にわ
たって順次充填された。混合物は取り出されそして冷却された。約７５℃に冷却
されると約３０秒混合を継続し、そして硬化剤及び促進剤を添加した。混合をさ
らに４５秒継続し、そして組成物を密閉式ミキサーから除去した。

【００７２】 ３つの配合生地はそれぞれシート状に延ばされ約１６０℃で約３０分間成型さ
れた。それぞれの配合生地は次に約２２℃でＡＳＴＭ−Ｄ４１２に従って５０％
モジュラスを試験された。破断点引張強さ及び破断点伸びが２２℃でＡＳＴＭ−
Ｄ４１２に従って同様に測定された。この試験の目的のための試験試料は約０．
０５インチの幅で約０．０７５インチの厚さのリングの形態であった。試料は約
１．０インチの特定のゲージ長さで試験された。

【００７３】 それぞれの試料はまたブリテイッシュポータブルスキッドテスターを使用して
Ｒｏａｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐ
ａｐｅｒ Ｎｏ．６６、Ｇｉｌｅｓ他著、ロンドン（１９６６年）に示された手
順に従って湿潤牽引が試験された。試験のための試料の形状は１ｘ３ｘ０．２５
インチの寸法を有する矩形の（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ）棒であった。

【００７４】 ヒステリシスは動的機械分析機を使用して約０℃で測定した。動的機械分析機
に使用した試験試料は長さが約１．０インチ、幅が約０．２５インチそして厚さ
が約０．０７５インチの薄片であった。試験条件は１Ｈｚ及び１％の歪を用いた
。試験結果を表VIIに記述する。

【００７５】

【表２】

【００７６】 上述のデータに基づくと、本発明の加硫生地（生地９）は０℃でのｔａｎ（δ
）が約０．２３０、これは対照に対して約２６パーセントの改善に対応する、で
あることから明らかなように卓越した防振並びにスタンレイロンドン試験に従っ
て測定された３８という優れた湿潤牽引、これは対照に対して約１５パーセント
の改善に対応する、を示したことは明らかである。

【００７７】 上述のデータから実証されるように幅広い温度範囲にわたって得られる比較的
定常なｔａｎ（δ）に基づき、ゴム配合物中の高度に分枝したポリマーを含む技
術はタイヤを含む多くの重要なゴム用途の防振特性を改善することが理解される
であろう。

【００７８】 以上の開示に基づくと、本明細書に記述されるような高度に分枝したポリマー
のゴムバインダーへの添加により本明細書の目的を達成することができることは
明らかであろう。従って本発明の特許請求の範囲に記載された発明の視野に明ら
かに入るいずれの変化及びそれ故ある特定の成分要素の選択は本明細書に開示さ
れ記載される発明の精神から離れずに決定することができることが理解されるで
あろう。特に本発明に従ったタイヤ配合物及び加硫組成物は必ずしも本明細書に
記載されたものに限定される必要はない。なぜなら高度に分枝したポリマーのい
ずれの有用なゴム又はタイヤ配合物への添加はそれの防振特性を改善することが
考えられるからである。かくして本発明の範囲は本発明のクレームの範囲にはい
るすべての変法及び変化をも包含する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図面は架橋反応の理論的プロットであり、そして架橋されるプリポリマーに対
する架橋剤の比率の関数としてのゲル化のパーセントを示す。

【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年８月２３日（２０００．８．２３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項１４】 改善した防振特性を有する加硫物の製造方法であって、 ａ）１）加硫性の組成物 ２）官能化ポリマーと多官能性架橋剤との反応により生成した高度に分枝 したポリマーを含んでなる不飽和防振添加剤、ここで、官能化ポリマー及び多官 能性架橋剤の反応の程度が、Ｅ＝（│ｒ−ｒ_gel│）／（ｒ_gel）により規定され る、ここで、Ｅはゲル化点に対する比較距離であり１より少ない値を有し、ｒは 反応の程度、そしてｒ_gelはゲル化点での反応の程度である、及び ３）必要により少なくとも一つの強化用充填剤、 を混合し、そして ｂ）加硫性の組成物の加硫を行う ことを含んでなる方法。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年４月１７日（２００１．４．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００７０】 高度に分枝したポリマーはクラレ株式会社からＴＨ−２１という商品名で入手
した液状ヒドロキシ末端水素化ポリイソプレンプレポリマーをトルエン２，４−
ジイソシアネートで架橋することにより製造した。特に様々な反応混合物が製造
され、そして比較的定常のｔａｎ（δ）プラトーを示した反応混合物を高度に分
枝したポリマー添加剤として選択した。これらの混合物はポリマー中に架橋剤を
溶解させるために約２２℃で約１時間の間混合された。実験ポリマー混合物は７
０℃で約三日間硬化された。実験のために選択された高度に分枝したポリマーは
１９．７３９ｇのヒドロキシ末端ポリイソプレンと０．６６ｇのトルエン２，４
−ジイソシアネートの反応により製造された。ＤＳＣで測定した高度に分枝した
ポリマーのＴｇは約−４０℃であった。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｆ 15/08 Ｆ１６Ｆ 15/08 Ｄ Ｗ (31)優先権主張番号 ０９／２５２，５８５ (32)優先日 平成11年２月18日(1999．2．18) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／２５２，５１６ (32)優先日 平成11年２月18日(1999．2．18) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，Ｕ Ｓ (72)発明者 フオルツ，ビクター・ジエイ アメリカ合衆国オハイオ州44312アクロ ン・プレメドライブ2895 (72)発明者 ケリー，エドワード・デイ アメリカ合衆国オハイオ州44278タルマツ ジ・ノーストーマスロード100 (72)発明者 パクデル，ペイマン アメリカ合衆国オハイオ州44333アクロ ン・ペレードライブ1050 Ｆターム(参考） 3J048 BA01 BD04 EA01 EA08 4F212 AA03L AA46L AB11 AE07 AH20 VA10 VA11 VD03 VL27 4J002 AC01W AC01X AC03W AC03X AC06W AC06X AC07W AC07X AC08W AC08X AC11W AC11X BB06W BB15W BB15X BB18W BB24W BB27W BD12W BD12X BD15W CH04W CK02W CK02X CP03W CP03X DA036 DJ016 FD010 FD140 GN01

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 改善された防振特性を有するエラストマー組成物であって、 硬化されたエラストマーマトリックス、及び １００重量部のゴム当たり約１０乃至約１０００重量部のエラストマーマトリ
   ックス中に分散された防振添加剤 を含んでなる組成物。
2. 【請求項２】 該防振添加剤が約−２０℃乃至約１２０℃の温度範囲で約０
   ．３５以上のｔａｎ（δ）を有することを特徴とする請求項１記載のエラストマ
   ー組成物。
3. 【請求項３】 該防振添加剤が約−２０℃乃至約１２０℃の温度範囲で実質
   的に定常な（ｃｏｎｓｔａｎｔ）ｔａｎ（δ）有することを特徴とする請求項１
   又は２記載のエラストマー組成物。
4. 【請求項４】 該防振添加剤が約−２０℃以下のガラス転移点温度を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエラストマー組成物。
5. 【請求項５】 硬化されたエラストマーマトリックスが約８０以下のショア
   Ａ硬度を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のエラスト
   マー組成物。
6. 【請求項６】 該防振添加剤がデンドリマー、百足型ポリマー、及び高度に
   分枝したポリマーから選択される請求項１ないし５のいずれかに記載のエラスト
   マー組成物。
7. 【請求項７】 該高度に分枝したポリマーが官能化エラストマーと多官能性
   架橋剤との反応生成物である請求項６記載のエラストマー組成物。
8. 【請求項８】 官能化エラストマーと多官能性架橋剤との反応の程度が下記
   式 Ｅ＝（│ｒ−ｒ_gel│）／（ｒ_gel） ここで、Ｅはゲル化点に対する比較距離でありそして１より小さい値であり、ｒ
   は反応の程度、そしてｒ_gelはゲル化点での反応の程度である、で規定される請
   求項７記載のエラストマー組成物。
9. 【請求項９】 該高度に分枝したポリマーが、 ヒドロキシ末端ポリブタジエンプレポリマーとジイソシアネートとの反応生成
   物、 ヒドロキシ末端エチレン−プロピレンプレポリマーとジイソシアネートとの反
   応生成物、 ヒドロキシ末端ポリイソプレンプレポリマーとジイソシアネートとの反応生成
   物、 カルボキシルとヒドロキシル基、アミノ基とカルボキシル基との反応生成物、 イソシアネートとヒドロキシル基、エポキシ基とアミノ基の反応生成物、及び 無水物基とアミノ基の反応生成物、 からなる反応生成物群から選択される、請求項７又は８記載のエラストマー組成
   物。
10. 【請求項１０】 エラストマー組成物が少なくとも一つの強化用充填剤もま
    た含んでなる請求項１ないし９のいずれかに記載のエラストマー組成物。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかのエラストマー組成物を含
    んでなるタイヤ部材。
12. 【請求項１２】 該部材がタイヤトレッドである、請求項１１記載のタイヤ
    部材。
13. 【請求項１３】 請求項１１又は請求項１２のいずれかのタイヤ部材を含ん
    でなるタイヤ。
14. 【請求項１４】 下記段階 （ａ）加硫性の組成物に防振添加剤を添加し、そして （ｂ）防振添加剤を含有する加硫性の組成物をエラストマー組成物に加工する
    、 を含んでなる請求項１ないし１０のいずれかのエラストマー組成物、請求項１１
    又は１２のいずれかのタイヤ部材、又は請求項１３のタイヤを製造する方法。
15. 【請求項１５】 加工段階が加硫剤を組成物に添加し、そして加硫を行うこ
    とを含んでなる請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 加工段階が少なくとも一つの強化用充填剤を加硫性の組成
    物に添加することを含んでなる請求項１４又は１５のいずれかに記載の方法。