JP2003119324A - ゴム混合物、その製造方法、その使用及び前記ゴム混合物により得られる成形体 - Google Patents

ゴム混合物、その製造方法、その使用及び前記ゴム混合物により得られる成形体

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JP2003119324A
JP2003119324A JP2002185290A JP2002185290A JP2003119324A JP 2003119324 A JP2003119324 A JP 2003119324A JP 2002185290 A JP2002185290 A JP 2002185290A JP 2002185290 A JP2002185290 A JP 2002185290A JP 2003119324 A JP2003119324 A JP 2003119324A
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ルーギンスラント ハンス−デートレフ
Andrea Korch
コルヒ アンドレア
Robert Wissner
ヴィスナー ローベルト
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/06Ethers; Acetals; Ketals; Ortho-esters

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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 卓越した加工挙動及び改善された加硫物デー
タを有するゴム混合物。 【解決手段】 (a)ゴム又はゴムの混合物、(b)少
なくとも1つの充填剤及び (c)一般式(I) R−O−R (I) で示される加工助剤を含有しており、ゴム又はゴムの混
合物、充填剤及び式Iによる加工助剤を混合装置中で混
合することにより製造される、ゴム混合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム混合物、その
製造方法及びその使用並びに前記ゴム混合物により得ら
れる成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】EP 0761734からは、ジエンゴムの群から
の少なくとも1つのポリマー、微細に分散したケイ酸5
〜100phr、カーボンブラック0〜80phr、場合によ
りシランカップリング剤0.2〜10phr及び元素C、
H及びOを基礎とし、1,2−ジオール又は1,3−ジ
オールとして存在する少なくとも2つのヒドロキシル基
を有する領域を有しかつ少なくとも2つの化学結合した
炭素原子からなる領域を有し、その際、これらの化学結
合した炭素原子もそれらの化学結合した隣接−炭素原子
もOで置換されていない、粘度を低下させる少なくとも
1つの非芳香族性物質0.5〜20phrを含有するゴム
混合物が公知である。
【0003】公知のゴム混合物の欠点は、劣悪な動的性
質、殊にtan δ 60℃−値である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、卓越
した加工挙動(低い粘度、短い加硫時間)及び改善され
た加硫物データ(例えば高い強化因子、低い永久ひずみ
及び低いヒステリシス損失)を有するゴム混合物を提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の対象はゴム混合
物であり、前記ゴム混合物が、(a)ゴム又はゴムの混
合物、(b)少なくとも1つの充填剤及び (c)一般式(I) R−O−R (I)、 [式中、R、Rは同じか又は異なっていてよく、か
つヒドロキシ置換C〜Cアルキル基からなる、但
し、ヒドロキシ置換アルキル基R及びRは単独でか
又は一緒に、1,2−ジオール又は1,3−ジオールと
して存在する少なくとも2つのヒドロキシル基を有する
領域を有さないものとする]で示される加工助剤を含有
することにより特徴付けられる。
【0006】加工助剤は、少なくとも2つの化学結合し
た炭素原子からなる領域を有してはならず、その際、こ
れらの化学結合した炭素原子もそれらの化学結合した隣
接−炭素原子もOで置換されていない。
【0007】ゴムとして、天然ゴム及び/又は合成ゴム
が使用されてよい。好ましい合成ゴムは、例えばW. Hof
mannによる, Kautschuktechnologie, Genter Verlag, S
tuttgart 1980に記載されている。これらは、とりわ
け、 −ポリブタジエン(BR) −ポリイソプレン(IR) −1〜60質量%、好ましくは5〜50質量%のスチレ
ン含量を有するスチレン/ブタジエン−コポリマー(S
BR) −イソブチレン/イソプレン−コポリマー(IIR) −5〜60質量%、好ましくは10〜50質量%のアク
リロニトリル含量を有するブタジエン/アクリロニトリ
ル−コポリマー(NBR) −エチレン/プロピレン/ジエン−コポリマー(EPD
M) 並びに前記のゴムの混合物を含んでいてよい。
【0008】好ましい実施態様において、ゴムは、硫黄
架橋性であってよい。
【0009】充填剤として、ケイ酸質充填剤及び/又は
カーボンブラックが使用されることができる。
【0010】ケイ酸質充填剤として、沈降ケイ酸又はシ
リケートが使用されることができる。
【0011】カーボンブラックとして、ファーネスブラ
ック、ガスブラック、チャンネルブラック、ランプブラ
ック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズ
マブラック、DE 195 21 565から公知のインバージョン
ブラック(Inversionsrusse)、WO 98/45361又はDE 19613
796から公知のSi−含有カーボンブラック、又はWO 98
/42778から公知の金属含有カーボンブラック、アークブ
ラック及び化学的製造プロセスの副生成物であるカーボ
ンブラックが使用されることができる。カーボンブラッ
クは、先行する反応、例えば酸化により活性化されるこ
とができる。
【0012】加工助剤として、1,7−ジヒドロキシ−
ジプロピルエーテル、2、6−ジヒドロキシ−ジプロピ
ルエーテル又は3,5−ジヒドロキシ−ジプロピルエー
テルが使用されてよい。
【0013】ゴム混合物は、オルガノシランを含有して
いてよい。
【0014】ゴム混合物は、充填剤10〜200質量
部、式Iの加工助剤0.02〜10質量部及び場合によ
りオルガノシラン0.02〜10質量部を含有していて
よく、その際、質量部はゴム100質量部に基づいてい
る。
【0015】オルガノシランとして、一般式(II) Z−Alk−S−Alk−Z (II) [式中、Zは同じSiR、SiR
又はSiRであり、ここで、Rは1−6個
の炭素原子を有する線状又は分枝状の炭素鎖、5−12
個の炭素原子を有するシクロアルカン基、ベンジル基又
はハロゲン置換フェニル基又はアルキル置換フェニル基
であり、Rは1−6個の炭素原子を有する線状又は分
枝状の炭素鎖を有するアルコキシ基、5−12個の炭素
原子を有するシクロアルコキシ基、ハロゲン置換フェノ
キシ基又はアルキル置換フェノキシ基又はベンジルオキ
シ基であり、AlkはC−C10を有する線状又は分
枝状で二価の飽和炭化水素基、好ましくはメチレン、エ
チレン、イソプロピレン、n−プロピレン、イソブチレ
ン、n−ブチレン、n−ペンチレン、2−メチルブチレ
ン、3−メチルブチレン、1,3−ジメチルプロピレン
又は2,3−ジメチルプロピレンを表し、xは1〜1
2、好ましくは1〜8、特に好ましくは2〜6の数であ
る]で示される有機ケイ素化合物が使用されることがで
きる。
【0016】オルガノシランとして、一般式(III) XSi−A (III) [式中、X、X、Xは互いに独立して、H、(C
−C12)アルキル、(C−C)アルコキシ、
(C−C)ハロアルキル、アリール、(C−C
16)アラルキル、ハロゲン又はヒドロキシであり、A
は、直鎖状、分枝状又は環状の(C−C18)アルキ
ル、例えばメチル−、エチル−、n−プロピル、n−ブ
チル、n−ペンチル、n−ヘキシル、イソプロピル又は
t−ブチル、(C−C)アルコキシ、例えばメトキ
シ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、イソプロポキ
シ、イソブトキシ又はペントキシ、ハロゲン、例えばフ
ルオロ、クロロ、ブロモ又はヨード、ヒドロキシ、ニト
リル、(C−C)ハロアルキル、NO、(C
)チオアルキル、NH、NHR、NR
アルケニル、アリール又は(C−C16)アラルキル
である]で示される有機ケイ素化合物が使用されること
ができる。
【0017】特に好ましくは、オルガノシランとして、
ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファ
ン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルファ
ン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフ
ァン又はビス(トリメトキシシリルプロピル)ジスルフ
ァンが使用されることができる。
【0018】本発明によるゴム混合物は、別の公知のゴ
ム助剤、例えば架橋剤、加硫促進剤、反応促進剤、反応
遅延剤、老化防止剤、安定剤、可塑剤、ワックス、金属
酸化物並びに活性剤、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を含有して
いてよい。
【0019】ゴム助剤は、とりわけ使用目的に応じた常
用の量で使用されることができる。常用の量は、ゴムに
対して、例えば0.1〜50質量%の量である。
【0020】架橋剤として、硫黄又は有機硫黄供与剤が
利用されることができる。
【0021】本発明によるゴム混合物は、更に加硫促進
剤を含有していてよい。適した加硫促進剤の例は、メル
カプトベンズチアゾール、スルフェンアミド、グアニジ
ン、チウラム、ジチオ−カルバメート、チオ尿素及びチ
オカーボネートである。加硫促進剤及び硫黄は、使用ゴ
ムに対して、0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜
5質量%の量で使用されることができる。
【0022】本発明の別の対象は、本発明によるゴム混
合物の製造方法であり、前記方法は、ゴム又はゴムの混
合物、充填剤及び式Iによる加工助剤を混合装置中で混
合することにより特徴付けられる。
【0023】ゴムと、充填剤、式Iによる加工助剤及び
場合によりオルガノシラン及び別のゴム助剤との混合
は、常用の混合装置、例えばローラー、密閉式混合機及
び混合押出機中で実施されることができる。通常、その
ようなゴム混合物は、密閉式混合機中で製造されること
ができ、その際、まず最初に、1つ又はそれ以上の連続
した熱機械的混合段階において、ゴム、充填剤、場合に
よりオルガノシラン及びゴム助剤が、100〜170℃
で混合導入される。その際、個々の成分の添加順序及び
添加時点は、得られる混合物性質に決定的に作用を及ぼ
しうる。通常、こうして得られたゴム混合物は、密閉式
混合機中でか又はローラー上で、40−110℃で、架
橋薬品及び式Iによる加工助剤と混合され、かつ後に続
く方法工程、例えば成形及び加硫のためのいわゆる原料
混合物に加工されることができる。
【0024】本発明によるゴム混合物の加硫は、80〜
200℃、好ましくは130〜180℃の温度で、場合
により10〜200barの圧力下に行われることができ
る。
【0025】本発明によるゴム混合物は、成形体の製
造、例えば空気入りタイヤ、タイヤトレッド、ケーブル
被覆、チューブ、駆動ベルト、コンベヤーベルト、ロー
ラー被覆、タイヤ、靴底、ガスケット及び緩衝要素の製
造に使用されることができる。
【0026】本発明の別の対象は、本発明によるゴム混
合物から加硫によって得られることができる成形体であ
る。
【0027】本発明によるゴム混合物は、加硫時間が短
縮され、ΔTcenter、永久ひずみ、粘度及びtan
δ 60℃(転がり抵抗と関連している)が低下されて
おり、かつ強化因子(モジュラス300%/100%)
及びtan δ 0℃(ウェットスキッドと関連している)
が高められているという利点を有する。
【0028】
【実施例】ゴム混合物に使用された配合表は、第1表中
に記載されている。その際、単位phrは、使用された原
料ゴム100部に対する質量含分を意味する。ゴム混合
物及びその加硫物の一般的な製造方法は、次の本に記載
されている:"Rubber Technology Handbook", W. Hofma
nn, Hanser Verlag 1994。
【0029】
【表1】
【0030】ポリマーSMR 10は、天然ゴムである。
【0031】1,4−ポリブタジエン(BR)は、>9
6%のcis−1,4−含量を有し、油37.5部で増量
したポリブタジエンである。
【0032】スチレン−ブタジエン−コポリマー(SB
R)は、油37.5部、20%のビニル含量及び34%
のスチレン含量を有する油展溶液SBRである。
【0033】芳香油として、ChemetallのNaftolen ZDを
使用し;Vulkanox 4020は、6PPDでありかつVulkanox HS
/LGはBayer AGのTMQである。Struktol A 60は、マスチ
ケーター助剤であり、Struktol WB 212は、Schill+Seil
acherの加工助剤であり、Vulkacit D (DPG)及びVulkaci
t CZ (CBS)は、Bayer AGの商品である。Antilux 654
は、Rhein-Chemieのオゾン保護剤であり、かつWingstay
100は、Goodyear Chemicalsの老化防止剤である。
【0034】Ultrasil 7000 GRは、175m/gのBE
T表面積を有するDegussa AGの良好な分散性の沈降ケイ
酸である。製品X 50 Sは、Degussa AGのSi 69(ビス−
トリエトキシシリルプロピルテトラスルファン)及びCo
rax N 330の1:1混合物である。
【0035】ゴム混合物は、密閉式混合機中で、第2表
中の混合規定に相応して製造される。
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】第3表中には、ゴム試験のための方法がま
とめられている。
【0039】混合物をそれぞれ、168℃で30分加硫
する。
【0040】
【表4】
【0041】第4表は、ゴム工業的試験の結果を示す。
【0042】
【表5】
【0043】第4表中のデータは、例1の本発明による
ゴム混合物が、最も低下されたムーニー粘度、最も短縮
されたt 95%−加硫時間、最も大きな強化因子(モ
ジュラス 300%/100%)、最も低下されたΔT
center値及び永久ひずみ、最も高いボールはね返
り値60℃及びtan δ 0℃−値(改善されたウェットス
キッド)及び最も低いtan δ 60℃−値(改善された転
がり抵抗)を有することを示している。
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) C08K 5/06 C08K 5/06 5/541 B65G 15/30 A // B65G 15/30 C08K 5/54 (72)発明者 ローベルト ヴィスナー ドイツ連邦共和国 フランクフルト ティ ベリウスシュトラーセ 12 Fターム(参考) 3F024 BA07 CA04 4F071 AA10 AB03 AB26 AC06 AC16 AE04 AE17 AF13 AF20 AF22 AF26 AH07 AH08 AH12 AH16 AH19 BA01 BB13 BC03 BC07 4J002 AC011 AC031 AC051 AC071 AC081 BB151 BB181 DA036 DJ006 ED027 ED037 EX028 EX038 EX078 EX088 FD016 FD027 FD140 FD150 GC00 GN00 GN01 GQ00 GQ01 GT00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム混合物において、前記ゴム混合物
    が、(a)ゴム又はゴムの混合物、(b)少なくとも1
    つの充填剤及び (c)一般式(I) R−O−R (I) [式中、R、Rは同じか又は異なっていてよく、か
    つヒドロキシ置換C〜Cアルキル基からなる、但
    し、ヒドロキシ置換アルキル基R及びRは単独でか
    又は一緒に、1,2−ジオール又は1,3−ジオールと
    して存在する少なくとも2つのヒドロキシル基を有する
    領域を有しないものとする]で示される加工助剤を含有
    していることを特徴とする、ゴム混合物。
  2. 【請求項2】 加工助剤が1,7−ジヒドロキシ−ジプ
    ロピルエーテル、2,6−ジヒドロキシ−ジプロピルエ
    ーテル又は3,5−ジヒドロキシ−ジプロピルエーテル
    である、請求項1記載のゴム混合物。
  3. 【請求項3】 ゴム混合物がオルガノシランを含有して
    いる、請求項1記載のゴム混合物。
  4. 【請求項4】 充填剤として、ケイ酸質充填剤及び/又
    はカーボンブラックが使用されている、請求項1記載の
    ゴム混合物。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のゴム混合物の製造方法に
    おいて、ゴム又はゴムの混合物、充填剤及び式Iによる
    加工助剤を、混合装置中で混合することを特徴とする、
    請求項1記載のゴム混合物の製造方法。
  6. 【請求項6】 成形体における、請求項1記載のゴム混
    合物の使用。
  7. 【請求項7】 空気入りタイヤ、タイヤトレッド、ケー
    ブル被覆、チューブ、駆動ベルト、コンベヤーベルト、
    ローラー被覆、タイヤ、靴底、ガスケット及び緩衝要素
    における、請求項1記載のゴム混合物の使用。
  8. 【請求項8】 請求項1記載のゴム混合物から加硫によ
    り得られることができる、成形体。
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BR (1) BR0202383A (ja)
DE (1) DE10130500A1 (ja)
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