JP2008530389A - ブンテ塩で処理された繊維を用いることによってゴム特性を強化するための方法 - Google Patents
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Abstract
繊維の重量に基づいて0.5〜30重量%の組成物を含んでなる繊維であって、前記組成物は、
a)ブンテ塩(A)、
b)n=2〜6である−[S]n−基を含んでなるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含む繊維が提供される。
好ましくは、前記ポリスルフィド化合物は、下記式
式中、n=2〜6であり、そしてRは、独立して、水素、ハロゲン、ニトロ、ヒドロキシル、C1〜C12アルキルまたはアルコキシルまたはアラルキルから選択される、
で表わされる。
さらに、繊維/エラストマー組成物を製造するための加硫プロセスであって、
(a)100重量部の少なくとも1種の天然または合成ゴム、
(b)0.1〜25重量部の硫黄、および/または0.1〜25重量部の硫黄の当量を提供する量の硫黄供与体、並びに
(c)0.1〜20重量部の前記繊維と、
を加硫する工程を含んでなる加硫プロセスが提供される。
【選択図】なし
a)ブンテ塩(A)、
b)n=2〜6である−[S]n−基を含んでなるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含む繊維が提供される。
好ましくは、前記ポリスルフィド化合物は、下記式
式中、n=2〜6であり、そしてRは、独立して、水素、ハロゲン、ニトロ、ヒドロキシル、C1〜C12アルキルまたはアルコキシルまたはアラルキルから選択される、
で表わされる。
さらに、繊維/エラストマー組成物を製造するための加硫プロセスであって、
(a)100重量部の少なくとも1種の天然または合成ゴム、
(b)0.1〜25重量部の硫黄、および/または0.1〜25重量部の硫黄の当量を提供する量の硫黄供与体、並びに
(c)0.1〜20重量部の前記繊維と、
を加硫する工程を含んでなる加硫プロセスが提供される。
【選択図】なし
Description
本発明は、繊維、および、ゴム特性を強化するための前記繊維を得るための方法に関する。さらに本発明は、加硫プロセス、前記プロセスによって得られる繊維エラストマー組成物、および、前記繊維エラストマー組成物を含んでなるスキム製品、タイヤおよびタイヤトレッドに関する。
タイヤおよびベルト産業では、とりわけ、より良い機械的性質、熱の蓄積およびヒステリシス特性が求められている。ゴムの機械的性質は、多量の硫黄を架橋剤として用いて加硫ゴム中の架橋密度を高めることによって改善することができることは昔から知られている。しかしながら、多量の硫黄の使用には、高い発熱が最終製品のとりわけ耐熱性および耐曲げ亀裂性を著しく低下させるという欠点がある。
前記欠点を解消するために、処理されたチョップドファイバー、とりわけ硫黄試薬で処理されたチョップドファイバーを硫黄加硫系に添加することが提案されている。
JP66008866には、ポリアミド繊維のための接着促進剤として硫化ベンゾチアゾールを用いることが開示されている。しかしながら、これらの公知の方法はいずれも、低亀裂成長、低弾性損失および低タンジェントデルタタイヤおよびベルトを提供するには至っていない。
前記欠点を解消するために、処理されたチョップドファイバー、とりわけ硫黄試薬で処理されたチョップドファイバーを硫黄加硫系に添加することが提案されている。
JP66008866には、ポリアミド繊維のための接着促進剤として硫化ベンゾチアゾールを用いることが開示されている。しかしながら、これらの公知の方法はいずれも、低亀裂成長、低弾性損失および低タンジェントデルタタイヤおよびベルトを提供するには至っていない。
本発明は、ゴムの硫黄加硫への新規な処理チョップドファイバーの適用による前記問題の解決法を提供し、また、ゴム組成物におけるヒステリシスおよび発熱を低減するという長年の問題を解決する繊維を提供する。
この目的のために、本発明は、エラストマーに用いられたときにゴム特性を強化する繊維に関する。前記繊維は、繊維の重量に基づいて0.5〜50重量%の組成物を含んでなり、前記組成物は、
a)ブンテ塩(A)、
b)n=2〜6である−[S]n−基を含んでなるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含んでなる。
a)ブンテ塩(A)、
b)n=2〜6である−[S]n−基を含んでなるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含んでなる。
前記ポリスルフィド化合物は、限定的ではない。実際には、n=2〜6である−[S]n−基を有する任意のポリスルフィドが、本発明の有益な性質を有する。ポリスルフィドの例としては、例えば、
が挙げられる。
さらに好ましくは、前記組成物は、
a)ブンテ塩(A)、
b)下記式
さらに好ましくは、前記組成物は、
a)ブンテ塩(A)、
b)下記式
式中、n=2〜6であり、そしてRは、独立して、水素、ハロゲン、ニトロ、ヒドロキシル、C1〜C12アルキルまたはアルコキシルまたはアラルキルから選択される、
で表わされるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含んでなる。
前記繊維の処理は、前記ブンテ塩と、硫黄または硫黄供与体をさらに含有する化学物質であるポリスルフィド化合物硫黄化学物質、好ましくはヘキサメチレン−1,6−ビス(チオ硫酸)二ナトリウム二水和物、2−メルカプトベンゾチアジルジスルフィドとに基づく。処理後、繊維は、ゴム化合物に好適に使用することができる適当な長さに切断してもよいし、あるいは、切断した繊維を前記硫黄化学物質で処理してもよい。
で表わされるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含んでなる。
前記繊維の処理は、前記ブンテ塩と、硫黄または硫黄供与体をさらに含有する化学物質であるポリスルフィド化合物硫黄化学物質、好ましくはヘキサメチレン−1,6−ビス(チオ硫酸)二ナトリウム二水和物、2−メルカプトベンゾチアジルジスルフィドとに基づく。処理後、繊維は、ゴム化合物に好適に使用することができる適当な長さに切断してもよいし、あるいは、切断した繊維を前記硫黄化学物質で処理してもよい。
本発明の特に有用な硫黄化合物質は、
i.式 (H)m’−(R1−S−SO3 −M+)m・xH2O で表わされるブンテ塩、
ii.式
i.式 (H)m’−(R1−S−SO3 −M+)m・xH2O で表わされるブンテ塩、
ii.式
のポリスルフィド化合物(B)、
iii.硫黄または硫黄供与体、
ここで、nは、2〜6から選択される整数であり、mは1または2であり、m’は0または1であり、m+m’=2であり、xは0〜3であり、Mは、Na、K、Li、1/2Ca、1/2Mgおよび1/3Alから選択され、そしてR1は、C1〜C12アルキレン、C1〜C12アルコキシレンおよびC7〜C12アラルキレンから選択される、
から成る混合物である。
iii.硫黄または硫黄供与体、
ここで、nは、2〜6から選択される整数であり、mは1または2であり、m’は0または1であり、m+m’=2であり、xは0〜3であり、Mは、Na、K、Li、1/2Ca、1/2Mgおよび1/3Alから選択され、そしてR1は、C1〜C12アルキレン、C1〜C12アルコキシレンおよびC7〜C12アラルキレンから選択される、
から成る混合物である。
最も好ましいブンテ塩は、mが2であり、m’が0であり、MがNaであり、そしてR1が、ヘキシレン(ヘキサメチレン)のごときC1〜C12アルキレンである。そのようなブンテ塩は、二水和物でもよい。
前記組成物の量は、繊維の重量に基づいて、0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%、さらに好ましくは2〜8重量%である。
前記組成物の量は、繊維の重量に基づいて、0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%、さらに好ましくは2〜8重量%である。
繊維の処理は、ヘキサメチレン−1,6−ビス(チオ硫酸)二ナトリウム二水和物と、2−メルカプトベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)と、硫黄または硫黄含有化学物質との混合物中で行ってもよい。2−メルカプトベンゾチアジルジスルフィドは、他のベンゾチアゾール誘導体で置き換えてもよい。
好ましい組成物は、繊維の重量に基づいて、0.25〜25重量%、さらに好ましくは2〜10重量%の成分Aと、0.01〜15重量%、さらに好ましくは0.1〜3重量%の成分Bと、0.001〜10重量%、さらに好ましくは0.01〜2.5重量%の硫黄とを含んでなる。硫黄の量とは、そのようなものとして用いられた場合の硫黄の量、あるいは、硫黄供与体が用いられた場合に生成される硫黄の量である。
繊維は、サイズ剤で処理されることが好ましい。このサイズ剤は、前記硫黄化学物質と組み合わせてもよいし、あるいは、独立した処理工程で塗布してもよい。サイズ剤の好適な例としては、スルホン化ポリエステル樹脂およびポリウレタン分散液が挙げられる。
別の態様において、本発明は、ゴムと、硫黄および任意に硫黄供与体と、好ましくはチョップドファイバーである前記処理された繊維との加硫反応生成物であるゴム組成物に関する。前記処理された繊維は、弾性増強剤および強度向上剤として作用するだけでなく、ヒステリシスを下げる。また、前記処理された繊維の存在下において実施される加硫プロセス、および、ゴムの硫黄加硫におけるこれらの処理された繊維の使用も開示される。
好ましい組成物は、繊維の重量に基づいて、0.25〜25重量%、さらに好ましくは2〜10重量%の成分Aと、0.01〜15重量%、さらに好ましくは0.1〜3重量%の成分Bと、0.001〜10重量%、さらに好ましくは0.01〜2.5重量%の硫黄とを含んでなる。硫黄の量とは、そのようなものとして用いられた場合の硫黄の量、あるいは、硫黄供与体が用いられた場合に生成される硫黄の量である。
繊維は、サイズ剤で処理されることが好ましい。このサイズ剤は、前記硫黄化学物質と組み合わせてもよいし、あるいは、独立した処理工程で塗布してもよい。サイズ剤の好適な例としては、スルホン化ポリエステル樹脂およびポリウレタン分散液が挙げられる。
別の態様において、本発明は、ゴムと、硫黄および任意に硫黄供与体と、好ましくはチョップドファイバーである前記処理された繊維との加硫反応生成物であるゴム組成物に関する。前記処理された繊維は、弾性増強剤および強度向上剤として作用するだけでなく、ヒステリシスを下げる。また、前記処理された繊維の存在下において実施される加硫プロセス、および、ゴムの硫黄加硫におけるこれらの処理された繊維の使用も開示される。
さらに、本発明は、前記処理された繊維の存在下において実施される加硫プロセス、および、ゴムの硫黄加硫におけるこれらの処理された繊維の使用に関する。さらに、本発明は、少なくとも多少のゴムを含んでなるゴム製品を包含する。前記ゴムは、前記処理された繊維の存在下において加硫、好ましくは硫黄で加硫されている。
本発明は、処理された繊維をまったく使用しない同様の硫黄加硫システムと比べて、優れたヒステリシス挙動を提供し、かつ、いくつかのゴム特性を、残りの特性に著しい悪影響を与えること無く、向上させる。
本発明は、すべての天然ゴムおよび合成ゴムに適用することができる。そのようなゴムの例としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンイソブチレンゴム、臭素化イソプレンイソブチレンゴム、塩素化イソプレンイソブチレンゴム、エチレンプロピレンジエン三元重合体、並びにこれらのゴムの2種以上の組み合わせおよびこれらのゴムの1種以上と他のゴムおよび/または熱可塑性材料との組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
本発明は、処理された繊維をまったく使用しない同様の硫黄加硫システムと比べて、優れたヒステリシス挙動を提供し、かつ、いくつかのゴム特性を、残りの特性に著しい悪影響を与えること無く、向上させる。
本発明は、すべての天然ゴムおよび合成ゴムに適用することができる。そのようなゴムの例としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンイソブチレンゴム、臭素化イソプレンイソブチレンゴム、塩素化イソプレンイソブチレンゴム、エチレンプロピレンジエン三元重合体、並びにこれらのゴムの2種以上の組み合わせおよびこれらのゴムの1種以上と他のゴムおよび/または熱可塑性材料との組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
硫黄は、任意に硫黄供与体と一緒に、加硫プロセス時に必要な量の硫黄を提供する。前記加硫プロセスで用いられてもよい硫黄の例としては、粉末硫黄、沈降硫黄および不溶性硫黄のごとき各種硫黄が挙げられる。硫黄供与体の例としては、二硫化テトラメチルチウラム、二硫化テトラエチルチウラム、二硫化テトラブチルチウラム、六硫化ジペンタメチレンチウラム、四硫化ジペンタメチレンチウラム、ジチオジモルホリン、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
硫黄の代わりに、あるいは、硫黄に加えて、硫黄供与体を用いてもよい。ここで、「硫黄」という用語は、硫黄と硫黄供与体との混合物も含む。さらに、加硫プロセスで用いられる硫黄の量への言及は、硫黄供与体に適用される場合、指定される当量の硫黄を提供するのに必要とされる硫黄供与体の量を意味する。
さらに具体的に言うと、本発明は硫黄加硫ゴム組成物に関し、前記硫黄加硫ゴム組成物は、(a)100重量部の少なくとも1種の天然または合成ゴム、(b)0.1〜25重量部の硫黄、または、0.1〜25重量部の硫黄の当量を提供する量の硫黄および/または硫黄供与体と、(c)0.1〜20重量部の処理された繊維、好ましくは処理されたチョップドファイバーとの加硫反応生成物を含んでなる。
硫黄の代わりに、あるいは、硫黄に加えて、硫黄供与体を用いてもよい。ここで、「硫黄」という用語は、硫黄と硫黄供与体との混合物も含む。さらに、加硫プロセスで用いられる硫黄の量への言及は、硫黄供与体に適用される場合、指定される当量の硫黄を提供するのに必要とされる硫黄供与体の量を意味する。
さらに具体的に言うと、本発明は硫黄加硫ゴム組成物に関し、前記硫黄加硫ゴム組成物は、(a)100重量部の少なくとも1種の天然または合成ゴム、(b)0.1〜25重量部の硫黄、または、0.1〜25重量部の硫黄の当量を提供する量の硫黄および/または硫黄供与体と、(c)0.1〜20重量部の処理された繊維、好ましくは処理されたチョップドファイバーとの加硫反応生成物を含んでなる。
本発明の処理された繊維は、天然糸および合繊糸に基づく。そのような糸の例としては、P−アラミドのごときアラミド、ポリアミド、ポリエステル、レーヨンのごときセルロース、ガラスおよびカーボン、並びにこれらの糸の2種以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
最も好ましくは、前記繊維は、Twaron(登録商標)の商品名で市販されているポリ(P−フェニレン−テレフタルアミド)、または、Technora(登録商標)の商品名で市販されているコ−ポリ(P−フェニレン/3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド)である。
最も好ましくは、前記繊維は、Twaron(登録商標)の商品名で市販されているポリ(P−フェニレン−テレフタルアミド)、または、Technora(登録商標)の商品名で市販されているコ−ポリ(P−フェニレン/3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド)である。
ゴムと混ぜ合わされる硫黄の量は、100部のゴムに対して、通常は0.1〜25重量部、さらに好ましくは0.2〜8重量部である。ゴムと混ぜ合わされる硫黄供与体の量は、当量の硫黄を提供する量、すなわち、硫黄自身が用いられたときと同じ量の硫黄を提供する量である。ゴムと混ぜ合わされる処理されたチョップドファイバーの量は、100部のゴムに対して、0.1〜25重量部、さらに好ましくは0.2〜10.0重量部、最も好ましくは0.5〜5重量部である。これら材料は、プレミックスとして用いてもよいし、同時にあるいは別々に添加してもよいし、他のゴム配合材料と一緒に添加してもよい。通常、ゴム化合物に加硫促進剤を加えることも好ましい。慣用の公知の加硫促進剤を用いることができる。好ましい加硫促進剤としては、メルカプトベンゾチアゾール、2,2’−メルカプトベンゾチアゾールジスルフィド、スルフェンアミド促進剤、例えばN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、および2−(モルホリノチオ)ベンゾチアゾール、チオリン酸誘導体促進剤、チウラム、ジチオカルバメート、ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、ジチオカルバミルスルフェンアミド、キサントゲン酸塩、トリアジン促進剤およびこれらの混合物が挙げられる。
加硫促進剤が用いられる場合、ゴム組成物の100重量部に対して、0.1〜8重量部の量が用いられる。さらに好ましくは、加硫促進剤は、ゴムの100重量部に対して、0.3〜4.0重量部を占める。また、他の慣用のゴム添加剤を、それらの通常の量で用いてもよい。例えば、カーボンブラックのごとき補強剤、シリカ、クレー、ホワイティングおよび他の無機充填剤、並びに充填剤の混合物を、ゴム組成物に含有させてもよい。他の添加剤、例えばプロセス油、粘着付与剤、ワックス、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、顔料、樹脂、可塑剤、加工助剤、ファクチス、配合剤、およびステアリン酸および酸化亜鉛のごとき活性剤を、慣用の公知の量で含有させてもよい。本発明と組み合わせて用いることができるゴム添加剤のさらに詳しいリストについては、W.Hofmann, “Rubber Technology Handbook, Chapter 4, Rubber Chemicals and Additives”, pp.217−353, Hanser Publishers, Munich 1989を参照されたい。
さらに、スコーチ防止剤、例えば無水フタル酸、無水ピロメリット酸、ベンゼンヘキサカルボン酸三無水物、4−メチルフタル酸無水物、無水トリメリット酸、4−クロロフタル無水物、N−シクロヘキシル−チオフタルイミド、サリチル酸、安息香酸、無水マレイン酸およびN−ニトロソジフェニルアミンを、慣用の公知の量で、ゴム組成物に含有させてもよい。最後に、特定の用途においては、スチールコード接着促進剤、例えばコバルト塩およびジチオ硫酸塩を、慣用の公知の量で含有させることが好ましい場合もある。
前記処理は、110〜220℃の温度で、最長24時間にわたって行われる。さらに好ましくは、前記処理は、0.1〜20重量部の処理された繊維またはチョップドファイバーの存在下において、120〜190℃の温度で、最長8時間にわたって行われる。よりいっそう好ましいのは、0.2〜5重量部の処理されたチョップドファイバーを用いることである。前記ゴム組成物に関して上述したすべての添加剤は、本発明の加硫プロセス時に存在していてもよい。
前記処理は、110〜220℃の温度で、最長24時間にわたって行われる。さらに好ましくは、前記処理は、0.1〜20重量部の処理された繊維またはチョップドファイバーの存在下において、120〜190℃の温度で、最長8時間にわたって行われる。よりいっそう好ましいのは、0.2〜5重量部の処理されたチョップドファイバーを用いることである。前記ゴム組成物に関して上述したすべての添加剤は、本発明の加硫プロセス時に存在していてもよい。
加硫プロセスのさらに好ましい実施態様において、加硫は、ゴムの100重量部に対して0.1〜8重量部の少なくとも1種の加硫促進剤の存在下において、120〜190℃の温度で、最長8時間にわたって行われる。加硫プロセスの他の好ましい実施態様において、処理された繊維は、硫黄化学物質の混合物で処理される。
さらに、本発明は、本発明の処理された繊維の存在下において加硫された硫黄加硫ゴムから成る、スキム製品、タイヤ、タイヤトレッド、タイヤアンダートレッドまたはベルトのごとき製造品を包含する。
さらに、本発明は、本発明の処理された繊維の存在下において加硫された硫黄加硫ゴムから成る、スキム製品、タイヤ、タイヤトレッド、タイヤアンダートレッドまたはベルトのごとき製造品を包含する。
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳しく説明する。下記実施例は、本発明を限定するものであると解釈されるべきではない。
実験方法
化合物の配合、加硫および特性
下記実施例において、ゴム配合、加硫および試験を、特に断らない限り、標準的な方法に従って行った。主剤を、Farrel Bridge(登録商標) BR 1.6リットルバンバリー型内部ミキサー(500℃で予備加熱、回転子速度:77rpm、混合時間:十分に冷却しながら6分間)で混ぜ合わせた。
加硫材料を、Schwabenthan Polymix(登録商標) 150リットルツーロールミル(摩擦:1:1.22、温度:700℃、3分間)で、前記主剤に添加した。
加硫特性を、Monsanto(登録商標)レオメータMDR2000E(アーク:0.50°)を用いて、ISO6502/1999に従って求めた。デルタSは、架橋の程度として定義され、最高トルク(MH)から最低トルク(ML)を引くことによって導き出される。
シートおよび試験片を、Fontyne(登録商標)TP−400プレス機で圧縮成形によって加硫した。
化合物の配合、加硫および特性
下記実施例において、ゴム配合、加硫および試験を、特に断らない限り、標準的な方法に従って行った。主剤を、Farrel Bridge(登録商標) BR 1.6リットルバンバリー型内部ミキサー(500℃で予備加熱、回転子速度:77rpm、混合時間:十分に冷却しながら6分間)で混ぜ合わせた。
加硫材料を、Schwabenthan Polymix(登録商標) 150リットルツーロールミル(摩擦:1:1.22、温度:700℃、3分間)で、前記主剤に添加した。
加硫特性を、Monsanto(登録商標)レオメータMDR2000E(アーク:0.50°)を用いて、ISO6502/1999に従って求めた。デルタSは、架橋の程度として定義され、最高トルク(MH)から最低トルク(ML)を引くことによって導き出される。
シートおよび試験片を、Fontyne(登録商標)TP−400プレス機で圧縮成形によって加硫した。
引張測定を、Zwick(登録商標)1445引張試験機を用いて行った(ISO−2ダンベル、ASTM D 412−87に準じた引張特性、ASTM D 624−86に準じた引裂強度)。
磨耗を、Zwick磨耗試験機を用いて、走行40メートル当たりの体積の減少として測定した(DIN53516)。
De Mattia亀裂成長測定を、ISO132/1999法に従って行った。
発熱性および動的荷重後の圧縮永久ひずみを、Goodrich(登録商標)Flexometerを用いて測定した(荷重:1MPa、ストローク:0.445cm、周波数:30Hz、開始温度:100℃、稼動時間:120分間あるいは停止するまで、ASTM D 623−78)。
磨耗を、Zwick磨耗試験機を用いて、走行40メートル当たりの体積の減少として測定した(DIN53516)。
De Mattia亀裂成長測定を、ISO132/1999法に従って行った。
発熱性および動的荷重後の圧縮永久ひずみを、Goodrich(登録商標)Flexometerを用いて測定した(荷重:1MPa、ストローク:0.445cm、周波数:30Hz、開始温度:100℃、稼動時間:120分間あるいは停止するまで、ASTM D 623−78)。
動的機械分析、例えば弾性損失およびタンジェントデルタ(表5)を、Eplexor(登録商標)動的機械分析装置を用いて行った(前ひずみ:10%、周波数:15Hz、ASTM D 2231)。
繊維の処理は、以下の方法で行った。標準的なp−アラミド糸(TwaronまたはTechnora)を、標準的なスプリットアプリケータを用いて、トルエン溶媒中において硫黄化学物質の混合物で処理した。塗布後、前記糸を、チューブオーブンを用いて190℃で12秒間乾燥させた。その後、前記糸を、標準的な切断機を用いて3mmの長さに切断した。
p−アラミドマトリクスにおける前記処理および切断された繊維(3mm)は、以下の通りである。
繊維の処理は、以下の方法で行った。標準的なp−アラミド糸(TwaronまたはTechnora)を、標準的なスプリットアプリケータを用いて、トルエン溶媒中において硫黄化学物質の混合物で処理した。塗布後、前記糸を、チューブオーブンを用いて190℃で12秒間乾燥させた。その後、前記糸を、標準的な切断機を用いて3mmの長さに切断した。
p−アラミドマトリクスにおける前記処理および切断された繊維(3mm)は、以下の通りである。
促進剤として、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(CBS)を使用した。配合物の詳細を表1に示す。
NRは天然ゴムであり、BRはポリブタジエンゴムであり、6PPD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劣化防止剤であり、TMQは重合2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン酸化防止剤であり、CBSはN−シクロヘキシルベンゾチアジルスルホンアミドであり、HTSはヘキサメチレン−1,6−ビス(チオ硫酸)ニナトリウム二水和物(ブンテ塩)であり、そしてMBTSは2−メルカプトベンゾチアジルジスルフィドである。
次に、表1に記載の加硫ゴムを、関連のあるASTM/ISO基準に準じて試験した。AおよびBは対照実験であり、C〜Hは比較実験であり、そして1〜3は本発明による実験である。結果を表2〜5に示す。
次に、表1に記載の加硫ゴムを、関連のあるASTM/ISO基準に準じて試験した。AおよびBは対照実験であり、C〜Hは比較実験であり、そして1〜3は本発明による実験である。結果を表2〜5に示す。
表2のデータは、デルタトルクデータからも明らかなように、本発明による繊維(3種の材料すべてが存在する、混合物1、2および3)が最高の補強効果を示すことを示している。
本発明の繊維の方が、良好な弾性率、引裂強度および耐摩耗性を有することが表3に記載のデータから明らかである。
停止時間およびヒステリシス(タンジェントデルタ)における利点を表5に示す。
実施例2
本実施例では、他のポリスルフィド(例えば、DPTT、ESPTおよびAPPS)とのさまざまな組み合わせを評価した。
p−アラミドマトリクスをベースとしたペレットは以下の通りである。
本実施例では、他のポリスルフィド(例えば、DPTT、ESPTおよびAPPS)とのさまざまな組み合わせを評価した。
p−アラミドマトリクスをベースとしたペレットは以下の通りである。
表6に記載の材料を用いたゴム配合物を表7に示す。
表7に記載の加硫ゴムを、関連のあるASTM/ISO基準に準じて試験した。AおよびBは対照実験であり、P〜Tは比較実験であり、そして4〜6は本発明による実験である。結果を表8〜10に示す。
表8のデータは、デルタトルク値からも明らかなように、本発明による繊維(3種の材料すべてが存在する、混合物4、5および6)が最高の補強効果を示すことを示している。
本発明の繊維の方が、良好な弾性率、引裂強度および耐磨耗性を有することが表9に記載のデータから明らかである。
ヒステリシス(タンジェントデルタ)における利点を表10に示す。
Claims (15)
- 繊維の重量に基づいて0.5〜30重量%の組成物を含んでなる繊維であって、前記組成物は、
a)ブンテ塩(A)、
b)n=2〜6である−[S]n−基を含んでなるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含む前記繊維。 - 前記組成物は、前記繊維の重量に基づいて、0.25〜25重量%のブンテ塩(A)、0.15〜15重量%のポリスルフィド化合物(B)、および0.001〜10重量%の硫黄とを含む、請求項1または2に記載の繊維。
- 前記ブンテ塩が、下記式
(H)m’−(R1−S−SO3 −M+)m・xH2O
式中、Mは、Na、K、Li、1/2Ca、1/2Mgおよび1/3Alから選択され、R1は、アルキレン、アリーレン、アラルキレンおよびアルキルアリーレンから選択され、mは1または2であり、m’は0または1であり、m+m’=2であり、xは0〜3である、
で表わされる、請求項1〜3のいずれかに記載の繊維。 - MがNaであり、xが0〜2であり、R1がC1〜C12アルキレンであり、mが2であり、そしてm’が0である、請求項4に記載の繊維。
- チョップドファイバーである、請求項1〜5のいずれかに記載の繊維。
- アラミド、ポリエステル、ポリアミド、セルロース、ガラスおよびカーボンから選択される、請求項1〜6のいずれかに記載の繊維。
- ポリ(P−フェニレン−テレフタルアミド)繊維またはコ−ポリ(P−フェニレン/3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド)繊維である、請求項7に記載の繊維。
- 繊維の重量に基づいて0.5〜30重量%の組成物を前記繊維に添加することによって、ゴム特性が増強された繊維を得るための方法であって、前記組成物は、
a)ブンテ塩(A)、
b)n=2〜6である−[S]n−基を含んでなるポリスルフィド化合物(B)、および
c)硫黄または硫黄供与体(C)、
を含む前記方法。 - 前記繊維はサイズ剤で処理される、請求項9に記載の方法。
- 繊維/エラストマー組成物を製造するための加硫プロセスであって、
(a)100重量部の少なくとも1種の天然または合成ゴム、
(b)0.1〜25重量部の硫黄および/または0.1〜25重量部の硫黄の当量を提供する量の硫黄供与体、並びに
(c)0.1〜20重量部の請求項1〜8のいずれかに記載の繊維と、
を加硫する工程を含んでなる前記プロセス。 - 請求項11に記載の方法によって得られる繊維エラストマー組成物。
- 請求項11に記載の組成物および、任意に一般のスキム添加剤を含むスキム製品。
- 請求項11に記載の組成物および/または請求項12に記載のスキム製品を含んでなるタイヤ。
- 請求項11に記載の組成物および/または請求項12に記載のスキム製品を含んでなるタイヤトレッド、アンダートレッドまたはベルト。
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