JP2009503167A - 高性能タイヤ、トレッドバンドおよび架橋性エラストマー組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、(b)スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、(d)少なくとも1種のRAE油(残留芳香族抽出物)の20phr〜60phrとを含む架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマー材料を含む少なくとも1つの構造要素を含むタイヤに関する。好ましくは、少なくとも1つの構造要素はタイヤトレッドバンドである。
Description
発明の背景
本発明は、タイヤ、特に高性能タイヤ、トレッドバンドおよび架橋性エラストマー組成物に関する。
本発明は、タイヤ、特に高性能タイヤ、トレッドバンドおよび架橋性エラストマー組成物に関する。
より詳しくは、本発明は、少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーと、前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーと、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤と、多芳香族炭化水素(PAH)の低い含有率を有する少なくとも1種の油とを含む架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマー材料を含む少なくとも1つの構造要素を含むタイヤ、特に高性能タイヤに関する。
更なる態様において、本発明は、少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーと、前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーと、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤と、多芳香族炭化水素(PAH)の低い含有率を有する少なくとも1種の油とを含む架橋性エラストマー組成物を含むトレッドバンドにも関する。
なお更なる態様において、本発明は、少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーと、前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーと、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤と、多芳香族炭化水素(PAH)の低い含有率を有する少なくとも1種の油とを含む架橋性エラストマー組成物、および前記架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られた架橋製品にも関する。
高性能タイヤに関して、「HP」タイヤまたは「UHP」(「高性能」または「超高性能」)タイヤと一般に呼ばれる前記タイヤは、特に210Km/hと240Km/hとの間の最高速度および240km/hを上回る最高速度をそれぞれ規定するクラス「V」または「Z」に属するタイヤである。
先行技術
例えば、加工中に混合温度を下げるため、エラストマーポリマーの粘度を下げ、よって他の成分を含有してもよい架橋性エラストマー組成物の混練、押出および一般的な作業性を促進するため、混練収縮およびカレンダー加工収縮を減らすため、充填剤の分散を助けるため、架橋性エラストマー組成物の物理的特性を修正するためなどの多くの理由のために天然エラストマーポリマーと合成エラストマーポリマーの両方にプロセス油を添加することが知られている。
例えば、加工中に混合温度を下げるため、エラストマーポリマーの粘度を下げ、よって他の成分を含有してもよい架橋性エラストマー組成物の混練、押出および一般的な作業性を促進するため、混練収縮およびカレンダー加工収縮を減らすため、充填剤の分散を助けるため、架橋性エラストマー組成物の物理的特性を修正するためなどの多くの理由のために天然エラストマーポリマーと合成エラストマーポリマーの両方にプロセス油を添加することが知られている。
典型的には、多環式芳香族(PCA)化合物(多芳香族炭化水素(PAH)としても知られている)の特定の含有率を有する芳香族プロセス油が用いられてきた。
特に、タイヤの性能を改善するために、タイヤの製造において、特にトレッドバンドの製造において留出芳香族抽出油(DAE油)を用いることが知られている。しかし、これらのDAE油は、生態学的に有害であり、癌を引き起こす疑いがある多い量(約400ppm)の多芳香族炭化水素(PAH)を含有する欠点を有する。自動車運転中に生じる磨耗粒子は、DAE油による環境の汚染に関する重要な因子である。
従って、幾つかの環境機関は、市場からDAE油を排除することを要求している。例えば、欧州の法律はDAE油を「発癌性」と分類し、DAE油にリスクフェーズ「R45」(癌を引き起こすかもしれない)を割り当てている。
欧州のタイヤ製造業者の機関であるBLIC(Bureau the Liasons des Industries du Caoutchouc de I’U.E,Brussels)は、IISRP(European Section of the International Institute of Synthetic Rubber Producers,London)と共に代替品を探すために共同研究プログラムを開始した。実際、両協会はDAE油代替品として適する候補を提案するようにオイルカンパニーに要請した。
特に、3重量%以下の量でジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物を含有する(IP346試験方法によって決定される)鉱油は発癌性とはみなされず、DAE油代替品として提案されている。例えば、緩慢抽出溶媒和物油(MES油)および処理された留出芳香族抽出油(T−DAE油)は、こうした特殊鉱油の代表として挙げてもよい。
例えば、ポクリントン(J.E.Pocklington)(「芳香族プロセス油に対するより安全な代替品(A Safer alternative to aromatic process oils);Tire Technology International 1998」は、様々な油(残留芳香族抽出油(RAE油)およびMES油が挙げられる)をDAE油の代わりに用いることを提案している。しかし、当該記事において、RAE油の使用は限られた入手可能性のゆえに推奨されていない。
しかし、MES油とTDAE油の両方の使用は、それらの化学組成がDAE油とは相当に異なるので幾つかの欠点を示す。異なる化学組成を例示するために、MES油、TDAE油およびDAE油の典型的な炭素分布(S−非補正)を以下の表で比較する。芳香族炭素(CA)含有率、ナフテン環炭素(CN)含有率およびパラフィン鎖炭素(CP)含有率は、規格ASTM D2140−03(Kurtz分析)に準拠して決定した(油に含まれる炭化水素の全重量を基準にして重量%で含有率を表している)。
主として、MES油とTDAE油の両方の芳香族炭素(CA)のより低い含有率はDAE油に比べてタイヤ特性において、特にウェットスキッド挙動に関して欠点の原因になる。従って、これらの油は、タイヤ構造要素、特にタイヤトレッドバンドを製造する際に用いるために特に適さないと思われる。
他の取り組みもDAE油に対する代替品を見出すために先行技術において行われてきた。
例えば、米国特許第5,504,113号明細書には、32cSt〜50cStの100℃での動粘度および規格試験IP346に準拠した3重量%未満のDMSO抽出物を有する油組成物が開示されている。特に、前記油は油に含まれた炭化水素の全重量を基準にして30重量%〜55重量%、例えば30重量%〜50重量%の範囲内(35重量%〜48重量%の範囲内など)の全芳香族化合物を含有してもよい。この中で存在するDMSO抽出物は、油組成物に含まれた炭化水素の全重量を基準にしておよび規格試験IP346に準拠して決定して1重量%〜2重量%の範囲内などの例えば1重量〜3重量%の範囲内で3重量%未満である。ゴム組成物への前記油の添加は、先行技術で知られている油を基準にして若干のみ劣る結果となるゴム組成物特性を与えるといわれている。
米国特許出願公開第2002/0198296号明細書には、不飽和オレフィンニトリル、ビニル芳香族化合物および共役ジエンに基づくターポリマー(NSBR)、非極性ゴムおよび規格試験IP346に準拠して決定して3重量%以下の量でDMSO抽出物を含有する特殊鉱油を含有するゴム混合物が開示されている。好ましくは、用いられた特殊鉱油は、MES油(「カテネックス(Catenex)」SNR(登録商標)が特に開示されている)およびTDAE油ならびにナフテン系油または水素添加ナフテン系油などの鉱油である。前述したゴム混合物は、従来の芳香族鉱油が添加されているゴム混合物に匹敵する技術品質またはそれらより良好な技術品質を有すると言われている。特に、このゴム混合物は、改善されたウェットスキッド抵抗を有すると言われている。
米国特許出願公開第2005/0009978号明細書には、エラストマーの100重量部を基準にして(phr)、38重量%を上回るスチレン含有率を有する溶液重合スチレンブタジエン約40phr〜約90phrと、少なくとも1種の追加のエラストマー約10phr〜約60phrと、約−80℃〜約−40℃のガラス転移温度および規格試験IP346に準拠して決定して3重量%未満のDMSO抽出物を有するプロセス油約10phr〜約70phrとを含む加硫性ゴム組成物を含む成分を有する空気タイヤが開示されている。前記特殊鉱油は、MES油(「カテネックス(Catenex)」SNR(登録商標)が特に開示されている)、TDAE油および重質ナフテンタイプ油から選択してもよい。上述した空気タイヤは、ころがり抵抗とウェトグリップ特性の優れたバランスを有すると言われている。
発明の概要
出願人は、高いウェットグリップおよびドライグリップを有するタイヤ、特に高性能タイヤを提供する課題に直面していた。
出願人は、高いウェットグリップおよびドライグリップを有するタイヤ、特に高性能タイヤを提供する課題に直面していた。
出願人は、架橋性エラストマー組成物中でのMES油またはTDAE油による芳香族油(DAE油など)の代替が幾つかの欠陥を示す場合があることを観察してきた。特に、出願人は、DAE油の代わりに前記MES油またはTDAE油を使用すると高いウェットグリップおよびドライグリップを有するタイヤが得られないことを観察してきた。
出願人は、架橋性エラストマー組成物にRAE油を添加することにより高いウェットグリップおよびドライグリップを示すタイヤ、特に高性能タイヤを得ることが可能であることを今見出した。前記高いウェットグリップおよびドライグリップは、タイヤのころがり抵抗に悪影響を及ぼさずに得られる。更に、前記高いウェットグリップおよびドライグリップは、架橋エラストマー組成物の静的機械特性に悪影響を及ぼさずに得られる。なお更に有利な態様は、低い多芳香族炭化水素(PAH)含有率(すなわち、ガスクロマトグラフ分析によって決定される際に10ppm以下)を有する前記油が低い毒性を呈し、発癌性ではないという事実である。
第1の態様によると、本発明は、
(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマー材料を含む少なくとも1つの構造要素を含むタイヤに関する。
(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマー材料を含む少なくとも1つの構造要素を含むタイヤに関する。
好ましい1つの実施形態によると、タイヤは、
−それぞれの右側ビード構造および左側ビード構造に関連した対向側縁を有するほぼトロイダル形状のカーカス構造であって、前記ビード構造が少なくとも1つのビードコアと少なくとも1つのビード充填剤とを含むカーカス構造と、
−前記カーカス構造に対して半径方向外側位置に被着させたベルト構造と、
−前記ベルト構造上に半径方向に重ね合わされたトレッドバンドと、
−前記カーカス構造に対して両側の側方向に被着させた一対の側壁と、
を含み、前記構造要素はトレッドバンドである。
−それぞれの右側ビード構造および左側ビード構造に関連した対向側縁を有するほぼトロイダル形状のカーカス構造であって、前記ビード構造が少なくとも1つのビードコアと少なくとも1つのビード充填剤とを含むカーカス構造と、
−前記カーカス構造に対して半径方向外側位置に被着させたベルト構造と、
−前記ベルト構造上に半径方向に重ね合わされたトレッドバンドと、
−前記カーカス構造に対して両側の側方向に被着させた一対の側壁と、
を含み、前記構造要素はトレッドバンドである。
本発明および特許請求の範囲の目的において、「phr」という用語は、エラストマーポリマー100重量部当たりの架橋性エラストマー組成物の所定の成分の重量部を意味する。
本説明および特許請求の範囲の目的において、特に指示がある場合を除き、量、数量および%などを表現するすべての数値は、「約」という用語によってすべての場合に修飾されていると理解されるべきである。また、すべての範囲は、開示された最大点と最少点のあらゆる組み合わせを含み、本明細書で特に列挙されていてもよいか、列挙されていなくてもよいあらゆる中間範囲を含む。
本説明および特許請求の範囲の目的において、「RAE油」(残留芳香族抽出油)という表現は、脱歴処理に供された原油からの真空蒸留残油の溶媒抽出によって得られた油を意味する。RAE油の生産方法に関する更なる説明は後で行う。
更なる態様によると、本発明は、
(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物を含むトレッドバンドにも関する。
(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物を含むトレッドバンドにも関する。
なお更なる態様によると、本発明は、
(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物にも関する。
(a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物にも関する。
好ましい1つの実施形態によると、前記架橋性エラストマー組成物は、(e)少なくとも1種のシランカップリング剤を含む。
更なる好ましい実施形態によると、前記架橋性エラストマー組成物は少なくとも1種の樹脂(f)を更に含んでもよい。
なお更なる態様によると、本発明は前記架橋性エラストマー組成物を架橋することにより得られた架橋製品にも関する。
好ましい1つの実施形態によると、前記架橋性エラストマー組成物は、前記少なくとも1種のスチレン/1,3ブタジエンコポリマー(a)の50phr〜90phrを含む。より好ましくは、前記架橋性エラストマー組成物は、前記少なくとも1種のスチレン/1,3ブタジエンコポリマー(a)の60phr〜80phrを含む。
更に好ましい実施形態によると、前記少なくとも1種のスチレン/1,3ブタジエンコポリマー(a)は10%〜50%のスチレン含有率を有する。より好ましくは、前記少なくとも1種のスチレン/1,3ブタジエンコポリマー(a)は20%〜40%のスチレン含有率を有する。さらに好ましくは、前記少なくとも1種のスチレン/1,3ブタジエンコポリマー(a)は25%〜35%のスチレン含有率を有する。
更なる好ましい実施形態によると、前記架橋性エラストマー組成物は、前記スチレン/1,3ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)10phr〜50phrを含む。より好ましくは、前記架橋性エラストマー組成物は、前記スチレン/1,3ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)20phr〜40phrを含む。
好ましい1つの実施形態によると、前記スチレン/1,3ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)は、タイヤを製造するために特に適する硫黄架橋性エラストマー材料中で一般に用いられるポリマー、すなわち、一般に20℃未満、好ましくは0℃〜−110℃の範囲内のガラス転移温度(Tg)を有する不飽和鎖を有するエラストマーポリマーまたはコポリマーから選択してもよい。これらのポリマーまたはコポリマーは天然起源であってもよいか、または60重量%以下の量でモノビニルアレンおよび/または極性コモノマーから選択された少なくとも1種のコモノマーに任意にブレンドされた1種以上の共役ジオレフィンの溶液重合、乳化重合または気相重合によって得てもよい。
共役ジオレフィンは、一般に4〜12個、好ましくは4〜8個の炭素原子を含み、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、2−フェニル−1,3−ブタジエンまたはそれらの混合物を含む群から選択してもよく、1,3−ブタジエンまたはイソプレンは特に好ましい。
コモノマーとして任意に用いてもよいモノビニルアレンは、一般に8〜20個、好ましくは8〜12個の炭素原子を含み、スチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、例えば、α−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−p−トリルスチレン、4−(4−フェニルブチル)スチレンなどのスチレンの種々のアルキル誘導体、シクロアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキルアリール誘導体またはアリールアルキル誘導体またはそれらの混合物から選択してもよい。スチレンは特に好ましい。
任意に用いてもよい極性コモノマーは、例えば、ビニルピリジン、ビニルキノリン、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、アクリロニトリルまたはそれらの混合物などのアクリル酸エステルおよびアルキルアクリル酸エステル、ニトリルまたはそれらの混合物から選択してもよい。
好ましくは、前記スチレン/1,3ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)は、シス−1,4−ポリイソプレン(天然ゴムまたは合成ゴム、好ましくは天然ゴム)、3,4−ポリイソプレン、ポリブタジエン(特に高い1,4−シス含有率および低いビニル含有率を有するポリブタジエン)、任意にハロゲン化されたイソプレン/イソブテンコポリマー、1,3−ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、スチレン/イソプレン/1,3−ブタジエンコポリマー、スチレン/1,3−ブタジエン/アクリロニトリルコポリマーまたはそれらの混合物から選択してもよい。ポリブタジエン、特に高い1,4−シス含有率および低いビニル含有率を有するポリブタジエンは特に好ましい。より好ましくは、前記ポリブタジエンは、90%を上回る1,4−シス含有率および5%未満のビニル含有率を有する。
上で報告した架橋性エラストマー組成物は、適する停止剤またはカップリング剤との反応によって官能化された少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーを任意に含んでもよい。特に、有機金属開始剤(特に有機リチウム開始剤)の存在下でのアニオン重合によって得られたジエンエラストマーポリマーは、前記開始剤から誘導された残留有機金属基と、例えばイミン、カルボジイミン、アルキル錫ハロゲン化物、置換ベンゾフェノン、アルコキシシランまたはアリールオキシシランなどの適する停止剤またはカップリング剤との反応によって官能化してもよい(例えば、欧州特許EP451,604号明細書または米国特許第4,742,124号明細書ならびに米国特許第4,550,142号明細書を参照すること)。
好ましい1つの実施形態によると、前記架橋性エラストマー組成物は、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤(c)の70phr〜90phrを含む。より好ましくは、前記架橋性エラストマー組成物は、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の75phr〜85phrを含む。
更なる好ましい実施形態によると、前記少なくとも1種のシリカ補強用充填剤(c)は、沈降非晶質シリカ、湿潤シリカ(水和ケイ酸)、乾燥シリカ(無水ケイ酸)、ヒュームドシリカまたはそれらの混合物から選択してもよい。沈降非晶質シリカ、水和シリカ、特に50m2/g〜500m2/g、好ましくは70m2/g〜200m2/gのBET表面積(ISO規格5794/1に準拠して測定されたもの)を有する沈降非晶質シリカ、水和シリカは好ましい。
好ましい1つの実施形態によると、前記架橋性エラストマー組成物は、前記少なくとも1種のRAE油(d)の20phr〜60phrを含む。より好ましくは、前記架橋性エラストマー組成物は、前記少なくとも1種のRAE油(d)の25phr〜50phr、さらに好ましくは30phr〜40phrを含む。
1つの好ましい実施形態によると、前記少なくとも1種のRAE油(d)は以下の炭素分布を有する。
−25%〜50%、好ましくは32%〜40%の芳香族炭素(CA)含有率、
−20%〜40%、好ましくは25%〜33%のナフテン環炭素(CN)含有率、
−20%〜50%、好ましくは30%〜40%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率、
−10ppm以下、好ましくは6ppm以下の多芳香族炭化水素(PAH)含有率。
−25%〜50%、好ましくは32%〜40%の芳香族炭素(CA)含有率、
−20%〜40%、好ましくは25%〜33%のナフテン環炭素(CN)含有率、
−20%〜50%、好ましくは30%〜40%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率、
−10ppm以下、好ましくは6ppm以下の多芳香族炭化水素(PAH)含有率。
さらに好ましい実施形態によると、前記少なくとも1種のRAE油(d)は以下の炭素分布を有する。
−35%〜38%、好ましくは36%の芳香族炭素(CA)含有率、
−27%〜30%、好ましくは29%のナフテン環炭素(CN)含有率、
−33%〜38%、好ましくは35%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率、
−10ppm以下、好ましくは6ppm以下の多芳香族炭化水素(PAH)含有率。
−35%〜38%、好ましくは36%の芳香族炭素(CA)含有率、
−27%〜30%、好ましくは29%のナフテン環炭素(CN)含有率、
−33%〜38%、好ましくは35%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率、
−10ppm以下、好ましくは6ppm以下の多芳香族炭化水素(PAH)含有率。
芳香族炭素(CA)含有率、ナフテン環炭素(CN)含有率およびパラフィン鎖炭素(CP)含有率は、規格ASTM D2140−03(Kurtz分析)に準拠して決定した(油に含まれる炭化水素の全重量を基準にして重量%で含有率を表している)。
PAH含有率はガスクロマトグラフ分析によって測定した。
前記少なくとも1種のRAE油(d)は、当該技術分野で公知の方法によって製造してもよい。例えば、前記少なくとも1種のRAE油(d)は、以下の工程を含む方法によって製造してもよい。
(i)原油を真空蒸留に供して真空蒸留残油を得る工程、
(ii)前記真空蒸留残油を脱歴処理に供して、脱歴原油残油とアスファルト残油を得る工程、
(iii)脱歴残油とアスファルト残油を分離する工程、
(iv)脱歴残油を溶媒抽出に供する工程、
(v)溶媒を除去してRAE油を得る工程。
(i)原油を真空蒸留に供して真空蒸留残油を得る工程、
(ii)前記真空蒸留残油を脱歴処理に供して、脱歴原油残油とアスファルト残油を得る工程、
(iii)脱歴残油とアスファルト残油を分離する工程、
(iv)脱歴残油を溶媒抽出に供する工程、
(v)溶媒を除去してRAE油を得る工程。
工程(ii)において有利に使用できる脱歴剤の特定の例は、プロパン、n−ブタン、イソブタン、ペンタンまたはそれらの混合物である。
工程(iv)において有利に使用できる溶媒の特定の例は、任意に水に混合されたフルフラール、N−メチル−2−ピロリドン、フェノール、またはそれらの混合物である。
本発明において用いてもよいとともに現在市販されているRAE油(d)の例は、製品「ディーレン(Dealen)」(登録商標)D52KFおよびシェル(Shell)製の「シェルフラベックス(Shell Flavex)」(登録商標)595である。
上で開示したように、前記架橋性エラストマー組成物は、(e)シリカと相互作用できるとともに加硫中にエラストマーポリマーにシリカを結合できる少なくとも1種のシランカップリング剤を更に含んでもよい。
好ましく用いられるカップリング剤は、例えば構造式(I)
(R)3Si−CtH2t−X(I)
によって特定され得るシランに基づくカップリング剤である。
式中、互いに同じかまたは異なってもよい基Rは、基Rの少なくとも1個がアルコキシ基またはアリールオキシ基であることを条件として、アルキル基、アルコキシ基またはアリールオキシ基あるいはハロゲン原子から選択され、tは極値を含めて1〜6の整数であり、Xは、ニトロソ、メルカプト、アミノ、エポキシド、ビニル、イミド、クロロ、−(S)uCtH2t−Si−(R)3または−S−COR(ここで、uおよびtは極値を含めて1〜6の整数であり、基Rは上で報告された通り定義される)から選択された基である。
(R)3Si−CtH2t−X(I)
によって特定され得るシランに基づくカップリング剤である。
式中、互いに同じかまたは異なってもよい基Rは、基Rの少なくとも1個がアルコキシ基またはアリールオキシ基であることを条件として、アルキル基、アルコキシ基またはアリールオキシ基あるいはハロゲン原子から選択され、tは極値を含めて1〜6の整数であり、Xは、ニトロソ、メルカプト、アミノ、エポキシド、ビニル、イミド、クロロ、−(S)uCtH2t−Si−(R)3または−S−COR(ここで、uおよびtは極値を含めて1〜6の整数であり、基Rは上で報告された通り定義される)から選択された基である。
特に好ましいカップリング剤の中には、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドおよびビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドがある。前記カップリング剤は、それ自体で用いてもよいか、または前記架橋性エラストマー組成物への不活性充填剤(例えばカーボンブラック)の導入を促進するために不活性充填剤との適する混合物として用いてもよい。
好ましい1つの実施形態によると、前記少なくとも1種のシランカップリング剤(e)は、0phr〜10phr、好ましくは4phr〜8phrの量で前記架橋性エラストマー組成物の中に存在する。
上で開示したように、前記架橋性エラストマー組成物は、(f)少なくとも1種の樹脂を更に含んでもよい。好ましくは、前記少なくとも1種の樹脂(f)は、例えば、α−メチルスチレン樹脂、フェノール樹脂、クマロンインデン樹脂またはそれらの混合物から選択してもよい。
好ましい1つの実施形態によると、前記少なくとも1種の樹脂(f)は、0phr〜15phr、好ましくは7phr〜12phrの量で前記架橋性エラストマー組成物の中に存在する。
少なくとも1種の追加の補強用充填剤は、一般に0phr〜120phr、好ましくは20phr〜90phrの量で、上で報告した架橋性エラストマー組成物に有利に添加してもよい。前記少なくとも1種の追加の補強用充填剤は、例えば、カーボンブラック、アルミナ、炭酸カルシウム、カオリンまたはそれらの混合物などの、架橋製品、特にタイヤのために一般に用いられる充填剤から選択してもよい。カーボンブラックは特に好ましい。
本発明により用いてもよいカーボンブラックのタイプは、(ISO規格6810に記載されたCTAB吸収によって決定して)20m2/g以上の表面積を一般に有する、タイヤの製造において従来から用いられたタイプから選択してもよい。
上で報告した架橋性エラストマー組成物は、エラストマーポリマーのために一般に用いられた既知の技術、特に硫黄ベース加硫系により加硫してもよい。このために、サーモメカニカル処理の1つ以上の工程後、硫黄ベース加硫剤は加硫促進剤と一緒に前記組成物の中に導入される。最終処理工程において、温度は、好ましくない一切の前架橋現象を避けるために一般に120℃より低く、好ましくは100℃より低く保持される。
最も有利に用いられる加硫剤は、当業者に知られている促進剤および活性剤と合わせて硫黄または硫黄を含有する分子(硫黄ドナー)である。
特に有効である活性剤は、亜鉛化合物、特にZnO、ZnCO3、例えば、ZnOおよび脂肪酸からエラストマー組成物中で、現場(in−situ)で好ましくは形成されるステアリン酸亜鉛などの炭素原子数8〜18の飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸の亜鉛塩、およびBiO、PbO、Pb3O4、PbO2またはそれらの混合物である。
一般に用いられる促進剤は、ジチオカルバメート、グアニジン、チオウレア、チアゾール、スルフェンアミド、チウラム、アミン、キサンテートまたはそれらの混合物から選択してもよい。
前記架橋性エラストマー組成物は、前記架橋性エラストマー組成物が意図されている特定の用途に基づいて選択された一般に用いられる他の添加剤を含んでもよい。例えば、酸化防止剤、老化防止剤、可塑剤、接着剤、オゾン劣化防止剤(特にp−フェニレンジアミンタイプのオゾン劣化防止剤)、ワックス、繊維(例えば「ケブラー(Kevlar)」(登録商標)パルプ)またはそれらの混合物を前記架橋性エラストマー組成物に添加してもよい。
上で報告した架橋性エラストマー組成物は、当該技術分野で公知の技法により、エラストマーベース成分、シリカ補強用充填剤および油を任意に存在する他の補強用充填剤および他の添加剤に合わせて混合することにより調製してもよい。混合は、例えば、開放形ロール機型の開放形ミキサーまたは接線ロータを有する型の内部ミキサー(バンバリー(Banbury))あるいは連動ロータを有する型の内部ミキサー(インターミキサー)を用いて、あるいはコニーダー型(ブス(Buss))の連続ミキサーまたは同方向回転二軸スクリュー型または逆方向回転二軸スクリュー型の連続ミキサー内で行ってもよい。
ここで、本発明により製造されたタイヤの一部の断面図である添付した図1を参照して、多くの例示的な実施形態によって本発明を更に詳しく例示する。
「a」は軸方向を示し、「r」は半径方向を示す。わかりやすくするために、図1はタイヤの一部のみを示し、表されていない残りの部分は同じであり、半径方向「r」に対して対称に配列されている。
タイヤ(100)は少なくとも1層のカーカスプライ(101)を含み、その側縁は少なくとも1つのビードコア(102)と少なくとも1つのビード充填剤(104)を含むそれぞれのビード構造に関連している。カーカスプライ(101)とビードコア(102)との間の関連は、図1に示したようにいわゆるカーカス折返し(101a)を形成するためにビードコア(102)の周りにカーカスプライ(101)の対向側縁を折り返すことによってここで達成される。
あるいは、従来のビードコア(102)は、同心コイル中に配列されたゴム引きワイヤから形成された少なくとも1つの環状インサート(図1に示していない)で置き換えてもよい(例えば、欧州特許出願EP928,680号明細書またはEP928,702号明細書を参照すること)。この場合、カーカスプライ(101)は、前記環状インサートの周りに折り返されず、連結は第1のカーカスプライ(101)上に外側に被着させた第2のカーカスプライ(図1に示していない)によって提供される。
カーカスプライ(101)は、一般に、互いに平行に配列されるとともに架橋エラストマー材料の層で少なくとも部分的に被覆された複数の補強用コードからなる。これらの補強用コードは、通常、金属合金(例えば、銅/亜鉛合金、亜鉛/マンガン合金および亜鉛/モリブデン/コバルト合金など)で被覆された、紡績繊維、例えば、レーヨン、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレート、または互いに撚ったスチールワイヤから製造される。
カーカスプライ(101)は、通常ラジアル型である。すなわち、カーカスプライ(101)は、円周方向に対してほぼ垂直方向に配列された補強用コードを含む。コア(102)は、タイヤ(100)の内部円周端に沿って画定されたビード(103)の中に囲まれる。それによってタイヤは車輪の一部を形成するリム(図1に示していない)上に係合する。各カーカス折返し(101a)によって画定された空間はビードコア(102)が埋め込まれているビード充填剤(104)を含む。耐摩耗性ストリップ(105)は、通常、カーカス折返し(101a)に対して軸方向外部位置に配置される。
ベルト構造(106)はカーカスプライ(101)の円周に沿って被着させる。図1の特定の実施形態において、ベルト構造(106)は、各ストリップにおいて互いに平行であるとともに円周方向に対して所定の角度を形成するように向けられた隣接ストリップに対して交差している複数の補強用コード、典型的には金属コードを導入している2つのベルトストリップ(106a、106b)を含む。半径方向に最も外側のベルトストリップ(106b)上には、「0°ベルト」として一般に知られている少なくとも1つの0°補強用層(106c)を任意に被着させてもよく、この補強用層は、一般に複数の補強用コード、典型的には織物コードを含み、円周方向に対して数度の角度で配置されるとともに架橋エラストマー材料によって被覆され互いに結合されている。
側壁(108)もカーカスプライ(101)上で外部に被着され、この側壁は、ビード(103)からベルト構造(106)の末端まで軸方向外部位置で伸びている。
本発明により製造してもよく、その側縁が側壁(108)に接続されているトレッドバンド(109)は、ベルト構造(106)に半径方向外側の位置に円周方向で被着されている。外側には、トレッドバンド(109)は、地面に接触することになるために設計されたころがり面(109a)を有する。ころがり面(109a)上に分配された種々の形状およびサイズの複数のブロックを画定するために横ノッチ(図1に示していない)によって接続されている円周溝は、図1ではわかりやすくするために平滑であるように表されているこの表面(109a)において一般に作成される。
トレッド下層(111)は、ベルト構造(106)とトレッドバンド(109)との間に配置される。
図1で示したように、トレッド下層(111)は均一な厚さを有してもよい。あるいは、トレッド下層(111)は横軸方向で可変の厚さを有してもよい。例えば、厚さは中心ゾーンより外側縁部付近で厚くてもよい。
図1において、前記トレッド下層(111)は前記ベルト構造(106)の展開の表面に実質的に対応する表面上に延在している。あるいは、前記トレッド下層(111)は、例えば、前記ベルト構造(106)の逆側部分(図1に示していない)で前記ベルト構造(106)の展開の少なくとも一部に沿ってのみ延在している。
「ミニ側壁」として一般に知られている架橋エラストマー材料から製造されたストリップ(110)は、側壁(108)とトレッドバンド(109)との間の接続ゾーンに任意に存在してもよい。このミニ側壁はトレッドバンドと合わせた共押出によって一般に得られ、トレッドバンド(109)と側壁(108)との間の機械的相互作用の改善を可能にする。あるいは、側壁(108)の端部分はトレッドバンド(109)の側方縁部を直接覆う。
チューブレスタイヤの場合、必要な不透過性をタイヤの膨張空気に与えるライナーとして一般に知られているゴム層(112)もカーカスプライ(101)に対して内部位置に提供してもよい。
本発明によるタイヤの製造のための方法は、例えば、欧州特許EP199,064号明細書または米国特許第4,872,822号明細書あるいは米国特許第4,768,937号明細書に記載されたように当該技術分野で公知の技法により且つ装置を用いて行ってもよい。前記方法は、グリーンタイヤを製造する少なくとも1つの段階およびこのタイヤを加硫する少なくとも1つの段階を含む。
より詳しくは、タイヤの製造のための方法は、適する製造機械を用いて後で互いに組み合わされるタイヤの種々の構造要素(カーカスプライ、ベルト構造、ビードワイヤ、充填剤、側壁およびトレッドバンド)に対応する一連の半製品を事前に且つ互いに別々に調製する工程を含む。次に、後続加硫工程は、上述した半製品を互いに結合して、一体ブロック、すなわち完成タイヤを与える。
前述した半製品を調製する工程は、前記半製品が製造される種々の架橋性エラストマー組成物を従来の技術により調製し成形する工程によって先行される。
こうして得られたグリーンタイヤは、成形および加硫の後続工程に進められる。このために、加硫が完成したときにタイヤの外面を画定するためにカウンター成形される壁を有する成形キャビティ内部に加工されるタイヤを収容するように設計されている加硫モールドを用いる。
半製品を用いずにタイヤまたはタイヤの部品を製造するための代替方法は、例えば、前述した欧州特許出願EP928,680号明細書またはEP928,702号明細書で開示されている。
好ましい1つの実施形態によると、前記構造要素は長い連続要素の複数のコイルによって形成される。前記長い要素は、例えば、上で開示した架橋性エラストマー組成物を押し出すことによって製造してもよい。好ましくは、前記構造要素は支持体上に組み立てられる。
本説明および特許請求の範囲の目的において、「支持体」という用語は以下の機器を示すために用いられる。
−円筒形状を有する補助ドラムであって、好ましくはベルト構造を支持する補助ドラム。
−ほぼトロイダル構成を有する造形用ドラムであって、好ましくはベルト構造を上に組み立てた少なくとも1つのカーカス構造を支持する造形用ドラム。
−好ましくはタイヤの内部構成に従って造形された剛性の支持体。
−円筒形状を有する補助ドラムであって、好ましくはベルト構造を支持する補助ドラム。
−ほぼトロイダル構成を有する造形用ドラムであって、好ましくはベルト構造を上に組み立てた少なくとも1つのカーカス構造を支持する造形用ドラム。
−好ましくはタイヤの内部構成に従って造形された剛性の支持体。
前記機器および支持体上にタイヤの構造要素を形成するおよび/または配置する方法に関する更なる詳細は、例えば、国際公開第01/36185号パンフレットまたは出願人の名義の欧州特許EP976,536号明細書あるいは欧州特許出願EP968,814号明細書、EP1,201,414号明細書またはEP1,211,057号明細書に記載されている。
タイヤの内面によって画定された空間に加圧流体を導入して成形キャビティの壁にグリーンタイヤの外面を押し付けることにより、グリーンタイヤを成形することが可能である。広く実施されている成形方法の1つにおいて、エラストマー材料から製造され、圧力下で蒸気および/またはもう1つの流体で充填された加硫チャンバを成形キャビティ内部で閉鎖されたタイヤ内部で膨張させる。こうして、グリーンタイヤを成形キャビティの内壁に押し付け、よって所望の成形を得る。あるいは、例えば欧州特許EP1,189,744号明細書に記載されたように得られるべきタイヤの内面の構成に従い造形されたトロイダル状金属支持体をタイヤの内部に提供することにより、膨張可能な加硫チャンバなしで成形を行うことが可能である。
この時点で、グリーンタイヤを加硫する工程が行われる。このために、加硫モールドの外壁は、外壁が一般に100℃〜230℃の最高温度に達するように加熱流体(一般に蒸気)に接触して配置される。同時に、タイヤの内面は、100℃〜250℃の最高温度に加熱された成形キャビティの壁にタイヤを押し付けるために用いられたのと同じ加圧流体を用いて加硫温度に加熱される。エラストマー材料の本体全体を通して満足な加硫度を得るために要する時間は一般に3分から90分まで変動してもよく、主としてタイヤの寸法に応じて決まる。加硫が完成したとき、タイヤは加硫モールドから取り出される。
多くの調製実施例によって本発明を以下で更に例示する。調製実施例は、純粋に表示目的のため、且つ本発明の一切の限定せずに提示している。
実施例1〜5
架橋性エラストマー組成物の調製
表2に示したエラストマー組成物を次の通り調製した(種々の成分の量をphrで示している)。
架橋性エラストマー組成物の調製
表2に示したエラストマー組成物を次の通り調製した(種々の成分の量をphrで示している)。
硫黄および促進剤(DPG80、CBS)を除くすべての成分を内部ミキサー(モデル「ポミニ(Pomini)」PL1.6)内で約5分にわたり合わせて混合した(第1の工程)。温度が145±5℃に達するとすぐに、エラストマー組成物を排出した。その後、硫黄および促進剤(DPG80、CBS)を添加し、混合を開放型ロールミキサー内で行った(第2の工程)。
異なる量の遊離油を用いることによりコンパウンドを同じ硬度にした。トレッドコンパウンドが等しい硬度を示す場合、前記トレッドコンパウンドの物理的データを比較するだけでよいので異なる量の遊離油を選択した。
「ブナ(Buna)」(登録商標)VSL5525−0:溶液重合によって得られたスチレン/1,3−ブタジエンコポリマー。スチレン25重量%と1,3−ブタジエン50重量%を含む(バイエル(Bayer))。
「ブナ(Buna)」(登録商標)CB25:96重量%の1,4シス構造の最低含有率を有するハイシス−1,4−ポリブタジエン(ランクセス(Lanxess))。
シリカ:沈降シリカ(「ゼオシル(Zeosil)」(登録商標)1165MP−ローンプーラン(Rhone−Poulenc))。
Si69(登録商標)(シランカップリング剤):ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(デグサ−ヒュルス(Degussa−Huels))。
N134:カーボンブラック(コロンビアンケミカル(Columbian Chemical))。
「ディーレン(Dealen)」D6:以下の炭素分布を有するDAE油:CA=40重量%、CN=25重量%、CP=35重量%およびPAH含有率約400ppm(シェル(Shell))。
「ビバテック(Vivatec)」(登録商標)500:以下の炭素分布を有するTDAE油:CA=25重量%、CN=30重量%、CP=45重量%およびPAH含有率10ppm未満(ビーピー(BP))。
「カテネックス(Catenex)」(登録商標)SNR:以下の炭素分布を有するMES油:CA=14重量%、CN=29重量%、CP=57重量%およびPAH含有率10ppm未満(シェル(Shell))。
「ディーレン(Dealen)」(登録商標)D52KF:以下の炭素分布を有するRAE油:CA=37重量%、CN=29重量%、CP=34重量%およびPAH含有率10ppm(シェル(Shell))、15℃の比重=990kg/m3、100℃の動粘度=67mm2/s、屈折率=1.56、流動点=+6℃、アニリン点=59℃。
「シェルフラベックス(Shell Flavex)」(登録商標)595::以下の炭素分布を有するRAE油:CA=36重量%、CN=29重量%、CP=35重量%およびPAH含有率5ppm、15℃の比重=980kg/m3、100℃の動粘度=60mm2/s、屈折率=1.55、流動点=+30℃、アニリン点=66℃。
6−PPD: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。
TMQ:重合させた2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン(「バルカノックス(Vulcanox)」(登録商標)4020−バイエル(Bayer))。
DTPD:N,N−ジトリル−p−フェニルジアミン。
LSW:オゾン劣化防止ワックス(「オケリン(Okerin)」2124H−アスター・ハネウェル(Astor Honeywell))。
DPG(促進剤):ジフェニルグアニジン(「バルカシット(Vulkacit)(登録商標)D−バイエル(Bayer))。
CBS(促進剤):N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(「バルカシット(Vulkacit)(登録商標)CZ−バイエル(Bayer))。
「ブナ(Buna)」(登録商標)CB25:96重量%の1,4シス構造の最低含有率を有するハイシス−1,4−ポリブタジエン(ランクセス(Lanxess))。
シリカ:沈降シリカ(「ゼオシル(Zeosil)」(登録商標)1165MP−ローンプーラン(Rhone−Poulenc))。
Si69(登録商標)(シランカップリング剤):ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(デグサ−ヒュルス(Degussa−Huels))。
N134:カーボンブラック(コロンビアンケミカル(Columbian Chemical))。
「ディーレン(Dealen)」D6:以下の炭素分布を有するDAE油:CA=40重量%、CN=25重量%、CP=35重量%およびPAH含有率約400ppm(シェル(Shell))。
「ビバテック(Vivatec)」(登録商標)500:以下の炭素分布を有するTDAE油:CA=25重量%、CN=30重量%、CP=45重量%およびPAH含有率10ppm未満(ビーピー(BP))。
「カテネックス(Catenex)」(登録商標)SNR:以下の炭素分布を有するMES油:CA=14重量%、CN=29重量%、CP=57重量%およびPAH含有率10ppm未満(シェル(Shell))。
「ディーレン(Dealen)」(登録商標)D52KF:以下の炭素分布を有するRAE油:CA=37重量%、CN=29重量%、CP=34重量%およびPAH含有率10ppm(シェル(Shell))、15℃の比重=990kg/m3、100℃の動粘度=67mm2/s、屈折率=1.56、流動点=+6℃、アニリン点=59℃。
「シェルフラベックス(Shell Flavex)」(登録商標)595::以下の炭素分布を有するRAE油:CA=36重量%、CN=29重量%、CP=35重量%およびPAH含有率5ppm、15℃の比重=980kg/m3、100℃の動粘度=60mm2/s、屈折率=1.55、流動点=+30℃、アニリン点=66℃。
6−PPD: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。
TMQ:重合させた2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン(「バルカノックス(Vulcanox)」(登録商標)4020−バイエル(Bayer))。
DTPD:N,N−ジトリル−p−フェニルジアミン。
LSW:オゾン劣化防止ワックス(「オケリン(Okerin)」2124H−アスター・ハネウェル(Astor Honeywell))。
DPG(促進剤):ジフェニルグアニジン(「バルカシット(Vulkacit)(登録商標)D−バイエル(Bayer))。
CBS(促進剤):N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(「バルカシット(Vulkacit)(登録商標)CZ−バイエル(Bayer))。
上述したように得られた非架橋エラストマー組成物に関してISO規格289−1:1994に準拠して100℃でのムーニー粘度ML(1+4)を測定した。得られた結果を表3に示している。
また、前記エラストマー組成物を、モンサント(Monsanto)製のMDRレオメータを用いるMDR流動分析にかけた。1.66Hzの振動周波数(分当たり100振動)および±0.5度の振動振幅で、170℃で24分にわたり試験を行った。得られた結果を表3に示している。
規格ISO37:1994に準拠した静的機械的特性およびISO規格48:1994に準拠したIRHD度(23℃で)の硬度を170℃で10分にわたり加硫させた上述したエラストマー組成物のサンプルで測定した。得られた結果を表3に示している。
表3は、以下の方法に準拠して引張−圧縮モードにおいてインストロン(Instron)動的装置を用いて測定された動的機械的特性も示している。初期長さを基準として25%の縦変形まで圧縮プレロードをかけられ、試験の継続時間全体にわたって所定の温度(−10℃、0℃、23℃または70℃)で保持された円筒形状(長さ=25mm、直径=12mm)を有する架橋エラストマー組成物(170℃で10分にわたり加硫させたもの)の試験片を10Hzの周波数で、プレロード下で長さを基準として±3.5%の振幅を有する動的正弦波歪みを受けさせた。動的機械的特性を動的弾性率(E’)およびタンデルタ(誘電損)値で表す。タンデルタ値を粘弾性率(E’’)と弾性率(E’)との間の比として計算する。
表3はDIN磨耗も示している。データ(mm3で表現)は、DIN規格53516で示された標準条件下で運転することにより除去されたエラストマー組成物の量に対応する。
上で報告したデータは、こうして得られたエラストマー組成物の動的物理データにおいて異なる油の間で著しい相違が生じることを明確に示している。実際、MES油(実施例3)およびTDAE油(実施例2)が−10℃および0℃で遙かにより低いタンデルタ値を示す一方で、RAE油(実施例4〜5)はDAE油(実施例1)より遙かに高い値を示している。−10℃および0℃でのより高いタンデルタ値が、より高いウェトグリップ性能を予測するので、RAE油がDAE油を用いて製造されたタイヤに比べて改善されたタイヤウェット挙動につながることを予想することが可能である。同様に23℃で、ドライグリップを予測するRAE油のタンデルタ値はDAE油の値より高く、MES油およびTDAE油の値より遙かに高い。RAE油を使用することにより、通常の芳香族油を用いて製造されたタイヤより高いウェットグリップおよびドライグリップを有するタイヤを得ることが可能になる。
ころがり抵抗を予測する70℃でのタンデルタ値は、通常の芳香族油(実施例1〜3)に比べてRAE油(実施例4〜5)に関してより高くない。70℃でのより高いタンデルタ値がより高いころがり抵抗と相関関係にあるので、RAE油の使用がタイヤのころがり抵抗に悪影響を及ぼさないことを推定することが可能である。
また、E’値は、RAE油(実施例4〜5)によって通常の芳香族油(実施例1〜3)を置き換えることにより変化しない。更に、すべてのエラストマー組成物の流動特性、静的機械特性およびDIN磨耗は類似である。従って、RAE油の使用は前記特性に悪影響を及ぼさない。
Claims (42)
- (a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーの0〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマー材料を含む少なくとも1つの構造要素を含むタイヤ。 - −それぞれの右側ビード構造および左側ビード構造に関連した対向側縁を有するほぼトロイダル形状のカーカス構造であって、前記ビード構造が少なくとも1つのビードコアと少なくとも1つのビード充填剤とを含むカーカス構造と、
−前記カーカス構造に対して半径方向外側位置に被着させたベルト構造と、
−前記ベルト構造上に半径方向に重ね合わされたトレッドバンドと、
−前記カーカス構造に対して両側の側方向に被着させた一対の側壁と
を含み、前記構造要素がトレッドバンドである、請求項1に記載のタイヤ。 - 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの50phr〜90phrを含む、請求項1または2に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマー(a)の60phr〜80phrを含む、請求項3に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマー(a)が、10%〜50%のスチレン含有率を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマー(a)が、20%〜40%のスチレン含有率を有する、請求項5に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマー(a)が、25%〜35%のスチレン含有率を有する、請求項6に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)の10phr〜50phrを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)の20phr〜40phrを含む、請求項8に記載のタイヤ。
- 前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)が、20℃未満のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)が、シス−1,4−ポリイソプレン(天然または合成)、3,4−ポリイソプレン、ポリブタジエン(特に高い1,4−シス含有率および低いビニル含有率を有するポリブタジエン)、任意にハロゲン化されたイソプレン/イソブテンコポリマー、1,3−ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、スチレン/イソプレン/1,3−ブタジエンコポリマー、スチレン/1,3−ブタジエン/アクリロニトリルコポリマーまたはそれらの混合物から選択される、請求項10に記載のタイヤ。
- 前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の前記少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(b)が、ポリブタジエンである、請求項11に記載のタイヤ。
- 前記ポリブタジエンが、90%を上回る1,4−シス含有率および5%未満のビニル含有率を有する、請求項12に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤(c)の70phr〜90phrを含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のシリカ補強用充填剤(c)の75phr〜85phrを含む、請求項14に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のシリカ補強用充填剤(c)が、沈降非晶質シリカ、湿潤シリカ(水和ケイ酸)、乾燥シリカ(無水ケイ酸)、ヒュームドシリカまたはそれらの混合物から選択される、請求項1〜15のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のRAE油(d)の20phr〜60phrを含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のRAE油(d)の25phr〜50phrを含む、請求項17に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のRAE油(d)の30phr〜40phrを含む、請求項18に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が
−25%〜50%の芳香族炭素(CA)含有率、
−20%〜40%のナフテン環炭素(CN)含有率、
−20%〜50%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率、
−10ppm以下の多芳香族炭化水素(PAH)含有率、
の炭素分布を有する、請求項1〜19のいずれか一項に記載のタイヤ。 - 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、32%〜40%の芳香族炭素(CA)含有率を有する、請求項20に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、25%〜33%のナフテン環炭素(CN)含有率を有する、請求項20または21に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、30%〜40%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率を有する、請求項20〜22のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、6ppm以下の多芳香族炭化水素(PAH)含有率を有する、請求項20〜23のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、35%〜38%、好ましくは36%の芳香族炭素(CA)含有率を有する、請求項20〜24のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、27%〜30%、好ましくは29%のナフテン環炭素(CN)含有率を有する、請求項20〜25のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のRAE油(d)が、33%〜38%、好ましくは35%のパラフィン鎖炭素(CP)含有率を有する、請求項20〜26のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種のシランカップリング剤(e)を更に含む、請求項1〜27のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のシランカップリング剤(e)が、構造式(I):
(R)3Si−CtH2t−X(I)
(式中、互いに同じかまたは異なってもよい基Rは、基Rの少なくとも1個がアルコキシ基またはアリールオキシ基であることを条件として、アルキル基またはアリールオキシ基あるいはハロゲン原子から選択され、tは極値を含めて1〜6の整数であり、Xは、ニトロソ、メルカプト、アミノ、エポキシド、ビニル、イミド、クロロ、−(S)uCtH2t−Si−(R)3または−S−COR(ここで、uおよびtは極値を含めて1〜6の整数であり、基Rは上で報告された通り定義される))
で表されるカップリング剤から選択される、請求項28に記載のタイヤ。 - 前記少なくとも1種のシランカップリング剤(e)が、0phr〜10phrの量で前記架橋性エラストマー組成物中に存在する、請求項28または29に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種のシランカップリング剤(e)が、0.4phr〜8phrの量で前記架橋性エラストマー組成物中に存在する、請求項30に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種の樹脂(f)を更に含む、請求項1〜31のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種の樹脂(f)が、α−メチルスチレン樹脂、フェノール樹脂、クマロンインデン樹脂またはそれらの混合物から選択される、請求項32に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種の樹脂(f)が、0phr〜15phrの量で前記架橋性エラストマー組成物中に存在する、請求項32または33に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種の樹脂(f)が、7phr〜12phrの量で前記架橋性エラストマー組成物中に存在する、請求項34に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種の追加の補強用充填剤0phr〜120phrを含む、請求項1〜35のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマー組成物が、少なくとも1種の追加の補強用充填剤20phr〜90phrを含む、請求項36に記載のタイヤ。
- (a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(d)の0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油(残留芳香族抽出物)の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物を含むトレッドバンド。 - 前記架橋性エラストマー組成物が、請求項3〜37のいずれか一項に記載のものである、請求項38に記載のトレッドバンド。
- (a)少なくとも1種のスチレン/1,3−ブタジエンコポリマーの40phr〜100phrと、
(b)前記スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー以外の少なくとも1種のジエンエラストマーポリマー(d)の0phr〜60phrと、
(c)少なくとも1種のシリカ補強用充填剤の60phr〜100phrと、
(d)少なくとも1種のRAE油の20phr〜60phrと、
を含む架橋性エラストマー組成物。 - 前記架橋性エラストマー組成物が、請求項3〜37のいずれか一項に記載のものである、請求項40に記載の架橋性エラストマー組成物。
- 請求項40または41に記載の架橋性エラストマー組成物を架橋することにより得られた架橋製品。
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