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Abstract
この開示は、少なくとも2つの層及び少なくとも1つのタイ層を含んでなる加硫性層状組成物に関する。2つの層の第一層は流体透過防止層を含み、2つの層の第二層は少なくとも1種の高ジエンゴムを含む。タイ層は、ゴム100重量部に対する重量部で適当な量の、(1)エポキシ化天然ゴム、(2)少なくとも1種の高ジエンエラストマー、(3)少なくとも1種の充填材、(4)少なくとも1種の粘着付与剤及び(5)ゴム用硬化系の混合物を含む。前記流体透過防止層は好ましくは(A)少なくとも1種の熱可塑性エンジニアリング樹脂成分、好ましくは1種又はそれ以上のナイロン樹脂及び(B)少なくとも1種のエラストマー成分、好ましくは臭素化イソブチレンp−メチルスチレンコポリマーを含み、成分(A)及び成分(B)の全量が30重量%以上であり、そして(B)が、加硫された状態又は部分的に加硫された状態で、不連続相として、成分(A)のマトリックス中に分散されている。 This disclosure relates to a vulcanizable layered composition comprising at least two layers and at least one tie layer. The first of the two layers includes a fluid permeation prevention layer and the second of the two layers includes at least one high diene rubber. The tie layer comprises an appropriate amount in parts by weight per 100 parts by weight of rubber: (1) epoxidized natural rubber, (2) at least one high diene elastomer, (3) at least one filler, (4) at least Contains a mixture of one tackifier and (5) a curing system for rubber. The fluid permeation prevention layer preferably comprises (A) at least one thermoplastic engineering resin component, preferably one or more nylon resins and (B) at least one elastomer component, preferably brominated isobutylene p-methyl. A styrene copolymer, wherein the total amount of component (A) and component (B) is 30% by weight or more, and (B) is in a vulcanized or partially vulcanized state as a discontinuous phase , Dispersed in the matrix of component (A).
Description
関連出願に対するクロスリファレンス
本件特許出願は、2006年9月29日出願のPCT特許出願(番号未付与、Aoki’s Ref.YR.EXOC−S835−PCT)及び2005年10月27日出願のPCT/US2005/38705号(その開示を引用して本明細書に含める)の利益を主張する。
本発明は、多層構造体、例えばタイヤ構造体に於いて有用な組成物、特にインナーライナーとカーカスとの間のタイヤタイ層に関する。特に、本開示は、高ジエン含有エラストマー又はゴム、例えば天然ゴム(NR)及びスチレンブタジエンゴム(SBR)、並びにエポキシ化天然ゴムのブレンドを使用するゴム組成物に関する。
Cross Reference to Related Applications This patent application includes PCT patent applications filed September 29, 2006 (unnumbered, Aoki's Ref. YR. EXOC-S835-PCT) and PCT / PC applications filed October 27, 2005. Claims the benefit of US 2005/38705, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
The present invention relates to compositions useful in multilayer structures, such as tire structures, and in particular to tire tie layers between an innerliner and a carcass. In particular, the present disclosure relates to rubber compositions using blends of high diene containing elastomers or rubbers, such as natural rubber (NR) and styrene butadiene rubber (SBR), and epoxidized natural rubber.
タイヤコードのストライクスルー(strike-through)、即ち強化タイヤコードが、インナーライナー層を貫通して、空気漏洩及びタイヤ破損に至る状態、を防止するために、テキスタイル又はスチールコードを含有するカーカス層とインナーライナー層との間に、緩衝層を追加することが一般的な慣行である。この緩衝層は、タイゴム、タイ層、クッションコンパウンド又はライナーバッキング層として参照されており、典型的には、天然ゴム(NR)及びスチレンブタジエンゴム(SBR)のブレンドを含有している。本開示の目的のために、このタイヤコンポーネントを「タイ層(tie layer)」として参照する。典型的には、タイ層の組成は、未硬化又は「グリーン」状態、硬化した接着及びタイヤ使用の間の満足できる動的特性に於いて密着したタイヤ構造を維持するために必要な粘着形成を与えるために、カーカスコンパウンドの組成と類似している。しかしながら、NR及びSBRをベースとする汎用のタイ層は、例えばエンジニアリング樹脂及びエラストマーを含むハロゲン化イソブチレンの加硫ブレンド系熱可塑性エラストマータイヤインナーライナー組成物とカーカス層との間の十分な粘着性及び加硫接着を与えることができない。本開示は、ハロゲン化イソブチレン含有エラストマー成分をベースにする一般的なインナーライナー組成物並びに特許文献1に開示されているような、例えば動的加硫を使用することによって製造された、エンジニアリング樹脂、例えばポリアミド及びBIMSの加硫されたブレンドをベースにする熱可塑性エラストマー性タイヤインナーライナー組成物を使用するタイヤに於いて有用である。従って、本開示は、ポリアミド及びイソブチレン−パラ−メチルスチレンの臭素化コポリマーの動的に加硫されたアロイ、例えばインナーライナー組成物をベースにする層を、タイヤカーカスに、インナーライナーによって達成される改良された透過性特徴を損なうこと無しに接着させるために適しているタイ層を提供する。これはまた、空気又は流体保持層が、他の層と組み合わせて使用される他の応用、特に、他の層に、強化繊維又はコードが含有される場合、例えば気体又は液体を保持することが必要であるホース及びその他の容器に於いても有用である。 A carcass layer containing a textile or steel cord to prevent a strike-through of the tire cord, i.e., a condition where the reinforced tire cord penetrates the inner liner layer and leads to air leakage and tire breakage; It is common practice to add a buffer layer between the innerliner layer. This buffer layer is referred to as a tie rubber, tie layer, cushion compound or liner backing layer and typically contains a blend of natural rubber (NR) and styrene butadiene rubber (SBR). For purposes of this disclosure, this tire component is referred to as a “tie layer”. Typically, the composition of the tie layer provides the necessary tack formation to maintain a coherent tire structure in uncured or “green” state, cured adhesion and satisfactory dynamic properties during tire use. It is similar to the composition of carcass compound to give. However, general-purpose tie layers based on NR and SBR, for example, provide sufficient adhesion between the vulcanized blended thermoplastic elastomer tire innerliner composition and carcass layer of halogenated isobutylene including engineering resins and elastomers. Can not give vulcanized adhesion. The present disclosure relates to a general innerliner composition based on a halogenated isobutylene-containing elastomer component, as well as an engineering resin produced by using, for example, dynamic vulcanization, as disclosed in US Pat. For example, it is useful in tires using a thermoplastic elastomeric tire innerliner composition based on a vulcanized blend of polyamide and BIMS. Accordingly, the present disclosure is accomplished by an innerliner on a tire carcass with a layer based on a dynamically vulcanized alloy of a polyamide and a brominated copolymer of isobutylene-para-methylstyrene, such as an innerliner composition. A tie layer is provided that is suitable for adhering without compromising the improved permeability characteristics. This can also hold, for example, gases or liquids where the air or fluid retention layer is used in combination with other layers, especially when the other layers contain reinforcing fibers or cords. It is also useful in the necessary hoses and other containers.
特許文献2には、少なくとも20重量%の、85/15以下のポリブチレンテレフタレート/ポリオキシアルキレンジイミド二酸の重量比で、ポリブチレンテレフタレート及びポリオキシアルキレンジイミド二酸のブロックコポリマーからなる熱可塑性ポリエステルエラストマーを含有する樹脂組成物の薄いフィルムから構成された、空気透過防止層又はインナーライナー層を有する空気入りタイヤが開示されている。この樹脂組成物は、更に、分散された、動的に加硫されているゴム粒子を含有していてよい。インナーライナー層として樹脂組成物を使用する概念は、同じ譲受人の種々の発明者によって更に展開された。例えば、このようなインナーライナーを含む空気入りタイヤを特許請求し、組成物中に使用するための種々の熱可塑性樹脂の使用を開示している特許文献3を参照されたい。この特許には、また、全体構造中のインナーライナー層の接合又は接着強度を促進するための、タイ層及び他の層の存在が開示されている。構造体中のインナーライナー層の接着を改良するための技術の更なる展開は、特許文献4中に記載されており、特許文献4に於いて、熱可塑性樹脂成分及びエラストマー成分の溶融粘度及び溶解度パラメーターが、特定の数式に従って制御されている。
特許文献5には、ビード部分の間に伸びている最も内側の強化コード層を規定するコードのプライからなるカーカス及びタイヤの内側表面の実質的に全体をカバーする、タイヤの内側表面に沿ってカーカスプライのコードの内側に配置された気密層からなる空気入りタイヤが開示されており、ここで、気密層は、そのゴムベース中に、少なくとも10重量%のハロゲン化ブチルゴム及び/又はハロゲン化イソブチレン−パラメチルスチレンコポリマーを含有する空気不透過性ゴムから製造され、タイヤの内側表面からカーカスプライのコードの方に測定された気密層の厚さは、0.2〜0.7mmの範囲内である。この特許文献には、また、タイヤ内側表面と最も内側のタイヤコード又はカーカスコードとの間のゴム層によって規定される「気密層」が、空気不透過性ゴムコンパウンドの内側層及び空気不透過性ではないジエン系ゴムの外側層からなる二重層であってよいことが開示されている。
その代わりに、外側層は、同じ空気不透過性ゴムコンパウンド又は同様の空気不透過性ゴムコンパウンドのものであってよく、このコンパウンドは、更に、この特許文献中に、ハロゲン化ブチルゴム及び/又はハロゲン化イソブチレン−パラメチルスチレンコポリマー並びにジエンゴム並びにカーボンブラックを含有するとして記載されている(パラグラフ28〜34参照)。 Alternatively, the outer layer may be of the same air impermeable rubber compound or similar air impermeable rubber compound, which is further described in this patent document as halogenated butyl rubber and / or halogen. Isobutylene-paramethylstyrene copolymer and diene rubber and carbon black (see paragraphs 28-34).
関心のある他の文献には、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12、特許文献13及び前記特許文献3が含まれる。
Other documents of interest include Patent Literature 6, Patent Literature 7, Patent Literature 8, Patent Literature 9, Patent Literature 10, Patent Literature 11, Patent Literature 12, Patent Literature 13, and
この開示の幾つかの態様は、少なくとも2つの層及び少なくとも1つのタイ層を含む加硫性層状組成物(Vulcanizable layered composition)であって、2つの層の第一層が流体透過防止層を含んでなり、2つの層の第二層が少なくとも1種の高ジエンゴムを含み、そしてタイ層が、混合物中のゴム100重量部に対して、
(1)約10〜約70重量部のエポキシ化天然ゴム、
(2)約30〜約90重量部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、
(3)約20〜約90重量部の少なくとも1種の充填材、
(4)約1〜約20重量部の少なくとも1種の粘着付与剤及び
(5)少なくとも約0.2〜約15重量部の前記エラストマー及びゴム用の硬化系
の混合物を含み、前記流体透過防止層が25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)又はそれ以下の空気透過係数及び1〜500MPaのヤング率を有するポリマー組成物を含んでなり、前記ポリマー組成物が、
(A)ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)又はそれ以下の空気透過係数及び500MPaよりも大きいヤング率を有する熱可塑性エンジニアリング樹脂成分(この樹脂成分は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリニトリル樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリビニル樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂及びイミド樹脂からなる群から選択される)並びに
(B)ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)よりも大きい空気透過係数及び500MPa又はそれ以下のヤング率を有するエラストマー成分(このエラストマー成分は、ジエンゴム及びその水素化物、ハロゲン含有ゴム、シリコーンゴム、硫黄含有ゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム、アクリルゴム、アイオノマー及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択される)を含み、そして成分(A)及び成分(B)の全量が、ポリマー組成物の全重量基準で30重量%以上であり、エラストマー成分(B)が、加硫された又は部分的に加硫された状態で、不連続相として、ポリマー組成物中の熱可塑性樹脂成分(A)のマトリックス中に分散されており、前記少なくとも1種の粘着付与剤の量及び種類が、許容できる多層化構造体を生成させるために、前記層間の適切な接着を与えるための量で、架橋の前に、隣接する層に対して前記タイ層が実質的な離層を生ずることなく、前記多層化構造体の組立を可能にするのに十分な未硬化接着強度を与えるために有効なものである構造体に関する。
Some aspects of this disclosure are vulcanizable layered compositions including at least two layers and at least one tie layer, wherein the first of the two layers includes a fluid permeation prevention layer. The second layer of the two layers comprises at least one high diene rubber, and the tie layer is based on 100 parts by weight of rubber in the mixture,
(1) about 10 to about 70 parts by weight of epoxidized natural rubber,
(2) about 30 to about 90 parts by weight of at least one high diene elastomer;
(3) about 20 to about 90 parts by weight of at least one filler;
(4) about 1 to about 20 parts by weight of at least one tackifier, and (5) at least about 0.2 to about 15 parts by weight of a mixture of said elastomer and rubber curing system, said fluid permeation prevention The layer comprises a polymer composition having an air permeability coefficient of 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or lower and a Young's modulus of 1 to 500 MPa, wherein the polymer composition comprises:
(A) at least 10% by weight based on the total weight of the polymer composition, at least one air permeability coefficient of 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or lower and less than 500 MPa Thermoplastic engineering resin component having a large Young's modulus (this resin component is selected from the group consisting of polyamide resin, polyester resin, polynitrile resin, polymethacrylate resin, polyvinyl resin, cellulose resin, fluororesin and imide resin) and ( B) at least 10% by weight based on the total weight of the polymer composition, at least one air permeability coefficient greater than 25 × 10 −12 cc · cm 2 / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) and 500 MPa or less Elastomer component with Young's modulus (this elastomer component is diene And hydrides thereof, selected from the group consisting of halogen-containing rubbers, silicone rubbers, sulfur-containing rubbers, fluororubbers, hydrin rubbers, acrylic rubbers, ionomers and thermoplastic elastomers, and component (A) and component (B ) Is 30% by weight or more based on the total weight of the polymer composition, and the elastomer component (B) is a vulcanized or partially vulcanized state as a discontinuous phase. In order to produce an acceptable multilayered structure, the amount and type of the at least one tackifier dispersed in the matrix of the thermoplastic resin component (A) in the proper adhesion between the layers Sufficient to allow assembly of the multi-layer structure without substantial delamination of the tie layer with respect to adjacent layers prior to cross-linking. The present invention relates to a structure that is effective for providing an uncured adhesive strength.
好ましい面に於いて、本開示は、カーカス、インナーライナー及びインナーライナーとカーカスとの間のタイ層を含むタイヤであって、インナーライナーが、熱可塑性エンジニアリング樹脂とイソオレフィン及びパラ−アルキルスチレンのハロゲン化コポリマーとの動的に加硫されたアロイを含み、そしてタイ層がエポキシ化天然ゴム、天然ゴム及び混合粘着付与剤を含むタイヤに関する。他の面に於いて、本開示は、この改良された加硫性層状構造体から構成されるホースに関する。 In a preferred aspect, the present disclosure provides a tire that includes a carcass, an inner liner, and a tie layer between the inner liner and the carcass, wherein the inner liner includes a thermoplastic engineering resin, an isoolefin, and a halogen of para-alkylstyrene. Relates to a tire comprising a dynamically vulcanized alloy with a vulcanized copolymer and a tie layer comprising epoxidized natural rubber, natural rubber and a mixed tackifier. In another aspect, the present disclosure is directed to a hose comprised of this improved vulcanizable layered structure.
本開示は、空気入りタイヤのために要求される耐熱性、耐久性及び可撓性を維持しながら、タイヤ重量減少のための、インナーライナーとカーカスとの間の比較的不透過性のタイ層のためのゴム組成物に関する。本開示は、また、カーカス及びインナーライナーに対するその優れた接着性並びに/又はその耐疲労性を維持しながら、改良された耐久性を有するタイ層の透過性を減少させることに指向している。 The present disclosure provides a relatively impermeable tie layer between an innerliner and a carcass for tire weight reduction while maintaining the heat resistance, durability and flexibility required for a pneumatic tire. The present invention relates to a rubber composition. The present disclosure is also directed to reducing the permeability of a tie layer having improved durability while maintaining its excellent adhesion to the carcass and inner liner and / or its fatigue resistance.
本明細書で使用する周期表族についての新しい番号付け体系は、CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS、第63(5)巻、第27頁(1985)に開示されているものである。全ての分子量は、他の方法で示さない限り、重量平均分子量である。 The new numbering system for the periodic table family used herein is that disclosed in CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS, Vol. 63 (5), p. 27 (1985). All molecular weights are weight average molecular weights unless otherwise indicated.
ポリマーは、ホモポリマー、コポリマー、共重合体(interpolymer)、ターポリマー等を指すために使用することができる。同様に、コポリマーは、任意に他のモノマーと共に、少なくとも2種のモノマーからなるポリマーを指すことができる。 Polymer can be used to refer to homopolymers, copolymers, interpolymers, terpolymers, and the like. Similarly, a copolymer can refer to a polymer consisting of at least two monomers, optionally with other monomers.
ポリマーがモノマーを含んでなるとして参照されるとき、このモノマーは、ポリマー中に、モノマーの重合した形で又はモノマーの誘導体形で存在する。しかしながら、参照の容易性のために、句「(それぞれの)モノマーを含んでなる」等が、略記として使用される。同様に、触媒成分が、成分の中性安定形からなるとして記載されるとき、成分の活性形が、モノマーと反応してポリマーを製造する形であることが、当業者によってよく理解されている。 When a polymer is referred to as comprising a monomer, the monomer is present in the polymer in the polymerized form of the monomer or in the derivative form of the monomer. However, for ease of reference, the phrase “comprising (respectively) monomers” etc. is used as an abbreviation. Similarly, when a catalyst component is described as consisting of a neutral stable form of the component, it is well understood by those skilled in the art that the active form of the component is the form that reacts with the monomer to produce the polymer. .
イソオレフィンは、同じ炭素上に2個の置換基を有する任意のオレフィンモノマーを指す。 Isoolefin refers to any olefin monomer having two substituents on the same carbon.
マルチオレフィンは、2個又はそれ以上の二重結合を有する任意のモノマーを指す。或る態様に於いて、マルチオレフィンは、2個の二重結合、好ましくは2個の共役二重結合、例えばイソプレンのような共役ジエンを含む任意のモノマーである。 Multiolefin refers to any monomer having two or more double bonds. In some embodiments, the multiolefin is any monomer that contains two double bonds, preferably two conjugated double bonds, eg, a conjugated diene such as isoprene.
本明細書で使用するエラストマー(群)は、ASTM D1566の定義と一致する任意のポリマー又はポリマーの組成物を指す。この用語は、用語「ゴム(群)」と互換的に使用することができる。 As used herein, elastomer (s) refers to any polymer or composition of polymers consistent with ASTM D1566 definition. This term can be used interchangeably with the term “rubber (s)”.
アルキルは、式から1個又はそれ以上の水素を落とすことによって、アルカンから誘導することができる、パラフィン系炭化水素基、例えばメチル基(CH3)又はエチル基(CH3CH2)等を指す。 Alkyl refers to a paraffinic hydrocarbon group, such as a methyl group (CH 3 ) or an ethyl group (CH 3 CH 2 ), which can be derived from an alkane by dropping one or more hydrogens from the formula. .
アリールは、芳香族化合物、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン等の環構造特徴を形成する炭化水素基を指し、典型的には、その構造内に交互二重結合(「不飽和」)を有する。従って、アリール基は、式から1個又はそれ以上の水素を落とすことによって、芳香族化合物から誘導される基、例えばフェニル又はC6H5である。 Aryl refers to a hydrocarbon group that forms a ring structure characteristic of an aromatic compound such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, etc., and typically has alternating double bonds (“unsaturated”) in the structure. . An aryl group thus, by dropping one or more hydrogens from the formula, a group derived from an aromatic compound, for example, phenyl or C 6 H 5.
「置換された」は、少なくとも1個の水素基が、例えばハロゲン(塩素、臭素、フッ素又はヨウ素)、アミノ、ニトロ、スルホキシ(スルホネート又はアルキルスルホネート)、チオール、アルキルチオール及びヒドロキシ;アルキル、炭素数1〜20の直鎖又は分岐鎖(これは、メチル、エチル、プロピル、tert−ブチル、イソプロピル、イソブチル等を含む);アルコキシ、炭素数1〜20の直鎖又は分岐鎖アルコキシ、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、第二級ブトキシ、第三級ブトキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ及びデシルオキシを含む;ハロアルキル(これは、少なくとも1個のハロゲンを含有する炭素数1〜20の直鎖又は分岐鎖アルキルを意味し、例えばクロロメチル、ブロモメチル、フルオロメチル、ヨードメチル、2−クロロエチル、2−ブロモエチル、2−フルオロエチル、3−クロロプロピル、3−ブロモプロピル、3−フルオロプロピル、4−クロロブチル、4−フルオロブチル、ジクロロメチル、ジブロモメチル、ジフルオロメチル、ジヨードメチル、2,2−ジクロロエチル、2,2−ジブロモエチル、2,2−ジフルオロエチル、3,3−ジクロロプロピル、3,3−ジフルオロプロピル、4,4−ジクロロブチル、4,4−ジフルオロブチル、トリクロロメチル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,3,3−トリフルオロプロピル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル及び2,2,3,3−テトラフルオロプロピルを含む)から選択された少なくとも1個の置換基によって置き換わっていることを指す。従って、例えば「置換されたスチレン系単位」には、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン等が含まれる。 “Substituted” means that at least one hydrogen group is, for example, halogen (chlorine, bromine, fluorine or iodine), amino, nitro, sulfoxy (sulfonate or alkyl sulfonate), thiol, alkyl thiol and hydroxy; alkyl, carbon number 1-20 straight chain or branched chain (including methyl, ethyl, propyl, tert-butyl, isopropyl, isobutyl, etc.); alkoxy, 1-20 carbon straight chain or branched chain alkoxy such as methoxy, ethoxy , Propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, secondary butoxy, tertiary butoxy, pentyloxy, isopentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, octyloxy, nonyloxy and decyloxy; haloalkyl (which contains at least one Containing halogen Means a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms, such as chloromethyl, bromomethyl, fluoromethyl, iodomethyl, 2-chloroethyl, 2-bromoethyl, 2-fluoroethyl, 3-chloropropyl, 3-bromopropyl , 3-fluoropropyl, 4-chlorobutyl, 4-fluorobutyl, dichloromethyl, dibromomethyl, difluoromethyl, diiodomethyl, 2,2-dichloroethyl, 2,2-dibromoethyl, 2,2-difluoroethyl, 3,3 -Dichloropropyl, 3,3-difluoropropyl, 4,4-dichlorobutyl, 4,4-difluorobutyl, trichloromethyl, trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2,3,3-trifluoro Propyl, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl and 2, Refers to are replaced by at least one substituent selected from including) 3,3 tetrafluoropropyl. Thus, for example, “substituted styrene units” include p-methylstyrene, p-ethylstyrene, and the like.
種々の好ましい態様に於いて、本開示は、少なくとも1つの、連続相としての熱可塑性エンジニアリング樹脂(また、「エンジニアリング樹脂」又は「熱可塑性樹脂」と呼ばれる)及び分散相としての加硫された(又は部分的に加硫された)エラストマーを含む層を含んでなる、層状構造体に指向している。このような組成物は、例えば動的加硫として知られている技術を使用することによって製造され、得られる組成物は、動的に加硫されたアロイ(DVA)として知られており、このような組成物及びその製造方法の詳細は、本明細書中に説明する。この構造体は、更に、(a)高ジエンゴム、例えば天然ゴム及び/又はスチレンブタジエンゴム、(b)ハロゲン化エラストマー又は(a)及び(b)の混合物を含んでなるエラストマー組成物の層(本明細書中に更に説明する)を含む。これらの層のそれぞれには、典型的には、追加の成分、例えば強化材及びプロセス助剤、例えば、それぞれ、カーボンブラック並びに/又はそれぞれ薄片にされた(exfoliated)、挿入された(intercalated)又は単純に分散されたクレイ及びゴムプロセスオイルが含有されている。高ジエンゴム含有層は、典型的に、標準的ゴム配合方法によって製造され、組成物が加硫性であるように硬化剤又は硬化系を含有する。2個の層の間にタイ層(それが2個の層を一緒に結び付けるので、そのように命名される)がサンドイッチされている。これは、また、好ましくは、少なくとも1種の強化充填材及び任意の添加剤、例えばプロセス助剤等を含有する、加硫性組成物であり、本開示の目的のために、タイ層は、ハロゲン化イソブチレン含有エラストマーを含む。本開示の熱可塑性エンジニアリング樹脂層は、それが、それを通過する流体の透過を阻止するように機能するように、少なくとも1種の強化充填材及び他の成分からなっていてよい。空気入りタイヤに於けるその使用に関連して、これは、典型的にはタイヤ構造体の最も内側の表面でライナーとして機能し、タイヤ業界に於いてインナーライナーとして参照されている。その組成及び製造方法は、層を貫通する空気又は酸素の通過を阻止して、長期間に亘ってタイヤ圧力を維持するように、ゴム配合者によって設計される。 In various preferred embodiments, the present disclosure provides at least one thermoplastic engineering resin as a continuous phase (also referred to as “engineering resin” or “thermoplastic resin”) and vulcanized as a dispersed phase ( (Or partly vulcanized) directed to a layered structure comprising a layer comprising an elastomer. Such a composition is produced, for example, by using a technique known as dynamic vulcanization, and the resulting composition is known as a dynamically vulcanized alloy (DVA), which Details of such compositions and their method of manufacture are described herein. This structure further comprises (a) a high diene rubber, such as natural rubber and / or styrene butadiene rubber, (b) a halogenated elastomer or a layer of elastomer composition comprising a mixture of (a) and (b) Further described in the specification). Each of these layers typically has additional components such as reinforcements and process aids such as carbon black and / or each exfoliated, intercalated or Contains simply dispersed clay and rubber process oils. High diene rubber-containing layers are typically made by standard rubber compounding methods and contain a curing agent or curing system so that the composition is vulcanizable. Between the two layers is a tie layer (which is so named because it ties the two layers together). This is also preferably a vulcanizable composition containing at least one reinforcing filler and optional additives such as process aids, and for the purposes of this disclosure, the tie layer is Includes halogenated isobutylene-containing elastomers. The thermoplastic engineering resin layer of the present disclosure may be comprised of at least one reinforcing filler and other components so that it functions to prevent the permeation of fluids through it. In connection with its use in pneumatic tires, this typically functions as a liner on the innermost surface of the tire structure and is referred to as the inner liner in the tire industry. Its composition and manufacturing method is designed by the rubber compounder to prevent the passage of air or oxygen through the layers and maintain tire pressure over a long period of time.
エンジニアリング樹脂含有層が、ホース構造体の層(典型的には最も内側の層)として使用されるとき、それはまた、それを貫通する流体の通過を阻止するであろう。このような流体には、空気、酸素及び他のガス並びに液体、例えば水及び工業用液体が含まれてよい。含有されている流体の性質は、DVA組成物を製造するために使用される加硫性ゴムの選択を含めて、エンジニアリング樹脂含有層の成分の選択を指定するであろう。このような選択は、ホース工業に於ける配合当業者に公知である。 When an engineering resin-containing layer is used as a layer (typically the innermost layer) of the hose structure, it will also prevent the passage of fluid therethrough. Such fluids may include air, oxygen and other gases and liquids such as water and industrial liquids. The nature of the contained fluid will dictate the choice of components of the engineering resin-containing layer, including the choice of vulcanizable rubber used to produce the DVA composition. Such selection is well known to those skilled in the formulation arts in the hose industry.
エンジニアリング樹脂含有層をタイヤインナーライナーとして使用するとき、本開示のタイヤインナーライナー組成物は、動力車タイヤ、例えばトラックタイヤ、バスタイヤ、乗用車、オートバイタイヤ、モペットタイヤ、不整地走行車タイヤ等のためのインナーライナーを製造する際に使用することができる。更に、このような層は、非動力車、例えば、自転車用に意図されるタイヤに於いて使用することができる。 When the engineering resin-containing layer is used as a tire inner liner, the tire inner liner composition of the present disclosure is used for power vehicle tires such as truck tires, bus tires, passenger cars, motorcycle tires, moped tires, rough terrain vehicle tires, and the like. It can be used when manufacturing the inner liner. Furthermore, such layers can be used in tires intended for non-powered vehicles, for example bicycles.
構造体中の第一層、又は流体透過防止層は、典型的には、以下詳細に説明するような動的に加硫されたアロイ(DVA)組成物であり、典型的には、シート又はフィルムの形で存在するが、ホース構造体のチューブ状層の形で存在することができる。 The first layer in the structure, or fluid permeation prevention layer, is typically a dynamically vulcanized alloy (DVA) composition as described in detail below, typically a sheet or Although present in the form of a film, it can be present in the form of a tubular layer of a hose structure.
構造体中の第二層(例えばフィルム若しくはシート又はタイヤカーカス層)は、典型的には、高ジエンゴムを含む組成物である。また、このような第二層は、ホース構造体のチューブ状層であってよい。この層は、また、強化繊維、例えばタイヤコード、カーボンブラック又はタイヤ応用若しくはホース応用に於いて有用である他の適切な強化材を含んでいてよい。 The second layer (eg film or sheet or tire carcass layer) in the structure is typically a composition comprising a high diene rubber. Such a second layer may be a tubular layer of a hose structure. This layer may also contain reinforcing fibers such as tire cords, carbon black or other suitable reinforcements useful in tire or hose applications.
タイ層は、典型的には、例えば押出加工又はカレンダリング加工の使用によって形成される、シート又はフィルムとして存在する。 The tie layer typically exists as a sheet or film formed, for example, by use of extrusion or calendering.
ハロゲン化ゴムは、少なくとも約0.1モル%のハロゲンを有するゴムとして定義され、このようなハロゲンは、臭素、塩素及びヨウ素からなる群から選択される。本開示に於いて有用である好ましいハロゲン化ゴムには、ハロゲン化イソブチレン含有エラストマー(ハロゲン化イソブチレン系ホモポリマー又はコポリマーとして参照される)が含まれる。これらのエラストマーは、C4〜C7イソモノオレフィン誘導単位、例えばイソブチレン誘導単位と少なくとも1種の他の重合性単位とのランダムコポリマーとして記載することができる。本開示の一つの態様に於いて、ハロゲン化イソブチレン含有エラストマーは、ブチル型ゴム又は分岐鎖ブチル型ゴム、特に、これらのエラストマーの臭素化版である。(有用な不飽和ブチルゴム、例えばオレフィン又はイソオレフィンのホモポリマー及びコポリマー並びに本開示のために適している他の種類のエラストマーは、公知であり、RUBBER TECHNOLOGY 209−581(Maurice Morton編、Chapman & Hall 1995)、THE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK 105−122(Robert F.Ohm編、R.T.Vanderbilt Co.,Inc.1990)及び8 KIRK−OTHMER ENCYCLO(登録商標)PEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY 934−955(John Wiley & Sons,Inc.第4版、1993中のEdward Kresge及びH.C.Wang)に記載されている)。本開示に於いて有用である好ましいハロゲン化イソブチレン系ホモポリマー又はコポリマーには、ハロブチルゴム、例えばブロモブチルゴム及びクロロブチルゴムが含まれる。 Halogenated rubber is defined as a rubber having at least about 0.1 mole percent halogen, such halogen being selected from the group consisting of bromine, chlorine and iodine. Preferred halogenated rubbers useful in the present disclosure include halogenated isobutylene-containing elastomers (referred to as halogenated isobutylene homopolymers or copolymers). These elastomers can be described as random copolymers of C 4 to C 7 isomonoolefin derived units, such as isobutylene derived units and at least one other polymerizable unit. In one embodiment of the present disclosure, the halogenated isobutylene-containing elastomer is a butyl rubber or a branched butyl rubber, particularly a brominated version of these elastomers. (Useful unsaturated butyl rubbers, such as olefin or isoolefin homopolymers and copolymers, and other types of elastomers suitable for this disclosure are known, RUBBER TECHNOLOGY 209-581 (Maurice Morton, Ed. Chapman & Hall) 1995), THE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK 105-122 (Edited by Robert F. Ohm, RT Vanderbilt Co., Inc. 1990) and 8 KIRK-OTHMER ENCYCLO (registered trademark) PEDIA OF CHEMICAL TE 93 Sons, Inc. 4th Edition, Edward Kresge and HC Wang in 1993). ) Preferred halogenated isobutylene homopolymers or copolymers useful in the present disclosure include halobutyl rubbers such as bromobutyl rubber and chlorobutyl rubber.
ブチルゴムは、典型的には、モノマーの混合物を反応させることによって製造され、この混合物は、少なくとも(1)C4〜C12イソオレフィンモノマー成分、例えばイソブチレンと(2)マルチオレフィンモノマー成分とを有する。このイソオレフィンは、一つの態様に於いて、全モノマー混合物の70〜99.5重量%の範囲内であり、他の態様に於いて、85〜99.5重量%の範囲内である。このマルチオレフィン成分は、モノマー混合物中に、一つの態様に於いて、30〜0.5重量%、他の態様に於いて、15〜0.5重量%で存在する。更に他の態様に於いて、モノマー混合物の8〜0.5重量%はマルチオレフィンである。イソオレフィンは、好ましくはC4〜C12化合物であり、その限定されない例はイソブチレン、イソブテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、1−ブテン、2−ブテン、メチルビニルエーテル、インデン、ビニルトリメチルシラン、ヘキセン及び4−メチル−1−ペンテンのような化合物である。マルチオレフィンは、C4〜C14マルチオレフィン、例えばイソプレン、ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、ミルセン、6,6−ジメチル−フルベン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン及びピペリレン並びに欧州特許第279,456号及び米国特許第5,506,316号及び米国特許第5,162,425号に開示されているような他のモノマーである。他の重合性モノマー、例えばスチレン及びジクロロスチレンも、ブチルゴムでの単独重合又は共重合のために適している。本開示に於いて有用なブチルゴムポリマーの一つの態様は、95〜99.5重量%のイソブチレンを、0.5〜8重量%のイソプレン又は更に他の態様に於いて0.5重量%〜5.0重量%のイソプレンと反応させることによって得られる。ブチルゴム及びそれらの製造方法は、例えば、米国特許第2,356,128号、米国特許第3,968,076号、米国特許第4,474,924号、米国特許第4,068,051号及び米国特許第5,532,312号中に詳細に記載されている。 Butyl rubber is typically produced by reacting a mixture of monomers, the mixture having at least (1) a C 4 to C 12 isoolefin monomer component, such as isobutylene and (2) a multiolefin monomer component. . The isoolefin is in one embodiment within the range of 70-99.5% by weight of the total monomer mixture and in another embodiment within the range of 85-99.5% by weight. The multiolefin component is present in the monomer mixture at 30 to 0.5 wt% in one embodiment and 15 to 0.5 wt% in another embodiment. In yet another embodiment, 8 to 0.5 weight percent of the monomer mixture is multiolefin. The isoolefin is preferably a C 4 to C 12 compound, non-limiting examples of which are isobutylene, isobutene, 2-methyl-1-butene, 3-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene, 1- Compounds such as butene, 2-butene, methyl vinyl ether, indene, vinyl trimethylsilane, hexene and 4-methyl-1-pentene. Multiolefins include C 4 to C 14 multiolefins such as isoprene, butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, myrcene, 6,6-dimethyl-fulvene, hexadiene, cyclopentadiene and piperylene and EP 279. , 456 and U.S. Pat. No. 5,506,316 and U.S. Pat. No. 5,162,425. Other polymerizable monomers such as styrene and dichlorostyrene are also suitable for homopolymerization or copolymerization with butyl rubber. One embodiment of a butyl rubber polymer useful in the present disclosure is from 95 to 99.5 wt% isobutylene, from 0.5 to 8 wt% isoprene, or in yet another embodiment from 0.5 wt% to 5 wt%. Obtained by reacting with 0.0% by weight of isoprene. Butyl rubbers and methods for their production are described, for example, in US Pat. No. 2,356,128, US Pat. No. 3,968,076, US Pat. No. 4,474,924, US Pat. No. 4,068,051 and This is described in detail in US Pat. No. 5,532,312.
ハロゲン化ブチルゴムは、上記のブチルゴム生成物のハロゲン化によって製造される。ハロゲン化は、任意の手段によっても実施することができ、本開示は、ここでハロゲン化方法によって限定されない。ブチルポリマーのようなポリマーをハロゲン化する方法は、米国特許第2,631,984号、米国特許第3,099,644号、米国特許第4,288,575号、米国特許第4,554,326号、米国特許第4,632,963号、米国特許第4,681,921号、米国特許第4,650,831号、米国特許第4,384,072号、米国特許第4,513,116号及び米国特許第5,681,901号に開示されている。一つの態様に於いて、ブチルゴムは、ヘキサン希釈剤中で、4〜60℃で、ハロゲン化剤として臭素(Br2)又は塩素(Cl2)を使用してハロゲン化される。米国特許第4,288,575号に開示されているような、後処理したハロゲン化ブチルゴムを使用することもできる。ハロゲン化ブチルゴムは、典型的には、約20〜約70のムーニー粘度(125℃でのML1+8)、例えば、他の態様に於いて、約25〜約55のムーニー粘度を有する。ハロゲン含有量は、典型的に、ハロゲン化ゴムの重量基準で約0.1〜10重量%、例えば約0.5〜5重量%、その代わりに、約0.8〜約2.5重量%、例えば1〜約2重量%である。 Halogenated butyl rubber is produced by halogenation of the above butyl rubber product. Halogenation can be performed by any means, and the present disclosure is not limited here by the halogenation method. Methods for halogenating polymers such as butyl polymers are described in US Pat. No. 2,631,984, US Pat. No. 3,099,644, US Pat. No. 4,288,575, US Pat. No. 4,554, 326, US Pat. No. 4,632,963, US Pat. No. 4,681,921, US Pat. No. 4,650,831, US Pat. No. 4,384,072, US Pat. No. 4,513 116 and US Pat. No. 5,681,901. In one embodiment, butyl rubber is halogenated in hexane diluent at 4-60 ° C. using bromine (Br 2 ) or chlorine (Cl 2 ) as the halogenating agent. Post-treated halogenated butyl rubber as disclosed in U.S. Pat. No. 4,288,575 can also be used. Halogenated butyl rubber typically has a Mooney viscosity of about 20 to about 70 (ML 1 + 8 at 125 ° C.), for example, a Mooney viscosity of about 25 to about 55 in other embodiments. The halogen content is typically about 0.1 to 10% by weight based on the weight of the halogenated rubber, such as about 0.5 to 5% by weight, alternatively about 0.8 to about 2.5% by weight. For example, 1 to about 2% by weight.
本発明に於いて有用なハロゲン化イソブチレン含有エラストマーの商業的態様は、Bromobutyl 2222(エクソンモービル ケミカル カンパニー(ExxonMobil Chemical Company))である。そのムーニー粘度は、典型的に、約27〜37(125℃でML 1+8、ASTM 1646)であり、その臭素含有量はBromobutyl 2222に関して約1.8〜2.2重量%である。更に、メーカーによって示されたようなBromobutyl 2222の硬化特徴は、下記の通りである。MHは約28〜40dN mであり、MLは約7〜18dN m(ASTM D2084)である。本開示に於いて有用なハロゲン化イソブチレン含有エラストマーの他の商業的態様は、Bromobutyl 2255(エクソンモービル ケミカル カンパニー)である。そのムーニー粘度は、約41〜51(125℃でML1+8、ASTM D1646)であり、その臭素含有量は約1.8〜2.2重量%である。更に、メーカーによって開示されたようなその硬化特徴は、下記の通りである。MHは約34〜48dN mであり、MLは約11〜21dN m(ASTM D2084)である。 A commercial embodiment of a halogenated isobutylene-containing elastomer useful in the present invention is Bromobutyl 2222 (ExxonMobil Chemical Company). Its Mooney viscosity is typically about 27-37 (ML 1 + 8 at 125 ° C., ASTM 1646) and its bromine content is about 1.8-2.2% by weight with respect to Bromobutyl 2222. Further, the cure characteristics of Bromobutyl 2222 as shown by the manufacturer are as follows. The MH is about 28-40 dN m and the ML is about 7-18 dN m (ASTM D2084). Another commercial embodiment of a halogenated isobutylene-containing elastomer useful in the present disclosure is Bromobutyl 2255 (ExxonMobil Chemical Company). Its Mooney Viscosity is about 41~51 (ML 1 + 8, ASTM D1646 at 125 ° C.), and its bromine content is about 1.8 to 2.2 wt%. Furthermore, its curing characteristics as disclosed by the manufacturer are as follows. The MH is about 34-48 dN m and the ML is about 11-21 dN m (ASTM D2084).
ハロゲン化イソブチレン含有エラストマーの他の態様は、ハロゲン化された分岐した又は「星状分岐した」ブチルゴムである。これらのゴムは、例えば欧州特許第0 678 529 B1号、米国特許第5,182,333号及び米国特許第5,071,913号(それぞれ、引用して本明細書に含める)に記載されている。一つの態様に於いて、星状分岐したブチルゴム(「SBB」)は、ブチルゴム及びポリジエン又はブロックコポリマーからなる組成物である。本開示の目的のために、SBBの形成方法は制限ではない。ポリジエン、ブロックコポリマー又は分岐剤(以下「ポリジエン」)は、典型的には、カチオン的に反応性であり、ブチル又はハロゲン化ブチルゴムの重合の間に存在するか又はSBBを形成するためにブチルゴムとブレンドすることができる。分岐剤又はポリジエンは、任意の適切な分岐剤であってもよく、本開示は、SBBを製造するために使用されるポリジエン又は分岐剤の種類に制限されない。 Another embodiment of the halogenated isobutylene-containing elastomer is a halogenated branched or “star-branched” butyl rubber. These rubbers are described, for example, in European Patent 0 678 529 B1, US Pat. No. 5,182,333 and US Pat. No. 5,071,913, each incorporated herein by reference. Yes. In one embodiment, star-branched butyl rubber (“SBB”) is a composition comprising butyl rubber and a polydiene or block copolymer. For the purposes of this disclosure, the method of forming the SBB is not a limitation. Polydienes, block copolymers or branching agents (hereinafter “polydienes”) are typically cationically reactive and are present during polymerization of butyl or halogenated butyl rubber or with butyl rubber to form SBB. Can be blended. The branching agent or polydiene may be any suitable branching agent and the present disclosure is not limited to the type of polydiene or branching agent used to make the SBB.
一つの態様に於いて、SBBは、上記のようなブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムと、スチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリピペリレン、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、スチレン−ブタジエン−スチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーからなる群から選択されたポリジエン及び部分的に水素化されたポリジエンのコポリマーとの組成物である。ポリジエンは、重量%での全モノマー含有量基準で、典型的に0.3重量%よりも多く、その代わりに、約0.3〜約3重量%又は約0.4〜2.7重量%で存在してよい。 In one embodiment, SBB comprises butyl rubber or halogenated butyl rubber, styrene, polybutadiene, polyisoprene, polypiperylene, natural rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene diene rubber (EPDM), ethylene-propylene. A composition with a polydiene selected from the group consisting of rubber (EPM), styrene-butadiene-styrene and styrene-isoprene-styrene block copolymers and copolymers of partially hydrogenated polydienes. The polydiene is typically greater than 0.3% by weight, based on the total monomer content in weight percent, and instead is about 0.3 to about 3% or about 0.4 to 2.7% by weight. May be present.
好ましくは、本開示に於いて使用される分岐した又は「星状分岐した」ブチルゴムは、ハロゲン化される。一つの態様に於いて、ハロゲン化された星状分岐したブチルゴム(「HSBB」)は、ハロゲン化された又はされていないブチルゴム及びハロゲン化された又はされていないポリジエン若しくはブロックコポリマーからなる。このハロゲン化方法は、米国特許第4,074,035号、米国特許第5,071,913号、米国特許第5,286,804号、米国特許第5,182,333号及び米国特許第6,228,978号に詳細に記載されている。本発明は、HSBBを形成する方法によって制限されない。ポリジエン/ブロックコポリマー又は分岐剤(以下「ポリジエン」)は、典型的に、カチオン的に反応性であり、ブチル又はハロゲン化ブチルゴムの重合の間に存在するか又はHSBBを形成するためにブチル又はハロゲン化ブチルゴムとブレンドすることができる。分岐剤又はポリジエンは、どのような適切な分岐剤であってもよく、本発明は、HSBBを製造するために使用されるポリジエンの種類によって制限されない。 Preferably, the branched or “star-branched” butyl rubber used in the present disclosure is halogenated. In one embodiment, the halogenated star-branched butyl rubber (“HSBB”) comprises a halogenated or non-halogenated butyl rubber and a halogenated or non-halogenated polydiene or block copolymer. This halogenation method is described in US Pat. No. 4,074,035, US Pat. No. 5,071,913, US Pat. No. 5,286,804, US Pat. No. 5,182,333 and US Pat. , 228,978. The present invention is not limited by the method of forming HSBB. The polydiene / block copolymer or branching agent (hereinafter “polydiene”) is typically cationically reactive and is present during the polymerization of butyl or halogenated butyl rubber or butyl or halogen to form HSBB. Can be blended with butyl rubber. The branching agent or polydiene may be any suitable branching agent and the present invention is not limited by the type of polydiene used to produce the HSBB.
一つの態様に於いて、HSBBは、典型的には、上記のようなハロゲン化ブチルゴム並びにスチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリピペリレン、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーからなる群から選択されたポリジエン及び部分的に水素化されたポリジエンのコポリマーからなる組成物である。ポリジエンは、重量%での全モノマー含有量基準で、典型的に0.3重量%よりも多く、その代わりに、約0.3〜約3重量%又は約0.4〜2.7重量%で存在してよい。 In one embodiment, HSBB is typically a halogenated butyl rubber as described above as well as styrene, polybutadiene, polyisoprene, polypiperylene, natural rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene diene rubber, styrene-butadiene- A composition comprising a polydiene selected from the group consisting of styrene and a styrene-isoprene-styrene block copolymer and a copolymer of partially hydrogenated polydiene. The polydiene is typically greater than 0.3% by weight, based on the total monomer content in weight percent, and instead is about 0.3 to about 3% or about 0.4 to 2.7% by weight. May be present.
本開示に於いて有用なHSBBの商業的態様は、約27〜37のムーニー粘度(125℃でML1+8、ASTM D1646)及び約2.2〜2.6重量%の臭素含有量を有する、Bromobutyl 6222(エクソンモービル ケミカル カンパニー)である。更に、メーカーによって開示されたようなBromobutyl 6222の硬化特徴は、下記の通りである。MHは24〜38dN・mであり、MLは6〜16dN・m(ASTM D2084)である。 A commercial embodiment of HSBB useful in the present disclosure has a Mooney viscosity of about 27-37 (ML 1 + 8 at 125 ° C., ASTM D1646) and a bromine content of about 2.2-2.6% by weight. Bromobutyl 6222 (ExxonMobil Chemical Company). In addition, the cure characteristics of Bromobutyl 6222 as disclosed by the manufacturer are as follows. The MH is 24 to 38 dN · m, and the ML is 6 to 16 dN · m (ASTM D2084).
ハロゲン化イソブチレン含有エラストマーとして、本開示に於いて有用な好ましいイソオレフィン/パラ−アルキルスチレンコポリマーには、C4〜C7イソオレフィン、例えばイソブチレン及びハロメチルスチレンからなるランダムコポリマーが含まれる。ハロメチルスチレンは、オルト−、メタ−又はパラ−アルキル置換スチレンであってよい。一つの態様に於いて、ハロメチルスチレンは、少なくとも80重量%、更に好ましくは少なくとも90重量%のパラ異性体を含有するp−ハロメチルスチレンである。「ハロ」基は、任意のハロゲン、望ましくは塩素又は臭素であってよい。このコポリマーには、また、スチレンモノマー単位上に存在するアルキル置換基の少なくとも幾らかが、ベンジル性ハロゲン又は後で更に記載する他の官能基を含有する、官能化された共重合体が含まれてよい。これらの共重合体は、本明細書に於いて、「ハロメチルスチレンからなるイソオレフィンコポリマー」又は単に「イソオレフィンコポリマー」として参照する。 As the halogenated isobutylene-containing elastomer, preferred isoolefin / para useful in the present disclosure - the alkylstyrene copolymers, C 4 -C 7 isoolefin, include, for example, a random copolymer comprising isobutylene and a halomethyl styrene. The halomethylstyrene may be an ortho-, meta- or para-alkyl substituted styrene. In one embodiment, the halomethyl styrene is p-halomethyl styrene containing at least 80 wt%, more preferably at least 90 wt% para isomer. A “halo” group may be any halogen, desirably chlorine or bromine. The copolymer also includes a functionalized copolymer in which at least some of the alkyl substituents present on the styrene monomer units contain benzylic halogens or other functional groups as described further below. It's okay. These copolymers are referred to herein as “isoolefin copolymers consisting of halomethylstyrene” or simply “isoolefin copolymers”.
好ましいイソオレフィンコポリマーには、イソブチレン又はイソブテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、1−ブテン、2−ブテン、メチルビニルエーテル、インデン、ビニルトリメチルシラン、ヘキセン及び4−メチル−1−ペンテンからなる群から選択されたモノマーが含まれていてよい。好ましいイソオレフィンコポリマーは、また、更に、マルチオレフィン、好ましくはC4〜C14マルチオレフィン、例えばイソプレン、ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、ミルセン、6,6−ジメチル−フルベン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン及びピペリレン並びに欧州特許第279,456号及び米国特許第5,506,316号及び米国特許第5,162,425号に開示されているような他のモノマーからなっていてよい。イソオレフィンコポリマー中の望ましいスチレン系モノマーには、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、メトキシスチレン、インデン及びインデン誘導体並びにこれらの組合せが含まれる。 Preferred isoolefin copolymers include isobutylene or isobutene, 2-methyl-1-butene, 3-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene, 1-butene, 2-butene, methyl vinyl ether, indene, vinyl trimethyl Monomers selected from the group consisting of silane, hexene and 4-methyl-1-pentene may be included. Preferred isoolefin copolymers may also further multiolefin, preferably C 4 -C 14 multiolefin such as isoprene, butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, myrcene, 6,6-dimethyl - fulvene, It may consist of hexadiene, cyclopentadiene and piperylene and other monomers as disclosed in EP 279,456 and US 5,506,316 and US 5,162,425. Desirable styrenic monomers in the isoolefin copolymer include styrene, methylstyrene, chlorostyrene, methoxystyrene, indene and indene derivatives and combinations thereof.
好ましいイソオレフィンコポリマーは、ポリマー鎖に沿ってランダムに空間を空けた下記のモノマー単位: Preferred isoolefin copolymers have the following monomer units randomly spaced along the polymer chain:
(式中、R及びR1は、独立に、水素、低級アルキル、好ましくはC1〜C7アルキル及び第一級又は第二級アルキルハライドであり、Xは官能基、例えばハロゲンである)
を含有する共重合体として特徴付けることができる。望ましいハロゲンは、塩素、臭素又はこれらの組合せであり、好ましくは臭素である。R及びR1は、好ましくは、それぞれ水素である。−CRR1H及び−CRR1X基は、オルト、メタ又はパラ位で、好ましくはパラ位で、スチレン環上で置換されていてよい。一つの態様に於いて、共重合体構造中に存在するp−置換スチレンの60モル%以下は、上記の官能化された構造(2)であってよく、他の態様に於いて、0.1〜5モル%であってよい。更に他の態様に於いて、官能化された構造(2)の量は、0.4〜1モル%である。官能基Xは、ハロゲン又は他の基、例えば、カルボン酸;カルボキシ塩;カルボキシエステル、アミド及びイミド;ヒドロキシ;アルコキシド;フェノキシド;チオラート;チオエーテル;キサンタート;シアニド;シアナート;アミノ及びこれらの混合物による、ベンジル性ハロゲンの求核的置換によって含有させることができる幾つかの他の官能基であってよい。これらの官能化されたイソモノオレフィンコポリマー、これらの製造方法、官能化方法及び硬化は、米国特許第5,162,445号に更に特に開示されている。
Wherein R and R 1 are independently hydrogen, lower alkyl, preferably C 1 -C 7 alkyl and primary or secondary alkyl halide, and X is a functional group such as halogen.
It can be characterized as a copolymer containing Desirable halogens are chlorine, bromine or combinations thereof, preferably bromine. R and R 1 are preferably each hydrogen. The —CRR 1 H and —CRR 1 X groups may be substituted on the styrene ring in the ortho, meta or para position, preferably in the para position. In one embodiment, up to 60 mole percent of the p-substituted styrene present in the copolymer structure may be the functionalized structure (2) above, and in another embodiment, 0. It may be 1-5 mol%. In yet another embodiment, the amount of functionalized structure (2) is 0.4-1 mol%. Functional group X can be a benzyl, by halogen or other groups such as carboxylic acids; carboxy salts; carboxy esters, amides and imides; hydroxy; alkoxides; phenoxides; thiolates; thioethers; There may be several other functional groups that can be included by nucleophilic substitution of the functional halogen. These functionalized isomonoolefin copolymers, their production methods, functionalization methods and curing are more particularly disclosed in US Pat. No. 5,162,445.
イソブチレンとp−メチルスチレンとの特に有用なコポリマーは、0.5〜20モル%のp−メチルスチレンを含有するもの(但し、ベンジル環上に存在するメチル置換基の60モル%以下は、臭素又は塩素原子、好ましくは臭素原子を含有する(p−ブロモメチルスチレン))及びそれらの酸又はエステル官能化版(但し、ハロゲン原子は、無水マレイン酸により又はアクリル酸若しくはメタクリル酸官能基によって置換されている)である。これらの共重合体は、「ハロゲン化ポリ(イソブチレン−共−p−メチルスチレン)」又は「臭素化ポリ(イソブチレン−共−メチルスチレン)」と命名され、商品名EXXPRO(登録商標)エラストマー(エクソンモービル ケミカル カンパニー、テキサス州ヒューストン)で市販されている。用語「ハロゲン化」又は「臭素化」の使用は、コポリマーのハロゲン化の方法に制限されず、単に、イソブチレン誘導単位、p−メチルスチレン誘導単位及びp−ハロメチルスチレン誘導単位を含むコポリマーの説明的である。 Particularly useful copolymers of isobutylene and p-methylstyrene are those containing 0.5-20 mol% p-methylstyrene (provided that no more than 60 mol% of the methyl substituents present on the benzyl ring are bromine Or a chlorine atom, preferably containing a bromine atom (p-bromomethylstyrene)) and their acid or ester functionalized versions, provided that the halogen atom is substituted by maleic anhydride or by acrylic acid or methacrylic acid functional groups. Is). These copolymers are named “halogenated poly (isobutylene-co-p-methylstyrene)” or “brominated poly (isobutylene-co-methylstyrene)” and have the trade name EXXPRO® Elastomer (Exxon). Commercially available from Mobile Chemical Company, Houston, Texas. The use of the term “halogenated” or “brominated” is not limited to the method of halogenation of the copolymer, but merely describes a copolymer comprising isobutylene derived units, p-methylstyrene derived units and p-halomethylstyrene derived units. Is.
これらの官能化されたポリマーは、好ましくは、ポリマーの少なくとも95重量%が、(米国特許第5,162,445号に示されているようにして決定したとき)ポリマーの平均p−アルキルスチレン含有量の10%以内のp−アルキルスチレン含有量を有するように、実質的に均質な組成分布を有する。更に好ましいポリマーは、また、5よりも小さい、更に好ましくは2.5よりも小さい狭い分子量分布(Mw/Mn)、約200,000〜約2,000,000の範囲内の好ましい粘度平均分子量及びゲル浸透クロマトグラフィーによって決定したときの約25,000〜約750,000の範囲内の好ましい数平均分子量によって特徴付けられる。 These functionalized polymers preferably contain at least 95% by weight of the polymer (as determined as shown in US Pat. No. 5,162,445) average p-alkylstyrene content of the polymer. It has a substantially homogeneous composition distribution so as to have a p-alkylstyrene content within 10% of the amount. More preferred polymers also have a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn) less than 5, more preferably less than 2.5, a preferred viscosity average molecular weight in the range of about 200,000 to about 2,000,000, and Characterized by a preferred number average molecular weight in the range of about 25,000 to about 750,000 as determined by gel permeation chromatography.
好ましいハロゲン化ポリ(イソブチル−共−p−メチルスチレン)ポリマーは、一般的には、約0.1〜約5重量%のブロモメチル基を含有する臭素化ポリマーである。更に他の態様に於いて、ブロモメチル基の量は、約0.2〜約2.5重量%である。他の方法で表すと、好ましいコポリマーは、ポリマーの重量基準で、約0.05〜約2.5モル%の臭素、更に好ましくは約0.1〜約1.25モル%の臭素を含有し、そして環ハロゲン又はポリマー主鎖中のハロゲンを実質的に含有しない。本開示の一つの態様に於いて、共重合体は、C4〜C7イソモノオレフィン誘導単位、p−メチルスチレン誘導単位及びp−ハロメチルスチレン誘導単位のコポリマーであり、ここでp−ハロメチルスチレン単位は、共重合体中に、共重合体基準で約0.4〜約1モル%存在する。他の態様に於いて、p−ハロメチルスチレンは、p−ブロモメチルスチレンである。ムーニー粘度(1+8、125℃、ASTM D1646)は、約30〜約60ムーニー単位である。 Preferred halogenated poly (isobutyl-co-p-methylstyrene) polymers are generally brominated polymers containing from about 0.1 to about 5 weight percent bromomethyl groups. In yet another embodiment, the amount of bromomethyl groups is from about 0.2 to about 2.5% by weight. Expressed in other ways, preferred copolymers contain about 0.05 to about 2.5 mole percent bromine, more preferably about 0.1 to about 1.25 mole percent bromine, based on the weight of the polymer. And substantially free of ring halogen or halogen in the polymer backbone. In one embodiment of the present disclosure, the copolymer is a copolymer of C 4 -C 7 isomonoolefin derived units, p- methylstyrene derived units and p- halomethylstyrene derived units, wherein the p- halo The methylstyrene unit is present in the copolymer from about 0.4 to about 1 mole percent on a copolymer basis. In other embodiments, the p-halomethylstyrene is p-bromomethylstyrene. The Mooney viscosity (1 + 8, 125 ° C., ASTM D1646) is about 30 to about 60 Mooney units.
他の態様に於いて、コポリマーの中に含有されているイソオレフィン及びp−アルキルスチレンのトリアドフラクション(triad fraction)とp−アルキルスチレンのモル%との間の関係は、下記のコポリマー序列分布方程式によって説明され、コポリマー序列分布パラメーター、mによって特徴付けられる。 In another embodiment, the relationship between the triolefin fraction of isoolefin and p-alkyl styrene contained in the copolymer and the mole percent of p-alkyl styrene is: It is described by the equation and is characterized by the copolymer order distribution parameter, m.
F=1−{mA/(1+mA)}
(式中、mは、コポリマー序列分布パラメーターであり、
Aはコポリマー中のp−アルキルスチレン対イソオレフィンのモル比であり、そして
Fは、コポリマー中のp−アルキルスチレン−イソオレフィン−p−アルキルスチレントリアドフラクションである。)
F = 1- {mA / (1 + mA)}
Where m is the copolymer order distribution parameter,
A is the molar ratio of p-alkylstyrene to isoolefin in the copolymer, and F is the p-alkylstyrene-isoolefin-p-alkylstyrene triad fraction in the copolymer. )
パラメータF及びAは実験的に求めることができる。m値(正数)は、特別の希釈剤中のイソオレフィン及びp−アルキルスチレンの共重合に対してこの方程式を解くことによって得られる。或る態様に於いて、mは38よりも小さく、その代わりに36よりも小さく、その代わりに35よりも小さく、その代わりに30よりも小さい。他の態様に於いて、mは1〜38、その代わりに1〜36、その代わりに1〜35、その代わりに1〜30である。このような特徴を有するコポリマーは、国際特許出願公開第2004058825号及び国際特許出願公開第2004058835号に開示されている。 Parameters F and A can be determined experimentally. The m value (positive number) is obtained by solving this equation for the copolymerization of isoolefin and p-alkylstyrene in a particular diluent. In some embodiments, m is less than 38, instead less than 36, instead less than 35, and alternatively less than 30. In other embodiments, m is 1-38, 1-36 instead, 1-35 instead, 1-30 instead. Copolymers having such characteristics are disclosed in International Patent Application Publication No. 2004058825 and International Patent Application Publication No. 2004058835.
他の態様に於いて、イソオレフィン/パラ−アルキルスチレンコポリマーは、長鎖分岐を実質的に含有していない。本発明の目的のために、実質的に長鎖分岐を含有しないポリマーは、g′vis.avg.が、下記のような三重検出サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって決定されたとき、0.978以上、その代わりに0.980以上、その代わりに0.985以上、その代わりに0.990以上、その代わりに0.995以上、その代わりに0.998以上、その代わりに0.999以上であると決定されるポリマーであると定義される。このようなポリマー及びこのような特徴を測定するための方法は、国際特許出願公開第2004058825号及び国際特許出願公開第2004058835号に開示されている。 In other embodiments, the isoolefin / para-alkylstyrene copolymer is substantially free of long chain branching. For purposes of the present invention, polymers that are substantially free of long chain branching are 0.978 when g ′ vis.avg. Is determined by triple detection size exclusion chromatography (SEC) as described below . Above, instead 0.980 or higher, instead 0.985 or higher, instead 0.990 or higher, instead 0.995 or higher, instead 0.998 or higher, instead 0.999 or higher It is defined as a polymer that is determined to be. Such polymers and methods for measuring such characteristics are disclosed in International Patent Application Publication No. 2004058825 and International Patent Application Publication No. 2004058835.
他の態様に於いて、ハロゲン化ゴムコポリマーの中に含有されているイソオレフィン及びマルチオレフィンのトリアドフラクションとマルチオレフィンのモル%との間の関係は、下記のコポリマー序列分布方程式によって説明され、コポリマー序列分布パラメーター、mによって特徴付けられる。 In another embodiment, the relationship between the isoolefin and multiolefin triad fractions contained in the halogenated rubber copolymer and the mole percent of the multiolefin is illustrated by the following copolymer order distribution equation: Characterized by copolymer order distribution parameter, m.
F=mA/(1+mA)2
(式中、mは、コポリマー序列分布パラメーターであり、
Aはコポリマー中のマルチオレフィン対イソオレフィンのモル比であり、そして
Fは、コポリマー中のイソオレフィン−マルチオレフィン−マルチオレフィントリアドフラクションである。)
F = mA / (1 + mA) 2
Where m is the copolymer order distribution parameter,
A is the molar ratio of multiolefin to isoolefin in the copolymer, and F is the isoolefin-multiolefin-multiolefin triad fraction in the copolymer. )
コポリマーの中に含まれているイソオレフィン及びマルチオレフィンのトリアドフラクション並びにマルチオレフィンのモル%の測定は、後で記載する。パラメータF及びAは実験的に求めることができる。それぞれの希釈剤中のイソオレフィン及びマルチオレフィンの共重合に対してこの方程式を解くことによって得られる。或る態様に於いて、mは1.5よりも大きく、その代わりに2.0よりも大きく、その代わりに2.5よりも大きく、その代わりに3.0よりも大きく、その代わりに3.5よりも大きい。他の態様に於いて、mは1.10〜1.25、その代わりに1.15〜1.20、その代わりに1.15〜1.25であり、その代わりにmは約1.20である。これらの特徴を有するハロゲン化ゴム及びこのような特徴を測定するための方法は、国際特許出願公開第2004058825号及び国際特許出願公開第2004058835号に開示されている。 The measurement of isoolefin and multiolefin triad fractions contained in the copolymer and the mole% of multiolefin will be described later. Parameters F and A can be determined experimentally. It is obtained by solving this equation for the copolymerization of isoolefin and multiolefin in each diluent. In some embodiments, m is greater than 1.5, instead greater than 2.0, instead greater than 2.5, instead greater than 3.0, and instead 3 Greater than .5. In other embodiments, m is 1.10 to 1.25, alternatively 1.15 to 1.20, instead 1.15 to 1.25, and instead m is about 1.20. It is. Halogenated rubbers having these characteristics and methods for measuring such characteristics are disclosed in International Patent Application Publication No. 2004058825 and International Patent Application Publication No. 2004058835.
他の態様に於いて、ハロゲン化ゴムは、長鎖分岐を実質的に含有していない。本開示の目的のために、実質的に長鎖分岐を含有しないポリマーは、g′vis.avg.が、下記のような三重検出SECによって決定されたとき、0.978又はそれ以上、その代わりに0.980又はそれ以上、その代わりに0.985又はそれ以上、その代わりに0.990又はそれ以上、その代わりに0.995又はそれ以上、その代わりに0.998又はそれ以上、その代わりに0.999又はそれ以上であると決定されるポリマーであると定義される。ポリマー中の長鎖分岐の存在又は不存在は、三重検出SECを使用して決定される。三重検出SECは、Precision Detectors(マサチューセッツ州ベリングハム(Bellingham))PD2040光散乱検出器、Viscotek(テキサス州ヒューストン)モデル150R粘度計検出器及びWaters示差屈折率検出器(150Cで積分)を備えた、40℃で操作するWaters(マサチューセッツ州ミルフォード(Milford))150Cクロマトグラフで実施する。検出器は、直列で、最初に光散乱検出器、第二に粘度計検出器、そして第三に示差屈折率検出器に接続される。テトラヒドロフランを溶離剤(0.5mL/分)として、3個のPolymer Laboratories,Ltd.(英国Shropshire)10ミクロン混合−B/LS GPCカラムの1組と共に使用する。計器は、16個の狭いポリスチレン標準物質(Polymer Laboratories,Ltd.)に対して較正する。データはTriSECソフトウエア(Viscotek)で取得し、分析のためにWaveMetric’s Igor Proプログラム(オレゴン州Lake Oswego)の中にインポートする。極限粘度数(粘度計検出器によって決定された[η]linear)と分子量(光散乱検出器によって決定されたMw)との間の関係を確立するために、線状ポリイソブチレンを使用する。[η]linearとMwとの間の関係は、マーク−ホーウィンクの式によって表される。 In other embodiments, the halogenated rubber is substantially free of long chain branching. For purposes of this disclosure, polymers that are substantially free of long chain branching will have 0.978 or higher instead, as g ′ vis.avg. Is determined by triple detection SEC as described below . 0.980 or higher, instead 0.985 or higher, instead 0.990 or higher, instead 0.995 or higher, instead 0.998 or higher, instead Is defined as a polymer determined to be 0.999 or higher. The presence or absence of long chain branching in the polymer is determined using triple detection SEC. The triple detection SEC was equipped with Precision Detectors (Bellingham, Mass.) PD2040 light scattering detector, Viscotek (Houston, TX) model 150R viscometer detector and Waters differential refractive index detector (integrated at 150C), 40 Performed on a Waters (Milford, Mass.) 150C chromatograph operating at 0C. The detectors are connected in series, first to a light scattering detector, second to a viscometer detector, and third to a differential refractive index detector. Tetrahydrofuran was used as the eluent (0.5 mL / min) and three Polymer Laboratories, Ltd. (Shropshire, UK) Use with a set of 10 micron mixed-B / LS GPC columns. The instrument is calibrated against 16 narrow polystyrene standards (Polymer Laboratories, Ltd.). Data is acquired with TriSEC software (Viscotek) and imported into the WaveMetric's Igor Pro program (Lake Oswego, OR) for analysis. Linear polyisobutylene is used to establish the relationship between intrinsic viscosity ([η] linear determined by viscometer detector) and molecular weight (M w determined by light scattering detector). The relationship between [η] linear and M w is expressed by the Mark-Houwink equation.
[η]linear=KMw α
パラメーターK及びαは、Mwに対する極限粘度数の二重対数プロットから得られ、アルファは勾配であり、Kは切片である。線状標準物質について確立された関係からの顕著な偏差は、長鎖分岐の存在を示す。一般的に、線状関係からのより顕著な偏差を示すサンプルは、より顕著な長鎖分岐を含有する。尺度係数g′は、また、決定された線状関係からの偏差を示す。
[Η] linear = KM w α
The parameters K and α are obtained from a double logarithmic plot of intrinsic viscosity versus M w , where alpha is the slope and K is the intercept. A significant deviation from the established relationship for linear standards indicates the presence of long chain branching. In general, samples that show more significant deviations from the linear relationship contain more prominent long chain branches. The scale factor g ′ also indicates the deviation from the determined linear relationship.
[η]sample=g′[η]linear
g′の値は、1又はそれ以下であり且つ0又はそれ以上であると定義される。g′が、1に等しいか又は1にほぼ等しいとき、ポリマーは線状であると考えられる。g′が、1よりも著しく小さいとき、サンプルは、枝分かれした長鎖である。例えば、E.F.Casassa及びG.C.Berry、”Comprehensive Polymer Science”、第2巻、(71−120)、G.Allen及びJ.C.Bevington編、Pergamon Press、ニューヨーク、1988参照。三重検出SECに於いて、g′は、クロマトグラフィー曲線のそれぞれのデータスライス(data slice)について計算される。粘度平均g′又はg′vis.avg.は、分子量分布全体に亘って計算される。尺度係数g′vis.avg.は、サンプルの平均極限粘度数から計算される。
[Η] sample = g ′ [η] linear
The value of g ′ is defined to be 1 or less and 0 or more. When g 'is equal to 1 or approximately equal to 1, the polymer is considered linear. When g 'is significantly less than 1, the sample is a branched long chain. For example, E.I. F. Casassa and G.C. C. Berry, “Comprehensive Polymer Science”,
g′vis.avg.=[η]avg./(KMw α)
他の好ましいハロゲン化ゴムには、国際特許出願公開第01/21672A1号に記載されているようなハロゲン化イソブチレン−p−メチルスチレン−イソプレンコポリマーが含まれる。
g ′ vis.avg. = [η] avg. / (KM w α )
Other preferred halogenated rubbers include halogenated isobutylene-p-methylstyrene-isoprene copolymers as described in WO 01/21672 A1.
別の態様において、ハロゲン化エラストマー、好ましくはハロゲン化イソブチレン含有エラストマーを、タイ層に含ませることができる。空気透過防止層中で有用であるエラストマーと、タイ層中で有用であるハロゲン化イソブチレン含有エラストマーとは、同じ又は異なったエラストマーであってよい。好ましい態様に於いて、空気透過防止層中に存在するエラストマーとタイ層中に存在するハロゲン化イソブチレン含有エラストマーとは、同じエラストマーである。別の好ましい態様に於いて、空気透過防止層中に存在するエラストマーとタイ層中に存在するハロゲン化イソブチレン含有エラストマーとは、異なったエラストマーである。同様に、第二層中に存在する高ジエンエラストマーは、タイ層中に存在する高ジエンエラストマーと同じ又は異なった高ジエンエラストマーであってよい。別の好ましい態様に於いて、第二層中に存在する高ジエンエラストマーは、タイ層中に存在する同じ高ジエンエラストマーである。好ましい態様に於いて、第二層中に存在する高ジエンエラストマーは、タイ層中に存在する高ジエンエラストマーとは異なっている。「同じ」によって、エラストマーが、それぞれ、お互いの2重量%以内のコモノマー及びハロゲン含有量を有することが意味される。「異なった」によって、エラストマーが、異なったハロゲン若しくはコモノマーからなること又はエラストマーが、お互いの2重量%以内ではないコモノマー若しくはハロゲン含有量を有することが意味される。例えば、3重量%のパラ−メチルスチレン(PMS)及び5重量%の臭素を有するBIMSコポリマーは、11重量%のPMS及び5重量%の臭素を有するBIMSコポリマーとは異なっていると考えられる。好ましい態様に於いて、空気透過防止層中に存在するエラストマーは、イソブチレンとパラ−メチルスチレンとの臭素化コポリマーであり、そしてタイ層中に存在するハロゲン化イソブチレン含有エラストマーは、同じ又は異なった、イソブチレンとパラ−メチルスチレンとの臭素化コポリマーである。他の態様に於いて、空気透過防止層中に存在するエラストマーは、イソブチレンとパラ−メチルスチレンとの臭素化コポリマーであり、そしてタイ層中に存在するハロゲン化イソブチレン含有エラストマーは、臭素化ブチルゴムである。 In another embodiment, a halogenated elastomer, preferably a halogenated isobutylene-containing elastomer, can be included in the tie layer. The elastomer useful in the air permeation prevention layer and the halogenated isobutylene-containing elastomer useful in the tie layer may be the same or different elastomers. In a preferred embodiment, the elastomer present in the air permeation prevention layer and the halogenated isobutylene-containing elastomer present in the tie layer are the same elastomer. In another preferred embodiment, the elastomer present in the air permeation prevention layer and the halogenated isobutylene containing elastomer present in the tie layer are different elastomers. Similarly, the high diene elastomer present in the second layer may be the same or different high diene elastomer as the high diene elastomer present in the tie layer. In another preferred embodiment, the high diene elastomer present in the second layer is the same high diene elastomer present in the tie layer. In a preferred embodiment, the high diene elastomer present in the second layer is different from the high diene elastomer present in the tie layer. By “same” is meant that the elastomers each have a comonomer and halogen content within 2% by weight of each other. By “different” is meant that the elastomer consists of different halogens or comonomers, or that the elastomers have a comonomer or halogen content that is not within 2% by weight of each other. For example, a BIMS copolymer having 3 wt% para-methylstyrene (PMS) and 5 wt% bromine is considered different from a BIMS copolymer having 11 wt% PMS and 5 wt% bromine. In a preferred embodiment, the elastomer present in the air permeation prevention layer is a brominated copolymer of isobutylene and para-methylstyrene, and the halogenated isobutylene containing elastomer present in the tie layer is the same or different, Brominated copolymer of isobutylene and para-methylstyrene. In other embodiments, the elastomer present in the air permeation prevention layer is a brominated copolymer of isobutylene and para-methylstyrene, and the halogenated isobutylene-containing elastomer present in the tie layer is brominated butyl rubber. is there.
本開示の目的のために、エンジニアリング樹脂(「エンジニアリング熱可塑性樹脂」、「熱可塑性樹脂」又は「熱可塑性エンジニアリング樹脂」とも呼ばれる)は、500MPaよりも大きいヤング率及び好ましくは、60×10-12cc cm/cm2 sec cm Hg(30℃で)よりも小さい、好ましくは、25×10-12cc cm/cm2 sec cm Hg(30℃で)よりも小さい空気透過係数を有し、これらに限定されないが、下記のもの:
a)ポリアミド樹脂:ナイロン6(N6)、ナイロン66(N66)、ナイロン46(N46)、ナイロン11(N11)、ナイロン12(N12)、ナイロン610(N610)、ナイロン612(N612)、ナイロン6/66コポリマー(N6/66)、ナイロン6/66/610(N6/66/610)、ナイロンMXD6(MXD6)、ナイロン6T(N6T)、ナイロン6/6Tコポリマー、ナイロン66/PPコポリマー、ナイロン66/PPSコポリマー;
b)ポリエステル樹脂:ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンイソフタレート(PEI)、PET/PEIコポリマー、ポリアクリレート(PAR)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド二酸/ポリブチレンテレフタレートコポリマー及びその他の芳香族ポリエステル;
c)ポリニトリル樹脂:ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレンコポリマー(AS)、メタクリロニトリル−スチレンコポリマー、メタクリロニトリル−スチレン−ブタジエンコポリマー;
d)ポリメタクリレート樹脂:ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート;
e)ポリビニル樹脂(例示のため、限定されず):酢酸ビニル(EVA)、ポリビニルアルコール(PVA)、ビニルアルコール/エチレンコポリマー(EVOA)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニル/ポリビニリデンコポリマー、ポリ塩化ビニリデン/メタクリレートコポリマー;
f)セルロース樹脂:酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース;
g)フッ素樹脂:ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリクロロフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン/エチレンコポリマー(ETFE);
h)ポリイミド樹脂:芳香族ポリイミド;
i)ポリスルホン;
j)ポリアセタール;
k)ポリアクトン;
l)ポリフェニレンオキシド及びポリフェニレンスルフィド;
m)スチレン−無水マレイン酸;
n)芳香族ポリケトン並びに
o)a)〜n)(含む)の任意及び全ての混合物並びにa)〜n)(含む)のそれぞれ内の例示的又は実例を挙げたエンジニアリング樹脂の任意の混合物
の1種又はそれ以上を含む、全ての熱可塑性ポリマー、コポリマー又はこれらの混合物であるとして定義される。
For the purposes of this disclosure, engineering resins (also referred to as “engineering thermoplastic resins”, “thermoplastic resins” or “thermoplastic engineering resins”) have a Young's modulus greater than 500 MPa and preferably 60 × 10 −12. having an air permeability coefficient less than cc cm / cm 2 sec cm Hg (at 30 ° C.), preferably less than 25 × 10 −12 cc cm / cm 2 sec cm Hg (at 30 ° C.) Without limitation, the following:
a) Polyamide resin: nylon 6 (N6), nylon 66 (N66), nylon 46 (N46), nylon 11 (N11), nylon 12 (N12), nylon 610 (N610), nylon 612 (N612), nylon 6 / 66 copolymer (N6 / 66), nylon 6/66/610 (N6 / 66/610), nylon MXD6 (MXD6), nylon 6T (N6T), nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP copolymer, nylon 66 / PPS Copolymer;
b) Polyester resin: polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene isophthalate (PEI), PET / PEI copolymer, polyacrylate (PAR), polybutylene naphthalate (PBN), liquid crystal polyester, polyoxyalkylene Diimide diacid / polybutylene terephthalate copolymer and other aromatic polyesters;
c) Polynitrile resin: polyacrylonitrile (PAN), polymethacrylonitrile, acrylonitrile-styrene copolymer (AS), methacrylonitrile-styrene copolymer, methacrylonitrile-styrene-butadiene copolymer;
d) Polymethacrylate resin: polymethyl methacrylate, polyethyl acrylate;
e) Polyvinyl resin (for illustrative purposes, but not limited): vinyl acetate (EVA), polyvinyl alcohol (PVA), vinyl alcohol / ethylene copolymer (EVOA), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl / Polyvinylidene copolymer, polyvinylidene chloride / methacrylate copolymer;
f) Cellulose resin: cellulose acetate, cellulose acetate butyrate;
g) Fluororesin: polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), polychlorofluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE);
h) Polyimide resin: aromatic polyimide;
i) polysulfone;
j) polyacetal;
k) Polyacton;
l) polyphenylene oxide and polyphenylene sulfide;
m) styrene-maleic anhydride;
n) Aromatic polyketones and o) any and all mixtures of a) to n) (including) and any mixture of exemplary or illustrative engineering resins within each of a) to n) (including) Defined as being all thermoplastic polymers, copolymers or mixtures thereof, including species or more.
本開示の目的のために、エンジニアリング樹脂のこの定義は、オレフィンのポリマー、例えばポリエチレン及びポリプロピレンを除外する。 For purposes of this disclosure, this definition of engineering resin excludes olefin polymers such as polyethylene and polypropylene.
好ましいエンジニアリング樹脂には、ポリアミド樹脂及びこれらの混合物が含まれ、特に好ましい樹脂には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6 66コポリマー、ナイロン11、ナイロン12及びこれらのブレンドが含まれる。 Preferred engineering resins include polyamide resins and mixtures thereof, and particularly preferred resins include nylon 6, nylon 66, nylon 666 copolymer, nylon 11, nylon 12 and blends thereof.
また、高ジエンモノマーゴムとして参照される、高ジエン含有量ゴム又はエラストマーは、典型的には少なくとも50モル%、典型的には少なくとも約60モル%〜約100モル%、更に好ましくは少なくとも約70モル%〜約100モル%、更に好ましくは少なくとも約80モル%〜約100モル%のC4〜C12ジエンモノマーを含むゴムである。 Also, high diene content rubbers or elastomers, referred to as high diene monomer rubbers, are typically at least 50 mol%, typically at least about 60 mol% to about 100 mol%, more preferably at least about 70 mol%. A rubber comprising from mole percent to about 100 mole percent, more preferably from at least about 80 mole percent to about 100 mole percent C 4 to C 12 diene monomer.
有用な高ジエンモノマーゴムには、オレフィン若しくはイソオレフィン及びマルチオレフィンのホモポリマー及びコポリマー又はマルチオレフィンのホモポリマーが含まれる。これらは公知であり、RUBBER TECHNOLOGY、179−374(Maurice Morton編、Chapman & Hall 1995)及びTHE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK 22−80(Robert F.Ohm編、R.T.Vanderbilt Co.,Inc.1990)に記載されている。高ジエンモノマーゴムの好ましい例には、ポリイソプレン、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が含まれ、これらは単独で又は組合せ及び混合物で使用することができる。 Useful high diene monomer rubbers include olefins or isoolefins and multiolefin homopolymers and copolymers or multiolefin homopolymers. These are known and are described in RUBBER TECHNOLOGY, 179-374 (Maurice Morton, Chapman & Hall 1995) and THE VANDERBILT RUBER HANDBOOK 22-80 (Robert F. Ohm, Ed. RT Co. Int. Are listed. Preferred examples of the high diene monomer rubber include polyisoprene, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber and the like, which can be used alone or in combination and mixture. .
高ジエンモノマーゴムの他の有用なグループには、スチレン系ブロックコポリマー、例えば5重量%〜95重量%、好ましくは10重量%〜85重量%、更に好ましくは15重量%〜70重量%のスチレン含有量を有するものが含まれる。好ましいスチレン系ブロックコポリマー(SBC)には、一般的に、熱可塑性ブロック部分A及びエラストマー性ブロック部分Bを含んでなるものが含まれる。ブロック部分Aは、硬質ブロックであり、ポリマーの使用温度で結晶性又はガラス状ドメインを形成するために十分に高いガラス転移温度を有する材料から誘導される。このような硬質ブロックは、一般的に、コポリマー中の他の硬質ブロックと共に、強い物理的「架橋」又はアグロメレートを形成する。硬質ブロック部分Aは、一般的に、スチレン、α−メチルスチレン、他のスチレン誘導体又はこれらの混合物のようなモノマーから誘導されるポリビニルアレーンを含む。硬質ブロック部分Aは、また、スチレン系モノマー、例えば上記のもの及びオレフィン系モノマー、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソプレン、ブタジエン及びこれらの混合物から誘導されるコポリマーであってよい。本発明のための有用なこのようなポリマーには、ポリマーのガラス転移温度、Tgが約−50℃よりも低くなくてはならないように、典型的には、約50%よりも少ないガラス状相が含まれる。 Another useful group of high diene monomer rubbers includes styrenic block copolymers, such as those containing 5% to 95%, preferably 10% to 85%, more preferably 15% to 70% by weight styrene. Those having a quantity are included. Preferred styrenic block copolymers (SBC) generally include those comprising a thermoplastic block portion A and an elastomeric block portion B. Block portion A is a hard block and is derived from a material having a glass transition temperature that is high enough to form crystalline or glassy domains at the use temperature of the polymer. Such hard blocks generally form strong physical “crosslinks” or agglomerates with other hard blocks in the copolymer. The hard block portion A generally comprises polyvinyl arenes derived from monomers such as styrene, α-methyl styrene, other styrene derivatives or mixtures thereof. The hard block portion A may also be a copolymer derived from styrenic monomers such as those described above and olefinic monomers such as ethylene, propylene, butene, isoprene, butadiene and mixtures thereof. Such polymers useful for the present invention typically contain less than about 50% glassy phase so that the glass transition temperature, Tg, of the polymer must be less than about −50 ° C. Is included.
一つの態様に於いて、硬質ブロック部分Aは、約1,000〜約200,000、好ましくは約2,000〜約100,000、更に好ましくは約5,000〜約60,000の数平均分子量を有するポリスチレンである。典型的には、硬質ブロック部分Aは、コポリマーの全重量の、約5%〜約80%、好ましくは約10%〜約70%、更に好ましくは約10〜約50%を構成する。 In one embodiment, the hard block portion A has a number average of about 1,000 to about 200,000, preferably about 2,000 to about 100,000, more preferably about 5,000 to about 60,000. Polystyrene with molecular weight. Typically, the hard block portion A comprises about 5% to about 80%, preferably about 10% to about 70%, more preferably about 10 to about 50% of the total weight of the copolymer.
Bブロックを形成する材料は、好ましくは、これらの加工(working)温度で結晶性又はガラス状ドメインが形成されないように、ポリマーの使用温度で十分に低いガラス転移温度を有する。従って、Bブロックは、典型的には、軟質ブロックとして見なされる。軟質ブロック部分Bは、典型的には、炭素数約4〜約6の共役脂肪族ジエンモノマー又は炭素数約2〜約6の線状アルケンモノマーから誘導されるオレフィン系ポリマーである。適切なジエンモノマーには、ブタジエン、イソプレン等が含まれ、一方、適切なアルケンモノマーには、エチレン、プロピレン、ブテン等が含まれ、それぞれの場合に、混合物も適している。軟質ブロック部分Bは、好ましくは実質的に無定形のポリオレフィン、例えばエチレン/プロピレンポリマー、エチレン/ブテンポリマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン等又はこれらの混合物を含む。(「実質的に無定形」なる用語によって、ポリマーが、示差走査熱量法によって測定したときに、25%よりも少ない、好ましくは20%よりも少ない、好ましくは15%よりも少ない、好ましくは10%よりも少ない結晶化度を有することを意味する)。軟質ブロックBの数平均分子量は、典型的には、約1,000〜約300,000、好ましくは約10,000〜約200,000、更に好ましくは約20,000〜約100,000である。 The material forming the B block preferably has a glass transition temperature that is sufficiently low at the use temperature of the polymer so that no crystalline or glassy domains are formed at these working temperatures. Thus, the B block is typically considered as a soft block. The soft block portion B is typically an olefinic polymer derived from a conjugated aliphatic diene monomer having from about 4 to about 6 carbon atoms or a linear alkene monomer having from about 2 to about 6 carbon atoms. Suitable diene monomers include butadiene, isoprene and the like, while suitable alkene monomers include ethylene, propylene, butene and the like, and in each case a mixture is also suitable. The soft block portion B preferably comprises a substantially amorphous polyolefin, such as ethylene / propylene polymer, ethylene / butene polymer, polyisoprene, polybutadiene, etc., or mixtures thereof. (By the term “substantially amorphous”, the polymer is less than 25%, preferably less than 20%, preferably less than 15%, preferably less than 10%, as measured by differential scanning calorimetry. % Means less crystallinity). The number average molecular weight of the soft block B is typically about 1,000 to about 300,000, preferably about 10,000 to about 200,000, more preferably about 20,000 to about 100,000. .
典型的には、軟質ブロック部分Bは、コポリマーの全重量の、約20%〜約90%、好ましくは約30%〜約80%、更に好ましくは約40〜約80%を含む。 Typically, the soft block portion B comprises from about 20% to about 90%, preferably from about 30% to about 80%, more preferably from about 40 to about 80% of the total weight of the copolymer.
ここに記載した組成物中に使用するための適切なSBCには、少なくとも1種の実質的に熱可塑性のブロック部分A及び少なくとも1種の実質的にエラストマー性のブロック部分Bが含まれる。SBCは多数のブロックを有していてよい。 Suitable SBCs for use in the compositions described herein include at least one substantially thermoplastic block portion A and at least one substantially elastomeric block portion B. The SBC may have a number of blocks.
一つの態様に於いて、SBCはA−Bジブロックコポリマーであってよい。他の態様に於いて、ブロックコポリマーは、A−B−Aトリブロックコポリマーであってよい。更に他の態様に於いて、SBCはA−B−A−Bテトラブロックコポリマー又はA−B−A−B−Aペンタブロックコポリマーとして選択することができる。 In one embodiment, the SBC may be an AB diblock copolymer. In other embodiments, the block copolymer may be an ABA triblock copolymer. In yet another embodiment, the SBC can be selected as an ABABA tetrablock copolymer or an ABBABA block copolymer.
他の態様に於いて、SBCは、エラストマー性中間ブロックB並びに熱可塑性性末端ブロックA及びA′(但し、A及びA′は、異なったビニルアレーンモノマーから誘導されてよい)を有するトリブロックコポリマーである。他の態様に於いて、SBCは、1個より多いAブロック及び/又は1個より多いBブロックを有し、ここで、それぞれのAブロックは、同じ又は異なるビニルアレーン(vinilarene)モノマーから誘導されてよく、そしてそれぞれのBブロックは、同じ又は異なるオレフィン系モノマーから誘導されてよい。 In another embodiment, the SBC is a triblock copolymer having an elastomeric intermediate block B and thermoplastic end blocks A and A ′, where A and A ′ may be derived from different vinylarene monomers. It is. In other embodiments, the SBC has more than one A block and / or more than one B block, wherein each A block is derived from the same or different vinylarene monomers. And each B block may be derived from the same or different olefinic monomers.
SBCは、また、3個又はそれ以上のアームを有し、それぞれのアームがB−A、B−A−B−A又は類似の型のコポリマーであり、そしてBブロックがラジカルポリマーの中心部分又はその付近にある、ラジカルであってよい。他の態様に於いて、SBCは、4個、5個又は6個のアームを有していてよい。 SBC also has three or more arms, each arm being a B-A, B-A-B-A or similar type of copolymer, and the B block being the central portion of the radical polymer or It may be a radical in the vicinity. In other embodiments, the SBC may have 4, 5 or 6 arms.
一つの態様に於いて、オレフィン系ポリマーブロックは、少なくとも約50重量%のブロックコポリマーからなる。オレフィン性二重結合中の不飽和は、選択的に水素化して、酸化性分解に対する感受性を低下させることができ、このような水素化は、また、エラストマー特性への有利な影響を有する。例えばポリイソプレンブロックは、選択的に水素化又は還元して、エチレン−プロピレンブロックを形成することができる。一つの態様に於いて、ビニルアレーンブロックは、典型的には、少なくとも約10重量%のSBCを含む。しかしながら、より高いビニルアレーン含有量を、高い弾性特性及び低い応力緩和特性のために選択することができる。 In one embodiment, the olefinic polymer block comprises at least about 50% by weight block copolymer. Unsaturation in the olefinic double bond can be selectively hydrogenated to reduce its susceptibility to oxidative cracking, and such hydrogenation also has a beneficial impact on elastomeric properties. For example, polyisoprene blocks can be selectively hydrogenated or reduced to form ethylene-propylene blocks. In one embodiment, the vinyl arene block typically comprises at least about 10% by weight SBC. However, a higher vinylarene content can be selected for high elastic properties and low stress relaxation properties.
ここに記載したポリマー組成物中に含有させるために使用する代表的な適切なSBCはスチレン−オレフィン−スチレントリブロックコポリマー、例えばスチレン−ブタジエン−スチレン(S−B−S)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン(S−EB−S)、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレン(S−EP−S)、スチレン−イソプレン−スチレン(S−I−S)及びこれらの混合物である。SBCは、選択されたSBC又はSBCのブレンドであってよい。 Typical suitable SBCs used for inclusion in the polymer compositions described herein are styrene-olefin-styrene triblock copolymers, such as styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-ethylene / butylene. -Styrene (S-EB-S), styrene-ethylene / propylene-styrene (S-EP-S), styrene-isoprene-styrene (S-I-S) and mixtures thereof. The SBC may be a selected SBC or a blend of SBCs.
一つの態様に於いて、ここに記載したポリマー組成物中に使用するためのSBCは、約10重量%を超えるスチレン含有量を有するポリスチレン−エチレン/ブチレン−ポリスチレンブロックコポリマーである。より高いスチレン含有量で、ポリスチレンブロック部分は、一般的に、比較的高い分子量を有する。 In one embodiment, the SBC for use in the polymer compositions described herein is a polystyrene-ethylene / butylene-polystyrene block copolymer having a styrene content greater than about 10% by weight. With higher styrene content, the polystyrene block portion generally has a relatively high molecular weight.
一つの態様に於いて、SBCは、約0.01〜約150dg/分のメルトフローレートを有する。他の態様に於いて、SBCは、約0.1〜約100dg/分のメルトフローレートを有する。更に他の態様に於いて、SBCは、約1〜約75dg/分のメルトフローレートを有する(メルトフローレートのそれぞれは、ASTM D1238、2.16kg及び230℃によって測定する)。 In one embodiment, the SBC has a melt flow rate of about 0.01 to about 150 dg / min. In other embodiments, the SBC has a melt flow rate of about 0.1 to about 100 dg / min. In yet another embodiment, the SBC has a melt flow rate of about 1 to about 75 dg / min (each of the melt flow rates is measured by ASTM D1238, 2.16 kg and 230 ° C.).
一つの態様に於いて、組成物には、スチレン誘導単位並びにエチレン誘導単位、ブタジエン誘導単位、イソプレン誘導単位及びイソブチレン誘導単位からなる群から選択された少なくとも1種の他の単位を含むトリブロックセグメントを含んでなるSBCが含まれ、ここでスチレン系ブロックコポリマーは、20重量%よりも少ないジブロックセグメントから構成される。他の態様に於いて、組成物には、SIS、SBS、SEBS、SEPS及びSIBS(スチレン−イソプレン−ブタジエン−スチレン)単位からなる群から選択されたセグメントからなるSBCが含まれ、ここでスチレン系ブロックコポリマー中のジエン単位の約5%〜約95%は水素化されている。 In one embodiment, the composition comprises a triblock segment comprising styrene derived units and at least one other unit selected from the group consisting of ethylene derived units, butadiene derived units, isoprene derived units and isobutylene derived units. Wherein the styrenic block copolymer is composed of less than 20 wt% diblock segments. In another embodiment, the composition includes SBC comprising a segment selected from the group consisting of SIS, SBS, SEBS, SEPS and SIBS (styrene-isoprene-butadiene-styrene) units, wherein About 5% to about 95% of the diene units in the block copolymer are hydrogenated.
ここに記載したポリマー組成物中に使用する代表的なSBCは、Dexco Polymers LPから、名称Vector(登録商標)で及びテキサス州ヒューストン(Houston)のKraton Polymersから、名称Kraton(登録商標)で市販されている。 Representative SBCs used in the polymer compositions described herein are commercially available from Dexco Polymers LP under the name Vector® and from Kraton Polymers in Houston, Texas under the name Kraton®. ing.
タイ層の特に有用なゴム成分はエポキシ化天然ゴム、ENRである。エポキシ化ゴムはゴムの不飽和の一部がエポキシ基で置換された変性ゴムである。この変性は、典型的には、エポキシ化反応によって達せられる。 A particularly useful rubber component of the tie layer is epoxidized natural rubber, ENR. Epoxidized rubber is a modified rubber in which a part of the unsaturation of the rubber is replaced with an epoxy group. This modification is typically achieved by an epoxidation reaction.
エポキシ化反応は天然ゴム、不飽和ゴムをエポキシ化剤と反応させることによって実施することができる。有用なエポキシ化剤はm−クロロ過安息香酸及び過酢酸のような過酸である。他の例にはカルボン酸、例えば酢酸及びギ酸、又はカルボン酸無水物、例えば無水酢酸、並びに過酸化水素が含まれる。硫酸、p−トルエンスルホン酸のような触媒、又はスルホン化ポリスチレンのようなカチオン交換樹脂を必要に応じ使用してもよい。エポキシ化反応は、約0℃〜約150℃、そして好ましくは約25℃〜約80℃の温度で実施するのが好ましい。エポキシ化反応を実施するのに必要な時間は、典型的には、約0.25時間〜約10時間、そして好ましくは約0.5時間〜約3時間である。 The epoxidation reaction can be carried out by reacting natural rubber or unsaturated rubber with an epoxidizing agent. Useful epoxidizing agents are peracids such as m-chloroperbenzoic acid and peracetic acid. Other examples include carboxylic acids such as acetic acid and formic acid, or carboxylic anhydrides such as acetic anhydride, and hydrogen peroxide. A catalyst such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, or a cation exchange resin such as sulfonated polystyrene may be used as necessary. The epoxidation reaction is preferably carried out at a temperature of from about 0 ° C to about 150 ° C, and preferably from about 25 ° C to about 80 ° C. The time required to carry out the epoxidation reaction is typically from about 0.25 hours to about 10 hours, and preferably from about 0.5 hours to about 3 hours.
エポキシ化反応は、ゴムをその原状態及びエポキシ化後の状態の両方で実質的に溶解することができる溶剤中で実施するのが好ましい。適当な溶剤には、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクロロベンゼンのような芳香族溶剤並びにシクロヘキサン、シクロペンタンのようなシクロ脂肪族溶剤並びにそれらの混合物が含まれる。エポキシ化後、エポキシ化ゴムは、酸化剤や酸性触媒を含むことがある酸性環境から除去又は単離するのが好ましい。この単離は、濾過によって、又は希釈水性塩基を添加して酸を中和し、続いてポリマーを凝集させることによって、達成することができる。エポキシ化ゴムは、メタノール、エタノール又はプロパノールのようなアルコールを用いることによって凝集させることができる。単離手続の後、典型的には、老化防止剤を添加し、最終生成物は真空蒸留のような技術を用いて乾燥させることができる。或いは炭化水素溶剤などからポリマーを除去する他の公知の方法、例えばスチームストリッピングやドラム乾燥を使用することができる。 The epoxidation reaction is preferably carried out in a solvent capable of substantially dissolving the rubber both in its original state and after epoxidation. Suitable solvents include aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene and chlorobenzene and cycloaliphatic solvents such as cyclohexane, cyclopentane and mixtures thereof. After epoxidation, the epoxidized rubber is preferably removed or isolated from an acidic environment that may contain oxidizing agents and acidic catalysts. This isolation can be achieved by filtration or by adding dilute aqueous base to neutralize the acid followed by flocculation of the polymer. Epoxidized rubber can be agglomerated by using alcohols such as methanol, ethanol or propanol. After the isolation procedure, typically an anti-aging agent is added and the final product can be dried using techniques such as vacuum distillation. Alternatively, other known methods for removing the polymer from the hydrocarbon solvent or the like, for example, steam stripping or drum drying can be used.
有用なエポキシ化ゴムは、約5モル%〜約95モル%、好ましくは約15モル%〜約80モル%、そして更に好ましくは約25モル%〜約50モル%のエポキシ化度を有する。ここでエポキシ化度は、オキシラン、ヒドロキシル又はエステル基に転化されたゴム中にもともと存在するオレフィン不飽和位置のモル%と定義される。エポキシ化天然ゴムは、ムーニー粘度(大ロータ(ML)、1分予熱、4分で読取り(1+4)、100℃で測定)によっても特徴づけることができ、この値は、典型的には約85〜約170、好ましくは約95〜約155、そして更に好ましくは約105〜約145であるが、大きく変化することができる。 Useful epoxidized rubbers have a degree of epoxidation of from about 5 mol% to about 95 mol%, preferably from about 15 mol% to about 80 mol%, and more preferably from about 25 mol% to about 50 mol%. The degree of epoxidation is here defined as the mole% of olefinic unsaturation originally present in the rubber converted to oxirane, hydroxyl or ester groups. Epoxidized natural rubber can also be characterized by Mooney viscosity (large rotor (ML), 1 minute preheat, 4 minutes read (1 + 4), measured at 100 ° C.), which is typically about 85 To about 170, preferably about 95 to about 155, and more preferably about 105 to about 145, but can vary widely.
有用なエポキシ化天然ゴムは、典型的には約10モル%〜約75モル%エポキシド、好ましくは約15モル%〜約60モル%、更に好ましくは約20モル%〜約55モル%、更に好ましくは約25モル%〜約50モル%を含み、例えば約25モル%〜約50モル%エポキシドを有する生成物である。エポキシ化天然ゴムは商品名「エポキシプレン(Epoxyprene)」(Kumpulan Guthrie Beshad,Malaysia)、グレードENR25(約25±2モル%のエポキシドを含む)、ENR50(約50±2モル%のエポキシドを含む)、として市販されている。同様な製品はマレーシアのRibber Research Institute(RRIM)からも市販されている。これらの両方の市販品はムーニー粘度(ML1+4(100℃))約70〜約90を示す。本開示に従った層状組成物は約50モル%エポキシド(例えばENR50)を含むエポキシ化天然ゴムを用いるのが好ましい。 Useful epoxidized natural rubber is typically from about 10 mol% to about 75 mol% epoxide, preferably from about 15 mol% to about 60 mol%, more preferably from about 20 mol% to about 55 mol%, more preferably Is a product comprising from about 25 mole% to about 50 mole%, for example having from about 25 mole% to about 50 mole% epoxide. Epoxidized natural rubber is trade name “Epoxyprene” (Kumpulan Guthrie Beshad, Malaysia), Grade ENR25 (including about 25 ± 2 mol% epoxide), ENR50 (including about 50 ± 2 mol% epoxide) Are commercially available. Similar products are also commercially available from River Research Institute (RRIM), Malaysia. Both of these commercial products exhibit a Mooney viscosity (ML 1 + 4 (100 ° C.)) of about 70 to about 90. The layered composition according to the present disclosure preferably uses an epoxidized natural rubber containing about 50 mole% epoxide (eg, ENR50).
エポキシ化天然ゴムは、典型的には、タイ層組成物中に、混合物中に存在する合計ゴム100重量部に対して、約10重量部〜約70重量部のレベルのENRが存在する。好ましい量は約20重量部〜約60重量部、更に好ましくは約30重量部〜約50重量部であり、例えば約25部〜約55部、或いは約33部〜約48部、例えば40部である。好ましくは、本開示のタイ層組成物は天然ゴム、エチレンブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、及びこれらの混合物から選ばれ、好ましくは天然ゴムが含まれる。典型的には、タイ層組成物は、タイ層組成物中に存在する合計ゴム100重量部に対して、約30〜約90重量部、好ましくは約35〜80部、更に好ましくは約40〜約70部、依然として更に好ましくは約45〜約70部の天然ゴムを含み、例えば60部のような約50〜約65部の天然ゴムを含む。 Epoxidized natural rubber is typically present in the tie layer composition at an ENR level of about 10 to about 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total rubber present in the mixture. Preferred amounts are from about 20 parts to about 60 parts, more preferably from about 30 parts to about 50 parts, such as from about 25 parts to about 55 parts, or from about 33 parts to about 48 parts, such as 40 parts. is there. Preferably, the tie layer composition of the present disclosure is selected from natural rubber, ethylene butadiene rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, and mixtures thereof, preferably including natural rubber. Typically, the tie layer composition is about 30 to about 90 parts by weight, preferably about 35 to 80 parts, more preferably about 40 to about 100 parts by weight of total rubber present in the tie layer composition. About 70 parts, still more preferably about 45 to about 70 parts natural rubber, for example about 50 to about 65 parts natural rubber, such as 60 parts.
以下に詳細に述べるように、特に好ましい組成物は、ENRの使用に加えて、タイ層組成物の未加硫粘着性を改良する添加剤を含む。そのような添加剤は未加硫組成物の加工性を改良して加硫されるまでの構造体の構造的一体性を保持することによって多層構造の構成を容易にし、層間の加硫接着性を確立する。 As discussed in detail below, particularly preferred compositions include additives that improve the unvulcanized tack of the tie layer composition in addition to the use of ENR. Such additives improve the processability of the unvulcanized composition and facilitate the construction of the multilayer structure by maintaining the structural integrity of the structure until vulcanized, and the vulcanized adhesion between the layers Establish.
理論によって拘束することを望むことなく、ENRの使用はタイ層の流体透過防止層(例えばタイヤのインナーライナー層)への硬化又は加硫接着性を、特にインナーライナー組成物にポリアミドを使用する場合に、改良する。同様に、タイ層中の天然ゴムの存在は、タイ層に接触する他の層、例えばタイヤのカーカス層又は側壁層に対する加硫接着性を改良する。更に、ENRの使用は、ENRがNR及びSBRに比較して空気に対して実質的に不透過性であることを考慮すれば、タイ層の空気透過性を低下させる。 Without wishing to be bound by theory, the use of ENR provides cure or vulcanization adhesion of the tie layer to the fluid permeation prevention layer (eg, the inner liner layer of the tire), especially when using polyamide in the inner liner composition. To improve. Similarly, the presence of natural rubber in the tie layer improves vulcanization adhesion to other layers in contact with the tie layer, such as the carcass layer or sidewall layer of the tire. Furthermore, the use of ENR reduces the air permeability of the tie layer, considering that ENR is substantially impermeable to air compared to NR and SBR.
一般的に、ポリマー組成物、例えばタイヤの製造に使用されるポリマー組成物は、完成タイヤ製品に架橋される。架橋又は加硫は、硬化剤及び/又は促進剤の含有によって達成され、このような試薬の総合混合物は、典型的には、硬化「系(system)」として参照される。加硫されたゴム配合物の物理的性質、性能特性及び耐久性が、加硫反応の間に形成された架橋の数(架橋密度)及び種類に直接関係していることが知られている。(例えば、Helt等、The Post Vulcanization Stabilization for NR、RUBBER WORLD 18−23(1991)参照)。硬化剤には、エラストマーの硬化を容易にする又はこれに影響を与える前記の成分が含まれ、一般的に、前記のように、金属、促進剤、硫黄、過酸化物及び当前記技術分野で一般的な他の試薬が含まれる。架橋又は硬化剤には、例えば硫黄、酸化亜鉛及び脂肪酸並びにこれらの混合物の少なくとも1種が含まれる。過酸化物含有硬化系も使用できる。一般的に、ポリマー組成物は、硬化剤、例えば硫黄、金属酸化物(即ち酸化亜鉛、ZnO)、有機金属化合物、ラジカル開始剤等を添加すること及び組成物又は混合物を加熱することにより、架橋させることができる。「動的加硫(dynamic vulcanization)」として知られている方法を使用するとき、この方法は、少なくとも1種の加硫性ゴム、エラストマー又はポリマー及び少なくとも1種の加硫性成分のための加硫剤(群)を使用して加硫することができない少なくとも1種のエラストマー又はポリマーを含む組成物中の、少なくとも1種の加硫性成分を、実質的に同時に混合し、そして加硫又は架橋するように変えられる。(例えば特許文献3及びその中で引用された文献参照)。特に、下記のもの、即ち、ZnO、CaO、MgO、Al2O3、CrO3、FeO、Fe2O3及びNiOは、本開示に於いて機能し得る一般的な硬化剤である。これらの金属酸化物は、対応する金属ステアリン酸塩錯体(例えばZn、Ca、Mg及びAlのステアリン酸塩)又はステアリン酸及び硫黄化合物若しくはアルキルペルオキシド化合物と連係して使用することができる。(例えば、Formulation Design and Curing Characteristics of NBR Mixes for Seals、RUBBER WORLD 25−30(1993)参照)。この硬化剤(群)に、エラストマー組成物の加硫のための促進剤を、しばしば添加する。少なくとも1種の促進剤の使用を伴う又は伴わない硬化剤(群)は、しばしば、当前記技術分野に於いて、エラストマー(群)のための硬化「系」として参照される。硬化系は、特に、高ジエンゴム及び低い反応性のエラストマーの混合物が使用される場合に、有利な効果のために、典型的に1種より多い硬化剤が使用される。
Generally, polymer compositions, such as those used in the manufacture of tires, are crosslinked into the finished tire product. Crosslinking or vulcanization is accomplished by the inclusion of curing agents and / or accelerators, and a total mixture of such reagents is typically referred to as a curing “system”. It is known that the physical properties, performance characteristics and durability of a vulcanized rubber compound are directly related to the number (crosslink density) and type of crosslinks formed during the vulcanization reaction. (See, for example, Helt et al., The Post Vulcanization Stabilization for NR, RUBBER WORLD 18-23 (1991)). Curing agents include those components that facilitate or affect the curing of elastomers and generally include metals, accelerators, sulfur, peroxides, and the like in the art. Other common reagents are included. Crosslinking or curing agents include, for example, at least one of sulfur, zinc oxide and fatty acids and mixtures thereof. Peroxide-containing curing systems can also be used. In general, polymer compositions are crosslinked by adding a curing agent such as sulfur, metal oxides (ie, zinc oxide, ZnO), organometallic compounds, radical initiators, etc. and heating the composition or mixture. Can be made. When using a method known as “dynamic vulcanization”, this method involves the addition of at least one vulcanizable rubber, elastomer or polymer and at least one vulcanizable component. At least one vulcanizable component in a composition comprising at least one elastomer or polymer that cannot be vulcanized using the vulcanizing agent (s) is mixed substantially simultaneously and vulcanized or Can be changed to cross-link. (For example, see
高度に不透過性層を形成するための、エンジニアリング樹脂の存在下での動的加硫の目的のために、飽和ハロゲン化ポリマーを加硫することができる任意の一般的な硬化剤系を、少なくとも1種の、C4〜C7イソモノオレフィン及びパラ−アルキルスチレンのエラストマー性ハロゲン化コポリマーを加硫するために使用することができる。但し、選択された熱可塑性エンジニアリング樹脂(群)が、過酸化物がこれらの樹脂自体を架橋させるようなものであるとき、エンジニアリング樹脂が、それ自体、加硫又は架橋し、それによって、過剰に硬化した非熱可塑性性組成物になるので、過酸化物硬化剤は本開示の実施から特に排除される場合を除く。本開示のエラストマー性ハロゲン化コポリマー成分のための適切な硬化剤系には、ステアリン酸亜鉛又はステアリン酸と組み合わせた酸化亜鉛並びに、任意的に、下記の促進剤又は加硫剤、即ち硫黄と組み合わせて使用される、Permalux(ホウ酸ジカテコールのジ−オルト−トリルグアニジン塩);HVA−2(m−フェニレンビスマレイミド);Zisnet(2,4,6−トリメルカプト−5−トリアジン);ZDEDC(亜鉛ジエチルジチオカルバマート)及びまた本開示の目的のために他のジチオカルバマートを含む;Tetrone A(ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド);Vultac5(アルキル化フェノールジスルフィド);SP1045(フェノールホルムアルデヒド樹脂);SP1056(臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂);DPPD(ジフェニルフェニレンジアミン);サリチル酸、オルト−ヒドロキシ安息香酸;木材(ウッド)ロジン、アビエチン酸並びにTMTDS(テトラメチルチウラムジスルフィド)の1種又はそれ以上が含まれる。 For the purpose of dynamic vulcanization in the presence of engineering resins to form a highly impermeable layer, any common curing agent system capable of vulcanizing saturated halogenated polymers, at least one, C 4 -C 7 isomonoolefin and para - can be used to vulcanize the elastomeric halogenated copolymer of alkyl styrene. However, when the selected thermoplastic engineering resin (s) are such that the peroxide crosslinks these resins themselves, the engineering resins themselves vulcanize or crosslink, thereby excessively Peroxide curing agents are excluded unless specifically excluded from the practice of this disclosure because they result in a cured non-thermoplastic composition. Suitable curing agent systems for the elastomeric halogenated copolymer components of the present disclosure include zinc stearate or zinc oxide in combination with stearic acid, and optionally in combination with the following accelerators or vulcanizing agents, ie sulfur: Permalux (di-ortho-tolylguanidine salt of dicatechol borate); HVA-2 (m-phenylenebismaleimide); Zisnet (2,4,6-trimercapto-5-triazine); ZDEDC (zinc Diethyldithiocarbamate) and also other dithiocarbamates for purposes of this disclosure; Tetrone A (dipentamethylene thiuram hexasulfide); Vultac5 (alkylated phenol disulfide); SP1045 (phenol formaldehyde resin); SP1056 ( Bromination DPPD (diphenylphenylenediamine); salicylic acid, ortho-hydroxybenzoic acid; wood rosin, abietic acid and one or more of TMTDS (tetramethylthiuram disulfide).
動的加硫は、流体(気体又は液体、好ましくは空気)透過防止層のエラストマー性ハロゲン含有コポリマーを、少なくとも部分的に、好ましくは完全に加硫するための条件で実施される。 Dynamic vulcanization is carried out at conditions for at least partially, preferably fully vulcanizing, the elastomeric halogen-containing copolymer of the fluid (gas or liquid, preferably air) permeation prevention layer.
本明細書中で参照されるポリマー及び/又はエラストマーを参照して、用語「硬化された」、「加硫された」又は「架橋された」は、例えば、鎖延長又はポリマー若しくはエラストマーを含むポリマー鎖の間の架橋の間に、このような工程を受けているエラストマーが、タイヤを使用に供するとき、硬化反応からもたらされる必要な機能特性を与えることができる程度まで結合を形成することを含む化学反応を指す。本開示の目的のために、このような硬化反応の絶対的完結は、エラストマー含有組成物が、「硬化された」、「加硫された」又は「架橋された」と考えられるために必要ではない。例えば、本開示の目的のために、タイ層からなるタイヤは、それが成分であるタイヤが、製造の間及び後に、必要な製品仕様試験に合格するとき十分に硬化されており、車両に使用するとき満足できるように性能を発揮する。更に、追加の硬化時間が、追加の架橋を作るとしても、この組成物は、タイヤを使用に供するとき、満足できるほど十分に又は実質的に硬化され、加硫され又は架橋されている。公知のツール及び標準的技術を使用する限定された実験で、当業者は、タイ層組成物中に使用するために選択されたエラストマー(群)及びポリマー(群)のために必要な、適切な又は最適の硬化時間並びにタイヤを製造するために使用される、架橋剤(群)及び促進剤(群)の量及び種類並びに硬化温度を容易に決定することができる。 With reference to the polymers and / or elastomers referred to herein, the term “cured”, “vulcanized” or “crosslinked” refers to, for example, chain extension or polymers or polymers including elastomers. During cross-linking between chains, the elastomer undergoing such a process includes forming bonds to the extent that it can provide the necessary functional properties resulting from the curing reaction when the tire is put into use. Refers to a chemical reaction. For purposes of this disclosure, absolute completion of such a curing reaction is not necessary in order for an elastomer-containing composition to be considered “cured”, “vulcanized”, or “crosslinked”. Absent. For example, for the purposes of this disclosure, a tire consisting of a tie layer is sufficiently cured and used in a vehicle when the tire it is a component of passes the required product specification test during and after manufacture. When you do it, it will perform so that you can be satisfied. Further, even though the additional cure time creates additional crosslinks, the composition is sufficiently or substantially cured, vulcanized or cross-linked to be satisfactory when the tire is put to use. With limited experimentation using known tools and standard techniques, one of ordinary skill in the art will recognize the appropriate elastomeric (s) and polymer (s) selected for use in the tie layer composition. Alternatively, the optimum cure time and the amount and type of crosslinking agent (s) and accelerator (s) used to produce the tire and the curing temperature can be readily determined.
本開示に於いて有用な促進剤には、アミン、グアニジン、チオウレア、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、スルフェンイミド、チオカルバマート、キサンタート等が含まれる。硬化プロセスの促進は、この組成物に、或る量の促進剤を添加することによって達成できる。天然ゴムの促進された加硫についての機構には、硬化剤、促進剤、活性化剤及びポリマーの間の複雑な相互作用が含まれる。理想的には、利用可能な硬化剤の全部が、2個のポリマー鎖を一緒に結合し、ポリマーマトリックスの全体強度を増強する、有効な架橋の形成に消費される。多数の促進剤が当前記技術分野で公知であり、これには、これらに限定されないが、下記のもの、即ちステアリン酸、ジフェニルグアニジン(DPG)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、4,4’−ジチオジモルホリン(DTDM)、テトラブチルチウラムジスルフィド(TBTD)、2,2’−ベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、ヘキサメチレン−1,6−ビスチオ硫酸二ナトリウム塩二水和物、2−(モルホリノチオ)ベンゾチアゾール(MBS又はMOR)、90%のMORと10%のMBTSとの組成物(MOR90)、N−第三級ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(TBBS)及びN−オキシジエチレンチオカルバミル−N−オキシジエチレンスルホンアミド(OTOS)、2−エチルヘキサン酸亜鉛(ZEH)、N,N’−ジエチルチオウレアが含まれる。1種又はそれ以上の架橋性ポリマーで有用である、硬化剤、促進剤及び硬化系は、当前記技術分野で公知である。 Accelerators useful in the present disclosure include amines, guanidines, thioureas, thiazoles, thiurams, sulfenamides, sulfenimides, thiocarbamates, xanthates and the like. Acceleration of the curing process can be achieved by adding a certain amount of accelerator to the composition. Mechanisms for accelerated vulcanization of natural rubber include complex interactions between curing agents, accelerators, activators and polymers. Ideally, all of the available curing agent is consumed to form effective crosslinks that join the two polymer chains together and enhance the overall strength of the polymer matrix. A number of accelerators are known in the art, including but not limited to the following: stearic acid, diphenylguanidine (DPG), tetramethylthiuram disulfide (TMTD), 4,4 ′. -Dithiodimorpholine (DTDM), tetrabutylthiuram disulfide (TBTD), 2,2'-benzothiazyl disulfide (MBTS), hexamethylene-1,6-bisthiosulfate disodium salt dihydrate, 2- (morpholino Thio) benzothiazole (MBS or MOR), composition of 90% MOR and 10% MBTS (MOR90), N-tertiarybutyl-2-benzothiazolesulfenamide (TBBS) and N-oxydiethylenethio Carbamyl-N-oxydiethylenesulfonamide (OTOS), 2-ethyl San zinc (ZEH), N, include N'- diethyl thiourea. Curing agents, accelerators and curing systems useful with one or more crosslinkable polymers are known in the art.
本開示の一つの態様に於いて、少なくとも1種の硬化剤が、典型的には、約0.1〜約15phr、その代わりに約0.5〜約10phrで存在する。 In one embodiment of the present disclosure, the at least one curing agent is typically present from about 0.1 to about 15 phr, alternatively from about 0.5 to about 10 phr.
本明細書に記載した組成物は、1種又はそれ以上の充填材成分、例えば炭酸カルシウム、クレイ、雲母、シリカ及びケイ酸塩、タルク、二酸化チタン、デンプン及び他の有機充填材、例えば木粉並びにカーボンブラックを有していてよい。適切な充填材材料には、カーボンブラック、例えばチャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等が含まれる。強化グレードカーボンブラックが最も好ましい。充填材には、また、他の強化材料又は非強化材料、例えばシリカ、クレイ、炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン等が含有されてよい。充填材は、通常、組成物(好ましくはインナーライナー)中に、全組成物の約20〜約50重量%、更に好ましくは約25〜40重量%のレベルで存在する。一つの態様に於いて、充填材は、カーボンブラック又は変性カーボンブラックである。好ましい充填材は、半強化グレードカーボンブラックであり、典型的に、約10〜150phr(重量でゴム100部当たりの部数)、更に好ましくは約30〜約120phrのレベルで使用される。本開示に於いて有用なカーボンブラックのグレードには、RUBBER TECHNOLOGY、59−85(1995)に記載されているような、N110〜N990が含まれる。更に望ましくは、例えばタイヤトレッドに於いて有用なカーボンブラックのグレード、例えばASTM(D3037、D1510及びD3765)に規定されている、N229、N351、N339、N220、N234及びN110が、ここで有用である。例えばタイヤサイドウォールに於いて有用なカーボンブラックの態様、例えばN330、N351、N550、N650、N660及びN762がここで特に有用である。例えばインナーライナー又はインナーチューブに於いて有用なカーボンブラックの態様、例えばN550、N650、N660、N762、N990及びRegal85(Cabot Corporation、ジョージア州Alpharetta)等が、ここで同様に特に有用である。 The compositions described herein include one or more filler ingredients such as calcium carbonate, clay, mica, silica and silicates, talc, titanium dioxide, starch and other organic fillers such as wood flour. As well as carbon black. Suitable filler materials include carbon black, such as channel black, furnace black, thermal black, acetylene black, lamp black and the like. Reinforced grade carbon black is most preferred. The filler may also contain other reinforcing or non-reinforcing materials such as silica, clay, calcium carbonate, talc, titanium dioxide and the like. The filler is usually present in the composition (preferably the innerliner) at a level of from about 20 to about 50% by weight of the total composition, more preferably from about 25 to 40% by weight. In one embodiment, the filler is carbon black or modified carbon black. A preferred filler is semi-reinforced grade carbon black, typically used at a level of about 10 to 150 phr (parts per hundred parts by weight of rubber), more preferably about 30 to about 120 phr. Carbon black grades useful in the present disclosure include N110-N990, as described in RUBBER TECHNOLOGY, 59-85 (1995). More desirably, carbon black grades useful in, for example, tire treads, such as N229, N351, N339, N220, N234 and N110, as defined in ASTM (D3037, D1510 and D3765) are useful here. . Carbon black embodiments useful, for example, in tire sidewalls, such as N330, N351, N550, N650, N660 and N762 are particularly useful here. Carbon black embodiments useful in, for example, inner liners or inner tubes, such as N550, N650, N660, N762, N990, and Regal 85 (Cabot Corporation, Alpharetta, Georgia) are also particularly useful here.
薄片化された、挿入された又は分散したクレイも、組成物中に存在してよい。これらのクレイは、また、「ナノクレイ」として参照され、公知であり、それらの同定、製造方法及びポリマーとのブレンドは、例えばJP2000109635、JP2000109605、JP11310643、DE19726278、国際特許出願公開第98/53000号並びに米国特許第5,091,462号、米国特許第4,431,755号、米国特許第4,472,538号及び米国特許第5,910,523号に開示されている。本開示の目的のために適している膨潤性層状クレイ材料には、天然又は合成フィロケイ酸塩、特にスメクチッククレイ、例えばモンモリロナイト、ノントロナイト、ベイデライト、フォルコンスコイト(volkonskoite)、ラポナイト(laponite)、ヘクトライト、サポナイト、サウコナイト(sauconite)、マガダイト(magadite)、ケニアイト(kenyaite)、ステベンサイト(stevensite)等並びにバーミキュライト、ハロイサイト、アルミン酸塩オキシド、ハイドロタルサイト等が含まれる。これらの層状クレイは、一般的に、一緒に結合され、中間層表面に存在する交換可能なカチオン、例えばNa+、Ca+2、K+又はMg+2を含有する、一つの態様に於いて典型的に約4〜約20Å、他の態様に於いて、約8〜約12Åの厚さを有する、複数のケイ酸塩小板(platelet)を含有する粒子からなる。 Flaked, inserted or dispersed clay may also be present in the composition. These clays are also referred to as “nanoclays” and are known and their identification, production methods and blends with polymers are described, for example, in JP2000109635, JP2000109605, JP11310643, DE19726278, WO 98/53000 and U.S. Pat. No. 5,091,462, U.S. Pat. No. 4,431,755, U.S. Pat. No. 4,472,538 and U.S. Pat. No. 5,910,523. Swellable layered clay materials suitable for the purposes of the present disclosure include natural or synthetic phyllosilicates, particularly smectic clays such as montmorillonite, nontronite, beidellite, vorkonskite, laponite, Examples include hectorite, saponite, sauconite, magadite, kenyaite, stevensite, etc., as well as vermiculite, halloysite, aluminate oxide, hydrotalcite and the like. In one embodiment, these layered clays generally contain exchangeable cations, such as Na + , Ca +2 , K + or Mg +2 , bonded together and present on the interlayer surface. It consists of particles containing a plurality of silicate platelets, typically having a thickness of about 4 to about 20 mm, and in other embodiments about 8 to about 12 mm.
層状クレイは、層状ケイ酸塩の中間層表面に存在するカチオンとのイオン交換反応を受けることができる有機分子(膨潤剤)による処理によって、挿入又は薄片化されることができる。適切な膨潤剤には、カチオン性界面活性剤、例えば脂肪族、芳香族又はアリール脂肪族のアミン、ホスフィン及びスルフィドの、アンモニウム、アルキルアミン若しくはアルキルアンモニウム(第一級、第二級、第三級及び第四級)、ホスホニウム又はスルホニウム誘導体が含まれる。望ましいアミン化合物(又は対応するアンモニウムイオン)は、構造R1R2R3N(式中、R1、R2及びR3は、同じか又は異なっていてよいC1〜C30アルキル又はアルケンである)を有するものである。一つの態様に於いて、薄片化剤は、所謂長鎖第三級アミン(但し、少なくともR1は、C12〜C20アルキル又はアルケンである)である。 The layered clay can be inserted or sliced by treatment with an organic molecule (swelling agent) capable of undergoing an ion exchange reaction with cations present on the surface of the layered silicate interlayer. Suitable swelling agents include cationic surfactants such as ammonium, alkylamines or alkylammonium (primary, secondary, tertiary) of aliphatic, aromatic or arylaliphatic amines, phosphines and sulfides. And quaternary), phosphonium or sulfonium derivatives. Desirable amine compounds (or the corresponding ammonium ions) have the structure R 1 R 2 R 3 N, wherein R 1 , R 2 and R 3 can be the same or different C 1 -C 30 alkyl or alkene. Is). In one embodiment, the exfoliating agent is a so-called long chain tertiary amine where at least R 1 is a C 12 -C 20 alkyl or alkene.
膨潤剤の他のクラスには、中間層表面に共有的に結合できるものが含まれる。これらには、構造−Si(R′)2R2(式中、R′は、それぞれ存在する場合に、同じか又は異なっていてよく、アルキル、アルコキシ又はオキシシランから選択され、R2は、コンポジットのマトリックスポリマーと相溶性である有機基である)のポリシランが含まれる。他の適切な膨潤剤には、炭素数2〜30のプロトン化されたアミノ酸及びそれらの塩、例えば12−アミノドデカン酸、ε−カプロラクタム及び類似の材料が含まれる。適切な膨潤剤及び層状ケイ酸塩の挿入方法は、米国特許第4,472,538号、米国特許第4,810,734号、米国特許第4,889,885号及び国際特許出願公開第92/02582号に開示されている。 Another class of swelling agents includes those that can be covalently bound to the intermediate layer surface. These include the structure —Si (R ′) 2 R 2 , where R ′, if present, may be the same or different and is selected from alkyl, alkoxy, or oxysilane, and R 2 is a composite Polysilanes which are organic groups compatible with the matrix polymer of Other suitable swelling agents include C2-C30 protonated amino acids and their salts such as 12-aminododecanoic acid, [epsilon] -caprolactam and similar materials. Suitable swelling agents and layered silicate insertion methods are described in US Pat. No. 4,472,538, US Pat. No. 4,810,734, US Pat. No. 4,889,885 and International Patent Application Publication No. 92. No. 02582.
本開示の好ましい態様に於いて、薄片化剤又は膨潤剤は、ハロゲン化ポリマーと組み合わせられる。一つの態様に於いて、この試薬には、全ての第一級、第二級及び第三級アミン及びホスフィン;アルキル及びアリールスルフィド及びチオール並びにこれらの多官能性版が含まれる。望ましい添加剤には、長鎖第三級アミン、例えばN,N−ジメチルオクタデシルアミン、N,N−ジオクタデシル−メチルアミン、ジ水素化牛脂アルキル−メチルアミン等及びアミン末端ポリテトラヒドロフラン;長鎖チオール及びチオスルファート化合物、例えば、ヘキサメチレンナトリウムチオスルフェートが含まれる。本発明の他の態様に於いて、改良された共重合体不透過性は、多官能性硬化剤、例えばヘキサメチレンビス(ナトリウムチオスルフェート)及びヘキサメチレンビス(シンナムアルデヒド)の使用によって達成される。 In a preferred embodiment of the present disclosure, the exfoliating agent or swelling agent is combined with a halogenated polymer. In one embodiment, the reagents include all primary, secondary and tertiary amines and phosphines; alkyl and aryl sulfides and thiols and their multifunctional versions. Desirable additives include long chain tertiary amines such as N, N-dimethyloctadecylamine, N, N-dioctadecyl-methylamine, dihydrogenated tallow alkyl-methylamine and the like, and amine-terminated polytetrahydrofuran; And thiosulfate compounds, such as hexamethylene sodium thiosulfate. In another embodiment of the present invention, improved copolymer impermeability is achieved through the use of multifunctional curing agents such as hexamethylene bis (sodium thiosulfate) and hexamethylene bis (cinnamaldehyde). The
本開示に従って組成物中に含有される、薄片化された、挿入された又は分散したクレイの量は、組成物の機械的性質又はバリヤー性質、例えば引張強度又は空気/酸素透過性に於ける改良を生じさせるために十分な量である。量は、典型的には、組成物のポリマー含有量基準で、一つの態様に於いて約0.5〜約15重量%又は他の態様に於いて約1〜約10重量%及び更に他の態様に於いて約1〜約5重量%であってよい。ゴム100部当たりの部数で表すと、薄片化された、挿入された又は分散したクレイは、一つの態様に於いて約1〜約30phr、他の態様に於いて約3〜約20phrで存在してよい。一つの態様に於いて、薄片化クレイは、アルキルアミン薄片化クレイである。 The amount of exfoliated, intercalated or dispersed clay contained in the composition in accordance with the present disclosure can improve the mechanical or barrier properties of the composition, such as tensile strength or air / oxygen permeability. It is an amount sufficient to cause The amount is typically from about 0.5 to about 15% by weight in one embodiment or from about 1 to about 10% by weight and in other embodiments based on the polymer content of the composition. In embodiments, it may be from about 1 to about 5% by weight. Expressed in parts per hundred parts of rubber, the flaked, inserted or dispersed clay is present from about 1 to about 30 phr in one embodiment and from about 3 to about 20 phr in another embodiment. You can. In one embodiment, the exfoliated clay is an alkylamine exfoliated clay.
本明細書で使用される用語「プロセスオイル」は、石油誘導プロセスオイル及び合成可塑剤の両方を意味する。プロセスオイル又は可塑剤オイルは、空気バリヤー組成物中に存在してよい。このようなオイルは、主として、層の製造の間の組成物の加工、例えば、混合、カレンダリング等を改良するために使用される。適切な可塑剤オイルには、脂肪族酸エステル又は炭化水素可塑剤オイル、例えば、パラフィン系若しくはナフテン系石油オイルが含まれる。標準的、非−DVA、非エンジニアリング樹脂含有インナーライナー組成物中に使用するための好ましい可塑剤オイルは、パラフィン系石油オイルであり、このようなインナーライナーに使用するための適切な炭化水素可塑剤オイルには、下記の一般的特性を有するオイルが含まれる。 The term “process oil” as used herein refers to both petroleum derived process oils and synthetic plasticizers. Process oil or plasticizer oil may be present in the air barrier composition. Such oils are mainly used to improve the processing of the composition during the production of the layer, for example mixing, calendering, etc. Suitable plasticizer oils include aliphatic acid ester or hydrocarbon plasticizer oils such as paraffinic or naphthenic petroleum oils. A preferred plasticizer oil for use in a standard, non-DVA, non-engineering resin-containing innerliner composition is a paraffinic petroleum oil and a suitable hydrocarbon plasticizer for use in such an innerliner. Oils include oils having the following general characteristics.
一般的に、プロセスオイルは、パラフィン系オイル、芳香族系オイル、ナフテン系オイル及びポリブテンオイルから選択することができる。ポリブテンプロセスオイルは、炭素数約3〜約8、更に好ましくは炭素数約4〜約6のオレフィン誘導単位の低分子量(15,000Mn未満)ホモポリマー又はコポリマーである。他の態様に於いて、ポリブテンオイルは、C4ラフィネートのホモポリマー又はコポリマーである。低分子量「ポリブテン」ポリマーは、例えばSYNTHETIC LUBRICANTS AND HIGH−PERFORMANCE FUNCTIONAL FLUIDS 357−392(Leslie R.Rudnick及びRonald L.Shubkin編、Marcel Dekker 1999)に記載されている(以下、「ポリブテンプロセスオイル」又は「ポリブテン」)。ポリブテンオイルの有用な例は、プロセスオイルのPARAPOL(登録商標)シリーズ(以前は、エクソンモービル ケミカル カンパニー、テキサス州ヒューストンから入手可能、現在は、Infineum International Limited、英国Milton Hillから、商品名「INFINEUM」c、d、f又はgで入手可能)であり、PARAPOL(登録商標)450、700、950、1300、2400及び2500として以前同定されたグレードを含む。追加的に好ましいポリブテンオイルは、Sun Chemicalsから入手可能なSUNTEX(登録商標)ポリブテンオイルである。好ましいポリブテンプロセスオイルは、典型的には、一定の分子量、好ましくは約420Mn〜約2700Mnを有する合成液体ポリブテンである。好ましいポリブテンオイルの分子量分布、Mw/Mn(「MWD」)は、典型的には1.8〜約3、好ましくは約2〜約2.8である。有用なポリブテンプロセスオイルの密度(g/mL)は約0.85から約0.91まで変化する。好ましいポリブテンオイルについての臭素価(CG/G)は、450Mnプロセスオイルについての約40から、2700Mnプロセスオイルについての約8までの範囲である。 In general, the process oil can be selected from paraffinic oil, aromatic oil, naphthenic oil and polybutene oil. The polybutene process oil is a low molecular weight (less than 15,000 Mn) homopolymer or copolymer of olefin derived units having from about 3 to about 8 carbon atoms, more preferably from about 4 to about 6 carbon atoms. In another embodiment, the polybutene oil is a homopolymer or copolymer of C 4 raffinate. Low molecular weight “polybutene” polymers are described, for example, in SYNTHETIC LUBRICATS AND HIGH-PERFORMANCE FUNCTIONAL FLUIDS 357-392 (Leslie R. Rudnick and Ronald L. Shubkin, edited by Marcel Dek, 1999). "Polybutene"). A useful example of polybutene oil is the PARAPOL® series of process oils (formerly available from ExxonMobil Chemical Company, Houston, TX, now from Infineum International Limited, Milton Hill, UK, under the trade name “INFINEUM”. c, d, f or g), including grades previously identified as PARAPOL® 450, 700, 950, 1300, 2400 and 2500. An additional preferred polybutene oil is SUNEX® polybutene oil available from Sun Chemicals. A preferred polybutene process oil is typically a synthetic liquid polybutene having a constant molecular weight, preferably from about 420 Mn to about 2700 Mn. A preferred polybutene oil has a molecular weight distribution, Mw / Mn ("MWD"), typically from 1.8 to about 3, preferably from about 2 to about 2.8. Useful polybutene process oil density (g / mL) varies from about 0.85 to about 0.91. The bromine number (CG / G) for the preferred polybutene oil ranges from about 40 for the 450 Mn process oil to about 8 for the 2700 Mn process oil.
ゴムプロセスオイルは、また、それらが、パラフィン、ナフテン又は芳香族炭化水素系プロセスオイルのクラスに入るか否かに依存するASTM名称を有する。利用されるプロセスオイルの種類は、エラストマー成分の種類と連係させて習慣的に使用されるものであり、当前記技術分野の通常の知識を有するゴム化学者は、特別の応用に於いて特別のゴムと共に、どの種類のオイルを利用すべきであるかを認識しているであろう。インナーライナー組成物のために、オイルは、典型的には、全組成物の0〜約25重量%、好ましくは約5〜20重量%のレベルで存在する。 Rubber process oils also have ASTM names that depend on whether they fall into the class of paraffin, naphthene or aromatic hydrocarbon process oils. The type of process oil used is customarily used in conjunction with the type of elastomer component, and rubber chemists with ordinary knowledge in the art may have special requirements for special applications. You will recognize what kind of oil should be used with rubber. For the innerliner composition, the oil is typically present at a level of 0 to about 25%, preferably about 5 to 20% by weight of the total composition.
更に、可塑剤、例えば有機エステル及び他の合成可塑剤を使用することができる。DVA組成物中に使用するための特に好ましい可塑剤は、N−ブチルスルホンアミド又はポリアミド用に適している他の可塑剤である。他の態様に於いて、ゴムプロセスオイル、例えばナフテン系、芳香族系又はパラフィン系増量剤オイルが約1〜約5phrで存在してもよい。更に他の態様に於いて、ナフテン系、脂肪族系、パラフィン系及び他の芳香族系オイルは、組成物中に実質的に不存在である。「実質的に不存在(substantially absent)」によって、ナフテン系、脂肪族系、パラフィン系及び他の芳香族系オイルが、存在したとしても、組成物中に1phr以下の程度まで存在し得ることが意味される。更に他の態様に於いて、ナフテン系、脂肪族系、パラフィン系及び他の芳香族系オイルは、2phrよりも少なく存在する。 In addition, plasticizers such as organic esters and other synthetic plasticizers can be used. Particularly preferred plasticizers for use in DVA compositions are N-butylsulfonamide or other plasticizers suitable for polyamides. In other embodiments, rubber process oils such as naphthenic, aromatic or paraffinic extender oils may be present at about 1 to about 5 phr. In yet other embodiments, naphthenic, aliphatic, paraffinic and other aromatic oils are substantially absent from the composition. “Substantially absent” means that naphthenic, aliphatic, paraffinic and other aromatic oils, if present, can be present to the extent of 1 phr or less in the composition. Is meant. In still other embodiments, naphthenic, aliphatic, paraffinic and other aromatic oils are present in less than 2 phr.
用語「動的加硫」は、本明細書に於いて、エンジニアリング樹脂及びゴムを、硬化剤の存在下で、高い剪断及び上昇した温度の条件下で混合する加硫方法を示すために使用される。その結果、ゴムは、同時に架橋され、微細な粒子として、例えばミクロゲルの形で、連続マトリックスを形成するエンジニアリング樹脂の中に分散され、得られる組成物は、「動的に加硫されたアロイ」又はDVAとして当前記技術分野で知られている。動的加硫は、成分を、ロールミル、バンバリー(登録商標)ミキサー、連続ミキサー、ニーダー又は混合押出機(例えば二軸スクリュー押出機)のような装置を使用して、ゴムの硬化温度又はそれ以上である温度で混合することによって実施される。動的に架橋された組成物の独特の特性は、ゴムが硬化されているという事実にもかかわらず、組成物を、一般的な熱可塑性樹脂加工技術、例えば押出、射出成形、圧縮成形等によって、加工及び再加工することができることである。スクラップ及び/又はフラッシングも、回収し、再加工することができる。 The term “dynamic vulcanization” is used herein to indicate a vulcanization method in which engineering resins and rubbers are mixed in the presence of a curing agent under conditions of high shear and elevated temperature. The As a result, the rubber is simultaneously cross-linked and dispersed as fine particles, for example in the form of a microgel, into an engineering resin that forms a continuous matrix and the resulting composition is a “dynamically vulcanized alloy”. Or known as DVA in the art. Dynamic vulcanization uses components such as roll mills, Banbury® mixers, continuous mixers, kneaders or mixed extruders (eg, twin screw extruders) to cure the rubber at or above the curing temperature of the rubber. Is carried out by mixing at a certain temperature. The unique property of dynamically crosslinked compositions is that, despite the fact that the rubber is cured, the composition can be processed by common thermoplastic processing techniques such as extrusion, injection molding, compression molding, etc. It can be processed and reworked. Scrap and / or flushing can also be recovered and reprocessed.
動的加硫プロセスは、エラストマー性ハロゲン含有コポリマーを、少なくとも部分的に、好ましくは完全に加硫するための条件で実施される。これを達成するために、熱可塑性エンジニアリング樹脂、エラストマー性コポリマー及び任意の他のポリマーを、樹脂を軟化させるために十分な温度で又は更に一般的に、結晶性若しくは半結晶性樹脂の融点よりも高い温度で、一緒に混合する。好ましくは、硬化系を、エラストマー成分中に予備混合する。加硫温度での加熱及び混練は、一般的に、約0.5〜約10分間以内に加硫を完結するために適切である。加硫の温度を上昇させることによって、加硫時間を短縮することができる。加硫温度の適切な範囲は、典型的には、熱可塑性樹脂のほぼ融点から約300℃までであり、例えばこの温度はマトリックス樹脂のほぼ融点から約275℃までの範囲であってよい。好ましくは、加硫はマトリックス樹脂の溶融温度よりも約10℃〜約50℃高い温度範囲で実施する。 The dynamic vulcanization process is carried out at conditions for at least partially, preferably fully vulcanizing the elastomeric halogen-containing copolymer. To accomplish this, the thermoplastic engineering resin, elastomeric copolymer and any other polymer are at a temperature sufficient to soften the resin, or more generally, above the melting point of the crystalline or semi-crystalline resin. Mix together at high temperature. Preferably, the curing system is premixed in the elastomer component. Heating and kneading at the vulcanization temperature is generally adequate to complete the vulcanization within about 0.5 to about 10 minutes. By increasing the vulcanization temperature, the vulcanization time can be shortened. A suitable range for the vulcanization temperature is typically from about the melting point of the thermoplastic resin to about 300 ° C., for example, this temperature may range from about the melting point of the matrix resin to about 275 ° C. Preferably, the vulcanization is carried out in a temperature range of about 10 ° C. to about 50 ° C. above the melting temperature of the matrix resin.
混合プロセスは、加硫又は架橋の所望のレベルが完結するまで続けることが好ましい。混合を停止した後、加硫を続けることが許容される場合、組成物は、熱可塑性樹脂として再加工することができない。しかしながら、動的加硫は、段階で実施することができる。例えば、加硫を、二軸スクリュー押出機内で開始し、水中ペレタイザーを使用してDVA材料又は材料からペレットを形成し、それによって、加硫が完結する前に、加硫をクエンチすることができる。この加硫は、後の時点で、動的加硫条件下で完結させることができる。当業者は、ゴムの加硫を実施するために必要な、硬化剤の適切な量、種類及び混合時間の程度を認識しているであろう。適切な濃度及び条件を確立するために必要であるか又は望ましい場合、1種又はそれ以上の硬化剤及び/又は促進剤を含有していてよい硬化剤の変化する量を使用して、ゴムを単独で加硫して、使用すべき最適硬化系及び実質的に完全な硬化を達成するための適切な硬化条件を決定することができる。 The mixing process is preferably continued until the desired level of vulcanization or crosslinking is complete. If it is allowed to continue vulcanization after mixing is stopped, the composition cannot be reworked as a thermoplastic resin. However, dynamic vulcanization can be carried out in stages. For example, vulcanization can be initiated in a twin screw extruder and an underwater pelletizer can be used to form pellets from the DVA material or material, thereby quenching the vulcanization before vulcanization is complete. . This vulcanization can be completed at a later time under dynamic vulcanization conditions. Those skilled in the art will be aware of the appropriate amount, type and degree of mixing time of the curing agent needed to effect rubber vulcanization. Using a varying amount of curing agent that may contain one or more curing agents and / or accelerators, as necessary or desirable to establish appropriate concentrations and conditions, the rubber It can be vulcanized alone to determine the optimal curing system to be used and the appropriate curing conditions to achieve substantially complete curing.
動的加硫プロセスを実施する前に、全ての成分が混合物中に存在することが好ましいが、これは必須条件ではない。例えば、一つの態様に於いて、硬化させるべきエラストマーを、熱可塑性エンジニアリング樹脂の一部又は全部の存在下で、動的に加硫することができる。次いで、このブレンドを、適切な条件下で、追加の熱可塑性エンジニアリング樹脂の中に溶解又は分散させることができる。同様に、使用するとき、充填材及びオイルの全部を、動的加硫段階の前に、添加することは必要ではない。充填材及びオイルの一部又は全部を、加硫が完結した後で添加することができる。或る種の成分、例えば、安定剤及びプロセス助剤は、これらを硬化の後で添加した場合に、一層有効に機能する。 Although it is preferred that all components be present in the mixture prior to performing the dynamic vulcanization process, this is not a requirement. For example, in one embodiment, the elastomer to be cured can be dynamically vulcanized in the presence of some or all of the thermoplastic engineering resin. This blend can then be dissolved or dispersed in additional thermoplastic engineering resin under appropriate conditions. Similarly, when used, it is not necessary to add all of the filler and oil prior to the dynamic vulcanization stage. Some or all of the filler and oil can be added after vulcanization is complete. Certain components, such as stabilizers and process aids, function more effectively when they are added after curing.
加硫されたゴムの硬化の程度は、ゲル含有量、架橋密度、抽出可能な成分の量の項目で記載することができ又はこれは、樹脂の不存在下で硬化させたときゴム中で達成される硬化の状態を基準にすることができる。例えば、本開示に於いて、ハロゲン化がエラストマーが、例えば引張強度により又はオシレーティングディスク硬化計(oscillating disc cure meter)試験(ASTM D 2084、オシレーティングディスク硬化計を使用するゴム性質−加硫のための標準試験方法)を使用することにより測定したとき、エラストマー自体に基づく全硬化の約50〜約85%を達成することが好ましい。 The degree of cure of the vulcanized rubber can be described in terms of gel content, crosslink density, amount of extractable component or this is achieved in the rubber when cured in the absence of resin. It can be based on the state of cure to be made. For example, in the present disclosure, halogenated elastomers are used, for example, by tensile strength or oscillating disc cure meter test (ASTM D 2084, rubber properties using an oscillating disc cure meter-vulcanization of It is preferred to achieve about 50 to about 85% of the total cure based on the elastomer itself, as measured by using standard test methods for).
典型的には、加硫性タイ層組成物は、混合物中に存在する合計ゴム100重量部に対する重量部で、(1)約10〜約70部のエポキシ化天然ゴム、(2)約30〜約90部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、(3)約20〜約90部の少なくとも1種の充填材、(4)約1〜約20部の少なくとも1種の粘着性改良剤(粘着付与剤)及び(5)少なくとも約0.1〜約15部のこのエラストマー用の硬化系の混合物を含む。任意的には、タイ層組成物は約0部より多く約20部までの少なくとも1種のプロセスオイルを含むことができる。好ましい態様においてはエポキシ化天然ゴムは約50±2モル%のエポキシドを含む。或いはタイ層組成物に使用するのに適当なエポキシ化天然ゴムの量は混合物中の合計ゴム100部当りの重量部で表して、10〜70、20〜60、30〜50、25〜55、33〜48、及び40重量部の群から選ばれる。 Typically, the vulcanizable tie layer composition comprises (1) about 10 to about 70 parts epoxidized natural rubber, (2) about 30 to about 100 parts by weight of total rubber present in the mixture. About 90 parts of at least one high diene elastomer, (3) about 20 to about 90 parts of at least one filler, and (4) about 1 to about 20 parts of at least one tackifier (tackifying). Agent) and (5) at least about 0.1 to about 15 parts of a mixture of the curing system for the elastomer. Optionally, the tie layer composition can include more than about 0 parts and up to about 20 parts of at least one process oil. In a preferred embodiment, the epoxidized natural rubber contains about 50 ± 2 mole percent epoxide. Alternatively, the amount of epoxidized natural rubber suitable for use in the tie layer composition is expressed as parts by weight per 100 parts of total rubber in the mixture, 10-70, 20-60, 30-50, 25-55, Selected from the group of 33-48 and 40 parts by weight.
本開示のタイ層組成物に使用するのに適当な高ジエンエラストマーは、好ましくは、天然ゴム又は少なくとも50モル%のジエンモノマーを含む合成ゴムであり、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ(スチレン−共−ブタジエン)、ポリ(スチレン−ブタジエン−スチレン)ブロックコポリマー、天然ゴム及びこれらの混合物からなる群から選択される。タイ層組成物中に使用するのに適した少なくとも1種の高ジエンエラストマーの量は、混合物中の合計ゴム100重量部に対する重量部で表して、30〜90、35〜80、40〜70、45〜70、50〜65及び60重量部の群から選ばれる。 High diene elastomers suitable for use in the tie layer compositions of the present disclosure are preferably natural rubber or a synthetic rubber containing at least 50 mole percent diene monomer, such as polyisoprene, polybutadiene, poly (styrene-co-). Butadiene), poly (styrene-butadiene-styrene) block copolymers, natural rubber, and mixtures thereof. The amount of at least one high diene elastomer suitable for use in the tie layer composition is expressed in parts by weight relative to 100 parts by weight of the total rubber in the mixture, 30-90, 35-80, 40-70, Selected from the group of 45-70, 50-65 and 60 parts by weight.
タイ層に於いて有用である充填材には、カーボンブラック、クレイ、薄片化されたクレイ、挿入されたクレイ、分散したクレイ、炭酸カルシウム、雲母、シリカ、ケイ酸塩、タルク、二酸化チタン、木粉及びこれらの混合物からなる群から選択された、少なくとも1種の充填材が含まれる。好ましくは、充填材は、カーボンブラック、薄片化されたクレイ、挿入されたクレイ及び分散したクレイ並びにこれらの混合物からなる群から選択される。少なくとも1種の充填材の量は、ゴムの全重量100重量部に対する重量部で表して、典型的に約20〜約90重量部、好ましくは約25〜約85重量部であり、例えば約30〜80部又は約35〜約70部、例えば60部、或いは50部である。 Useful fillers in tie layers include carbon black, clay, exfoliated clay, intercalated clay, dispersed clay, calcium carbonate, mica, silica, silicate, talc, titanium dioxide, wood At least one filler selected from the group consisting of flour and mixtures thereof is included. Preferably, the filler is selected from the group consisting of carbon black, exfoliated clay, intercalated and dispersed clay, and mixtures thereof. The amount of the at least one filler is typically about 20 to about 90 parts by weight, preferably about 25 to about 85 parts by weight, for example about 30 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total weight of rubber. -80 parts or about 35 to about 70 parts, for example 60 parts, or 50 parts.
タイ層には、任意的に、前記のものから選択される、ゴムプロセスオイル又は可塑剤オイルが含有されている。適切な可塑剤オイルには、脂肪族酸エステル又は炭化水素可塑剤オイル、例えばパラフィン系若しくはナフテン系石油オイル又はポリブテンオイルが含まれる。ゴムプロセスオイル又は可塑剤オイルの量は、組成物中に存在する合計ゴム重量100重量部に対する重量基準で、典型的には約0〜約20部、好ましくは約0〜約15部、更に好ましくはタイ層組成物の合計重量当り約0〜約10部である。使用する時、好ましいプロセスオイルは、ナフテン系オイル又はポリブテン型オイルであり、最も好ましくはポリブテンオイルである。 The tie layer optionally contains a rubber process oil or plasticizer oil selected from those mentioned above. Suitable plasticizer oils include aliphatic acid ester or hydrocarbon plasticizer oils such as paraffinic or naphthenic petroleum oils or polybutene oils. The amount of rubber process oil or plasticizer oil is typically from about 0 to about 20 parts, preferably from about 0 to about 15 parts, more preferably, based on weight based on 100 parts by weight of total rubber present in the composition. Is from about 0 to about 10 parts per total weight of the tie layer composition. When used, the preferred process oil is a naphthenic oil or a polybutene type oil, most preferably a polybutene oil.
タイ層は、組成物を構成するハロゲン化イソブチレン含有エラストマー及び高ジエンエラストマーのために有用である、少なくとも1種の硬化剤及び少なくとも1種の促進剤からなる硬化系を使用して、硬化又は加硫される。このような硬化剤及び促進剤は前に記載されており、ゴムを配合するために有用である材料の標準的参考図書中に見出すことができる。例えば“Blue Book2000(及び後の版),materials,compounding ingredients,machinery and services for rubber”D.R.Smith編、2000、Lippincott & Peto Inc.Publication参照。典型的には、硬化系は、少なくとも約0.1〜約15phr(ゴム100部当たりの部数)の量で存在するが、当業者が知っているように、、硬化系の特定の量は限定されず、使用量は、大いに、選択された硬化系の特別の成分に依存するであろう。 The tie layer is cured or added using a curing system consisting of at least one curing agent and at least one accelerator useful for the halogenated isobutylene-containing elastomers and high diene elastomers that make up the composition. Sulfurated. Such curing agents and accelerators have been previously described and can be found in standard reference books for materials that are useful for formulating rubber. For example, “Blue Book 2000 (and later editions), materials, compounding excipients, machinery and services for rubber” D. R. Edited by Smith, 2000, Lippincott & Peto Inc. See Publication. Typically, the curing system is present in an amount of at least about 0.1 to about 15 phr (parts per hundred parts of rubber), but as those skilled in the art are aware, certain amounts of the curing system are limited. Rather, the amount used will depend to a great extent on the specific components of the selected curing system.
更に任意の、有用な添加剤は、典型的には、約10phrよりも低いレベルで添加され、顔料、老化防止剤、オゾン化防止剤、加工助剤、コンパウンド相溶化剤等及びこれらの混合物からなる群から選択することができる。このような任意の添加剤、例えば硬化した組成物の熱老化特性を改良するための老化防止剤を、組成物中で特定の利点を達成するために、配合者の裁量で含有させることができる。 Further optional, useful additives are typically added at levels below about 10 phr, from pigments, anti-aging agents, anti-ozonants, processing aids, compound compatibilizers and the like and mixtures thereof. Can be selected from the group consisting of Such optional additives, such as anti-aging agents to improve the heat aging properties of the cured composition, can be included at the formulator's discretion to achieve certain advantages in the composition. .
好ましい態様に於いて、少なくとも1種の粘着付与剤が、タイ層組成物中に含有される。本開示の目的のために、粘着付与剤には、ロジン又はロジン誘導体として同定された物質及びエラストマー又はポリマー含有組成物のための粘着付与剤として公知であるアセチレン−フェノール系化合物のような種々の誘導体が含まれる。特に有用な粘着付与剤には、ブチルフェノールとアセチレンとの縮合生成物、例えば“Koresin”(BASF)として市販されているアセチレン−p−tert−ブチルフェノール及び“MR1085A”(Mobile Rosin Oil Company,アラバマ州モービル)として市販されているロジン粘着付与剤、トール油ロジンと脂肪酸とのブレンドが含まれる(本開示の目的のために、ロジンを含むブレンドは“ロジン誘導体”の記載に含まれる)。エラストマーコンパウンド及びゴム配合工業に於いて有用である粘着付与剤は、一般的に、例えば“Blue Book 2000”D.R.Smith編、第245−253頁(Lippincott & Peto Inc.、2000)中に列挙され、記載されている。特定のポリマー又はエラストマーへの粘着を与えるために特に有用であるとして、幾つかの粘着付与剤が指定されているが、それらが、また、本発明のコンパウンドのために有用であると決定することができる。粘着性は、一般的に、コンパウンドが、比較的短い保圧時間及び適度な量の圧力のみを使用して接触されているとき、未硬化ゴムコンパウンドの、それ自体又は他のコンパウンドに対して粘着する能力を指す(Rubber Technology:Compounding and Testing for Performance、J.S.Dick編、42,2001)。保圧時間及び圧力は、しばしば、この目的のために使用される装置により又は過剰の圧力及び保持時間によって損傷を受ける未硬化組成物のシートについての可能性によって決定される。粘着は、また、種々のゴム成分の、お互いの中の及び全体組成物の中の溶解度によって影響を受け得る。幾つかの例において、組成物の成分は、カレンダリングされた又は押し出されたシート又はフィルムの表面に拡散し、例えば、それが無機粒子である場合、粘着を妨害し得る(場合によっては、「ブルーム」として参照される)。他方、このような拡散は、例えば、拡散成分が、それ自体粘着を示すものである場合、粘着を改良することができる。粘着は測定することが困難な特性であることが、当業者によって認められ、ときどき、当業者は、工場試行又は最終製品が製造される環境に於いて、組成物(群)の性能を評価することによって、組成物が、粘着の十分なレベルを達成したかどうかを決定することを要求されるであろう。典型的に、実際のタイヤ組立及びタイ層が十分なタイヤ組立粘着を示すかどうかの決定を含む本開示の場合に、未硬化タイヤ構造体は、タイヤ組立段階の間及び加硫の間の初期段階膨張の間、構造体が、硬化、従って、タイ層の、それが隣接接触状態にある層(例えばカーカス層及びインナーライナー層を含む)に対する接着を含む、種々のタイヤ層のお互いに対する硬化した接着の十分なレベルに達するまで、一緒に保持するであろう。ゴムコンパウンドの粘着を測定するための標準化された試験手順は存在しないが、広く使用されている計器は、1969年にMonsantoによって導入された“Tel−Tak Tackmeter”である。他の試験計器は、東洋精機製作所(日本)によって製作されたPICMAタックテスタである。本開示の好ましい態様に於いて、少なくとも1種の粘着付与剤が、タイ層組成物に、約1phr〜約20phr、好ましくは約2phr〜約18phr、更に好ましくは約3phr〜約16phr、例えば約4phr〜約14phrの濃度で添加される。その代わりに、少なくとも1種の粘着付与剤が、典型的に、約15phr又はそれ以下、好ましくは約12phr又はそれ以下、更に好ましくは約10phr又はそれ以下、なお更に好ましくは約9phr又はそれ以下、最も好ましくは約8phr又はそれ以下、例えばphrで、約1、2、3、4、5、6、7、8、9及び10の値のそれぞれを含む個々の値及び範囲を含めて、約1phr〜約10phr、約1phr〜約9phr、約2phr〜約9phr、約2phr〜約8phr、約2phr〜約7phr等のレベルで使用される。同様に、粘着付与剤の混合物、例えば、同じ又は異なった化学的タイプの2種の粘着付与剤が使用される場合、粘着付与剤のそれぞれは、等量で又は等しくない量で存在してよく、使用される粘着付与剤の全量は、好ましくは、直ぐ上に列挙した全量によって束縛される。 In a preferred embodiment, at least one tackifier is included in the tie layer composition. For purposes of this disclosure, tackifiers include a variety of materials such as acetylene-phenolic compounds known as tackifiers for materials identified as rosins or rosin derivatives and elastomer or polymer-containing compositions. Derivatives are included. Particularly useful tackifiers include condensation products of butylphenol and acetylene, such as acetylene-p-tert-butylphenol commercially available as “Koresin” (BASF) and “MR1085A” (Mobile Rose Oil Company, Mobile, Alabama). ) Rosin tackifier, tall oil rosin and fatty acid blends that are commercially available as) (for purposes of this disclosure, blends containing rosin are included in the description of “rosin derivatives”). Tackifiers useful in the elastomer compound and rubber compounding industry are generally described in, for example, “Blue Book 2000” D.C. R. Listed and described in Smith, pp. 245-253 (Lippincott & Peto Inc., 2000). Several tackifiers have been specified as being particularly useful for imparting tack to a particular polymer or elastomer, but they are also determined to be useful for the compounds of the present invention. Can do. Stickiness is generally determined by the adhesion of the uncured rubber compound to itself or other compounds when the compound is contacted using only a relatively short holding time and a moderate amount of pressure. (Rubber Technology: Compounding and Testing for Performance, edited by JS Dick, 42, 2001). The holding time and pressure are often determined by the equipment used for this purpose or by the possibility for the sheet of uncured composition to be damaged by excessive pressure and holding time. Adhesion can also be affected by the solubility of the various rubber components in each other and in the overall composition. In some examples, the components of the composition may diffuse to the surface of the calendered or extruded sheet or film, for example, if it is inorganic particles, it can interfere with sticking (in some cases, “ Referred to as "bloom"). On the other hand, such diffusion can improve adhesion, for example, if the diffusing component is itself adhesive. It is recognized by those skilled in the art that stickiness is a difficult property to measure, and sometimes the skilled person evaluates the performance of the composition (s) in a factory trial or the environment in which the final product is manufactured. By this, it will be required to determine whether the composition has achieved a sufficient level of tack. Typically, in the case of the present disclosure, which includes determining the actual tire assembly and whether the tie layer exhibits sufficient tire assembly adhesion, the uncured tire structure is the initial component during the tire assembly phase and during vulcanization. During staged expansion, the structure cured and thus cured to each other of the various tire layers, including adhesion of the tie layer to the layer it is in adjacent contact with (eg, including the carcass layer and the innerliner layer). They will hold together until a sufficient level of adhesion is reached. Although there is no standardized test procedure for measuring rubber compound adhesion, a widely used instrument is the “Tel-Tak Tackmeter” introduced by Monsanto in 1969. Another test instrument is the PICMA tack tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho (Japan). In preferred embodiments of the present disclosure, at least one tackifier is added to the tie layer composition from about 1 phr to about 20 phr, preferably from about 2 phr to about 18 phr, more preferably from about 3 phr to about 16 phr, such as about 4 phr. Added at a concentration of ~ 14 phr. Instead, the at least one tackifier is typically about 15 phr or less, preferably about 12 phr or less, more preferably about 10 phr or less, even more preferably about 9 phr or less, Most preferably about 1 phr, including individual values and ranges of about 8 phr or less, eg, phr, including values of about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10, respectively. To about 10 phr, about 1 phr to about 9 phr, about 2 phr to about 9 phr, about 2 phr to about 8 phr, about 2 phr to about 7 phr, and the like. Similarly, if a mixture of tackifiers is used, eg, two tackifiers of the same or different chemical types, each of the tackifiers may be present in equal or unequal amounts. The total amount of tackifier used is preferably constrained by the total amount listed immediately above.
タイ層組成物は、エラストマー、充填材(群)、プロセスオイル及び他の添加剤を混合するために並びに硬化系成分を分散させるために、混合装置、例えばバンバリーミキサー、ミルロールミキサー、押出機ミキサーなどを、個々に及び組み合わせて使用して製造することができる。典型的に、硬化系成分以外の成分は、全ての非エラストマー性成分のエラストマーの中への満足できる分散及びエラストマーのお互いの中への満足できる分散を得るために、上昇した温度及び高い剪断で混合される。このような混合工程の後で、ときにはマスターバッチとして参照される、硬化系成分を含有していない組成物が、例えば、ゴムミル又は混合押出機若しくは内部ミキサーの、より低い温度より低い剪断セクションを使用して、より低い温度に冷却され、硬化系成分はマスターバッチの中に分散される。硬化剤を混合するための温度は、典型的に、約120℃よりも低く、好ましくは約100℃よりも低い。 The tie layer composition is a mixing device such as a Banbury mixer, a mill roll mixer, an extruder mixer, for mixing elastomers, filler (s), process oils and other additives and for dispersing curing system components. Etc. can be used individually and in combination. Typically, components other than the curing system component are added at elevated temperatures and high shear to obtain a satisfactory dispersion of all non-elastomeric components in the elastomer and satisfactory dispersion of the elastomers in each other. Mixed. After such a mixing step, sometimes referred to as a masterbatch, the composition containing no curing system components uses, for example, a lower mill, lower shear section of a rubber mill or mixing extruder or internal mixer. Then it is cooled to a lower temperature and the curing system components are dispersed in the masterbatch. The temperature for mixing the curing agent is typically less than about 120 ° C, and preferably less than about 100 ° C.
加硫性タイ層組成物は、例えば押出機又はカレンダーを使用して、最終使用応用のために適している層に形成することができる。便利又は有用な場合、押出には、流体(好ましくは空気)透過防止層、タイ層及び外側の高ジエンゴム層の二重又は多重押出を可能にする装置の使用が含まれてよい。好ましい態様に於いて、タイ層は、タイヤ構造体で使用するために製造され、典型的には約5mm又はそれ以下、好ましくは約2.5mm又はそれ以下、更に好ましくは約0.2〜約2.0mm、最も好ましくは約0.2〜約1.5mm、例えば約0.3〜約0.9mmである厚さを有する。ホース構造体中に使用するためのタイ層の厚さは、ホースが使用される応用に依存して同じか又は異なっていてよい。例えば、強化されていない低圧ホースは、高圧強化ホースとは異なった性能必要条件を有してよく、同様に、液体で使用するために意図されるホースは、気体で使用するためのものとは異なっていてよい。厚さの調節は、必要な場合、限定された実験に基づいて、製品設計者、エンジニア又は化学者の技術範囲内である。 The vulcanizable tie layer composition can be formed into a layer suitable for end use applications, for example, using an extruder or calender. Where convenient or useful, extrusion may include the use of equipment that allows double or multiple extrusion of a fluid (preferably air) permeation prevention layer, a tie layer and an outer high diene rubber layer. In a preferred embodiment, the tie layer is manufactured for use in a tire structure, typically about 5 mm or less, preferably about 2.5 mm or less, more preferably about 0.2 to about It has a thickness that is 2.0 mm, most preferably from about 0.2 to about 1.5 mm, such as from about 0.3 to about 0.9 mm. The thickness of the tie layer for use in the hose structure may be the same or different depending on the application in which the hose is used. For example, an unreinforced low pressure hose may have different performance requirements than a high pressure reinforced hose, and similarly, a hose intended for use with liquids is not intended for use with gases. It can be different. Thickness adjustment is within the technical scope of the product designer, engineer or chemist, if necessary, based on limited experimentation.
成分の混合は、ポリマー成分及び充填材がクレイであるとき、挿入の形でのクレイを、全ての適切な混合装置、例えばバンバリー(登録商標)ミキサー、ブラベンダー(登録商標)ミキサー(研究所混合用)又は好ましくはミキサー/押出機内で一緒にすることによって実施できる。混合は、典型的には、組成物中に使用されるエラストマー及び/又は二次エラストマー若しくはゴムの軟化点付近以上の温度、例えば他の態様に於いて、約80℃〜約300℃以下、更に他の態様に於いて、120℃から約250℃以下で、クレイを挿入から薄片化にし、ポリマー中に均一に分散されてナノコンポジットを形成するために十分な剪断の条件下で実施される。動的に加硫されない組成物を製造するときには、典型的には、エラストマー又はエラストマー群の約70%〜約100%を、最初に、約20〜約90秒間又は温度が約40〜約60℃に達するまで混合する。次いで、充填材及びもしあればエラストマーの残留量を、典型的には、ミキサーに添加し、温度が約90℃〜約150℃に達するまで、混合を続ける。次いで、仕上がった混合物を、オープンミルの上でシートにし、約60℃〜約100℃まで冷却させ、その時点で、硬化系又は硬化剤を添加する。その代わりに、温度を制御するために、適切な注意が払われるという条件で、硬化系を混合押出機の内部ミキサー内で混合することができる。 Ingredient mixing can be achieved when the polymer component and the filler is clay, and the clay in the form of an insert is replaced with any suitable mixing device, such as a Banbury® mixer, a Brabender® mixer (laboratory mixing). Or preferably by bringing them together in a mixer / extruder. Mixing is typically performed at temperatures above the softening point of the elastomer and / or secondary elastomer or rubber used in the composition, such as in other embodiments from about 80 ° C to about 300 ° C, In other embodiments, at 120 ° C. to about 250 ° C. or less, the clay is exfoliated from insertion and performed under conditions of sufficient shear to uniformly disperse in the polymer to form a nanocomposite. When preparing a composition that is not dynamically vulcanized, typically about 70% to about 100% of the elastomer or group of elastomers is first prepared for about 20 to about 90 seconds or at a temperature of about 40 to about 60 ° C. Mix until reached. The remaining amount of filler and elastomer, if any, is then typically added to the mixer and mixing is continued until the temperature reaches about 90 ° C to about 150 ° C. The finished mixture is then sheeted on an open mill and allowed to cool to about 60 ° C. to about 100 ° C. at which point a curing system or curing agent is added. Instead, the curing system can be mixed in the internal mixer of the mixing extruder, provided that appropriate care is taken to control the temperature.
クレイの混合は、当業者に公知の技術によって実施され、ここで、一つの態様に於いて、クレイは、カーボンブラックと同時に、ポリマー(群)に添加される。プロセスオイルは、使用する場合には、典型的には、混合サイクルに於いて後で、カーボンブラック及びクレイが、エラストマー性又はポリマーマトリックス中の適切な分散を達成した後に添加される。 Clay mixing is performed by techniques known to those skilled in the art, where in one embodiment, the clay is added to the polymer (s) simultaneously with the carbon black. If used, process oils are typically added later in the mixing cycle after the carbon black and clay have achieved proper dispersion in the elastomeric or polymer matrix.
本開示の組成物及びこのような組成物を使用して形成された層状構造体は、タイヤ応用;タイヤ硬化ブラダー;吹き流し、例えばエアーショックアブソーバー、ダイヤフラム並びに気体及び液体輸送ホースを含むホース応用に於いて使用することができる。この組成物及びこのような組成物を含むタイ層は、空気入りタイヤに於いて、タイヤの内側表面へのタイヤインナーライナーの接着及び空気保持特性を促進するために、特に有用である。特に有用な構造体は、タイヤインナーライナー層がタイヤの最内側表面を形成し、空気保持チャンバーを形成するものとは反対側のインナーライナー層表面が、本開示のタイ層と接触状態にあるものである。その代わりに、接着層を、インナーライナー層とタイ層との間に使用することができる。インナーライナー(又は接着層)と接触状態にあるものとは反対側のタイ層の表面は、カーカスとして参照されるタイヤ層、換言すると、典型的には強化タイヤコードからなるタイヤ層と接触状態にある。前に詳細に説明したように、インナーライナー層は、有利に低い透過性特性を示し、好ましくは、エンジニアリング樹脂、特にポリアミド及びハロゲン化イソブチレン−パラメチルスチレンコポリマーを含む、動的に加硫された組成物を含む。更に、エポキシ化天然ゴム及び粘着付与剤をベースにするタイ層の独特の組成物の結果として、特に、その未加硫粘着強度及びそれが接触状態にあるインナーライナー層表面への高い加硫された接着を発生する能力によって、従来技術の組成物に比較して、薄いタイ層の使用が可能になる。このようなインナーライナー及びタイ層をベースにする得られる全体構造によって、減少した重量を有するタイヤ構造体(並びに空気又は流体保持層及びタイ層を含む他の構造体)が可能になる。タイヤ構造体に於けるこのような重量節減は顕著である。 The compositions of the present disclosure and layered structures formed using such compositions are useful in tire applications; tire curing bladders; And can be used. This composition and a tie layer comprising such a composition are particularly useful in pneumatic tires to promote adhesion of the tire inner liner to the inner surface of the tire and air retention characteristics. Particularly useful structures are those in which the tire inner liner layer forms the innermost surface of the tire and the inner liner layer surface opposite the one that forms the air retention chamber is in contact with the tie layer of the present disclosure. It is. Alternatively, an adhesive layer can be used between the inner liner layer and the tie layer. The surface of the tie layer opposite the one in contact with the innerliner (or adhesive layer) is in contact with a tire layer referred to as a carcass, in other words, a tire layer typically made of reinforced tire cord. is there. As explained in detail earlier, the innerliner layer exhibits advantageously low permeability properties and is preferably dynamically vulcanized, including engineering resins, particularly polyamides and halogenated isobutylene-paramethylstyrene copolymers. Including a composition. In addition, as a result of the unique composition of the tie layer based on epoxidized natural rubber and tackifier, it is particularly unvulcanized adhesive strength and high vulcanization to the inner liner layer surface where it is in contact. The ability to generate good adhesion allows the use of a thin tie layer compared to prior art compositions. The resulting overall structure based on such an innerliner and tie layer allows tire structures (and other structures including air or fluid retaining layers and tie layers) with reduced weight. Such weight savings in the tire structure are significant.
タイヤインナーライナー組成物(即ち、好ましくは、ナイロン及びBIMSのDVA)は、例えば混練、ロール粉砕、押出機混合、内部混合(例えばバンバリー(登録商標)ミキサーによる)等を含む一般的な混合技術を使用することによって製造できる。使用される混合の順序及び温度は、当前記技術分野に於ける通常の技術を有するゴム配合者によく知られており、その目的は、インナーライナーが、前記のようなDVA技術と組み合わせたエンジニアリング樹脂の含有をベースにするか又は非DVA技術をベースにするかに依存して変化するであろう、温度の制御された条件下でのポリマーマトリックス中の充填材、活性化剤及び硬化剤の分散である。非DVA技術をベースにするインナーライナーの製造のために、有用な混合手順は、バンバリーミキサーを利用し、その中で、コポリマーゴム、カーボンブラック及び可塑剤を添加し、成分の適切な分散を達成するために、組成物を、所望の時間又は特定の温度に混合する。その代わりに、ゴム及びカーボンブラックの一部(例えば1/3〜2/3)を、短時間(例えば約1〜3分間)混合し、続いてカーボンブラックの残り及びオイルを混合する。混合は、高いローター速度で、混合された成分が、約140℃の温度に達する時間の間、約5〜10分間続ける。冷却に続いて、成分を、第二段階で、例えばゴムミル上又はバンバリーミキサー内で、硬化系、例えば硬化剤及び任意の促進剤が、早すぎる硬化又は組成物の「スコーチ」を回避するために、比較的低い温度、例えば約80℃〜約105℃で、十分に且つ均一に分散される間、混合する。混合に於ける変形は、当業者に容易に明らかであり、本開示は、如何なる特別の混合手順にも限定されない。この混合は、組成物の全成分を、十分に且つ均一に分散させるために実施される。 Tire innerliner compositions (ie, preferably nylon and BIMS DVA) can be applied to common mixing techniques including, for example, kneading, roll milling, extruder mixing, internal mixing (eg, with a Banbury® mixer), and the like. Can be manufactured by using. The order of mixing and temperature used is well known to rubber compounders having ordinary skill in the art, the purpose of which is to engineer the innerliner in combination with DVA technology as described above. Of fillers, activators and hardeners in a polymer matrix under temperature controlled conditions that will vary depending on whether the resin is based or based on non-DVA technology Distributed. For the production of inner liners based on non-DVA technology, a useful mixing procedure utilizes a Banbury mixer in which copolymer rubber, carbon black and plasticizer are added to achieve proper dispersion of the components To do so, the composition is mixed for a desired time or at a specific temperature. Instead, a portion of the rubber and carbon black (eg 1/3 to 2/3) is mixed for a short time (eg about 1 to 3 minutes), followed by the remainder of the carbon black and the oil. Mixing continues at a high rotor speed for about 5 to 10 minutes during the time that the mixed components reach a temperature of about 140 ° C. Following cooling, the ingredients are added in a second stage, for example on a rubber mill or in a Banbury mixer, in order to avoid premature curing or “scorching” of the composition, such as curing agents and optional accelerators. Mix at a relatively low temperature, eg, about 80 ° C. to about 105 ° C., while being fully and uniformly dispersed. Variations in mixing will be readily apparent to those skilled in the art and the present disclosure is not limited to any particular mixing procedure. This mixing is performed in order to disperse all the components of the composition sufficiently and uniformly.
次いで、インナーライナー層又は「ストック(stock)」を、配合したゴム組成物を、約0.5mm〜約2mmの厚さを有するシート材料にカレンダリングし、そしてこのシート材料を、特定のサイズ及びタイプのタイヤ内のインナーライナー適用のための適切な幅及び長さの片に切断することによって製造する。次いで、このインナーライナーを、空気入りタイヤの組立に於ける要素として使用するために準備状態にする。空気入りタイヤは、典型的には、トレッド及びサイドウォール要素を含む外側表面、ゴム状マトリックス中に埋設されたタイヤ強化繊維(例えばレーヨン、ポリエステル、ナイロン又は金属繊維)を含む多数のプライからなる中間カーカス層、本明細書に記載されたタイ層、任意の接着層並びにインナーライナー層を含む多層ラミネートを含んでなる。タイヤは、通常、上記の層を使用して、タイヤ成形ドラムで組み立てられる。未硬化タイヤをこのドラムで組み立てた後、これを取り出し、加熱した金型の中に入れる。金型には、未硬化タイヤの内部環境内に設置される、膨張可能タイヤ造形ブラダーが含まれている。金型を閉じた後、ブラダーを膨張させ、硬化プロセスの初期段階の間に、それを閉じた金型の内側表面に対して押し付けることによって、それがタイヤを造形する。ブラダー及び金型内の熱によって、タイヤの温度を加硫温度にまで上昇させる。加硫温度は、典型的には約100℃〜約250℃、好ましくは約150℃〜約200℃である。硬化時間は、約1分間から数時間まで、好ましくは約5分間から30分間まで変えることができる。硬化時間及び温度は、タイヤ成分の組成、層のそれぞれの中の硬化系、全体のタイヤサイズ及び厚さなどを含む、当前記技術分野で公知の多数の変数に依存する。加硫パラメータは、ASTM D2048(オシレーティングディスク硬化計を使用するゴム性質−加硫のための標準試験方法)に記載されている試験手順及び応力−歪み試験、接着試験、屈曲試験等を含む、種々の公知の研究室試験方法の助けによって確立することができる。組み立てられたタイヤの加硫により、タイヤアセンブリの全ての要素又は層、即ちインナーライナー、カーカス並びに外側トレッド及びサイドウォール層の、完全な又は実質的に完全な加硫又は架橋になる。それぞれの層及び全体構造体の所望の強度特性の発達に加えて、加硫は、これらの要素の間の接着を増強し、それから分離した複数の層がある、硬化された一体のタイヤになる。 The innerliner layer or “stock” is then calendered with the compounded rubber composition into a sheet material having a thickness of about 0.5 mm to about 2 mm, and the sheet material is made to a specific size and Manufactured by cutting into pieces of appropriate width and length for innerliner application in type tires. This inner liner is then ready for use as an element in the assembly of a pneumatic tire. Pneumatic tires typically consist of an outer surface containing tread and sidewall elements, an intermediate consisting of a number of plies containing tire reinforcing fibers (eg rayon, polyester, nylon or metal fibers) embedded in a rubbery matrix. It comprises a multilayer laminate comprising a carcass layer, a tie layer as described herein, an optional adhesive layer, and an inner liner layer. Tires are typically assembled on tire molding drums using the layers described above. After assembling the uncured tire with this drum, it is removed and placed in a heated mold. The mold includes an inflatable tire shaping bladder that is installed within the internal environment of the uncured tire. After closing the mold, it shapes the tire by inflating the bladder and pressing it against the inner surface of the closed mold during the initial stages of the curing process. The temperature of the tire is raised to the vulcanization temperature by heat in the bladder and the mold. The vulcanization temperature is typically about 100 ° C to about 250 ° C, preferably about 150 ° C to about 200 ° C. The curing time can vary from about 1 minute to several hours, preferably from about 5 minutes to 30 minutes. Cure time and temperature depend on a number of variables known in the art, including the composition of the tire components, the cure system in each of the layers, the overall tire size and thickness, and the like. Vulcanization parameters include test procedures and stress-strain tests, adhesion tests, flex tests, etc. described in ASTM D2048 (Rubber Properties Using Oscillating Disc Curing Meter—Standard Test Method for Vulcanization) It can be established with the help of various known laboratory test methods. Vulcanization of the assembled tire results in complete or substantially complete vulcanization or crosslinking of all elements or layers of the tire assembly, i.e., inner liner, carcass and outer tread and sidewall layers. In addition to the development of the desired strength properties of each layer and the overall structure, vulcanization enhances the adhesion between these elements, resulting in a cured, unitary tire with multiple layers separated from it. .
図1は、空気入りタイヤの空気透過防止又はインナーライナー層の配置の典型的な例を示す、タイヤの子午線に沿った半断面図である。図1に於いて、カーカス層2は、左ビードコア1と右ビードコア1(単純化のために、対称的断面図の片半分のみが含まれているので、第二ビードコアは示されていないことに注目されたい)との間に架かっている。カーカス層2の内側のタイヤ内表面上に、インナーライナー層3が設けられている。インナーライナー層とカーカス層との間に、本開示のタイ層5が介在している。インナーライナー層は3で示し、タイヤサイドウォールは4で示す。
FIG. 1 is a half-sectional view along the meridian of a tire showing a typical example of air permeation prevention or inner liner layer arrangement of a pneumatic tire. In FIG. 1, the
下記の実施例は、特許請求の範囲に記載した本開示の態様の特別の例示として示す。しかしながら、本開示は、実施例に記載された特別の詳細に限定されないことが理解されるべきである。実施例及び明細書中の全ての部及びパーセントは、他の方法で特定されていない限り、重量基準である。更に、性質の特別のセット、尺度の単位、条件、物理的状態又はパーセントを表すもののような、明細書又は特許請求の範囲中に挙げられた任意の数字の範囲は、そのように挙げられた任意の範囲内の数字の任意の部分集合を含む、このような範囲内に入る全ての数字を、参照又は他の方法により、文字通り明白にここに含めるように意図される。例えば、下限RL及び上限RUを有する数字範囲が開示されているときはいつでも、この範囲内に入る任意の数字Rが特に開示される。特に、この範囲内の下記の数字Rが、特に開示される。R=RL+k(RU−RL)(但し、kは、1%増分で、1%から100%までの範囲内の変数であり、例えば、kは、1%、2%、3%、4%、5%、・・・50%、51%、52%、・・・95%、96%、97%、98%、99%又は100%である)。更に、上記で計算されるとき、任意の2個のRの値によって表される任意の数字範囲も、特別に開示される。 The following examples are given as specific illustrations of the embodiments of the present disclosure as set forth in the claims. It should be understood, however, that the disclosure is not limited to the specific details set forth in the examples. All parts and percentages in the examples and specification are by weight unless otherwise specified. In addition, any numerical range recited in the specification or claims, such as those representing a particular set of properties, unit of measure, condition, physical state or percentage, is so recited. All numbers falling within such ranges, including any subset of numbers within any range, are intended to be explicitly included herein by reference or otherwise. For example, whenever a numerical range having a lower limit R L and an upper limit R U is disclosed, any number R falling within this range is specifically disclosed. In particular, the following number R within this range is specifically disclosed. R = R L + k (R U −R L ) (where k is a variable in the range of 1% to 100% in 1% increments, for example, k is 1%, 2%, 3% 4%, 5%, ... 50%, 51%, 52%, ... 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100%). Moreover, any numerical range represented by any two R values as calculated above is also specifically disclosed.
本開示の目的のために、特別の性質、特徴又は変数に関して他の方法で定義されていない限り、全ての規準、例えば性質、特徴又は変数に適用されるとき、用語「実質的に」は、当業者が、達成されるべき利益又は所望される条件若しくは性質が適合されると理解するような尺度で、記載された規準に適合することが意味される。 For the purposes of this disclosure, the term “substantially” when applied to all criteria, such as properties, features or variables, unless otherwise defined with respect to a particular property, feature or variable. It is meant to meet the stated criteria on a scale such that the person skilled in the art understands that the benefits to be achieved or the conditions or properties desired are met.
特許請求の範囲を含む明細書全体を通して、語「含んでなる(comprise)」及びその語の変形並びに「有する」、「含む」、「含有する」及びその変形は、それが関係する、名称を挙げた工程、要素又は材料が必須であるが、他の工程、要素又は材料を加えることができ、これらがなお、特許請求の範囲又は開示の範囲で構成、組成物又は工程を形成することを意味する。開示を説明する際に及び特許請求の範囲に於いて挙げられているとき、開示及び特許請求されたものは、追従し、潜在的により以上であるものと考えられることを意味する。これらの用語は、特に特許請求の範囲に適用されるとき、包括的又は制限が無く、追加の挙げられていない要素又は方法工程を排除しない。 Throughout the specification, including the claims, the word “comprise” and variations of that word as well as “having”, “including”, “including” and variations thereof refer to the name to which it relates. The listed steps, elements or materials are essential, but other steps, elements or materials can be added, and still form a composition, composition or step within the scope of the claims or disclosure. means. When describing a disclosure and when recited in the claims, what is disclosed and claimed means to follow and potentially be considered more than that. These terms, particularly when applied to the claims, are not exhaustive or limitative and do not exclude additional unlisted elements or method steps.
これに関連して、「から本質的になる(consisting essentially of)」は、本開示の基本的で新規な特徴を変える、任意の要素又は要素の組合せも及び任意の要素又は要素の組合せの如何なる量も排除することを意味する。従って、例えば高ジエンゴム又は他のポリマー若しくはポリマー組合せが、タイ層中でエポキシ化天然ゴムの排除のために使用される層状構造体(layered construction)及び/又は空気透過防止層が、エンジニアリング樹脂含有組成物を動的に加硫することによる以外の組成物から製造される層状構造体は排除されるであろう。同様に、再び例示目的のみのために、得られる層状構造体の適当なレベルの粘着強度及び加硫接着性を達成するのを阻害しない1種又はそれ以上の追加の添加剤を含むタイ層は排除されないであろう。例えば、それらが、層状構造体又はタイ層の粘着性、接着性又は空気もしくは流体透過性を著しく変えない範囲までの、少量の相溶化剤、老化防止剤、プロセスオイル又は他の低分子量添加剤は、なお使用することができるであろう。 In this context, “consisting essentially of” is any element or combination of elements and any combination of elements or elements that changes the fundamental and novel features of the present disclosure. It also means to exclude the amount. Thus, for example, a high-diene rubber or other polymer or polymer combination is used for the elimination of epoxidized natural rubber in the tie layer, and / or the layered construction and / or the air permeation prevention layer is an engineering resin-containing composition. Layered structures produced from compositions other than by dynamically vulcanizing the article would be excluded. Similarly, again for illustrative purposes only, a tie layer comprising one or more additional additives that does not interfere with achieving the appropriate level of tack strength and vulcanization adhesion of the resulting layered structure. It will not be excluded. For example, small amounts of compatibilizers, anti-aging agents, process oils or other low molecular weight additives to the extent that they do not significantly change the tack, adhesion or air or fluid permeability of the layered structure or tie layer Could still be used.
記載された態様を含む明細書を通して使用される単数形“a”、“an”及び“the”は、文脈が他の方法を明白に指定していない限り、複数の指示物を含む。従って、例えば「粘着付与剤」には、単数の粘着付与剤及び組み合わせた2種又はそれ以上の異なる粘着付与剤が含まれ、「エポキシ化天然ゴム」には、2種又はそれ以上のエポキシ化天然ゴムの混合物及び1種のエポキシ化天然ゴムなどが含まれる。 As used throughout the specification, including the described aspects, the singular forms “a”, “an”, and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, “tackifier” includes a single tackifier and two or more different tackifiers combined, and “epoxidized natural rubber” includes two or more epoxidations. Included are mixtures of natural rubber and one epoxidized natural rubber.
用語「約」は、関係する性質又は条件の値が、明細書及び特許請求の範囲に詳細に記載したような本開示の技術的目的(群)に妥当に容易に適合する限り、特に挙げたものよりも大きい及び小さい値を包含する。更に詳しくは、用語「約」は、変数のための修飾語として又は変数と結び付けて使用されるときに、本明細書中に開示された数値及び範囲が順応性であること並びに記載した範囲の外である又は単一の値とは異なっている、例えば濃度、量、含有量、炭素数、温度、圧力、性質、例えば密度、純度、強度、粘着性等を使用する、当業者による本開示の実施が、所望の結果、即ち、タイヤタイ層中に使用するために適しているエポキシ化天然ゴム、好ましくは少なくとも1種の粘着付与剤と組合せて含むエラストマー組成物(ここで、この組成物は、空気入りタイヤなどの構築に有用な、改良されたタイヤ組立粘着性、硬化した接着及び不透過性性質を有する)を達成するであろうことを伝えるように意図される。 The term “about” is specifically recited so long as the value of the property or condition concerned is reasonably readily compatible with the technical purpose (s) of the present disclosure as detailed in the specification and claims. Includes values larger and smaller than those. More specifically, the term “about” when used as a modifier for a variable or in conjunction with a variable indicates that the numerical values and ranges disclosed herein are flexible and is within the stated ranges. This disclosure by those skilled in the art using outside or different from a single value, eg concentration, amount, content, carbon number, temperature, pressure, properties such as density, purity, strength, stickiness etc. An elastomeric composition comprising a desired result, ie an epoxidized natural rubber suitable for use in a tire tie layer, preferably in combination with at least one tackifier, wherein the composition Is intended to convey that it will achieve improved tire assembly tack, cured adhesion, and impervious properties useful in the construction of pneumatic tires and the like.
代替態様に於いて、本明細書中に記載した組成物は、圧力容器、例えば流体(液体又は気体、例えば空気又は水)の大気圧よりも高い圧力を保持するように設計された任意の容器内で使用することができる。好ましくは、この容器は、少なくとも10psi、更に好ましくは少なくとも20psiの圧力を、230℃で24時間保持する。 In an alternative embodiment, the composition described herein can be a pressure vessel, such as any vessel designed to hold a pressure above the atmospheric pressure of a fluid (liquid or gas, such as air or water). Can be used within. Preferably, the vessel holds a pressure of at least 10 psi, more preferably at least 20 psi, at 230 ° C. for 24 hours.
下記の実施例に従って組成物を製造した。使用したそれぞれの成分の量は、組成物中に存在する100部のゴム当たりの部(phr)基準である。下記の市販の製品を、実施例の組成物中に使用した成分のために使用した。 A composition was prepared according to the following examples. The amount of each component used is based on parts per hundred (phr) of rubber present in the composition. The following commercial products were used for the ingredients used in the example compositions:
表Iに列挙した組成物又は配合物に従って、比較例1〜6を、バンバリー(登録商標)内部ミキサーを使用して製造し、標準的非DVA混合手順を使用して混合した。典型的な混合サイクルに於いて、バンバリー内部ミキサーを40℃と60℃との間に予熱し、ポリマーを添加し、混合する。1分間で、(硬化剤を除く)成分の残りを添加し、混合を、約130℃〜約150℃の温度まで続け、この時点で、組成物を排出し、冷却する。次いで、冷却した材料を、硬化系成分が反応を起す温度より低い温度のバンバリーミキサー内に入れ戻し、硬化系の成分を、バンバリーミキサー内の組成物に添加し、組成物を約100℃の温度まで混合し、次いでミキサーから放出し(dumped)、冷却する。 In accordance with the compositions or formulations listed in Table I, Comparative Examples 1-6 were prepared using a Banbury® internal mixer and mixed using a standard non-DVA mixing procedure. In a typical mixing cycle, the Banbury internal mixer is preheated between 40 ° C. and 60 ° C., the polymer is added and mixed. In 1 minute, the rest of the ingredients (excluding the curing agent) are added and mixing is continued to a temperature of about 130 ° C. to about 150 ° C., at which point the composition is drained and cooled. The cooled material is then placed back into the Banbury mixer at a temperature below that at which the curing system component reacts, the curing system component is added to the composition in the Banbury mixer, and the composition is heated to a temperature of about 100 ° C. And then dumped from the mixer and cooled.
表Iの組成物の性能を評価するために使用した試験法並びにそれに続く表について以下に説明する。 The test methods used to evaluate the performance of the compositions in Table I and the tables that follow are described below.
DVAに対する接着試験
表IIIに示すDVAフィルム(厚さ200μm)を表Iに示す2mmの未加硫ゴムシートの上に置き180℃で10分間加硫させた。これを上島製作所製のデマッチャクラックテスターにセットし、60mmチャック距離及び10mmストロークを用いて500,000サイクルの間連続引張歪を繰り返しかけた。ナイフカット部分からのフィルムの剥離を肉眼で観察し、以下の基準で評価した。
++ フィルムの剥離なし
+ カット部からの僅かな剥離あり(但し破壊はしていない)
− カット部からの著しい剥離及び界面剥離発生
Adhesion Test to DVA A DVA film (thickness: 200 μm) shown in Table III was placed on a 2 mm unvulcanized rubber sheet shown in Table I and vulcanized at 180 ° C. for 10 minutes. This was set in a dematcher crack tester manufactured by Ueshima Seisakusho and subjected to continuous tensile strain for 500,000 cycles using a 60 mm chuck distance and a 10 mm stroke. The peeling of the film from the knife cut portion was observed with the naked eye and evaluated according to the following criteria.
++ No peeling of film + Slight peeling from cut (but not broken)
-Significant peeling from the cut and interfacial peeling
ジエンゴムに対する粘着試験
表Iに示す未加硫ゴムシートを測定装置の頂部にセットした。測定装置の取付位置の底部サンプル(DVAフィルム、例えばタイヤインナーライナー又は他の流体透過防止層の組成)に貼付けたゴムシートを未加硫シートと一緒にプレスした。DVAフィルムからのシートの剥離に必要な力を粘着性として報告する。測定装置は東洋精器製作所製のPICMAタックテスターであり、測定は以下の条件で実施した。
参照サンプル(頂部)寸法:12.7mm×152mm
プレス力:4.90N
剥離速度:120mm/min
プレス時間;10秒
温度:20℃
湿度:65%
Adhesion Test for Diene Rubber An unvulcanized rubber sheet shown in Table I was set on the top of the measuring device. The rubber sheet affixed to the bottom sample (DVA film such as a tire inner liner or other fluid permeation prevention layer composition) at the mounting position of the measuring device was pressed together with the unvulcanized sheet. The force required to peel the sheet from the DVA film is reported as tacky. The measuring device was a PICMA tack tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, and the measurement was performed under the following conditions.
Reference sample (top) dimensions: 12.7 mm x 152 mm
Press force: 4.90N
Peeling speed: 120mm / min
Press time: 10 seconds Temperature: 20 ° C
Humidity: 65%
表Iaに記載の組成又は配合に従って、前述のようにして表Iに示す組成に対して本開示の組成物を調製した。 Compositions of the present disclosure were prepared for the compositions shown in Table I as described above according to the compositions or formulations described in Table Ia.
表IIに示すジエンゴム組成物を表I及び表Iaの組成に対して前述のようにして調製した。 The diene rubber compositions shown in Table II were prepared as described above for the compositions in Table I and Table Ia.
表IIIに示す熱可塑性DVA組成物は以下のようにして調製した。
熱可塑性エラストマーインナーライナー層を、動的加硫混合法及び2軸押出機を用いて230℃で、調製した。DVAを、EP0969039の「Production of Thermoplastic Elastomer Composition θ」と題する部分に記載の方法に従って、調製した。エラストマー成分及び加硫系をニーダーに供給し、約3.5分間混合し、そして約90℃で排出して加硫系を有するエラストマー成分を調製した。次に、混合物をゴム用ペレタイザーでペレット化した。続いて、エラストマー成分及び樹脂成分を2軸混合押出機に供給して動的加硫して熱可塑性エラストマー組成物を調製した。
The thermoplastic DVA compositions shown in Table III were prepared as follows.
A thermoplastic elastomer innerliner layer was prepared at 230 ° C. using a dynamic vulcanization mixing method and a twin screw extruder. DVA was prepared according to the method described in the section entitled “Production of Thermoplastic Elastomer Composition θ” in EP0969039. The elastomer component and vulcanization system were fed to a kneader, mixed for about 3.5 minutes, and discharged at about 90 ° C. to prepare an elastomer component having a vulcanization system. The mixture was then pelletized with a rubber pelletizer. Subsequently, the elastomer component and the resin component were supplied to a twin-screw mixing extruder and dynamically vulcanized to prepare a thermoplastic elastomer composition.
本明細書中に記載した全ての文書は、全ての優先文書及び/又は試験手順を含めて、それらが本明細書と矛盾しない範囲まで、本明細書に参照して含める。本開示の原理、好ましい態様及び操作のモードを、明細書に記載した。本明細書中に本発明を特別の態様を参照して記載したけれども、これらの態様は、本開示の原理及び応用の単なる例示であることが理解されるべきである。従って、付属する特許請求の範囲によって定義されたような、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、例示態様に対して多数の修正を行うことができること及び他の配置を案出できることが理解されるべきである。同様に、用語「からなる」は、オーストラリア法律の目的のために用語「含む」と同義であると考えられる。 All documents mentioned in this specification, including all priority documents and / or test procedures, are hereby incorporated by reference to the extent they do not conflict with this specification. The principles, preferred embodiments and modes of operation of the present disclosure have been described in the specification. Although the invention herein has been described with reference to particular embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present disclosure. Accordingly, it is understood that numerous modifications can be made to the exemplary embodiments and other arrangements can be devised without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined by the appended claims. It should be. Similarly, the term “consisting of” is considered synonymous with the term “including” for purposes of Australian law.
Claims (78)
(1)約10〜約70重量部のエポキシ化天然ゴム、
(2)約30〜約90重量部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、
(3)約20〜約90重量部の少なくとも1種の充填材、
(4)約1〜約20重量部の少なくとも1種の粘着付与剤及び
(5)少なくとも約0.2〜約15重量部のエラストマー及びゴム用の硬化系の混合物を含んでなり、前記流体透過防止層が、25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)又はそれ以下の空気透過係数及び1〜500MPaのヤング率を有するポリマー組成物を含んでなり、前記ポリマー組成物が、
(A)ポリマー組成物の全重量基準で、少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)又はそれ以下の空気透過係数及び500MPaよりも大きいヤング率を有する、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリニトリル樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリビニル樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂及びイミド樹脂からなる群から選択される熱可塑性エンジニアリング樹脂成分並びに
(B)ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)よりも大きい空気透過係数及び500MPa又はそれ以下のヤング率を有する、ジエンゴム及びその水素化物、ハロゲン含有ゴム、シリコーンゴム、硫黄含有ゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム、アクリルゴム、アイオノマー及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択されるエラストマー成分
を含んでなり、成分(A)及び成分(B)の全量が、ポリマー組成物の全重量基準で、30重量%又はそれ以上であり、エラストマー成分(B)が、加硫された状態又は部分的に加硫された状態で、不連続相として、ポリマー組成物中の熱可塑性樹脂成分(A)のマトリックス中に分散されており、
前記少なくとも1種の粘着付与剤の量及び種類が、前記層間の適切な接着を与えるための量で、架橋の前に、隣接する層に対して前記タイ層が実質的な離層を生ずることなく、前記多層構造の組立を可能にするのに十分な未硬化接着強度を与えて所望の多層構造を生成させるのに有効なものである前記組成物。 A vulcanizable layered composition comprising at least two layers and at least one tie layer, the first of the two layers including a fluid permeation prevention layer and the second of the two layers at least Containing one high diene rubber and the tie layer is 100 parts by weight of rubber in the mixture,
(1) about 10 to about 70 parts by weight of epoxidized natural rubber,
(2) about 30 to about 90 parts by weight of at least one high diene elastomer;
(3) about 20 to about 90 parts by weight of at least one filler;
(4) about 1 to about 20 parts by weight of at least one tackifier, and (5) at least about 0.2 to about 15 parts by weight of a mixture of elastomer and rubber curing system, said fluid permeation The prevention layer comprises a polymer composition having an air permeability coefficient of 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or lower and a Young's modulus of 1 to 500 MPa, ,
(A) At least 10% by weight, based on the total weight of the polymer composition, at least one air permeability coefficient of 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or lower and 500 MPa A thermoplastic engineering resin component selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyester resin, a polynitrile resin, a polymethacrylate resin, a polyvinyl resin, a cellulose resin, a fluororesin, and an imide resin, and (B) a polymer composition Having an air permeability coefficient greater than 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) and a Young's modulus of 500 MPa or less, at least 10% by weight, based on the total weight of Diene rubber and its hydride, halogen-containing rubber, silicone rubber, Comprising an elastomer component selected from the group consisting of yellow-containing rubber, fluororubber, hydrin rubber, acrylic rubber, ionomer and thermoplastic elastomer, wherein the total amount of component (A) and component (B) is the total weight of the polymer composition The thermoplastic resin component (30% by weight or more) in the polymer composition as a discontinuous phase when the elastomer component (B) is vulcanized or partially vulcanized. Dispersed in the matrix of A),
The amount and type of the at least one tackifier is such that it provides adequate adhesion between the layers, and the tie layer substantially delaminates adjacent layers prior to crosslinking. And the composition is effective to provide a desired multilayer structure with sufficient uncured adhesive strength to allow assembly of the multilayer structure.
(B)エンジニアリング樹脂とイソオレフィン及びパラ−アルキルスチレンのコポリマーとの動的に加硫されたアロイを含む第二層並びに
(C)(1)約10〜約70重量部のエポキシ化天然ゴム、
(2)約30〜約90重量部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、
(3)約20〜約90重量部の少なくとも1種の充填材、
(4)約1〜約20phr(100部当たりの部数)の少なくとも1種の粘着付与剤及び
(5)少なくとも約0.2〜約15phr(ゴム100部当たりの部数)の前記エラストマー及びゴム用の硬化系の混合物を含んでなるタイ層を含んでなる物品であって、前記タイ層が前記第一層と前記第二層との間に配置されており、前記少なくとも1種の粘着付与剤の量及び種類が、前記層間の適切な接着を与えるための量で、架橋の前に、隣接する層に対して前記タイ層が実質的な離層を生ずることなく、前記物品の組立を可能にするのに十分な未硬化接着強度を与えて所望の物品を生成させるのに有効なものである物品。 (A) a first layer containing an elastomer,
(B) a second layer comprising a dynamically vulcanized alloy of an engineering resin and a copolymer of isoolefin and para-alkylstyrene; and (C) (1) about 10 to about 70 parts by weight of epoxidized natural rubber;
(2) about 30 to about 90 parts by weight of at least one high diene elastomer;
(3) about 20 to about 90 parts by weight of at least one filler;
(4) about 1 to about 20 phr (parts per 100 parts) of at least one tackifier; and (5) at least about 0.2 to about 15 phr (parts per 100 parts of rubber) of the elastomer and rubber. An article comprising a tie layer comprising a curable mixture, the tie layer being disposed between the first layer and the second layer, wherein the at least one tackifier The amount and type is sufficient to provide adequate adhesion between the layers, allowing assembly of the article without substantial detachment of the tie layer relative to adjacent layers prior to crosslinking. Articles that are effective in providing the desired article with sufficient uncured adhesive strength to do.
(A)(1)約10〜約70重量部の少なくとも1種のハロゲン化イソブチレン含有エラストマー、
(2)約30〜約90重量部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、
(3)約20〜約90重量部の少なくとも1種の充填材、
(4)約1〜約20phr(100部当たりの部数)の少なくとも1種の粘着付与剤及び
(5)少なくとも約0.1〜約15重量部の前記エラストマー及びゴム用の硬化系の混合物を含んでなる組成物からタイ層を形成する工程、
(B)ハロゲン化イソモノオレフィン含有エラストマー及びエンジニアリング樹脂を含むインナーライナー層を形成する工程、
(C)前記タイ層を前記カーカス要素と接触させて、ラミネート構造体を形成する工程、
(D)前記インナーライナー層を、前記タイ層と接触させて、更なるラミネート構造体を形成する工程、ここで、前記少なくとも1種の粘着付与剤の量及び種類は、前記層間の適切な接着を与えるための量で、架橋の前に、インナーライナー層又は前記カーカス要素に対して前記タイ層が実質的な離層を生ずることなく、前記タイヤの組立を可能にするために十分な未硬化接着強度を与えて所望のタイヤを生成させるのに有効なものであり、そして(E)前記構造体を、約100℃〜約250℃の温度で、前記構造体を実質的に加硫させるために十分な時間及び圧力下でタイヤの所望の形状に加熱し、成形する工程を含む方法。 A method for producing a pneumatic tire comprising a carcass element containing a high diene rubber and an inner liner layer as the innermost layer of the pneumatic tire, comprising 100 parts by weight of rubber in the mixture,
(A) (1) about 10 to about 70 parts by weight of at least one halogenated isobutylene-containing elastomer,
(2) about 30 to about 90 parts by weight of at least one high diene elastomer;
(3) about 20 to about 90 parts by weight of at least one filler;
(4) about 1 to about 20 phr (parts per 100 parts) of at least one tackifier; and (5) at least about 0.1 to about 15 parts by weight of a mixture of the elastomer and rubber curing system. Forming a tie layer from a composition comprising:
(B) forming an inner liner layer containing a halogenated isomonoolefin-containing elastomer and an engineering resin;
(C) contacting the tie layer with the carcass element to form a laminate structure;
(D) contacting the inner liner layer with the tie layer to form a further laminate structure, wherein the amount and type of the at least one tackifier is the appropriate adhesion between the layers Sufficient to allow assembly of the tire without substantial delamination of the tie layer to the innerliner layer or the carcass element prior to crosslinking in an amount to provide Effective in providing desired strength by providing adhesive strength, and (E) substantially vulcanizing the structure at a temperature of about 100 ° C. to about 250 ° C. Heating and shaping the tire into the desired shape under sufficient time and pressure.
(A)ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、約25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)又はそれ以下の空気透過係数及び500MPaよりも大きいヤング率を有する、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリニトリル樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリビニル樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂及びイミド樹脂からなる群から選択される熱可塑性樹脂成分並びに
(B)前記ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、約25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)よりも大きい空気透過係数及び500MPa又はそれ以下のヤング率を有する、ジエンゴム及びその水素化物、ハロゲン含有ゴム、シリコーンゴム、硫黄含有ゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム、アクリルゴム、アイオノマー及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択されるエラストマー成分を含んでなり、成分(A)及び成分(B)の全量(A)+(B)が、前記ポリマー組成物の全重量基準で、約30重量%又はそれ以上であり、エラストマー成分(B)が、加硫された状態で、不連続相として、前記ポリマー組成物中の熱可塑性樹脂成分(A)のマトリックス中に分散されている空気透過防止層、
(ii)前記空気透過防止層の少なくとも1つの表面に対面している層並びに
(iii)前記空気透過防止層と層(ii)との間に重ねられているタイ層、前記タイ層は、混合物中のゴム100重量部に対し、
(1)約10〜約70重量部のエポキシ化天然ゴム、
(2)約30〜約90重量部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、
(3)約20〜約90重量部の少なくとも1種の充填材、
(4)約1〜約20phr(100部当たりの部数)の少なくとも1種の粘着付与剤及び
(5)少なくとも約0.1〜約15phr(ゴム100部当たりの部数)の前記エラストマー及びゴム用の硬化系
の混合物を含んでなる空気入りタイヤであって、前記少なくとも1種の粘着付与剤の量及び種類が、前記層間の適切な接着を与えるための量で、架橋の前に、インナーライナー層又はカーカス要素に対して前記タイ層が実質的な離層を生ずることなく、前記タイヤの組立を可能にするのに十分な未硬化接着強度を与えて所望のタイヤを製造するのに、有効なものである空気入りタイヤ。 (I) An air permeation prevention layer comprising a polymer composition having an air permeability coefficient of about 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or less and a Young's modulus of about 1 to about 500 MPa. The layer of the polymer composition is
(A) at least 10% by weight, based on the total weight of the polymer composition, of at least one air permeability coefficient of about 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or less and 500 MPa A thermoplastic resin component selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyester resin, a polynitrile resin, a polymethacrylate resin, a polyvinyl resin, a cellulose resin, a fluororesin, and an imide resin, and (B) the polymer composition Having an air permeability coefficient greater than about 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) and a Young's modulus of 500 MPa or less, at least 10% by weight, based on the total weight of , Diene rubber and its hydride, halogen-containing rubber, silicone rubber, sulfur-containing rubber An elastomer component selected from the group consisting of fluorine rubber, hydrin rubber, acrylic rubber, ionomer and thermoplastic elastomer, wherein the total amount of component (A) and component (B) (A) + (B) is the polymer. The thermoplastic resin component (A) in the polymer composition is about 30% by weight or more based on the total weight of the composition, and the elastomer component (B) is in a vulcanized state as a discontinuous phase. An air permeation prevention layer, dispersed in a matrix of
(Ii) a layer facing at least one surface of the air permeation prevention layer; and (iii) a tie layer stacked between the air permeation prevention layer and the layer (ii), the tie layer comprising a mixture For 100 parts by weight of rubber inside
(1) about 10 to about 70 parts by weight of epoxidized natural rubber,
(2) about 30 to about 90 parts by weight of at least one high diene elastomer;
(3) about 20 to about 90 parts by weight of at least one filler;
(4) about 1 to about 20 phr (parts per 100 parts) of at least one tackifier; and (5) at least about 0.1 to about 15 phr (parts per 100 parts of rubber) of the elastomer and rubber. A pneumatic tire comprising a curable mixture, wherein the amount and type of the at least one tackifier is an amount to provide adequate adhesion between the layers, and before the crosslinking, the inner liner layer Or effective in producing the desired tire with sufficient uncured adhesive strength to allow assembly of the tire without substantial delamination of the tie layer to the carcass element. Pneumatic tires that are things.
(1)約10〜約70重量部のエポキシ化天然ゴム、
(2)約30〜約90重量部の少なくとも1種の高ジエンエラストマー、
(3)約20〜約90重量部の少なくとも1種の充填材、
(4)約1〜約20phr(100部当たりの部数)の少なくとも1種の粘着付与剤及び
(5)少なくとも約0.1〜約15phr(ゴム100部当たりの部数)の前記エラストマー及びゴム用の硬化系の混合物を含んでなり、前記少なくとも1種の粘着付与剤の量及び種類が前記層の間の適切な接着を与えるための量で、架橋の前に、隣接する層に対して前記タイ層が実質的な離層を生ずることなく、前記加硫性層状構造体の組立を可能にするのに十分な未硬化接着強度を与えて所望の加硫性層状構造体を、生成させるのに有効なものであり、前記流体透過防止層が1〜500MPaのヤング率を有するポリマー組成物を含み、前記ポリマー組成物の層が、
(A)ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、500MPaよりも大きいヤング率を有する、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリニトリル樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリビニル樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂及びイミド樹脂からなる群から選択される熱可塑性樹脂成分並びに
(B)ポリマー組成物の全重量基準で少なくとも10重量%の、少なくとも1種の、500MPa又はそれ以下のヤング率を有し、ジエンゴム及びその水素化物、ハロゲン含有ゴム、シリコーンゴム、硫黄含有ゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム、アクリルゴム、アイオノマー及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択されるエラストマー成分を含んでなり、成分(A)及び成分(B)の全量(A)+(B)が、ポリマー組成物の全重量基準で、30重量%又はそれ以上であり、エラストマー成分(B)が、加硫された状態で、不連続相として、ポリマー組成物中の熱可塑性樹脂成分(A)のマトリックス中に分散している構造体。 A vulcanizable layered structure comprising at least two layers and at least one tie layer, wherein one of the two layers comprises a fluid permeation prevention layer and the second layer of the at least two layers is at least one kind. Comprising high diene rubber, wherein the tie layer is based on 100 parts by weight of rubber in the mixture;
(1) about 10 to about 70 parts by weight of epoxidized natural rubber,
(2) about 30 to about 90 parts by weight of at least one high diene elastomer;
(3) about 20 to about 90 parts by weight of at least one filler;
(4) about 1 to about 20 phr (parts per 100 parts) of at least one tackifier; and (5) at least about 0.1 to about 15 phr (parts per 100 parts of rubber) of the elastomer and rubber. A mixture of curing systems, wherein the amount and type of the at least one tackifier is an amount to provide adequate adhesion between the layers, and the tie to the adjacent layer prior to crosslinking. To produce the desired vulcanizable layered structure with sufficient uncured adhesive strength to allow assembly of the vulcanizable layered structure without causing substantial delamination of the layer. Effective, wherein the fluid permeation prevention layer comprises a polymer composition having a Young's modulus of 1 to 500 MPa, and the layer of the polymer composition comprises:
(A) at least 10% by weight based on the total weight of the polymer composition, at least one polyamide resin, polyester resin, polynitrile resin, polymethacrylate resin, polyvinyl resin, cellulose resin having a Young's modulus greater than 500 MPa, A thermoplastic resin component selected from the group consisting of a fluororesin and an imide resin; and (B) at least 10% by weight, based on the total weight of the polymer composition, of at least one 500 MPa or less Young's modulus; Comprising an elastomer component selected from the group consisting of diene rubber and its hydride, halogen-containing rubber, silicone rubber, sulfur-containing rubber, fluorine rubber, hydrin rubber, acrylic rubber, ionomer and thermoplastic elastomer, component (A) and component The total amount of (B) (A) + (B) is The thermoplastic resin component (A) in the polymer composition is 30% by weight or more based on the total weight of the polymer composition, and the elastomer component (B) is in a vulcanized state as a discontinuous phase. Structures dispersed in a matrix.
(A)ポリマー組成物の全重量基準で約40重量部の、約25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)又はそれ以下の空気透過係数及び500MPaよりも大きいヤング率を有するナイロン6/66コポリマーポリアミド樹脂成分並びに
(B)前記ポリマー組成物の全重量基準で約60重量部の、約25×10-12cc・cm/cm2 sec cmHg(30℃)よりも大きい空気透過係数及び500MPa又はそれ以下のヤング率を有する、約1.2重量%の臭素を含有するイソブチレン及び約7.5重量%のパラ−メチルスチレンの臭素化ランダムエラストマーコポリマーを含んでなり、エラストマー成分(B)が、加硫された状態で、不連続相として、前記ポリマー組成物中のポリアミド樹脂成分(A)のマトリックス中に分散されており、
(ii)前記空気透過防止層の少なくとも1個の表面に対面している少なくとも1種の高ジエンエラストマーを含む層並びに
(iii)前記空気透過防止層と層(ii)との間に重ねられているタイ層(このタイ層は混合物中のゴム100重量部に対して、
(1)約50モル%のエポキシドを含む約40重量部のエポキシ化天然ゴム、
(2)約60重量部の天然ゴム、
(3)約50重量部のカーボンブラック、
(4)約6重量部のロジン、
(5)約15重量部のアセチレンp−tert−ブチルフェノール縮合生成物並びに
(6)約7.5重量部の前記ゴム用の硬化系
の混合物を含んでなる空気入りタイヤ。 (I) An air permeation prevention layer comprising a polymer composition having an air permeability coefficient of about 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or less and a Young's modulus of about 1 to about 500 MPa. A layer of the polymer composition
(A) about 40 parts by weight, based on the total weight of the polymer composition, having an air permeability coefficient of about 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) or less and a Young's modulus greater than 500 MPa. A nylon 6/66 copolymer polyamide resin component having (B) about 60 parts by weight based on the total weight of the polymer composition, air greater than about 25 × 10 −12 cc · cm / cm 2 sec cmHg (30 ° C.) An elastomer component comprising a brominated random elastomeric copolymer of isobutylene containing about 1.2 wt% bromine and about 7.5 wt% para-methylstyrene having a permeability coefficient and a Young's modulus of 500 MPa or less; The matrix of the polyamide resin component (A) in the polymer composition as a discontinuous phase in a vulcanized state (B) They are dispersed in,
(Ii) a layer comprising at least one high diene elastomer facing at least one surface of the air permeation prevention layer; and (iii) layered between the air permeation prevention layer and the layer (ii). Tie layer (this tie layer is based on 100 parts by weight of rubber in the mixture,
(1) about 40 parts by weight of epoxidized natural rubber containing about 50 mol% of epoxide,
(2) about 60 parts by weight of natural rubber,
(3) about 50 parts by weight of carbon black,
(4) about 6 parts by weight of rosin,
(5) A pneumatic tire comprising about 15 parts by weight of an acetylene p-tert-butylphenol condensation product and (6) about 7.5 parts by weight of the rubber curing system mixture.
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