JP2012162741A

JP2012162741A - 濡れすべり抵抗が改良されたエラストマーコンパウンド及び濡れすべり抵抗を改良する方法

Info

Publication number: JP2012162741A
Application number: JP2012108769A
Authority: JP
Inventors: Meng-Jiao Wang; ワン，メン−ジァオ; Yakov Kutsovsky; クツォブスキー，ヤコブ; Steven R Reznek; アール．レズネク，スティーブン; Khaled Mahmud; ムハマド，カールド
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: AU7754800A; WO2001027192A1; JP2003511535A; US20020132901A1; EP1237999A1; JP5443539B2; US6469089B2

Abstract

【課題】得られるエラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良するために、少なくとも１種のエラストマー成分、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、及び少なくとも１種の強化充填材を含有するエラストマー組成物を開示する。
【解決手段】この濡れすべり促進充填材は、大きいモース硬さ及び大きい粒度によって特徴付けられる。得られるエラストマー組成物は、濡れすべり促進充填材を伴わない同じ組成物と比較して改良された濡れすべり抵抗性を示す。このエラストマー組成物から作られる物品、濡れすべり抵抗性を改良する方法、及び濡れすべり抵抗性材料を作る方法も開示している。
【選択図】なし

Description

本発明は、濡れすべり抵抗（ｗｅｔｓｋｉｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の改良、特に濡れすべり抵抗を改良する方法及び濡れすべり抵抗性が改良されたエラストマーコンパウンドに関する。また本発明は、濡れすべり抵抗を促進するためのエラストマーコンパウンドの調製方法に関する。

カーボンブラックは、エラストマーコンパウンドの強化剤として広く使用されている。シリカも、エラストマーのための強化剤として使用されている。しかしながら、エラストマーのための強化剤としての単独のシリカの使用は、単独のカーボンブラックで得られる結果と比較して劣っている。シリカをシランカップリング剤及びエラストマーと組み合わせる場合、コンパウンドの性質はかなり改良される。乗用車のタイヤトレッド（ｔｒｅａｄ）コンパウンドに導入する場合、そのようなエラストマーコンパウンドは、転がり抵抗と濡れすべり抵抗との改良された性質を示す。更に表面積が１００〜２５０ｍ^２／ｇのシリカは、強化のために便利に使用することができる。しかしながら、主要な強化剤としてシリカを含有しているコンパウンドは、熱伝導性が低く、電気抵抗が大きく、加工性が低く、且つ混合装置に有意の機械的摩耗をもたらす。更に、強化充填剤として純粋なシリカのみを使用する場合、対応する高価なカップリング剤の比較的多量の使用による比較的高いコンパウンドの費用をもたらす。従ってシリカは、カーボンブラックとの配合物で使用されることが多い。カーボンブラックとシリカの従来の配合物は、適当な量のカップリング剤とともに純粋なシリカを使用する場合と比較して、濡れすべり抵抗と転がり抵抗の適当な釣り合いをもたらす。

従って、他の性質を低下させずに、濡れすべり抵抗を改良する方法の開発が必要とされている。

本発明は部分的に、改良された濡れすべり抵抗を示すエラストマー組成分に関する。この組成分は、エラストマー材料、例えばタイヤ又はその部分、ホース、ベルト、ワイパーブレード、シール、ガスケット、履き物、マット及び成形押出体を作るのに有益である。また本発明は、エラストマー成分及び強化充填材を含有するエラストマー組成物の濡れすべり抵抗を改良する方法に関する。本発明は部分的に、少なくとも１種のエラストマー成分、少なくとも１種の強化充填材及び少なくとも１種の濡れすべり促進充填材を含有するエラストマー組成物に関する。

本発明は更に、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、
（ｃ）ＢＥＴ表面積が約８０ｍ^２／ｇ又はそれよりも大きい、少なくとも１種の強化充填材、及び
（ｄ）表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の充填材、
を含有する組成物に関し、ここで（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は互いに異なっている。

また本発明は更に、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、非アルミニウム含有充填材である少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくともシリカを含む少なくとも１種の強化充填材、
を含有する組成物に関する。

また本発明は更に、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、並びに
（ｃ）（１）ケイ素含有種相及び炭素相を有する結合体、（２）金属含有種相及び炭素相を有する結合体、（３）少なくとも１つの有機基が結合した炭素生成物、若しくは（４）シリカをコーティングされたカーボンブラック、又はそれらの組み合わせから選択される、少なくとも１種の充填材、
を含有する組成物に関する。

また本発明は更に、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）ＢＥＴ表面積が約４０ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１つのタイプのシリカ、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の強化充填材、
を含有する組成物に関する。

また本発明は更に、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、アルミニウム及びシリカを含有しない少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、並びに
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の強化充填材、
を含有する組成物に関する。

上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方が例示であり説明に過ぎないことが理解される。これらは、特許請求の範囲で示される本発明を更に説明することを意図している。

本発明は一般に、少なくとも１種のエラストマー成分、及び少なくとも２種の充填材を含有するエラストマー組成物に関する。ここでこの少なくとも２種の充填材うちの１種は、濡れすべり促進充填材である。

本発明の様々な特定の態様としては以下の態様を挙げることができる。これらの態様のそれぞれは、少なくとも１種のエラストマー成分、並びに少なくとも１種の濡れすべり促進充填材及び好ましくは強化充填材である第２の充填材を含有している。

第１の態様では、組成物は、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、
（ｃ）ＢＥＴ表面積が約８０ｍ^２／ｇ又はそれよりも大きい、少なくとも１種の強化充填材、及び
（ｄ）表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の充填材、
を含有している。ここで（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は互いに異なっている。

第２の態様では、組成物は、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、非アルミニウム含有充填材である少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくともシリカを含む少なくとも１種の強化充填材、
を含有する。

第３の態様では、組成物は、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、並びに
（ｃ）（１）ケイ素含有種相及び炭素相を有する結合体、（２）金属含有種相及び炭素相を有する結合体、（３）少なくとも１つの有機基が結合した炭素生成物、若しくは（４）シリカをコーティングされたカーボンブラック、又はそれらの組み合わせから選択される、少なくとも１種の充填材、
を含有する。

第４の態様では、組成物は、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）ＢＥＴ表面積が約４０ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１つのタイプのシリカ、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の強化充填材、
を含有する。

第５の態様では、組成物は、
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、アルミニウム及びシリカを含有しない少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、並びに
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の強化充填材、
を含有する。

上述の組成物の任意のものについて、濡れすべり促進充填材は任意の量で存在していてよい。好ましくはこの量は、濡れすべり促進充填材を伴わない同じエラストマー組成物と比較して、得られるエラストマー組成物の濡れすべり抵抗を改良又は増加させるのに十分な量である。

コンパウンドの所望の性質に依存して、濡れすべり促進充填材は、好ましくはエラストマー組成物中のエラストマー成分の全量１００重量部に対して、１重量部〜約６０重量部（すなわち約１ｐｈｒ〜約６０ｐｈｒ）、より好ましくはエラストマー成分の全量１００重量部に対して、約１０重量部〜約４０重量部の量で加える。

少なくとも１種の濡れすべり促進充填材は、モース硬さが約４．５超で且つ典型的にＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満、より好ましくは約８０ｍ^２／ｇ未満、更により好ましくは約４０ｍ^２／ｇ未満である。好ましい範囲は、約５ｍ^２／ｇ〜約１００ｍ^２／ｇ未満、より好ましくは約１０ｍ^２／ｇ〜約６０ｍ^２／ｇである。濡れすべり促進充填材は、シリカ、ＳｉＣ等でよい。好ましくは濡れすべり促進充填材は、水酸化アルミニウムのようなアルミニウム含有充填材ではない。上述の特定の場合には、濡れすべり促進充填材は、シリカ以外及び／又はアルミニウム含有充填材、マグネシウム含有充填材若しくはＴｉ含有充填材以外の濡れすべり促進充填材である。濡れすべり促進充填材は、エラストマー組成物中に存在するときに、得られるエラストマー組成物の濡れすべり抵抗を改良する能力を有する。１又は複数の異なるタイプの濡れすべり促進充填材を使用することができる。

少なくとも１種のエラストマー成分に関して、任意の従来のエラストマー成分を使用することができる。本発明の組成物を作るために濡れすべり促進充填材と共に使用することができるエラストマー組成物としては、１又は複数のエラストマー成分を含有するエラストマー組成物を挙げることができる。２又はそれよりも多くのエラストマー成分がエラストマー組成物中に存在する場合、充填材を１又は複数のエラストマー成分と組み合わせる前又は後に、この２又はそれよりも多くのエラストマー成分を配合、混合及び／又は架橋させることができる。ここで「エラストマー成分」という用語は、単一のエラストマー又はゴム材料に限定されず、互いに混合、配合及び／又は架橋させた２又はそれよりも多くのエラストマー又はゴムを包含するものである。

充填材又は充填材の配合物を加えることができるエラストマー組成物としては、限定するわけではないが、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、そのようなエラストマーの油展（ｏｉｌｅｘｔｅｎｄｅｄ）誘導体、又はそれらの配合、混合若しくはコポリマーを挙げることができる。エラストマー組成物は好ましくは、ジエン含有モノマーから誘導した少なくとも１種のポリマー又はコポリマーを含むことができる。好ましくはエラストマー組成物は、天然ゴム；シス−１，４−ポリイソプレン；シス−３，４−ポリイソプレン；シス−１，４−ポリブタジエン；約１５重量％〜約８５重量％のビニル１，２成分を含む中及び高ビニルポリブタジエン；イソプレン及びブタジエンを含むコポリマー；イソプレン及びビニル芳香族（例えばスチレン）モノマーを含むコポリマー；ブタジエン及びビニル芳香族モノマー及び随意のアクリロニトリルを含むコポリマー；イソプレン、ブタジエン及びビニル芳香族モノマーを含むターポリマー；溶液又はエマルション重合プロセスによって作られるポリマー；並びに少なくとも２種のモノマーを含むポリマー、例えばランダムポリマー又はブロックポリマーを含むことができる。

好ましくは組成物は、ジエン含有ポリマーを含むことができ、またジエン含有ポリマーの架橋のために硫黄含有又はペルオキシド含有架橋剤を更に含むことができる。

更に、エラストマー組成物は、ブチルゴム；ハロブチルゴム（例えばクロロブチル又はブロモブチルゴム）；ビニル芳香族モノマー、例えば好ましくはスチレン、αメチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルピリジンと重合させたイソブチレン；イソブチレン／メチルスチレンコポリマーの臭素化によって作られるイソブチレン、メチルスチレン、ブロモメチルスチレンターポリマー；エチレン、プロピレン及び／又はブチレンのホモポリマー、コポリマー及び／又はターポリマー；ＥＰＤＭ、すなわちエチレン、プロピレン、ジエンターポリマー、ここでジエンは好ましくは、置換ノルボルネン又はヘキサジエンから選択される；酢酸ビニル、アクリル酸、Ｃ_１〜Ｃ_９のアルキルアクリレート、メタクリル酸又はＣ_１〜Ｃ_９のアルキルメタリレートとコポリマー化したエチレン；スチレンエチレンブチレンポリマー；水素化ニトリルポリマー；及びスチレンアクリロニトリルポリマーを含むことができる。

エラストマー組成物は好ましくは、ジエン含有ポリマー又は他の官能性ポリマーを含む。組成物がジエン含有ポリマーを含む場合、ジエン含有ポリマーは、この定義を満たす任意のポリマーでよい。好ましくはジエン含有ポリマーは、エラストマー組成物で通常使用されるポリマー、特にタイヤ部品で通常使用されるジエン含有ポリマーである。ジエン含有ポリマーの例としては、限定するわけではないが、１，３−ブタジエン、スチレン、イソプレン、クロロプレン、イソブチレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン及びプロピレンのホモ−、コ−又はター−ポリマーを挙げることができる。好ましくはエラストマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定したときに、約−１２０℃〜約０℃である。例としては、限定するわけではないが、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−イソプレン、及びそれらの油展誘導体を挙げることができる。上述のものの任意の配合物を使用することもできる。

本発明で使用するのに適当なゴムとしては、天然ゴム及びその誘導体、例えば塩素化ゴム、エポキシ化天然ゴム、及び合成ゴム、例えば；約１０〜約７０重量％のスチレンと約９０〜約３０重量％のブタジエンのコポリマー；約１９部のスチレンと８１部のブタジエンのコポリマー、３０部のスチレンと７０部のブタジエンのコポリマー、４３部のスチレンと５７部のブタジエンのコポリマー、及び５０部のスチレンと５０部のブタジエンのコポリマー；共役ジエンのポリマー及びコポリマー、例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等、及びそのような共役ジエンと、それとコポリマーするモノマー、例えばスチレン、メチルスチレン、ブロモメチルスチレン、クロロメチルスチレン、アクリロニトリル、又は２−ビニル−ピリジンとのコポリマーを挙げることができる。

好ましくはエラストマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣによって測定したときに、約−１２０℃〜約０℃である。そのようなエラストマー例としては、ポリ（ブタジエン）、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、及びポリ（イソプレン）を挙げることができる。

様々なエラストマー組成物を本発明で使用することができる。本発明で有益なエラストマー組成物、及び本発明の添加成分含有エラストマー組成物は、加硫組成物、熱可塑性加硫物、熱可塑性エラストマー、又は熱可塑性ポリオレフィンを提供するような性質を有するものでよい。熱可塑性加硫物、熱可塑性エラストマー、及び熱可塑性ポリオレフィンは好ましくは、性能特性を低下させずに、複数回にわたって押出及び成形する能力を有する。

本発明のエラストマー組成物中に存在する第２の充填材又は強化充填材に関して、エラストマー材料のための任意の従来の充填材を使用することができ、強化充填材が好ましい。好ましくは強化充填材のＢＥＴ表面積は少なくとも約８０ｍ^２／ｇである。使用することができる充填材としては、限定するわけではないが、カーボンブラック、少なくとも１つの有機基が結合したカーボンブラック、少なくとも１つのシラノール基が結合したカーボンブラック、ケイ素処理カーボンブラック、金属処理カーボンブラック、少なくとも１つの有機基が結合したケイ素処理カーボンブラック、少なくとも１つの有機基が結合した金属処理カーボンブラック、シリカコーティングしたカーボンブラック、少なくとも１つの有機基が結合したシリカコーティングしたカーボンブラック、金属酸化物、金属水酸化物、少なくとも１つの有機基が結合した金属酸化物若しくは水酸化物、シリカエアロゲル、金属ケイ酸塩、混合金属ケイ酸塩、クレイ、金属ケイ酸塩クレイ、カオリン、タルク、アルミナ、アルミニウムトリヒドロキシド、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、又はそれらの混合物を挙げることができる。充填材として使用することができる金属ケイ酸塩の例としては、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムアルミニウム、それらの混合を挙げることができる。シリカを使用する場合、シリカは任意のタイプのシリカでよく、また好ましくはエラストマー組成物で従来使用されている任意のシリカでよい。シリカは沈降シリカ、フュームドシリカ、又は改質シリカ、例えば亜鉛改質又はアルミニウム改質シリカでよい。第２の充填材は、エラストマー組成物中の濡れすべり促進充填材とは異なるものである。

明細書の記載における「充填材」は、強化充填材として作用することができ、また単なる強化と並んで本発明の他の所望の性質に貢献することができる。本明細の記載における「強化充填材」という用語は、組成物に加えたときにエラストマー組成物の少なくとも１つのエラストマー性質を強化する充填材に言及している。ケイ素処理カーボンブラック及び少なくとも１つの有機基が結合したカーボンブラックが好ましい。有機基が結合したカーボンブラックは、ＰＣＴ国際公開ＷＯ９６／４８６８８号明細書、並びに米国特許第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，９２２，１１８号、同第５，９００，０２９号同第５，８９５，５２２号、同第５，８５１，２８０号及び同第５，５５４，７３９号明細書で説明されている。これら特許明細書の記載は、参照して本明細書の記載に含める。有機基が結合したこれらの改質カーボンブラックを調製する方法は、上述の公開特許出願明細書及び特許明細書でも説明されている。好ましくは改質カーボンブラックは、有機基が結合したカーボンブラックであり、ここで有機基は、好ましくはカーボンブラックに直接に結合している芳香族基及び硫黄を有する。

ケイ素処理カーボンブラックは、炭素相及びケイ素含有種相を有する結合体である。この結合体の説明及びこの結合体の製造方法は、米国特許第５，８３０，９３０号、同第５，８６９，５５０号、同第５，８７７，２３８号、及び同第５，９０４，７６２号明細書で説明されている。これら特許明細書の記載は、参照してその全てを本明細書の記載に含める。

金属処理カーボンブラックは、充填材のうちの１種として使用することができ、これは炭素相と金属含有種相とを有する多相結合体である。ここでは、金属含有種は、１又は複数の異なる金属、例えばマグネシウム、カルシウム、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、スズ、アンチモン、クロム、ネオジム、鉛、バリウム、セシウム、鉄、タングステン、モリブデン、アルミニウム、及び亜鉛、並びにそれらの混合物でよく又はこれらを含むことができる。炭素相及び金属含有種相を含む結合体は、１９９７年３月２７日出願の米国特許出願第０８／８２８，７８５号明細書で説明されている。この特許出願明細書の記載も、参照してその全てを本明細書の記載に含める。

シリカでコーティングされたカーボンブラックは、米国特許第５，９０４，７６２号明細書で説明されている。この特許明細書の記載も、参照してその全てを本明細書の記載に含める。

強化充填材のうちの１つとしてシリカを使用する場合、シリカは任意のタイプのシリカでよく、好ましくはエラストマー組成物で使用されている任意のシリカでよい。シリカは、沈降シリカ、フュームドシリカ、又は改質シリカ、例えば亜鉛改質又はアルミニウム改質シリカでよい。ここで「シリカ」という用語は、限定するわけではないが、アモルファスシリカ、ガラス質シリカ、溶融シリカ、ケイ酸塩（例えばアルミナケイ酸塩）及び他のケイ素又はシリカ含有充填材、例えばクレイ、タルク、ケイ灰石等を包含する。しかしながらシリカの表面積は、コンパウンドを強化するために、少なくとも約８０ｍ^２／ｇでなければならず、好ましくは１００ｍ^２／ｇ超である。シリカは、例えばＣａｂｏｔ社から商標名Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（商標）で、ＰＰＧＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商標名ＨＩ−ＳＩＬ及びＣＥＰＴＡＮＥで、Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃから商標名ＺＥＯＳＩＬで、及びＤｅｇｕｓｓａＡＧから商標名ＵＬＴＲＡＳＩＬ及びＣＯＵＰＳＩＬで、商業的に入手することができる。

好ましい充填材の組み合わせは、濡れすべり促進充填材と、（ａ）表面積が１００ｍ^２／ｇ超の従来の強化シリカ、（ｂ）ケイ素処理カーボンブラック、（ｃ）硫黄含有基を有する化学改質カーボンブラック、（ｄ）カップリング剤を使用して予備改質したシリカ、又は（ｅ）カップリング剤で予備改質したケイ素処理カーボンブラックとの配合である。

濡れすべり促進充填材、強化充填材、及び１又は複数のエラストマー成分に加えて、本発明のエラストマー組成物は、１又は複数の硬化剤、カップリング剤、加工助剤、油展剤、劣化防止剤、クマリンインデン、炭化水素樹脂、他の樹脂、及び樹脂エステル及び／又は他の従来の成分を含むことができる。

エラストマー組成物は、１又は複数の硬化剤、例えば硫黄、硫黄ドナー、活性化剤、促進剤、過酸化物、及びエラストマー組成物の架橋をもたらすために使用される他の系を含有することができる。好ましい硬化剤は、架橋させようとする１又は複数のエラストマー成分に依存している。

組成物中にカップリング剤が存在する場合、カップリング剤は、２官能価又は多官能価シランカップリング剤を含むことができる。カップリング剤を使用して、添加成分をエラストマー成分にカップリングさせることができる。これは例えば、ビス（トリエトキシプロピル）テトラスルフィドカップリング剤を使用したときに起こる。組成物はカップリング剤を含有して、添加成分、エラストマー成分及び強化充填材を互いにカップリングさせることができる。米国特許第５，６６３，３９５号、同第５，６５２，３１０号、同第５，４４０，０６４号、及び同第５，４６８，８９３号明細書で開示されているカップリング剤を使用することができる。これら特許明細書の記載は、参照してその全てを本明細書の記載に含める。

エラストマー成分と共にエラストマー組成物を作る充填材、添加成分及び他の添加材料は、それぞれの量及びタイプがエラストマー組成物の残部に適合しているかぎり、任意の量で存在していてよい。

エラストマー組成物中に存在する充填材の全量は、エラストマー組成物中で一般的に使用される任意の量でよい。強化充填材は、好ましくは少なくとも約２０ｐｈｒ、より好ましくは少なくとも約３０ｐｈｒ、更により好ましくは少なくとも約４０ｐｈｒの量で存在していてよい。強化充填材の好ましい範囲は、約２０ｐｈｒ〜約２００ｐｈｒ、より好ましくは約４０ｐｈｒ〜約１２０ｐｈｒである。

本発明のエラストマー組成物中にカップリング剤が存在する場合、カップリング剤は任意の従来の量で存在していてよい。エラストマー組成物中に存在するカップリング材の量は、充填材１００重量部に対して、好ましくは約１５重量部未満、より好ましくは１０重量部未満である。

濡れすべり抵抗の増加に関して、好ましくは濡れすべり抵抗は、濡れすべり促進充填材を含有しない他の同様のエラストマー組成物での濡れすべり抵抗と比較して、少なくとも２％、又はより好ましくは少なくとも５％、最も好ましくは少なくとも１０％増加する。更に、そのような濡れすべり促進充填材を含有しない他の同様なエラストマー組成物での濡れすべり抵抗と比較して、濡れすべり抵抗が約２％〜約２５％、例えば約２％〜約１５％増加することが好ましい。

また本発明は、少なくとも１つのジエンを含有するポリマーを上述の量で、充填材及び添加成分の配合物と配合、反応、混合、重合又はさもなければ組み合わせることによって、上述のエラストマー組成物を作る方法に関する。

濡れすべり促進充填材は、エラストマー組成物調製の任意の段階で加えることができる。本発明のエラストマー組成物の調製は、１又は複数のエラストマー成分で開始し、そしてそこに他の成分、例えば充填材及び添加成分を加えることを含むことができる。あるいは、充填材のような材料を、１又は複数のエラストマー成分、例えばジエンを有するポリマーと予め組み合わせること、又は１又は複数のエラストマー成分に加える前に、充填材を添加成分及び随意にカップリング剤と予め組み合わせることができる。

本発明では、任意の従来の混合方法を使用して、組成物の成分又は構成要素を組み合わせることができる。充填材は任意の順序で加えること、又は同時に加えることができる。成分の混合物は好ましくは、約１２０℃〜約１８０℃の温度で熱機械的に共に混合する。

組成物がカップリング剤を含有している場合、カップリング剤は、エラストマー成分又は組成物に充填材を添加する前、その間、又はその後で加えることができる。エラストマー組成物がカップリング剤及び充填材を含有している場合、好ましくはカップリング剤を初めに充填材と反応させ、その後で充填材とエラストマー成分又は組成物とを混合又は反応させる。

この組成物は、エラストマー材料及び／又は物品、例えばタイヤ若しくはその部分、ホース、ベルト、ワイパーブレード、シール、ガスケット、履き物、マット及び成形押出物の製造に有益なことがある。

本発明は、以下の例を参照して更に説明する。これらの例は例示であり、本発明を限定することを意図していない。

例
以下の例では、表１で示されている組成に従って、エラストマー組成物を調製した。全ての例において、与えられている数値は、特に示している場合を除いて重量部である。

Ｄｕｒａｄｅｎｅ７１５−溶液ＳＢＲはＦｉｒｅｓｔｏｎｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＲｕｂｂｅｒ＆ＬａｔｅｘＣｏ．、米国オハイオ州アクロンから入手可能；Ｔａｃｋｔｅｎｅ１２０３−ポリブタジエンはＢａｙｅｒＦｉｂｒｅｓ、米国オハイオ州アクロンから入手可能；Ｓｉ６９−ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドはＤｅｇｕｓｓａＡＧ、ドイツ国から入手可能；Ｓｕｎｄｅｘ８１２５−油はＲ．Ｅ．ＣａｒｒｏｌＩｎｃ．、米国ニュージャージー州トレントンから入手可能；酸化亜鉛はＮｅｗＪｅｒｓｅｙＺｉｎｃＣｏ．、米国ニュージャージー州から入手可能；ステアリン酸はＥｍｅｒｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ、米国オハイオ州シンシナティから入手可能；Ｆｌｅｘｏｎ７Ｐ−酸化防止剤Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンはＵｎｉｒｏｙａｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．、米国コネティカット州ミドルベリーから入手可能；遮光性改良ワックスはＵｎｉｒｏｙａｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．、米国コネティカット州ミドルベリーから入手可能；Ｄｕｒａｘ−促進剤、Ｎ−シクロヘキサン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドはＲ．Ｔ．ＶａｎｄｅｒｂｉｌｔＣｏ．、米国コネティカット州ノーウォークから入手可能；ＢｅｎｚｙｌＴｕｅｘ−促進剤、テトラベンジルチウラムジスルフィドはＵｎｉｒｏｙａｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．、米国コネティカット州ミドルベリーから入手可能；シリカＺｌｌ６５はＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃから、シリカＨｉＳｉｌ５３２及びＳｉｌｅｎｅ７３２ＤはＰＰＧＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ米国ペンシルバニア州ピッツバーグから入手可能；炭化ケイ素（ＳｉＣＰＴ８０２６Ｊ（表面積３１．９ｍ^２／ｇ）及びＢＰＴ８０４４−１（表面積５５．９ｍ^２／ｇ））はＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｒｅｓｅａｒｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国コロラド州ロングモントから入手可能。

エラストマー組成物は、表２で示されている混合方法で調製した。

動的性質は、ＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓＤｙｎａｍｉｃＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒＩＩ（ＲＤＳＩＩ、米国ニュージャージー州Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ社製造）を使用して、ひずみ掃引（ｓｔｒａｉｎｓｗｅｅｐ）で測定した。測定は、０．２％〜１２０％について２重（ｄｏｕｂｌｅ）ひずみ強度の範囲にわたってひずみ掃引で７０℃において行った。ひずみ掃引での最大タンジェント（ｔａｎ）デルタの値を得た。濡れすべり抵抗は、ＡＳＴＭＥ３０３に従ってＢｒｉｔｉｓｈＰｏｒｔａｂｌｅＳｋｉｄＴｅｓｔｅｒを使用して測定した。結果は、標準対照試料の抵抗を１００として報告している。摩耗測定は、米国特許第４，９９５，１９７号明細書で説明されているＬａｍｂｏｕｒｎタイプの装置に基づくキャボット社の摩耗装置を使用して行った。この装置は１４％のすべりで使用した。

例において使用した充填材は、表面積及び硬さに関して低下の性質を有する。

ＣＲＸ２０００は、米国特許第５，８７７，２３８号及び同第５，８３０，９３０号明細書で説明される多段階反応器及び方法を使用して作った。ここでこれら特許明細書の記載は、参照して本明細書の記載に含める。

表３から、２１ｐｈｒのＺ１１６５を、２１ｐｈｒのＨｉＳｉｌ５３２で置き換えると、すべり抵抗が７％改良されることが分かる。同様な改良は、Ｓｉｌｅｎｅ７３２Ｄを使用するときにもたらされる。しかしながら、すべりの改良は、Ｓｉｌｅｎｅ７３２ＤでよりもＨｉＳｉｌ５３２でのほうがわずかに大きい。

本発明の他の態様は、説明されている本発明の態様及びその実施から当業者に明らかである。本明細書の記載及び例は単なる例示を意図しており、本発明の実際の範囲は特許請求の範囲によって示されるものである。

Claims

（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の充填材、
（ｃ）ＢＥＴ表面積が約８０ｍ^２／ｇ又はそれよりも大きい、少なくとも１種の充填材、及び
（ｄ）表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の充填材、
を含有し、前記充填材（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）が互いに異なっている、組成物。
前記充填材（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）が充填材のタイプに関して異なっている、請求項１に記載の組成物。
前記充填材（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）が表面積に関して異なっている、請求項１に記載の組成物。
前記（ｂ）の充填材がシリカである、請求項１に記載の組成物。
前記（ｃ）の充填材がカーボンブラックである、請求項１に記載の組成物。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、非アルミニウム含有充填材である少なくとも１種の充填材、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくともシリカを含む少なくとも１種の充填材、
を含有する、組成物。
前記（ｂ）の充填材がシリカである、請求項６に記載の組成物。
前記（ｂ）の充填材がＳｉＣである、請求項６に記載の組成物。
前記（ｃ）の充填材がカーボンブラックである、請求項６に記載の組成物。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の充填材、並びに
（ｃ）（１）ケイ素含有種相及び炭素相を有する結合体、（２）金属含有種相及び炭素相を有する結合体、（３）少なくとも１つの有機基が結合した炭素生成物、若しくは（４）シリカをコーティングされたカーボンブラック、又はそれらの組み合わせから選択される、少なくとも１種の充填材、
を含有する、組成物。
前記（ｂ）の充填材がシリカである、請求項１０に記載の組成物。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）ＢＥＴ表面積が４０ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１つのタイプのシリカ、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の充填材、
を含有する、組成物。
前記（ｃ）の充填材がカーボンブラックである、請求項１２に記載の組成物。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、アルミニウム及びシリカを含有しない少なくとも１種の充填材、並びに
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の充填材、
を含有する、組成物。
前記（ｂ）の充填材がＳｉＣであり、前記（ｃ）の充填材がカーボンブラック若しくはシリカ又はそれら両方である、請求項１４に記載の組成物。
前記エラストマー成分が、ブタジエンモノマー、イソプレンモノマー、クロロプレンモノマー、それらの組み合わせ、又はそれらの反応生成物から選択される少なくとも１種のモノマーを含有する、請求項１に記載の組成物。
前記強化充填材が、カーボンブラック、又は約５：９５〜約９５：５の重量比のカーボンブラックとシリカの配合を含む、請求項１に記載の組成物。
請求項１に記載の組成物を含有するタイヤ部品。
前記（ｂ）の充填材の大きさが約１０〜約６０ｍ^２／ｇである、請求項６に記載の組成物。
前記（ｃ）の充填材が、カーボンブラック、又は約５：９５〜約９５：５の重量比のカーボンブラックとシリカの配合を含む、請求項６に記載の組成物。
請求項６に記載の組成物を含有するタイヤ部品。
前記エラストマー成分が、ブタジエンモノマー、イソプレンモノマー、クロロプレンモノマー、それらの組み合わせ、又はそれらの反応生成物から選択される少なくとも１種のモノマーを含有する、請求項６に記載の組成物。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、
（ｃ）ＢＥＴ表面積が約８０ｍ^２／ｇ又はそれよりも大きい、少なくとも１種の強化充填材、及び
（ｄ）表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の充填材、
を組み合わせて、濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を作ることを含み、前記充填材（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）が互いに異なっている、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法であって、ここで前記濡れすべり促進充填材を伴わない前記エラストマー組成物と比較して、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性が増加している、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法。
前記濡れすべり抵抗性が、前記濡れすべり促進充填材を伴わないエラストマー組成物と比較して、少なくとも約２％大きい、請求項２３に記載の方法。
前記濡れすべり抵抗性が、前記濡れすべり促進充填材を伴わないエラストマー組成物と比較して、少なくとも約１０％大きい、請求項２３に記載の方法。
前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を製造品に成形すること、及びその後で前記濡れすべり抵抗性組成物を加硫することを更に含む、請求項２３に記載の方法。
前記成形工程が、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物をタイヤ部品に成形することを含む、請求項２３に記載の方法。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、非アルミニウム含有充填材である少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくともシリカを含む少なくとも１種の強化充填材、
を共に組み合わせることを含む、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法であって、ここで前記濡れすべり促進充填材を伴わない前記エラストマー組成物と比較して、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性が増加している、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法。
前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を製造品に成形すること、及びその後で前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を加硫することを更に含む、請求項２８に記載の方法。
前記成形工程が、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物をタイヤ部品に成形することを含む、請求項２８に記載の方法。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）モース硬さが約４．５超且つＢＥＴ表面積が約１００ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１種の濡れすべり促進充填材、並びに
（ｃ）（１）ケイ素含有種相及び炭素相を有する結合体、（２）金属含有種相及び炭素相を有する結合体、（３）少なくとも１つの有機基が結合した炭素生成物、若しくは（４）シリカをコーティングされたカーボンブラック、又はそれらの組み合わせから選択される、少なくとも１種の充填材、
を共に組み合わせることを含む、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法であって、ここで前記濡れすべり促進充填材を伴わない前記エラストマー組成物と比較して、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性が増加している、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法。
前記濡れすべり抵抗性が、前記濡れすべり促進充填材を伴わないエラストマー組成物と比較して、少なくとも約２％大きい、請求項３１に記載の方法。
前記濡れすべり抵抗性が、前記濡れすべり促進充填材を伴わないエラストマー組成物と比較して、少なくとも約１０％大きい、請求項３１に記載の方法。
前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を製造品に成形すること、及びその後で前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を加硫することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
前記成形工程が、前記濡れすべり抵抗性組成物をタイヤ部品に成形することを含む、請求項３１に記載の方法。
（ａ）少なくとも１種のエラストマー成分、
（ｂ）ＢＥＴ表面積が約４０ｍ^２／ｇ未満の、少なくとも１つのタイプのシリカ、及び
（ｃ）ＢＥＴ表面積が少なくとも約８０ｍ^２／ｇの、少なくとも１種の強化充填材、
を共に組み合わせることを含む、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法であって、ここで前記強化充填材を伴わない前記エラストマー組成物と比較して、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性が増加している、エラストマー組成物の濡れすべり抵抗性を改良する方法。
前記濡れすべり抵抗性が、前記成分を伴わないエラストマー組成物と比較して、少なくとも約２％大きい、請求項３６に記載の方法。
前記濡れすべり抵抗性が、前記成分を伴わないエラストマー組成物と比較して、少なくとも約１０％大きい、請求項３６に記載の方法。
前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を製造品に成形すること、及びその後で前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物を加硫することを更に含む、請求項３６に記載の方法。
前記成形工程が、前記濡れすべり抵抗性エラストマー組成物をタイヤ部品に成形することを含む、請求項３６に記載の方法。