JP2016104872A - 向上した引裂き強さを有するタイヤ構成要素 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は改良ゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、向上した引裂き強さ(tear strength)を示す加硫ゴムに向けたものである。具体的には、所望特性を達成する目的で本発明のゴム組成物および加硫ゴムに少なくとも1種のポリオレフィンを添加剤として含める。本発明の好適な態様は、タイヤの製造で用いるに有用な加硫性組成物に向けたものである。
オフロード(Off road)またはヘビートラック(heavy truck)のタイヤはしばしば粗い道路条件にさらされ、それによって、そのようなタイヤは局所的な高圧を繰り返し受ける。このような応力によって疲れ破面がもたらされる結果として亀裂が発生して成長する可能性がある。このようなタイヤの劣化はまた踏み面または基礎材料のチッピング(chipping)またはチャンキング(chunking)とも呼ばれる。
本発明は、タイヤ構成要素の機械的および摩耗特性にもそれのヒステリシス特性にも実質的な影響を与えることなく向上した引裂き強さを示すタイヤ構成要素を提供することにあり、このタイヤ構成要素がチッピングおよびチャンキングを受ける度合は低い。
(a)弾性重合体100重量部当たり約35重量部以下の量のポリオレフィンコポリマー(polyolefin copolymer)、または
(b)弾性重合体100重量部当たり約5から約50重量部の量のポリプロピレンおよび弾性重合体100重量部当たり約0.05から約2.0重量部の量の無水物相溶化剤(anhydride compatibilizing agent)、
のいずれかを含んで成る構成要素を少なくとも1つ含んでいて向上した引裂き強さを示すタイヤである。
(a)弾性重合体100重量部当たり約35重量部以下の量のポリオレフィンコポリマー、または
(b)弾性重合体100重量部当たり約5から約50重量部の量のポリプロピレンおよび弾性重合体100重量部当たり約0.05から約2.0重量部の量の無水物相溶化剤、
のいずれかを含んで成る加硫性組成物である。
製品態様
第一代替のポリオレフィン添加剤(first alternative of polyolefin additive)を用いる時、ポリオレフィンコポリマーをタイヤの製造で用いるに有用な加硫性組成物に添加するとタイヤおよびタイヤ構成要素の引裂き強さがタイヤゴム(tire rubber)の機械的、摩耗およびヒステリシス特性に実質的な影響が生じることなく向上することをここに見い出した。注目すべきは、ポリオレフィンポリマー類を添加するとタイヤ構成要素の機械的特性が熱老化後でも実質的に悪化しない。従って、本発明は、ポリオレフィンコポリマー類を含有させた加硫性組成物、タイヤ処方、加硫ゴム、タイヤ構成要素およびタイヤに向けたものである。
させることなく向上させることができることを見い出した。ポリプロピレンと無水物相溶化剤を加硫性組成物に添加することによってそのような結果を達成する。従って、本発明は、ポリプロピレンと無水物相溶化剤を含有させたゴム組成物ばかりでなく前記組成物から生じさせた加硫ゴムに向けたものである。本発明の好適な態様は、タイヤ構成要素の製造で用いるに有用なゴム組成物ばかりでなくタイヤとして用いるに有用な加硫ゴムにも向けたものである。
本発明の実施で用いるに有用なポリオレフィンコポリマー類には、エチレンとプロピレンから作られたランダム、ブロックおよび統計学的(statistical)共重合体が含まれる。本発明の目的で、そのようなエチレンとプロピレンから作られた共重合体を単にコポリマー類と呼ぶことができる。このようなコポリマー類は、好適には、ポリプロピレンモノマー単位(polypropylene monomeric units)を主要量、即ち50重量%を越える量で含有する。より好適には、このようなコポリマー類はポリエチレン、即ちエチレンモノマー単位を約1から30重量パーセント含有し、このコポリマーの残りは実質的にポリプロピレン、即ちプロピレンモノマー単位を包含する。更により好適には、このコポリマー類はエチレンモノマー単位を約5から約25重量パーセント、更により好適にはエチレンモノマー単位を約10から約20重量パーセント含有し、このコポリマーの残りは実質的にプロピレンモノマー単位を包含する。本発明の実施で用いるに有用な市販コポリマー類の多くは汚染物または重合の副生成物をある量で含有し、従って、本発明のコポリマー類はエチレンモノマー単位を含有しそしてこのコポリマーの残りは実質的にプロピレンモノマー単位を包含すると定義したと理解されるべきである。
なコポリマー類は、具体的な購入品を基にして、エチレン単位をいろいろな量で含有する。エチレン単位の量は一般に約5重量パーセントから約20重量パーセントの範囲であり、このコポリマーの残りは実質的にプロピレンモノマー単位を包含する。本発明で使用可能なコポリマー類をまた他の多様な商業源から入手することも可能であり、本発明の範囲は商業的に入手可能ないずれか1つの具体的なコポリマーの選択によって制限されるべきでない。
本発明の改良加硫ゴムを、一般的には、少なくとも1種のゴムと少なくとも1種のポリプロピレンと無水物相溶化剤を含有させたゴム組成物から生じさせる。一般的には、この組成物にポリプロピレンをゴム100重量部当たり約50重量部以下の量で含めるべきでありかつ無水物相溶化剤をゴム100重量部当たり少なくとも約0.05重量部の量で含めるべきである。より具体的には、前記ゴム組成物にポリプロピレンをゴム100重量部当たり約5から約50重量部(phr)と無水物相溶化剤を約0.05から約2.0重量部(phr)含める。好適には、前記ゴム組成物に少なくとも1種のゴムを含め、ポリプロピレンを約10から約35重量部(phr)含めかつ無水物相溶化剤を約0.2から約1.0重量部(phr)含める。更により好適には、前記ゴム組成物に少なくとも1種のゴムを含め、ポリプロピレンを約15から約25重量部(phr)含めかつ無水物相溶化剤を約0.4から約0.8重量部(phr)含める。本発明の組成物に含める特定の如何なる1成分も2種以上含めてもよいと理解されるべきである。言い換えれば、本発明の組成物にいろいろな種類のポリプロピレンの混合物、いろいろな種類の無水物相溶化剤の混合物およびいろいろな種類の弾性重合体の混合物を含めてもよい。いろいろな弾性重合体の間の差、いろいろな無水物相溶化剤の間の差およびいろいろなポリプロピレン類の間の差を以下に挙げる。
poration(ピッツバーグ、ペンシルバニア州)から商標FP300Fの下で入手可能なポリプロピレンが含まれる。他の多様な会社から同様に他の複数種のポリプロピレンホモポリマー類を入手することができる。
典型的には、本加硫性組成物にゴム成分を含めて、これを補強用充填材および少なくとも1種の加硫剤(vulcanizing agent)と一緒にブレンドする。典型的には、上記組成物にまた他の配合用添加剤も含める。このような添加剤には、これらに限定するものでないが、促進剤、油、ワックス、スコーチ抑制剤(scorch inihibiting agents)および加工助剤が含まれる。本技術分野で公知の如く、合成ゴムを含有させた加硫性組成物に典型的には抗劣化剤(antidegradants)、加工油、酸化亜鉛、任意の粘着付与樹脂、任意の補強用樹脂、任意の脂肪酸、任意の解こう剤、および任意のスコーチ抑制剤も含有させる。
ASTM表示 表面積(m2/g)
(D-1765-82a) (D-3765)
N−110 126
N−220 111
N−339 95
N−330 83
N−550 42
N−660 35
ある。本発明は硬化時間に影響を与えず、従ってポリマーの硬化を通常の時間で行うことができる。本開示の目的で、硬化させたか或は架橋させたポリマーを加硫ゴムと呼ぶものとする。
表I−AおよびI−Bに挙げる処方に従って13種類のゴムストックを調製し、表I−Aにポリプロピレン/無水物態様を示しそして表I−Bにポリオレフィンコポリマー態様を示す。
Company(ミルウォーキー、ウィスコンシン州)から入手した。無水マレイン酸をAldrich Chemical Company(ミルウォーキー、ウィスコンシン州)から入手した。他の材料は本技術分野で通常用いられる材料であり、複数の給源か
ら商業的に入手可能である。
Dynamic Analyzerを用いてtanδデータを得て、Dynamic−Temperature−Step−Test手順に従った。この走査試験で用いた試験片は長方形のスラブ(slabs)であり、これの寸法は、幅が0.5インチで長さが1.5インチで厚みが0.1インチであった。以下に示す試験条件を用いた:31.4ラジアン/秒の振動数、温度の範囲が−70℃から−10℃の時には0.2パーセントの歪み
、そして温度の範囲が−10℃から100℃の時には2パーセントの歪み。更に、各加硫ゴムに耐摩耗性に関する試験を受けさせた。具体的には、Lambourn Testを用いて耐摩耗性を測定した。この試験の結果を摩耗指数として報告し、これは、試験を受けさせたサンプルが示す重量損失に対する対照サンプルの重量損失の比率である。Lambourn Testで用いた試験片は円形ドーナツの形状であり、これの内径は約0.9インチで外径は約1.9インチで厚みは約0.195インチであった。Lambourn Testに従い、試験片を車軸の上に置いて、駆動する研磨表面に対して65パーセントのスリップ比(slip ratio)で動かす。表IV−Bに結果を示す。
相殺される。このことは、サーマルインデックス1000(これは100℃における50パーセント引張り応力に対する100℃におけるtanδの比率である)を参照することでより明瞭に理解することができるであろう。本分野の技術者が理解するであろうように、このような測定は周期的負荷(cyclic loading)下で起こり得る熱発生の尺度として用いられる。サーマルインデックスがより低いことは、動的負荷下で起こり得る熱発生がより低いことの指示である。Lambourn Testで報告した摩耗指数に関してサンプルが示す摩耗指数が高ければ高いほど耐摩耗特性が良好であることを特記する。周期的負荷下で起こる変形の度合は加硫ゴムが堅くなればなるほど小さい。
Claims (2)
- タイヤであって、
加硫ゴムとゴム100重量部当たり35重量部以下の量のポリプロピレンホモポリマーを含む構成要素を少なくとも1つ含んでなり、
ここで、ポリプロピレンホモポリマーはイソタクティック微細構造を有し、その純度はポリマー合成で用いられた触媒に関係し、重量平均分子量(Mw)が80,000〜500,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が4.5未満である、
タイヤ。 - 加硫性組成物でであって、
加硫ゴムとゴム100重量部当たり35重量部以下の量のポリプロピレンホモポリマーを含み、
ここで、ポリプロピレンホモポリマーはイソタクティック微細構造を有し、その純度はポリマー合成で用いられた触媒に関係し、重量平均分子量(Mw)が80,000〜500,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が4.5未満である、
組成物。
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