JP2019500459A - 芳香族アルデヒドおよび芳香族ポリフェノールをベースとした高いレベルの流動性を有するゴム組成物 - Google Patents

芳香族アルデヒドおよび芳香族ポリフェノールをベースとした高いレベルの流動性を有するゴム組成物 Download PDF

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Abstract

ゴム組成物は、− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび− 式W(W)(式中、− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)の少なくとも1種のアルデヒドをベースとした少なくとも1種のフェノール−アルデヒド樹脂を含む。

Description

本発明は、ゴム組成物、これらのゴム組成物を製造するための方法、ゴム複合材料およびタイヤに関する。
タイヤの一部の部分に、タイヤに小さなひずみがある間に高い剛性を有するゴム組成物を使用することが公知である。小さなひずみに対する抵抗性は、当該タイヤが受ける応力に応答するためにタイヤが有さなければならない特性の1つである。
高い剛性は、濃縮加硫系と呼ばれるもの、すなわち、比較的高い含量の硫黄および加硫促進剤を特に含むものを使用して得ることができる。
しかしながら、このような濃縮加硫系は、未硬化の組成物のエージングに悪影響する。したがって、組成物が半製品、例えばゴムストリップの形態である場合、硫黄が半製品の表面に移動する可能性がある。ブルーミングと呼ばれるこの現象は、長期的な貯蔵中の半製品の無加硫状態粘着性(green tack)に有害な効果を及ぼすことになり、この結果、タイヤの製造中に半製品どうしの付着が劣化する。
さらに、濃縮加硫系を含有する未硬化の組成物の貯蔵により、加硫中の組成物に関する猶予段階(delay phase)、すなわち、加硫の開始までに経過する時間が短くなりがちである。この結果、組成物は、特定の成形工具中において、早すぎる時点で硬化を開始する可能性があり、加硫反応速度が変動しやすく、加硫効率も低下しやすい。
このような濃縮加硫系は、硬化状態におけるエージングにも悪影響する。実際、硬化組成物の機械的特性の劣化が特に、例えば破断伸びの限界において観察される。
他の方法では、高い剛性は、補強用充填剤の含量の増大によって得ることもできる。
しかしながら、公知のように、充填剤の含量の増大によってゴム組成物の剛性を増大させることは、タイヤのヒステリシス特性に悪影響する可能性があり、したがって、タイヤの転がり抵抗特性にも悪影響し得る。しかしながら、燃費を低減し、この結果、環境を保護するために、タイヤの転がり抵抗を低下させることは、目的であり続けている。
最後に、高い剛性は、WO02/10269において開示されたように、特定の補強用樹脂の導入によって得られてもよい。
従来、剛性の増大は、メチレン受容体/供与体系をベースとした補強用樹脂の導入によって達成される。「メチレン受容体」および「メチレン供与体」という用語は、当業者に周知であり、一緒に反応して、縮合によって三次元的補強用樹脂を生成することができる化合物を表すために幅広く使用されており、この三次元的補強用樹脂は、一方では、補強用充填剤/エラストマー網目構造と重なり合い、相互に絡み合った状態になり、他方では(架橋剤が硫黄である場合)、エラストマー/硫黄網目構造と重なり合い、相互に絡み合った状態になる。メチレン受容体は、メチレン受容体を架橋するまたは硬化させることが可能であり、一般的にメチレン供与体としても公知である、硬化剤と合わせられる。このようなメチレン受容体および供与体の例は、WO02/10269において記述されている。
タイヤのためのゴム組成物中に従来使用されているメチレン供与体は、ヘキサメチレンテトラミン(HMTと略記される)またはヘキサメトキシメチルメラミン(HMMMまたはH3Mと略記される)またはヘキサエトキシメチルメラミンである。
タイヤのためのゴム組成物中に従来使用されているメチレン受容体は、予備縮合フェノール型樹脂である。
しかしながら、メチレン受容体として従来使用されているフェノール型樹脂と、メチレン供与体としてのHMTまたはH3Mとの組合せは、ゴム組成物の加硫中にホルムアルデヒドを生成する。しかしながら、ゴム組成物からホルムアルデヒドを低減し、またはやがてはゴム組成物からホルムアルデヒドをなくしさえすることは、これらの化合物の環境への影響およびこの種類の化合物に関する最近の規制、特に欧州の規制の発展を理由として、望ましい。
本発明の目的は、環境への影響が少ない化合物によって剛化されるゴム組成物を提供することである。
この目的のために、本発明の一主題は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
− 式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒド
をベースとした少なくとも1種のフェノール−アルデヒド樹脂を含む、ゴム組成物である。
大型車両のための、本発明によるタイヤの半径方向断面を、非常に概略的に(一定の縮尺に忠実ではない)示す。 アルデヒドSP10の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I1、I2のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP11の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I3のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP12の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I4のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP13の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I5のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP14の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I10のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP15の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I11のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP16の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I12のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP50の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I6、I7のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP51の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I8のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP52の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I9のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。 アルデヒドSP30の1H NMRスペクトルを示す。 組成物T0、T1、T2、I13のレオメータートルクの変化を示す曲線を示す。
本発明の組成のアルデヒドと芳香族ポリフェノールとの組合せは、メチレン供与体HMTまたはH3Mを含む従来のゴム組成物との比較および補強用樹脂を不含のゴム組成物との比較で、低ひずみにおける同等の剛性またはさらには大幅に改善された剛性を有する、ゴム組成物を得ることを可能にする。
フェノール−アルデヒド樹脂のアルデヒドに特有の構造のため、ゴム組成物の流動性は、従来の工業用条件下においてゴム組成物を加工可能な状態にし、ゴム組成物の整形を可能にするように調節することができる。実際、従来技術の特定の補強用樹脂の使用に関連付けられた課題の1つが、未硬化状態におけるゴム組成物の流動性の減少である。実際、補強用樹脂の成分を含むゴム組成物を製造するステップの後、未硬化状態の組成物は、例えばカレンダー加工によって、例えばシートもしくはスラブの形態に成形され、または押出されて、例えば特定の断面を有するゴム要素(rubber profiled element)を形成する。しかしながら、従来技術の特定の補強用樹脂は、未硬化状態におけるゴム組成物の流動性を減少させることによって、従来の工業用条件下におけるゴム組成物の整形を妨げる。
本発明を背景として、本発明者らは、SP基が、アルデヒドを構造緩和する基として作用し、この結果、ゴム組成物の流動性を増大させることができるという仮説を提唱している。さらに、従来技術の補強用樹脂とは異なり、この流動性の達成により、従来のゴム組成物に比較して大幅に改善された低ひずみにおける剛性を有するゴム組成物が得られなくなることはない。したがって、本発明は、剛性の減少を伴うことなく流動性を増大させることを可能にし、またはさらには、剛性を増大させながら流動性を増大させることを可能にする。
さらに、式Wのアルデヒドは、従来のメチレン供与体とは異なり、ホルムアルデヒドの生成を回避することができるため、非常に有利である。特に、メチレン受容体として従来使用されているフェノール型樹脂と、従来技術におけるメチレン供与体としてのHMTまたはH3Mとの組合せは、硬化によるゴム組成物の加硫中にホルムアルデヒドを生成する。しかしながら、ゴム組成物からホルムアルデヒドを低減し、またはやがてはゴム組成物からホルムアルデヒドをなくしさえすることは、これらの化合物の環境への影響およびこの種類の化合物に関する最近の規制、特に欧州の規制の発展を理由として、望ましい。
当然ながら、「をベースとした樹脂」という表現は、当該樹脂のために使用された様々な基礎成分の混合物および/または反応生成物を含む樹脂を意味するものとして理解すべきであり、これらの基礎成分の一部は、組成物、複合材料またはタイヤを製造するための方法の様々な段階の間、特に硬化ステップの間に、少なくとも部分的に互いに反応するもしくは反応できる、または、当該基礎成分の直接の化学環境と少なくとも部分的に反応するもしくは反応できるように意図され得る。したがって、この芳香族ポリフェノールおよび/または式Wのアルデヒドのそれぞれの前駆物質に由来した、芳香族ポリフェノールおよび/または式Wのアルデヒドも提供され得る。
「互いに対するメタ位」は、−O−Hヒドロキシル基が、芳香族環にある単一の他の炭素によって互いに隔離された芳香族環の炭素に所有されることを意味するように意図されている。
「基に対するオルト位」は、当該基を有する芳香族環の炭素のすぐ隣にある芳香族環の炭素によって占有された位置を意味するように意図されている。
「芳香族環」は、ヒュッケル則に従う環を意味するように理解されている。芳香族環の例は、ベンゼン等の単環式または多環式で置換されたまたは無置換の芳香族炭化水素であり、フラン、ピロール、チオフェンおよびピリジン等の単環式または多環式で置換されたまたは無置換の芳香族複素環である。
「共有結合」は、2個の原子を一緒に連結している結合であって、各原子が、単結合の場合は1個の電子を活用し、二重結合または三重結合の場合はいくつかの電子を活用する、結合を意味するように理解されている。したがって、本発明の意味において、共有結合は、単結合、二重結合または三重結合であり得る。言い換えると、SPは、単結合であるか二重結合であるか三重結合であるかにかかわらず、それぞれ少なくとも1個の結合によってAr1基に連結された第1の原子およびAr2基に連結された第2の原子を含むが、第1の原子および第2の原子は、1個であることも可能であり、同じ原子であることも可能である。したがって、例として、SPがメチレン基または酸素を表す場合、SPは、単結合によって各Ar1基およびAr2基に必然的に連結されている。
したがって、ゴム組成物は、少なくとも1種の(すなわち、1種または複数の)フェノール−アルデヒド樹脂を含み、このフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1種の(すなわち、1種または複数の)アルデヒドおよび少なくとも1種の(すなわち、1種または複数の)芳香族ポリフェノールをベースとしており、ゴム組成物の成分は、下記において詳細に記述される。
本明細書において、そうではないと明示的に示されていない限り、示されたすべての百分率(%)は、質量百分率である。「phr」という頭文字は、エラストマー100部当たりの質量部を意味する。
さらに、「a〜bの間」という表現によって表された任意の値の範囲は、a超からb未満までにわたる値の範囲(言い換えると、下限aおよび上限bを排除する値の範囲)を表すが、「a〜bまで」という表現によって表された任意の値の範囲は、下限「a」から上限「b」までにわたる値の範囲、言い換えると、厳密な下限「a」および上限「b」を含む値の範囲を意味する。
本発明との関連において、本明細書において言及された炭素をベースとする生成物は、化石由来またはバイオベース由来のものであってよい。後に挙げたバイオベース由来の場合、これらの炭素をベースとする生成物は、バイオマスから部分的にまたは完全に生じていてもよいし、または、バイオマスから生じた再生可能な出発物質から得られていてもよい。
本発明の別の主題は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
− 式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒド
を含む、ゴム組成物である。
本発明の別の主題は、
未硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
− 式W
(W)
(式中、
・各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
・SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒドと
を混合するステップを含む、方法である。
好ましくは、混合するステップの間に、少なくとも1種のエラストマーも組成物中に混ぜ合わされる。
本発明の別の主題は、
硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
− 未硬化状態のゴム組成物を製造するステップであって、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
− 式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒドと
を混合するステップを含む、前記ステップ、
− 次いで、未硬化状態のゴム組成物を整形するステップ、
− 次いで、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂が架橋される、ゴム組成物を加硫するステップ
を含む、方法である。
代替的には、加硫または硬化によって架橋するステップが、硫黄以外の架橋系を使用して架橋するステップによって置きかえられてもよい。
本発明のさらに別の主題は、上記方法によって得ることができる、ゴム組成物である。
本発明の別の主題は、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物中への、ゴム組成物の剛性を増大させるための、式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
のアルデヒドの使用である。
本発明は、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物が未硬化状態のときの流動性を増大させるための、式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
のアルデヒドの使用にも関する。
本発明の別の主題は、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物の温度が上昇している状態で剛性を保持するための、式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
のアルデヒドの使用である。
本発明の別の主題は、上記ゴム組成物中に埋め込まれた少なくとも1種の補強要素によって補強された、ゴム複合材料である。
本発明の別の主題は、上記ゴム組成物または上記ゴム複合材料を含むタイヤである。
ゴム組成物は、組成物は、少なくとも1種のエラストマーまたはゴム(これらの2つの用語は、同義である)および少なくとも1種の他の成分を含むことを意味するように意図されている。したがって、ゴム組成物は、少なくとも他の成分が分散されたエラストマーまたはゴムのマトリックスを含む。ゴム組成物は、未硬化(架橋されていない)状態のときにはプラスチック状態であり、硬化(架橋された)状態のときには弾性のある状態であるが、液体状態には決してならない。ゴム組成物は、液体溶媒、一般に水と、エマルションを形成するようにこの液体溶媒中に分散された少なくとも1種のエラストマーまたはゴムとを含む液体状態の組成物である、エラストマーラテックスと混同されてはならない。したがって、ゴム組成物は、水性接着剤組成物ではない。
ゴム組成物のアルデヒド
本発明によれば、組成物は、1個または複数の式Wのアルデヒドを含む。
本質的に二価であるSP連結基は、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離しており、すなわち、Ar1基とAr2基とを互いに連結するための最も短い経路は、少なくとも2個の共有結合を含み、これらの共有結合のそれぞれは互いに独立に、単結合、二重結合または三重結合であり得る。したがって、SPは、一方がAr1に連結されており、他方がAr2に連結された、少なくとも1個の原子を暗黙的に含む。
好ましくは、SPは、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される少なくとも二価の基を表す。このような基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。
SP連結基は、優先的には、芳香族ポリフェノールに対して反応性の官能基を不含である。
SP連結基は、優先的には、ゴム組成物の他の成分に対して反応性の官能基を不含である。
ここで、反応性官能基は、フェノール−アルデヒド樹脂の架橋のために必要な反応条件下で反応するであろう官能基を意味するように理解されている。
一実施形態において、アルデヒドは、式W1
(W1)
(式中、
− 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
のアルデヒドである。
このようなアルデヒドは、フェノール−アルデヒド樹脂によって生成された網目構造中に、さらなる架橋節を生成することができる、分岐状SP基を有する。したがって、硬化状態のゴム組成物の剛性が増大する。
好ましくは、SP’は、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される少なくとも三価の基を表す。このような基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。
有利には、アルデヒドが式W1のアルデヒドであるこの実施形態において、SP’基は、式SP1
(SP1)
(式中、Y1、Y2、Y3はそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群、好ましくは酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1、Y2、Y3はそれぞれ、酸素を表す)
の基を表す。この実施形態において、Y1、Y2、Y3は好ましくは、Z並びにAr1、Ar2、Ar3のそれぞれと直接連結している。
有利には、アルデヒドが式W1のアルデヒドであるこの他の実施形態において、SPは、式SP1
(SP1)
(式中、Zは、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される三価基を表す)
の基を表す。このような三価基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。
有利には、Zは、
− アルキルトリイル基、アリールトリイル基、アリールアルキルトリイル基、アルキルアリールトリイル基、シクロアルキルトリイル基およびアルケニルトリイル基、
基(式中、AL1、AL2、AL3は互いに独立に、二価アルキレン基を表し、ARは、アリールトリイル型三価基を表す)、

基(式中、AR1、AR2、AR3は互いに独立に、アリーレン型二価基を表し、ALは、アルキルトリイル型三価基を表す)
からなる群より選択される三価基を表す。
好ましくは、Zは、
− アルキルトリイル基、

基(式中、AL1、AL2、AL3は互いに独立に、二価アルキレン基を表し、ARが、アリールトリイル型四価基を表す)、

基(式中、AR1、AR2、AR3は互いに独立に、アリーレン型二価基を表し、ALが、アルキルトリイル型三価基を表す)
からなる群より選択される三価基を表す。
より優先的には、Zは、アルキルトリイル型三価基を表す。
さらにより有利には、Zは、1〜15個までの範囲、好ましくは2〜12個までの範囲、より優先的には2〜8個までの範囲の数の炭素原子を含む分岐状アルキルトリイル型三価基を表す。
さらに別の実施形態において、アルデヒドは、式W2
(W2)
(式中、
− 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
のアルデヒドである。
このようなアルデヒドは、フェノール−アルデヒド樹脂によって生成された網目構造中に、さらなる架橋節を生成することができる、分岐状SP”基を有する。したがって、硬化状態のゴム組成物の剛性が増大する。
好ましくは、SP”は、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される少なくとも二価の基を表す。このような基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。
有利には、アルデヒドが式W2のアルデヒドであるこの他の実施形態において、SP”基は、式SP2
(SP2)
(式中、Y1、Y2、Y3、Y4はそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群、好ましくは酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1、Y2、Y3、Y4はそれぞれ、酸素を表す)
の基を表す。この実施形態において、Y1、Y2、Y3、Y4は好ましくは、Z並びにAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれと直接連結している。
有利には、アルデヒドが式W2のアルデヒドであるこの他の実施形態において、SPは、式SP2
(SP2)
(式中、Zは、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される四価基を表す)
の基を表す。このような四価基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。
有利には、Zは、
− アルキルテトライル基、アリールテトライル基、アリールアルキルテトライル基、アルキルアリールテトライル基、シクロアルキルテトライル基およびアルケニルテトライル基、
基(式中、AL1、AL2、AL3、AL4は互いに独立に、二価アルキレン基を表し、ARは、アリールテトライル型四価基を表す)および

基(式中、AR1、AR2、AR3、AR4は互いに独立に、アリーレン型二価基を表し、ALは、アルキルテトライル型四価基を表す)
からなる群より選択される四価基を表す。
好ましくは、Zは、
− アルキルテトライル基、

基(式中、AL1、AL2、AL3、AL4は互いに独立に、二価アルキレン基を表し、ARは、アリールテトライル型四価基を表す)および
基(式中、AR1、AR2、AR3、AR4は互いに独立に、アリーレン型二価基を表し、ALは、アルキルテトライル型四価基を表す)
からなる群より選択される四価基を表す。
より優先的には、Zは、アルキルテトライル型四価基を表す。
さらにより有利には、Zは、1〜15個までの範囲、好ましくは2〜12個までの範囲、より優先的には2〜8個までの範囲の数の炭素原子を含む分岐状アルキルテトライル型四価基を表す。
有利には、SPは、150個以下、好ましくは100個以下、より優先的には75個以下の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、150個以下、好ましくは100個以下、より優先的には75個以下の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。耐温度性、すなわち、ゴム組成物の温度の上昇に伴う剛性の保持は、芳香族環どうしの間の距離が大きくなりすぎたときに減じる。したがって、ゴム組成物の使用に応じて、適切な距離を選択することができる。優先的には、特定のタイヤにおける使用の場合、比較的高い耐温度性が所望される。
有利には、SPは、3個以上、好ましくは4個以上、より優先的には5個以上の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、3個以上、好ましくは4個以上、より優先的には5個以上の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。ゴム組成物の流動性は、芳香族環どうしの間の距離が比較的大きくなったときに増大する。したがって、ゴム組成物の使用に応じて、適切な距離を選択することができる。
一実施形態において、SPは、20個以下、好ましくは15個以下の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、20個以下、好ましくは15個以下の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。この実施形態において、組成物の流動性と、剛性と、耐温度性との折合いが促される。
別の実施形態において、SPは、厳密には15個超の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、厳密には15個超の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。この実施形態において、組成物の流動性と剛性との折合いが促される。
有利には、SPは、少なくとも2個の連続した単結合、好ましくは少なくとも5個の連続した単結合、より優先的には少なくとも10個の連続した単結合を含む。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、少なくとも2個の連続した単結合、好ましくは少なくとも5個の連続した単結合、より優先的には少なくとも10個の連続した単結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。いくつかの所与の共有結合の場合、単結合の数が多いほど、剛性を実際に減少させることなく流動性がより大きく増大し、またはさらには、剛性を増大させることによって流動性がより大きく増大する。
一実施形態において、SPは、20個以下、好ましくは15個以下の数の連続した単結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、20個以下、好ましくは15個以下の数の連続した単結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。
別の実施形態において、SPは、厳密には15個超の数の連続した単結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。式W1およびW2のアルデヒドを使用する実施形態において、各SP’基およびSP”基は、厳密には15個超の数の連続した単結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基のそれぞれ並びにAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基のそれぞれを2個ずつ隔離している。
有利には、一実施形態において、式Wのアルデヒドのモル比は、500g.mol-1以下である。
有利には、別の実施形態において、式Wのアルデヒドのモル比は、10000g.mol-1以下、好ましくは5000g.mol-1以下、より優先的には2000g.mol-1以下である。
有利には、アルデヒドは、式W3
(W3)
(式中、Y1−Z−Y2は二価基を表し、Y1およびY2はそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群、好ましくは酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1およびY2はそれぞれ、酸素を表す)
のアルデヒドである。
特に好ましい一実施形態において、Y1およびY2は、同一である。
有利には、アルデヒドは、式W3
(W3)
(式中、Y1−Z−Y2は、二価基を表し、Zは、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基を表す)のアルデヒドである。このような二価基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。
有利には、Zは、次の基、すなわち、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表す。
好ましくは、Zは、次の基、すなわち、アルキレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表す。
より優先的には、Zは、二価アルキレン基を表す。
さらにより有利には、Zは、1〜15個までの範囲、好ましくは2〜12個までの範囲、より優先的には2〜8個までの範囲の数の炭素原子を含む直鎖状二価アルキレン基を表す。
有利には、SPは、ポリエステル、ポリエーテル、ポリジエン、ポリアルキレンおよびポリシリコーン基並びにこれらの基の組合せからなる群、好ましくはポリエーテルおよびポリシリコーン基並びにこれらの基の組合せからなる群より選択される基を表す。
ポリエステル基は、主鎖を含む繰返し単位を含む基であって、この繰返し単位の主鎖が、少なくとも1個のエステル官能基を含む基を意味するように理解されている。主鎖は、上記繰返し単位を2個ずつ互いに連結している、最も短い原子の配列を意味するように理解されている。一実施形態において、ポリエステル基は、脂肪族ホモポリエステルの基である。このような基は、ポリグリコリド(PGA)、ポリ(乳酸)(PLA)およびポリカプロラクトン(PCL)の基からなる群より選択される。
別の実施形態において、ポリエステル基は、脂肪族コポリエステルの基である。このような基は、ポリエチレンアジペート(PEA)およびポリブチレンスクシネート(PBS)の基からなる群より選択される。
さらに別の実施形態において、ポリエステル基は、半芳香族コポリエステルの基である。このような基は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)およびポリエチレンナフタレート(PEN)の基からなる群より選択される。
さらに別の実施形態において、ポリエステル基は、ポリアリレートの基等、芳香族ホモコポリエステルの基である。
ポリエーテル基は、主鎖を含む繰返し単位を含む基であって、この繰返し単位の主鎖が、少なくとも1個のエーテル官能基を含む基を意味するように理解されている。主鎖は、上記繰返し単位を2個ずつ互いに連結している、最も短い原子の配列を意味するように理解されている。
好ましくは、ポリエーテル基は、式O−[Z4−O−]n(式中、Z4は、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基である。)のポリエーテル基である。このような基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。このとき、式Wのアルデヒドは、次の式W4
(W4)
(式中、nは、1以上、好ましくは2以上である)
を有する。
好ましくは、Z4は、次の基、すなわち、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表す。
より優先的には、Z4は、二価アルキレン基を表す。
さらにより優先的には、Z4は、直鎖状二価アルキレン基を表す。
ポリジエン基は、主鎖を含む繰返し単位を含む基であって、この繰返し単位の主鎖が、少なくとも1個の非芳香族アルケン官能基を含む基を意味するように理解されている。非芳香族アルケン官能基は、芳香族環に帰属しないアルケン官能基を意味するように理解されている。主鎖は、上記繰返し単位を2個ずつ互いに連結している、最も短い原子の配列を意味するように理解されている。
ポリアルキレン基は、主鎖を含む繰返し単位を含む基であって、この繰返し単位の主鎖が、1個または複数の芳香族環によって置換されていてもよい少なくとも1個の直鎖状または分岐状アルキル基を含む、基を意味するように理解されている。主鎖は、上記繰返し単位を2個ずつ互いに連結している、最も短い原子の配列を意味するように理解されている。
ポリシリコーン基は、主鎖を含む繰返し単位を含む基であって、この繰返し単位の主鎖が、少なくとも1個のシロキサン基を含む、基を意味するように理解されている。主鎖は、上記繰返し単位を2個ずつ互いに連結している、最も短い原子の配列を意味するように理解されている。
好ましくは、ポリシリコーン基は、式Z5
(Z5)
のポリシリコーン基である。
このとき、式Wのアルデヒドは、次の式W5
(W5)
(式中、nは、1以上、好ましくは2以上である)
を有する。
一実施形態において、化合物W5は、式W5の化合物の混合物であり、それぞれ異なる全体値(whole value)nを有するいくつかの式W5の化合物が、混合されていてもよい。当業者ならば、このような混合物の場合、式W5の化合物は、化合物の混合物中における式W5の化合物のすべての加重モル平均に等しい、非全体値(non−whole value)nを有することを理解している。
有利には、Y1およびY2はそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群、好ましくは酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1およびY2がそれぞれ、酸素を表す。
有利には、各ZE1基およびZE2基は互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基を表す。このような基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。任意選択により、各ZE1基およびZE2基は互いに独立に、次の基、すなわち、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表す。
好ましくは、各ZE1基およびZE2基は互いに独立に、次の基、すなわち、アルキレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表す。
より優先的には、各ZE1基およびZE2基は、二価アルキレン基を表し、さらにより優先的には、各ZE1基およびZE2基は、直鎖状二価アルキレン基を表す。例えば、各ZE1基およびZE2基は互いに独立に、メチレン基、エチレン基、プロピレン基およびブチレン基からなる群より選択される基を表す。
有利には、各ZE3基およびZE4基は互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される一価基を表す。このような基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。任意選択により、各ZE3基およびZE4基は互いに独立に、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、シクロアルキル基およびアルケニル基からなる群より選択される一価基を表し、より優先的には、各ZE3基およびZE4基は、一価アルキル基を表す。例えば、各ZE3基およびZE4基は互いに独立に、メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基からなる群より選択される基を表す。プロピル基は、式−C37の基を含む。これらの基は、n−プロピルおよびイソプロピルである。ブチル基は、式−C49の基を含む。これらの基は、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチルおよびtert−ブチルである。
一実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環の残り部分は、無置換である。好ましくは、この実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環がベンゼン環である場合、アルデヒドは、式W6
(W6)
のアルデヒドである。
別の実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環はそれぞれ互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする一価基からなる群より選択される一価基を表す少なくとも1個のK1基、K2基によって置換されている。このような一価基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。好ましくは、各K1基、K2基は互いに独立に、一価アルキル基またはO−一価アルキル基を表す。好ましくは、この実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環がベンゼン環であるとき、アルデヒドは、式W7
(W7)
のアルデヒドである。
一実施形態において、各K1基、K2基およびSP基は、各Ar1ベンゼン芳香族環、Ar2ベンゼン芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。
好ましくは、置換されているか無置換であるかにかかわらず、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環は、ベンゼン環である。一実施形態において、SP基およびCHO基は、各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環において互いに対するパラ位に配置されている。好ましい一実施形態において、組成物の剛性を増大させるために、SP基およびCHO基は、各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。さらにより好ましい一実施形態において、組成物の剛性をさらに増大させるために、SP基および各CHO基は、各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環において互いに対するメタ位に配置されている。
式W1のアルデヒドを使用する特定の実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環の残り部分は、無置換である。好ましくは、この実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環がベンゼン環である、アルデヒドは、式W8
(W8)
のアルデヒドである。
別の実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環はそれぞれ互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする一価基からなる群より選択される一価基を表す少なくとも1個のK1基、K2基およびK3基によって置換されている。このような一価基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。好ましくは、各K1基、K2基およびK3基は互いに独立に、一価アルキル基またはO−一価アルキル基を表す。好ましくは、この実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環がベンゼン環である場合、アルデヒドは、式W9
(W9)
のアルデヒドである。
一実施形態において、各K1基、K2基およびK3基並びに各SP’基は、各Ar1ベンゼン芳香族環、Ar2ベンゼン芳香族環およびAr3ベンゼン芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。
好ましくは、置換されているか無置換であるかにかかわらず、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環は、ベンゼン環である。一実施形態において、SP’基およびCHO基は、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環において互いに対するパラ位に配置されている。好ましい一実施形態において、組成物の剛性を増大させるために、SP’基およびCHO基は、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。さらにより好ましい一実施形態において、組成物の剛性をさらに増大させるために、SP’基および各CHO基は、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環において互いに対するメタ位に配置されている。
式W2のアルデヒドを使用する特定の実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環の残り部分は、無置換である。好ましくは、この実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環がベンゼン環である場合、アルデヒドは、式W10
(W10)
のアルデヒドである。
別の実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環はそれぞれ互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする一価基からなる群より選択される一価基を表す少なくとも1個のK1基、K2基、K3基およびK4基によって置換されている。このような一価基は、1個または複数のヘテロ原子、好ましくはO、S、SiおよびPからなる群より選択される1個または複数のヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。好ましくは、各K1基、K2基、K3基およびK4基は互いに独立に、一価アルキル基またはO−一価アルキル基を表す。好ましくは、この実施形態において、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環がベンゼン環である場合、アルデヒドは、式W11
(W11)
のアルデヒドである。
一実施形態において、K1基、K2基、K3基およびK4基のそれぞれ並びに各SP”基は、各Ar1ベンゼン芳香族環、Ar2ベンゼン芳香族環、Ar3ベンゼン芳香族環およびAr4ベンゼン芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。
好ましくは、置換されているか無置換であるかにかかわらず、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環は、ベンゼン環である。一実施形態において、SP”基およびCHO基は、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環において互いに対するパラ位に配置されている。好ましい一実施形態において、組成物の剛性を増大させるために、SP”基およびCHO基は、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。さらにより好ましい一実施形態において、組成物の剛性をさらに増大させるために、SP”基およびCHO基は、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環において互いに対するメタ位に配置されている。
一実施形態において、フェノール−アルデヒド樹脂は、式Wのアルデヒドと異なるさらなるアルデヒドをベースとする。さらなるアルデヒドは、式Wのアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂の導入によって誘導される、ゴム組成物の特性の調節を可能にする。
有利には、さらなるアルデヒドは、芳香族アルデヒドである。式Wのアルデヒドの場合と同じように、このようなアルデヒドは、従来のメチレン供与体とは異なり、ホルムアルデヒドの生成を回避できるため、非常に有利である。芳香族アルデヒドは、少なくとも1個の(1個または複数の)アルデヒド官能基を有する少なくとも1個の芳香族環を含有する、化合物である。
好ましくは、芳香族アルデヒドは、1,3−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒドおよび式A
(A)
(式中、
Xは、N、SまたはOを含み、
Rは、−Hまたは−CHOを表す)
のアルデヒド並びにこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。
優先的には、アルデヒドは、式A’
(A')
のアルデヒドである。
さらにより優先的には、Rは、−CHOを表す。
好ましい一実施形態によれば、Xは、Oを表す。
式Aのアルデヒドの一変形形態において、Xは、Oを表し、Rは、−Hを表す。このとき、使用されるアルデヒドは、式Ba
(Ba)
のアルデヒドである。
一般式A’のアルデヒドの一変形形態において、Xは、Oを表し、Rは、−
Hを表す。このとき、使用されるアルデヒドは、フルフルアルデヒドであり、式B’a
のアルデヒドである。
式Aのアルデヒドの別の変形形態において、Xは、Oを表し、Rは、−CHOを表す。このとき、使用されるアルデヒドは、式Bb
(Bb)
のアルデヒドである。
式A’のアルデヒドの別の変形形態において、Xは、Oを表し、Rは、−CHOを表す。このとき、使用されるアルデヒドは、2,5−フランジカルボキシアルデヒドであり、式B’b
(B'b)
のアルデヒドである。
別の実施形態において、Xは、Nを含む。
式Aのアルデヒドの一変形形態において、Xは、NHを表す。使用されるアルデヒドは、式Ca
(Ca)
のアルデヒドである。
式A’のアルデヒドの一変形形態において、Xは、NHを表す。使用されるアルデヒドは、式C’a
(C'a)
のアルデヒドである。
Rは好ましくは、式C’aのアルデヒドの変形形態において、−CHOを表し、このとき、得られたアルデヒドは、2,5−1H−ピロールジカルボキシアルデヒドである。
式Aのアルデヒドの別の変形形態において、Xは、NR1を表し、R1が、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリールおよびシクロアルキル基からなる群より選択される基を表す。使用されるアルデヒドは、式Cb
(Cb)
のアルデヒドである。
別の実施形態において、Xは、Sを含む。
式Aのアルデヒドの一変形形態において、Xは、Sを表す。使用されるアルデヒドは、式Da
(Da)
のアルデヒドである。
式A’のアルデヒドの一変形形態において、Xは、Sを表す。アルデヒドは、式D’a
(D'a)
のアルデヒドである。
Rは好ましくは、式D’aのアルデヒドの変形形態において、−CHOを表し、このとき、2,5−チオフェンジカルボキシアルデヒドである。
式Aのアルデヒドの別の変形形態において、Xは、SR2を表し、R2が、アルキル、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基およびシクロアルキル基からなる群より選択される基を表す。使用されるアルデヒドは、式Db
(Db)
のアルデヒドである。
式Aのアルデヒドのさらに別の変形形態において、Xは、R3−S−R2を表し、R2およびR3はそれぞれ互いに独立に、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基およびシクロアルキル基からなる群より選択される基を表す。使用されるアルデヒドは、式Dc
(Dc)
のアルデヒドである。
式Aのアルデヒドのさらに別の変形形態において、Xは、S=Oを表す。使用されるアルデヒドは、式Dd
(Dd)
のアルデヒドである。
式Aのアルデヒドのさらに別の変形形態において、Xは、O=S=Oを表す。使用されるアルデヒドは、式De
のアルデヒドである。
(De)
上記の異なる実施形態の中でも、XがNH、SまたはOを表す実施形態および変形形態が好ましい。これらの実施形態および変形形態において、本発明によれば、Rは、−Hまたは−CHOを表すR、好ましくは、−CHOを表すRを有することが可能である。これらの実施形態および変形形態において、Rは、優先的には、芳香族環(式A’)の5位にあり、−CHO基は、優先的には、2位にある。
したがって、より優先的には、芳香族アルデヒドは、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、フルフルアルデヒド、2,5−フランジカルボキシアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。
ゴム組成物は、好ましくは、ホルムアルデヒドを不含である。
フェノール−アルデヒド樹脂がいくつかのアルデヒドをベースとする場合、これらのアルデヒドの少なくとも1つは、上記式Wのアルデヒドであり、上述した式Wの各アルデヒド以外の各アルデヒドは、優先的には、ホルムアルデヒドと異なる。このとき、組成物はやはり、優先的にはホルムアルデヒドを不含である。
言い換えると、好ましくは、フェノール−アルデヒド樹脂のアルデヒドまたは各アルデヒドは、ホルムアルデヒドと異なる。
「ホルムアルデヒドを不含」は、ホルムアルデヒドの質量による含量が、1種または複数のアルデヒドの総質量により、厳密に1%未満であることを意味するように意図されている。
一部の実施形態において、組成物は、ホルムアルデヒドを含み得る。このとき、好ましくは、組成物は、1種または複数のアルデヒドの総質量により、10%以下、好ましくは5%以下、より優先的には2%以下である、ホルムアルデヒドの質量による含量を含む。
アルデヒドW3を製造するための方法
式W3
(W3)
(式中、Ar1環およびAr2環は、同一であり、Y1およびY2はそれぞれ、酸素を表す)のアルデヒドを製造するための方法は、
− 式
(式中、Haは、ハロゲンを表す)の反応物質と、
− 式
の反応物質と
を反応させるステップを含む。
アルデヒドW1を製造するための方法
式W1
(W1)
(式中、Ar1環、Ar2環およびAr3環は、同一であり、SP’は、
基を表し、Y1、Y2、Y3は、酸素を表し、Z並びにAr1、Ar2およびAr3のそれぞれと直接連結している)のアルデヒドを製造するための方法は、
− 式
(式中、Haは、ハロゲンを表す)の反応物質と、
− 式
の反応物質と
を反応させるステップを含む。
アルデヒドW2を製造するための方法
式W2
(W2)
(式中、
Ar1環、Ar2環、Ar3環およびAr4環は、同一であり、SP”は、
基を表し、Y1、Y2、Y3、Y4は、酸素を表し、Z並びにAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれと直接連結している)のアルデヒドを製造するための方法は、
− 式
(式中、Haは、ハロゲンを表す)の反応物質と、
− 式
の反応物質と
を反応させるステップを含む。
本発明による式W4のアルデヒドを製造するための方法
式W4
(W4)
(式中、nは、1以上、好ましくは2以上である、Ar1環とAr2環は、同一である)のアルデヒドを製造するための方法は、
− 式Ha−[Z4−O]n-1−Z4−Ha(式中、Haは、ハロゲンを表す)の反応物質と、
− 式
の反応物質と
を反応させるステップCを含む。
一実施形態において、ステップCより前のステップBにおいて、
− 反式LG−[Z4−O]n-1−Z4−LG(式中、LGは、式V−SO3−の基を表し、Vは、炭化水素をベースとする一価基または置換炭化水素をベースとする一価基を表す)の反応物質と、
− 求核性ハライドと
を反応させる。
求核性ハライドは、例えば、ハロゲン化リチウムまたはハロゲン化水素であってよい。
一実施形態において、ステップBより前のステップAにおいて、
− 式OH−[Z4−O]n-1−Z4−OHの反応物質と、
− 式V−SO2−Hb(式中、Vは、炭化水素をベースとする一価基または置換炭化水素をベースとする一価基を表し、Hbは、ハロゲンを表す)の反応物質と
を反応させる。
有利には、Vは、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、シクロアルキル基およびアルケニル基からなる群より選択される一価基を表し、好ましくは、Vは、一価アルキル基、より優先的にはメチルを表す。
本発明による式W5のアルデヒドを製造するための方法
式W5
(W5)
(式中、nは、1以上、好ましくは2以上であり、Ar1環とAr2環は、同一であり、Y1とY2はそれぞれ、酸素を表す)のアルデヒドを製造するための方法は、
− 式Ha−ZE1−[Si(ZE3ZE4)−O]n−ZE2−Ha(式中、Haは、ハロゲンを表す。)の反応物質と、
− 式
の反応物質と
を反応させるステップCを含む。
一実施形態において、ステップCより前のステップBにおいて、
− 式LG−ZE1−[Si(ZE3ZE4)−O]n−ZE2−LG(式中、LGは、式V−SO3−の基を表し、Vは、炭化水素をベースとする一価基または置換炭化水素をベースとする一価基を表す)の反応物質と、
− 求核性ハライドと
を反応させる。
求核性ハライドは、例えば、ハロゲン化リチウムまたはハロゲン化水素であってよい。
一実施形態において、ステップBより前のステップAにおいて、
− 式HO−ZE1−[Si(ZE3ZE4)−O]n−ZE2−OHの反応物質と、
− 式V−SO2−Hb(式中、Vは、炭化水素をベースとする一価基または置換炭化水素をベースとする一価基を表し、Hbは、ハロゲンを表す)の反応物質と
を反応させる。
有利には、Vは、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、シクロアルキル基およびアルケニル基からなる群より選択される一価基を表し、好ましくは、Vは、一価アルキル基、より優先的にはメチルを表す。
ゴム組成物の芳香族ポリフェノール
本発明によれば、一実施形態において、芳香族ポリフェノールは、1個または複数の芳香族環を含む、単純な分子であって、これらの芳香族環の少なくとも1つまたはさらには各芳香族環が、互いに対するメタ位に少なくとも2個のヒドロキシル官能基を有し、ヒドロキシル官能基の少なくとも1個に対する2個のオルト位が、無置換である、単純な分子であってよい。このような単純な分子は、繰返し単位を含まない。
本発明によれば、別の実施形態において、芳香族ポリフェノールは、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個のヒドロキシル官能基を有し、ヒドロキシル官能基の少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
− アルデヒド官能基を含む少なくとも1種の化合物、例えば、少なくとも1種のアルデヒド官能基を有する少なくとも1個の芳香族環を含む芳香族アルデヒド、ただし代替的には、非芳香族アルデヒド、例えばホルムアルデヒド
をベースとした予備縮合樹脂であってよい。
このような芳香族ポリフェノールをベースとした予備縮合樹脂は、本発明によるものであり、上記単純な分子とは異なり、繰返し単位を含む。この場合、繰返し単位は、互いに対するメタ位に少なくとも2個のヒドロキシル官能基を有する少なくとも1個の芳香族環を含む。
別の実施形態において、芳香族ポリフェノールは、単純な分子を形成する芳香族ポリフェノールと、芳香族ポリフェノールをベースとした予備縮合樹脂との混合物である。
下記の特定の実施形態において、芳香族ポリフェノールの1個または複数の芳香族環が、記述されている。分かりやすくするために、「芳香族ポリフェノール」は、下記の特定の実施形態において、単純な分子の形態として記述されている。この芳香族ポリフェノールは、後で縮合されることが可能であり、繰返し単位を部分的に規定する。予備縮合樹脂の特徴は、下記においてさらに詳細に記述されている。
好ましい一実施形態において、芳香族ポリフェノールの芳香族環は、互いに対するメタ位に3個の−O−H基を有する。
芳香族ポリフェノールの各−O−H基に対する2個のオルト位は、好ましくは、無置換である。これは、−O−H基を有する炭素原子の(オルト位に対する)いずれかの側に配置された2個の炭素原子が、1個のみの水素原子を有することを意味するように意図されている。
さらにより優先的には、芳香族ポリフェノールの芳香族環の残り部分は、無置換である。これは、芳香族環の残り部分にある他の炭素原子(−O−H基を有する炭素原子以外の炭素原子)が、1個のみの水素原子を有することを意味するように意図されている。
一実施形態において、芳香族ポリフェノールは、いくつかの芳香族環を含み、これらの芳香族環の少なくとも2つがそれぞれ、互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、少なくとも1個の芳香族環の−O−H基のうちの少なくとも1つに対する2個のオルト位が、無置換である。
好ましい一実施形態において、芳香族ポリフェノールの芳香族環の少なくとも1つは、互いに対するメタ位に3個の−O−H基を有する。
少なくとも1個の芳香族環の各−O−H基に対する2個のオルト位は、好ましくは、無置換である。
さらにより優先的には、各芳香族環の各−O−H基に対する2個のオルト位は、無置換である。
有利には、芳香族ポリフェノールの芳香族環または各芳香族環は、ベンゼン環である。
唯一の芳香族環を含む芳香族ポリフェノールの例として、それぞれ式IおよびII
のレゾルシノールおよびフロログルシノールを特に挙げることができる。
例として、芳香族ポリフェノールがいくつかの芳香族環を含む場合、同一であるまたは異なるこれらの芳香族環の少なくとも2つは、一般式
(式中、同一であるまたは異なる符号Z1およびZ2は、符号Z1およびZ2の数が同じ芳香族環に存在する場合、原子(例えば、炭素、硫黄または酸素)を表し、または、芳香族ポリフェノールの残り部分にこれらの2個の芳香族環を少なくとも連結している、本質的に少なくとも二価の連結基を表す)の芳香族環から選択される。
芳香族ポリフェノールの別の例は、次の式
(IV)
を有する2,2’,4,4’−テトラヒドロキシジフェニルスルフィドである。
芳香族ポリフェノールの別の例は、次の式
(V)
の2,2’,4,4’−テトラヒドロキシジフェニルベンゾフェノンである。
なお、各化合物IVおよび化合物Vは、当該芳香族環のそれぞれが、互いに対するメタ位に少なくとも2個(この場合は2個)の−O−H基を有する、2個の(式III−cの)芳香族環を含む芳香族ポリフェノールである。
なお、式III−bによる少なくとも1個の芳香族環を含む芳香族ポリフェノールの場合、少なくとも1個の芳香族環の各−O−H基に対する2個のオルト位は、無置換である。式III−bによるいくつかの芳香族環を含む芳香族ポリフェノールの場合、各芳香族環の各−O−H基に対する2個のオルト位は、無置換である。
本発明の一実施形態によれば、芳香族ポリフェノールは、レゾルシノールI、フロログルシノールII、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシジフェニルスルフィドIV、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンVおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。特に有利な一実施形態において、芳香族ポリフェノールは、フロログルシノールIIである。
一実施形態において、芳香族ポリフェノールは、上記実施形態のいずれか1つに記載の芳香族ポリフェノールをベースとした予備縮合樹脂を含む。
この予備縮合樹脂は有利には、
− 上記に規定された、優先的には、レゾルシノールI、フロログルシノールII、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシジフェニルスルフィドIV、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンVおよびこれらの混合物からなる群より選択される、少なくとも1種の芳香族ポリフェノール並びに
− アルデヒド官能基を含む少なくとも1種の化合物、好ましくは、少なくとも1種のアルデヒド官能基を有する少なくとも1個の芳香族環を含む芳香族アルデヒド
をベースとする。
有利には、アルデヒド官能基を含む化合物は、式Wのアルデヒド、式W1のアルデヒド、式W2のアルデヒド、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフルアルデヒド、2,5−フランジカルボキシアルデヒド、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,3−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,2−ベンゼンジカルボキシアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。より有利には、アルデヒド官能基を含む化合物は、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフルアルデヒド、2,5−フランジカルボキシアルデヒド、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,3−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,2−ベンゼンジカルボキシアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。非常に有利には、アルデヒド官能基を含む化合物は、フルフルアルデヒド、2,5−フランジカルボキシアルデヒド、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,3−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,2−ベンゼンジカルボキシアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。
したがって、芳香族ポリフェノールをベースとした予備縮合樹脂において、繰返し単位は、無置換だった芳香族環の炭素原子のうちの少なくとも1個が別の単位に連結されていることを除いて、上記に規定の芳香族ポリフェノールの特徴に対応する。
予備縮合樹脂の中心が芳香族ポリフェノール以外の化合物であるかにかかわらず、この予備縮合樹脂は、遊離ホルムアルデヒドを不含である。特に、予備縮合樹脂が上記芳香族ポリフェノールおよびホルムアルデヒドをベースとする場合でさえ、ホルムアルデヒドがあらかじめ芳香族ポリフェノールと反応済みであるため、予備縮合樹脂は、後続のステップにおいて本発明による芳香族ポリフェノールと反応できる可能性が高い、遊離ホルムアルデヒドを不含である。
芳香族ポリフェノールは、上記のように、遊離した芳香族ポリフェノール分子と、芳香族ポリフェノールをベースとした予備縮合樹脂との混合物をさらに含んでもよい。特に、芳香族ポリフェノールは、フロログルシノールと、フロログルシノールをベースとした予備縮合樹脂との混合物をさらに含んでもよい。
本発明によるゴム組成物
組成物の使用に応じて、0.1〜25phrまでの範囲の総量のアルデヒド(式Wのアルデヒドおよび任意選択によりさらなるアルデヒド)が使用される。同様に、0.1〜25phrまでの範囲の量の芳香族ポリフェノールが使用される。
特定の実施形態において、[アルデヒド]:[芳香族ポリフェノール]のモル比は、有利には、1:10〜5:10までである。
ゴム組成物の使用に応じて、ゴム組成物は硬化状態において、規格ASTM D412、1998(test specimen C)に従って測定して、10MPa以上、好ましくは20MPa以上、優先的には30MPa以上、より優先的には40MPa以上、さらにより優先的には60MPa以上である、10%の伸びMA10におけるセカント弾性率。
ゴム組成物は、好ましくは、ジエンエラストマーを含む。
「ジエン」型のエラストマーまたはゴム(これらの2つの用語は、同義である。)は一般に、ジエンモノマー(2個の共役または非共役炭素−炭素二重結合を有するモノマー)から少なくとも部分的に生じたエラストマー(すなわち、ホモポリマーまたはコポリマー)を意味するように意図されている。
特に優先的には、ゴム組成物のジエンエラストマーは、ポリブタジエン(BR)、合成ポリイソプレン(IR)、天然ゴム(NR)、ブタジエンコポリマー、イソプレンコポリマーおよびこれらのエラストマーの混合物からなる群より選択される。このようなコポリマーはより優先的には、ブタジエン/スチレンコポリマー(SBR)、イソプレン/ブタジエンコポリマー(BIR)、イソプレン/スチレンコポリマー(SIR)、イソプレン/ブタジエン/スチレンコポリマー(SBIR)およびこのようなコポリマーの混合物からなる群より選択される。
ゴム組成物は、唯一のジエンエラストマーまたはいくつかのジエンエラストマーの混合物を含有し得るが、ジエンエラストマーまたはエラストマーは、ジエンエラストマー以外の任意の種類の剛性エラストマーまたはさらにはエラストマー以外のポリマー、例えば熱可塑性ポリマーと組み合わせて使用されることが可能である。
ゴム組成物は、好ましくは、補強用充填剤を含む。
補強用充填剤が使用された場合、タイヤの製造のために使用できるゴム組成物を補強する能力に関して知られた任意の種類の補強用充填剤、例えば、カーボンブラック等の有機充填剤、シリカ等の補強用無機充填剤またはこれらの2種類の充填剤のブレンド、特にカーボンブラックとシリカとのブレンドが使用され得る。
タイヤ中に従来使用されているすべてのカーボンブラック(「タイヤグレード」ブラック)は、カーボンブラックとして適している。より特定すると、例えば100系列、200系列または300系列(ASTMグレード)の補強用カーボンブラックが挙げられる。
イソプレンエラストマーと一緒にカーボンブラックを使用した場合、カーボンブラックは例えば、マスターバッチの形態でイソプレンエラストマー中にあらかじめ組み込まれていてもよい(例えば、特許出願WO97/36724またはWO99/16600を参照されたい)。
カーボンブラック以外の有機充填剤の例として、特許出願WO−A−2006/069792およびWO−A−2006/069793において記述されたような官能化ポリビニル芳香族有機充填剤を挙げることができる。
本出願において、「補強用無機充填剤」は本質的に、カーボンブラックとは対照的に「白色充填剤」、「透明充填剤」またはさらには「非黒色充填剤」とも呼ばれており、中間物としてのカップリング剤以外の手段を用いることなく、タイヤの製造用に意図されたゴム組成物をそれ自体の独力で補強することが可能である、言い換えると、補強を行う役割に関して従来のタイヤグレードカーボンブラックを置きかえることが可能である、任意の無機充填剤または鉱物充填剤を、当該充填剤の色および由来(天然由来または合成由来)にかかわらず意味するものとして理解すべきである。公知のように、このような充填剤は一般に、表面にあるヒドロキシル(−OH)基の存在を特徴とする。
補強用無機充填剤が用意されたときの物理的状態は、補強用無機充填剤が粉末の形態であるか、ミクロパールの形態であるか、顆粒の形態であるか、ビーズの形態であるか、ち密化された任意の他の適切な形態であるかにかかわらず、重要ではない。当然ながら、補強用無機充填剤はやはり、異なる補強用無機充填剤の混合物、特に、下記において記述されているような高分散性含ケイ素および/または含アルミニウム充填剤の混合物を意味するように理解されている。
含ケイ素型の鉱物充填剤、特にシリカ(SiO2)または含アルミニウム型の無機充填剤、特にアルミナ(Al23)は、補強用無機充填剤として特に適している。使用されるシリカは、当業者に知られた任意の補強用シリカであってよく、特に、両方ともが450m2/g未満、好ましくは30〜400m2/gまでであるBET表面積およびCTAB比表面積を有する、任意の沈降シリカまたはヒュームドシリカであってよい。高分散性沈降シリカ(「HDS」)として、例えば、Evonik製のUltrasil7000およびUltrasil7005シリカ、Rhodia製のZeosil1165MP、1135MPおよび1115MPシリカ、PPG製のHi−Sil EZ150Gシリカ、Huber製のZeopol8715、8745および8755シリカまたは特許出願WO03/16837に記載のような大きな比表面積を有するシリカが挙げられる。
最後に、当業者ならば、この部において記述された補強用無機充填剤と同等の充填剤として、別の性質、特に有機物としての性質を有する補強用充填剤も使用され得るが、ただし、この補強用充填剤がシリカ等の無機層によって被覆されており、または、充填剤とエラストマーとの結合を確立するためにカップリング剤の使用を必要とする当該補強用充填剤の表面に官能部位、特にヒドロキシル部位を備えることを条件とすることを理解している。
合計での補強用充填剤(カーボンブラックおよび/またはシリカ等の補強用無機充填剤)の含量は、好ましくは5〜120phrまでの範囲、より優先的には5〜100phrまでの範囲、さらにより優先的には5〜90phrまでの範囲である。
カーボンブラックは、有利には、唯一の補強用充填剤または主要な補強用充填剤を構成し得る。当然ながら、唯一のカーボンブラックまたは異なるASTMグレードの数のカーボンブラックのブレンドを使用することができる。カーボンブラックは、他の補強用充填剤、特に上記補強用無機充填剤、特にシリカとのブレンドとして使用されることも可能である。
無機充填剤(例えばシリカ)がゴム組成物中に単独で使用された場合またはカーボンブラックとのブレンドとして使用された場合、無機充填剤の含量は、0〜70phrまでの範囲、優先的には0〜50phrまでの範囲、さらには特に5〜70phrまでの範囲であり、さらにより優先的には、この比率は、5〜50phrまで、特に5〜40phrまでである。
ゴム組成物は、好ましくは、様々な添加剤を含む。
ゴム組成物は、例えば、当該伸展油が本質的に芳香族であるか非芳香族であるかにかかわらず可塑剤もしくは伸展油、顔料、オゾン劣化防止用ワックス、化学的オゾン劣化防止剤、抗酸化剤、抗疲労剤等の保護剤または付着促進剤等、タイヤの製造用に意図されたエラストマー組成物中に慣例的に使用されている標準的な添加剤のすべてまたはいくつかをさらに含んでもよい。
ゴム組成物は、好ましくは架橋系、より優先的には加硫系を含む。
加硫系は、硫黄供与剤、例えば硫黄を含む。
加硫系は、好ましくは、酸化亜鉛およびステアリン酸等の加硫活性化剤を含む。
加硫系は、好ましくは、加硫促進剤および/または加硫遅延剤を含む。
硫黄または硫黄供与剤は、0.5〜10phrまでの範囲、より優先的には0.5〜8.0phrまでの範囲の優先的な含量で使用される。合わせられた加硫促進剤、遅延剤および活性化剤は、0.5〜15phrまでの範囲の優先的な含量で使用される。加硫活性化剤(複数可)は、0.5〜12phrまでの範囲の優先的な含量で使用される。
適切な架橋系は好ましくは、硫黄および一次加硫促進剤、特にスルフェンアミド型の促進剤をベースとする。この加硫系に加えて、酸化亜鉛、ステアリン酸、グアニジン誘導体(特にジフェニルグアニジン)等の様々な公知の二次加硫促進剤または加硫活性化剤がある。
(一次または二次)促進剤として、硫黄の存在下でジエンエラストマーの加硫の促進剤、特に、チアゾール型の促進剤および誘導体並びにチウラム型およびジチオカルバミン酸亜鉛の促進剤として作用することができる任意の化合物が使用され得る。これらの促進剤はより優先的には、2−メルカプトベンゾチアゾールジスルフィド(「MBTS」と略記される)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(「CBS」と略記される)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(「DCBS」と略記される)、N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(「TBBS」と略記される)、N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンイミド(「TBSI」と略記される)、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛(「ZBEC」と略記される)およびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。好ましくは、スルフェンアミド型の一次促進剤が使用される。
一実施形態において、ゴム組成物は、硬化状態であり、すなわち、加硫されている。他の実施形態において、組成物は、未硬化状態であり、すなわち、加硫されておらず、この加硫されていない組成物には後で架橋フェノール−アルデヒド樹脂が添加された。
一実施形態において、フェノール−アルデヒド樹脂がまだ架橋されていないとき、ゴム組成物は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
− 式W
(W)
(式中、
− 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒド
を含む。
フェノール−アルデヒド樹脂がまだ架橋されていないとき、式W1のアルデヒドと同様に、ゴム組成物は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
− 式W1
(W1)
(式中、
− 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒド
を含む。
フェノール−アルデヒド樹脂がまだ架橋されていないとき、式W2のアルデヒドと同様に、ゴム組成物は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
− 式W2
(W2)
(式中、
− 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
− SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
の少なくとも1種のアルデヒド
を含む。
好ましくは、この実施形態において、組成物は、未硬化状態であり、すなわち、加硫されていない。
ゴム組成物は好ましくは、層の形態でタイヤ中に使用されることが可能である。層は、任意の形状および任意の厚さを有する、特にシートもしくはストリップの形態である任意の三次元的要素または任意の断面、例えば長方形または三角形を有する他の要素を意味するように意図されている。
当然ながら、樹脂を含む組成物の芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドに関するすべての特徴は、樹脂状態において架橋されていない芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドを含む組成物にも当てはまる。
本発明によるゴム複合材料
ゴム複合材料は、本発明によるゴム組成物中に埋め込まれた少なくとも1種の補強要素によって補強される。
このゴム複合材料は、
− 第1のステップの間に、少なくとも1種の補強要素をゴム組成物(またはエラストマー。これらの2つの用語は、同義である)と合わせて、補強要素によって補強されたゴム複合材料を形成するステップ、
− 次いで、このようにして形成された複合材料を、第2のステップの間に、例えば加硫によって好ましくは加圧下で架橋するステップ
を少なくとも含む方法によって、調製することができる。
補強要素の中でも、テキスタイル型補強要素、金属型補強要素またはテキスタイル−金属ハイブリッド型補強要素を挙げることができる。
「テキスタイル」は、当業者に周知のように、天然のものであるか合成のものであるかにかかわらず、任意の適切な変換プロセスによって糸または繊維に変換することが可能である、金属型物質以外の物質から製造された任意の材料を意味するように意図されている。下記の例を限定することはないが、例えば、例えば溶融紡糸、溶液紡糸またはゲル紡糸等のポリマー紡糸プロセスを挙げることができる。
このテキスタイル材料は、糸もしくは繊維からなっていてもよいし、または、糸もしくは繊維から製造された織物、例えば、たて糸およびよこ糸による織物もしくは交差した糸による綾織物からなっていてもよい。
この本発明のテキスタイル材料は好ましくは、モノフィラメント(または個別の糸)、マルチフィラメント繊維、このような糸または繊維の組立体およびこのような材料の混合物からなる群より選択される。この本発明のテキスタイル材料は、より特定すると、モノフィラメント、マルチフィラメント繊維またはもろより糸である。
糸または繊維という用語は一般に、断面に対して長さの方が大きい任意の細長い要素を、例えば円形、長方形、長方形、正方形またはさらには平坦であるこの断面の形状にかかわらず意味するように意図されており、この糸は、直線的であるか直線的でないかにかかわらず、例えばよられているまたはうね状であることが可能である。断面の最大の寸法は、優先的には5mm未満、より優先的には3mm未満である。
この糸または繊維は、任意の公知の形態になり得る。例えば、この糸または繊維は、大きな直径(例えば、好ましくは50μm以上)の個別のモノフィラメントであってもよいし、マルチフィラメント繊維(一般的に30μm未満である小さな直径の複数の基本フィラメントからなる)であってもよいし、一緒にケーブル化されたいくつかのテキスタイル繊維もしくはモノフィラメントから形成されたテキスタイルもろより糸もしくはコードであってもよいし、または、例えば一緒にグループ化された、例えば直線的であるか否かにかかわらず主要な方向に沿って整列されたこれらのモノフィラメント、繊維、もろより糸もしくはコードのうちのいくつかを含むバンドもしくはストリップ等、糸もしくは繊維の組立体、グループもしくは列であってもよい。
テキスタイル材料は、有機物質、ポリマー物質または無機物質から製造されることが可能である。
無機物質の例として、ガラスまたは炭素が挙げられる。
本発明は、優先的には、熱可塑性型と非熱可塑性型との両方のポリマー物質から製造された材料によって実施される。
非熱可塑性型のポリマー物質の例として、例えば、アラミド(芳香族ポリアミド)および綿、レーヨン、亜麻または麻等の天然セルロースと人工セルロースとの両方のセルロースが挙げられる。
優先的には、熱可塑性型のポリマー物質の例として、脂肪族ポリアミドおよびポリエステルが挙げられる。脂肪族ポリアミドの中でも、ポリアミド4−6、6、6−6、11または12を特に挙げることができる。ポリエステルの中でも、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PBN(ポリブチレンナフタレート)、PPT(ポリプロピレンテレフタレート)およびPPN(ポリプロピレンナフタレート)を挙げることができる。
本質的に、金属型は、金属型材料から主に(すなわち、質量の50%超)または完全に(質量の100%)構築された1個または複数の糸状要素を意味するように意図されている。金属型材料は、好ましくは鋼であり、より優先的には、有利には0.4質量%〜1.2質量%の間の炭素を含むパーライト型(またはフェライト−パーライト型)炭素鋼である。
金属型補強要素は、モノフィラメント、いくつかの金属型モノフィラメントを含むコードまたはこの場合はストランドと呼ばれるいくつかのコードを含むマルチストランドロープであってよい。
補強要素がいくつかの金属型モノフィラメントまたはいくつかのストランドを含む好ましい場合において、金属型モノフィラメントまたはストランドは、より合わせまたは編み組みによって組み立てられる。組立てに関しては、
− よることによる、すなわち、金属型モノフィラメントもしくはストランドが、自身の軸の周りに集合的なひねりと個別的なひねりとの両方を受け、これにより、よりを戻すトルクをモノフィラメントまたはストランドのそれぞれに発生させることによる
− または組むことによる、すなわち、金属型モノフィラメントもしくはストランドが、自身の軸の周りに集合的なひねりのみを受け、個別的なひねりを受けないことによる、
2種の可能な技法が存在することが、思い起こされる。
補強要素は、いくつかのモノフィラメントを含んでもよく、ゴム化されたインサイチュー型の補強要素であり、すなわち、補強要素は、実際の製造中に、充填用ゴムによって内部からゴム化される。このような金属型糸状要素は、当業者に公知である。充填用ゴムの組成は、補強要素が埋め込まれたゴム組成物と同一であっても同一でなくてもよい。
本発明によるタイヤ
このようなタイヤは、例えば、乗用型の自動車、SUV(「スポーツ用多目的車」)、2輪車(特に、自転車およびオートバイ)、航空機、または、バン、「大型」(heavy−duty)車両−すなわち、地下鉄、バス、道路輸送大型車両(ローリー、牽引車、トレーラー)、路上外走行車、例えば、農業用もしくは土木用機械−および他の輸送もしくはハンドリング車両から選択される産業用車両に装着されることが意図されるものである。
例として、添付図1は、大型車両のための、本発明によるタイヤの半径方向断面を、非常に概略的に(一定の縮尺に忠実ではない)示す。
このタイヤ1は、クラウン補強材またはベルト6によって補強されたクラウン2、2つのサイドウォール3および2つのビード4を備え、これらのビード4の各々は、ビードワイヤ5により補強されている。クラウン2の上には、この略図には示されていないが、トレッドがある。カーカス補強材7が、各ビード4における2つのビードワイヤ5の周りに巻かれており、この補強材7の折返し8は、例えば、タイヤ1の外側に向けられており、ここでは、タイヤ1は、そのホイールリム9に装着されて示されている。カーカス補強材7は、それ自体は知られた方法で、例えば金属製の、「ラジアル」コードによって補強された少なくとも1つのプライから構成されている、すなわち、これらのコードは、互いにほぼ平行に配置され、外周正中面(2つのビード4の間の中間に位置し、クラウン補強材6の中央を通る、タイヤの回転軸に垂直な面)と、80°と90°の間の角度をなすように、1方のビードから他方へ伸びている。
例えば、本発明のこのタイヤ1は、少なくともクラウン補強材6および/またはそのカーカス補強材7が、本発明によるゴム組成物またはコンポジットを含むという特徴を有する。言うまでもなく、本発明は、先に記載された対象に、すなわち、未硬化状態(硬化または加硫前)と硬化された状態(硬化後)の両方におけるゴムコンポジットおよびタイヤに関する。
本発明による組成物を製造するための方法
上および下に記載の製造方法は、本発明による組成物を製造することを可能にする。
式Wのアルデヒドを含む組成物を製造するための方法と同じく、本発明の別の主題は、未硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であり、この方法は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基の少なくとも1個に対する2つのオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと
− 式W1および/またはW2の少なくとも1種のアルデヒドと
を混合するステップを含む。
式Wのアルデヒドを含む組成物を製造するための方法と同じく、本発明の1つの主題は、硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であり、この方法は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基の少なくとも1個に対する2つのオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと
− 式W1および/またはW2の少なくとも1種のアルデヒドと
を混合するステップ、
− 次いで、未硬化状態のゴム組成物を成形するステップ、
− 次いで、ゴム組成物を加硫するステップ、この間に芳香族ポリフェノールとアルデヒドをベースとするフェノール−アルデヒド樹脂は架橋される
を含む。
ゴム組成物は、適切なミキサーで、当業者に周知の2つの逐次調製段階
− 110℃と190℃の間、好ましくは130℃と180℃の間の最大温度までの、高温での熱機械的練りまたは混練の第1段階(「非生産的」段階)、
− その後、通常110℃未満、例えば40℃と100℃の間の、より低い温度に下げての機械的練り(「生産的」段階)の第2段階、この仕上げ段階の間に、架橋系が組み入れられる、
を用い、製造され得る。
第1の実施形態において、本発明の方法は、次のステップ
− 第1ステップの間に、エラストマーに、補強用充填剤を組み入れ、全てを、110℃と190℃の間の最大温度に達するまで、熱機械的に混練りすること、
− 一緒にされた混合物を、110℃未満の温度に冷却すること、
− 次いで、第2ステップの間に、架橋系、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドを組み入れる(さらなるアルデヒドを組み入れてもよい)こと、
− 全てを、110℃未満の温度で混練りすること
を含む。
例として、非生産的段階は、1回だけの熱機械的ステップで行われ、そのステップの間に、最初に、必要な全ての基礎成分(ジエンエラストマー、補強用充填剤など)が、適切なミキサーに、例えば標準的密閉式(internal)ミキサーに導入され、次いで、2番目に、例えば1〜2分間混練りした後で、架橋剤、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドと任意選択のさらなるアルデヒドを除いた、他の添加剤、充填剤を被覆するためのさらなる任意選択の作用剤、またはさらなる任意選択の加工助剤が導入される。混練りの合計時間は、この非生産的段階では、好ましくは1と15分の間である。
こうして得られた混合物を冷却した後で、次に、架橋系、アルデヒドと任意選択のさらなるアルデヒド、および芳香族ポリフェノールが、開放式ミキサーに、例えばオープンミルに導入され、低温(例えば、40℃と100℃の間)に保たれる。次いで、一緒にされた混合物が、数分間、例えば、2と15分の間、混合される(生産的段階)。
こうして得られた未硬化状態の組成物は、次に、特に実験室での特性評価のために、例えばシートもしくはスラブの形に、成形される、例えばカレンダー加工される、さもなければ、例えばタイヤの製造に使用されるゴム異形部材(profiled element)に成形するために、押し出されてもよい。
コンポジットまたは未硬化タイヤブランクの状態のプライまたはストリップとして形作られたいくつかの組成物を、一緒に組み合わせる任意選択のステップの後、組成物、コンポジットまたはブランクを加硫するステップが行われ、その間に、芳香族ポリフェノールとアルデヒドを、および任意選択でさらなるアルデヒドをベースとするフェノール−アルデヒド樹脂が架橋される。加硫ステップは、120℃以上、好ましくは140℃以上の温度で行われる。組成物は硬化状態で得られる。
第2の実施形態において、本発明の方法は、次のステップ
− 第1ステップの間に、エラストマーに、補強用充填剤、芳香族ポリフェノールとアルデヒドを、および任意選択でさらなるアルデヒドを、組み入れ、全てを、110℃と190℃の間の最大温度に達するまで、熱機械的に混練りすること、
− 一緒にされた混合物を、110℃未満の温度に冷却すること、
− 次に、第2ステップの間に、架橋系を組み入れること、
− 全てを、110℃未満の温度で混練りすること
を含む。
本発明による使用
式Wのアルデヒドの使用と同じく、本発明の独立した別個の主題は、また、
− ゴム組成物の剛性を増すための、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと少なくとも1種のアルデヒドをベースとするフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物における、式W1および/またはW2のアルデヒドの使用、
− 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと少なくとも1種のアルデヒドをベースとするフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物の未硬化状態における流動性を増すための、式W1および/またはW2のアルデヒドの使用、
− 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと少なくとも1種のアルデヒドをベースとするフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物の、温度が上昇しても剛性を保持するための、式W1および/またはW2のアルデヒドの使用、でもある。
本発明およびその利点は、以下の例示的実施形態を考慮すれば、一層容易に理解されるであろう。
本発明の例示的実施形態および比較試験
これらの試験は次のことを実証する。
− 本発明によるゴム組成物の剛性は、補強用樹脂を含まないゴム組成物に対して、大きく増加する。
− 本発明によるゴム組成物の剛性は、メチレン受容体とメチレン供与体としてのHMTまたはH3Mとをベースとする通常の補強用樹脂を用いるゴム組成物に比べて、向上し得る。
− 本発明によるゴム組成物の高温での、特に150℃までの範囲の温度での、剛性保持は、全ての実施形態において、補強用樹脂を含まないゴム組成物の剛性保持より大きい。
− 本発明による組成物の流動性は、芳香族ポリフェノールと本発明によらない構造を有するアルデヒドとを含む組成物の流動性に対して、向上する。
− 本発明のアルデヒドを用いる組成物のフェノール−アルデヒド樹脂は、ホルムアルデヒドを含んでおらず、その生成の間に全くホルムアルデヒドを生じない。
この目的のために、いくつかのゴム組成物(以下で、T0、T1およびT2、並びにI1〜I13と表される)を、上で示されたように調製したが、これらは、下で、添付の表1に要約されている。組成物T0、T1およびT2は、本発明に従う組成物I1〜I13とは異なり、本発明によらない。
組成物T0〜T2、およびI1〜I13の全ては、それらの配合において、次の共通部分を有する(エラストマーの100部当たりの重量部であるphrで表される):100phrの天然ゴム、75phrのカーボンブラックN326、1.5phrのN−(1,3−ジメチルブチル)−N−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、1.5phrのステアリン酸、5phrのZnO、1phrのN−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルファミド、および2.5phrの不溶性硫黄20H。
組成物T0は、この共通部分に加えられる如何なる補強用樹脂も含まない。
共通部分に加えて、組成物T1は、ヘキサメチレンテトラミン(1.6phr)と予備縮合させたフェノール樹脂(4phr)をベースとする補強用樹脂を含む。組成物T1は、先行技術の通常の組成物を代表し、組成物T0の剛性より大きい剛性を有する。
共通部分に加えて、組成物T2は、フロログルシノールと1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒドをベースとするフェノール−アルデヒド樹脂を含む。組成物T2は、14phrのフロログルシノールと、4.85phrの1,4−ベンゼンジカルボキシクロデキストリンアルデヒドを含む。
共通部分に加えて、未硬化状態において、本発明による各ゴム組成物I1〜I13は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基の少なくとも1個に対する2つのオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む少なくとも1種の芳香族ポリフェノール;および
−式Wの少なくとも1種のアルデヒド
を含む。
共通部分に加えて、硬化状態において、本発明による各ゴム組成物I1〜I13は、
− 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基の少なくとも1個に対する2つのオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む少なくとも1種の芳香族ポリフェノール;および
− 式Wの少なくとも1種のアルデヒド
をベースとするフェノール−アルデヒド樹脂を含む。
各ゴム組成物I1〜I13の芳香族ポリフェノールは、レゾルシノール、フロログルシノール、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシジフェニルスルフィド、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。本発明による各組成物I1〜I13の各芳香族ポリフェノールは、単一の芳香族環、ここではベンゼン環を含み、組成物I1およびI3〜I13では、互いに対するメタ位に3個の、3個だけの−O−H基を有し、組成物I2では、互いに対するメタ位に2個の、2個だけの−O−H基を有する。芳香族ポリフェノールの芳香族環の残り部分は無置換である。特に、それぞれの−O−H基に対する2つのオルト位は無置換である。最後に、共通部分に加えて、各組成物I7〜I9の各樹脂は、式Wのアルデヒドに加えて、1,3−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒドおよび式Aのアルデヒド
(A)
(式中
Xは、N、SまたはOを含み、
Rは、−Hまたは−CHOを表す)
およびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される、優先的には芳香族の、さらなるアルデヒドをベースにしている。
この場合、さらなるアルデヒドは、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、フルフルアルデヒド、2,5−フランジカルボキシアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される。ここでは、本発明による各組成物I7〜I9のさらなるアルデヒドは、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒドである。
本発明による各組成物I1〜I13は、芳香族ポリフェノール、式Wのアルデヒドを、組成物I7〜I9では、さらなるアルデヒドを、モル比と記された縦の行に表1において示されたモル比率で含む。
組成物I1〜I13の式Wのアルデヒド
組成物I1〜I13の各アルデヒドは、SPが、150以下、好ましくは100以下、より優先的には75以下の数の共有結合によって、Ar1基とAr2基を隔離するものである。組成物I1〜I13の各アルデヒドは、また、SPが、3以上、好ましくは4以上、より優先的には5以上の数の共有結合によって、Ar1基とAr2基を隔離するものでもある。組成物に応じて、SPは、少なくとも2つの連なる単結合、好ましくは少なくとも5つの連なる単結合を含む。SPは、炭化水素をベースとする基、および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基を表す。組成物I1〜I13のアルデヒドは全て、10,000g.mol-1以下、好ましくは5000g.mol-1以下、より優先的には2000g.mol-1以下のモル質量を有する。
組成物I1〜I13の各アルデヒドは、Ar1、Ar2芳香族環のそれぞれがベンゼン環であるものである。組成物I12の式Wのアルデヒドを除いて、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環の残り部分は無置換である。
組成物I10とI11のアルデヒドを除いて、SP基とCHO基は、各芳香族環Ar1およびAr2芳香族環において互いに対するパラ位に配置されている。
組成物I1〜I5、およびI10〜I12の式Wのアルデヒド
各組成物I1〜I5、およびI10〜I12の式Wの各アルデヒドは、式Wのアルデヒドのモル質量が、500g.mol-1以下のものである。さらに、SPは、20以下、好ましくは15以下の数の共有結合によってAr1基とAr2基を隔離している。
各組成物I1〜I5、およびI10〜I12の式Wの各アルデヒドは、式W3のアルデヒドであり、式中、Y1−Z−Y2は二価基を表し、Y1およびY2はそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より、好ましくは、酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1およびY2はそれぞれ、酸素を表す。Zは、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基を表す。
この場合、Zは、次の基からなる群より選択される二価基である:アルキレン(組成物I1〜I4、およびI10〜I12)、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)(組成物I5)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)。
組成物I1〜I4、およびI10〜I12では、Zは、1〜15個、好ましくは2〜12個、より優先的には2〜8個の範囲の数の炭素原子を含む、直鎖状二価アルキレン基を表す。この炭素原子数は、組成物I1、I2、およびI10〜I12のアルデヒドでは6個に等しい。この炭素原子数は、組成物I3のアルデヒドでは2個に等しい。この炭素数は、組成物I4のアルデヒドでは12個に等しい。
組成物I1およびI2の式Wのアルデヒドは、次の式SP10を有する。
(SP10)
アルデヒドSP10は、有機溶媒中、無機塩基の存在下に、1,6−ジブロモヘキサン(CAS 629−03−8)と、4−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 123−08−0)から調製される。こうして、例えば、30gの1,6−ジブロモヘキサン、30gの4−ヒドロキシベンズアルデヒド、および68gのK2CO3を、300mlのDMFに導入する。全てを、110℃で24時間撹拌する。次に、反応混合物を濾過し、5回の水抽出と、その後の、LiBrの存在の下での2回の抽出を行う。次いで、生成物を、塩の濾過および溶媒の蒸発によって回収する。33.4gのアルデヒドSP10が得られる。アルデヒドSP10の1H NMRスペクトルが図2Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.88 (2H, s), 7.82 (4H, d), 7.01 (4H, d), 4.07 (4H, t), 1.87 (4H, m), 1.58 (4H, m))。
組成物I3の式Wのアルデヒドは、次の式SP11(CAS 34074−28−7)を有する。
(SP11)
アルデヒドSP11は、1,2−ジブロモエタン(CAS 106−93−4)と、4−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 123−08−0)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP11の1H NMRスペクトルが図3Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.92 (2H, s), 7.86 (4H, m), 7.09 (4H, m), 4.46 (4H,s))。
組成物I4の式Wのアルデヒドは、次の式SP12(CAS 69285−82−1)を有する。
(SP12)
アルデヒドSP11は、1,10−ジブロモデカン(CAS 4101−68−2)と、4−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 123−08−0)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP12の1H NMRスペクトルが図4Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.88 (2H, s), 7.81 (4H, d), 6.98 (4H, d), 4.04 (4H, t), 1.82 (4H, q), 1.31 (16H, m))。
組成物I5の式Wのアルデヒドは、次の式SP13(CAS 64621−41−6)を有する。
(SP13)
アルデヒドSP13は、1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン(CAS 623−24−5)と、4−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 123−08−0)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP13の1H NMRスペクトルが図5Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.91 (2H, s), 7.88 (4H, d), 7.49 (4H, s), 7.08 (4H, d), 5.19 (4H, s))。
組成物I10の式Wのアルデヒドは、次の式SP14(CAS 112116−24−2)を有する。
(SP14)
式SP14のアルデヒドは、SP基とCHO基が、各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環において互いに対するメタ位に配置されているものである。
アルデヒドSP14は、1,6−ジブロモヘキサン(CAS 629−03−8)と、3−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 100−83−4)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP14の1H NMRスペクトルが図6Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.98 (2H, s), 7.46 (6H, m), 7.18 (2H, m), 4.05 (4H, t), 1.87 (4H, m), 1.58 (4H, m))。
組成物I11の式Wのアルデヒドは、次の式SP15(CAS 64621−35−8)を有する。
(SP15)
式SP15のアルデヒドは、SP基とCHO基が、各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環において互いに対するオルト位に配置されているものである。
アルデヒドSP15は、1,6−ジブロモヘキサン(CAS 629−03−8)と、2−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 90−02−8)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP15の1H NMRスペクトルが図7Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 10.53 (2H, s), 7.83 (2H, m), 7.56 (2H,m), 7.01 (4H, m), 4.12 (4H, t), 1.90 (4H, m), 1.62 (4H, m))。
組成物I12の式Wのアルデヒドは、次の式SP16(CAS 79293−43−9)を有する。
(SP16)
Ar1、Ar2芳香族環の各々は互いに独立に、炭化水素をベースとする一価基および置換炭化水素をベースとする一価基を表す少なくとも1個のK1、K2基によって、それぞれ置換されている。この場合、好ましくは、各K1基、K2基は互いに独立に、アルキル型一価基またはO−一価アルキル基を、ここでは、O−メチル基を表す。この場合に、各K1基、K2基、ここではO−メチル基と、SP基は、各Ar1ベンゼン芳香族環、Ar2ベンゼン芳香族環において互いに対するオルト位に配置されている。
アルデヒドSP16は、1,6−ジブロモヘキサン(CAS 629−03−8)と、4−ヒドロキシ−3−メトキシベンズアルデヒド(CAS 121−33−5)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP16の1H NMRスペクトルが図8Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.86 (2H, s), 7.42 (4H, m), 6.96 (2H, d), 4.13 (4H, t), 3.93 (6H, s), 1.94 (4H, m), 1.59 (4H, m))。
組成物I6〜I9の式Wのアルデヒド
各組成物I6〜I9の式Wの各アルデヒドは、SPが、AR1基とAr2基を、厳密に15を超える数の共有結合によって隔離して、SPが、ポリエステル、ポリエーテル、ポリジエン、ポリアルキレンおよびポリシリコーン基およびこれらの基の組合せからなる群より、好ましくは、ポリエーテル(組成物I6〜I8)およびポリシリコーン(組成物I9)基およびこれらの基の組合せからなる群より選択される基を表す。ここで、基は二価である。
組成物I6およびI7の式Wのアルデヒドは、式W4のアルデヒドである。ここでは、Z4は、二価の直鎖状アルキレン基、今の場合、ブチレン基である。組成物I6およびI7の式Wのアルデヒドは、次の式SP50を有し、
(SP50)
nは3と4の間である。
アルデヒドSP50は、ポリ(テトラヒドロフラン)(ポリ(THF))から、次の合成経路に従って調製される。
第1ステップにおいて、約250g.mol-1のモル質量を有するポリ(THF)(Sigma−Aldrich 参照番号345261−CAS 25190−06−1)とメチルスルホニルクロリド(CAS 124−63−0)が、有機溶媒、ここではジクロロメタン中、有機塩基、ここではトリエチルアミンの存在下に、反応させられる。こうして、例えば、500mlのジクロロメタン中、35gのポリ(THF)、46.75g(3.3eq)のトリエチルアミン(CAS 121−44−8)を、二口丸底フラスコに導入する。反応媒体を冷却し(0℃)、次いで、48.09g(3eq)のメシルクロリド(CAS 124−63−0)を滴下して加える。丸底フラスコに冷却器を装備し、次に、混合物を、機械的に1時間撹拌する。一旦合成が完了したら、500mlのジクロロメタンを加える。過剰のトリエチルアミンを除くために、酸性(0.5M HCl)水抽出を行い、その後、水で洗う。Na2SO4での乾燥、濾過および蒸発を行う。茶色の液体が、95%の収率で得られる。
次に、第2ステップにおいて、置換ポリ(THF)と臭化リチウム(CAS 7550−35−8)を、有機溶媒中で反応させることによって、メシレート基が、ハロゲン基、ここでは臭素によって置換される。こうして、例えば、54.5gのポリ(THF)ジメシレート、36.7g(4eq)のLiBr(CAS 7550−35−8)および500mlのN,N−ジメチルホルムアミドを、一口丸底フラスコに導入する。丸底フラスコに冷却器を装備し、次いで、混合物を、100℃で4時間、機械的に撹拌する。室温に冷却した後、混合物に1000mlの酢酸エチルを加える。次に、LiBrを除くために5回の水抽出を行う。次いで、有機相を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、次に、酢酸エチルを真空蒸発によって除く。最終生成物は、茶色の液体で、86%の収率で得られる。
最後に、第3ステップにおいて、ジブロミド中間体生成物と4−ヒドロキシベンズアルデヒド(CAS 123−08−0)が、有機溶媒中、無機塩基の存在下に反応させられる。こうして、例えば、42gのポリ(THF)ジブロミド、28.04g(2.05eq)の4−ヒドロキシベンズアルデヒド、63.46g(4eq)の炭酸カリウムおよび500mlのN,N−ジメチルホルムアミドを、一口丸底フラスコに導入する。丸底フラスコに冷却器を装備し、次いで、混合物を、110℃で4時間、機械的に撹拌する。室温に冷却した後、混合物に1000mlの酢酸エチルを加える。次に、過剰の4−ヒドロキシベンズアルデヒドおよび炭酸カリウムを、またN,N−ジメチルホルムアミドを除くために5回の水抽出を行う。次いで、有機相を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、次に、酢酸エチルを真空蒸発によって除く。アルデヒドSP50は、86%の収率で、黄色の液体の状態で得られる。
ベンズアルデヒドの下付き数字は、1H NMR(CDCl3)によって、フマル酸ジエチルのC=C2重結合の2個のHに対応する6.85ppmのシングレットと、アッセイされる既知質量のアルデヒドSP50の各アルデヒドの2個の芳香族プロトンに対応する7.82ppmのトリプレットのダブレットとを比較することによって、当業者に知られた方法でアッセイされる。アルデヒドSP50のベンズアルデヒドの下付き数字は、3.77に等しい。
アルデヒドSP50の1H NMRスペクトルは図9Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.89 (2H, s), 7.85 (4H, d), 6.98 (4H, d), 4.08 (4H, t), 3.49 (4H + 4Hn, m), 1.65 (8H + 4Hn, m))。
組成物I8の式Wのアルデヒドもまた式W4であり、次の式SP51を有し、
(SP51)
nは13と14の間である。
アルデヒドSP51は、約1000g.mol-1のモル質量を有するポリ(THF)(Sigma−Aldrich 参照番号345296−CAS 25190−06−1)から、アルデヒドSP50と同様に調製される。
アルデヒドSP51のベンズアルデヒド下付き数字は、アルデヒドSP50のそれと同様の方法でアッセイされる。アルデヒドSP51のベンズアルデヒド下付き数字は1.36に等しい。
アルデヒドSP51の1H NMRスペクトルが図10Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.89 (2H, s), 7.82 (4H, d), 6.98 (4H, d), 4.08 (4H, t), 3.42 (4H + 4Hn, m), 1.62 (8H + 8H n, m))。
組成物I9の式Wのアルデヒドは、式W5のアルデヒドであり、式中、Y1=Y2=Oであり、各ZE1基、ZE2基は、直鎖状二価アルキレン基を、今の場合にはプロピレンを表し、各ZE3基、ZE4基は、一価アルキル基を、今の場合にはメチルを表す。組成物I9の式Wのアルデヒドは、次の式SP52を有し、
(SP52)
nは5と9の間である。
アルデヒドSP52は、600と850g.mol-1の間のモル質量を有するポリジメチルシロキサンジオール(PDMSジオール)(ABCR GmbH 参照番号AB146673−CAS 104780−66−7)から、アルデヒドSP50と同様に調製される。
アルデヒドSP52のベンズアルデヒド下付き数字は、アルデヒドSP50のそれと同様の方法でアッセイされる。アルデヒドSP52のベンズアルデヒド下付き数字は2.16に等しい。
アルデヒドSP52の1H NMRスペクトルが図11Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.80 (2H, s), 7.73 (4H, m), 6.89 (4H, m), 3.93 (4H, m), 1.78 (4H, m), 0.56 (4H, m), 0.01 (6H + 6Hn, m))。
組成物I13の式Wのアルデヒド
組成物I13の式Wのアルデヒドは、次の式W2
(W2)
(式中、
− 各Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環であり、
− SPは、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2つの共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
を有する。
より詳細には、組成物I13の式Wのアルデヒドは、次の式SP30を有する。
(SP30)
アルデヒドSP30は、ペンタエリトリトールテトラブロミド(CAS 3229−00−3)と、4−ヒドロキシ−3−メトキシベンズアルデヒド(CAS 121−33−5)から、アルデヒドSP10と同様に調製される。アルデヒドSP30の1H NMRスペクトルが図12Aに示されている(1H NMR (CDCl3, 300 MHz) : 9.84 (4H, s), 7.08-7.44 (12H, m), 4.58 (8H, s), 3.79 (12H, s))。
比較試験
第1ステップにおいて、補強用充填剤を、エラストマーに組み入れ、全てを、110℃と190℃の間の最大温度に達するまで、熱機械的に混練りした。次いで、一緒にされた混合物を、110℃未満の温度に冷却した。次に、第2ステップの間に、架橋系、フェノール/芳香族ポリフェノールおよびメチレン供与体/式Wのアルデヒドを(さらなるアルデヒドがあれば、それも)組み入れた。この第2ステップの終わりに、流動性が評価された。組成物を加硫し、フェノール−アルデヒド樹脂を架橋させるために、混合物は、また、最大のレオメータートルク(120分で測定されたトルク)が得られるまで、150℃に加熱された。次に、組成物の23℃での剛性が、引張り試験の間に評価された。
高温での剛性の評価−最大のレオメータートルク
測定は、DIN 53529 - Part 3 (June 1983)に従って、振動ディスクレオメーターにより、150℃で行った。時間の関数としてのレオメータートルクの変化は、加硫およびフェノール−アルデヒド樹脂の架橋の結果としての組成物の剛性の変化を表す。組成物I1〜I3のレオメータートルクの変化を示す曲線、さらに、組成物T0、T1およびT2のレオメータートルクの変化を示す曲線が、図2B〜12Bに示されている。
最大のレオメータートルクCmaxが大きくなるほど、組成物は、高温で保持できる、より大きな剛性を有する。
23℃での剛性の評価−引張り試験
これらの試験は、弾性応力および破断時特性を求めることを可能にする。特に断らなければ、それらは、規格ASTM D 412, 1998 (test specimen C)に従って行われる。10%伸長での「公称」シーカント弾性率(または見掛けの応力、MPa)(「MA10」と記される)が、2回目(すなわち、順応(accommodation)サイクルの後)の伸長で測定される。これらの引張り測定の全ては、規格ASTM D 1349 of 1999に従って、標準の温度および相対湿度条件下に行われ、表1に報告されている。
流動性の評価−ムーニー塑性
ムーニー塑性は、規格ASTM D1646-99に従って、コンシストメーター(consistometer)を用いて実施される。ムーニー塑性の測定は、次の原理に従って行われる:未硬化混合物が、所定の温度に、通常は100℃に加熱された円筒チャンバで練られる。1分間の予熱の後、L型のローターが、2回転/分で、試験体内で回転し、この動きを維持するための作業トルクが、4分間の回転後に測定される。ムーニー塑性(ML 1+4)が、「ムーニー単位」(MU、1MU=0.83ニュートン.メートル)で表される。この測定は、ゴム組成物の製造後、24時間未満に行われる。ムーニー塑性が小さいほど、組成物の流動性は、より高い。
第1に、表1による結果は、コントロール組成物T2における芳香族ポリフェノールおよびアルデヒド(4)の使用は、補強用樹脂を含まない組成物(T0)の剛性よりも、しかし、また、先行技術の補強用樹脂を含む組成物(T1)の剛性よりも、ずっと大きい、23℃での剛性を得ることを可能にすることを示す。しかし、組成物T2は、比較的低い流動性を有し、そのため、通常の工業的条件下でのゴム組成物の成形が妨げられる。
組成物T1と異なり、本発明による各組成物I1〜I13は、組成物T1の剛性と同等であるか、またはそれより一層大きい、23℃での剛性を有する。さらに、T1と異なり、組成物I1〜I1のどれも、それらの加硫の間に、ホルムアルデヒドを生じない。
本発明による各組成物I1〜I13は、比較的大きく、組成物T2の流動性よりかなり高い流動性を有する。本発明による各組成物I1〜I13は、また、実施例I13を除いて、組成物T0、T1およびT2の剛性より、かなり大きい剛性を有し、実施例I13は、しかしながら、組成物T0およびT1の剛性よりかなり大きく、またゴム組成物の補強を可能にするのに十分な剛性を有する。
本発明による各組成物I1〜I13は、組成物T0の保持に比べて向上した、高温での剛性保持(Cmax)を有する。さらに、本発明による各組成物I1〜I13は、組成物T2のCmaxより、少なくとも等しい(I6およびI8)、または大きい(I7およびI9)、またはかなり大きい(I1〜I5、およびI10〜I13)、高温での剛性保持(Cmax)を有する。
本発明は、上記の実施形態に限定されない。
表1にない他の実施形態において、いくつかの芳香族環、例えばベンゼン環を含み、これらの環の少なくとも2つが、それぞれ、互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有する芳香族ポリフェノールが、想定され得る。各芳香族環の−O−H基の少なくとも1個に対する2つのオルト位は無置換である。

Claims (75)

  1. − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
    − 式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒド
    をベースとする、少なくとも1種のフェノール−アルデヒド樹脂を含むことを特徴とする、ゴム組成物。
  2. SPが、150個以下、好ましくは100個以下、より優先的には75個以下の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している、請求項1に記載の組成物。
  3. SPが、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される少なくとも二価の基を表す、請求項1または2のいずれか1項に記載の組成物。
  4. SPが、3個以上、好ましくは4個以上、より優先的には5個以上の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している、請求項1から3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. SPが、20個以下、好ましくは15個以下の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している、請求項1から4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. SPが、厳密には15個超の数の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している、請求項1から4のいずれか1項に記載の組成物。
  7. 各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環の残り部分が、無置換である、請求項1から6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. 各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環がそれぞれ互いに独立に、炭化水素をベースとする一価基および置換炭化水素をベースとする一価基を表す少なくとも1個のK1基およびK2基によって置換されており、好ましくは、各K1基およびK2基が互いに独立に、一価アルキル基またはO−一価アルキル基を表す、請求項1から6のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環が、ベンゼン環である、請求項1から8のいずれか1項に記載の組成物。
  10. SP基および各CHO基が、各Ar1芳香族環およびAr2芳香族環において互いに対するメタ位に配置されている、請求項9に記載の組成物。
  11. アルデヒドが、式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドである、請求項1から10のいずれか1項に記載の組成物。
  12. SP’が、150個以下、好ましくは100個以下、より優先的には75個以下の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している、請求項11に記載の組成物。
  13. SP’が、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される少なくとも三価の基を表す、請求項11または12に記載の組成物。
  14. SP’が、3個以上、好ましくは4個以上、より優先的には5個以上の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している、請求項11から13のいずれか1項に記載の組成物。
  15. SP’が、20個以下、好ましくは15個以下の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している、請求項11から14のいずれか1項に記載の組成物。
  16. SP’が、厳密に15個超の数の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している、請求項11から14のいずれか1項に記載の組成物。
  17. 各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環の残り部分が、無置換である、請求項11から16のいずれか1項に記載の組成物。
  18. 各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環がそれぞれ互いに独立に、炭化水素をベースとする一価基および置換炭化水素をベースとする一価基を表す少なくとも1個のK1基、K2基およびK3基によって置換されており、好ましくは、各K1基、K2基およびK3基が互いに独立に、一価アルキル基またはO−一価アルキル基を表す、請求項11から16のいずれか1項に記載の組成物。
  19. 各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環が、ベンゼン環である、請求項11から18のいずれか1項に記載の組成物。
  20. SP’基および各CHO基が、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環およびAr3芳香族環において互いに対するメタ位に配置されている、請求項19に記載の組成物。
  21. アルデヒドが、式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドである、請求項1から請求項20のいずれか1項に記載の組成物。
  22. SP”が、150個以下、好ましくは100個以下、より優先的には75個以下の数の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している、請求項21に記載の組成物。
  23. SP”が、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される少なくとも四価の基を表す、請求項21または22に記載の組成物。
  24. SP”が、3個以上、好ましくは4個以上、より優先的には5個以上の数の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している、請求項21から23のいずれか1項に記載の組成物。
  25. SP”が、20個以下、好ましくは15個以下の数の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している、請求項21から24のいずれか1項に記載の組成物。
  26. SP”が、厳密に15個超の数の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している、請求項21から24のいずれか1項に記載の組成物。
  27. 各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環の残り部分が、無置換である、請求項21から26のいずれか1項に記載の組成物。
  28. 各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環がそれぞれ互いに独立に、炭化水素をベースとする一価基および置換炭化水素をベースとする一価基を表す少なくとも1個のK1基、K2基、K3基およびK4基によって置換されており、好ましくは、各K1基、K2基、K3基およびK4基が互いに独立に、一価アルキル基またはO−一価アルキル基を表す、請求項21から26のいずれか1項に記載の組成物。
  29. 各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環が、ベンゼン環である、請求項21から28のいずれか1項に記載の組成物。
  30. SP”基および各CHO基が、各Ar1芳香族環、Ar2芳香族環、Ar3芳香族環およびAr4芳香族環において互いに対するメタ位に配置されている、請求項29に記載の組成物。
  31. アルデヒドのモル比が、10000g.mol-1以下、好ましくは5000g.mol-1以下、より優先的には2000g.mol-1以下、さらにより優先的には500g.mol-1以下である、請求項1から30請求項のいずれか1項に記載の組成物。
  32. アルデヒドが、式W3
    (W3)
    (式中、Y1−Z−Y2は、二価基を表し、
    − Y1およびY2がそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群、好ましくは酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1およびY2がそれぞれ、酸素を表し、
    − Zが、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基を表す)
    のアルデヒドである、請求項1から10のいずれか1項に記載の組成物。
  33. Zが、次の基、すなわち、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群、好ましくは次の基、すなわち、アルキレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表し、より優先的には、Zが、二価アルキレン基を表す、請求項32に記載の組成物。
  34. Zが、1〜15個までの範囲、好ましくは2〜12個までの範囲、より優先的には2〜8個までの範囲の数の炭素原子を含む直鎖状二価アルキレン基を表す、請求項32または33に記載の組成物。
  35. SPが、ポリエステル、ポリエーテル、ポリジエン、ポリアルキレンおよびポリシリコーン基並びにこれらの基の組合せからなる群、好ましくはポリエーテルおよびポリシリコーン基並びにこれらの基の組合せからなる群より選択される基を表す、請求項1から31のいずれか1項に記載の組成物。
  36. アルデヒドが、式W4
    (W4)
    (式中、nは、1以上、好ましくは2以上であり、Z4は、次の基、すなわち、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表し、より優先的には、Z4は、二価アルキレン基、さらにより優先的には直鎖状二価アルキレン基を表す)
    のアルデヒドである、請求項35に記載の組成物。
  37. アルデヒドが、式W5
    (W5)
    (式中、
    − nは、1以上、好ましくは2以上であり、
    − Y1およびY2はそれぞれ互いに独立に、酸素、CH2基、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群、好ましくは酸素、C=O基、S=O基およびSO2基からなる群からなる群より選択される基を表し、より優先的には、Y1およびY2はそれぞれ、酸素を表し、
    − 各ZE1基、ZE2基は互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される二価基を表し、
    − 各ZE3基、ZE4基は互いに独立に、炭化水素をベースとする基および置換炭化水素をベースとする基からなる群より選択される一価基を表す)
    のアルデヒドである、請求項35に記載の組成物。
  38. 各ZE1基、ZE2基が互いに独立に、次の基、すなわち、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、アルキルアリーレン、シクロアルキレン、アルケニレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群、好ましくは次の基、すなわち、アルキレン、AL−AR−AL(ALが一価アルキル基を表し、ARがアリール基を表す)、AR−AL−AR(ARが一価アリール基を表し、ALがアルキル基を表す)からなる群より選択される二価基を表し、より優先的には、各ZE1基、ZE2基が、二価アルキレン基を表し、さらにより優先的には、各ZE1基、ZE2基が、直鎖状二価アルキレン基を表す、請求項37に記載の組成物。
  39. 各ZE3基、ZE4基が互いに独立に、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、シクロアルキル基およびアルケニル基からなる群より選択される一価基を表し、より優先的には、各ZE3基、ZE4基が、一価アルキル基を表す、請求項37または38に記載の組成物。
  40. フェノール−アルデヒド樹脂が、アルデヒドと異なるさらなるアルデヒドをベースとする、請求項1から39のいずれか1項に記載の組成物。
  41. さらなるアルデヒドが、芳香族アルデヒドである、請求項40に記載の組成物。
  42. さらなるアルデヒドが、1,3−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒドおよび式A
    (A)
    (式中、
    Xは、N、SまたはOを含み、
    Rは、−Hまたは−CHOを表す)
    のアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される、請求項40または41に記載の組成物。
  43. さらなるアルデヒドが、1,4−ベンゼンジカルボキシアルデヒド、フルフルアルデヒド、2,5−フランジカルボキシアルデヒドおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択される、請求項40から42のいずれか1項に記載の組成物。
  44. 芳香族ポリフェノールの芳香族環が、互いに対するメタ位に3個の−O−H基を有する、請求項1から43のいずれか1項に記載の組成物。
  45. 芳香族ポリフェノールの各−O−H基に対する2個のオルト位が、無置換である、請求項1から44のいずれか1項に記載の組成物。
  46. 芳香族ポリフェノールの芳香族環の残り部分が、無置換である、請求項1から45のいずれか1項に記載の組成物。
  47. 芳香族ポリフェノールが、いくつかの芳香族環を含み、これらの芳香族環の少なくとも2個がそれぞれ、互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、少なくとも1個の芳香族環の−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が、無置換である、請求項1から46のいずれか1項に記載の組成物。
  48. 芳香族ポリフェノールの芳香族環または各芳香族環が、ベンゼン環である、請求項1から47のいずれか1項に記載の組成物。
  49. 芳香族ポリフェノールが、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個のヒドロキシル官能基を有し、ヒドロキシル官能基の少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
    − 少なくとも1種のアルデヒド官能基を含む少なくとも1種の化合物
    をベースとした予備縮合樹脂である、請求項1から48のいずれか1項に記載の組成物。
  50. 芳香族ポリフェノールが、レゾルシノール、フロログルシノール、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシジフェニルスルフィド、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンおよびこれらの化合物の混合物からなる群より選択され、好ましくは、芳香族ポリフェノールが、フロログルシノールである、請求項1から48のいずれか1項に記載の組成物。
  51. ポリブタジエン、合成ポリイソプレン、天然ゴム、ブタジエンコポリマー、イソプレンコポリマーおよびこれらのエラストマーの混合物からなる群より選択されるジエンエラストマーを含む、請求項1から50のいずれか1項に記載の組成物。
  52. 硬化状態である、請求項1から51のいずれか1項に記載の組成物。
  53. − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
    − 式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒド
    を含むことを特徴とする、ゴム組成物。
  54. 未硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
    − 式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒドと
    を混合するステップを含むことを特徴とする、方法。
  55. 硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
    − 未硬化状態のゴム組成物を製造するステップであって、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
    − 式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している。)
    の少なくとも1種のアルデヒドと
    を混合するステップを含む、前記ステップ、
    − 次いで、未硬化状態のゴム組成物を整形するステップ、
    − 次いで、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂が架橋される間に、ゴム組成物を加硫するステップ
    を含むことを特徴とする、方法。
  56. − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
    − 式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒド
    を含むことを特徴とする、ゴム組成物。
  57. 未硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
    − 式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’が、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒドと
    を混合するステップを含むことを特徴とする、方法。
  58. 硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
    − 未硬化状態のゴム組成物を製造するステップであって、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
    − 式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒドと
    を混合するステップを含む、前記ステップ、
    − 次いで、未硬化状態のゴム組成物を整形するステップ、
    − 次いで、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂が架橋される間に、ゴム組成物を加硫するステップ
    を含むことを特徴とする、方法。
  59. − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび
    − 式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒド
    を含むことを特徴とする、ゴム組成物。
  60. 未硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
    − 式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
    の少なくとも1種のアルデヒドと
    を混合するステップを含むことを特徴とする、方法。
  61. 硬化状態のゴム組成物を製造するための方法であって、
    − 未硬化状態のゴム組成物を製造するステップであって、
    − 互いに対するメタ位に少なくとも2個の−O−H基を有し、−O−H基のうちの少なくとも1個に対する2個のオルト位が無置換である、少なくとも1個の芳香族環を含む、少なくとも1種の芳香族ポリフェノールと、
    − 式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している。)
    の少なくとも1種のアルデヒドと
    を混合するステップを含む、前記ステップ、
    − 次いで、未硬化状態のゴム組成物を整形するステップ、
    − 次いで、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂が架橋される間に、ゴム組成物を加硫するステップ
    を含むことを特徴とする、方法。
  62. 未硬化状態である、請求項53、56および59のいずれか1項に記載の組成物。
  63. − 第1のステップの間に、補強用充填剤をエラストマー中に導入し、すべてのものを、110℃〜190℃の間の最大温度に到達するまで熱機械的に混練するステップ、
    − 合わせた混合物を110℃未満の温度に冷却するステップ、
    − 次いで、第2のステップの間に、架橋系、芳香族ポリフェノールおよびアルデヒドを導入するステップ
    を含む、請求項54、55、57、58、60および61のいずれか1項に記載の方法。
  64. 請求項54、55、57、58、60、61および63のいずれか1項に記載の方法によって得ることができることを特徴とする、ゴム組成物。
  65. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物中への、ゴム組成物の剛性を増大させるための、式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  66. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物が未硬化状態のときの流動性を増大させるための、式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  67. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物の温度が上昇している状態で剛性を保持するための、式W
    (W)
    (式中、
    − 各Ar1基およびAr2基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SPは、少なくともAr1基とAr2基とを互いに連結している連結基であり、少なくとも2個の共有結合によってAr1基とAr2基とを隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  68. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物中への、ゴム組成物の剛性を増大させるための、式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  69. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物が未硬化状態のときの流動性を増大させるための、式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  70. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物の温度が上昇している状態で剛性を保持するための、式W1
    (W1)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基は、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP’は、Ar1基、Ar2基およびAr3基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基およびAr3基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  71. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物中への、ゴム組成物の剛性を増大させるための、式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  72. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物が未硬化状態のときの流動性を増大させるための、式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  73. 少なくとも1種の芳香族ポリフェノールおよび少なくともアルデヒドをベースとしたフェノール−アルデヒド樹脂を含むゴム組成物の温度が上昇している状態で剛性を保持するための、式W2
    (W2)
    (式中、
    − 各Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基は互いに独立に、置換されていてもよい芳香族環を表し、
    − SP”は、Ar1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を互いに連結しており、少なくとも2個の共有結合によってAr1基、Ar2基、Ar3基およびAr4基を2個ずつ隔離している)
    のアルデヒドの使用。
  74. ゴム組成物中に埋め込まれた少なくとも1種の補強要素によって補強された、ゴム複合材料であって、ゴム組成物が、請求項1から53のいずれか1項によるものであり、または請求項56、59、62および64のいずれか1項によるものであることを特徴とする、ゴム複合材料。
  75. 請求項1から53のいずれか1項に記載のゴム組成物もしくは請求項56、59、62および64のいずれか1項に記載のゴム組成物または請求項74に記載のゴム複合材料を含むことを特徴とする、タイヤ(1)。
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