JP2019515982A - ブロックコポリマーを含有する自己接着性補強複合体を含む補強製品 - Google Patents

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Abstract

本発明は、1つまたは複数の織物または金属の補強用糸を含む、特に完成したゴム物品の補強用のために使用することができる補強製品であって、糸が個々にまたはまとめてシースで覆われており、シースがシース組成物を含み、シース組成物が1つまたは複数の熱可塑性ブロックコポリマーを含み、1つまたは複数の熱可塑性ブロックコポリマーが、少なくとも1つのポリアミドブロック、少なくとも1つのポリオレフィンブロック、少なくとも1つのアルキレンブロックを含み、230℃において振動レオロジーで測定された300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.sの範囲の溶融粘度を示し、シースされた糸これら自体がゴム組成物に埋め込まれている、補強製品に関する。

Description

本発明は、1つまたは複数の補強用糸を含む、ゴム完成品の補強用に特に使用することができる補強製品であって、前記糸がシースで覆われており、シースがシース組成物を含み、シース組成物が1つまたは複数の特定のブロックコポリマーを含み、シースされた糸(よって複合補強材を形成する)これら自体が少なくとも1つのジエンエラストマーに基づくゴム組成物に埋め込まれている、補強製品に関する。
特にこれらの補強材を様々な種類の外部攻撃、例えば、酸化または侵食などから保護するために、または他に、コードなどの様々な糸の集合体または糸の組合せを互いに一体化させ、よって特にこれらの座屈抵抗を増加させて、構造的に強固にするという目的のために、金属補強材を熱可塑性材料、例えば、ポリアミドまたはポリエステルなどでシースすることは、非常に長い間公知であった。
このような複合補強材、ならびに空気タイヤなどのゴム物品におけるそれらの使用は、多くの特許文献に記載されてきた。
例えば、最新技術から、その耐摩耗性を改善する目的のため、熱可塑性材料、例えば、ポリエステルまたはポリアミドなどでシースされた、スチールまたはアラミド織物で作製された公知の補強材が存在する。
特許出願FR2601293は、これを空気タイヤビーズのビーズ導線として使用するために金属コードをポリアミドでシースすることについて記載しており、このシースによって、それが補強する空気タイヤのビーズの構造および作動条件に対してこのビーズ導線の形状を調節することが有利にも可能になる。
特許文献仏国特許第2576247または米国特許第4754794は、空気タイヤビーズのビーズ導線としてこれらのコードまたは糸を使用するために、一方では、これらの糸またはコードの間の距離を制御する目的で、他方では、摩擦または腐食による摩耗の危険性を排除する目的で、異なる融点を有する2種または3種のそれぞれ異なる熱可塑性材料(例えばポリアミド)で2重にシースされたまたは実に3重にもシースされた金属コードまたは糸についても記載している。
ポリエステルまたはポリアミド材料でこうしてシースされたこれらの補強材は、耐食性、耐摩耗性および構造的硬直性という上記利点とは別に、少なくとも1種のジエンエラストマー、例えば、天然ゴムを含むRFL(レゾルシノール−ホルムアルデヒドラテックス)接着剤として公知の単純な織物用接着剤を使用してジエンゴムマトリックスに引き続き接着剤で結合できるという有意な利点を示し、この接着剤は公知の方式で、例えば、ポリエステルまたはポリアミド繊維などの織物用繊維と、ジエンゴムとの間で満足できる接着性をもたらす。
したがって、真ちゅうなどの接着性金属層でコーティングされていない金属補強材、さらにコバルト塩などの金属塩を含まない周囲のゴムマトリックスを有利に使用することができる。というのもコバルト塩は、時間の経過とともに、接着性能の品質を維持するために公知の方式で必要とされるが、一方では、ゴムマトリックスそれ自体のコストを、他方では、酸化およびエイジングに対するこれらの感受性を有意に増加させてしまう(例えば、特許出願WO2005/113666を参照されたい)。
しかし、上記RFL接着剤は欠点がないわけではない:RFL接着剤は、特に基体としてホルムアルデヒドを含み、ホルムアルデヒドは、この種類の製品に関する欧州の規制における最近の変化により、長期的には接着剤組成物から排除することが望ましい。
したがって、ジエンゴム物品の設計者、特に空気タイヤ製造業は、現時点では、上記の欠点のすべてまたはいくつかを克服することを可能にする補強製品のための新規接着剤系または新規補強材を発見するという目的を有する。
特定の構造を有するブロックコポリマーが、この目的を達成することを可能にする、すなわちゴムに直接接着可能な複合補強材の調製を可能にすることを本出願法人らは発見した。
したがって、本発明の主題は、1つまたは複数の補強用糸を含む、特に完成したゴム物品の補強のために使用することができる補強製品であって、前記糸が個々にまたはまとめてシースで覆われており、シースがシース組成物を含み、シース組成物が1つまたは複数のブロックコポリマーを含み、1つまたは複数のブロックコポリマーが、少なくとも1つのポリアミドブロック、少なくとも1つのポリオレフィンブロック、少なくとも1つのアルキレンブロックを含み、230℃において振動レオロジーで測定された300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.sの範囲の溶融粘度を示し、シースされた糸これら自体がゴム組成物に埋め込まれている、製品である。
本発明の別の主題は、このような補強製品を含むタイヤである。
本発明およびその利点は、以下に続く記載および例示的実施形態、さらにこれらの例に関する図に照らし合わせると簡単に理解され、これらの図は以下に略図で示されている:
本発明による補強製品をそのベルトまたはその骨組みに組み込んでいる空気タイヤの半径方向の断面を示しており、空気タイヤは本発明による半径方向の骨組み補強を有する; 3本の糸を含む本発明による補強製品の例の断面を示しており、各糸が単一のモノフィラメントを含み、これらは個々にシースで覆われており、これらの糸がゴム組成物に一緒に埋め込まれている; 3本の糸を含む本発明による補強製品の別の例の断面を示しており、各糸が3本のモノフィラメントを含み、これらは個々にシースで覆われており、これらの3本のシースされた糸がゴム組成物に埋め込まれている; 3本の糸の薄い細片を含む本発明による補強製品の別の例の断面を示しており、各糸が単一のモノフィラメントを含み、これら3本の糸が1つの同じシースでまとめて覆われており、ゴム組成物に埋め込まれている; 3本の糸の細片を含む本発明による補強製品の別の例の断面を示しており、各糸が3本のモノフィラメントを含み、これら3本の糸が1つの同じシースでまとめて覆われており、ゴム組成物に埋め込まれている。
本発明の記載において、他に明示的に示されていない限り、示されているすべてのパーセンテージ(%)は質量%である。
略語「phr」は、エラストマーまたはゴム100質量部(いくつかのエラストマーが存在する場合、エラストマーの全部)当たりの質量部を意味する。
さらに、「aとbとの間」または「aとbとの間の」という表現で表される値の任意の間隔は、aからbに広がる値の範囲を意味する(すなわち、境界aとbを含む)。同様に、「aからbまで」という表現で表される値の任意の間隔は、aからbまで広がる値の範囲を意味する(すなわち、厳密な境界aとbを含む)。
補強用糸
本特許出願では、「補強用糸」という用語は、一般的に、その断面と比べて長さが大きな任意の細長いエレメントを意味すると考えられており、この断面の形状がどんな形状であっても、例えば環状、長楕円形、長方形、正方形、またはさらに平坦であっても、この糸が直線であることが可能であり、または、直線ではなく、例えば、ねじれたまたは波線であってもよい。形状が環状である場合、その直径は好ましくは5mm未満であり、より好ましくは0.1〜2mmの範囲である。
補強用糸は、任意の公知の形態を取ることができる。補強用糸は、例えば、大きな直径(例えばおよび好ましくは、50μmと等しいまたはこれより大きい)の個々のモノフィラメント、個々のリボン、フィルム、マルチフィラメント繊維(小さな直径、通常30μm未満の直線またはねじった複数の個々のフィラメント(またはモノフィラメント)からなる)、一緒にねじったいくつかの繊維から形成される織物を折り畳んだヤーン、一緒に編んだいくつかの繊維またはモノフィラメントから形成される組みひも、一緒に縄編みしたまたはねじったいくつかの繊維またはモノフィラメントから形成される織物または金属コードであってよい。
本特許出願では、糸状補強材、複合補強材、シースされた補強材または補強用エレメントは一般的に、シースで覆われた1つまたは複数の補強用糸を意味すると考えられている。
好ましい実施形態によると、本発明による補強製品を生成するのに使用される複合補強材は、したがって、本発明のゴム組成物に埋め込まれた、シースされた単一の複合体糸を構成するよう、そのシースで覆われた単一の補強用糸の形態で提供することができる。
別の好ましい実施形態によると、本発明による補強製品を生成するのに使用する複合補強材はまた、いくつかの補強用糸の形態で提供することもできる。この場合、補強用糸(モノフィラメント、リボン、フィルム、繊維、折り畳まれたヤーン、組みひもまたはコード)は、織布または不織布または編地を形成するよう配置することができる。第1の下位の実施形態によると、各補強用糸はそのシースで覆われており、次いで異なるシースされた補強用糸が一緒に配置される。第2の下位の実施形態によると、補強用糸は一緒に配置され、次いでこれらのシースの中にまとめて覆われている。次いで個々にまたはまとめてシースされたこれらの補強用糸は、ゴム組成物に埋め込まれることによって、本発明による補強製品、例えば、様々な形態のゴムで作製されたベルト、細片または複合織布など、例えば、普通空気タイヤの構造において遭遇するものなどを構成する。本発明による補強製品の好ましい例として、特に、空気タイヤのベルトに存在する骨組み補強プライ、保護用クラウンプライ、輪状クラウンプライまたは作動クラウンプライを構成する織布が挙げられる。
好ましい実施形態によると、補強用糸は、少なくとも1本の金属のモノフィラメントを含む補強用金属糸である。
定義では、金属は、各モノフィラメントが金属材料で主に(すなわち、その質量の50%より多く)または完全に(その質量の100%)で構成される糸を意味すると考えられている。各モノフィラメントは、好ましくはスチールで作製され、より好ましくはパーライト(またはフェライト−パーライト)カーボンスチール(本明細書でこれより以下「カーボンスチール」と表示する)で作製され、または他にステンレススチール(定義では、スチールは少なくとも11%のクロムおよび少なくとも50%の鉄を含む)で作製される。カーボンスチールが使用される場合、その炭素含有量(スチールの質量%)は好ましくは0.5%〜0.9%の間である。好ましくは、正常張力(NT)または高張力(HT)のスチールコードの種類のスチールが使用され、その引張り強度(Rm)は、好ましくは2000MPaより大きい、より好ましくは2500MPaより大きく、3000MPa未満である(1984年のISO規格6892による張力下で行った測定)。スチールは、接着層、例えば、真ちゅうまたは亜鉛などでコーティングされていてもよい。
別の好ましい実施形態によると、補強用糸は、合成または天然ポリマー材料からなる、実に無機材料さえからなる織物用糸である。例として、特にポリビニルアルコール(PVA)、脂肪族ポリアミド(例えば、ポリアミド4−6、6、6−6、11または12)、芳香族ポリアミド(または「アラミド」)、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル(例えば、PET、PEN)、芳香族ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリケトン、セルロース、レーヨン、ビスコース、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)、ガラス、炭素、または他にセラミックで作製された補強用糸を挙げることができる。
上で説明されているように、補強用糸は、シースで覆われている。
本発明によると、シースは、1つまたは複数のブロックコポリマーを含むシース組成物を含む。
ブロックコポリマー
本発明により使用するブロックコポリマーは、
− 少なくとも1つのポリアミドブロック、
− 少なくとも1つのポリオレフィンブロック、
− 少なくとも1つのアルキレンブロック
を含み、230℃において振動レオロジーで測定された300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.sの範囲の溶融粘度を示す。
これらのブロックの構造は以下に記載されている。
ポリアミドブロック
本発明により使用するブロックコポリマーは、これらの構造内に、少なくとも1つのポリアミドブロックを含む。
ポリアミドを定義するために使用される命名法がISO規格1874−1:1992年、「プラスチック−ポリアミド(PA)成形および押出し材料−パート1:命名」、特に3頁(表1および2)に記載されており、当業者には周知である。
ポリアミドブロックは、ホモポリアミドまたはコポリアミド構造を有すことができる。
ホモポリアミドは、本発明の意味の範囲内で、単一単位の繰返しのみからなるポリアミドを意味すると考えられている。
コポリアミドは、本発明の意味の範囲内で、異なる化学構造の少なくとも2つの単位の繰返しからなるポリアミドを意味すると考えられている。このコポリアミドは、ランダム、交互またはブロック構造を示すことができる。
ポリイミドブロックは、アミノ酸、ラクタムおよび(ジアミン).(二酸)単位から選択される1つまたは複数の構造単位を含むことができる。
ポリアミドがその構造にアミノ酸を含む場合、アミノ酸は、9−アミノノナン酸(A=9)、10−アミノデカン酸(A=10)、10−アミノウンデカン酸(A=11)、12−アミノドデカン酸(A=12)および11−アミノウンデカン酸(A=11)さらにその誘導体、特にN−ヘプチル−11−アミノウンデカン酸から選択することができ、Aは単位中の炭素原子の数を意味する。
ポリアミドがラクタムを含む場合、ラクタムは、ピロリジノン、2−ピペリジノン、カプロラクタム、エナントラクタム、カプリロラクタム、ペラルゴラクタム、デカノラクタム、ウンデカノラクタムおよびラウリルラクタム(A=12)から選択することができる。
ポリアミドが式(Caジアミン).(Cb二酸)(CaおよびCbはそれぞれジアミンおよび二酸中の炭素原子の数を意味する)に対応する単位である場合、(Caジアミン)単位は、直鎖または分枝の脂肪族ジアミン、環状脂肪族ジアミンおよびアルキル芳香族ジアミンから選択される。
ジアミンが脂肪族および直鎖である場合、式H2N−(CH2a−NH2の、(Caジアミン)モノマーは、好ましくは、ブタンジアミン(a=4)、ペンタンジアミン(a=5)、ヘキサンジアミン(a=6)、ヘプタンジアミン(a=7)、オクタンジアミン(a=8)、ノナンジアミン(a=9)、デカンジアミン(a=10)、ウンデカンジアミン(a=11)、ドデカンジアミン(a=12)、トリデカンジアミン(a=13)、テトラデカンジアミン(a=14)、ヘキサデカンジアミン(a=16)、オクタデカンジアミン(a=18)、エイコサンジアミン(a=20)、ドコサンジアミン(a=22)ならびに脂肪酸から得られるジアミンから選択される。
また、直鎖脂肪族ジアミンとして、オクタデセンジアミンも挙げることができる。
ジアミンが脂肪族および分枝である場合、ジアミンは主鎖上に1つまたは複数のメチルまたはエチル置換基を含むことができる。例えば、(Caジアミン)モノマーは、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、1,3−ジアミノペンタン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミンまたは2−メチル−1,8−オクタンジアミンから有利に選択することができる。
(Caジアミン)モノマーが環状脂肪族である場合、このモノマーは、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)エタン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)ブタン、ビス−(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACMまたはMACM)、ビス(p−アミノシクロヘキシル)メタン(PACM)およびイソプロピリデンジ(シクロヘキシルアミン)(PACP)、イソホロンジアミン(a=10)、ピペラジン(a=4)またはアミノエチルピペラジンから選択される。このモノマーは、また以下の炭素骨格も含むことができる:ノルボルニルメタン、シクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルプロパン、ジ(メチルシクロヘキシル)プロパン。これらの環状脂肪族ジアミンの非網羅的リストは、刊行物「Cycloaliphatic Amines」(Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4th Edition (1992), pp. 386-405)に提供されている。
(Caジアミン)モノマーがアルキル芳香族である場合、このモノマーは1,3−キシリレンジアミンおよび1,4−キシリレンジアミンから選択される。
(Cb二酸)単位は、直鎖または分枝の脂肪族二酸、環状脂肪族二酸および芳香族二酸から選択される。
(Cb二酸)モノマーが脂肪族および直鎖である場合、(Cb二酸)モノマーは、コハク酸(b=4)、ペンタン二酸(b=5)、アジピン酸(b=6)、ヘプタン二酸(b=7)、オクタン二酸(b=8)、アゼライン酸(b=9)、セバシン酸(b=10)、ウンデカン二酸(b=11)、ドデカン二酸(b=12)、ブラシル酸(b=13)、テトラデカン二酸(b=14)、ヘキサデカン二酸(b=16)、オクタデカン二酸(b=18)、オクタデセン二酸(b=18)、エイコサン二酸(b=20)、ドコサン二酸(b=22)および36個の炭素を含有する脂肪酸ダイマーから選択される。
上記の脂肪酸ダイマーは、特に文献EP0471566に記載されているように、長い炭化水素鎖(例えば、リノール酸およびオレイン酸など)を含む不飽和の一塩基性脂肪酸のオリゴマー化または重合により得られる二量体化脂肪酸である。
二酸が環状脂肪族である場合、二酸は、以下の炭素骨格を含むことができる:ノルボルニルメタン、シクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルプロパン、ジ(メチルシクロヘキシル)、ジ(メチルシクロヘキシル)プロパン。
二酸が芳香族である場合、二酸は、テレフタル酸(Tと表示)、イソフタル酸(Iと表示)およびナフタレン二酸から選択される.
好ましくは、ポリアミドブロックは脂肪族である。
より具体的には、ポリアミドブロックは、PA6、PA11、PA12、PA6.10、PA6.6、PA6.12、PA10.10またはPA10.12から選択される少なくとも1つの単位を含む。
またより具体的には、ポリアミドブロックは、8個より多くまたはこれと等しい数の、窒素原子に対する炭素原子を有する少なくとも1つの単位を含み、より具体的には、PA11、PA12、PA6.10、PA6.12、PA10.10またはPA10.12から選択される少なくとも1つの単位を含む。
好ましくは、ポリアミドブロックは、ホモポリアミドブロック:PA11、PA12、PA6.10、PA6.12、PA10.10またはPA10.12から選択される。
好ましくは、ポリアミドブロックは、電位差測定法で測定される、4000〜20000の間の数平均分子量をそれぞれ示す。
好ましくは、本発明によるブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、2質量%〜98質量%の間、好ましくは30質量%〜95質量%の間、より好ましくは50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量を含む。
鎖末端基
ポリアミドブロックは、アミンまたは酸性官能基により終端することができ、または官能化することによって、イソシアネートおよび無水物官能基で終端することができ、好ましくはアミン官能基で終端することができる。
ポリオレフィンブロック
本発明により使用するブロックコポリマーは、これらの構造に、少なくとも1つのポリオレフィンブロックを含む。
ポリオレフィンブロックは、本発明によると、ジエンモノマー(2つの共役または非共役の炭素−炭素二重結合を保持するモノマー)から少なくとも部分的に生成される任意のホモポリマーまたはコポリマーを意味するものと理解されるべきである。ポリオレフィンブロックは、炭素−炭素二重結合のタイプの不飽和を含む。不飽和ポリオレフィンブロックは、共役または非共役ジエンモノマーから少なくとも部分的に生成されるジエンポリマーの任意のカテゴリーに属することができる。それは、当業者に公知の意味の範囲内でのポリオレフィンブロックの任意の種類であるが、ただし、このポリオレフィンブロックが不飽和であることを条件とする。
不飽和のポリオレフィンブロックは、鎖に沿ってまたは他に鎖に対するペンダントとして不飽和を含む。それらの不飽和を保持するモノマー単位の質量による含有量は、幅広い範囲内で変動し、これによって、様々なカテゴリーのポリオレフィンブロックを包含することが可能となる。したがって、適当なポリオレフィンブロックは、弱く不飽和であることができ、不飽和モノマー単位の質量による含有量は、ポリオレフィンブロックの総質量に対して少なくとも1%である。したがって代替の形態によると、この含有量は、少なくとも5質量%であることができ、実に少なくとも10質量%さえにもできる。ポリオレフィンブロックはまた、高度に不飽和であることもでき、不飽和のモノマー単位の質量による含有量はポリオレフィンブロックの総質量に対して、20%より大きく、100%に到達することもできる。いくつかの代替の形態によると、よって、この含有量は少なくとも40%であることができ、実に少なくとも50%でもよい。
本発明に使用可能なポリオレフィンブロックは、より具体的には、以下のカテゴリーの1つに対応するポリオレフィンブロックを意味すると理解される:
(a)4〜12個の炭素原子を有する共役ジエンモノマーの重合により得られる任意のホモポリマー;
(b)4〜12個の炭素原子を有する1つもしくは複数の共役ジエンを互いに共重合させる、または1つもしくは複数のエチレン性不飽和モノマーと共重合させることによって得られる任意のコポリマー;
(c)5〜12個の炭素原子を有する非共役ジエンモノマーの重合により得られる任意のホモポリマー;
(d)5〜12個の炭素原子を有する非共役ジエンの1つもしくは複数を互いに共重合させる、または1つもしくは複数のエチレン性不飽和モノマーと共重合させることによって得られる任意のコポリマー;
(e)エチレンおよび3〜6個の炭素原子を有するα−オレフィンと、5〜12個の炭素原子を有する非共役ジエンモノマーとの共重合によって得られる三元コポリマー、例えば、エチレンおよびプロピレンと、非共役ジエンモノマーから得られるエラストマー、例えば、特に文献WO2004/035639号および米国特許出願公開第2005/0239639号に記載されているものなど;
(f)イソブテンおよびイソプレン(ブチルゴム)のコポリマー、さらにこの種類のコポリマーのハロゲン化バージョン、特に塩素化または臭素化バージョン;
(g)天然ゴム;
(h)その鎖が少なくともオレフィンモノマー単位、すなわち、少なくとも1つのモノオレフィンの挿入から生成される単位、および少なくとも1つの共役または非共役ジエンから生成されるジエン単位を含む、不飽和オレフィンコポリマー;
(i)(a)〜(h)で定義されたエラストマーのいくつかが互いに混合された混合物。
ポリオレフィンブロック(a)、(b)および(h)の合成に適当な共役ジエンモノマーとして、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジ(C1−C5アルキル)−1,3−ブタジエン、例えば、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジエチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−3−エチル−1,3−ブタジエンまたは2−メチル−3−イソプロピル−1,3−ブタジエン、アリール−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンまたは2,4−ヘキサジエンなどを挙げることができる。
ポリオレフィンブロック(c)、(d)および(e)の合成に適当な非共役ジエンモノマーとして、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチリデンノルボルネンまたはジシクロペンタジエンを挙げることができる。
コポリマー(b)または(d)は、99質量%〜1質量%の間のジエン単位と、1質量%〜99質量%の間のビニル芳香族、ビニルニトリルおよび/またはアクリル酸のエステル単位とを含有する。
ポリオレフィンブロック(h)の合成に適当なモノオレフィンモノマーとして、エチレンまたは3〜6個の炭素原子を有するα−オレフィン、例えばプロピレンを挙げることができる。好ましくは、モノオレフィンモノマーはエチレンである。
ある特定の代替の形態によると、本発明により使用するブロックコポリマーに使用可能なオレフィンコポリマー(h)は、その鎖が、オレフィンのモノマー単位、すなわち少なくとも1つのモノオレフィンの挿入から生成される単位と、少なくとも1つの共役ジエンから生成されるジエン単位とを含むコポリマーである。他の代替の形態によると、単位は、ジエンモノマーおよびモノオレフィンモノマーから生成される完全な単位ではない。これらの代替の形態によると、例えば、上に記載されているようなエチレン性不飽和モノマーから生成される他の単位は炭素鎖に存在する。
少なくとも1つの共役ジエンモノマーから生成されるポリオレフィンブロックの中でも、非独占的例として、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリイソブチレン、ブタジエンおよびイソプレンのスチレンとのブロックコポリマー、例えば、ポリ(スチレン−b−ブタジエン)(SB)、ポリ(スチレン−b−ブタジエン−b−スチレン)(SBS)、ポリ(スチレン−b−イソプレン−b−スチレン)(SIS)、ポリ[スチレン−b−(イソプレン−stat−ブタジエン)−b−スチレン]もしくはポリ(スチレン−b−イソプレン−b−ブタジエン−b−スチレン)(SIBS)、水素添加SBS(SEBS)、ポリ(スチレン−b−ブタジエン−b−メタクリル酸メチル)(SBM)、ブタジエンとスチレン(SBR)およびアクリロニトリル(NBR)との統計コポリマー、イソプレンとスチレン(SIR)との統計コポリマー、イソプレンおよびブタジエンと、スチレン(SBIR)との統計コポリマー、ブチルまたはハロゲン化ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン−ジエンコポリマーおよびこれらの混合物を挙げることができる。
これらの中でも、ポリオレフィンブロックは、ポリブタジエン(「BR」と略記する)、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、エチレン−ジエンコポリマーおよびこれらのポリマーの混合物からなるポリオレフィンブロックの群から非常に特に選択される。
好ましくは、ポリオレフィンブロックはポリブタジエンである。ポリブタジエンはcis−1,4−、trans−1,4−または1,2−配列もしくはこれらの混合物を含むことができる。好ましくは、ポリブタジエンは主に(すなわち、1,4−および1,2−配列の数で50%より多く)1,2−配列を含む。
有利には、ブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、2質量%〜98質量%の間、好ましくは5質量%〜70質量%の間、より好ましくは6質量%〜50質量%の間、優先的に8質量%〜30質量%の間、さらにより好ましくは9質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を一般的に含む。
鎖末端基
ポリオレフィンブロックは官能化することによって、アミン、酸性、アルコール、イソシアネートおよび無水物から選択される官能基で終端させることができる。
より好ましくは、ポリオレフィンブロックは、アルコール官能基で終端したポリブタジエンブロックである。
Cray Valleyから販売されている商品名Krasol(登録商標)またはPoly Bd(登録商標)の製品を使用することができる。
ポリオレフィンブロックの物理化学的特性
ポリオレフィンブロックは、60000cPs未満、好ましくは40000cPs未満、好ましくは20000cPs未満、より好ましくは1000〜20000cPsの間の粘度を示すことができ、粘度は、Brookfieldデバイスを用いて、Brookfield方法により25℃で測定される。
有利には、ポリオレフィンブロックは1000〜10000の間、特に1000〜4000の間の数平均分子量を有する。
ブロック間での中間体結合
ポリアミドおよびポリオレフィンブロックは、アミン、酸性、イソシアネート、アルコールおよび無水物から選択される官能基で終端することができる。ポリオレフィンおよびポリアミドブロックは、修飾することによって、これらの官能基で終端させることができる。
結果的に、ブロック間の結合は、エステル、アミド、ウレアおよび/またはウレタン官能基であることができる。
アルキレンブロック
本発明により使用するブロックコポリマーは、これらの構造に、少なくとも1つのアルキレンブロックを含む。
アルキレンブロックは、本発明の意味の範囲内で、飽和した直鎖の脂肪族鎖を意味すると考えられている。
アルキレンブロックは、官能基、例えば、アミン、酸性、アルコール、イソシアネートおよび無水物から選択されるものなどを介して本発明によるコポリマーの他のポリマーブロックに連結している。
好ましくは、アルキレンブロックはC2−C36二酸、より好ましくはaC8−C36二酸、特にC10−C36二酸である。
より好ましくは、本発明により使用するブロックコポリマーは、酸性官能基で終端した少なくとも1つのアルキレンブロックを含む。
またより好ましくは、本発明により使用するブロックコポリマーは2〜36個の間の炭素原子、好ましくは8〜36個の間の炭素原子、特に10〜36個の間の炭素原子を含む少なくとも1つのアルキレンブロックを含む。より具体的には、アルキレンブロックは脂肪二酸である。
より具体的には、アルキレンブロックは、脂肪酸ダイマー、または他に二量体化脂肪酸、好ましくはC8−C36二酸である。
好ましくは、アルキレンブロックは、1000g/mol未満、好ましくは800g/mol未満、より好ましくは600g/mol未満のモル質量を示す。
好ましくは,本発明により使用するブロックコポリマーは特定の配置により特徴付けられる:アルキレンブロックは、ポリアミドブロックとポリオレフィンブロックとの間に見出される。
結果的に、アルキレンブロックは、ポリアミドとポリオレフィンポリマーブロックとの間のリンカーとして作用する。
Crodaで販売されている商品名Pripol(登録商標)の製品を使用することができる。
Cognisで販売されている商品名Empol(登録商標)の製品を使用することができる。
Arizona Chemicalで販売されている商品名Unydime(登録商標)の製品を使用することができる。
Oleonで販売されている商品名Radiacid(登録商標)の製品を使用することができる。
コポリマーの配置
第1の実施形態によると、本発明により使用するブロックコポリマーは以下の式:
PA−(R−Pol)n−R−Pol−R−PA
(式中、nは0〜100の間、特に0〜10、好ましくは0または1であり、
PAはポリアミドブロックを意味し、
Rはアルキレンブロックを意味し、
Polはポリオレフィンブロックを意味する)を有する。
第2の実施形態によると、本発明により使用するブロックコポリマーは、以下の式:
PA−(R−Pol−PA)n−R−Pol−R−PA
(式中、nは0〜100の間、特に0〜10、好ましくは0または1であり、
PA、RおよびPolは上で定義された通りである)を有する。
第3の実施形態によると、本発明により使用するブロックコポリマーは、以下の式:
PA−(R−Pol−R−PA)n−R−Pol−R−PA
(式中、nは0〜100の間、特に0〜10、好ましくは0または1であり、
PA、RおよびPolは上で定義された通りである)を有する。
ブロックの含有量
好ましくは、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間、好ましくは1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量を含む。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には,本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%,の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、2質量%〜98質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み,合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、30質量%〜95質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には,本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、50質量%〜94質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、70質量%〜92質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および2質量%〜98質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および5質量%〜70質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および6質量%〜50質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および8質量%〜30質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間のアルキレンブロックの含有量、75質量%〜90質量%の間のポリアミドブロックの含有量および10質量%〜25質量%の間のポリオレフィンブロックの含有量を含み、合計は100%に等しい。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはポリブタジエンである。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはアルコール官能基で終端したポリブタジエンである。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはポリブタジエンであり、アルキレンブロックはC8−C36二酸、特にC10−C36二酸である。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはポリブタジエンであり、アルキレンブロックは脂肪二酸である。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはポリブタジエンであり、アルキレンブロックは脂肪酸ダイマーである。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはアルコール官能基で終端したポリブタジエンであり、アルキレンブロックはC8−C36二酸、特にC10−C36二酸である。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはアルコール官能基で終端したポリブタジエンであり、アルキレンブロックは脂肪二酸である。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、ポリオレフィンブロックおよびアルキレンブロックを含む、本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、ポリオレフィンブロックはアルコール官能基で終端したポリブタジエンであり、アルキレンブロックは脂肪酸ダイマーである。
粘度
本発明によるブロックコポリマーは、規格ISO 6721−10:1999年に従い、1Hzの周波数、5%歪み、230℃において振動レオロジーで測定した、300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.sの範囲、好ましくは500〜10000Pa.s、より具体的には500〜5000Pa.sの範囲の溶融粘度を示す。この測定を行うために従う測定方法は以下の通りである:
プレート−プレート:以下の作動条件に従い、230℃で30分、5%歪み:
装置:Physica MCR301
形状:直径25mmの平行プレート
温度:230℃
周波数:100〜0.01Hz
期間:10分間
大気:窒素でフラッシュ.
連鎖延長ブロック
本発明により使用するブロックコポリマーは、少なくとも1つの連鎖延長ブロックを含んでもよい。
この連鎖延長ブロックは以下の構造:
Y1−A’−Y1
を有し、ここで、A’は、非ポリマー構造(ポリマーでも、オリゴマーでも、プレポリマーでもない)の炭化水素ビラジカルであり、
本発明により使用するブロックコポリマーの鎖末端基において少なくとも1つの官能基との重付加(反応副生成物の脱離なし)により反応性がある2つの同一の末端反応性官能基Y1(上記の式で定義されている通り)を保持し、このブロックコポリマーは、好ましくは500未満、より好ましくは400未満の数平均分子量を有し、
特に、反応性官能基Y1は、オキサジン、オキサゾリン、オキサゾリノン、オキサジノン、イミダゾリン、エポキシ、イソシアネート、マレイミドまたは環状無水物から選択される。
連鎖延長剤の適切な例として、以下を挙げることができる:
− 鎖末端基がNH2またはOH官能基、好ましくはNH2官能基である場合,連鎖延長剤Y1−A’−Y1は、以下に対応する:
Y1は、以下の基:マレイミド、ブロックされていてもよいイソシアネート、オキサジノンおよびオキサゾリノン、環状無水物、好ましくはオキサジノン、無水物およびオキサゾリノンから選択され、
A’は、以下から選択される反応性官能基もしくは基Y1を保持する炭素ベースのスペーサーもしくはラジカルである:
− Y1=オキサジノンおよびオキサゾリノンである場合、2つのY1官能基の間の共有結合、または
− 脂肪族炭化水素鎖もしくは芳香族炭化水素鎖および/もしくは環状脂肪族炭化水素鎖(後者の2つは、5または6個の炭素原子の、少なくとも1つの置換されていてもよい環を含み、前記脂肪族炭化水素鎖は、14〜200g.mol-1の数平均分子量を有していてもよい)。
連鎖延長剤Y1−A’−Y1はまた、
Y1がカプロラクタム基であり、
A’が、カルボニルラジカル、例えば、カルボニルビスカプロラクタム(carbonybiscaprolactam)であるか、またはA’がテレフタロイルもしくはイソフタロイルであることが可能である構造に対応することができる:。
連鎖延長剤Y1−A’−Y1はまた、環状無水物Y1基を保持することができ、この延長剤は、好ましくは環状脂肪族カルボン酸二無水物および/または芳香族カルボン酸二無水物から選択され、より好ましくは、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリト酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ヘキサフルオロイソプロピリデンビスフタル酸二無水物、9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタ−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物またはこれらの混合物から選択され、
− 鎖末端基がCOOH官能基である場合、
前記連鎖延長剤Y1−A’−Y1は、以下に対応する:
Y1は、以下の基:オキサゾリン、オキサジン、イミダゾリン、アジリジン、例えば、1,1’−イソ−またはテレフタロイルビス(2−メチルアジリジン)、またはエポキシなどから選択され、
A’は、上で定義されたような炭素ベースのスペーサーまたはラジカルである。
より具体的には、前記延長剤Y1−A’−Y1において、前記官能基Y1がオキサジノン、オキサゾリノン、オキサジン、オキサゾリンまたはイミダゾリンから選択され、特にオキサゾリンである場合、この場合には、Y1−A’−Y1で表される連鎖延長剤において、A’は、アルキレン、例えば、−(CH2m−(式中、mは1〜14の範囲、好ましくは2〜10である)を意味することができ、またはA’は、置換(アルキル)または非置換であるシクロアルキレンおよび/またはアリーレン、例えば、ベンゼンアリーレン、例えばo−、m−もしくはp−フェニレン、またはナフタレンアリーレンなどを意味することができ、好ましくはA’はアリーレンおよび/またはシクロアルキレンである。
Y1がエポキシである場合、連鎖延長剤は、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(BADGE)およびその水素添加(環状脂肪族(cycloaliphatique))誘導体ビスフェノールFジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、またはヒドロキノンジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ブチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、Mn<500を有するポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、Mn<500を有するポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、Mn<500を有するポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、Mn<500を有するビスフェノールAポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、Mn<500を有するビスフェノールAポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジカルボン酸ジグリシジルエステル、例えば、テレフタル酸グリシジルエステル、またはエポキシ化ジオレフィン(ジエン)またはエポキシ化エチレン二重不飽和を有する脂肪酸、ジグリシジル1,2−シクロヘキサンジカーボキシレート、およびこれらの混合物から選択することができる。
連鎖延長剤Y1−A’−Y1としてのカルボニル−またはテレフタロイル−またはイソフタロイルビスカプロラクタムの場合、好ましい条件は、前記重合および溶融加工中の副生成物、例えば、カプロラクタムなどの除去を阻止する。
Y1がブロックイソシアネート官能基を意味する上記に引用された任意選択のケースでは、イソシアネート官能基に対する遮断剤、例えば、エプシロン−カプロラクタム、メチルエチルケトキシム、ジメチルピラゾールまたはマロン酸ジエチルなどによりこの遮断を得ることができる。
同様に、延長剤がブロックコポリマーから生成されるNH2官能基と反応する二無水物である場合には、好ましい条件は重合中および溶融加工中のイミド環の任意の形成を阻止する。
ブロックコポリマーのOHまたはNH2終端に対して、Y1基は、好ましくは、無水物、イソシアネート(非ブロック)、オキサジノンおよびオキサゾリノン、より好ましくはオキサジノンおよびオキサゾリノンから選択され、スペーサー(ラジカル)A’は上で定義された通りである。
本発明の実施に対して適切であるオキサゾリンまたはオキサジン反応性官能基Yを保持する連鎖延長剤の例として、出願EP0581642の7頁に「A」、「B」、「C」および「D」という参照記号で記載されているもの、さらにこれらの調製プロセスおよびその中に提示されたこれらの反応モードを言及することができる。この文献で「A」はビスオキサゾリンであり、「B」はビスオキサジンであり、「C」は1,3−フェニレンビスオキサゾリンであり、および「D」は1,4−フェニレンビスオキサゾリンである。
例として、ブロックコポリマーの末端基がCO2H末端基であり、連鎖延長剤Y1−A’−Y1が1,4−フェニレンビスオキサゾリンである場合、得られる反応生成物は、以下の構造を有する少なくとも1つの繰返し単位を有する:
−O−C(O)−PA−C(O)−O−R1−NH−C(O)−A’−C(O)−NH−R1−
(式中、
PAは、上で定義されたような酸性末端基HO−C(O)−PA−C(O)−OHを有するポリアミドであり、
R1は(CH22であり、
A’はフェニルである)。
本発明の実施に対して適切であるイミダゾリン反応性官能基Yを有する連鎖延長剤の例として、出願EP0739924の7および8頁ならびに10頁の表1に記載されているもの(「A」〜「F」)、さらにその中に提示されているこれらの調製プロセスおよびこれらの反応モードを言及することができる。
本発明の実施に対して適切である反応性官能基Y1=オキサジノンまたはオキサゾリノンを有する連鎖延長剤の例として、出願EP0581641の7および8頁の「A」〜「D」の参照記号で記載されているもの、さらにその中に提示されているこれらの調製プロセスおよびこれらの反応モードを言及することができる。
適切なオキサジノン(6員環)およびオキサゾリノン(5員環)Y1基の例として、ベンゾオキサジノン、オキサジノンまたはオキサゾリノンから誘導されるY1基、スペーサーとして、A’が単一の共有結合であることができ、それぞれの対応する延長剤がビス(ベンゾオキサジノン)、ビスオキサジノンおよびビスオキサゾリノンであるものを挙げることができる。
A’はまた、C1−C14アルキレン、好ましくはC2−C10アルキレンであることもできるが、好ましくはA’はアリーレンであり、より具体的にはA’は、フェニレン(1,2−または1,3−または1,4−位においてY1で置換されている)もしくはナフタレンラジカル(Y1で二置換)もしくはフタロイル(イソ−またはテレフタロイル)であることができ、またはA’はシクロアルキレンであることができる。
Y1官能基、例えば、オキサジン(6員環)、オキサゾリン(5員環)およびイミダゾリン(5環)などに対して、A’ラジカルは上に記載されている通りであることができ、A’は単一の共有結合であることができ、それぞれの対応する延長剤はビスオキサジン、ビスオキサゾリンおよびビスイミダゾリンである。A’はまた、C1−C14アルキレン、好ましくはC2−C10アルキレンであることもできる。A’ラジカルは好ましくはアリーレンであり、より具体的にはこれは、フェニレン(1,2−または1,3−または1,4−位においてY1で置換されている)またはナフタレンラジカル(Y1で二置換)もしくはフタロイル(イソ−またはテレフタロイル)であることができ、またはA’はシクロアルキレンであることができる。
Y1=アジリジンである場合(3員の窒素性ヘテロ環、エーテル−O−を−NH−で交換した酸化エチレンと同等)、A’ラジカルは、フタロイル(1,1’−イソ−またはテレフタロイル)であることができ、このタイプの延長剤の例は1,1’−イソフタロイルビス(2−メチルアジリジン)である。
引用された2つの共反応物の総質量に対して0.001%〜2%、好ましくは0.01%〜0.5%の範囲の含有量での、ブロックコポリマーと前記延長剤Y1−A’−Y1との間の反応の触媒の存在は、(ポリ)付加反応を促進し、したがって生成サイクルを短縮することができる。このような触媒は、4,4’−ジメチルアミノピリジン、p−トルエンスルホン酸、リン酸、NaOHから選択することができ、4−ジメチルアミノピリジン、p−トルエンスルホン酸、リン酸、NaOHおよびEP0425341、9頁、1〜7行に記載されている重縮合またはエステル交換に対して記載されているものから選択してもよい。
前記延長剤の選択のより特定のケースによると、A’は、アルキレン、例えば、−(CH2m−(式中、mは、1〜14、好ましくは2〜10の範囲である)などを意味することができ、またはアルキル置換もしくは非置換のアリーレン、例えば、ベンゼンアリーレン(例えば、o−、m−またはp−フェニレンなど)もしくはナフタレンアリーレン(アリーレンと共に、ナフチレン)などを意味する。好ましくは、A’は、置換もしくは非置換のナフタレンアリーレンまたはベンゼンアリーレンであることができるアリーレンを意味する。
好ましくは、連鎖延長剤は3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物である。より具体的には、ブロックコポリマーはアミン末端で終端し、連鎖延長剤として使用される3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物はこれらアミン末端と反応する。
すでに特定された通り、前記連鎖延長剤は非ポリマー構造を有し、好ましくは500未満、より好ましくは400未満の数平均分子量を有する。
好ましくは、本発明により使用するブロックコポリマーは、コポリマーの1つまたは複数のポリアミド末端に位置する少なくとも1つの連鎖延長ブロックを含む。
第1の実施形態によると、ブロックコポリマーは以下の式を有する:
(Y1−A’−Ya)−(ブロックコポ)−[(Ya−A’−Ya)−(ブロックコポ)]m−(Ya−A’−Y1)
(式中、
− ブロックコポは、上で定義されたようなブロックコポリマーを意味し、
− Ya−A’−Yaは、上で定義されたような連鎖延長剤Y1−A’−Y1を意味し、反応性官能基Y1が、ブロックコポリマーの末端と反応して、Ya官能基をもたらし、
− (Y1−A’−Ya)および(Ya−A’−Y1)は連鎖延長剤を意味し、ここでは、1つの反応性官能基のみが反応し、
− mは0〜100の間の整数である)。
第2の実施形態によると、ブロックコポリマーは以下の式を有する:
X−(ブロックコポ)−(Ya−A’−Ya)−[(ブロックコポ)−(Ya−A’−Ya)]m−(ブロックコポ)−X
(式中、
− Xは、ブロックコポリマーの遊離官能基を意味し、
− 他の構成要素は、上記に記載されている実施形態に対するものと同じ意味を有する)。
得られるコポリマー構造のタイプは、前記連鎖延長剤の調製中に反応物媒体に導入される連鎖延長剤同等物の数に依存する。
前記ブロックコポリマー中の前記延長剤の含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜20質量%、特に5質量%から20質量%まで変動する。
有利には、本発明により使用するブロックコポリマーは、
− 少なくとも1つのポリアミドブロック(ポリアミドブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、2質量%〜98質量%の間である)、
− 少なくとも1つのポリオレフィンブロック(ポリオレフィンブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、2質量%〜98質量%の間である)、
− 少なくとも1つのアルキレンブロック(アルキレンブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、1質量%〜15質量%の間である)、および
− 少なくとも1つの連鎖延長ブロック(延長剤のブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、1%〜20%である)、
を含み(またはこれらからなる)、合計は100%に等しい。
有利には、本発明による使用の後者のブロックコポリマーにおいて、前記延長剤は、無水物、(非ブロック)イソシアネート、オキサジノンおよびオキサゾリノン、より好ましくは無水物、オキサジノンおよびオキサゾリノンから選択される反応性官能基Y1を含み、スペーサーまたはラジカルA’は上で定義された通りである。
有利には、上で定義されたようなポリアミドブロック、アルキレンブロックおよびポリオレフィンブロックを含む(またはこれらからなる)本発明により使用するブロックコポリマーにおいて、前記延長剤の含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、5%〜20%であり、合計は100%に等しい。
有利には、本発明による使用の後者のブロックコポリマーにおいて、前記延長剤は、無水物、(非ブロック)イソシアネート、オキサジノンおよびオキサゾリノン、より好ましくは無水物、オキサジノンおよびオキサゾリノンから選択される反応性官能基Y1を含み、スペーサーまたはラジカルA’は上で定義された通りである。
分子量
ブロックコポリマーは、電位差測定で測定された数平均分子量において、5000〜50000g/molの間、好ましくは7000〜40000g/molの間を示すことができる。
数平均分子量は、以下の式に従い計算する:Mn=2/([COOH]+[NH2])(単位:g/mol)
酸[COOH]およびアミン[NH2]鎖末端基の濃度は当量/gで表す。
酸性鎖末端基の電位差滴定法を、ベンジルアルコール中0.02Nテトラ(n−ブチル)水酸化アンモニウムを用いて行う。
アミン鎖末端基の電位差滴定法を、m−クレゾール中0.02N過塩素酸を用いて行う。
本発明の第1の実施形態によると、ブロックコポリマーが連鎖延長剤を含む場合、ポリアミドブロックは、電位差測定で測定された4000〜15000の間の数平均分子量をそれぞれ示す。
本発明の第2の実施形態によると、ブロックコポリマーが連鎖延長剤を含まない場合、ポリアミドブロックは、電位差測定で測定された、6000〜15000の間の数平均分子量をそれぞれ示す。
本発明により使用するブロックコポリマーは熱可塑性コポリマーである。本発明により使用するブロックコポリマーはゴムではない。本発明により使用するブロックコポリマーは熱硬化性コポリマーでもない。
本発明の好ましい実施形態によると、ブロックコポリマーは、
− アミン末端基を有する、少なくとも1つのポリアミドブロック−ポリアミドブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対し、70%〜92%である;
− ポリブタジエンである、少なくとも1つのポリオレフィンブロック−ポリオレフィンブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、10%〜25%である;
− C8−C36二酸である、少なくとも1つのアルキレンブロック−アルキレンブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、1%〜15%である;
を含み、230℃において振動レオロジーで測定された、300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.sの範囲の溶融粘度を示す。
本発明の第2の好ましい実施形態によると、ブロックコポリマーは、
− アミン末端基を有する少なくとも1つのポリアミドブロック−ポリアミドブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、70%〜92%である、;
− ポリブタジエンである少なくとも1つのポリオレフィンブロック−ポリオレフィンブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、10%〜25%である;
− C8−C36二酸である少なくとも1つのアルキレンブロック−アルキレンブロックの含有量は、ブロックコポリマーの総質量に対して、1%〜15%である、および
− 少なくとも1つの連鎖延長ブロック−ブロックコポリマーの総質量に対して、1%〜20%の含有量である;
を含み、
230℃において振動レオロジーで測定された、300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.s,の範囲の溶融粘度を示す。
本発明により使用するブロックコポリマーの調製のためのプロセスは、異なるブロックを混合する段階を含む。
好ましくは、本プロセスは、以下の連続する段階を含む:
− ポリオレフィンとアルキレンブロックを混合する段階であって、ポリオレフィンブロックのアルキレンブロックに対するモル比が1/2より大きい、またはこれと等しい段階、次いで、
− ポリアミドブロックを、前の段階で得た混合物と混合する段階。
調製プロセスは、上で定義されたような連鎖延長ブロックを、前の段階で得た混合物と混合する追加の段階を含むことができる。
シース
一実施形態によると、シースは、上で定義されたシース組成物の単層を含む。
別の実施形態によると、シースは、いくつかの層を含み、これらの少なくとも1つが、上で定義されたシース組成物を含む。
シース組成物は、ブロックコポリマーからなることができ、または、例えば、熱可塑性ポリマー、エラストマーおよび他の非ポリマー構成成分、加工助剤、充填剤、熱安定剤、例えば、ホスフィットベースの有機の熱安定剤、銅ベースの熱安定剤など、着色剤、型−剥離剤、難燃剤、表面活性剤、光学的光沢剤、抗酸化剤、例えば、フェノールベースのものもしくはChemturaから名称Naugard445(登録商標)で販売されている製品など、UV安定剤、例えば、HALSなど、およびこれらの混合物から選択される1つまたは複数の他の構成物質を含むことができる。好ましくは、着色剤は、組成物の総質量に対して、0質量%〜1.5質量%、特に0.5質量%〜1質量%の割合で存在する。好ましくは、熱安定剤は、組成物の総質量に対して、0質量%〜2質量%、特に0.5質量%〜1質量%の割合で存在し、抗酸化剤は、組成物の総質量に対して、0質量%〜2質量%、特に0.5質量%〜1質量%の割合で存在する。
シース組成物はまた触媒、例えば、リン酸または次亜リン酸(H3PO2、H3PO3およびH3PO4)を含むこともできる。
加工助剤の中でも、ステアリン酸塩、例えば、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛など、天然ワックスまたはテトラフルオロエチレン(TFE)を含むポリマーを挙げることができる。
加工助剤の質量比は、組成物の総質量に対して、慣例的に0.01質量%〜0.3質量%の間、有利には0.02質量%〜0.1質量%の間である。
充填剤の中でも、シリカ、グラファイト、延伸グラファイト、カーボンブラック、ガラスビーズ、カオリン、苦土、スラグ、タルク、ナノ充填剤(炭素ナノチューブ)、顔料、金属酸化物(酸化チタン)、金属または繊維(アラミド、ガラスまたは炭素繊維)を挙げることができる。
充填剤の性質に応じて、後者の量は、シース組成物の総質量の30質量%まで示すことができる。
好ましい実施形態によると、シースは、シース組成物の1つのみの層を含み、シース組成物は上で定義されたブロックコポリマーからなる。
本発明の複合補強材に存在するシースは、好ましくは35μm〜200μmの異なる厚さを示す。
本発明の好ましい実施形態によると、シース組成物は、少なくとも70質量%の本発明によるブロックコポリマーを含む。
特定の実施形態によると、本発明の複合補強材、すなわちシースで覆われている補強用糸は、複合補強材の質量に対して、70質量%〜85質量%の補強用糸および複合補強材の質量に対して、15質量%〜30質量%の上で定義されたようなシース組成物を含む。
補強用糸をシースするためのプロセス
上で説明したように、シース組成物で覆われた補強用糸は、複合補強材を形成する。
本発明により使用する複合補強材は、上で定義されたようなブロックコポリマーで補強用糸を覆う段階を含む、特定のプロセスに従い調製することが可能である。
この段階は、当業者に公知の方式、例えば、直列に、および連続的または非連続的に行う。例えば、これは単に、適当な温度に加熱した押出しヘッドの中で、適切な直径のダイに、または他に前もって適当な有機溶媒(または有機溶媒の混合物)中に溶解したブロックコポリマーを含有するコーティング槽に、補強用糸を通すことからなる。
可能な第1の好ましい実施形態によると、補強用糸を、例えば、誘導加熱またはIR照射により予熱し、その後、それぞれの押出しヘッドに通す。各押出しヘッドから出る際に、こうしてシースされた補強用糸を引き続き十分に冷却することによって、それぞれのポリマー層を、例えば、空気または別の冷たい気体、または水槽に通過させることによって、凝固させ、これに乾燥の段階が続く。
例として、直径およそ0.6mmを有する補強用糸、例えば、一緒にねじった直径0.3mmを有する2本の個々のモノフィラメントから単に構成される金属コードは、およそ0.4mmに等しい最大厚さを有するブロックコポリマーの第1の層で覆うことによって、2本のダイを含む押出し/シースのライン上に全直径およそ1mmを有するシースされた補強用糸を得るが、第1のダイ(カウンター−ダイまたはアップストリームダイ)はおよそ0.65mmに等しい直径を有し、第2のダイ(またはダウンストリームダイ)はおよそ0.95mmに等しい直径を有し、両方のダイはおよそ300℃に加熱した押出しヘッドに配置されている。したがって、押出し機内で温度290℃で溶融したフルオロコポリマーは、通常数10cm3/分の押出しポンプスループットに対して、通常数10m/分に等しい糸の前方進行速度で、シースヘッドを介して補強用糸を覆う。このシース作業が終了すると、糸を、冷水が充填された冷却タンクに浸すことによって、ポリアミドを凝固させ、その非晶質状態に硬化し、よって、例えば、オーブンへの巻き取りリールに送ることによって、乾燥させることができる。
上記に記載されているこれらの作業の終わりに、例えば、シースヘッドから、またはコーティング槽から出た際に直接(第2のケースでは、溶媒の蒸発後)、複合体糸をトンネルオーブン、例えば、数メートルの長さのものに通すことによって、その中の空気の下で加熱処理を施す。
この処置温度は,場合によっては、数秒〜数分間の処置時間に対して、例えば、150℃〜300℃の間であり、処理の時間が短いほど温度は高くなり、加熱処理は明らかに再溶融、または使用している材料の過剰な軟化までも生じてはならないことが理解されている。
こうして完了した、本発明の複合補強材は、最後の巻き取りリールへ巻き取られている間に望ましくない固着の問題を起さないよう、例えば、空気中で有利に冷却する。
当業者は、本発明を実行するための特定の条件に応じて、特に製造された、シースされた補強用エレメントの正確な性質に応じて、特に、個々に採取されたモノフィラメントで、数本のモノフィラメントで構成されるコードで、またはこのようなモノフィラメントもしくはコードの群、例えば、細片などで処理が行われたどうかに従い、温度および処理時間を調節する方法を承知している。
特に、当業者は、本発明のそれぞれの特定の実施形態に対して最も良い接着結果をもたらす作動条件を、連続する近似により探究するために、処理温度および時間をスキャニングするという利点を有する。
上記に記載されている本発明のプロセスの段階は、特にこの複合補強材が比較的高温、通常100℃より高い温度におけるその後の使用を目的とする場合、その内因性接着性をさらに補強するために、シースされた補強用エレメントの三次元架橋のための最終処理を行うことにより有利に補充することができる。この架橋は、任意の公知の手段、例えば、物理的架橋手段、例えば、イオンまたは電子衝撃により、または化学的架橋手段、例えば、その押出し中に架橋剤(例えば、あまに油)を組成物へ導入することにより、または他に組成物に加硫(すなわち、硫黄ベースの)系を導入することにより行うことができる。
架橋はまた、本発明により使用する複合補強材を補強することを目的とする空気タイヤ(またはより一般的にはゴム物品)の硬化中に、このようなタイヤ(または物品)の構成物質であるジエンゴム組成物中に存在し、本発明の複合補強材に接触することになる内因性架橋系を用いて得ることもできる。
ゴム組成物
上で説明したように、シースされた糸はゴム組成物に埋め込まれる。ゴム組成物は、少なくとも1つのエラストマー、好ましくはジエンエラストマーを含む組成物を意味すると考えられている。
「ジエン」タイプのエラストマー(または「ゴム」、これら2つの用語は同義とみなされる)は、公知の方式で、少なくとも部分的に(すなわち、ホモポリマーまたはコポリマー)、ジエンモノマー(2つの共役または非共役の炭素−炭素二重結合を保持するモノマー)から生成される1つの(1つまたは複数と理解されたい)エラストマーを意味すると理解されるべきことがここで思い出される。
ジエンエラストマーは2つのカテゴリー:「本質的に不飽和である」または「本質的に飽和している」に分類することができる。「本質的に不飽和である」とは、15%(mol%)より大きいジエン起源(共役ジエン)の単位の含有量を有する共役ジエンモノマーから少なくとも部分的に生成されるジエンエラストマーを一般的に意味すると考えられている。よって、ジエンエラストマー、例えば、ブチルゴムまたはジエンとEPDMタイプのα−オレフィンとのコポリマーなどは前の定義に当てはまらず、特に「本質的に飽和した」ジエンエラストマー(低いまたは非常に低い含有量、常に15%未満のジエン起源の単位)として記載されてもよい。「本質的に不飽和である」ジエンエラストマーのカテゴリーにおいて、「高度に不飽和である」ジエンエラストマーは、特に、50%より大きいジエン起源(共役ジエン)単位の含有量を有するジエンエラストマーを意味すると理解されている。
これらの定義を前提として、本発明による補強製品のゴム組成物に使用可能なジエンエラストマーは、より具体的には以下を意味すると理解されている:
(a)4〜12個の炭素原子を有する共役ジエンモノマーの重合により得ることができる任意のホモポリマー、
(b)1つもしくは複数の共役ジエンを互いに共重合することによって、または8〜20個の炭素原子を有する1つもしくは複数のビニル芳香族化合物と共重合することによって得られる任意のコポリマー、
(c)エチレンおよび3〜6個の炭素原子を有するα−オレフィンと、6〜12個の炭素原子を有する非共役ジエンモノマーとの共重合により得られる三元コポリマー、例えば、エチレンおよびプロピレンと、上記のタイプの非共役ジエンモノマーとから得られるエラストマー、例えば、特に、1,4−ヘキサジエン、エチリデンノルボルネンまたはジシクロペンタジエンなど、
(d)イソブテンとイソプレン(ブチルゴム)のコポリマー、さらにこのタイプのコポリマーのハロゲン化バージョン、特に塩素化または臭素化バージョン。
これは、任意のタイプのジエンエラストマーに適用されるが、タイヤ技術分野の当業者であれば、本発明が好ましくは、本質的に不飽和のジエンエラストマー、特に上記タイプ(a)または(b)を用いて利用されることを理解するであろう。
以下は特に共役ジエンとして適切である:1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(またはイソプレン)、2,3−ジ(C1−C5アルキル)−1,3−ブタジエン、例えば、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジエチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−3−エチル−1,3−ブタジエンまたは2−メチル−3−イソプロピル−1,3−ブタジエン、アリール−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンまたは2,4−ヘキサジエンなど。以下は、例えば、ビニル芳香族化合物として適切である:スチレン、オルト−、メタ−またはパラ−メチルスチレン、「ビニルトルエン」商業用混合物、パラ−(tert−ブチル)スチレン、メトキシスチレン、クロロスチレン、ビニルメシチレン、ジビニルベンゼンまたはビニルナフタレン。
コポリマーは、99質量%〜20質量%の間のジエン単位および1質量%〜80質量%の間のビニル芳香族単位を含有することができる。エラストマーは、任意のミクロ構造を有することができ、このミクロ構造は、使用する重合条件、特に調整剤および/またはランダム化剤の有無ならびに利用する調整剤および/またはランダム化剤の量に依存する。エラストマーは、例えば、ブロック、ランダム、シーケンシャルまたはミクロシーケンシャルエラストマーであることができ、分散液または溶液中で調製することができる。これらのエラストマーは、カップリングおよび/または星型分枝することもできるし、または他にカップリング剤および/または星型分枝剤または官能化剤を用いて官能化することもできる。例えば、カーボンブラックへのカップリングに対して、C−Sn結合またはアミノ化官能基を含む官能基、例えば、アミノベンゾフェノンなどを挙げることができ、例えば、補強用無機充填剤へのカップリングに対して、例えば、などシリカ、シラノールまたはシラノール末端を有するポリシロキサン官能基(例えば、仏国特許出願公開第2740778号、米国特許第6013718号およびWO2008/141702号に記載されているものなど)、アルコキシシラン基(例えば、仏国特許第2765882号または米国特許第5977238号に記載されているものなど)、カルボキシル基(例えば、WO01/92402号または米国特許第6815473号、WO2004/096865号または米国特許出願公開第2006/0089445号に記載されているものなど)、または他にポリエーテル基(例えば、欧州特許第1127909号、米国特許第6503973号、WO2009/000750号およびWO2009/000752号に記載されているものなど)などを挙げることができる。官能化エラストマーの他の例として、エポキシ化タイプのエラストマー(例えば、SBR、BR、NRまたはIRなど)も挙げることができる。これらの官能化エラストマーは、互いのブレンドとしてまたは非官能化エラストマーとのブレンドとして使用することができる。例えば、シラノール末端を有するシラノール−またはポリシロキサン官能化エラストマーを、スズとカップリングしたおよび/または星型分枝した混合物として使用することが可能であり(WO11/042507号に記載されている)、後者は5%〜50%、例えば25%〜50%の含有量を示す。
以下が適切である:ポリブタジエンおよび特に4%〜80%の間の1,2−単位含有量(mol%)を有するもの、または80%より大きいcis−1,4−単位含有量(mol%)を有するもの、ポリイソプレン、ブタジエン/スチレンコポリマー、特に、0℃〜−70℃の間、より具体的には−10℃〜−60℃の間のTg(ガラス転移温度Tg、ASTMD3418に従い測定)、5質量%〜60質量%の間およびより具体的には20%〜50%の間のスチレン含有量、4%〜75%の間のブタジエン部分の1,2−結合の含有量(mol%)および10%〜80%の間のtrans−1,4−結合の含有量(mol%)を有するもの、ブタジエン/イソプレンコポリマー、特に5質量%〜90質量%の間のイソプレン含有量および−40℃〜−80℃のTgを有するもの、またはイソプレン/スチレンコポリマー、特に5質量%〜50質量%の間のスチレン含有量および−5℃〜−60℃の間のTgを有するもの。ブタジエン/スチレン/イソプレンコポリマーの場合、5質量%〜50質量%の間、より具体的には10%〜40%の間のスチレン含有量、15質量%〜60質量%の間、より具体的には、20%〜50%の間のイソプレン含有量、5質量%〜50質量%の間、より具体的には20%〜40%の間のブタジエン含有量、4%〜85%の間のブタジエン部分の1,2−単位の含有量(mol%)、6%〜80%の間のブタジエン部分のtrans−1,4−単位の含有量(mol%)、5%〜70%の間のイソプレン部分の1,2−プラス3,4−単位の含有量(mol%)、10%〜50%の間のイソプレン部分のtrans−1,4−単位の含有量(mol%)を有するもの、ならびにより一般的には、−20℃〜−70℃の間のTgを有する任意のブタジエン/スチレン/イソプレンコポリマーが特に適切である。
要約すると、ゴム組成物のジエンエラストマーは、ポリブタジエン(「BR」と略記する)、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高度に不飽和のジエンエラストマーの群から好ましくは選択される。このようなコポリマーは、より好ましくは、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)、ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー(NBR)、ブタジエン/スチレン/アクリロニトリルコポリマー(NSBR)または2種もしくはそれより多くのこれらの化合物の混合物からなる群から選択される。SBR(ESBRまたはSSBR)エラストマーの場合、特に、中程度のスチレン含有量、例えば、20質量%〜35質量%の間、または高いスチレン含有量、例えば、35%〜45%など、15%〜70%の間のブタジエン部分のビニル結合の含有量、15%〜75%の間のtrans−1,4−結合の含有量(mol%)および−10℃〜−55℃の間のTgを有するSBRが使用される。このようなSBRは、好ましくは、90%(mol%)より多くのcis−1,4−結合を有するBRとの混合物として有利に使用することができる。
特定の好ましい実施形態によると、ジエンエラストマーは主にイソプレンエラストマーである(すなわち、イソプレンエラストマーの質量による画分が他のエラストマーの質量による画分と比較して、もっとも大きい)。「イソプレンエラストマー」は、公知の方式で、イソプレンホモポリマーまたはコポリマー、言い換えると、可塑化または解膠されていてもよい天然ゴム(NR)、合成ポリイソプレン(IR)、様々な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から選択されるジエンエラストマーを意味すると考えられている。イソプレンコポリマーの中でも、イソブテン/イソプレン(ブチルゴムIIR)、イソプレン/スチレン(SIR)、イソプレン/ブタジエン(BIR)またはイソプレン/ブタジエン/スチレン(SBIR)コポリマーが特に挙げられる。このイソプレンエラストマーは好ましくは天然ゴムまたは合成cis−1,4−ポリイソプレンである。好ましくは、これらの合成ポリイソプレンの中でも、90%より大きい、さらにより好ましくは98%より大きいcis−1,4−結合の含有量(mol%)を有するポリイソプレンが使用される。好ましくは、この実施形態によると、イソプレンジエンエラストマーの含有量は、50phrより多く(すなわち、50〜100phr)、より好ましくは少なくとも60phrであり(すなわち、60〜100phr)、より好ましくは少なくとも70phrであり(すなわち、70〜100phr)、さらにより好ましくは少なくとも80phrであり(すなわち、80〜100phr)、非常に好ましくは少なくとも90phrである(すなわち、90〜100phr)。特に、この実施形態によると、イソプレンジエンエラストマーの含有量は非常に好ましくは100phrである。
より具体的には、好ましくは、ゴム組成物のジエンエラストマーは主に、天然ゴム、合成ポリイソプレンおよびこれらの混合物からなる群から選択されるエラストマーを含む。
好ましくは、ゴム組成物は、60〜100phr、好ましくは70〜100phr、より好ましくは80〜100phr、さらにより良く90〜100phrの、天然ゴム、合成ポリイソプレンおよびこれらの混合物からなる群から選択されるエラストマーを含む。
補強製品に使用されるゴム組成物は、有利には1種または複数の補強充填剤を含む。
ゴム組成物を補強するその能力について公知である任意のタイプの補強充填剤、例えば、有機フィラー、例えば、カーボンブラック、補強用無機充填剤、例えば、シリカ、または他に、これらの2つの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のブレンドを使用してもよい。
空気タイヤに慣例的に使用されるオールカーボンブラック、特にHAF、ISAFまたはSAFタイプのブラック(「タイヤ−等級」ブラック)は、カーボンブラックとして適切である。より具体的には、後者の中でも100、200または300シリーズ(ASTM等級)の補強用カーボンブラック、例えば、N115、N134、N234、N326、N330、N339、N347またはN375ブラックなど、または他に、標的とする用途に応じて、より高いシリーズのブラック(例えばN660、N683またはN772)が挙げられる。カーボンブラックは、例えば、マスターバッチ(例えば、出願WO97/36724号またはWO99/16600号を参照されたい)の形態でイソプレンエラストマーにすでに組み込まれていてもよい。
カーボンブラック以外の有機フィラーの例として、官能化ポリビニル芳香族有機フィラー、例えば、出願WO−A−2006/069792およびWO−A−2006/069793に記載されているものなどを挙げることができる。
「補強用無機充填剤」とは、本特許出願において、定義により、カーボンブラックとは対照的に、中間カップリング剤以外の手段を使用することなく、それ自体単独で、空気タイヤの製造を目的とするゴム組成物を補強可能な任意の無機または無機質充填剤を意味し、言い換えると、その補強的役割において、従来のタイヤ等級カーボンブラックの代わりに使用することが可能な任意の無機または無機質充填剤であると理解されたい。このような充填剤は一般的に、公知の方式で、その表面上のヒドロキシル(−OH)基の存在により特徴付けられる。
補強用無機充填剤が提供される物理的状態は、それが、粉末、マイクロビーズ、粒剤、ビーズの形態であるか、または任意の他の適当な高密度の形態であるかに関わらず、重要ではない。当然、「補強用無機充填剤」という用語はまた、異なる補強用無機充填剤の混合物、特に、以下に記載されている高度に分散しているケイ質および/またはアルミナ質充填剤の混合物を意味すると考えられている。
ケイ質タイプ、特にシリカ(SiO2)、またはアルミナ質タイプ、特にアルミナ(Al23)の無機質充填剤は、補強用無機充填剤として特に適切である。
好ましくは、補強充填剤または充填剤は、シリカ、カーボンブラックおよびこれらの混合物から選択され、より好ましくは、補強充填剤はカーボンブラックである。
好ましくは、補強充填剤または充填剤(カーボンブラックおよび/または補強用無機充填剤、例えば、シリカなど)は、20〜200phr、好ましくは30〜150phr、より好ましくは40〜80phrの範囲の含有量で存在する。
本発明の一実施形態によると、30〜150phrの間の、より好ましくは30および120phrの間の有機フィラー、特にカーボンブラックを含む補強充填剤が使用される。
補強充填剤が、充填剤とジエンエラストマーとの間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充填剤を含む場合、ゴム組成物は、これに加えて慣例的にこの結合を有効に提供することが可能な薬剤を含む。シリカが補強充填剤としてゴム組成物中に存在する場合、公知の方式で、無機充填剤(その粒子の表面)とジエンエラストマーとの間で化学的および/または物理的性質の十分な接続を得ることを目的とする、少なくとも二官能性のカップリング剤(または結合剤)、特に二官能性オルガノシランまたはポリオルガノシロキサンが使用される。
特に、これらの特定の構造に応じて「対称的」または「非対称的」と呼ばれるシランポリスルフィド、例えば、出願WO03/002648号(または米国特許出願公開第2005/016651号)およびWO03/002649号(または米国特許出願公開第2005/016650号)に記載されているものなどが使用される。
特に、以下の定義に限定されることはないが、以下の一般式(I)に対応する、「対称的」呼ばれるシランポリスルフィドが適切である:
Z−A−Sx−A−Z(I)
[式中、
− xは、2〜8、好ましくは2〜5の整数であり、
− Aは、二価の炭化水素ラジカル、好ましくはC1−C18アルキレン基またはC6−C12アリーレン基であり、より具体的にはC1−C10アルキレン、特にC1−C4アルキレン、特にプロピレンであり、
− Zは、以下の式のうちの1つに対応する:
Figure 2019515982
(式中、
− 置換または非置換であり、同一または互いに異なるR1ラジカルは、C1−C18アルキル、C5−C18シクロアルキルまたはC6−C18アリール基を表し、好ましくは、C1−C6アルキル、シクロヘキシルまたはフェニル基、特にC1−C4アルキル基を表し、より具体的にはメチルおよび/またはエチルを表し、
− 置換または非置換であり、同一または互いに異なるR2ラジカルは、C1−C18アルコキシルまたはC5−C18シクロアルコキシル基を表し、好ましくはC1−C8アルコキシルおよびC5−C8シクロアルコキシルから選択される基を表し、さらにより好ましくはC1−C4アルコキシルから選択される基を示し特にメトキシルおよびエトキシル基を表す)]。
上記式(I)に対応するアルコキシシランポリスルフィドの混合物、特に標準の市販の混合物の場合、「x」指標の平均値は、好ましくは2〜5の範囲の部分的数、より好ましくはおよそ4である。しかし、本発明はまた、例えば、アルコキシシランジスルフィド(x=2)を用いて有利に行うこともできる。
より具体的には、シランポリスルフィドの例として、ビス((C1−C4)アルコキシル(C1−C4)アルキルシリル(C1−C4)アルキル)ポリスルフィド(特にジスルフィド、トリスルフィドまたはテトラスルフィド)、例えば、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)またはビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドなどが挙げられる。これらの化合物中でも、特に、式[(C25O)3Si(CH2322のビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(TESPTと略記)、または式[(C25O)3Si(CH23S]2のビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(TESPDと略記)が使用される。好ましい例として、ビス(モノ(C1−C4)アルコキシルジ(C1−C4)アルキルシリルプロピル)ポリスルフィド(特にジスルフィド、トリスルフィドまたはテトラスルフィド)、より具体的にはビス(モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、例えば、特許出願WO02/083782号(または米国特許出願公開第2004/132880号)に記載されているものなども挙げられる。
特に、アルコキシシランポリスルフィド以外のカップリング剤として、二官能性POS(ポリオルガノシロキサン)、または他にヒドロキシシランポリスルフィド(上記式Iにおいて、R2=OH)、例えば、特許出願WO02/30939号(または米国特許第6774255号)およびWO02/31041号(または米国特許出願公開第2004/051210号)に記載されているものなど、または他に、アゾジカルボニル官能基を保持するシランもしくはPOS、例えば、特許出願WO2006/125532号、WO2006/125533号およびWO2006/125534号に記載されているものなどが挙げられる。
本発明による補強製品に使用されるゴム組成物において、カップリング剤の含有量は、好ましくは0.5から12phrまで変動し、できるだけ少量使用することが一般的に望ましいと理解されている。カップリング剤の存在は、カーボンブラック以外の補強用無機充填剤の存在に依存する。その含有量は、この充填剤の含有量に従い、当業者により簡単に調節される。これは通常、カーボンブラック以外の補強用無機充填剤の量に対して、ほぼ0.5質量%〜15質量%程度である。
カーボンブラック以外の補強用無機充填剤と同等の充填剤として、別の性質の補強充填剤を使用してもよいが、ただし、この補強充填剤は、シリカなどの無機層で覆われおり、または他に充填剤とジエンエラストマーとの間に結合を形成するためのカップリング剤の使用を必要とする官能基部位、特にヒドロキシル部位をその表面上に含むことを条件とすることを当業者であれば理解している。
本発明による補強製品に使用される組成物は有利には架橋系を含む。
架橋系は加硫系であることができる。この場合、硫黄に基づく、または硫黄供与体に基づき、第1次加硫促進剤に基づくことが好ましい。
硫黄供与体の中でも、例えば、アルキルフェノールジスルフィド(APDS)、例えば、パラ−(tert−ブチル)フェノールジスルフィドなどを挙げることができる。
硫黄は、0.5〜10phrの範囲、より好ましくは0.5〜5phr、特に0.5〜3phrの範囲の好ましい含有量で使用する。
主要な促進剤として、硫黄の存在下でのジエンエラストマーの加硫促進剤として作用可能な任意の化合物、特にチアゾールタイプ、およびまたこれらの誘導体の促進剤、またはチウラムまたはジチオカルバミン酸亜鉛タイプの促進剤を使用することができる。これらの促進剤は、より好ましくは2−メルカプトベンゾチアゾールジスルフィド(「MBTS」と略記する)、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」と略記する)、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」と略記する)、N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(「TBBS」と略記する)、N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンイミド(「TBSI」と略記する)、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛(「ZBEC」と略記する)およびこれらの化合物の混合物からなる群から選択される。
好ましくは、スルフェンアミドタイプの一次促進剤が使用される。
この塩基加硫系に、様々な公知の二次加硫促進剤または加硫活性因子、例えば、酸化亜鉛、ステアリン酸もしくは同等の化合物など、またはグアニジン誘導体(特にジフェニルグアニジン)を追加してもよい。
各一次または二次の加硫促進剤の含有量および各加硫活性因子の含有量は、一般的に0.5から5.0phrまで変動する。
本発明による補強製品のゴム組成物はまた、特に空気タイヤの製造を目的とする、エラストマー組成物に一般的に使用される標準的添加物のすべてまたは一部分、例えば、顔料、保護剤、例えば、オゾン劣化防止ワックス、化学オゾン劣化防止剤または抗酸化剤など、可塑剤、例えば、可塑化油または当業者に周知の炭化水素樹脂など、補強用樹脂、またはメチレン受容体(例えば、ノボラックフェノール系樹脂)もしくは供与体(例えば、HMTまたはH3M)を含んでもよい。
一般的に、ゴム組成物はまた、接着促進剤、例えば、コバルト塩を含む。これは、組成物が、1種または複数の金属の補強用エレメント、例えば金属コードと接触させることを目的とする半完成品の製品の製造に使用されるからである。コバルト塩は、金属コードへの、特に、例えば、真ちゅうを含むこれらのコーティングへの、組成物の持続性のある接着性を可能にする。しかし、このようなコバルト塩は比較的高価である。さらに、これらの環境への影響を減少させるためにこれらの塩を利用する量をできるだけ制限することが望ましい。本発明の補強製品のゴム組成物において、コバルト塩が使用されないことが好ましく、接着促進剤が使用されないことが好ましい。
本発明が、補強製品、「生の」もしくは非架橋の状態(すなわち、硬化前)、または「硬化した」もしくは架橋した、または加硫処理した状態(すなわち、架橋または加硫の後)であるゴム組成物に関することは明らかである。
ゴム組成物は、当業者に周知の一般的手順に従い、例えば、調製の2つの連続する相を使用して、適当なミキサー内で製造する:130℃〜200℃の間、好ましくは145℃〜185℃の間の最大温度までの高温での熱機械的作業または混練(時には「非生産的」相と記載されている)の第1相。これに続く、通常120℃未満の、例えば、60℃〜100℃の間のより低温での機械的作業(時には「生産的」相と記載されている)の第2相であり、この最終加工相の間に加硫系が組み込まれている。
このようなゴム組成物の製造に対して使用することができるプロセスは、例えばおよび好ましくは、以下の段階を含む:
− ジエンエラストマーまたは前記ジエンエラストマー中の、架橋系を除く補強充填剤および他の任意選択の成分組成物をミキサー内に組み込み、130℃〜200℃の間の最大温度に到達するまで、1回または複数回で、すべてを熱機械的に混錬する;
− 組み合わせた混合物を100℃未満の温度に冷却する;
− 架橋系を続いて組み込む;
− 120℃未満までの最大温度ですべてを混練する;
− こうして得られたゴム組成物を押出加工またはカレンダー加工する。
例として、第1の(非生産)相は単一の熱機械的段階で行われ、この第1の相の間に、架橋系を除くすべての必要な構成物質、任意選択の補助的被覆剤または加工助剤および様々な他の添加物が適当なミキサー、例えば、普通の内部混合器などに導入される。第1の非生産的相の間にこうして得られた混合物の冷却後、架橋系は、次いで、一般的に外部ミキサー、例えば、オープンミルなどの中で低温で組み込まれる。次いで、すべてが数分間、例えば5〜15分間間混合される(生産相)。
こうして得られた最終組成物は引き続き、特に実験室での特徴付けのために、例えば、シートもしくはプラークの形態にカレンダー加工されるか、または他に、シース補強材に対して、すなわち1種の(または1種より多く)金属もしくは織物の補強用糸に対してコーティングゴムとしてそのまま使用することができる、シートもしくはゴム形状のエレメントの形態でカレンダー加工もしくは押し出され、前記糸は、上に記載されている通りシースで覆われている。
架橋、好ましくは加硫(または硬化)は、公知の方式で、一般的に130℃〜200℃の間の温度で、特に、例えば、硬化温度、採用された加硫系および対象となる組成物の加硫速度に応じて5〜90分の間で変動し得る十分な時間の間行われる。
付随する図1は、本発明の第1の実施形態による空気タイヤを示し、一般的参照番号10と表示されている。空気タイヤ10は実質的に空気タイヤの軸方向と実質的に平行した軸の回りの回転である。空気タイヤ10はこの事例では、乗用車または大型車両、例えば、大型トラックなどを目的とする。
空気タイヤの中央面Mは、空気タイヤの回転軸に垂直であり、各ビーズの環状補強構造体から等距離に位置する面である。
周方向は、空気タイヤ半径と軸方向の両方に垂直である方向である。
空気タイヤ10はクラウン12を含み、クラウン12はクラウン補強14を含み、クラウン補強14は作業補強15を含み、作動補強15は2つの作動プライ16、18を含み、輪状補強17は輪状プライ19を含む。クラウン補強14の上にトレッド20が載っている。輪状補強17、この事例では、輪状プライ19は、作動補強15とトレッド20との間に半径方向に挿入されている。
2つの側壁22は、クラウン12を内向き半径方向に延ばしている。空気タイヤ10は側壁22に対して半径方向内部に2つのビーズ24をさらに含み、各ビーズ24は環状補強構造体26を含み、この場合、ビーズ導線28の上に充填ゴム30の塊、およびまた半径方向の骨組み補強32が載っている。クラウン補強14は、骨組み補強32とトレッド20の間に半径方向に挿入されている。各側壁22は、各ビーズ24をクラウン14に接続している。
骨組み補強32は、好ましくは半径方向の織物補強用エレメントの1つだけの骨組みプライ34を含む。骨組み補強32は、ビーズ導線28の周辺で折り返しによりビーズ24のそれぞれに固着することによって、各ビーズ24内で、側壁22を介してビーズ24から、はるかクラウン12まで広がる外向きのストランド38、およびリターンストランド40を形成し、リターンストランド40の半径方向の外端部42は環状補強構造体26の半径方向の外側にある。よって、骨組み補強32はビーズ24から側壁22を介してはるかクラウン12まで延びている。本実施形態では、骨組み補強32はまたクラウン12を介して軸方向にも延びている。
各作動プライ16、18は、15°〜40°の範囲、好ましくは20°〜30°の範囲の角度およびこの事例では、空気タイヤ10の周方向に26°に等しい角度を形成する補強用エレメント44を含む本発明による補強製品21を形成する。補強用エレメント44は一方の作動プライから他方の作動プライへ交差している。この理由により、各作動プライ16、18は、本発明の特定のシース組成物、すなわち、本発明の必要条件に対して上および下で定義されたような組成物を含む。
輪状のプライ19は、空気タイヤ10の周方向に、最大でも10°と等しい角度、好ましくは5°〜10°の範囲の角度を形成する、輪状の織物補強用エレメントを含む。適例では、輪状の織物補強用エレメントは、この場合ポリアミド66で作製された加熱収縮可能な材料で生成された折り畳まれたヤーンであり、各折り畳まれたヤーンは、250回転/メートルで一緒にねじった(ダイレクトケーブリング機器)140texの2つの紡糸されたヤーン(その直径はおよそ0.66mmに等しい)からなる。各輪状の織物補強用エレメントの熱的収縮TCはおよそ7%に等しい。
作動プライ16、18、輪状プライ19および骨組みプライ34は、対応するプライの補強用エレメントが埋め込まれているエラストマーマトリックスを含む。作動プライ16、18、輪状プライ19および骨組みプライ34のエラストマーマトリックスのゴム組成物は、ジエンエラストマー、例えば天然ゴム、補強充填剤、例えばカーボンブラックおよび/またはシリカ、架橋系、例えば、好ましくは硫黄を含む加硫系、ステアリン酸および酸化亜鉛、ならびにおそらく加硫促進剤および/または遅延剤および/または様々な添加物を慣例的に含む補強用エレメントをカレンダー加工するための従来の組成物であってよい。
図2〜5は、本発明の様々な実施形態、すなわち本発明による補強製品21の様々な配置を示す。補強製品21の補強用エレメント44は、主要方向に沿って並べて配置される。補強用エレメント44は互いに平行して広がっている。各補強用エレメント44は少なくとも1つの補強用糸46を含む。各補強用エレメント44はまた少なくとも1つのシース48コーティング、補強用糸46を含み、ブロックコポリマー組成物の少なくとも1つの層50を含む。シースされた補強材44はゴム組成物23に埋め込まれている。
シース48は、ブロックコポリマー組成物の単層50を含む。
図2〜5の各補強製品は、ゴム組成物23と一緒に埋め込まれた3つのシースされた補強用エレメント44を含む。
図2〜5に提示された実施形態の間の差異は、シースされた補強用エレメント44、この事例では、本発明の補強製品21に使用されるシースされた金属の補強用エレメントを形成するためのシース内の補強用糸46の配置および数にある。
したがって、図2では、各シースされた補強用エレメント44は補強用糸46を含み、補強用糸46は、単一のモノフィラメント、この事例では、シース48で個々に覆われている金属のモノフィラメントを含む。
図3では、各シースされた補強用エレメント44は、補強用糸46を含み、補強用糸46は、3本のモノフィラメント、この事例では一緒に縄編みされた金属のモノフィラメントを含み、各補強用糸46はシース48で個々に覆われている。
図4では、各シースされた補強用エレメント44は細片を形成し、この細片は、1つのおよび同じシース48でまとめて覆われている3本の補強用糸46を含む。
図5では、各シースされた補強用エレメント44は、3本の補強用糸46の細片を形成し、各補強用糸46は、3本のモノフィラメント、この事例では、一緒に縄編みされた金属モノフィラメントを含む。3本の補強用糸46は、1つのおよび同じシース48でまとめて覆われている。
本発明上記に記載されている補強製品は、特に任意の完成したゴム物品または半完成品ゴム製品の製造のため、特にすべての車両タイプ、特に乗用車または産業車両、例えば、大型車両などの補強用空気タイヤまたは非空気タイヤの製造のため使用することができる。
すでに上で示されたように、本発明のこの補強製品は、様々な形態、単一の形態(単一の補強用糸と共に)、または他に、ゴムプライ、ベルト、細片またはブロックの形態で提供することができ、これらにおいて、いくつかの織物および/または金属の補強用糸が、例えば、カレンダー加工により組み込まれている。シースされた糸様補強材と、コーティングゴムとの間の明確な接着性は、好ましくは加圧下での、糸様補強材の目的とする完成品の硬化の結果として得ることができる。
したがって、本発明の別の主題は、本発明による補強製品を含むタイヤである。タイヤは、トロイダルの一般的形状の対象を意味すると考えられている。より具体的には、主軸の周りを回転する構造体であり、密閉した表面を規定するこの構造体を意味する。
一実施形態によると、タイヤは空気タイヤであり、気体の最高空気圧の対象下におかれた空洞を少なくとも部分的に区切ることを意図する。
別の実施形態によると、タイヤは非空気タイヤであり、担体により担持されるベルトを形成することを意図する。
好ましくは、タイヤは車両用タイヤであり、より好ましくは車両用の空気タイヤである。
以下の実施例は本発明を例示する役目を果たすが、ただし、限定的性質を示すことはない。
I.ブロックコポリマーの合成
1/コポリマーの合成:Ref 1(比較例)
ポリブタジエンと脂肪酸ダイマーとの1/2のモル比(ポリブタジエン/脂肪酸ダイマー)での混合を行う。
次いで、得られた混合物を以下に記載されているポリアミドと混合する。
・数平均分子量5000g/molを有するPA11ジアミンの製造:
33kgの11−アミノウンデカン酸、0.716kgのヘキサメチレンジアミン、33gのIrganox 1098、23.3gの85%オルトリン酸および5kgの脱イオン水をParaviscタイプの撹拌棒を備えた100lオートクレーブに導入する。媒体は窒素で不活性にし、次いで撹拌しながら材料温度240℃まで加熱する。その時の圧力は24barである。この温度に到達したら、減圧することで圧力を大気圧に戻し、窒素下でのフラッシュを90分間適用する。
したがって、得られた製品は、水中に出し、フレークの形態で回収する。
鎖末端基は電位差測定により定量的に決定される:
NH2=0.368meq/g
分子量は5434g/molである。
・ペンタブロックの製造:
3.786kgのKrasol(登録商標)LBH−P2000(粘度13000cP、Mn=2100、1.8mol)、2.026kgのPripol(登録商標)1013(M=575g/mol、3.6mol)および6.85gの85%オルトリン酸をParaviscタイプの撹拌棒を備えた100lオートクレーブに導入する。媒体を撹拌し、200mbar下で2時間温度220℃にする。媒体を大気圧に戻し、冷却する。上記で調製した、19.14kg(3.6mol)のポリアミドを加える。窒素でフラッシュし、撹拌しながら媒体を235℃で加熱する。次いで、200mbarの真空を2時間適用する。引き続き、生成物を水に出し、顆粒化する。
鎖末端基の電位差滴定法:
NH2=0.132meq/g
COOH=0.013meq/g、すなわちMn=13800g/mol
溶融粘度はまた、230℃/1Hzで、288Pa.sで、振動レオロジーで測定される。
アミン鎖末端基の電位差滴定法
500mgのポリマーを80gのm−クレゾールに130℃で1時間溶解する。
アミン鎖末端基が中和されるまで、0.02N過塩素酸(酢酸中)を加える。この中和は、電極を使用してモニターした電位の改変を伴う。
酸性鎖末端基の電位差滴定法:
1gのポリマーを80gのtert−ブチルフェノールに130℃で1時間溶解する。
酸性鎖末端基が中和されるまで、0.02Nテトラ(n−ブチル)水酸化アンモニウムを加える。この中和は、電極を使用してモニターした電位の改変を伴う。
分子量の計算:
以下の式に従い分子量を計算する:
Mn=2/([COOH]+[NH2])
式中、[COOH]および[NH2]は、上で定義されたようなアミンおよび酸性鎖末端基の濃度を意味する。
粘度の測定:
使用した方法は、規格ISO6721−10:1999に従い上記の記載に記載されている。
プレート−プレート:以下の作動条件に従い、230℃で30分、5%の歪み
装置:Physica MCR301
形状:直径25mmの平行プレート
温度:230℃
周波数:100〜0.01Hz
期間:10分間
大気:窒素でフラッシュ.
2/ 本発明によるコポリマーAの合成
本発明によるブロックコポリマーAの調製のためのプロセスは、分子量10300g/molを示すポリアミドPA11を除いて、ポリマーRef1のプロセスと同一である。
割合は以下の通り:
− ジアミン終端したPA11に対して:
Figure 2019515982
− ブロックコポリマーに対して:
Krasol LBH−P2000:1.84kg
Pripol 1013:0.985kg
PA:16.70kg
鎖末端基を定量的に決定した:
PA11に対して:
NH2=0.193meq/g、すなわちMn=10300g/mol
ブロックコポリマーに対して:
NH2=0.090meq/g
COOH=0.028meq/g
すなわち、Mn=16950g/mol
溶融粘度はまた、1310Pa.sで、230℃/1Hzで振動レオロジーで測定される。
3/ 本発明によるコポリマーBの合成
ポリマーRef1を、直径3mmの1穴ダイを備えた、Rheomex PTW 16/25p、共回転する2軸押出し機に、0.25質量%の3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と共に加える。送り速度は400rpmであり、スループットは2.5kg/時間であり、平均トルクは30%であり、バレルを230℃の硬化ポイントで加熱する。ダイ出口において、水タンク内、23℃でポリマーを冷却し、次いで顆粒化する。
引き続き、ポリマーの鎖末端基を電位差測定により定量的に決定する:
COOH=0.024meq/g
NH2=0.104meq/g
Mn=15625g/mol
溶融粘度はまた、1080Pa.sで、230℃/1Hzで、振動レオロジーで測定される。
Figure 2019515982
I.II.押し出した/コーティングした部分の調製
直径およそ0.35mmの補強用糸、例えば、一緒にねじった、直径0.18mmの個々の3本のモノフィラメントで単に構成される金属コードは、直径において最大厚さがおよそ0.25mmに等しいブロックコポリマーの第1層で覆われることによって、2つのダイを含む押出し/シースライン上で、全直径およそ0.6mmを有するシースされた補強用糸が得られる。第1のダイ(カウンター−ダイまたはアップストリームダイ)はおよそ0.41mmに等しい直径を有し、第2のダイ(またはダウンストリームダイ)はおよそ0.53mmに等しい直径を有し、両方のダイはおよそ210℃に加熱した押出しヘッド内に配置されている。
ブロックコポリマーは、押出し機中の押出しダイの加熱ゾーンに従い(Z1=210℃、Z2=220℃、Z3=230℃、Collar=220℃)、温度210℃〜230℃で溶融し、したがって、通常数10cm3/分の押出しポンプスループットに対して、シースヘッドを介して、通常数メートル/分に等しい糸の前方進行速度で、補強用糸を覆う。このシース作業が完了すると、冷水を充填した冷却タンクに糸を浸すことによって、その非晶質の状態にポリアミドを凝固および硬化させ、次いで、例えば、オーブンへの巻き取りリールに送ることによって乾燥させる。
III.試験および結果
接着性試験の記載:
加硫処理したゴム組成物(加硫物としても公知)からシースされた補強用エレメントを抽出するのに必要とされる力を測定する試験により、ゴムと上記で製造したシースされた補強用エレメントとの間の結合の質を引き続き評価する。このゴム組成物は、天然ゴム、カーボンブラックおよび標準的添加物をベースとする空気タイヤベルト金属プライをカレンダー加工するために使用される従来の組成物である。
使用したゴム組成物:ゴム組成物は、100phrの天然ゴム、70phrのシリーズ300カーボンブラック、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、1phrのコバルト塩、0.9phrのステアリン酸、6phrの不溶性分子硫黄、0.8phrのN−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルファミドおよび7.5phrのZnOを含む。
加硫物は、200mm×4.5mmの寸法を有し、3.5mmの厚さを有する2枚のシートで構成されるゴムブロックであり、硬化前に互いに塗布される(よって、生成されるブロックの厚さは7mm)。シースされた補強用エレメント(全部で15本のストランド)が2枚のゴムシート間で等しい距離間をあけて、およびこれらのシートのいずれかの側で、その後の引張試験に対して十分な長さを有するシースされた補強用エレメント末端を突き出しながら、生の状態でトラップされるのはこのブロックの生成中である。次いで、補強用エレメントを含むブロックを適切な型に配置し、次いで加圧下で硬化する。ブロックの硬化を16barの圧力下、160℃で15分間行う。
したがって、硬化の結果として、所与の速度および所与の温度:50mm/分および20℃で、各シースされた補強用エレメントを個々にゴムから引き込むことを可能にするために、加硫処理したブロックおよび15の補強材からなる試験試料を適切な引張試験機器のジョーの間に配置する。
接着性レベルは、試験試料から補強用エレメントを引き出すための「引き抜き」力(Fmaxで表す)を測定することにより特徴付けられる(15の引張試験の平均)。
1/ 23℃での引張試験
Figure 2019515982
2/ 100℃での引張試験
Figure 2019515982
3/ 120℃での引張試験
Figure 2019515982
IV.結論
これらの結果は、本発明によるブロックコポリマーを組み込んでいる補強製品が、周囲温度であるかまたはより高い温度であるかに関わらず接着性を得ることを可能にし、特許請求された特定の粘度を示さないブロックコポリマーを組み込んでいる補強製品よりも改善されていることを示している。

Claims (15)

  1. 1つまたは複数の補強用糸を含む補強製品であって、前記糸が個々にまたはまとめてシースで覆われており、前記シースがシース組成物を含み、前記シース組成物が1つまたは複数の熱可塑性ブロックコポリマーを含み、前記熱可塑性ブロックコポリマーが、少なくとも1つのポリアミドブロック、少なくとも1つのポリオレフィンブロック、少なくとも1つのアルキレンブロックを含み、230℃において振動レオロジーで測定された300Pa.s〜20000Pa.s、特に300〜15000Pa.sの範囲の溶融粘度を示し、シースされた糸自体がゴム組成物に埋め込まれている、前記補強製品。
  2. ポリアミドブロックが脂肪族であることを特徴とする、請求項1に記載の補強製品。
  3. ポリアミドブロックがそれぞれ、電位差測定で測定された4000〜20000g/molの間の数平均分子量を示すことを特徴とする、請求項1または2に記載の補強製品。
  4. ポリアミドブロックが、PA6、PA11、PA12、PA6.10、PA6.6、PA6.12、PA10.10およびPA10.12から選択される少なくとも1つの単位を含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の補強製品。
  5. ポリオレフィンブロックがそれぞれ、60000cPs未満、好ましくは40000cPs未満、および好ましくは20000cPs未満、およびより好ましくは1000〜20000cPsの間の粘度を示し、粘度が、Brookfield方法に従い、Brookfieldデバイスを用いて、25℃で測定されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の補強製品。
  6. ポリオレフィンブロックがポリブタジエンであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の補強製品。
  7. アルキレンブロックが、脂肪酸ダイマー、好ましくはC8−C36二酸であることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の補強製品。
  8. ブロックコポリマーが、以下の式:
    PA−(R−Pol−R−PA)n−R−Pol−R−PA
    (式中、nは0〜100の間、特に0〜10、好ましくは0または1であり、
    PAはポリアミドブロックを意味し、
    Rはアルキレンブロックを意味し、
    Polはポリオレフィンブロックを意味する)
    を有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の補強製品。
  9. − ポリアミドブロックの含有量が、ブロックコポリマーの総質量に対して、2質量%〜98質量%の間であり、
    − ポリオレフィンブロックの含有量が、ブロックコポリマーの総質量に対して、2質量%〜98質量%の間であり、
    − アルキレンブロックの含有量が、ブロックコポリマーの総質量に対して、0.1質量%〜25質量%の間、好ましくは1質量%〜15質量%の間であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の補強製品。
  10. ブロックコポリマーが、少なくとも1つの連鎖延長ブロックを含むことを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載の補強製品。
  11. 連鎖延長剤が3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物であることを特徴とする、請求項10に記載の補強製品。
  12. ゴム組成物が補強充填剤を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の補強製品。
  13. ゴム組成物が架橋系を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか1項に記載の補強製品。
  14. 補強用糸が金属であることを特徴とする、請求項1から13に記載の補強製品。
  15. 請求項1から14のいずれか1項に記載の補強製品を含むタイヤ。
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