JP6960052B2 - ゴム製品の調製のための配合物 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム製品の製造のためのゴム配合物に関する。

本発明は、空気入りタイヤの調製において特に有利な用途を見出すものであり、そのため、この説明では、一般性を失うことなく明示的に言及する。

最近、ゴム配合物の分野での研究のトピックの１つは、加硫活性剤としての酸化亜鉛（ＺｎＯ）の可能な代替に集中している。

それらの環境への影響の可能性のため、完全に排除されないまでも、ＺｎＯの使用を制限する必要がある。明らかに、ＺｎＯの過度の制限は、一方で環境特性の要求に対応する場合、他方では、得られる配合物の機械的特性の点でマイナスの結果を伴い、配合物の効果的な加硫を損なうかもしれない。

したがって、ゴム配合物におけるＺｎＯの使用の代替を提供するニーズがあり、これは、環境特性の要求を尊重することができ、この理由により、得られる配合物の加硫を変更せず、その結果、その機械的特性を損なうことはない。

出願人は、特定のクラスの官能化グラファイトが、配合物中の加硫活性剤としてのＺｎＯの存在を完全に置き換えることができ、同時に、得られる配合物の機械的特性を変化させずに維持できることを予期せずに発見した。

本発明の目的は、架橋性不飽和鎖ポリマーベース、補強性充填剤および加硫系を含む、ゴム製品の調製用配合物であって、前記加硫系は、少なくとも硫黄、１つ以上の加硫促進剤および加硫活性剤を含み；前記配合物は、前記加硫活性剤が、ハロゲン化グラファイトのみであり；前記配合物が、ステアリン酸も酸化亜鉛も含まないことを特徴とする、ゴム製品の調製用配合物である。

以降、ハロゲン化グラファイトは、炭素原子が共有結合によってハロゲン原子と結合しているグラファイトを指す。

以降、用語「架橋性不飽和鎖ポリマーベース」は、硫黄ベースの系を用いた架橋（加硫）後にエラストマーによって通常想定されるすべての化学的物理的および機械的特性を想定し得る、天然または合成の非架橋ポリマーを指す。

好ましくは、前記ハロゲン化グラファイトは、フッ化グラファイトである。

好ましくは、前記ハロゲン化グラファイトは、０．１〜１００ｐｈｒ、より好ましくは０．５〜２０ｐｈｒの量で配合物中に存在する。

本発明のさらなる目的は、本発明の目的である、配合物を用いて製造された空気入りタイヤ部分である。

本発明のさらに別の目的は、本発明の目的である、配合物を用いて製造された部分を含む空気入りタイヤである。

本発明のなおさらなる目的は、ゴム製品の調製用の配合物における唯一の加硫活性剤としてのハロゲン化グラファイトの使用である。

本発明をよりよく理解するために、以下の例は、例示的かつ非限定的な目的で含まれる。

ハロゲン化グラファイトの加硫活性剤としての機能をテストするために、２セットの配合物を調製した。第１のセットの配合物（配合物Ａ〜Ｄ）は、補強性充填剤としてカーボンブラックを含み、一方、第２のセットの配合物（配合物Ｅ〜Ｈ）は、補強性充填剤としてシリカを含む。

２つのセットのそれぞれは、加硫活性剤を使用しない第１の比較配合物（配合物Ａおよび配合物Ｅ）と、酸化亜鉛を加硫活性剤として使用する第２の比較配合物（配合物Ｂおよび配合物Ｆ）と、加硫活性剤としてそれぞれ２つの異なる量のハロゲン化グラファイトの一例を使用した本発明による２つの配合物（配合物Ｃ、配合物Ｄおよび配合物Ｇ、配合物Ｈ）とを含む。

その例の配合物は、以下の手順に従って得た：
−配合物の調製−

（第１の混合ステップ）
混合を開始する前に、接線ローターと２３０〜２７０リットルの内容積を備えるミキサーに、架橋性ポリマーベースとカーボンブラックまたは後者の代わりにシリカとシラン結合剤を充填し、それによって６６〜７２％の充填率とした。

そのミキサーを４０〜６０回転／分の速度で動作させ、１４０〜１６０℃の温度に達したところで、形成した混合物を排出した。

（第２の混合ステップ）
前のステップから得られた混合物を、４０〜６０回転／分の速度で動作するミキサーで再加工し、その後、１３０〜１５０℃の温度に達したところで排出した。

（最終混合ステップ）
前のステップから得られた混合物に硫黄、加硫促進剤を加え、ある場合は、ハロゲン化グラファイト、またはステアリン酸と組み合わせたＺｎＯのいずれかを添加し、６３〜６７％の充填率とした。

上記に反して、酸化亜鉛の場合のように、ハロゲン化グラファイトは、第１または第２の混合ステップ中に添加することができる。

ミキサーを２０〜４０回転／分の速度で動作させ、１００〜１１０℃の温度に達したところで、形成した混合物を排出した。

表ＩおよびＩＩは、上記の８つの配合物の組成をｐｈｒで示している。

使用したポリマーベースは、ポリイソプレンである。

使用したカーボンブラックは、Ｎ３３０に分類される。

使用したシリカは、ＥＶＯＮＩＫ社からＵｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３ ＧＲという名称で販売されており、表面積は約１８０ｍ^２／ｇである。

使用したシラン結合剤は、ポリスルフィドオルガノシランのクラスに属し、ＥＶＯＮＩＫ社からＳＩ７５の名称で販売されている。

使用したハロゲン化グラファイトは、ＳＩＧＭＡ ＡＬＤＲＩＣＨ社が販売しているフッ化グラファイト（ＣＡＳ番号：５１３１１−１７−２、コード番号３７２４５５）である。

ＴＢＢＳは、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド化合物の略語であり、加硫促進剤として使用される。

それらの架橋、レオメトリー、機械的および動的機械的特性を評価するために、それぞれのサンプルを表ＩおよびＩＩの配合物から調製し、一連の試験にかけた。

特に、架橋特性は、Ｘリンク密度測定によって測定した（Ｆｌｏｒｙ，Ｐａｕｌ；Ｒｅｈｎｅｒ，Ｊｏｈｎ Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．１１：５２１〜５２６（１９４３））；レオメトリー特性は、ＩＳＯ ６５０２規格に従って測定した；機械的特性はＩＳＯ ３７規格に従って測定した；動的機械的特性は、ＩＳＯ ４６６４規格に従って測定した。

試験から得られた値を表ＩＩＩおよびＩＶに示す。

表ＩＩＩおよびＩＶの値は、加硫活性剤としてのハロゲン化グラファイトの驚くべき活性を示している。実際、上に示した特性に関する結果は、ハロゲン化グラファイト（配合物Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ）の存在が、加硫活性剤がないもの（配合物ＡおよびＥ）とは異なり、酸化亜鉛（配合物ＢおよびＦ）のそれに匹敵し、配合物の適切な加硫を促進することを示している。

特に、２つのセットの配合物（補強性充填剤としてのカーボンブラックまたはシリカの代替使用）は、加硫活性剤として機能するハロゲン化グラファイトの有効性が、使用する補強性充填剤のタイプによらないことを示している。

結論として、本発明は、ゴム配合物における酸化亜鉛のハロゲン化グラファイトでの置換によって、ゴム配合物における酸化亜鉛の使用を排除することを可能にし、このため、同じ配合物の加硫およびその結果としてのその機械的特性について決して妥協することがない。

Claims (4)

1. 架橋性不飽和鎖ポリマーベース、補強性充填剤および加硫系を含む、ゴム製品の調製用配合物であって、前記加硫系は、少なくとも硫黄、１つ以上の加硫促進剤および加硫活性剤を含み；前記配合物は、前記加硫活性剤が、フッ化グラファイトのみであり；前記フッ化グラファイトが、０．５〜２０ｐｈｒの量で前記配合物中に存在し、前記配合物が、ステアリン酸も酸化亜鉛も含まないことを特徴とする、ゴム製品の調製用配合物。
2. 請求項１に記載の配合物を用いて製造された、空気入りタイヤ部分。
3. 請求項２に記載の部分を含む、空気入りタイヤ。
4. 架橋性不飽和鎖ポリマーベース、補強性充填剤および加硫系を含む、ゴム製品の調製用の配合物における唯一の加硫活性剤としてのハロゲン化グラファイトの使用であって、
   前記ハロゲン化グラファイトが、フッ化グラファイトであり、
   前記ハロゲン化グラファイトが、０．５〜２０ｐｈｒの量で前記配合物中に存在し、
   前記配合物が、ステアリン酸も酸化亜鉛も含まない、使用。