JPH0395240A - 改良された加工性を有するゴム組成物 - Google Patents
改良された加工性を有するゴム組成物Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/37—Thiols
- C08K5/372—Sulfides, e.g. R-(S)x-R'
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、改良された加工性を有するゴム組成物に関す
る。
る。
ゴムと、加熱すると加硫できる組成物を与えるのに必要
とされるようなその他の戊分との混合は、高いエネルギ
ー消費を含むプロセスであり、そして典型的にはゴム或
形材料(compound)の粘度を減らす効果を有す
る戊分が含まれる。
とされるようなその他の戊分との混合は、高いエネルギ
ー消費を含むプロセスであり、そして典型的にはゴム或
形材料(compound)の粘度を減らす効果を有す
る戊分が含まれる。
粘度の減少は、与えられた程度の混合のだめの力の消費
が減り、混合装置のスルーブット速度が増し、そして戊
形材料が到達する最高温度が減ることを意味する。同様
な考慮が、ゴム或形材料のその他の加工操作例えばカレ
ンダ加工、押出または射出戒形にも当て嵌まる。ここで
、成形材料を早期加R ( s c o r c h
i n g )させるであろう高温の回避が特に重要で
ある。
が減り、混合装置のスルーブット速度が増し、そして戊
形材料が到達する最高温度が減ることを意味する。同様
な考慮が、ゴム或形材料のその他の加工操作例えばカレ
ンダ加工、押出または射出戒形にも当て嵌まる。ここで
、成形材料を早期加R ( s c o r c h
i n g )させるであろう高温の回避が特に重要で
ある。
加工性助剤のこれらの有益な効果は、この目的のために
現在使用されているほとんどの物質、例えばゴムと適合
する炭化水素油は、加硫製品に弾性率及び硬さを減らす
効果を有する傾向があるという事実と相殺されなければ
ならない。
現在使用されているほとんどの物質、例えばゴムと適合
する炭化水素油は、加硫製品に弾性率及び硬さを減らす
効果を有する傾向があるという事実と相殺されなければ
ならない。
それ故、加硫の前に戊形材料の加工性を改良するために
添加することができる量は限定される。
添加することができる量は限定される。
それ故、加硫製品のその他の物理的性質例えば機械的性
質に悪い影響を与えることなく加工性を改良するために
ゴムに添加することができる物質が求められる。
質に悪い影響を与えることなく加工性を改良するために
ゴムに添加することができる物質が求められる。
提案されてきたゴムのための他の添加物の中には、特公
昭45( 1970) −6954号中に開示された“
反応性可塑剤゛がある。これらは、官能基、例えばチオ
グリコール酸から誘導された基の導入によって改質され
た高沸点石油留分または不飽和動物もしくは植物油であ
る。US − A −2 429 858は、a−メ
ルカプトカルボン酸のテルペンチオエーテルまたはこの
ような酸の金属塩のその中への混入によってブタジェン
ースチレンエラストマーの加工性を改良する方法を開示
している。US− A− 2 429 858中にはテ
ルペンチオエーテルの使用は粉砕(milling)時
間における顕著な減少を可能にすることが示されている
が、加硫製品の性質に関するデータは与えられていない
。
昭45( 1970) −6954号中に開示された“
反応性可塑剤゛がある。これらは、官能基、例えばチオ
グリコール酸から誘導された基の導入によって改質され
た高沸点石油留分または不飽和動物もしくは植物油であ
る。US − A −2 429 858は、a−メ
ルカプトカルボン酸のテルペンチオエーテルまたはこの
ような酸の金属塩のその中への混入によってブタジェン
ースチレンエラストマーの加工性を改良する方法を開示
している。US− A− 2 429 858中にはテ
ルペンチオエーテルの使用は粉砕(milling)時
間における顕著な減少を可能にすることが示されている
が、加硫製品の性質に関するデータは与えられていない
。
以下に定義されそして本明細書中では以後粘度改質剤(
VIJA)と呼ばれるある種のアルキルチオカルポン酸
は先行技術の加工助剤を凌ぐ利点を有することがここに
見い出された。
VIJA)と呼ばれるある種のアルキルチオカルポン酸
は先行技術の加工助剤を凌ぐ利点を有することがここに
見い出された。
特に、本発明によるVMAの使用は、同じ重貴の従来の
加工油を含むゴム戊形材料の加工性特性よりも一般に優
れている加工性特性を有するゴム戊形材料を与え、一方
VMAを含む戊形材料を加硫することによって得られる
加硫製品は、従来の加工油を含む戊形材料に対して改良
された物理的性質、特に改良された反発弾性、′硬さ及
び圧縮永久ひずみを有する。さらにまた、以下に与えら
れるデータは、本発明によるVtJAによって得ること
ができる、先行技術のチオエーテルに対する改良を示す
。
加工油を含むゴム戊形材料の加工性特性よりも一般に優
れている加工性特性を有するゴム戊形材料を与え、一方
VMAを含む戊形材料を加硫することによって得られる
加硫製品は、従来の加工油を含む戊形材料に対して改良
された物理的性質、特に改良された反発弾性、′硬さ及
び圧縮永久ひずみを有する。さらにまた、以下に与えら
れるデータは、本発明によるVtJAによって得ること
ができる、先行技術のチオエーテルに対する改良を示す
。
本発明は、未加硫ゴムボリマ一並びに、粘度改質添加物
として、式 R’S(CR3R’)xCo,R” [式中、 、R1は、アルキルもしくはアルケニル基、またはヒド
ロキシーもしくはアルコキシー置換アルキルもしくはア
ルケニル基を表し、ここで、述べられた基は、(アルコ
キシー置換アルキルまt;はアルケニル基中のアルコキ
シ炭素原子またはアルケニル基中の炭素原子を含み、R
2は、水素、金属またはその他のカチオン基またはエス
テル形成基を表し、 R3及びR4の各々は、独立に水素またはアルキル基を
表し、そして Xは、1〜10の値を有する] を有するアルキルチオアルカン酸、塩またはエステルか
ら成るゴム組成物を提供する。
として、式 R’S(CR3R’)xCo,R” [式中、 、R1は、アルキルもしくはアルケニル基、またはヒド
ロキシーもしくはアルコキシー置換アルキルもしくはア
ルケニル基を表し、ここで、述べられた基は、(アルコ
キシー置換アルキルまt;はアルケニル基中のアルコキ
シ炭素原子またはアルケニル基中の炭素原子を含み、R
2は、水素、金属またはその他のカチオン基またはエス
テル形成基を表し、 R3及びR4の各々は、独立に水素またはアルキル基を
表し、そして Xは、1〜10の値を有する] を有するアルキルチオアルカン酸、塩またはエステルか
ら成るゴム組成物を提供する。
もう一つの面においては、本発明は、上で定義されたよ
うなアルキルチオアルヵン酸、塩またはエステルをゴム
中に混入することから成る、ゴムの加工性を改良する方
法を提供する。
うなアルキルチオアルヵン酸、塩またはエステルをゴム
中に混入することから成る、ゴムの加工性を改良する方
法を提供する。
VIJAの上の式においては、R′は、原則として、4
〜22の炭素原子を有する任意の真っすぐなまたは分岐
した鎖のアルキルまたはアルヶニル基、例えば直鎖のブ
チル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、オク
テニル、ノニル、デシル、ドデシル、ドデセニル、テト
ラデシル、へキサデシル、もしくはオクタデシル、また
はそれらの分岐した鎖の異性体の任意のものでよい。
〜22の炭素原子を有する任意の真っすぐなまたは分岐
した鎖のアルキルまたはアルヶニル基、例えば直鎖のブ
チル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、オク
テニル、ノニル、デシル、ドデシル、ドデセニル、テト
ラデシル、へキサデシル、もしくはオクタデシル、また
はそれらの分岐した鎖の異性体の任意のものでよい。
ヒドロキシーまたはアルコキシー置換アルキルまたはア
ルケニル基は、lまたはそれより多い、通常はlまたは
2のこのような置換基を含んでよい。アルコキシ置換基
は、好ましくは、1〜4の炭素原子を含むもの、例えば
メトキシまたはエトキシである。
ルケニル基は、lまたはそれより多い、通常はlまたは
2のこのような置換基を含んでよい。アルコキシ置換基
は、好ましくは、1〜4の炭素原子を含むもの、例えば
メトキシまたはエトキシである。
、R1が金属またはその他のカチオン基を表す場合には
、これは、例えばアルカリ金属イオン、例えばナトリウ
ム.でよい。R2は、その代わりに、多価金属、例えば
マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル
、コバルト、またはアルミニウムの当量を表すこともで
きる。
、これは、例えばアルカリ金属イオン、例えばナトリウ
ム.でよい。R2は、その代わりに、多価金属、例えば
マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル
、コバルト、またはアルミニウムの当量を表すこともで
きる。
これらの中でも、亜鉛が好ましい多価金属である。
カチオン基R”lよまた、アンモニアまたはアミン、例
えば式R″R’NH [式中、Re及びR6は同時に両
方とも水素または両方ともフェニルではないという条件
下で、R′及びR1は、各々、水素、アルキル基、シク
ロアルキル基、べ冫ジル基またはフェニル基を表す]を
有するアミンから誘導されるカチオン基でもよい。カチ
オン基R2はまt;、その他の窒素を含む塩基、例えば
グアニジンまたはジフェニルグアニジンから誘導されて
もよい。
えば式R″R’NH [式中、Re及びR6は同時に両
方とも水素または両方ともフェニルではないという条件
下で、R′及びR1は、各々、水素、アルキル基、シク
ロアルキル基、べ冫ジル基またはフェニル基を表す]を
有するアミンから誘導されるカチオン基でもよい。カチ
オン基R2はまt;、その他の窒素を含む塩基、例えば
グアニジンまたはジフェニルグアニジンから誘導されて
もよい。
エステル形戊基R2は、例えばC,〜.の真っすぐなも
しくは分岐した鎖のアルキル基、例えばメチル、エチル
まt;はイソプロビル基、C,,シクロアルキル基、例
えばシクロヘキシル、または全部で10までの炭素原子
を含むアルキル03〜,シクロアルキル基、例えばメチ
ルシクロヘキシル、ベンジル基またはフェニル基でよい
。
しくは分岐した鎖のアルキル基、例えばメチル、エチル
まt;はイソプロビル基、C,,シクロアルキル基、例
えばシクロヘキシル、または全部で10までの炭素原子
を含むアルキル03〜,シクロアルキル基、例えばメチ
ルシクロヘキシル、ベンジル基またはフェニル基でよい
。
R3またはR′がアルキル基を表す時には、これは、好
ましくは、1〜6の炭素原子を含む基、特にメチルまた
はエチル基である。好ましくは、各々の基CR3R’中
の炭素原子に結合されたR3及びR4の少なくとも一つ
は水素である。好ましい化合物は、式中Xが1〜4の値
を有する化合物である。式中、R′が10〜16の炭素
原子の直鎖のアルキル基を表し、R3が水素を表し R
4が水素またはメチル基を表し、そしてxが1または2
の値を有する化合物が最も好ましい。
ましくは、1〜6の炭素原子を含む基、特にメチルまた
はエチル基である。好ましくは、各々の基CR3R’中
の炭素原子に結合されたR3及びR4の少なくとも一つ
は水素である。好ましい化合物は、式中Xが1〜4の値
を有する化合物である。式中、R′が10〜16の炭素
原子の直鎖のアルキル基を表し、R3が水素を表し R
4が水素またはメチル基を表し、そしてxが1または2
の値を有する化合物が最も好ましい。
本発明に従って有用なアルキルチオアルカン酸の製造の
ために数個の方法が利用できる。これらは、 i) a−オレフィンR’CH冒CH.とチオグリコ
ール酸との反応:これは、反応条件に依存してアルキル
チオ酢酸R’CH.C}l2scH,COOHまたはR
’CH(CH3)SCH2Go2Hを与える。同様にα
−オレフィンは、反応条件に依存して3−メルカブトプ
ロビオン酸とはR’CH2CH2SCH,CH2CO!
HまたはR’CH(CHs)SCH2C}ltcOzH
を、モして2一メルカブトプロビオン酸とはR’CHz
CH2SCH一(CHs)CO*HまたはRICH(C
H3)SCH(CH3)CO.Hを与えるはずである; ii) メルカプタンRISHと、式X(CR”R’
)xcOzH [式中、Xはハロゲン、例えば塩素または臭素を表し、
そしてR3、R4及びXは上のVMAの式におけるのと
同じ意味を有する]のハロゲン置換されたアルカン酸と
の反応:これは、種々のアルキルチオアルカン酸の合戊
のための一般的な方法である; 市)水性アルカリまたは溶媒中の有機塩基でよい塩基性
条件下でのアクリル酸とメルカブタンとの反応(これは
、メルカプチドアニオンがアクリレー1・アニオンのC
−C結合と求核反応をすることを暗示する)は、特に3
−(アルキルチオ)プロビオン酸、即ちR’SCH2C
H2CO!Hを与える;iv ) 塩基性条件下での
γ−プチロラクトンとメルカプタンR’SHまたは対応
するアルカリ金属メルカブチドとの反応:この方法は、
式中Xが3の値を有するアルキルチオアルカン酸を与え
る; を含む。
ために数個の方法が利用できる。これらは、 i) a−オレフィンR’CH冒CH.とチオグリコ
ール酸との反応:これは、反応条件に依存してアルキル
チオ酢酸R’CH.C}l2scH,COOHまたはR
’CH(CH3)SCH2Go2Hを与える。同様にα
−オレフィンは、反応条件に依存して3−メルカブトプ
ロビオン酸とはR’CH2CH2SCH,CH2CO!
HまたはR’CH(CHs)SCH2C}ltcOzH
を、モして2一メルカブトプロビオン酸とはR’CHz
CH2SCH一(CHs)CO*HまたはRICH(C
H3)SCH(CH3)CO.Hを与えるはずである; ii) メルカプタンRISHと、式X(CR”R’
)xcOzH [式中、Xはハロゲン、例えば塩素または臭素を表し、
そしてR3、R4及びXは上のVMAの式におけるのと
同じ意味を有する]のハロゲン置換されたアルカン酸と
の反応:これは、種々のアルキルチオアルカン酸の合戊
のための一般的な方法である; 市)水性アルカリまたは溶媒中の有機塩基でよい塩基性
条件下でのアクリル酸とメルカブタンとの反応(これは
、メルカプチドアニオンがアクリレー1・アニオンのC
−C結合と求核反応をすることを暗示する)は、特に3
−(アルキルチオ)プロビオン酸、即ちR’SCH2C
H2CO!Hを与える;iv ) 塩基性条件下での
γ−プチロラクトンとメルカプタンR’SHまたは対応
するアルカリ金属メルカブチドとの反応:この方法は、
式中Xが3の値を有するアルキルチオアルカン酸を与え
る; を含む。
上で述べられた粘度改質剤は、ゴムが、天然であれ合成
であれ、シスーボリイソブレンである組成物において特
に効果的であるが、それらはまた、その他のゴム、例え
ばポリ−1,3−ブタジエン、l,3−ブタジエンとそ
の他のモノマ、例えばスチレン、アクリロニトリル、イ
ンブチレン及びメチルメタクリレートとのコポリマー
エチレンープロピレンージエンターホリマー、及びハロ
ゲン含有ゴム例えばクロロブチル、プロモブチル及びク
ロロブレンゴムにも有用である。その他の場合としては
、本発明のゴム組成物中のゴムポリマーは、2またはそ
れより多い上で例示されたゴムのブレンド、例えば天然
ゴムとスチレン−ブタジエンゴムのブレンドでもよい。
であれ、シスーボリイソブレンである組成物において特
に効果的であるが、それらはまた、その他のゴム、例え
ばポリ−1,3−ブタジエン、l,3−ブタジエンとそ
の他のモノマ、例えばスチレン、アクリロニトリル、イ
ンブチレン及びメチルメタクリレートとのコポリマー
エチレンープロピレンージエンターホリマー、及びハロ
ゲン含有ゴム例えばクロロブチル、プロモブチル及びク
ロロブレンゴムにも有用である。その他の場合としては
、本発明のゴム組成物中のゴムポリマーは、2またはそ
れより多い上で例示されたゴムのブレンド、例えば天然
ゴムとスチレン−ブタジエンゴムのブレンドでもよい。
本発明の組成物中のV ltl Aの量は、ゴムポリマ
ーの性質、要求される粘度改質の程度、そしてその他の
加工助剤例えば加工油が含まれるか否かに依存して変動
するであろう。しかしながら、通常は、V)JAの量は
、100重量部のゴムあたり0.5〜10重量部の範囲
内、そしてさらに特別には1〜5重量部の範囲内であろ
う。
ーの性質、要求される粘度改質の程度、そしてその他の
加工助剤例えば加工油が含まれるか否かに依存して変動
するであろう。しかしながら、通常は、V)JAの量は
、100重量部のゴムあたり0.5〜10重量部の範囲
内、そしてさらに特別には1〜5重量部の範囲内であろ
う。
VMAは、生のゴムポリマーの加工性を改良するt;め
に使用することもできるが、補強剤及び/または充填剤
、加硫剤及び促進剤を含むすべてが配合されたゴム原料
中で特に有用である。
に使用することもできるが、補強剤及び/または充填剤
、加硫剤及び促進剤を含むすべてが配合されたゴム原料
中で特に有用である。
通常使用される充填剤は、典型的には100重量部のゴ
ムあたり40〜70重量部の量で使用されるカーボンブ
ラック、例えばN347またはN326のようなN30
0シリーズのカーポンブラックを含む。
ムあたり40〜70重量部の量で使用されるカーボンブ
ラック、例えばN347またはN326のようなN30
0シリーズのカーポンブラックを含む。
その他の添加物は、例えば、ioom量部のゴムあたり
、例えば、2〜10重量部の量で使用されてよい酸化亜
鉛; 100重量部のゴムあたり、例えば、0.5〜2
!i量部のレベルでのステアリン酸(シかし、本発明の
一つの特徴は、アルキルチオアルカン酸または塩である
VMAを含む組成物においてはステアリン酸の量を顕著
に減らすことができるかあるいはそれを全く必要としな
いであろうということであるが);劣化防止剤、例エI
f N−アルキルーN′−フエニルーp−フエニレンジ
アミン;そして酸化防止剤、例えば2.2.4− トリ
メチル−1.2−ジヒドロキノリンのボリマーを含む。
、例えば、2〜10重量部の量で使用されてよい酸化亜
鉛; 100重量部のゴムあたり、例えば、0.5〜2
!i量部のレベルでのステアリン酸(シかし、本発明の
一つの特徴は、アルキルチオアルカン酸または塩である
VMAを含む組成物においてはステアリン酸の量を顕著
に減らすことができるかあるいはそれを全く必要としな
いであろうということであるが);劣化防止剤、例エI
f N−アルキルーN′−フエニルーp−フエニレンジ
アミン;そして酸化防止剤、例えば2.2.4− トリ
メチル−1.2−ジヒドロキノリンのボリマーを含む。
その他の補強剤及び/または充填剤、例えばシリカを使
用してもよく、そしてゴム原料はまた、酸化亜鉛以外の
金属酸化物活性化剤、例えば酸化マグネシウム、早期加
硫禁止剤、例えばN−シクロヘキシルチオフタルイミド
、そして後加硫安定剤及びゴムー金属結合促進剤、例え
ばEP−B−0 070 143及びEP−B− 1
09 955中に述べられたチオスル7 x−ト1%導
体を含んでもよい。
用してもよく、そしてゴム原料はまた、酸化亜鉛以外の
金属酸化物活性化剤、例えば酸化マグネシウム、早期加
硫禁止剤、例えばN−シクロヘキシルチオフタルイミド
、そして後加硫安定剤及びゴムー金属結合促進剤、例え
ばEP−B−0 070 143及びEP−B− 1
09 955中に述べられたチオスル7 x−ト1%導
体を含んでもよい。
VMAは、例えば、インターナルミキサーまたは粉砕機
を用いて第一段階の混合の間に、加硫剤と加硫促進剤を
除く添加物と一緒にゴム中に混入してよい。天然ゴムの
加工においては、何らかの添加物の導入の前に生ゴムを
素練りにかけるのが一般的である。しかしながら、本発
明のVMAによって、もし第一素練り段階の間にV)J
Aを単独で添加すれば、素練りによって達戊されるゴム
の粘度の減少が加速され、そして天然ゴムに関しては、
これは好ましい。代わりの手順においては、VMAは、
第二段階の混合の間に加硫剤及び促進剤と一緒に混入す
ることもできる。
を用いて第一段階の混合の間に、加硫剤と加硫促進剤を
除く添加物と一緒にゴム中に混入してよい。天然ゴムの
加工においては、何らかの添加物の導入の前に生ゴムを
素練りにかけるのが一般的である。しかしながら、本発
明のVMAによって、もし第一素練り段階の間にV)J
Aを単独で添加すれば、素練りによって達戊されるゴム
の粘度の減少が加速され、そして天然ゴムに関しては、
これは好ましい。代わりの手順においては、VMAは、
第二段階の混合の間に加硫剤及び促進剤と一緒に混入す
ることもできる。
もし硫黄を加硫剤として使用するのならば、この.量は
、典型的には、l00重量部のゴムあたり2〜6重量部
の範囲内である。
、典型的には、l00重量部のゴムあたり2〜6重量部
の範囲内である。
使用してよい促進剤は、ペンゾチアゾール−2−スルフ
エンアミド、例えばN−イソブロビルーベンゾチアゾー
ル−2−スルフエンアミド、N − tert−プチル
ーベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−シク
ロペンゾチアゾールー2−スル7エンアミF、N,N−
ジシクロへキシルベンゾチアゾール−2−スルフエンア
ミド及び2(モルホリノチオ)ペンゾチアゾールを含む
。本発明の組成物においては、これらは、典型的には、
ゴムの性質、硫黄の量、及び硬化されたゴムに必要とさ
れる機械的性質に依存して100重量部のゴムあたり0
.3〜2重量部の量で使用される。
エンアミド、例えばN−イソブロビルーベンゾチアゾー
ル−2−スルフエンアミド、N − tert−プチル
ーベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−シク
ロペンゾチアゾールー2−スル7エンアミF、N,N−
ジシクロへキシルベンゾチアゾール−2−スルフエンア
ミド及び2(モルホリノチオ)ペンゾチアゾールを含む
。本発明の組成物においては、これらは、典型的には、
ゴムの性質、硫黄の量、及び硬化されたゴムに必要とさ
れる機械的性質に依存して100重量部のゴムあたり0
.3〜2重量部の量で使用される。
上で述べたように、本発明において使用されるVMAは
、通常の混合方法によってゴム中に混入してよい。たい
ていのVMAは液体または低融点固体であり、そしてこ
れらに関しては、良好な分散を得るために特別な注意は
必要ない。もし必要ならば、比較的高い融点の固体は、
適切な分散を促進させるために細かい粉末、好ましくは
70マイクロメーターの粒径またはそれ未満に粉砕して
もよい。ある場合においては、固体のVMAを粒子状物
質の予備分散としてゴムと適合する炭化水素油またはボ
リマー、例えばEPD)Jゴム中に添加することが好都
合である。
、通常の混合方法によってゴム中に混入してよい。たい
ていのVMAは液体または低融点固体であり、そしてこ
れらに関しては、良好な分散を得るために特別な注意は
必要ない。もし必要ならば、比較的高い融点の固体は、
適切な分散を促進させるために細かい粉末、好ましくは
70マイクロメーターの粒径またはそれ未満に粉砕して
もよい。ある場合においては、固体のVMAを粒子状物
質の予備分散としてゴムと適合する炭化水素油またはボ
リマー、例えばEPD)Jゴム中に添加することが好都
合である。
VMAは、充填剤、加硫剤、及びすべてが配合されたゴ
ム原料の製造において通常使用されるその他の戊分を含
む本発明の組成物の加硫によって得られる加硫製品のあ
る種の物理的性質に有益な影響を有することが観察され
た。このような加硫製品は、本発明の別の一面を代表す
る。
ム原料の製造において通常使用されるその他の戊分を含
む本発明の組成物の加硫によって得られる加硫製品のあ
る種の物理的性質に有益な影響を有することが観察され
た。このような加硫製品は、本発明の別の一面を代表す
る。
本発明を、以下の特定の実施態様によって説明する。
本発明のV)J^の評価のために、以下の組戊の対照原
料を用いた: 重量部 天然ゴムS)JRIOまたはSMR20本 100
N347カーボンブラック 50酸化亜鉛
5ステアリン酸
2加工油 3オ
ゾン化防止剤L″2 硫 黄
2.5促進剤+21 9,
5(1) N − 1.3−ジメチルブチルーN′−7
エニルーp一フェニレンジアミン (2)N−シクロへキシルベンゾチアゾール−2−スノ
レフエンアミド * SIJR10は約50のムーニー単位の粘度にそ
してSMR20は約60のムーニー単位の粘度に(10
0’cでML(1+4)) 、その他の戊分の添加前に
両方とも予備素練りした。
料を用いた: 重量部 天然ゴムS)JRIOまたはSMR20本 100
N347カーボンブラック 50酸化亜鉛
5ステアリン酸
2加工油 3オ
ゾン化防止剤L″2 硫 黄
2.5促進剤+21 9,
5(1) N − 1.3−ジメチルブチルーN′−7
エニルーp一フェニレンジアミン (2)N−シクロへキシルベンゾチアゾール−2−スノ
レフエンアミド * SIJR10は約50のムーニー単位の粘度にそ
してSMR20は約60のムーニー単位の粘度に(10
0’cでML(1+4)) 、その他の戊分の添加前に
両方とも予備素練りした。
混合のためには、実験室スケールのBRバンバリーイン
ターナルミキサーを使用した。戊分は、ミキサーの電力
消費の積算値によって決定される間隔で以下のスケジュ
ールに従って混入した。
ターナルミキサーを使用した。戊分は、ミキサーの電力
消費の積算値によって決定される間隔で以下のスケジュ
ールに従って混入した。
予備素練りされたゴムは、ミキサー(水循環)の温度が
4 0 ’Cである時に装填した。
4 0 ’Cである時に装填した。
電力積算
値(kwh)
0
操 作
カーボンブラックの半分及び酸化
亜鉛をゴムに添加する。
残りのカーポンブラック、オゾン
化防止剤、ステアリン酸、加工油
及び(テストバッチにおいては)
VMAまたは先行技術の添加物(100重量部のゴムあ
たり3重量部)を 添加する。
たり3重量部)を 添加する。
掃き、そして硫黄及び促進剤を添
加する。
0.125
0.350
サンプルを、反発弾性及び硬さテストのためにl 4
1 ’0で加硫した。テストは標準方法(それぞれls
O4662及びIs○48− 1979(E ))に従
って実施した。
1 ’0で加硫した。テストは標準方法(それぞれls
O4662及びIs○48− 1979(E ))に従
って実施した。
以下の第l表は、SMR20ゴムを基にした種々の原料
によって得られた結果を示し、そして第2表は、SMR
IOゴムを基にした原料によって得られた結果を示す。
によって得られた結果を示し、そして第2表は、SMR
IOゴムを基にした原料によって得られた結果を示す。
括弧中の数字(相対値)は、対照に対するバーセントで
ある。これらの表の左手の欄中に数によって示したVM
A及び先行技術の義加物は以下の通りである。
ある。これらの表の左手の欄中に数によって示したVM
A及び先行技術の義加物は以下の通りである。
l. なし(対照)
2. n−ドデシルチオ酢酸
3. 3−(n−ドデシルチオ)ブロビオン酸4.
α−ビネンとチオグリコール酸の反応生戊物(us−
A− 2 429 858)5.反応生戊物4の亜鉛塩 5. t−ドデシルチオ酢酸、ここで“t−ドデシル
″はプロピレンテトラマーから誘導される基を表す 7. n一デシルチオ酢酸 8. n−ヘキサデシルチオ酢酸 9. 2−(n一デシルチオ)ブロビオン酸9A.
n−ドデシルチオ酢酸の亜鉛塩。
α−ビネンとチオグリコール酸の反応生戊物(us−
A− 2 429 858)5.反応生戊物4の亜鉛塩 5. t−ドデシルチオ酢酸、ここで“t−ドデシル
″はプロピレンテトラマーから誘導される基を表す 7. n一デシルチオ酢酸 8. n−ヘキサデシルチオ酢酸 9. 2−(n一デシルチオ)ブロビオン酸9A.
n−ドデシルチオ酢酸の亜鉛塩。
上の結果は、本発明のV)JAを含む原料とUS−A−
2 429 858による添加物を含む原料(どちら
の原料も加えて通常の加工油を含む)との比較を可能に
する。これらの結果は、先行技術の添加物を含む原料は
ムーニーiに関してずっと低い値を有することを示す。
2 429 858による添加物を含む原料(どちら
の原料も加えて通常の加工油を含む)との比較を可能に
する。これらの結果は、先行技術の添加物を含む原料は
ムーニーiに関してずっと低い値を有することを示す。
これは、硬化の開始前の原料の誘導期の尺度である。ム
ーニーt,の値が低ければ低いほど、原料が早期加硫す
るであろうリスクがそれだけ大きい。
ーニーt,の値が低ければ低いほど、原料が早期加硫す
るであろうリスクがそれだけ大きい。
第1表(SMR20)においては、このような原料は、
本発明のVMAを含む原料よりも一貫して低い反発弾性
及び硬さに関する値を有することが示されている。第2
表(SMRIO)の結果は、反発弾性に関する本発明に
よる原料の改良を示す。
本発明のVMAを含む原料よりも一貫して低い反発弾性
及び硬さに関する値を有することが示されている。第2
表(SMRIO)の結果は、反発弾性に関する本発明に
よる原料の改良を示す。
第1図及び第2図によって図示された結果は、本発明の
VMAを含む原料と通常の加工助剤(加工油)を含む原
料との、そして油を含まない原料との加工挙動の比較を
提供する。基礎原料は、100重量部のゴムあI;り5
0重量部のカーポンブラック、並びに通常の範囲内の量
の酸化亜鉛、ステアリンl、N−1.3−ジメチノレー
N′−フェニルーp−7ェニレンジアミン劣化防止剤、
硫黄及びN−シクロヘキシルベンゾチアゾール−2−ス
ルフエンアミド促進剤を含むSMRIO天然ゴムを基に
した代表的な戊形材料であった。110Qの容量を有す
るWerner − Pf leidererインター
ナルミキサーを混合のために使用した。硫黄及び促進剤
以外の戊分を第一段階の間に混合し;次に硫黄及び促進
剤を第二段階の混合の間に混入し tこ 。
VMAを含む原料と通常の加工助剤(加工油)を含む原
料との、そして油を含まない原料との加工挙動の比較を
提供する。基礎原料は、100重量部のゴムあI;り5
0重量部のカーポンブラック、並びに通常の範囲内の量
の酸化亜鉛、ステアリンl、N−1.3−ジメチノレー
N′−フェニルーp−7ェニレンジアミン劣化防止剤、
硫黄及びN−シクロヘキシルベンゾチアゾール−2−ス
ルフエンアミド促進剤を含むSMRIO天然ゴムを基に
した代表的な戊形材料であった。110Qの容量を有す
るWerner − Pf leidererインター
ナルミキサーを混合のために使用した。硫黄及び促進剤
以外の戊分を第一段階の間に混合し;次に硫黄及び促進
剤を第二段階の混合の間に混入し tこ 。
評価のための添加物(加工油またはVMA)を含む原料
も同様にして製造し、100重量部のゴムあたり3重量
部の添加物を第一段階の混合の間に混入した. VMA
は、第1表及び第2表に関連して上で示されたように番
号をつける。表中に含まれテイなイvMA No.10
は、3−(t−ドデシルチオ)プロビオン酸であった。
も同様にして製造し、100重量部のゴムあたり3重量
部の添加物を第一段階の混合の間に混入した. VMA
は、第1表及び第2表に関連して上で示されたように番
号をつける。表中に含まれテイなイvMA No.10
は、3−(t−ドデシルチオ)プロビオン酸であった。
原料の加工に対する添加物の影響は、種々のスクリュー
速度での押出機からの取り出し量を測定することによっ
て(第l図)そしてまた種々の取り出し速度での押出物
の温度を測定することによって(第2図)評価した。通
常の加工油を凌ぐVIJAの利点は、これらの結果から
明らかである。第l図は、押出機からのある取り出し量
の達戊には、VIJAを含む原料を用いた方が低いスク
リュー速度そしてそれ故低い電力投入を必要とすること
を示す。第2図は、あるスクリュー速度で、押出物の温
度は、加工油を含む比較原料、そして加工助剤を含まな
い対照原料よりもVMAを含む原料の方が低いことを示
す。この温度差は、それが、VIJ^を含むゴム原料を
押出しまたは射出戊形する時の方が早期加硫が問題とな
ることが少ないはずであるこどを示すので、重要である
。逆に、ある押出物温度で、通常の加工油を含む原料よ
りも高い取り出し量を、匹敵する量のVMAを含む原料
を用いて達戊することができる。
速度での押出機からの取り出し量を測定することによっ
て(第l図)そしてまた種々の取り出し速度での押出物
の温度を測定することによって(第2図)評価した。通
常の加工油を凌ぐVIJAの利点は、これらの結果から
明らかである。第l図は、押出機からのある取り出し量
の達戊には、VIJAを含む原料を用いた方が低いスク
リュー速度そしてそれ故低い電力投入を必要とすること
を示す。第2図は、あるスクリュー速度で、押出物の温
度は、加工油を含む比較原料、そして加工助剤を含まな
い対照原料よりもVMAを含む原料の方が低いことを示
す。この温度差は、それが、VIJ^を含むゴム原料を
押出しまたは射出戊形する時の方が早期加硫が問題とな
ることが少ないはずであるこどを示すので、重要である
。逆に、ある押出物温度で、通常の加工油を含む原料よ
りも高い取り出し量を、匹敵する量のVMAを含む原料
を用いて達戊することができる。
第1図及び第2図は、式中Rが直鎖のアルキル基である
VMAの性能は、式中Rが同じ数の炭素原子を有する分
岐鎖のアルキル基であるVMAの性能より優れているこ
とを示唆する。
VMAの性能は、式中Rが同じ数の炭素原子を有する分
岐鎖のアルキル基であるVMAの性能より優れているこ
とを示唆する。
以下の第3表は、第2表の結果を与えた原料と類似であ
るが加工油を含まないSMRIOゴムの異なるロフトを
用いた原料によって得られた結果を示す。第3表の左手
の欄中の番号は、以下のように、対照原料、並びに10
0重量部のゴムあたり3重量部で種々のVMA及び先行
技術の添加物を含む原料に対応する: 11. なし(対照) 12.n−ドデシルチオ酪酸 13. n−ドデシルチオ酢酸 14. 15. 日本特公昭45(1970) − 6954号の方法に
よるチオグリコール酸とナフテン系加 工油との反応生或物 日本特公昭45(1970) − 6954号の方法に
よるチオグリコール酸とタール油との 反応生或物 反発弾性、硬さ及び10O%伸びでの応力は、標準方法
によって測定した(反発弾性と硬さは上で述べたように
、引張テストはIsO 37− 1977(E)によっ
て)。原料l2と13と厚料14と15との比較は、先
行技術の添加物は、本発明のVMAよりも硬化の開始前
の原料の誘導期(ムーニt,値)を減らすことを示す。
るが加工油を含まないSMRIOゴムの異なるロフトを
用いた原料によって得られた結果を示す。第3表の左手
の欄中の番号は、以下のように、対照原料、並びに10
0重量部のゴムあたり3重量部で種々のVMA及び先行
技術の添加物を含む原料に対応する: 11. なし(対照) 12.n−ドデシルチオ酪酸 13. n−ドデシルチオ酢酸 14. 15. 日本特公昭45(1970) − 6954号の方法に
よるチオグリコール酸とナフテン系加 工油との反応生或物 日本特公昭45(1970) − 6954号の方法に
よるチオグリコール酸とタール油との 反応生或物 反発弾性、硬さ及び10O%伸びでの応力は、標準方法
によって測定した(反発弾性と硬さは上で述べたように
、引張テストはIsO 37− 1977(E)によっ
て)。原料l2と13と厚料14と15との比較は、先
行技術の添加物は、本発明のVMAよりも硬化の開始前
の原料の誘導期(ムーニt,値)を減らすことを示す。
同じ比較は、本発明のVMAは対照よりも高い100%
伸びでの応力の値を有する原料を与えるのに対して、先
行技術の添加物は対照よりも低い値を有する原料を与え
ることを示す。
伸びでの応力の値を有する原料を与えるのに対して、先
行技術の添加物は対照よりも低い値を有する原料を与え
ることを示す。
VMAと先行技術の添加物の両方ともが、粘度減少によ
って測定される未加硫のゴム原料の加工性に対する有益
な影響を持っていた。しかしながら、V)JAを用いる
とこの影響は加硫製品の物理的な性質に対する悪い影響
なしで達成され、一方、先行技術の添加物を用いるとそ
うではない。
って測定される未加硫のゴム原料の加工性に対する有益
な影響を持っていた。しかしながら、V)JAを用いる
とこの影響は加硫製品の物理的な性質に対する悪い影響
なしで達成され、一方、先行技術の添加物を用いるとそ
うではない。
本発明のVMAの一層の評価のために、非油展SBRゴ
ムまたはSBR/天然ゴム混合物を基にし、そして以下
の組或を有する対照原料を製造した。
ムまたはSBR/天然ゴム混合物を基にし、そして以下
の組或を有する対照原料を製造した。
数字は重量部を示す。
SBR1500
SMR20
N347カーボンブラッ
N375カーポンプラッ
酸化亜鉛
ステアリン酸
オゾン化防止剤1ゝ
酸化防止剤0l
加工油
Circolight PRO
硫黄
促進剤《3》
原料
AB
100 50
50
ク ー 55ク
50 45 12 2 l 8 6 2 2 1.2 1 (1) N − 1.3−ジメチルブチルーN′−7エ
ニルーp−7ェニレンジアミン (2)重合された1.2−ジヒドロー2.2.4−}リ
メチルキノリン (3) N−シクロヘキシルベンゾチアゾール−2−ス
ノレフェンアミド ■00重量部のゴムあたりそれぞれ1、2及び3重量部
の上の第1表のVMA No.2を対照厚料Aの部分中
に混合することによって、テスト原料を製造した。テス
ト原料及びVM^を含まない対照を153゜Cで時間t
’c(90XISO 3417 − 1977(E)参
照)の間加熱することによって加硫させた。
50 45 12 2 l 8 6 2 2 1.2 1 (1) N − 1.3−ジメチルブチルーN′−7エ
ニルーp−7ェニレンジアミン (2)重合された1.2−ジヒドロー2.2.4−}リ
メチルキノリン (3) N−シクロヘキシルベンゾチアゾール−2−ス
ノレフェンアミド ■00重量部のゴムあたりそれぞれ1、2及び3重量部
の上の第1表のVMA No.2を対照厚料Aの部分中
に混合することによって、テスト原料を製造した。テス
ト原料及びVM^を含まない対照を153゜Cで時間t
’c(90XISO 3417 − 1977(E)参
照)の間加熱することによって加硫させた。
標準方法による加硫製品の物理的性質の測定は、VMA
の存在は、弾性率に対する一般的に有益な影響を有する
が、硬さ及び反発弾性に対しては、対照と比べて、実質
的に影響がないことを示しl;。しかしながら、圧縮永
久ひずみ(方法ISO815− 1972(E ))に
対する顕著に有益な効果が注目された。即ち、70’O
で22時間後に測定されたパーセントは、対照に関して
34、そして100重量部のゴムあたりそれぞれ1,2
及び3重量部のVMAを含む原料に関して29.5、2
9及び27であっI;。
の存在は、弾性率に対する一般的に有益な影響を有する
が、硬さ及び反発弾性に対しては、対照と比べて、実質
的に影響がないことを示しl;。しかしながら、圧縮永
久ひずみ(方法ISO815− 1972(E ))に
対する顕著に有益な効果が注目された。即ち、70’O
で22時間後に測定されたパーセントは、対照に関して
34、そして100重量部のゴムあたりそれぞれ1,2
及び3重量部のVMAを含む原料に関して29.5、2
9及び27であっI;。
ioo,t量部のゴムあたり3重量部の第1表のV)J
A N0.2を対照原料Bのサンプルと混合すること
によって、テスト原料を製造した。テスト原料及び対照
の一部を141℃で時間t’c(90)の間加熱するこ
とによって加硫させた。標準方法による加硫製品の物理
的性質の測定は、100%弾性率(3.2MPaと比較
した3−6MPa)及び破断時の伸び(463%と比較
した440%)におけるテスト原料に関する少しの改良
を示しt;。しかしながら、70℃で22時間後の圧縮
永久ひずみにおける(対照に関する35%と比較した2
0%)そしてGoodrich Flexometer
, ASTM 623−1978、方法Aによる破損(
blow−out)時間における(対照に関する11分
と比較しt;19分)II著な改良がありtこ 。
A N0.2を対照原料Bのサンプルと混合すること
によって、テスト原料を製造した。テスト原料及び対照
の一部を141℃で時間t’c(90)の間加熱するこ
とによって加硫させた。標準方法による加硫製品の物理
的性質の測定は、100%弾性率(3.2MPaと比較
した3−6MPa)及び破断時の伸び(463%と比較
した440%)におけるテスト原料に関する少しの改良
を示しt;。しかしながら、70℃で22時間後の圧縮
永久ひずみにおける(対照に関する35%と比較した2
0%)そしてGoodrich Flexometer
, ASTM 623−1978、方法Aによる破損(
blow−out)時間における(対照に関する11分
と比較しt;19分)II著な改良がありtこ 。
第1図は、スクリュー速度を変えた時の種々のゴム原料
の押出機からの取り出し量を示すグラフであり、そして 第2図は、押出物の温度を変えた時の種々のゴム原料の
押出機からの取り出し量を示すグラフである。
の押出機からの取り出し量を示すグラフであり、そして 第2図は、押出物の温度を変えた時の種々のゴム原料の
押出機からの取り出し量を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)未加硫ゴムポリマーおよび、粘度改質添加物として
式 R^1S(CR^3R^4)_xCO_2R^2[式中
、 R^1は、アルキルもしくはアルケニル基またはヒドロ
キシ−もしくはアルコキシ−置換アルキルもしくアルケ
ニル基を表し、ここで、述べられた基は(アルコキシ−
置換アルキルまたはアルケニル基中のアルコキシ炭素原
子は別にして)4〜22の炭素原子を含み、 R^2は、水素、金属またはその他のカチオン基または
エステル形成基を表し、 R^3及びR^4の各々は、独立に水素またはアルキル
基を表し、そして xは、1〜10の値を有する] を有するアルキルチオアルカン酸、塩またはエステルか
ら成るゴム組成物。 2)粘度改質添加物の式において、R^1は8〜18の
炭素原子のアルキル基を表し、各々のR^3及び各々の
R^4は独立に水素またはメチルまたはエチル基を表し
、そしてxは、1〜4の値を有する、請求項1記載の組
成物。 3)粘度改質添加物の式において、R^1は10〜16
の炭素原子の直鎖のアルキル基を表し、R^3の各々は
水素を表し、R^4は水素またはメチル基を表し、そし
てxは1または2の値を有する、請求項2記載の組成物
。 4)粘度改質添加物の式において、R^2は水素または
亜鉛の当量を表す、請求項1〜3のいずれかに記載の組
成物。 5)粘度改質添加物がn−ドデシルチオ酢酸である、請
求項3記載の組成物。 6)粘度改質添加物の量が、100重量部のゴムあたり
1〜5重量部である、請求項1〜5のいずれかに記載の
組成物。 7)ゴムポリマーが、シス−ポリイソプレン、スチレン
−ブタジエンもしくはニトリルゴム、またはこのような
ゴムのいずれかとポリブタジエンとのブレンドから成る
、請求項1〜6のいずれかに記載の組成物。 8)ゴムが、天然ゴムである、請求項7記載の組成物。 9)ゴムポリマーが、スチレン−ブタジエンゴム、また
は天然ゴムとスチレン−ブタジエンゴムのブレンドであ
る、請求項7記載の組成物。 10)充填剤、加硫剤、及びすべてが配合されたゴム原
料の製造において使用されるその他の成分を含む、請求
項1〜9のいずれかに記載の組成物。 11)未加硫ゴム中に請求項1において定義された粘度
改質剤を混入することから成る、ゴムの加工性を改良す
る方法。 12)請求項10において定義された組成物を加硫温度
に加熱することによって得られた加硫製品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB898912718A GB8912718D0 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Rubber compositions having improved processability |
GB8912718.7 | 1989-06-02 | ||
DD34122290A DD301695A7 (de) | 1989-06-02 | 1990-06-01 | Gummizusammensetzung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0395240A true JPH0395240A (ja) | 1991-04-19 |
JP2902731B2 JP2902731B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=37728153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2141747A Expired - Lifetime JP2902731B2 (ja) | 1989-06-02 | 1990-06-01 | 改良された加工性を有するゴム組成物 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
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