JPH05247273A - 多価フェノキシ樹脂含有ゴム素材 - Google Patents

多価フェノキシ樹脂含有ゴム素材

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JPH05247273A
JPH05247273A JP5009378A JP937893A JPH05247273A JP H05247273 A JPH05247273 A JP H05247273A JP 5009378 A JP5009378 A JP 5009378A JP 937893 A JP937893 A JP 937893A JP H05247273 A JPH05247273 A JP H05247273A
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JP
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rubber
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rubber material
phenoxy resin
polyvalent
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JP5009378A
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English (en)
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Mark S Sinsky
マーク・サミュエル・シンスキー
Richard G Bauer
リチャード・ジョージ・バウアー
Paul Harry Sandstrom
ポール・ハリー・サンドストローム
Jerry L Brenner
ジェリー・ローレンス・ブレナー
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Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム中に良く分散して環境汚染の恐れのない
レゾルシノール代替品を得る。 【構成】 本発明のゴム素材は、多価フェノキシ樹脂を
0.1〜10.0phr含有する。多価フェノキシ樹脂
はレゾルシノールの代替として使用できてメチレンアク
セプターとして機能する。本発明のゴム素材は、レゾル
シノール含有ゴム素材に伴なう固有の発煙問題なしに破
壊引張り強度の向上を示す。これらの有益な性質は、レ
ゾルシノール含有素材に伴なうコード接着性およびハイ
ローひずみこわさを維持しながら得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴム及び多価フェノキシ
樹脂を含んで成るゴム素材に関する。
【0002】
【従来の技術】空気タイヤは重合体の複合体であって、
各々が最高の有効性のための特定の性質を有する成分が
相互作用をする複合系である。ゴム複合体を作製する際
に頻繁に起る問題は、ゴムと補強材との間に良好な接着
を維持することである。ゴムと補強材との間の接着を促
進する従来の方法は、フェノールがほとんど常にレゾル
シノールであるフェノール−ホルムアルデヒド縮合生成
物とゴムラテックスとの混合物である補強維持を前処理
することである。これはいわゆる“RFL”(レゾルシ
ノール−ホルムアルデヒド−ラテックス)法である。そ
のような接着を促進する代わりの方法は、加硫ゴム素材
組成物とフェノール/ホルムアルデヒド縮合生成物を配
合することによりもとの位置(加硫されたゴム/繊維マ
トリックス中で)で樹脂を生成することである(以後
“現場法”と称する)。縮合生成物の成分は、メチレン
アクセプターとメチレンドナーとから成る。最も普通の
メチレンドナーとしてはN−(置換オキシメチル)メラ
ミン、ヘキサメチレンテトラミンまたはヘキサメトキシ
メチルメラミンが挙げられる。普通のメチレンアクセプ
ターは、レゾルシノールのようなジヒドロキシベンゼン
化合物である。現場法は、RFL系による鋼線の前処理
が非常に非効果的であることが認められているから、補
強材が鋼線である場合特に有効であることが見出されて
きた。
【0003】レゾルシノールは、さまざまなメチレンド
ナーと反応させることによってゴム状ポリマー内に樹脂
の網目を形成することが知られている。不幸なことに、
レゾルシノールを使用することには幾分かの固有の不利
な点がある。レゾルシノールはゴム中に容易には分散さ
れなく、事実上樹脂もレゾルシノールもゴムと化学的に
結合しない。その上、生の形のレゾルシノールは過度に
揮発性であって、潜在的に環境的危険要素である。
【0004】レゾルシノールを置き換える多くの試みが
なされたが、たとえあっても、うまく成功したものは少
ししかなかった。例えば、米国特許第4,605,69
6号には、メチレンアクセプターとしてフェノールエス
テルを使用することによってゴムと補強材との接着を高
める方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、ゴム複合物に
おいてゴムと補強材との間の接着を改善するのに適した
レゾルシノール代替物を発見する必要が存在する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)天然ゴ
ム、ジエンモノマーから誘導されたゴムまたはそれらの
混合物より成る群から選ばれるゴム、および(2)次の
式:
【化6】 式中、Vは−OHまたは−NH2であり、Wは−O−ま
たは>N−Hであり、しかしながら、Vが−NH2であ
るとき、Wは−O−であり、そしてWが>N−Hである
とき、Vは−OHである;ここで、XおよびYは−O−
または>N−Hのどちらかであり、しかしながらXが−
N−であるとき、Yは−O−であり、そしてYが>N−
Hであるとき、Xは−O−である;ここで、Zは次の
式:
【化7】 式中、R1,R2,R3およびR4は各々独立的にHおよび
Clより成る群から選ばれ;R5およびR6は独立的に水
素、炭素原子数1〜9個のアルキル基、およびQがFま
たはClより成る群から選ばれるCQ3より成る群から
選ばれ;Gは−O−、
【化8】 より成る群から選ばれ;nは1〜20の整数であり、m
は0〜10の整数である、の多価フェノキシ樹脂約0.
1〜約10.0phrを含んで成るゴム素材に関する。
【0007】
【好ましい実施態様の詳細な説明】その上、(1)天然
ゴム、ジエンモノマーから誘導されたゴム、またはそれ
らの混合物から選ばれるゴム、および(2)(a)レゾ
ルシノール、アミノフェノールまたはそれらの混合物と
(b)少なくとも2個のエポキシ基を有し、ビスフェノ
ールAのジグリシジルエーテル、テトラクロロビスフェ
ノールAのジグリシジルエーテル、レゾルシノールのジ
グリシジルエーテル、カシューフェノールのジグリシジ
ルエーテル、ヒドロキノンのジグリシジルエーテル、カ
テコールのジグリシジルエーテル、5−エチル−5−メ
チル−1,3−ジグリシジルヒダントインおよびそれら
の混合物より成る群から選ばれるエポキシ化合物とのオ
リゴマーおよび/またはポリマー反応生成物である多価
フェノキシ樹脂0.1〜10.0phrを含んで成り、
前記反応生成物が約450〜約10,000の範囲にわ
たる分子量を有することを特徴とするゴム素材が開示さ
れる。
【0008】多価フェノキシ樹脂は、本発明のゴム配合
物中にさまざまな濃度で使用することができる。例え
ば、濃度はゴム100部当りの約0.1〜10.0重量
部(“phr”としても知られている)の範囲に及ぶこ
とができる。好ましくは、濃度は約2.0〜約5.0p
hrの範囲に及ぶ。
【0009】上記の式に関して、好ましくはVは−OH
であり、Wは−O−であり、Xは−O−であり、Yは−
O−であり、そしてZは次の式:
【化9】 式中、R1,R2,R3およびR4は各々水素であり;R5
およびR6は各々炭素原子数1のアルキル基であり;m
は0であってnは約1〜5の整数である、である。
【0010】本発明に使用される多価フェノキシ樹脂
は、ある特定のエポキシ化合物とアミノフェノールまた
はレゾルシノールとを反応させることによって合成する
ことができる。エポキシ化合物は少なくとも2個のエポ
キシ基を持たなければならない。これに限定されるもの
ではないが、使用できるいくつかの特定のエポキシ化合
物としてはビスフェノールAのジグリシジルエーテル、
ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、テトラクロ
ロビスフェノールAのジグリシジルエーテル、レゾルシ
ノールのジグリシジルエーテル、カシューフェノールの
ジグリシジルエーテル、コドロキシキノンのジグリシジ
ルエーテル、カテコールのジグリシジルエーテル、5−
エチル−5−メチル−1,3−ジグリシジルヒダントイ
ンなどが挙げられる。
【0011】アミノフェノールまたはレゾルシノール
は、適当な条件下に上記のエポキシ化合物と反応させら
れて多価フェノキシ樹脂を生成する。レゾルシノールま
たはアミノフェノールは、上記のどのエポキシ化合物と
もさまざまなモル比で反応させることができる。一般
に、レゾルシノールとエポキシ化合物とのモル比は約
3:1〜約1.2:1の範囲に及び、約2.1:1〜約
1.9:1の範囲が好ましい。一般に、アミノフェノー
ルとエポキシ化合物とのモル比は約3.1:1〜約1.
2:1の範囲に及び、約2.1:1〜約1.9:1の範
囲が好ましい。
【0012】レゾルシノールまたはアミノフェノールと
エポキシ化合物との間の反応は生(如何なる溶媒もな
い)のままの反応であってもよいし、または有機溶媒を
使用してもよい。本発明を実施する際に使用するのに適
する溶媒の実例としては、飽和および芳香族炭化水素、
例えばヘキサン、オクタン、ドデカン、ナフサ、デカリ
ン、テトラヒドロナフタレン、灯油、鉱油、シクロヘキ
サン、シクロヘプタン、アルキルシクロアルカン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、アルキルナフタレンなど;
アセトン;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、
ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシベンゼン、1,
2−ジエトキシベンゼン、エチレングリコールのモノ−
およびアルキルエーテル、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、オキシエチレンオキシプロピレングリコー
ルなどのようなエーテル;ペルフルオロエタン、モノフ
ルオロベンゼンなどのような反応条件下に不活性である
フッ素化炭化水素が挙げられる。他の群の溶媒は、ジメ
チルスルホン、ジエチルスルホン、ジフェノールスルホ
ン、スルホランなどのようなスルホンである。上述の溶
媒の混合物は、それらが反応条件で互いに相溶性であっ
て反応を妨害しない限り使用することができる。
【0013】多価フェノキシ樹脂を生成するためのレゾ
ルシノールまたはアミノフェノールとエポキシ化合物と
の間の反応は、広い温度範囲にわたって行うことができ
る。温度は普通の温度から高められた温度までの範囲に
わたることができる。一般に、反応は約130℃〜22
0℃の温度で行うことができる。好ましい温度範囲は約
140℃〜170℃であるが、最も好ましい温度範囲は
約150℃〜165℃である。
【0014】多価フェノキシ樹脂は生成する反応は、さ
まざまな圧力下に行うことができる。約5psig〜1
50psigの範囲にわたる圧力が使用できる。好まし
くは、反応は大気圧にて行なわれる。
【0015】本発明の多価フェノキシ樹脂を生成するた
めの好ましい方法において、アミノフェノールまたはレ
ゾルシノールを含有する反応器にエポキシ化合物を添加
することが望ましい。この添加方法は、反応温度を保持
してエポキシ化合物の望ましくない架橋を避けることを
可能ならしめる。
【0016】多価フェノキシ樹脂を生成するためのエポ
キシ化合物とレゾルシノールまたはアミノフェノールと
の反応は、触媒を使用してまたは使用しないで行うこと
ができる。使用できる触媒の例としては、ホスホニウム
塩、アルカリ塩基、アンモニア、有機アミン、および第
四級アンモニウム塩が挙げられる。第四級アンモニウム
塩の一例は、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド
である。使用できる触媒の量は、選ばれる特定の触媒に
よって変化する。例えば、第四級アンモニウム塩が使用
されるとき、合成された多価フェノキシ樹脂の重量に基
づいて約0.05〜約3部が使用される。
【0017】多価フェノキシ樹脂を生成する反応は、所
望の生成物を製造するのに十分な時間にわたって行なわ
れる。一般に、反応時間は数分〜数時間に変化させるこ
とができる。もし更にゆるやかな反応条件が選定される
ならば、その時は反応時間は所望の生成物が製造される
まで反応時間を延長しなければならない。反応物の滞留
時間は、反応温度、触媒の濃度および選定、全ガス圧、
その成分によって及ぼされる分圧、溶媒の濃度および選
定、および他の因子によって影響されるであろうことは
正しく理解される。
【0018】多価フェノキシ樹脂の合成方法はバッチ、
半連続または連続法で行うことができる。反応は単一反
応帯域または、直列もしくは並列の、複数の反応帯域に
て行うことができる。反応は、細長い管状帯域中でまた
は一連のそのような帯域中で断続的にまたは連続的に行
うことができる。装置の構成の材料は、反応の間じゅう
不活性であるようなものでなければならない。装置はま
た反応温度および圧力に耐え得るものでなければならな
い。反応帯域は、温度変動を制御するために内部および
/または外部熱交換器を備え付けることができる。好ま
しくは、撹拌手段が均一な反応を保証するために利用す
ることができる。振動、振盪、撹拌、回転、発振などに
より引き起こされた混合は、本発明の組成物を合成する
ことに使用することが熟考される撹拌手段の型の実例と
なるもののすべてである。前記の撹拌手段は、この技術
分野に精通している者に利用できかつ良く知られている
ものである。
【0019】反応の完了によって、多価フェノキシ樹脂
はオリゴマー、ポリマーまたはそれらの混合物になり得
る。従って、分子量も広く変化し得る。例えば、分子量
は約450〜約10,000の範囲に及ぶことができ
る。好ましくは、分子量は約500〜約2,500の範
囲にわたっている。本発明の目的に対して、用語“オリ
ゴマー”は、約450〜3,000の範囲にわたる分子
量を有するこれらの多価フェノキシ樹脂を表現すること
を意図する。用語“ポリマー”は、3,000よりも大
きい分子量を有する多価フェノキシ樹脂を表現すること
を意図する。
【0020】天然ゴムまたはジエンモノマーから誘導さ
れたゴムを含有するゴム素材は、本発明の樹脂組成物に
よって変性することができる。ジエンモノマーから誘導
されたゴムの例としては、置換および非置換、飽和およ
び不飽和、合成ポリマーが挙げられる。天然ポリマーと
しては、そのさまざまな形、例えば、ペールクレープお
よびスモークドシート、並びにバラタおよびグッタペル
カの形の天然ゴムが挙げられる。合成ポリマーとしては
単一モノマー(ホモポリマー)またはモノマーが無原則
な分布またはブロック形にに結合されているならば2種
類またはそれ以上の共重合可能なモノマーの混合物(コ
ポリマー)から製造されたものが挙げられる。ジエンモ
ノマーに加えて、他のモノマーを使用してもよい。使用
できるすべてのモノマーに関して、モノマーは置換され
ていて非置換であってもよく、そして1個またはそれ以
上の二重結合を持っていてもよく、例えば、ジエンモノ
マー、共役および非共役の両方、並びに環式および非環
式モノオレフィン、特にビニルおよびビニリデンモノマ
ーを包むモノオレフィンであってもよい。共役ジエンの
例は1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、
2−エチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−
1,3−ブタジエンおよびピペリレンである。非共役ジ
エンの例は、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジ
エン、1,5−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、
1,5−シクロオクタジエンおよびエチリデンノルボル
ネンである。アクリル系モノオレフィンの例は、エチレ
ン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ペン
テンおよび1−ヘキセンである。環式モノオレフィンの
例は、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテ
ン、シクロオクテンおよび4−メチル−シクロオクテン
である。ビニルモノマーの例は、スチレン、アクリロニ
トリル、アクリル酸、アクリル酸エチル、塩化ビニル、
アクリル酸ブチル、メチルビニルエーテル、酢酸ビニル
およびビニルピリジンである。ビニリデンモノマーの例
は、α−メチルスチレン、メタクリル酸、メタクリル酸
メチル、イタコン酸、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ジリシジルおよび塩化ビニリデンである。本発明の実
施に使用される合成ポリマーの代表的な例は、ポリクロ
ロプレン、イソプレンおよびブタジエンのような共役
1,3−ジエンのホモポリマー、特に、本質的にすべて
がシス−1,4−構造で結合された繰返し単位を有する
ポリブタジエンおよびポリイソプレン;およびスチレン
またはアクリロニトリルのようなスチレン性に不飽和モ
ノマーを含む、少なくとも1種類の共重合可能なモノマ
ーを50重量%まで有するイソプレンおよびブタジエン
のような共役1,3−ジエンのコポリマー;および大き
な割合のモノオレフィンと小さな割合のブタジエンまた
はイソプレンのようなジオレフィンの重合生成物であ
る、ブチルゴムである。
【0021】本発明の多価フェノキシ樹脂によって変性
することができるゴム化合物は、好ましくはシス−1,
4−ポリイソプレン(天然または合成)、ポリブタジエ
ン、ポリクロロプレンおよびイソプレンとブタジエンの
コポリマー、アクリロニトリルとブタジエンのコポリマ
ー、アクリロニトリルとイソプレンのコポリマー、スチ
レン、ブタジエンおよびイソプレンのコポリマー、スチ
レンとブタジエンのコポリマー並びにそれらの混合物で
ある。
【0022】本発明の加硫可能なゴム組成物は、メチレ
ンドナーを含有することができる。用語“メチレンドナ
ー”は、多価フェノキシ樹脂と反応できてその位置に樹
脂を生成する化合物を意味することを意図する。本発明
に使用するために適しているメチレンドナーの例として
は、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサエトキシメチル
メラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ラウリルオ
キシピリジニウムクロリド、エトキシメチルピリジニウ
ムクロリド、トリオキサンヘキサメトキシメチルメラミ
ン、(それらのヒドロキシ基はエステル化または部分的
にエステル化できる)、およびパラホルムアルデヒドの
ようなホルムアルデヒドのポリマーが挙げられる。その
上、メチレンドナーは、次の一般式:
【化10】 式中、Xは炭素原子数1〜8個のアルキル基であり、R
7,R8,R9,R10およびR11は独立的に水素、炭素原
子数1〜8個のアルキル基、−CH2OX基およびそれ
らの縮合生成物より成る群から選ばれる、のN−置換オ
キシメチルメラミンであってもよい。具体的なメチレン
ドナーとしては、ヘキサキス(メトキシメチル)メラミ
ン、N,N’,N”−トリメチル/N,N’,N”−ト
リメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、
N,N’,N”−ジメチロールメラミン、N−メチロー
ルメラミン、N,N’−ジメチロールメラミン、N,
N’,N”−トリス(メトキシメチル)メラミンおよび
N,N’,N”−トリブチル−N,N’,N”−トリメ
チロールメラミンが挙げられる。メラミンのN−メチロ
ール誘導体は、既知の方法によって合成される。
【0023】ゴム素材中に与えられるメチレンドナーの
量は変化することができる。典型的に、与えられるメチ
レンドナーの量は、約0.1phr〜10.0phrの
範囲に及ぶ。好ましくは、メチレンドナーの量は、約
2.0phr〜5.0phrの範囲にわたっている。
【0024】多価フェノキシ樹脂に対するメチレンドナ
ーの重量比は変化することができる。一般に、重量比は
約1:10〜約10:1の範囲に及ぶ。好ましくは、重
量比は約1:3〜3:1の範囲にわたっている。
【0025】本発明のゴム素材の加硫は、一般に約10
0℃〜200℃の範囲にわたる慣例的な温度で行われ
る。好ましくは、加硫は約110℃〜180℃の範囲に
わたる温度で行われる。プレスまたは型内での加熱、過
熱蒸気または加熱空気によるかまたは塩浴中での加熱の
ようなどのような普通の加硫方法も使用することができ
る。
【0026】多価フェノキシ樹脂に加えて、他のゴム添
加剤まもたゴム素材に混合してもよい。加硫ゴムに普通
に使用される添加剤は、例えば、カーボンブラック、粘
着付与剤樹脂、加工助剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止
剤、ステアリン酸、活性化剤、ワックス、油および釈解
剤である。この技術分野に精通している者に知られてい
るように、ゴム配合物の意図された用途次第で、上記の
ある特定の添加剤が慣例的な量で普通に使用される。カ
ーボンブラックの典型的な添加は、ジエンゴムの重量に
関して約20〜100部(phr)、好ましくは30〜
80phrから成る。粘着付与剤樹脂の典型的な量は約
1〜5phrから成る。オゾン劣化防止剤の典型的な量
は1〜約10phrから成る。ステアリン酸の典型的な
量は1〜約2phrから成る。酸化亜鉛の典型的な量は
2〜5phrから成る。ワックスの典型的な量は1〜5
phrから成る。油の典型的な量は5〜40phrから
成る。釈解剤の典型的な量は0.1〜1phrから成
る。上記の添加剤の存在および相対的な量は、本発明の
一態様ではない。
【0027】ゴム素材の加硫は、硫黄加硫剤の存在下に
行われる。適当な硫黄加硫剤の例としては、元素硫黄
(遊離硫黄)または硫黄供与加硫剤、例えば、アミンジ
スルフィド、ポリマーのポリスルフィドまたは硫黄オレ
フィン付加体が挙げられる。好ましくは、加硫剤は元素
硫黄である。この技術分野に精通している者に知られて
いるように、硫黄加硫剤は約0.5〜8phrの範囲に
わたる量で使用され、1.0〜2.25の範囲が好まし
い。
【0028】促進剤は、加硫に必要とされる時間および
/または温度を制御し、そして加硫ゴムの性質を向上す
るために慣例的に使用される。いくつかの場合に、単一
の促進剤系、すなわち、一次促進剤が使用できる。慣例
的に、一次促進剤は約0.5〜2.0phrの範囲にわ
たる量で使用される。別の場合には、2種類またはそれ
以上の促進剤の組合せが使用できるが、それは加硫ゴム
の性質を向上し、活性化するために、一般に大量(0.
5〜2.0phr)に使用される一次促進剤と、一般に
小量(0.01〜0.50phr)で使用される二次促
進剤から成っていてもよい。これらの促進剤の組合せ
は、最終特性の相乗効果を生じることが知られており、
どちらかの促進剤単独の使用によって生じる性質よりも
いくぶん良好である。その上、遅延作用促進剤も使用で
きて、それは標準加工温度によっては影響を受けない
が、通常の加硫温度で十分な加硫を生じる。使用できる
適当な型の促進剤としては、アミン、ジスルフィド、グ
アニジン、チオ尿素、チアゾール、チウラム、スルフェ
ンアミド、ジチオカルバメートおよびザンテートが挙げ
られる。好ましくは、一次促進剤はスルフェンアミドで
ある。もし二次促進剤が使用されるならば、二次促進剤
は好ましくはグアニジン、ジチオカルバメートまたはチ
ウラム化合物である。
【0029】多価フェノキシ樹脂を含有するゴム素材
は、タイヤ、パワーベルト、コンベヤーベルト、印刷ロ
ール、ゴム靴のかかとおよび底、ゴム製の旧式脱水絞り
機、自動車の床マット、トラックの泥よけフラップ、ボ
ールミルの内張などを包含する複合体製品の製造に使用
することができる。好ましくは、加硫ゴムはタイヤのワ
イヤ被覆素材、カーカス層またはオーバーレイ配合物に
使用される。
【0030】次の実施例は、本発明を説明するために提
供するものであるが、本発明を限定するものではない。
【0031】
【実施例】
実施例1 密封乾燥容量1lのガラス容器に磁気撹拌棒およびオイ
ルバスを備え付けた。その容器にビスフェノールAのジ
グリシジルエーテル34.7g(0.204当量のエポ
キシド)およびアミノフェノール21.8g(0.20
0モル)を仕込んだ。混合物を溶液が得られるまで撹拌
しながら150℃まで加熱した。2分後、158℃まで
の発熱および混合物の粘度の増大が生じた。撹拌および
加熱を15分間継続した。混合物を冷却させた。生成物
は、融点おおよそ85℃および比重1.10g/ccの
ガラス状コハク色の固体であった。
【0032】実施例2 密封乾燥容量1lのガラス容器に磁気撹拌棒およびオイ
ルバスを備え付けた。その容器に5−エチル−5−メチ
ル−1,3−ジグリシジルヒダントイン288g(2.
10当量のエポキシド)および3−アミノフェノール2
18.3g(2.0モル)を仕込んだ。混合物を溶液が
得られるまで撹拌しながら150℃まで加熱した。2分
後、発熱に気づき、混合物の粘度の増大が生じた。撹拌
および加熱を15分間継続した。混合物を冷却させた。
生成物は融点がおおよそ109℃で比重が1.32g/
ccのガラス状の暗色固体であった。
【0033】実施例3 密封乾燥容量1lのガラス容器に磁気撹拌棒およびオイ
ルバスを備え付けた。その容器にビスフェノールAのジ
グリシジルエーテル248.2g(1.46当量のエポ
キシド)およびレゾルシノール151g(1.37モ
ル)を仕込んだ。混合物を溶液が得られるまで撹拌しな
がら155℃まで加熱した。ベンジルトリエチルアンモ
ニウムクロリド2.0gを容器に添加して再封止した。
2分後、発熱に気づき、混合物の粘度の増大が生じた。
撹拌および加熱を30分間継続した。混合物を冷却させ
た。生成物は融点がおおよそ60℃で比重が1.29g
/ccのガラス状コハク色の固体であった。多価フェノ
キシ樹脂の分子量は、560〜10,000以上の範囲
に及んでいた。
【0034】実施例4 密封乾燥容量1lのガラス容器に磁気撹拌棒およびオイ
ルバスを備え付けた。その容器にビスフェノールAのジ
グリシジルエーテル478g(2.81当量のエポキシ
ド)およびレゾルシノール232.2g(2.11モ
ル)を仕込んだ。混合物を溶液が得られるまで撹拌しな
がら150℃まで加熱した。ベンジルトリエチルアンモ
ニウムクロリド3.5gを容器に添加して再封止した。
2分後、発熱気づき、混合物の粘度の増大が生じた。撹
拌および加熱を30分間継続した。混合物を冷却させ
た。生成物は融点がおおよそ60℃で比重が1.12g
/ccのガラス状コハク色の固体であった。
【0035】実施例5 密封乾燥容量100mlのガラス容器に磁気撹拌棒およ
びオイルバスを備え付けた。その容器にレゾルシノール
のジグリシジルエーテル12.8g(0.10当量のエ
ポキシド)およびレゾルシノール11.0g(0.10
モル)を仕込んだ。混合物を溶液が得られるまで撹拌し
ながら155℃まで加熱した。ベンジルトリエチルアン
モニウムクロリド0.12gを容器に添加して再封止し
た。2分後、発熱に気づき、混合物の粘度の増大が生じ
た。撹拌および加熱を30分間継続した。混合物を冷却
させた。生成物は融点がおおよそ63〜65℃で比重が
1.15g/ccのガラス状コハク色の固体であった。
【0036】実施例6 密封乾燥容量1lのガラス容器に磁気撹拌棒およびオイ
ルバスを備え付けた。その容器に5−エチル−5−メチ
ル−1,3−ジグリシジルヒダントイン445.8g
(3.39当量のエポキシド)およびレゾルシノール3
55.3g(3.25モル)を仕込んだ。混合物を溶液
が得られるまで撹拌しながら155℃まで加熱した。ベ
ンジルトリエチルアンモニウムクロリド4.0gを容器
に添加して再封止した。2分後、発熱に気づき、混合物
の粘度の増大が生じた。撹拌と加熱を30分間継続し
た。混合物を冷却させた。生成物は融点がおおよそ75
〜90℃で比重が1.22g/ccのガラス状コハク色
の固体であった。
【0037】実施例7 物理的試験 下記の表1は、この実施例に使用された基本的ゴム素材
を示す。ゴム配合物を2工程バンバリミキサーで調製し
た。すべての部およびパーセントは特記がなければ重量
表示による。各試料の加硫データを他の物理的データと
同様に表2に示す。
【0038】
【表1】 加硫特性は、温度150℃、周波数11Hzで操作する
モンサント発振円盤レオメータを使用して測定した。発
振円盤レオメータに関する記載は、Robert O.
Ohm編Vanderbilt Rubber Han
dbook(Norwalk,Conn.,R.T.V
anderbilt Company,Inc.,19
90)、554〜557頁に見出すことができる。この
加硫メータの使用および曲線から読み取られる標準化数
値は、ASTM D−2084に規定されている。発振
円盤レオメータによって得られた典型的な加硫曲線は、
Vanderbilt Rubber Handboo
kの1990年版の555頁に示されている。
【0039】そのような発振円盤レオメータによって、
配合ゴム試料を一定振幅の発振せん断作用に付す。加硫
温度にてロータを発振することを必要とされる、試験さ
れる素材中に包埋された発振円盤のトルクを測定した。
この加硫試験を使用して得られた数値は、ゴムまたは配
合表成分の変化が非常に容易に検出されるから非常に意
味がある。迅速な加硫速度を有することは普通は有利で
あることは明白である。
【0040】次の表は、製造されたゴム素材について得
られた加硫曲線から測定された加硫特性を知らせる。こ
れらの性質はトルク最低値(最小トルク)、トルク最大
値(最大トルク)、トルク最低値上を21bf上昇する
までの分(時間)(t2)、トルクが25%増大するま
での分(時間)(t25)、トルクが90%増大するま
での分(時間)(t90)および最大トルクと最小トル
クとの相違(Δトルク)を包含する。
【0041】剥離接着(Strebler Adhes
ion)試験を行って調製されたさまざまなゴム組成物
間の界面接着を測定した。界面接着は、インストロン試
験機を使用して互いに角度180度で引き離される2端
を有する完全な状態を保っている試験標本を、一方の配
合物をもう一方から引き離すことによって測定した。接
触面積は、加硫の間に配合物の間にマイラーシートを置
くことによって測定した。マイラーの窓は、試験の間に
2種類の材料が互いに接触状態に入ることを可能にす
る。
【0042】ショアー硬度をASTM−1415に従っ
て測定した。
【0043】表2に、各試料に使用されたレゾルシノー
ル、メチレンドナーおよび/または多価フェノキシ樹脂
の量を示す。レゾルシノールおよび多価フェノキシ樹脂
は、非生産的段階においてゴム素材に添加した。メチレ
ンドナーは生産的段階にて添加した。
【0044】
【表2】 表2の上記データを見ると、本発明の有利さがわかる。
試料2(対照)対試料1(対照)は、樹脂生成の証拠で
あるT最大値(最大トルク)、100モジュラス、硬度
および60℃のE’が増大することを示している。試料
3〜6(本発明)は、これらの特性は多価フェノキシ樹
脂使用により、特にメチレンドナーが試料2のようにレ
ゾルシノールと共に存在するとき、同様に向上すること
を証明した。予想外の結果は、試料2の先行技術の系に
対して本発明によっていっそう高い破壊強度が得られた
ことであった。
【0045】実施例8 以下の表3は、レゾルシノール、メチレンドナーおよび
/または多価フェノキシ樹脂と共に表1のゴム素材に対
する物理的性質を示す。レゾルシノール、メチレンドナ
ーおよび多価フェノキシ樹脂の量を表3に示す。ゴム配
合物を2段階バンバリーミキサーで調製した。メチレン
ドナーは生産的段階で添加したが、レゾルシノールおよ
び多価フェノキシ樹脂は非生産的段階に添加した。
【0046】
【表3】 表3のデータは、メチレンドナーと組み合ってアミノフ
ェノール誘導多価フェノキシ樹脂を示す。それからわか
るように、これらの多価フェノキシ樹脂に関する破壊強
度値は、対照(試料1)に対し優れている。
【0047】実施例9 実施例9のゴム素材は、表1に示された成分を含有して
いた。以下の表4に、レゾルシノール、多価フェノキシ
樹脂およびメチレンドナーの代表的な量と同様に各試料
の物理的性質を示す。
【0048】
【表4】 表4の上記データを見ると、本発明の有利性がわかる。
試料2(対照)試料1(対照)は、樹脂生成の証拠であ
るT最大値(最大トルク)、100%モジュラス、硬度
および60℃のE’が増大することを示す。試料3(本
発明)は、これらの性質が多価フェノキシ樹脂の使用に
よって同様に向上することを証明する。予想外の結果
は、試料2の先行技術の系に対して本発明によっていっ
そう高い破壊強度が得られたことであった。このデータ
はまた本発明の多価フェノキシ樹脂と一緒の別のメチレ
ンドナーの使用を明らかに示す。
【0049】実施例10 実施例10のゴム素材は、これらの素材が多価フェノキ
シ樹脂を含有し、加硫遅延剤(N−シクロヘキシルチオ
フタルイミド)を使用しなかったことを除いて、表1に
示した成分を含有していた。以下の表5は、レゾルシノ
ール、メチレンドナーおよび多価フェノキシ樹脂のそれ
ぞれの量と同様に各試料の物理的性質を示す。
【0050】
【表5】 表5の上記データを見ると、本発明の有利性および追加
の多価フェノキシ樹脂の使用を更に例証していることが
わかる。レゾルシノールの使用は、加工の間に焦げたり
または早まって加硫するゴム素材を生成する傾向がある
ことは良く知られている。それゆえ、N−シクロヘキシ
ルチオフタルイミドのような加硫遅延剤がレゾルシノー
ルと共に慣例的に使用される。このデータは、そのよう
な加硫遅延剤は、レゾルシノールを含有する先行技術の
成分を超える本発明の有利性に更に貢献することを除く
ことができることを示している。
【0051】実施例11 多価フェノキシ樹脂に対するレゾルシノールの非発煙特
性を証明するために、熱重量分析を行なった。試験され
る樹脂を実施例3に従って調製した。以下の表は、レゾ
ルシノールは化学薬剤の発煙特性の反映である、多価フ
ェノキシ樹脂よりも200℃未満で著しく高い減量(1
00%以上)を有することを示す。
【0052】
【表6】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ジョージ・バウアー アメリカ合衆国オハイオ州44240,ケント, チャドウィック・ドライブ 1624 (72)発明者 ポール・ハリー・サンドストローム アメリカ合衆国オハイオ州44278,トール マッジ,ミルトン・ドライブ 96 (72)発明者 ジェリー・ローレンス・ブレナー アメリカ合衆国オハイオ州44321,コプレ イ,ミスティー・レーン 284

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)天然ゴム、ジエンモノマーから誘
    導されるゴムおよびそれらの混合物より成る群から選ば
    れるゴム、および(2)次の式: 【化1】 (式中、Vは−OHまたは−NH2であり、Wは−O−
    または>N−Hであり、ただしVが−NH2であると
    き、Wは−O−であり、そしてWが>N−Hであると
    き、Vは−OHである;XおよびYは−O−または>N
    −Hのどちらかであり、ただしXが−N−であるとき、
    Yは−O−であり、そしてYが>N−Hであるとき、X
    は−O−である;Zは次の式: 【化2】 式中、R1,R2,R3およびR4は各々独立にHおよびC
    lより成る群から選ばれ;R5およびR6は独立に水素、
    炭素原子数1〜9個のアルキル基、およびQがFおよび
    Clより成る群から選ばれるCQ3より成る群から選ば
    れ;Gは−O−、 【化3】 より成る群から選ばれ;nは1〜20の整数であり、m
    は0〜10の整数である。)の多価フェノキシ樹脂約
    0.1〜約10.0phrを含んで成るゴム素材。
  2. 【請求項2】 Vが−OHであり、Wが−O−であり、
    Xが−O−であり、Yが−O−であり、Zが 【化4】 であり、そしてR1,R2,R3およびR4が各々水素であ
    り;R5およびR6が各々炭素原子数1個のアルキル基で
    あり;mが0であり、nが約1〜5の整数である請求項
    1に記載のゴム素材。
  3. 【請求項3】 多価フェノキシ樹脂が約2.0〜5.0
    phrの範囲である請求項1に記載のゴム素材。
  4. 【請求項4】 多価フェノキシ樹脂が約450〜1,0
    00の範囲の分子量を有する請求項1に記載のゴム素
    材。
  5. 【請求項5】 (1)天然ゴム、ジエンモノマーから誘
    導されたゴム、およびそれらの混合物から選ばれるゴ
    ム、および(2)(a)レゾルシノール、アミノフェノ
    ールまたはそれらの混合物と(b)少なくとも2個のエ
    ポキシ基を有し、ビスフェノールAのジグリシジルエー
    テル、テトラクロロビスフェノールAのジグリシジルエ
    ーテル、レゾルシノールのジグリシジルエーテル、カシ
    ューフェノールのジグリシジルエーテル、ヒドロキノン
    のジグリシジルエーテル、カテコールのジグリシジルエ
    ーテル、5−エチル−5−メチル−1,3−ジグリシジ
    ルヒダントインおよびそれらの混合物より成る群から選
    ばれるエポキシ化合物とのオリゴマーおよび/またはポ
    リマー反応生成物である多価フェノキシ樹脂0.1〜1
    0.0phrを含んで成り、そして前記反応生成物が約
    450〜約10,000の範囲の分子量を有するゴム素
    材。
  6. 【請求項6】 多価フェノキシ樹脂が約2.0〜約5.
    0phrの範囲である請求項5に記載のゴム素材。
  7. 【請求項7】 レゾルシノールが多価フェノキシ樹脂を
    生成させるために使用されている請求項5に記載のゴム
    素材。
  8. 【請求項8】 アミノフェノールが多価フェノキシ樹脂
    を生成させるために使用されている請求項5に記載のゴ
    ム素材。
  9. 【請求項9】 エポキシ化合物がビスフェノールAのジ
    グリシジルエーテルである請求項5に記載のゴム素材。
  10. 【請求項10】 エポキシ化合物がレゾルシノールのジ
    グリシジルエーテルである請求項5に記載のゴム素材。
  11. 【請求項11】 エポキシ化合物が5−エチル−5−メ
    チル−1,3−ジグリシジルヒダントインである請求項
    5に記載のゴム素材。
  12. 【請求項12】 (a)レゾルシノール、アミノフェノ
    ールまたはそれらの混合物と(b)エポキシ化合物との
    モル比が約3:1〜1.2:1の範囲である請求項5に
    記載のゴム素材。
  13. 【請求項13】 多価フェノキシ樹脂の分子量が約50
    0〜約2,500の範囲である請求項5に記載のゴム素
    材。
  14. 【請求項14】 さらに約0.1phr〜約10.0p
    hrのチメレンドナーを含有している請求項1に記載の
    ゴム素材。
  15. 【請求項15】 メチレンドナーがヘキサメチレンテト
    ラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ラウリルオキ
    シメチルピリジニウムクロリド、エチルオキサメチルピ
    リジニウムクロリド、トリオキサンヘキサメチロールメ
    ラミンおよびパラホルムアルデヒドより成る群から選ば
    れる請求項14に記載のゴム素材。
  16. 【請求項16】 メチレンドナーが次の一般式: 【化5】 (式中、Xは炭素原子数1〜8個のアルキル基であり、
    7,R8,R9,R10およびR11は独立に水素、炭素原
    子数1〜8個のアルキル基、−CH2OX基およびそれ
    らの縮合生成物より成る群から選ばれる)から選ばれる
    請求項14に記載のゴム素材。
  17. 【請求項17】 メチレンドナーが、ヘキサキス(メト
    キシメチル)メラミン、N,N’,N”−トリメチル/
    N,N’,N”−トリメチロールメラミン、ヘキサメチ
    ロールメラミン、N,N’,N”−ジメチロールメラミ
    ン、N−メチロールメラミン、N,N’−ジメチロール
    メラミン、N,N’,N”−トリス(メトキシメチル)
    メラミンおよびN,N’,N”−トリブチル−N,
    N’,N”−トリメチロールメラミンより成る群から選
    ばれる請求項14に記載のゴム素材。
  18. 【請求項18】 メチレンドナーと多価フェノキシ樹脂
    との重量比が、1:10〜約10:1の範囲である請求
    項14に記載のゴム素材。
  19. 【請求項19】 メチレンドナーと多価フェノキシ樹脂
    との重量比が、約1:3〜約3:1の範囲である請求項
    6に記載のゴム素材。
  20. 【請求項20】 ジエンモノマーから誘導される前記の
    ゴムが、シス−1,4−ポリイソプレン、ポリブタジエ
    ン、ポリクロロプレン、イソプレンとブタジエンとのコ
    ポリマー、アクリロニトリルとブタジエンとのコポリマ
    ー、アクリロニトリルとイソプレンとのコポリマー、ス
    チレン、ブタジエンおよびイソプレンのコポリマー、ス
    チレンとブタジエンとのコポリマーおよびそれらのブレ
    ンドより成る群から選ばれる請求項1に記載のゴム素
    材。
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