JP5117738B2 - シリカを含有した硬化性ゴム混合物 - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ製造のための、シリカを含有した硬化性ゴム混合物に関する。より詳細には、本発明は、トレッドコンパウンドを製造するための混合物に関する。
ここで及びこれより後において：
− 「シリカ」という用語は、二酸化ケイ素系強化剤を意味することを意図し、
− 「架橋性不飽和鎖状高分子基材」という用語は、硫黄からつくられる系を用いて架橋（硬化）させたときに、典型的にはエラストマーが呈する全ての化学−物理的及び力学的特性を呈することが可能なあらゆる天然又は合成非架橋高分子を意味することを意図し、
− 「ポリエーテル−ポリオール化合物」という用語は、多数のエーテル基及びヒドロキシル基を含んだ高分子を意味することを意図している。
− 「シリカ」という用語は、二酸化ケイ素系強化剤を意味することを意図し、
− 「架橋性不飽和鎖状高分子基材」という用語は、硫黄からつくられる系を用いて架橋（硬化）させたときに、典型的にはエラストマーが呈する全ての化学−物理的及び力学的特性を呈することが可能なあらゆる天然又は合成非架橋高分子を意味することを意図し、
− 「ポリエーテル−ポリオール化合物」という用語は、多数のエーテル基及びヒドロキシル基を含んだ高分子を意味することを意図している。
タイヤトレッド用コンパウンド混合物の作製においては、強化用フィラーが使用されており、そこでは、カーボンブラックは、チョーク、タルク、カオリン、ベントナイト、二酸化チタン、各種ケイ酸塩などの無機系強化剤、なかでもシリカで部分的に又は完全に置換されており、タイヤの転がり抵抗を最小化している。
シリカを強化剤として含有した混合物は、この混合物の比較的高い粘度のために、加工上の問題点を有している。
このような問題は、乗用車用タイヤトレッドコンパウンドを製造するための混合物の場合に特に際立ち、それは、通常、大量のシリカ（強化剤全量の少なくとも５０重量％）を含有している。
このシリカによる粘度の増大を抑制するため、シリカ“活性化”化合物（その構造は多数のエーテル基及びヒドロキシル基を含んでおり、以下、これをポリエーテル−ポリオール化合物と呼ぶ）を混合物に添加することが知られている。混合物の粘度に関する改善及びそれゆえに加工の容易さにも関わらず、シリカ活性化化合物は、ことによると、混合物の貯蔵動的弾性率などの混合物の他の性質を変化させるという欠点を有している。
本発明の目的は、硬化性シリカ含有ゴム混合物であって、比較的加工が容易であるが、混合物の他の性質を変えないものを提供することにある。
本発明によると、硬化性ゴム混合物であって、架橋性不飽和鎖状高分子基材；硬化系；及びシリカを少なくとも５０重量％含有している強化フィラー系を具備し；前記強化フィラー系が式Iのポリエーテル−ポリオール化合物であって分子量が２００乃至４００であるものを具備したことを特徴とする硬化性ゴム混合物が供給される。
CR(R’)3 I
ここで：
− RはH又はCH2(OCH2CH2)nOHであり、ここでnは１乃至３であり；
− 各R’はCH2(OCH2CH2)nOHであり、nは１乃至３である。
ここで：
− RはH又はCH2(OCH2CH2)nOHであり、ここでnは１乃至３であり；
− 各R’はCH2(OCH2CH2)nOHであり、nは１乃至３である。
本化合物におけるRは、好ましくはHである。
分子量は、好ましくは２５０乃至４００である。
この混合物は、高分子基材１００重量部に対して好ましくは１乃至５重量部の、より好ましくは１．５乃至２．５重量部のポリエーテル−ポリオール化合物を含有している。
本発明の更なる特徴は、以下の幾つかの純粋に非制限的な例の記載によって明確にされるであろう。
例
以下に、本発明の教示に従って製造された混合物（混合物Ａ）；ポリエーテル−ポリオールを含有しない第１の比較混合物（混合物Ｂ）；化合物１とは異なる２つのポリエーテル−ポリオール化合物をそれぞれ含む第２及び第３の比較混合物（混合物Ｃ及び混合物Ｄ）の例を記述する。
以下に、本発明の教示に従って製造された混合物（混合物Ａ）；ポリエーテル−ポリオールを含有しない第１の比較混合物（混合物Ｂ）；化合物１とは異なる２つのポリエーテル−ポリオール化合物をそれぞれ含む第２及び第３の比較混合物（混合物Ｃ及び混合物Ｄ）の例を記述する。
上述した例の混合物は、以下に記述される方法で製造される：
−混合物の調製−
（第１混合工程）
混合操作を開始する前に、２３７乃至２７０リットルのタンジェンシャルミキサに、架橋性高分子基材、カーボンブラック、シリカ、シラン結合剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、酸化防止剤、及びポリエーテル−ポリオール化合物が、充填比６６乃至７２％まで充填される。
−混合物の調製−
（第１混合工程）
混合操作を開始する前に、２３７乃至２７０リットルのタンジェンシャルミキサに、架橋性高分子基材、カーボンブラック、シリカ、シラン結合剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、酸化防止剤、及びポリエーテル−ポリオール化合物が、充填比６６乃至７２％まで充填される。
このミキサは４０乃至６０ｒｐｍの速さで稼動され、結果として得られた混合物は、降ろされ、１４０乃至１６０℃の温度に達する。
（第２混合工程）
前工程からの混合物は、４０乃至６０ｒｐｍの速さで稼動されるミキサ中で再度混合され、次いで、降ろされ、１３０乃至１５０℃の温度に達する。
前工程からの混合物は、４０乃至６０ｒｐｍの速さで稼動されるミキサ中で再度混合され、次いで、降ろされ、１３０乃至１５０℃の温度に達する。
（第３混合工程）
硬化系が前工程からの混合物に添加され、充填比は６３乃至６７％になる。
硬化系が前工程からの混合物に添加され、充填比は６３乃至６７％になる。
ミキサは２０乃至４０ｒｐｍの速さで稼動され、生成した混合物は降ろされ、１００乃至１１０℃の温度に達する。
−混合物の組成−
表Iは、上述の方法を使用して製造された混合物の組成を示している。成分量は、全高分子基材１００部に対する重量部で表されている。
表Iは、上述の方法を使用して製造された混合物の組成を示している。成分量は、全高分子基材１００部に対する重量部で表されている。
混合物Ａで使用されているポリエーテル−ポリオール化合物は、式CH(CH2(OCH2CH2)2OH)3の化合物である。
混合物Ｃ及びＤで使用されているポリエーテル−ポリオール化合物は、以下に記述されるように、化学式I以外の構造を有している：
混合物Ｃのポリエーテル−ポリオール化合物は、式CH(CH2(OCH(CH3)CH2)2OH)3の化合物であり、
混合物Ｄのポリエーテル−ポリオール化合物は、式RCHCHRの化合物であり、ここでRはCH2OCH2CH(CH3)OCH2C(CH3)(OH)である。
混合物Ｃのポリエーテル−ポリオール化合物は、式CH(CH2(OCH(CH3)CH2)2OH)3の化合物であり、
混合物Ｄのポリエーテル−ポリオール化合物は、式RCHCHRの化合物であり、ここでRはCH2OCH2CH(CH3)OCH2C(CH3)(OH)である。
−混合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの実験室試験の結果−
得られた混合物は、各混合物の特に重要な各種パラメータ値を決定するために試験された。
得られた混合物は、各混合物の特に重要な各種パラメータ値を決定するために試験された。
表IIは各混合物についての各パラメータの結果を示している。
考慮したパラメータは、以下の通りである：
− ASTM規格D1646に従って測定された粘度（１３０℃に於けるML1’+4’）；
− ASTM規格D2084に従って測定された流動性値（t’10、t’90）；
− ASTM規格D412Cに従って測定された物性値（極限伸びEB%、破壊応力TB、弾性率M100%及びM300%の各値）；
− ASTM規格D5992に従って測定された貯蔵動的弾性率（E’）。
− ASTM規格D1646に従って測定された粘度（１３０℃に於けるML1’+4’）；
− ASTM規格D2084に従って測定された流動性値（t’10、t’90）；
− ASTM規格D412Cに従って測定された物性値（極限伸びEB%、破壊応力TB、弾性率M100%及びM300%の各値）；
− ASTM規格D5992に従って測定された貯蔵動的弾性率（E’）。
表IIの値は、混合物Ｂの値１００を基準としている。
表IIに示されているように、本発明に係る混合物Ａは、ポリエーテル−ポリオール化合物を含有しない混合物Ｂよりもずっと優れた粘性値を有しており、同時に混合物Ｃ及びＤよりも優れた貯蔵動的弾性率を有している。
特に重要ではあるものの、表IIの他の値については説明しないが、それは比較例に対してそれほど大きな差異がないためである。
まとめると、式Iのポリエーテル−ポリオール化合物を備えた硬化性ゴム混合物は、より優れた粘性を有しており、同時に混合物の他のパラメータへの悪影響を有していないといえる。
Claims (5)
- 硬化性ゴム混合物であって、架橋性不飽和鎖状高分子基材；硬化系；及びシリカを少なくとも５０重量％含有している強化フィラー系を具備し；前記強化フィラー系が、式Iのポリエーテル−ポリオール化合物を高分子基材１００部に対して１乃至５重量部含むことを特徴とする硬化性ゴム混合物。
CH(CH 2 (OCH 2 CH 2 ) 2 OH) 3 I - 請求項１に記載の混合物であって、式Iの化合物が高分子基材１００部に対して１．５乃至２．５重量部の量で存在している混合物。
- 請求項１又は２に記載の混合物から製造されることを特徴とするトレッド。
- 請求項３に記載のトレッドを具備することを特徴とするタイヤ。
- タイヤを製造するための、硬化性ゴム混合物中における式Iのポリエーテル−ポリオール化合物の使用。
CH(CH2(OCH2CH2)2OH)3 I
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