(57)【要約】  本発明は、少なくとも１種のジエンエラストマー、カーボンブラックを含む補強用充填剤および加硫系をベースとし、上記カーボンブラックが90m2/g以上のCTAB比表面積を有することおよびこのカーボンブラックの割合が30phrと40phrの間であることを特徴とするゴム組成物を含むタイヤ側壁に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種のジエンエラストマー、カーボンブラックを含む補強用充填剤、およびイオウ系架橋系をベースとするゴム組成物を含むタイヤ側壁であって、前記カーボンブラックが90m2/g以上のCTAB比表面積を有することおよびカーボンブラックの割合が30phrと40phrの間にあることを特徴とする前記タイヤ側壁。
【請求項２】
前記カーボンブラックの割合が、33phr以上である、請求項１記載のタイヤ側壁。
【請求項３】
前記カーボンブラックの割合が、35phr以上である、請求項１又は２記載のタイヤ側壁。
【請求項４】
前記カーボンブラックを、１種以上の他の補強用充填剤とのブレンドとして使用する、請求項１〜３のいずれか１項記載のタイヤ側壁。
【請求項５】
前記カーボンブラックを、１種以上の他の有機補強用充填剤とのブレンドとして使用する、請求項４記載のタイヤ側壁。
【請求項６】
前記カーボンブラックを、１種以上の無機補強用充填剤とのブレンドとして使用する、請求項４記載のタイヤ側壁。
【請求項７】
前記ゴム組成物が、35〜55%の天然ゴムまたは合成ポリイソプレンと、65〜45%のポリブタジエン、スチレン‐ブタジエンコポリマー、イソプレン‐ブタジエンコポリマー、イソプレン‐スチレンコポリマーおよびイソプレン‐ブタジエン‐スチレンコポリマーから選ばれるジエンエラストマーとを含む、請求項１〜６のいずれか１項記載のタイヤ側壁。
【請求項８】
少なくとも１種のジエンエラストマー、カーボンブラックを含む補強用充填剤およびイオウ系架橋系をベースとし、前記カーボンブラックが90m2/g以上のCTAB比表面積を有することおよびカーボンブラックの割合が30phrと40phrの間にあることを特徴とするタイヤ側壁組成物の製造方法であって、
・カーボンブラックを、ジエンエラストマー中に、全ての成分を、１回以上、110℃と190℃の間の最高温度に達するまで熱機械的に混合することによって混入する工程；
・混合物を100℃未満の温度に冷却する工程；
・その後、加硫系を混入する工程；および、
・全てを110℃未満の最高温度に達するまで混合する工程、
を有することを特徴とする、前記製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項記載の側壁を含むタイヤ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項記載の側壁を含む、乗用車に装着することを意図するタイヤ。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項記載の側壁を含む、重量道路車両に装着することを意図するタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物をベースとする側壁を有するタイヤに関し、さらに詳細には、例えば、大型トラック、トラクターユニット、トレイラーまたはバスのような重量物を運搬し且つ継続した速度で走行する車両に装着することを意図するタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種の今日の“道路用”タイヤは、世界全体に亘っての道路網の改善および高速道路網の拡大によって、常時長距離を高速で走行するように設計されている。しかしながら、燃料節減および環境保護の必要性が優先事項となってきているので、タイヤは、低エネルギー消費を有することが重要である。エネルギー消散源の１つは、特にタイヤが被る、さらに詳細には、タイヤの側壁が被る曲げ応力によるタイヤの加熱である。
【０００３】
側壁のこれらの長期の静的または動的応力は、オゾン存在下に、多少目立って現れる天候的な浅割れ(checking)または亀裂を生じ、これらの伝播は、応力持続の作用により、該当する側壁の有意の劣化をもたらし得る。
【発明の概要】
【０００４】
低転がり抵抗性、舗装道路に対するこすり落ち(scraping)に関しての側壁の良好な耐摩耗性、良好な補強性および伝導性の点で側壁の性質を維持しながら、上記の欠点を克服するに当って、本出願人は、驚くべきことに、補強用充填剤として、“微細”なカーボンブラック、即ち、90m2/g以上のCTAB比表面積を有するカーボンブラックを含むゴム組成物をベースとするタイヤ側壁が、上記欠点を、側壁の諸性質の全ての良好な妥協点を保持しながら克服することを可能にすることを見出した。
【０００５】
タイヤ側壁用の“通常の”組成物は、特に、特許EP 1 097 966号の表１に記載されている。
多くの文献(特に、文献EP 1 231 080号、EP 1 526 005号およびUS 7 105 595号を挙げることができる)が説明しているように、当業者が、側壁の製造においては、天然ゴムと合成ゴムのブレンド、ASTM等級300〜700に相応する“粗い”カーボンブラック、即ち、90m2/gよりも低いCTAB比表面積を有するカーボンブラックをベースとするゴム組成物をより優先的に使用することは既知である。
【０００６】
タイヤ側壁用のエラストマー組成物のヒステリシスを低めるために、配合物中の充填剤容量を低めることにより、より粗い補強用充填剤を使用することを探求していたであろう当業者の先験的な知識に反して、本出願人は、対照的に、より微細な充填剤の使用が、側壁の他の性能を維持しながら、転がり抵抗性を低めることを可能にすることを発見した。
【０００７】
本発明は、少なくとも１種のジエンエラストマー、カーボンブラックを含む補強用充填剤および加硫系をベースとするゴム組成物を含むタイヤ側壁であって、上記カーボンブラックが90m2/g以上のCTAB比表面積を有することおよびこのカーボンブラックの割合が30phrと40phrの間、好ましくは33phr以上、さらにより好ましくは35phr以上であることを特徴とするタイヤ側壁に関する。
【０００８】
有利には、上記ゴム組成物は、35〜55%の天然ゴムまたは合成ポリイソプレンと、65〜45%のポリブタジエン、スチレン‐ブタジエンコポリマー、イソプレン‐ブタジエンコポリマー、イソプレン‐スチレンコポリマーおよびイソプレン‐ブタジエン‐スチレンコポリマーから選ばれるジエンエラストマーとを含む。
【０００９】
本発明のもう１つの主題は、少なくとも１種のジエンエラストマー、カーボンブラックを含む補強用充填剤および加硫系をベースとし、上記カーボンブラックが90m2/g以上のCTAB比表面積を有することおよびこのカーボンブラックの割合が30phrと40phrの間にあることを特徴とするタイヤ側壁組成物の、下記の工程を含む製造方法である：
・カーボンブラックを、ジエンエラストマー中に、全ての成分を、１回以上、110℃と190℃の間の最高温度に達するまで熱機械的に混合することによって混入する工程；
・混合物を100℃未満の温度に冷却する工程；
・その後、加硫系を混入する工程；および、
・全てを110℃未満の最高温度に達するまで混合する工程。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも１種のジエンエラストマー、カーボンブラックを含む補強用充填剤および加硫系をベースとし、上記カーボンブラックが90m2/g以上のCTAB比表面積を有することおよびこのカーボンブラックの割合が30phrと40phrの間にあることを特徴とするゴム組成物を含む側壁を含むタイヤ、特に、重量車両または乗用車に装着することを意図するタイヤに関する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
I. 使用する測定および試験法
上記ゴム組成物は、以下で示すように、硬化の前後において特性決定する。
【００１２】
I‐1. 転がり抵抗性
転がり抵抗性は、ISO 9948規格(重量車両タイヤについての)に従って測定し、タイヤが、モーターによって駆動させたフライホイールに支えられたときに消散し、従って、このモーターの回転を遮断するエネルギーの測定を可能にする。
【００１３】
I‐2. 亀裂性能
タイヤをフライホイール上で一定の圧力および荷重にて50km回転させる；このタイヤにおいては、20mmの長さと1mmの深さを有する初期切込みを側壁上に設けており、この切込みが伝播する。性能指数は、対照タイヤの表面で伝播した長さ/測定されるタイヤの表面で伝播した長さ間の比である。対照は最初に100の指数を有するので、100よりも高い値が耐亀裂性の点でより良好な性能を示す。
【００１４】
II. 発明の詳細な説明
本説明においては、特に明確に断らない限り、示すパーセント(%)は、全て質量％である。さらにまた、“aとbの間”なる表現によって示される値の間隔は、いずれも、aよりも大きい値からbよりも小さい値に至る範囲を示し(即ち、限界値aとbは除外する)、一方、“a〜b”なる表現によって示される値の間隔は、いずれも、aからbに至る値の範囲を意味する(即ち、厳格な限定値aおよびbを含む)。
【００１５】
II‐1 ジエンエラストマー
用語“ジエン”エラストマーまたはゴムは、知られている通り、ジエンモノマー(共役型であってもまたはなくてもよい二個の炭素‐炭素二重結合を担持するモノマー)に少なくとも一部由来する(１種以上の)エラストマー(即ち、ホモポリマーまたはコポリマー)を意味するものと理解すべきである。
【００１６】
これらのジエンエラストマーは、２つのカテゴリー、即ち、“本質的に不飽和”または“本質的に飽和”に分類し得る。用語“本質的に不飽和”とは、一般に、15％(モル％)よりも多いジエン起源(共役ジエン)の単位含有量を有する共役ジエンモノマーに少なくとも一部由来するジエンエラストマーを意味するものと理解されたい；従って、例えば、ブチルゴムまたはEPDMタイプのジエン類とα‐オレフィン類とのコポリマーのようなジエンエラストマーは、上述の定義に属さず、特に、“本質的に飽和”のジエンエラストマー(常に15%未満である低いまたは極めて低いジエン起原単位含有量)として説明し得る。“本質的に不飽和”のジエンエラストマーのカテゴリーにおいては、用語“高不飽和”ジエンエラストマーは、特に、50％よりも多いジエン起源(共役ジエン類)の単位含有量を有するジエンエラストマーを意味するものと理解されたい。
【００１７】
これらの定義を考慮すると、本発明に従う組成物において使用することのできるジエンエラストマーなる用語は、さらに詳細には、下記を意味するものと理解されたい：
(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って得られる任意のホモポリマー；
(b) １種以上の共役ジエン類ともう１種のジエンとのまたは8〜20個の炭素原子を有する１種以上のビニル芳香族化合物との共重合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って得られる３成分コポリマー、例えば、エチレンおよびプロピレンと上記タイプの非共役ジエンモノマー、例えば、特に、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とから得られるエラストマー；
(d) イソブテンとイソプレンのコポリマー(ブチルゴム)、さらにまた、このタイプのコポリマーのハロゲン化形、特に、塩素化または臭素化形。
【００１８】
上記用語は任意のタイプのジエンエラストマーに当てはまるけれども、タイヤ技術における熟練者であれば、本発明は、好ましくは、特に上記のタイプ(a)または(b)の本質的に不飽和のジエンエラストマー類において使用するものであると理解するであろう。
【００１９】
以下のものは、共役ジエン類として特に適している：1,3‐ブタジエン；2‐メチル‐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‐ブタジエンのような2,3‐ジ(C1〜C5アルキル)‐1,3‐ブタジエン類；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。以下のものは、例えば、ビニル芳香族化合物として適している：スチレン；オルソ‐、メタ‐およびパラ‐メチルスチレン；“ビニルトルエン” 市販混合物；パラ‐(tert‐ブチル)スチレン；メトキシスチレン類；クロロスチレン類；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。
【００２０】
上記のコポリマー類は、99質量％と20質量％の間のジエン単位と1質量％と80質量％の間のビニル芳香族単位を含み得る。これらのエラストマーは、使用する重合条件、特に、変性剤および/またはランダム化剤の存在または不存在並びに使用する変性剤および/またはランダム化剤の量に依存する任意のミクロ構造を有し得る。これらのエラストマーは、例えば、ブロック、ランダム、序列または微細序列エラストマーであり得、分散液または溶液中で調製し得る；これらのエラストマーは、カップリング剤および/または星型枝分れ化剤(star-branching agent)或いは官能化剤によってカップリング化および/または星型枝分れ化或いは官能化し得る。カーボンブラックとのカップリングにおいては、例えば、C‐Sn結合を含む官能基または、例えばベンゾフェノンのようなアミノ官能基を挙げることができる；シリカのような補強用無機充填剤とのカップリングにおいては、例えば、シラノール官能基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、FR 2 740 778号またはUS 6 013 718号に記載されているような)、アルコキシシラン基(例えば、FR 2 765 882号またはUS 5 977 238号に記載されているような)、カルボキシル基(例えば、WO 01/92402号またはUS 6 815 473号、WO 2004/096865号またはUS 2006/0089445号に記載されているような)、或いはポリエーテル基(例えば、EP 1 127 909号またはUS 6 503 973号に記載されているような)を挙げることができる。また、そのような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 (SBR、BR、NRまたはIRのような)を挙げることができる。
【００２１】
以下が適切である：ポリブタジエン、特に、4%と80%の間の1,2‐単位含有量(モル％)を有するポリブタジエンまたは80%よりも多いシス‐1,4‐単位含有量(モル％)を有するポリブタジエン；ポリイソプレン；ブタジエン/スチレンコポリマー、特に、0℃と−70℃の間の、特に、−10℃と−60℃の間のTg (ガラス転移温度、規格ASTM D3418に従って測定)、5質量％と60質量％の間の、特に、20質量％と50質量％の間のスチレン含有量、4％と75％の間のブタジエン成分1,2‐結合含有量(モル％)および10％と80％の間のトランス‐1,4‐結合含有量(モル％)を有するコポリマー；ブタジエン/イソプレンコポリマー、特に、5質量％と90質量％の間のイソプレン含有量および−40℃〜−80℃のTgを有するコポリマー；または、イソプレン/スチレンコポリマー、特に、5質量%と50質量％の間のスチレン含有量および−25℃と−50℃の間のTgを有するコポリマー。ブタジエン/スチレン/イソプレンコポリマー類の場合は、5質量％と50質量％の間の、特に、10質量％と40質量％の間のスチレン含有量、15質量％と60質量％の間の、特に、20質量％と50質量％の間のイソプレン含有量、5質量％と50質量％の間の、特に、20質量％と40質量％の間のブタジエン含有量、4%と85%の間のブタジエン成分1,2‐単位含有量(モル％)、6%と80%の間のブタジエン成分トランス‐1,4‐単位含有量(モル％)、5％と70%の間のイソプレン成分1,2‐＋3,4‐単位含有量(モル％)および10%と50%の間のイソプレン成分トランス‐1,4‐単位含有量(モル％)を有するコポリマー、さらに一般的には、−20℃と−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している。
【００２２】
要するに、本発明に従う組成物のジエンエラストマーは、好ましくは、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エラストマーの混合物からなる高不飽和ジエンエラストマーの群から選択する。そのようなコポリマー類は、さらに好ましくは、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)およびイソプレン/ブタジエン/スチレンコポリマー(SBIR)からなる群から選択する。
【００２３】
用語“イソプレンエラストマー”は、知られている通り、イソプレンホモポリマーまたはコポリマー、換言すれば、天然ゴム(NR)、合成ポリイソプレン(IR)、各種イソプレンコポリマーおよびこれらエラストマーの混合物からなる群から選ばれたジエンエラストマーを意味するものと理解されたい。イソプレンコポリマーのうちでは、特に、イソブテン/イソプレンコポリマー(ブチルゴム；IIR)、イソプレン/スチレンコポリマー(SIR)、イソプレン/ブタジエンコポリマー(BIR)またはイソプレン/ブタジエン/スチレンコポリマー(SBIR)が挙げられる。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シス‐1,4‐ポリイソプレンである；これらの合成ポリイソプレンのうちでは、好ましくは90%よりも多い、より好ましくは98%よりも多いシス‐1,4‐結合含有量(モル%)を有するポリイソプレンを使用する。
【００２４】
もう１つの特定の実施態様によれば、本発明に従う組成物は、少なくとも１種の本質的に飽和のジエンエラストマー、特に、少なくとも１種のEPDMコポリマーまたは１種のブチルゴム(必要に応じて塩素化または臭素化した)を、これらコポリマーを単独で使用するか或いは上述したような高不飽和ジエンエラストマー、特に、NRまたはIR、BRまたはSBRとのブレンドとして使用するかの如何にかかわらず含み得る。
【００２５】
本発明の組成物は、単独のジエンエラストマーまたは数種のジエンエラストマーの混合物を含み得、これらの単独または複数のジエンエラストマーにおいては、ジエンエラストマー以外の任意のタイプの合成エラストマーとの組合せにおいて、実際にはエラストマー以外のポリマー、例えば、熱可塑性ポリマーとさえの組合せにおいて使用することが可能である。
【００２６】
II‐2. 補強用充填剤
補強用充填剤としては、カーボンブラックによって構成された有機充填剤を使用する。90m2/g以上のCTAB比表面積を有し、特に、例えば、N115、N134、N220またはN234ブラックのような100または200シリーズのカーボンブラック(ASTM級)に相当する補強用カーボンブラックの全てが、カーボンブラックとして適している。カーボンブラックは、例えば、マスターバッチの形で、イソプレンエラストマー中に既に混入させていてもよい(例えば、出願 WO 97/36724号またはWO 99/16600号を参照されたい)。
【００２７】
CTAB比表面積は、1987年11月のフランス規格NF T 45‐007号(方法B)に従って測定することが定められている。
例えば、出願 WO‐A‐2006/069792号およびWO‐A‐2006/069793号に記載されているような官能化ポリビニル芳香族有機充填剤のような１種以上の他の有機充填剤を、このカーボンブラックおよび/またはシリカのような１種以上の補強用無機充填剤とのブレンドとして組合せてもよい。
【００２８】
用語“補強用無機充填剤”とは、本特許出願においては、定義によれば、カーボンブラックに対比して“白色充填剤”、“透明充填剤”または“非黒色充填剤”としてさえも知られており、それ自体単独で、中間カップリング剤以外の手段によることなく、タイヤの製造を意図するゴム組成物を補強し得、換言すれば、通常のタイヤ級カーボンブラックとその補強役割において代替され得る(その色合およびその起源(天然または合成)の如何にかかわらない)任意の無機または鉱質充填剤を意味するものと理解すべきである；そのような充填剤は、一般に、知られている通り、その表面でのヒドロキシル(‐OH)基の存在に特徴を有する。
【００２９】
補強用無機充填剤を提供する物理的状態は、粉末、マイクロビーズ、顆粒、ビーズまたは任意の他の適切な濃密化形のいずれの形状であれ重要ではない。勿論、補強用無機充填剤なる用語は、種々の補強用無機充填剤、特に、下記で説明するような高分散性シリカ質および/またはアルミナ質充填剤の混合物を意味することも理解されたい。
【００３０】
シリカ質タイプの鉱質充填剤、特に、シリカ(SiO2)、またはアルミナ質タイプの鉱質充填剤、特に、アルミナ(Al2O3)は、補強用無機充填剤として特に適している。使用するシリカは、当業者にとって既知の任意の補強用シリカ、特に、共に450m2/g未満、好ましくは30〜400m2/gのBET表面積とCTAB比表面積を示す任意の沈降または焼成シリカであり得る。高分散性沈降シリカ(“HDS”として知れれている)としては、例えば、Degussa社からのUltrasil 7000およびUltrasil 7005シリカ類；Rhodia 社からのZeosil 1165MP、1135MPおよび1115MPシリカ類；PPG社からのHi‐Sil EZ150Gシリカ；Huber社からのZeopol 8715、8745および8755シリカ類；または、出願 WO 03/16837号に記載されているような高比表面積を有するシリカ類が挙げられる。
【００３１】
補強用無機充填剤をジエンエラストマーにカップリングさせるためには、知られている通り、無機充填剤(その粒子表面)とジエンエラストマー間に化学および/または物理的性質の十分な結合を与えることを意図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類を使用する。
【００３２】
本発明に従うタイヤ側壁組成物においては、好ましくは、補強用充填剤として、90m2/g以上の比表面積を有するカーボンブラックを30phrと40phrの間の割合で使用する。用語“の間”とは、広い意味で、即ち、カーボンブラックの割合が、30phr以上で且つ40phr以下であると理解されたい。好ましくは、カーボンブラック含有量は、33phrと40phrの間、より好ましくは35phrと40phrの間である。
【００３３】
カーボンブラックは、有利には、単独の補強用充填剤または主要補強用充填剤を構成し得る。勿論、この単独のカーボンブラックまたは種々のASTM等級を有する１種以上の他のカーボンブラックとのブレンドを使用することも可能である。
【００３４】
II‐3. 各種添加剤
また、本発明に従うゴム組成物は、例えば、他の可塑剤(本発明の可塑化系以外)、好ましくは、非芳香族または極めて僅かに芳香族系の可塑剤、例えば、ナフテン系またはパラフィン系オイル、MESまたはTDAEオイル、グリセリンエステル(特にトリオレート)、特にナタネまたはヒマワリ植物油のような天然エステル；顔料；オゾン劣化防止ワックス、酸化防止剤および疲労防止剤のような保護剤；イオウまたはイオウ供与体および/または過酸化物および/またはビスマレイミドをベースとする架橋系；加硫促進剤；加硫活性化剤または戻り防止剤のような、タイヤまたはタイヤ用の半製品の製造を意図するエラストマー組成物において一般的に使用する通常の添加剤の全部または１部を含み得る。
【００３５】
また、これらの組成物は、カップリング剤以外に、カップリング活性化剤、無機充填剤の被覆用の薬剤、またはゴムマトリックス中での充填剤の分散性の改善および組成物の粘度の低下により、公知の方法で、生状態における組成物の加工特性を改善することのできるより一般的な加工助剤も含有し得、これらの薬剤は、例えば、アルキルアルコキシシランのような加水分解性シラン類；ポリオール類；ポリエーテル類；第１級、第２級または第３級アミン類；または、ヒドロキシル化または加水分解性ポリオルガノシロキサン類である。
【００３６】
II‐4. ゴム組成物の製造
上記組成物は、適切なミキサー内で、当業者にとって周知の２つの連続する製造段階、即ち、110℃と190℃の間、好ましくは130℃と180℃の間の最高温度までの高温で熱機械的に加工または混練する第１段階、並びに、その後の典型的には110℃よりも低い、例えば、40℃と100℃の間の低めの温度まで機械加工する第２段階を使用して製造し、この仕上げ段階において架橋系を混入する。
【００３７】
タイヤ内部ライナー用のゴム組成物を製造する本発明に従う方法は、下記の工程を含む：
・エラストマー中に、第１段階において、少なくとも１種の補強用充填剤、グラファイトを混入し、全てを、1回以上で、110℃と190℃の間の最高温度に達するまで熱機械的に混合する工程；
・その後、第２段階において、架橋系を混入する工程；
・全てを110℃よりも低い最高温度に達するまで混合する工程。
【００３８】
これらの２つの段階は、同じミキサーを使用し順次実施してもよく、或いは100℃よりも低い温度に冷却する工程によって分離し、その後、最終工程を、第２ミキサーを使用して実施してもよい。
例えば、上記第１段階は、１回の熱機械段階で実施し、その間に、全ての必須ベース成分(エラストマー、補強用充填剤および必要に応じてのカップリング剤、グラファイト)を、先ず標準の密閉ミキサーのような適切なミキサー内に導入し、次いで、２番目に、例えば1〜2分後の混合後、架橋系を除いた他の添加剤、任意構成成分としての被覆剤または補完的な加工助剤を導入する。そのようにして得られた混合物を冷却した後、その場合は、架橋系を開放ミルのような開放ミキサー内に導入し、低温(例えば、40℃と100℃の間)に維持する。その後、全ての成分を、数分間、例えば、2分および15分の間混合する。
【００３９】
架橋系は、好ましくは、イオウおよび促進剤をベースとする加硫系である。イオウの存在下にエラストマーの加硫促進剤として作用し得る任意の化合物、特に、2‐メルカプトベンゾチアジルジスルフィド(“MBTS”と略記する)、N‐シクロヘキシル‐2‐ベンゾチアジ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‐ベンゾチアジルスルフェンアミド(“DCBS”と略記する)、N‐tert‐ブチル‐2‐ベンゾチアジルスルフェンアミド(“TBBS”と略記する)、N‐tert‐ブチル‐2‐ベンゾチアジルスルフェンイミド(“TBSI”と略記する)およびこれらの化合物の混合物によって形成される群から選ばれる化合物を使用し得る。好ましくは、スルフェンアミドタイプの一次促進剤を使用する。
【００４０】
酸化亜鉛、ステアリン酸、グアニジン誘導体(特にジフェニルグアニジン)等のような各種既知の二次促進剤または加硫活性化剤は、この加硫系に、上記第１段階中および/または上記第２段階中に添加する。
【００４１】
その後、そのようにして得られた最終組成物は、特に試験室での特性決定のために、例えば、シートまたはスラブの形にカレンダー加工するか、或いは、押出加工して、例えば、タイヤ側壁のような半製品の製造に使用するゴム形状要素を製造する。
加硫(即ち硬化)は、公知の方法で、一般的には130℃と200℃の間の温度で、特に硬化温度、使用する加硫系および当該組成物の加硫速度に応じて、例えば、5分と90分の間で変動し得る十分な時間で実施する。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００４２】
III. 本発明の実施例
III‐1. ゴム組成物の製造
下記の試験を、以下の方法で実施する：70%まで満たし且つ約90℃の初期容器温度を有する密閉ミキサーに、ジエンエラストマー (SBRとBRのブレンド)、少量のカーボンブラックを補ったシリカ、カップリング剤、次いで、1〜2分混合した後、加硫系を除いた各種他の成分を導入する。その後、熱機械的加工(非生産段階)を、１工程で、約165℃の最高“落下”温度に達するまで実施する(約5分に等しい総混合時間)。そのようにして得られた混合物を回収し、冷却し、その後、被覆剤(存在する場合)および加硫系(イオウおよびスルフェンアミド促進剤)を、混合物中に、70℃の開放ミキサー(ホモ・フィニッシャー)において混入し、成分全てを約5〜6分間混合する(生産段階)。
【００４３】
そのようにして得られた組成物を、その後、その物理的または機械的性質を測定するためのゴムのスラブ(2〜3mm厚)または薄シートの形に、或いは、所望する寸法に切断および/または組立てた後、例えば、タイヤ用の半製品、特に、タイヤ側壁として直接使用することのできる形状要素の形にカレンダー加工する。
【００４４】
III‐2. 試験
本実施例の目的は、重量車両用の“通常の”対照タイヤと比較した本発明に従うタイヤの側壁における改良を実証することである。
それぞれ、組成物A、BおよびCを含む側壁を有する315/60R22.5サイズのタイヤを製造した。
【００４５】
上記３通りのタイヤ側壁組成物A、BおよびCは、上記の項で詳細に説明した方法に従って製造した。下記の表１に示すこれらの組成物(各量は、phr即ちゴム(エラストマー)の100質量部当りの質量部で示す)は、これら組成物それぞれの補強用充填剤の性質および量の点で、さらにまた、使用する可塑剤の量の点で異なる。
配合を下記の表１に示す。
【００４６】
【表１】
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(1) 天然ゴム;
(2) 4.3%の1,2‐、2.7%のトランス‐および93%のシス‐1,4‐を含むBR (Tg = −106℃)；
(3) 82m2/gに等しいCTAB比表面積を有するカーボンブラックN330；
(4) 119m2/gに等しいCTAB比表面積を有するカーボンブラックN234；
(5) Degussa社からのシリカ“Ultrasil VN3”；
(6) カップリング剤TESPT (Degussa社からの“Si69”)；
(7) MESオイル (Exxon Mobil社からの“Flexon 683”)；
(8) 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 (Flexsys社からのSantoflex 6‐PPD)；
(9) N‐シクロヘキシル‐2‐ベンゾチアジルスルフェンアミド (Flexsys社からのSantocure CBS)。
【００４７】
従って、組成物A、BおよびCを、下記のように定義する：
・対照組成物Aは、300級カーボンブラックを含む“通常の”重量車両タイヤ側壁組成物である；
・本発明に従う組成物Bは、２つの対照組成物において使用した含有量よりも低い含有量を有する200級カーボンブラックを含む；
・本発明に従う組成物Cは、200級カーボンブラックとシリカのブレンドを含む。
【００４８】
組成物BおよびCにおいては、可塑剤の含有量は、対照組成物Aの含有量よりも低い；実際に、補強用充填剤の含有量を減じている組成物において満足し得る剛性を得るためには、可塑剤の含有量も減じる必要があることは当業者にとっては明白である。
電気伝導度結果は３種の組成物が導電性であることを示しており(測定したこれら組成物の電気抵抗は106オームよりも低い)、また、転がり抵抗性および亀裂性能試験は、下記の表２に示している。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
驚くべきことに、側壁が本発明に従う組成物BまたはC(200級のカーボンブラックを含む)を含むタイヤは、通常の対照組成物Aを含む側壁を含むタイヤと比較して転がり抵抗性の実質的改良を示すことが観察されている。
さらにまた、亀裂性能に関する改良も、本発明に従う組成物BまたはCに関しては、さらに具体的には、組成物Bにおいて極めて実質的である。
【００５１】
従って、90m2/g以上のCTAB比表面積を有するカーボンブラックを30phrと40phrの間の割合で含むタイヤ側壁組成物は、驚くべきことに、側壁の、特に導電性の点での性能を維持しながら、転がり抵抗性と亀裂性能を改良することを可能にしている。
【国際調査報告】
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