エラストマー複合物、エラストマー配合物及び方法
【課題】大きい、引張強さ、破断点伸び及び硬度を有するエラストマー複合物、その製造方法及び該複合物を含むエラストマー配合物の提供。
【解決手段】エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤を含み、該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすＣＤＢＰ及びＢＥＴを有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、該エラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法による６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法による３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法による少なくとも６００％の破断点伸びを有するエラストマー複合物。
【解決手段】エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤を含み、該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすＣＤＢＰ及びＢＥＴを有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、該エラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法による６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法による３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法による少なくとも６００％の破断点伸びを有するエラストマー複合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の或る側面は、エラストマー複合物及びエラストマー配合物に関する。他の側面は、エラストマー複合物及びエラストマー配合物を作製する新規方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒子状充填剤が様々な合成エラストマー、天然ゴム又はエラストマー配合物中に分散されているエラストマー組成物から、商業的に重要な数多くの製品が形成される。たとえば、カーボンブラックは、天然ゴム及び他のエラストマー中において、強化剤として広範に用いられる。或るグレードの商業的に入手できるカーボンブラックが用いられ、しかしてそれらは単位重量当たりの表面積及びストラクチャーの両方について変動するが、しかし慣用のゴム回分加工技法により制限されてきた。かかるエラストマー組成物から、たとえば自動車用タイヤ、エンジンマウントブッシュ、コンベヤーベルト、風防ガラス用ワイパー、等を含めて、商業的に重要な数多くの製品が形成される。現在利用できる物質及び製造技法を用いて広範な性能特性が達成され得るけれども、改善性質を有するエラストマー組成物、特に効率的にかつ経済的に製造され得るエラストマー組成物を開発すべき長年のニーズが、当業界に存在してきた。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含むエラストマー複合物が提供される。微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０より大きいか又は等しい）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む。かかるカーボンブラックは、以下におけるいくつかの場合において超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックと称される。好ましくは、エラストマーは、天然ゴムである。所望の性能特性、加工特性、等を達成するように、追加成分、たとえばエラストマー複合物に用いるのに知られた数多くの添加剤及び他の充填剤のいずれかが、本エラストマー複合物中に含められ得る。
【０００４】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかもたとえばダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の、約１６０Ｎ／ｍｍより大きい一層好ましくは約１６５Ｎ／ｍｍより大きい最も好ましくは約１７０Ｎ／ｍｍより大きい引裂き強さを有するエラストマー複合物が提供される。
【０００５】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかもたとえばＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定される場合の、約６５より大きいショアーＡ硬度、たとえばＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の、約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及びたとえばＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の、約６００％より大きい破断点伸びを有するエラストマー複合物が提供される。
【０００６】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマーがダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有するようになるような量にて、該微粒子状充填剤が少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー複合物が提供される。
【０００７】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマーがＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定される場合の約６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約６００％より大きい破断点伸び有するようになるような量にて、該微粒子状充填剤が少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー複合物が提供される。
【０００８】
本発明の別の側面によれば、本明細書において連続湿式混合及び凝固と称される方法によりエラストマー中に分散された微粒子状充填剤を含むエラストマー複合物であって、しかもカーボンブラックが式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０より大きいか又は等しい）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有するエラストマー複合物が提供される。かかるエラストマー複合物の或る好ましい具体例は、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する。かかるエラストマー複合物の或る他の好ましい具体例は、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定される場合の約６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約６００％より大きい破断点伸びを有する。
【０００９】
本発明の別の側面によれば、エラストマー物質と配合された上記に開示された少なくとも１種のエラストマー複合物を含むエラストマー配合物が提供される。エラストマー物質は、エラストマー複合物中のエラストマーと同じでも異なっていてもよい少なくとも１種のエラストマーを含む。随意に、エラストマー物質は、充填剤、たとえば、エラストマー中に分散されたカーボンブラック、添加剤又は他の充填剤を含む。
【００１０】
本発明の更に別の側面によれば、上記に開示されたエラストマー複合物及びエラストマー配合物を製造する方法が提供される。この方法は、エラストマーと、カーボンブラックを含めて微粒子状充填剤と、随意に他の成分とを配合又は混合することを含む。或る好ましい具体的態様において、該エラストマー複合物は、連続湿式混合及び凝固を含む方法により生成される。同様に、或る好ましい具体的態様において、該エラストマー配合物は、連続湿式混合及び凝固並びにそれに後続してエラストマー複合物中のエラストマーと同じでも異なっていてもよい少なくとも１種のエラストマーを含む追加のエラストマー物質との更なる配合又は混合を含む方法により生成される。随意に、エラストマー物質は、充填剤、たとえば、エラストマー中に分散されたカーボンブラック、添加剤又は他の充填剤を含む。
【００１１】
これらの及び他の側面並びに利点は、或る好ましい具体的態様の以下の詳細な論考を考慮すると更に理解されよう。
【００１２】
或る好ましい具体的態様の詳細な説明
本明細書に開示されたエラストマー複合物を生成させるための好ましい方法及び装置は、共通に譲渡された米国特許の第６，０７５，０８４号明細書、第６，０４８，９２３号明細書及び第６，０４０，３６４号明細書に記載されており、しかしてそれらの各々の全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって本明細書に組み込まれる。かかる方法は、本明細書においていくつかの場合連続湿式混合及び凝固と称される。エラストマー複合物を生成させるための好ましい方法は、エラストマーラテックスを含む第１流体の連続流を凝塊反応器の混合帯域（該凝塊反応器は、該混合帯域から排出端まで延在する細長い凝塊帯域を画定する）に供給し、そして微粒子状充填剤を含む第２流体の連続流を加圧下で該凝塊反応器の該混合帯域に供給して該エラストマーラテックスとの混合物を形成させることを含む。この混合物は連続流として凝塊反応器の排出端まで進み、そして微粒子状充填剤はエラストマーラテックスを凝固するのに効果がある。一層特定的には、第２流体は、凝塊反応器の排出端の前にてエラストマーラテックスを微粒子状充填剤で実質的に完全に凝固させるのに十分に強力に、混合帯域内の第１流体と反対方向にて供給される。エラストマー複合物の実質的に連続的な流れが、排出端から排出される。上記に記されたように、これらの方法は、下記においていくつかの場合連続湿式混合及び凝固と称される。
【００１３】
或る好ましい具体的態様において、微粒子状充填剤スラリーが混合帯域に好ましくは注入流体の連続高速噴流として供給される一方、ラテックス流体は典型的には比較的低速度にて供給される。充填剤スラリーの高速度、流量及び微粒子濃度は、ラテックス流体の混合及び高剪断、凝塊帯域の少なくとも上流部内でのこの混合物の乱流、並びに排出端の前におけるエラストマーラテックスの実質的に完全な凝固を引き起こすのに十分である。かくして、実質的に完全な凝固が、酸又は塩凝固剤を用いる必要なしに、好ましい具体的態様に従って達成され得る。エラストマー複合物を生成させるための好ましい連続流法は、ラテックス流体及び充填剤スラリーを凝塊反応器の混合帯域に連続的にかつ同時に供給して、凝塊帯域においてラテックスと充填剤スラリーの混合物の連続した半制限流を確立させることを含む。凝塊反応器の混合帯域中へのラテックス流及びカーボンブラックスラリー流の継続供給と共に、「蠕虫」又は小球の形態のエラストマー複合物団粒が、実質的に一定の流れとして凝塊反応器の排出端から排出される。凝塊反応器の排出端における生成物団粒中に遊離ラテックスがほとんど無くかつ未分散カーボンブラックがほとんど無い高歩留まり率を達成するために、凝塊反応器の混合帯域へのラテックス流体及びカーボンブラックスラリーの供給量は、精確に計量供給され得る。凝塊反応器の混合帯域中へのカーボンブラックスラリーの高供給速度、及びラテックス流体供給物に対する差速が、ラテックス流体中への微粒子の十分な混合及び分散並びにラテックスの凝固のために、微粒子状充填剤流体噴流の衝突によるラテックスの十分に強力な剪断を達成する際に重要であると信じられる。上記に挙げられたHeller等の特許明細書及びHagopian等の特許明細書においてような、ラテックスと微粒子状充填剤の予備混合を伴う先行技法は、付随コスト及び廃物処分の不利と共に、ラテックス／微粒子混合物を通常の凝固剤溶液に曝すことなく凝固を達成する可能性を認めない。本明細書に開示された新規エラストマー複合物を生成させるための改変された及び代替の適当な方法は、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００１４】
商業的に入手できるカーボンブラック及びカーボンブラックを含む充填剤を含めて、数多くのカーボンブラックが、本明細書に開示されたエラストマー複合物に用いるのに適している。本明細書に特定的に開示されたカーボンブラックに加えて、更なるカーボンブラックは、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００１５】
本発明の一つの側面によれば、エラストマー複合物であって、式（１）
ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ （１）
（ここで、Ｘは０より大きいか又は等しい）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有するカーボンブラックを含むエラストマー複合物が提供される。好ましくはＸは０であり、そしてＸが０である場合、式（１）はまた、本明細書において「ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）」と表され得る。
【００１６】
式（１）において、ストラクチャー値ＣＤＢＰは、試料が粉砕された後のジブチルフタレート吸着数であり、そしてＡＳＴＭ Ｄ−３４９３に記載された試験手順に従って測定される。表面積値ＢＥＴは窒素吸着表面積であり、そしてＡＳＴＭ Ｄ−４８２０に記載された試験手順に従って測定される。この式を満たすカーボンブラックの例はＢＰ１１００であり、しかしてＢＰ１１００は約４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰ値及び約２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ値を有する。式（１）を満たす他の好ましいカーボンブラックは、たとえば、ＢＰ１１８０、ＢＰ８８０及びＣＳＸ４３９を包含する。かかる超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックを含むところの本明細書に開示されたエラストマー複合物の或る好ましい具体例は有利な性能特性及び加工特性を有する、ということが今般見出された。
【００１７】
或る好ましい具体的態様によれば、式（２）
ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ （２）
（ここで、Ｘは好ましくは約５である）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有するカーボンブラックを含むエラストマー複合物が、本明細書に開示される。一層好ましいものは、Ｘが約１０である式（２）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有するカーボンブラックである。式（２）を満たすカーボンブラックは、式（１）を満たすカーボンブラックの部分群である、ということが認識される。更なる適当な超高表面積／ローストラクチャーは、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００１８】
好ましくは、エラストマー複合物中に少なくとも約６０ｐｈｒの超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックが存在する。一層好ましくは、エラストマー複合物中に少なくとも約６５ｐｈｒのかかる超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックたとえば少なくとも約７０ｐｈｒのかかる超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックが存在する。連続湿式混合及び凝固により製造されたかかるエラストマー複合物、並びに連続湿式混合及び凝固並びに追加のエラストマー及び／又は他の充填剤、添加剤、等との後続乾式混合により製造されたエラストマー配合物が、特に好ましい。たとえば高引張り強さ（たとえば、１６０Ｎ／ｍｍを越える引張り強さ）並びに良好な硬度、引張り強さ及び伸びのような、本明細書に開示された有利なエラストマー複合物性質は、伝統的な強化用カーボンブラックを用いる場合得られない。
【００１９】
連続湿式混合及び凝固により製造されたところの超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックたとえばカーボンブラックＢＰ１１００を含む天然ゴムエラストマー複合物の引裂き強さは、同じ処方物のしかし乾式混合により生成された天然ゴムエラストマー複合物の引裂き強さ（ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合）を越える。ＢＰ１１００を含む連続湿式混合及び凝固エラストマー複合物の少なくとも或る好ましい具体例は、約６５ｐｈｒ未満の充填剤において１６０Ｎ／ｍｍの値を達成する及びより高い充填レベルにおいて１６０Ｎ／ｍｍを越える、ということが今般見出された。カーボンブラックＢＰ１１００はCabot Corporationから商業的に入手でき、そして上記に記されたように、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有する。一層特定的には、上記に記載されたように、ＢＰ１１００は、約２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積値及び４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰストラクチャー値を有する。また、かかるＢＰ１１００連続湿式混合及び凝固エラストマー複合物の引裂き強さは、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たさない他の商業的に入手できるカーボンブラックとの乾式混合により生成された比較し得る処方のエラストマー複合物の引裂き強さを有意に越える、ということが今般見出された。
【００２０】
超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックＢＰ１１００を含みかつ連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物の引裂き強さが、非超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックであるカーボンブラックＶ７Ｈを含みかつ乾式混合により生成された比較し得るエラストマー複合物の引裂き強さを越える、ということも比較引裂き強さデータが示す。ＢＰ１１００を含みかつ連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物の引裂き強さが、５０と１１０ｐｈｒの間の被験物充填レベルにおいて、ＢＰ１１００を含むがしかし乾式混合により生成された比較し得るエラストマー複合物の引裂き強さを越える、ということも比較引裂き強さデータが示す。
【００２１】
本開示による少なくとも或るエラストマー複合物は、追加のエラストマー、充填剤、他の添加剤、等と配合されるのに適している。すなわち、本明細書に開示されたエラストマー複合物の少なくとも或るものは、本発明の追加のエラストマー複合物を含めて、追加のエラストマー及び／又は充填剤若しくは他の添加剤、等との引き続く乾式混合により配合され得る。本明細書に開示されたエラストマー複合物と配合されるエラストマー物質は、随意に同じ又は異なるエラストマーを含み、また随意にその中にカーボンブラック及び／又は他の充填剤若しくは他の添加剤が分散されていてもよい。
【００２２】
本発明のエラストマー複合物、特に連続湿式混合及び凝固により製造されたものは、追加のエラストマー物質たとえば第２エラストマー又は既に充填剤及び／若しくは添加剤、等を含むエラストマー複合物との引き続く乾式混合を含めて、当該技術において知られた様々な技法を用いて、エラストマー配合物中に組み込まれ得る。乾式混合は、商業的に利用可能な装置及び技法のようないかなる適当な装置及び技法でもっても行われ得る。一つの具体的態様において、バンバリーミキサー、等が用いられる。たとえばエキステンダー油、酸化防止剤、硬化活性剤、追加の微粒子状充填剤、硬化剤（たとえば、酸化亜鉛及びステアリン酸）、等を含めて、他の成分もまた、乾式混合中に追加のエラストマーと共に添加され得る。追加の充填剤が後続乾式混合中に添加される具体的態様において、かかる追加の充填剤は、エラストマー複合物中の充填剤と同じ又は異なり得る。エラストマー配合物は、随意に、当業者に知られた更なる加工工程を受け得る。
【００２３】
最初に上記に記載されたような連続湿式混合及び凝固によりエラストマー複合物を製造しそして次いで該エラストマー複合物を追加のエラストマー物質と乾式混合してエラストマー配合物を形成させることを含むところの、エラストマー複合物配合物を生成させる好ましい方法は、米国特許第６，０７５，０８４号明細書に記載されており、しかしてその全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって本明細書に組み込まれる。この方法は、いくつかの場合において、後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固と称され得る。上記に記載されたように、本明細書に開示されたエラストマー複合物の少なくとも或る好ましい具体例は連続湿式混合及び凝固により生成され、そしてエラストマー配合物の少なくとも或る好ましい具体例は後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固により生成され得る。或る好ましい具体的態様によれば、エラストマー複合物は、かかる連続湿式混合及び凝固の方法及び装置により、酸又は塩のような伝統的凝固剤を用いる必要なしに連続流法にて生成される。
【００２４】
有利な融通性は、後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固を含むところの、エラストマー配合物を作製するための本明細書に開示された方法により達成される。特に、融通性は、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーの選択に関して並びに引き続く乾式混合工程において用いられるエラストマーの選択に関して与えられる。同じエラストマー又はエラストマーの混合物が湿式及び乾式混合工程において用いられ得、あるいはその代わりに、異なるエラストマーがいかなる適当な相対重量割合にても用いられ得る。更なる融通性が、追加の充填剤及び他の添加剤、等が湿式混合又は乾式混合のどちらか中に随意に添加され得ることにおいて与えられる。乾式混合は多段配合法であり得る、ということが理解されるべきである。かかる追加の物質は、連続湿式混合及び凝固において用いられるものと同じ又は異なり得る。理論により縛られたくないが、少なくとも或る好ましい具体的態様において、多相エラストマー複合物配合物が後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固により生成される、ということが現時点では理解される。すなわち、エラストマー工業において現在一般的に用いられている技法を用いて同定又は観察することは困難であるけれども、エラストマー配合物は、連続湿式混合及び凝固により生成された少なくとも１つのエラストマー相並びに後続乾式混合により添加又は生成された別のエラストマー相を含むと理解される。これらの二つの相の混合又は配合の度合及びこれらの二つの相間の境界層が多かれ少なかれ識別できる度合は、たとえばエラストマーの相互親和性、充填剤の充填レベル、充填剤の選択、並びに追加の充填剤が乾式混合中に添加されるかどうか、連続湿式混合及び凝固エラストマーと乾式混合エラストマーの相対重量割合、等を含めて、数多くの因子に依存しよう。
【００２５】
本明細書に開示されたエラストマー複合物に用いるのに適した数多くのエラストマーが、商業的に入手できるか又はそうでなければ公知でありそして公知技法に従って製造される。適当なエラストマーは、天然ゴム（これが好ましい）、並びに１，３−ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン及びプロピレン、等の他のゴム及びポリマー（たとえば、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、等，別段記載されている又はそうでなければ文脈から明らかであるのでない限り、すべて本明細書において一般にポリマー又はコポリマーと称される）を包含するが、しかしそれらに制限されない。或る好ましい具体的態様によれば、エラストマーは、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される場合の約−１２０℃から約０℃の範囲のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。それらの例は、天然ゴム及びその誘導体（塩素化ゴムのような）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、並びにそれらのいずれかの油増容誘導体を包含するが、しかしそれらに制限されない。前記のもののいずれかの配合物もまた用いられ得る。
【００２６】
連続湿式混合及び凝固を用いる或る好ましい具体的態様において、適当なエラストマーは、ラテックス流体、たとえば天然又は合成エラストマーラテックス及びラテックス配合物として用いられる。ラテックスは、好ましくは、選択された微粒子状充填剤による凝固に適しており、また最終ゴム製品の予定の目的又は用途に適さねばならない。本明細書に開示されたエラストマー複合物を生成させるために連続湿式混合及び凝固に用いるための適当なエラストマーラテックス又はエラストマーラテックスの適当な配合物を選択することは、本開示の恩恵が与えられると、当業者ができる範囲内にあろう。例示的エラストマーは、天然ゴム、及び上記に列挙されたその他のエラストマーのラテックスを包含するが、しかしそれらに制限されない。ラテックスは、水性担体液体中にあり得る。その代わりに、液体担体は、炭化水素溶媒であり得る。いずれにしても、エラストマーラテックス流体は、適切な速度、圧力及び濃度にて混合帯域中への制御的連続供給に適さねばならない。適当な合成ゴムラテックスは、たとえば、約１０から約７０重量％のスチレン及び約９０から約３０重量％のブタジエンのコポリマー（１９部のスチレン及び８１部のブタジエンのコポリマー、３０部のスチレン及び７０部のブタジエンのコポリマー、４３部のスチレン及び５７部のブタジエンのコポリマー並びに５０部のスチレン及び５０部のブタジエンのコポリマーのような）；ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、等のような共役ジエンのポリマー及びコポリマー；かかる共役ジエンとそれらと共重合可能なエチレン基含有モノマー（スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、アクリロニトリル、２−ビニルピリジン、５−メチル−２−ビニルピリジン、５−エチル−２−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、アルキル置換アクリレート、ビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルビニルエーテル、並びにアルファメチレンカルボン酸並びにそれらのエステル及びアミド（アクリル酸及びジアルキルアクリル酸アミドのような）のような）とのコポリマーを包含する。また、エチレンと他の高級アルファオレフィン（プロピレン、１−ブテン及び１−ペンテンのような）のコポリマーも適している。
【００２７】
本明細書に開示されたエラストマー配合物に用いるのに適したエラストマー、すなわち、開示されたエラストマー複合物への添加に適したエラストマーは、商業的に入手できるか又はそうでなければ公知でありそして公知技法に従って製造される数多くのエラストマーを包含する。例示的エラストマーは、エラストマー複合物に用いるために上記に列挙されたものを包含する。エラストマー配合物特に連続湿式混合及び凝固並びに追加のエラストマーとの後続乾式混合により生成されたものの或る好ましい具体的態様において、乾式混合工程中の追加のエラストマーは、連続湿式混合及び凝固に用いるために上記に列挙されたものを含めて、最終製品の予定の使用又は用途に適したいかなるエラストマー又はエラストマーの混合物でもあり得る。或る好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスは天然ゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーはブタジエンゴム（ＢＲ）である。かかる好ましい具体的態様において、ブタジエンゴムは、好ましくは、エラストマー複合物配合物の副相又は副成分を形成し、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から５０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスは天然ゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーはスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。かかる好ましい具体的態様において、ＳＢＲは、好ましくは、エラストマー複合物配合物の主相又は主成分を形成し、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの５０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、追加のエラストマーは、天然ゴムである。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはブタジエンゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーはＳＢＲである。かかる好ましい具体的態様において、ＳＢＲは、好ましくは、エラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはブタジエンゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーは天然ゴムである。かかる好ましい具体的態様において、天然ゴムは、好ましくは、エラストマー複合物配合物の副成分又は副相であり、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から５０重量％である。連続湿式混合及び凝固においてブタジエンゴムラテックスを用いる或る他の好ましい具体的態様によれば、追加のエラストマーは、追加のブタジエンゴムである。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはＳＢＲであり、そして追加のエラストマーはブタジエンゴムである。かかる好ましい具体的態様において、ブタジエンゴムは、好ましくは、エラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはＳＢＲであり、そして追加のエラストマーは天然ゴムである。かかる好ましい具体的態様において、天然ゴムは、好ましくは、主成分又は主相であり、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの５０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様において、ＳＢＲが湿式混合及び乾式混合工程の両方において用いられ、かくしてエラストマー複合物配合物中のエラストマーの本質的に１００％である。
【００２８】
連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスが天然ゴムラテックスを含む場合、天然ゴムラテックスは、フィールドラテックス又はラテックス濃厚物（たとえば蒸発、遠心分離又はクリーミングにより生成される）を含み得る。かかる具体的態様における天然ゴムラテックスは、好ましくは、カーボンブラックによる凝固に適している。ラテックスは、典型的には、水性担体液体中にて与えられる。その代わりに、液体担体は、炭化水素溶媒であり得る。いずれにしても、天然ゴムラテックス流体は、適切な速度、圧力及び濃度にて混合帯域中への制御的連続供給に適さねばならない。天然ゴムラテックスの周知の不安定性は、有利には、連続湿式混合及び凝固を用いる或る好ましい具体的態様において適応され、しかしてこれらの具体的態様において、天然ゴムラテックスは、凝塊反応器の混合帯域において高い速度及び運動エネルギーのカーボンブラックスラリー供給物流噴流に遭遇して半制限乱流中に連行されるまで、系の全体にわたって比較的低い圧力及び低い剪断に付される。或る好ましい具体的態様において、たとえば、天然ゴムは、約５ｐｓｉｇの圧力において、約３〜１２ｆｔ毎秒一層好ましくは約４〜６ｆｔ毎秒の範囲の供給速度にて混合帯域に供給される。適当なラテックス又はラテックスの配合物の選択は、本開示の恩恵及び当業界において一般的に十分に認識されている選択基準の知識が与えられると、十分に当業者ができる範囲内にあろう。
【００２９】
上記に開示されたように、本発明のエラストマー複合物の或る好ましい具体例は、エラストマー複合物に有利な引裂き強さ特性を付与することが可能なカーボンブラックを含む。或る好ましい具体的態様によれば、本明細書に開示されたエラストマー複合物は、汎用ゴムと、エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも微粒子状充填剤は、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを達成するために、エラストマー中の選択された濃度にて有効な又は十分な少なくとも１種のカーボンブラックを含む。汎用ゴムの例は、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム又はエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭを含めて）を包含するが、しかしそれらに制限されない。好ましくは、かかる汎用ゴムは天然ゴムである。
【００３０】
上記に開示されたように、本明細書に開示されたエラストマー複合物の或る好ましい具体例は、エラストマー複合物に有利な硬度、引張り強さ及び破断点伸びを付与することの可能なカーボンブラックを含む。或る好ましい具体的態様によれば、本明細書に開示されたエラストマー複合物は、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤は、
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を達成するために、エラストマー中の選択された濃度にて有効な又は十分な少なくとも１種のカーボンブラックを含む。
【００３１】
或るかかる好ましい具体的態様において、エラストマー複合物は、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマー複合物は、約６５より大きいショアーＡ硬度、約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及び約６００％より大きい破断点伸びを有する。好ましい具体例は、少なくとも１種の超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラック、一層好ましくは少なくとも１種の超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックを含む。
【００３２】
随意に、エラストマー複合物において用いられる充填剤は、上記のカーボンブラックに加えて、１種又はそれ以上の物質を含む。連続湿式混合及び凝固により製造される具体的態様において、並びに連続湿式混合及び凝固並びに後続乾式混合により製造されるところの本明細書に開示されたエラストマー配合物の具体例について、エラストマー複合物のカーボンブラック充填剤は、本明細書に開示された原理に従ってスラリー化されそして混合帯域に供給され得る他の物質も含み得る。適当な追加の物質は、たとえば、導電性充填剤、強化用充填剤、短繊維（典型的には、４０未満のＬ／Ｄアスペクト比を有する）を含む充填剤、フレーク、等を包含する。かくして、本明細書に開示されたエラストマー複合物において用いられ得る例示的微粒子状充填剤は、たとえば、他のカーボンブラック、フュームドシリカ、沈降シリカ、シリカ被覆カーボンブラックのような被覆カーボンブラック、有機基が結合されているもののような変性カーボンブラック、及び金属処理カーボンブラック（たとえば、ケイ素処理カーボンブラック）を含めて処理カーボンブラックを単独で又は互いに組み合わせてのどちらかにて包含する。適当な変性カーボンブラックは、米国特許第５，８５１，２８０号明細書、第５，６７２，１９８号明細書、第６，０４２，６４３号明細書、第５，９００，０２９号明細書及び第５，５５９，１６９号明細書並びに米国特許出願公開第０９／２５７，２３７号明細書（それらの全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって組み込まれる）に開示されたものを包含する。適当な処理カーボンブラック及び被覆カーボンブラックは公知であり、そして米国特許第５，９１６，９３４号明細書、第５，８３０，９３０号明細書、第６，０２８，１３７号明細書、第６，００８，２７２号明細書、第５，９１９，８４１号明細書、第６，０１７，９８０号明細書、第５，９０４，７６２号明細書、第６，０５７，３８７号明細書及び第６，２１１，２７９号明細書並びに米国特許出願公開第０９／３９２，８０３号明細書及び第０９／８１３，４３９号明細書（それらの全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって組み込まれる）に開示されたものを包含する。たとえば、該ケイ素処理カーボンブラックにおいて、ケイ素の酸化物又は炭化物のようなケイ素含有種は、該カーボンブラックの本質部としてのカーボンブラック集塊の少なくとも一部に分布されている。また、たとえば、該ケイ素被覆カーボンブラックにおいて、シリカのようなケイ素含有種は、カーボンブラック集塊の表面の少なくとも一部に配されている。本明細書に開示されたエラストマー複合物において上記のカーボンブラックと共に用いられるべき適当な追加の物質及び添加剤は、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００３３】
本発明のゴム組成物は、随意に、エラストマー及び充填剤と共に、硬化剤、カップリング剤並びに場合により様々な加工助剤、油エキステンダー及び抗崩壊剤のような、様々な添加剤を含有し得る。添加剤の例は、オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤、可塑剤、樹脂、難燃剤及び滑剤を包含するが、しかしそれらに制限されない。添加剤の組合わせもまた用いられ得る。それに関して、本発明のエラストマー複合物は加硫組成物（ＶＲ）、熱可塑性樹脂加硫物（ＴＰＶ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）及び熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）を包含する、ということが理解されるべきである。ＴＰＶ、ＴＰＥ及びＴＰＯ物質は、性能特性の実質的損失なしに数回押し出され及び成形されるそれらの能力により更に分類される。かくして、エラストマー複合物配合物を作製する又は更に加工する際に、エラストマー組成物の加硫を遂行するために用いられる１種又はそれ以上の硬化剤（たとえば、硫黄、硫黄供与体、活性剤、促進剤、過酸化物及び他の系のような）が用いられ得る。
【００３４】
連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物は、随意に、更なる加工を受け得る。たとえば、エラストマー複合物は、連続式配合機のような混合・配合装置において更に加工され得る。適当な連続式配合機は、国際公開第００／６２９９０号パンフレットに記載されており、しかしてその全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することにより組み込まれる。
【００３５】
今般、連続湿式混合及び凝固によりエラストマー複合物を製造する際に、有意な利点が認識された。特定的には、硬度を下げるべき油を含むエラストマー複合物においてさえ、優秀な耐摩耗性が達成される。典型的には、エラストマー複合物の硬度は、複合物中の充填剤の量が増加されるにつれて増加する。しばしば、エラストマー複合物の予定使用は、高いカーボンブラック充填量を要求する。しかしながら、エラストマー複合物の予定使用はまた、より低い硬度も要求し得る。エラストマー複合物の硬度を下げるために油を添加することが知られているが、しかし望ましくない硬度を回避するためにエラストマー中の油の量が増加される場合、エラストマー複合物の耐摩耗性は一般に減少される。本明細書に開示されたエラストマー複合物の少なくとも或る好ましい具体例を含めて、連続湿式混合及び凝固により製造されたエラストマー複合物は、高い充填剤含有率、及び硬度を制御するために油の相応して高い量にもかかわらず、高い耐摩耗性を達成する。すなわち、耐摩耗性は、乾式混合された対応するエラストマー複合物においてより高いことが分かる。たとえば、５０ｐｈｒより多いVulcan 7Hの充填レベルでもって連続湿式混合及び凝固により作製された新規エラストマー複合物は、同じ処方物の乾式混合された対応するエラストマー複合物より高い耐摩耗性を有する。耐摩耗性の絶対値は、充填剤及び油の充填レベルだけでなく、充填剤、エラストマー及び油の選択、等にも依存しよう、ということが理解されるべきである。しかしながら、比較し得る処方物について、本明細書に開示されたエラストマー複合物の或る好ましい具体例のような、連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物は、最良の商業的実施に従って乾式混合技法を用いて製造された同じ処方物の対応するエラストマー複合物より有利なほど高い耐摩耗性を有する。
【００３６】
エラストマー複合物が連続湿式混合及び凝固を用いて製造され、そして耐摩耗性について試験された。耐摩耗性は、一般に、充填剤充填量を増加すると共に最大値まで増加しそして次いで減少する、ということが分かった。連続湿式混合及び凝固エラストマー複合物の耐摩耗性は、特により高いカーボンブラック充填レベルにおいて、乾式混合された対応するエラストマー複合物の耐摩耗性より一般に大きい、ということも見られる。たとえば、連続湿式混合及び凝固並びにカーボンブラックＢＰ１１００及びＨ６５油を用いて製造された天然ゴムエラストマー複合物の耐摩耗性は、乾式混合法を用いて製造された比較し得るエラストマー複合物の耐摩耗性より大きいことが分かった。５０ｐｈｒの充填剤充填量において、連続湿式混合及び凝固を用いて製造されたエラストマー複合物は、乾式混合を用いて製造された類似のエラストマー複合物の耐摩耗性に対して２００％の耐摩耗性増加を示す。カーボンブラックVulcan 7H及びＨ６５油を用いて連続湿式混合及び凝固により製造された天然ゴムエラストマー複合物の、一連の充填剤充填レベルにわたっての耐摩耗性は、乾式混合法を用いて製造された比較し得るエラストマー複合物の耐摩耗性より大きいことが分かった。カーボンブラックＢＰ１１００を用いて連続湿式混合及び凝固により製造された天然ゴムエラストマー複合物の、一連の充填剤充填レベルにわたっての耐摩耗性は、乾式混合法を用いて製造された比較し得るエラストマー複合物の耐摩耗性より大きいことが分かった。８０ｐｈｒの充填剤充填量において、連続湿式混合及び凝固を用いて製造されたエラストマー複合物は、乾式混合により製造された対応するエラストマー複合物の耐摩耗性より３００％大きい耐摩耗性を示す。かくして、特に超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックを用いて、連続湿式混合及び凝固を用いると、高い耐摩耗性を有するエラストマー複合物が生成され得る。
【００３７】
本明細書において用いられる場合、カーボンブラックストラクチャーは、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４に記載された手順に従って、ジブチルフタレート吸着（ＤＢＰＡ）値（カーボンブラック１００グラム当たりのＤＢＰＡの立方センチメートルとして表して）として測定され得る。カーボンブラック表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８５に記載された手順に従って、カーボンブラック１グラム当たりの平方メートルとして表されたＣＴＡＢとして測定され得る。ＢＥＴ及びＣＤＢＰ値の測定は、先に上記に記載されたとおりである。
【００３８】
実施例
次の例の各々について、フィールドラテックスからの天然ゴム、Cabot Corporationから入手できるＢＰ１１００カーボンブラック、及び芳香族油を含むエラストマー複合物を製造した。該天然ゴムフィールドラテックスの性質は、下記の表１に与えられている。
【表１】
【００３９】
エラストマー複合物の完全処方物が、下記の表２に記載されている。
【表２】
【００４０】
実施例１〜３
実施例１〜３のエラストマー複合物を製造するために、米国特許第６，０４８，９２３号明細書に記載された手順と同様である次の手順を用いた。
【００４１】
１．カーボンブラックスラリーの製造
カーボンブラックの袋を乾式粉砕し、そして引き続いて掻き混ぜ機を備えたカーボンブラックスラリータンク中で水と混合して１６．８ｗｔ％カーボンブラックスラリーを形成させた。次いで、この粗製スラリーを、該スラリーが約７８０ｋｇ／ｈｒの流量にて混合帯域中に噴流として導入されるように、約３０００ｐｓｉｇの操作圧にてホモジナイザーに供給して、微粉砕カーボンブラックスラリーを生成させた。
【００４２】
２．ラテックスの送出
最初にタンクに装填されたラテックスを、凝塊反応器の混合帯域にポンプ輸送した。所望の最終カーボンブラック充填レベルを得るために、ラテックス流量を調節した。４３０から６００ｋｇ／ｈｒの間のラテックス流量が、８０と９５ｐｈｒの間のカーボンブラック充填レベルをもたらした（より高いラテックス流量がより低いカーボンブラック充填レベルをもたらす）。酸化防止剤及び油は、ラテックス中に添加しなかった。
【００４３】
３．カーボンブラックとラテックスの混合
カーボンブラックスラリーとラテックスを、該ラテックスを該カーボンブラックスラリー中に連行させることにより混合した。連行中に、カーボンブラックはラテックス中に親密に混入され、そしてこの混合物は凝固した。軟らかくて湿ったスポンジ状の「蠕虫」形態の凝塊が、凝塊反応器から出た。
【００４４】
４．脱水
凝塊反応器から排出された湿潤団粒を、脱水押出機（The French Oil Machinery Company，７インチ直径）でもって、１０〜２５％の湿分に脱水した。該押出機において、該湿潤団粒は圧縮され、そして水が該団粒から絞り出されそして該押出機のスロットバレルに通された。
【００４５】
５．乾燥及び冷却
脱水された団粒を連続式混合機中に落下させ、しかしてそこで該団粒を素練りし、そして油及び酸化防止剤と混合した。生成物出口温度は１６０℃未満であり、そして湿分含有率は約２％であった。
【００４６】
引裂き強さ
実施例１〜３のエラストマー複合物についての引裂き試験結果を、下記の表３に示す。
【表３】
【００４７】
比較例１〜３
ＢＲ１６００バンバリーミキサー（Farrel）を用いて、比較例１〜３のエラストマー複合物を製造した。混合手順は、表４に示されている。
【表４】
【００４８】
生じたエラストマー複合物を、引裂き強さ（ダイＣ）について試験した。結果は、表５に示されている。
【表５】
【００４９】
表３に示された結果を表５における結果と比較すると分かり得るように、本発明のエラストマー複合物は、慣用の乾式混合法を用いて製造されたものよりかなり高い引裂き強さを有する。
【００５０】
本発明は特定の具体的態様に関して上記に記載されてきたけれども、本開示の恩恵が与えられると、それらの他の使用、変更及び改変が当業者に明らかになろう、ということが予想される。請求項は、本発明の真の精神及び範囲内に入るような変更及び改変をカバーすると読解されるよう意図されている。
【００５１】
以下に本願発明に関連する発明の実施形態について列挙する。
実施形態１
エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー複合物。
実施形態２
少なくとも６０ｐｈｒの微粒子状充填剤を含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態３
少なくとも６０ｐｈｒの、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態４
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たさないストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種の追加の充填剤物質を更に含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態５
エラストマーが、天然ゴム、ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３−ジアルキル−１，３−ブタジエン（ここで、アルキル基はＣ１からＣ３のアルキルである）、アクリロニトリル、エチレン又はプロピレンのホモポリマー、コポリマー又はターポリマーから選択される、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態６
エラストマーが、天然ゴムを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態７
オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、樹脂、難燃剤、エキステンダー油、滑剤及びそれらの組合わせから選択された少なくとも１種の添加剤を更に含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態８
エラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態９
エラストマー複合物であって、汎用ゴムと、該汎用ゴム中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを達成するために、該汎用ゴム中の有効な少なくとも１種のカーボンブラックの量を含むエラストマー複合物。
実施形態１０
エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマー複合物が
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を有し、該微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有するカーボンブラックを含むエラストマー複合物。
実施形態１２
ＡＳＴＭ Ｄ−６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１０に記載のエラストマー複合物。
実施形態１２
エラストマー複合物であって、汎用ゴムと、該汎用ゴム中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を達成するために、該汎用ゴム中の有効な少なくとも１種のカーボンブラックの量を含むエラストマー複合物。
実施形態１３
カーボンブラックが、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する、実施形態１２に記載のエラストマー複合物。
実施形態１４
エラストマーが、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１２に記載のエラストマー複合物。
実施形態１５
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは約５である）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態１６
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは約１０である）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態１７
エラストマー配合物であって、少なくとも１種のエラストマー物質と配合されたエラストマー複合物を含み、しかも該エラストマー複合物が、第１エラストマーと、第１エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、該微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘを満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー配合物。
実施形態１８
エラストマー物質が、第１エラストマーとは異なるエラストマーを含む、実施形態１７に記載のエラストマー配合物。
実施形態１９
配合する前のエラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１７に記載のエラストマー配合物。
実施形態２０
配合する前のエラストマー複合物が、
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を有する、実施形態１７に記載のエラストマー配合物。
実施形態２１
エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含むエラストマー複合物を製造する方法であって、
エラストマーラテックスを含む第１流体の連続流を混合帯域に供給し、そして
微粒子状充填剤を含む第２流体の連続流を加圧下で該混合帯域に供給して混合物を形成させ、しかも該混合帯域内の第１流体と第２流体の混合が、該エラストマーラテックスを該微粒子状充填剤で実質的に完全に凝固させるのに十分に強力である
ことを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘを満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む方法。
実施形態２２
エラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２３
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合してエラストマー配合物を形成させることを更に含む、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２４
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合することが、該エラストマー複合物を該エラストマー物質と乾式混合することを含む、実施形態２３に記載の方法。
実施形態２５
エラストマー物質が、追加の充填剤を含む、実施形態２３に記載の方法。
実施形態２６
エラストマー複合物を追加の充填剤と配合することを更に含む、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２７
エラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２８
エラストマー複合物が、
ＡＳＴＭ Ｄ１４１５試験方法により測定される場合の少なくとも６５のショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ Ｄ４１２試験方法により測定される場合の少なくとも３０メガパスカルの引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ Ｄ４１２試験方法により測定される場合の少なくとも６００％の伸び
を有する、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２９
微粒子状充填剤が、約４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰ値及び約２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態３０
少なくとも１種のカーボンブラックが、エラストマー複合物中のエラストマーの重量を基準として約５０から１１０ｐｈｒの充填レベルにて存在する、実施形態２９に記載のエラストマー複合物。
【技術分野】
【０００１】
本発明の或る側面は、エラストマー複合物及びエラストマー配合物に関する。他の側面は、エラストマー複合物及びエラストマー配合物を作製する新規方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒子状充填剤が様々な合成エラストマー、天然ゴム又はエラストマー配合物中に分散されているエラストマー組成物から、商業的に重要な数多くの製品が形成される。たとえば、カーボンブラックは、天然ゴム及び他のエラストマー中において、強化剤として広範に用いられる。或るグレードの商業的に入手できるカーボンブラックが用いられ、しかしてそれらは単位重量当たりの表面積及びストラクチャーの両方について変動するが、しかし慣用のゴム回分加工技法により制限されてきた。かかるエラストマー組成物から、たとえば自動車用タイヤ、エンジンマウントブッシュ、コンベヤーベルト、風防ガラス用ワイパー、等を含めて、商業的に重要な数多くの製品が形成される。現在利用できる物質及び製造技法を用いて広範な性能特性が達成され得るけれども、改善性質を有するエラストマー組成物、特に効率的にかつ経済的に製造され得るエラストマー組成物を開発すべき長年のニーズが、当業界に存在してきた。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含むエラストマー複合物が提供される。微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０より大きいか又は等しい）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む。かかるカーボンブラックは、以下におけるいくつかの場合において超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックと称される。好ましくは、エラストマーは、天然ゴムである。所望の性能特性、加工特性、等を達成するように、追加成分、たとえばエラストマー複合物に用いるのに知られた数多くの添加剤及び他の充填剤のいずれかが、本エラストマー複合物中に含められ得る。
【０００４】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかもたとえばダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の、約１６０Ｎ／ｍｍより大きい一層好ましくは約１６５Ｎ／ｍｍより大きい最も好ましくは約１７０Ｎ／ｍｍより大きい引裂き強さを有するエラストマー複合物が提供される。
【０００５】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかもたとえばＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定される場合の、約６５より大きいショアーＡ硬度、たとえばＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の、約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及びたとえばＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の、約６００％より大きい破断点伸びを有するエラストマー複合物が提供される。
【０００６】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマーがダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有するようになるような量にて、該微粒子状充填剤が少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー複合物が提供される。
【０００７】
本発明の別の側面によれば、エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマーがＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定される場合の約６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約６００％より大きい破断点伸び有するようになるような量にて、該微粒子状充填剤が少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー複合物が提供される。
【０００８】
本発明の別の側面によれば、本明細書において連続湿式混合及び凝固と称される方法によりエラストマー中に分散された微粒子状充填剤を含むエラストマー複合物であって、しかもカーボンブラックが式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０より大きいか又は等しい）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有するエラストマー複合物が提供される。かかるエラストマー複合物の或る好ましい具体例は、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する。かかるエラストマー複合物の或る他の好ましい具体例は、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定される場合の約６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定される場合の約６００％より大きい破断点伸びを有する。
【０００９】
本発明の別の側面によれば、エラストマー物質と配合された上記に開示された少なくとも１種のエラストマー複合物を含むエラストマー配合物が提供される。エラストマー物質は、エラストマー複合物中のエラストマーと同じでも異なっていてもよい少なくとも１種のエラストマーを含む。随意に、エラストマー物質は、充填剤、たとえば、エラストマー中に分散されたカーボンブラック、添加剤又は他の充填剤を含む。
【００１０】
本発明の更に別の側面によれば、上記に開示されたエラストマー複合物及びエラストマー配合物を製造する方法が提供される。この方法は、エラストマーと、カーボンブラックを含めて微粒子状充填剤と、随意に他の成分とを配合又は混合することを含む。或る好ましい具体的態様において、該エラストマー複合物は、連続湿式混合及び凝固を含む方法により生成される。同様に、或る好ましい具体的態様において、該エラストマー配合物は、連続湿式混合及び凝固並びにそれに後続してエラストマー複合物中のエラストマーと同じでも異なっていてもよい少なくとも１種のエラストマーを含む追加のエラストマー物質との更なる配合又は混合を含む方法により生成される。随意に、エラストマー物質は、充填剤、たとえば、エラストマー中に分散されたカーボンブラック、添加剤又は他の充填剤を含む。
【００１１】
これらの及び他の側面並びに利点は、或る好ましい具体的態様の以下の詳細な論考を考慮すると更に理解されよう。
【００１２】
或る好ましい具体的態様の詳細な説明
本明細書に開示されたエラストマー複合物を生成させるための好ましい方法及び装置は、共通に譲渡された米国特許の第６，０７５，０８４号明細書、第６，０４８，９２３号明細書及び第６，０４０，３６４号明細書に記載されており、しかしてそれらの各々の全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって本明細書に組み込まれる。かかる方法は、本明細書においていくつかの場合連続湿式混合及び凝固と称される。エラストマー複合物を生成させるための好ましい方法は、エラストマーラテックスを含む第１流体の連続流を凝塊反応器の混合帯域（該凝塊反応器は、該混合帯域から排出端まで延在する細長い凝塊帯域を画定する）に供給し、そして微粒子状充填剤を含む第２流体の連続流を加圧下で該凝塊反応器の該混合帯域に供給して該エラストマーラテックスとの混合物を形成させることを含む。この混合物は連続流として凝塊反応器の排出端まで進み、そして微粒子状充填剤はエラストマーラテックスを凝固するのに効果がある。一層特定的には、第２流体は、凝塊反応器の排出端の前にてエラストマーラテックスを微粒子状充填剤で実質的に完全に凝固させるのに十分に強力に、混合帯域内の第１流体と反対方向にて供給される。エラストマー複合物の実質的に連続的な流れが、排出端から排出される。上記に記されたように、これらの方法は、下記においていくつかの場合連続湿式混合及び凝固と称される。
【００１３】
或る好ましい具体的態様において、微粒子状充填剤スラリーが混合帯域に好ましくは注入流体の連続高速噴流として供給される一方、ラテックス流体は典型的には比較的低速度にて供給される。充填剤スラリーの高速度、流量及び微粒子濃度は、ラテックス流体の混合及び高剪断、凝塊帯域の少なくとも上流部内でのこの混合物の乱流、並びに排出端の前におけるエラストマーラテックスの実質的に完全な凝固を引き起こすのに十分である。かくして、実質的に完全な凝固が、酸又は塩凝固剤を用いる必要なしに、好ましい具体的態様に従って達成され得る。エラストマー複合物を生成させるための好ましい連続流法は、ラテックス流体及び充填剤スラリーを凝塊反応器の混合帯域に連続的にかつ同時に供給して、凝塊帯域においてラテックスと充填剤スラリーの混合物の連続した半制限流を確立させることを含む。凝塊反応器の混合帯域中へのラテックス流及びカーボンブラックスラリー流の継続供給と共に、「蠕虫」又は小球の形態のエラストマー複合物団粒が、実質的に一定の流れとして凝塊反応器の排出端から排出される。凝塊反応器の排出端における生成物団粒中に遊離ラテックスがほとんど無くかつ未分散カーボンブラックがほとんど無い高歩留まり率を達成するために、凝塊反応器の混合帯域へのラテックス流体及びカーボンブラックスラリーの供給量は、精確に計量供給され得る。凝塊反応器の混合帯域中へのカーボンブラックスラリーの高供給速度、及びラテックス流体供給物に対する差速が、ラテックス流体中への微粒子の十分な混合及び分散並びにラテックスの凝固のために、微粒子状充填剤流体噴流の衝突によるラテックスの十分に強力な剪断を達成する際に重要であると信じられる。上記に挙げられたHeller等の特許明細書及びHagopian等の特許明細書においてような、ラテックスと微粒子状充填剤の予備混合を伴う先行技法は、付随コスト及び廃物処分の不利と共に、ラテックス／微粒子混合物を通常の凝固剤溶液に曝すことなく凝固を達成する可能性を認めない。本明細書に開示された新規エラストマー複合物を生成させるための改変された及び代替の適当な方法は、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００１４】
商業的に入手できるカーボンブラック及びカーボンブラックを含む充填剤を含めて、数多くのカーボンブラックが、本明細書に開示されたエラストマー複合物に用いるのに適している。本明細書に特定的に開示されたカーボンブラックに加えて、更なるカーボンブラックは、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００１５】
本発明の一つの側面によれば、エラストマー複合物であって、式（１）
ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ （１）
（ここで、Ｘは０より大きいか又は等しい）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有するカーボンブラックを含むエラストマー複合物が提供される。好ましくはＸは０であり、そしてＸが０である場合、式（１）はまた、本明細書において「ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）」と表され得る。
【００１６】
式（１）において、ストラクチャー値ＣＤＢＰは、試料が粉砕された後のジブチルフタレート吸着数であり、そしてＡＳＴＭ Ｄ−３４９３に記載された試験手順に従って測定される。表面積値ＢＥＴは窒素吸着表面積であり、そしてＡＳＴＭ Ｄ−４８２０に記載された試験手順に従って測定される。この式を満たすカーボンブラックの例はＢＰ１１００であり、しかしてＢＰ１１００は約４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰ値及び約２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ値を有する。式（１）を満たす他の好ましいカーボンブラックは、たとえば、ＢＰ１１８０、ＢＰ８８０及びＣＳＸ４３９を包含する。かかる超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックを含むところの本明細書に開示されたエラストマー複合物の或る好ましい具体例は有利な性能特性及び加工特性を有する、ということが今般見出された。
【００１７】
或る好ましい具体的態様によれば、式（２）
ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ （２）
（ここで、Ｘは好ましくは約５である）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有するカーボンブラックを含むエラストマー複合物が、本明細書に開示される。一層好ましいものは、Ｘが約１０である式（２）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有するカーボンブラックである。式（２）を満たすカーボンブラックは、式（１）を満たすカーボンブラックの部分群である、ということが認識される。更なる適当な超高表面積／ローストラクチャーは、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００１８】
好ましくは、エラストマー複合物中に少なくとも約６０ｐｈｒの超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックが存在する。一層好ましくは、エラストマー複合物中に少なくとも約６５ｐｈｒのかかる超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックたとえば少なくとも約７０ｐｈｒのかかる超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックが存在する。連続湿式混合及び凝固により製造されたかかるエラストマー複合物、並びに連続湿式混合及び凝固並びに追加のエラストマー及び／又は他の充填剤、添加剤、等との後続乾式混合により製造されたエラストマー配合物が、特に好ましい。たとえば高引張り強さ（たとえば、１６０Ｎ／ｍｍを越える引張り強さ）並びに良好な硬度、引張り強さ及び伸びのような、本明細書に開示された有利なエラストマー複合物性質は、伝統的な強化用カーボンブラックを用いる場合得られない。
【００１９】
連続湿式混合及び凝固により製造されたところの超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックたとえばカーボンブラックＢＰ１１００を含む天然ゴムエラストマー複合物の引裂き強さは、同じ処方物のしかし乾式混合により生成された天然ゴムエラストマー複合物の引裂き強さ（ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合）を越える。ＢＰ１１００を含む連続湿式混合及び凝固エラストマー複合物の少なくとも或る好ましい具体例は、約６５ｐｈｒ未満の充填剤において１６０Ｎ／ｍｍの値を達成する及びより高い充填レベルにおいて１６０Ｎ／ｍｍを越える、ということが今般見出された。カーボンブラックＢＰ１１００はCabot Corporationから商業的に入手でき、そして上記に記されたように、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たす表面積値及びストラクチャー値を有する。一層特定的には、上記に記載されたように、ＢＰ１１００は、約２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積値及び４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰストラクチャー値を有する。また、かかるＢＰ１１００連続湿式混合及び凝固エラストマー複合物の引裂き強さは、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たさない他の商業的に入手できるカーボンブラックとの乾式混合により生成された比較し得る処方のエラストマー複合物の引裂き強さを有意に越える、ということが今般見出された。
【００２０】
超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックＢＰ１１００を含みかつ連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物の引裂き強さが、非超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックであるカーボンブラックＶ７Ｈを含みかつ乾式混合により生成された比較し得るエラストマー複合物の引裂き強さを越える、ということも比較引裂き強さデータが示す。ＢＰ１１００を含みかつ連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物の引裂き強さが、５０と１１０ｐｈｒの間の被験物充填レベルにおいて、ＢＰ１１００を含むがしかし乾式混合により生成された比較し得るエラストマー複合物の引裂き強さを越える、ということも比較引裂き強さデータが示す。
【００２１】
本開示による少なくとも或るエラストマー複合物は、追加のエラストマー、充填剤、他の添加剤、等と配合されるのに適している。すなわち、本明細書に開示されたエラストマー複合物の少なくとも或るものは、本発明の追加のエラストマー複合物を含めて、追加のエラストマー及び／又は充填剤若しくは他の添加剤、等との引き続く乾式混合により配合され得る。本明細書に開示されたエラストマー複合物と配合されるエラストマー物質は、随意に同じ又は異なるエラストマーを含み、また随意にその中にカーボンブラック及び／又は他の充填剤若しくは他の添加剤が分散されていてもよい。
【００２２】
本発明のエラストマー複合物、特に連続湿式混合及び凝固により製造されたものは、追加のエラストマー物質たとえば第２エラストマー又は既に充填剤及び／若しくは添加剤、等を含むエラストマー複合物との引き続く乾式混合を含めて、当該技術において知られた様々な技法を用いて、エラストマー配合物中に組み込まれ得る。乾式混合は、商業的に利用可能な装置及び技法のようないかなる適当な装置及び技法でもっても行われ得る。一つの具体的態様において、バンバリーミキサー、等が用いられる。たとえばエキステンダー油、酸化防止剤、硬化活性剤、追加の微粒子状充填剤、硬化剤（たとえば、酸化亜鉛及びステアリン酸）、等を含めて、他の成分もまた、乾式混合中に追加のエラストマーと共に添加され得る。追加の充填剤が後続乾式混合中に添加される具体的態様において、かかる追加の充填剤は、エラストマー複合物中の充填剤と同じ又は異なり得る。エラストマー配合物は、随意に、当業者に知られた更なる加工工程を受け得る。
【００２３】
最初に上記に記載されたような連続湿式混合及び凝固によりエラストマー複合物を製造しそして次いで該エラストマー複合物を追加のエラストマー物質と乾式混合してエラストマー配合物を形成させることを含むところの、エラストマー複合物配合物を生成させる好ましい方法は、米国特許第６，０７５，０８４号明細書に記載されており、しかしてその全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって本明細書に組み込まれる。この方法は、いくつかの場合において、後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固と称され得る。上記に記載されたように、本明細書に開示されたエラストマー複合物の少なくとも或る好ましい具体例は連続湿式混合及び凝固により生成され、そしてエラストマー配合物の少なくとも或る好ましい具体例は後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固により生成され得る。或る好ましい具体的態様によれば、エラストマー複合物は、かかる連続湿式混合及び凝固の方法及び装置により、酸又は塩のような伝統的凝固剤を用いる必要なしに連続流法にて生成される。
【００２４】
有利な融通性は、後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固を含むところの、エラストマー配合物を作製するための本明細書に開示された方法により達成される。特に、融通性は、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーの選択に関して並びに引き続く乾式混合工程において用いられるエラストマーの選択に関して与えられる。同じエラストマー又はエラストマーの混合物が湿式及び乾式混合工程において用いられ得、あるいはその代わりに、異なるエラストマーがいかなる適当な相対重量割合にても用いられ得る。更なる融通性が、追加の充填剤及び他の添加剤、等が湿式混合又は乾式混合のどちらか中に随意に添加され得ることにおいて与えられる。乾式混合は多段配合法であり得る、ということが理解されるべきである。かかる追加の物質は、連続湿式混合及び凝固において用いられるものと同じ又は異なり得る。理論により縛られたくないが、少なくとも或る好ましい具体的態様において、多相エラストマー複合物配合物が後続乾式混合を伴う連続湿式混合及び凝固により生成される、ということが現時点では理解される。すなわち、エラストマー工業において現在一般的に用いられている技法を用いて同定又は観察することは困難であるけれども、エラストマー配合物は、連続湿式混合及び凝固により生成された少なくとも１つのエラストマー相並びに後続乾式混合により添加又は生成された別のエラストマー相を含むと理解される。これらの二つの相の混合又は配合の度合及びこれらの二つの相間の境界層が多かれ少なかれ識別できる度合は、たとえばエラストマーの相互親和性、充填剤の充填レベル、充填剤の選択、並びに追加の充填剤が乾式混合中に添加されるかどうか、連続湿式混合及び凝固エラストマーと乾式混合エラストマーの相対重量割合、等を含めて、数多くの因子に依存しよう。
【００２５】
本明細書に開示されたエラストマー複合物に用いるのに適した数多くのエラストマーが、商業的に入手できるか又はそうでなければ公知でありそして公知技法に従って製造される。適当なエラストマーは、天然ゴム（これが好ましい）、並びに１，３−ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン及びプロピレン、等の他のゴム及びポリマー（たとえば、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、等，別段記載されている又はそうでなければ文脈から明らかであるのでない限り、すべて本明細書において一般にポリマー又はコポリマーと称される）を包含するが、しかしそれらに制限されない。或る好ましい具体的態様によれば、エラストマーは、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される場合の約−１２０℃から約０℃の範囲のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。それらの例は、天然ゴム及びその誘導体（塩素化ゴムのような）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、並びにそれらのいずれかの油増容誘導体を包含するが、しかしそれらに制限されない。前記のもののいずれかの配合物もまた用いられ得る。
【００２６】
連続湿式混合及び凝固を用いる或る好ましい具体的態様において、適当なエラストマーは、ラテックス流体、たとえば天然又は合成エラストマーラテックス及びラテックス配合物として用いられる。ラテックスは、好ましくは、選択された微粒子状充填剤による凝固に適しており、また最終ゴム製品の予定の目的又は用途に適さねばならない。本明細書に開示されたエラストマー複合物を生成させるために連続湿式混合及び凝固に用いるための適当なエラストマーラテックス又はエラストマーラテックスの適当な配合物を選択することは、本開示の恩恵が与えられると、当業者ができる範囲内にあろう。例示的エラストマーは、天然ゴム、及び上記に列挙されたその他のエラストマーのラテックスを包含するが、しかしそれらに制限されない。ラテックスは、水性担体液体中にあり得る。その代わりに、液体担体は、炭化水素溶媒であり得る。いずれにしても、エラストマーラテックス流体は、適切な速度、圧力及び濃度にて混合帯域中への制御的連続供給に適さねばならない。適当な合成ゴムラテックスは、たとえば、約１０から約７０重量％のスチレン及び約９０から約３０重量％のブタジエンのコポリマー（１９部のスチレン及び８１部のブタジエンのコポリマー、３０部のスチレン及び７０部のブタジエンのコポリマー、４３部のスチレン及び５７部のブタジエンのコポリマー並びに５０部のスチレン及び５０部のブタジエンのコポリマーのような）；ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、等のような共役ジエンのポリマー及びコポリマー；かかる共役ジエンとそれらと共重合可能なエチレン基含有モノマー（スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、アクリロニトリル、２−ビニルピリジン、５−メチル−２−ビニルピリジン、５−エチル−２−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、アルキル置換アクリレート、ビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルビニルエーテル、並びにアルファメチレンカルボン酸並びにそれらのエステル及びアミド（アクリル酸及びジアルキルアクリル酸アミドのような）のような）とのコポリマーを包含する。また、エチレンと他の高級アルファオレフィン（プロピレン、１−ブテン及び１−ペンテンのような）のコポリマーも適している。
【００２７】
本明細書に開示されたエラストマー配合物に用いるのに適したエラストマー、すなわち、開示されたエラストマー複合物への添加に適したエラストマーは、商業的に入手できるか又はそうでなければ公知でありそして公知技法に従って製造される数多くのエラストマーを包含する。例示的エラストマーは、エラストマー複合物に用いるために上記に列挙されたものを包含する。エラストマー配合物特に連続湿式混合及び凝固並びに追加のエラストマーとの後続乾式混合により生成されたものの或る好ましい具体的態様において、乾式混合工程中の追加のエラストマーは、連続湿式混合及び凝固に用いるために上記に列挙されたものを含めて、最終製品の予定の使用又は用途に適したいかなるエラストマー又はエラストマーの混合物でもあり得る。或る好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスは天然ゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーはブタジエンゴム（ＢＲ）である。かかる好ましい具体的態様において、ブタジエンゴムは、好ましくは、エラストマー複合物配合物の副相又は副成分を形成し、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から５０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスは天然ゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーはスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。かかる好ましい具体的態様において、ＳＢＲは、好ましくは、エラストマー複合物配合物の主相又は主成分を形成し、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの５０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、追加のエラストマーは、天然ゴムである。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはブタジエンゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーはＳＢＲである。かかる好ましい具体的態様において、ＳＢＲは、好ましくは、エラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはブタジエンゴムラテックスであり、そして乾式混合工程において用いられる追加のエラストマーは天然ゴムである。かかる好ましい具体的態様において、天然ゴムは、好ましくは、エラストマー複合物配合物の副成分又は副相であり、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から５０重量％である。連続湿式混合及び凝固においてブタジエンゴムラテックスを用いる或る他の好ましい具体的態様によれば、追加のエラストマーは、追加のブタジエンゴムである。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはＳＢＲであり、そして追加のエラストマーはブタジエンゴムである。かかる好ましい具体的態様において、ブタジエンゴムは、好ましくは、エラストマー複合物配合物中の総エラストマーの１０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様によれば、連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスはＳＢＲであり、そして追加のエラストマーは天然ゴムである。かかる好ましい具体的態様において、天然ゴムは、好ましくは、主成分又は主相であり、しかして最も好ましくはエラストマー複合物配合物中の総エラストマーの５０重量％から９０重量％である。或る他の好ましい具体的態様において、ＳＢＲが湿式混合及び乾式混合工程の両方において用いられ、かくしてエラストマー複合物配合物中のエラストマーの本質的に１００％である。
【００２８】
連続湿式混合及び凝固において用いられるエラストマーラテックスが天然ゴムラテックスを含む場合、天然ゴムラテックスは、フィールドラテックス又はラテックス濃厚物（たとえば蒸発、遠心分離又はクリーミングにより生成される）を含み得る。かかる具体的態様における天然ゴムラテックスは、好ましくは、カーボンブラックによる凝固に適している。ラテックスは、典型的には、水性担体液体中にて与えられる。その代わりに、液体担体は、炭化水素溶媒であり得る。いずれにしても、天然ゴムラテックス流体は、適切な速度、圧力及び濃度にて混合帯域中への制御的連続供給に適さねばならない。天然ゴムラテックスの周知の不安定性は、有利には、連続湿式混合及び凝固を用いる或る好ましい具体的態様において適応され、しかしてこれらの具体的態様において、天然ゴムラテックスは、凝塊反応器の混合帯域において高い速度及び運動エネルギーのカーボンブラックスラリー供給物流噴流に遭遇して半制限乱流中に連行されるまで、系の全体にわたって比較的低い圧力及び低い剪断に付される。或る好ましい具体的態様において、たとえば、天然ゴムは、約５ｐｓｉｇの圧力において、約３〜１２ｆｔ毎秒一層好ましくは約４〜６ｆｔ毎秒の範囲の供給速度にて混合帯域に供給される。適当なラテックス又はラテックスの配合物の選択は、本開示の恩恵及び当業界において一般的に十分に認識されている選択基準の知識が与えられると、十分に当業者ができる範囲内にあろう。
【００２９】
上記に開示されたように、本発明のエラストマー複合物の或る好ましい具体例は、エラストマー複合物に有利な引裂き強さ特性を付与することが可能なカーボンブラックを含む。或る好ましい具体的態様によれば、本明細書に開示されたエラストマー複合物は、汎用ゴムと、エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも微粒子状充填剤は、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを達成するために、エラストマー中の選択された濃度にて有効な又は十分な少なくとも１種のカーボンブラックを含む。汎用ゴムの例は、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム又はエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭを含めて）を包含するが、しかしそれらに制限されない。好ましくは、かかる汎用ゴムは天然ゴムである。
【００３０】
上記に開示されたように、本明細書に開示されたエラストマー複合物の或る好ましい具体例は、エラストマー複合物に有利な硬度、引張り強さ及び破断点伸びを付与することの可能なカーボンブラックを含む。或る好ましい具体的態様によれば、本明細書に開示されたエラストマー複合物は、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤は、
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を達成するために、エラストマー中の選択された濃度にて有効な又は十分な少なくとも１種のカーボンブラックを含む。
【００３１】
或るかかる好ましい具体的態様において、エラストマー複合物は、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマー複合物は、約６５より大きいショアーＡ硬度、約３０メガパスカルより大きい引張り強さ及び約６００％より大きい破断点伸びを有する。好ましい具体例は、少なくとも１種の超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラック、一層好ましくは少なくとも１種の超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックを含む。
【００３２】
随意に、エラストマー複合物において用いられる充填剤は、上記のカーボンブラックに加えて、１種又はそれ以上の物質を含む。連続湿式混合及び凝固により製造される具体的態様において、並びに連続湿式混合及び凝固並びに後続乾式混合により製造されるところの本明細書に開示されたエラストマー配合物の具体例について、エラストマー複合物のカーボンブラック充填剤は、本明細書に開示された原理に従ってスラリー化されそして混合帯域に供給され得る他の物質も含み得る。適当な追加の物質は、たとえば、導電性充填剤、強化用充填剤、短繊維（典型的には、４０未満のＬ／Ｄアスペクト比を有する）を含む充填剤、フレーク、等を包含する。かくして、本明細書に開示されたエラストマー複合物において用いられ得る例示的微粒子状充填剤は、たとえば、他のカーボンブラック、フュームドシリカ、沈降シリカ、シリカ被覆カーボンブラックのような被覆カーボンブラック、有機基が結合されているもののような変性カーボンブラック、及び金属処理カーボンブラック（たとえば、ケイ素処理カーボンブラック）を含めて処理カーボンブラックを単独で又は互いに組み合わせてのどちらかにて包含する。適当な変性カーボンブラックは、米国特許第５，８５１，２８０号明細書、第５，６７２，１９８号明細書、第６，０４２，６４３号明細書、第５，９００，０２９号明細書及び第５，５５９，１６９号明細書並びに米国特許出願公開第０９／２５７，２３７号明細書（それらの全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって組み込まれる）に開示されたものを包含する。適当な処理カーボンブラック及び被覆カーボンブラックは公知であり、そして米国特許第５，９１６，９３４号明細書、第５，８３０，９３０号明細書、第６，０２８，１３７号明細書、第６，００８，２７２号明細書、第５，９１９，８４１号明細書、第６，０１７，９８０号明細書、第５，９０４，７６２号明細書、第６，０５７，３８７号明細書及び第６，２１１，２７９号明細書並びに米国特許出願公開第０９／３９２，８０３号明細書及び第０９／８１３，４３９号明細書（それらの全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することによって組み込まれる）に開示されたものを包含する。たとえば、該ケイ素処理カーボンブラックにおいて、ケイ素の酸化物又は炭化物のようなケイ素含有種は、該カーボンブラックの本質部としてのカーボンブラック集塊の少なくとも一部に分布されている。また、たとえば、該ケイ素被覆カーボンブラックにおいて、シリカのようなケイ素含有種は、カーボンブラック集塊の表面の少なくとも一部に配されている。本明細書に開示されたエラストマー複合物において上記のカーボンブラックと共に用いられるべき適当な追加の物質及び添加剤は、本開示の恩恵が与えられると、当業者に明らかであろう。
【００３３】
本発明のゴム組成物は、随意に、エラストマー及び充填剤と共に、硬化剤、カップリング剤並びに場合により様々な加工助剤、油エキステンダー及び抗崩壊剤のような、様々な添加剤を含有し得る。添加剤の例は、オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤、可塑剤、樹脂、難燃剤及び滑剤を包含するが、しかしそれらに制限されない。添加剤の組合わせもまた用いられ得る。それに関して、本発明のエラストマー複合物は加硫組成物（ＶＲ）、熱可塑性樹脂加硫物（ＴＰＶ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）及び熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）を包含する、ということが理解されるべきである。ＴＰＶ、ＴＰＥ及びＴＰＯ物質は、性能特性の実質的損失なしに数回押し出され及び成形されるそれらの能力により更に分類される。かくして、エラストマー複合物配合物を作製する又は更に加工する際に、エラストマー組成物の加硫を遂行するために用いられる１種又はそれ以上の硬化剤（たとえば、硫黄、硫黄供与体、活性剤、促進剤、過酸化物及び他の系のような）が用いられ得る。
【００３４】
連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物は、随意に、更なる加工を受け得る。たとえば、エラストマー複合物は、連続式配合機のような混合・配合装置において更に加工され得る。適当な連続式配合機は、国際公開第００／６２９９０号パンフレットに記載されており、しかしてその全開示は、これにより、あらゆる目的のために参照することにより組み込まれる。
【００３５】
今般、連続湿式混合及び凝固によりエラストマー複合物を製造する際に、有意な利点が認識された。特定的には、硬度を下げるべき油を含むエラストマー複合物においてさえ、優秀な耐摩耗性が達成される。典型的には、エラストマー複合物の硬度は、複合物中の充填剤の量が増加されるにつれて増加する。しばしば、エラストマー複合物の予定使用は、高いカーボンブラック充填量を要求する。しかしながら、エラストマー複合物の予定使用はまた、より低い硬度も要求し得る。エラストマー複合物の硬度を下げるために油を添加することが知られているが、しかし望ましくない硬度を回避するためにエラストマー中の油の量が増加される場合、エラストマー複合物の耐摩耗性は一般に減少される。本明細書に開示されたエラストマー複合物の少なくとも或る好ましい具体例を含めて、連続湿式混合及び凝固により製造されたエラストマー複合物は、高い充填剤含有率、及び硬度を制御するために油の相応して高い量にもかかわらず、高い耐摩耗性を達成する。すなわち、耐摩耗性は、乾式混合された対応するエラストマー複合物においてより高いことが分かる。たとえば、５０ｐｈｒより多いVulcan 7Hの充填レベルでもって連続湿式混合及び凝固により作製された新規エラストマー複合物は、同じ処方物の乾式混合された対応するエラストマー複合物より高い耐摩耗性を有する。耐摩耗性の絶対値は、充填剤及び油の充填レベルだけでなく、充填剤、エラストマー及び油の選択、等にも依存しよう、ということが理解されるべきである。しかしながら、比較し得る処方物について、本明細書に開示されたエラストマー複合物の或る好ましい具体例のような、連続湿式混合及び凝固により生成されたエラストマー複合物は、最良の商業的実施に従って乾式混合技法を用いて製造された同じ処方物の対応するエラストマー複合物より有利なほど高い耐摩耗性を有する。
【００３６】
エラストマー複合物が連続湿式混合及び凝固を用いて製造され、そして耐摩耗性について試験された。耐摩耗性は、一般に、充填剤充填量を増加すると共に最大値まで増加しそして次いで減少する、ということが分かった。連続湿式混合及び凝固エラストマー複合物の耐摩耗性は、特により高いカーボンブラック充填レベルにおいて、乾式混合された対応するエラストマー複合物の耐摩耗性より一般に大きい、ということも見られる。たとえば、連続湿式混合及び凝固並びにカーボンブラックＢＰ１１００及びＨ６５油を用いて製造された天然ゴムエラストマー複合物の耐摩耗性は、乾式混合法を用いて製造された比較し得るエラストマー複合物の耐摩耗性より大きいことが分かった。５０ｐｈｒの充填剤充填量において、連続湿式混合及び凝固を用いて製造されたエラストマー複合物は、乾式混合を用いて製造された類似のエラストマー複合物の耐摩耗性に対して２００％の耐摩耗性増加を示す。カーボンブラックVulcan 7H及びＨ６５油を用いて連続湿式混合及び凝固により製造された天然ゴムエラストマー複合物の、一連の充填剤充填レベルにわたっての耐摩耗性は、乾式混合法を用いて製造された比較し得るエラストマー複合物の耐摩耗性より大きいことが分かった。カーボンブラックＢＰ１１００を用いて連続湿式混合及び凝固により製造された天然ゴムエラストマー複合物の、一連の充填剤充填レベルにわたっての耐摩耗性は、乾式混合法を用いて製造された比較し得るエラストマー複合物の耐摩耗性より大きいことが分かった。８０ｐｈｒの充填剤充填量において、連続湿式混合及び凝固を用いて製造されたエラストマー複合物は、乾式混合により製造された対応するエラストマー複合物の耐摩耗性より３００％大きい耐摩耗性を示す。かくして、特に超高表面積／ローストラクチャーカーボンブラックを用いて、連続湿式混合及び凝固を用いると、高い耐摩耗性を有するエラストマー複合物が生成され得る。
【００３７】
本明細書において用いられる場合、カーボンブラックストラクチャーは、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４に記載された手順に従って、ジブチルフタレート吸着（ＤＢＰＡ）値（カーボンブラック１００グラム当たりのＤＢＰＡの立方センチメートルとして表して）として測定され得る。カーボンブラック表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８５に記載された手順に従って、カーボンブラック１グラム当たりの平方メートルとして表されたＣＴＡＢとして測定され得る。ＢＥＴ及びＣＤＢＰ値の測定は、先に上記に記載されたとおりである。
【００３８】
実施例
次の例の各々について、フィールドラテックスからの天然ゴム、Cabot Corporationから入手できるＢＰ１１００カーボンブラック、及び芳香族油を含むエラストマー複合物を製造した。該天然ゴムフィールドラテックスの性質は、下記の表１に与えられている。
【表１】
【００３９】
エラストマー複合物の完全処方物が、下記の表２に記載されている。
【表２】
【００４０】
実施例１〜３
実施例１〜３のエラストマー複合物を製造するために、米国特許第６，０４８，９２３号明細書に記載された手順と同様である次の手順を用いた。
【００４１】
１．カーボンブラックスラリーの製造
カーボンブラックの袋を乾式粉砕し、そして引き続いて掻き混ぜ機を備えたカーボンブラックスラリータンク中で水と混合して１６．８ｗｔ％カーボンブラックスラリーを形成させた。次いで、この粗製スラリーを、該スラリーが約７８０ｋｇ／ｈｒの流量にて混合帯域中に噴流として導入されるように、約３０００ｐｓｉｇの操作圧にてホモジナイザーに供給して、微粉砕カーボンブラックスラリーを生成させた。
【００４２】
２．ラテックスの送出
最初にタンクに装填されたラテックスを、凝塊反応器の混合帯域にポンプ輸送した。所望の最終カーボンブラック充填レベルを得るために、ラテックス流量を調節した。４３０から６００ｋｇ／ｈｒの間のラテックス流量が、８０と９５ｐｈｒの間のカーボンブラック充填レベルをもたらした（より高いラテックス流量がより低いカーボンブラック充填レベルをもたらす）。酸化防止剤及び油は、ラテックス中に添加しなかった。
【００４３】
３．カーボンブラックとラテックスの混合
カーボンブラックスラリーとラテックスを、該ラテックスを該カーボンブラックスラリー中に連行させることにより混合した。連行中に、カーボンブラックはラテックス中に親密に混入され、そしてこの混合物は凝固した。軟らかくて湿ったスポンジ状の「蠕虫」形態の凝塊が、凝塊反応器から出た。
【００４４】
４．脱水
凝塊反応器から排出された湿潤団粒を、脱水押出機（The French Oil Machinery Company，７インチ直径）でもって、１０〜２５％の湿分に脱水した。該押出機において、該湿潤団粒は圧縮され、そして水が該団粒から絞り出されそして該押出機のスロットバレルに通された。
【００４５】
５．乾燥及び冷却
脱水された団粒を連続式混合機中に落下させ、しかしてそこで該団粒を素練りし、そして油及び酸化防止剤と混合した。生成物出口温度は１６０℃未満であり、そして湿分含有率は約２％であった。
【００４６】
引裂き強さ
実施例１〜３のエラストマー複合物についての引裂き試験結果を、下記の表３に示す。
【表３】
【００４７】
比較例１〜３
ＢＲ１６００バンバリーミキサー（Farrel）を用いて、比較例１〜３のエラストマー複合物を製造した。混合手順は、表４に示されている。
【表４】
【００４８】
生じたエラストマー複合物を、引裂き強さ（ダイＣ）について試験した。結果は、表５に示されている。
【表５】
【００４９】
表３に示された結果を表５における結果と比較すると分かり得るように、本発明のエラストマー複合物は、慣用の乾式混合法を用いて製造されたものよりかなり高い引裂き強さを有する。
【００５０】
本発明は特定の具体的態様に関して上記に記載されてきたけれども、本開示の恩恵が与えられると、それらの他の使用、変更及び改変が当業者に明らかになろう、ということが予想される。請求項は、本発明の真の精神及び範囲内に入るような変更及び改変をカバーすると読解されるよう意図されている。
【００５１】
以下に本願発明に関連する発明の実施形態について列挙する。
実施形態１
エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー複合物。
実施形態２
少なくとも６０ｐｈｒの微粒子状充填剤を含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態３
少なくとも６０ｐｈｒの、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態４
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たさないストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種の追加の充填剤物質を更に含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態５
エラストマーが、天然ゴム、ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３−ジアルキル−１，３−ブタジエン（ここで、アルキル基はＣ１からＣ３のアルキルである）、アクリロニトリル、エチレン又はプロピレンのホモポリマー、コポリマー又はターポリマーから選択される、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態６
エラストマーが、天然ゴムを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態７
オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、樹脂、難燃剤、エキステンダー油、滑剤及びそれらの組合わせから選択された少なくとも１種の添加剤を更に含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態８
エラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態９
エラストマー複合物であって、汎用ゴムと、該汎用ゴム中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを達成するために、該汎用ゴム中の有効な少なくとも１種のカーボンブラックの量を含むエラストマー複合物。
実施形態１０
エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該エラストマー複合物が
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を有し、該微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有するカーボンブラックを含むエラストマー複合物。
実施形態１２
ＡＳＴＭ Ｄ−６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１０に記載のエラストマー複合物。
実施形態１２
エラストマー複合物であって、汎用ゴムと、該汎用ゴム中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を達成するために、該汎用ゴム中の有効な少なくとも１種のカーボンブラックの量を含むエラストマー複合物。
実施形態１３
カーボンブラックが、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する、実施形態１２に記載のエラストマー複合物。
実施形態１４
エラストマーが、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１２に記載のエラストマー複合物。
実施形態１５
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは約５である）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態１６
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは約１０である）を満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態１７
エラストマー配合物であって、少なくとも１種のエラストマー物質と配合されたエラストマー複合物を含み、しかも該エラストマー複合物が、第１エラストマーと、第１エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、該微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘを満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含むエラストマー配合物。
実施形態１８
エラストマー物質が、第１エラストマーとは異なるエラストマーを含む、実施形態１７に記載のエラストマー配合物。
実施形態１９
配合する前のエラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも約１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態１７に記載のエラストマー配合物。
実施形態２０
配合する前のエラストマー複合物が、
ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して約６５より大きいショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも約６００％の破断点伸び
を有する、実施形態１７に記載のエラストマー配合物。
実施形態２１
エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含むエラストマー複合物を製造する方法であって、
エラストマーラテックスを含む第１流体の連続流を混合帯域に供給し、そして
微粒子状充填剤を含む第２流体の連続流を加圧下で該混合帯域に供給して混合物を形成させ、しかも該混合帯域内の第１流体と第２流体の混合が、該エラストマーラテックスを該微粒子状充填剤で実質的に完全に凝固させるのに十分に強力である
ことを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘを満たすストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む方法。
実施形態２２
エラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２３
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合してエラストマー配合物を形成させることを更に含む、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２４
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合することが、該エラストマー複合物を該エラストマー物質と乾式混合することを含む、実施形態２３に記載の方法。
実施形態２５
エラストマー物質が、追加の充填剤を含む、実施形態２３に記載の方法。
実施形態２６
エラストマー複合物を追加の充填剤と配合することを更に含む、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２７
エラストマー複合物が、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを有する、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２８
エラストマー複合物が、
ＡＳＴＭ Ｄ１４１５試験方法により測定される場合の少なくとも６５のショアーＡ硬度、
ＡＳＴＭ Ｄ４１２試験方法により測定される場合の少なくとも３０メガパスカルの引張り強さ、及び
ＡＳＴＭ Ｄ４１２試験方法により測定される場合の少なくとも６００％の伸び
を有する、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２９
微粒子状充填剤が、約４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰ値及び約２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、実施形態１に記載のエラストマー複合物。
実施形態３０
少なくとも１種のカーボンブラックが、エラストマー複合物中のエラストマーの重量を基準として約５０から１１０ｐｈｒの充填レベルにて存在する、実施形態２９に記載のエラストマー複合物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすストラクチャー（ＣＤＢＰ値）及び表面積（ＢＥＴ値）を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、そのエラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも６００％の破断点伸びを有する、エラストマー複合物。
【請求項２】
少なくとも６０ｐｈｒの、微粒子状充填剤を含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項３】
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たさないストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種の追加の充填剤物質を更に含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項４】
エラストマーが、天然ゴム、又は、ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３−ジアルキル−１，３−ブタジエン（ここで、アルキル基はＣ１からＣ３のアルキルである）、アクリロニトリル、エチレン又はプロピレンのホモポリマー、コポリマー又はターポリマーから選択される、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項５】
オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、樹脂、難燃剤、エキステンダー油、滑剤及びそれらの組合わせから選択された少なくとも１種の添加剤を更に含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項６】
エラストマーが、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを達成するのに有効な量の少なくとも一種のカーボンブラックを含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項７】
微粒子状充填剤が、４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰ値及び２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項８】
少なくとも１種のカーボンブラックが、エラストマー複合物中のエラストマーの重量を基準として５０から１１０ｐｈｒの充填レベルにて存在する、請求項７に記載のエラストマー複合物。
【請求項９】
エラストマー配合物であって、少なくとも１種のエラストマー物質と配合されたエラストマー複合物を含み、しかも該エラストマー複合物が、第１エラストマーと、第１エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、該微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすストラクチャー（ＣＤＢＰ値）及び表面積（ＢＥＴ値）を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、その第１エラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも６００％の破断点伸びを有する、エラストマー配合物。
【請求項１０】
エラストマー物質が、第１エラストマーとは異なるエラストマーを含む、請求項９に記載のエラストマー配合物。
【請求項１１】
エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含むエラストマー複合物を製造する方法であって、 エラストマーラテックスを含む第１流体の連続流を混合帯域に供給し、そして微粒子状充填剤を含む第２流体の連続流を加圧下で該混合帯域に供給して混合物を形成させ、しかも該混合帯域内の第１流体と第２流体の混合が、該エラストマーラテックスを該微粒子状充填剤で完全に凝固させるのに十分に強力である
ことを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすストラクチャー（ＣＤＢＰ値）及び表面積（ＢＥＴ値）を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、そのエラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも６００％の破断点伸びを有する、含む方法。
【請求項１２】
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合してエラストマー配合物を形成させることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合することが、該エラストマー複合物を該エラストマー物質と乾式混合することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
エラストマー物質が、追加の充填剤を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
エラストマー複合物を追加の充填剤と配合することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１１の方法により製造したエラストマー複合物。
【請求項１】
エラストマー複合物であって、エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすストラクチャー（ＣＤＢＰ値）及び表面積（ＢＥＴ値）を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、そのエラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも６００％の破断点伸びを有する、エラストマー複合物。
【請求項２】
少なくとも６０ｐｈｒの、微粒子状充填剤を含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項３】
微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たさないストラクチャー値及び表面積値を有する少なくとも１種の追加の充填剤物質を更に含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項４】
エラストマーが、天然ゴム、又は、ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３−ジアルキル−１，３−ブタジエン（ここで、アルキル基はＣ１からＣ３のアルキルである）、アクリロニトリル、エチレン又はプロピレンのホモポリマー、コポリマー又はターポリマーから選択される、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項５】
オゾン亀裂防止剤、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、樹脂、難燃剤、エキステンダー油、滑剤及びそれらの組合わせから選択された少なくとも１種の添加剤を更に含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項６】
エラストマーが、ダイＣを用いてのＡＳＴＭ−Ｄ６２４試験方法により測定される場合の少なくとも１６０Ｎ／ｍｍの引裂き強さを達成するのに有効な量の少なくとも一種のカーボンブラックを含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項７】
微粒子状充填剤が、４３から４５ｍＬ／１００ｇのＣＤＢＰ値及び２６０から２６４ｍ2／ｇのＢＥＴ値を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含む、請求項１に記載のエラストマー複合物。
【請求項８】
少なくとも１種のカーボンブラックが、エラストマー複合物中のエラストマーの重量を基準として５０から１１０ｐｈｒの充填レベルにて存在する、請求項７に記載のエラストマー複合物。
【請求項９】
エラストマー配合物であって、少なくとも１種のエラストマー物質と配合されたエラストマー複合物を含み、しかも該エラストマー複合物が、第１エラストマーと、第１エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含み、該微粒子状充填剤は、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすストラクチャー（ＣＤＢＰ値）及び表面積（ＢＥＴ値）を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、その第１エラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも６００％の破断点伸びを有する、エラストマー配合物。
【請求項１０】
エラストマー物質が、第１エラストマーとは異なるエラストマーを含む、請求項９に記載のエラストマー配合物。
【請求項１１】
エラストマーと、該エラストマー中に分散された微粒子状充填剤とを含むエラストマー複合物を製造する方法であって、 エラストマーラテックスを含む第１流体の連続流を混合帯域に供給し、そして微粒子状充填剤を含む第２流体の連続流を加圧下で該混合帯域に供給して混合物を形成させ、しかも該混合帯域内の第１流体と第２流体の混合が、該エラストマーラテックスを該微粒子状充填剤で完全に凝固させるのに十分に強力である
ことを含み、しかも該微粒子状充填剤が、式ＣＤＢＰ≦（ＢＥＴ÷２．９）−Ｘ（ここで、Ｘは０以上である）を満たすストラクチャー（ＣＤＢＰ値）及び表面積（ＢＥＴ値）を有する少なくとも１種のカーボンブラックを含み、そのエラストマー複合物が、ＡＳＴＭ−Ｄ１４１５試験方法に従って測定して６５より大きいショアーＡ硬度、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して３０メガパスカルより大きい引張り強さ、及びＡＳＴＭ−Ｄ４１２試験方法に従って測定して少なくとも６００％の破断点伸びを有する、含む方法。
【請求項１２】
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合してエラストマー配合物を形成させることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
エラストマー複合物をエラストマー物質と配合することが、該エラストマー複合物を該エラストマー物質と乾式混合することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
エラストマー物質が、追加の充填剤を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
エラストマー複合物を追加の充填剤と配合することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１１の方法により製造したエラストマー複合物。
【公開番号】特開２００９−２９３０４６（Ｐ２００９−２９３０４６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１７７９３（Ｐ２００９−２１７７９３）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【分割の表示】特願２００３−５５１２０４（Ｐ２００３−５５１２０４）の分割
【原出願日】平成１４年１１月２１日（２００２．１１．２１）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【分割の表示】特願２００３−５５１２０４（Ｐ２００３−５５１２０４）の分割
【原出願日】平成１４年１１月２１日（２００２．１１．２１）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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