説明

トリアルコキシメルカプトアルキルーシランを含む混合物

混合物が少なくとも1つの架橋可能な不飽和鎖状重合体ベース、10〜100質量部のシリカ、及び、1〜20質量部のトリアルコキシメルカプトアルキル−シラン類のシラン結合剤を含む第1混合工程と、前記混合物に加硫系を加える最終混合工程とを備えるタイヤ用混合物の製造方法である。前記シラン結合剤は、0.5〜2質量部の酸化亜鉛及び5〜15質量部のカーボンブラックに吸着した形で用いられる。第1混合工程では、前記混合物は、1〜5質量部の1又はそれ以上の脂肪酸誘導体を含み、最終混合工程では、前記混合物に1〜2質量部の酸化亜鉛を加える。前記脂肪酸誘導体は、炭素数が2〜6であるアルコール又は炭素数が2〜6である1級若しくは2級アミンを用いて、炭素数が16〜20である脂肪酸の縮合物から得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トリアルコキシメルカプトアルキル−シランを含む混合物に関する。
【背景技術】
【0002】
トレッド用混合物のような特定の混合物では、補強材として、従来のカーボンブラックの代わりにシリカが長く用いられてきたが、なぜなら転がり抵抗及び濡れた路面の保持性能に関するシリカの効果のためである。
【0003】
シリカは、シラノール基と結合することで、シリカ粒子間の水素結合の形成を抑制すると同時に、重合体ベースにシリカを化学的に固定するシラン結合剤と混み合わせて用いられる。
【0004】
最近の研究では、トリアルコキシメルカプトアルキル−シランが転がり抵抗及び炭化水素排出を低減する点において優れたシラン結合剤であることが明らかにされている。
【0005】
式(I)の化合物は、最も効果を発揮するものの1つである。
SH(CHSiR・・・(I)
ここで、Rは−OCHCHであり、Rは−O(CHCHO)(CH13CHである。
【0006】
しかしながら、上記効果と同時に、トリアルコキシメルカプトアルキル−シランは、前記混合物のプロセスが悪化するという難点を有し、当該問題の解決を図る試みは、例えば耐摩耗性や弾性のように、混合物の他の特性を悪化させる結果となるだけである。
【発明の概要】
【0007】
本発明は、プロセスを悪化させないことに加えて、混合物の他の重要な特性を劣化させることなくトリアルコキシメルカプトアルキル−シラン結合剤が用いられる混合物の提供を目的とする。
【0008】
本発明によれば、混合物が少なくとも1つの架橋可能な不飽和鎖状重合体ベース、10〜100質量部のシリカ、及び、1〜20質量部のトリアルコキシメルカブトアルキル−シラン類のシラン結合剤を含む第1混合工程と;前記混合物に加硫系を加える最終混合工程とを備えるタイヤ用混合物の製造方法を提供する。また、上記製造方法については、前記シラン結合剤が、0.5〜2質量部の酸化亜鉛及び5〜15質量部のカーボンブラックに吸着した形で用いられ;第1混合工程では、前記混合物は、1〜5質量部の1又はそれ以上の脂肪酸誘導体を含み;最終混合工程では、前記混合物に1〜2質量部の酸化亜鉛を加え;前記脂肪酸誘導体は、炭素数が2〜6であるアルコール又は炭素数が2〜6である1級若しくは2級アミンを用いて、炭素数が16〜20である脂肪酸の縮合物から得られる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
好ましくは、シラン結合剤は、トリアルコキシメルカプトアルキル−シラン類である。
【0010】
好ましくは、シラン結合剤は、下式(I)となる。
SH(CHSiR・・・(I)
ここで、Rは−OCHCHであり、Rは−O(CHCHO)(CH13CHである。
【0011】
好ましくは、最終混合工程において、1.80〜3質量部の硫黄を混合物に加える。
【0012】
後述の実施例は、ただ本発明をより明確に理解できるようにするものにすぎず、これに限定されるものではない。
【実施例】
【0013】
4つの混合物:2つの比較例の混合物(A及びB)、並びに、本発明の教示による2つの混合物(C及びD)が製造された。比較例の混合物は、従来のシラン結合剤を含む公知の混合物(A)、及び、公知の混合物とはトリアルコキシメルカプトアルキル−シラン結合剤を含むことだけが異なる混合物(B)である。
【0014】
比較例の混合物A及びB、並びに、本発明による混合物C及びDの異なる製造方法を、以下に示す。
【0015】
<混合物A及びBの製造>
(第1混合工程)
混合に先立って、230〜270リットルの正接回転ミキサーに、架橋可能な重合体ベース、シリカ、カーボンブラック、シラン結合剤、オイル、ステアリン酸、ワックス及び酸化防止剤を、66〜72%の充填率で充填した。
【0016】
ミキサーは、40〜60の回転速度で運転し、140〜160℃の温度に達したときに混合物を解放した。
【0017】
(第2混合工程)
第1工程を経た混合物を、再び40〜60rpmの回転速度で運転するミキサーで混合し、130〜150℃の温度に達したときに解放した。
【0018】
(第3混合工程)
加硫系及び酸化亜鉛を、充填率が63〜67%となるように第2工程を経た混合物に加えた。
【0019】
ミキサーを、20〜40rpmの回転速度で運転し、100〜110℃の温度に達したときに混合物を解放した。
【0020】
<混合物C及びDの製造>
(第1混合工程)
混合に先立って、230〜270リットルの正接回転ミキサーに、架橋可能な重合体ベース、シリカ、カーボンブラック、酸化亜鉛及びカーボンブラックに支持されたシラン結合剤、オイル、ステアリン酸、ワックス、酸化防止剤、並びに、脂肪酸誘導体を、66〜72%の充填率で充填した。
【0021】
ミキサーは、40〜60の回転速度で運転し、140〜160℃の温度に達したときに混合物を解放した。
【0022】
(第2混合工程)
上述の第2混合工程を再び行った。
【0023】
(第3混合工程)
第1混合工程で用いられなかった加硫系及び酸化亜鉛を、充填率が63〜67%となるように第2工程を経た混合物に加えた。
【0024】
ミキサーを20〜40rpmの回転速度で運転し、100〜110℃の温度に達したときに混合物を解放した。
【0025】
<混合物の組成>
表1は、上記方法によって製造された混合物の組成を示す。成分量は、全重合体ベースの100質量部に対する質量部で表される。
【0026】
【表1】

【0027】
* 第1混合工程にて、吸着されたシラン結合剤とともに加えられた量(質量部)を示す。
** 酸化亜鉛及びカーボンブラックの一部に吸着された状態で、混合物に加えられたシラン結合剤を示す。
【0028】
シラン結合剤は、ビス−(3−トリエトキシ−シリルプロピル)−ジスルフィドを65〜80%含有するシラン化合物を意味する。
【0029】
シラン結合剤は、式(I)のシラン化合物を意味する。
【0030】
脂肪酸誘導体は、メチルプロピルアミンを用いたC18の脂肪酸の縮合によって得られるアミドと、プロパノールを用いたC18の脂肪酸の縮合によって得られるエステルとの混合物を意味する。
【0031】
<実験結果>
それぞれの混合物の重要なパラメータの数値を測定するため、上記混合物について試験を行った。
【0032】
表2は、4つの混合物に関する各パラメータの結果を示す。
【0033】
試験後のパラメータを以下に示す。
−ASTM Standard D1646により測定された粘度(ML1’+4’、130℃)
−ASTM Standard D1646により測定された130℃におけるムーニー粘度
−DIN Standard 53516により測定された耐摩耗性
−ASTM Standard D412Cにより測定された物理的特性(伸び EB%、剪断応力 TB、M300%モジュラス)
−ASTM Standard D5992により測定された弾性率(E’)及びtanδ
【0034】
表2の数値は、比較例の混合物Aの数値を100としたときの指数で示される。
【0035】
【表2】

【0036】
表2に示すように、本発明による製造方法は(混合物C及びD)、混合物の他の特性を悪化させることなく、トリアルコキシメルカプトアルキル−シラン類のシラン結合剤を用いることを可能とする。
【0037】
酸化亜鉛及びカーボンブラックに吸着したシラン結合剤の追加は、用いられるシラン結合剤の化学的性質によるスコーチタイムの減少を抑える。また、その他に生じる耐摩耗性及び弾性率の減少を抑えるため、最終混合工程において酸化亜鉛の一部を保持する。実際に、試験では、最終混合工程における酸化亜鉛の不足が、混合物の耐摩耗性及び弾性率の許容できない減少を招くことを確認している。
【0038】
さらに、脂肪酸誘導体の存在は、過度な粘度を有することを防ぐ。
【0039】
最終的に、表2の混合物C及びDの数値比較することでわかるように、硫黄の量を通常よりも多くすることは、第1混合工程と第2混合工程との間での酸化亜鉛の破壊に起因した混合物の物性低下をさらに補うことができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
混合物が少なくとも1つの架橋可能な不飽和鎖状重合体ベース、10〜100質量部のシリカ、及び、1〜20質量部のトリアルコキシメルカプトアルキル−シラン類のシラン結合剤を含む第1混合工程と、前記混合物に加硫系を加える最終混合工程とを備え、
前記シラン結合剤は、0.5〜2質量部の酸化亜鉛及び5〜15質量部のカーボンブラックに吸着した形で用いられ、前記第1混合工程では、前記混合物は、1〜5質量部の1又はそれ以上の脂肪酸誘導体を含み、前記最終混合工程では、前記混合物に1〜2質量部の酸化亜鉛を加えることを特徴とするタイヤ用混合物の製造方法。
【請求項2】
前記脂肪酸誘導体は、炭素数が2〜6であるアルコール又は炭素数が2〜6である1級若しくは2級アミンを用いて、炭素数が16〜20である脂肪酸の縮合物から得られることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用混合物の製造方法。
【請求項3】
前記シラン結合剤は、トリアルコキシメルカプトアルキル−シラン類に含まれる請求項第1又は2に記載のタイヤ用混合物の製造方法。
【請求項4】
前記シラン結合剤は、下式(I)からなることを特徴とする請求項3に記載のタイヤ用混合物の製造方法。
SH(CHSiR・・・(I)
ここで、Rは−OCHCHであり、Rは−O(CHCHO)(CH13CHである。
【請求項5】
前記最終混合工程において、1.80〜3質量部の硫黄を前記混合物に加えることを特徴とする請求項4に記載のタイヤ用混合物の製造方法。
【請求項6】
前記第1混合工程において、前記混合物が、80質量部のシリカ、1質量部の酸化亜鉛及び8質量部のカーボンブラックに吸着した9質量部のシラン結合剤、並びに、3質量部の脂肪酸誘導体を含み、前記最終混合工程において、1.85質量部の硫黄及び1.5質量部の酸化亜鉛を前記混合物に加えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ用混合物の製造方法。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法を用いて製造されることを特徴とするタイヤ用混合物。
【請求項8】
請求項7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9】
請求項8に記載のトレッドを備えるタイヤ。

【公表番号】特表2011−511858(P2011−511858A)
【公表日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−543513(P2010−543513)
【出願日】平成21年1月23日(2009.1.23)
【国際出願番号】PCT/EP2009/050804
【国際公開番号】WO2009/092811
【国際公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】