JP5166882B2 - 選択エラストマーブレンドおよびそれらの製品における利用 - Google Patents
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Description
本出願は、2004年12月29日に出願された、米国特許出願番号第60/639,939号の優先権を主張し、その開示は参照により本発明に組み込まれる。
一つの態様において、本発明は以下を含む組成物を提供する。すなわち一つ以上のイソブチレンおよびメチルスチレンのハロゲン化ランダム・コポリマーであって、この一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーが、この一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーの重量に基づいて9.0重量%以上のメチルスチレン、好ましくはパラ−メチルスチレンを含むもの、および一つ以上の汎用ゴムを含む組成物である。
侵害の決定に関して、発明の範囲は、それらの均等物、および引用された発明と均等な構成または限定を含め、添付の特許請求の範囲の任意のいずれか一つ以上が参照される。本発明の様々な具体的な態様、変更、および実施例を、特許請求された発明の理解の目的のために本発明で採用された好ましい態様および定義を含めて以下に記述する。
本発明のエラストマー性組成物には、イソブチレン、およびパラ異性体を80重量%以上、より代替的に90重量%以上を含む、パラ−メチルスチレンのようなアルキルスチレンなどのC4からC7のイソモノオレフィンを含む一つ以上のランダム・コポリマーが含まれ、任意に機能性インターポリマーを含む。ここで、このスチレンモノマー単位に存在する一つ以上のアルキル置換基は、ベンジルハロゲンまたはその他の幾つかの官能基を含む。もう一つの態様において、前記ポリマーはエチレン、またはC3からC6のα−オレフィン、およびパラ異性体を80重量%以上、より代替的に90重量%以上を含むパラ−メチルスチレンのようなアルキルスチレン・コモノマーのランダムエラストマー系コポリマーであるもでき、選択的に機能性インターポリマーを含む。ここで、スチレンモノマー単位に存在する1または複数のアルキル置換基は、ベンジルハロゲンまたはその他の幾つかの官能基を含む。具体的な材料は、ポリマー鎖に沿って不規則に間隔の空いた以下のモノマー単位を含むポリマーとして特徴付けることができる。
本発明の組成物は、任意に熱可塑性樹脂を含むことができる。本発明の実施に好適な熱可塑性樹脂は単独でまたは組合せで用いることができ、窒素、酸素、ハロゲン、硫黄、またはハロゲンまたは酸性基のような芳香族官能基と相互作用することができるその他の基を含む樹脂である。前記樹脂は、一つの態様において30〜90重量%、もう一つの態様において40〜80重量%、更にもう一つの態様において50〜70重量%で存在している。更にもう一つの態様において、前記樹脂は40重量%以上より高い、もう一つの態様において60重量%より高い濃度で存在している。
前記エラストマー組成物は、1または複数の充填剤成分を有することができる。参照を容易にするために、本発明で記述する材料およびそれらの等価物は1または複数の充填剤のことを言う。具体例には、炭酸カルシウム、粘土、雲母、シリカおよびケイ酸塩、タルク、二酸化チタン、デンプンおよびウッドフラワー(wood flower)のようなその他の有機充填剤、およびカーボンブラックが含まれるがこれに限定されない。一つの態様において、前記充填剤はカーボンブラックまたは修飾カーボンブラックである。
加工油は、本発明のブレンドまたは組成物において存在し得る。前記加工油は、パラフィン性油、芳香油、ナフテン性油、およびポリブテン油から選択することができる。
本発明に従って生産された組成物は、代表的に、顔料、促進剤、架橋剤および硬化物質、抗酸化財、オゾン劣化防止剤および充填剤のようなゴム混合物に通常用いられるその他の成分および添加剤を含む。一つの態様において、ナフテン性、芳香族またはパラフィン性のエキステンダー油のような加工助剤(樹脂)は、1〜30phrで存在することができる。もう一つの態様において、ナフテン性、脂肪族、パラフィン性、および他の芳香族の樹脂および油は、実質的に前記組成物に含まれない。「実質的に含まれない」によって、ナフテン性、脂肪族、パラフィン性および他の芳香族の樹脂は、仮に含まれたとしても、組成物において2phr以下までしか含まれない。
エラストマーのブレンドは、反応混合物および/または溶融ブレンドであり得る。成分の混合は、バンブリ(商標)ミキサー、ブラベンダー(商標)ミキサー、または好ましくはミキサー/押出し機のような任意の好適な混合装置における挿入の形で、ポリマー成分、充填剤、および粘土を混合することにより行われる。混合は、剥離するため粘土挿入と、ナノコンポジットを形成するためのポリマー内で一様分散を可能とするのに十分なせん断の条件の下で、一つの態様において組成物に用いられるエラストマーおよび/または第二ゴムの融点以下、もう一つの態様において40℃〜250℃、更にもう一つの態様において100℃〜200℃の範囲の温度において行われる。
本発明のブレンドは、繊維、フィルム、層、自動車部品などの工業部品、住宅電化製品、消費財、包装等を含んだ様々な造形品へ押出し、圧縮成型、ブロー成型、射出成型、および積層される。
硬化特性は、指示温度においてODR2000および3°角度、またはMDR2000および0.5°角度を用いて測定した。試験標本は、指示温度、具体的には150℃〜160℃において、t90+適切な成型ラグに対応する時間、加硫した。必要な場合は、標準ASTM試験を硬化化合物の物的特性を決定するために用いた(表1を参照されたい)。緊張/歪み特性(伸び強度、破断延伸、係数値、破壊のエネルギー)をインストロン4202を用いて室温で測定した。ショアA硬度をズウィック・デュロマティク(Duromatic)を用いて室温で測定した。100%係数の測定における誤差(2σ)は、±0.11MPa単位であり、延伸の測定における誤差(2σ)は、±13%である。
組成物7〜9は、コポリマーに対して5重量%より高い水準のPMSを有するEXXPRO(商標)エラストマーの使用を例示する。これらのデータは、PMSのより多量の添加が、1〜4の組成物であるコポリマー単独、または組成物5〜6である5重量%のPMS水準を有するEXXPRO(商標)エラストマーに比べて、空気バリアの特質をより改善することを示す。組成物10〜11は、0.85モル%より高い水準のBrPMSを有するEXXPRO(商標)エラストマーの使用を例示する(表2を参照されたい)。これらのデータは、前記BrPMSのより多量の添加が、1−4の組成物であるコポリマー単独、または同一のPMS水準および組成物7である0.85モル%のBrPMSを有するEXXPRO(商標)エラストマーに比べて、空気バリアの特質をより改善することを示す。
Claims (20)
- 組成物であって、前記組成物が、一つ以上のイソブチレンおよびメチルスチレンのハロゲン化ランダム・コポリマーおよび一つ以上の汎用ゴムを含み、前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーが、前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーの重量に基づいて9.0重量%以上のパラ‐メチルスチレンを含み、前記組成物が、70phr〜97phrの前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーおよび30phr〜3phrの前記一つ以上の汎用ゴム、および20phr〜100phrのカーボンブラックを含む組成物。
- 前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーが、前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーの重量に基づいて10.0重量%以上のパラ−メチルスチレンを含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- 前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーが、前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーの総量に基づいて0.1〜5重量%のハロゲンを含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- 前記一つ以上の汎用ゴムが、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリ(スチレン−co−ブタジエン)ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリ(イソプレン−コ−ブタジエン)ゴム(IBR)、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム(SIBR)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、またはこれらの混合物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、一つ以上の熱可塑性樹脂または一つ以上の熱可塑性樹脂を含む組成物をさらに含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、
a)炭酸カルシウム、粘土、雲母、シリカ、ケイ酸塩、タルク、二酸化チタン、デンプン、ウッドフラワー、またはこれらの混合物から選択される一つ以上の追加的な充填剤、
b)モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコイト、ラポナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、マガダイト、ケニヤイト、ステベンサイト、バーミキュライト、ハロイサイト、アルミン酸塩酸化物、ハイドロタルサイト、およびこれらの混合物から選択される一つ以上の粘土、
c)芳香油、ナフテン性油、パラフィン性油、およびこれらの混合物から選択された一つ以上の加工油、
d)一つ以上のポリブテン加工助剤、
e)一つ以上の硬化パッケージ、または前記組成物が硬化組成物を生産するために一つ以上の工程を経た前記硬化パッケージ、または
f)a−eの任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。 - 前記1つ以上の粘土が修飾剤で処理される請求項6の組成物。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物を含む製品。
- 前記製品が、37.5cc−mil/m2−日−mmHg以下のモコン酸素透過性値を有することを特徴とする請求項8に記載の製品。
- 前記製品が、インナーライナー、空気袋、空気膜、インナーチューブ、エアバリアー、フィルム、層(ミクロ層および/または多層)、トレッド、および側壁から成る群から選択される製品であること特徴とする請求項8または9に記載の製品。
- 請求項8または9に記載の製品を含むタイヤ。
- 前記タイヤが、2.0以下の膨張圧力保持率(IPR)を有することを特徴とする請求項11に記載のタイヤ。
- 前記タイヤが、80以下の骨格内圧力(ICP)を有することを特徴とする請求項11または12に記載のタイヤ。
- 前記タイヤが、470以上のタイヤ耐久性を有することを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 一つ以上のイソブチレンおよびメチルスチレンのハロゲン化ランダム・コポリマーおよび一つ以上の汎用ゴムを含む組成物から作られる製品の使用であって、ここで前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーが、前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーの重量に基づいて9.0重量%以上のパラ‐メチルスチレンを含み、タイヤ中に前記組成物が70phr〜97phrの前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーおよび30phr〜3phrの前記一つ以上の汎用ゴム、および20phr〜100phrのカーボンブラックを含み、前記タイヤが、(a)2.0以下の膨張圧力保持率(IPR)、(b)80以下の骨格内圧力(ICP)、および(c)470以上のタイヤ耐久性を有することを特徴とする前記製品の使用。
- 前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーが、前記一つ以上のハロゲン化ランダム・コポリマーの重量に基づいて10.0重量%以上のパラ−メチルスチレンを含むことを特徴とする請求項15に記載の製品の使用。
- 請求項15または16に記載の製品の使用であって、前記組成物が、
a)炭酸カルシウム、粘土、雲母、シリカ、ケイ酸塩、タルク、二酸化チタン、デンプン、ウッドフラワー、またはこれらの混合物から選択される一つ以上の追加的な充填剤、
b)モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコイト、ラポナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、マガダイト、ケニヤイト、ステベンサイト、バーミキュライト、ハロイサイト、アルミン酸塩酸化物、ハイドロタルサイト、または任意に修飾剤で処理されるこれらの混合物から選択される一つ以上の粘土、
c)芳香油、ナフテン性油、パラフィン性油、またはこれらの混合物から選択された一つ以上の加工油、
d)一つ以上のポリブテン加工助剤、
e)一つ以上の硬化パッケージ、または前記組成物が硬化組成物を生産するために一つ以上の工程を経た前記硬化パッケージ、または、
f)a−eの任意の組み合わせ
を含む製品の使用。 - 前記1つ以上の粘土が修飾剤で処理されることを特徴とする請求項17の製品の使用。
- 前記タイヤ中の前記組成物が(a)、(b)、および(c)に示す追加的な成分の二つ以上を有することを特徴とする請求項17に記載の製品の使用。
- 前記タイヤ中の前記組成物が追加的な成分(a)、(b)、および(c)を有することを特徴とする請求項17に記載の製品の使用。
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