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KR101662926B1 - 디시클로펜타디엔계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품 - Google Patents

디시클로펜타디엔계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품 Download PDF

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KR101662926B1
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에드워드 제이 블록
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마틴 이 레바인
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엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드
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Abstract

하나 이상의 엘라스토머, 및 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 약 110℃ 내지 약 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물.

Description

디시클로펜타디엔계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품{DICYCLOPENTADIENE BASED RESIN COMPOSITIONS AND ARTICLES MANUFACTURED THEREFROM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2012년 5월 25일자 출원된 미국 가출원 번호 제61/651,756호를 우선권으로 주장하고, 해당 개시 내용 전체는 참조에 의해 본건에 포함된다.
기술 분야
본 발명은 엘라스토머 및 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 디시클로펜타디엔계 수지 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 디시클로펜타디엔계 수지 조성물로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
높은 습윤 견인성(wet traction) 및 낮은 회전 저항성(rolling resistance)과 같은 성능 특성의 조합을 갖는 엘라스토머 조성물은 일반적으로 타이어 및 다른 용도에서 요청된다. 유감스럽게도, 습윤 견인성을 증가시키기 위해 엘라스토머에 첨가되는 탄화수소 수지는 회전 저항성에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 반대의 경우에도 그러하다. 따라서, 회전 저항성을 유지 또는 감소시키면서 습윤 견인성 성능을 증가시킬 수 있는 수지 및/또는 습윤 견인성과 회전 저항성의 개선된 균형을 제공할 수 있는 수지가 요구된다.
개요
한 실시 양태에서, 조성물이 제공된다. 상기 조성물은, 하나 이상의 엘라스토머, 및 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 약 110℃ 내지 약 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함한다.
다른 실시 양태에서, 타이어가 제공된다. 상기 타이어는, 하나 이상의 엘라스토머, 및 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 약 110℃ 내지 약 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물을 포함한다.
또 다른 실시 양태에서, 타이어 트레드가 제공된다. 타이어 트레드는, 하나 이상의 엘라스토머, 및 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 약 110℃ 내지 약 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물을 포함한다.
발명의 상세한 설명
특정한 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔을 기초로 하는 탄화수소 중합체 첨가제는 엘라스토머 조성물에 유리한 성질, 예컨대 향상된 습윤 견인성 및 감소된 회전 저항성의 독특하고 바람직한 조합을 제공한다고 밝혀졌다. 예를 들면, 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 40 내지 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 함량을 갖고, 100 내지 800 g/몰 범위의 저 분자량 및 110 내지 150℃ 범위의 고 연화점을 갖는 탄화수소 중합체 첨가제를 사용함으로써 습윤 견인성 및 회전 저항성 성능의 특히 유리한 조합이 달성될 수 있음이 밝혀졌다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량"은 중합체를 만드는데 참조된 단량체 성분의 총 함량(aggregate content)을 나타낸다. 해당 용어는 참조된 성분 각각이 중합체 내에 존재하거나 중합체가 참조된 성분 전부로부터 유래된다는 것이 요구되거나 의미하기 위함이 아니다. 본원발명의 임의의 실시 양태에서, 참조된 성분 중 하나 또는 둘은 존재하지 않거나 최소량으로만 존재할 수 있다.
탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 경화된 조성물은 습윤 견인성 및 회전 저항성 성능 특성의 유리한 조합을 가질 수 있다.
엘라스토머
임의의 실시 양태에서, 조성물은 하나 이상의 엘라스토머를 포함한다. 조성물에 포함될 수 있는 전형적인 엘라스토머는 부틸 고무, 분지형("스타-분지형(star-branched)") 부틸 고무, 스타-분지형 폴리이소부틸렌 고무, 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌의 랜덤 공중합체(폴리(이소부틸렌-코-p-메틸스티렌)), 폴리부타디엔 고무("BR"), 고(high) 시스-폴리부타디엔, 폴리이소프렌 고무, 이소프렌-부타디엔 고무("IBR"), 스티렌-이소프렌-부타디엔 고무("SIBR"), 스티렌-부타디엔 고무("SBR"), 용액-스티렌-부타디엔 고무("sSBR"), 에멀젼-스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무, 에틸렌 프로필렌 고무("EP"), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무("EPDM"), 합성-폴리이소프렌, 범용 고무, 천연 고무, 및 이들 엘라스토머 및 그의 혼합물의 할로겐화 형태를 포함한다. 유용한 엘라스토머는 당업계에 공지된 임의의 적당한 수단에 의해 제조될 수 있으며, 본 발명은 본 명세서에서 엘라스토머의 제조 방법에 의해 제한되는 것은 아니다.
엘라스토머는 할로겐화되거나 또는 할로겐화되지 않을 수 있다. 바람직한 할로겐화 엘라스토머는 할로겐화 부틸 고무, 브로모부틸 고무, 클로로부틸 고무, 할로겐화 분지형("스타-분지형") 부틸 고무, 및 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌의 할로겐화 랜덤 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
임의의 실시양태에서, 엘라스토머 조성물은 2 이상의 엘라스토머의 블렌드를 포함한다. 엘라스토머의 블렌드는 반응물의 블렌드 및/또는 용융 혼합물일 수 있다. 개별 엘라스토머 성분은 제제 내에서 100 phr로 표시된 엘라스토머 조성물 내의 총 엘라스토머 함량으로 다양한 종래의 양으로 존재할 수 있다.
특히 유용한 엘라스토머는 이소부틸렌계 단독중합체 또는 공중합체를 포함한다. 이소부틸렌계 엘라스토머는 이소부틸렌으로부터 유래된 반복 단위를 70 mol% 이상으로 포함하는 엘라스토머 또는 중합체를 지칭하는 것이다. 이러한 중합체는 C4 내지 C7 이소모노올레핀 유래 단위, 예컨대 이소부틸렌 유래 단위, 및 하나 이상의 다른 중합가능한 단위의 랜덤 공중합체로서 설명될 수 있다. 이소부틸렌계 엘라스토머는 할로겐화될 수 있거나 할로겐화되지 않을 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 부틸 유형 고무 또는 분지형 부틸 유형 고무일 수 있고, 이들 엘라스토머의 할로겐화된 형태를 포함한다. 특히 유용한 엘라스토머는 올레핀, 이소올레핀 및 멀티올레핀의 단독중합체 및 공중합체 같은 불포화 부틸 고무이다. 이들 및 다른 유형의 유용한 부틸 고무는 널리 알려져 있고, 문헌 [RUBBER TECHNOLOGY, p. 209-581 (Morton, ed., Chapman & Hall 1995)], [THE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK, p. 105-122(Ohm ed., R.T. Vanderbilt Col., Inc. 1990)], 및 [Kresge and Wang in 8 KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY, p. 934-955 (John Wiley & Sons, Inc. 4th ed. 1993)]에 기술되어 있고, 이들 문헌 각각은 본 명세서에 참고로 인용된다. 다른 유용한 불포화 엘라스토머의 비제한적인 예로는 폴리(이소부틸렌-코-이소프렌), 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 폴리이소부틸렌, 폴리(스티렌-코-부타디엔), 천연 고무, 스타 분지형 부틸 고무 및 이들의 혼합물이 있다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 타이어 고무 배합에 사용된 종래 유형의 하나 이상의 비이소부틸렌(non isobutylene)계 고무일 수 있으며, 본 명세서에는 "범용 고무"로서 지칭된다. 범용 고무는 낮은 히스테리시스(hysteresis) 및 높은 탄성(resilience)과 함께 고 강도 및 양호한 마모를 일반적으로 제공하는 고무일 수 있다. 이들 엘라스토머가 열 및 오존 양자에 대하여 불량한 내성을 갖는 경우에는 엘라스토머는 혼합 화합물 내에서 분해방지제(antidegradant)를 필요로 할 수 있다. 범용 고무의 예는 천연 고무("NR"), 폴리이소프렌 고무("IR"), 폴리(스티렌-코-부타디엔)고무("SBR"), 폴리부타디엔 고무("BR"), 폴리(이소프렌-코-부타디엔) 고무("IBR"), 스티렌-이소프렌-부타디엔 고무("SIBR") 및 이들의 혼합물을 포함한다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머 조성물은 에틸렌-프로필렌 고무("EP") 및 에틸렌-프로필렌-디엔 고무("EPDM")와 같은 에틸렌 및 프로필렌 유래 단위의 고무, 및 그들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. EP 및 EPDM 역시 범용 엘라스토머로 간주될 수 있다. EPDM의 제조에 적합한 삼단량체(termonomer)의 예는 에틸리덴 노르보르넨, 1,4-헥사디엔, 디시클로펜타디엔, 뿐만 아니라 그외의 것들이다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 폴리부타디엔(BR) 고무를 포함할 수 있다. 100℃(ML 1+4, ASTM D1646)에서 측정된 폴리부타디엔 고무의 무니 점도는 35 내지 70 또는 40 내지 약 65의 범위일 수 있고, 또는 또 다른 실시양태에서는 45 내지 60의 범위일 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 합성 고무, 예컨대 고 cis-폴리부타디엔("cis-BR")을 포함할 수 있다. "cis-폴리부타디엔" 또는 "고 cis-폴리부타디엔"에 의해, 1,4-cis-폴리부타디엔이 사용되는 것을 의미하고, 이때 cis 성분의 양은 95% 이상이다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머 조성물은 폴리이소프렌 고무(IR)를 포함할 수 있다. 100℃(ML 1+4, ASTM D1646)에서 측정된 폴리이소프렌 고무의 무니 점도는 35 내지 70 또는 40 내지 약 65의 범위일 수 있고, 또는 또 다른 실시양태에서는 45 내지 60의 범위일 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 천연 고무를 포함할 수 있다. 천연 고무는 본 명세서에 참고로 인용되는 문헌 [Subramaniam in RUBBER TECHNOLOGY, p. 179-208 (Morton, ed., Chapman & Hall, 1995)]에 상세히 기술되어 있다. 천연 고무의 특히 바람직한 실시양태는 SMR CV, SMR 5, SMR 10, SMR 20, SMR 50, 및 이들의 혼합물을 포함하는 말레이시아 고무와 같은 공업 규격화된 고무("TSR: technically specified rubber")로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직한 천연 고무는 100℃(ML 1+4, ASTM D1646)에서 무니 점도가 30 내지 120이고, 또는 보다 바람직하게는 40 내지 80이다.
본 발명에 유용한 엘라스토머는 다양한 다른 고무 또는 플라스틱, 특히 열가소성 수지, 예컨대 나일론 또는 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌의 공중합체와 블렌딩될 수 있다. 이러한 조성물은 에어 배리어, 예컨대 블래더, 타이어 이너 튜브, 타이어 이너라이너, 에어 슬리브(예컨대, 에어 쇼크에서의), 다이어프램 뿐만 아니라 높은 공기 또는 산소 보유성이 바람직한 기타 용도에서 유용하다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 스티렌 고무, 예를 들면 스티렌 부타디엔 고무("SBR"), 예컨대 에멀젼-SBR("E-SBR"), 용액-SBR("S-SBR"), 고 스티렌 고무("HSR") 등을 포함할 수 있다. SBR의 바람직한 실시양태는 10 중량% 내지 60 중량%의 스티렌 함량을 가질 수 있고, 그 예로는 JSR 1500(25 중량% 스티렌), JSR 1502(25중량% 스티렌), JSR 1503(25 중량% 스티렌), JSR 1507(25 중량% 스티렌), JSR 0202(45 중량% 스티렌), JSR SL552(25 중량% 스티렌), JSR SL574(15 중량% 스티렌), JSR SL563(20 중량% 스티렌), JSR 0051, JSR 0061 등을 포함하는, JSR 코포레이션으로부터 구입가능한 E-SBR 엘라스토머가 있다. 바람직한 SBR은 100℃(ML 1+4, ASTM D1646)에서 무니 점도가 30 내지 120이고, 보다 바람직하게는 40 내지 80이다.
관능화된 엘라스토머를 비롯한 다른 유용한 엘라스토머는 허용되는 모든 관할권에 있어서 전체가 본 명세서에 참고로 인용되어 있는 미국특허 제7,294,644호에 기술되어 있다. 본 발명에 유용한 엘라스토머는 다양한 다른 고무 또는 플라스틱, 특히 열가소성 수지, 예컨대 나일론 또는 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌의 공중합체와 블렌딩될 수 있다. 이러한 조성물은 에어 배리어, 예컨대 블래더, 타이어 이너 튜브, 타이어 이너라이너, 에어 슬리브(예컨대, 에어 쇼크에서의), 다이어프램 뿐만 아니라 높은 공기 또는 산소 보유성이 바람직한 기타 용도에서 유용하다.
탄화수소 중합체 첨가제
조성물은 또한 탄화수소 중합체 첨가제를 포함한다. 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 40 내지 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는다. 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 50 내지 80 중량%, 또는 60 내지 80 중량%, 또는 70 내지 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 가질 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 디시클로펜타디엔 유래 단위를 주된 부분으로 포함하는 탄화수소 수지일 수 있다. 용어 "디시클로펜타디엔 유래 단위", "디시클로펜타디엔 유래 함량" 등은 중합체 형성에 사용된 디시클로펜타디엔 단량체, 즉, 중합 전 미반응 화합물 형태를 의미하고, 전형적으로 중합 반응에 의해 중합 반응 이전보다 더 적은 수소 원자를 갖는, 중합체에 도입된 이후의 단량체를 의미할 수도 있다.
임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 50 중량% 내지 약 80 중량%, 바람직하게는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 60 중량% 내지 약 80 중량%, 보다 바람직하게는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 70 중량% 내지 약 80 중량%의 디시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는다. 따라서, 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 50% 이상, 또는 약 55 % 이상, 또는 약 60% 이상, 또는 약 65% 이상, 또는 약 70% 이상의 디시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는다.
임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰, 또는 약 100 g/몰 내지 약 700 g/몰, 또는 약 100 g/몰 내지 약 600 g/몰, 또는 약 200 g/몰 내지 약 800 g/몰, 또는 약 200 g/몰 내지 약 700 g/몰, 또는 약 200 g/몰 내지 약 600 g/몰의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 약 300 g/몰 내지 약 500 g/몰, 또는 가장 바람직하게는 약 400 g/몰의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 따라서, 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 약 100 g/몰 이상, 또는 약 130 g/몰 이상, 또는 약 150 g/몰 이상, 또는 약 200 g/몰 이상, 또는 약 250 g/몰 이상, 또는 약 300 g/몰 이상, 또는 약 350 g/몰 이상의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 더 나아가, 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 범위의 최대값에서 약 800 g/몰 이하, 또는 약 750 g/몰 이하, 또는 약 700 g/몰 이하, 또는 약 650 g/몰 이하, 또는 약 600 g/몰 이하, 또는 약 550 g/몰 이하, 또는 약 500 g/몰 이하, 또는 약 450 g/몰 이하의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 ASTM D6090로 측정했을 때 약 100℃ 내지 약 160℃, 또는 약 110℃ 내지 약 150℃, 또는 약 110℃ 내지 약 140℃, 또는 약 115℃ 내지 약 140℃, 또는 약 120℃ 내지 약 140℃의 환구 연화점(ring and ball softening point)을 가질 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 방향족 및 비방향족 탄화수소 성분을 더 포함할 수 있다. 탄화수소 중합체 첨가제에서의 차이점은 대부분 탄화수소 성분이 유래된 공급원료 내 올레핀으로부터 기인한다. 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 가변량의 피페릴렌, 이소프렌, 모노-올레핀 및 비중합성 파라핀 화합물을 함유하는 C4-C6 분획으로부터 형성된 탄화수소 사슬을 갖는 "지방족" 탄화수소 성분을 함유할 수 있다. 탄화수소 중합체 첨가제는 스티렌, 크실렌, α-메틸스티렌, 비닐 톨루엔 및 인덴과 같은 방향족 단위로 형성되는 중합 사슬을 갖는 "방향족" 탄화수소 구조를 함유할 수도 있다.
임의의 실시 양태에서, 고무 배합에 사용된 탄화수소 중합체 첨가제는 올레핀, 예컨대 피페릴렌, 이소프렌, 아밀렌 및 시클릭 성분을 포함한다. 탄화수소 중합체 첨가제는 스티렌계 성분 및 인덴계 성분과 같은 방향족 올레핀도 함유할 수 있다.
피페릴렌은 일반적으로 cis-1,3-펜타디엔, trans-1,3-펜타디엔 및 혼합된 1,3-펜타디엔을 포함하지만 이들에 국한되는 것은 아닌 C5 디올레핀의 증류 컷(distillate cut) 또는 합성 혼합물이다. 일반적으로, 피페릴렌 성분은 이소프렌과 같은 분지형 C5 디올레핀은 포함하지 않는다.
시클릭은 일반적으로 C5 및 C6 시클릭 올레핀, 디올레핀 및 이들로부터의 이량체의 증류 컷 또는 합성 혼합물이다. 시클릭은 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥센, 1,3-시클로헥사디엔 및 1,4-시클로헥사디엔을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 디시클로펜타디엔은 엔도(endo) 또는 엑소(exo) 형태일 수 있다. 시클릭은 치환 또는 비치환될 수 있다. 바람직한 치환 시클릭은 C1 내지 C40 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 바람직하게는 하나 이상의 메틸기로 치환된 시클로펜타디엔 및 디시클로펜타디엔을 포함한다.
탄화수소 중합체 첨가제 내에 존재할 수 있는 바람직한 방향족은 하나 이상의 스티렌, 인덴, 스티렌 유도체 및 인덴 유도체를 포함한다. 특히 바람직한 방향족 올레핀은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 베타-메틸스티렌, 인덴, 및 메틸 인덴, 및 비닐 톨루엔을 포함한다.
스티렌 성분은 스티렌, 스티렌 유도체 및 치환 스티렌을 포함한다. 일반적으로, 스티렌 성분은 인데닉과 같은 융합환을 포함하지 않는다.
상기 기재된 수지는 탄화수소 중합체 첨가제의 제조에서 당업계에 일반적으로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있으며, 본 발명이 탄화수소 중합체 첨가제를 형성하는 방법에 의해 제한되는 것은 아니다. 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 열중합반응에 의해 제조될 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 중합 반응기에서 올레핀 공급 스트림을 프리델-크래프츠 또는 루이스 산 촉매와 0℃ 내지 200℃의 온도에서 배합함으로써 제조된다. 프리델-크래프츠 중합은 일반적으로 중합 용매 중에서 공지된 촉매의 사용에 의해 달성되고, 용매 및 촉매는 세척 및 증류에 의해 제거될 수 있다. 본 발명에 이용되는 중합 공정은 뱃치 방식 또는 연속 방식일 수 있다. 연속 중합은 단일 단계 또는 다단계로 달성될 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 탄화수소 중합체 첨가제는 수소화될 수 있다. 탄화수소 중합체 첨가제의 수소화는 해당 기술 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있고, 본 발명은 그 수소화 방법에 의해 제한되지 않는다. 예를 들면, 탄화수소 중합체 첨가제의 수소화는 뱃치식 또는 연속식 공정일 수 있다. 바람직하게는, 탄화수소 중합체 첨가제는 접촉 수소화된다. 탄화수소 중합체 첨가제의 수소화에 사용된 촉매는 전형적으로 원소 주기율표의 6족, 8족, 9족, 10족 또는 11족의 원소를 주성분으로 하는 지지된 단일금속 및 이중금속 촉매계이다.
충전제 및 첨가제
임의의 실시 양태에서, 조성물은 전형적으로 고무 화합물에서 통상적으로 사용된 기타 성분 및 첨가제, 예컨대 유효량의 다른 가공 보조제, 안료, 촉진제(accelerators), 가교결합 및 경화 물질, 항산화제, 오존 분해 방지제, 충전제 및/또는 점토를 함유할 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 엘라스토머 조성물은 예를 들면 플라스토머, 폴리부텐 또는 이들의 혼합물과 같은 다른 유용한 가공 보조제를 포함할 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머 조성물은 하나 이상의 충전제, 예를 들면 탄산칼슘, 점토, 마이카, 실리카, 실리케이트, 탈크, 이산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 전분, 목분, 카본 블랙 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 충전제는 임의의 크기를 가질 수 있고, 예를 들면 타이어 산업에서의 전형적인 범위는 약 0.0001 ㎛ 내지 약 100 ㎛이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 실리카는 미처리를 비롯한, 용액 방법, 발열 방법 또는 기타 방법에 의해 가공된, 임의의 유형 또는 입자 크기 실리카 또는 다른 규산 유도체 또는 규산, 침전 실리카, 결정 실리카, 콜로이드 실리카, 알루미늄 또는 칼슘 실리케이트, 발연 실리카 등을 지칭한다. 침전 실리카는 종래의 실리카, 반-고분산성 실리카, 또는 고분산성 실리카일 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 조성물은 점토를 포함할 수도 있다. 점토는 임의로 개질제로 처리된, 예를 들어, 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 논트로나이트(nontronite), 바이델라이트(beidellite), 보코스코이트(vokoskoite), 라포나이트(laponite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 소코나이트(sauconite), 마가다이트(magadite), 케냐이트(kenyaite), 스티븐사이트(stevensite), 버미큘라이트(vermiculite), 할로이사이트(halloysite), 알루미네이트 옥시드(aluminate oxides), 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 또는 그의 혼합물일 수 있다. 점토는 하나 이상의 실리케이트를 함유할 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 충전제는 임의로 유기 분자와 같은 개질제로 처리 또는 전처리된 층상 점토일 수 있고, 그 층상 점토는 하나 이상의 실리케이트를 포함할 수 있다.
실리케이트는 팽창하는 결정 격자를 지닌 점토 광물의 일반적인 부류를 언급하는 하나 이상의 "스멕타이트(smectite)" 또는 "스멕타이트 유형 점토"를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그것은 몬트모릴로나이트, 바이델라이트 및 논트로나이트로 구성되는 디옥타헤드랄 스멕타이트, 및 사포나이트, 헥토라이트 및 소코나이트를 포함하는 트리옥타헤드랄 스멕타이트를 포함할 수 있다. 또한, 합성 제조된 스멕타이트 점토가 포함된다.
실리케이트는 천연 또는 합성 필로실리케이트, 예컨대 몬트모릴로나이트, 논트로나이트, 바이델라이트, 벤토나이트, 볼콘스코이트(volkonskoite), 라포나이트, 헥토라이트, 사포나이트, 소코나이트, 마가다이트, 케냐이트, 스티븐사이트 등뿐만 아니라 버미큘라이트, 할로이사이트, 알루미네이트 옥시드, 하이드로탈사이트 등을 포함할 수 있다. 상기 논의된 실리케이트 중 임의의 조합이 또한 포함된다.
상기 기재된 층상 점토와 같은 층상 충전제는 하나 이상의 개질제를 사용한 처리에 의해 개질, 예컨대 삽입 또는 박리될 수 있다. 개질제는 팽윤제 또는 박리제로도 공지되어 있다. 일반적으로, 개질제는 층상 충전제의 층간 표면에서 존재하는 양이온과 이온 교환 반응을 수행할 수 있는 첨가제이다. 또다른 실시양태에서, 개질제는 임의의 단계에서 조성물에 대한 첨가제로서 첨가될 수 있는데, 예를 들면 첨가제가 엘라스토머에 첨가된 후 층상 충전제가 첨가될 수 있거나, 첨가제가 하나 이상의 엘라스토머와 하나 이상의 층상 충전제의 배합물에 첨가될 수 있거나, 또는 첨가제가 층상 충전제와 먼저 혼합된 후 엘라스토머가 첨가될 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 하나 이상의 실란 커플링제가 조성물에 사용될 수 있다. 커플링제는 실리카가 일차 충전제이거나, 또는 또 다른 충전제와의 조합으로 존재할 때 특히 바람직한데, 왜냐하면 커플링제는 실리카가 엘라스토머에 결합하는데 도움을 주기 때문이다. 커플링제는 이작용성 유기 실란 가교제일 수 있다. "유기실란 가교제"는 당업자에게 공지된 실란 결합된 충전제 및/또는 가교 활성제 및/또는 실란 보강제이며, 비닐 트리에톡시실란, 비닐-트리스-(베타-메톡시에톡시)실란, 메타크릴로일프로필트리메톡시실란, 감마-아미노-프로필 트리에톡시실란, 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란 등 및 그의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
임의의 실시 양태에서, 충전제는 카본 블랙 또는 개질된 카본 블랙일 수 있다. 충전제는 카본 블랙과 실리카의 블렌드일 수도 있다. 임의의 실시 양태에서, 엘라스토머 조성물은 타이어 트레드 또는 사이드웰일 수 있고, 강화 등급 카본 블랙을 블렌드의 10 내지 100 phr, 보다 바람직하게는 또 다른 실시양태에서 30 내지 80 phr, 또 다른 실시양태에서 50 내지 80 phr의 수준으로 포함한다. 유용한 등급의 카본 블랙은 N110 내지 N990의 범위를 포함한다.
가교제, 경화제, 경화 패키지 및 경화
엘라스토머 조성물 및 이 조성물로부터 제조된 물품은 일반적으로 하나 이상의 경화 패키지, 하나 이상의 경화제, 하나 이상의 가교제의 도움을 통해 제조되고/되거나, 엘라스토머 조성물을 경화시키는 공정을 수행하여 제조된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 하나 이상의 경화 패키지는 산업계에서 일반적으로 이해되는 바와 같은 고무에 경화 특성을 부여할 수 있는 임의의 물질 또는 방법을 지칭한다.
일반적으로, 중합체 블렌드는 중합체의 기계적 특성을 개선시키기 위해 가교될 수 있다. 가황된 고무 배합물의 물리적 특성, 성능 특징 및 내구성은 가황 반응 동안 형성되는 가교결합의 수(가교결합 밀도) 및 유형과 관련되는 것으로 공지되어 있다. 중합체 블렌드는 경화제, 예를 들면 황, 금속, 금속 산화물, 예컨대 산화아연, 과산화물, 유기금속 화합물, 라디칼 개시제, 지방산 및 당업계에서 주지의 기타 제제를 첨가함으로써 가교될 수 있다. 기타 사용될 수 있는 공지의 경화 방법은, 과산화물 경화 시스템, 수지 경화 시스템, 및 열 또는 방사선-유도의 중합체 가교를 포함한다. 촉진제, 활성제(activators) 및 지연제(retarders)가 경화 공정에서 사용될 수도 있다.
조성물은 임의의 적합한 수단, 예컨대 조성물을 임의의 종래 가황 공정에 따른 열 또는 방사선으로 처리하는 수단에 의해 가황(경화)될 수 있다. 필요한 열 또는 방사선의 양은 조성물 내의 경화제에 영향을 미치는데 요구되는 것이고, 본 발명은 조성물을 경화시키는데 요구되는 열의 양 및 방법에 의해 제한되지 않는다. 전형적으로, 가황은 약 100℃ 내지 약 250℃ 범위, 150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 약 1 내지 150분 동안 수행된다.
할로겐 함유 엘라스토머는 금속 산화물과의 반응에 의해 가교될 수 있다. 유용한 금속 산화물의 예는 ZnO, CaO 및 PbO를 포함하지만, 이에 국한되는 것이 아니다. 금속 산화물은 단독으로 사용될 수 있거나, 이의 상응하는 금속 지방산 복합체(예를 들면, 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트 등)와의 조합으로, 또는 단독 첨가된 유기 지방산, 예컨대 스테아르산, 및 임의로 다른 경화제, 예컨대 황 또는 황 화합물, 알킬퍼옥사이드 화합물, 디아민 또는 이의 유도체와의 조합으로 사용될 수 있다.
황은 디엔-함유 엘라스토머를 위한 가장 일반적인 화학 가황제이다. 황 가황 시스템은 황을 활성화하는 활성제, 촉진제 및 가황 속도를 제어하는데 도움을 주는 지연제로 구성될 수 있다.
활성제는 촉진제와 먼저 반응함으로써 가황 속도를 증가시켜 고무-가용성 착물을 형성하고 그후 황과 반응하여 황화제(sulfurating agent)를 형성하는 화학약품이다. 촉진제의 일반적 부류는 아민, 디아민, 구아니딘, 티오우레아, 티아졸, 티우람, 술펜아미드, 술펜이미드, 티오카르바메이트, 크산테이트 등을 포함한다.
촉진제는 가황의 개시와 속도 및 형성되는 가교결합의 수와 유형을 제어하는데 도움을 준다. 지연제는 미가황된 고무를 처리하는데 충분한 시간을 허용하도록 하기 위해서 경화의 초기 개시를 지연하는데 사용될 수 있다.
가황 공정의 가속은 가속 촉진제, 종종 유기 화합물의 양을 조절하여 제어될 수 있다. 천연 고무, BR 및 SBR의 가속화된 가황에 대한 메커니즘은 경화제, 촉진제, 활성제 및 중합체 간의 착물 상호작용을 포함한다. 이상적으로는, 이용가능한 경화제 전부는 2개의 중합체 사슬을 연결하고 중합체 매트릭스의 전체 강도를 향상시키는 효과적인 가교결합의 형성에 소비된다. 다수의 촉진제가 당업계에 공지되어 있으며, 스테아르산, 디페닐 구아니딘(DPG), 테트라메틸티우람 디술피드(TMTD), 벤조티아질 디술피드(MBTS), N-t-부틸-2-벤조티아졸 술펜아미드(TBBS), N-시클로헥실-2-벤조티아졸-술펜아미드(CBS) 및 티오우레아를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
임의의 실시 양태에서, 하나 이상의 경화제는 0.2 내지 10 phr, 또는 0.5 내지 5 phr, 또는 또 다른 실시양태에서 0.75 내지 2 phr로 존재할 수 있다.
공정
임의의 실시 양태에서, 조성물은 당업자에게 공지된 종래의 수단에 의해 배합(혼합)될 수 있다. 혼합은 단일 단계 또는 다수 단계 일어날 수 있다. 예를 들어, 성분은 전형적으로 2 이상의 단계, 즉 하나 이상의 비생산적(non-productive) 단계에 이어 생산적 혼합 단계로 혼합된다. 최종 경화제는 종래에 소위 "생산적(productive)" 혼합 단계로 불리 우는 최종 단계에서 전형적으로 혼합된다. 생산적 혼합 단계에서 혼합은 전형적으로 선행의 비생산적 혼합 단계의 혼합 온도보다 낮은 온도 또는 최종 온도에서 일어난다. 엘라스토머, 중합체 첨가제, 실리카 및 실리카 커플러 및 카본 블랙은, 사용된다면, 일반적으로 하나 이상의 비생산적 혼합 단계에서 혼합된다. 용어 "비생산적" 및 "생산적" 혼합 단계는 고무 혼합 기술의 당업자에게 공지된 것이다.
임의의 실시 양태에서, 카본 블랙은 산화아연 및 다른 경화 활성제 및 촉진제와는 상이한 단계에서 첨가될 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 항산화제, 항오존화제 및 공정 물질(processing materials)은 카본 블랙이 엘라스토머로 처리된 후의 단계에서 첨가되며, 산화아연은 화합물 모듈러스를 최대화하기 위하여 최종 단계에서 첨가될 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 점토와의 혼합은 해당 기술 분야의 당업자에게 공지된 기법에 의해 수행될 수 있고, 여기서 점토는 카본 블랙으로서 동시에 중합체에 첨가된다. 임의의 실시 양태에서, 추가의 단계는 하나 이상의 충전제의 점진적 첨가를 포함할 수 있다.
임의의 실시 양태에서, 성분의 혼합은 엘라스토머 성분, 충전제 및 점토를 임의의 적당한 혼합 장치, 예컨대 이체 롤 개방형 밀(two-roll open mills), Brabender™ 인터널 믹서, 접선방향 회전자(tangential rotors)가 있는 Banbury™ 인터널 믹서, 맞물림 회전자(intermeshing rotors)가 있는 Krupp 인터널 믹서, 또는 바람직하게는 믹서/압출기에서 당해 공지 기술에 의해 결합하여 수행될 수 있다. 혼합은 한 실시양태에서 조성물에 사용된 엘라스토머의 녹는점 이하의 온도에서, 또는 또 다른 실시양태에서 40℃ 내지 250℃에서, 또는 여전히 또 다른 실시양태에서 100℃ 내지 200℃에서 수행될 수 있다. 혼합은 일반적으로 점토가 박리 되기에 충분한 전단 조건하에서 수행되어야 하며 엘라스토머 내에 균일하게 분산되어야 한다.
임의의 실시 양태에서, 70% 내지 100%의 엘라스토머 또는 엘라스토머들이 먼저 20 내지 90초 동안, 또는 온도가 40 내지 70℃에 도달할 때까지 혼합될 수 있다. 이어서, 대략 75%의 충전제 및 만약 있다면 나머지 양의 엘라스토머가 혼합기에 첨가될 수 있고, 혼합은 온도가 90℃ 내지 150℃에 도달할 때까지 계속된다. 이어서, 나머지 양의 충전제뿐만 아니라 가공 보조제가 첨가되고, 혼합은 온도가 140℃ 내지 190℃에 도달할 때까지 계속된다. 이어서, 그 마스터배치 혼합물은 개방 밀 상에 시팅(sheeting)함으로써 완성되고, 경화제가 첨가될 수 있을 때, 예를 들면, 60℃ 내지 100℃로 냉각하게 된다.
임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는 탄화수소 중합체 첨가제와 블렌드될 수 있다. 임의의 실시 양태에서, 엘라스토머는 중량 평균 분자량이 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 약 110℃ 내지 약 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제와 블렌드될 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 조성물은 섬유, 필름, 라미네이트, 층, 산업용 부품 예컨대 자동차 부품, 가전 하우징(appliance housings), 소비자 제품(consumer products), 포장, 등을 포함하는 다양한 형상의 제품으로 압출, 압축 성형, 블로우(blow) 성형, 사출 성형 및 라미네이트화될 수 있다.
특히, 조성물은 트럭 타이어, 버스 타이어, 자동차 타이어, 모토사이클 타이어, 오프로드(off-road) 타이어, 항공기 타이어 등과 같은 다양한 제품의 타이어 적용에 유용하다. 이러한 타이어는 해당 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있고 용이하게 이해될 수 있는 다양한 방법에 의해 구성, 형성, 성형 및 경화될 수 있다. 조성물은 완성품 또는 타이어용 이너라이너와 같은 완성품의 부품으로 제조될 수 있다. 그 제품은 임의의 타이어 제품, 예컨대 에어 배리어, 에어 멤브레인, 필름, 층(마이크로층 및/또는 다층), 이너라이너, 이너 튜브, 에어 슬리브, 사이드웰, 트레드, 타이어 경화 블래더 등으로부터 선택될 수 있다. 엘라스토머 조성물은 타이어 트레드에서 특히 유용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 다양한 용도, 특히 공압(pneumatic) 타이어 성분, 호스, 벨트, 예컨대 컨베이어벨트 또는 자동차 벨트, 솔리드 타이어, 신발 부품(footwear 성분), 그래픽 기술 용도 롤러, 진동 절연 장치, 약학 장치, 접착제, 코크(caulk), 실란트, 광택 배합물(glazing compound), 보호 코팅, 에어 쿠션, 공압 스프링, 에어 벨로우(air bellows), 축전기백(accumulator bags), 및 유체 보유 및 경화 공정용 다양한 블래더에 유용하다. 그 조성물은 또한 고무 제형에서의 가소제로서, 스트레치-랩 필름(strech-wrap film)으로 제조되는 조성물에 대한 성분으로서, 윤활제용 분산제로서 및 포팅 및 전기 케이블 충전 및 케이블 하우징 재료로서 유용하다.
엘라스토머 조성물은 또한 성형 고무 부품에서 유용할 수 있고, 자동차 서스펜션 범퍼, 자동 배기 행거 및 본체 마운트에서 광범위한 용도를 발견할 수 있다. 또 다른 용도에서, 본 발명의 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물은 또한 의료 용도, 예컨대 의약품 스토퍼(stopper) 및 클로저(closures) 및 의료 장치용 코팅에서도 유용하다.
실시예
하기 실시예에서:
"PR 373"은 엑손모빌 케미칼 컴퍼니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 Oppera™ 373로서 입수 가능한 탄화수소 중합체 첨가제이다. 89℃의 연화점, 약 1500 g/몰의 중량 평균 분자량 및 40 중량% 이하의 디시클로펜타디엔/시클로펜타디엔/메틸시클로펜타디엔 함량을 갖는다.
"E5400"은 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 Escorez™ 5400로서 입수 가능한 탄화수소 중합체 첨가제이다. 103℃의 연화점, 약 400 g/몰의 중량 평균 분자량 및 40 - 80 중량%의 디시클로펜타디엔/시클로펜타디엔/메틸시클로펜타디엔 함량을 갖는다.
"E5415"는 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 Escorez™ 5415로서 입수 가능한 탄화수소 중합체 첨가제이다. 118℃의 연화점, 약 430 g/몰의 중량 평균 분자량 및 40 - 80 중량%의 디시클로펜타디엔/시클로펜타디엔/메틸시클로펜타디엔 함량을 갖는다.
"E5340"은 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 Escorez™ 5340로서 입수 가능한 탄화수소 중합체 첨가제이다. 140℃의 연화점, 약 460 g/몰의 중량 평균 분자량 및 40 - 80 중량%의 디시클로펜타디엔/시클로펜타디엔/메틸시클로펜타디엔 함량을 갖는다.
"E5600"은 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 Escorez™ 5600로서 입수 가능한 탄화수소 중합체 첨가제이다. 103℃의 연화점, 약 520 g/몰의 중량 평균 분자량 및 40 - 80 중량%의 디시클로펜타디엔/시클로펜타디엔/메틸시클로펜타디엔 함량을 갖는다.
"E5615"는 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 Escorez™ 5615로서 입수 가능한 탄화수소 중합체 첨가제이다. 118℃의 연화점, 약 500 g/몰의 중량 평균 분자량 및 40 - 80 중량%의 디시클로펜타디엔/시클로펜타디엔/메틸시클로펜타디엔 함량을 갖는다.
"Naph"는 나프텐계 오일이다.
"회전 저항성"은 ASTM D7605에 따라 어드밴스드 폴리머 애널라이저 2000 (Advanced Polymer Analyzer 2000)(알파 테크놀러지)를 이용하여 60℃ 및 5 Hz에서 2차 스트레인(@14%)의 리턴 스트레인에 대한 탄젠트 델타(tan delta)값을 비교하여 추정되었다. 값이 낮을수록 더 나은/낮은 회전 저항성을 시사한다.
"습윤 견인성"은 ASTM D5270-01에 따라 ARES 변형율제어형 유량계(strain-controlled rheometer)를 이용하여 스트레인 스윕(strain sweep)을 수행하여 0℃, 10 Hz, 2차 스트레인으로부터 3% 스트레인에서 탄젠트 델타값을 비교하여 추정되었다. 값이 높을수록 더 나은 습윤 견인성 값을 시사한다.
"페인 효과(Payne effect)"는 G'@ 0.5%(kPa)에서 G'@ 45%(kPa)를 빼서 결정된다.
표 1에서, 각각의 샘플은 12 phr 농도의 수지 및 10 phr 농도의 오일을 포함하는 실리카 트레드를 포함한다.
수지 PR 373 E5400 E5415 E5340 E5600 E5615
오일 Naph Naph Naph Naph Naph Naph
수지의 연화점(℃) 90 103 120 140 103 120
어드밴스드 폴리머 애널라이저 2000 데이터
G``@ 3.00% 피크값(kPA) 1096 1077 1090 1074 1034 1065
G`@ 0.50%(kPA) 12157 12557 12644 12255 11780 12056
G`@ 45%(kPA) 1577 1624 1656 1626 1562 1580
페인 효과 10580 10933 10988 10629 10218 10476
회전 저항성 0.209 0.204 0.203 0.204 0.205 0.206
습윤 견인성 데이터
탄젠트 델타@-15℃ 0.637 0.642 0.649 0.656 0.668 0.672
탄젠트 델타 0℃ 0.428 0.415 0.429 0.444 0.442 0.45
탄젠트 델타 10℃ 0.318 0.306 0.314 0.326 0.322 0.331
탄젠트 델타 25℃ 0.229 0.221 0.222 0.23 0.227 0.231
G`(Pa)(-15℃) 7.1E+07 6.8E+07 7.1E+07 7.1E+07 7.4E+07 7.6E+07
G`(Pa)(0℃) 3.3E+07 3.2E+07 3.4E+07 3.3E+07 3.3E+07 3.4E+07
G`(Pa)(10℃) 2.5E+07 2.4E+07 2.5E+07 2.5E+07 2.5E+07 2.5E+07
G`(Pa)(25℃) 2.0E+07 1.9E+07 2.0E+07 1.9E+07 2.0E+07 1.9E+00
물리적 특성, ISO37, British Std. dies type 2
모듈러스@100%, psi 400 475 418 482 469 442
모듈러스@300%, psi 1188 1458 1366 1453 1464 1407
최고 인장 강도, psi 1565 1596 1699 1779 1602 1703
최고 신장(ultlmate Elongation), % 343 323 355 340 328 353
표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플 E5340, E5600 및 E5615는 모든 시험된 온도에서 PR 373에 비해 개선된 습윤 견인성을 나타내었고, 또한 개선된 회전 저항성을 나타내었다. E5415는 개선된 회전 저항성과 동등한 습윤 견인성을 나타내었다. 샘플 E5415는 회전 저항성이 가장 개선되었고, 0℃에서 PR 373에 비해 습윤 견인성이 개선되었다. E5615는 가장 좋은 습윤 견인성을 나타내었다.
본 발명은 또한 다음의 실시 양태에 관계하여 더 잘 이해될 수 있다:
하나 이상의 엘라스토머, 및 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 약 100 g/몰 내지 약 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 약 110℃ 내지 약 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물.
문단 [0076]의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 중량 평균 분자량이 약 200 g/몰 내지 약 600 g/몰인 것인 조성물.
문단 [0077]의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 중량 평균 분자량이 약 300 g/몰 내지 약 500 g/몰인 것인 조성물.
문단 [0076] 내지 [0078] 중 어느 한 문단의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 연화점이 약 110℃ 내지 약 140℃인 것인 조성물.
문단 [0079]의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 연화점이 약 115℃ 내지 약 140℃인 것인 조성물.
문단 [0076] 내지 [0080] 중 어느 한 문단의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 디시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는 것인 조성물.
문단 [0081]의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 약 70 중량% 내지 약 90 중량%의 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는 것인 조성물.
문단 [0076] 내지 [0084] 중 어느 한 문단의 조성물에 있어서, 조성물은 경화된 조성물인 것인 조성물.
문단 [0076] 내지 [0083] 중 어느 한 문단의 조성물에 있어서, 엘라스토머는 조성물 총 중량을 기준으로 하여 약 33 중량% 내지 약 75 중량% 범위로 조성물 내에 존재하는 것인 조성물.
문단 [0076] 내지 [0084] 중 어느 한 문단의 조성물에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제는 조성물 총 중량을 기준으로 하여 약 3 중량% 내지 약 10 중량% 범위로 조성물 내에 존재하는 것인 조성물.
문단 [0076] 내지 [0085] 중 어느 한 문단의 조성물을 포함하는 타이어.
문단 [0076] 내지 [0085] 중 어느 한 문단의 조성물을 포함하는 타이어 트레드.
실시 양태와 특징들은 숫자 상한 세트 및 숫자 하한 세트를 이용하여 기술되었다. 별도의 표시가 없는 한, 범위는 모든 하한값부터 모든 상한값까지 고려되는 것으로 인식되어야 한다. 하한값, 상한값 및 범위는 하나 이상의 아래 청구항에 나타난다. 모든 숫자값들은 표시한 값의 "약" 또는 "거의"이고, 해당 기술 분야의 당업자에게 예상되는 실험 오차 및 편차를 고려한다.
상기 정의되지 않은, 특허청구범위에 사용된 용어는 관련 분야의 사람이 적어도 하나 이상의 인쇄된 문헌 또는 공지된 특허에 나타낸 용어에 따라 가장 넓은 정의가 주어져야 한다. 뿐만 아니라, 본 출원에 인용된 모든 특허, 시험 과정 및 다른 문헌들은, 그러한 기재가 본 출원과 모순되지 않는 정도로는 그러한 인용이 허용되는 모든 관할권에 대하여 완전히 참조 인용된다.
앞서 본원발명의 실시 양태에 대하여 기재하였으나, 기본적인 범위 및 다음의 특허청구범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않는 다른 추가의 발명의 실시 양태가 고안될 수 있다.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 엘라스토머, 및
    탄화수소 중합체 첨가제로서, 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 60 중량% 내지 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 100 g/몰 내지 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 110℃ 내지 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 중량 평균 분자량이 200 g/몰 내지 600 g/몰인 것인 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 연화점이 110℃ 내지 140℃인 것인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 60 중량% 내지 80 중량%의 디시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제는 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 70 중량% 내지 80 중량%의 디시클로펜타디엔 유래 함량을 갖는 것인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 조성물은 경화된 조성물인 것인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 엘라스토머는 조성물 총 중량을 기준으로 하여 33 중량% 내지 75 중량% 범위로 조성물 내에 존재하는 것인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제는 조성물 총 중량을 기준으로 하여 3 중량% 내지 10 중량% 범위로 조성물 내에 존재하는 것인 조성물.
  9. 하나 이상의 엘라스토머, 및
    탄화수소 중합체 첨가제로서, 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 60 중량% 내지 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 100 g/몰 내지 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 110℃ 내지 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물을 포함하는 타이어.
  10. 제9항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 중량 평균 분자량이 200 g/몰 내지 600 g/몰인 것인 타이어.
  11. 제9항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 연화점이 110℃ 내지 140℃인 것인 타이어.
  12. 하나 이상의 엘라스토머, 및
    탄화수소 중합체 첨가제로서, 탄화수소 중합체 첨가제 총 중량의 60 중량% 내지 80 중량%의, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔 및 메틸시클로펜타디엔 유래 함량을 갖고, 중량 평균 분자량이 100 g/몰 내지 800 g/몰이고, ASTM D6090으로 측정했을 때 연화점이 110℃ 내지 150℃인 탄화수소 중합체 첨가제를 포함하는 조성물을 포함하는 타이어 트레드.
  13. 제12항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 중량 평균 분자량이 200 g/몰 내지 600 g/몰인 것인 타이어 트레드.
  14. 제12항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제의 연화점이 110℃ 내지 140℃인 것인 타이어 트레드.
  15. 제1항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제가 1 이상의 방향족 탄화수소 성분을 더 포함하는 것인 조성물.
  16. 제9항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제가 1 이상의 방향족 탄화수소 성분을 더 포함하는 것인 타이어.
  17. 제12항에 있어서, 탄화수소 중합체 첨가제가 1 이상의 방향족 탄화수소 성분을 더 포함하는 것인 타이어 트레드.
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