(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド及びアンダートレッドを有する大型車両タイヤであって、前記トレッド、前記アンダートレッド、又はその両方は、ゴム組成物に基づく材料から少なくとも部分的に構成され、前記ゴム組成物が、ゴム１００重量部に対して、
８０から１００ｐｈｒまでの間の天然ゴムと、
０から２０ｐｈｒまでの間の合成ポリイソプレンゴムと、
補強フィラーであって、ａ）３０から４５ｐｈｒまでの間の量の高分散性シリカと、ｂ）Ｓｉが前記高分散性シリカの量（ｐｈｒ）である以下の式によって求められたとき、
【数１】
0005579744.tif 000009
（０．７５）Ｃ  ｐｈｒから（１．２５）Ｃ  ｐｈｒまでの間の量のカーボンブラックと、を備えている補強フィラーと、
シランカップリング剤と、
硫黄硬化系であって、１．５から３ｐｈｒまでの間の遊離硫黄と、（０．９）Ａ  ｐｈｒから（１．１）Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤とを備え、Ａが以下の式によって求められ、
【数２】
0005579744.tif 000010
式中、Ｓは、遊離硫黄の分量（ｐｈｒ）であり、Ｙは、補強フィラーの総重量に基づくシリカ補強フィラーの重量分率であり、ＭＷは、スルフェンアミド促進剤の分子量である、硫黄硬化系と、
を備えている、大型車両タイヤ。
【請求項２】
前記ゴム組成物が、１００ｐｈｒの天然ゴム及び０ｐｈｒの合成ポリイソプレンゴムを備える、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項３】
前記ゴム組成物が、１００ｐｈｒの天然ゴム及び合成ポリイソプレンゴムを備える、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項４】
前記スルフェンアミド促進剤がＣＢＳである、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項５】
前記補強フィラーが、３０から４５ｐｈｒまでの間の高分散性シリカを備える、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項６】
前記硫黄硬化系が、１．６から２．８ｐｈｒまでの間の遊離硫黄を備える、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項７】
前記硫黄硬化系が、０．９７Ａから１．０３Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤を備える、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項８】
前記カーボンブラックが、０．９Ｃから１．１Ｃ  ｐｈｒまでの間のカーボンブラックの量で添加される、請求項１に記載の大型車両タイヤ。
【請求項９】
ゴム組成物に基づく材料から少なくとも部分的に構成された大型車両タイヤ・トレッドであって、前記ゴム組成物が、ゴム１００重量部に対して、
８０から１００ｐｈｒまでの間の天然ゴムと、
０から２０ｐｈｒまでの間の合成ポリイソプレンゴムと、
補強フィラーであって、ａ）３０から４５ｐｈｒまでの間の量の高分散性シリカと、ｂ）Ｓｉが前記高分散性シリカの量（ｐｈｒ）である以下の式によって求められたとき、
【数３】
0005579744.tif 000011
（０．７５）Ｃ  ｐｈｒから（１．２５）Ｃ  ｐｈｒまでの間の量のカーボンブラックと、を備えている補強フィラーと、
シランカップリング剤と、
硫黄硬化系であって、１．５から３ｐｈｒまでの間の遊離硫黄と、（０．９）Ａ  ｐｈｒから（１．１）Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤とを備え、Ａが以下の式によって求められ、
【数４】
0005579744.tif 000012
式中、Ｓは、遊離硫黄の分量（ｐｈｒ）であり、Ｙは、補強フィラーの総重量に基づくシリカ補強フィラーの重量分率であり、ＭＷは、スルフェンアミド促進剤の分子量である、硫黄硬化系と、
を備えている、大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１０】
前記ゴム組成物が、１００ｐｈｒの天然ゴム及び０ｐｈｒの合成ポリイソプレンゴムを備える、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１１】
前記ゴム組成物が、１００ｐｈｒの天然ゴム及び合成ポリイソプレンゴムを備える、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１２】
前記スルフェンアミド促進剤がＣＢＳである、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１３】
前記補強フィラーが、３０から４５ｐｈｒまでの間の高分散性シリカを備える、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１４】
前記硫黄硬化系が、１．６から２．８ｐｈｒまでの間の遊離硫黄を備える、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１５】
前記硫黄硬化系が、０．９７Ａから１．０３Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤を備える、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１６】
前記カーボンブラックが、０．９７Ｃから１．０３Ｃ  ｐｈｒまでの間のカーボンブラックの量で添加される、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１７】
前記タイヤ・トレッドが、リトレッドプロセスの間にバフ掛けタイヤと結合させるためのトレッド・バンドである、請求項９に記載の大型車両タイヤ・トレッド。
【請求項１８】
トレッド及びアンダートレッドを有する大型車両タイヤであって、前記トレッドは、ゴム組成物に基づく材料から少なくとも部分的に構成され、前記ゴム組成物が、ゴム１００重量部に対して、
８０から１００ｐｈｒまでの間の天然ゴムと、
０から２０ｐｈｒまでの間の合成ポリイソプレンゴムと、
補強フィラーであって、ａ）３０から４５ｐｈｒまでの間の量の高分散性シリカと、ｂ）Ｓｉが前記高分散性シリカの量（ｐｈｒ）である以下の式によって求められたとき、
【数５】
0005579744.tif 000013
（０．７５）Ｃ  ｐｈｒから（１．２５）Ｃ  ｐｈｒまでの間の量のカーボンブラックと、を備えている補強フィラーと、
シランカップリング剤と、
硫黄硬化系であって、１．５から３ｐｈｒまでの間の遊離硫黄と、（０．９）Ａ  ｐｈｒから（１．１）Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤とを備え、Ａが以下の式によって求められ、
【数６】
0005579744.tif 000014
式中、Ｓは、遊離硫黄の分量（ｐｈｒ）であり、Ｙは、補強フィラーの総重量に基づくシリカ補強フィラーの重量分率であり、ＭＷは、スルフェンアミド促進剤の分子量である、硫黄硬化系と、
を備えている、大型車両タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タイヤ・トレッドに関し、より詳細には、高いシリカ含有量を有する大型車両タイヤ・トレッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ摩耗が多くなると、摩耗したタイヤの交換費用のために車両を稼動させるのがより高価になることから、タイヤ摩耗は、タイヤを購入しなければならない者にとっての関心事である。これは、トラック集団又はバス会社のような大規模な車両集団を稼動させる者にとってのより大きな関心事である。
【０００３】
タイヤ摩耗の改善は、例えば転がり抵抗のようなタイヤの別の貴重な物理的特性と引き換えにしなければならない場合が多い。タイヤの転がり抵抗がより大きくなると、燃料消費がより高くなって、稼動コストがより高くなる場合がある。
【０００４】
補強材料の選択は、タイヤの物理的特性に影響を及ぼすことがある。カーボンブラックは、補強フィラーの選択肢として長年にわたって用いられている。カーボンブラックで達成することができるよりも一層所望の特徴をしばしば提供する、シリカ及び他の所謂ホワイトフィラーも用いられている。フィラーとしてのシリカの使用例は、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，２２７，４２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タイヤ性能の最適な組合せを提供する改善された材料が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特定の実施形態は、トレッド及びアンダートレッドを有する大型車両タイヤを提供し、トレッド、アンダートレッド、又はその両方は、ゴム組成物に基づく材料から少なくとも部分的に構成される。他の実施形態は、ゴム組成物に基づく大型車両タイヤ・トレッドを含む。他の実施形態は、タイヤ・トレッドを含む。他の実施形態は、リトレッドプロセスの間にバフ掛けタイヤと結合させるためのタイヤ・トレッド・バンドを含み、トレッド・バンドは、ゴム組成物に基づく材料から少なくとも部分的に構成される。
【０００８】
本発明のゴム組成物の特定の実施形態は、ゴム１００重量部に対して、８０から１００ｐｈｒまでの間の天然ゴムと、０から２０ｐｈｒまでの間の合成ポリイソプレンゴムとを備えてもよい。ゴムは、ａ）３０から５０ｐｈｒまでの間の高分散性シリカと、ｂ）Ｓｉが高分散性の量を表す、
【数１】
0005579744.tif 000002
の式によって求められたとき、（０．７５）Ｃ  ｐｈｒから（１．２５）Ｃ  ｐｈｒまでの間の量のカーボンブラックと、を備えている補強フィラーをさらに備えてもよい。
【０００９】
他の成分は、シランカップリング剤と、１．５から３ｐｈｒまでの間の遊離硫黄及び（０．９）Ａ  ｐｈｒから（１．１）Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤を備えている硫黄硬化系とを含んでもよく、ここでＡは、以下の式によって求められ、
【数２】
0005579744.tif 000003
式中、Ｓは、遊離硫黄の分量（ｐｈｒ）であり、Ｙは、補強フィラーの総重量に基づくシリカ補強フィラーの重量分率であり、ＭＷは、スルフェンアミド促進剤の分子量である。
【００１０】
本発明の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、以下の本発明の特定の実施形態のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の特定の実施形態は、タイヤ・トレッド及びアンダートレッド、特に大型車両タイヤ・トレッド及びアンダートレッドを含んでいるゴム組成物及び物品と、該ゴム組成物及び物品を製造及び使用するための方法とを含む。ゴム組成物は、補強フィラーとしてシリカとカーボンブラックとの両方を有する天然ゴムを含む。他の実施形態は、合成ポリイソプレンゴムをさらに含んでもよい。ゴム組成物は、スルフェンアミド促進剤とシランカップリング剤とを用いる硫黄ベースの加硫系で硬化され又は硬化可能である。発明者らは、硫黄と促進剤との比率及びシリカとカーボンブラックとの比率を調節することによって、得られたゴム組成物からなる大型車両タイヤ・トレッド及び／又はアンダートレッドの摩耗特性をほぼ維持しながら、タイヤの転がり抵抗を改善することができることを発見した。
【００１２】
「大型車両タイヤ・トレッド及び／又はアンダートレッド」を含む実施形態は、例えば、トラックタイヤ、バスタイヤ、地下鉄タイヤ、トラクタ、トレーラ、航空機タイヤ、農業、アースムーバ、及び他のオフ・ザ・ロード（ＯＴＲ）タイヤのような「大型車両」に用いるのに特に適している。本明細書で用いられる場合の「大型車両タイヤ・トレッド及び／又はアンダートレッド」は、新しいタイヤのもの、リトレッド・タイヤのもの、及びリトレッドプロセスの間にバフ掛けタイヤに貼り付けることができるトレッド・バンド（硬化された又は硬化されていない）を含んでもよい。したがって、本発明の特定の実施形態は、乗用車タイヤ及び他の軽負荷タイヤに向けられたものではない。本明細書で用いられる場合のアンダートレッドは、ベルト・パッケージとトレッドとの間に位置するエラストマー組成物として定義される。
【００１３】
大型車両タイヤは、それらの用途に応じて分類されることもある。例えば、トラックタイヤは、走行タイヤ（トラックエンジンによって動力を与えられるもの）と、操舵タイヤ（トラックを操舵するのに用いられるもの）とに分類される場合がある。トラクタ−トレーラリグのトレーラのタイヤはまた、別に分類される。本発明の実施形態は、各種の大型車両タイヤに適するものとして認識されるが、他の実施形態は、トラクタ−トレーラリグに用いられるようなトラクタの走行タイヤに特にふさわしく、且つそれに限定される。
【００１４】
本発明の特定の実施形態は、シリカとカーボンブラックで補強されたゴム組成物に基づく材料から少なくとも部分的に構成された大型車両タイヤ・トレッド及び／又はアンダートレッドを含む。本明細書で用いられる場合、「に基づく」という用語は、トレッド又は他のゴム物品が、組み立て時点では硬化されていなかった加硫又は硬化されたゴム組成物からなることを認識するものである。したがって、硬化されたゴム組成物は、硬化されていないゴム組成物「に基づく」。言い換えれば、架橋されたゴム組成物は、架橋可能なゴム組成物に基づく。
【００１５】
本発明の特定の実施形態においては、トレッドの全体及び／又はアンダートレッドの全体が本明細書で開示されたゴム組成物から構成されてもよいが、他の実施形態においては、トレッドの一部及び／又はアンダートレッドの一部のみがゴム組成物又はその組合せから構成されてもよいことが認識される。例えば、特定の実施形態においては、トレッド上のトレッド・ブロックの一部のみが開示されたゴム組成物からなってもよいが、他の実施形態においては、個々のトレッド・ブロックの一部のみが開示されたゴム組成物からなってもよい。トレッドのトレッド・ブロックは、組成物からなってもよく、及び／又は、他の実施形態において、トレッド・ベースのみが組成物からなってもよい。アンダートレッドは、開示された組成物からなってもよく、又は他の実施形態においては開示された組成物から構成されなくてもよい。
【００１６】
本明細書で開示されたゴム組成物の特定の実施形態は、天然ゴムのみ又は天然ゴムと合成ポリイソプレンゴムとの組合せを含むエラストマー組成物を有する。合成ポリイソプレンは、例えば、９０モル％よりも多い、又は代替的に９８モル％よりも多いシス−１，４結合を有するものとして特徴付けられてもよい、合成シス−１，４ポリイソプレンを含む。本発明の特定の実施形態は、全エラストマー１００重量部に対して８０から１００重量部（ｐｈｒ）までの間の天然ゴム、又は代替的に少なくとも８５ｐｈｒの天然ゴム、少なくとも９０ｐｈｒの天然ゴム、少なくとも９５ｐｈｒの天然ゴム、或いは１００ｐｈｒの天然ゴム含有量を有する。
【００１７】
本明細書で開示されたゴム組成物の特定の実施形態は、天然ゴム及び／又は合成ポリイソプレンゴム以外の、他の不飽和度の高いジエンエラストマーを含まない。他の実施形態は、他の不飽和のジエンエラストマー及び／又は任意の他の本質的に飽和のジエンエラストマーを含まない場合がある。ジエンエラストマー又はゴムは、ジエンモノマー（共役又は非共役のいずれかの、２つの炭素−炭素二重結合をもつモノマー）から少なくとも部分的に得られるエラストマー（すなわち、ホモポリマー又はコポリマー）を意味すると理解されている。本質的に不飽和のジエンエラストマーは、１５モル％よりも多くのジエン起源（共役ジエン）員又は単位の含有量を有する共役ジエンモノマーから少なくとも部分的に得られるジエンエラストマーを意味すると理解されている。
【００１８】
したがって、例えば、ブチルゴム、ニトリルゴム、若しくはエチレン−プロピレンジエン・ターポリマー（ＥＰＤＭ）型の又はエチレン−酢酸ビニル・コポリマー型のジエン及びα−オレフィンのコポリマーのようなジエンエラストマーは、上記の定義に含まれず、特に「本質的に飽和の」ジエンエラストマー（ジエン起源単位の低い又は非常に低い含有量、すなわち１５モル％未満）として説明される場合がある。本発明の特定の実施形態は、本質的に飽和のジエンエラストマーを含まない。
【００１９】
本質的に不飽和のジエンエラストマーのカテゴリに入るのは、特に、５０モル％よりも多くのジエン起源（共役ジエン）単位の含有量を有するジエンエラストマーを意味すると理解されている、不飽和度の高いジエンエラストマーである。
【００２０】
本明細書で開示されたゴム組成物の特定の実施形態は、補強フィラーとしてカーボンブラックとシリカとの両方を含む。実際に、シリカとカーボンブラックとの比率は、転がり抵抗のような他の重要な特性を犠牲にすることなく、こうしたゴム組成物からなる大型車両タイヤ・トレッドの摩耗特性を達成するための重要な変数であることが判っている。シリカは、３０から５０ｐｈｒまでの間、又は代替的に３０から４５ｐｈｒまでの間、３５から４５ｐｈｒまでの間、或いは４０から４５ｐｈｒまでの間の量でゴム組成物に添加されてもよい。これらの量以外の分量で添加されたシリカは、開示されたゴム組成物からなる大型車両タイヤ・トレッド及び／又はアンダートレッドの物理的特性（摩耗及び／又は転がり抵抗）に悪影響を及ぼす。
【００２１】
ゴム組成物の特定の実施形態に用いられるシリカは、当業者には公知の任意の補強シリカ、特に、４５０ｍ2／ｇ未満又は代替的に３０から４００ｍ2／ｇまでの間のＢＥＴ表面積とＣＴＡＢ比表面積とを有する任意の沈降又は焼成シリカであってもよい。特定の実施形態は、８０から２００ｍ2／ｇまでの間、１００から１９０ｍ2／ｇまでの間、１２０から１９０ｍ2／ｇまでの間、又は１４０から１８０ｍ2／ｇまでの間のＣＴＡＢを有するシリカを含む。ＣＴＡＢ比表面積は、１９８７年１１月の規格ＡＦＮＯＲ−ＮＦＴ−４５００７に従って求められた外表面積である。
【００２２】
大型車両タイヤ・トレッド及び／又はアンダートレッドを構成するゴム組成物の特定の実施形態は、６０から２５０ｍ2／ｇまでの間又は代替的に８０から２００ｍ2／ｇまでの間のＢＥＴ表面積を有する。ＢＥＴ比表面積は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔ、及びＴｅｌｌｅｒ著、「Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ」、Ｖｏｌ．６０、ｐｐ．３０９、１９３８年２月に記載され、且つ規格ＡＦＮＯＲ−ＮＦＴ−４５００７（１９８７年１１月）に対応している方法に従って、公知の方法で求められる。
【００２３】
特定の実施形態に用いられるシリカは、１００から３００ｍｌ／１００ｇまでの間、又は代替的に１５０から２５０ｍｌ／１００ｇまでの間のフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収値を有するものとしてさらに特徴付けられてもよい。
【００２４】
高分散性沈降シリカ（「ＨＤＳ」と呼ばれる）は、開示されたゴム組成物の特定の実施形態において排他的に用いられ、「高分散性シリカ」は、エラストマー性マトリクス中に非凝集化し分散する実質的な能力を有する任意のシリカを意味すると理解されている。こうした判定は、薄片上の電子顕微鏡検査又は光学顕微鏡検査によって公知の方法で観測されてもよい。公知の高分散性シリカの例は、例えば、Ａｋｚｏ製のＰｅｒｋａｓｉｌ  ＫＳ４３０、Ｄｅｇｕｓｓａ製のシリカＢＶ３３８０、Ｒｈｏｄｉａ製のシリカＺｅｏｓｉｌ  １１６５ＭＰ及び１１１５ＭＰ、ＰＰＧ製のシリカＨｉ−Ｓｉｌ  ２０００、及びＨｕｂｅｒ製のシリカＺｅｏｐｏｌ  ８７４１又は８７４５を含む。
【００２５】
有機フィラーであるカーボンブラックは、ゴム配合分野の当業者には良く知られている。前述のように、本明細書で開示されたゴム組成物は、補強フィラーとしてシリカとカーボンブラックとの両方を含む。本明細書で開示されたゴム組成物中に含まれるカーボンブラックは、Ｓｉが高分散性シリカの量（ｐｈｒ）である次式（１）、すなわち、
【数３】
0005579744.tif 000004
によって求められたとき、（０．７５）Ｃ  ｐｈｒから（１．２５）Ｃ  ｐｈｒまでの間の量で添加される。代替的に、カーボンブラックは、０．８Ｃから１．２０Ｃまでの間、０．８５Ｃから１．１５Ｃ  ｐｈｒまでの間、０．９Ｃから１．１Ｃ  ｐｈｒまでの間、０．９５Ｃ  ｐｈｒから１．０５Ｃ  ｐｈｒまでの間、０．９７Ｃ  ｐｈｒから１．０３Ｃ  ｐｈｒまでの間、又はＣ  ｐｈｒの量で添加されてもよい。
【００２６】
適切なカーボンブラックは、タイヤ特にトレッドに慣習的に用いられる任意のカーボンブラック、特にタイプＨＡＦ、ＩＳＡＦ、及びＳＡＦのブラックである。カーボンブラックの非限定の例は、例えば、Ｎ１１５、Ｎ１３４、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３４７、及びＮ３７５カーボンブラックを含む。大型車両タイヤ・トレッドでは、適切なカーボンブラックの特定の実施形態は、Ｎ１００〜Ｎ３００シリーズのカーボンブラックに限定される場合がある。
【００２７】
ゴム組成物に添加されるシリカに加えて、比例した量のシランカップリング剤もゴム組成物に添加される。シランカップリング剤は、硬化されたゴム組成物の改善された特性を提供するために、混合中にシリカのシラノール基と反応し且つ加硫中にエラストマーと反応する、硫黄を含有する有機ケイ素化合物である。適切なカップリング剤は、無機フィラーとジエンエラストマーとの間の十分な化学的及び／又は物理的結合を確立することができるもの、例えば、簡略化された一般式「Ｙ−Ｔ−Ｘ」を有する少なくとも二官能のものであり、ここで、Ｙは、無機フィラーと物理的及び／又は化学的に結合することができる官能基（「Ｙ」官能基）を表し、こうした結合は、例えば、カップリング剤のケイ素原子と無機フィラーの表面ヒドロキシル（ＯＨ）基（例えば、シリカの場合の表面シラノール）との間に確立することができ、Ｘは、例えば硫黄原子によってジエンエラストマーと物理的及び／又は化学的に結合することができる官能基（「Ｘ」官能基）を表し、Ｔは、ＹとＸを連結することを可能にする二価の有機基を表す。
【００２８】
当業者には公知の硫黄を含有する有機ケイ素化合物のいずれも、本発明の実施形態を実施するのに有用である。シラン分子内に２つのケイ素原子を有する適切なシランカップリング剤の例は、３，３’−ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドと、３，３’−ビス（トリエトキシ−シリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９として知られている）とを含む。これらは両方とも、純粋な形ではないがＤｅｇｕｓｓａからそれぞれＸ７５−Ｓ及びＸ５０−Ｓとして市販されている。Ｄｅｇｕｓｓａは、Ｘ５０−Ｓの分子量を５３２ｇ／モル、Ｘ７５−Ｓを４８６ｇ／モルと報告している。これらの市販製品は両方とも、５０−５０重量でＮ３３０カーボンブラックと混合された活性成分を含む。シラン分子内に２つのケイ素原子を有する適切なシランカップリング剤の他の例は、２，２’−ビス（トリエトキシシリルエチル（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｅｔｈｙｅｌ））テトラスルフィド、３，３’−ビス（トリ−ｔ−ブトキシ−シリルプロピル）ジスルフィド、及び３，３’−ビス（ジ−ｔ−ブチルメトキシシリルプロピル）テトラスルフィドを含む。シラン分子内に１つのみのケイ素原子を有するシランカップリング剤の例は、例えば、３，３’（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドと、３，３’（トリエトキシ−シリルプロピル）テトラスルフィドを含む。シランカップリング剤の量は、当業者には公知のように適切な範囲にわたって変化させることができる。典型的に添加される量は、ゴム組成物に添加されたシリカの総重量の７重量％から１５重量％までの間、又は代替的に８重量％から１２重量％までの間、或いは９重量％から１１重量％までの間である。
【００２９】
本明細書で開示されたゴム組成物は、遊離硫黄とスルフェンアミド促進剤とを比例した量で含む硫黄硬化系を用いて架橋されるか架橋可能である。適切な遊離硫黄は、例えば、微粉硫黄、ゴムメーカーの硫黄、市販の硫黄、及び不溶硫黄を含む。ゴム組成物中に含まれる遊離硫黄の量は、１．５から３ｐｈｒまでの間、又は代替的に、１．６から２．８ｐｈｒまでの間、１．６から２．５ｐｈｒまでの間、１．７５から３ｐｈｒまでの間、或いは２から２．６ｐｈｒまでの間の範囲であってもよい。
【００３０】
スルフェンアミド促進剤は、硬化系に添加された遊離硫黄の量と比例した量で添加される。本明細書で開示された範囲以外の分量のスルフェンアミド促進剤及び／又は遊離硫黄の添加は、ゴム組成物からなる大型車両タイヤ・トレッドの物理的特性（摩耗及び／又は転がり抵抗）に悪影響を及ぼす。本明細書で開示されたゴム組成物の特定の実施形態は、（０．９）Ａ  ｐｈｒから（１．１）Ａ  ｐｈｒまでの間のスルフェンアミド促進剤を含み、ここで、Ａは、次式（２）によって求められ、
【数４】
0005579744.tif 000005
式中、Ｓは、遊離硫黄の分量（ｐｈｒ）であり、Ｙは、補強フィラーの総重量に基づくシリカ補強フィラーの重量分率であり、ＭＷは、スルフェンアミド促進剤の分子量である。代替的に、スルフェンアミド促進剤は、０．９５Ａ  ｐｈｒから１．０５Ａ  ｐｈｒまでの間、０．９７Ａ  ｐｈｒから１．０３Ａ  ｐｈｒまでの間の量、又はＡ  ｐｈｒの量で添加されてもよい。発明者らは、他の物理的特性に大きな影響を及ぼすことなく改善された耐摩耗性の驚くべき結果を得るために、ゴム組成物に添加されるスルフェンアミド促進剤の量が、組成物に添加される硫黄の量の関数であるだけでなく、補強フィラーの総重量のシリカ重量分率として組成物に添加されるシリカの量の関数でもあることを発見したことに注目されたい。
【００３１】
スルフェンアミド促進剤は、当該技術分野では良く知られている。適切なスルフェンアミド促進剤の例は、ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−オキシジエチル−２−ベンズチアゾールスルフェンアミド（ＭＢＳ）、及びＮ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）を含む。特定の実施形態は、スルフェンアミド促進剤としてＣＢＳを単独で用いる。
【００３２】
例えば、スルフェンアミド促進剤としてＣＢＳ（２６４ｇ／モルのＭＷ）を含み、且つ２．３ｐｈｒの遊離硫黄、４１．１ｐｈｒのシリカ、及び１３．２ｐｈｒのカーボンブラックをさらに含む実施形態における式（１）の分量「Ａ」を求めるためには、「Ａ」は、［（０．００５９）（２．３）-1.45＋（０．００４５）（０．７５６）］*２６４＝スルフェンアミド促進剤の重量の１．３６ｐｈｒと計算されるであろう。
【００３３】
本明細書で開示されたゴム組成物の特定の実施形態は、加工油（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｉｌ）を含まない。こうした油は、当業者には周知であり、一般に石油から抽出され、パラフィン系、芳香族系、又はナフテン系加工油として分類され、ＭＥＳ及びＴＤＡＥ油を含んでいる。ゴム組成物の幾つかの実施形態は、１つ又は複数のこうした加工油と共に油展される合成ポリイソプレンのようなエラストマーを含んでもよいが、こうした油は、ゴム組成物中でゴム組成物の全エラストマー含有量の１０ｐｈｒ以下、又は代替的に、８ｐｈｒ以下、６ｐｈｒ以下、或いは４ｐｈｒ以下であるように制限される。同様に、油展されたエラストマーを含まない本発明に係る特定の実施形態の他のゴム組成物は、前述のような油展されたエラストマー中に含有され得る量と同量以下の加工油を含んでもよい。
【００３４】
本明細書で開示されたゴム組成物の特定の実施形態は、可塑化樹脂を含まない。こうした樹脂は、当業者には周知であり、一般に炭化水素ベースのものであり、しばしば石油ベースのものである。しかしながら、本発明の全体はそれに限定されない。
【００３５】
本明細書で開示されたゴム組成物に、当該技術分野では公知の他の添加剤を添加することができる。こうした添加剤は、例えば、劣化防止剤、酸化防止剤、脂肪酸、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、及び他の促進剤のうちの幾つか又はすべてを含んでもよい。劣化防止剤及び酸化防止剤の例は、６ＰＰＤ、７７ＰＤ、ＩＰＰＤ、及びＴＭＱを含み、０．５から５ｐｈｒまでの量でゴム組成物に添加されてもよい。酸化亜鉛は、１から６ｐｈｒまでの間、又は２から４ｐｈｒまでの間の量で添加されてもよい。ワックスは、１から５ｐｈｒまでの間の量で添加されてもよい。
【００３６】
促進剤は、加硫に要する時間及び／又は温度を制御し、且つ硬化されたゴム組成物の特性を改善するために用いられる。前述のように、本明細書で開示されたゴム組成物における一次促進剤は、添加された硫黄の量と比例した量で添加されるスルフェンアミドである。促進剤の組合せは、硬化されたゴム組成物の特性を改善するためにしばしば有用であり、特定の実施形態は、二次促進剤の添加を含む場合がある。
【００３７】
特定の実施形態は、例えば、ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、トリフェニルグアニジン（ＴＰＧ）、ジオルトトリルグアニジン（ＤＯＴＧ）、ｏ−トリルビグアニド（ｔｏｌｙｌｂｉｇａｕｎｉｄｅ）（ＯＴＢＧ）、又はヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）のような適度に高速の促進剤の使用を含む。こうした促進剤は、４ｐｈｒまで、０．５から３ｐｈｒまでの間、０．５から２．５ｐｈｒまでの間、又は１から２ｐｈｒまでの間の量で添加されてもよい。特定の実施形態は、例えば、高速促進剤：ジスルフィド及びベンゾチアゾール、及び、超高速促進剤：チウラム、キサントゲン酸塩、ジチオカルバミン酸塩、及びジチオリン酸塩のような、高速促進剤及び／又は超高速促進剤の使用を除外する場合がある。
【００３８】
本発明は、単なる例証であって本発明を全く限定するものではないとみなされるべき以下の実施例によってさらに例証される。実施例において開示された組成物の特性を後述のように評価した。
【００３９】
ダンベル状試験片に対し、ＡＳＴＭ規格Ｄ４１２に基づいて２３℃の温度で１０％（ＭＡ１０）及び１００％（ＭＡ１００）での伸び率（Ｍｏｄｕｌｉ  ｏｆ  ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）（ＭＰａ）を測定した。第２の伸びにおいて、すなわち、適応サイクル後に、測定値を採った。これらの測定値は、試験片の本来の断面に基づくＭＰａのセカント係数である。
【００４０】
次式に従い、第６の衝撃における６０℃での反発によってヒステリシス損失（ＨＬ）をパーセントで測定した：
【数５】
0005579744.tif 000006
ここで、Ｗ0は、供給されたエネルギーであり、Ｗ1は、回復されたエネルギーである。
【００４１】
ＡＳＴＭ  Ｄ５９９２に従ってＭＴＳ８３１  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍで材料の動的特徴を測定した。１０Ｈｚの周波数及び８０℃で交互の単一正弦波剪断応力を受けた加硫材料のサンプル（厚さ４ｍｍ及び断面４００ｍｍ2の円筒形試験片）の応答を記録する。０．１〜５０％（往路サイクル（ｏｕｔｗａｒｄ  ｃｙｃｌｅ））の変形振幅、次いで５０％〜０．１％（復路サイクル（ｒｅｔｕｒｎ  ｃｙｃｌｅ））の変形振幅での走査を行う。復路サイクルの間、８０℃で損失角ｔａｎデルタのタンジェントの最大値（ｍａｘ  ｔａｎδ）を求めた。
【００４２】
１００℃での引裂抵抗指数を測定する。各々が３ｍｍの深さを有する３つの切り目を付けられた寸法１０×１４２×２．５ｍｍの試験片に対して、厚さＮ／ｍｍの破壊荷重（ＢＬ）と破断伸び（ＥＢ）のパーセントを測定する。引裂抵抗指数は、次式（２）によって与えられる。
【数６】
0005579744.tif 000007
【００４３】
タイヤ試験結果は、相対性能指数として与えられ、こうした結果は、「対照」タイヤを特徴付ける基準指数１００と比較されるものである。したがって、このベース１００よりも高い性能指数は、特定のタイヤの性能が、対応する「対照」タイヤの性能よりも優れていることを示す。
【００４４】
２５℃の周囲温度、２８００ｋｇの負荷の下、及び９０ｋｍ／時の速度で、試験ドラム上で走らせることによって、試験されるタイヤの各々の転がり抵抗を測定した。タイヤの内圧は８．６バールであった。
【００４５】
蛇行路サーキットでトラックの操舵車軸上のタイヤを合計４０，０００マイルにわたって走らせた後で、残っているゴムの高さの関数である相対摩耗指数によって、各タイヤの耐摩耗性又は耐久性を求めた。この相対摩耗指数は、本発明に係るトレッド上に残っているゴムの高さを、定義により摩耗指数１００を有する「対照」トレッド上に残っているゴムの高さと比較することによって得られた。
【００４６】
計装走行車軸を有するトラックにタイヤを取り付けることによって、トラクションを試験した。路面上にて公称水深１．５ｍｍの周囲温度条件でタイヤを試験した。試験条件は、研磨コンクリート（ｐｏｌｉｓｈｅｄ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ）上で３２及び６４ｋｍ／時であり、アスファルト上で３２及び９７ｋｍ／時であった。
【００４７】
各試験の間、制動力（Ｆｘ）をかけ、ホイール回転のロック、すなわち、ホイール回転の停止を測定した。タイヤのタイヤ角速度（Ｏ）がその自由回転角速度（Ｏｏ）よりも小さいときに、踏み跡において滑りが発生した。滑り率（ＳＲ）は、一般に２つの速度の間の差異を表し、ＳＲ＝（Ｏ／Ｏｏ）−（Ｏｏ／Ｏｏ）と表現される場合がある。例えば、タイヤがロックされるとき、回転速度はゼロであり、滑り率は−１である。
【００４８】
試験の間、制動力によりタイヤがロックされるまで、特定のタイヤ角速度（滑り率）のＭｕ値を計算した。Ｍｕは、制動力を、各タイヤにかかる一定の垂直荷重で割ることによって求められる。各タイヤの５％から４５％滑りまでの平均Ｍｕ値を用いて、各々を、比較（Ｗｉｔｎｅｓｓ）１タイヤの平均Ｍｕ値で割ることによって、タイヤの各々のＭｕ値を正規化した。
【実施例】
【００４９】
実施例１
表１に示された成分を用いて、当業者には周知の手順を用いて、エラストマー調製物を調製した。表１に示されたエラストマー調製物を形成する各成分の量は、エラストマー１００重量部に対する部（ｐｈｒ）で与えられる。表１の調製物Ｆ１〜Ｆ３に挙げられた「他の」成分には、ＺｎＯ、ステアリン酸、６ＰＰＤ、ＴＭＱ、ＤＰＧ、及びワックスのような硬化剤及び劣化防止剤成分が含まれていた。これらの材料のすべてを、当業者には公知の典型的な量で添加した。比較タイヤは、既製品のＭｉｃｈｅｌｉｎトラックタイヤであった。
【００５０】
調製物に用いられるカーボンブラックは、比較の場合Ｎ２９９、Ｆ１の場合Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＥＣＯＲＡＸ１９９０、Ｆ２の場合Ｓｉｄ  Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏ．から入手可能なＳＲ１２９、Ｆ３の場合Ｎ２３４であった。調製物に用いられる高分散性シリカは、Ｆ２の場合Ｒｈｏｄｉａから入手可能なＺｅｏｓｉｌ  Ｐｒｅｍｉｕｍ  ２００ＭＰ、Ｆ１およびＦ３の場合Ｒｈｏｄｉａから入手可能なＺｅｏｓｉｌ  １１６５ＭＰであった。Ｚｅｏｓｉｌ  ２００  Ｐｒｅｍｉｕｍ  ＭＰは、２３０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積と１９６ｍ2／ｇのＣＴＡＢを有している高分散性シリカとして特徴付けられてもよい。Ｚｅｏｓｉｌ  １１６５ＭＰは、１６０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積と１５５ｍ2／ｇのＣＴＡＢを有している高分散性シリカとして特徴付けられてもよい。
【００５１】
【表１】
0005579744.tif 000008
【００５２】
表１で与えられたゴム、シリカ、カップリング剤、及びＤＰＧ成分を、６５〜７０ＲＰＭで作動するバンバリーミキサで約４５秒間混合し、次いで、カーボンブラックを添加し、次いで、５０〜５５ＲＰＭに下げて約１．８分間混合することによってエラストマー調製物を調製した。次いで、混合物を冷却し、３０ＲＰＭの速度で作動する２つのシリンダを有するミルに移した。加硫剤を添加し、加硫剤が良く分散されるまで混合を続けた。ミリング時間は１０分間以内であった。Ｆ１及びＦ２の場合にのみ、混合物をさらなる処理のためにバンバリーミキサに戻した。この第２混合段階の間、バンバリーミキサは、２０から４０までの間のＲＰＭ速度で約２．５分間作動させた。
【００５３】
ゴム組成物をシートにし、１５０℃で２５分間硬化した比較１以外のすべての材料を、１５０℃の温度で２０分間硬化させた。次いで、硬化したシートを、実施例の物理的特徴を求めるのに用いられる試験方法に適した試験片に切断した。
【００５４】
タイヤ試験では、表１に示されたゴム化合物からなるトレッドを有するタイヤを生産した。前述のように試験を行い、試験結果を表１に示した。
【００５５】
本発明の特許請求の範囲と明細書で用いられる場合、「備えている」、「含んでいる」、及び「有する」という用語は、特定されない他の要素を含む場合がある開放グループを示していると考えられるべきである。本発明の特許請求の範囲と明細書で用いられる場合、「本質的に、〜からなる」という用語は、特許請求される発明の基本的な及び新規な特徴を重大に変化させない限り、特定されない他の要素を含む場合がある部分的な開放グループを示していると考えられるべきである。「ひとつの（ａ、ａｎ）」という用語、及び単語の単数形は、該単語が１つ又は複数の何かが提供されることを意味するように、同じ単語の複数形を含むものとして理解されるべきである。「少なくとも１つ」及び「１つ又は複数」という用語は同義語として用いられる。「１つの」又は「単一の」という用語は、１つ及び１つのみの何かが意図されることを示すために用いられるものである。同様に、「２つの」のような他の特定の整数値は、特定の数のものが意図されるときに用いられる。「好ましくは」、「好ましい」、「好む」、「随意的に」、「であってもよい」という用語、及びそれと類似の用語は、言及される項目、条件、又はステップが本発明の任意の（要求されない）特徴であることを示すために用いられる。「ａからｂまでの間」と説明される範囲は、「ａ」及び「ｂ」の値を含むものである。
【００５６】
本発明の真の趣旨から逸脱することなく本発明の実施形態に種々の修正及び変更を加えてもよいことが、上記の説明から理解されるべきである。上記の説明は、説明の目的のためにのみ与えられるものであって、限定する意味で解釈されるべきではない。以下の請求項の文言のみが、本発明の範囲を制限するべきものである。