(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）少なくとも１種のエラストマーと、（ｉｉ）少なくとも１種のフィラーと、（ｉｉｉ）少なくとも１種のシラン官能化炭化水素ポリマー改質剤（Ｓｉ−ＨＰＭ）であって、上記Ｓｉ−ＨＰＭは、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含み、さらにシラン構造を含む少なくとも１種の官能基を含み、上記インターポリマーは、官能化前に、２５００〜２５０００ｇ／モルの重量平均分子量および９００〜３０００ｇ／モルの数平均分子量を有する、上記Ｓｉ−ＨＰＭと、を含むエラストマー組成物。
【請求項２】
１種または複数の官能基が、オレフィン性不飽和をさらに含み、インターポリマーが、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１モルパーセントのオレフィン性水素を含む、請求項１に記載のエラストマー組成物。
【請求項３】
Ｓｉ−ＨＰＭが、インターポリマーと、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p
（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子の２価の置換もしくは無置換の炭化水素基であり、Ｆは、１価または多価の有機官能基であり、Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが多価である場合、ｐは少なくとも１である）の２官能性有機シラン架橋剤との反応生成物を含む、請求項１または２に記載のエラストマー組成物。
【請求項４】
Ｘが、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルもしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒが、アルキレンであり、ｐが０または１であり、ｐが０である場合、Ｆが、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、ヒドロシリル、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基から選択され、ｐが１である場合、Ｆが２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである、請求項３に記載のエラストマー組成物。
【請求項５】
少なくとも１種のフィラーがシリカを含む、請求項１から４のいずれかに記載のエラストマー組成物。
【請求項６】
インターポリマーが、（ｉ）少なくとも１種のピペリレン成分と、（ｉｉ）少なくとも１種の環状ペンタジエン成分と、（ｉｉｉ）少なくとも１種の芳香族成分と、を含み、インターポリマーが、４０℃〜１６０℃の軟化点を備える、請求項１から５のいずれかに記載のエラストマー組成物。
【請求項７】
インターポリマーが、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のエラストマーに連結される、請求項１から６のいずれかに記載のエラストマー組成物。
【請求項８】
インターポリマーが、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のフィラーに連結される、請求項１から７のいずれかに記載のエラストマー組成物。
【請求項９】
インターポリマーが、少なくとも１種のエラストマーおよび少なくとも１種のフィラーの組合せに連結される、請求項１から８のいずれかに記載のエラストマー組成物。
【請求項１０】
少なくとも１種のエラストマーが、少なくとも１種のフィラーに連結される、請求項１から９のいずれかに記載のエラストマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２０１１年７月１５日に出願された米国特許仮出願第６１／５０８，２２６号（代理人整理番号２０１１ＥＭ１８０）；２０１１年７月１５日に出願された米国特許仮出願第６１／５０８，２３８号（代理人整理番号２０１１ＥＭ１９８）；２０１０年１０月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／３９２，７５１号（代理人整理番号２０１０ＥＭ２８６）；および２０１０年１０月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／３９２，７６５号（代理人整理番号２０１０ＥＭ２８７）の優先権および特典を主張する。本出願はまた、２００８年１２月２９日に出願された米国特許出願第１２／３４５，１５４号にも関連し、これは、２００８年１月１８日に出願された米国特許仮出願第６１／０２２，１２２号の優先権および特典を主張する。
本発明は、炭化水素ポリマー改質剤、およびエラストマー組成物におけるそれらの使用に関する。より詳細には、本発明は、硬化されるエラストマー組成物における炭化水素ポリマー改質剤の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
３７  ＣＦＲ  １．９７−１．９８の下に開示される情報を含む関連技術の説明
エラストマー組成物の工業的配合での成分の選択は、望まれる特性、用途、および特定の用途での最終使用法に応じて決まる。例えば、タイヤ産業では、タイヤ工場におけるグリーン（未硬化）組成物の加工特性と、硬化したゴムタイヤコンポジットの使用時の性能との間のバランスが、特に重要である。通常のオイル加工助剤が、多くのタイヤ構成要素に用いられている：トレッドのコンパウンドは、多くの場合、ポリブタジエンゴム（「ＢＲ」）、油展ポリブタジエンゴム（「ＯＥ−ＢＲ」）、スチレン−ブタジエンゴム（「ＳＢＲ」）、油展スチレン−ブタジエンゴム（「ＯＥ−ＳＢＲ」）、イソプレン−ブタジエンゴム（「ＩＢＲ」）、およびスチレン−イソプレン−ブタジエンゴム（「ＳＩＢＲ」）を含む；サイドウォールおよびプライコートは、ブチルゴムおよびＳＢＲを含み得るが、加工助剤として遊離芳香族オイルを用いている；内部構成要素、例えば、スチールベルトスキムコート、ゴムストリップ、クッション、バリア、ベース、およびウェッジは、主に天然ゴムを含み、芳香族オイルを用いている。
【０００３】
一般に、タイヤのコンパウンディングに用いられる原料成分および材料は、タイヤの全ての性能変数に影響を及ぼし、それゆえに、通常のプロセスオイルに対する新しい何らかの代替品は、ゴムに相溶し、硬化を妨げず、全てのタイヤコンパウンドに容易に分散し、費用効率が高く、タイヤの性能に悪影響を及ぼしてはならない。転がり抵抗、ドライおよびウェットスキッド特性、熱の連続発生など、さらには、農業機械タイヤ、航空機タイヤ、土木機械タイヤ、大型（ｈｅａｖｙ−ｄｕｔｙ）トラックタイヤ、採鉱機械タイヤ、オートバイタイヤ、中型トラックタイヤ、および乗用車タイヤで必要とされるような、多様な条件で使用されるタイヤの耐久性を向上させる能力は、重要な性能特性である。他方、未硬化エラストマー組成物の加工性の容易さを保つこともまた、著しく重要である。さらに、未硬化エラストマー組成物の加工性に影響を及ぼすことなく、または硬化したエラストマー組成物の物理的性質の性能を維持もしくは向上させながら、空気不透過性、曲げ疲労特性、および、隣接するタイヤ構成要素へのエラストマー組成物の接着性を向上させるという目標は、依然として残されている。
【０００４】
タイヤの性能を向上させるために、ゴム基材にアモルファスまたは半結晶性樹脂、例えば、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する脂肪族樹脂をコンパウンディングすることによって、タイヤのトレッド性能を向上させることもまた知られている。これらの材料は、混和性であり得る（これは、コンパウンドのＴｇを上昇させ、ウェットトラクションをより良好にする）、ある程度の非混和性を有し得る（これは、ウェットトラクション領域におけるコンパウンドのＴｇを広くする）、または用いられるポリマーの１種もしくは全てに非混和性であり得る（これは、コンパウンドのＴｇに比較的影響を及ぼさない）。非混和性は、２つの異なる相に対する別個のＴｇピークによって実際に示すことができる、すなわち、ゴム層に対応するＴｇは、非混和性の樹脂によって著しくは変わらない。これらの配合に基づくトレッド組成物は、通常の使用温度での低い転がり抵抗および／または高温もしくは「境界線上の」条件での高いグリップを有し得る。
【０００５】
残念ながら、高濃度の低分子量添加剤一般、および特に非混和性樹脂は、経時的に、トレッドまたは他のタイヤ構成要素の表面に移動する傾向があり、このために、ゴムコンパウンド特性および／またはタイヤの性能が劇的に変わり得る。タイヤコンパウンドのＴｇが、混和性の高Ｔｇ添加剤の添加によって上昇する時、ウェットトラクションは向上するのに対して、トレッドの摩耗および転がり抵抗は負の影響を受ける。
このように、ゴムコンパウンディング添加剤一般の耐久性を向上させること、ならびに、タイヤトレッドのウェットトラクションを向上させ、同時に、トレッドの摩耗および転がり抵抗を維持するもしくは向上させることが求められている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、一実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤（「ＨＰＭ」）を含むエラストマー組成物を提供する。一実施形態において、ＨＰＭは、少なくとも１種の官能基により官能化されており、別の実施形態において、この少なくとも１種の官能基は、シラン構造を含んでいて、少なくとも１種のシラン官能化炭化水素ポリマー改質剤（「Ｓｉ−ＨＰＭ」）を与える。Ｓｉ−ＨＰＭは、官能基により、官能基の特質に応じて、エラストマー組成物中の他の成分、例えば、フィラーおよび／またはポリマーに固定される、または固定でき、例えばタイヤまたはタイヤ構成要素における、長期のエラストマーの性能を著しく向上させる。本発明のエラストマー組成物は、様々な用途に、例えば、空気タイヤ構成要素、ホース、ベルト、ソリッドタイヤ、履物構成要素、グラフィックアート用途のロール、免震デバイス、医薬デバイス、接着剤、シーラント、保護コーティング、および流体貯留および治癒目的のためのブラダーに有用である。タイヤトレッドコンパウンドにおいて、本発明の一実施形態は、タイヤコンパウンダーが、高ＴｇのＨＰＭの使用により、ウェットトラクションを向上させ、同時に、フィラーの分散の向上により、トレッドの摩耗および転がり抵抗を維持することまたは向上させることを可能にする。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
様々な具体的実施形態、変形形態、および例が、特許請求される発明の理解の目的で取り上げられた例示的実施形態および定義を含めて、本明細書において記載される。以下の詳細な説明では、具体的な好ましい実施形態が記載されるが、当業者は、これらの実施形態は、単なる例示にすぎず、本発明は他のやり方で実施できることを理解するであろう。侵害を確定するという目的に対して、本発明の範囲についは、添付の特許請求の範囲のいずれか１項または複数項が、それらの等価物、および、挙げられているものに等価である要素または限定を含めて、参照されるであろう。「本発明」への何らかの参照は、特許請求の範囲によって定められる本発明の、必ずしも全てとは限らないが、１つまたは複数への参照であり得る。
【０００８】
用語「ｐｈｒ」は、ゴムの１００重量部当たりの重量部数を意味し、組成物の成分が、全てのエラストマー（ゴム）成分の合計に対して示される当技術分野において一般的な量である。全てのゴム成分に対する全ｐｈｒまたは部数は、１、２、３種、またはより多くの異なるゴム成分が、所定の配合処方に存在するかどうかに関わらず、常に１００ｐｈｒと定められる。他の非ゴム成分は、通常、１００部のゴムに対応し、相対量は、ｐｈｒで表され得る。用語「オレフィン性水素」は、オレフィン性２重結合に隣接する水素を意味する。用語「芳香族水素」は、プロトン核磁気共鳴（Ｈ−ＮＭＲ）によって求められる、インターポリマー中の水素の全モル数に基づく。
【０００９】
用語「シラン」は、置換または無置換のアルカン炭化水素の任意のケイ素類似体を意味する。用語「シラン構造」は、４価のケイ素原子を含む任意の化合物、部分または基を表す。用語「インターポリマー」は、コポリマー、ターポリマー、テトラポリマーなどを含めて、少なくとも２種の異なるモノマーの重合またはオリゴマー化によって調製される、５００以上の数平均分子量を有する任意のポリマーまたはオリゴマーを意味する。本明細書で用いられる場合、インターポリマーにおけるモノマーへの言及は、そのモノマーに由来する、重合した状態の単位および／または誘導体化された状態の単位を表すと理解されている。ポリマーおよびインターポリマーという用語は、本明細書および特許請求において、５００以上の数平均分子量（Ｍｎ）を有する比較的高分子量のオリゴマー、さらには、標準的なＡＳＴＭの定義によるポリマーに対する分子量要件を満たす化合物を包含するように、広く用いられている。
【００１０】
本明細書に挙げられている全ての炭化水素ポリマー改質剤成分のパーセンテージは、特に断らなければ、重量パーセントである。組成物に関連して、特定の成分を「実質的に含まない」は、その特定の成分が、組成物において０．５ｗｔ％未満を占める、またはより好ましくは、組成物に０．２５ｗｔ％未満のその成分を含む、最も好ましくは、組成物に０．１ｗｔ％未満のその成分を含むことを意味すると定義される。
本明細書で用いられる場合、用語「エラストマー」は、ＡＳＴＭ  Ｄ１５６６（参照を通じて本明細書に組み込まれる）の定義に一致する任意のポリマーまたはポリマーの組合せを表す。本明細書で用いられる場合、用語「エラストマー」は、用語「ゴム」と交換可能であるように用いることができる。
本明細書で用いられる場合、用語「非混和性」は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を観察する実験的手法が、エラストマーとインターポリマーに対する、明瞭な別々の独立したピークを示す場合に、存在する。他方、混和系は、一般に、単一のＴｇピークを生じ、これは、エラストマー相に混和するインターポリマーの存在のせいで、エラストマー単独の場合のＴｇピークからシフトしている、または、ショルダーを有する。Ｔｇは、示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）によって求めることができる。
本明細書で用いられる場合、用語「フィラー」は、物理的性質を強化もしくはいくらか変える、特定の加工特性を付与する、またはエラストマー組成物のコストを低下させるために用いられる任意の材料を表す。
【００１１】
本発明のエラストマー組成物は、様々なエラストマー、炭化水素ポリマー改質剤、フィラーを、また、ある実施形態では、２官能性有機シラン架橋剤（これは、改質剤、フィラー、エラストマー、またはこれらの任意の組合せと、予備反応させてもよい）を含み得る。
【００１２】
一実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤は、その炭化水素ポリマー改質剤を、少なくとも１種のエラストマーに、少なくとも１種のフィラーに、または少なくとも１種のエラストマーと少なくとも１種のフェラーの両方に、連結するための１種または複数の官能基により官能化されている、すなわち、官能化炭化水素ポリマー改質剤である。例えば、フィラーがシリカを含む場合、官能基はシラン構造を有し得る、また／または、官能基は、予備反応としてかまたはエラストマーの加工の間に動的にかのいずれかでシラン構造を組み入れるためのシリル化に適する、オレフィン性不飽和のような、構造を有し得る、あるいは、シラン構造は、改質剤モノマーのインターポリマー化にシラン官能性モノマーを含めることによって、組み入れることができる。
一実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤は、ケイ素官能基および有機官能基を含む２官能性有機シラン架橋剤を用い、官能化できる。有機官能基は、架橋剤の１つの末端を、炭化水素ポリマー改質剤に、例えば、オレフィン性不飽和による反応性結合サイト、またはインターポリマー化の間に組み入れられた反応性結合サイトで、連結するために使用できる。ケイ素官能基は、架橋剤の別の末端を、シリカフィラーに結合させ、炭化水素ポリマー改質剤をエラストマーマトリックス中に効果的に固定するために使用できる。炭化水素ポリマー改質剤は、また、例えば、エラストマーおよび改質剤におけるさらなるオレフィン性不飽和サイトにより、エラストマーにグラフトされるか、または別の仕方で結合され得る。
一実施形態において、エラストマー組成物は、タイヤに、例えば、トレッド、または他のタイヤ構成要素に用いられる。タイヤ構成物および典型的トレッド配合において、エラストマー組成物は、１００ｐｈｒのエラストマー；５０〜９０ｐｈｒのシリカおよび任意選択で他のフェラー、例えばカーボンブラック；５〜５０ｐｈｒの官能化炭化水素ポリマー改質剤；任意選択で、約０．５〜３ｐｈｒのＺｎＯ；任意選択で、約１ｐｈｒのステアリン酸；任意選択で、約１〜４ｐｈｒの促進剤；任意選択で、約１〜２ｐｈｒの硫黄；任意選択で、約５ｐｈｒまでの他の加工助剤；ならびに、用途に応じて、任意選択で、約０．５〜４ｐｈｒの老化防止剤；を含む。
【００１３】
別の実施形態において、エラストマー組成物は、１００ｐｈｒのエラストマー；５０〜９０ｐｈｒのシリカおよび任意選択で他のフェラー、例えばカーボンブラック；炭化水素ポリマー改質剤中の水素の全モル数に対して１〜１０モルパーセントのオレフィン性水素を含む５〜５０ｐｈｒの官能化炭化水素ポリマー改質剤；０．１〜８ｐｈｒの２官能性有機シラン架橋剤；任意選択で、約０．５〜３ｐｈｒのＺｎＯ；任意選択で、約１ｐｈｒのステアリン酸；任意選択で、約１〜４ｐｈｒの促進剤；任意選択で、約１〜２ｐｈｒの硫黄；任意選択で、約５ｐｈｒまでの他の加工助剤；ならびに、用途に応じて、任意選択で、約０．５〜４ｐｈｒの老化防止剤を含み得る。
【００１４】
ある実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤は、他の加工助剤およびオイルに加えて、または、他の加工助剤およびオイルの代わりとして、使用できる。好ましくは、エラストマー組成物は、芳香族オイルを実質的に含まない。「芳香族オイルを実質的に含まない」は、エラストマー組成物が、０．５ｐｈｒ未満の芳香族オイル、より好ましくは０．２５ｐｈｒ未満の芳香族オイル、最も好ましくは０．１ｐｈｒ未満の芳香族オイルを含むことを意味すると定義される。芳香族オイルは、少なくとも３５質量％の単環および多環化合物を含む複合物である。一般に、芳香族オイルは、芳香族性不飽和多環成分を含む。
【００１５】
ある実施形態において、芳香族オイルを炭化水素ポリマー改質剤で置き換えると、コンパウンドのタック、接着性、および引裂き強さを向上させること；老化引張り強さの保持を向上させること；耐摩耗性および貯蔵弾性率（Ｇ’）を向上させること；０℃でのｔａｎδを増加させること（これは、タイヤのウェットトラクションの予測変数として用いることができる）；３０℃〜７０℃の範囲内のｔａｎδを増加させること（これは、通常の使用条件下での、ドライトラクション、転がり抵抗および他の向上した性能特性の予測変数として用いることができる）；または、７０℃を超える温度でのｔａｎδを増加させること（これは、極端な使用条件下でのタイヤのグリップおよび他の向上した性能特性の予測変数として用いることができる）；あるいはこれらの向上の２つ以上の組合せまたは全て；が可能である。
【００１６】
ある実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤は、エラストマーに混和性である、または非混和性であり得る。非混和性は、例えば、エラストマーとＨＰＭの溶解度パラメータが十分に異なる場合、すなわち、ＨＰＭがエラストマーに非相溶である場合に、生じ得る。別の実施形態において、その分子量が仮にもっと低ければ、ＨＰＭが、類似の溶解度パラメータのせいでエラストマー混合物に相溶性がある、また別の仕方で混和性があると思われる場合でさえ、ＨＰＭは、エラストマーマトリックスにおける非混和性をもたらすのに十分な高い分子量を有し得る。
ある実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、エラストマーと共硬化（ｃｏ−ｃｕｒｅ）できる、または共硬化される。一実施形態におけるＳｉ−ＨＰＭは、オレフィン性不飽和（シリル化もしくは他の官能化に必要とされるものよりも多くの）、またはゴム混合物の架橋もしくは加硫に加わることを助長する他の官能基を含む。一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、エラストマー組成物中のフィラーと、例えばシリカフィラーと共硬化できる、または共硬化される。Ｓｉ−ＨＰＭ（これは、エラストマーに混和性であるかまたは非混和性であるかのいずれかであり得る）の共硬化は、硬化したゴム物品の表面へのＳｉ−ＨＰＭの移動をさらに抑制でき、こうして、ゴム組成物は、物品の使用寿命に達するまでの長期間、その望まれる特性を保持できる。
【００１７】
一実施形態におけるＳｉ−ＨＰＭは、反応器にモノマーを添加すること、または仕上げラインの改変によって、１ステッププロセスで製造できる。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、反応器後（ｐｏｓｔ−ｒｅａｃｔｏｒ）プロセスにおいて、例えば、反応器後で、コンパウンディング前のプロセスにおいて、製造され得る。特定の一実施形態において、フィラーと反応もしくは相互作用すること、およびエラストマーマトリックス中で硬化することが可能なシランが、コンパウンディング配合またはプロセスに含められる。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、任意選択でエラストマーまたは硬化系と反応することなく、フィラーに連結できる。様々な実施形態におけるエラストマー組成物に存在する最終生成物は、エラストマー−樹脂−フィラー複合体、樹脂−フィラー複合体、エラストマー−樹脂−エラストマー複合体、エラストマー−フィラー複合体、これらの組合せなどを含み得る。
【００１８】
一実施形態において、エラストマー組成物は、少なくとも１種のエラストマー、少なくとも１種のフィラーおよび少なくとも１種のシラン官能化炭化水素ポリマー改質剤を含む。一実施形態におけるＳｉ−ＨＰＭは、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含み、Ｓｉ−ＨＰＭを、少なくとも１種のフィラーに、または少なくとも１種のエラストマーと少なくとも１種のフィラーの両方に、少なくとも１種のエラストマーに連結する少なくとも１種の官能基を含み得る。別の実施形態において、ＨＰＭは、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、アミレン、テルペン、およびこれらの組合せからなる群から選択されるインターポリマー化されたモノマーを含む。
【００１９】
一実施形態において、１種または複数の官能基は、オレフィン性不飽和をさらに含み、ここで、官能化インターポリマーは、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１モルパーセントのオレフィン性水素を含む。別の実施形態において、シラン構造は、例えば、インターポリマーをエラストマーおよび／またはフィラーと一緒にする前または後のいずれかに、インターポリマーにおけるオレフィン性不飽和サイトでの、２官能性有機シラン化合物によるシリル化によって、付与され得る。
【００２０】
別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、インターポリマーと、式Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子の置換もしくは無置換の２価の炭化水素基であり、Ｆは、１価もしくは多価の有機官能基であり、Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが多価である場合、ｐは少なくとも１である）の２官能性有機シラン架橋剤との反応生成物を含む。一実施形態において、Ｘは、ヒドロキシもしくはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルもしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒは、アルキレンであり、ｐが０である場合、Ｆは、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、ヒドロシリル、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基から選択され、ｐが１である場合、Ｆは、２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである。
【００２１】
一実施形態において、少なくとも１種のフィラーはシリカを含む。
一実施形態において、インターポリマーは、（ｉ）少なくとも１種のピペリレン成分と、（ｉｉ）少なくとも１種の環状ペンタジエン成分と、（ｉｉｉ）少なくとも１種の芳香族成分と、を含み、ここで、インターポリマーは、４０℃〜１６０℃に軟化点を備える。一例として、インターポリマーは、１１０℃〜１５０℃の軟化点、８００を超える数平均分子量、２５００を超える重量平均分子量、２０，０００を超えるｚ平均分子量、および少なくとも５モルパーセントの芳香族水素を有し得る。
【００２２】
別の実施形態において、インターポリマーは、（ｉ）ピペリレン成分；（ｉｉ）芳香族成分；および（ｉｉｉ）ジシクロペンタジエンフラクション（ＤＣＰＤフラクション）およびジメチルシクロペンタジエンフラクション（ＭＣＰＤフラクション）を含む環状ペンタジエン成分を含み、ここで、ＭＣＰＤフラクションとＤＣＰＤフラクションの重量比は、０．８：１〜１００：１であり、ＭＣＰＤフラクションは、環状ペンタジエン成分の少なくとも２０ｗｔ％であり、また、インターポリマーは、（ａ）４００を超えるＭｎ；（ｂ）１５，０００未満のＭｚ；および（ｃ）インターポリマー中の水素の全モル数に対して少なくとも８モルパーセントの芳香族水素；を含む。
別の実施形態において、インターポリマーは、モノマー混合物の重量に対して、６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％のピペリレン成分、５ｗｔ％〜１５ｗｔ％の環状成分、および５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の芳香族成分を含むモノマー混合物から調製される；または、追加として、もしくは代わりに、インターポリマーは、５２０〜６５０ｇ／モルの重量平均分子量、および４８℃〜５３℃のＴｇを有する。
様々な実施形態において、インターポリマーは、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のエラストマーに連結され、インターポリマーは、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のフィラーに連結され、インターポリマーは、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のエラストマーおよび少なくとも１種のフィラーの組合せに連結され、少なくとも１種のエラストマーは、少なくとも１種のフィラーに連結される、あるいはこれらの任意の組合せ、等々。
【００２３】
一実施形態において、インターポリマーは、少なくとも１種のエラストマーと非混和性である。別の実施形態において、官能化炭化水素ポリマー改質剤は、５〜５０ｐｈｒで存在する。
別の実施形態において、タイヤまたはタイヤ構成要素は、本明細書に記載のエラストマー組成物を含む。
【００２４】
さらなる実施形態において、方法は、エラストマー混合物を溶融加工して、物品の形状にエラストマー組成物を成形することと、エラストマー組成物を硬化させて、物品を形成することと、を含み、ここで、エラストマー混合物は、（ｉ）少なくとも１種のエラストマーと、（ｉｉ）少なくとも１種の炭化水素ポリマー改質剤であって、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含む上記炭化水素ポリマー改質剤と、（ｉｉｉ）シリカを含むフィラーと、（ｉｖ）２官能性有機シラン架橋剤と、を含む。
様々な実施形態において、前記方法は、２官能性有機シラン架橋剤を、フィラーならびにエラストマーおよびインターポリマーの一方もしくは両方に連結すること；インターポリマーをエラストマーに連結すること；インターポリマーをフィラーに結合させること；またはこれらの組合せを含む。一実施形態において、前記方法は、インターポリマーを、エラストマーおよびフィラーの一方もしくは両方に連結することと、エラストマーをインターポリマーおよびフィラーの一方もしくは両方に連結することと、フィラーをインターポリマーおよびエラストマーの一方もしくは両方に連結することと、を含む。
【００２５】
一実施形態において、前記方法は、インターポリマーと２官能性有機シラン架橋剤を予備反応させることを含む。例えば、予備反応は、インターポリマーと２官能性有機シラン架橋剤を、触媒の存在下に、例えば押出機において、接触させることを含む。代わりに、または追加として、予備反応は、重合反応器への供給原料におけるモノマー混合物中に、２官能性有機シラン架橋剤を組み入れることを含む。さらなる実施形態において、前記方法は、予備反応されたインターポリマー−２官能性有機シラン架橋剤を、フィラーに連結することを含む。
さらなる実施形態において、インターポリマーは、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１モルパーセントのオレフィン性水素を含む。一実施形態において、インターポリマーは、末端ビニル基の量を減らすために水素化されており、別の実施形態において、インターポリマーは、シランよる連結または他の中間官能化のための末端ビニル基を備えるように、水素化されていない。
【００２６】
前記方法の一実施形態において、前記改質剤は、ムーニー粘度を下げるのに効果のある状態および量で、エラストマー混合物中に存在する。
【００２７】
一実施形態において、前記方法は、構造要素を、エラストマー組成物の表面に付着させること、および構造要素を物品と共硬化して構成物を形成することを、さらに含み得る。一実施形態において、構成物はタイヤを含み、物品は、タイヤのトレッド、タイヤのインナーライナー、またはタイヤのカーカスを含む。
【００２８】
さらなる実施形態において、シリル化された炭化水素ポリマー改質剤は、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、アミレン、およびこれらの組合せからなる群から選択され、２官能性有機シラン架橋剤に連結された、インターポリマー化されたモノマーを含む。一実施形態において、シリル化されたインターポリマーは、式Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、Ｒは、１〜２０個の炭素原子の２価の炭化水素基である）を有するペンダントシラン基を含む。一実施形態において、Ｘは、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−であり、ここで、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキル基であり、Ｒはアルキレンである。
さらなる実施形態において、シリカに連結される炭化水素ポリマー改質剤は、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含み、ここで、この官能化インターポリマーは、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１モルパーセントのオレフィン性水素を含み、２官能性有機シラン架橋剤を介してシリカに結合される。一実施形態において、２官能性有機シラン架橋剤は、式Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ（式中、各Ｘは、独立に、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキル、もしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒは、１〜２０個の炭素原子のアルキレンであり、Ｆは、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、ヒドロシリル、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基、およびこれらの組合せから選択される）を有するシランである。別の実施形態において、２官能性有機シラン架橋剤は、式Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3（式中、各Ｘは、独立に、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキル、もしくはシクロアルキル基である）であり、各Ｒは、１〜２０個の炭素原子のアルキレンであり、Ｆは、２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである）を有するシランである。別の実施形態において、インターポリマーは、インターポリマーにおけるオレフィン性不飽和により、エラストマーと共硬化される。
【００２９】
エラストマー
エラストマー組成物は、少なくとも１種のエラストマーを含む。一実施形態において、様々なエラストマーの単一のものまたは２種以上の混合物が、通常、エラストマー組成物中に、１００ｐｈｒで存在し、炭化水素ポリマー改質剤は、５〜５０ｐｈｒで存在する。
エラストマー組成物に含められ得る典型的なエラストマーには、ブチルゴム、分岐（「星型分岐」ブチルゴム、星型分岐ポリイソブチレンゴム、イソブチレンとパラ−メチルスチレンのランダムコポリマー（ポリ（イソブチレン−ｃｏ−ｐ−メチルスチレン））、イソプレン、イソブチレンおよびアルキルスチレンのランダムコポリマー、ポリブタジエンゴム（「ＢＲ」）、高シス−ポリブタジエン、ポリイソプレンゴム、イソプレン−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」）、スチレン−ブタジエンゴム（「ＳＢＲ」）、溶液重合−スチレン−ブタジエンゴム（「ｓＳＢＲ」）、乳化重合−スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（「ＥＰ」）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（「ＥＰＤＭ」）、合成ポリイソプレン、汎用ゴム、天然ゴム、およびこれらのエラストマーのハロゲン化タイプ、ならびにこれらの混合物が含まれる。有用なエラストマーは、当技術分野において知られている適切な手段のいずれかによって製造でき、このことを考慮して、本発明は、エラストマーの製造方法によって限定されない。
エラストマーは、ハロゲン化されていることも、されていないこともある。好ましいハロゲン化エラストマーは、ハロゲン化ブチルゴム、ブロモブチルゴム、クロロブチルゴム、ハロゲン化分岐（「星型分岐」）ブチルゴム、およびイソブチレンとパラ−メチルスチレンのハロゲン化ランダムコポリマーからなる群から選択され得る。このようなエラストマーブレンドは、通常、タイヤにおいて、バリア構成要素に用いられる。
【００３０】
ある実施形態において、エラストマー組成物は、２種以上のエラストマーのブレンドを含む。エラストマーのブレンドは、反応器ブレンドおよび／または溶融混合物であり得る。個々のエラストマー成分は、通常の様々な量で存在し得るが、エラストマー組成物におけるエラストマーの全含有量は、配合においては、１００ｐｈｒとして表される。
【００３１】
有用なエラストマーには、イソブチレン系ホモポリマーまたはコポリマーが含まれる。イソブチレン系エラストマーは、イソブチレン由来の少なくとも７０ｍｏｌ％の繰返し単位を含むエラストマーまたはポリマーを表す。これらのポリマーは、Ｃ4−Ｃ7のイソモノオレフィン由来単位、例えば、イソブチレン由来単位と、少なくとも１種の他の重合性単位とのランダムコポリマーとして表すことができる。イソブチレン系エラストマーは、ハロゲン化されていることも、いないこともある。
【００３２】
エラストマーは、また、ブチルタイプのゴムまたは分岐ブチルタイプのゴム（これらのエラストマーのハロゲン化されたタイプを含めて）でもあり得る。有用なエラストマーは、オレフィン、イソオレフィン、およびマルチオレフィンのホモポリマーおよびコポリマーのような、不飽和ブチルゴムである。有用なブチルゴムのこれらおよび他のタイプは、よく知られており、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)、およびKresge and Wang, 8 KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY, p. 934-955 (John Wiley & Sons, Inc. 4th ed. 1993)に記載されており、これらの各々は、参照を通じて本明細書に組み込まれる。他の有用な不飽和エラストマーの非限定的例は、ポリ（イソブチレン−ｃｏ−イソプレン）、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）、天然ゴム、星型分岐ブチルゴム、およびこれらの混合物である。
【００３３】
一実施形態において、エラストマーは、低ヒステリシスおよびレジリエンスと共に高強度および良好な摩耗のような特性を必要とするタイヤ構成要素のためのタイヤゴムコンパウンディングに通常用いられるタイプのゴムであり得る。これらのエラストマーは、熱とオゾンの両方に対する耐性が悪ければ、混合されるコンパウンド中に老化防止剤を必要とし得る。このようなゴムの例には、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−ｃｏ−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」）、およびこれらの混合物である。
エラストマー組成物は、また、エチレン−プロピレンゴム（「ＥＰ」）およびエチレン−プロピレン−ジエンゴム（「ＥＰＤＭ」）のようなエチレンとプロピレンに由来する単位のゴム、ならびにこれらの混合物を含み得る。ＥＰおよびＥＰＤＭは、また、汎用エラストマーであるとも考えられる。ＥＰＤＭを製造する際の適切な３番目のモノマーの例は、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、さらには他のモノマーである。
【００３４】
一実施形態において、エラストマーは、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を含み得る。１００℃で測定した、ポリブタジエンゴムのムーニー粘度（ＭＬ  １＋４、ＡＳＴＭ  Ｄ１６４６）は、３５〜７０、または４０〜約６５、別の実施形態では、４５〜６０の範囲であり得る。
別の有用な合成ゴムは、高シス−ポリブタジエン（「シス−ＢＲ」）である。「シス−ポリブタジエン」または「高シス−ポリブタジエン」によって、１，４−シスポリブタジエンが用いられ、そのシス成分の量が少なくとも９５％であることを意味する。
エラストマー組成物は、また、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）も含み得る。１００℃で測定したポリイソプレンゴムのムーニー粘度（ＭＬ  １＋４、ＡＳＴＭ  Ｄ１６４６）は、３５〜７０、または４０〜約６５、別の実施形態では、４５〜６０の範囲であり得る。
【００３５】
別の実施形態において、エラストマーは、また、天然ゴムを含み得る。天然ゴムは、Subramaniam, RUBBER TECHNOLOGY, p. 179-208 (Morton, ed., Chapman & Hall, 1995)（参照を通じて本明細書に組み込まれる）に詳細に記載されている。天然ゴムの望ましい実施形態は、技術的格付けゴム（「ＴＳＲ」）、例えば、これらに限らないが、ＳＭＲ  ＣＶ、ＳＭＲ  ５、ＳＭＲ  １０、ＳＭＲ  ２０、ＳＭＲ  ５０、およびこれらの混合物が含まれるマレーシアゴムから選択され得る。好ましい天然ゴムは、３０〜１２０、より好ましくは４０〜８０の１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ  １＋４、ＡＳＴＭ  Ｄ１６４６）を有する。
別の実施形態において、エラストマーは、スチレンブタジエンゴム（「ＳＢＲ」）（例えば、乳化重合−ＳＢＲ（「Ｅ−ＳＢＲ」）、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ））、高スチレンゴム（「ＨＳＲ」）などのようなスチレンゴムを含み得る。ＳＢＲの望ましい実施形態は、ＪＳＲ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＥ−ＳＢＲエラストマー（これらには、ＪＳＲ  １５００（２５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  １５０２（２５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  １５０３（２５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  １５０７（２５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  ０２０２（４５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  ＳＬ５５２（２５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  ＳＬ５７４（１５ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  ＳＬ５６３（２０ｗｔ％スチレン）、ＪＳＲ  ００５１、ＪＳＲ  ００６１などが含まれる）のように、１０ｗｔ％〜６０ｗｔ％のスチレン含有量を有し得る。好ましいＳＢＲは、３０〜１２０、より好ましくは４０〜８０の１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ  １＋４、ＡＳＴＭ  Ｄ１６４６）を有する。
【００３６】
別の有用なエラストマーは、官能化エラストマーを含めて、ＵＳ７，２９４，６４４に記載されており、この特許は、容認される全ての法域に対して、その全体が、参照を通じて本明細書に組み込まれる。本発明において有用なエラストマーは、様々な他のゴムあるいはプラスチック、特に、ナイロンまたはポリオレフィン（例えば、ポリプロピレンもしくはポリプロピレンのコポリマー）のような熱可塑性樹脂とブレンドされてもよい。これらの組成物は、ブラダーのような空気バリア、タイヤのインナーチューブ、タイヤのインナーライナー、エアースリーブ（空気緩衝器におけるような）、ダイアフラム、さらには、空気または酸素の高い保持が望まれる他の用途に有用である。
【００３７】
シラン官能化炭化水素ポリマー改質剤（「Ｓｉ−ＨＰＭ」）
エラストマー組成物は、さらに、シラン官能化ＨＰＭ（「Ｓｉ−ＨＰＭ」）を含めて、炭化水素ポリマー改質剤（「ＨＰＭ」）を含む。本発明において有用なＨＰＭには、これらに限らないが、脂肪族炭化水素樹脂、芳香族変性脂肪族炭化水素樹脂、水素化ポリシクロペンタジエン樹脂、ポリシクロペンタジエン樹脂、ガムロジン、ガムロジンエステル、ウッドロジン、ウッドロジンエステル、トール油ロジン、トール油ロジンエステル、ポリテルペン、芳香族変性ポリテルペン、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性水素化ポリシクロペンタジエン樹脂、水素化脂肪族樹脂、水素化脂肪族芳香族樹脂、水素化テルペンおよび変性テルペン、ならびに水素化ロジンエステルが含まれる。ある実施形態では、ＨＰＭは水素化されている。別の実施形態において、ＨＰＭは非極性である。本明細書で用いられる場合、非極性は、ＨＰＭが、極性基を有するモノマーを実質的に含まないことを意味する。
【００３８】
本明細書で用いられる場合、ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭインターポリマーにおけるモノマーへの言及は、そのモノマーに由来する、重合した状態の単位および／または誘導体化された状態の単位を表すと理解されている。ポリマーおよびインターポリマーという用語は、本明細書および特許請求の範囲において、５００以上の数平均分子量（Ｍｎ）を有する比較的高分子量のオリゴマー、さらには、標準的なＡＳＴＭの定義によるポリマーに対する分子量要件を満たす化合物を包含するように、広く用いられている。
ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭは、エラストマーコンパウンディング材料として用いることができる。ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭがどのようにコンパウンディングされるかに応じて、ゴムおよびタイヤの耐久性、トラクション、および耐摩耗性に対するゴムの特性の最適化が実現できる。ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭのマクロ構造（分子量、分子量分布、および分岐）が、このポリマー添加剤に独特の特性をもたせる。
【００３９】
適切なＨＰＭは、芳香族と非芳香族の両方の成分を含み得る。ＨＰＭにおける違いは、炭化水素成分を誘導する供給原料におけるオレフィンに主に帰せられる。ＨＰＭは、変化する量のピペリレン、イソプレン、モノオレフィン、および非重合性パラフィン化合物を含む、Ｃ4−Ｃ6フラクションから生成する炭化水素鎖を有する「脂肪族」炭化水素成分を含み得る。このようなＨＰＭは、ペンテン、ブテン、イソプレン、ピペリレンに基づき、少量のシクロペンタジエンまたはジシクロペンタジエンを含む。
ＨＰＭは、また、芳香族単位、例えば、スチレン、キシレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、およびインデンから生成するポリマー鎖を有する「芳香族」炭化水素構造体も含み得る。一実施形態において、ＨＰＭは、相溶性または混和性のために、エラストマー成分の芳香族含有量、例えば、スチレンゴムでの高い芳香族含有量、または天然ゴムでの低い芳香族含有量に釣り合う芳香族含有量を含み得る。相溶性は、例えば、ＨＰＭがエラストマードメインのＴｇを変えるもしくはシフトさせるために用いられる場合、ＨＰＭの分散の向上が望まれる場合、および／または、相溶性がエラストマー組成物におけるＨＰＭの移動の抑制を助長する場合に、望まれる。相溶性は、また、ＨＰＭ、Ｓｉ−ＨＰＭまたはＳｉ−ＨＰＭ誘導体が、別の理由、例えば、高い分子量のＳｉ−ＨＰＭ、Ｓｉ−ＨＰＭのフィラーへの連結、あるいは、ＨＰＭ−エラストマー−ｃｏ−グラフト（これは、結合したＨＰＭの可動性を制限する、また／または連結したフィラー粒子の分散を促進する）のようなＨＰＭ由来単位の存在のために、エラストマー成分と、相溶性でなければ非混和性である場合にも望まれ得る。
【００４０】
別の実施形態において、ＨＰＭは、エラストマー成分との非相溶性または非混和性を付与する芳香族含有量を、例えば、スチレンゴムでは低い芳香族含有量、または天然ゴムでは高い芳香族含有量を含み得る。非相溶性は、例えば、ＨＰＭが、エラストマー相のＴｇを変えるもしくはシフトさせることを求められないまたは望まれない場合、特に、ＨＰＭの可動性が、高い分子量、フィラーへの連結、エラストマー成分との共硬化、またはこれらの任意の組合せによって抑制され得る場合、有益であり得る。
本発明によれば、ゴムコンパウンディングに用いられるＳｉ−ＨＰＭは、オレフィンを、例えば、ピペリレン、イソプレン、アミレン、および環状成分からの１種または複数を含む。Ｓｉ−ＨＰＭは、また、芳香族オレフィンを、例えば、スチレン系成分およびインデン系成分も含み得る。
【００４１】
実施形態における官能化炭化水素ポリマー改質剤は、１〜６０％のピペリレン成分、５〜５０％の環状成分、および１〜６０％の芳香族化合物、好ましくはスチレン系成分を含む、モノマー混合物から好ましくは製造される。代わりに、または追加として、一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、少なくとも１種のピペリレン成分に由来する１０〜８０ｗｔ％の単位、少なくとも１種の環状ペンタジエン成分に由来する１５〜５０ｗｔ％の単位、および少なくとも１種のスチレン系成分に由来する１０〜３０ｗｔ％の単位のインターポリマーを含む。モノマー混合物またはインターポリマーは、５％までのイソプレン、１０％のまでのアミレン成分、５％までのインデン系成分、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。
【００４２】
ピペリレン成分は、通常、Ｃ5ジオレフィンの留分または合成混合物であり、これらに限らないが、シス−１，３−ペンタジエン、トランス−１，３−ペンタジエン、および混合１，３−ペンタジエンを含む。例えば、一実施形態におけるピペリレン成分は、トランス−ペンタジエン−１，３、シクロペンテン、シス−ペンタジエン、およびこれらの混合物を含み得る。通常、ピペリレン成分は、イソプレンのような分岐Ｃ5ジオレフィンを含まない。一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、モノマー混合物の全モノマーの重量に対して、０．１〜９０％のピペリレン成分を含むか、または、０．１、１、１０、２０、２５、３０、３５、４０、４５、もしくは５０％のピペリレン成分から選択される下限のいずれかから、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、もしくは３５％のピペリレン成分から選択されるより大きな上限のいずれかまでのピペリレン成分の範囲を有する、モノマー混合物から調製される。特に好ましい実施形態において、ＨＰＭは、４０〜８０％のピペリレン成分、または４０〜６５％のピペリレン成分、または４０〜５０％のピペリレン成分を含むモノマー混合物から調製される。
一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、イソプレンを実質的に含まない。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、混合物におけるモノマーの重量に対して、１５％までのイソプレン、または１０％未満のイソプレンを含むモノマー混合物から調製される。さらに別の実施形態において、モノマー混合物は、混合物におけるモノマーの重量に対して、５％未満のイソプレンを含む。
【００４３】
通常、アミレン成分は、分子量の増加を抑制するための連鎖移動剤としての役割を果たす。一実施形態において、アミレン成分は、２−メチルブテン−１、２−メチルブテン−２、ペンテン−１、シス−ペンテン−２、トランス−ペンテン−２、およびこれらの混合物からなる群から選択される。一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、アミレンに由来する単位を実質的に含まない。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭのモノマーの混合物は、モノマー混合物におけるモノマーの重量に対して、４０％までのアミレン、または３０％未満のアミレン、または２５％未満のアミレン、または２０％未満のアミレン、または１５％未満のアミレン、または１０％未満のアミレン、または５％未満のアミレンを含む。さらに別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、混合物におけるモノマーの重量に対して、０．１〜１０％までのアミレンのモノマー混合物から調製される。
【００４４】
環状成分は、通常、Ｃ5およびＣ6環状オレフィン、ジオレフィンの留分または合成混合物、ならびに留分からのダイマー、コダイマーおよびトリマーなどである。環状化合物には、これらに限らないが、シクロペンテン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキセン、１，３−シクロヘキサジエン、および１，４−シクロヘキサジエンが含まれる。好ましい環状化合物はシクロペンタジエンである。ジシクロペンタジエンは、エンドまたはエキソ体のいずれかであり得る。環状化合物は、置換されていることも、されていないこともある。好ましい置換環状化合物には、Ｃ1−Ｃ40の直鎖、分岐、または環状アルキル基、好ましくは１個または複数のメチル基により置換されたシクロペンタジエンおよびジシクロペンタジエンが含まれる。一実施形態において、環状成分は、シクロペンタジエン、シクロペンタジエンダイマー、シクロペンタジエントリマー、シクロペンタジエン−Ｃ5コダイマー、シクロペンタジエン−ピペリレンコダイマー、シクロペンタジエン−Ｃ4コダイマー、シクロペンタジエン−メチルシクロペンタジエンコダイマー、メチルシクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンダイマー、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００４５】
通常、環状成分は、軟化点を上げる。他方、スチレンのような芳香族化合物は、軟化点を下げる傾向があるが、軟化点の低下は、環状成分の相対的比率を増すことによって相殺できる。一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、混合物におけるモノマーの重量に対して、６０％までの環状化合物、または５０％までの環状化合物を含むことができるモノマー混合物から調製され得る。通常の下限としては、モノマー混合物中に、少なくとも約０．１％、または少なくとも約０．５％、または約１．０％を超える環状化合物が含まれる。少なくとも一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭのモノマーの混合物は、Ｓｉ−ＨＰＭを調製するモノマー混合物におけるモノマーの重量に対して、１０％を超える環状成分で、２０％までもしくはこれを超える環状化合物、または、好ましくは、３０％までもしくはこれを超える環状化合物、または、より好ましくは、４０％までもしくはこれを超える環状化合物、あるいは、より好ましくは４５％または５０％までもしくはこれを超える環状化合物を含み得る。特に好ましい実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭモノマー混合物は、約１０〜約５０％の環状化合物、または約２０％〜約４５％の環状化合物、または約２０％〜約４０％の環状成分を含む。
【００４６】
Ｓｉ−ＨＰＭに存在し得る好ましい芳香族化合物は、スチレン、インデン、スチレン誘導体、およびインデン誘導体からの１種または複数を含む。特に好ましい芳香族オレフィンには、スチレン、アルファ−メチルスチレン、ベータ−メチルスチレン、インデン、およびメチルインデン、およびビニルトルエンが含まれる。通常、スチレン系成分は、縮合環、例えばインデン系を含まない。スチレン系成分は、スチレン、スチレン誘導体、および置換スチレンを含む。一実施形態において、芳香族成分は、スチレン、オルト−メチル−スチレン、メタ−メチル−スチレン、パラ−メチル−スチレン、α−メチル−スチレン、ｔ−ベータ−メチルスチレン、インデン、メチルインデン、ビニルトルエン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるスチレン系成分である。実施形態における芳香族またはスチレン系オレフィンは、Ｓｉ−ＨＰＭに、６０％まで、または５０％までのスチレン系成分、通常５％〜４５％、より好ましくは５％〜３０％存在する。特に好ましい実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、１０％〜２５％の芳香族化合物、特にスチレン系オレフィンを含む。
【００４７】
Ｓｉ−ＨＰＭは、１５％未満のインデン系成分、または１０％未満のインデン系成分を含み得る。インデン系成分には、インデンおよびインデン誘導体が含まれる。一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、５％未満のインデン系成分を含む。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、インデン系成分を実質的に含まない。
【００４８】
一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、１：２〜３：１、好ましくは１：２〜２．５：１、より好ましくは０．８：１〜２．２：１、または約１：１〜約２：１の、芳香族成分に由来する単位と環状成分に由来する単位の重量比、または、好ましくはスチレン系成分と環状成分の重量比を有することができる。
【００４９】
別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、プロトン核磁気共鳴（Ｈ−ＮＭＲ）によって求めて、インターポリマー中の水素の全モル数に対して少なくとも１モルパーセントの芳香族水素を含み得る。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、少なくとも５ｍｏｌ％の芳香族水素、例えば、５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％の芳香族水素、または、好ましくは５ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％の芳香族水素、または、好ましくは５ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％の芳香族水素、または、より好ましくは８ｍｏｌ％〜１５ｍｏｌ％の芳香族水素を含む。別の実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、１ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％の芳香族水素、または、好ましくは２ｍｏｌ％〜１５ｍｏｌ％の芳香族水素、または、より好ましくは２ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％の芳香族水素を含む。
【００５０】
一実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤には、１種だけのインターポリマーが存在する。別の実施形態では、２種以上のインターポリマーがブレンドされ得る。２種以上のインターポリマーが用いられる場合、インターポリマーの少なくとも１種またはブレンドにより得られる炭化水素ポリマー改質剤のいずれか、好ましくは両方が、少なくとも１種のピペリレン成分に由来する１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の単位、少なくとも１種の環状ペンタジエン成分に由来する１５ｗｔ％〜５０ｗｔ％の単位、および少なくとも１種の芳香族、好ましくはスチレン系成分に由来する１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の単位を好ましくは含み得る。炭化水素ポリマー改質剤ブレンドは、５％までのイソプレン、１０％までのアミレン、および５％までのインデン系成分を含んでいてもよい。好ましくは、エラストマー組成物は、５〜５０ｐｈｒの炭化水素ポリマー改質剤、または炭化水素ポリマー改質剤ブレンドを含む。
【００５１】
別の実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤は、（ｉ）ピペリレン成分；（ｉｉ）芳香族成分；および（ｉｉｉ）環状ペンタジエン成分のインターポリマーである。環状ペンタジエン成分は、ジシクロペンタジエンフラクション（ＤＣＰＤフラクション）およびジメチルシクロペンタジエンフラクション（ＭＣＰＤフラクション）を含み、ここで、ＤＣＰＤフラクションは、全てのシクロペンタジエンダイマーおよび／またはシクロペンタジエンコダイマー（ＣＰＤ−ＭＣＰＤは除く）からなり、ＭＣＰＤフラクションは、全てのメチルシクロペンタジエンダイマーおよび／またはメチルシクロペンタジエンコダイマー（全てのＣＰＤ−ＭＣＰＤコダイマーを含む）からなる。メチルシクロペンタジエンコダイマーは、メチルシクロペンタジエンと、シクロペンタジエン、ピペリレン、ブタジエンなどとのコダイマーを含む。シクロペンタジエンコダイマーは、シクロペンタジエンとピペリレン、ブタジエンなどとのコダイマーを含む。一実施形態において、ＤＣＰＤフラクションは、少なくとも５０ｗｔ％のジシクロペンタジエンおよび５０ｗｔ％未満のＣＰＤコダイマーを含む。ＭＣＰＤフラクションとＤＣＰＤフラクションの重量比は、好ましくは０．８〜２０、より好ましくは１〜１０であり、ＭＣＰＤフラクションは、環状ペンタジエン成分の少なくとも２０ｗｔ％である。ＭＣＰＤフラクションの比率が、環状成分におけるＤＣＰＤフラクションの比率の約０．８または１．０倍を超えると、インターポリマーは、予想外にも、軟化点、分子量、分子量分布および芳香族性のバランスを、例えば、４０℃〜１６０℃の軟化点、４００を超えるＭｎ、１．５〜４のＭｗ／Ｍｎ、１５，０００未満のＭｚ、およびインターポリマー中の水素の全モル数に対して少なくとも８ｍｏｌ％の芳香族水素を、あるいは、好ましくは、少なくとも８０℃の軟化点、８００を超えるＭｎ、３未満のＭｗ／Ｍｎ、１２，０００未満のＭｚおよび／または少なくとも１０ｍｏｌ％の芳香族水素を、有することができる。本明細書では、Ｍｎは数平均分子量と定義され、本明細書では、Ｍｗは重量平均分子量と定義され、また、本明細書では、Ｍｚはｚ−平均分子量と定義される。
【００５２】
実施形態における炭化水素ポリマー改質剤は、好ましくは、１５％〜７０％のピペリレン成分、５％〜７０％の環状成分、および１０％〜３０％の芳香族、好ましくはスチレン系成分を含むモノマー混合物から製造される。代わりに、または追加として、一実施形態において、炭化水素ポリマー改質剤は、少なくとも１種のピペリレン成分に由来する３０％〜６０％の単位、少なくとも１種の環状ペンタジエン成分に由来する１０％〜５０％の単位、および少なくとも１種のスチレン系成分に由来する１０％〜２５％の単位のインターポリマーを含む。モノマー混合物またはインターポリマーは、５％までのイソプレン、１０％までのアミレン成分、および５％までのインデン系成分、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。
【００５３】
通常、一実施形態におけるＨＰＭは、約６００ｇ／モルを超える、または約８００ｇ／モルを超える、または約９００ｇ／モルを超える、または約１０００ｇ／モルを超える数平均分子量（Ｍｎ）を有する。一実施形態において、ＨＰＭは、約９００と３０００ｇ／モルの間、または約１０００と１５００ｇ／モルの間のＭｎを有する。少なくとも一実施形態において、ＨＰＭは、約２５００ｇ／モルを超える、または約５０００ｇ／モルを超える、または約２５００〜約２５，０００ｇ／モル、または３０００〜２０，０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。好ましくは、ＨＰＭは、３５００〜１５，０００ｇ／モル、または、より好ましくは約５０００〜約１０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。ＨＰＭは、約１０，０００ｇ／モルを超える、または約２０，０００ｇ／モルを超える、または約３０，０００ｇ／モルを超えるｚ−平均分子量（Ｍｚ）を有し得る。別の実施形態において、Ｍｚは、１０，０００〜１５０，０００ｇ／モル、または２０，０００〜１００，０００ｇ／モル、または２５，０００〜７５，０００ｇ／モル、または３０，０００〜６０，０００ｇ／モルの範囲にある。Ｍｗ、Ｍｎ、およびＭｚは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって求めることができる。
【００５４】
一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、４以下の多分散指数（「ＰＤＩ」、ＰＤＩ＝Ｍｗ／Ｍｎ）を有する。特に好ましい実施形態において、ＨＰＭは、少なくとも約２．５、または少なくとも約３、または少なくとも約４、または少なくとも約５のＰＤＩを有する。別の実施形態において、Ｍｚ／Ｍｎは、５を超える、１０を超える、１２を超える、１５を超える、２０を超える、２５を超える、または３０を超える。別の実施形態において、Ｍｚ／Ｍｎは、１５０以上まで、１００まで、８０まで、または６０までの範囲にある。別の実施形態において、Ｍｚ／Ｍｎは、５〜１００、または１０〜８０、または１０〜６０、または１０〜４０、または１０〜３０、または１５〜４０、または３０〜６０、または３５〜６０である。
一実施形態において、ＨＰＭは、８０℃〜１６０℃、または、好ましくは１００℃〜１６０℃、または、より好ましくは１１０℃〜１５０℃の軟化点を有し得る。軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｅ−２８によって測定され、環球法に従って求めることができる。
一実施形態において、ＨＰＭは、約３０℃〜約１１０℃、または約５０℃〜１１０℃、または約６０℃〜１００℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し得る。ＨＰＭのＴｇを求めるために、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）が使用され得る。
【００５５】
前記の樹脂は、ＨＰＭの製造について、当技術分野において一般に知られている方法によって製造されてよく、本発明は、Ｓｉ−ＨＰＭの生成方法によって限定されない。好ましくは、Ｓｉ−ＨＰＭは、重合反応器において、０℃と２００℃の間の温度で、オレフィン供給原料流を、フリーデル−クラフツまたはルイス酸触媒と一緒にすることによって製造される。フリーデル−クラフツ重合は、一般に、重合溶媒中で、知られている触媒の使用によって成し遂げられ、溶媒および触媒は、洗浄および蒸留によって除去され得る。本発明に用いられる重合プロセスは、バッチ式または連続方式であり得る。連続重合は、単一の段階または複数の段階で成し遂げられ得る。
【００５６】
一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、少なくとも１種のシラン構造を含む官能基を含み、オレフィン性不飽和、ベンジル性ハロゲンなどのような１種または複数のさらなる官能基を含んでいてもよく、これらによって、Ｓｉ−ＨＰＭは、フィラー、エラストマーに連結される、または別の仕方で、エラストマーマトリックス中に固定され得る。本明細書において用いられる場合、Ｓｉ−ＨＰＭインターポリマーにおける官能基への言及は、その官能基から誘導される、誘導体化された単位または連結した状態の単位を、例えば、別の官能基から誘導される１つの官能基、あるいは、フィラーに直接、もしくは例えば２官能性架橋剤により間接的に、またはエラストマーに、例えばオレフィン性不飽和サイトでの共硬化により、連結することにより生じる誘導された形を、表すと理解されている。特に好ましい実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、オレフィン性不飽和を、例えば、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、Ｈ−ＮＭＲによって求めて、少なくとも１ｍｏｌ％のオレフィン性水素を含む。オレフィン性不飽和は、通常、ピペリレン、ジシクロペンタジエンなどのようなジオレフィン性モノマーのインターポリマー化により生じる。オレフィン性不飽和は、例えば、エラストマー成分との架橋、フィラーとの共硬化のための官能化、またはこれらの組合せなどを容易にするために有益である。
【００５７】
一実施形態において、ＨＰＭおよびＳｉ−ＨＰＭは水素化されていない（オレフィン不飽和、特に末端ビニル基を失わないでいるために）。別の実施形態において、ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭは、部分的に水素化されていることもある（特に、望まれる場合、末端ビニル基を無くするために）。ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭの水素化は、当技術分野において知られているどのような方法によって実施されてもよく、本発明は、水素化の方法によって限定されない。例えば、ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭの水素化は、バッチ式または連続プロセスのいずれであってもよく、例えば、触媒を用いて水素化され得る。ＨＰＭの水素化に用いられる触媒は、元素の周期表の６、８、９、１０または１１族からの元素に基づく、通常、担持された単一金属および二金属触媒系である。
【００５８】
一実施形態において、ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭは、少なくとも部分的に水素化されている、または実質的に水素化されていてもよい。本明細書で用いられる場合、「少なくとも部分的に水素化されている」は、材料が、９０％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは７５％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは５０％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは４０％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは２５％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは１５％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは１０％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは９％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは８％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは７％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは６％未満のオレフィン性プロトンを含むことを意味する。本明細書で用いられる場合、「実質的に水素化されている」は、材料が、水素化の後（かつグラフトモノマーとの反応の前）、５％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは４％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは３％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは２％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは１％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは０．５％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは０．１％未満のオレフィン性プロトン、より好ましくは０．０５％未満のオレフィン性プロトンを含むことを意味する。
【００５９】
用いられる場合、水素化の程度は、通常、芳香族結合の水素化を最小限にし、好ましくはそれを避けるように実施される。ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭが実質的に水素化されている実施形態において、実質的に水素化されたＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭには末端オレフィン性結合が無い（好ましい低いオレフィン性プロトン測定値によって示される）という理由で、グラフトモノマーは、（樹脂／オリゴマーとグラフトモノマーとの）コポリマーを生成するのではなく、樹脂／オリゴマーの骨格にぶら下がると考えられる。
【００６０】
別の実施形態において、ＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭが、水素化されていない、または部分的にのみ水素化されている場合、末端オレフィン性結合の存在が、末端シリル化、有機シランカップリング剤による末端官能化および／または末端架橋を容易にし、これらは、ＨＰＭ−エラストマーの相溶性と、炭化水素ポリマー改質剤によって変更を受ける特性のより良好な維持とを向上させ得る。
【００６１】
一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、官能基としてシラン構造を、例えば、ペンダント−ＳｉＸ3基を含み、ここで、Ｘは、独立に、ケイ素官能基、例えば、ヒドロキシ、２０個までの炭素原子のアルコキシ、アルコキシアルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシまたはシクロアルコキシ基である。ケイ素官能基Ｘは、さらに、例えばシリカフィラー粒子の表面で、シリケートにより置換されていても、または、シリケートに連結されていてもよい。シラン構造は、シランモノマーをインターポリマー化のポリマー混合物に含めてケイ素官能性Ｓｉ−ＨＰＭを直接得ることによって、ＨＰＭを有機官能性シラン化合物によりシリル化することによって、または、エラストマー組成物中のＨＰＭを２官能性有機シラン架橋剤により動的に官能化することによって、あるいは類似のことによって、付与できる。
【００６２】
陽イオン反応（３つの全ての例）またはディールス−アルダー反応（最初の２つの例）のいずれかにより、ＨＰＭインターポリマー化に組み入れることができるケイ素官能性モノマーの例として、ビニルトリエトキシシラン、（シクロペンタジエニルプロピル）トリエトキシシラン、および（１，２−エポキシプロポキシプロピル）メチルジエトキシシランを挙げることができる。
【００６３】
一実施形態において、１種または複数のシランカップリング剤が、ケイ素官能基をもたせるために、ＨＰＭまたは官能化ＨＰＭ（ケイ素官能基以外の官能基、例えば、２官能性シランカップリング剤の有機官能基と反応する有機官能基により官能化）を、予備反応として、またはエラストマー組成物中で動的にかのいずれかで、処理するために用いられる。このようなカップリング剤は、それらが、シリカをＳｉ−ＨＰＭに結合させる助けとなり、また、シリカをエラストマーに結合させる助けとなることができるので、シリカが主要なフィラーであるか、または別のフィラーと組み合わせて存在する場合に、特に望ましい。カップリング剤は、２官能性有機シラン架橋剤であり得る。「有機シラン架橋剤」は、これらに限定されないが、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリス−（ベータ−メトキシエトキシ）シラン、メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、ガンマ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなど、およびこれらの混合物を含めて、当業者に知られている、フィラーに連結されるシラン、および／または架橋活性剤、および／またはシラン強化剤のいずれかである。様々な実施形態において、それらがどのように組み込まれるかに応じて、スルフィド型、メルカプト型、ビニル型、アミノ型、グリシドキシ型、ニトロ型およびクロロ型のシランカップリング剤が、単独で、または何らかの組合せとして使用され得る。シランカップリング剤の例には、シランエステル、アミノシラン、アミドシラン、ウレイドシラン、ハロシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、メタクリロキシシラン、メルカプトシラン、およびイソシアナトシランが含まれる。
【００６４】
一実施形態において、２官能性有機シラン架橋剤は、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p
（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子、好ましくは１０個までの炭素原子、特に１〜５個の炭素原子の置換もしくは無置換の２価の炭化水素基であり；Ｆは、１価もしくは多価の有機官能基であり；Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが多価である場合、ｐは、少なくとも１、例えば１〜５である）を有する。一実施形態において、Ｘは、ヒドロキシもしくはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子、好ましくは１０個までの炭素原子、特に１〜５個の炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルもしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒは、好ましくは１０個までの炭素原子、特に１〜５個の炭素原子のアルキレンであり、ｐは０または１であり；ｐが０である場合、Ｆは、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基から選択され；ｐが１である場合、Ｆは、２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである。
【００６５】
ビニル型シランカップリング剤の例は、ビニルトリエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランである。
アミノ型シランカップリング剤の例は、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、および３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランである。
グリシドキシ型シランカップリング剤の例は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、およびγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランである。
ニトロ型シランカップリング剤の例は、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、および３−ニトロプロピルトリエトキシシランである。
クロロ型シランカップリング剤の例は、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、および２−クロロエチルトリエトキシシランである。
【００６６】
スルフィド型シランカップリング剤の具体例は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、および３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドである。一実施形態において、シランカップリング剤は、一般式（ＣnＨ2n+1Ｏ）3Ｓｉ−（ＣＨ2）m−Ｓp−（ＣＨ2）m−Ｓｉ（ＣnＨ2n+1Ｏ）3（式中、ｎは、１〜３の整数を表し、ｍは、１〜９の整数を表し、ｐは、硫黄原子の平均数を表し、２を超える正の数である）を有し得る。
【００６７】
メルカプト型シランカップリング剤の例は、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、および２−メルカプトエチルトリエトキシシランである。
【００６８】
これらのシランカップリング剤は単独で使用できる、または２種以上を一緒に使用できる。
【００６９】
一実施形態における好ましいシランカップリング剤の例には、以下が含まれ得る：Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（２−（ビニルベンジルアミノ）エチルアミノ）−プロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、トリアセトキシビニルシラン、トリス−（２−メトキシエトキシ）−ビニルシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、１−トリメトキシシリル−２−（ｐ，ｍ−クロロメチル）フェニルエタン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（アミノエチルアミノメチル）フェニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリス（２−エチルヘキソキシ）シラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルプロピレントリアミン、β（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、１，３−ジビニルテトラメチルジシラザン、ビニルトリメトキシシラン、２−（ジフェニルホスフィノ）エチルトリエトキシシラン、２−メタクリロキシエチルジメチル［３−トリメトキシシリルプロピル］アンモニウムクロリド、３−イソシアナトプロピルジメチルエトキシシラン、Ｎ−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（ｔ−ブチルペルオキシ）シラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン。
【００７０】
より好ましいシランカップリング剤は、市販されており、当業者によって有効なカップリング剤であると認められているものである。かなりの数の有機官能性シランが、例えば、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ，Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ（Ｄａｎｂｕｒｙ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から入手できる。Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅから入手可能で有用なシランカップリング剤の例は、ＥＰ０９２６２６５Ａ１に開示されており、これによって、これは、参照を通じて本明細書に組み込まれる。
【００７１】
一実施形態において、シランカップリング剤は、式Ｂ(4-n)−Ｓｉ−（Ａ−Ｎ（Ｈ）−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ2）n（式中、Ａは、１〜約８個の炭素原子を含むアルキレン基であり、Ｂは、ヒドロキシ、または１〜約８個の炭素原子を含むアルコキシ基であり、ｎは、１〜３の整数であるが、但し、ｎが１または２である場合、各Ｂは、同じであっても異なっていてもよい）によって表されるウレイドシランである。一実施形態において、各Ｂは、１〜約５個の炭素原子を含むアルコキシ基、特に、メチルオキシまたはエチルオキシ基であり、Ａは、１〜５個の炭素原子を含む２価の炭化水素基である。このような２価の炭化水素基の例には、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンなどが含まれる。このようなウレイドシランの具体例には、β−ウレイドエチル−トリメトキシシラン；β−ウレイドエチル−トリエトキシシラン；γ−ウレイドエチル−トリメトキシシラン；γ−ウレイドプロピル−トリエトキシシランなどが含まれる。
【００７２】
一実施形態において、オレフィン性不飽和を有するまたは有さないＨＰＭ、例えば、ピペリレン、Ｃ５／Ｃ９、ジシクロペンタジエン  リモネンおよびピネン系インターポリマーは、２官能性有機シラン架橋剤および過酸化物開始剤により処理される。過酸化物開始剤は、ＨＰＭ上にフリーラジカルを生成し、これが、架橋剤の有機官能基、例えば、ビニルまたはスルフヒドリルと反応する。得られるＳＩ−ＨＰＭは、ペンダントシラン構造を有し、この構造は、フィラーと反応してＳＩ−ＨＰＭ樹脂をフィラーに連結することができ、硬化の間はエラストマーと、ほんの限られた反応性のみを有するべきである。
【００７３】
【化１】
0005987226.tif 000002
代わりとなる選択肢として、ＨＰＭの官能基、例えば、末端ビニル基と反応して、反応性シラン基、アミン基、アルキルアミン基などを付け加えるために、ヒドロシリル化を用いることができる。
【００７４】
【化２】
0005987226.tif 000003
別の実施形態において、オレフィン性不飽和を有するＨＰＭは、例えば、硫黄によるエラストマーの加硫の間に、シリカフィラーに動的に連結できる。硬化の間に、スルフィド型シランカップリング剤の硫黄連鎖は、通常、開裂して、ＨＰＭの（さらにはエラストマーの）オレフィン性不飽和にグラフトされ、このため、シリカフィラーが、このＳｉ−ＨＰＭに、官能化の度合いに応じて、１つまたは複数の架橋で、連結される。
【００７５】
【化３】
0005987226.tif 000004
この硬化系は、フィラーに連結することによって、また、Ｓｉ−ＨＰＭに余分の反応性オレフィン性不飽和が存在する場合にエラストマーと共硬化することによって、さらに、フィラーに連結したＳｉ−ＨＰＭにより、エラストマー組成物の混合の間の剪断を増大させて系の粘度を増大させることによって、Ｓｉ−ＨＰＭを安定化する。
一実施形態において、Ｓｉ−ＨＰＭは、シラン官能基に加えて、Ｓｉ−ＨＰＭを、それ自体に架橋させる、フィラーもしくはエラストマーに連結させる、または別の仕方でエラストマーマトリックス内に固定することができる１種または複数の有機官能基を、さらに含む。これらのＳｉ−ＨＰＭは、接着配合物の他の成分と架橋することによって、組成物媒体内に架橋を引き起こし、架橋に参加することが可能である。一例として、Ｓｉ−ＨＰＭに残存するオレフィン性不飽和は、硬化反応に参加できる、または、架橋またはカップリング剤、例えば２官能性有機シランカップリング剤の有機官能基と反応できる。別の例として、Ｓｉ−ＨＰＭの無水物または酸基は、それら自体で、または組成物媒体中に存在する他のポリマーと架橋できる。
すでに記載されたように、エラストマー組成物は、Ｓｉ−ＨＰＭに加えて、官能性されていないＨＰＭ、またはシラン官能基以外の官能基により官能化されたＨＰＭ（ＦＨＰＭ）、例えば、前記ＵＳ７，２９４，６６４（上で参照を通じて組み込まれた）に記載されたグラフトを有する樹脂、グラフトを有するオリゴマーおよび／またはこれらのブレンドを含み得る。Ｓｉ−ＨＰＭ／ＦＥＰＭ／ＨＰＭのブレンドは、別個のＦＥＰＭおよび／またはＨＰＭ成分をＳｉ−ＨＰＭとブレンドすること、ＨＰＭを部分的に官能化すること、および／またはＦＨＰＭもしくはＨＰＭを部分的にシラン官能化することによって得ることができる。
【００７６】
アミンおよびアルコール性官能基を含むいくつかのポリマーは、ＦＨＰＭおよび／またはＳｉ−ＨＰＭと直接反応するであろう、例えば、いくつかのビニルアルコール基を含むポリマーは、カルボン酸官能化ＦＨＰＭまたはＳｉ−ＨＰＭと反応するであろう。他のポリマーは、架橋剤が添加される時に、架橋するであろう。これらの実施形態において、添加される架橋剤の量は、通常、存在するグラフトモノマーの量に依存する。通常の量は、１００：１と１：１００の間、より好ましくは、１：１の配合中に存在する架橋剤部数／グラフトモノマー部数（モル比）を含む。これらには、いくらかのアクリル酸を含むポリマー、例えば、エチレン  アルキル−アクリレート  アクリル酸ターポリマー、または無水コハク酸を含むポリマー、または無水マレイン酸のような酸基がグラフトされたエチレンプロピレンジエンゴムが含まれる。このような架橋は、酸または無水物基と反応できる２官能剤の添加を含めて、多くの方法で達成できる。このような材料の例は、ジオール、ジアミン、特に第１級アミンのような、アルコールおよびアミン官能基を含むものである。これらの官能基を有する材料は、混合されても、または異なる置換基を有していてもよい（例えば、１つの基が第１級であり、他方は第３級である場合のジアミン）。弱い架橋が、イオン結合および水素結合のような、共有結合を形成しない相互作用により達成できる。このように架橋できる材料の例は、Ｃａ＜＋＋＞のような２価の金属イオン、または第４級アミンを含むジアミンである。一実施形態において、架橋剤には、アルコール、ポリオール、アミン、ジアミンおよび／またはトリアミンが含まれる。一実施形態における有機官能性架橋剤の例には、ポリアミン、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、および／またはメタンジアミンが含まれる。
【００７７】
フィラーおよび添加剤
本発明に従って製造されるエラストマー組成物は、通常、ゴムコンパウンドに慣習的に用いられる他の成分および添加剤、例えば、有効量の他の加工助剤、顔料、促進剤、架橋および硬化材料、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、フィラー、および／またはクレーを含む。ＨＰＭ以外に、エラストマー組成物は、他の有用な加工助剤、例えば、プラストマー、ポリブテン、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。
【００７８】
少なくとも１種のエラストマーおよび少なくとも１種の炭化水素ポリマー改質剤を含むことに加えて、エラストマー組成物は、また、少なくとも１種のフィラー、例えば、炭酸カルシウム、クレー、マイカ、シリカ、シリケート、タルク、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、デンプン、木粉、カーボンブラック、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。フィラーは、どのような大きさであってもよく、通常、例えば、タイヤ産業では、約０．０００１μｍ〜約１００μｍの範囲にあり得る。
【００７９】
本明細書で用いられる場合、シリカは、未処理の、沈降シリカ、結晶性シリカ、コロイダルシリカ、アルミニウムもしくはカルシウムシリケート、フュームドシリカなどを含めて、溶液法、燃焼法などによって調製される任意のタイプまたは粒径のシリカまたは他のケイ酸誘導体、あるいはケイ酸を表すものとする。沈降シリカは、通常のシリカ、準高分散性シリカ、または高分散性シリカであり得る。
【００８０】
エラストマー組成物は、また、クレーを含み得る。クレーは、改質剤で処理されていてもよい、例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコスコアイト（ｖｏｋｏｓｋｏｉｔｅ）、ラポナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、マガディアイト（ｍａｇａｄｉｔｅ）、ケンヤアイト、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（ａｌｕｍｉｎａｔｅ  ｏｘｉｄｅ）、ハイドロタルサイト、 またはこれらの混合物であり得る。クレーは、少なくとも１種のシリケートを含み得る。代わりに、フィラーは、有機分子のような改質剤で処理または予備処理されていてもよい、層状クレーであり得る；層状クレーは、少なくとも１種のシリケートを含み得る。
シリケートは、膨張する結晶格子を有するクレー鉱物の一般的種類を表す、少なくとも１種の「スメクタイト」または「スメクタイト型クレー」を含み得る。例えば、これは、モンモリロナイト、バイデライト、およびノントロナイトからなる２八面体型スメクタイト、ならびに、３八面体スメクタイト（これには、サポナイト、ヘクトライト、およびソーコナイトが含まれる）を含み得る。やはり含まれるのは、合成により調製されるスメクタイト−クレーである。
シリケートには、天然または合成のフィロシリケート、例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ベントナイト、ボルコンスコアイト、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、ケニヤアイト、ステベンサイトなど、さらにはバーミキュライト、ハロイサイト、酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトなどが含まれ得る。カオリナイト、セリサイト、フロゴパイトおよび白雲母のようなマイカもまた挙げることができる。前記シリケートのいずれかの組合せもまた想定される。
【００８１】
前記の層状クレーのような層状フィラーは、少なくとも１種の改質剤による処理により、改質され得る、例えば、層間挿入される、または剥離される（ｅｘｆｏｌｉａｔｅｄ）。改質剤は、また、膨潤剤または剥離剤としても知られる。一般に、それらは、層状フィラーの層間表面に存在する陽イオンによりイオン交換反応を受けることができる添加剤である。改質剤は、任意の段階で組成物への添加剤として添加され得る；例えば、添加剤が、エラストマーに添加され、その後、層状フィラーが添加され得る、または少なくとも１種のエラストマーおよび少なくとも１種の層状フィラーの組合せに添加され得る；あるいは、さらに別の実施形態として、最初に添加剤が層状フィラーとブレンドされ、その後、エラストマーが添加されてもよい。
【００８２】
フィラーは、カーボンブラックまたは改質カーボンブラックであり得る。フィラーは、また、カーボンブラックとシリカのブレンドであってもよい。一実施形態において、エラストマー組成物は、タイヤのトレッドまたはサイドウォールであり、強化グレードのカーボンブラックを、ブレンドの１０〜１００ｐｈｒ、別の実施形態として、より好ましくは３０〜８０ｐｈｒ、さらに別の実施形態として、５０〜８０ｐｈｒのレベルで含む。カーボンブラックの有用なグレードは、Ｎ１１０〜Ｎ９９０の範囲を含む。
【００８３】
ナノコンポジット
ナノコンポジットは、フィラー添加ポリマー系であり、このフィラーは、少なくとも１つの寸法がナノメートルの領域にある無機粒子を含む。ナノコンポジットに用いられる無機粒子の一般的タイプは、フィロシリケートであり、これは、いわゆる「ナノクレー」または「クレー」という一般的種類からの無機物質である。ナノコンポジットが存在する場合の、様々なエラストマー組成物の空気バリア性における全般的な向上のせいで、エラストマーおよびクレーを含むナノコンポジットを含むエラストマー組成物を得ることが望まれている。一実施形態における炭化水素ポリマー改質剤は、ガスバリア性を向上させるためのナノコンポジットに使用できる。例えば、Ｓｉ−ＨＰＭは、エラストマーにおけるナノ粒子の分散を向上させることができ、Ｓｉ−ＨＰＭの高い分子量は、ガス分子の拡散経路の長さを増す助けとなり得る。
無機粒子（例えば、クレー）は、エラストマー組成物を通しての酸素の透過に対する板状バリアとして働くことができる。しかし、効果的であるためには、無機粒子は、エラストマー組成物の全体に渡って十分に分散される必要がある。これは、極性のクレーを一般に非極性のゴムに分散させることを通常必要とするので、困難であり得る。理想的には、層間挿入が、ナノコンポジットにおいて起こるべきであり、この場合、ポリマーはクレー表面の間のスペースまたはギャラリー（ｇａｌｌｅｒｙ）に挿入される。最終的には、完全に近く剥離されることが望ましく、この場合、ポリマーは、個々のナノメートルサイズのクレー小板（ｐｌａｔｅｌｅｔ）と十分に、分散する、またはこれらの小板に層間挿入される。
【００８４】
ナノコンポジットに有用な適切な無機粒子には、膨潤性無機クレー材料、例えば、天然もしくは合成のフィロシリケート、特にスメクチッククレー、例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコアイト、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、ケニヤアイト、ステベンサイトなど、さらにはバーミキュライト、ハロイサイト、酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトなどが含まれ得る。これらの層状クレーは、０．４ｎｍ以下の層間間隔で互いに強固に結合した０．８〜１．２ｎｍの厚さを有する複数のシリケート小板を含む粒子を通常含み、その層間表面に存在するＮａ+、Ｃａ+2、Ｋ+、またはＭｇ+2のような交換可能な陽イオンを含む。
【００８５】
ある実施形態において、クレーは、クレー分散体を生成するように、有機液体と混合され得る。クレーは、無機クレーまたは有機物で改質されたクレーであり得る；有機液体は、水に混和性または非混和性であり得る。特定の実施形態において、分散体は、０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲、または０．１ｗｔ％〜３．０ｗｔ％の範囲のクレー濃度を有し得る。
【００８６】
層状クレーは、また、膨潤剤もしくは剥離剤または添加剤として通常知られる有機分子による処理により、層間挿入される、または剥離され得る。膨潤／剥離剤は、層状クレーの層間表面に存在する陽イオンによりイオン交換反応を受けることができる。例えば、層間挿入／剥離されたクレーは、ナトリウムモンモリロナイトクレーの表面に存在するナトリウムイオンを、有機分子（膨潤／剥離剤）、例えば、アルキルもしくはアリールアンモニウム化合物で置き換える、溶液系イオン交換反応を通じて生成され得る。
【００８７】
適切な剥離剤には、陽イオン界面活性剤、例えば、アンモニウムイオン、アルキルアミンもしくはアルキルアンモニウムイオン（第１級、第２級、第３級および第４級）、脂肪族、芳香族またはアリール脂肪族（ａｒｙｌａｌｉｐｈａｔｉｃ）アミンのホスホニウムもしくはスルホニウム誘導体、ホスフィンおよびスルフィドが含まれる。望ましいアミン化合物（または対応するアンモニウムイオン）は、構造Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｎを有するものであり、式中、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ3は、一実施形態においてＣ1−Ｃ30アルキル、または、別の実施形態ではＣ2−Ｃ30アルキルもしくはアルケンであり、これらは同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、剥離剤は、いわゆる長鎖第３級アミンであり、ここで、少なくともＲ1は、Ｃ14−Ｃ20アルキルまたはアルケンである。
【００８８】
剥離剤は、また、ジアミン化合物（または対応するアンモニウムもしくはジアンモニウムイオン）、例えば、ジアミノアルカン、Ｎ−アルキル−ジアミノアルカン、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジアミノアルキル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリアルキル−ジアミノアルカン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアルキル−ジアミノアルカンなどでもあり得る。望ましいジアミンは、構造Ｒ4Ｒ5Ｎ−Ｒ6−ＮＲ7Ｒ8（式中、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、およびＲ8は、同じであるかまたは異なるＣ1−Ｃ30アルキル、またはＣ2−Ｃ30アルキルもしくはアルケンである）を有し得る。長鎖ジアミンが望ましい場合、Ｎ−アルキルまたはＮ−アルケン基の少なくとも１つは、８〜３０個の炭素原子、好ましくは１４〜２０個の炭素原子を有する。非限定的で例示的な具体例には、Ｎ−ココ−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ−オレイル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ−タロー−１，３−ジアミノプロパン、およびＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−タロー−１，３−ジアミノプロパンが含まれる。
剥離剤の別の種類は、層間表面に共有結合できるものを含む。これらには、構造−Ｓｉ（Ｒ15）2Ｒ16（式中、Ｒ15は、現れる毎に同じであるかまたは異なり、アルキル、アルコキシまたはオキシシランから選択され、Ｒ16は、コンポジットのマトリックスポリマーと相溶性のある有機基である）のポリシランが含まれる。他の適切な剥離剤には、２〜３０個の炭素原子を含む、プロトンが付加されたアミノ酸（例えば、１２−アミノドデカン酸、イプシロン−カプロラクタムおよび類似の材料）およびそれらの塩が含まれる。適切な膨潤剤、および層状クレーシリケートに層間挿入する方法は、また、米国特許第４，４７２，５３８号、米国特許第４，８１０，７３４号、および米国特許第４，８８９，８８５号に開示されており、これらの全ては、参照を通じて本明細書に組み込まれる。
【００８９】
好ましい実施形態において、剥離剤は、インターポリマーおよび／またはエラストマー上のシリル基、ハロゲン、オレフィン性不飽和などのような官能性サイトと反応して、クレーを剥離させる助けとなる複合体を生成することができる。一実施形態において、剥離剤には、全ての第１級、第２級、および第３級アミンならびにホスフィン；アルキルおよびアリールスルフィドおよびチオール；ならびにそれらの多官能タイプが含まれる。望ましい剥離剤には、長鎖第３級アミン、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−オクタデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオクタデシル−メチルアミン、いわゆる二水添タローアルキル−メチルアミンなど、およびアミン末端ポリテトラヒドロフラン；長鎖チオール、およびヘキサメチレンチオ硫酸ナトリウムのようなチオサルフェート化合物が含まれる。
一実施形態において、剥離剤は、０．１〜２０ｐｈｒの範囲、または０．２〜１５ｈｐｒの範囲で、あるいは別の実施形態では、０．３〜１０ｐｈｒの範囲で存在し得る。剥離剤は、どの段階で組成物に添加されてもよい；例えば、剥離剤は、エラストマーおよび／もしくはインターポリマーに添加され、その後、クレーが添加され得る、または、エラストマーおよび／もしくはインターポリマーとクレーの混合物に添加されてもよい；あるいは、さらに別の実施形態では、最初に添加剤がクレーとブレンドされ、その後、エラストマーおよび／もしくはインターポリマーとブレンドされてもよい。
別の実施形態において、不透過性の向上は、少なくとも１種の多官能硬化剤の存在によって達成される。このような多官能硬化剤の一実施形態は、式Ｚ−Ｒ17−Ｚ’（式中、Ｒ17は、置換または無置換の、Ｃ1−Ｃ15アルキル、Ｃ2−Ｃ15アルケニル、およびＣ6−Ｃ12環状芳香族部分の１つであり；ＺおよびＺ’は、同じであるかまたは異なり、チオサルフェート基、メルカプト基、アルデヒド基、カルボン酸基、ペルオキシド基、アルケニル基、または不飽和のような反応性基を有する１種または複数のポリマー（エラストマーおよび／またはインターポリマー）ストランドを、分子間もしくは分子内のいずれかで、架橋できる他の類似の基の１つである）によって表すことができる。多官能硬化剤は、存在する場合、組成物に、０．１〜８ｐｈｒの範囲で、または、別の実施形態では、０．２〜５ｐｈｒの範囲で存在し得る。
【００９０】
エラストマー組成物は、また、戻り抵抗剤（ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔｏｒ）も含み得る。このような戻り抵抗剤の非限定的例には、ビス−チオサルフェート化合物、例えば、ヘキサメチレンビス（チオ硫酸ナトリウム）が含まれる。他の戻り抵抗剤は、ゴムコンパウンディングの技術分野においてよく知られており、例えば、ヘキサメチレンビス（シンナムアルデヒド）である。
【００９１】
膨潤剤による処理は、クレー小板の層を互いに保持するイオン性の力の低下、および、０．４ｎｍを超え、好ましくは０．９ｎｍを超える距離に層の間隔を広げる役目を果たす、層の間への分子の導入の結果として、層状クレー小板の層間挿入または「剥離」を生じる。この引き離しは、層状化クレーシリケートが、重合性モノマー材料およびポリマー材料を層の間により容易に吸収できるようにし、ポリマーマトリックス内に剥離クレー層を均一に分散させるために層間化合物（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅ）がマトリックスポリマー材料と剪断混合される時、層がさらに剥離することを容易にする。
【００９２】
エラストマー組成物に組み入れられるクレーまたは剥離クレーの量は、ナノコンポジットの生成によって、組成物の機械的特性またはバリア特性における向上を発揮させるのに十分なものである。通常、エラストマー組成物におけるクレーの量は、組成物のポリマー含有量に対して、０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲、あるいは１ｗｔ％〜８ｗｔ％の範囲、または別の実施形態では、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲であり得る。ゴムの１００重量部当たりの部数で表して、クレーまたは剥離クレーは、１〜３０ｐｈｒの範囲、または２〜２０ｐｈｒの範囲で存在し得る。
エラストマー−クレーナノコンポジットは、当技術分野において知られている様々な方法、例えば、溶液ブレンド法、溶融ブレンド法、またはエマルジョン法を用いて生成できる。例えば、米国特許出願公開第２００７／０１５８５３号（参照を通じて本明細書に組み込まれる）は、ゴム溶液のエマルジョンと、クレーが無機クレーであることができるクレー水性分散体とから、クレー−ブチルゴムナノコンポジットを調製する方法を開示する。ナノコンポジット処理の別の例として、米国特許第７，５０１，４６０号（参照を通じて本明細書に組み込まれる）は、ゴムのスリップストリーム（ｓｌｉｐｓｔｒｅａｍ）からナノコンポジット濃厚液を調製すること、および濃厚液をゴム主流とブレンドすることによって、クレー−ブチルゴムナノコンポジットを調製する方法を開示する。
【００９３】
一実施形態において、エラストマー組成物は、ポリマー溶融ブレンド法によって生成するナノコンポジットを含み得る。例えば、エラストマーおよびクレー成分が、クレーが層間挿入され剥離され、ポリマー内に均一に分散した状態になってナノコンポジットを生成するのに十分な剪断条件下での、何らかの適切な混合デバイス（例えば、バンバリー（ＢＡＮＢＵＲＹ）ミキサー、ブラベンダー（ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ）ミキサー、または好ましくはミキサー／押出機）における、１２０℃〜３００℃までの範囲の温度での混合で、層間化合物を生成するように、ブレンドされ得る。
別の実施形態において、ナノコンポジットは、エマルジョン法によって生成され得る。例えば、エマルジョンは、通常のエマルジョン技術によって、すなわち、炭化水素、水、および界面活性剤（用いられる場合）の混合物に、エマルジョンを生成するのに十分な時間、例えば、通常、少なくとも数秒、市販のブレンダーまたはその等価物におけるような、十分な剪断を加えることによって生成され得る。エマルジョンは、連続もしくは間欠的な混合または振盪を用いるかまたは用いないで、加熱もしくは他の温度制御を用いるかまたは用いないで、クレーの剥離を促進するのに十分な時間（例えば、一実施形態において、０．１〜１００時間もしくはこれを超える時間、または１〜５０時間、あるいは、別の実施形態では、２〜２０時間）、エマルジョンの状態のままであり得る。
【００９４】
有用な陽イオン界面活性剤には、第３級アミン、ジアミン、ポリアミン、アミン塩、さらには、第４級アンモニウム化合物が含まれる。有用な非イオン界面活性剤には、アルキルエトキシレート、直鎖アルコールエトキシレート、アルキルグルコシド、アミドエトキシレート、アミンエトキシレート（例えば、ココ−、タロー−、およびオレイル−アミンエトキシレート）、フェノールエトキシレート、およびノニルフェノールエトキシレートが含まれる。界面活性剤の濃度は、通常、比較的安定なエマルジョンが生成され得る濃度である；好ましい実施形態において、用いられる界面活性剤の量は、全エマルジョンの少なくとも０．００１ｗｔ％、より好ましくは０．００１ｗｔ％〜約３ｗｔ％の範囲、最も好ましくは０．０１ｗｔ％〜２ｗｔ％の範囲にある。
【００９５】
別の実施形態において、ナノコンポジットは、溶液ブレンド法によって生成され得る。例えば、ナノコンポジットは、炭化水素を含む溶媒と少なくとも１種の層状フィラーもしくはクレーとを含む溶液Ａを、溶媒と少なくとも１種のエラストマーとを含む溶液Ｂに接触させること、および、溶液Ａと溶液Ｂの接触生成物から溶媒を除去して、ナノコンポジットを生成することによって製造され得る。層状クレーは、膨潤／剥離剤で処理され得る。さらに別の実施形態において、ナノコンポジットは、少なくとも１種のエラストマーと少なくとも１種の層状フィラーとを、少なくとも１種または複数の溶媒中で接触させることと、生成物から溶媒を除去してナノコンポジットを生成することと、を含む方法によって製造される。さらに別の実施形態において、ナノコンポジットは、溶媒、または少なくとも２種の溶媒を含む溶媒混合物に、少なくとも１種の層状フィラーを分散させ、次いで、少なくとも１種のエラストマーを溶解することを含む接触生成物を生成するプロセス；および接触生成物から溶媒混合物を除去して、ナノコンポジットを生成すること；によって製造される。
【００９６】
溶液ブレンド法において、溶媒は、組成物の全重量に対して、３０ｗｔ％〜９９ｗｔ％、代わりに４０ｗｔ％〜９９ｗｔ％、代わりに６０ｗｔ％〜９９ｗｔ％、代わりに８０ｗｔ％〜９９ｗｔ％の範囲、代わりに９０ｗｔ％〜９９ｗｔ％、代わりに９５ｗｔ％〜９９ｗｔ％の範囲で存在し得る。
【００９７】
架橋剤、硬化剤、硬化パッケージ、および硬化
エラストマー組成物およびこれらの組成物から製造される物品は、通常、少なくとも１種の硬化パッケージ、少なくとも１種の硬化剤、少なくとも１種の架橋剤の助けで製造される、また／または、エラストマー組成物を硬化させるプロセスを経る。本明細書で用いられる場合、硬化パッケージは、業界で一般に理解されているように、ゴムに硬化した特性を付与することができる任意の材料または方法を表す。
【００９８】
１種または複数の架橋剤が、特に、シリカが主要なフィラーであるか、または別のフィラーとの組合せで存在する場合に、本発明のエラストマー組成物に、通常、用いられる。架橋および硬化剤には、硫黄、酸化亜鉛、および脂肪酸が含まれる。より好ましくは、硬化剤は、２官能性有機シラン架橋剤であり得る。「有機シラン架橋剤」は、これらに限定されないが、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリス−（ベータ−メトキシエトキシ）シラン、メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノ−プロピルトリエトキシシラン（ＷｉｔｃｏによってＡ１１００として市販されている）、ガンマ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＷｉｔｃｏによるＡ１８９）など、およびこれらの混合物を含めて、当業者に知られている、フィラーに連結されるシラン、および／または架橋活性剤、および／またはシラン強化剤のいずれかである。一実施形態において、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（「Ｓｉ６９」として市販）が用いられる。
【００９９】
通常、ポリマーブレンドは、ポリマーの機械的特性を向上させるために架橋される。加硫ゴムコンパウンドの物理的性質、性能特性、および耐久性は、加硫反応の間に形成される架橋の数（架橋密度）およびタイプに関係することが知られている。ポリマーブレンドは、硬化剤、例えば、硫黄、金属、金属酸化物（例えば酸化亜鉛）、過酸化物、有機金属化合物、ラジカル開始剤、脂肪酸、および当技術分野において一般的な他の架橋剤を添加することによって架橋され得る。用いられ得る他の知られている硬化方法には、過酸化物硬化系、樹脂硬化系、およびポリマーの熱もしくは放射線誘起架橋が含まれる。促進剤、活性剤、および遅延剤もまた、硬化プロセスにおいて用いられ得る。
【０１００】
本発明の組成物は、如何なる適切な手段（例えば、それらを、通常の加硫法のいずれかに従って、熱または放射線に曝すこと）によって加硫（硬化）されてもよい。必要とされる熱または放射線の量は、組成物における硬化に影響を及ぼすのに必要とされる量であり、このことを考慮して、本発明は、組成物を硬化させるのに必要とされる方法および熱量によって限定されない。通常、加硫は、一実施形態において、約１００℃〜約２５０℃、別の実施形態では、１５０℃〜２００℃の範囲の温度で、約１〜１５０分間、実施される。
ハロゲン含有エラストマーは、それらと金属との反応によって架橋され得る。有用な金属酸化物に例には、これらに限らないが、ＺｎＯ、ＣａＯ、およびＰｂＯが含まれる。金属酸化物は、単独で、あるいは、その対応する金属脂肪酸複合物（例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど）と結び付けて、または単独で添加される有機酸および脂肪酸、例えばステアリン酸、および任意選択で他の硬化剤、例えば、硫黄もしくは硫黄化合物、アルキルペルオキシド化合物、ジアミンまたはこれらの誘導体と結び付けて使用され得る。
硫黄は、ジエン含有エラストマーに対する最も一般的な化学加硫剤である。硫黄加硫系は、硫黄を活性化するための活性化剤、促進剤、および加硫速度を制御する助けとなる遅延剤からなり得る。
活性化剤は、最初に促進剤と反応してゴム可溶性複合体を生成し、次いで、この複合体が硫黄と反応して硫化剤を生成することによって、加硫の速度を増大させる化学物質である。促進剤の一般的種類には、アミン、ジアミン、グアニジン、チオウレア、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、チオカルバメート、キサンテートなどが含まれる。
促進剤は、加硫の開始および速度、生成される架橋の数およびタイプを制御する助けとなる。遅延剤は、未加硫ゴムを加工する時間が十分であるように、硬化の最初の開始を遅らせるために使用され得る。
【０１０１】
加硫プロセスの加速は、加速促進剤（たいていは有機化合物）の量を調節することによって制御され得る。天然ゴム、ＢＲ、およびＳＢＲの促進加硫のメカニズムは、硬化剤、促進剤、活性化剤、およびポリマーの間の複雑な相互作用を含む。理想的には、利用できる硬化剤の全てが、２つのポリマー鎖を互いに繋ぎ、ポリマーマトリックス全体の強度を向上させる有効な架橋を形成するのに消費される。多数の促進剤が当技術分野において知られており、これらに限らないが、以下が含まれる：ステアリン酸、ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、ベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、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）、およびチオウレア。
【０１０２】
本発明の一実施形態において、少なくとも１種の硬化剤が、０．２〜１０ｐｈｒ、または０．５〜５ｐｈｒ、または、別の実施形態では、０．７５ｐｈｒ〜２ｐｈｒ存在する。
【０１０３】
加工
本発明のエラストマー組成物は、当業者に知られている如何なる通常の手段によってコンパウンディング（混合）されてもよい。混合は、単一ステップまたは複数の段階で実施され得る。例えば、成分は、通常、少なくとも２つの段階で、すなわち、少なくとも１つの非生産的段階と、その後の生産的混合段階において、混合される。通常、最後の硬化剤は、「生産的」混合段階と通常呼ばれる最終段階で混合される。生産的混合段階において、混合は、通常、先行する非生産的混合段階の混合温度より低い温度、または最終温度で行われる。エラストマー、ポリマー添加剤、シリカおよびシリカカップラー（ｃｏｕｐｌｅｒ）、ならびにカーボンブラック（用いられる場合）が、通常、１つまたは複数の非生産的混合段階において混合される。用語「非生産的」および「生産的」混合段階は、ゴム混合技術の当業者によく知られている。
【０１０４】
一実施形態において、フィラーは、酸化亜鉛および他の硬化活性剤および促進剤とは異なる段階で添加される。別の実施形態において、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、および加工材料は、カーボンブラックがエラストマーと加工された後の段階で添加され、酸化亜鉛は、コンパウンドのモデュラスを最大化するために最終段階で添加される。さらなる実施形態において、クレーとの混合は、当業者に知られている技術によって実施され、ここで、クレーは、ポリマーに、フィラーと同時に添加される。別の実施形態において、さらなる段階が、１種または複数のフィラーの段階的（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）添加に関わり得る。
別の実施形態において、成分の混合は、当技術分野において知られている技術によって、適切な混合デバイスのいずれか、例えば、２本ロール開放型（ｏｐｅｎ）ミル、ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）密閉型（ｉｎｔｅｒｎａｌ）ミキサー、接線型ローターを有するＢＡＮＢＵＲＹ（商標）密閉型ミキサー、噛合ローターを有するＫｒｕｐｐ密閉型ミキサー、または好ましくはミキサー／押出機において、エラストマー成分、フィラーおよびクレーを、混ぜ合わせることによって、実施され得る。混合は、一実施形態において、組成物に用いられるエラストマーの融点までの温度で、または、別の実施形態では、４０℃〜２５０℃、または、さらに別の実施形態では、１００℃〜２００℃の温度で、実施され得る。混合は、通常、クレーが剥離して、エラストマー内に均一に分散した状態になるのに十分な剪断条件下に、実施されるべきである。
【０１０５】
通常、最初に、７０％〜１００％の１種または複数のエラストマーが、２０〜９０秒間、または温度が４０℃〜７５℃に達するまで、混合される。次いで、通常、約７５％のフィラー、および残りの量のエラストマー（もしあれば）が、ミキサーに添加され、混合は、温度が９０℃〜１５０℃に達するまで続けられる。次に、残りのフィラー、さらには、加工助剤が添加され、混合は、温度が１４０℃〜１９０℃に達するまで、続けられる。次いで、マスターバッチ混合物が、開放型ミルでシート化することによって仕上げられ、硬化剤が添加され得る時点で、例えば６０℃〜１００℃まで放冷される。
【０１０６】
産業上の利用可能性
本発明のエラストマー組成物は、繊維、フィルム、ラミネート体、層、工業用パーツ（例えば、自動車パーツ）、電気器具ハウジング、消費者製品、パッケージングなどを含めて、様々な形状の物品に、押出、圧縮成形、ブロー成形、射出成形、およびラミネートされ得る。
【０１０７】
特に、エラストマー組成物は、トラックタイヤ、バスタイヤ、自動車タイヤ、オートバイタイヤ、オフロードタイヤ、航空機タイヤなどのような様々なタイヤ用途の構成要素に有用である。このようなタイヤは、当業者に知られており直ちに明らかであると思われる様々な方法によって、作り上げられ、形作られ、成形され、硬化され得る。エラストマー組成物は、最終物品、または最終物品の構成要素（例えば、タイヤのインナーライナー）のいずれかに製造され得る。構成要素は、空気バリア、空気膜、フィルム、層（ミクロ層および／または多層）、インナーライナー、インナーチューブ、エアースリーブ、サイドウォール、トレッド、タイヤ硬化ブラダーなど任意のタイヤ構成要素から選択され得る。エラストマー組成物は、タイヤトレッドに特に有用であり得る。
【０１０８】
本発明のエラストマー組成物は、様々な用途において、特に、空気タイヤ構成要素、ホース、ベルト（例えば、コンベヤーベルトもしくは自動車ベルト）、ソリッドタイヤ、履物構成要素、グラフックアート用途のロール、免震デバイス、医薬デバイス、接着剤、コーキング材、シーラント、グレージングコンパウンド、保護コーティング、空気クッション、空気バネ、エアベローズ、アキュムレーターバッグ、ならびに流体貯留および治癒プロセスのための様々なブラダーに有用である。それらは、また、ゴム配合物における可塑剤として；ストレッチ−ラップフィルムに製造される組成物の成分として；潤滑剤のための分散剤として；また、ポッティングおよび電気ケーブル充填剤およびケーブルハウジング材料にも有用である。
本発明のエラストマー組成物は、また、成形ゴムパーツにも有用であり得るし、自動車サスペンションバンパー、自動車排気管ハンガー、およびボディマウントに広い用途を見出し得る。さらに別の用途において、本発明のエラストマーまたはエラストマー組成物は、また、医薬品の密栓およびクロージャーならびに医療デバイスのコーティングのような医療用途にも有用である。
【０１０９】
それゆえに、本発明は次の実施形態を提供する。
Ａ．少なくとも１種のエラストマー、少なくとも１種のフィラー、および少なくとも１種のシラン官能化炭化水素ポリマー改質剤（Ｓｉ−ＨＰＭ）を含み、ここで、Ｓｉ−ＨＰＭが、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンからなる群から選択される少なくとも１種のモノマーと、樹脂をフィラーに連結するためのシラン構造を含む１種または複数の官能基とを含むインターポリマーを含む、エラストマー組成物。
Ｂ．１種または複数の官能基が、樹脂をエラストマーに連結するためのオレフィン性不飽和をさらに含み、インターポリマーが、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１ｍｏｌ％のオレフィン性水素を含む、実施形態Ａのエラストマー組成物。
Ｃ．Ｓｉ−ＨＰＭが、インターポリマーと、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p
（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子の２価の置換もしくは無置換の炭化水素基であり、Ｆは、１価または多価の有機官能基であり、Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが多価である場合、ｐは少なくとも１である）の２官能性有機シラン架橋剤との反応生成物を含む、実施形態Ａまたは実施形態Ｂのエラストマー組成物。
Ｄ．Ｘが、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルもしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒが、アルキレンであり、ｐが０または１であり、ｐが０である場合、Ｆが、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、ヒドロシリル、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基から選択され、ｐが１である場合、Ｆが２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである、実施形態Ｃのエラストマー組成物。
Ｅ．少なくとも１種のフィラーがシリカを含む、実施形態Ａ〜Ｄのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｆ．インターポリマーが、（ｉ）少なくとも１種のピペリレン成分と、（ｉｉ）少なくとも１種の環状ペンタジエン成分と、（ｉｉｉ）少なくとも１種の芳香族成分と、を含み、インターポリマーが、４０℃〜１６０℃の軟化点を備える、実施形態Ａ〜Ｅのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｇ．少なくとも１種のエラストマーが、少なくとも１種のフィラーに連結される、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｈ．インターポリマーが、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のエラストマーに連結される、実施形態Ａ〜Ｇのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｉ．インターポリマーが、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のフィラーに連結される、実施形態Ａ〜Ｈのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｊ．インターポリマーが、少なくとも１種のエラストマーおよび少なくとも１種のフィラーの組合せに連結される、実施形態Ａ〜Ｇのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｋ．インターポリマーが、少なくとも１種のエラストマーと非混和性である、実施形態Ａ〜Ｊのいずれか１つのエラストマー組成物。
Ｌ．実施形態Ａのエラストマー組成物を含むタイヤまたはタイヤ構成要素。
Ｍ．（ａ）エラストマー混合物を溶融加工して、物品の形状にエラストマー組成物を成形することと、
（ｂ）エラストマー組成物を硬化させて、物品を形成することと
を含み、
エラストマー混合物が、（ｉ）少なくとも１種のエラストマーと、（ｉｉ）少なくとも１種の炭化水素ポリマー改質剤であって、少なくとも１種の官能基ならびにピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含み、１種または複数の官能基がシラン構造を含む上記炭化水素ポリマー改質剤と、（ｉｉｉ）シリカを含むフィラーと、（ｉｖ）２官能性有機シラン架橋剤と、
を含む方法。
Ｎ．インターポリマーをエラストマーおよびフィラーの一方もしくは両方に連結することと、エラストマーをインターポリマーおよびフィラーの一方もしくは両方に連結することと、フィラーをインターポリマーおよびエラストマーの一方もしくは両方に連結することと、を含む、実施形態Ｍの方法。
Ｏ．フィラーを２官能性有機シラン架橋剤のシラン官能基に連結することと、インターポリマーを２官能性有機シラン架橋剤の有機官能基に連結することと、を含む、実施形態Ｍまたは実施形態Ｎの方法。
Ｐ．インターポリマーと２官能性有機シラン架橋剤とを予備反応させて、シラン官能基を有するインターポリマーを得ることを含む、実施形態Ｍ〜Ｏのいずれか１つの方法。
Ｑ．予備反応が、インターポリマーと２官能性有機シラン架橋剤を、触媒の存在下に接触させることを含む、実施形態Ｐの方法。
Ｒ．予備反応が、２官能性有機シラン架橋剤を、重合反応器への供給原料におけるモノマーの混合物に組み入れることを含む、実施形態Ｐまたは実施形態Ｑの方法。
Ｓ．予備反応されたインターポリマー−２官能性有機シラン架橋剤を、フィラーに連結することを含む、実施形態Ｐ〜Ｒのいずれか１つの方法。
Ｔ．２官能性有機シラン架橋剤が、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p
（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子の２価の炭化水素基であり、Ｆは、１価または２価の有機官能基であり、Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが２価である場合、ｐは１である）を有するシランである、実施形態Ｍ〜Ｓのいずれか１つの方法。
Ｕ．インターポリマーが、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１ｍｏｌ％のオレフィン性水素を含む、実施形態Ｍ〜Ｔのいずれか１つの方法。
Ｖ．構造要素を、エラストマー組成物の表面に付着させること、および構造要素を物品と共硬化して構成物を形成することをさらに含む、実施形態Ｍ〜Ｕのいずれか１つの方法。
Ｗ．構成物が、タイヤを含み、物品が、タイヤのトレッド、タイヤのインナーライナー、またはタイヤのカーカスを含む、実施形態Ｖの方法。
Ｘ．ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、アミレン、およびこれらの組合せからなる群から選択され、２官能性有機シラン架橋剤に連結された、インターポリマー化されたモノマーを含む、シリル化炭化水素ポリマー改質剤。
Ｙ．ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーであって、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１ｍｏｌ％のオレフィン性水素を含み、２官能性有機シラン架橋剤によりシリカに連結される上記インターポリマーを含む、シリカに連結される炭化水素ポリマー改質剤。
Ｚ．２官能性有機シラン架橋剤が、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ
（式中、各Ｘは、独立に、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルもしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒは、１〜２０個の炭素原子のアルキレンであり、Ｆは、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基およびこれらの組合せから選択される）を有するシランを含む、実施形態Ｙの、シリカに連結される炭化水素ポリマー改質剤。
ＡＡ．２官能性有機シラン架橋剤が、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3
（式中、各Ｘは、独立に、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキル、もしくはシクロアルキル基である）であり、各Ｒは、１〜２０個の炭素原子のアルキレンであり、Ｆは、２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである）有するシランである、実施形態Ｙまたは実施形態Ｚの、シリカに連結される炭化水素ポリマー改質剤。
ＢＢ．インターポリマーが、インターポリマーにおけるオレフィン性不飽和により、エラストマーと共硬化される、実施形態Ｙ〜ＡＡのいずれか１つの、シリカに連結される炭化水素ポリマー改質剤。
【０１１０】
本発明が、多数の実施形態および具体例を参照して、上で説明された。多くの変形形態が、上の詳細な説明に照らして、当業者に思い浮かぶであろう。このような明白な変形形態の全ては、添付の特許請求の範囲の意図される最大限の範囲内にある。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
１．  （ｉ）少なくとも１種のエラストマーと、（ｉｉ）少なくとも１種のフィラーと、（ｉｉｉ）少なくとも１種のシラン官能化炭化水素ポリマー改質剤（Ｓｉ−ＨＰＭ）であって、ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含む上記Ｓｉ−ＨＰＭと、（ｉｖ）シラン構造を含む少なくとも１種の官能基と、を含むエラストマー組成物。
２．  １種または複数の官能基が、オレフィン性不飽和をさらに含み、インターポリマーが、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１モルパーセントのオレフィン性水素を含む、上記１に記載のエラストマー組成物。
３．  Ｓｉ−ＨＰＭが、インターポリマーと、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p
（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子の２価の置換もしくは無置換の炭化水素基であり、Ｆは、１価または多価の有機官能基であり、Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが多価である場合、ｐは少なくとも１である）の２官能性有機シラン架橋剤との反応生成物を含む、上記１または２に記載のエラストマー組成物。
４．  Ｘが、ヒドロキシまたはＲ1−Ｏ−（式中、Ｒ1は、２０個までの炭素原子のアルキル、アルコキシアルキル、アリール、アラルキルもしくはシクロアルキル基である）であり、Ｒが、アルキレンであり、ｐが０または１であり、ｐが０である場合、Ｆが、アミノ、アミド、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロ、メルカプト、ヒドロシリル、カルボキシ、アシル、ビニル、アリル、スチリル、ウレイド、エポキシ、イソシアナト、グリシドキシ、およびアクリロキシ基から選択され、ｐが１である場合、Ｆが２〜２０個の硫黄原子の２価のポリスルフィドである、上記３に記載のエラストマー組成物。
５．  少なくとも１種のフィラーがシリカを含む、上記１から４のいずれかに記載のエラストマー組成物。
６．  インターポリマーが、（ｉ）少なくとも１種のピペリレン成分と、（ｉｉ）少なくとも１種の環状ペンタジエン成分と、（ｉｉｉ）少なくとも１種の芳香族成分と、を含み、インターポリマーが、４０℃〜１６０℃の軟化点を備える、上記１から５のいずれかに記載のエラストマー組成物。
７．  インターポリマーが、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のエラストマーに連結される、上記１から６のいずれかに記載のエラストマー組成物。
８．  インターポリマーが、１種または複数の官能基の少なくとも１種により、少なくとも１種のフィラーに連結される、上記１から７のいずれかに記載のエラストマー組成物。
９．  インターポリマーが、少なくとも１種のエラストマーおよび少なくとも１種のフィラーの組合せに連結される、上記１から８のいずれかに記載のエラストマー組成物。
１０．  少なくとも１種のエラストマーが、少なくとも１種のフィラーに連結される、上記１から９のいずれかに記載のエラストマー組成物。
１１．  インターポリマーが、少なくとも１種のエラストマーと非混和性である、上記１から１０のいずれかに記載のエラストマー組成物。
１２．  上記１から１１のいずれかに記載のエラストマー組成物を含むタイヤまたはタイヤ構成要素。
１３．  （ａ）エラストマー混合物を溶融加工して、物品の形状にエラストマー組成物を成形することと、
（ｂ）エラストマー組成物を硬化させて、物品を形成することと
を含み、
エラストマー混合物が、（ｉ）少なくとも１種のエラストマーと、（ｉｉ）少なくとも１種の炭化水素ポリマー改質剤であって、少なくとも１種の官能基ならびにピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、およびアミレンから選択される少なくとも１種のモノマーを含むインターポリマーを含み、１種または複数の官能基がシラン構造を含む上記炭化水素ポリマー改質剤と、（ｉｉｉ）シリカを含むフィラーと、（ｉｖ）２官能性有機シラン架橋剤と、を含む、物品の成形方法。
１４．  インターポリマーをエラストマーおよびフィラーの一方もしくは両方に連結することと、エラストマーをインターポリマーおよびフィラーの一方もしくは両方に連結することと、フィラーをインターポリマーおよびエラストマーの一方もしくは両方に連結することと、を含む、上記１３に記載の方法。
１５．  フィラーを２官能性有機シラン架橋剤のシラン官能基に連結することと、インターポリマーを２官能性有機シラン架橋剤の有機官能基に連結することと、を含む、上記１３または１４に記載の方法。
１６．  インターポリマーと２官能性有機シラン架橋剤とを予備反応させて、シラン官能基を有するインターポリマーを得ることを含む、上記１３から１５のいずれか１項に記載の方法。
１７．  予備反応が、インターポリマーと２官能性有機シラン架橋剤を、触媒の存在下に接触させることを含む、上記１６に記載の方法。
１８．  予備反応が、２官能性有機シラン架橋剤を、重合反応器への供給原料におけるモノマー混合物に組み入れることを含む、上記１６または１７に記載の方法。
１９．  予備反応されたインターポリマー−２官能性有機シラン架橋剤を、フィラーに連結することを含む、上記１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
２０．  ２官能性有機シラン架橋剤が、式：
Ｘ3Ｓｉ−Ｒ−Ｆ−［Ｒ−Ｓｉ−Ｘ3］p
（式中、各Ｘは、独立に、ケイ素官能基であり、各Ｒは、独立に、１〜２０個の炭素原子の２価の炭化水素基であり、Ｆは、１価または２価の有機官能基であり、Ｆが１価である場合、ｐは０であり、Ｆが２価である場合、ｐは１である）を有するシランである、上記１３から１９のいずれか１項に記載の方法。
２１．  インターポリマーが、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１ｍｏｌ％のオレフィン性水素を含む、上記１３から２０のいずれか１項に記載の方法。
２２．  構造要素を、エラストマー組成物の表面に付着させること、および構造要素を物品と共硬化して構成物を形成することをさらに含む、上記１３から２１のいずれか１項に記載の方法。
２３．  構成物がタイヤを含み、物品が、タイヤのトレッド、タイヤのインナーライナー、またはタイヤのカーカスを含む、上記２２に記載の方法。
２４．  ピペリレン、環状ペンタジエン、芳香族化合物、リモネン、ピネン、アミレン、およびこれらの組合せからなる群から選択され、２官能性有機シラン架橋剤に連結された、インターポリマー化されたモノマーを含む、シリル化炭化水素ポリマー改質剤。
２５．  インターポリマーが、インターポリマー中の水素の全モル数に対して、少なくとも１ｍｏｌ％のオレフィン性水素を含み、インターポリマーが、２官能性有機シラン架橋剤によりシリカに連結される、上記２４に記載のシリル化炭化水素ポリマー改質剤を含む、シリカに連結された炭化水素ポリマー改質剤。