(57)【要約】      （修正有）【課題】トランスイソプレン−ブタジエンコポリマーの配合により、改良された生強度を有するゴムブレンドの提供。【解決手段】（１）約２〜約４５ｐｈｒの、約４〜約１６重量パーセントのブタジエン反復単位と約８４〜約９６重量％のイソプレン反復単位を有するトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー（トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約３５〜約８０の範囲内のムーニーＭＬ粘度を有する）；及び（２）約５５〜約９８ｐｈｒの少なくとも一つの他のエラストマー、好ましくはジエン系エラストマーを含むゴム組成物を含むタイヤ部品。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）２ｐｈｒ〜４５ｐｈｒの、４重量パーセント〜１６重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と８４重量パーセント〜９６重量パーセントのイソプレン反復単位を有するトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー（トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、３５〜８０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する）；及び（２）５５ｐｈｒ〜９８ｐｈｒの少なくとも一つの他のエラストマーを含むことを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
他のエラストマーが、イソプレンから誘導された反復単位を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
他のエラストマーが、１，３−ブタジエンから誘導された反復単位を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項４】
他のエラストマーが、天然ゴム、合成ポリイソプレンホモポリマーゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、及びスチレン−イソプレン−ブタジエンゴムからなる群から選ばれることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項５】
他のエラストマーが天然ゴムであることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項６】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、５重量パーセント〜２０重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と８０重量パーセント〜９５重量パーセントのイソプレン反復単位を含有することを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項７】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、４０〜７５の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有することを特徴とする、請求項６に記載のゴム組成物。
【請求項８】
ゴム組成物が、３ｐｈｒ〜３０ｐｈｒのトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー及び７０ｐｈｒ〜９７ｐｈｒの他のエラストマーを含有することを特徴とする、請求項７に記載のゴム組成物。
【請求項９】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、３０℃〜６５℃の範囲内の融点を有することを特徴とする、請求項８に記載のゴム組成物。
【請求項１０】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、５重量パーセント〜１０重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と９０重量パーセント〜９５重量パーセントのイソプレン反復単位を含有することを特徴とする、請求項９に記載のゴム組成物。
【請求項１１】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、４５〜７０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有することを特徴とする、請求項１０に記載のゴム組成物。
【請求項１２】
ゴム組成物が、５ｐｈｒ〜２０ｐｈｒのトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー及び８０ｐｈｒ〜９５ｐｈｒの他のエラストマーを含有することを特徴とする、請求項１１に記載のゴム組成物。
【請求項１３】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、５５〜６５の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有することを特徴とする、請求項１２に記載のゴム組成物。
【請求項１４】
ゴム組成物が補強フィラーをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のゴム組成物。
【請求項１５】
補強フィラーがカーボンブラックであることを特徴とする、請求項１４に記載のゴム組成物。
【請求項１６】
補強フィラーがシリカであることを特徴とする、請求項１４に記載のゴム組成物。
【請求項１７】
外周トレッドを有する一般的にドーナツ形（トロイダル形）のカーカス、二つの相隔たるビード、ビードからビードにかけて伸びる少なくとも一つのプライ、及び放射状に伸び、前記トレッドを前記ビードに接続しているサイドウォールを含むタイヤであって、前記外周トレッドは接地するように適応され、外周トレッドは請求項１に記載のゴム組成物を含むことを特徴とするタイヤ。
【請求項１８】
外周トレッドを有する一般的にドーナツ形（トロイダル形）のカーカス、二つの相隔たるビード、ビードからビードにかけて伸びる少なくとも一つのプライ、及び放射状に伸び、前記トレッドを前記ビードに接続しているサイドウォールを含むタイヤであって、前記外周トレッドは接地するように適応され、サイドウォールは請求項１に記載のゴム組成物を含むことを特徴とするタイヤ。
【請求項１９】
タイヤが空気入りタイヤであることを特徴とする、請求項１７に記載のタイヤ。
【請求項２０】
タイヤが非空気入りタイヤであることを特徴とする、請求項１７に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスイソプレン−ブタジエンコポリマーの配合により、改良された生強度を有するゴムブレンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
未加硫ゴムの強度は一般的に“生強度(green strength)”と呼ばれる。これは未硬化ゴム配合物(rubber formulation)の引張強さ又は引張弾性率であり、通常、関心対象の純ゴム又はゴム配合物の応力−歪関係の観点から定量化される。生強度は、応力伸び（応力変位）、引張強さ、及びクリープの観点から考えることもできる。ＡＳＴＭ  Ｄ６７４６は生強度を定量化するための試験法を提供している。生強度を測定するための標準法は、国際規格ＩＳＯ  ９０２６にも詳しい。いずれにしても、適切な生強度を有することは、ゴム及びゴム配合物を有用製品に加工するのに重要である。生強度は、ゴム状ポリマーを多成分物品に構築する際に、成分（部品）の組立後、硬化操作開始前に、組立成分をほとんど又は全く剥離又は相対運動なしに多成分物品に構築することを可能にするゴム状ポリマーの性質である。
【０００３】
高レベルの生強度は、通常、良好なゴム加工挙動を達成するために望ましい。これは、伸びを主とするすべての加工操作にとって特に重要な特性である。例えば、適切な生強度は、押出、カレンダリング、及びタイヤ構築操作をうまく実施するためにゴム配合物に求められる。言い換えれば、ゴムコンパウンドは、タイヤなどのゴム複合体に構築されるためには、十分な生強度を持つことが重要である。大型タイヤの構築に使用されるゴム及びゴムコンパウンドは、タイヤ構築工程中にタイヤのゴム層を共に接着させるために高レベルの生強度を持つことが特に重要である。これは、ラジアルタイヤ構築の第二段階において、及びトラック用、産業装置用、及び土工機械用の大型タイヤの構築において、特に重要である。乏しい生強度しか示さないゴムコンパウンドを用いて生タイヤを構築する場合、タイヤは、硬化前のタイヤ構築工程の第二段階において、膨張中に空気を保持できないであろう。
【０００４】
天然ゴムは本質的に比較的高レベルの生強度を示す。このため、天然ゴムは、トラック用、産業装置用、採掘装置用、及び土工機械用の大型タイヤの構築に一般的に使用されている。しかしながら、用途によっては、タイヤ構築工程をより容易に促すために、天然ゴムの生強度をさらに増大することが望ましいであろう。長年にわたり、ゴム配合物の生強度を増大するための数々の取組が考えられてきた。にもかかわらず、商業用途において天然ゴムの生強度を増大することは難題であることが分かっている。
【０００５】
米国特許第４，０９４，８３１号に、合成エラストマーの生強度は、各種の合成エラストマー形成モノマーの少なくとも一つのタイプとエポキシ含有モノマーからインターポリマーを形成することによって改良できることが示されている。この発明の実施に使用されているエラストマー形成モノマーは、４〜１０個の炭素原子を有する少なくとも一つの共役ジエン、２〜１４個の炭素原子を有するオレフィン、及び４〜６個の炭素原子を有するジエン、並びにそれらの組合せを含む。米国特許第４，０９４，８３１号に記載のインターポリマーは、好ましくは、合成エラストマー又は天然ゴム（シス−１，４−ポリイソプレン）とブレンドされ、ラジアルトラックタイヤのカーカスを含むタイヤカーカスのような様々な産業用途に利用される。米国特許第４，０９４，８３１号には、生強度は、少量のエポキシ架橋剤を利用するとさらに改良できることも示されている。適切な架橋剤の例は、モノアミン及びポリアミン、モノ無水物及びポリ無水物、並びにモノカルボン酸、そしてポリカルボン酸などである。
【０００６】
米国特許第４，１０３，０７７号及び米国特許第４，１２４，７５０号には、ジヒドラジド化合物との架橋によって合成エラストマーの生強度を改良するための技術が開示されている。米国特許第４，１０３，０７７号には、さらに詳しく、合成エラストマーの生強度を改良するための方法が明らかにされている。その方法は、合成エラストマーを、式ＮＨ２−ＮＨ−ＣＯ−Ｒ−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ２（式中、Ｒは２〜１０個の炭素原子を有するアルキル基である）を有する少量のジヒドラジド化合物と混合して混合物を形成し（前記合成エラストマーは、４〜１０個の炭素原子を含有するジエンを含むモノマー、コポリマーを形成させるための４〜１０個の炭素原子を含有するジエンのコモノマー、及びコポリマーを形成させるための２〜１４個の炭素原子を含有するオレフィンモノマーと４〜１０個の炭素原子を含有するジエンのコモノマーの溶液重合から製造される）；前記エラストマーを部分架橋して加硫エラストマー未満を達成することによって改良された生強度のエラストマーを製造し；そして前記エラストマージヒドラジド混合物を約１２５°Ｆ（５２℃）〜約３００°Ｆ（１４９℃）の温度で加熱することを含む。これらの特許はさらに、改良された生強度を有する合成エラストマー組成物も開示している。その組成物は、部分架橋され且つ非加硫の合成エラストマー；前記エラストマー１００部あたり約０．２５〜約２．０重量部の、式ＮＨ２−ＮＨ−ＣＯ−Ｒ−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ２（式中、Ｒは２〜１０個の炭素原子を有するアルキル基である）を有するジヒドラジド化合物を含み、前記合成エラストマーは、４〜１０個の炭素原子を有するジエンからなる群から選ばれるモノマー、コポリマーを形成させるための４〜１０個の炭素原子を有するジエンのコモノマー、及びコポリマーを形成させるための２〜１４個の炭素原子を有するオレフィンモノマーと４〜１０個の炭素原子を有するジエンのコモノマーから製造される。
【０００７】
米国特許第４，１２４，５４６号には、４〜１０個の炭素原子を有する少なくとも一つの共役ジエン、２〜１４個の炭素原子を有するオレフィンと４〜６個の炭素原子を有するジエン、及びそれらの組合せからなるクラスから選ばれるモノマーから製造されたエラストマーの改良生強度は、一定量のポリジメチルブタジエン化合物を加えて約０℃〜約−１００℃のガラス転移温度を有するブレンドを形成させることによって達成できることが開示されている。ポリジメチルブタジエン化合物は、単にジメチルブタジエンのホモポリマー、ジメチルブタジエンの、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、ビニルピリジン、メタクリル酸及びビニル置換芳香族化合物のようなモノマーとの様々な組合せのコポリマー、ターポリマー又はテトラポリマーでありうる。
【０００８】
米国特許第４，１９８，３２４号及び米国特許第４，２４３，５６１号には、エラストマーの生強度は、半結晶ブテンポリマー、例えば、ポリブテン及び１−ブテンモノマーとα−オレフィン、非共役ジエン、及び非共役ポリエンからなるクラスから選ばれる少なくとも一つのモノマーとから製造されるインターポリマーの添加によって改良できることが公開されている。この半結晶ブテンポリマーを、所望のエラストマー、例えば、天然又は合成シス−１，４−ポリイソプレン、又は４〜１０個の炭素原子を有する共役ジエンからなるクラスから選ばれるモノマーから製造される合成エラストマー、前記ジエンのそれら間での又は８〜１２個の炭素原子を有するビニル置換芳香族炭化水素化合物とのインターポリマー、又はポリアルケニレンと混合する。ブテンポリマーとエラストマーの混合又はブレンディングは、セメント混合又は混練のような従来法でよい。
【０００９】
米国特許第４，２５４，０１３号には、天然又は合成シス−１，４−ポリイソプレン及び合成エラストマーのエラストマーブレンドの生強度は、合成エラストマーの鎖にイオノゲン化合物を付加することによって改良できることが示されている。イオノゲン化合物は、合成エラストマーを形成するモノマーとの従来の重合を通じて合成エラストマーの鎖に組み込むことができ、化合物のイオノゲン基は、エラストマーの鎖又は主鎖からぶら下がっている。イオノゲン基は、容易にイオノゲンとなる金属塩基又は塩と結合される。この組合せは、非常に改良された生強度を有するブレンドをもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，０９４，８３１号
【特許文献２】米国特許第４，１０３，０７７号
【特許文献３】米国特許第４，１２４，７５０号
【特許文献４】米国特許第４，１２４，５４６号
【特許文献５】米国特許第４，１９８，３２４号
【特許文献６】米国特許第４，２４３，５６１号
【特許文献７】米国特許第４，２５４，０１３号
【発明の概要】
【００１１】
主題発明は、ある種のトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを天然ゴム又は合成エラストマーに組み込むとその生強度を改良できるという発見に基づく。本発明の実施に利用されるトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約４重量パーセント〜約１６重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と、約８４重量パーセント〜約９６重量パーセントのイソプレン反復単位を含有する。本発明の実施に使用されるトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、典型的には約３５〜約８０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度も有し、また典型的には３０℃〜６５℃の範囲内の融点も有する。
【００１２】
本発明はさらに詳しくは、（１）約２ｐｈｒ〜約４５ｐｈｒの、約４重量パーセント〜約１６重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と約８４重量パーセント〜約９６重量パーセントのイソプレン反復単位を有するトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー（トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約３５〜約８０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する）；及び（２）約５５ｐｈｒ〜約９８ｐｈｒの少なくとも一つの他のエラストマーを含むゴム組成物に関する。
【００１３】
主題発明はまた、一般的にドーナツ形（トロイダル形）のカーカス、周方向ベルト、オーバーレイ、外周トレッド、二つの相隔たるビード、ビードからビードにかけて伸びる少なくとも一つのプライ、チェーファー、アペックス、インナーライナー、及び放射状に伸び、前記トレッドを前記ビードに接続しているサイドウォールで構成されるタイヤも明示し、これらのタイヤ部品の少なくとも一つは、（１）約２ｐｈｒ〜約４５ｐｈｒの、約４重量パーセント〜約１６重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と約８４重量パーセント〜約９６重量パーセントのイソプレン反復単位を有するトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー（トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約３５〜約８０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する）；及び（２）約５５ｐｈｒ〜約９８ｐｈｒの少なくとも一つの他のエラストマーを含むゴムブレンドを含有する。このゴムブレンドのための好適な部品は、各種の補強連続コードを含有するベルト、プライ及びオーバーレイ用コンパウンドである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のゴム組成物は、約２ｐｈｒ（ゴム１００重量部あたりの部）〜約４５ｐｈｒのトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを、約５５ｐｈｒ〜約９８ｐｈｒの少なくとも一つの他のエラストマーと単にブレンドすることによって製造され、好適なエラストマーは、ジエン系であり、合成又は天然の高シス−１，４−ポリイソプレンからなる。トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約４重量パーセント〜約１６重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と約８４重量パーセント〜約９６重量パーセントのイソプレン反復単位を含有することが重要である。また、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約３５〜約８０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有することも重要である。
【００１５】
本発明の実施に利用されるトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、より典型的には、６重量パーセント〜１４重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と約８６重量パーセント〜約９４重量パーセントのイソプレン反復単位を含有する。トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、好ましくは、８重量パーセント〜１２重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と８８重量パーセント〜約９２重量パーセントのイソプレン反復単位を含有する。ほとんどの場合、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、４０〜７５の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有し、典型的には約４５〜約７０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する。トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、好ましくは、約５０〜約６０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する。本発明の実施に利用されるトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約３０℃〜約６５℃の範囲内の融点を有することでも特徴付けられる。
【００１６】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、非常に様々なゴム状ポリマーに配合されて、その生強度を改良することができる。例えば、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、オレフィン性不飽和を含有する実質的にあらゆるゴム又はエラストマーの生強度を改良するために使用することができる。“オレフィン性不飽和を含有するゴム又はエラストマー”又は“ジエン系エラストマー”という語句は、天然ゴム及びその各種未加工形及び再生形、並びに各種合成ゴムのどちらも含むものとする。本記載において、“ゴム”及び“エラストマー”という用語は、別段の指示がない限り互換的に使用されうる。“ゴム組成物”、“配合ゴム”、“ゴムコンパウンド”及び“ゴム配合物”という用語は、各種成分及び材料とブレンド又は混合されているゴムのことを言うのに互換的に使用され、そのような用語はゴム混合又はゴム配合分野の当業者には周知である。
【００１７】
その生強度を改良するためにトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを配合できる合成ポリマーのいくつかの代表例は、ブタジエン及びその同族体及び誘導体、例えばメチルブタジエン、ジメチルブタジエン、及びペンタジエンのホモ重合生成物、並びにブタジエン又はその同族体もしくは誘導体とその他の不飽和モノマーとから形成されるようなコポリマーである。後者に含まれるものとしては、アセチレン（すなわちビニルアセチレン）、オレフィン（すなわちイソブチレン、これをイソプレンと共重合させればブチルゴムが形成される）、ビニル化合物（すなわちアクリル酸又はアクリロニトリル、これをブタジエンと重合させればＮＢＲが形成される）、メタクリル酸、及びスチレン（これをブタジエンと重合させればＳＢＲが形成される）のほか、ビニルエステル及び各種不飽和アルデヒド、ケトン及びエーテル、例えばアクロレイン、メチルイソプロペニルケトン及びビニルエチルエーテルなどが挙げられる。
【００１８】
本発明のゴム組成物の製造に使用できる合成ゴムの具体例は、ネオプレン（ポリクロロプレン）、ポリブタジエン（シス−１，４−ポリブタジエンを含む）、ポリイソプレン（シス−１，４−ポリイソプレンを含む）、ブチルゴム、ハロブチルゴム（例えばクロロブチルゴム又はブロモブチルゴム）、スチレン／イソプレン／ブタジエンゴム、１，３−ブタジエン又はイソプレンとスチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレートなどのモノマーとのコポリマー、並びにエチレン／プロピレンターポリマー（エチレン／プロピレン／ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）としても知られる）、特にエチレン／プロピレン／ジシクロペンタジエンターポリマーなどである。本発明の技術は、典型的には、天然ゴム、合成ポリイソプレンホモポリマーゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、及びスチレン−イソプレン−ブタジエンゴムの生強度の改良に非常に有益である。これらのポリマーは、ハロゲン化ケイ素又はハロゲン化スズ、例えば四塩化ケイ素又は四塩化スズと結合された星状枝分れポリマーでもよい。
【００１９】
本発明のゴム組成物は、比較的均質なブレンドを得るのに使用できる任意の従来手段を用いて、単にトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを他のエラストマーに混合することによって製造される。例えば、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、公知の混合技術を用いて、ミルミキサー上で又はバンバリーミキサー内で他のエラストマーに混合することができる。
【００２０】
本発明のゴム組成物は、カーボンブラック又はシリカなどの慣用の補強フィラーを含有することもできる。カーボンブラックは、典型的には、１０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒの範囲の量でフィラーとして使用される。カーボンブラックは、９〜１４５ｇ／ｋｇの範囲のヨウ素吸収値及び３４〜１５０ｃｍ３／１００ｇの範囲のＤＢＰ数を有しうる。他のフィラーもゴム組成物に使用してよい。例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含む粒状フィラー、架橋粒状ポリマーゲル、及び可塑化デンプン複合フィラー(plasticized starch composite filler)などであるが、これらに限定されない。そのようなその他のフィラーは、１〜３０ｐｈｒの範囲の量で使用できる。
【００２１】
ゴム組成物は７０ｐｈｒまでのプロセス油も含みうる。プロセス油は、エラストマーの増量に通常使用される増量油(extending oil)としてゴム組成物中に含まれうる。プロセス油は、ゴム配合中にオイルの直接添加によってゴム組成物中に含めることもできる。使用されるプロセス油は、エラストマー中に存在する増量油及び配合中に添加されるプロセス油の両方を含みうる。適切なプロセス油は、当該技術分野で知られている各種油、例えば芳香族油、パラフィン系油、ナフテン系油、植物油、及び低ＰＣＡ油、例えばＭＥＳ、ＴＤＡＥ、ＳＲＡＥ及び重ナフテン系油などである。
【００２２】
ゴム組成物はさらに約１０〜約１５０ｐｈｒのシリカも含みうる。ゴムコンパウンドに使用されうるケイ質顔料は、従来型の焼成(pyrogenic)及び沈降ケイ質顔料（シリカ）を含む。そのような従来型シリカは、例えば、窒素ガスを用いて測定されたＢＥＴ表面積を有することによって特徴付けされうる。ＢＥＴ表面積は、１グラムあたり約４０〜約６００平方メートルの範囲でありうる。従来型シリカは、約１００〜約４００、あるいは約１５０〜約３００の範囲のジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収値を有することによって特徴付けすることもできる。
【００２３】
当業者であれば、ゴム組成物は、ゴム配合分野で一般的に知られている方法によって配合されることは容易に分かるであろう。例えば、様々な硫黄加硫可能成分ゴムを、一般的に使用されている様々な添加剤材料、例えば、硫黄供与体、硬化補助剤、例えば活性化剤及び遅延剤及び加工添加剤、例えばオイル、粘着付与樹脂を含む樹脂及び可塑剤、フィラー、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、抗酸化剤及びオゾン劣化防止剤及びしゃく解剤などと混合する。当業者には分かる通り、硫黄加硫可能(sulfur vulcanizable)材料及び硫黄加硫(sulfur-vulcanized)材料（ゴム）の意図する使用に応じて、上記添加剤は選択され、従来量で一般的に使用される。硫黄供与体の代表例は、元素硫黄（遊離硫黄）、アミンジスルフィド、ポリマー性ポリスルフィド及び硫黄オレフィン付加物などである。一態様において、硫黄加硫剤は元素硫黄である。硫黄加硫剤は、０．５〜８ｐｈｒの範囲、あるいは１．５〜６ｐｈｒの範囲の量で使用されうる。粘着付与樹脂の典型的な量は、使用される場合、約０．５〜約１０ｐｈｒ、通常約１〜約５ｐｈｒを含む。加工助剤の典型的な量は約１〜約５０ｐｈｒを含む。抗酸化剤の典型的な量は約１〜約５ｐｈｒを含む。代表的抗酸化剤は、例えばジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン及びその他でありうる。オゾン劣化防止剤の典型的な量は約１〜５ｐｈｒを含む。脂肪酸の典型的な量は、使用される場合、ステアリン酸などでありうるが、約０．５〜約３ｐｈｒを含む。酸化亜鉛の典型的な量は約２〜約５ｐｈｒを含む。ワックスの典型的な量は約１〜約５ｐｈｒを含む。多くの場合、微晶質ワックスが使用される。しゃく解剤の典型的な量は約０．１〜約１ｐｈｒを含む。典型的なしゃく解剤は、例えば、ペンタクロロチオフェノール及びジベンズアミドジフェニルジスルフィドであろう。
【００２４】
促進剤は、加硫に要する時間及び／又は温度を制御するため、及び加硫物の性質を改良するために使用されうる。単一促進剤系、すなわち一次促進剤が使用できる。一次促進剤（一つ又は複数）は、約０．５〜約４ｐｈｒの範囲の総量で使用されうる。活性化及び加硫物の性質を改良するために、一次及び二次促進剤の組合せが使用されてもよい。その場合、二次促進剤は少量、例えば約０．０５〜約３ｐｈｒの量で使用される。これらの促進剤の組合せは、最終性質に対して相乗効果をもたらすことが期待でき、いずれかの促進剤を単独で使用して製造されたものよりも多少良好である。
【００２５】
さらに、標準的な加工温度には影響されないが、通常の加硫温度で満足のいく硬化をもたらす遅延作用促進剤を使用することもできる。加硫遅延剤も使用できる。使用できる適切なタイプの促進剤は、アミン、ジスルフィド、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、ジチオカルバメート及びキサンテートである。
【００２６】
トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを含む本発明のゴム配合物は、熱機械的混合技術を利用して混合することができる。カバー層ゴム配合物の混合は、ゴム混合分野の当業者に公知の方法によって達成できる。例えば、成分は典型的には少なくとも二つの段階、すなわち、少なくとも一つのノンプロダクティブ段階とそれに続くプロダクティブ混合段階で混合される。硫黄加硫剤を含む最終硬化剤は典型的には最終段階で混合される。この段階は従来、“プロダクティブ”混合段階と呼ばれ、そこでは混合が典型的にはその前のノンプロダクティブ混合段階（一つ又は複数）の混合温度より低い温度、又は極限温度で行われる。ゴム、シリカ及び硫黄含有有機ケイ素、及びカーボンブラック（使用される場合）は、一つ又は複数のノンプロダクティブ混合段階で混合される。“ノンプロダクティブ”及び“プロダクティブ”混合段階という用語は、ゴム混合分野の当業者には周知である。硫黄含有有機ケイ素化合物、加硫可能ゴム及び一般的にシリカの少なくとも一部を含有する硫黄加硫可能ゴム組成物は、熱機械的混合工程に付されるべきである。熱機械的混合工程は、一般的に、１４０℃〜１９０℃のゴム温度を生ずるために適切な時間、ミキサー又は押出機内での機械的作業を含む。熱機械的作業の適切な時間は、運転条件、並びに成分の体積及び性質に応じて変動する。例えば、熱機械的作業は約２分〜約２０分の範囲内の時間であろう。ゴムは、約１４５℃〜約１８０℃の範囲内の温度に達し、前記温度に約３分〜約１２分の範囲内の時間、維持されるのが通常好適である。ゴムは、約１５５℃〜約１７０℃の範囲内の温度に達し、前記温度に約５分〜約１０分の範囲内の時間、維持されるのが通常さらに好適である。
【００２７】
本発明と共に使用するための空気入りタイヤ例は、レース用タイヤ、乗用車用タイヤ、ランフラットタイヤ、航空機用タイヤ、農業用、土工機械用、オフロード用、中型トラック用タイヤ、又は任意の空気入りもしくは非空気入りタイヤでありうる。一例において、タイヤは乗用車又はトラック用タイヤである。タイヤはラジアルプライタイヤでもバイアスプライタイヤでもよい。
【００２８】
本発明のゴム配合物を用いてタイヤが構築された後、それは通常のタイヤ硬化サイクルを用いて加硫できる。本発明に従って製造されたタイヤは、広範囲の温度にわたって硬化できる。しかしながら、本発明のタイヤは、約１３２℃（２７０°Ｆ）〜約１６６℃（３３０°Ｆ）の範囲の温度で硬化されるのが一般的に好適である。本発明のタイヤは、約１４３℃（２９０°Ｆ）〜約１５４℃（３１０°Ｆ）の範囲の温度で硬化されるのがさらに典型的である。成形機又は金型内での加熱及び／又は過熱蒸気又は熱風による加熱といった通常の加硫プロセスのいずれも使用できる。そのようなタイヤは、当業者に公知の、そして容易に明らかな様々な方法によって構築、成形(shaped)、成型(molded)及び硬化できる。
【００２９】
本発明を以下の実施例によって例示するが、下記実施例は単に例示を目的としたものであって、本発明の範囲又はそれを実施できる様式の制限と見なされてはならない。特に明記しない限り、部及びパーセンテージは重量によって示されている。
【実施例】
【００３０】
比較例１及び実施例２〜４
この一連の実験では、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを天然ゴムと混合することによってゴム配合物を製造した。比較のために、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを何ら含まない対照も製造し、評価した。下記成分を、天然ゴム対照（実施例１）又は９０ｐｈｒの天然ゴムと１０ｐｈｒの様々なトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーとのブレンドに混合することによって、ノンプロダクティブゴムコンパウンドを製造した。
【００３１】
カーボンブラック  ５０ｐｈｒ
酸化亜鉛          ３ｐｈｒ
脂肪酸            １ｐｈｒ
劣化防止剤        １ｐｈｒ
プロセス油        ４ｐｈｒ
次に、未硬化ゴム配合物をブレンドの物理的性質を決定するために試験した。次に、ゴム配合物に１．６ｐｈｒの硫黄、１．２ｐｈｒの促進剤、及び０．１ｐｈｒの遅延剤を混合してプロダクティブ配合物を製造し、その後これを硬化して、物理的性質について試験した。硬化及び未硬化ゴム配合物の物理的性質を表１に報告する。
【００３２】
【表１】
2015078365.tif 000002
【００３３】
表１から分かるように、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー（ＴＩＢＲ）を天然ゴムに配合することによって、生強度の実質的改良が実現された。生強度の最良の改良は、実施例４で利用された、ムーニー粘度が５５のトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーで達成された。従って、本発明のゴム組成物に使用されるトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、３７より高い、好ましくは５０より高い（典型的には約５０〜約６０の範囲内）のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有するのが好適である。その他の測定された性質は、ＴＩＢＲの添加による顕著な影響は受けなかった。
【００３４】
比較例５〜６
この一連の実験では、比較例１及び実施例２〜４で使用したのと同じ手順及び配合を利用して、トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーを天然ゴムと混合することによってゴム配合物を製造した。しかしながら、イソプレン−ブタジエンコポリマー中の結合ブタジエンの量を比較例５及び比較例６でそれぞれ１５．７％及び１９．０％に増大した。イソプレン−ブタジエンコポリマーのムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度は約５５に保持した。次に、未硬化ゴム配合物をブレンドの物理的性質を決定するために試験し、その後、ゴム配合物を、比較例１及び実施例２〜４で使用した硬化剤及び手順を利用して混合、硬化し、そして物理的性質について試験した。硬化及び未硬化ゴム配合物の物理的性質を表２に報告する。この表には比較例１及び実施例４で得られた結果も含まれている。
【００３５】
【表２】
2015078365.tif 000003
【００３６】
表２から分かるように、生強度の最良の改良は、１０．７％の結合ブタジエンを含有するトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーで達成された。事実、１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー中の結合ブタジエンの量が約１０％を超えて増大すると、配合されたゴム配合物の生強度は悪影響を受けた。従って、本発明のゴム組成物に使用されるトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、５重量パーセント〜２０重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位及び８８重量パーセント〜約９５重量パーセントのイソプレン反復単位を含有するのが好適で、１，３−ブタジエン反復単位の最も好適な量は５〜１５重量パーセントの範囲である。
【００３７】
主題発明を例示する目的で一定の代表的態様及び詳細を示してきたが、主題発明の範囲から逸脱することなく、その中で多様な変更及び修正が可能であることは当業者には明らかであろう。
【００３８】
［発明の態様］
１．（１）約２ｐｈｒ〜約４５ｐｈｒの、約４重量パーセント〜約１６重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と約８４重量パーセント〜約９６重量パーセントのイソプレン反復単位を有するトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー（トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーは、約３５〜約８０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する）；及び（２）約５５ｐｈｒ〜約９８ｐｈｒの少なくとも一つの他のエラストマーを含むゴム組成物。
【００３９】
２．他のエラストマーが、イソプレンから誘導された反復単位を含む、１記載のゴム組成物。
【００４０】
３．他のエラストマーが、１，３−ブタジエンから誘導された反復単位を含む、１記載のゴム組成物。
【００４１】
４．他のエラストマーが、天然ゴム、合成ポリイソプレンホモポリマーゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、及びスチレン−イソプレン−ブタジエンゴムからなる群から選ばれる、１記載のゴム組成物。
【００４２】
５．他のエラストマーが天然ゴムである、１記載のゴム組成物。
【００４３】
６．トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、５重量パーセント〜２０重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と８０重量パーセント〜９５重量パーセントのイソプレン反復単位を含有する、１記載のゴム組成物。
【００４４】
７．トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、４０〜７５の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する、６記載のゴム組成物。
【００４５】
８．ゴム組成物が、３ｐｈｒ〜３０ｐｈｒのトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー及び７０ｐｈｒ〜９７ｐｈｒの他のエラストマーを含有する、７記載のゴム組成物。
【００４６】
９．トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、３０℃〜６５℃の範囲内の融点を有する、８記載のゴム組成物。
【００４７】
１０．トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、５重量パーセント〜１０重量パーセントの１，３−ブタジエン反復単位と９０重量パーセント〜９５重量パーセントのイソプレン反復単位を含有する、９記載のゴム組成物。
【００４８】
１１．トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、４５〜７０の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する、１０記載のゴム組成物。
【００４９】
１２．ゴム組成物が、５ｐｈｒ〜２０ｐｈｒのトランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマー及び８０ｐｈｒ〜９５ｐｈｒの他のエラストマーを含有する、１１記載のゴム組成物。
【００５０】
１３．トランス−１，４−イソプレン−ブタジエンコポリマーが、５５〜６５の範囲内のムーニー  ＭＬ  １＋４  粘度を有する、１２記載のゴム組成物。
【００５１】
１４．ゴム組成物が補強フィラーをさらに含む、１２記載のゴム組成物。
【００５２】
１５．補強フィラーがカーボンブラックである、１４記載のゴム組成物。
【００５３】
１６．補強フィラーがシリカである、１４記載のゴム組成物。
【００５４】
１７．外周トレッドを有する一般的にドーナツ形（トロイダル形）のカーカス、二つの相隔たるビード、ビードからビードにかけて伸びる少なくとも一つのプライ、及び放射状に伸び、前記トレッドを前記ビードに接続しているサイドウォールを含むタイヤであって、前記外周トレッドは接地するように適応され、外周トレッドは請求項１に記載のゴム組成物を含むタイヤ。
【００５５】
１８．外周トレッドを有する一般的にドーナツ形（トロイダル形）のカーカス、二つの相隔たるビード、ビードからビードにかけて伸びる少なくとも一つのプライ、及び放射状に伸び、前記トレッドを前記ビードに接続しているサイドウォールを含むタイヤであって、前記外周トレッドは接地するように適応され、サイドウォールは請求項１に記載のゴム組成物を含むタイヤ。
【００５６】
１９．タイヤが空気入りタイヤである、１７記載のタイヤ。
【００５７】
２０．タイヤが非空気入りタイヤである、１７記載のタイヤ。
【外国語明細書】
2015078365000001.pdf