(57)【要約】  ［（ＲＯ）Ｘ（Ｒ１）（３−Ｘ）−Ｓｉ−Ｍｔ］ｑ−Ｌ−［（Ｒａ）ｃＡｒ−（ＣＲ２＝ＣＲ２２）ｙ］ｚからなる一般式のシラン組成物及びゴム組成物の調製方法を提供する。上式において、ＲとＲ１は１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ｒ２は水素、１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ｍは１から２０の２価の炭化水素からなる連結基であり、ケイ素原子と基Ｌを連結し、Ｌは１から約２０の炭素原子からなる共有結合の連結基、或いは、−Ｏ−、−Ｓ−、ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子の連結基であって、Ｒ３は水素又は１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ｒａは１から１２の炭素原子のアルキル基であり、Ａｒは芳香族基であり、ｑは１から４の整数であり、ｔとｃはそれぞれ独立して０或いは１であり、又、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、Ｌがヘテロ原子の基である場合、ｔは１である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式で示されるシラン組成物。
【化１】
2008508295.tif 000017
［式中、Ｒ及びＲ１は、それぞれ独立して１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ｒ２はそれぞれ独立して水素、或いは１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり、Ｍは１から約２０の炭素原子からなる二価の炭化水素の連結基であって、ケイ素原子と基Ｌを連結し、Ｌは１から約２０の炭素原子の共有結合の炭化水素の連結基、或いは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子の連結基であって、ここで、Ｒ３は一つの結合、或いは１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり、Ｒａは１から１２の炭素原子のアルキレン基であり、Ａｒは置換或いは非置換の芳香族基であり、ｑは１から４の整数であり、ｔとｃはそれぞれ独立して０或いは１であり、又、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、Ｌがヘテロ原子連結基である場合、ｔは１であるという条件を有する。］
【請求項２】
請求項１に記載のシラン組成物であって、ｘは１であり、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるシラン組成物。
【請求項３】
請求項１に記載のシラン組成物であって、ｘは２であり、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環である請求項１に記載のシラン組成物。
【請求項４】
請求項３に記載のシラン組成物であって、Ｌはヘテロ原子の連結基であるシラン組成物。
【請求項５】
請求項４に記載のシラン組成物であって、前記ヘテロ原子の連結基は−ＮＲ３−であるシラン組成物。
【請求項６】
請求項１に記載のシラン組成物であって、ｘは３であり、Ｒはそれぞれ独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるシラン組成物。
【請求項７】
請求項６に記載のシラン組成物であって、Ｌはヘテロ原子の連結基であるシラン組成物。
【請求項８】
請求項７に記載のシラン組成物であって、前記ヘテロ原子の連結基は−ＮＲ３−であるシラン組成物。
【請求項９】
シラン組成物の調製法であって、一般式
【化２】
2008508295.tif 000018
によって表される少なくとも一種のシラン反応物質
［式中、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立して１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり、Ｍは１から約２０の炭素原子からなる二価の炭化水素の連結基であって、ケイ素原子と基Ｔを連結し、Ｔは、メルカプト化合物、水酸基化合物及び一般式−ＮＲ４Ｒ５のアミンからなる群から選ばれた化合物であり、ここでＲ４及びＲ５は独立して水素或いは１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり、又、Ｒ４とＲ５のうち少なくとも一つは水素であり、ｘは１から３の整数である。］
と、一般式
【化３】
2008508295.tif 000019
［式中、Ｘは有機酸或いは無機酸の陰イオンであり、Ｒａは１から１２の炭素原子のアルキル基であり、Ａｒは置換或いは非置換の芳香族基であり、Ｒ２はそれぞれ独立して水素、或いは１から約２０の炭素原子からなる炭化水素基であり、ｃは０又は１であり、又、ｙは１から３の整数である。］
で表される少なくとも一つの不飽和反応物質と、を少なくとも一種の塩基の有効量の存在下で反応させる工程を有するシラン組成物の調製方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記塩基がシラン反応物質に添加されて混合物を形成し、次いでこのシラン反応物質と塩基の前記混合物を、前記不飽和反応物質と反応させる工程を有するシラン組成物の調製方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、前記塩基はアルカリ金属或いはアルカリ土類金属のアルコキシドであるシラン組成物の調製方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記アルコキシドは、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、カリウムプロポキシド、カリウムｔ−ブトキシド、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムｔ−ブトキシド、及びそれらの組合せからなる群から選択されるシラン組成物の調製方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、前記塩基は第三級アミンであるシラン組成物の調製方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記第三級アミンはトリアルキルアミンであるシラン組成物の調製方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記トリアルキルアミンはトリエチルアミンであるシラン組成物の調製方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、前記シラン反応物質が前記不飽和反応物質と、約１：０．１から約１：１０のシラン反応物質対不飽和反応物質のモル比で反応に付されるシラン組成物の調製方法。
【請求項１７】
請求項９に記載の方法であって、前記シラン反応物質が前記不飽和反応物質と、約１：０．５から約１：２のシラン反応物質対不飽和反応物質のモル比で反応に付されるシラン組成物の調製方法。
【請求項１８】
請求項９に記載の方法であって、前記塩基の有効量は、前記シラン反応物質に対して約１から約１０モル当量の塩基であるシラン組成物の調製方法。
【請求項１９】
請求項９に記載の方法であって、前記塩基の有効量は、前記シラン反応物質に対して約１．１から約２モル当量の塩基であるシラン組成物の調製方法。
【請求項２０】
請求項９に記載の方法であって、ｘは１であり、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるシラン組成物の調製方法。
【請求項２１】
請求項９に記載の方法であって、ｘは２であり、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるシラン組成物の調製方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法であって、前記ヘテロ原子の連結基は、一般式−ＮＲ４Ｒ５のアミンであるシラン組成物の調製方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法であって、前記ヘテロ原子の連結基は、一般式−ＮＲ４Ｒ５のアミンであるシラン組成物の調製方法。
【請求項２４】
請求項９に記載の方法であって、ｘは３であり、Ｒはそれぞれ独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるシラン組成物の調製方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記ヘテロ原子の連結基は、一般式−ＮＲ４Ｒ５で示されるアミンであるシラン組成物の調製方法。
【請求項２６】
請求項９に記載の方法であって、さらに溶媒を含むシラン組成物の調製方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、前記溶媒はアルコールであるシラン組成物の調製方法。
【請求項２８】
請求項９に記載の方法であって、前記シラン反応物質は、アミノシラン、メルカプトシラン、及びそれらの混合物からなる群から選ばれ、又、前記不飽和反応物質は、塩化ビニルベンジル、塩化ジビニルベンジル及びそれらの混合物からなる群から選択されるシラン組成物の調製方法。
【請求項２９】
請求項９に記載の方法であって、前記シラン反応物質は、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（アミノプロピル）エチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルフェニルジメトキシシラン、２−アミノエチルトリエトキシシラン、４−アミノブチルトリエトキシシラン、４−アミノブチルトリメトキシシラン、４−アミノブチルメチルジメトキシシラン、４−（トリメトキシシリル）−２−ブタナミン、３−［ジエトキシ（ヘキシルオキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（ペンチルオキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（２，２，２−トリフルオロエトキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス［２−（２−フェノキシエトキシ）エトキシ］シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス［（２−エチルヘキシル）オキシ］シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（ヘキシルオキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−トリイソプロポキシシリルプロピルアミン、３−［トリス（３−メチルブトキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（２−エトキシエトキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［ビス（１，１−ジメチルエトキシ）メトキシシリル］−１−プロパナミン、３−［（１，１−ジメチルエトキシ）ジエトキシシリル］−１−プロパナミン、３−［（１，１−ジメチルエトキシ）ジメトキシシリル］−１−プロパナミン、３−（トリメトキシシリル）−１−ペンタナミン、４−アミノ−３，３−ジメチルブチルトリメトキシシラン、４−アミノ−３，３−ジメチルブチルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン及びそれらの混合物からなるグループから選ばれ、又、前記不飽和反応物質は、塩化ビニルベンジル、塩化ジビニルベンジル及びこれらの混合物からなる群から選択されるシラン組成物の調製方法。
【請求項３０】
シラン組成物の調製方法であって、一般式ＲｂＨＳｉＺ３―ｂで表される少なくとも一種の水素化ケイ素と、
［式中、各Ｒｂはそれぞれ独立して１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ｚはハロゲン原子であり、ｂは０から３の整数である］
一般式
【化４】
2008508295.tif 000020
［式中、Ａｒは置換或いは非置換の芳香族基であり、Ｒ２はそれぞれ独立して水素、或いは炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して水素、或いは炭素数１から約６の炭化水素基であり、Ｍ１は単結合、或いは炭素数１から約１８の二価の炭化水素の連結基である。また、ここでＲ６、Ｒ７、Ｒ８及びＭ１の炭素原子の合計総数は、約１８以下であり、Ｌは炭素数１から約２０の共有結合を有する炭化水素の連結基、或いは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子の連結基である。また、Ｒ３は単結合、或いは炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｒａは１から１２の炭素原子からなるアルキレン基であり、ｃは０又は１であり、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、又、ｑは１から４の整数であり、］
で表される少なくとも一種の不飽和反応物質と、を
少なくとも一種のヒドロシリル化触媒の存在下で反応させることからなるシラン組成物の調製方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、前記水素化ケイ素について、ｂは０であり、Ｚは塩素であるシラン組成物の調製方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法であって、前記水素化ケイ素について、ｂは０であり、Ｚは塩素であり、又、前記不飽和反応物質についてｓは１であるシラン組成物の調製方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法であって、Ｙ（は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子であり、ここでＲ３は単結合、水素、或いは炭素数１から約２０の炭化水素基であるシラン組成物の調製方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法であって、前記ヒドロシリル化触媒は、Ｈ２ＰｔＣｌ６、ＲｈＣｌ３、Ｒｈ（ＰＰｈ３）３Ｃｌ、Ｓｐｅｉｅｒの触媒、Ｋａｒｓｔｅｄｔの触媒、Ａｓｈｂｙの触媒、或いはＬａｍｏｒｅｏｕｘの触媒のいずれかであるシラン組成物の調製方法。
【請求項３５】
請求項３０に記載の方法であって、前記ヒドロシリル化触媒は、フリー・ラジカル・イニシエーターであるシラン組成物の調製方法。
【請求項３６】
請求項３０に記載の方法であって、さらに、前記水素化ケイ素反応物質のｂが０、１或いは２である場合において、前記反応から得られた生成物を、第一のエーテル形成試薬と反応させてケイ素原子に結合したアルコキシ基を提供することからなるシラン組成物の調製方法。
【請求項３７】
請求項３０に記載の方法であって、さらに、前記水素化ケイ素反応物質のｂが０であり、Ｚが塩素である場合において、得られた生成物を、第一のエーテル形成試薬と反応させてケイ素原子に結合したアルコキシ基を提供することからなるシラン組成物の調製方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法であって、前記の第一のエーテル形成試薬はオルトギ酸トリアルキルであるシラン組成物の調製方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法であって、前記オルトギ酸トリアルキルはオルトギ酸トリエチルであるシラン組成物の調製方法。
【請求項４０】
請求項３７に記載の方法であって、さらに第二のエーテル形成試薬を添加することからなるシラン組成物の調製方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法であって、前記第二のエーテル形成試薬はアルコールであるシラン組成物の調製方法。
【請求項４２】
請求項３０に記載の方法であって、前記ヒドロシリル化触媒の濃度は約０．１ｐｐｍから約１パート（ｐａｒｔ）であるシラン組成物の調製方法。
【請求項４３】
請求項３０に記載の方法であって、前記ヒドロシリル化触媒の濃度は約１０ｐｐｍから約１０００ｐｐｍであるシラン組成物の調製方法。
【請求項４４】
請求項３０に記載の方法であって、前記水素化ケイ素反応物質が前記不飽和反応物質と、約１：１００から約１００：１の水素化ケイ素反応物質対不飽和反応物質のモル比で反応に付されるシラン組成物の調製方法。
【請求項４５】
請求項３０に記載の方法であって、前記水素化ケイ素反応物質が前記不飽和反応物質と、約１：１０から約１０：１の水素化ケイ素反応物質対不飽和反応物質のモル比で反応に付されるシラン組成物の調製方法。
【請求項４６】
請求項３０に記載の方法であって、前記水素化ケイ素反応物質が前記不飽和反応物質と、約２：１から約１：２の水素化ケイ素反応物質対不飽和反応物質のモル比で反応に付されるシラン組成物の調製方法。
【請求項４７】
ゴム組成物であって、（ａ）ゴム成分、（ｂ）充填剤、及び（ｃ）
【化５】
2008508295.tif 000021
で示されるシラン組成物からなり、
式中、ＲとＲ１はそれぞれ独立して炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｒ２はそれぞれ独立して水素、或いは炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｍは炭素数１から約２０の二価の炭化水素の連結基であって、前記ケイ素原子と基Ｌを連結し、Ｌは炭素数１から約２０の共有結合を有する炭化水素の連結基、或いは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子の連結基である。ここでＲ３は単結合、或いは炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｒａは炭素数１から１２のアルキレン基であり、Ａｒは、置換或いは非置換の芳香族基であり、ｑは１から４の整数であり、ｔとｃはそれぞれ独立して０或いは１であり、又、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、Ｌがヘテロ原子を有する基である場合には、ｔは１であるという条件を有するゴム組成物。
【請求項４８】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記組成物が少なくとも約４の補強指数（ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  ｉｎｄｅｘ）を有するゴム組成物。
【請求項４９】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記組成物が６以下のデルタＧ’値を有するゴム組成物。
【請求項５０】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記組成物が０．２５０以下のタンジェントデルタの最大値を有するゴム組成物。
【請求項５１】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記充填剤は、シリカ充填剤、カーボンブラック充填剤、及びそれらの混合物からなるグループから選ばれた一種以上の充填剤であるゴム組成物。
【請求項５２】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記充填剤は、シリカ、沈降シリカ、無定形シリカ、石英ガラス、ヒュームド・シリカ、溶融石英、合成ケイ酸塩、ケイ酸アルカリ土類金属塩、高分散ケイ酸塩、及びそれらの混合物からなる群から選ばれたシリカ充填剤であるゴム組成物。
【請求項５３】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記シラン組成物において、ｘは１であり、ＲとＲ１は、独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるゴム組成物。
【請求項５４】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記シラン組成物において、ｘは２であり、ＲとＲ１は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるゴム組成物。
【請求項５５】
請求項５４に記載のゴム組成物であって、Ｌはヘテロ原子の連結基であるゴム組成物。
【請求項５６】
請求項５５に記載のゴム組成物であって、前記ヘテロ原子の連結基は−ＮＲ３−であるゴム組成物。
【請求項５７】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記シラン組成物において、ｘは３であり、Ｒは、独立してメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるゴム組成物。
【請求項５８】
請求項５７に記載のゴム組成物であって、Ｌはヘテロ原子の連結基であるゴム組成物。
【請求項５９】
請求項５８に記載のゴム組成物であって、前記ヘテロ原子の連結基は−ＮＲ３−であるゴム組成物。
【請求項６０】
請求項４７に記載のゴム組成物であって、前記シラン組成物の含有量は約０．０５から約２５パーツ（ｐｈｒ）であるゴム組成物。
【請求項６１】
請求項６０に記載のゴム組成物であって、前記シラン組成物の含有量は約１から約１０パーツ（ｐｈｒ）であるゴム組成物。
【請求項６２】
請求項４７に記載のゴム組成物からなるタイヤのトレッド。
【請求項６３】
請求項６２に記載のゴム組成物からなるトレッドを有するタイヤ。
【請求項６４】
請求項４７に記載のゴム組成物からなるタイヤのトレッドであって、前記シラン組成物が十分量存在していて、３００％伸長弾性率対１００％伸長弾性率の比を最大限にするタイヤのトレッド。
【請求項６５】
ゴム組成物の調製方法であって、ゴム組成物反応形成混合物に、一般式
【化６】
2008508295.tif 000022
［式中、Ｒ及びＲ１は独立して炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｒ２はそれぞれ独立して水素或いは炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｍは炭素数１から約２０の二価の炭化水素の連結基であって、ケイ素原子と基Ｌを連結し、Ｌは１から約２０の炭素原子の共有結合の炭化水素の連結基、或いは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子の連結基であって、ここでＲ３は単結合、又は炭素数１から約２０の炭化水素基であり、Ｒａは炭素数１から１２のアルキレン基であり、Ａｒは置換或いは非置換の芳香族基であり、ｑは１から４の整数であり、ｔとｃはそれぞれ独立して０又は１であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、Ｌがヘテロ原子を有する基である場合には、ｔは１であるという条件を含有する。］
の少なくとも一種のシラン組成物の有効量を添加することを特徴とするゴム組成物の調製方法。
【請求項６６】
請求項６５に記載の方法であって、ｘは１であり、ＲとＲ１は、独立して、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるゴム組成物の調製方法。
【請求項６７】
請求項６６に記載の方法であって、ｘは２であり、ＲとＲ１は、独立して、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペンチル、ドデシル、或いはフェニルであり、又、Ａｒはベンゼン環であるゴム組成物の調製方法。
【請求項６８】
請求項６７に記載の方法であって、Ｌはヘテロ原子の連結基であるゴム組成物の調製方法。
【請求項６９】
請求項６８に記載の方法であって、前記ヘテロ原子の連結基は−ＮＲ３−であるゴム組成物の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年７月３０日に提出された米国特許出願番号第１０／９０３，９６０号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、一般にシラン組成物、その調製法及びそれを含むゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
昨今のタイヤのタイヤトレッドは、広範囲の望ましい特性を要求する性能基準を満たさなければならない。一般に、トレッド化合物においては、三種類の性能基準が重要である。それらには、良好な磨耗耐性、良好な静止摩擦及び低い転がり抵抗が含まれる。大手のタイヤ製造業者は、燃費改善のために転がり抵抗をより低減し、且つ、より安全な運転のために横滑り／静止摩擦を改善したタイヤトレッド化合物を開発している。それ故、例えば、タイヤトレッドに適切なゴム組成物は、特に高温において、望ましい強度と伸張特性のみならず、良好な亀裂抵抗、良好な耐摩耗性、望ましい横滑り抵抗が期待されている。そして、ならびに、結果として得られるトレッドの望ましい転がり抵抗のために、低いタンジェントデルタ値を示す頻度が低くあるべきである（ｌｏｗ  ｔａｎｇｅｎｔ  ｄｅｌｔａ  ｖａｌｕｅｓ  ａｔ  ｌｏｗ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ）。加えて、高度の複合動的弾性率が操縦性及び操縦制御のために要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、シリカがゴム組成物に充填剤として添加されて、カーボンブラック充填剤の一部或いは実質的にはそのすべてを置換することにより、例えば、転がり抵抗を低減のように、ゴム組成物の特性を改善している。カーボンブラックよりも高価ではあるが、シリカの利点としては、例えば、燃料消費の低減と共に、ぬれた路面での静止摩擦の向上、転がり抵抗の低減等が含まれる。しかしながら、カーボンブラックと比べて、シリカ粒子とゴム間の物理的及び／或いは化学的結合が、欠如又は、少なくとも、その程度が不十分となる傾向があり、シリカがゴムのための強化充填剤となることが出来ず、それによりゴムに与える強度が低下する。それ故、シリカ充填剤の系は典型的に結合試薬（カップリング剤）の使用が必要である。
【０００５】
一般に、カップリング剤は、シリカのゴム強化特性を増進するために使用される。このようなカップリング剤は、例えば、シリカ粒子と予め混合されるか、又は、予め反応に付されるか、或いは、ゴム／シリカ加工、又は混合段階の間にゴム混合物に添加されてもよい。仮にカップリング剤とシリカが、ゴム／シリカ加工、又は混合段階の間にゴム混合物に別々に添加されるならば、カップリング剤は、そのままシリカと結合するものと考えられる。
【０００６】
カップリング剤は、典型的な二価の分子であって、その一端でシリカと反応し、他端でゴムと架橋する。このようにして、ゴムの補強と強度、例えば、強靱性、強度、弾性率、伸張性及び耐摩耗性が特に向上する。カップリング剤は、シリカ粒子の表面を被覆して、シリカが他のシリカ粒子と凝集することを阻害するものと考えられている。凝集過程を阻害することにより、分散が向上し、それ故に耐使用性及び燃費も向上する。昨今のカップリング剤は、例えば、毒性及びゴム組成物に採用される他の成分との適合性の問題といったような諸問題を抱えている。従って、改善されたカップリング剤が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の実施形態によれば、以下の式からなるシラン組成物が提供される。
【化１】
2008508295.tif 000002
［式中、Ｒ及びＲ１は、それぞれ独立して１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ｒ２はそれぞれ独立して水素、或いは１から約２０の炭素原子を持つ炭化水素基であり、Ｒａは１から１２の炭素原子のアルキレン基であり、Ｍは１から約２０の炭素原子からなる二価の炭化水素の連結基であって、ケイ素原子と基Ｌを連結し、Ｌは１から約２０の炭素原子の共有結合の炭化水素の連結基、或いは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群から選ばれたヘテロ原子の連結基であって、ここで、Ｒ３は一つの結合、或いは１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、Ａｒは置換或いは非置換の芳香族基であり、ｑは１から４の整数であり、ｔとｃはそれぞれ独立して０或いは１であり、又、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、Ｌがヘテロ原子連結基である場合、ｔは１であるという条件を有する。］
【０００８】
本発明の第二の実施形態によれば、一般式によって表される少なくとも一種のシラン反応物質と、を
【化２】
2008508295.tif 000003
［式中、Ｒ、Ｒ１、Ｍ及びｘは上述と同義であり、Ｔはメルカプト化合物、水酸基化合物、及び一般式−ＮＲ４Ｒ５のアミンからなる群から選ばれた化合物であり、ここでＲ４とＲ５は独立して水素或いは１から約２０の炭素原子からなる炭化水素基であって、又ここで、Ｒ４とＲ５のうちの少なくとも一つは水素である。］
一般式で表される少なくとも一種の不飽和反応物質と、
【化３】
2008508295.tif 000004
［ここで、Ａｒ、Ｒ２、Ｒａ、ｃ及びｙは上述と同義であり、又、Ｘは、有機酸或いは無機酸の陰イオンである］
少なくとも一種の塩基の有効量の存在下に反応させることからなるシラン組成物の調製方法が提供される。
【０００９】
本発明の第三の実施形態よれば、一般式ＲｂＨＳｉＺ３−ｂで表される少なくとも一種の水素化ケイ素［式中、Ｒはそれぞれ独立して１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり、Ｚはハロゲン原子であり、ｂは０から３である］を、一般式で表される少なくとも一つの不飽和の反応物質
【化４】
2008508295.tif 000005
［ここでＡｒ、Ｒ２、Ｌ、Ｒａ、ｃ、ｑ、ｙ及びｚは上述と同義であり、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して水素、或いは１から約６の炭素原子を有する炭化水素基であり、Ｍ１は単結合、或いは１から約１８の炭素原子の二価の炭化水素の連結基であり、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＭ１は炭素原子の総数が合わせて約１８以下である。］
少なくとも一種のヒドロシラン化触媒の存在下に反応させることからなるシラン組成物の調製法が提供される。
【００１０】
本発明の第四の実施形態によれば、（ａ）ゴム組成物、（ｂ）充填剤、及び（ｃ）一般式
【化５】
2008508295.tif 000006
の少なくとも一種のシラン組成物を含有するゴム組成物が提供される。
［式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒａ、Ｍ、Ｌ、Ａｒ、ｘ、ｔ、ｃ、ｑ、ｙ及びｚは上述の意味を持ち、Ｌがヘテロ原子のグループである場合にはｔは１である。］
【００１１】
本発明の第五の実施形態によれば、ゴム組成物反応形成混合物に、一般式
【化６】
2008508295.tif 000007
の少なくとも一種のシラン組成物を含有するゴム組成物調製方法が提供される。
［式中、Ｒ、Ｒｌ、Ｒ２、Ｒａ、Ｍ、Ｌ、Ａｒ、ｘ、ｔ、ｃ、ｑ、ｙ及びｚは前述の意味を持ち、Ｌがヘテロ原子のグループである場合にはｔは１である。］
【００１２】
本発明において、術語「ｐｈｒ」は当分野で認容されている意味として、即ち、ゴム（ｒｕｂｂｅｒ）の重量１００（ｈｕｎｄｒｅｄ）部当たりの（ｐｅｒ）それぞれの物質の部分（重量）として使用されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一つの実施形態において、一般式
【化７】
2008508295.tif 000008
のシラン組成物が提供される。
式中、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立して１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であって、例として、直鎖又は分枝状の脂肪族、脂環式基、及び芳香族の基、ならびに一つ以上の直鎖または分枝状の脂肪族、脂環式基、及び／又は芳香族の基で置換された脂環式基、及び芳香族の基である；Ｒ２はそれぞれ独立して、一つの実施形態においては、水素、或いは１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり、もう一方の実施形態においては、１から６の炭素原子を有する炭化水素基であって、例として、アルキルラジカル、置換されたアルキルラジカル、脂環式基、或いは芳香族基を含み；Ｍは、一つの実施形態においては、１から約２０の炭素原子を有する二価の炭化水素の連結基であり、或いは、もう一方の実施形態においては、１から８の炭素原子を有する二価のアルキルの連結基であってケイ素原子と基Ｌを連結し；Ｌは１から約２０の炭素原子を有する共有結合の炭化水素の連結基、或いは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ３−からなる群より選ばれるヘテロ原子の連結基である。ここでＲ３は単結合、或いは１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であり；Ｒａは１から１２の炭素原子を有するアルキレン基であり；Ａｒは飽和、或いは不飽和の芳香族基（例えば、ベンゼン又はベンジル）であって、任意に一つ以上の１から１２の炭素原子からなる直鎖、又は分枝状の脂肪族、脂環式基、及び／或いは芳香族の基で置換されている；ｑは１から４の整数であり、ｔとｃはそれぞれ独立して０或いは１であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ独立して１から３の整数であり、Ｌがヘテロ原子を有する基である場合、ｔは１であるという条件を有する。一つの実施形態において、Ｌは何らかの多機能の芳香族基、或いは１から約２０の炭素原子の環状又は直鎖の脂肪族の炭化水素基であり得る。一つの実施形態において、各Ｒは独立して１から８の炭素原子のアルキルラジカル（遊離基）である。
【００１４】
第二の実施形態において、各Ｒはそれぞれ独立して１から３の炭素数を有するアルキルラジカルである。第三の実施形態において、各Ｒはそれぞれ独立して２個の炭素原子からなるアルキルラジカルである。一つの実施形態において、各Ｒ１は独立して１から６の炭素原子のアルキルラジカルである。第二の実施形態において、各Ｒ１は独立して１から３の炭素原子からなるアルキルラジカルである。第三の実施形態において、各Ｒ１は独立して１炭素原子のアルキルラジカルである。
【００１５】
一般に、本発明に係る前述のシラン組成物は、一般式
【化８】
2008508295.tif 000009
によって表される少なくとも一種のシラン反応物質
［式中、Ｒ、Ｒ１、Ｍ及びｘは上記と同義であり、Ｔは、メルカプト化合物、ヒドロキシ化合物、及び一般式−ＮＲ４Ｒ５のアミンからなる群から選ばれる一つ以上の化合物であって、ここでＲ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素、又は１から約２０の炭素原子の炭化水素基であり、又、Ｒ４とＲ５のうち少なくとも一つは水素であり］
と、一般式
【化９】
2008508295.tif 000010
で表される不飽和反応物質
［式中、Ａｒ、Ｒ２、Ｒａ、ｃ及びｙは前述の意味を有し、Ｘは有機酸或いは無機酸の陰イオンである］
と、を少なくとも一種の塩基の有効量の存在下に反応させることによって得ることが出来る。
有機酸或いは無機酸の有用な陰イオンとしては、例えば、ハロゲン原子（即ち、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ）、スルホネート基、スルフィネート基、或いはカルボキシレート基等、及びこれらの組合せが含まれる。合成化学の観点から、Ｘは求核置換反応の間に、離脱基として機能し得る何らかの基である。本発明において使用される適切なハロゲン化物には、例えば、クロロ、ブロモ、フルオロ化物等が含まれる。
【００１６】
上記シラン反応物質としては、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（アミノプロピル）エチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルフェニルジメトキシシラン、２−アミノエチルトリエトキシシラン、４−アミノブチルトリエトキシシラン、４−アミノブチルトリメトキシシラン、４−アミノブチルメチルジメトキシシラン、４−（トリメトキシシリル）−２−ブタナミン、３−［ジエトキシ（ヘキシルオキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（ペンチルオキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（２、２、２−トリフルオロエトキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス［２−（２−フェノキシエトキシ）エトキシ］シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス［（２−エチルヘキシル）オキシ］シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（ヘキシルオキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−トリイソプロポキシシリルプロピルアミン、３−［トリス（３−メチルブトキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［トリス（２−エトキシエトキシ）シリル］−１−プロパナミン、３−［ビス（１，１−ジメチルエトキシ）メトキシシリル］−１−プロパナミン、３−［（１，１−ジメチルエトキシ）ジエトキシシリル］−１−プロパナミン、３−［（１，１−ジメチルエトキシ）ジメトキシシリル］−１−プロパナミン、３−（トリメトキシシリル）−１−ペンタナミン、４−アミノ−３，３−ジメチルブチルトリメトキシシラン、４−アミノ−３，３−ジメチルブチルトリエトキシシラン等、メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のようなメルカプトシランが含まれる。上記シラン反応物質は、何らかの市販の方法で作成することが出来、例えば、アミノシランは、米国特許第６，２４２，６２７号に開示の方法によって調製することが出来る。一つの実施形態において、上記不飽和の反応物質には、塩化ビニルベンジル及び／又は塩化ジビニルベンジルが含まれる。もう一つの実施形態において、上記不飽和反応物質は塩化ビニルベンジルである。
【００１７】
少なくとも一種のシラン反応物質と少なくとも一つの不飽和反応物質との反応は、少なくとも一種の塩基の有効量の存在下で有利に行われる。本発明において採用される塩基は如何なる強塩基であってもよい。適当な強塩基としては、アルカリ金属のアルコキシド（アルコラート）、アルカリ土類金属のアルコキシド（アルコラート）等、及びこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されるものではない。有用なアルコキシドの例には、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、カリウムプロポキシド、カリウムｔ−ブトキシド、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムｔ−ブトキシド等、及びそれらの組合せが含まれる。別法として、本発明で使用される塩基は、アミン、アミド等、及びこれらの組合せであってもよい。そのようなアミン及びアミドの例には、第三級アミン、複素環第三級有機アミン、及びＮ，Ｎ−二重置換アミド、例えば、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びポリビニルピロリドン、ならびにこれらの組合せが含まれる。一つの実施形態において、本発明において使用されるアミン触媒としては、第三級アミン、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等のトリアルキルモノアミン；及び、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデカン、テトラメチルエチルジアミン等のトリアルキルジアミンである。他の実施形態においては、トリエチルアミン及びジイソプロピルエチルアミンがアミン触媒として使用される。
【００１８】
当業者には容易に理解されるように、本発明のシラン組成物を形成する前述の反応は、先ず、少なくとも一つの塩基を上記シラン反応物質と混合して混合物を形成し、次いで、上記混合物を上記不飽和の反応物質と混和することによって実施することが出来る。別法として、上記反応は、単純な操作段階、あるいは多重操作段階において、上記シランと不飽和反応物質の反応媒体に上記塩基を添加することによって行うことが出来る。一般に、本発明の操作において採用される塩基の有効量は、通常、シラン反応物質に対して、約１モル当量から約１０モル当量の範囲、及びその間のすべての部分の範囲とすることができる。もう一つの実施形態において、本発明の操作において採用される塩基の有効量は、シラン反応物質に対して、約１．１モル当量から約２モル当量の範囲、及びその間のすべての部分の範囲とすることができる。
【００１９】
少なくとも一つのシラン反応物質と少なくとも一つの不飽和反応物質が所望の比率で有効に反応して本発明のシラン組成物を形成する。反応は約０℃から１２０℃の範囲、及びその間のすべての部分の範囲の温度で行うことが可能である。もう一つの実施形態において、上記反応の温度は、約２５℃から約７０℃の範囲、及びその間のすべての部分の範囲の温度であってもよい。反応の時間は、約１時間から約２４時間の範囲、及びその間のすべての部分の範囲であってもよい。一般に、不飽和反応物質に対するシラン反応物質のモル比は、約１：０．１から約１：１０の範囲、及びそれらの間のすべての部分的範囲となる。もう一つの実施形態において、不飽和反応物質に対するシラン反応物質のモル比は、約１：０．５から約１：２の範囲、及びそれらの間のすべての部分の範囲であってよい。
【００２０】
当業者には、例えば、上記シラン反応物質のＴが化学式−ＮＨ２のアミンである場合、前述のシラン組成物が化合物の複合混合物を含む反応生成物である可能性のあることが理解できる。このようにして得られた反応生成物の混合物は、分離して一つ以上の特定の化合物を単離する必要はない。それ故、反応生成物の混合物は、本発明のゴム組成物として使用することが出来る。従って、反応が完結すると、シランと不飽和反応物質の反応生成物、塩基、及び何らかの副産物のアルコールの溶液は、さらに何らかの既知の市販の技術、例えば、真空或いは加圧濾過を用いて、濾過、及び／或いは揮散して何らかの不要な塩基、副産物又は揮発性の重い物質を除去することが出来る。
【００２１】
本発明のもう一つの実施形態において、前述のシラン組成物は、少なくとも一つの水素化ケイ素を、一般式
【化１０】
2008508295.tif 000011
［上式において、Ａｒ、Ｒ２、Ｌ、Ｒａ、ｃ、ｑ、ｙ及びｚは前述と同義であり、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して水素、或いは１から約６の炭素原子を有する炭化水素基、例えば、１から約６の炭素原子を持つアルキル基、４から約６の炭素原子を持つ環状アルキル基（例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン）及びアリール基（例えば、フェニル）であり、Ｍ１は単結合、或いは１から約１８の炭素原子を有する二価の炭化水素の連結基である。ここで、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＭ１の炭素原子の合計総数は約１８以下である。］
によって表される少なくとも一つの不飽和の反応物質と、少なくとも一種のヒドロシラン化触媒の存在下に反応させることによって得ることが出来る。
【００２２】
この過程において有用な水素化ケイ素は、化学式ＲｂＨＳｉＺ３−ｂによって表される。上式において、各Ｒｂは独立して１から約２０の炭素原子を有する炭化水素基であって、例えば、１から約２０の炭素原子を持つアルキル基、約４から約１２の炭素原子を持つシクロアルキル、及びアリールを含み、ｂは０から３である。また、Ｚはハロゲン原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ，Ｂｒ、或いはＩ）である。
上式によって表され、この過程に有用な可能性がある水素化ケイ素としては、トリメチルシラン、ジメチルシラン、トリエチルシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、エチルジクロロシラン、シクロペンチルジクロロシラン、メチルフェニルクロロシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）ジクロロシラン等、及びこれらの混合物が含まれる。一つの実施形態において、上記水素化ケイ素は、ジメチルクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジクロロシラン及びトリクロロシランのうち少なくとも一つを含む。本発明のもう一つの実施形態において、水素化ケイ素はトリクロロシランである。本過程に使用される適当な不飽和反応物質の例には、ジエチレンベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、ジブチレンベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−ベンゼン等、及びそれらの混合物が含まれる。
【００２３】
上記水素化ケイ素及び不飽和反応物質は、通常は、ヒドロシリル化触媒の存在下に接触してヒドロシリル化化合物を形成する。本発明においては、あらゆるヒドロシリル化触媒、例えば、少なくとも、活性のヒドロシリル化金属を元素或いは化合物の形で含む触媒であっても使用することが出来る。有用な活性のヒドロシリル化金属触媒としては、元素或いは化合物の形の、ルテニウム、ロジウム、コバルト、パラジウム、インジウム、白金、クローム及びモリブデン金属が含まれるが、これらに限定されるものではない。一つの実施形態において、活性のヒドロシリル化金属としては、ルテニウム或いは白金の元素或いはこれらを含有する化合物が挙げられる。
【００２４】
本実施形態で使用可能なヒドロシラン化金属触媒としては、例えば、ＲｈＣｌ３、Ｒｈ（ＰＰｈ３）３Ｃｌ（ここでＰｈはフェニル基）、Ｈ２ＰｔＣｌ６、Ｓｐｅｉｅｒ触媒を含有する可溶性白金触媒（イソプロピルアルコールに溶解させたＨ２ＰｔＣｌ６）、Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒を含有する可溶性白金触媒（米国特許第３，７１５，３３４号及び第３，７７５，４５２号に記載されたようなＨ２ＰｔＣｌ６とジビニルテトラメチルジシロキサンの反応生成物）、Ａｓｈｂｙ触媒を含有する可溶性白金触媒（米国特許第３，１５９，６０１号及び第３，１５９，６６２号に記載されたようなＨ２ＰｔＣｌ６とテトラビニルテトラメチルジシロキサンの反応生成物）及びＬａｍｏｒｅｏｕｘ触媒を含有する可溶性白金触媒（米国特許第３，２２０，９７２号に記載されたようなｎ−オクタノールに溶解したＨ２ＰｔＣｌ６）のような第８属元素の化合物が含まれる。
【００２５】
もう一方の実施形態において、上記ヒドロシラン化触媒は、一つ以上の活性のフリー・ラジカル・イニシエーターとなり得る。本発明においては如何なる活性のフリー・ラジカル・イニシエーターでも使用することが出来る。このような活性のフリー・ラジカル・イニシエーターとしては、有機の過酸化物タイプのイニシエーター、例えば、過酸化アセチル、過酸化ｔ−ブチル、過酸化ベンゾイル等、アゾタイプのイニシエーター、例えば、アゾ−ビス−イソブチロニトリル等、及びそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
本発明において、上記不飽和反応物質をシラン化する場合、当分野では通常の何らかの反応容器を使用してもよい。上記反応容器には、少なくとも一つの水素化ケイ素反応物質、不飽和反応物質、及びヒドロシラン化金属触媒からなる系を、添加の順序を特に限定することなく加えてよい。反応を促進するために攪拌を行ってもよいが、必ずしも必要ではない。
一つの実施形態において、ヒドロシラン化反応は、室温から約１６０℃、及びそれらの間のすべての部分的な温度範囲で行うことが可能である。もう一つの実施形態においては、ヒドロシラン化反応は、約４０℃から約１００℃、及びそれらの間のすべての部分的な温度範囲で行うことが可能である。その上、上記反応は大気圧下で起こる可能性があるが、必要であれば、圧力を増加してもよく、又、トルエンのような実質的に不活性な有機溶媒を用いて反応効率を高めることも可能である。
【００２７】
本発明の過程に使用される水素化ケイ素反応物質、不飽和反応物質、及びヒドロシラン化触媒の量は、特に制限はない。唯一要求されることは、所望のヒドロシラン化反応が起こることである。一つの実施形態において、ヒドロシラン化触媒は、約０．１ｐｐｍから約１パーセント（ｐａｒｔ）までの濃度で使用することが出来る。
もう一つの実施形態において、ヒドロシラン化触媒は、約１０ｐｐｍから約１０００ｐｐｍの濃度で使用することが出来る。水素化ケイ素反応物質の不飽和反応物質に対するモル比は、例えば、約１：１００から約１００：１まで幅広く変更可能である。もう一つの実施形態において、水素化ケイ素反応物質の不飽和反応物質に対するモル比は、約１：１０から約１０：１の範囲である。なお、もう一つの実施形態において、水素化ケイ素の不飽和反応物質に対するモル比は、約２：１から約１：２の範囲である。
【００２８】
必要であれば、ヒドロシラン化反応に続いて、ヒドロシラン化組成物をさらに反応させて、例えば、ケイ素原子上にアルコキシ基を付加することが出来る。例えば、ハロゲン原子がケイ素等に結合している場合であって、トリクロロシランが水素化ケイ素として使用された場合、本発明のヒドロシラン化組成物は、前述のヒドロシラン化組成物を、一種以上のエーテル形成試薬の有効量と、エーテル形成反応条件下で反応させることによって調製することが出来る。有用なエーテル形成試薬としては、オルトギ酸アルキル、オルトギ酸ジアルキル、オルトギ酸トリアルキル、オルトギ酸トリエチル、及びそれらの混合物等が含まれるが、それらに限定されるものではない。一つの実施形態において、上記アルコキシ基は、約０℃から約１００℃、及びそれらの間のすべての部分の範囲の温度においてケイ素原子に結合することが出来る。
もう一つの実施形態において、アルコキシ基は、約２５℃から約８０℃、及びそれらの間のすべての部分の範囲の温度においてケイ素原子に結合することが出来る。反応は、触媒の非存在下、或いは存在下、例えば、スルホン酸、ルイス酸等及びそれらの混合物のような酸性の無機酸触媒の存在下で行うことが出来る。一つの実施形態において、エーテル形成試薬の濃度は、通常、ヒドロシラン化化合物の残余のハロゲン原子に対して、約０．５モル当量から約１００モル当量、及びそれらの間のすべての部分的範囲にあることになる。もう一つの実施形態において、上記エーテル形成試薬の濃度は、通常、ヒドロシラン化化合物の残余のハロゲン原子に対して、約１モル当量から約１０モル当量、及びそれらの間のすべての部分の範囲にあることになる。
【００２９】
当業者には容易に理解されるように、特定の反応及び反応条件次第では、所望のアルコキシ基がすべては生じない可能性がある。例えば、トリクロロシランの不飽和反応物質との反応から得られた反応生成物をさらに反応させる場合、アルコキシル化されたヒドロキシシラン化組成物は、完全にはアルコキシル化されず、ケイ素元素に結合した、一つのクロリド基を有する可能性がある。従って、トリアルコキシシラン組成物を提供するためには、例えば、上記のアルコキシル化されたヒドロシラン化中間体を、さらに第二のエーテル形成試薬とエーテル形成条件下に反応させることにより、残余のクロリド基を除去することが必要である。一つの実施形態において、反応は約０℃から約８０℃、及びそれらの間のすべての部分的範囲の温度で行うことが出来る。もう一つの実施形態において、反応は約２０℃から約７５℃、及びそれらの間のすべての部分の範囲の温度で行うことが出来る。有用なエーテル形成試薬としては、アルコール、例えば、メタノール、エタノール等が含まれるが、これらに限定されるものではない。反応は、塩基の非存在下、或いは、塩基、例えば、トリエチルアミンのようなトリアルキルアミンの存在下に行うことが出来る。一つの実施形態において、第二のエーテル形成試薬の濃度は、通常、アルコキシル化されたヒドロシラン化中間体に対して、約０．５モル当量から約１００モル当量、及びそれらの間のすべての部分的範囲となる。もう一つの実施形態において、第二のエーテル形成試薬の濃度は、通常、アルコキシル化されたヒドロシラン化中間体に対して、約１モル当量から約２０モル当量の範囲、及びそれらの間のすべての部分の範囲となる。反応が完了すると、溶液を、さらに、何らかの既知の市販の技法、例えば、真空、或いは加圧濾過法を用いて、濾過及び／或いは揮散して何らかの不要の触媒、副産物、或いは揮発性の重い物質を除去することが出来る。
【００３０】
本発明のシラン組成物はカップリング剤としても有用である。一つの実施形態において、本発明のシラン組成物は、特に、ゴム組成物におけるカップリング剤として有用である。一般に、本発明のゴム組成物は、少なくとも（ａ）ゴム成分、（ｂ）充填剤、及び（ｃ）前述のシラン組成物の少なくとも一つを含むものである。
【００３１】
本発明のゴム組成物に使用されるゴム成分は、例えば、天然ゴム、或いは合成ゴムのような不飽和ゴムがベースである。本発明の実施に採用され得る高度不飽和ポリマー（重合体）の代表はジエンゴムである。このようなゴムは、通常、約２０から約４００の間の、及びそれらの間のすべての部分的範囲のヨウ素価を有するが、より高い或いはより低い（例えば、約５０から約１００、およびそれらの間のすべての部分の範囲の）ヨウ素価を持つ高度不飽和ゴムも使用することが出来る。
使用可能なジエンゴムとしては、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン等のような共役ジエンベースのポリマー、ならびにこのような共役ジエンの、スチレン、アルファ−メチルスチレン、アセチレン、例えば、ビニルアセチレン、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、酢酸ビニル等のようなモノマーとのコポリマー（共重合体）である。一つの実施形態において、高度不飽和ゴムが使用されて、天然ゴム、シス−ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ（スチレン−ブタジエン）、スチレン−イソプレンコポリマー（共重合体）、イソプレン−ブタジエンコポリマー（共重合体）、スチレン−イソプレン−ブタジエン・トリポリマー、ポリクロロプレン、クロロ−イソブテン−イソプレン、ニトリル−クロロプレン、スチレン−クロロプレン、及びポリ（アクリロニトリル−ブタジエン）が含まれるが、これらに限定されるものではない。さらに、二種以上の高不飽和ゴムの、ＥＰＤＭ、ＥＰＲ、ブチルゴム或いはハロゲン化ブチルゴムのような不飽和度の低いエラストマーとの混合物も又本発明の範疇に入る。
【００３２】
本発明のゴム組成物に使用される充填剤には、シリカ（例えば、焼成シリカ及び沈降シリカ）、二酸化チタン、アルミノケイ酸塩及びアルミナのような金属酸化物、粘土及び滑石を含むケイ酸質物質、及びカーボンブラック等及びそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されるものではない。「アルミナ」は本発明においては酸化アルミニウム、或いはＡｌ２Ｏ３と記載することが出来る。これらの充填剤は水和物であっても、無水物であってもよい。
【００３３】
シリカ充填剤は、ゴム組成物の強化に関連して有用であることが知られている如何なるタイプのものであってもよい。適当なシリカ充填剤としては、シリカ、沈降シリカ、アモルファスシリカ、石英ガラス（融解石英）、ヒュームド・シリカ、溶融石英、ケイ酸アルミニウムのような合成ケイ酸塩、ケイ酸マグネシウム及びケイ酸カルシウムのようなケイ酸アルカリ金属塩、カオリン及び他の天然産シリカ等のような天然のケイ酸塩等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
例えば、一つの実施形態において、約５から約１０００ｍ２／ｇ及びそれらの間のすべての部分の範囲、及び、もう一方の実施形態において、約２０から約４００ｍ２／ｇ及びそれらの間のすべての部分の範囲のＢＥＴ表面を持ち、ならびに、約５から約５００ｎｍ及びそれらの間のすべての部分の範囲の、ならびに約１０から約４００ｎｍ及びそれらの間のすべての部分の範囲において主な粒子の直径を有する高度分散性シリカも又有用である。これらの高度分散性シリカは、例えば、ケイ酸塩溶液の沈殿、或いは塩化ケイ素の火炎加水分解によって調製することが出来る。シリカは又、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉの酸化物のような他の金属酸化物との混合酸化物の形で存在することも可能である。当業者に既知の市販のシリカ充填剤としては、例えば、Ｃａｂｏｔコーポレーション製の商品名Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（登録商標）で、ＰＰＧインダストリーズ製の商品名Ｈｉ−ＳｉｌとＣｅｐｔａｎｅ、Ｒｈｏｄｉａ製の商品名Ｚｅｏｓｉｌで、及びＤｅｇｕｓｓａＡＧ製の商品名ＵｌｔｒａｓｉｌとＣｏｕｐｓｉｌで入手できる充填剤が含まれる。二種以上のシリカ充填剤の混合物を本発明のゴム組成物の調製に使用することが出来る。
【００３４】
シリカ充填剤はゴム組成物に取り込まれるがその量は大きく変更することが出来る。一つの実施形態において、シリカ充填剤の量は、約５から約１００ｐｈｒの範囲、及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。もう一つの実施形態において、シリカ充填剤の量は、約２５から約８５ｐｈｒ及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。
【００３５】
適当なカーボンブラック充填剤としては、当業者に公知の何れかの通常入手可能な、市販のカーボンブラックが含まれる。例えば、一つの実施形態において、カーボンブラックは少なくとも２０ｍ２／ｇの表面積（ＥＭＳＡ）を持つものであり、又、もう一つの実施形態においては、カーボンブラックは少なくとも３５ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇまで、またはそれ以上のＥＭＳＡを持つものであり得る。本実施形態において使用される表面積の値は、セチルトリメチル−臭化アンモニウム（ＣＴＡＢ）技法を用いてＡＳＴＭ試験Ｄ−３７６５によって測定されたものである。有用なカーボンブラックとしては、ファーネスブラック（ｆｕｒｎａｃｅ  ｂｌａｃｋ）、チャンネルブラックス（ｃｈａｎｎｅｌ  ｂｌａｃｋｓ）、及びランプブラックスが挙げられる。より詳細には、カーボンブラックの例には、超磨耗ファーネス（ｓｕｐｅｒ  ａｂｒａｓｉｏｎ  ｆｕｒｎａｃｅ）（ＳＡＦ）ブラックス、高磨耗ファーネス（ｈｉｇｈ  ａｂｒａｓｉｏｎ  ｆｕｒｎａｃｅ）（ＨＡＦ）ブラックス、高速押し出しファーネス（ｆａｓｔ  ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  ｆｕｒｎａｃｅ）（ＦＥＦ）ブラックス、ファインファーネス（ｆｉｎｅ  ｆｕｒｎａｃｅ）（ＦＦ）ブラックス、中間超磨耗ファーネス（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｓｕｐｅｒ  ａｂｒａｓｉｏｎ  ｆｕｒｎａｃ）（ＩＳＡＦ）ブラックス、半強化ファーネス（ｓｅｍｉ−ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  ｆｕｒｎａｃｅ）（ＳＲＦ）ブラックス、中度加工チャンネル（ｍｅｄｉｕｍ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）ブラックス、強度加工チャンネル（ｈａｒｄ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）ブラックス、及びコンダクティング（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）チャンネルブラックスが含まれる。利用される可能性のある他のカーボンブラックとしてはアセチレンブラックが含まれる。二種以上の上記ブラックの混合物を本発明のゴム組成物の調製に使用することが出来る。利用し得るカーボンブラックの表面積の典型的な値は以下の表１に示されている。
【００３６】
【表１】
2008508295.tif 000012
【００３７】
本発明に利用されるカーボンブラックはペレット化された形、或いはペレット化されない凝集物質の集合体であってもよい。一つの実施形態において、ペレット化されたカーボンブラックが、取扱いが容易なため好ましい。一つの実施形態において、カーボンブラックは、約０．５から約１００ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲の量でゴム組成物に取り込まれることが可能である。第二の実施形態において、カーボンブラックは、約１から約８５ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲の量でゴム組成物に取り込まれることが可能である。
【００３８】
本発明のシラン組成物は、充填剤粒子と予め混合、或いは反応させてあってもよく、又は、ゴムと充填剤の処理段階、又は混合段階の間の混合ゴムに添加してもよい。仮にシラン組成物と充填剤が、ゴムと充填剤の混合段階、又は処理段階の間に混合ゴムに別々に添加されるならば、シラン組成物は、そのまま充填剤と混ぜあうものと考えられる。一つの実施形態において、シラン組成物は、ゴム組成物中に、約０．０５から約２５ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての範囲の量で存在することになる。第二の実施形態において、シラン組成物は、ゴム組成物中に、約１から約１０ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての範囲の量で存在することになる。
【００３９】
本発明のゴム組成物は、種々の通常用いられる添加剤と、ゴム配合技術で知られている何らかの従来の方式で調合することが出来る。このような通常使用される添加剤としては、硬化補助剤、例えば硫黄、活性剤、抑制剤、促進剤、加工添加剤、例えばオイル、樹脂、例えば粘着付与樹脂、可塑剤、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、抗酸化剤、オゾン劣化防止剤、素練り促進剤（ｐｅｐｔｉｚｉｎｇ  ａｇｅｎｔｓ）、強化剤（補強剤）等、及びそれらの混合物が含まれる。ゴム組成物の使用目的次第で、上述の添加剤が適宜選択されて適当な量で一般に使用される。
【００４０】
一般に、促進剤は、加硫に必要な時間及び／或いは温度を制御して加硫ゴムの特質を向上させるために使用される。一つの実施形態において、単一促進剤の系、即ち、１次促進剤が使用される。一つの実施形態において、一次促進剤は、約０．５から約４ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲の総量で使用され得る。もう一つの実施形態において、一次促進剤は、約０．８から約１．５ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分的範囲の総量で使用され得る。一次促進剤及び二次促進剤の組合せも、二次促進剤がより少量（約０．０５から約３ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲）で使用されることにより、加硫ゴム活性化して特性を向上させる。また遅延作用活性剤を使用してもよい。さらに、加硫抑制剤も使用してもよい。適切なタイプの促進剤としては、例えば、アミン、ジスルフィド、グアニジン、チオ尿素、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、及びキサントゲン酸塩である。一つの実施形態において、一次促進剤はスルフェナミドである。もし、もう一つの促進剤が使用されるならば、二次促進剤はグアニジン、ジチオカルバメート、或いはチウラム化合物であってもよい。
【００４１】
一つの実施形態において、粘着付与樹脂の量は、約０．５から約１０ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。第二の実施形態において、粘着付与樹脂の量は、約１から約５ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。加工補助剤の量は、約１から約５０ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分的範囲であり得る。このような加工補助剤としては、例えば、芳香族の、ナフテンの、及び／或いはパラフィンの加工オイルが含まれる。抗酸化剤の量は、約１から約５ｐｈｒの範囲であり得る。このような抗酸化剤には、例えば、ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンのようなジアミンが含まれる。オゾン劣化防止剤の量は、約１から約５ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分的範囲であり得る。脂肪酸、例えば、ステアリン酸の量は、約０．５から約３ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。酸化亜鉛の量は、約２から約５ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。ワックスの量は、約１から約５ｐｈｒの範囲であり得る。ペプタイザー（素練り促進剤）の典型的な量は、約０．１から約１ｐｈｒ、及びそれらの間のすべての部分の範囲であり得る。このようなペプタイザーには、例えば、ペンタクロロチオフェノール及びジベンザミドジフェニルジスルフィドが含まれる。
【００４２】
本発明のゴム組成物は、例えば、タイヤ、モーター取り付け台、ゴムの軸受筒（套管）、動力ベルト、印刷用ロール、ゴムの靴踵及び靴底、ゴムの床タイル、荷物運搬用車輪、エラストマーのシール及びガスケット（詰め物）、コンベヤーベルトのカバー、硬質ゴムのバッテリーケース、自動車の床マット、トラック用の泥よけ、ボールミルの中敷、風防ガラスのワイパーブレード等のような物品に製造する場合に有用である。一つの実施形態において、上記ゴム組成物は、タイヤの熱硬化性ゴムを含む部分の何れか、或いはそのすべての構成成分として、タイヤ有用である。これらの部分には、トラックのタイヤ、乗用車のタイヤ、一般道路外走行用車両のタイヤ、車両用タイヤ、高速度タイヤ、及びオートバイのタイヤ用を意図した、トレッド、側面、及び基本構造物部分が含まれるが、これらに限定されるものではなく、また多くの種々の強化層を内部に含んでいてよい。このようなゴム、或いはタイヤトレッド組成物は、タイヤの製造、又はすり減ったタイヤの再生に使用することが可能である。本発明の一つの実施形態において、ゴム組成物は少なくとも約４の強化指数（３００％対１００％弾性率の比）を有する。もう一つの実施形態において、上記指数は少なくとも４．５である。第三の実施形態において、上記組成物は６．０以下のデルタＧ’値を有する。なお、もう一つの実施形態において、上記組成物は０．２５０以下のｔａｎδの最大値を有する。
【００４３】
以下の限定されない実施例は、本発明をさらに説明することを意図するものであって、本発明の範囲の限定を意図するものではない。
【００４４】
＜実施例１＞  メルカプトプロピルトリエトキシシラン及び塩化ビニルベンジルのスチレンチオエーテルトリエトキシシラン反応生成物の調製
機械攪拌機、凝縮器（冷却器）、温度探知子及び滴下漏斗を装着した２リットルの三頚丸底フラスコ内に、塩化４−ビニルベンジル（２１６．８ｇ、１．４２モル）を、１．５時間かけて、メルカプトプロピルトリエトキシシラン（３３８．３ｇ、１．４２モル）とナトリウムエトキシド溶液（エタノール溶液中、２１重量％、４５９．９ｇ、１．４２モル）の混合物に添加した。その結果得られた混合物を、室温で１時間攪拌し続け、濾過した後、エタノールを短い蒸留塔を用いて十分な真空状態のもと７０℃で滴下した。４７９．２ｇの生成物を約９５％の収率で回収した。
【００４５】
＜実施例２＞  アミノプロピルトリエトキシシラン及び塩化ビニルベンジルのビス−スチレニックアミノトリエトキシシラン反応生成物の調製
機械攪拌機、滴下漏斗、及び温度探知子を備えた１リットルの三頚丸底フラスコ内で、塩化４−ビニルベンジル（２０１．４ｇ、１．３モル）を、１６時間かけて、アミノプロピルトリエトキシシラン（１６５．７ｇ、０．７４モル）とトリエチルアミン（１３７．０ｇ、１．３モル）の混合物に７０℃で添加した。その結果得られた溶液を、１６時間、外温に冷却し、濾過し、続いて、トリエチルアミンを、短い蒸留塔を用いて十分な真空状態で室温のもとで滴下した。２５２．０ｇの生成物を約１００％の収率で回収した。
【００４６】
＜実施例３＞  ジ―イソ―プロペニルベンゼンのヒドロシリル化により誘導されるトリエトキシシランの調製
［段階１］
トリクロロシラン（２０４２．１ｇ、１５．０７モル）を、ジイソプロペニルベンゼン（３７６２．０ｇ、２３．７７モル）、ヘキサン（２５００ｍｌ）、白金（０）−２，４，６，８−テトラメチル−２，４，６，８−テトラビニルシクロテトラシロキサン複合体（０．１０４Ｍ溶液で１１．２ｇ）及びロノール（ブチル化されたヒドロキシトルエン）（２．８ｇ）の混合物に、５５℃で６時間かけて添加した。上記添加は、２回のバッチに分けて、各バッチは、磁気攪拌機、凝縮器（冷却器）、加熱マントル及び温度探知子を装着した５リットルの三頚丸底フラスコ内で行われた。その結果、２回分から得られた物質を合わせ、次いで、ヘキサンを十分な真空下で滴下した。残った物質を短い蒸留塔を用い、十分な真空状態のもとで１５０℃で蒸留した。１６１６．２ｇの１−（１−メチル−２−トリクロロシリルエチル）−３−プロペニルベンゼンが回収された。このときの収率は５５％であった。
【００４７】
［段階２］
磁気攪拌機、加熱マントル及び温度探知子を備えた５リットルの三頚丸底フラスコ内で、１−（１−メチル−２−トリクロロシリルエチル）−３−プロペニルベンゼン（１６１６．２ｇ、５．５モル）を、４時間かけて、オルトギ酸トリエチル（２２４１．０ｇ、１５．１モル）、ロノール（３ｇ）及び塩酸（３７％水溶液、０．１ｇ）の混合物に、５０℃で添加した。反応容器を５０℃で６４時間加熱した。およそ７００ｇの低沸点物質を留去した後、追加のオルトギ酸トリエチル（７３０ｇ、４．９モル）を反応容器に加えた。反応容器を８時間５０℃で加熱してから、１−（１−メチル−２−トリエトキシシリルエチル）−３−プロペニルベンゼンと１−（１−メチル−２−ジエトキシクロロシリルエチル）−３−プロペニルベンゼンの混合物である生成物を蒸留した。上記物質を、クーゲルロール（ｋｕｇｅｌｒｏｈｒ）装置を用いて１２０℃で十分真空にして蒸留した。１１１０．８ｇの物質が回収され、収率は６８％であった。
【００４８】
［段階３］
機械攪拌機、滴下漏斗及び温度探知子を備えた５リットルの三頚丸底フラスコ内で、エタノール（２７５．８ｇ、６．０モル）を、２時間かけて、１−（１−メチル−２−トリエトキシシリルエチル）−３−プロペニルベンゼンと１−（１−メチル−２−ジエトキシクロロシリルエチル）−３−プロペニルベンゼン（９９２．５ｇ）、トリエチルアミン（５０９．６ｇ、５．０３モル）及びヘキサン（４０００ｍｌ）の混合物に、５℃で添加した。その結果得られた混合物を濾過し、短い蒸留塔を用いて、ヘキサン、トリエチルアミン及びエタノールを滴下した。９０１．０ｇの１−（１−メチル−２−トリエトキシシリルエチル）−３−プロペニルベンゼンが回収された。
【００４９】
＜実施例４＞  アミノプロピルトリエトキシシラン及び塩化ビニルベンジルのビス−スチレニックアミノトリエトキシシラン反応生成物のイソプロキシ誘導体の調製
磁気攪拌機、滴下漏斗及び温度探知子を備えた１リットルの三頚丸底フラスコ内で、窒素気流下に、塩化４−ビニルベンジル（２１６ｇ、１．４２モル）を、１６時間かけて、アミノプロピルトリ−イソ−プロポキシシラン（３７３ｇ、１．４２モル）とトリエチルアミン（１４３ｇ、１．４１モル）の混合物に室温で添加した。このときの温度は、反応の発熱により、２時間で８０℃に上昇した。冷却後、反応混合物のガスクロマトグラフィーは、未反応の出発原料のアミノシラン、所望のモノ付加体のスチレニックシラン、及びビス付加体のスチレニックシラン、（ｉ−ＰｒＯ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ＝ＣＨ２）２を示した。
【００５０】
＜比較例１＞  メルカプトプロピルトリエトキシシランのジビニルベンゼンとのモノ付加体合成
メルカプトプロピルトリエトキシシランのジビニルベンゼンとのモノ付加体合成を、塩基無しで試みた結果、副産物を伴いながら反応は緩やかに終了した。しかしながら、実験を中断する前に、少量の所望のスチレニックシランがガスクロマトグラフィーにより検出された。上記実験において、滴下漏斗、磁気攪拌器及び凝縮器（冷却器）を備えた２リットルの丸底フラスコに、４００ｍｌのヘキサン及び２２２．１ｇ（１．７０５モル）のジビニルベンゼンを窒素気流中で添加した。３３６ｇ（１．５３モル）のガンマ−メルカプトプロピルトリエトキシシランを滴下漏斗に入れて、最初は室温で、次いで、５０℃で滴下したが、反応は起こらなかった。反応混合物を８０℃で９．５日間加熱したところ、痕跡のモノ付加体のスチレニックシランがガスクロマトグラフィーにより観察された。
【００５１】
＜実施例５＞  転がり抵抗の低いタイヤトレッド調合における実施例１から３のシランの使用
一般的な方法により、（１）シリカを充填した合成ゴム（方法Ａ）、（２）シリカを充填した天然ゴム（ＮＲ）（方法Ｂ）及びカーボンブラックを充填したトレッド化合物（方法Ｃ）において、上記シランを調合して試験した。方法ＡからＣを以下に示す。
【００５２】
［方法Ａ］
下記の表Ａに記載された一つのモデルである転がり抵抗の低い乗用車のタイヤトレッドの調合及びこの配合ゴムの方法を使用して、実施例１から３のシランを含む合成ゴムに、シリカを充填したタイヤトレッドを評価した。実施例１のシランを含むタイヤトレッドは、次のように、１０３立方インチ（１６９０ｃｃ）の内容積を持つ“Ｂ”バンバリーミキサー（登録商標）（ファーレル  コーポレーション）内で混合した。ゴムの元となるバッチ（ゴムのマスターバッチ）の混合は２段階で行われた。
ミキサーを１２０ｒｐｍに設定し、冷却水を全開にして作動させた。ゴムポリマーをミキサーに添加して、強制的に３０秒間混合した。シリカの半分及びシランのすべてを、約３５ｇから４０ｇのシリカのこの部分と共に酢酸エチレンビニル（ＥＶＡ）の袋に入れて添加し、強制的に、３０秒間混合した。残りのシリカ及びオイルをＥＶＡの袋に入れて、強制的に、３０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物を３回払い落とし、混合物は、各回、１５秒間強制的に混合した。ミキサーの混合速度を１６０ｒｐｍ或いは２４０ｒｐｍに増大して、要求通りに、ゴムのマスターバッチの温度を、１６０℃と１６５℃の間に凡そ１分間で上昇させた。上記ゴムのマスターバッチを放出し（ミキサーから取り出し）、約５０℃から６０℃に設定されたロール圧延機上でシートに形成し、次いで放置して外温に冷却した。
【００５３】
ゴムのマスターバッチ（元となる１回分）を、ミキサーを１２０ｒｐｍに設定し、冷却水を全開にしてミキサーに添加し、強制的に３０秒間混合した。残りの成分を添加して強制的に３０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物を払い落とし、ミキサーの速度を１６０或いは２４０ｒｐｍに増大して、内容物が１６０℃と１６５℃の間の温度に凡そ２分で到達するようにした。ゴムのマスターバッチを８分間混合し、バンバリーミキサーの速度を調節して温度を１６０℃と１６５℃の間に維持した。上記マスターバッチを放出し（ミキサーから取り出し）、約５０℃から６０℃に設定されたロール圧延機上でシート状に形成し、次いで放置して外温まで冷却した。
【００５４】
ゴムのマスターバッチ及び硬化剤を、５０℃と６０℃の間に加熱された直径６インチで長さ１３インチ（直径１５ｃｍで長さ３３ｃｍ）の２本ロールの圧延機上で混合した。硫黄及び促進剤を上記のゴムのマスターバッチに添加し、ロール圧延機上で十分に混合してシートを形成するようにした。シートは、硬化する前、２４時間、室温まで冷却した。力学的特性は、モンサントーのＲ−１００オシレイティング・ディスク・レオメータ及びモンサントーのＭ１４００・ムーニー・粘度計で測定した。機械的特性を測定するための試料は、１６０℃で３５分間硬化された６ｍｍのプラーク、或いは１６０℃で２５分間硬化された２ｍｍのプラークから切断された。
【００５５】
実施例２と３のシランは又上記の方法Ａに従って、タイヤトレッドの調合に配合された。
【００５６】
［方法Ｂ］
表Ｂに記載されたような一つのモデルである転がり抵抗の低い乗用車のタイヤトレッドの調合及び配合ゴムの方法を用いて、実施例１から３のシランを含む天然ゴムのシリカを充填したタイヤトレッドを調製した。実施例１のシランを含むタイヤトレッドは、以下のように、１０３立方インチ（１６９０ｃｃ）の内容積を持つ“Ｂ”バンバリーミキサー（登録商標）（ファーレル  コーポレーション）内で混合した。ゴムのマスターバッチの混合は２段階で行われた。ミキサーを７７ｒｐｍに設定し、１４０°Ｆ（６０℃）の冷却水を全開にしてミキサーを作動させた。ゴムポリマー（重合体）をミキサーに添加し、強制的に３０秒間混合した。シリカの半分及びシランのすべてを、この分量のシリカ約３５から４０ｇと共に、酢酸エチルビニル（ＥＶＡ）の袋に入れて添加し、強制的に３０秒間混合した。残余のシリカ及びオイルをＥＶＡ袋に入れ、強制的に３０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物を３回払い落とし、混合物を強制的に各回２０秒間混合した。ゴムのマスターバッチの温度は、必要であれば、ＲＰＭを増大することにより、３００°Ｆ（１５０℃）にまで上昇するようにした。マスターバッチは、即座に放出し（ミキサーから取り出し）、約１７０から１８０°Ｆ（７５−８０℃）に設定されたロール圧延機上でシート状に形成し、次いで、放置して周辺温度まで冷却した。
【００５７】
ミキサーを７７ｒｐｍに設定し、冷却水を１４０°Ｆ（６０℃）にして、ゴムのマスターバッチをミキサーに添加し、強制的に３０秒間混合した。残りの成分を添加して、強制的に６０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物を払い落とし、必要な場合には、ｒｐｍを高くして温度を３００°Ｆ（１５０℃）に上昇させた。化合物は３分間、２９０から３００°Ｆ（１４５−１５０℃）で混合した。化合物をあけて（ミキサーから取り出して）、約１７０から１８０°Ｆ（７５から８０℃）に設定されたロール圧延機上でシ−ト状に形成し、次いで外温に冷却した。
【００５８】
ゴムのマスターバッチ及び硬化剤を、５０℃と６０℃の間に加熱された直径６インチで長さ１３インチ（直径１５ｃｍで長さ３３ｃｍ）の２本ロールの圧延機上で混合した。硫黄及び促進剤を上記のゴムのマスターバッチに添加し、ロール圧延機上で十分に混合してシートを形成可能にした。シートは、硬化させる前に、２４時間、周辺温度まで冷却した。力学的特性は、モンサントーのＲ−１００オシレイティング・ディスク・レオメータ及びモンサントーのＭ１４００・ムーニー・粘度計で測定した。機械的特性を測定するための試料は、１６０℃で３５分間硬化した６ｍｍのプラーク、或いは１６０℃で２５分間硬化した２ｍｍのプラークから切断された。
【００５９】
実施例２と３のシランも又上記の方法Ｂに従って、タイヤトレッドの調合に混合された。
【００６０】
［方法Ｃ］
表Ｃに記載されたような、一つのモデルである転がり抵抗の低い乗用車のタイヤトレッドの調合及び配合ゴムの方法を使用して、実施例１から３のシランを含む天然ゴムの、カーボンブラックを充填したタイヤトレッドを調製した。実施例１のシランを含むタイヤトレッドが、以下のように、１０３立方インチ（１６９０ｃｃ）の内容積を持つ“Ｂ”バンバリーミキサー（ファーレル  コーポレーション）内で混合した。ゴムのマスターバッチの混合は２段階で行われた。ミキサーを７７ｒｐｍに設定し、１４０°Ｆ（６０℃）の冷却水を全開にしてミキサーを作動した。ゴムポリマー（重合体）をミキサーに添加し、強制的に３０秒間混合した。カーボンブラックの全量及びオイルの全量を添加して、強制的に６０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物を払い落とし、混合物を強制的に２０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物をもう一度払い落とし、ゴムのマスターバッチの温度を、必要に応じて、ＲＰＭを増大して、３００°Ｆ（１５０℃）にまで上昇させた。マスターバッチを即座に放出し（ミキサーから取り出し）、約１７０から１８０°Ｆ（７５から８０℃）に設定されたロール圧延機上でシートに形成し、次いで、放置して周辺温度まで冷却した。
【００６１】
ミキサーを７７ｒｐｍに設定し、冷却水を１４０°Ｆ（６０℃）にしてゴムのマスターバッチを添加し、強制的に３０秒間混合した。そして残留成分を添加して強制的に６０秒間混合した。ミキサーの喉部分の付着物を払い落とし、必要に応じて、ｒｐｍを高くして温度を３００°Ｆ（１５０℃）まで上昇させた。化合物をあけて（ミキサーから取り出して）、約１７０から１８０°Ｆ（７５から８０℃）に設定されたロール圧延機上でシ−トに形成し、次いで外温まで冷却した。
【００６２】
ゴムのマスターバッチ及び硬化剤を、５０℃と６０℃の間に加熱された直径６インチで長さ１３インチ（直径１５ｃｍで長さ３３ｃｍ）の２本ロールの圧延機上で混合した。硫黄及び促進剤を上記のゴムのマスターバッチに添加し、ロール圧延機上で十分に混合することによりシート状の形成を可能にした。シートは、硬化させる前、２４時間、室温にまで冷却した。力学的特性は、モンサントーのＲ−１００オシレイティング・ディスク・レオメータ及びモンサントーのＭ１４００・ムーニー・粘度計上で測定された。機械的特性を測定するための試料は、１６０℃で３５分間硬化させた６ｍｍのプラーク、或いは１６０℃で２５分間硬化させた２ｍｍのプラークから切断した。
【００６３】
実施例２と３のシランも又上記の方法Ｃに従って、タイヤトレッドの調合に配合された。
【００６４】
実施例１から３のシランは、タイヤトレッドの調合Ａ、Ｂ、或いはＣに、以下のように、上記対応するそれぞれの方法Ａ、Ｂ、及びＣに従って混合された。配合Ａは乗用車のタイヤＳＢＲに基づき、配合ＢはトラックのタイヤＮＲに基づいている。実施例１から３で調製したシランの性能が、シランではないカップリング剤（シランα）、先行技術で通常使用された標準のポリスルフィドシラン、ビス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）テトラスルフィド（ＴＥＳＰＴ、シランβ）、及びビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（ＴＥＳＰＤ，シランγ）の性能と比較された。これらの方法と試験の結果は以下の表２に示されている。
【００６５】
【表２】
2008508295.tif 000013
【００６６】
【表３】
2008508295.tif 000014
【００６７】
【表４】
2008508295.tif 000015
【００６８】
以下の試験は上記の配合ＡからＣのそれぞれにおいて調製されたトレッドに対して下記の方法で（すべての実施例において）行われた。Ｍｏｏｎｅｙ  Ｓｃｏｒｃｈ（ムーニイー  スコーチ）＠１３５ＥＣ（ＡＳＴＭ法  Ｄｌ６４６）；ムーニー粘度＠１００℃（ＡＳＴＭ法  Ｄ１６４６）；オシレイティング・ディスク・レオメーター（ＯＤＲ）＠１４９℃；ｌ°アーク（ＡＳＴＭ法Ｄ２０８４）；物理的特性、ｔ９０＠１４９℃で硬化（ＡＳＴＭ法Ｄ４１２及びＤ２２４）（Ｇ’及びＧ”ｄｙｎｅｓ／ｃｍ２）；ＤｌＮ磨耗、ｍｍ３（ＤＩＮ方法５３５１６）；及びＨｅａｔＢｕｉｌｄ（ＡＳＴＭ方法Ｄ６２３）。これらの試験の結果は、下記の表２に記載されている。
【００６９】
【表５】
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＊使用されたシランは実施例３の段階２で形成された中間体であった。
【００７０】
本発明は一定の特異性を持つ好ましい実施形態として記載されたが、言うまでもなく、この発明には多くの変化や変更が可能であり、上記の記述を読めば、当事者にはこのことが明らかであろう。それ故、当然のことながら、本発明は、その思想と範囲から逸脱することなく、本明細書に特記されたものとは別の形で提示されることが可能である。
【国際調査報告】
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