(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．少なくとも１種のゴムを含む、合計１００質量部のゴムと、
ｂ．３５ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒの量の補強シリカ充填剤と、
ｃ．０．５ｐｈｒ〜１０ｐｈｒのホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分と、
を含み、前記合計１００質量部のゴムの過半は、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、及びスチレン−ブタジエンゴムのうちの少なくとも１つであるゴム組成物を含む構成部材を少なくとも１つ備えるタイヤ。
【請求項２】
硬化処理されており、硬化パッケージを更に含む、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記ホエイタンパク質成分が、酸ホエイ粉末、減乳糖ホエイ（reduced lactose whey）、減ミネラルホエイ（reduced minerals whey）、スイートホエイ粉末、ホエイタンパク質濃縮物、及びホエイタンパク質分離物のうち少なくとも１種を含む、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記ホエイタンパク質が下記条件のうち少なくとも１つを満たす請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のタイヤ：
ａ．前記ホエイタンパク質中のタンパク質鎖のうち過半のものが１０ｋダルトンよりも大きい分子量を有する；
ｂ．前記ホエイタンパク質中のタンパク質の過半がα−ラクトアルブミンとβ−ラクトグロブリンとの組み合わせである； 
ｃ．加水分解度が５０％未満である。
【請求項５】
前記ゴム組成物がさらにシリカカップリング剤を含み、前記シリカカップリング剤の含有率が前記補強シリカ充填剤の全質量に対して４質量％以下である、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のタイヤ。
【請求項６】
少なくとも１回の非生産用マスターバッチ混合段階において、前記少なくとも１種のゴム、前記補強シリカ充填剤、及び粉末状の前記ホエイタンパク質を、少なくとも１種の硬化剤とともに混合して、その後の最終生産用混合段階において、前記非生産用マスターバッチ混合段階の生成物を少なくとも１種の硬化剤と混合することによって、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のタイヤのホエイタンパク質含有ゴム組成物を調製することを含む、シリカ充填剤含有タイヤゴム組成物の粘度を低下させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤及びホエイタンパク質成分を含むゴム組成物、並びに関連する方法に関する。また本開示は、本明細書に開示されるゴム組成物を含有するタイヤ構成部材にも関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用タイヤ向けのゴム組成物は、摩耗耐性及び転がり抵抗などの所望される特性を付与するために、シリカなどの補強充填剤を高頻度で使用する。しかしながら、シリカ充填剤は、ゴム組成物中で（混合中に）凝集する場合があり、その凝集により組成物の粘度増加が起きる。増加した粘度により、ゴム組成物を加工することがより困難になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤及びホエイタンパク質成分を含むゴム組成物、並びに関連する方法を本明細書に開示する。また、本明細書に開示されるゴム組成物を含有するタイヤ構成部材も開示する。
【０００４】
第１の実施形態では、少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤、及びホエイタンパク質成分を含むゴム組成物を開示する。このゴム組成物は、約５〜約２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤を含み、ホエイタンパク質成分は、約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質を提供するのに十分な量で存在する。
【０００５】
第２の実施形態では、硬化処理されたゴム組成物を開示し、このゴム組成物は、少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤、ホエイタンパク質、及び硬化パッケージを含む。このゴム組成物は、約５〜約２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤を含み、ホエイタンパク質は、約０．１〜約１０ｐｈｒの量で存在する。
【０００６】
第３の実施形態では、シリカ充填剤含有ゴム組成物の粘度を低下させる方法を開示する。この方法には、少なくとも１種のゴム、約５〜２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤、及び約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分を含むゴム組成物の使用が含まれる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤及びホエイタンパク質成分を含むゴム組成物、並びに関連する方法を本明細書に開示する。また、本明細書に開示されるのは、本明細書に開示されるゴム組成物を含有するタイヤ構成部材である。
【０００８】
第１の実施形態では、少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤、及びホエイタンパク質成分を含むゴム組成物を開示する。このゴム組成物は、約５〜約２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤を含み、ホエイタンパク質成分は、約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質を提供するのに十分な量で存在する。
【０００９】
第２の実施形態では、硬化処理されたゴム組成物を開示し、少なくとも１種のゴム、補強シリカ充填剤、ホエイタンパク質、及び硬化パッケージを含むゴム組成物を開示する。このゴム組成物は、約５〜約２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤を含み、ホエイタンパク質は、約０．１〜約１０ｐｈｒの量で存在する。
【００１０】
第３の実施形態では、シリカ充填剤含有ゴム組成物の粘度を低下させる方法を開示する。この方法には、少なくとも１種のゴム、約５〜２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤、及び約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分を含むゴム組成物の使用が含まれる。
【００１１】
定義
本明細書に記載する用語は、実施形態を説明するためだけのものであり、全体として本発明を限定すると解釈すべきではない。
【００１２】
本発明で使用する場合、用語「ｐｈｒ」は、ゴムのｐｈｒを意味する。ゴム組成物が２種以上のゴムを含む場合、「ｐｈｒ」は、全てのゴムを合わせて１００部に対するｐｈｒを意味する。
【００１３】
本発明で使用する場合、用語「ポリブタジエン」は、シス−１，３−ブタジエンモノマーから製造されたポリマーを示すために用いられる。用語ポリブタジエンはまた、用語「ポリブタジエンゴム」及び略記「ＢＲ」と同じ意味で用いられる。
【００１４】
本発明で使用する場合、用語「ポリイソプレン」は、合成ポリイソプレンを意味する。言い換えれば、この用語は、イソプレンモノマーから製造されるポリマーを示すために使用され、自然由来の天然ゴム（例えば、へベア種天然ゴム、グアユール起源の天然ゴム、又はタンポポ起源の天然ゴム）を含むと解釈すべきではない。用語「ポリイソプレン」はまた、「ポリイソプレンゴム」及び略語「ＩＲ」と互換可能に使用される。
【００１５】
本発明で使用する場合、用語「スチレン−ブタジエンゴム」又は「ＳＢＲ」は、スチレン及びシス−１，３−ブタジエンモノマーから製造されたコポリマーを意味する。
【００１６】
本発明で使用するとき、用語「天然ゴム」又は「ＮＲ」とは、へベア種ゴムノキなどの原料、及び非へベア種ゴムノキの原料（例えば、グアユール低木及びタンポポ（例えば、ＴＫＳ）から採取され得るような自然由来のゴムを意味する。言い換えれば、用語「天然ゴム」は、ポリイソプレンを含むと解釈すべきではない。
【００１７】
本明細書で使用するとき、用語「ホエイタンパク質成分」とは、ホエイタンパク質を含有する成分を意味するが、また水、ミネラル、脂肪、炭水化物などの他の物質も含んでもよい。
【００１８】
本発明で使用する場合、用語「過半」は、少なくとも５１重量％を意味する。
【００１９】
本発明で使用する場合、用語「半数未満」は、５０重量％未満を指す。
【００２０】
本開示の目的において、ゴム組成物中の構成成分のパーセント量に対する言及は全て、別途記載のない限り、重量パーセントを意味する。同様に、ゴム組成物中の構成成分の量の比に対する言及は全て、別途記載のない限り、重量比を意味する。反対の意味の記載がない限り、本開示のゴム組成物の構成成分及び量に関する本明細書における説明は、別の実施形態、例えば、関連する方法及び本明細書に開示されるゴム組成物を含有するタイヤ（及びタイヤトレッド）に対して等しく適用されると理解されるべきである。
【００２１】
ホエイタンパク質成分及びホエイタンパク質
上述のように、本明細書に開示される第１及び第２の実施形態によると、ゴム組成物はホエイタンパク質成分を含み、本明細書に開示される第２の実施形態によると、ゴム組成物はホエイタンパク質を含む。より詳細を以下で論じるように、ホエイタンパク質成分とは、結果として得られるゴム組成物中のホエイタンパク質源である。
【００２２】
ホエイタンパク質及びカゼインタンパク質は、乳（すなわち、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ヒト、又は他の哺乳動物からの乳）中に見出される２種類のタンパク質である。ホエイタンパク質とは、液乳をｐＨ４．６以下に酸性化した場合、可溶性のままである乳タンパク質群を一般に表す。カゼインタンパク質は、酸性ｐＨにおいて凝固する乳タンパク質であり、チーズ、ヨーグルト、又は他の固化若しくは半固化の乳製品となる。凝固したカゼインタンパク質固形物を酸性化乳から取り除いた後、残存する液体がホエイと呼ばれ、ホエイは、典型的には、多様な量の炭水化物（例えば、ラクトース）、脂肪、及びミネラルと共に、ホエイタンパク質を含有する。
【００２３】
ホエイタンパク質は球状タンパク質の集合体であり、α−ラクトアルブミン、β−ラクトグロブリン、免疫グロブリン、及びウシ血清アルブミンなどのタンパク質を含み、ホエイタンパク質は、タンパク質の集合体を含むが、容易に参照できるように、本明細書では単数形で「ホエイタンパク質」と表す。α−ラクトアルブミン及びβ−ラクトグロブリンの組み合わせは、ウシ乳由来のホエイタンパク質中の過半のタンパク質を構成し、タンパク質の重量のそれぞれ約２５％及び６５％を占める。ホエイタンパク質は、非常に少量の個々のアミノ酸又は短鎖タンパク質オリゴマーを含み得るが、ホエイタンパク質中の過半の（すなわち、７５％超、９０％超、又は更に９５％超も含む５０％超の）タンパク質鎖は、約１０ｋダルトンより大きい分子量を有する（ゲル電気泳動などの方法により測定）。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物中に使用されるホエイタンパク質の（又はホエイタンパク質成分中に含有される）タンパク質鎖は、約５０％未満の加水分解度を有する。加水分解度（「ＤＨ」）は、タンパク質が加水分解され、タンパク質鎖が短鎖又は個々のアミノ酸に分解される場合の、開裂したペプチド結合の割合である。ＤＨは、ｐＨスタット測定、トリニトロベンゼンスルホン酸（ＴＮＢＳ）反応、オルト−フタルジアルデヒド（ＯＰＡ）反応、及びホルモル滴定を含む数種のいずれかの既知の方法により測定することができる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物中に使用されるホエイタンパク質（又はホエイタンパク質成分中に含有される）は、約３０％未満であるＤＨを有し、これには３０％未満、約２５％未満、２５％未満、約２０％未満、２０％未満、約１５％未満、１５％未満、約１０％未満、１０％未満、約５％未満、５％未満、約３％未満、及び３％未満を含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による特定の実施形態では、ホエイタンパク質成分中のホエイタンパク質は、ＤＨに関連する前述の特質のうちの少なくとも１つを満足する。
【００２４】
全てのタンパク質は、アミノ酸の基礎単位（building blocks）からなる。ホエイタンパク質のタンパク質鎖は、相対的に高い割合の分岐鎖アミノ酸（ＢＣＡＡ）、特にロイシンを含有する。ホエイタンパク質のアミノ酸特性に起因し、ホエイタンパク質は、かなりの量のイオウを含有するが、ホスフェート（リン）は含有しない。したがって、特定の実施形態では、第１〜第３の実施形態によるゴム組成物中に使用されるホエイタンパク質成分又はゴム組成物中に含有されるホエイタンパク質は、ホスフェート（又はリン）無含有と説明され得る。対照的に、カゼインタンパク質は、異なるアミノ酸特性を有し、主としてα−カゼイン、β−カゼイン、及びκ−カゼインを含む。カゼインタンパク質のアミノ酸特性に起因し、カゼインタンパク質は、かなりの量のホスフェート（リン）を含有するが、イオウはほとんど含有しない。
【００２５】
約５．１以上のｐＨを有するホエイは、「スイートホエイ」と呼ばれ、ハードチーズ製造の副生成物である。スイートホエイタンパク質は、リコッタチーズ製造用及び動物用飼料又は肥料として市販されている。しかしながら、ソフトチーズ、カテージチーズ、及びヨーグルトの製造の結果得られるホエイは、典型的には、５．１未満のｐＨを有する。このいわゆる「酸ホエイ」及び酸ホエイ中の酸ホエイタンパク質は、従来商業的価値をほとんど持っていなかった。
【００２６】
ホエイを最初に乳から分離する際に、ホエイは、主に水であるが（例えば、約９０重量％超の水）、またホエイタンパク質、脂肪、炭水化物（例えば、ラクトース）、ミネラル（例えば、カルシウム）、及び他の乳ベースの物質（例えば、コレステロール）も含有する。したがって、本開示の目的上、ホエイはホエイタンパク質成分と考えてもよい。しかしながら、ほとんどのホエイの高い水分含量及び相対的に低いタンパク質含量（一般に１％未満）により、好ましくないが、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物中のホエイタンパク質成分としての使用が可能となる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物中での使用のための、より実践的なホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）を製造するために、ホエイは、一部分又は全ての水を除去し、ホエイタンパク質濃度を増大させ、非タンパク質物質、又は前述の組み合わせを除去するように加工され得る。このようなホエイの加工形態は市販されており、酸ホエイ粉末、減乳糖ホエイ（reduced lactose whey）、減ミネラルホエイ（reduced minerals whey）、スイートホエイ粉末、ホエイ粉末濃縮物、及びホエイタンパク質分離物を含む名称で販売され得る。したがって、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ホエイタンパク質成分は、酸ホエイ粉末、減乳糖ホエイ、減ミネラルホエイ、スイートホエイ粉末、ホエイタンパク質濃縮物、及びホエイタンパク質分離物のうちの少なくとも１種を含む（又はホエイタンパク質はこれらから供給される）。前述の特定の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質）は、ウシ乳から供給され（ウシ乳の一般的普及による）、他の実施形態では、ヒトではない動物から供給される。
【００２７】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による特定の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）は、粉末（すなわち、ホエイ粉末）を含む。ホエイ粉末は、液体ホエイ（すなわち、酸ホエイ又はスイートホエイ）を乾燥して固体、すくい上げ可能な粉末（すなわち、酸ホエイ粉末又はスイートホエイ粉末）にすることにより形成され得る。ホエイ粉末は、組成物中にいくらかの残留水を依然として有し得るが、ホエイタンパク質成分として使用する場合、本質的に乾燥粉末である。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による特定の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）は、酸ホエイ粉末、スイートホエイ粉末、又はこれらの組み合わせを含む。このような特定の実施形態では、酸ホエイ粉末は、約１０〜約１５重量％のタンパク質を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち別の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）は、減乳糖ホエイを含む。減乳糖ホエイは、液体ホエイを処理し、一部分又は全ての水及びラクトースを除去し、減乳糖ホエイを形成することにより形成され得る。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、減乳糖ホエイは、約１５〜約３０重量％（１５〜３０重量％を含める）のタンパク質を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち別の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）は、減ミネラルホエイを含む。減ミネラルホエイは、液体ホエイを処理し、一部分又は全ての水及びミネラル（例えば、カルシウム）を除去し、減ミネラルホエイを形成することにより形成され得る。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、減ミネラルホエイは、約１０〜約１５重量％（１０〜１５重量％を含める）のタンパク質を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち別の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）は、ホエイタンパク質濃縮物（ＷＰＣ）を含む。ＷＰＣは、液体ホエイを処理し、かなりの部分の水を除去することにより形成され得る。ＷＰＣは、かなりの量で存在する他の乳成分（例えば、脂肪、ラクトース、ミネラル、など）を依然として有し得る。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ＷＰＣは、約３０〜約８５重量％（３０〜８５重量％を含める）のタンパク質を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち別の実施形態では、ホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）は、ホエイタンパク質分離物（ＷＰＩ）を含む。ＷＰＩは、液体ホエイを処理し、水、脂肪、タンパク質、及び他の非タンパク質成分の多くを除去することにより形成され得る。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ＷＰＩは、少なくとも約９０重量％のタンパク質（少なくとも９０重量％のタンパク質を含める）を含む。
【００２８】
上述のように、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によると、ゴム組成物は、ゴム組成物中に約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分（又はホエイタンパク質源）を含む。このような特定の実施形態では、ホエイタンパク質成分は、ゴム組成物中に０．１〜１０ｐｈｒ（例えば、０．１ｐｈｒ、０．２ｐｈｒ、０．２５ｐｈｒ、０．３ｐｈｒ、０．４ｐｈｒ、０．５ｐｈｒ、１ｐｈｒ、２ｐｈｒ、３ｐｈｒ、４ｐｈｒ、５ｐｈｒ、６ｐｈｒ、７ｐｈｒ、８ｐｈｒ、９ｐｈｒ、１０ｐｈｒ）のホエイタンパク質を提供するのに十分な量で存在し、これにはゴム組成物中のホエイタンパク質の約０．２〜約９ｐｈｒを含め、０．２〜９ｐｈｒを含め、約０．２５〜約８ｐｈｒを含め、０．２５ｐｈｒ〜８ｐｈｒを含め、約０．３〜約７ｐｈｒを含め、０．３〜７ｐｈｒを含め、約０．４〜約６ｐｈｒを含め、０．４〜６ｐｈｒを含め、約０．５〜約５ｐｈｒを含め、かつ０．５〜５ｐｈｒを含める。前述の量のホエイタンパク質を提供するのに必要とされるホエイタンパク質成分の量は、それぞれのホエイタンパク質成分中のホエイタンパク質濃度に応じて変化する。
【００２９】
上述のように、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による特定の実施形態では、ゴム組成物中に使用されるホエイタンパク質成分の供給源（及び、したがって、ゴム組成物中に含有されるホエイタンパク質）は、ギリシャヨーグルト、カテージチーズ、及び他のソフトチーズの生産者などの酸ホエイベースの乳製品製造業者を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物中に使用されるホエイタンパク質成分の供給源（及び、したがって、ゴム組成物中に含有されるホエイタンパク質）は、市販のホエイタンパク質製品を含み、酸ホエイ粉末、スイートホエイ粉末、減乳糖ホエイ、減ミネラルホエイ、ＷＰＣ、ＷＰＩ、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
【００３０】
ポリマー（ゴム）
上述のように、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によると、ゴム組成物は、少なくとも１種のゴムを含む。これらのゴム組成物は、少なくとも１種のゴムを含む、１００部のゴム（１００ｐｈｒ）を含むと理解できる。前記少なくとも１種のゴムは、天然ゴム、合成ゴム、又はこれらの組み合わせから選択できる。ゴム組成物中での使用に好適なゴムは、当業者に周知であり：合成ポリイソプレンゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレン−ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、ブチルゴム（ハロゲン化及び非ハロゲン化の両方）、ネオプレン（ポリクロロプレン）、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、フッ素化ゴム、ポリアクリレートゴム（アクリレートモノマーとビニルエーテルとのコポリマー）、エチレンアクリル酸ゴム、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、エピクロロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ニトリルゴム、ハロゲン化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。フッ素ゴムの例としては、パーフルオロエラストマゴム、フルオロエラストマ、フルオロシリコーン、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴムが挙げられる。
【００３１】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、前記少なくとも１種のゴムの少なくとも（重量による）過半は、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、及びスチレン−ブタジエンゴムのうちの少なくとも１つを含み、このような実施形態では、上述のゴムのいずれかの１種以上が利用できる。特定の実施形態では、前記ゴムの少なくとも６０重量％（少なくとも６０部又はｐｈｒ）、少なくとも７０重量％（少なくとも７０部又はｐｈｒ）、少なくとも８０重量％（少なくとも８０部又はｐｈｒ）、少なくとも９０重量％（少なくとも９０部又はｐｈｒ）、少なくとも９５重量％（少なくとも９５部又はｐｈｒ）、又は更に１００重量％（１００部又はｐｈｒ）は、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、及びスチレン−ブタジエンゴムのうちの少なくとも１つを含む。
【００３２】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、前記少なくとも１種のゴムの（重量による）半数未満は、スチレンーイソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレンーイソプレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ハロゲン化及び非ハロゲン化）、ネオプレン（ポリクロロプレン）、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリアクリル酸ゴム（アクリレートモノマー及びビニルエーテルのコポリマー）、エチレンアクリルゴム、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、エピクロルヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ニトリルゴム、ハロゲン化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びテトラフルオロエチレンープロピレンゴムのうちの少なくとも１つを含む。特定の実施形態では、前記ゴムの４０重量％まで（４０部又はｐｈｒまで）、３０重量％まで（３０部又はｐｈｒまで）、２０重量％まで（２０部又はｐｈｒまで）、１０重量％まで（１０部又はｐｈｒまで）、５重量％まで（５部又はｐｈｒまで）は、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレン−ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ハロゲン化及び非ハロゲン化の両方）、ネオプレン（ポリクロロプレン）、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、フッ素化ゴム、ポリアクリレートゴム（アクリレートモノマーとビニルエーテルとのコポリマー）、エチレンアクリル酸ゴム、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、エピクロロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ニトリルゴム、ハロゲン化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びテトラフルオロエチレン−プロピレンゴムのうちの少なくとも１つを含む。他の実施形態では、前記ゴムの０重量％（０部又はｐｈｒ）は、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレン−ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ハロゲン化及び非ハロゲン化の両方）、ネオプレン（ポリクロロプレン）、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、フッ素化ゴム、ポリアクリレートゴム（アクリレートモノマーとビニルエーテルとのコポリマー）、エチレンアクリル酸ゴム、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、エピクロロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ニトリルゴム、ハロゲン化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びテトラフルオロエチレン−プロピレンゴムを含む。このような実施形態では、前記ゴムの１００ｐｈｒは、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、及びスチレン−ブタジエンゴムのうちの少なくとも１つを含む。更に別の実施形態では、前記ゴムの１００重量％（１００ｐｈｒ）まで、これには９０重量％（９０ｐｈｒ）まで、８０重量％（８０ｐｈｒ）まで、７０重量％（７０ｐｈｒ）まで、６０重量％（６０ｐｈｒ）までを含み、スチレンーイソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレンーイソプレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ハロゲン化及び非ハロゲン化）、ネオプレン（ポリクロロプレン）、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリアクリル酸ゴム（アクリレートモノマー及びビニルエーテルのコポリマー）、エチレンアクリルゴム、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、エピクロルヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ニトリルゴム、ハロゲン化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びテトラフルオロエチレンープロピレンゴムのうちの少なくとも１つを含む。
【００３３】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、２種以上のゴムを利用する場合には、少なくとも１種のゴムは、ポリマー、コポリマー、又はこれらの組み合わせ（すなわち、２種以上のポリマー、２種以上のコポリマー、１種のポリマー及び１種のコポリマー、２種以上のポリマー及び１種のコポリマー、２種以上のコポリマー及び１種のポリマー、又は２種以上のコポリマー及び２種以上のポリマー）を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、少なくとも１種のゴムは、少なくとも１種の共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態による、好適な共役ジエンモノマーの例として、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、３−メチル−１，３−ペンタジエン、４−メチル−１，３−ペンタジエン、２，４−ヘキサジエン、１，３−シクロペンタジエン、１，３−シクロヘキサジエン、１，３−シクロヘプタジエン、及び１，３−シクロオクタジエン、並びにこれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、２種又はそれ以上の共役ジエンの混合物を利用できると理解されたい。共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーである好適なポリマーの非限定的な例として、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン−イソプレンゴム、及び天然ゴムが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、前記少なくとも１種のゴムは、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、合成ポリイソプレンゴム、及び天然ゴムのうちの少なくとも１つを含む。
【００３４】
上述のように、第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、前記少なくとも１種のゴムはポリブタジエンを含む。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ポリブタジエンは、高シスポリブタジエンを含む。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、高シスポリブタジエンは、８５％以上、９０％以上、９２％以上、又は９５％以上のシス１，４−結合含量を有する。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ポリブタジエンは、８５〜９９％、９０〜９９％、９０〜９８％、９０〜９７％、９２〜９９％、９２〜９８％、９２〜９７％、９５〜９９％、９５〜９８％、又は９５〜９７％のシス１，４−結合含量を有する。
【００３５】
一般的に、８５％以上、９０％以上、９２％以上、又は９５％以上のシス１，４−結合含量を有するポリブタジエンを生成するための様々な重合法が公知であり、得られるポリブタジエンが指定のシス１，４−結合含量を有する限り、ポリブタジエンを生成する具体的な方法は限定されないことを理解すべきである。この割合は、ジエンマー単位（diene mer units）の合計数に対するシス−１，４連結を採用する、ジエンマー単位の数に基づいている。高シス１，４−ポリブタジエンの重合は、米国特許第３，２９７，６６７号、同第３，５４１，０６３号、同第３，７９４，６０４号、同第４，４６１，８８３号、同第４，４４４，９０３号、同第４，５２５，５９４号、同第４，６９９，９６０号、同第５，０１７，５３９号、同第５，４２８，１１９号、同第５，０６４，９１０号、及び同第５，８４４，０５０号、同第７，０９４，８４９号に記載されており、これらは全て参照により本明細書に組み込まれる。例示的な重合法としては、遷移金属（例えば、ネオジムなどのランタニド）に基づくチーグラー・ナッタ触媒、ニッケル触媒、及びチタン系触媒を使用するものに加えて、溶液、乳化、及びバルク重合プロセスが挙げられるが、これらに限定されない。一般的に、ポリブタジエンなどの所与のポリマー中のシス１，４−、ビニル１，２−、及びトランス１，４−結合連結含量は、赤外分光法などの標準的かつ十分に確立された分析方法によって求めることができる。
【００３６】
上述のように、第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、前記少なくとも１種のゴムは、ポリイソプレンを含む。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ポリイソプレンは、高シスポリイソプレンを含む。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、高シスポリイソプレンは、９０％以上のシス１，４−結合含量を有する。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ポリイソプレンは、９０％以上、９２％以上、又は９５％以上のシス１，４−結合含量を有する。第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ポリイソプレンは、９０〜９９％、９０〜９８％、９０〜９７％、９２〜９９％、９２〜９８％、９２〜９７％、９５〜９９％、９５〜９８％、又は９５〜９７％のシス１，４−結合含量を有する。
【００３７】
一般的に、９０％以上のシス１，４−結合含量を有するポリイソプレンンを含むポリイソプレンを生成するための様々な重合法が公知であり、得られるポリマーが所望のシス１，４−結合含量を有する限り、ポリイソプレンを生成する具体的な方法は限定されないことを理解すべきである。ポリブタジエンに関して既に論じたとおり、この割合は、ジエンマー単位の合計数に対するシス−１，４連結を採用するジエンマー単位の数に基づいている。高シスポリイソプレンの重合は、米国特許第８，６６４，３４３号、同第８，１８８，２０１号、同第７，００８，８９９号、同第６，８９７，２７０号、及び同第６，６９９，８１３号に記載されており、これらは全て参照により本明細書に組み込まれる。例示的な重合法としては、チーグラー・ナッタ触媒系を使用するもの、及び炭化水素溶媒中でアルキルリチウムなどの有機金属触媒を用いるアニオン性重合を使用するものが挙げられるが、これらに限定されない。ポリブタジエンに関して既に論じたとおり、ポリイソプレンなどの所与のポリマー中のシス−１，４−、シス−１，２−、及びトランス−１，４−連結含量は、赤外分光法などの標準的かつ十分に確立された分析方法によって求めることができる。
【００３８】
上述のように、第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、前記少なくとも１種のゴムは、コポリマースチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含む。ＳＢＲは、スチレン及びブタジエンモノマーのコポリマーである。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物に使用されるＳＢＲは、約１０〜約５０重量％のスチレンモノマーと、約５０〜約９０重量％のブタジエンモノマーを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物に使用されるＳＢＲは、１０〜５０重量％のスチレンモノマーと、５０〜９０重量％のブタジエンモノマーを含む。一般的に、ＳＢＲは溶液又は乳化重合法によって生成されるが、特定のＳＢＲの生成法に限定されないことを理解すべきである。所与のＳＢＲコポリマーにおけるスチレン及びブタジエンモノマーの含量は、赤外分光法などの標準的かつ十分に確立された分析方法によって求めることができる。
【００３９】
上述のゴムの様々な商業的供給元が周知である。非限定的な例として、Ｆｉｒｅｓｔｏｎｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓは、多様なシス１，４−結合含量（例えば、４０％及び９６％）を有する様々なグレードのＤｉｅｎｅ（商標）ポリブタジエン、同様に様々なグレードのＤｕｒａｄｅｎｅ（商標）溶液重合スチレン−ブタジエンコポリマーを提供している。乳化重合スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマーの官能化バージョン、ネオプレン、ポリブタジエン、合成ポリイソプレンゴム、及び天然ゴムの供給元を含む、ゴムの他の商業的供給元も周知である。
【００４０】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物の前記少なくとも１種のゴムは、官能化ポリマーを含む。このような特定の実施形態では、ゴム組成物は、約５〜約１００部又はｐｈｒの少なくとも１種の官能化ポリマーを含み、これには５〜１００部又はｐｈｒ、約１０〜約９０部又はｐｈｒ、１０〜９０部又はｐｈｒ、約１０〜約７０部又はｐｈｒ、１０〜７０部又はｐｈｒ、約１０〜約５０部又はｐｈｒ、及び１０〜５０部又はｐｈｒを含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、官能化ポリマーは、シリカ反応性官能基を有するポリマー、窒素含有官能基を有するポリマー、酸素含有官能基を有するポリマー、硫黄含有官能基を有するポリマー、又はこれらの組み合わせを含む。共役ジエンポリマーの官能化に利用されるのが既知であり、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態のゴム組成物中での使用に好適な、シリカ反応性官能基の非限定例として、窒素含有官能基、ケイ素含有官能基、酸素又は硫黄含有官能基、及び金属含有官能基が挙げられる。本明細書で使用するとき、用語、官能化ポリマーは、一方又は両方の末端部における官能基（例えば、官能化反応開始剤、官能化反応停止剤、又は両方の使用により）、ポリマーの主鎖中の官能基、及びこれらの組み合わせを有するポリマー（共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーゴムを含む）を含むと理解されたい。例えば、シリカ反応性官能化ポリマーは、一方又は両方の末端部に、その主鎖中に、又は主鎖中及び一方又は両方の末端部の両方に官能基を有してよい。
【００４１】
ゴムの官能化に利用されることが周知である窒素含有官能基の非限定例としては、置換又は非置換アミノ基、アミド残基、イソシアネート基、イミダゾリル基、インドリル基、ニトリル基、ピリジル基、及びケチミン基のうち任意のものが挙げられるが、これらに限定されない。上記置換又は非置換アミノ基は、一級アルキルアミン、二級アルキルアミン、又は環状アミン、及び、置換又は非置換イミン由来のアミノ基を含むと理解するべきである。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、上記から選択される少なくとも１種の官能基を有する官能化共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーゴムを含む。
【００４２】
ゴムの官能化に利用されることが周知であるケイ素含有官能基の非限定例としては、有機シリル又はシロキシ基が挙げられるが、これらに限定されず、より正確には、官能基は、アルコキシシリル基、アルキルハロシリル基、シロキシ基、アルキルアミノシリル基、及びアルコキシハロシリル基から選択されてよい。ゴムの官能化での使用に好適なケイ素含有官能基としては、米国特許第６，３６９，１６７号（その開示全部が、参照により本明細書に組み込まれる）に開示されるようなものが挙げられる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、上記から選択される少なくとも１種の官能基を有する官能化ゴムを含む。
【００４３】
ゴムの官能化に利用されることが周知である酸素又は硫黄含有官能基の非限定例としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ基、グリシドキシ基、ジグリシジルアミノ基、環状ジチアン由来官能基、エステル基、アルデヒド基、アルコキシ基、ケトン基、チオカルボキシル基、チオエポキシ基、チオグリシドキシ基、チオジグリシジルアミノ基、チオエステル基、チオアルデヒド基、チオアルコキシ基及びチオケトン基が挙げられるが、これらに限定されない。ある種の実施形態では、前述のアルコキシ基は、ベンゾフェノン由来のアルコール由来アルコキシ基であってよい。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、上記から選択される少なくとも１種の官能基を有する官能化共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーゴムを含む。
【００４４】
通常、ゴムは、共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーゴムを含めて、当業者に周知であるような、バッチ式、半連続式、又は連続式操作などの様々な好適な方法に従って調製され、かつ回収され得る。また重合は、バルク重合、蒸気相重合、溶液重合、懸濁重合、配位重合、及びエマルション重合が挙げられるが、これらに限定されない、多くの異なる重合反応装置系においても実施できる。重合は、フリーラジカル機構、アニオン性機構、カチオン性機構、又は配位機構を用いて実施できる。上記重合法の全ては、当業者には周知である。しかしながら、例示目的で、アニオン性機構による重合について簡単に説明する。
【００４５】
共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーゴムなどのゴムが、アニオン性重合によって生成されるとき、有機アルカリ金属化合物、好ましくはリチウム含有化合物が、典型的に重合反応開始剤として使用される。重合反応開始剤として使用されるリチウム含有化合物の例として、ヒドロカルビルリチウム化合物、リチウムアミド化合物、及び類似のリチウム化合物が挙げられるが、これらに限定されない。重合反応開始剤として使用されるリチウム化合物の量は、好ましくは、モノマー１００ｇ当たり０．２〜２０ミリモルの範囲内である。
【００４６】
ヒドロカルビルリチウム化合物の非限定例として、エチルリチウム、ｎ−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−オクチルリチウム、ｎ−デシルリチウム、フェニルリチウム、２−ナフチルリチウム、２−ブチル−フェニルリチウム、４−フェニル−ブチルリチウム、シクロヘキシルリチウム、シクロペンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼン及びブチルリチウムの反応生成物、並びにこれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、アルキルリチウム化合物、例えばエチルリチウム、ｎ−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−オクチルリチウム、ｎ−デシルリチウムなどが好ましく、ｎ−ブチルリチウムが特に好ましい。
【００４７】
有機アルカリ金属化合物を重合反応開始剤として使用する、アニオン性重合により共役ジエン含有ポリマー又はコポリマーゴムなどのゴムを生成する方法は、特に限定されない。例えば、共役ジエンモノマー含有ポリマー又はコポリマーゴムは、重合反応に不活性な炭化水素溶媒中で、共役ジエンモノマーのみ、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニル化合物との混合物を重合することによって生成され得る。重合反応に不活性な炭化水素溶媒の非限定例として、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、１−ブテン、イソブテン、ｔｒａｎｓ−２−ブテン、ｃｉｓ−２−ブテン、１−ペンテン、２−ペンテン、１−ヘキセン、２−ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００４８】
アニオン性重合を、ランダマイザーの存在下で実施してもよい。ランダマイザーは、共役ジエン化合物の微細構造を制御でき、例えば、ブタジエンをモノマーとして用いるポリマーのブタジエン単位中の１，２−結合含量を制御し、ブタジエン及びスチレンをモノマーとして用いるコポリマー中のブタジエン単位及びスチレン単位をランダム化させるなどの作用を有する。ランダマイザーの非限定例として、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ビステトラヒドロフリルプロパン、トリエチルアミン、ピリジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、１，２−ジピペリジノエタン、カリウム−ｔ−アミレート、カリウム−ｔ−ブトキシド、ナトリウム−ｔ−アミレートなどが挙げられる。使用されるランダマイザーの量は、好ましくは、重合反応開始剤としての有機アルカリ金属化合物１モル当たり、０．０１〜１００モル当量の範囲内である。
【００４９】
アニオン性重合は、溶液重合、蒸気相重合及びバルク重合のうち任意のものによって実施されてよい。溶液重合では、溶液中のモノマーの濃度は、好ましくは５〜５０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％の範囲内である。共役ジエンモノマー及びビニル芳香族モノマーを共に使用するとき、混合物中のビニル芳香族モノマー含量は、好ましくは３〜５０質量％、より好ましくは４〜４５質量％の範囲内である。また、重合系は特に限定されず、バッチ式又は連続式であってよい。
【００５０】
アニオン性重合における重合温度は、好ましくは０〜１５０℃、より好ましくは２０〜１３０℃である。重合は発生圧力下で、好ましくは反応モノマーを実質的に液相に維持するために十分な圧力下で実施されてもよい。重合反応が発生圧力より高圧下で実施されるとき、反応系は、不活性ガスによって好ましくは加圧される。好ましくは、任意の反応妨害物質、例えば水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物などを、重合反応開始前に除去する。
【００５１】
典型的には、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物において、全般的な組成物は、１００部又はｐｈｒ（合計）の少なくとも１種のゴムを含有する。換言すれば、全てのゴムの総量は１００部（重量による）であると考えられ、１００ｐｈｒと表すこともできる。その他構成成分は、１００部（合計）のゴムに基づいて添加される。非限定的な例として、６０部のスチレン−ブタジエンコポリマーを、４０部のポリブタジエンポリマー及び６０部のシリカと共に使用することができ、これらの分量は本明細書では、６０ｐｈｒのスチレン−ブタジエンコポリマー、４０ｐｈｒのポリブタジエンポリマー及び６０ｐｈｒのシリカと記載され得る。
【００５２】
補強シリカ充填剤
上述のように、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によると、ゴム組成物は、約５〜約２００ｐｈｒの補強シリカ充填剤を含む。１種又は２種以上の補強シリカ充填剤が、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物中で利用され得る。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、充填剤の総量は、５〜２００ｐｈｒであり、これには約１０〜約２００ｐｈｒ、１０〜２００ｐｈｒ、約１０〜約１７５ｐｈｒ、１０〜１７５ｐｈｒ、約２５〜約１５０ｐｈｒ、２５〜１５０ｐｈｒ、約３５〜約１５０ｐｈｒ、３５〜１５０ｐｈｒ、約２５〜約１２５ｐｈｒ、２５〜１２５ｐｈｒ、約２５〜約１００ｐｈｒ、２５〜１００ｐｈｒ、約２５〜約８０ｐｈｒ、２５〜８０ｐｈｒ、約３５〜約１２５ｐｈｒ、３５〜１２５ｐｈｒ、約３５〜約１００ｐｈｒ、３５〜１００ｐｈｒ、約３５〜約８０ｐｈｒ、及び３５〜８０ｐｈｒの少なくとも１種の充填剤を含める。特定の実施形態では、補強シリカ充填剤の量の有用な上限範囲は、この種の充填剤によって付与される高粘度によってある程度制限されると考えられ得る。
【００５３】
本明細書で使用するとき、「補強カーボンブラック充填剤」、「補強シリカ充填剤」、及び「補強充填剤」に関連する用語「補強」は、一般に、補強として従来説明されている充填剤、同様に半補強と説明され得る充填剤の両方の充填剤を包含すると理解されたい。従来、用語「補強充填剤」は、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が、約１００ｍ２／ｇ超、場合によっては、１００ｍ２／ｇ超、約１２５ｍ２／ｇ超、１２５ｍ２／ｇ超、又は更に約１５０ｍ２／ｇ超、又は１５０ｍ２／ｇ超である、粒子材料を指すために使用される。あるいは、用語「補強充填剤」の従来の使用はまた、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ（１０ｎｍ〜５０ｎｍを含む）の粒径を有する粒子材料を指すためにも使用できる。従来、用語「半補強充填剤」は、粒径、表面積（Ｎ２ＳＡ）のいずれか、又は両方において、非補強充填剤と補強充填剤の中間である充填剤を指すために使用される。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、用語「補強充填剤」は、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が、約２０ｍ２／ｇ以上（２０ｍ２／ｇ以上を含む）、約５０ｍ２／ｇ超（５０ｍ２／ｇ超を含む）、約１００ｍ２／ｇ超（１００ｍ２／ｇ超を含む）、及び約１２５ｍ２／ｇ超（１２５ｍ２／ｇ超を含む）である、粒子材料を指すために使用される。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、用語「補強充填剤」は、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍ（１０ｎｍ〜１０００ｎｍを含む）、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ（１０ｎｍ〜５０ｎｍを含む）の粒径を有する、粒子材料を指すために使用される。
【００５４】
本明細書に開示されるゴム組成物中での使用に好適な補強シリカ充填剤は周知である。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態のゴム組成物中での使用に好適な、補強シリカ充填剤の非限定例として、沈殿アモルファスシリカ、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ヒュームドシリカ、ケイ酸カルシウムなどが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態のゴム組成物中での使用に好適なその他の補強シリカ充填剤としては、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＭｇＳｉＯ３など）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ４）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ２ＳｉＯ４など）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２ＳｉＯ５、Ａｌ４−３ＳｉＯ４−５Ｈ２Ｏなど）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ２ＳｉＯ２、など）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの補強シリカ充填剤のうち、沈殿非晶質湿式プロセス、含水シリカ充填剤が好ましい。このような補強シリカ充填剤は、水中の化学反応により生成され、そこから一次凝集体へと強力に結合し、順次、二次凝集体へとわずかに強く結合する一次粒子を伴う超微粒の球状粒子として、沈殿される。ＢＥＴ法で測定されるとき、表面積は、様々な補強シリカ充填剤の補強特性を決定するために好ましい値である。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、約３２ｍ２／ｇ〜約４００ｍ２／ｇ（３２ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇを含む）の表面積（ＢＥＴ法で測定）を有する補強シリカ充填剤を含み、約１００ｍ２／ｇ〜約３００ｍ２／ｇ（１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇを含む）の範囲が好ましく、約１５０ｍ２／ｇ〜約２２０ｍ２／ｇ（１５０ｍ２／ｇ〜２２０ｍ２／ｇを含む）の範囲が含まれる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、約５．５〜約７、又は７を少し超える、好ましくは約５．５〜約６．８のｐＨを有する補強シリカ充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態のゴム組成物中で使用できるいくつかの市販の補強シリカ充填剤として、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐａ．）製のＨｉ−Ｓｉｌ（登録商標）１９０、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２１０、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２１５、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２３３、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２４３などが挙げられるが、これらに限定されない。同様に、多くの有用な商用グレードの異なる補強シリカ充填剤は、Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（例えば、ＶＮ２、ＶＮ３）、Ｒｈｏｎｅ  Ｐｏｕｌｅｎｃ（例えば、Ｚｅｏｓｉｌ（商標）１１６５ＭＰ）、及びＪ．Ｍ．Ｈｕｂｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからも入手できる。
【００５５】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、以下に詳述するように、補強シリカ充填剤は、シリカカップリング剤で前処理されたシリカを含み、好ましくは、前処理されたシリカは、シラン含有シリカカップリング剤で前処理されたシリカを含む。
【００５６】
他の充填剤
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、１種又は複数種のカーボンブラックを更に含み、カーボンブラックは一般的に補強充填剤であると理解されている。換言すれば、カーボンブラックは、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち全ての実施形態において、ゴム組成物の必須成分ではないと考えられる。第１〜第３の実施形態のうちこれらの実施形態では、ゴム組成物が１種又は複数種のカーボンブラックを含む場合、カーボンブラック及び補強充填剤の総量は、約１０〜約２００ｐｈｒである。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、総補強充填剤のゼロ〜約５０重量％（ゼロ〜５０重量％を含む）、約５重量％〜約３０重量％（５〜３０重量％を含む）、約５重量％〜約２０重量％（５〜２０重量％を含む）、約１０重量％〜約３０重量％（１０〜３０重量％を含む）、及び約１０重量％〜約２０重量％（１０〜２０重量％を含む）の量でカーボンブラックを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、カーボンブラックは、ゴム組成物中の総補強充填剤の約３０重量％以下（３０重量％以下を含む）で含まれる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、約５〜約１００ｐｈｒ（５〜１００ｐｈｒを含む）１種又は２種以上のカーボンブラックを含む。一般に、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態のゴム組成物中での使用に好適なカーボンブラックとして、通常入手可能な商用製造された任意のカーボンブラック、例えば、表面積が、少なくとも約２０ｍ２／ｇ（少なくとも２０ｍ２／ｇを含める）、より好ましくは少なくとも約３５ｍ２／ｇ、最大約２００ｍ２／ｇ以上（３５ｍ２／ｇ、最大２００ｍ２／ｇを含める）のものが挙げられる。本明細書で使用される表面積値は、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）技法を使用して、ＡＳＴＭ  Ｄ−１７６５によって決定される。中でも有用なカーボンブラックは、ファーネスブラック、チャネルブラック、及びランプブラックである。より具体的には、有用なカーボンブラックの例としては、超耐摩耗性ファーネス（ＳＡＦ）ブラック、高耐摩耗性ファーネス（ＨＡＦ）ブラック、良押出性ファーネス（ＦＥＦ）ブラック、微細ファーネス（ＦＦ）ブラック、準超耐摩耗性ファーネス（ＩＳＡＦ）ブラック、中補強性ファーネス（ＳＲＦ）ブラック、中加工性チャネルブラック、難加工性チャネルブラック、及び導電性チャネルブラックが挙げられる。用いられ得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挙げられる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、上記ブラックのうち２種又はそれ以上の混合物を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態での使用に典型的に好適なカーボンブラックは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１７６５−８２ａと指定される、Ｎ−１１０、Ｎ−２２０、Ｎ−３３９、Ｎ−３３０、Ｎ−３５１、Ｎ−５５０、及びＮ−６６０である。使用されるカーボンブラックは、ペレット化形状又は非ペレット化綿状塊であり得る。好ましくは、より均一な混��のため、非ペレット化カーボンブラックが好ましい。
【００５７】
第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、補強シリカ充填剤及び任意選択のカーボンブラックに加えて、少なくとも１種の追加の補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態のゴム組成物中での使用に好適な追加の補強充填剤の非限定的な例として、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレイ、水酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、二酸化チタン、補強酸化亜鉛、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。第１〜第３の実施形態によるゴム組成物中での使用に好適な無機充填剤は、特に限定されず、非限定的な例として：シリカ、水酸化アルミニウム、タルク、クレイ、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、アルミニウム水和物（Ａｌ２Ｏ３Ｈ２Ｏ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、炭酸アルミニウム（Ａｌ２（ＣＯ３）２）、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムアルミニウム（ＭｇＯＡｌ２Ｏ３）、パイロフィライト（Ａｌ２Ｏ３４ＳｉＯ２．Ｈ２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ２Ｏ３．４ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、窒化ホウ素、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム（ＭＨ（ＯＨ）２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、酸化チタン、二酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、水酸化ジルコニウム［Ｚｒ（ＯＨ）２．ｎＨ２Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ３）２］、結晶アルミノシリケート、補強グレードの酸化亜鉛（すなわち、補強酸化亜鉛）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５８】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、少なくとも１種の非補強充填剤を更に含む。特定の実施形態では、用語「非補強充填剤」は、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が、約２０ｍ２／ｇ未満（２０ｍ２／ｇ未満を含める）、特定の実施形態では、約１０ｍ２／ｇ未満（１０ｍ２／ｇ未満を含める）である、粒子材料を表すために使用される。粒子材料のＮ２ＳＡ表面積は、ＡＳＴＭ  Ｄ６５５６を含む各種標準的方法に従って測定できる。本明細書に開示される組成物及び方法の特定の実施形態では、用語「非補強充填剤」は、約１０００ｎｍ超（１０００ｎｍ超を含む）の粒径を有する、粒子材料を指すために使用される。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、クレイ、グラファイト、二酸化チタン、二酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、デンプン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、及び炭化ケイ素の非補強充填剤のうちの少なくとも１つを更に含む。
【００５９】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、全ての補強充填剤の総量が約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）であるように、少なくとも１種の補強シリカ充填剤、少なくとも１種の補強カーボンブラック充填剤、及び少なくとも１種の非補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、全ての補強充填剤の総量が約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）であるように、少なくとも１種の補強シリカ充填剤、少なくとも１種の補強カーボンブラック充填剤、少なくとも１種の追加の補強充填剤、及び少なくとも１種の非補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、全ての補強充填剤の総量が約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）であるように、少なくとも１種の補強シリカ充填剤、少なくとも１種の補強カーボンブラック充填剤、及び少なくとも１種の非補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、少なくとも１種の補強シリカ充填剤を約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）の量で、及び少なくとも１種の非補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、少なくとも１種の補強シリカ充填剤を約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）の量で、及びカーボンブラック又はシリカ以外の少なくとも１種の補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、全ての補強充填剤の総量が約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）であるように、少なくとも１種の補強シリカ充填剤、及びカーボンブラック又はシリカ以外の少なくとも１種の補強充填剤、並びに少なくとも１種の非補強充填剤を含む。
【００６０】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、セルロースエステルを更に含む。セルロースエステルは、セルロースに基づく化合物である（セルロースは式Ｃ６Ｈ１０Ｏ５を有する多糖であり、数百から数千の直鎖の１，４−結合Ｄグルコース単位からなる）。セルロースエステルは、セルロース中の−ＯＨ基をエステルに変換（エステル化）することにより生成される。セルロースをエステル化するために使用される炭化水素基は多様であり得て、特定の実施形態では、エステル化のために使用されるアルカノイル基（すなわち、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ）のＲ部分は、１〜１０個の炭素を有するアルキル基を含み、特定の実施形態では、２種以上のエステル基がエステル化のために使用され、それにより２種以上のアルカノイル基を有するセルロースエステルを生成する。第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートトリアセテート、セルローストリプロピオネート、又はセルローストリブチレートから選択される少なくとも１種のセルロースエステルを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によると、ゴム組成物は、１種又は２種以上のセルロースエステルを含むことができる。第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態のゴム組成物中で利用されるセルロースエステルは、一般に１種のセルロースエステルを含む。様々な市販のセルロースエステルが存在し、粉末、ペレット、又は繊維の形態のものを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物中での使用に好適な例示的セルロースエステルとして、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、及びセルロースアセテートプロピオネートなどの、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ）から入手可能なものが挙げられる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、セルロースアセテートを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、セルロースアセテートブチレートを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、セルロースアセテートプロピオネートを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、又はこれらの組み合わせを含む。セルロースエステルは、アセチル化率（アセチル化率の逆は残存する−ＯＨ基の百分率である）、融解範囲、Ｔｇ、及びＭｎを含む様々な特性により分類することができる。第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、３〜４％の−ＯＨ基、２３０〜２５０℃の融解範囲、１８０〜１９０℃のＴｇ、又は３０，０００〜５０，０００ｇ／ｍｏｌｅのＭｎ（サイズ排除クロマトグラフィーを使用して決定されるポリスチレン当量における数平均分子量）の特性のうちの少なくとも１つを有する��ルロースアセテートを含む。第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、１〜５％の−ＯＨ基、１２０〜２５０℃の融解範囲、８０〜１７０℃のＴｇ、又は１０，０００〜７５，０００のＭｎの特性のうちの少なくとも１つを有するセルロースアセテートブチレートを含む。第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、セルロースエステルは、１．５〜５％の−ＯＨ基、１８０〜２１０℃の融解範囲、１４０〜１６０℃のＴｇ、及び１５，０００〜７５，０００のＭｎの特性のうちの少なくとも１つを有するセルロースアセテートプロピオネートを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、セルロースエステルを約１〜約１００ｐｈｒ（例えば、１ｐｈｒ、５ｐｈｒ、１０ｐｈｒ、１５ｐｈｒ、２０ｐｈｒ、２５ｐｈｒ、３０ｐｈｒ、３５ｐｈｒ、４０ｐｈｒ、４５ｐｈｒ、５０ｐｈｒ、５５ｐｈｒ、６０ｐｈｒ、６５ｐｈｒ、７０ｐｈｒ、７５ｐｈｒ、８０ｐｈｒ、８５ｐｈｒ、９０ｐｈｒ、９５ｐｈｒ、１００ｐｈｒ）の量で含み、これには１〜１００ｐｈｒ、約１〜約７５ｐｈｒ、１〜７５ｐｈｒ、約５〜約７５ｐｈｒ、５〜７５ｐｈｒ、約１〜約３０ｐｈｒ、１〜３０ｐｈｒ、約５〜約３０ｐｈｒ、５〜３０ｐｈｒを含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、前述のうちの１つの量でセルロースエステルを含み、シリカ充填剤及びセルロースエステルの総量は、約５〜約２００ｐｈｒを含み、これには５〜２００ｐｈｒを含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、前述のうちの１つの量でセルロースエステルを含み、カーボンブラック充填剤も同様に含み、シリカ充填剤、カーボンブラック充填剤及びセルロースエステルの総量は、約５〜約２００ｐｈｒを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、前述のうちの１つの量でセルロースエステルを含み、シリカ充填剤、任意選択でカーボンブラック充填剤、及び少なくとも１種の追加の補強充填剤又は非補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による、セルロースエステルを含むゴム組成物は、本明細書で論じる様々なプロセスに基づき、一般に、ホエイタンパク質及びセルロースエステルを両方ともマスターバッチ段階中に添加するようなプロセスに基づき、調製することができる。特定の実施形態では、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による、セルロースエステルを含むゴム組成物は、ホエイタンパク質及びセルロースエステルを同一のマスターバッチ段階中に添加することにより調製され、このような特定の実施形態では、ホエイタンパク質及びセルロースエステルを第２のマスターバッチ段階中に添加し、他の実施形態では、ホエイタンパク質及びセルロースエステルを第１のマスターバッチ段階中に添加する。他の実施形態では、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による、セルロースエステルを含むゴム組成物は、ホエイタンパク質及びセルロースエステルを異なるマスターバッチ段階中に添加することにより調製され、このような特定の実施形態では、ホエ��タンパク質をセルロースエステルの前に（例えば、ホエイタンパク質を第１のマスターバッチ段階中に、かつセルロースエステルを第２のマスターバッチ段階中に）添加し、他の実施形態では、ホエイタンパク質をセルロースエステルの後に（例えば、セルロースエステルを第１のマスターバッチ段階中に、かつホエイタンパク質を第２のマスターバッチ段階中に）添加する。あるいは、第１〜第３の実施形態のうち、セルロースエステルを含む特定の実施形態では、ホエイタンパク質及びセルロースエステルのうちの少なくとも１種を２つ以上のマスターバッチ段階中に添加する。
【００６１】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、デンプンを更に含む。デンプンは、アミロース（一般に２０〜２５％）、及びアミロペクチン（一般に７５〜８０％）を含有する多糖化合物であり、デンプン供給源に応じて、相対量はある程度変化する。デンプンは、一般に植物から供給され、様々な種類の植物（例えば、トウモロコシ（corn）、ジャガイモ、キャッサバ、コムギ、オオムギ、イネ、トウモロコシ（maize）、サツマイモ）は、相対的に安価なデンプン供給源を提供している。一般に、デンプンは固体であるが、特定の形態は変化し得て、非限定的な例として粉末、繊維、及びペレットが挙げられる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、トウモロコシ（corn）デンプン、ジャガイモデンプン、キャッサバデンプン、コムギデンプン、オオムギデンプン、イネデンプン、トウモロコシ（maize）デンプン、又はサツマイモデンプンのうちの少なくとも１種から選択される、少なくとも１種のデンプンを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、デンプンを約１〜約１００ｐｈｒ（例えば、１ｐｈｒ、５ｐｈｒ、１０ｐｈｒ、１５ｐｈｒ、２０ｐｈｒ、２５ｐｈｒ、３０ｐｈｒ、３５ｐｈｒ、４０ｐｈｒ、４５ｐｈｒ、５０ｐｈｒ、５５ｐｈｒ、６０ｐｈｒ、６５ｐｈｒ、７０ｐｈｒ、７５ｐｈｒ、８０ｐｈｒ、８５ｐｈｒ、９０ｐｈｒ、９５ｐｈｒ、１００ｐｈｒ）の量で含み、これには１〜１００ｐｈｒ、約１〜約７５ｐｈｒ、１〜７５ｐｈｒ、約５〜約７５ｐｈｒ、５〜７５ｐｈｒ、約５〜約３０ｐｈｒ、又は５〜３０ｐｈｒを含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、前述のうちの１つの量でデンプンを含み、シリカ充填剤及びデンプンの総量は、約５〜約２００ｐｈｒを含み、これには５〜２００ｐｈｒを含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、前述のうちの１つの量でデンプンを含み、カーボンブラック充填剤も同様に含み、シリカ充填剤、カーボンブラック充填剤及びデンプンの総量は、約５〜約２００ｐｈｒを含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、前述のうちの１つの量でデンプンを含み、シリカ充填剤、任意選択でカーボンブラック充填剤、及び少なくとも１種の追加の補強充填剤又は非補強充填剤を含む。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による、デンプンを含むゴム組成物は、本明細書で論じる様々なプロセスに基づき、一般に、ホエイタンパク質及びデンプンを両方ともマスターバッチ段階中に添加するようなプロセスに基づき、調製することができる。特定の実施形態では、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による、デンプンを含むゴム組成物は、ホエイタンパク質及びデンプンを同一のマスターバッチ段階中に添加することにより調製され、このような特定の実施形態では、ホエイタンパク質及びデンプンを第２のマスターバッチ段階中に添加し、他の実施形態では、ホエイタンパク質及びデンプンを第１のマスターバッチ段階中に添加する。他の実施形態では、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態による、デンプンを含むゴム組成物は、ホエイタンパク質及びデンプンを異なるマスターバッチ段階中に添加することにより調製され、このような特定の実施形態では、ホエイタンパク質をデンプンの前に（例えば、ホエイタンパク質を第１のマスターバッチ段階中に、かつデンプンを第２のマスターバッチ段階中に）添加し、他の実施形態では、ホエイタンパク質をデンプンの後に（例えば、デンプンを第１のマスターバッチ段階中に、かつホエイタンパク質を第２のマスターバッチ段階中に）添加する。あるいは、第１〜第３の実施形態のうち、デンプンを含む特定の実施形態では、ホエイタンパク質及びデンプンのうちの少なくとも１種を２つ以上のマスターバッチ段階中に添加する。
【００６２】
シリカカップリング剤
上述のように、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、１種又は複数種のシリカカップリング剤を含む。シリカカップリング剤は、ゴム組成物中のシリカ充填剤の凝集を妨げるか又は低減するのに有用である。シリカ充填剤粒子の凝集は、ゴム組成物の粘度を増加させると考えられており、したがって、この凝集を妨げることにより、粘度を低下させ、ゴム組成物の加工可能性及びブレンドを改善する。
【００６３】
一般に、ポリマー、特に加硫性ポリマーと反応し得る、シラン及び構成成分又は部分を有するものなどの、任意の従来タイプのシリカカップリング剤を使用できる。シリカカップリング剤は、シリカとポリマーの間の架橋として作用する。好適なシリカカップリング剤としては、アルキルアルコキシ、メルカプト、ブロックされたメルカプト、硫化物含有（例えば、一硫化系アルコキシ含有、二硫化系アルコキシ含有、四硫化系アルコキシ含有）、アミノ、ビニル、エポキシ、及びこれらの組み合わせなどの基を含むものが挙げられる。特定の実施形態では、シリカカップリング剤は、前処理されたシリカの形態でゴム組成物に添加されてもよく、前処理されたシリカは、ゴム組成物に添加される前に、シランで事前に表面処理されている。前処理されたシリカの使用により、２種の原料（すなわち、シリカ及びシリカカップリング剤）を１種の原料で添加することが可能になり、このため一般にゴム配合が容易になる傾向がある。
【００６４】
アルキルアルコキシシランは、一般式Ｒ１ｐＳｉ（ＯＲ２）４−ｐで表され、ここで各Ｒ２は独立して一価の有機基であり、ｐは１〜３の整数であり、少なくとも１つのＲ１はアルキル基である。好ましくは、ｐは１である。通常、各Ｒ１は、独立して、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族、Ｃ５〜Ｃ２０環式脂肪族、又はＣ６〜Ｃ２０芳香族を含み、各Ｒ２は、独立して、Ｃ１〜Ｃ６脂肪族を含む。特定の例示的実施形態では、各Ｒ１は、独立してＣ６〜Ｃ１５脂肪族を含み、追加的実施形態では、各Ｒ１は、独立してＣ８〜Ｃ１４脂肪族を含む。メルカプトシランは、一般式ＨＳ−Ｒ３−Ｓｉ（Ｒ４）（Ｒ５）２で表され、ここでＲ３は二価の有機基であり、Ｒ４はハロゲン原子又はアルコキシ基であり、各Ｒ５は独立してハロゲン、アルコキシ基、又は一価の有機基である。ハロゲンは、塩素、臭素、フッ素、又はヨウ素である。前記アルコキシ基は、好ましくは１〜３の炭素原子を有する。ブロックされたメルカプトシランは、一般式Ｂ−Ｓ−Ｒ６−Ｓｉ−Ｘ３で表され、シリル基がシリカ・シラン反応におけるシリカとの反応に利用可能であり、ブロッキング基Ｂがメルカプト水素原子を置換して硫黄原子とポリマーとの反応をブロックする。上述の一般式において、Ｂは、不飽和ヘテロ原子の形態であり得る、又は単結合を介して硫黄に直接結合される炭素であり得るブロック基である。Ｒ６は、Ｃ１〜Ｃ６直鎖又は分岐のアルキリデンであり、各ＸはＣ１〜Ｃ４アルキル又はＣ１〜Ｃ４アルコキシからなる群から独立して選択される。
【００６５】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適なアルキルアルコキシシランの非限定例として、オクチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリブトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、メチルオクチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、メチルオクチルジメトキシシラン、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６６】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適なビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ポリスルフィドの非限定例として、ビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ジスルフィド及びビス（トリアルコキシシリルオルガノ）テトラスルフィドが挙げられる。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適なビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ジスルフィドの非限定例として、３，３’−ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（トリブトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（トリーｔ−ブトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（トリヘキソキシシリルプロピル）ジスルフィド、２，２’−ビス（ジメチルメトキシシリルエチル）ジスルフィド、３，３’−ビス（ジフェニルシクロヘキソキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（エチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（プロピルジエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、１２，１２’−ビス（トリイソプロポキシシリルプロピル）ジスルフィド、３，３’−ビス（ジメトキシフェニルシリル−２−メチルプロピル）ジスルフィド、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適なビス（トリアルコキシシリルオルガノ）テトラスルフィドシリカカップリング剤の非限定例として、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、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、３−トリメトキシシリルプロピルー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ー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ー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ー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ベンゾチアゾールテトラスルフィド、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドは、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳｉ６９（登録商標）として市販されている。
【００６７】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適なメルカプトシランの非限定例として、１−メルカプトメチルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、１８−メルカプトオクタデシルジエトキシクロロシラン、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６８】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適なブロックされたメルカプトシランの非限定例として、米国特許第６，１２７，４６８号、同第６，２０４，３３９号、同第６，５２８，６７３号、同第６，６３５，７００号、同第６，６４９，６８４号、及び同第６，６８３，１３５号（これらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されたものが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示される特定の例示的実施形態に本明細書で使用されるブロックされたメルカプトシランの代表例として、２−トリエトキシシリルー１−エチルチオアセテート、２−トリメトキシシリル−１−エチルチオアセテート、２−（メチルジメトキシシリル）−１−エチルチオアセテート、３−トリメトキシシリル−１−プロピルチオアセテート、トリエトキシシリルメチル−チオアセテート、トリメトキシシリルメチルチオアセテート、トリイソプロポキシシリルメチルチオアセテート、メチルジエトキシシリルメチルチオアセテート、メチルジメトキシシリルメチルチオアセテート、メチルジイソプロポキシシリルメチルチオアセテート、ジメチルエトキシシリルメチルチオアセテート、ジメチルメトキシシリルメチルチオアセテート、ジメチルイソプロポキシシリルメチルチオアセテート、２−トリイソプロポキシシリル−１−エチルチオアセテート、２−（メチルジエトキシシリル）−１−エチルチオアセテート、２−（メチルジイソプロポキシシリル）−１−エチルチオアセテート、２−（ジメチルエトキシシリル−１−エチルチオアセテート、２−（ジメチルメトキシシリル）−１−エチルチオアセテート、２−（ジメチルイソプロポキシシリル）−１−エチルチオアセテート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルチオアセテート、３−トリイソプロポキシシリル−１−プロピルチオアセテート、３−メチルジエトキシシリル−１−プロピル−チオアセテート、３−メチルジメトキシシリル−１−プロピルチオアセテート、３−メチルジイソプロポキシシリル−１−プロピルチオアセテート、１−（２−トリエトキシシリル−１−エチル）−４−チオアセチルシクロヘキサン、１−（２−トリエトキシシリル−１−エチル）−３−チオアセチルシクロヘキサン、２−トリエトキシシリル−５−チオアセチルノルボルネン、２−トリエトキシシリル−４−チオアセチルノルボルネン、２−（２−トリエトキシシリル−１−エチル）−５−チオアセチルノルボルネン、２−（２−トリエトキシ−シリル−１−エチル）−４−チオアセチルノルボルネン、１−（１−オキソ−２−チア−５−トリエトキシシリルフェニル）安息香酸、６−トリエトキシシリル−１−ヘキシルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−５−ヘキシルチオアセテート、８−トリエトキシシリル−１−オクチルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−７−オクチルチオアセテート、６−トリエトキシシリル−１−ヘキシルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−５−オクチルチオアセテート、８−トリメトキシシリル−１−オクチルチオアセテート、１−トリメトキシシリル−７−オクチルチオアセテート、１０−トリエトキシシリル−１−デシルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−９−デシルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−２−ブチルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−３−ブチルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−３−メチル−２−ブチルチオアセテート、１−トリエトキシシリル−３−メチル−３−ブチルチオアセテート、３−トリメトキシシリル−１−プロピルチオオクタノエート、３−トリエトキシシリル−１−プロピル−１−プロピルチオパルミテート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルチオオクタノエート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルチオベンゾエート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルチオ−２−エチルヘキサノエート、３−メチルジアセトキシシリル−１−プロピルチオアセテート、３−トリアセトキシシリル−１−プロピルチオアセテート、２−メチルジアセトキシシリル−１−エチルチオアセテート、２−トリアセトキシシリル−１−エチルチオアセテート、１−メチルジアセトキシシリル−１−エチルチオアセテート、１−トリアセトキシシリル−１−エチル−チオアセテート、トリス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）トリチオホスフェート、ビス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）メチルジチオホスホネート、ビス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）エチルジチオホスホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルジメチルチオホスフィネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルジエチルチオホスフィネート、トリス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）テトラチオホスフェート、ビス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）メチルトリチオホスホネート、ビス−（３−トリエトキシシリル−１−プロピル）エチルトリチオホスホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルジメチルジチオホスフィネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルジエチルジチオホスフィネート、トリス−（３−メチルジメトキシシリル−１−プロピル）トリチオホスフェート、ビス−（３−メチルジメトキシシリル−１−プロピル）−メチルジチオホスホネート、ビス−（３−メチルジメトキシシリル−１−プロピル）−エチルジチオホスホネート、３−メチルジメトキシシリル−１−プロピルジメチルチオホスフィネート、３−メチルジメトキシシリル−１−プロピルジエチルチオホスフィネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルメチルチオスルホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルメタンチオスルホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルエタンチオスルホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルベンゼンチオスルホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルトルエンチオスルホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルナフタレンチオスルホネート、３−トリエトキシシリル−１−プロピルキシレンチオスルホネート、トリエトキシシリルメチルメチルチオサルフェート、トリエトキシシリルメチルメタンチオスルホネート、トリエトキシシリルメチルエタンチオスルホネート、トリエトキシシリルメチルベンゼンチオスルホネート、トリエトキシシリルメチルトルエンチオスルホネート、トリエトキシシリルメチルナフタレンチオスルホネート、トリエトキシシリルメチルキシレンチオスルホネートなどが挙げられるが、これらに限定されない。様々なブロックされたメルカプトシランの混合物が使用され得る。特定の例示的実施形態での使用に好適なブロックメルカプトシランの更なる例として、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．（Ａｌｂａｎｙ、ＮＹ）から市販されているＮＸＴ（商標）シラン（３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン）がある。
【００６９】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の例示的実施形態のゴム組成物中での使用に好適な前処理されたシリカの非限定例として、メルカプトシランで前処理されたＣｉｐｔａｎｅ（登録商標）２５５  ＬＤ及びＣｉｐｔａｎｅ（登録商標）ＬＰ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製）シリカ、オルガノシランのビス（トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド（Ｓｉ６９）とＵｌｔｒａｓｉｌ（登録商標）ＶＮ３シリカとの間の反応の生成物であるＣｏｕｐｓｉｌ（登録商標）８１１３（Ｄｅｇｕｓｓａ製）が挙げられるが、これらに限定されない。Ｃｏｕｐｓｉｌ  ６５０８、Ａｇｉｌｏｎ  ４００ＴＭシリカ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製）、Ａｇｉｌｏｎ  ４５４（登録商標）シリカ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製）、及び４５８（登録商標）シリカ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製）も挙げられる。シリカが前処理されたシリカを含む本明細書に開示されるゴム組成物及び方法の実施形態では、前処理されたシリカは、補強シリカ充填剤について上記に開示されたような量で使用される（すなわち、約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含む）、約１０〜約２００ｐｈｒ（１０〜２００ｐｈｒを含む）、約１０〜約１７５ｐｈｒ（１０〜１７５ｐｈｒを含む）、約２５〜約１５０ｐｈｒ（２５〜１５０ｐｈｒを含む）、約３５〜約１５０ｐｈｒ（３５〜１５０ｐｈｒを含む）、約２５〜約１２５ｐｈｒ（２５〜１２５ｐｈｒを含む）、約２５〜約１００ｐｈｒ（２５〜１００ｐｈｒを含む）、約２５〜約８０ｐｈｒ（２５〜８０ｐｈｒを含む）、約３５〜約１２５ｐｈｒ（３５〜１２５ｐｈｒを含む）、約３５〜約１００ｐｈｒ（３５〜１００ｐｈｒを含む）、約３５〜約８０ｐｈｒ（３５〜８０ｐｈｒを含む）、約５〜約２００ｐｈｒ（約２５〜約１５０ｐｈｒ、約３５〜約１５０ｐｈｒ、約２５〜約１２５ｐｈｒ、約２５〜約１００ｐｈｒ、約２５〜約８０ｐｈｒ、約３５〜約１２５ｐｈｒ、約３５〜約１００ｐｈｒ、及び約３５〜約８０ｐｈｒを含む）。
【００７０】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物中で使用されるシリカカップリング剤の量は変化してもよい。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、いずれのシリカカップリング剤も含まない。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち他の実施形態では、シリカカップリング剤は、シリカカップリング剤の総量の、補強シリカ充填剤に対する比が、約１：１００〜約１：５（すなわち、１００部のシリカ当たり約０．０１〜約２０ｐｈｒ）となるのに十分な量で存在し、これには１：１００〜１：５、約１：１００〜約１：１０、１：１００〜１：１０、約１：１００〜約１：２０、１：１００〜１：２０、約１：１００〜約１：２５、及び１：１００〜１：２５、同様に約１：１００〜約０：１００及び１：１００〜０：１００を含める。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態では、ゴム組成物は、約０．０１〜約１０ｐｈｒ（０．０１〜１０ｐｈｒを含む）、約０．０１〜約５ｐｈｒ（０．０１〜５ｐｈｒを含む）、約０．０１〜約３ｐｈｒ（０．０１〜３ｐｈｒを含む）のシリカカップリング剤を含む。
【００７１】
ゴム組成物のその他構成成分
第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、硬化パッケージを含む（すなわち、更に含む）。一般に、硬化パッケージは、加硫剤、加硫促進剤、加硫活性化剤（例えば、酸化亜鉛、ステアリン酸など）、加硫阻害剤、及びスコーチ防止剤のうちの少なくとも１つを含む。特定の実施形態では、硬化パッケージは、少なくとも１種の加硫剤と、少なくとも１種の加硫促進剤と、少なくとも１種の加硫活性化剤と、任意に、加硫阻害剤及び／又はスコーチ防止剤と、を含む。加硫促進剤及び加硫活性化剤は、加硫剤の触媒として作用する。加硫阻害剤及びスコーチ防止剤は、当該技術分野において周知であり、所望の加硫特性に基づいて当業者が選択することができる。
【００７２】
第１〜第３の実施形態の特定の実施形態によるゴム組成物において使用するのに好適な種類の加硫剤の例としては、硫黄又は過酸化物系硬化成分が挙げられるが、これらに限定されない。したがって、特定のこのような実施形態では、硬化成分は、硫黄系硬化剤又は過酸化物系硬化剤を含む。特定の好適な硫黄加硫剤の例としては、「ゴム製造業者（rubbermaker）」の可溶性硫黄、二硫化アミン、ポリマー性ポリスルフィド、又は硫黄オレフィン付加物などの硫黄供与性硬化剤、及び不溶性のポリマー性硫黄が挙げられる。好ましくは、硫黄加硫剤は、可溶性硫黄、又は可溶性及び不溶性の高分子量硫黄の混合物である。硬化に使用される好適な加硫剤及び他の成分、例えば、加硫阻害剤及びスコーチ防止剤の一般的な開示のために、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、３ｒｄ  ｅｄ．、Ｗｉｌｅｙ  Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎ．Ｙ．１９８２年、Ｖｏｌ．２０、ｐｐ．３６５〜４６８、特に「Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」、ｐｐ．３９０〜４０２、又はＡ．Ｙ．Ｃｏｒａｎ、「Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」第２版（１９８９年、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．）を参照可能であり、これらは参照により本明細書に組み込まれる。加硫剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。一般に、加硫剤は、１〜７．５ｐｈｒ、１〜５ｐｈｒ、及び好ましくは１〜３．５ｐｈｒを含む０．１〜１０ｐｈｒの範囲の量で使用される。
【００７３】
加硫促進剤は、加硫に必要な時間及び／又は温度を制御し、加硫物の特性を向上させるために使用される。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態の特定の実施形態のゴム組成物中での使用に好適な加硫促進剤の例としては、チアゾール加硫促進剤、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール、２，２’−ジチオビス（ベンゾチアゾール）（ＭＢＴＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾール−スルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾール−スルフェンアミド（ＴＢＢＳ）など、グアニジン加硫促進剤、例えば、ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）など、チウラム加硫促進剤、カルバメート加硫促進剤などが挙げられるが、これらに限定されない。一般に、使用される加硫促進剤の量は、０．１〜１０ｐｈｒ、好ましくは０．５〜５ｐｈｒの範囲である。
【００７４】
加硫活性化剤は、加硫を補助するために使用される添加剤である。一般に、加硫活性化剤は、無機成分及び有機成分の両方を含む。酸化亜鉛は、最も広く使用されている無機加硫活性化剤である。ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、及びこれらのそれぞれの亜鉛塩を含む様々な有機加硫活性化剤が、一般的に使用されている。一般に、使用される加硫活性化剤の量は、０．１〜６ｐｈｒ、好ましくは０．５〜４ｐｈｒの範囲である。
【００７５】
加硫阻害剤は、加硫プロセスを制御するため、そして一般的には、所望の時間及び／又は温度に達するまで加硫を遅らせるか又は阻害するために使用される。一般的な加硫阻害剤としては、Ｓａｎｔｏｇａｒｄ製のＰＶＩ（シクロヘキシルチオフタルミド）が挙げられるが、これらに限定されない。一般的に、加硫阻害剤の量は、０．１〜３ｐｈｒ、好ましくは０．５〜２ｐｈｒである。
【００７６】
本明細書に開示される第１〜第３実施形態のうち特定の実施形態のゴム組成物中で利用され得る他の原料は、当業者に周知であり、油（加工用及び伸展用）、ワックス、加工助剤、抗酸化剤、粘着付与樹脂、補強樹脂、解膠剤、及び１種又は複数種の追加のゴムが挙げられる。
【００７７】
様々な種類の加工用及び伸展用の油を利用し得て、芳香族油、ナフテン油、及び低ＰＣＡ油が挙げられるが、これらに限定されない。好適な低ＰＣＡ油としては、ＩＰ３４６法によって測定したとき３重量パーセント未満の多環式芳香族含量を有するものが挙げられる。ＩＰ３４６法の手順は、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（英国）発行のＳｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ＆  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２０００  Ｐａｒｔｓ，２００３，６２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎに見出しうる。好適な低ＰＣＡ油として、軽度溶出溶媒和物（ＭＥＳ）、処理留出物芳香族抽出物（ＴＤＡＥ）、ＴＲＡＥ、及び重ナフテン系が挙げられる。好適なＭＥＳ油は、ＣＡＴＥＮＥＸ  ＳＮＲ（ＳＨＥＬＬ製）、ＰＲＯＲＥＸ  １５及びＦＬＥＸＯＮ  ６８３（ＥＸＸＯＮＭＯＢＩＬ製）、ＶＩＶＡＴＥＣ  ２００（ＢＰ製）、ＰＬＡＸＯＬＥＮＥ  ＭＳ（ＴＯＴＡＬ  ＦＩＮＡ  ＥＬＦ製）、ＴＵＤＡＬＥＮ  ４１６０／４２２５（ＤＡＨＬＥＫＥ製）、ＭＥＳ−Ｈ（ＲＥＰＳＯＬ製）、ＭＥＳ（Ｚ８製）、並びにＯＬＩＯ  ＭＥＳ  Ｓ２０１（ＡＧＩＰ製）として市販されている。好適なＴＤＡＥ油は、ＴＹＲＥＸ  ２０（ＥＸＸＯＮＭＯＢＩＬ製）、ＶＩＶＡＴＥＣ  ５００、ＶＩＶＡＴＥＣ  １８０、及びＥＮＥＲＴＨＥＮＥ  １８４９（ＢＰ製）、並びにＥＸＴＥＮＳＯＩＬ  １９９６（ＲＥＰＳＯＬ製）として入手可能である。好適な重ナフテン系油は、ＳＨＥＬＬＦＥＬＸ  ７９４、ＥＲＧＯＮ  ＢＬＡＣＫ  ＯＩＬ、ＥＲＧＯＮ  Ｈ２０００、ＣＲＯＳＳ  Ｃ２０００、ＣＲＯＳＳ  Ｃ２４００、及びＳＡＮ  ＪＯＡＱＵＩＮ  ２０００Ｌとして入手可能である。好適な低ＰＣＡ油としてはまた、野菜、木の実、及び種子から採取できるものなど、様々な植物源油も挙げられる。非限定的な例としては、ダイズ油、ヒマワリ油、サフラワー油、コーン油、亜麻仁油、綿実油、菜種油、カシュー油、ゴマ油、ツバキ油、ホホバ油、マカダミアナッツ油、ココナツ油、及びヤシ油が挙げられるが、これらに限定されない。上記加工油を、伸展油として、すなわち、油展ポリマー又はコポリマーの調製のために使用することもできる。一般的に、ほとんどの用途について、本明細書に開示されるゴム組成物及び方法において使用される油（加工油及び伸展油）の総量は、約１〜約７０ｐｈｒの範囲であり、これには１〜７０ｐｈｒ、約２〜約６０ｐｈｒ、約２〜約６０ｐｈｒ、約３〜約５０ｐｈｒ、３〜５０ｐｈｒを含める。しかしながら、特定の用途では、本明細書に開示されるゴム組成物及び方法において使用される油（加工油及び伸展油）の総量は、更に多く約１７５ｐｈｒまでの範囲に及び、これには１７５ｐｈｒまで、約１５０ｐｈｒまで、１５０ｐｈｒまで、約１００ｐｈｒまで、１００ｐｈｒまでを含める。
【００７８】
様々な抗酸化剤が当業者に知られており、第１〜第４の実施形態のうち特定の実施形態のゴム組成物中で利用され得て、これらの抗酸化剤として、フェノール系抗酸化剤、アミンフェノール抗酸化剤、ヒドロキノン抗酸化剤、アルキルジアミン抗酸化剤、及びＮ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン（ＩＰＰＤ）、又はＮ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）などのアミン化合物抗酸化剤が挙げられるが、これらに限定されない。１つ又は２つ以上の種類の、同様に各種類のうち１つ又は２つ以上は、第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態において利用され得る。第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、使用される抗酸化剤の総量は、０．１〜６ｐｈｒである。
【００７９】
ゴム組成物における粘度低下
上述のように、本明細書に開示される第３の実施形態は、シリカ充填剤含有ゴム組成物の粘度を低下させる方法である。この方法には、少なくとも１種のゴム、約５〜２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）の補強シリカ充填剤、及び約０．１〜約１０ｐｈｒ（０．１〜１０ｐｈｒを含める）のホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分を含むゴム組成物の使用が含まれる。ホエイタンパク質の使用による粘度低下は、本明細書に開示される第１及び第２の実施形態のゴム組成物において起きることも理解されたい。
【００８０】
第１〜第３の実施形態による特定の実施形態では、約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質の使用による粘度低下は、少なくとも約５％である（いかなるホエイタンパク質も欠如していることを除いて同一の原料を含有するゴム組成物と比較した場合）。第１〜第３の実施形態による特定の実施形態では、０．１〜１０ｐｈｒのホエイタンパク質の使用による粘度低下は、少なくとも５％である（いかなるホエイタンパク質も欠如していることを除いて同一の原料を含有するゴム組成物と比較した場合）。第１の実施形態による特定の実施形態では、ゴム組成物は、シリカカップリング剤を含有せず、約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質の使用による粘度低下は、少なくとも約１０％であり、これには少なくとも約２０％を含め、このような特定の実施形態では、少なくとも約３０％、約１０％〜約５０％、約１０％〜約４５％、約２０％〜約５０％及び約２０％〜約４５％である（いかなるホエイタンパク質も欠如していることを除いて同一の原料を含有するゴム組成物と比較した場合）。第１の実施形態による特定の実施形態では、ゴム組成物は、シリカカップリング剤を含有せず、０．１〜１０ｐｈｒのホエイタンパク質の使用による粘度低下は、少なくとも１０％であり、これには少なくとも２０％を含め、このような特定の実施形態では、少なくとも３０％、１０％〜５０％、１０％〜４５％、２０％〜５０％、及び２０％〜４５％である（いかなるホエイタンパク質も欠如していることを除いて同一の原料を含有するゴム組成物と比較した場合）。
【００８１】
一般に、ゴム組成物中のシリカ充填剤の量の有用な上限範囲は、この種の充填剤によってゴム組成物に付与される高粘度によって、ある程度制限されると考えられ得る。シリカ充填剤粒子は、ゴム組成物中で凝集する傾向があり、そのためシリカ充填剤粒子の凝集がゴム組成物の粘度増加の一因となると考えられている。高粘度を有するゴム組成物は加工がより困難であり、高粘度により、ゴム組成物中の様々な成分を均質にブレンドすることがより困難になる。したがって、シリカ粒子の凝集を妨げ、粘度を低下させ、かつゴム組成物の加工可能性及びブレンドを改善するために、ゴム組成物に加工助剤を添加することが望ましい。
【００８２】
上述のように、シリカカップリング剤は、典型的には、シリカ充填剤粒子の凝集を妨げ、ゴム組成物の粘度を低下させるために、ゴム組成物に添加されてきた。しかしながら、シリカカップリング剤には限界がある。第１に、シリカカップリング剤は高価であり、したがって、ゴム組成物及びこれらのゴム組成物から製造されるタイヤ又はタイヤ構成部材の製造コストを増大させる。費用のために、ゴム製造業者は、ゴム組成物中のシリカカップリング剤量を最小化することに関心がある。第２に、特定のシリカカップリング剤は、ゴム組成物内に組み込まれた際に、揮発性有機化合物（例えば、メタノール、エタノール、又はプロパノール）を放出し得て、これは望ましくないことであり得る。
【００８３】
意外にも、ホエイタンパク質を、補強シリカ充填剤を含むゴム組成物中に使用した場合、ゴム組成物の粘度が低下し、ゴム組成物をより容易に加工できることが発見された。このゴム組成物の粘度低下は、ゴム組成物中に使用されるシリカカップリング剤の量が、約８％未満の量のシリカ（すなわち、補強シリカ充填剤１００部に対して８部未満のシリカカップリング剤）、例えば、シリカ量の約０〜約４％である場合でさえ起きる。したがって、ゴム組成物中にホエイタンパク質を含むことにより、シリカカップリング剤の量を、補強シリカ充填剤を含むゴム組成物中に典型的に使用されるシリカカップリング剤の量未満に減少させることができる。得られたゴム組成物は、より高分量のシリカカップリング剤を有する典型的なゴム組成物と比較した場合、同等の加工可能性及び物理的特性を有する。
【００８４】
ゴム組成物の調製方法
ゴム組成物の調製方法も本明細書に開示する。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物は、一般に、（上記で開示した）ゴム組成物の成分を、当該技術分野において既知の方法、例えば、これらの成分をバンバリーミキサー又はロール機で混練するなど、共に混合することによって形成できる。これらの方法は、一般に、少なくとも１回の非生産用マスターバッチ混合段階と、最終生産用混合段階と、を含む。語句、非生産用マスターバッチ段階は、当業者に既知であり、一般に、加硫剤又は加硫促進剤を添加しない混合段階であると理解されている。用語、最終生産用混合段階も当業者に既知であり、一般に、ゴム組成物中に加硫剤及び加硫促進剤を添加する混合段階であると理解されている。本明細書に開示される組成物及び方法の特定の実施形態では、２回以上の非生産用マスターバッチ混合段階が含まれてもよい。本明細書に開示される組成物及び方法の特定の実施形態では、２回以上の非生産用マスターバッチ混合段階を使用し、ホエイタンパク質成分を第１の（初回の）マスターバッチ段階において添加する。本明細書に開示される組成物及び方法の他の実施形態では、少なくとも２回の非生産用マスターバッチ混合段階を使用し、ホエイタンパク質成分を第２のマスターバッチ段階において添加する。本明細書に開示される組成物及び方法の更に他の実施形態では、２回以上の非生産用マスターバッチ混合段階を使用し、ホエイタンパク質成分を最終非生産用マスターバッチ混合段階において添加する。
【００８５】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態によるゴム組成物の調製方法の特定の実施形態では、（１回又は複数回の）非生産用マスターバッチ混合段階は、約１３０℃〜約２００℃の温度で実施されてもよい。特定の実施形態では、最終生産用混合段階は、ゴム組成物の不要な早期硬化を回避するために加硫温度未満の温度で実施されてもよい。したがって、生産用混合段階の温度は、約１２０℃を超えてはならず、典型的には約４０℃〜約１２０℃、又は約６０℃〜約１１０℃、特に、約７５℃〜約１００℃である。
【００８６】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、少なくとも１回の非生産用混合段階と少なくとも１回の生産用混合段階とを含む方法に基づき調製される。特定の実施形態では、本開示のゴム組成物の調製方法は、（１）少なくとも１回の非生産用マスターバッチ段階において、１００ｐｈｒの少なくとも１種のゴムと、約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）の補強シリカ充填剤と、約０．１〜約１０ｐｈｒ（０．１〜１０ｐｈｒを含める）のホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分とを含むゴム組成物を混合することと、（２）最終生産用段階において、非生産用マスターバッチで得られた生成物を、上述の硬化剤パッケージなどの少なくとも１種の硬化剤と共に混合することと、を含む。本明細書に開示される第１の実施形態の特定の実施形態については、成分のリストには、ゴム組成物を形成するように混合される成分が含まれると理解されるべきである。したがって、このような実施形態では、ホエイタンパク質を、通例、１００％ホエイタンパク質ではないホエイタンパク質成分を介して添加する。本明細書に開示される第２の実施形態のうち特定の実施形態（すなわち、硬化処理されたゴム組成物）に関して、原料のリストは、硬化ゴム組成物中に存在する原料を含み、ホエイタンパク質の量が、その特定の供給源に関連することなく（例えば、ホエイタンパク質を提供するために使用される特定のホエイタンパク質成分に関連することなく）測定することができることを理解されたい。
【００８７】
本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、ゴム組成物は、少なくとも１回の非生産用混合段階と少なくとも１回の生産用混合段階とを含む方法に基づき調製される。本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のうち特定の実施形態では、本開示のゴム組成物の調製方法は、（１）少なくとも１回の非生産用マスターバッチ段階において、１００ｐｈｒの少なくとも１種のゴムと、約５〜約２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）の補強シリカ充填剤と、約０．１〜約１０ｐｈｒ（０．１〜１０ｐｈｒを含める）のホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分と、約０．５〜約２０ｐｈｒ（０．５〜２０ｐｈｒを含める）のシリカカップリング剤とを含むゴム組成物を混合することと、（２）最終生産用段階において、非生産用マスターバッチで得られた生成物を、上述の硬化剤パッケージなどの少なくとも１種の硬化剤と共に混合することと、を含む。特定の実施形態では、シリカカップリング剤を、シリカカップリング剤の補強シリカ充填剤に対する重量比が、約１：１００〜約１：２０（１：１００〜１：２０を含める）であるような量で使用する。
【００８８】
既に論じたとおり、本明細書に開示される特定の実施形態は、本明細書に別途開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物を含む、すなわち、少なくとも１種のゴム、約５〜２００ｐｈｒ（５〜２００ｐｈｒを含める）の補強シリカ充填剤、及び約０．１〜約１０ｐｈｒ（０．１〜１０ｐｈｒを含める）のホエイタンパク質を提供するのに十分な量のホエイタンパク質成分（又は硬化ゴム組成物について述べる場合、約０．１〜約１０ｐｈｒのホエイタンパク質（０．１〜１０ｐｈｒのホエイタンパク質を含める））を含む、タイヤ、タイヤトレッド、及びタイヤサイドウォールを含む。より具体的には、本開示は、本明細書に別途開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物を含むタイヤと、本明細書に別途開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物を含むタイヤトレッドを含むタイヤと、本明細書に別途開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物を含むタイヤトレッドと、本明細書に別途開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物を含むタイヤ側面部を含むタイヤと、本明細書に別途開示されている第１〜第３の実施形態のゴム組成物を含むタイヤ側面部とを含む。通常、本明細書に開示される第１〜第３の実施形態のゴム組成物をタイヤ、タイヤトレッド、又はタイヤ側面部中で利用するとき、これらの組成物は、標準的ゴムシェイピング、成形、及び硬化技術などの、一般的なタイヤ製造技術によって、タイヤ構成要素へと加工される。トレッド、側面部、ベルトスキム、及びカーカスが挙げられるが、これらに限定されない、様々なゴムタイヤ構成要素のうち任意のものを製造できる。典型的に、タイヤ構成要素の加硫は、加硫性組成物を成形型内で加熱することによって達成され、例えば、成形型は、約１４０℃〜約１８０℃に加熱されてもよい。硬化又は架橋されたゴム組成物は、加硫ゴム（一般的に熱硬化性の三次元ポリマー網状組織を含有する）と呼ばれることもある。加工助剤及び充填剤などのその他成分は、加硫化した網状組織全体に均一に分散されてよい。特定の実施形態では、本明細書に開示されるゴム組成物を含有する空気入りタイヤが、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第５，８６６，１７１号、同第５，８７６，５２７号、同第５，９３１，２１１号、及び同第５，９７１，０４６号に記載されるように製造できる。
【実施例】
【００８９】
以下の実施例は、特定の及び代表的な実施形態、並びに／又は本開示の実施形態の特徴を例示するものである。実施例は、単に説明の目的で提供されており、本開示を限定するものとして解釈すべきでない。本開示の実施形態の趣旨及び範囲を逸脱することなく、これらの特定の実施例に対する多くの変更が可能である。実施例で利用されるホエイタンパク質（種類及び量の両方）は、実施例で使用されるもの（すなわち、前述のパラグラフに完全に開示されている）と量、組成、又はその両方とも異なるゴム、充填剤、及び他の原料と共に利用することができることを明確に理解されたい。その上、ホエイタンパク質は、実施例で提供されたもの（すなわち、前述のパラグラフに完全に開示されている）と異なる量及び供給源で利用することができる。
【００９０】
実施例１〜９では、補強シリカ充填剤含有ゴム組成物を、多様な量のホエイタンパク質及びシリカカップリング剤と共に、様々なゴムを使用して調製した。実施例１では、ポリブタジエンと組み合わせた天然ゴムを利用し、実施例２では、ポリブタジエンと組み合わせた合成ポリイソプレンゴムを利用し、実施例３では、天然ゴムと組み合わせたポリブタジエンを利用し、実施例４では、天然ゴムと組み合わせたスチレン−ブタジエンゴムを利用し、実施例５では、天然ゴムと共に相対的により高表面積（実施例１〜４と比較して）のシリカを利用し、実施例６では、天然ゴム及びポリブタジエンと組み合わせたメルカプトシランを利用し、実施例７では、天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムと共に事前反応させたシリカを利用し、実施例８では、天然ゴム及びポリブタジエンと組み合わせた代替のホエイタンパク質成分（スイートホエイ又はホエイタンパク質分離物）を利用し、実施例９では、多様な配置のホエイタンパク質成分と共に天然ゴム及びポリブタジエンを利用する。ゴム組成物を、表１Ａ〜６Ａに示す配合物に基づき、４段階の混合プロセス（すなわち、２回のマスターバッチ段階、再練り、及び最終バッチ）で調製した。使用された各成分の量は、ゴム１００部当たりの部（ｐｈｒ）で標記されている。これらの配合物に対して使用された混合プロセスは、以下の表１Ｂで概要を述べる。実施例１〜７及び９で利用したホエイタンパク質成分は、酸ホエイ（およそ１２重量％のタンパク質を含有する）であった。実施例８に関して、スイートホエイはおよそ１２重量％のタンパク質を含有し、ホエイタンパク質分離物はおよそ９２重量％のタンパク質を含有し、酸ホエイは、実施例１〜６及び８で使用したものと同一（すなわち、およそ１２重量％のタンパク質を含有する）であった。
【００９１】
硬化後、ゴム組成物のそれぞれに関して、引張特性について試験を行った。表１Ａ〜９Ａの配合物の試験結果を、以下の表１Ｄ〜９Ｄに示す。略語Ｅｂは破断点伸びについて、Ｔｂは破断点応力について使用され、これらの測定値は、タイヤトレッドに組み込まれたときに特に問題とされる、ゴム組成物の引き裂き耐性を判定する目安となる。略語Ｍ３００は、３００％の伸びにおける引張応力について使用される。略語Ｅ’は、動的貯蔵弾性率について使用され、ゴム組成物の硬度の尺度を提供し、乾燥道路表面上での操安性（ドライ性能）は、一般にＥ’により影響を受け、高値が好ましい。表１Ｄ〜９Ｄに列挙した指標値は、本開示に基づく配合物に関する値を、対照に関するそれぞれの値と比較する（すなわち、試験値を対照値で除する）ことにより決定した。
【００９２】
サンプルの機械的引張特性は、これには限定されないが、ＡＳＴＭ  Ｄ−４１２に記載される標準的手順に従い、幅の断面寸法４ｍｍ、中心部厚さ１．９ｍｍのダンベル型サンプルを用いて測定した。標本を一定速度でひずませ、得られる力を、伸び（ひずみ）に応じて記録した。試験片の元の断面積を参照した工学応力として、力の測定値を以下の表に示す。それに反して規定されない限り、２５℃で標本の試験を行った。サンプルを、１５０℃で４０分間、硬化した。
【００９３】
動的貯蔵弾性率（Ｅ’）及びｔａｎδ値を、動的機械的熱分光計（Ｇａｂｏ  Ｑｕａｌｉｍｅｔｅｒ  Ｔｅｓｔａｎｌａｇｅｎ  ＧｍｂＨ（Ａｈｉｄｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）のＥｐｌｅｘｏｒ（登録商標）５００Ｎ）を、以下の条件で、測定モード：引張試験モード、測定周波数：５２Ｈｚ、５０〜−５℃で０．２％ひずみ、−５〜６５℃で１％ひずみを適用、測定温度（以下の表１Ｃで述べる）、サンプル形状：幅４．７５ｍｍ×長さ２９ｍｍ×厚さ２．０ｍｍで用いて、測定した。タイヤトレッド内に組み込まれるとき、０℃におけるゴム組成物のｔａｎδは、その湿式牽引力を示し、タイヤトレッド内に組み込まれるとき、３０℃におけるｔａｎδは、その乾燥牽引力を示し、タイヤトレッド内に組み込まれるとき、６０℃におけるｔａｎδは、その転がり抵抗を示す。
【００９４】
ＭＨ及びＭＬ値を、Ａｌｐｈａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからのダイ可動式硬化ＭｏｎｓａｎｔｏレオメータＭＤＲ２０００を１６０℃で使用して、これには限定されないが、ＡＳＴＭ−Ｄ２０８４ガイドラインに従って測定した。測定値は、指標値を作成する前にｋｇ−ｃｍであった。ＭＨは最大トルクを表し、ＭＬは最小トルクを表す。
【００９５】
本明細書で開示される粘度は、Ａｌｐｈａ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのローターレスＲＰＡ（Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）装置を使用して測定される、実動粘度である。測定は、以下のＡＳＴＭ  Ｄ  ６２０４の概要に従って行われるが、厳密ではない。ＡＳＴＭ  Ｄ  ６２０４に従って、３点周波数掃引を実行した。ゴム組成物を、１３０℃で１分間、予熱した。ＡＳＴＭ手順に準拠して、１３０℃で歪み掃引を行い、歪み１００パーセント及び１Ｈｚで行った。報告された粘度データは、１３０℃（２６６°Ｆ）で行って得たものであり、０．２分におけるＧ’である。
【００９６】
【表１Ａ】
0006538170.tif 000002
【００９７】
【表１Ｂ】
0006538170.tif 000003
【００９８】
【表２Ａ】
0006538170.tif 000004
【００９９】
【表３Ａ】
0006538170.tif 000005
【０１００】
【表４Ａ】
0006538170.tif 000006
【０１０１】
【表５Ａ】
0006538170.tif 000007
【０１０２】
【表６Ａ】
0006538170.tif 000008
【０１０３】
【表７Ａ】
0006538170.tif 000009
【０１０４】
【表８Ａ】
0006538170.tif 000010
【０１０５】
【表９Ａ】
0006538170.tif 000011
【０１０６】
【表１Ｄ】
0006538170.tif 000012
【０１０７】
【表２Ｄ】
0006538170.tif 000013
【０１０８】
【表３Ｄ】
0006538170.tif 000014
【０１０９】
【表４Ｄ】
0006538170.tif 000015
【０１１０】
【表５Ｄ】
0006538170.tif 000016
【０１１１】
【表６Ｄ】
0006538170.tif 000017
【０１１２】
【表７Ｄ】
0006538170.tif 000018
【０１１３】
【表８Ｄ】
0006538170.tif 000019
【０１１４】
【表９Ｄ】
0006538170.tif 000020
【０１１５】
表１Ｄ〜９Ｄのデータを参照すると明らかなように、ホエイタンパク質の添加は、粘度が低下したゴム組成物をもたらす。低粘度により、ゴム組成物の加工可能性の改善がもたらされる。期待されるように、０％のホエイタンパク質で、各ゴム組成物の粘度は、シリカカップリング剤の量が増加するにつれて低下する。しかし、驚いたことに、ホエイタンパク質をゴム組成物に添加すると、低シラン組成物の粘度が、高シラン組成物の粘度に近づく。１０ｐｈｒのホエイタンパク質成分濃度（１．２ｐｈｒのホエイタンパク質）において、０％のシランを有するゴム組成物は、４％のシランを有するゴム組成物と本質的に同一の粘度を有する。１０ｐｈｒのホエイタンパク質成分及び０％か４％のいずれかのシランを有するゴム組成物は、０ｐｈｒのホエイタンパク質成分及び８％のシランを有する組成物より低い粘度を有し、これらのゴム組成物は、１０ｐｈｒのホエイタンパク質成分及び８％のシランを含有するゴム組成物よりわずかに粘稠性であるのみである。
【０１１６】
実施例１０及び１１：実施例１０及び１１では、補強シリカ充填剤含有ゴム組成物を、多様な量のホエイタンパク質及びセルロースエステルかデンプン充填剤のいずれかと共に、様々なゴムを使用して調製した。実施例１０では、ゴム成分として、ポリブタジエンと組み合わせた天然ゴムを利用し、実施例１１では、ゴム成分として、ポリブタジエンと組み合わせたスチレン−ブタジエンゴムを利用する。その上、実施例１０では、第１のマスターバッチか又は第２のマスターバッチのいずれかにおいて、ホエイタンパク質、セルロースエステル、又はその両方を添加した。ゴム組成物を、表１０Ａ〜１１Ａに示す配合物に基づき、４段階の混合プロセス（すなわち、２回のマスターバッチ段階、再練り、及び最終バッチ）で調製した。使用された各成分の量は、ゴム１００部当たりの部（ｐｈｒ）で標記されている。これらの配合物に対して使用された混合プロセスは、上述の表１Ｂで概要を述べる。実施例１０及び１１で利用したホエイタンパク質成分は、酸ホエイ（およそ１２重量％のタンパク質を含有する）であった。実施例１１では、ホエイタンパク質、デンプン、又はその両方を第２のマスターバッチにおいて添加した。
【０１１７】
【表１０Ａ】
0006538170.tif 000021
【０１１８】
【表１１Ａ】
0006538170.tif 000022
【０１１９】
硬化後、ゴム組成物のそれぞれに対して、上述の実施例１〜９に関する手順に従って、様々な特性について試験を行った。結果を以下の表１０Ｄ及び１１Ｄに報告する。表１０Ｄ〜１１Ｄに列挙した指標値は、本開示に基づく配合物に関する値を、対照に関するそれぞれの値と比較する（すなわち、試験値を対照値で除する）ことにより決定した。
【０１２０】
【表１０Ｄ】
0006538170.tif 000023
【０１２１】
【表１１Ｄ】
0006538170.tif 000024
【０１２２】
表１０Ｄのデータからわかるように、実施例１０−３及び１０−７におけるセルロースエステルのみの添加（すなわち、いかなるホエイタンパク質も伴わない）は、両方とも対照例１０−１と比較して、セルロースエステルを第２マスターバッチ段階において添加した場合、粘度の低下をもたらしたが、セルロースエステルを第１マスターバッチ段階において添加した場合、粘度の増加をもたらした。実施例１０−２及び１０−６におけるホエイタンパク質のみの添加（すなわち、いかなるセルロースエステルも伴わない）は、対照例１０−１と比較して、粘度の低下をもたらした。実施例１０−４、１０−５、１０−８、及び１０−９において、セルロースエステルと共にホエイタンパク質を添加した場合も、対照例１０−１と比較して、粘度の低下をもたらし、粘度低下の大きさは、それぞれが添加されるマスターバッチ段階に応じて変わり、ホエイタンパク質及びセルロースエステルを共に（第１か第２のマスターバッチ段階のいずれかにおいて）添加した場合、相対的に大きい粘度低下が起きた。ホエイタンパク質とセルロースエステルとを組み合わせた添加に関して、ホエイタンパク質を第２マスターバッチ段階において添加し、セルロースエステルを第１マスターバッチ段階において添加した場合（実施例１０−９）、最も小さい粘度低下が起きた。ホエイタンパク質とセルロースエステルとを組み合わせた添加に関して、ホエイタンパク質の第１マスターバッチにおける添加（実施例１０−４及び１０−５）は、対照例１０−１と比較して、かつホエイタンパク質を第２マスターバッチで添加する、ホエイタンパク質とセルロースエステルとを組み合わせた添加（実施例１０−８及び１０−９）と比較して、Ｅｂの増加をもたらし、このＥｂの増加は、セルロースエステルを添加する時期に依存しなかった。セルロースエステルを伴わないホエイタンパク質のみの添加（実施例１０−２及び１０−６）は、Ｔｂの増加又は減少をもたらし、ホエイタンパク質を第１マスターバッチで添加するか又は第２マスターバッチで添加するかに応じて変わった。
【０１２３】
表１１Ｄのデータからわかるように、いかなるホエイタンパク質も伴わないデンプンの使用（実施例１１−３）は、対照（例１１−１）と比較して、粘度のわずかな低下をもたらした。いかなるデンプンも伴わないホエイタンパク質の使用（実施例１１−２）は、対照と比較して、粘度の低下をもたらした（上述の表１Ｄ〜９Ｄのデータと一致）。ホエイタンパク質とデンプンとを組み合わせた使用（実施例１１−４）は、対照例（１１−１）と比較して、粘度の低下をもたらしたが、その低下は、ホエイタンパク質のみの使用（すなわち、いかなるデンプンも伴わない）により得られたものより小さかった。
【０１２４】
本出願は、本明細書に開示される組成物及び方法の実施形態が開示される数値範囲全体で実行できるため、明確な範囲限界が明細書内に言葉どおりに言及されていなくても、開示される数値範囲内の任意の範囲を支持する、いくつかの数値範囲限界を開示している。実質的に任意の複数又は単数の用語を本明細書で用いることに関して、当業者は、状況又は用途に適切となるように、複数から単数へ、又は単数から複数へ置き換えることができる。様々な単数又は複数の置き換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的に記述されない場合がある。
【０１２５】
一般的に、当業者は、本明細書及び特に添付の特許請求の範囲で使用された用語は、概して「オープン」な用語を意図していることを理解するだろう。例えば、用語「含む」は、「含むがこれらに限定されない」と解釈されるべきであり、用語「有する」は、「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、用語「挙げられる」は、「挙げられるがこれらに限定されない」と解釈されるべきである。更に、当業者は、前置きされた請求項の記載において特定の数が意図される場合、そのような意図は当該請求項中に明示的に記載されるものとし、そのような記載がない場合は、そのような意図も存在しないことを理解するだろう。例えば、理解を助けるものとして、以下の添付の特許請求の範囲には、請求項の記載を前置きするために、前置き語句「少なくとも１つ」及び「１つ又は２つ以上」の使用を含む場合がある。しかしながら、かかる語句の使用は、同じ請求項が、前置き語句「１つ又は２つ以上」又は「少なくとも１つ」、及び、「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の記載の前置きが、そのように前置きされた請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、かかる記載を１つのみ含む発明に限定することを意味するものとして解釈されてはならず（例えば、「ａ」又は「ａｎ」は、典型的には、「少なくとも１つ」又は「１つ又は２つ以上」を意味すると解釈されるべきである）、請求項の記載の前置きに使用される定冠詞の使用についても同じことが言える。加えて、前置きされた請求項の記載において特定の数が明示的に記載される場合でも、当業者は、かかる記載が、少なくとも記載される番号を意味するものと解釈されるべきであることを理解している（例えば、他の修飾語句を持たない明らかな記載である「２つの記載」は、典型的には、少なくとも２つの記載、又は２つ若しくはそれ以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうち少なくとも１つ」に類似する慣例表現を用いる場合、一般に、かかる構成は、当業者がその慣例を理解し得るという意味において意図される（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうち少なくとも１つを有するシステム」として、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢを共に、Ａ及びＣを共に、Ｂ及びＣを共に、並びに／又は、Ａ、Ｂ、及びＣを共になどを有するシステムが挙げられ得るが、これらに限定されない）。更に、当業者は、事実上、２つ又はそれ以上の代替用語を示す任意の離接的単語又は語句は、明細書、請求項、又は図面を問わず、これらの用語のうちの１つ、これらの用語のうちのいずれか、又はこれらの用語の両方を含む可能性を企図すると理解されるべきであることを、理解するであろう。例えば、語句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるだろう。
【０１２６】
特許、特許出願、及び非特許文献を含むがこれらに限定されない全ての参考文献は、それらの全体を参照により本明細書に組み込まれる。
【０１２７】
組成物及び方法の様々な態様及び実施形態が本明細書に開示されているが、別の態様及び実施形態が、当業者には明らかであろう。本明細書に開示される様々な態様及び実施形態は、例示目的であり、特許請求の範囲に示されている真の範囲及び趣旨を限定することを意図していない。