(57)【要約】【課題】物理特性のバランスには許容される反発特性とバランスした比較的高い硬度および耐摩耗特性が含まれる物理特性のバランスの優れたトレッドを有するタイヤの提供する。【解決手段】ゴム補強カーボンブラックおよび沈降シリカの組合せで補強され、カーボンブラックがそうした補強剤の大部分である天然ゴムリッチゴム組成物のトレッドを有するタイヤ。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００重量部エラストマー当たりの重量部ベース（ｐｈｒ）で、
（Ａ）（１）少なくとも９６％のシス１，４−含有量を有し、−６０℃〜−７０℃の範囲のＴｇ（ガラス転移温度）を有するシス１，４−ポリイソプレン天然ゴム７０〜９０ｐｈｒ、
（２）少なくとも９６％のシス１，４−含有量を有し、−９０℃〜−１１０℃の範囲のＴｇを有するシス１，４−ポリブタジエンゴム５〜１５ｐｈｒ、および
（３）２０〜２５重量％の範囲のスチレン含有量を有し、−４０℃〜−６０℃の範囲のＴｇを有するスチレン／ブタジエンコポリマーゴム５〜１５ｐｈｒ
であるジエン系エラストマーと、
（Ｂ）２５〜４０ｐｈｒのゴム補強カーボンブラックを含む前記カーボンブラックおよび沈降シリカからなる粒子状補強充てん材であって、前記カーボンブラックと前記シリカの重量比が１．１／１〜１．３／１の範囲であり、
（１）前記カーボンブラックが１１０〜１３０ｍｇ／ｇの範囲のヨウ素価および１２０〜１４０ｍｌ／１００ｇの範囲のジブチルフタレート（ＤＢＰ）値を有し、かつ
（２）前記シリカが１４０〜１８０ｍ2／ｇの範囲の窒素表面積値（ＢＥＴ）を有する補強充てん材４８〜７６ｐｈｒと、
（Ｃ）前記沈降シリカの表面上に含まれたヒドロキシル基と反応性を有する部分と、平均２〜２．６個または３．５〜４個の連結硫黄原子をそのポリスルフィドブリッジ中に有するビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドのような前記ジエン系エラストマーとの相互作用性をもつ他の部分とを有するカップリング剤
とを含む天然ゴムリッチで、カーボンブラックリッチな、シリカ含有硫黄硬化ゴム組成物の外周トレッドを有することを特徴とするタイヤであって、前記硫黄硬化タイヤトレッドゴム組成物が以下の、すなわち
（１）６６〜７２の範囲のショアーＡ硬度（２３℃）、
（２）１．８〜２．４ＭＰａの範囲のＧ’値、
（３）７３〜９９の範囲のＤＩＮ耐摩耗性（１Ｎ）（ｍｍ3対体積損失）、
（４）６４〜７０％の範囲の反発値（１００℃）、
（５）０．１２〜０．１６の範囲の損失正接（９０℃）値、
（６）２５〜４０Ｎ／ｍｍの範囲の熱引裂き抵抗値（１００℃）および
（７）１３〜１６％の範囲の耐損傷性指数（ＤＲＩ）
の物理特性バランスを有するタイヤ。
【請求項２】
前記カップリング剤が、そのポリスルフィドブリッジ中に平均３．５〜４個の連結硫黄原子を有するビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドであり、前記スチレン／ブタジエンコポリマーゴムがスチレンと１，３−ブタジエンモノマーとの水系乳化重合によって製造されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記カーボンブラックがＮ１２１（ＡＳＴＭ標示）ゴム補強カーボンブラックであることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム補強カーボンブラックと沈降シリカの組合せによって補強された天然ゴムリッチゴム組成物のトレッドを有するタイヤであって、そうした補強剤中でカーボンブラックが大部分を占めるタイヤに関する。１つの態様では、トレッドゴムは物理特性のバランスを有する。このような物理特性のバランスには、許容される反発特性とバランスした比較的高い硬度および耐摩耗特性が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
空気式タイヤは、それぞれが適切な有効性を目的とした特性を有する相互作用性構成要素の複合した構造の複合体である。タイヤの１つの重要な構成要素はタイヤの走行表面であるように設計されているトレッドである。
【０００３】
本発明のためには、例えば高温反発特性などの、許容される内部発熱特性と組み合わせた比較的高い硬度と耐摩耗特性を有するタイヤトレッドが望ましい。
【０００４】
硬度特性はタイヤトレッドの剛性と関係する。耐摩耗特性はタイヤトレッドとしてのトレッド摩耗に対する抵抗性に関係することがある。
【０００５】
高温反発特性は、比較的高い剛性のトレッドの、温度上昇を伴う内部発熱に耐える能力に関係することがあり、それはひいては作動条件下でのタイヤトレッドの耐久性に関係する
可能性がある。
【０００６】
１つの物理特性の最適化が、通常少なくとも他の１つの物理特性を損なうまたは遅らせることを理解されたい。したがって、許容される高温反発特性ももたらす、比較的高い硬度と耐摩耗特性のタイヤトレッドを提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、比較的高い剛性もしくは硬度、高い耐摩耗性、およびそうした比較的高い硬度と耐摩耗特性を有するトレッドゴムとして許容される高温反発特性がバランスしたゴム組成物のタイヤトレッドを提供することが望ましい。そうした物理特性のバランスは、カーボンブラックが補強充てん材の大部分を占める、高ストラクチャ−ゴム補強カーボンブラックと沈降シリカとの組合せのような補強充てん材で補強されたシス１，４−ポリブタジエンおよびスチレン／ブタジエンコポリマーゴムと共に、天然ゴムリッチタイヤトレッドゴム組成物を使用することによって、少なくとも一部は達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の記述では、本明細書で使用される「ゴム」および「エラストマー」という用語は、別段の指定のない限り、互換性をもって使用することができる。本明細書で使用される「ゴム組成物」、「コンパウンド化ゴム」および「ゴムコンパウンド」という用語は互換性をもって使用され、「種々の配合成分および材料でブレンドまたは混合されたゴム」を指す。このような用語は、ゴムの混合またはゴムコンパウンディング技術において技能を有する当分野の技術者によく知られている。
【０００９】
本発明の記述では、「ｐｈｒ」という用語はゴムまたはエラストマー１００重量部当たりのそれぞれの材料の重量部を指す。「ゴム」および「エラストマー」という用語は、別段の指定のない限り、互換性をもって使用できる。「硬化する」および「加硫する」という用語は、別段の指定のない限り、互換性をもって使用できる。
【００１０】
エラストマーのガラス転移点（Ｔｇ）は、別段の指定のない限り、１分当たり１℃の加熱速度でのＤＩＮ５３４４５によって測定する。
【００１１】
本発明によれば、
１００重量部エラストマー当たりの重量部ベース（ｐｈｒ）で、
（Ａ）（１）少なくとも９６％のシス１，４−含有量を有し、約−６０℃〜約−７０℃の範囲のＴｇを有するシス１，４−ポリイソプレン天然ゴム約７０〜約９０ｐｈｒ、
（２）少なくとも９６％のシス１，４−含有量を有し、約−９０℃〜約−１１０℃の範囲のＴｇを有するシス１，４−ポリブタジエンゴム約５〜約１５ｐｈｒ、および
（３）約２０〜約２５重量％の範囲のスチレン含有量を有し、約−４０℃〜約−６０℃の範囲のＴｇを有するスチレン／ブタジエンコポリマーゴム約５〜約１５ｐｈｒ
であるジエン系エラストマー１００ｐｈｒと、
（Ｂ）約２５〜約４０ｐｈｒあるいは約２５〜約３５ｐｈｒのゴム補強カーボンブラックを含む前記カーボンブラックおよび沈降シリカからなる粒子状補強充てん材であって、前記カーボンブラックと前記シリカの重量比が１．１／１〜１．３／１の範囲であり、
（１）前記カーボンブラックが約１１０〜約１３０ｍｇ／ｇの範囲のヨウ素価（ＡＳＴＭ  Ｄ１５１０）および約１２０〜約１４０ｍｌ／１００ｇの範囲のジブチルフタレート（ＤＢＰ）値（ＡＳＴＭ  Ｄ２４１４）を有し、かつ
（２）前記シリカが約１４０〜約１８０ｍ2／ｇの範囲の窒素表面積値（ＢＥＴ）を有する補強充てん材約４８〜約７６ｐｈｒあるいは約４８〜約６７ｐｈｒと、
（Ｃ）前記沈降シリカの表面上に含まれたヒドロキシル基（例えばシラノール基）と反応性を有する部分、および前記ジエン系エラストマーと相互作用性をもつ他の部分を有するカップリング剤
とを含む天然ゴムリッチで、カーボンブラックリッチな、シリカ含有硫黄硬化ゴム組成物の外周トレッドを有するタイヤを提供する。
【００１２】
このようなカップリング剤は、例えば平均２〜２．６個または３．５〜４個、好ましくは３．５〜４個の連結硫黄原子をそのポリスルフィドブリッジ中に有するビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドが好ましい。そうしたカップリング剤は、例えば前記沈降シリカに対して０．１〜約０．１５の範囲の重量比で使用することができる。
【００１３】
エラストマーの少なくとも７０重量％が天然シス１，４−ポリイソプレンゴムであるという意味で、ゴム組成物は天然ゴムリッチである。ゴム組成物の天然ゴム含有量を高めるのは、ゴム組成物の剛性および耐損傷性、ならびに熱耐久性を増進させる助けとなることを目的としている。
【００１４】
タイヤトレッド用のゴム組成物中で耐摩耗性を増進させるのにシス１，４−ポリブタジエンゴムがよく使用されるが、タイヤトレッドゴム組成物での耐損傷性の増進を助けるために、このゴム組成物のシス１，４−ポリブタジエンゴム含有量は約５〜約１５ｐｈｒに制限する。
【００１５】
タイヤトレッドのタイヤハンドリングおよびウェットスキッド（ウェットトラクション）性能を増進させるのを助けるために、第３のエラストマー、すなわち、好ましくは水系乳化重合（スチレンと１，３−ブタジエンモノマーの重合）によって製造されたスチレン／ブタジエンコポリマーゴムを使用する。
【００１６】
ゴム組成物のための補強充てん材の大部分は、適切な耐摩耗性を増進させるのを助けるための微粒子（高ヨウ素価）、高ストラクチャ−（高ジブチルフタレートもしくはＤＢＰ値）カーボンブラックである。補強充てん材の少量部分は、低い熱生成または高い高温反発値を増進させ、かつ耐損傷性の増進を助けるための、シリカカップリング剤と一緒にした沈降シリカである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
具体的には、比較的高いヨウ素価と比較的高いジブチルフタレート（ＤＢＰ）値を有する高ストラクチャ−カーボンブラック、すなわち比較的小さい粒子径（高ヨウ素価）で比較的高ストラクチャ−（比較的高いＤＰＢ値）のものが使用される。そうしたカーボンブラックは通常タイヤトレッド中で耐摩耗性を増進させるために使用される。このようなカーボンブラックの代表例は、例えば、バンダービルト−ゴムハンドブック（Ｔｈｅ  Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ）（１９７８年版）、４１７頁に他のゴム補強カーボンブラックと一緒に報告されている、ＡＳＴＭ標示によるＮ１２１である。その中で、そうしたＮ１２１ゴム補強カーボンブラックは約１２０ｍｇ／ｇの典型的なヨウ素価および約１３０ｍｌ／１００ｇの典型的なＤＢＰ値を有するものとして報告されている。
【００１８】
沈降シリカは約１４０〜約１８０ｍ2／ｇの範囲の窒素（ＢＥＴ）表面積値を有する合成アモルファスシリカである。そうした窒素表面の値は、例えばＢｒａｕｎａｕｅｒ、ＥｍｍｅｔｔおよびＴｅｌｌｅｒがＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、１９３８年２月、第６０巻、３０９頁に記載している方法によって測定できる。
【００１９】
実際には、タイヤトレッド用の硫黄加硫化天然ゴムリッチゴム組成物は有利な物理特性のバランスを有していることが好ましい。このような物理特性のバランスは、そうしたゴムコンパウンディング技術を有する技術者によれば、硫黄および加硫促進剤含有量ならびに適切な加硫時間および温度の調節による通常の実験によって必要以上の実験をしないで容易に可能である。
【００２０】
具体的には、硫黄加硫化ゴム組成物は約６５〜約７５の範囲のショアーＡ硬度（２３℃）（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０参照）、および約１．８〜約２．４ＭＰａの範囲のＧ’損失モジュラスで示される適切な剛性を有することが好ましい。Ｇ’モジュラスはＭｅｔｒａｖｉｂ（商標）装置、モデル番号ＶＡ３０００で、９０℃、６％歪みおよび７．８ヘルツ（試験方法はＩＳＯ４６６４およびＤＩＮ５３５１３と同様であると理解されたい）で容易に測定することができる。
【００２１】
ゴム組成物の剛性特性と組み合わせて、硫黄加硫化ゴム組成物がＤＩＮ５３５１６／ＡＳＴＭ  Ｄ５９６３による、１ニュートン力で約７５〜約９５相対体積損失（ｍｍ3）のＤＩＮ摩耗値で示される耐摩耗性を有することが好ましい。
【００２２】
ゴム組成物の剛性および耐摩耗特性と組み合わせて、硫黄加硫化ゴム組成物が、約６５〜約７０％の高温反発値（１００℃）と約０．１２〜約０．１６の範囲の損失正接(tan delta)（９０℃）で示されるように、特に比較的高い剛性値に対して比較的低い発熱特性を有することが好ましい。高温反発値はＡＳＴＭ  Ｄ１０５４で測定でき、損失正接値はＭｅｔｒａｖｉｂ（商標）装置、モデル番号ＶＡ３０００で、９０℃、６％歪みおよび７．８ヘルツ（試験方法はＩＳＯ４６６４およびＤＩＮ５３５１３と同様であると理解されたい）で測定できる。
【００２３】
ゴム組成物の剛性、耐摩耗性および低発熱特性と組み合わせて、硫黄加硫化ゴム組成物が、特に比較的高い硬度特性に対して、約２５〜約４０Ｎ／ｍｍの比較的高い熱引裂き抵抗特性（１００℃）および約１３〜約１６％の範囲の耐損傷性指数（ＤＲＩ）で示されるような、比較的高い耐損傷性特性を有することが好ましい。熱引裂き抵抗特性（引裂き強さ）測定は、サンプルと同一材料の他のサンプルとの剥離（ｐｅａｌ）接着について実施する。２．５ｃｍのサンプル幅を使用し、５ｍｍ幅の透明なマイラー（Ｍｙｌａｒ）プラスチックフィルム窓（ｗｉｎｄｏｗ）を２つの試験サンプル間に挿入すること以外は、ＡＳＴＭ  Ｄ４３９３の記載に見られるものである。これは、その間にあるマイラーフィルム窓と一緒に共硬化された同一被試験コンパウンドの２層間の界面接着を測定（Ｎ／ｍｍの単位で表される引張り力）するものである。マイラーフィルム窓の目的は、剥離される領域幅の境界を定めることである。ＤＲＩ特性は式：ＤＲＩ＝（Ｇ’／（３００％モジュラス））×（１００）によって決められる。本明細書では、この特性はコンパウンドのクラッキングおよび引裂きの伝播抵抗を測るもしくは示すものであるとする。実際には、硫黄加硫化ゴム組成物の３００％モジュラス値（リングモジュラスＡＳＴＭ  Ｄ４１２参照）は例えば約１３．８〜約１５ＭＰａの範囲でよい。
【００２４】
本明細書では、本発明の重要な態様は、高温反発（１００℃）値ならびに比較的高い耐損傷性指数（ＤＲＩ）および高温引裂き抵抗で示される許容される発熱容量を維持すると同時に、硬度と耐摩耗性物理特性が最適化された組合せを有するゴム組成物のトレッドであるものとする。
【００２５】
このことは、タイヤトレッド用の天然ゴムリッチゴム組成物には剛性、耐摩耗性、熱生成および耐損傷性指数特性の重要かつ有利な妥協（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）がバランスして備わっているので、本明細書では重要であると考えられる。
【００２６】
本明細書では、物理特性の有利なバランスを達成するには、１つの態様では、シス１，４−ポリブタジエンゴムおよび乳化重合調製スチレン／ブタジエンゴムと、著しく高いストラクチャ−ゴム補強カーボンブラックおよび沈降シリカとそのカップリング剤と一緒になって剛性、耐損傷性および熱耐久性の増進を助ける、ゴム組成物の天然ゴム高含有量が重要な要素となる。
【００２７】
したがって、本発明の１つの態様として以下の、すなわち
（１）約６６〜約７２の範囲のショアーＡ硬度（２３℃）、
（２）約１．８〜約２．４ＭＰａの範囲のＧ’値、
（３）約７３〜約９９の範囲のＤＩＮ耐摩耗性（１Ｎ）（ｍｍ3対体積損失）、
（４）約６４〜約７０％の範囲の反発値（１００℃）、
（５）０．１２〜０．１６の範囲の損失正接（９０℃）値、
（６）約２５〜約４０Ｎ／ｍｍの範囲の熱引裂き抵抗値（１００℃）および
（７）約１３〜約１６％の範囲の耐損傷性指数（ＤＲＩ）、
の物理特性のバランスを有する硫黄加硫化ゴム組成物のトレッドを有するタイヤを提供する。
【００２８】
本明細書では、本発明の重要な態様は、天然ゴムリッチであり選択された、ゴム補強カーボンブラックと沈降シリカを含有するゴム組成物を使用することによる、車両用タイヤトレッドのための、剛性、耐摩耗性、熱生成および耐損傷性指数の間の上記の妥協的なバランスであると考えられる。
【００２９】
示した範囲でのショアーＡ硬度値およびＧ’値を増進させることに限っては、本明細書では、本発明の重要な態様は、カーボンブラックおよび沈降シリカの示した選択的な補強剤を投入（ｌｏａｄｉｎｇ）すること、および大部分が高ストラクチャ−カーボンブラックであることと共に、３つのエラストマーからなるゴム組成物の天然ゴム含有量が高いことである。
【００３０】
ＤＩＮ耐摩耗性値、高温引裂き抵抗値および耐損傷性指数（ＤＲＩ）を増進させることに限っては、本明細書では、本発明の重要な態様は、比較的多く補強充てん材を投入することおよび補強充てん材の種類の選択、ならびにそれぞれのエラストマーの選択の寄与であると考えられる。
【００３１】
反発（１００℃）値および損失正接（９０℃）値を増進させることに限っては、本明細書では、本発明の重要な態様は、示した沈降シリカがそのカップリング剤と一緒である場合、比較的多くシリカ補強充てん材を投入することであると考えられる。
【００３２】
充てん材を含む、空気式タイヤの成分用のゴム組成物は、様々な硫黄加硫性構成ゴムを、例えば硫黄、活性剤、加硫遅延剤および加硫促進剤などの硬化助剤、ゴム加工油、粘着付与樹脂を含む樹脂、シリカおよび可塑剤などの加工用添加剤、充てん材、顔料、あるいはトールオイル樹脂、酸化亜鉛、ワックス、老化防止剤およびオゾン劣化防止剤などの他の材料、素練り促進剤および示した高ストラクチャ−カーボンブラックおよび沈降シリカなどの補強材料などの通常使用される種々の添加剤材料と混合することなどの、ゴムコンパウンディング技術分野で一般に知られている方法によってコンパウンド化することができることは、当分野の技術者によって容易に理解されるはずである。当分野の技術者に知られているように、硫黄加硫可能であり硫黄加硫化された材料（ゴム）の目的とする使用に応じて、特定の上記の添加剤を選択し、通常これを常法の量で使用する。
【００３３】
使用する場合は粘着付与剤樹脂および剛性樹脂を含み、使用する場合は非反応性フェノールホルムアルデヒドの粘着付与樹脂、また反応性フェノールホルムアルデヒド樹脂およびレゾルシノール、またはレゾルシノールおよびヘキサメチレンテトラミンからなるスティッフナ樹脂も含めて、一般的には樹脂の量をまとめて約１〜１０ｐｈｒ含むことができる。その粘着付与剤樹脂は、使用する場合最低で１ｐｈｒであり、スティッフナ樹脂は、使用する場合最低で３ｐｈｒである。そうした樹脂をフェノールホルムアルデヒド形樹脂と称する場合もある。加工助剤の一般的な量は約４〜約１０．０ｐｈｒである。老化防止剤の一般的な量は１〜約５ｐｈｒである。代表的な老化防止剤は、例えばジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンおよびバンダービルト−ゴムハンドブック（１９７８年）、３４４〜３４６頁に記載されている他のものでよい。適切なオゾン劣化防止剤およびワックス、具体的には微晶質ワックスは、バンダービルト−ゴムハンドブック（１９７８年）、３４６〜３４７頁に示されているタイプのものでよい。オゾン劣化防止剤の一般的な量は１〜約５ｐｈｒである。ステアリン酸および／またはトールオイル脂肪酸の一般的な量は約１〜約３ｐｈｒでよい。酸化亜鉛の一般的な量は約２〜約８または１０ｐｈｒである。ワックスの一般的な量は１〜約５ｐｈｒである。素練り促進剤（ｐｅｐｔｉｚｅｒ）の一般的な量は０．１〜約１ｐｈｒである。トレッドの上記物理特性が満足される限り、上記添加剤の存在および相対的な量は本発明の一態様ではない。
【００３４】
ゴム組成物の加硫は硫黄加硫剤の存在下で実施する。適切な硫黄加硫剤の例には、元素硫黄（遊離硫黄）あるいはアミンジスルフィド、ポリマー性ポリスルフィドまたは硫黄オレフィン付加体などの硫黄供与形加硫剤が含まれる。硫黄加硫剤は元素硫黄が好ましい。当分野の技術者には知られているように、硫黄加硫剤は約０．５〜約８ｐｈｒの範囲の量、本発明での使用に望ましい剛性ゴムのためには好ましくは２〜約５ｐｈｒの範囲で使用される。
【００３５】
加硫促進剤は、加硫に必要な時間および／温度を制御し加硫物特性を改善するために使用される。１つの実施形態では、単一の加硫促進剤系、すなわち一次加硫促進剤を使用することができる。通常、一次加硫促進剤は約０．５〜約３ｐｈｒの範囲の量で使用する。他の実施形態では、加硫物特性を活性化し改善するために２種以上の加硫促進剤の組合せを用いることができる。
その場合、一般に一次加硫促進剤をより多い量（０．５〜約２ｐｈｒ）で使用し、一般に二次加硫促進剤をより少ない量（０．０５〜０．５０ｐｈｒ）で使用する。そうした加硫促進剤の組合せは歴史的に硫黄硬化ゴムの最終的な特性の相乗効果を生み出すことが知られており、加硫促進剤のどれか１つを単独に使用して作られるものよりある程度良好であることがよくある。さらに、通常の処理温度ではあまり影響を受けないが、普通の加硫温度で満足すべき硬化をもたらす、遅効性加硫促進剤を使用することができる。加硫促進剤の代表的な例には、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、ジチオカーバメートおよびキサンテートが含まれる。一次加硫促進剤はスルフェンアミドであることが好ましい。第２の加硫促進剤を使用する場合は、二次加硫促進剤はグアニジン、ジチオカーバメートまたはチウラム化合物が好ましい。しかし、第２のスルフェンアミド加硫促進剤を使用してもよい。本発明の実施においては、高剛性ゴムのためには、１種または場合によって２種以上の加硫促進剤が好ましい。
【００３６】
本発明のトレッドゴム組成物を含むタイヤは、当分野の技術を有する技術者に容易に明らかである様々な方法によって構築し、造形し、成形しかつ硬化することができる。
【００３７】
本発明を以下の実施例によって示す。これらは説明のためだけであり、本発明の範囲またはそれを実施する方法を制限すると見なされるべきではない。特に別に示さない限り、部およびパーセントは重量で表す。これは丸められている場合もある。
【実施例】
【００３８】
実施例１
シス１，４−ポリイソプレン天然ゴム、シス１，４−ポリブタジエンゴムおよび乳化重合で調製したスチレン／ブタジエンゴム、ならびに高ストラクチャ−カーボンブラック、沈降シリカおよびカップリング剤を含む硫黄硬化性ゴム組成物を調製する。
【００３９】
対照サンプルＡをシス１，４−ポリイソプレンゴム、シス１，４−ポリブタジエンゴムおよび、そうしたカーボンブラックの代表的なヨウ素価およびＤＢＰ値を列挙している前記バンダービルト−ゴムハンドブック、４１７頁に参照の先に引用したＡＳＴＭ標示によるＮ１２１の高ストラクチャ−ゴム補強カーボンブラックを含む対照ゴム組成物として提供する。
【００４０】
サンプルＢは、ＡＳＴＭ標示のＮ１２１カーボンブラックの高ストラクチャ−ゴム補強カーボンブラック、沈降シリカおよびカップリング剤である補強充てん材であって、高ストラクチャ−カーボンブラックが補強充てん材の大部分である充てん材を含む、天然ゴムリッチエラストマー組成物を含む。
【００４１】
非生産的（硫黄および加硫促進剤を添加しない）混合ステップで、サンプルをインターナルゴムミキサー中で配合成分を混合して調製し、続いて生産的（より低い混合温度で硫黄と加硫促進剤を添加する）混合ステップにかけた。各混合ステップの後ゴム組成物をゴムミキサーから取り出し、各混合ステップ後オープンミルでシート化し４０℃未満に冷却させた。配合成分を非生産的混合ステップで約２分間混合し温度を約１４５℃とした。後続の生産的混合ステップを約２分実施し温度を約１１５℃とした。
【００４２】
表１は対照サンプルＡおよびサンプルＢのゴム組成物の調製のために使用した配合成分を示す。
【００４３】
対照
サンプルＡ        サンプルＢ
非生産的混合ステップ
（１４５℃へ）共通材料
シス１，４−ポリイソプレンゴム1        ８０              ８０
シス１，４−ポリブタジエンゴム2        ２０              １０
スチレン／ブタジエンゴム3                ０              １０
高ストラクチャ−カーボンブラック4      ４６              ３２
沈降シリカ5                              ０              ２７
カップリング剤6                          １．５            ３．５
老化防止剤7                              ２                １．５
脂肪酸8                                  ４                ３
パラフィン系加工油                       ０                ２
酸化亜鉛                                 ５                ３
生産的混合ステップ  （１１５℃へ）
加硫促進剤9                              １．３            ２
硫黄                                     １．３            １
1少なくとも９６％のシス１，４−含有量および約−６５℃のＴｇを有する天然シス１，４−ポリイソプレンゴム。
【００４４】
2ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー（Ｔｈｅ  Ｇｏｏｄｙｅａｒ  Ｔｉｒｅ  ＆  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ）からＢｕｄｅｎｅ１２０７として入手した、少なくとも９６％のシス１，４−含有量および約−１００℃のＴｇを有するシス１，４−ポリブタジエンゴム。
【００４５】
3ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーからのＰｌｉｏｆｌｅｘ１５０２ＮＮ（商標）で、スチレンと１，３−ブタジエンモノマーの水系乳化重合によって調製された、約２３．５％のスチレン含有量および約−５０℃のＴｇを有するスチレン／ブタジエンコポリマーゴム。
【００４６】
4ＡＳＴＭ標示のＮ１２１カーボンブラック
5約１４０〜約１８０ｍ2／ｇの範囲内のＢＥＴ窒素表面積を有するＲｈｏｄｉａ社のＺｅｏｓｉｌ  １１６５ＭＰ（商標）
6テトラスルフィドと称されることもあるそのポリスルフィドブリッジ中に、平均約３．５〜約４個の連結硫黄原子を５０／５０の重量比で炭素上に担持して含むビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドとしての、Ｄｅｇｕｓｓａ−ＨｕｌｌｓからのＳｉ６９（商標）のようなカップリング剤の複合体。表では、カップリング剤とカーボンブラックの複合体ベースで報告している。
【００４７】
7アミンをベースとした劣化防止剤
8オレイン酸およびリノール酸も含有するが大部分はステアリン酸
9スルフェンアミドをベースとした加硫促進剤
表１のゴム組成物を約１５０℃で約３２分間硬化させた。得られた種々の物理特性を以下の表２に示す。
【００４８】
対照
サンプルＡ        サンプルＢ
ビスコアナライザー
（Ｖｉｓｃｏ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）
（７．８ヘルツ、９０℃、６％歪み）1
Ｇ’（ＭＰａ）                          １．６          ２．１
損失正接                                ０．１３        ０．１４
モジュラス、３００％（ＭＰａ）          １３            １４．６
最終伸び率（％）                      ４８０          ４７０
ＤＩＮ摩耗（ｍｍ3損失、２３℃）       １１０            ８６
ショアーＡ硬度（２３℃）                ６４            ６９
高温反発（１００℃）                    ６９            ６７
引裂き抵抗（Ｎ／ｍｍ）                  ２２            ３０
耐損傷性指数（ＤＲＩ）                  １２．３        １４．４
1ビスコアナライザーは、Ｍｅｔｒａｖｉｂ社から型式番号ＶＡ３０００として入手した、ゴムサンプルのＧ’および損失正接値の測定に使用される分析装置である。これらのサンプルについて、サンプルに対して９０℃の温度、７．８ヘルツの周波数および６％の歪みでこの装置を作動させてデータを採取した。
【００４９】
表１から、シス１，４−ポリイソプレン天然リッチサンプルがＮ１２１の高ストラクチャ−カーボンブラックで調製されたことがわかる。サンプルＢはカップリング剤と一緒に沈降シリカも含む。本明細書では、サンプルＢのためのエラストマーの選定および量、ならびに補強充てん材の選定および量が、硫黄加硫化サンプルＢの物理特性、すなわち剛性（Ｇ’およびショアーＡ硬度）、耐摩耗性、熱生成（高温反発および損失正接）および耐損傷性（引裂き抵抗およびＤＲＩ）の値の有利な妥協を増進させるのに重要であると考えられる。
【００５０】
表２から、サンプルＢについて、
（Ａ）比較的高いレベルの剛性が得られたこと（ショアーＡ硬度は対照の６４に対して６９であり、Ｇ’は対照の１．６に対して２．１ＭＰａである）、
（Ｂ）対照の１１０に対してわずかに８６であり、満足すべきＤＩＮ耐摩耗性が得られたこと、および
（Ｃ）満足すべき耐損傷性が得られた（引裂き抵抗は対照の２２に対して３０であり、ＤＲＩは対照の１２．３に対して１４．４である）ことが分かった。
【００５１】
これらの有益な物理特性が、熱生成に対してそれほどの悪影響なく得られた（対照の６９に対して６７の高温反発であり、９０℃で対照の０．１３に対して０．１４の損失正接である）。このことは意義深いことであると考えられる。その理由は、本明細書ではそうしたタイヤトレッドゴム組成物についての物理特性の妥協（上記の発熱特性を実質的に維持することと組み合わせた有益な特性）が、タイヤトレッドゴム耐久性、すなわち、熱耐久性にそれほどの悪影響を及ぼすことなく、組み合わさったトレッド損耗抵抗、チップおよびチャンキング（ｃｈｕｎｋｉｎｇ）抵抗ならびにタイヤハンドリング性能のトレッドを提供する助けとなると考えられるからである。
【００５２】
本発明の主題を説明する目的である種の代表的な実施形態および詳細を示してきたが、主題の発明の範囲を逸脱することなく、本明細書において種々の変更および改変を行うことができることは、当分野の技術者に明らかであろう。したがって、述べてきた個々の実施形態において、以下に添付の特許請求の範囲によって定義される完全に本発明の意図した範囲内で、変更が可能であることを理解されたい。