(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加硫性物質組成物を調製するための方法であって、
ｉ．第１の混合ステップ内で、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤を混合して、第１のマスターバッチ組成物を形成することと、
ｉｉ．第２の混合ステップ内で、ニコチンアミドを前記第１のマスターバッチ組成物に添加し、混合して、第２のマスターバッチ組成物を形成することと、
ｉｉｉ．最終混合ステップ内で、硬化剤を前記第２のマスターバッチ組成物に添加し、混合することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記ゴム１００重量部当たり前記ニコチンアミドが０．５重量部〜３．３重量部、前記第２の混合ステップにおいて添加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ゴム１００重量部当たり前記ニコチンアミドが１．０重量部〜３．０重量部、前記第２の混合ステップにおいて添加される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の混合ステップが、１４０℃以上のピーク組成物温度を達成する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の混合ステップが、１４０℃以上のピーク組成物温度を達成する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記最終混合ステップが、１３０℃以下のピーク組成物温度を達成する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、有利な摩耗特性を有するタイヤトレッドを調製するための方法を対象とする。本発明の１つ又は２つ以上の実施形態に従い、第１の混合ステップにおいて、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤が混合され、この第１の混合ステップに続いて、第２の混合ステップにおいて、ニコチンアミドがこの組成物に添加され、混合された後に、硬化剤が導入される。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ部品、特にタイヤトレッドを作製する技術分野において、他の利益の中でもとりわけ、有利な摩耗特性を提供するために、シリカが充填剤として用いられている。シリカは、シリカをゴムと化学的に結合するシリカカップリング剤と共に用いられる。例えば、メルカプトシランがカップリング剤として用いられており、それにより、メルカプト単位がゴム内の不飽和と反応し、シラン単位が縮合反応によってシリカ粒子の表面と反応する。米国公開第２００４／０１５２８１１号などの先行技術は、ジフェニルグアニジンなどの強塩基がこの縮合反応を促進し、改善された結果をもたらすことを教示している。しかしながら、これらの強塩基は、ゴムの硫黄硬化のための促進剤としても作用するため、これらの強塩基の使用は、硬化特性に有害な影響を与えないように慎重に調整されなければならない。
【０００３】
先行技術はまた、加硫性組成物の硫黄硬化中の硬化促進剤としてのニコチンアミドの使用を提案している。例えば、米国特許第５，５０４，１３７号は、硬化剤が存在する混合条件と一致する温度又は混合エネルギーでの硫黄と合わせたニコチンアミドの添加及び混合（すなわち、生産的混合（productive mixing））を教示している。しかしながら、先行技術は、マスターバッチ又は非生産的混合ステップにおけるニコチンアミドの混合に関連し得るいずれの利益も教示又は評価していない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つ又は２つ以上の実施形態は、加硫性物質組成物を調製する方法を提供し、本方法は、第１の混合ステップ内で、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤を混合して、第１のマスターバッチ組成物を形成することと、第２の混合ステップ内で、ニコチンアミドを第１のマスターバッチ組成物に添加し、混合して、第２のマスターバッチ組成物を形成することと、最終混合ステップ内で、硬化剤を第２のマスターバッチ組成物に添加し、混合することと、を含む。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
緒言
本発明の実施形態は、少なくとも部分的には、タイヤトレッドの調製に有用な加硫性組成物の調製のための混合プロセスの発見に基づく。これらのプロセスに従い、第１の混合ステップにおいて、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤が混合され、第２の混合ステップにおいて、ニコチンアミドが添加され、混合され、その後、最終混合ステップにおいて、硬化剤が添加され、混合される。これらの加硫性組成物から生産されたタイヤトレッドは、有利な摩耗特性を示す。先行技術は硬化促進剤としてのニコチンアミドの使用を提案するが、本発明の実践によって得られる摩耗特性は予想外であった。実際に、先行技術は、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤が最初に混合され、その後、ニコチンアミドが続いて導入され、混合された後に、硬化剤が導入されたときに達成される予想外の利点は言うまでもなく、シリカ添加後のマスターバッチ混合ステップへのニコチンアミドの添加さえも提言していない。
【０００６】
混合手順
１つ又は２つ以上の実施形態において、本発明のプロセスは、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤が混合されて第１の混合物が産生される、第１の混合ステップを含む。その後、第２の混合ステップにおいて、ニコチンアミドがこの第１の混合物に添加され、混合が継続される。その後、最終混合ステップにおいて、硬化剤が組成物に添加され、混合が継続される。タイヤトレッド用の加硫性組成物の作製において常用の他の成分も、これらの混合ステップのうちの１つ又は２つ以上に含められ得る。例えば、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤と共に、カーボンブラック、加工油、酸化亜鉛及び脂肪酸などの加工助剤、並びに酸化防止剤又はオゾン化防止剤などの劣化防止剤も、第１の混合ステップに含められ得る。また、硬化剤の導入と共に、種々の硬化促進剤及び／又は硬化抑制剤が、最終混合ステップに含められ得る。
【０００７】
１つ又は２つ以上の実施形態において、マスターバッチ混合ステップの終了時、最終混合ステップの前に、組成物が冷却させられる。実際には、これは、典型的に、組成物をミキサから出すことと、組成物を冷却させることとを含み、その後、組成物が最終混合ステップのためにミキサに再導入される。１つ又は２つ以上の実施形態において、マスターバッチ混合ステップ後、組成物は、１３０℃未満、他の実施形態においては１００℃未満、他の実施形態においては７０℃未満、他の実施形態においては３０℃未満の温度に冷却させられる。１つ又は２つ以上の実施形態において、組成物は、少なくとも１時間、他の実施形態においては少なくとも６時間、他の実施形態においては少なくとも１２時間、標準的な温度及び圧力条件下で冷却させられる。
【０００８】
第１の混合ステップ
上で提言したように、第１の混合ステップは、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤の混合を含む。この第１の混合ステップは、第１のマスターバッチ混合ステップ、又は第１の非生産的混合ステップとも称され得る。
【０００９】
１つ又は２つ以上の実施形態において、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤は、概して同時に導入され、概して同時間にわたって同様の条件下で混合される。第１の混合ステップから得られる産物は、第１のマスターバッチ組成物と称され得る。
【００１０】
他の実施形態において、ゴム、シリカ、及びシリカカップリング剤のうちの２つ又は３つ以上が第１のサブステップにおいて混合され、続いて、第１の混合ステップの一環として、他の成分が添加され、混合が継続される。換言すれば、第１の混合ステップは、サブステップに分けることができる。しかしながら、ニコチンアミドは、第１の混合ステップ又はそのいずれのサブコンポーネントの最中にも導入されないことが理解される。１つ又は２つ以上の実施形態において、第１の混合ステップにおいて混合される組成物は、ニコチンアミドを欠いているか又は実質的に欠いている。
【００１１】
１つ又は２つ以上の実施形態において、第１の混合ステップ、又は第１の混合ステップの１つ若しくは２つ以上のサブステップは、混合中に組成物によって得られるピーク温度によって特徴付けることができる。このピーク温度は、落下温度とも称され得る。１つ又は２つ以上の実施形態において、第１の混合ステップ中の組成物のピーク温度は、少なくとも１４０℃、他の実施形態においては少なくとも１５０℃、他の実施形態においては少なくとも１６０℃であってもよい。これら又は他の実施形態において、第１の混合ステップ中の組成物のピーク温度は、約１４０〜約２００℃、他の実施形態においては約１５０〜約１９０℃、他の実施形態においては約１６０〜約１８０℃であってもよい。
【００１２】
第２の混合ステップ
第１の混合ステップに続いて、第２の混合ステップにおいて、コチンアミドが組成物（すなわち、第１のマスターバッチ組成物）に添加され、混合が継続される。この第２の混合ステップは、第２のマスターバッチ混合ステップ、又は第２の非生産的混合ステップと称され得る。
【００１３】
１つ又は２つ以上の実施形態において、ニコチンアミドが、第２の混合ステップの一環として他の成分と共に組成物に導入され得る。例えば、追加の充填剤（例えば、シリカ）及び／又はシリカカップリング剤も、第２の混合ステップの一環として組成物に導入され得る。これらの追加の成分は、ニコチンアミドと同時に、又はそれと連続して（すなわち、ニコチンアミドの添加前又は後に）添加され得る。追加の成分が連続して添加される場合、第２の混合ステップ内のサブステップについて言及され得る。例えば、ニコチンアミドが最初に添加されてもよく、その後、シリカカップリング剤が続けて添加されてもよい。このため、ニコチンアミドが添加される第２の混合ステップ内の第１のサブステップ、及びシリカカップリング剤が添加される第２の混合ステップの第２のサブステップについて言及され得る。いずれにしても、第２の混合ステップから得られる産物は、第２マスターバッチ組成物と称され得る。
【００１４】
１つ又は２つ以上の実施形態において、第２の混合ステップ、又は第２の混合ステップの１つ若しくは２つ以上のサブステップは、混合中に組成物によって得られるピーク温度によって特徴付けることができる。このピーク温度は、落下温度とも称され得る。１つ又は２つ以上の実施形態において、第２の混合ステップ中の組成物のピーク温度は、少なくとも１４０℃、他の実施形態においては少なくとも１５０℃、他の実施形態においては少なくとも１６０℃であってもよい。これら又は他の実施形態において、第２の混合ステップ中の組成物のピーク温度は、約１４０〜約２００℃、他の実施形態においては約１５０〜約１８０℃、他の実施形態においては約１６０〜約１８０℃であってもよい。
【００１５】
１つ又は２つ以上の実施形態において、第２のマスターバッチ混合ステップの一環として添加されるニコチンアミドの量は、第１の混合ステップ中に導入される組成物中に存在するゴムに加えて、第２の混合ステップ中に添加され得る追加のゴムに基づいて記載され得る。１つ又は２つ以上の実施形態において、第２の混合ステップの一環として導入されるニコチンアミドの量は、１００ｐｈｒ当たり、少なくとも０．５重量部、他の実施形態においては少なくとも１．０重量部、他の実施形態においては少なくとも１．５重量部のニコチンアミドであってもよい。これら又は他の実施形態において、第２の混合ステップの一環として導入されるニコチンアミドの量は、１００ｐｈｒ当たり、最大で３．３重量部、他の実施形態においては最大で３．０、他の実施形態においては最大で２．８重量部のニコチンアミドであってもよい。１つ又は２つ以上の実施形態において、第２の混合ステップの一環として添加されるニコチンアミドの量は、１００ｐｈｒ当たり、約０．５〜約３．３重量部、他の実施形態においては約１．０〜約３．０重量部、他の実施形態においては約１．５〜約２．８重量部のニコチンアミドであってもよい。
【００１６】
最終混合ステップ
第２の混合ステップに続いて、硬化剤又は硬化系が組成物に導入され、混合が継続されて、加硫性物質組成物を最終的に形成する。この混合ステップは、最終混合ステップ、硬化剤混合ステップ、又は生産的混合ステップと称され得る。この混合ステップから得られる産物は、加硫性組成物と称され得る。
【００１７】
１つ又は２つ以上の実施形態において、最終混合ステップは、最終混合中に組成物によって得られるピーク温度にとって特徴付けることができる。当業者が認識するであろうように、この温度は、最終落下温度とも称され得る。１つ又は２つ以上の実施形態において、最終混合中の組成物のピーク温度は、最大で１３０℃、他の実施形態においては最大で１１０℃、他の実施形態においては最大で１００℃であってもよい。これら又は他の実施形態において、最終混合中の組成物のピーク温度は、約８０〜約１３０℃、他の実施形態においては約９０〜約１１５℃、他の実施形態においては約９５〜約１０５℃であっても。
【００１８】
成分
ゴム
１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性ゴム又はエラストマーとも称され得るゴムは、ゴム状特性又はエラストマー特性を保有する組成物を形成するために加硫され得るポリマーを含み得る。これらのエラストマーは、天然ゴム及び合成ゴムを含み得る。合成ゴムは、典型的に、共役ジエンモノマーの重合、共役ジエンモノマーと他のモノマー（例えばビニル置換芳香族モノマー）との共重合、又はエチレンと１つ又は２つ以上のα−オレフィン及び任意に１つ又は２つ以上のジエンモノマーとの共重合から得られる。
【００１９】
例示的なエラストマーとしては、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン−コ−イソプレン、ネオプレン、ポリ（エチレン−コ−プロピレン）、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、ポリ（スチレン−コ−イソプレン）、ポリ（スチレン−コ−イソプレン−コ−ブタジエン）、ポリ（イソプレン−コ−ブタジエン）、ポリ（エチレン−コ−プロピレン−コ−ジエン）、ポリスルフィドゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、及びこれらの混合物などが挙げられる。これらのエラストマーは、無数の巨大分子構造、例えば、直線状、分岐状、及び星形構造を有することができる。これらのエラストマーは、１つ又は２つ以上の官能単位を含んでもよく、これは、典型的にヘテロ原子を含む。
【００２０】
シリカ
本発明の加硫性組成物において充填剤として有用なシリカは、概して周知である。好適なシリカ補強充填剤の例の例としては、沈殿非晶質シリカ、湿性シリカ（水和ケイ酸）、乾燥シリカ（非晶質ケイ酸）、フュームドシリカ、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。他の好適な充填剤としては、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムなどが挙げられる。これらの中でも、沈殿非晶質湿式法水和シリカが好ましい。
【００２１】
特定の実施形態において、シリカは、沈殿非晶質湿性処理水和シリカである。１つ又は２つ以上の実施形態において、これらのシリカは、水中での化学反応によって産出され、それにより、超微細球形粒子として沈殿する。これらの一次粒子は、集合体に強力に会合すると考えられており、次いで、凝集体により低い強度で結合する。
【００２２】
使用され得るいくつかの市販のシリカとしては、Ｈｉ−Ｓｉｌ（商標）２１５、Ｈｉ−Ｓｉｌ（商標）２３３、及びＨｉ−Ｓｉｌ（商標）１９０（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．；Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐａ．）が挙げられる。市販のシリカの他の供給業者としては、Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｓｏｎ（Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ，Ｍｄ．）、Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，Ｎ．Ｊ．）、Ｒｈｏｄｉａ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｃｒａｎｂｕｒｙ，Ｎ．Ｊ．）、及びＪ．Ｍ．Ｈｕｂｅｒ  Ｃｏｒｐ．（Ｅｄｉｓｏｎ，Ｎ．Ｊ．）が挙げられる。
【００２３】
１つ又は２つ以上の実施形態において、シリカは、その表面積によって特徴付けることができ、これにより、その補強特性の尺度が与えられる。ブルナウアー−エメット−テラー（「ＢＥＴ」）法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．６０，ｐ．３０９  ｅｔ  ｓｅｑ．に記載されている）は、表面積を決定するための広く認められている方法である。シリカのＢＥＴ表面積は、一般に４５０ｍ２／ｇ未満である。表面積の有用な範囲としては、約３２〜約４００ｍ２／ｇ、約１００〜約２５０ｍ２／ｇ、約１５０〜約２２０ｍ２／ｇが挙げられる。
【００２４】
１つ又は２つ以上の実施形態において、シリカのｐＨは、約５〜約７、又はわずかに７を超える、又は他の実施形態においては約５．５〜約６．８であってもよい。
【００２５】
シリカカップリング剤
１つ又は２つ以上の実施形態において、シリカカップリング剤は、硫黄含有シリカカップリング剤である。硫黄含有シリカカップリング剤の例としては、ビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ポリスルフィド類又はメルカプト−オルガノアルコキシシラン類が挙げられる。ビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ポリスルフィド類の種類としては、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。
【００２６】
本発明における使用に好適な例示的なビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ジスルフィドシリカカップリング剤としては、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−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−ｍ−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）ジスルフィドなど、及び前述のうちのいずれかの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２７】
本発明における使用に好適な例示的なビス（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としては、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオ−カルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラ−スルフィド、２−トリエトキシシリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシ−シリルプロピルベンゾチアゾ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など、及び前述のうちのいずれか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）テトラスルフィドが特に好ましい。
【００２８】
化学的に処理された無機酸化物
１つ又は２つ以上の実施形態において、化学的に処理された無機酸化物は、シリカ及び／又はカップリング剤に加えて又はその代わりに使用されてもよい。１つ又は２つ以上の実施形態において、本発明の実践に用いられる化学的に処理された無機酸化物は既知であり、これは、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３４２，５６０号、第６，６４９，６８４号、第７，５６９，１０７号、第７，６８７，１０７号、及び第７，７０４，５５２号に記載されている。また、化学的に処理された無機酸化物は、Ａｇｉｌｏｎ（商標）４５４  ｓｉｌｉｃａ、Ａｇｉｌｏｎ（商標）４００  ｓｉｌｉｃａ、Ａｇｉｌｏｎ（商標）及び４５８  Ｓｉｌｉｃａ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）の商標名で市販されている。
【００２９】
１つ以上の実施形態において、アモルファス又は粒状の無機酸化物を含んでいてもよく、炭素含有量が１重量％を超え、硫黄含有量が０．１重量％を超え、シラン転化指数（以下に記載される）が少なくとも０．３であり、３００％伸長時の標準的な引張応力（これも以下に記載する）が７以上であることを特徴とし得る、化学的に処理された無機酸化物が調製され得る。本明細書に組み込まれる米国特許第５，９０８，６６０号に記載されるプロセスは、改良されてもよく、これを使用して、ｐＨが２．５以下の無機酸化物の水性懸濁物中、官能基化剤と疎水化剤の特定の組み合わせを利用し、改質された充填剤の酸性の水性懸濁物を酸中和剤で処理し、懸濁物のｐＨを３．０〜１０の範囲まで上げることによって、本発明の改質された充填剤を産生してもよい。
【００３０】
ニコチンアミド
ニコチンアミドは、周知の化合物であり、ニコシンアミド（nicocynamide）若しくはナイアシンアミド、ニコチン酸アミド、又はピリジン−３−カルボキサミドとも称され得る。ニコチンアミドは、ＣＡＳ番号９８−９２−０で特定される。
【００３１】
硬化剤
硫黄又は過酸化物系硬化系を含む、多数のゴム硬化剤（加硫剤とも呼ばれる）が用いられてもよい。硬化剤は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ，Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２０，ｐｇｓ．３６５〜４６８，（３ｒｄ  Ｅｄ．１９８２）、特に、Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｇｓ．３９０〜４０２、及びＡ．Ｙ．Ｃｏｒａｎ，Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，（２ｎｄ  Ｅｄ．１９８９）に記載されており、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。１つ又は２つ以上の実施形態において、硬化剤は硫黄である。好適な硫黄加硫剤の例としては、「ゴム製造業者（rubberrmaker）」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加硫剤；及び不溶性ポリマー性硫黄が挙げられる。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。当業者であれば、所望の硬化レベルを達成するために、加硫剤の量を容易に選択することができるであろう。
【００３２】
１つ又は２つ以上の実施形態において、硬化剤は、硬化促進剤と組み合わせて使用される。１つ又は２つ以上の実施形態において、促進剤を使用して、加硫に必要な時間及び／又は温度を制御し、加硫ゴムの特性を改善する。促進剤の例としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド（ＣＢＳ）などのチアゾール加硫促進剤、及びジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）などのグアニジン加硫促進剤が挙げられる。当業者であれば、所望の硬化レベルを達成するために、硬化促進剤の量を容易に選択することができるであろう。
【００３３】
カーボンブラック
１つ又は２つ以上の実施形態において、カーボンブラックには、ファーネスブラック、チャンネルブラック、及びランプブラックが含まれる。カーボンブラックのより具体的な例には、超摩耗ファーネスブラック、中間超摩耗ファーネスブラック、高磨耗ファーネスブラック、高速押出ファーネスブラック、微細ファーネスブラック、半強化ファーネスブラック、中級加工チャンネルブラック、ハード加工チャンネルブラック、導電性チャンネルブラック、及びアセチレンブラックが挙げられる。
【００３４】
特定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、他の実施形態においては少なくとも３５ｍ２／ｇの表面積（ＥＭＳＡ）を有してもよく、表面積値は、ＡＳＴＭＤ−１７６５によって、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）技術を用いて決定することができる。カーボンブラックは、ペレット化された形態又はペレット化されていない綿状形態であり得る。カーボンブラックの好ましい形態は、ゴム化合物を混合するために使用される混合機器の種類に依存し得る。
【００３５】
シリカ分散剤
本発明における使用に好適な例示的なシリカ分散助剤としては、アルキルアルコキシシラン、水添若しくは非水添Ｃ５若しくはＣ６糖の脂肪酸エステル、水添若しくは非水添Ｃ５若しくはＣ６糖の脂肪酸エステルのポリオキシエチレン誘導体、及びこれらの混合物、又は鉱物性若しくは非鉱物性の追加の充填剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３６】
他の成分
ゴム配合において典型的に用いられる他の成分もゴム組成物に添加されてもよい。これらには、促進剤、促進活性剤、油、可塑剤、蝋、スコーチ防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、強化用樹脂、脂肪酸、例えばステアリン酸、解こう剤、劣化防止剤、例えば酸化防止剤及びオゾン劣化防止剤が挙げられる。特定の実施形態において、用いられる油としては、従来から伸展油として用いられるものが挙げられ、これは前述している。使用してもよい有用な油又は伸展剤としては以下の、芳香族油、パラフィン系油、ナフテン系油、ヒマシ油以外の植物油、ＭＥＳ、ＴＤＡＥ及びＳＲＡＥなどの低ＰＣＡ油、及び重ナフテン系油が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
成分量
１つ又は２つ以上の実施形態において、前述の混合ステップから得られる組成物である加硫性組成物は、組成物中の種々の構成成分の量を参照して記載され得る。以下の本明細書に記載される量は、成分が導入され得る特定のステップにかかわらず提供される。
【００３８】
ゴム
１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、組成物の全重量に基づいて、少なくとも２０、他の実施形態においては少なくとも３０、他の実施形態においては少なくとも４０重量パーセントのゴム成分を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、組成物の全重量に基づいて、最大で９０、他の実施形態においては最大で７０、他の実施形態においては最大で６０重量パーセントのゴム成分を含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、組成物の全重量に基づいて、約２０〜約９０、他の実施形態においては約３０〜約７０、他の実施形態においては約４０〜約６０重量パーセントのゴム成分を含む。
【００３９】
シリカ
１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部（ｐｈｒ）当たり、少なくとも５重量部（ｐｂｗ）、他の実施形態においては少なくとも２５重量部、他の実施形態においては少なくとも５０重量部のシリカを含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、最大で２００ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で１３０ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で８０ｐｂｗのシリカｐｈｒを含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約５〜約２００ｐｂｗ、他の実施形態においては約２５〜約１３０ｐｂｗ、他の実施形態においては約５０〜約８０ｐｂｗのシリカｐｈｒを含む。
【００４０】
シリカカップリング剤
１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、少なくとも１重量部（ｐｂｗ）、他の実施形態においては少なくとも２重量部、他の実施形態においては少なくとも５重量部のシリカカップリング剤を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、最大で２０ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で１５ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で１０ｐｂｗのシリカカップリング剤を含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、約１〜約２０ｐｂｗ、他の実施形態においては約２〜約１５ｐｂｗ、他の実施形態においては約５〜約１０ｐｂｗのシリカカップリング剤を含む。
【００４１】
ニコチンアミド
上で提言したように、ニコチンアミドは、マスターバッチ混合ステップにおいて添加される。追加のニコチンアミドが、最終混合ステップ中に任意に添加されてもよい。このため、最終加硫性組成物を表す本明細書で提供される量は、マスターバッチ混合ステップ内で添加される量に加えて、最終混合ステップにおいて添加されるいずれの追加の量も含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部（ｐｈｒ）当たり、少なくとも０．５重量部（ｐｂｗ）、他の実施形態においては少なくとも１．０重量部、他の実施形態においては少なくとも１．５重量部のニコチンアミドを含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、最大で３．３ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で３．０ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で２．８ｐｂｗのニコチンアミドｐｈｒを含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約０．５〜約３．３ｐｂｗ、他の実施形態においては約１．０〜約３．０ｐｂｗ、他の実施形態においては約１．５〜約２．８ｐｂｗのニコチンアミドｐｈｒを含む。
【００４２】
カーボンブラック
１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部（ｐｈｒ）当たり、少なくとも０重量部（ｐｂｗ）、他の実施形態においては少なくとも１０重量部、他の実施形態においては少なくとも２０重量部の第１のカーボンブラックを含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、最大で２００ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で１００ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で７０ｐｂｗの第１のカーボンブラックｐｈｒを含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約０〜約２００ｐｂｗ、他の実施形態においては約１０〜約１００ｐｂｗ、他の実施形態においては約２０〜約７０ｐｂｗの第１のカーボンブラックｐｈｒを含む。
【００４３】
シリカ分散剤
１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、少なくとも０量部（ｐｂｗ）、他の実施形態においては少なくとも５重量部、他の実施形態においては少なくとも７重量部のシリカ分散剤を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、最大で２０ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で１６ｐｂｗ、他の実施形態においては最大で１２ｐｂｗのシリカ分散剤を含む。１つ又は２つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、約０〜約２０ｐｂｗ、他の実施形態においては約５〜約１６ｐｂｗ、他の実施形態においては約７〜約１２ｐｂｗのシリカ分散剤を含む。
【００４４】
混合機器
ゴム組成物の全ての成分は、標準的な混合機器、例えばバンバリー又はブラベンダーミキサ、押出機、ニーダー、及び２つの圧延ミルを用いて混合することができる。上に示唆されるように、これらの成分は、２つ又は３つ以上の段階で混合される。第１の段階（すなわち、混合段階）において、典型的にゴム成分及び充填剤を含むものが調製される。
【００４５】
タイヤの調製
標準的なゴムの成形、成型、及び硬化技術を含む通常のタイヤ製造技術に従って、組成物がタイヤ部品に加工され得る。典型的に、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る。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）と称され得る。充填剤及び加工助剤などの他の成分は、架橋された網状組織全体にわたって一様に分散してもよい。空気入りタイヤは、参照により本明細書に組み込まれている、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作製され得る。
【００４６】
本発明の実施を示すために、以下の実施例が調製され、試験された。しかしながら、これらの実施例は、本発明の範囲を制限するものとして見なされるべきではない。特許請求の範囲が本発明を定義するものとする。
【実施例】
【００４７】
サンプル１〜５
本発明の実践を示すために、いくつかの加硫性組成物を、以下の表Ｉに提供される成分及び混合順序を使用して調製した。表Ｉに示されるように、加硫性組成物を、２つのマスターバッチ混合ステップを使用して調製した。その後、最終混合ステップにおいて、硬化系を添加し、混合した。概して言えば、ニコチンアミド添加及び混合の量及び場所が異なった。表Ｉは、組成物及び／又は組成物から調製された加硫ゴムに対して行われたいくつかの分析試験の結果も提供する。
【００４８】
【表１】
0006273070.tif 000002
【００４９】
種々の混合ステップをバンバリーミキサ内で行った。第１のマスターバッチの調製中、ミキサを７５ｒｐｍで動作させ、組成物が到達するピーク温度は１６０℃であった。その時点で、組成物をミキサから出した。約８５℃未満の温度に冷却した時点で、組成物を、第２のマスターバッチ用に特定された種々の他の成分と共にミキサに再導入した。混合を７５ｒｐｍで継続し、約１６０℃のピーク組成物温度に到達した。組成物を再度ミキサから出し、約８５℃未満の温度に冷却させた。この時点で、組成物を、最終混合段階用に特定された成分と共にミキサに再導入した。混合を、約１００℃のピーク組成物温度で、４０ｒｐｍで継続した。その後、組成物をミキサから出し、分析試験のために組成物からサンプルを得た。
【００５０】
１６０℃で動作するＭＤＲ  ２００を使用してレオメータ測定値を取った。ＲＰＡ測定値を、１３０℃（２６６°Ｆ）で動作するＡｌｐｈａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓの計器を使用して取った。参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，７５０，０８７号及び第６，９３９，９１０号に記載されている、ランボーン摩耗試験と同様の試験を使用して摩耗を定量化した。結果試験を、サンプル１であった対照に対して指数化した。
【００５１】
サンプル６〜１０
Ａｇｉｌｏｎ（商標）４５８（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）という商標で入手した化学的に処理されたシリカを、シリカ及びシリカカップリング剤の代わりに使用したことを除いて、５つの追加の試料を、サンプル１〜５と同様の手順及び成分を使用して調製した。用いた成分、混合順序、及び分析試験の結果を、以下の表ＩＩに示す。
【００５２】
【表２】
0006273070.tif 000003
【００５３】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない様々な修正及び変更が当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書に記載の例示的な実施形態に正式に限定されるものではない。