(57)【要約】  ゴム組成物で構成されたタイヤ構成成分であって、ゴム１００重量部（ｐｈｒ）あたり１００ｐｈｒの本質的に不飽和のジエンゴム；３０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒの強化フィラー；および２ｐｈｒ〜５０ｐｈｒの高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤を含み、スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤が、５０重量％〜９０重量％のスチレン含有量を有する。あるいはスチレン−ブタジエンコポリマー添加剤のスチレン含有量が、５５重量％〜８０重量％であってもよい。得られた硬化ゴム組成物の剛性が高いので、特定の実施形態は、タイヤのビード領域周り、およびタイヤトレッド（冬用タイヤトレッドを含む）の構成成分を含んでいてもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ構成成分であって、ゴム組成物を含むタイヤ構成成分が、架橋性エラストマー組成物に基づくゴム組成物を含み、架橋性エラストマー組成物が、ゴム１００重量％（ｐｈｒ）あたり：
１００ｐｈｒの本質的に不飽和のジエンゴム；
３０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒの強化フィラー；
２ｐｈｒ〜５０ｐｈｒの高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤であって、このスチレン−ブタジエンコポリマー添加剤が、５０重量％〜９０重量％のスチレン含有量を有する添加剤；および
加硫システムを含む、タイヤ構成成分。
【請求項２】
前記スチレン含有量が５５重量％〜８０重量％である、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項３】
前記スチレン含有量が６０重量％〜７５重量％である、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項４】
前記高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤が、１０ｐｈｒ〜３０ｐｈｒの量である、請求項３に記載のタイヤ構成成分。
【請求項５】
前記本質的に不飽和のジエンエラストマーが、高度に不飽和のジエンエラストマーである、請求項４に記載のタイヤ構成成分。
【請求項６】
前記タイヤ構成成分が、ビード領域構成成分である、請求項５に記載のタイヤ構成成分。
【請求項７】
前記高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤が、５ｐｈｒ〜４０ｐｈｒの量である、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項８】
前記高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤が、１０ｐｈｒ〜３０ｐｈｒの量である、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項９】
前記強化フィラーがカーボンブラックである、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項１０】
前記強化フィラーがカーボンブラック、シリカまたはこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項１１】
前記本質的に不飽和のジエンエラストマーが高度に不飽和のジエンエラストマーである、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項１２】
前記高度に不飽和のジエンエラストマーが、ポリブタジエン、合成ポリイソプレン、天然ゴム、ブタジエン−スチレンコポリマーまたはこれらの組み合わせから選択される、請求項１１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項１３】
前記タイヤ構成成分がビード領域構成成分である、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項１４】
前記タイヤ構成成分がトレッドである、請求項１に記載のタイヤ構成成分。
【請求項１５】
タイヤ構成成分を製造するための方法であって、この方法が：
ゴム組成物の構成成分を共に非生産性混合物に混合する工程であって、この構成成分が１００ｐｈｒの高度に不飽和のジエンエラストマー、３０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒの強化フィラーおよび２ｐｈｒ〜５０ｐｈｒの高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤を含み、このスチレン−ブタジエンコポリマー添加剤が、５０重量％〜９０重量％のスチレン含有量を有する工程；
この非生産性混合物を冷却する工程；
加硫システムをこの非生産性混合物に混合し、非生産性混合物を生産性混合物に転換する工程；
生産性混合物からこのタイヤ構成成分を形成する工程を含む、方法。
【請求項１６】
前記スチレン含有量が５５重量％〜８０重量％である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記タイヤ構成成分がビード領域構成成分である、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にゴム組成物、より詳細には高スチレン含有量を有するスチレン−ブタジエンコポリマーを有するゴム組成物、こうしたゴム組成物から製造された物品、およびこれらを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部がゴム組成物で構成されるいくつかの物品は、高い剛性および／または硬度を有することを特徴とするゴム組成物で形成される必要がある。例えば強化フィラーの高充填、強化樹脂の使用および／または加硫剤の高充填を用いることによって、ゴム組成物の剛性を増大させるために、当業者に既知の様々な技術が存在し、これらによりゴム組成物中でさらに架橋され、ひいては硬化したゴム組成物の剛性特性が増大する。
【０００３】
タイヤ設計者は、多くの場合、設計しているタイヤの特定の特徴に対して妥協しなければならないことが、これらの当業者に知られている。１つの特徴を改善するためにタイヤ設計を変更することにより、結果として妥協が生じることが多い；すなわち別のタイヤ特徴の低下により相殺される。１つのこうした妥協が、強化フィラーまたは加硫剤の高充填を用いる場合または硬化ゴム組成物の剛性を増大させるために強化樹脂を用いる場合に存在し、この妥協は、得られる増大した所望の剛性と、硬化および未硬化ゴム組成物の他の特性における劣化との間にある。実際、こうした高充填の結果として、粘度が増大し、未硬化ゴム組成物のスコーチが低下し、硬化ゴム組成物の伸びおよび引裂特性が劣化する。
【０００４】
タイヤ産業を含むゴム産業においては、既知の妥協の一部を打開できる新しい材料およびタイヤ構造の研究が続けられている。１つの領域においてゴムの所望の特性を増大させるが、別の領域において予測される特性に悪影響を与えないゴム組成物に含まれ得る添加剤または他の材料が、既知の妥協を打開する材料である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の特定の実施形態は、架橋性エラストマー組成物に基づくゴム組成物で構成されたタイヤ構成成分を含み、この組成物は、ゴムの１００重量部あたり（ｐｈｒ）、１００ｐｈｒの本質的に不飽和のジエンゴム、３０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒの強化フィラーおよび２ｐｈｒ〜５０ｐｈｒの高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤を含み、このスチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、５０重量％〜９０重量％のスチレン含有量を有する。ゴム組成物はさらに、エラストマー組成物を硬化するための加硫システムを含んでいてもよい。
【０００６】
一部の実施形態において、スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤のスチレン含有量は、５５重量％〜８０重量％であってもよい。得られた硬化ゴム組成物の剛性が高剛性であることを特徴とし得るので、本発明の特定の実施形態のタイヤ構成成分は、タイヤのビード領域および冬用タイヤトレッドを含むタイヤトレッドの周りの構成成分を含んでいてもよい。
【０００７】
本発明の前述および他の目的、特徴および利点は、以下の本発明の特定の実施形態のより詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の特定の実施形態は、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマーを含有するゴム組成物を含み、このゴム組成物は、ゴム物品を製造するのに有用であり、高い剛性を有するゴム物品を製造するのに特に有用である。こうしたゴム組成物に添加されるスチレン−ブタジエンコポリマーは、高スチレン含有量；すなわち少なくとも５０重量％のスチレン含有量を有することを特徴とする。
【０００９】
驚くべきことに、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマーをゴム組成物に添加することによって、多量の強化フィラーもしくは加硫剤を用いることによりまたは強化樹脂を添加することにより剛性を増大させる場合に通常生じるような硬化ゴム組成物の粘着特性の対応する低下を生じることなく、ゴム組成物の硬化剛性を増大させることを見出した。さらにゴム組成物の未硬化特性は、ムーニー粘度が低下するにつれて改善され、スコーチ時間が増大し、さらにその妥協性を打開する。
【００１０】
本明細書で使用される場合、「ジエンエラストマー」および「ゴム」は、同意語であり、交換可能に使用されてもよい。
【００１１】
本明細書で使用される場合、「基づく」は、本発明の実施形態が、それらの組立時には未硬化であった加硫または硬化ゴム組成物で構成されることを認識する用語である。そのため硬化ゴム組成物は、未硬化ゴム組成物に「基づく」。換言すれば、架橋されたゴム組成物は、架橋性ゴム組成物の構成要素に基づくまたは架橋性ゴム組成物の構成要素を含む。
【００１２】
ここで、説明として提供され、本発明の実施形態の例によって提供される本発明の実施形態を詳細に参照する。例えば、１つの実施形態の一部として例示または記載される特徴は、さらに第３の実施形態を得るために別の実施形態と共に使用できる。本発明は、これらおよび他の変更および変形を含むことが意図される。
【００１３】
本明細書に開示されるゴム組成物は、ゴム（タイヤ構成成分を含む）、ホース、コンベヤーベルトなどで構成される多くのタイプの物品に有用である。これらのゴム組成物が硬化時に、高い剛性を有することを特徴とし得るので、それらは特に、高い剛性特性が所望されることが多いタイヤ構成成分の製造、例えばビード領域において、例えばアペックス、ビードフィラーおよびチェーファーに有用である。当該技術分野において既知のビードは、ビードからビードへ延びるタイヤコードを繋ぎ止めるワイアフープである。ゴム組成物はまた、タイヤのリトレッドに有用なリトレッドゴムを含むタイヤトレッドのための材料として有用である。それらはまた、高い剛性を必要とするが、通常高温操作を受けないトレッドに有用である、例えば冬用または雪用タイヤおよび農業用タイヤに有用である。
【００１４】
本明細書に開示されるゴム組成物に含まれる高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、スチレンおよびブタジエンのコポリマーである。スチレンおよびブタジエンのコポリマーでもあるＳＢＲゴムは、産業上で最も一般的に使用されるゴムの１つである。こうしたコポリマーは、通常、２つのプロセス−Ｅ−ＳＢＲを製造するエマルションプロセスおよびＳ−ＳＢＲを製造する溶液プロセスの１つによって製造される。スチレン含有量が開示された範囲内である限り、本明細書に開示されるゴム組成物に添加剤として有用な高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマーに関して、いずれのプロセスも許容可能である。
【００１５】
タイヤ製造に通常使用されるＳＢＲゴムは、約２５重量％のスチレンまたは４５重量％程度の高さであることに留意すべきである。スチレン含有量がそのレベルに対して増大するにつれて、ゴムの「ゴム様」性質が低下し始め、エラストマーがより剛性になる。故に、さらに高レベルのスチレンを有するこれらのＳＢＲは、通常タイヤ製造に使用されていない。
【００１６】
本明細書に開示されるゴム組成物において、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、少なくとも５０重量％または代替として５０重量％〜９０重量％のスチレン含有量を有する。特定の実施形態において、スチレン含有量は、５５重量％〜８０重量％、６０重量％〜８０重量％または６０重量％〜７５重量％であってもよい。ゴム組成物に添加されたスチレン−ブタジエンコポリマーの量は、２ｐｈｒ〜５０ｐｈｒ、または代替として５ｐｈｒ〜５０ｐｈｒ、１０ｐｈｒ〜４０ｐｈｒ、５ｐｈｒ〜４０ｐｈｒ、５ｐｈｒ〜３０ｐｈｒ、または１０ｐｈｒ〜３０ｐｈｒであってもよい。
【００１７】
高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、ゴム組成物のゴム構成成分の一部としてではなく、別個の添加剤として本明細書に開示されるゴム組成物に含まれることに留意すべきである。そういうものとして、ゴム構成成分は、組成物に添加されたエラストマー材料すべてを含むが、本明細書で議論されるような、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、ゴム構成成分の一部として含まれない。換言すれば、本明細書に開示されるゴム組成物のすべては、１００ｐｈｒのゴムを有するが、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、この１００ｐｈｒ含有量に含まれていない。もちろん当業者は、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマーは、組成物に対する因子を増やすことによってゴム組成物の「エラストマー」部分に含まれ得るが、こうした包含は、単にゴム組成物における構成成分を説明する方法が異なることを理解する。
【００１８】
本明細書に開示されるゴム組成物の有用なエラストマーは、高度に不飽和のジエンエラストマーを含む。ジエンエラストマーまたはゴムは、ジエンモノマー（共役しているかどうかに拘わらず、２つの二重炭素−炭素結合を保持するモノマー）から少なくとも部分的に（すなわちホモポリマーまたはコポリマー）もたらされるエラストマーを意味すると理解される。特に不飽和ジエンエラストマーは、１５ｍｏｌ％を超えるジエン起源（共役ジエン）のメンバーまたはユニットの含有量を有する共役ジエンモノマーから少なくとも部分的にもたらされるジエンエラストマーを意味することが理解される。
【００１９】
故に、例えばジエンエラストマー、例えばブチルゴム、ニトリルゴムまたはジエンのコポリマーおよびエチレン−プロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）タイプまたはエチレン−ビニルアセテートコポリマータイプのα−オレフィンのコポリマーは、先行する定義内にはなく、特に「本質的に飽和の」ジエンエラストマー（ジエン起源ユニットの低いまたは非常に低い含有量、すなわち１５ｍｏｌ％未満）として記載されてもよい。本発明の特定の実施形態は、本質的に飽和のジエンエラストマーを含んでいない。
【００２０】
高度に不飽和のジエンエラストマーは本質的に不飽和のジエンエラストマーのカテゴリーの範囲内であり、これは、特に５０ｍｏｌ％を超えるジエン起源（共役ジエン）ユニットの含有量を有するジエンエラストマーを意味すると理解される。本発明の特定の実施形態は、本質的に飽和のジエンエラストマーを含んでいないだけでなく、高度には不飽和でない本質的に不飽和のジエンエラストマーも含み得ない。
【００２１】
本発明の特定実施形態を用いて使用するために好適なゴムエラストマーとしては、高度に不飽和のジエンエラストマー、例えばポリブタジエン（ＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンコポリマー、イソプレンコポリマー、およびこれらのエラストマーの混合物が挙げられる。ポリイソプレンとしては、合成ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレンが挙げられ、これは９０ｍｏｌ％を超えて、または代替として９８ｍｏｌ％を超えてｃｉｓ−１，４−結合を保持することを特徴とし得る。
【００２２】
コポリマーであるゴムエラストマーは、本発明の特定の実施形態に使用するのにも好適であり、それらとしては、例えばブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＢＲ）、ブタジエン−イソプレンコポリマー（ＢＩＲ）、イソプレン−スチレンコポリマー（ＳＩＲ）およびイソプレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＢＩＲ）およびこれらの混合物が挙げられる。明確にするために、これらのコポリマーのスチレン含有量は、５０重量％未満、または代替として４０重量％未満、３０重量％未満、または２０重量％〜４５重量％のスチレンである。
【００２３】
高度に不飽和のエラストマーのいずれかは、官能化エラストマーとして特定の実施形態において利用されてもよいことに留意すべきである。エラストマーは、エラストマーを末端処理する前にまたは末端処理の代わりに好適な官能化剤と反応させることによって官能化できる。例示的な官能化剤としては、金属ハロゲン化物、半金属ハロゲン化物、アルコキシシラン、イミン含有化合物、エステル、エステル−カルボキシレート金属錯体、アルキルエステルカルボキシレート金属錯体、アルデヒドまたはケトン、アミド、イソシアネート、イソチオシアネート、イミンおよびエポキシドが挙げられるが、これらに限定されない。これらのタイプの官能化エラストマーは、当業者に既知である。特定の実施形態は、ゴム構成成分として１つ以上のこれらの官能化エラストマーを単独で含んでいてもよいが、他の実施形態は、１つ以上の非官能化の高度に不飽和のエラストマーと混合された１つ以上のこれらの官能化エラストマーを含んでいてもよい。
【００２４】
ゴム構成成分および高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤に加えて、強化フィラーが、本明細書に開示されるゴム組成物に含まれる。強化フィラーは、当該技術分野において周知であり、それらとしては、例えばカーボンブラックおよびシリカが挙げられる。当業者に既知のいずれかの強化フィラーが、単独でまたは他の強化フィラーと組み合わせてゴム組成物に使用されてもよい。本明細書に開示されるゴム組成物の特定の実施形態において、フィラーは本質的にカーボンブラックである。
【００２５】
有機フィラーであるカーボンブラックは、ゴムコンパウンド分野の当業者に周知である。本明細書に開示される方法によって製造されるゴム組成物に含まれるカーボンブラックは、例えば特定の実施形態において、３０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒまたは代替として４０ｐｈｒ〜１５０ｐｈｒ、５０ｐｈｒ〜１００ｐｈｒ、２０ｐｈｒ〜６０ｐｈｒの量であってもよい。有利なことには、本明細書に開示される高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤を添加することによって、カーボンブラックの量は低減され得るが、依然として硬化ゴム組成物の所望の剛性を得ることができ、それによって、カーボンブラック妥協による有害な影響、すなわち硬化後の粘着特性の低下およびグリーン状態での一般的な加工処理性の低下を低減して、添加剤の有益な影響をさらに増大させる。
【００２６】
好適なカーボンブラックは、当該技術分野において既知のいずれかのカーボンブラックであり、所与の目的のために好適である。例えばタイプＨＡＦ、ＩＳＡＦおよびＳＡＦの好適なカーボンブラックは、従来通りタイヤトレッドに使用される。カーボンブラックの非限定例としては、例えばＮ１１５、Ｎ１３４、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３４７、Ｎ３７５および６００シリーズのカーボンブラック（Ｎ６３０、Ｎ６５０およびＮ６６０カーボンブラックが挙げられるが、これらに限定されない）が挙げられる。
【００２７】
上記で記述されたように、シリカは、強化フィラーとして有用でもあり得る。シリカは、当業者に既知のいずれかの強化シリカであってもよく、それらとしては、例えば両方とも４５０ｍ2／ｇ未満であるＢＥＴ表面積および比ＣＴＡＢ表面積を有するいずれかの沈澱または発熱性シリカが挙げられ、または代替として３０〜４００ｍ2／ｇは、硬化ゴム組成物の所望の特性に基づいて特定の実施形態にとって好適であり得る。本明細書に開示されるゴム組成物の特定の実施形態は、８０〜２００ｍ2／ｇ、１００〜１９０ｍ2／ｇ、１２０〜１９０ｍ2／ｇまたは１４０〜１８０ｍ2／ｇのＣＴＡＢを有するシリカを含んでいてもよい。ＣＴＡＢ比表面積は、１９８７年１１月の標準ＡＦＮＯＲ−ＮＦＴ−４５００７に従って決定される外表面積である。
【００２８】
高度に分散性の沈澱シリカ（「ＨＤＳ」と称される）は、本明細書に開示されるこうしたゴム組成物の特定実施形態において有用であることができ、ここで「高度に分散性シリカ」は、脱アグロメレートし、エラストマー性マトリックスに分散する実質的な能力を有するいずれかのシリカを意味することを理解する。こうした決定は、薄いセクションにおいて電子または光学顕微鏡によって既知の様式で観察されてもよい。既知の高度に分散性のシリカの例としては、例えばＡｋｚｏからのＰｅｒｋａｓｉｌ  ＫＳ４３０、ＤｅｇｕｓｓａからのシリカＢＶ３３８０、ＲｈｏｄｉａからのシリカＺｅｏｓｉｌ１１６５および１１１５ＭＰ、ＰＰＧからのシリカＨｉ−Ｓｉｌ２０００およびＨｕｂｅｒからのシリカＺｅｏｐｏｌ８７４１または８７４５が挙げられる。
【００２９】
シリカがゴム組成物に添加される場合、シランカップリング剤の比例量もゴム組成物に添加される。シランカップリング剤は、硬化ゴム組成物の改善された特性を提供するために、混合中にシリカのシラノール基と反応し、加硫中にエラストマーと反応する硫黄含有有機ケイ素化合物である。好適なカップリング剤は、無機フィラーとジエンエラストマーとの間の十分な化学的および／または物理的結合を確立できるものであり；これは少なくとも二官能性であり、例えば単純化された一般式「Ｙ−Ｔ−Ｘ」を有し、式中：Ｙは、官能基（「Ｙ」官能）を表し、無機フィラーと物理的および／または化学的に結合でき、こうした結合は、例えばカップリング剤のケイ素原子と無機フィラーの表面ヒドロキシル（ＯＨ）基（例えばシリカの場合に表面シラノール）との間に確立でき；Ｘは、官能基（「Ｘ」官能）を表し、これは例えば硫黄原子によってジエンエラストマーと物理的および／または化学的に結合でき；Ｔは、ＹおよびＸを連結できる二価の有機基を表す。
【００３０】
硫黄を含有し、当業者に既知である有機ケイ素化合物のいずれかは、本発明の実施形態を実施するために有用である。シラン分子中の２個のケイ素原子を有する好適なシランカップリング剤の例としては、３，３’−ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドおよび３，３’−ビス（トリエトキシ−シリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９として既知）が挙げられる。これらの両方は、純粋な形態ではないが、ＤｅｇｕｓｓａからそれぞれＸ７５−ＳおよびＸ５０−Ｓとして市販されている。Ｄｅｇｕｓｓａは、Ｘ５０−Ｓの分子量が５３２ｇ／モルであり、Ｘ７５−Ｓが４８６ｇ／モルであることを報告している。これらの市販の製品の両方は、Ｎ３３０カーボンブラックと重量で混合された５０−５０の活性構成成分を含む。シラン分子に２個のケイ素原子を有する好適なシランカップリング剤の他の例としては、２，２’−ビス（トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３，３’−ビス（トリーｔ−ブトキシ−シリルプロピル）ジスルフィドおよび３，３’−ビス（ジｔ−ブチルメトキシシリルプロピル）テトラスルフィドが挙げられる。シラン分子にただ１つのケイ素原子を有するシランカップリング剤の例としては、例えば３．３’（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドおよび３，３’（トリエトキシ−シリルプロピル）テトラスルフィドが挙げられる。シランカップリング剤の量は、当業者に既知のように好適な範囲にわたって変動できる。通常、添加される量は、ゴム組成物に添加されたシリカの総重量の７重量％〜１５重量％、または代替として８重量％〜１２重量％、または９重量％〜１１重量％である。
【００３１】
本明細書に開示されるゴム組成物の特定の実施形態は、加工処理油を全く含まなくてもよく、または非常にわずかに、例えば５ｐｈｒ以下で含んでいてもよい。加工処理油は、当業者に周知であり、一般に石油から抽出され、パラフィン、芳香族またはナフタレンタイプの加工処理油（ＭＥＳおよびＴＤＡＥ油を含む）であると分類される。加工処理油はまた、とりわけ植物系油、例えばヒマワリ油、菜種油および植物油を含むことが知られている。本明細書に開示されるゴム組成物の一部は、エラストマー、例えばスチレン−ブタジエンゴムを含んでいてもよく、これは１つ以上のこうした加工処理油で拡張されているが、こうした油は、ゴム組成物の総エラストマー含有量の１０ｐｈｒ以下であるように、特定の実施形態のゴム組成物において制限される。
【００３２】
本明細書に開示されるゴム組成物はさらに、既に記載された化合物に加えて、タイヤの製造のために意図されるジエンゴム組成物に使用されることが多い構成成分のすべてまたは一部、例えば可塑剤、顔料、酸化防止剤および／またはオゾン劣化防止剤を含むタイプの保護剤、加硫遅延剤、例えば硫黄または過酸化物に基づく加硫システム、加硫促進剤、加硫活性化剤、エクステンダー油などが挙げられる。所望により、１つ以上の従来の非強化フィラー、例えば粘土、ベントナイト、タルク、チョークまたはカオリンを添加してもよい。
【００３３】
加硫システムは、好ましくは特定の実施形態に関して、硫黄に基づくものおよび促進剤に基づくものであるが、当業者に既知の他の加硫剤も同様に有用であり得る。硫黄の存在下、エラストマーの加硫の促進剤として作用できるいずれかの化合物、特に２−メルカプトベンゾチアジルジスルフィド（「ＭＢＴＳ」と略記）、Ｎ−シクロヘキシルー２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（「ＣＢＳ」と略記）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（「ＤＣＢＳ」と略記）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（「ＴＢＢＳ」と略記）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンイミド（「ＴＢＳＩ」と略記）、およびこれらの化合物の混合物からなる群から選択される化合物を使用できる。好ましくはスルフェンアミドタイプの一次促進剤が使用される。
【００３４】
加硫システムは、種々の既知の二次促進剤または加硫活性化剤、例えば酸化亜鉛、ステアリン酸およびグアニジン誘導体（特にジフェニルグアニジン）を含んでいてもよい。
【００３５】
本発明の実施形態であるゴム組成物は、当業者に既知の様式で好適なミキサで製造されてもよい。通常、混合は、２つの連続調製段階を用いて行ってもよく、高温での熱機械的作業の第１段階、続いて低温での機械的作業の第２の段階である。
【００３６】
「非生産性」段階とも称されることがある第１の段階は、例えばバンバリータイプのミキサにおいて、加硫剤を除く組成物の種々の成分を混錬することによって完全に混合することを含む。機械的作業の作用および混合物に課される高剪断下で、一般に１２０℃〜１９０℃の最大温度に到達するまで、好適な混錬デバイス、例えば内部ミキサにおいて行われる。
【００３７】
混合物を冷却した後、機械的作業の第２の段階は、低温にて実施される。「生産性」段階と称されることもあるこの仕上げ段階は、好適なデバイス、例えば開放ミルを用いる加硫剤のゴム組成物への組み込みからなる。それは、適切な時間（通常、例えば１〜３０分、または２〜１０分）、十分低い温度にて、すなわち混合物の加硫温度よりも低い温度にて行われ、早期加硫から保護する。
【００３８】
ゴム組成物は、タイヤ構成成分を含む有用な物品に形成できる。タイヤトレッドは、例えばトレッドバンドとして形成されてもよく、次いで後にプロキュアされるかまたはプロキュアなしでタイヤの一部として製造されてもよく、またはそれらは、例えば押出、および次いでモールド中での硬化によってタイヤカーカスに直接形成されてもよい。他の構成成分、例えばタイヤのビード領域または側壁に一般に位置する構成成分が形成されて、グリーンタイヤに組み立てられ、次いでタイヤの硬化時に硬化し得る。
【００３９】
本発明はさらに、以下の実施例によってさらに例示され、これらは例示としてのみ扱われ、いかなる方法によっても本発明を制限するものではない。実施例に開示される組成物の特性は、以下に記載されるように評価された。
【００４０】
ムーニー可塑度（ＭＬ１＋４）は、ＡＳＴＭ標準Ｄ１６４６に従って測定された。一般に、未硬化状態の組成物は、シリンダ状のエンクロージャにおいてモールドされ、１００℃に加熱される。１分の予備加熱後、ローターを２ｒｐｍにてテストサンプル内で回転させ、この動作を維持するために使用されるトルクが回転４分後に測定される。ムーニー可塑度は、「ムーニー単位」（ＭＵ、１ＭＵ＝０．８３ニュートン−メートル）で表現される。
【００４１】
スコーチは、１３０℃にてＡＳＴＭ標準Ｄ１６４６に従って測定された。一般に、ムーニースコーチは、粘度が、測定温度において最小粘度を超えて設定数のムーニー単位に上昇するのに必要とされる時間として報告される。
【００４２】
伸び弾性率（ＭＰａ）は、ダンベルテスト片にてＡＳＴＭ標準Ｄ４１２に基づいて２３℃の温度において、１０％（ＭＡ１０）および１００％（ＭＡ１００）で測定された。測定値は、第２伸び、すなわち適合サイクルの後に得られた。これらの測定値は、テスト片の元々の断面に基づくＭＰａ単位の割線係数である。
【００４３】
伸び特性は、破断時の伸び（％）および対応する伸び応力（ＭＰａ）として測定されたが、これはＡＳＴＭ標準Ｄ４１２に従ってＡＳＴＭテスト片にて２３℃で測定される。
【００４４】
引裂特性は、約２．５ｍｍの厚さを有する硬化プラークから切断されたテストサンプルから決定された。ノッチ（テスト方向に垂直）は、試験の前にサンプルにおいて創出された。破断応力および破断伸びは、Ｉｎｓｔｒｏｎ５５６５一軸試験システムを用いて測定された。クロスヘッド速度は、５００ｍｍ／分であった。サンプルは２３℃で試験した。
【実施例】
【００４５】
実施例１
本実施例は、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤のゴム組成物への添加が、増大した低歪剛性と、その加工処理性および粘着性に与える影響との間の妥協を打開することを示す。
【００４６】
ゴム配合物は、表１に示される構成成分の量で調製された。第１の証明配合物（Ｗ１）は、強化樹脂も、追加のカーボンブラックも、高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤も含んでいなかった。他の証明配合物は、カーボンブラックレベル（Ｗ２、Ｗ３）をＷ１のレベルに対して増大させること、およびホルムアルデヒド−フェノール性樹脂（Ｗ４、Ｗ５）をベース証明配合物（Ｗ１）にその剛性を増大させる別の手段として添加することを含んでいた。ヘキサメチレンテトラミンは、強化樹脂の分野において知られるような架橋メチレンドナーとしての樹脂と共に添加した。
【表１】
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【００４７】
配合物Ｆ１〜Ｆ３は、ベース証明Ｗ１と同じ構成成分を用いて調製したが、剛性を増大させるために高スチレン含有量スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤を添加した。スチレン−ブタジエンコポリマー添加剤は、６３重量％のスチレン含有量を有していたが、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｓ  Ｎｅｇｒｏｍｅｘ  Ｓ．Ａ．ｄｅ  Ｃ．Ｖ．ｏｆ  Ｍｅｘｉｃｏから商標名ＥＭＵＬＰＲＥＮＥ２６０として入手可能である。
【００４８】
すべての配合物のゴム構成成分は、天然ゴムとＳＢＲとの５０−５０混合物であった。カーボンブラックＮ３２６は、強化フィラーとして、配合物それぞれに添加された。添加剤は、劣化防止剤を含んでいたが、加硫パッケージは、硫黄、促進剤、ステアリン酸、および酸化亜鉛を含んでいた。
【００４９】
配合物それぞれを調製するために、硫黄および促進剤（および使用される場合はヘキサメチレンテトラミン）を除くすべての材料は、バンバリーミキサに添加し、十分組み込まれるまで加工処理した。次いで混合物をミキサから滴下して、ミルに移し、冷却した。
【００５０】
硫黄および促進剤（および使用される場合ヘキサメチレンテトラミン）を、次いで冷却された混合物に添加し、完全に組み込まれるまでミル上で加工処理した。次いで生成物は、上記で記載される試験手順に従ってその特性について試験された。硬化特性に関して、生成物は、１５０℃で２５分間硬化させた。
【表２】
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【００５１】
表２に示される結果からわかるように、配合物Ｗ２およびＷ３のカーボンブラックのレベルが増大すると、低歪剛性（ＭＡ１０）が増大したが、ムーニー粘度、スコーチ、伸び特性および引裂特性を犠牲にした。同様に、配合物のＷ４およびＷ５において強化樹脂を添加すると、低歪剛性（ＭＡ１０）が増大したが、ムーニー粘度、スコーチ、伸び特性および引裂特性を犠牲にした。
【００５２】
特許請求の範囲および本明細書に使用される場合に用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、明示されていない他の要素を含んでいてもよい開放群を示すと考えられる。特許請求の範囲および本明細書に使用される場合に用語「から本質的になる」は、明示されていない他の要素が実質的に特許請求された本発明の基本的な新規特徴を変更しない限り、こうした明示されていない他の要素を含んでいてもよい部分開放群を示すと考えられる。用語「ａ」、「ａｎ」、および単数形の言葉は、複数形の同じ言葉を含み、これらの用語が１つ以上のものを与えることを意味するように解釈される。用語「少なくとも１つ」および「１つ以上」は、交換可能に使用される。用語「１つ」または「単一」は、１つおよび１つだけのものを意図することを示すために使用される。同様に、他の特定の整数値、例えば「２」は、特定数のものを意図する場合に使用される。用語「好ましくは」、「好ましい」、「好む」、「場合により」、「であってもよい」および同様の用語は、アイテム、条件または工程が本発明の任意の（必要ではない）特徴であることを指すことを示すために使用される。「ａ〜ｂ」であると記載される範囲は、「ａ」および「ｂ」の値を含む。
【００５３】
種々の変更および変化が、本発明の趣旨から逸脱することなく本発明の実施形態に対して行われ得ることを前述の説明から理解すべきである。前述の説明は、例示のためだけに与えられ、限定を意味すると解釈されるべきではない。以下の特許請求の範囲の言語のみが、本発明の範囲を限定すべきである。
【国際調査報告】
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