特開 2024-144343 予め形成された天然ゴムカーボンブラック複合材料を組み込んだゴム組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024144343

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】予め形成された天然ゴムカーボンブラック複合材料を組み込んだゴム組成物

(51)【国際特許分類】

   C08L 7/00 20060101AFI20241003BHJP

   C08L 9/00 20060101ALI20241003BHJP

   C08K 3/04 20060101ALI20241003BHJP

   C08K 3/06 20060101ALI20241003BHJP

   C08K 3/36 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

C08L7/00

C08L9/00

C08K3/04

C08K3/06

C08K3/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024051513

(22)【出願日】2024-03-27

(31)【優先権主張番号】18/127,763

(32)【優先日】2023-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】513158760

【氏名又は名称】ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100104374

【弁理士】

【氏名又は名称】野矢 宏彰

(74)【代理人】

【識別番号】100112634

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 美奈子

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル・ロペス・ガシオラ

(72)【発明者】

【氏名】ライアン・マイケル・シュミット

【テーマコード（参考）】

4J002

【Ｆターム（参考）】

4J002AC011

4J002AC031

4J002AC061

4J002AC081

4J002DA036

4J002DA047

4J002DJ016

4J002EN079

4J002EU059

4J002EV278

4J002EV328

4J002FD016

4J002FD079

4J002FD147

4J002FD158

4J002GN01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】トレッド摩耗に過度に影響を及ぼすことなく、硬化した組成物から形成されるタイヤの転がり抵抗および引き裂き特性を維持することができる複合体から形成されるゴム組成物を提供する。
【解決手段】例示的な実施形態の１つの態様に従い、ゴム組成物は、少なくとも２０ｐｈｒの複合材料、少なくとも３ｐｈｒの共役ジエンエラストマー、硬化活性化剤、および硫黄ベースの硬化剤を含む。複合材料は、天然ゴム中に分散した補強用カーボンブラックを含む。複合材料および共役ジエンエラストマーは一緒になって、ゴム組成物中の少なくとも９０ｐｈｒの加硫性エラストマーを提供する。ゴム組成物は、カーボンブラック以外の補強充填剤をさらに含むことができる。補強充填剤はシリカを含むことができる。ゴム組成物は、少なくとも５ｐｈｒ、もしくは少なくとも８ｐｈｒのシリカ、または３０ｐｈｒまで、もしくは１８ｐｈｒまでのシリカを含むことができる。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

天然ゴム中に分散した補強用カーボンブラックを特徴とする少なくとも２０ｐｈｒの複合材料、
少なくとも３ｐｈｒの共役ジエンエラストマー、
硬化活性化剤、および
硫黄ベースの硬化剤
を特徴とするゴム組成物であって、前記複合材料および前記共役ジエンエラストマーが一緒になって、前記ゴム組成物中の少なくとも９０ｐｈｒの加硫性エラストマーを提供する、ゴム組成物。

【請求項2】

少なくとも５ｐｈｒのシリカを含むことを特徴とする、請求項３に記載のゴム組成物。

【請求項3】

前記複合材料が少なくとも２０ｐｈｒの前記補強用カーボンブラックを有するゴム組成物を提供することを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。

【請求項4】

前記複合材料が少なくとも５０ｐｈｒの前記天然ゴムを有するゴム組成物を提供することを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。

【請求項5】

前記複合材料が固体であることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。

【請求項6】

前記共役ジエンエラストマーが天然ゴムおよび合成ポリイソプレンのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。

【請求項7】

少なくとも５ｐｈｒの前記共役ジエンエラストマーを含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。

【請求項8】

少なくとも１ｐｈｒの、抗酸化剤およびオゾン劣化防止剤のうちの少なくとも１種をさらに特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。

【請求項9】

請求項１に記載の組成物から形成される物品。

【請求項10】

タイヤトレッドを特徴とする、請求項９に記載の物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]例示的な実施形態の態様は、様々なタイヤ構成部材、例えば、タイヤトレッド、基材、およびワイヤコーティングにおける使用に適した組成物、特に、従来の形態の天然ゴムに加えて、予め形成された天然ゴム・カーボンブラック複合体を組み込んだ組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]タイヤトレッドは一般的に、硫黄ベースの硬化剤、例えば、元素の硫黄を添加する前に、様々な添加剤、例えば、充填剤および硬化助剤とブレンドした天然ゴムまたは他のエラストマーから形成される。このような混合成分は、多くの場合、トレッド摩耗およびタイヤの走行マイル数（マイル＝１．６キロメートル）に関係した性能指標を改善するように選択される。多くの場合、トレッド摩耗および走行マイル数の改善と、他のパラメーター、例えば、引き裂きおよび転がり抵抗との間にはトレードオフが存在する。

【0003】

[0003]米国特許第８，５３６，２６２Ｂ２号は、微量のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンならびに多量の、イソプレンおよび／または１，３－ブタジエンのポリマーまたはコポリマー、ならびにスチレンとイソプレンおよび／または１，３－ブタジエンとのコポリマーのうちの少なくとも１種を含むゴムから形成されたタイヤの内部トレッドゴム層について記載している。組成物は、ヨウ素吸収値（ＡＳＴＭ Ｄ２５１５）約２０～約５０ｇ／ｋｇおよび１００～約３００ｇ／ｋｇをそれぞれ有するゴム補強用カーボンブラック充填剤のブレンドをさらに含む。内部トレッドゴム層はタイヤキャップと、カーカスとの間に配置され、ゴムのヒステリシス特性を実質的に維持し、タイヤの使用中に内部熱が蓄積される傾向を減少させながら、タイヤハンドリングを促進するように作られている。余分なトレッド層の追加は有益ではあるが、タイヤを構築するためのコストまたは時間を増加させる可能性がある。

【0004】

[0004]最近になって、天然ゴムラテックスおよびカーボンブラックを含有するエラストマー複合材料が、例えば、米国特許第９，１５６，９５５Ｂ２号および米国特許第１０，７６７，０２８Ｂ２号に記載されているようなタイヤ組成物における使用のために開発されている。複合体は硬化剤および他の添加剤と混合して、例えば、タイヤトレッドを形成することに適合した組成物を生成することができる。しかし、このような複合体は、提供される特性の範囲が限定されてしまう傾向にある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第８，５３６，２６２Ｂ２号

【特許文献2】米国特許第９，１５６，９５５Ｂ２号

【特許文献3】米国特許第１０，７６７，０２８Ｂ２号

【特許文献4】米国公開第２０１０００７１８１７Ａ１号

【特許文献5】米国公開第２０１５０１０５４９１Ａ１号

【特許文献6】米国特許第５，５８７，４１６Ａ号

【特許文献7】米国特許第５，８００，６０８Ａ号

【特許文献8】米国特許第５，８８２，６１７Ａ号

【特許文献9】米国特許第９，３５９，２１５Ｂ２号

【特許文献10】米国公開第２００２００８１２４７Ａ１号

【特許文献11】米国公開第２００５００３２９６５Ａ１号

【特許文献12】米国特許第５，７０８，０６９号

【特許文献13】米国特許第７，５５０，６１０号

【特許文献14】米国特許第５，７８９，５１４号

【特許文献15】米国特許第６，３２２，８１１号

【特許文献16】米国特許第４，０８２，７０３号

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ｇｒｕｂｅｒら、「Ｒａｍａｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ｈｅａｔ－Ｔｒｅａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋｓ」、Ｃａｒｂｏｎ、３２巻（７号）、１３７７～１３８２頁（１９９４）

【非特許文献2】Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ （１９７８）、３４４～３４７頁

【非特許文献3】Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（１９７８）、３４６および３４７頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

[0005]トレッド摩耗に過度に影響を及ぼすことなく、硬化した組成物から形成されるタイヤの転がり抵抗および引き裂き特性を維持することができる複合体から形成されるゴム組成物が依然として必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

[0006]例示的な実施形態の１つの態様によると、ゴム組成物は、少なくとも２０ｐｈｒの複合材料、少なくとも３ｐｈｒの共役ジエンエラストマー、硬化活性化剤、および硫黄ベースの硬化剤を含む。複合材料は、天然ゴム中に分散した補強用カーボンブラックを含む。複合材料および共役ジエンエラストマーは一緒になって、ゴム組成物中に少なくとも９０ｐｈｒの加硫性エラストマーを提供する。

【0009】

[0007]ゴム組成物は、カーボンブラック以外の補強充填剤をさらに含むことができる。補強充填剤はシリカを含むことができる。ゴム組成物は、少なくとも５ｐｈｒ、もしくは少なくとも８ｐｈｒのシリカ、または３０ｐｈｒまで、もしくは１８ｐｈｒまでのシリカを含むことができる。

【0010】

[0008]複合材料は、少なくとも２０ｐｈｒの補強用カーボンブラック、もしくは少なくとも３０ｐｈｒ、または８０ｐｈｒまで、もしくは５５ｐｈｒまでの補強用カーボンブラックを有するゴム組成物を提供することができる。複合材料は、少なくとも５０ｐｈｒの天然ゴム、もしくは少なくとも７０ｐｈｒ、または９５ｐｈｒまで、もしくは９０ｐｈｒまでの天然ゴムを有するゴム組成物を提供することができる。複合材料は、２１℃および大気圧で固体であることができる。

【0011】

[0009]共役ジエンエラストマーは、天然ゴムおよび合成ポリイソプレンのうちの少なくとも１種を含むことができる。ゴム組成物は、少なくとも５ｐｈｒの共役ジエンエラストマー、もしくは少なくとも１０ｐｈｒ、または５０ｐｈｒまで、もしくは３０ｐｈｒまでの共役ジエンエラストマーを含むことができる。

【0012】

[0010]硬化活性化剤は、脂肪酸、酸化亜鉛、およびこれらの混合物からなる群から選択することができる。
[0011]ゴム組成物は、少なくとも０．１ｐｈｒの、樹脂、油、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の加工助剤をさらに含むことができる。

【0013】

[0012]ゴム組成物は、少なくとも１ｐｈｒの、抗酸化剤およびオゾン劣化防止剤のうちの少なくとも１種、ならびに／または少なくとも０．５ｐｈｒの硬化促進剤、ならびに／または少なくとも０．０５ｐｈｒの硬化抑制剤をさらに含むことができる。

【0014】

[0013]複合材料および共役ジエンエラストマーは、一緒になって、ゴム組成物中の少なくとも９８ｐｈｒの加硫性エラストマーを提供することができる。
[0014]例示的な実施形態の別の態様では、物品は、上記に記載されている態様のいずれかのゴム組成物から形成される。物品はタイヤトレッドを含むことができる。

【0015】

[0015]例示的な実施形態の別の態様では、ゴム組成物を形成する方法は、複合材料を共役ジエンエラストマーと、少なくとも１１５℃の温度でブレンドして、混合物を形成するステップを含む。複合材料は天然ゴム中に分散した補強用カーボンブラックを含む。複合材料および共役ジエンエラストマーは一緒になって、加硫性エラストマーの合計１００ｐｈｒのうちの少なくとも９０ｐｈｒを提供する。混合物は硫黄ベースの硬化剤とブレンドして、ゴム組成物を形成する。

【0016】

[0016]本方法において、混合物はシリカをさらに含むことができる。
[0017]本方法は、ゴム組成物を硬化して、造形品を形成するステップをさらに含むことができる。

【発明を実施するための形態】

【0017】

[0018]例示的な実施形態の態様は、成型したまたは押し出した物品を形成するための使用に適合したゴム組成物、およびこの組成物から形成される物品、例えばタイヤトレッドなどに関する。組成物は、予め形成された複合材料、共役ジエンベースのエラストマー、補強充填剤、例えば、シリカ、硫黄ベースの硬化剤、ならびに任意に、加工助剤、例えば、油およびワックス、カップリング剤、抗酸化剤、オゾン劣化防止剤、硫黄ベースの硬化パッケージの他の構成材料、例えば、硬化活性化剤、硬化促進剤、および硬化抑制剤、ならびに当技術分野で公知の他の添加剤のうちの１種または複数を含む。

【0018】

[0019]例示的な複合材料は天然ゴムおよびカーボンブラックを主成分として含む。複合材料と、別個の共役ジエンベースのゴムとの組合せは多相モルホロジーを有する硬化したゴム組成物を結果として生じ、この多相モルホロジーにおいて、カーボンブラックはゴム組成物中に不均一に分散しており、これによってトレッド摩耗に過度に影響を及ぼすことなく、タイヤの良好な転がり抵抗および引き裂き特性が得られる。

【0019】

[0020]発明の説明において、「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。「ｐｈｆ」という用語は、充填剤１００重量部当たりの重量部を指す。慣習的には、シーラント組成物に利用されている未硬化のゴムは、合計１００ｐｈｒとなる。

【0020】

[0021]「ゴム」および「エラストマー」という用語は、他に指摘されていない限り、交換可能なように使用することができる。「硬化する」および「加硫化する」という用語は、他に指摘されていない限り、交換可能なように使用することができる。

【0021】

[0022]本明細書で使用される場合、ＡＳＴＭ Ｄ１６４６－１９ａ、「ゴム粘度、応力緩和、および予備加硫特性の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ－Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ、Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ、ａｎｄ Ｐｒｅ－Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）（ムーニー粘度計）」に従い、Ｍ．Ｕ．で、１００℃で、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４）を測定する。

【0022】

[0023]本明細書で参照されているエラストマーまたはエラストマー組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、それぞれのエラストマーまたはエラストマー組成物の、その未硬化状態での、またはエラストマー組成物の場合にはおそらく硬化状態でのガラス転移温度を表す。本明細書で参照されたＴｇ値は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８－２１「示差走査熱量測定法による転移温度およびポリマーの融解および結晶化のエントロピーの標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ｅｎｔｈａｌｐｉｅｓ ｏｆ Ｆｕｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｂｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）」に従い、毎分１０℃の増加の温度速度で、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によりピーク中点として決定されるものである。

【0023】

複合材料
[0024]複合材料は天然ゴムおよび補強用カーボンブラックを含み、この補強用カーボンブラックは天然ゴム中に分散している。一実施形態では、天然ゴムおよびカーボンブラックは一緒になって、複合材料の少なくとも９０重量％、もしくは少なくとも９５重量％、もしくは少なくとも９８重量％、または１００重量％までを構成する。

【0024】

[0025]一実施形態では、複合材料は、１００Ｍ．Ｕ．以下、もしくは８５Ｍ．Ｕ．以下、または少なくとも６０Ｍ．Ｕ．のムーニー粘度を有する。複合材料は、室温（２１℃）および大気圧で固体であってもよいし、流動性のある液体であってもよい。別の実施形態では、複合材料は、室温で固形物、例えば、ストリップまたはクラムの形態であってもよい。

【0025】

[0026]複合材料は加硫化されておらず、硫黄ベースの硬化剤および有機過酸化物硬化剤を含まない。複合材料はまたカーボンブラック以外の補強充填剤を含まなくてもよいし、硬化促進剤、硬化活性化剤、および硬化抑制剤を含まなくてもよく、これらの例は以下に述べられている。

【0026】

[0027]複合材料は、ゴム組成物中、少なくとも２０ｐｈｒ、もしくは少なくとも３０ｐｈｒ、もしくは少なくとも５０ｐｈｒ、もしくは少なくとも８０ｐｈｒ、もしくは少なくとも１００ｐｈｒ、または１６０ｐｈｒまで、もしくは１５０ｐｈｒまで、もしくは１４０ｐｈｒまでの量で使用することができる。複合材料中のエラストマー含有量（主に、天然ゴム）は、ゴム組成物中、合計１００ｐｈｒのエラストマーに寄与する。したがって、ゴム組成物中の複合材料の最大ｐｈｒは、少なくとも部分的に、そのゴム含有量に依存する。例えば、複合材料は、ゴム組成物中、全エラストマーの少なくとも１０ｐｈｒ、もしくは少なくとも２０ｐｈｒ、もしくは少なくとも５０ｐｈｒ、もしくは少なくとも６０ｐｈｒ、もしくは少なくとも７０ｐｈｒ、もしくは少なくとも８０ｐｈｒ、または９５ｐｈｒまで、もしくは９０ｐｈｒまでを提供することができる。

【0027】

[0028]複合材料は、少なくとも１０ｐｈｒ、もしくは少なくとも１５ｐｈｒ、もしくは少なくとも２０ｐｈｒ、もしくは少なくとも３０ｐｈｒ、もしくは少なくとも４０ｐｈｒ、または８０ｐｈｒまで、もしくは６０ｐｈｒまで、もしくは５０ｐｈｒまでのカーボンブラックをゴム組成物に寄与することができる。

【0028】

[0029]複合材料中のカーボンブラックの天然ゴムに対する重量比は、少なくとも２０：８０、もしくは少なくとも３０：７０、または５０：５０まで、もしくは４０：６０まで、例えば、約３５：６５であってもよい。

【0029】

[0030]複合材料中のカーボンブラックは、単一の補強用カーボンブラックであってもよいし、または２種もしくはそれよりも多くの異なる種類のカーボンブラックを含んでもよい。

【0030】

[0031]複合材料において有用なカーボンブラックは、ＡＳＴＭ Ｄ６５５６－２１「窒素吸着によるカーボンブラックと外表面の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ－Ｔｏｔａｌ ａｎｄ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ ｂｙ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）」に従い決定した場合、１５ｍ^２／ｇ～３００ｍ^２／ｇ、または少なくとも４０ｍ^２／ｇの窒素表面積（ＮＳＡ）を有することができる。例示的なカーボンブラックとして、ＡＳＴＭ Ｄ１７６５－２１、「ゴム製品に使用されるカーボンブラックの標準分類システム（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）」により特定されている、ＡＳＴＭ表示記号Ｎ１１０、Ｎ１２１、Ｎ１３４、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２４２、Ｎ２９３、Ｎ２９９、Ｎ３１５、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３２、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ５８２、Ｎ６３０、Ｎ６４２、Ｎ６５０、Ｎ６８３、Ｎ７５４、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、Ｎ７８７、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０およびＮ９９１が挙げられる。

【0031】

[0032]２種またはそれよりも多くの形態のカーボンブラックの混合物を利用することができる。本明細書での使用に適合した複合材料の１つの例は、２種類のカーボンブラックを含み、米国特許第１０，７６７，０２８Ｂ２号に記載されている。異なるカーボンブラックを有する他の複合材料は米国公開第２０１０００７１８１７Ａ１号に記載されている。

【0032】

[0033]一実施形態では、カーボンブラックは、複合材料を形成する前に、例えば、ケイ素で前処理する。１つの例示的ケイ素処理したカーボンブラックは、Ｃａｂｏｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＣＲＸ（商標）２０００ＥＣＯＢＬＡＣＫ（登録商標）として入手可能である。

【0033】

[0034]カーボンブラックおよび天然ゴムを含む例示的な複合材料は、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（Ｅ２Ｃ（商標））、例えば、Ｅ２Ｃ（商標）ＤＸ９６２０およびＥ２Ｃ（商標）ＤＸ９６４０として入手可能である。Ｅ２Ｃ（商標）ＤＸ９６２０は、１００℃で、約６９Ｍ．Ｕ．のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）、３００％での約１７．０ＭＰａの弾性率、約２９．８ＭＰａの引張り強度、約５２８％の破断点伸び、および６０℃で約０．１３０のｔａｎδを有する。Ｅ２Ｃ（商標）ＤＸ９６４０は、約８４Ｍ．Ｕ．のムーニー粘度、３００％での約１８．５ＭＰａの弾性率、約３０．１ＭＰａの引張り強度、約４７３％の破断点伸び、および６０℃で、約０．１５のｔａｎδを有する。

【0034】

[0035]２種またはそれよりも多くの形態の炭素が使用される場合、複合体中の第１のカーボンブラックは、１１００℃～１８００℃の間の温度で熱処理することによって、第２のカーボンブラックよりも多くの結晶構造を得ることができる。部分的に結晶化した第１のカーボンブラックは、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４－２２、「カーボンブラック吸油量（ＯＡＮ）の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ－Ｏｉｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ（ＯＡＮ））」に従い決定した場合、１２０ｃｍ^３／１００ｇ～２００ｃｍ^３／１００ｇのＯＡＮ構造、およびＧｒｕｂｅｒら、「Ｒａｍａｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ｈｅａｔ－Ｔｒｅａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋｓ」、Ｃａｒｂｏｎ、３２巻（７号）、１３７７～１３８２頁（１９９４）の方法を使用して決定した場合、２５Å～５０Åのラマン微結晶性平面サイズ（Ｌａ）を有することができる。

【0035】

[0036]１つの特定の実施形態では、カーボンブラックは、ＳＴＳＡで測定した場合少なくとも９５ｍ^２／ｇの外部表面領域、および８０ｍＬ／１００ｇより大きいフタル酸ジブチル吸着を有し、複合材料は少なくとも６５ｐｈｒのカーボンブラックを含む。別の特定の実施形態では、カーボンブラックは、ＳＴＳＡで測定した場合少なくとも７５ｍ^２／ｇの表面積および６０ｍＬ／１００ｇより大きいフタル酸ジブチル吸着を有し、複合材料は少なくとも７０ｐｈｒのカーボンブラックを含む。別の特定の実施形態では、カーボンブラックは、Ｌ≧－０．２６^＊Ｓ＋９４（式中、Ｌは複合材料中のカーボンブラックの量（単位：ｐｈｒ）であり、Ｓは、ＳＴＳＡで測定した場合のカーボンブラックの表面積（単位：ｍ^２／ｇ）である）を満たす量で複合材料中に存在する。これらおよび他の適切な複合材料は、例えば、米国公開第２０１５０１０５４９１Ａ１号に記載されている。

【0036】

[0037]複合材料はカーボンブラックおよび天然ゴムから本質的になることができるが（例えば、これら２種の材料は全部で複合材料の少なくとも９５重量％もしくは少なくとも９８重量％、または１００重量％までである）、複合材料が他の構成材料を含み得ることもまた想定される。例えば、一実施形態では、複合体の２～２５重量％、または１５重量％まで、または８重量％までが他のゴム形成エラストマーで構成され得る。これら他のエラストマーとして、他の共役ジエンエラストマー、例えば、合成ｃｉｓ－１，４－ポリイソプレン、ポリブタジエン、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を挙げることができる。適切なコポリマーは、ブタジエン／スチレンコポリマー、イソプレン／ブタジエンコポリマー、イソプレン／スチレンコポリマーおよびイソプレン／ブタジエン／スチレンコポリマーからなる群から選択される。

【0037】

[0038]複合材料は、極めて分散した混合物を達成するために、適切な温度（例えば、少なくとも１００℃、または少なくとも１２０℃）で、十分な時間の間、カーボンブラックを天然ゴムと混合することによって形成することができる。一実施形態では、カーボンブラックは、天然ゴムにスラリーとして加え、凝固剤、例えば、酸を使用して混合物を凝固する。このような方法は、米国特許第９，１５６，９５５Ｂ２号に記載されている。スラリーは、カーボンブラックと水を混合することによって形成することができ、例えば、米国公開第２０１５０１０５４９１Ａ１号に記載されている通り、これを粉砕して、分散を改善することができる。

【0038】

共役ジエンベースのエラストマー
[0039]共役ジエンベースのエラストマー（複合材料の一部を形成しない）は、少なくとも３ｐｈｒ、もしくは少なくとも５ｐｈｒ、もしくは少なくとも６ｐｈｒ、もしくは少なくとも８ｐｈｒ、もしくは少なくとも１０ｐｈｒ、もしくは少なくとも１２ｐｈｒ、および／または９０ｐｈｒまで、もしくは８０ｐｈｒまで、もしくは６０ｐｈｒまで、もしくは４０ｐｈｒまで、もしくは３０ｐｈｒまで、もしくは２０ｐｈｒまで、もしくは１６ｐｈｒまで、例えば、１０～３０ｐｈｒの範囲の量でゴム組成物中に存在してもよい。

【0039】

[0040]一実施形態では、複合材料中に存在する共役ジエンベースのエラストマーの、天然ゴムに対する重量比は、少なくとも５：９５、もしくは少なくとも６：９４、もしくは少なくとも１０：９０、もしくは少なくとも１２：８８、または３０：７０まで、もしくは２５：７５まで、もしくは２０：８０までである。

【0040】

[0041]共役ジエンベースのエラストマーは、単に、または主に共役ジエンから誘導される（例えば、少なくとも６０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％）１種または複数のエラストマーからなる。例えば、共役ジエンベースのエラストマーは、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ならびにその混合物およびコポリマーから選択することができる。これらエラストマーはすべて、各モノマー単位中に二重結合を含む。

【0041】

[0042]天然ゴムは主にイソプレン（２－メチル－１，３－ブタジエン）から誘導され、よって主に（例えば、少なくとも９９重量％）ポリイソプレンである。本明細書で使用される場合、「天然ゴム」という用語は、天然由来のゴム、例えば、ヘベアゴムの木などの供給源、および非ヘベア供給源（例えば、グアユール低木およびタンポポ、例えば、ＴＫＳ）から収集することができることを意味する。言い換えると、「天然ゴム」という用語は、合成ポリイソプレンを除外するためと解釈されるべきである。パラゴムノキ（Ｈｅｖｅａ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）の木から得たフィールド等級の凝固物（カップランプ）から生成される天然ゴムは、天然ゴムの一般的な形態である。例えば、技術的に特定されたゴムまたはブロックゴム（ＴＳＲ）は、インドネシアから入手可能な天然ゴムであり、インドネシアでは、これは標準的なインドネシアンゴム（ＳＩＲ）、マレーシア（ＳＭＲ）、およびタイ（ＳＴＲ）と呼ばれる場合もある。この天然ゴムはＴＳＲ１０およびＴＳＲ２０を含むいくつかの等級で得ることができ、ＴＳＲ１０等級がより高い純度を有する。

【0042】

[0043]一実施形態では、共役ジエンベースのエラストマーは少なくとも６０重量％の天然ゴム、もしくは少なくとも８０重量％、もしくは少なくとも９０重量％、もしくは少なくとも９５重量％、または１００重量のまで％天然ゴムである。

【0043】

[0044]一部の実施形態では、合成ポリイソプレン、特に、少なくとも９４重量％、または少なくとも９６重量％のｃｉｓ含有量を有するｃｉｓ－１，４－ポリイソプレンを、共役ジエンベースのエラストマーに使用することができる。合成ポリイソプレンのＴｇは－６０℃～－７０℃の範囲であってよい。一実施形態では、合成ポリイソプレンと天然ゴムの混合物は共役ジエンベースのエラストマーとして使用されている。

【0044】

[0045]任意に微量で存在してもよい他の共役ジエンベースのエラストマー（例えば、合計１０ｐｈｒまで、または５ｐｈｒまで、または２ｐｈｒまで）は、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレン－イソブチレンコポリマー、およびハロブチルゴム、例えば、ブロモブチルゴムおよびクロロブチルゴムのうちの１種または複数を含むことができる。

【0045】

他の加硫性エラストマー
[0046]複合材料および共役ジエン基材エラストマー中に存在する天然ゴムとは別に、他の加硫性エラストマーがゴム組成物中に微量で存在してもよく（例えば、合計１０ｐｈｒまで、または５ｐｈｒまで、または２ｐｈｒまで）、これらは、ニトリルゴム、液体ゴム、ポリノルボルネンコポリマー、エチレン－プロピレン－ジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリル酸塩ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ポリスルフィドゴム、エピクロロヒドリンゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエンターポリマー、水和アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレン－ブタジエンコポリマー、ブチルゴム、水素化スチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、エチレンモノマーから形成されたターポリマー、プロピレンモノマー、および／またはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、イソプレンベースのブロックコポリマー、ブタジエンベースのブロックコポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、スチレン－ブタジエン－スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン／ブチレン－スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン－［エチレン－（エチレン／プロピレン）］－スチレンブロックコポリマー（ＳＥＥＰＳ）、スチレン－イソプレン－スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、ランダムスチレンコポリマー、水素化スチレン系ブロックコポリマー、スチレンブタジエンコポリマー、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）ポリマー、ポリオレフィン、非晶質ポリオレフィン、半結晶性ポリオレフィン、アルファ－ポリオレフィン、ｒｅａｃｔｏｒ－ｒｅａｄｙポリオレフィン、アクリル酸塩、メタロセン触媒ポリオレフィンポリマーおよびエラストマー、ｒｅａｃｔｏｒ－ｍａｄｅ熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、オレフィンブロックコポリマー、コポリエステルブロックコポリマー、ポリウレタンブロックコポリマー、ポリアミドブロックコポリマー、熱可塑性ポリオレフィン、熱可塑性加硫物、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンｎ－ブチルアクリレートコポリマー、エチレンアクリル酸メチルコポリマー、ネオプレン、アクリル酸、ウレタン、ポリ（アクリレート）、エチレンアクリル酸コポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、アタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンを含むポリエチレン、エチレン－プロピレンポリマー、プロピレン－ヘキセンポリマー、エチレン－ブテンポリマー、エチレンオクテンポリマー、プロピレン－ブテンポリマー、プロピレン－オクテンポリマー、メタロセン触媒ポリプロピレンポリマー、メタロセン触媒ポリエチレンポリマー、エチレン－プロピレン－ブチレンターポリマー、プロピレンから生成されたコポリマー、エチレン、Ｃ_４～Ｃ_１０アルファ－オレフィンモノマー、ポリプロピレンポリマー、マレート化ポリオレフィン、ポリエステルコポリマー、コポリエステルポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、および／またはポリ酢酸ビニル、ならびにこれらの混合物から選択されてもよく、ならびに／またはポリマーは、ポリマー内のポリマー鎖末端もしくはペンダント位に、ヒドロキシル－、エトキシ－、エポキシ－、シロキサン－、アミン－、アミンシロキサン－、カルボキシ－、フタロシアニン－、およびシラン－スルフィド－基のうちの１種もしくは複数から選択される改変および／もしくは官能化を任意に含む。

【0046】

[0047]一実施形態では、ゴム組成物はこのような他の加硫性エラストマーを含まない。
補強充填剤
[0048]複合材料中に見出されるカーボンブラック以外の１種または複数の補強充填剤がゴム組成物に存在してもよい。このような補強充填剤の例として、シリカ、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、二酸化チタン、水和したケイ酸アルミニウム粘土、２：１層状ケイ酸塩粘土およびそれから形成される有機親和性粘土、ケイ酸カルシウム、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、珪灰石、タルク、珪藻土、デンプン、リグニン、アルミナ、別のカーボンブラック、例えば、複合材料中に存在するカーボンブラックとは異なるもの、およびこれらの混合物が挙げられる。

【0047】

[0049]補強充填剤は、ゴム組成物中に、０～１５０ｐｈｒ、例えば、少なくとも２ｐｈｒ、もしくは少なくとも４ｐｈｒ、もしくは少なくとも６ｐｈｒ、もしくは少なくとも８ｐｈｒ、または１００ｐｈｒまで、もしくは８０ｐｈｒまで、もしくは５０ｐｈｒまで、もしくは２０ｐｈｒまで、もしくは１５ｐｈｒまで、１０ｐｈｒまで、例えば、５～１５ｐｈｒで存在してもよい。

【0048】

[0050]一実施形態では、補強充填剤は、シリカ粒子、例えば、非晶質（例えば、沈殿させた）シリカおよび／または結晶性シリカを含むまたはからなる。「シリカ」という用語は、本明細書で、二酸化ケイ素、ＳｉＯ_２（シリカが形成されるプロセスから生成された微量な不純物、一般的に１重量％未満を含有し得る）を指すように使用されている。「沈降シリカ」という用語は、酸性化剤を用いてケイ酸塩を沈殿させるプロセスにより通常得られる合成非晶質シリカを指すように使用されている。

【0049】

[0051]シリカは、ゴム組成物中に、少なくとも２ｐｈｒ、もしくは少なくとも４ｐｈｒ、もしくは少なくとも６ｐｈｒ、もしくは少なくとも８ｐｈｒ、または１００ｐｈｒまで、もしくは８０ｐｈｒまで、もしくは５０ｐｈｒまで、もしくは２０ｐｈｒまで、もしくは１８ｐｈｒまで、もしくは１５ｐｈｒまで、１０ｐｈｒまで、例えば、５～１５ｐｈｒの量で存在してもよい。

【0050】

[0052]シリカは様々な方法で調製することができる。沈降シリカは、例えば、籾殻または他の生物学的廃棄物中に見出される非晶質シリカを、水酸化ナトリウムを用いて蒸解することにより、ケイ酸ナトリウムを形成し、酸性化剤、例えば、硫酸または二酸化炭素との反応により、シリカをケイ酸ナトリウムから沈殿させることにより調製することができる。生成したシリカ沈殿物は洗浄し、濾過する。沈降シリカの調製の方法は、例えば、米国特許第５，５８７，４１６Ａ号、米国特許第５，８００，６０８Ａ号、米国特許第５，８８２，６１７Ａ号、および米国特許第９，３５９，２１５Ｂ２号、ならびに米国公開第２００２００８１２４７Ａ１号、および米国公開第２００５００３２９６５Ａ１号に開示されている。沈降シリカはまた、例えば、米国特許第５，７０８，０６９号、米国特許第７，５５０，６１０号、および米国特許第５，７８９，５１４号に記載されている通り、シリカゲルから形成することもできる。シリカゲルは、例えば、シリカヒドロゲルを、例えば、オルガノメルカプトシランおよびアルキルシランを用いて疎水化し、生成物を乾燥させることにより誘導することができる。

【0051】

[0053]シリカの表面積を決定するための様々な方法が利用可能である。ＡＳＴＭ Ｄ６８４５－２０「沈殿水和シリカの標準試験法ＣＴＡＢ（臭化セチルトリメチルアンモニウム）表面積（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｉｌｉｃａ、Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ、Ｈｙｄｒａｔｅｄ－ＣＴＡＢ（Ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ Ｂｒｏｍｉｄｅ）Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ）」の試験方法では、シリカの比表面積の測定は、小さすぎてＣＴＡＢ分子が入れない微小孔により含有されている領域は除外される。この試験方法は、すべての種類のゴム等級シリカを特徴付けるのに適している。

【0052】

[0054]補強充填剤に使用されているシリカは、ＡＳＴＭ Ｄ６８４５－２０に従い、少なくとも１２０ｍ^２／ｇ、または少なくとも１４０ｍ^２／ｇ、または少なくとも２２０ｍ^２／ｇ、または少なくとも２４０ｍ^２／ｇのＣＴＡＢ比表面積を有することができる。シリカは、５００ｍ^２／ｇまで、または４００ｍ^２／ｇまで、または３００ｍ^２／ｇまでのＣＴＡＢ比表面積を有することができる。

【0053】

[0055]本明細書での使用に適合した例示的沈降シリカとして、Ｈｉ－Ｓｉｌ（商標）５３２、Ｈｉ－Ｓｉｌ（商標）５３２ＥＰ、およびＨｉ－Ｓｉｌ（商標）ＥＺ １６０Ｇ、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製；Ｈｕｂｅｒｓｉｌ（商標）４１５５、Ｊ．Ｍ．ＨｕｂｅｒＣｏｍｐａｎｙ製；Ｚｅｏｓｉｌ（商標）、記号表示１１５ＧＲ、１２５ＧＲ、１６５ＧＲ、１７５ＧＲ、１８５ＧＲ、１９５ＧＲ、１０８５ＧＲ、１１６５ＭＰ、１１１５ＭＰ、ＨＲＳ１２００ＭＰ、Ｐｒｅｍｉｕｍ ＭＰ、Ｐｒｅｍｉｕｍ ２００ＭＰ、Ｐｒｅｍｉｕｍ ＳＷ、および１９５ＨＲ、Ｓｏｌｖａｙ製；Ｕｌｔｒａｓｉｌ（商標）、記号表示ＶＮ２、ＶＮ３、ＶＮ３ＧＲ、５０００ＧＲ、６０００ＧＲ、７０００ＧＲ、および９０００ＧＲ、Ｅｖｏｎｉｋ製；Ｚｅｏｐｏｌ（商標）、記号表示８７５５ＬＳおよび８７４５、Ｅｖｏｎｉｋ製；Ｎｅｗｓｉｌ（商標）、記号表示１１５ＧＲおよび２０００ＭＰ、Ｗｕｘｉ Ｑｕｅｃｈｅｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ製；ならびにＴｏｋｕｓｉｌ（商標）３１５、Ｍａｒｕｏ Ｃａｌｃｉｕｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ製、ならびにこれらの混合物が挙げられる。

【0054】

[0056]一実施形態では、シリカは、ゴム組成物中に、１ｐｈｒまたはそれよりも多く、例えば、少なくとも２ｐｈｒ、もしくは少なくとも５ｐｈｒ、もしくは少なくとも６ｐｈｒ、もしくは少なくとも７ｐｈｒ、または２０ｐｈｒまで、もしくは１８ｐｈｒまで、もしくは１５ｐｈｒまで、もしくは１４ｐｈｒまで、もしくは１２ｐｈｒまで、もしくは１０ｐｈｒまでで存在する。シリカは、少なくとも２ｐｈｆ、もしくは少なくとも４ｐｈｆ、もしくは少なくとも８ｐｈｆ、もしくは少なくとも１２ｐｈｆ、または２５ｐｈｆまで、もしくは２０ｐｈｆまで、もしくは１８ｐｈｆまでの補強充填剤であってよい。

【0055】

[0057]一実施形態では、ゴム組成物中のシリカの、全エラストマー（例えば、天然ゴム）に対する重量比は少なくとも４：１００、または少なくとも６：１００であり、２０：１００まで、または１５：１００までであってよい。

【0056】

[0058]一実施形態では、ゴム組成物中のシリカのカーボンブラックに対する重量比は、少なくとも４：１００、または少なくとも７：１００、または少なくとも１２：１００、または少なくとも１５：１００であり、３：１０まで、または２：１０までであってよい。

【0057】

[0059]一実施形態では、シリカは、前処理したシリカをゴム組成物に組み込む前に、例えば、カップリング剤および／またはポリアルキレンオキシド、例えば、ポリエチレングリコールを用いて表面処理することもできる。前処理は、シリカのエラストマーへの分散および／または接着性を増強するように機能することができる。別の実施形態では、シリカは一般的に硬化剤の添加前に、カップリング剤および／またはポリアルキレンオキシドを用いて、ゴム組成物中ｉｎ ｓｉｔｕで処理することができる。

【0058】

[0060]シリカ前処理に対して、またはゴム組成物中ｉｎ ｓｉｔｕで使用することができるポリアルキレングリコールとして、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、ポリアルキレンオキシドはポリエチレングリコールである。ポリアルキレンオキシドは、少なくとも５００、例えば、少なくとも２，０００、もしくは少なくとも４，０００、または１５，０００まで、もしくは１２，０００まで、もしくは１０，０００まで、もしくは８，５００までの重量平均分子量Ｍｗを有することができる。ポリアルキレンオキシドはゴム組成物に存在しなくてもよい。ポリアルキレンオキシド、例えば、ポリエチレングリコールが利用される場合、これは少なくとも０．１ｐｈｒ、例えば、少なくとも０．２ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．３ｐｈｒ、または５ｐｈｒまで、もしくは３ｐｈｒまで、もしくは２ｐｈｒまで、もしくは１ｐｈｒまで、もしくは０．６ｐｈｒまでの量で含まれていてもよい。

【0059】

[0061]市販のポリエチレングリコールの例として、Ｃａｒｂｏｗａｘ（商標）ＰＥＧ３３５０およびＣａｒｂｏｗａｘ（商標）ＰＥＧ８０００、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製が挙げられ、これらの番号は近似する重量平均分子量を示している。例えば、米国特許第６，３２２，８１１号および米国特許第４，０８２，７０３号に記載されている他のポリアルキレンオキシドポリマーを使用することもできる。

【0060】

[0062]適切なカップリング剤は一般的に、第１の部分（これは、沈降シリカの表面上に存在するヒドロキシル基（例えば、シラノール基）と反応性がある）と、例えば、例示的な天然ゴムであるジエンベースのエラストマーと反応することが可能な第２の部分とを含む。２つの部分は、沈降シリカがエラストマーと化学的に結合されるよう、連結基、例えば、ヒドロカルビルまたは硫化系架橋により連結されている。シリカカップリング剤の例として、以下のような基、例えば、アルキル、アルコキシ、メルカプト、ブロック化メルカプト、スルフィド含有基（例えば、モノスルフィドベースのアルコキシ含有基、ジスルフィドベースのアルコキシ含有基、テトラスルフィドベースのアルコキシ含有基）、アミノ、ビニル、エポキシ、およびこれらの組合せなどの基を含有するものが挙げられる。シリカカップリング剤は、カップリング剤の総量のシリカ充填剤に対する少なくとも０．１：１００または１：５までの重量比、例えば、少なくとも１：１００、もしくは少なくとも１：５０、または１：２０まで、もしくは１：１０までの比を得るのに十分な量で存在することができる。

【0061】

[0063]シリカおよびカーボンブラック以外の追加の補強充填剤は、例えば、３０ｐｈｒまで、もしくは２０ｐｈｒまで、もしくは１０ｐｈｒまで、もしくは１ｐｈｒまでの総量で利用してもよいし、または存在しなくてもよい。このような追加の補強充填剤の例として、アルミナ、水酸化アルミニウム、粘土（補強用等級）、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、補強用酸化亜鉛、およびこれらの組合せが挙げられる。

【0062】

[0064]一実施形態では、天然ゴム、カーボンブラック、およびシリカ以外のゴム組成物の構成材料は、４０ｐｈｒ以下、または３０ｐｈｒ以下、または２０ｐｈｒ以下、または１５ｐｈｒ以下の総量でゴム組成物中に存在する。

【0063】

加工助剤
[0065]加工助剤は、ゴム組成物中、合計１～２０．０ｐｈｒ、または１０ｐｈｒまで、または５ｐｈｒまで使用することができ、樹脂および液体可塑剤、例えば、油のうちの１種または複数を含むことができる。

【0064】

[0066]ゴム組成物に使用することができる例示的樹脂として、粘着性樹脂、例えば、非反応性フェノールホルムアルデヒド、および剛性樹脂、例えば、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、ベンゾオキサジン樹脂、炭化水素樹脂、例えば、芳香族、脂肪族、および環状脂肪族の樹脂が挙げられる。

【0065】

[0067]例示的炭化水素樹脂は、少なくとも３０℃、または５０℃までのＴｇを有することができる。炭化水素樹脂Ｔｇは、エラストマーＴｇ測定に対して上記に論じられた手順に従い、ＤＳＣにより決定することができる。炭化水素樹脂は、少なくとも７０℃、または１００℃までの軟化点を有していてもよい。炭化水素樹脂の軟化点は一般的にＴｇに関係している。Ｔｇは一般的にその軟化点より低く、Ｔｇが低いほど軟化点は低くなる。

【0066】

[0068]脂肪族樹脂の例として、Ｃ５画分ホモポリマーおよびコポリマー樹脂が挙げられる。環状脂肪族樹脂の例として、シクロペンタジエン（「ＣＰＤ」）ホモポリマーまたはコポリマー樹脂、ジシクロペンタジエン（「ＤＣＰＤ」）ホモポリマーまたはコポリマー樹脂、およびこれらの組合せが挙げられる。

【0067】

[0069]芳香族樹脂の例として、芳香族ホモポリマー樹脂および芳香族コポリマー樹脂が挙げられる。芳香族コポリマー樹脂とは、１つまたは複数の芳香族モノマーの組合せを、１つまたは複数の他の（非芳香族）モノマーと組み合わせて含み、すべてのモノマーの重量の大部分が一般的に芳香族である、炭化水素樹脂を指す。

【0068】

[0070]芳香族樹脂の具体例として、クマロン－インデン樹脂、アルキル－フェノール樹脂、およびビニル芳香族ホモポリマーまたはコポリマー樹脂が挙げられる。アルキル－フェノール樹脂の例として、アルキルフェノール－アセチレン樹脂、例えば、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール－アセチレン樹脂、アルキルフェノール－ホルムアルデヒド樹脂（例えば、低い重合度を有するもの）が挙げられる。ビニル芳香族樹脂は以下のモノマーのうちの１つまたは複数を含むことができる：アルファ－メチルスチレン、スチレン、オルト－メチルスチレン、メタ－メチルスチレン、パラ－メチルスチレン、ビニルトルエン、パラ（ｔｅｒｔ－ブチル）スチレン、メトキシスチレン、クロロスチレン、ヒドロキシスチレン、ビニルメシチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレンなど。ビニル芳香族コポリマー樹脂の例として、ビニル芳香族／テルペンコポリマー樹脂（例えば、リモネン／スチレンコポリマー樹脂）、ビニル芳香族／Ｃ５画分樹脂（例えば、Ｃ５画分／スチレンコポリマー樹脂）、ビニル芳香族／脂肪族コポリマー樹脂（例えば、ＣＰＤ／スチレンコポリマー樹脂、およびＤＣＰＤ／スチレンコポリマー樹脂）が挙げられる。

【0069】

[0071]上述したビニル芳香族モノマー（例えば、スチレン、アルファ－メチルスチレン）のうちの１種または複数に基づく芳香族樹脂の場合、芳香族樹脂中の少なくとも８０重量％、もしくは少なくとも８５重量％、もしくは少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％、もしくは１００重量％までのモノマーは芳香族モノマーであってもよい。

【0070】

[0072]他の芳香族樹脂として、テルペン樹脂、例えば、アルファ－ピネネン樹脂、ベータ－ピネン樹脂、リモネン樹脂（例えば、Ｌ－リモネン、Ｄ－リモネン、Ｌ異性体とＤ異性体とのラセミ混合物であるジペンテン）、ベータ－フェランドレン、デルタ－３－カレン、デルタ－２－カレン、およびこれらの組合せが挙げられる。

【0071】

[0073]一実施形態では、炭化水素樹脂として、芳香族と脂肪族／環状脂肪族の炭化水素の組合せが挙げられる。このような場合、芳香族樹脂と組み合わせて使用されるいずれかの脂肪族および／または環状脂肪族樹脂の総量は、炭化水素樹脂の全体量の５ｐｈｒ以下、もしくは４ｐｈｒ未満、もしくは３ｐｈｒ未満、または２０重量％よりも多く、または１５重量％以下、もしくは１０重量％以下であってもよい。

【0072】

[0074]芳香族樹脂は、少なくとも１０００グラム／モルおよび／または４０００グラム／モルまでのＭｗを有することができる。
[0075]ゴム組成物中の樹脂の総量は、少なくとも１ｐｈｒ、もしくは少なくとも２ｐｈｒ、または２０ｐｈｒまで、もしくは１０ｐｈｒまで、もしくは５ｐｈｒまでであってもよいし、または存在しなくてもよい。

【0073】

[0076]液体可塑剤という用語は、室温で液体である（すなわち、２５℃およびこれよりも上で液体である）可塑剤成分を指すように使用され、油および非油性を含む。炭化水素樹脂は液体可塑剤とは対照的に、一般的に室温で固体である。一般的に、液体可塑剤は、０℃未満、一般的に０℃をはるかに下回る、例えば、－３０℃未満、もしくは－４０℃未満、もしくは－５０℃未満のＴｇ、例えば、０℃～－１００℃のＴｇを有する。

【0074】

[0077]適切な液体可塑剤として、油（例えば、石油ならびに植物を供給源とする油）および非油性液体可塑剤、例えば、エーテル可塑剤、エステル可塑剤、リン酸塩可塑剤、およびスルホネート可塑剤が挙げられる。液体可塑剤は、混合プロセスの間または混合プロセス後に、エクステンダー油（ゴムを延ばすために使用される）として加えることができる。石油ベースの油は、芳香族、ナフテン系、低級多環式芳香族（ＰＣＡ）油、およびこれらの混合物を含むことができる。植物油は、植物、ナッツ、種子から収集された油、およびこれらの混合物、例えば、トリグリセリドを含むことができる。使用される油のＴｇは－４０℃～－１００℃であってよい。

【0075】

[0078]存在する場合、ゴム組成物は、少なくとも１ｐｈｒの液体可塑剤、または２０ｐｈｒまで、もしくは１０ｐｈｒまで、もしくは５ｐｈｒまでの液体可塑剤を含むことができる。一実施形態では、いかなる液体可塑剤も利用されない。

【0076】

[0079]上記加工助剤のうちの１種または複数に加えて、ゴム組成物は、素練り促進剤、例えば、ペンタクロロチオフェノール、ジベンズアミドジフェニルジスルフィド、またはこれらの混合物を含むことができる。使用される場合、素練り促進剤の典型的な量は０．１ｐｈｒ～１ｐｈｒであってよい。
劣化防止剤（抗酸化剤、オゾン劣化防止剤）
[0080]ゴム組成物は、１種または複数の劣化防止剤、例えば、オゾン劣化防止剤および／または抗酸化剤を含むことができる。これら化合物は、タイヤを酸化およびオゾン酸化から保護するのを助ける。代表的な劣化防止剤として、アミンベースの抗酸化剤、例えば、モノフェノール、ビスフェノール、チオビスフェノール、ポリフェノール、ポリマー性ヒンダードフェノール、ヒドロキノン誘導体、ホスフィット、リン酸塩ブレンド、チオエステル、ナフチルアミン、ジフェノールアミンならびに他のジアリールアミン誘導体、パラ－フェニレンジアミン（ＰＰＤ）、キノリン、およびブレンドしたアミンが挙げられる。例示的なアミンベースの抗酸化剤として、ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）、オリゴマー化２，２，４－トリメチル－キノリン（ＴＭＱ）、およびその他、例えば、Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ （１９７８）、３４４～３４７頁に開示されたものなどが挙げられる。抗酸化剤は、ゴム組成物の少なくとも０．１ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．３ｐｈｒ、もしくは少なくとも１ｐｈｒ、もしくは少なくとも２ｐｈｒ、または１０ｐｈｒまで、もしくは５ｐｈｒまでであってよい。

【0077】

[0081]例示的なオゾン劣化防止剤として、物理的保護剤、例えば、ワックスが挙げられる。適切なワックスは、パラフィンワックスおよび微結晶性ワックスを含み、これらは、Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（１９７８）、３４６および３４７頁に記載されている種類であってよい。ワックスは、０．１ｐｈｒ、もしくはそれよりも多く、例えば、少なくとも０．３ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．５ｐｈｒ、または５ｐｈｒまで、もしくは２ｐｈｒまでで存在してもよい。

【0078】

硬化パッケージ
加硫剤
[0082]例示的な硬化パッケージは、加硫（硬化）剤、ならびに硬化促進剤、硬化活性化剤、および硬化阻害剤のうちの１種または複数を含む。硬化パッケージは、ゴム組成物中、０．５～２０ｐｈｒ、または少なくとも５ｐｈｒ、または１０ｐｈｒまでにおいて使用することができる。

【0079】

[0083]ゴム組成物の加硫化は、硫黄ベースの加硫剤の存在下で行うことができる。適切な硫黄ベースの加硫剤の例として、元素の硫黄（遊離の硫黄）、不溶性高分子硫黄、溶解性硫黄、および硫黄を供与する加硫剤、例えば、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、およびこれらの混合物が挙げられる。

【0080】

[0084]硫黄加硫剤は、ゴム組成物中、０．１～１０ｐｈｒ、例えば、少なくとも０．３ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．４ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．５ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．７ｐｈｒ、または５ｐｈｒまで、もしくは３ｐｈｒまでの量で使用することができる。

【0081】

硬化促進剤、硬化活性化剤、硬化抑制剤
[0085]硬化促進剤は加硫剤に対して触媒として作用する。適切な硬化促進剤として、アミン、ジスルフィド、グアニジン、チオウレア、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメートおよびキサンテートが挙げられる。チアゾール硬化促進剤の例として、２－メルカプトベンゾチアゾールおよび２，２’－ジチオビス（ベンゾチアゾール）（ＭＢＴＳ）が挙げられる。スルフェンアミド硬化促進剤の例として、ベンゾチアゾールスルフェンアミド、例えば、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）、およびＮ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾール－スルフェンアミド（ＴＢＢＳ）が挙げられる。グアニジン硬化促進剤としてジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）が挙げられる。

【0082】

[0086]３分未満の「ｔ０」と呼ばれる、速い加硫化開始時間を有する硬化促進剤は、超促進剤と呼ばれる。使用することができる例示的超促進剤として、１，６－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン（ＢＤＢＺＴＨ）、テトラベンジルチウラムジスルフィド（ＴＢｚＴＤ）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトライソブチルチウラムジスルフィド（ＴｉＢＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺＤＢＣ）、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸テルル（ＴＤＥＣ）、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺＢＥＤ）、ジイソノニルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺＢＥＣ）、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛（ＺＩＸ）、ブチルキサントゲン酸亜鉛（ＺＢＸ）、エチルキサント酸ナトリウム（ＳＥＸ）、イソブチルキサントゲン酸ナトリウム（ＳＩＢＸ）、イソプロピルキサントゲン酸ナトリウム（ＳＩＰＸ）、ｎ－ブチルキサントゲン酸ナトリウム（ＳＮＢＸ）、アミルキサントゲン酸ナトリウム（ＳＡＸ）、エチルキサントゲン酸カリウム（ＰＥＸ）、アミルキサントゲン酸カリウム（ＰＡＸ）、２－エチルヘキシルホスホロジチオ酸亜鉛（ＺＤＴ／Ｓ）、およびこれらの混合物が挙げられる。

【0083】

[0087]いくつかの事例では、一方が他方より速く作用する促進剤の組合せが使用される。
[0088]硬化促進剤は、ゴム組成物中０．１～１０ｐｈｒ、もしくは少なくとも０．５ｐｈｒ、もしくは少なくとも１ｐｈｒ、もしくは少なくとも２ｐｈｒ、または８ｐｈｒまで、もしくは５ｐｈｒまで組み込まれてもよい。硬化促進剤の量は、許容される硬化時間、例えば、９０分間以下が得られるように選択することができる。

【0084】

[0089]硬化活性化剤は、加硫化をサポートするために使用される添加剤である。硬化活性化剤として、無機と有機の両方の硬化活性化剤が挙げられる。酸化亜鉛は広く使用されている無機硬化活性化剤であり、使用される場合、１ｐｈｒ～１０ｐｈｒ、例えば、少なくとも２ｐｈｒ、または５ｐｈｒまでで存在してもよい。

【0085】

[0090]有機硬化活性化剤として、ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、これらの混合物、前述のそれぞれの亜鉛塩、およびチオウレア化合物、例えば、チオウレア、およびジヒドロカルビルチオウレア、例えば、ジアルキルチオウレアおよびジアリールチオウレア、ならびにこれらの混合物が挙げられる。特定のチオウレア化合物として、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、Ｎ，Ｎ’－ジエチルチオウレア（ＤＥＵ）、Ｎ，Ｎ’－ジメチルチオウレア、Ｎ，Ｎ’－ジブチルチオウレア、エチレンチオウレア、Ｎ，Ｎ’－ジイソプロピルチオウレア、Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシルチオウレア、１，３－ジ（ｏ－トリル）チオウレア、１，３－ジ（ｐ－トリル）チオウレア、１，１－ジフェニル－２－チオウレア、２，５－ジチオビウレア、グアニルチオウレア、１－（１－ナフチル）－２－チオウレア、１－フェニル－２－チオウレア、ｐ－トリルチオウレア、およびｏ－トリルチオウレアが挙げられる。１つの一般的に使用されている有機硬化活性化剤は、ステアリン酸、パルミチン酸、およびオレイン酸のブレンドであり、ステアリン酸がブレンドの主要成分である。

【0086】

[0091]使用される場合、有機硬化活性化剤の総量は、０．１～６ｐｈｒ、例えば、少なくとも０．５ｐｈｒ、もしくは少なくとも１ｐｈｒ、または４ｐｈｒまでであってよい。
[0092]硬化抑制剤は、加硫化プロセスを制御し、一般的には、所望の時間および／または温度に到達するまで、加硫化を遅らせるまたは阻害するために使用される。例示的硬化抑制剤としてシクロヘキシルチオフタルイミドが挙げられる。

【0087】

[0093]使用される場合、硬化抑制剤の量は、少なくとも０．１ｐｈｒ、または３ｐｈｒまで、もしくは２ｐｈｒまでであってよい。
例示的組成物
[0100]表１は例示的な実施形態の態様による例示的なゴム組成物を例示している。

【0088】

【表1】

【0089】

ゴム組成物の調製
[0101]ゴム組成物は、複合材料、天然ゴム、ならびに／または使用される場合、他の加硫性エラストマー、シリカ、および他のゴム混合成分（硬化剤を含まない）を、少なくとも１種のメカニカルミキサーを用いた、普通「非生産的」混合工程と呼ばれる少なくとも１回の連続的な混合工程で、高温まで、高い剪断ゴム混合条件下で混合し、この後に最終の「生産的」混合工程が続き、この工程において硫黄ベースの硬化パッケージ、例えば、硫黄ベースの硬化剤および硬化促進剤を混合物に加え、混合工程中にゴム混合物をいたずらに予備硬化することを避けるため、より低い混合温度で混合することにより調製することができる。

【0090】

[0102]成分は、非生産的混合工程において、１１５℃～１５０℃、例えば、約１２４℃の温度まで数分間混合することができる。硬化パッケージを一度加えたら、その後の生産的混合ステップは、ゴム組成物の望ましくない予備硬化を回避するため加硫化（硬化）温度未満の温度で、例えば、１８０℃未満、もしくは１６０℃以下、もしくは１２０℃以下、例えば、少なくとも４０℃、もしくは少なくとも６０℃で、例えば、２分間の間、１００～１１５℃の温度で行うことができる。混合は、例えば、バンバリーミキサー内またはミルロール上で成分を一緒に混練することにより実施することができる。ゴム組成物は、混合工程のそれぞれの間に、４０℃未満の温度に冷却することができる。例えば、ゴム組成物は、各混合ステップ後、ミキサーから取り出し、オープンミルからシート状で出し、各混合ステップ後、４０℃未満に冷却させてもよい。

【0091】

[0103]硬化パッケージが十分に混合されたら、ゴム組成物は、押し出す、成型する、またはさもなければ、物品、例えば、タイヤトレッドを形成するような形状にすることができる。混合物の温度は硬化を実行するために上昇させることができる。空気入りタイヤまたはその部品の硬化は、１２０℃～２００℃、例えば、少なくとも１４０℃、または１８０℃まで、または約１５０℃で行うことができる。通常の加硫化プロセスのいずれか、例えば、プレスもしくは型内での加熱、または過熱状態の水蒸気もしくは熱風を用いた加熱を使用することができる。このようなタイヤは、公知であり、当業者には容易に明らかである様々な方法により構築、成形、成型、および硬化することができる。

【0092】

[0104]一実施形態では、タイヤが提供され、このタイヤは、少なくとも部分的に、例示的なゴム組成物から形成されるトレッドを有する。タイヤの他の部分、例えば、タイヤ側壁、またはワイヤコーティングが、追加的に、または代わりに、本明細書に記載されているゴム組成物から少なくとも部分的に形成されてもよい。タイヤは、オンロードビヒクル用、例えば、自動車またはトラック用空気入りタイヤ、またはオフロードビヒクル、飛行機用などのタイヤであってよい。タイヤトレッドは、少なくとも２０ｍｍ、例えば、２２～２８ｍｍのトレッド深さを有していてもよく、これがトラックにおける使用に適している。

【0093】

[0105]ゴム組成物はタイヤへの使用に限定されず、ゴム手袋、手術装置などにおける用途を発見することもできる。
物品の特性
[0106]タイヤ、例えば、タイヤトレッドにおけるゴム組成物の使用は、改善されたまたは望ましいトレッド特性を有するタイヤを結果としてもたらすことができる。これらの改善されたまたは望ましい特性は、引き裂き抵抗および破断点伸びを含むことができる。ゴム組成物はまた、ワイヤコーティングおよび基材配合物の特性における改善を生み出すこともできる。

【0094】

[0107]これらの改善は、市販の複合材料、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製Ｅ２Ｃ（商標）ＤＸ９６４０を用いた、実験室での実験、プラントスケールの試験およびフィールド評価を介して部分的に実証されている。ゴム組成物中の天然ゴムの一部を複合体天然ゴムおよびカーボンブラック材料で置き換えることは、走行マイル数（特に、剛性および耐摩耗性）の改善に有益な混合特性を有意に増強することができる。

【0095】

[0108]例示的な実施形態の範囲を限定することを意図することなく、以下の実施例は、複合材料およびその特性を利用した、例示的なゴム組成物の調製を例示している。

【実施例0096】

[0109]表１．タイヤトレッドキャップ配合物は、複合材料が利用された場合、同等またはより良いトレッド摩耗（中型ラジアルトラック（ＭＲＴ）タイヤに対してＧｒｏｓｃｈ試験により示されている通り）、改善された転がり抵抗（１００℃でのリバウンドを使用して示されている通り）および同等またはより良い引き裂き抵抗（１００℃でのＯｒｉｇｉｎａｌ ａｎｄ ａｇｅｄ Ｓｔｒｅｂｌｅｒ ａｄｈｅｓｉｏｎに示されている通り）を達成することを目標にして調製している。タイヤ基材およびワイヤコーティング配合物もまた、転がり抵抗および引き裂き抵抗を達成することを目標にして調製する。

【実施例0097】

[0110]表２に示されている配合物を使用して、トラック用のタイヤトレッドキャップに使用するのに適合させたゴム組成物を調製する。
[0111]実施例Ａ、Ｂ、およびＣは、カーボンブラックＡＳＴＭ等級Ｎ１２１および天然ゴムを使用し、いかなる複合材料も使用せずに調製する。実施例Ａは、中型トラックラジアルタイヤでの使用に適合したベースライントレッド組成物として配合されている。実施例Ｂは、シリカをベースライン組成物に添加し、実施例Ｃは改変した硬化パッケージを使用している。

【0098】

[0112]これら３つの実施例に対して、第１の混合工程において、混合物が１６０℃に到達するまで、天然ゴムをカーボンブラックの一部分（３０ｐｈｒ）と混合する。次いで、これをミキサーから滴下し、冷却させる。第２の混合工程では、カーボンブラックの残り（１８ｐｈｒ）、使用する場合、シリカ、ワックス、および抗酸化剤を加える。生産的混合工程において、硫黄、促進剤、および硬化抑制剤を加え、硬化温度未満の温度で混合物をミキサーから滴下する。

【0099】

[0113]実施例Ｄ、Ｅ、およびＦは、天然ゴムと複合材料との両方（およそ６４．５重量％の天然ゴムおよび３５．５重量％のカーボンブラックを含有する材料）を使用して調製する。これら３種の組成物中のカーボンブラックおよび天然ゴムの量は、ベースライン配合物Ａ、Ｂ、およびＣの場合とほぼ同じである。これら実施例のそれぞれはシリカを使用する。実施例Ｅは、改変した硬化パッケージを使用し、実施例Ｆは、実施例ＤおよびＥに対するシリカより大きい表面積のシリカを使用する。

【0100】

[0114]実施例Ｄ、Ｅ、およびＦを調製するため、単一の非生産的工程において、温度が１２４℃に到達するまで組成物を混合し、ミキサーから滴下する。生産的工程では、硫黄、促進剤、および硬化抑制剤を加え、１０４℃に到達するまで混合物組成物をミキサー内で混合し、ミキサーから滴下する。この工程の間、ロータースピードは５０ｒｐｍで一定に維持する。非生産的および生産的工程において、より低温の温度で混合することは、複合材料中のポリマー充填剤網状組織を保存し、よって、性能指標を維持するのを助ける。硬化工程では、ゴム組成物を１５０℃の温度に３２分間加熱する。

【0101】

【表2】

【0102】

[0115]硬化した試料に対して性能試験を以下の通り実施した：
[0116]比重：ＡＳＴＭＤ２９７－２１、「ゴム製品の標準試験法－化学分析（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ－Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）」に従い決定した。

【0103】

[0117]硬化状態での剛性：貯蔵弾性率Ｇ’をゴムプロセス分析器（ＲＰＡ５００）で決定する。貯蔵弾性率値は、４０℃の温度で、未硬化試料に対しては１０％歪みで、硬化後には、１０％および５０％歪みで測定する（単位：ＭＰａ）。硬化した試料に対する測定は、トレッド内にゴム組成物を使用するタイヤの乗り心地およびハンドリングを示す。１０％歪みにおけるｔａｎΔ値（Ｇ’’のＧ’に対する比）もまた得る。

【0104】

[0118]引張特性：エージング前および後の試料に対する３００％歪みでのリングの引張弾性率（ＭＰａ）、引張り強度、ＭＰａ、および破断点伸び（％）をＩｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ装置で測定する。

【0105】

[0119]転がり抵抗予測値：タイヤのウェット制動性の指標として、硬化した試料に対して、ＡＳＴＭ Ｄ７１２１－０５（２０１８）「ショブ型反発振り子を使用したゴムの反発特性を測定するための標準的な試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ－Ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ Ｕｓｉｎｇ Ｓｃｈｏｂ Ｔｙｐｅ Ｒｅｂｏｕｎｄ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ）」に従い、所与の温度で、ＺｗｉｃｋＲｏｅｌｌ ５１０９ Ｒｅｂｏｕｎｄ Ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ Ｔｅｓｔｅｒを用いて、反発パーセンテージを測定する。値は高いほど良い。反発は、負荷にさらされた場合のコンパウンドのヒステリシスの尺度であり、一般的に、測定された反発が高いほど、転がり抵抗が低い。

【0106】

[0120]それ自体に対するＳｔｒｅｂｌｅｒ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ａｖｅｒａｇｅ Ｌｏａｄは、エージング前および後の硬化した試料に対して１００℃（Ｎ／ｍｍ）で決定する。これは、引き裂かれていない試験試料に対して直角に、一方のゴム組成物を他方から引っぱることにより界面接着を決定する剥離試験であり、ゴム組成物の２つの末端は、互いに１８０°の角度で引き裂かれる。

【0107】

[0121]亀裂成長：ＤｅＭａｔｔｉａ切傷成長（ｍｍ／ｍｉｎ）は、９５℃で、エージングさせた試料に対してＡＳＴＭＤ８１３－０７（２０１９）、「ゴム劣化の標準試験法－亀裂成長（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ－Ｃｒａｃｋ Ｇｒｏｗｔｈ）」に従い決定する。表３では、切傷成長率が高いほど、トレッドグルーブの表面亀裂成長に対する耐性がより大きい。

【0108】

[0122]耐摩耗性：トレッド摩耗を示す耐摩耗性は、摩耗したゴムのＧｒｏｓｃｈ摩耗率として（単位：ｍｇ／ｋｍ）決定する。試験ゴム試料は、スリップ角で配置され、回転している研磨ディスク上の所与の距離をそれが横断する間、一定の負荷（ニュートン）を受ける。中程度および高い苛酷度摩耗試験を行う。これら２つの試験の主要な差異は、負荷およびスリップ角に関するものである。高い苛酷度のＧｒｏｓｃｈは、角度１２度で、７０Ｎの負荷で試験した２つの試料の平均であり、中程度の苛酷度は、それぞれ７０Ｎおよび４０Ｎの負荷ならびに１２度および６度の角度での２つの試験の平均である。

【0109】

[0123]結果は表３に示されている。結果は、実施例Ａに対する結果を１００と設定して正規化されている。一般的にすべてのパラメーターに対して、高い値ほど良い。

【0110】

【表3】

【0111】

[0124]表３の結果は、実施例、ＤおよびＥが、高い苛酷度、より低い中程度の苛酷度耐摩耗性において、エージングさせたＳｔｒｅｂｌｅｒ接着性のより高い値およびより良い耐摩耗性を有したことを示している。性能指標に対するこの改善されたバランスは、配合物中の天然ゴムの一部を複合材料で置き換えて使用することにより達成される。実施例Ｆは、低いおよび高い苛酷度での耐摩耗性とのトレードオフにより、Ｓｔｒｅｂｌｅｒ値において実施例ＤおよびＥと類似の改善を示した。

【0112】

[0125]実施例Ｅは、含まれる硫黄、促進剤、および硬化抑制剤がわずかに少ないことを除いて実施例Ｄと同一である。実施例Ａと比較して、実施例Ｅは転がり抵抗指標において１０％の改善をもたらす一方、またコンパウンドの引き裂き抵抗指標および高い苛酷度におけるＧｒｏｓｃｈ耐摩耗性を改善し、剛性および破断点伸び値は幹線輸送ドライブ用途に対する一般的ガイドライン内に維持している。

【0113】

[0126]より高い３００％～１００％引張弾性比率に基づく分散パーセントの増加（すなわち、より良い充填剤－ポリマー相互作用）が複合材料を含有する試料に観察された。この場合、追加の非生産的混合ステップにより、分散および加工指標をさらに改善することができる。