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特許7425048ゴム組成物と、そのゴム組成物を用いてなる架橋ゴム製品、並びにそのゴム組成物の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-22
(45)【発行日】2024-01-30
(54)【発明の名称】ゴム組成物と、そのゴム組成物を用いてなる架橋ゴム製品、並びにそのゴム組成物の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08L 21/00 20060101AFI20240123BHJP
C08K 5/00 20060101ALI20240123BHJP
C08K 3/22 20060101ALI20240123BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20240123BHJP
C08J 3/22 20060101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
C08L21/00
C08K5/00
C08K3/22
C08L101/00
C08J3/22 CES
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2021516171
(86)(22)【出願日】2020-04-22
(86)【国際出願番号】 JP2020017367
(87)【国際公開番号】W WO2020218358
(87)【国際公開日】2020-10-29
【審査請求日】2022-12-16
(31)【優先権主張番号】P 2019086701
(32)【優先日】2019-04-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大石 茂樹
【審査官】久保田 葵
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５７－１３９１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－１５９８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１５４４９１３６（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０６８７５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０６８７５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２１－５０１２４４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｌ１／００－１０１／１４
Ｃ０８Ｋ３／００－１３／０８
Ｃ０８Ｊ３／００－３／２８，９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物と、パーオキサイド系架橋剤とを含有し、
前記共晶化合物が、オニウム塩と水素結合供与体との混合生成物であるゴム組成物。
【請求項2】
前記オニウム塩が、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項3】
前記アンモニウム塩が、第４級アンモニウム塩である、請求項２に記載のゴム組成物。
【請求項4】
前記第４級アンモニウム塩が、塩化コリンである、請求項３に記載のゴム組成物。
【請求項5】
前記水素結合供与体が、尿素誘導体及びアルキレングリコールから選択される少なくとも１種である請求項１～４のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項6】
前記尿素誘導体が、尿素である、請求項５に記載のゴム組成物。
【請求項7】
前記金属酸化物が、酸化亜鉛である、請求項１～６のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項8】
前記酸化亜鉛の含有量が、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以下である、請求項７に記載のゴム組成物。
【請求項9】
質量比（前記金属酸化物の質量部／前記パーオキサイド系架橋剤の質量部）が、０．０５～０．６である、請求項１～８のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項10】
前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエン三元共重合体ゴム、イソプレン－ブタジエン共重合体ゴム、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソブチレン－イソプレン共重合体ゴム及びネオプレンゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項11】
前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項12】
前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）及びエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１０又は１１に記載のゴム組成物。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載のゴム組成物を用いてなる架橋ゴム製品。
【請求項14】
前記架橋ゴム製品が、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト、ホース、クローラからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１３に記載の架橋ゴム製品。
【請求項15】
ゴム組成物の製造方法であって、(i) ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物とを混練し、マスターバッチを製造する工程（Ａ）と、
(ii) 前記マスターバッチと、パーオキサイド系架橋剤とを混練し、ゴム組成物を製造する工程（Ｂ）とを含み
前記共晶化合物が、オニウム塩と水素結合供与体とを混合して調製される、ゴム組成物の製造方法。
【請求項16】
前記オニウム塩が、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１５に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項17】
前記アンモニウム塩が、第４級アンモニウム塩である、請求項１６に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項18】
前記第４級アンモニウム塩が、塩化コリンである、請求項１７に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項19】
前記水素結合供与体が、尿素誘導体及びアルキレングリコールから選択される少なくとも１種である、請求項１５～１８のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、共晶化合物と、金属酸化物と、パーオキサイド系架橋剤とを含有するゴム組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
酸化亜鉛は、典型的にはステアリン酸と組み合わせて、ゴムの有機過酸化物加硫に一般に使用される。
亜鉛種及び/又は酸化亜鉛は、有機過酸化物架橋のための活性剤として働くと考えられる。
また、酸化亜鉛及びステアリン酸はその場で、亜鉛種を形成し、酸化亜鉛と組み合わせて、有機過酸化物架橋プロセスの速度及び品質に影響を及ぼすと考えられる。
一方、酸化亜鉛の配合量を低減すると、加硫後のゴム組成物の架橋密度が下がってしまうので、各伸張時における引張応力や加硫試験機における加硫曲線の最大トルクFmaxが低下してしまう問題があった。これらの点から、従来のゴム組成物では、ゴム成分１００質量部に対して、酸化亜鉛等の金属酸化物を３～１０質量部配合することが好ましいとされている。
亜鉛種及び/又は酸化亜鉛は、有機過酸化物架橋のための活性剤として働くと考えられる。
また、酸化亜鉛及びステアリン酸はその場で、亜鉛種を形成し、酸化亜鉛と組み合わせて、有機過酸化物架橋プロセスの速度及び品質に影響を及ぼすと考えられる。
一方、酸化亜鉛の配合量を低減すると、加硫後のゴム組成物の架橋密度が下がってしまうので、各伸張時における引張応力や加硫試験機における加硫曲線の最大トルクFmaxが低下してしまう問題があった。これらの点から、従来のゴム組成物では、ゴム成分１００質量部に対して、酸化亜鉛等の金属酸化物を３～１０質量部配合することが好ましいとされている。
【0003】
酸化亜鉛として、１０ｍ2/ｇを超えるＢＥＴ表面積を有するナノ酸化亜鉛も提案されており、ナノ酸化亜鉛の使用は、最終的に酸化亜鉛又は他の亜鉛種のより少ない負荷を必要とする改善されたプロセスを提供することができることが示唆されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ナノ酸化亜鉛の使用は粒子の凝集によるゴム組成物内での分散不良を含むいくつかの困難を提示している。
また、ゴム組成物への酸化亜鉛等の金属酸化物の配合は、亜鉛を含む廃棄物による環境への配慮から、金属酸化物（特に、亜鉛化合物）の使用を抑制する試みがなされている。
本発明は、酸化亜鉛等の金属酸化物の配合量を大幅に減らし、環境への配慮をしつつ、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることを目的とする。
また、ゴム組成物への酸化亜鉛等の金属酸化物の配合は、亜鉛を含む廃棄物による環境への配慮から、金属酸化物（特に、亜鉛化合物）の使用を抑制する試みがなされている。
本発明は、酸化亜鉛等の金属酸化物の配合量を大幅に減らし、環境への配慮をしつつ、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、
［１］ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物と、パーオキサイド系架橋剤とを含有するゴム組成物、
［２］前記共晶化合物が、オニウム塩と水素結合供与体との混合生成物である、前記［１］に記載のゴム組成物、
［３］前記オニウム塩が、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種である前記［２］に記載のゴム組成物、
［４］前記アンモニウム塩が、第４級アンモニウム塩である、前記［３］に記載のゴム組成物、
［５］前記第４級アンモニウム塩が、塩化コリンである、前記［４］に記載のゴム組成物、
［６］前記水素結合供与体が、尿素誘導体及びアルキレングリコールから選択される少なくとも１種である前記［２］～［５］のいずれか１項に記載のゴム組成物、
［７］前記尿素誘導体が、尿素である、前記［６］に記載のゴム組成物、
［８］前記金属酸化物が、酸化亜鉛である、前記［１］～［７］のいずれか１項に記載のゴム組成物、
［９］前記酸化亜鉛の含有量が、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以下である、前記［８］に記載のゴム組成物、
［１０］質量比（前記金属酸化物の質量部／前記パーオキサイド系架橋剤の質量部）が、０．０５～０．６である、前記［１］～［９］のいずれか１項に記載のゴム組成物、
［１１］前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエン三元共重合体ゴム、イソプレン－ブタジエン共重合体ゴム、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソブチレン－イソプレン共重合体ゴム及びネオプレンゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、前記［１］～［１０］のいずれか１項に記載のゴム組成物。
［１２］前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、前記［１］～［１１］のいずれかに記載のゴム組成物、
［１３］前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）及びエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）からなる群から選択される少なくとも１種を含む、前記［１１］又は［１２］に記載のゴム組成物、
［１４］前記［１］～［１３］のいずれかに記載のゴム組成物を用いてなる、架橋ゴム製品、
［１５］前記架橋ゴム製品が、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト、ホース、クローラからなる群から選択される少なくとも１種である、前記［１４］に記載の架橋ゴム製品、
［１６］ゴム組成物の製造方法であって、
(i) ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物とを混練し、マスターバッチを製造する工程（Ａ）と、
(ii) 前記マスターバッチと、パーオキサイド系架橋剤とを混練し、ゴム組成物を製造する工程（Ｂ）とを含む、ゴム組成物の製造方法、
［１７］前記共晶化合物が、オニウム塩と水素結合供与体とを混合して調製される、前記［１６］に記載のゴム組成物の製造方法、
［１８］前記オニウム塩が、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種である、前記［１７］に記載のゴム組成物の製造方法。
［１９］前記アンモニウム塩が、第４級アンモニウム塩である、前記［１８］に記載のゴム組成物の製造方法、
［２０］前記第４級アンモニウム塩が、塩化コリンである、前記［１９］に記載のゴム組成物の製造方法、及び
［２１］前記水素結合供与体が、尿素誘導体及びアルキレングリコールから選択される少なくとも１種である、前記［１７］～［２０］のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法である。
［１］ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物と、パーオキサイド系架橋剤とを含有するゴム組成物、
［２］前記共晶化合物が、オニウム塩と水素結合供与体との混合生成物である、前記［１］に記載のゴム組成物、
［３］前記オニウム塩が、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種である前記［２］に記載のゴム組成物、
［４］前記アンモニウム塩が、第４級アンモニウム塩である、前記［３］に記載のゴム組成物、
［５］前記第４級アンモニウム塩が、塩化コリンである、前記［４］に記載のゴム組成物、
［６］前記水素結合供与体が、尿素誘導体及びアルキレングリコールから選択される少なくとも１種である前記［２］～［５］のいずれか１項に記載のゴム組成物、
［７］前記尿素誘導体が、尿素である、前記［６］に記載のゴム組成物、
［８］前記金属酸化物が、酸化亜鉛である、前記［１］～［７］のいずれか１項に記載のゴム組成物、
［９］前記酸化亜鉛の含有量が、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以下である、前記［８］に記載のゴム組成物、
［１０］質量比（前記金属酸化物の質量部／前記パーオキサイド系架橋剤の質量部）が、０．０５～０．６である、前記［１］～［９］のいずれか１項に記載のゴム組成物、
［１１］前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエン三元共重合体ゴム、イソプレン－ブタジエン共重合体ゴム、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソブチレン－イソプレン共重合体ゴム及びネオプレンゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、前記［１］～［１０］のいずれか１項に記載のゴム組成物。
［１２］前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、前記［１］～［１１］のいずれかに記載のゴム組成物、
［１３］前記ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）及びエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）からなる群から選択される少なくとも１種を含む、前記［１１］又は［１２］に記載のゴム組成物、
［１４］前記［１］～［１３］のいずれかに記載のゴム組成物を用いてなる、架橋ゴム製品、
［１５］前記架橋ゴム製品が、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト、ホース、クローラからなる群から選択される少なくとも１種である、前記［１４］に記載の架橋ゴム製品、
［１６］ゴム組成物の製造方法であって、
(i) ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物とを混練し、マスターバッチを製造する工程（Ａ）と、
(ii) 前記マスターバッチと、パーオキサイド系架橋剤とを混練し、ゴム組成物を製造する工程（Ｂ）とを含む、ゴム組成物の製造方法、
［１７］前記共晶化合物が、オニウム塩と水素結合供与体とを混合して調製される、前記［１６］に記載のゴム組成物の製造方法、
［１８］前記オニウム塩が、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種である、前記［１７］に記載のゴム組成物の製造方法。
［１９］前記アンモニウム塩が、第４級アンモニウム塩である、前記［１８］に記載のゴム組成物の製造方法、
［２０］前記第４級アンモニウム塩が、塩化コリンである、前記［１９］に記載のゴム組成物の製造方法、及び
［２１］前記水素結合供与体が、尿素誘導体及びアルキレングリコールから選択される少なくとも１種である、前記［１７］～［２０］のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法である。
【発明の効果】
【0006】
本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛等の金属酸化物の配合量を大幅に減らすことができ、環境への配慮をしつつ、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の実施形態に係るゴム組成物について、詳細に説明する。
［ゴム組成物］
本発明において、ゴム組成物は、「架橋後」との限定がある場合を除き、架橋前の未架橋ゴム組成物を示す。
本発明は、ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物と、パーオキサイド系架橋剤とを含有するゴム組成物である。
上記の配合材料に加えて、所望により、充填材、硫黄含有架橋剤（硫黄を含む。）、ステアリン酸、及び有機金属化合物(例えば、有機酸金属塩)を含む。また、加工油及び/又は増量剤油、樹脂、ワックス、架橋促進剤、スコーチ抑制剤、分解防止剤、酸化防止剤、及び当技術分野で知られている他のゴム配合添加剤などの他の任意の成分も含まれてよい。しかしこれらに限定されない、他の任意の成分も含まれてよい。
［ゴム組成物］
本発明において、ゴム組成物は、「架橋後」との限定がある場合を除き、架橋前の未架橋ゴム組成物を示す。
本発明は、ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物と、パーオキサイド系架橋剤とを含有するゴム組成物である。
上記の配合材料に加えて、所望により、充填材、硫黄含有架橋剤（硫黄を含む。）、ステアリン酸、及び有機金属化合物(例えば、有機酸金属塩)を含む。また、加工油及び/又は増量剤油、樹脂、ワックス、架橋促進剤、スコーチ抑制剤、分解防止剤、酸化防止剤、及び当技術分野で知られている他のゴム配合添加剤などの他の任意の成分も含まれてよい。しかしこれらに限定されない、他の任意の成分も含まれてよい。
【0008】
［共晶化合物］
本発明に係る共晶化合物は、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のオニウム塩、及び水素結合供与体との混合生成物であることが好ましい。この共晶化合物は、液状であってもよく、液状の場合は、共晶溶媒又は深共晶溶媒（ＤＥＳ）とも呼ばれ、室温（２３℃）で液状である。
１つ以上の実施形態では、共晶化合物は、組み合わされるそれぞれの化合物よりも低い融点を有する。結果として、共晶化合物は、２つ以上の化合物を組み合わせることによって形成される組成物を含む。
いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、共晶成分は他の方法で反応又は相互作用して複合体を形成すると考えられる。
したがって、共晶化合物、又は共晶組合せ、共晶対、又は共晶錯体へのいかなる言及も、それぞれの成分よりも低い融点を生じる、組み合わされた成分間の組合せ及び反応生成物又は錯体を含む。例えば、１つ又は複数の実施形態では、有用な共晶組成が式Iによって定義することができる。
本発明に係る共晶化合物は、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のオニウム塩、及び水素結合供与体との混合生成物であることが好ましい。この共晶化合物は、液状であってもよく、液状の場合は、共晶溶媒又は深共晶溶媒（ＤＥＳ）とも呼ばれ、室温（２３℃）で液状である。
１つ以上の実施形態では、共晶化合物は、組み合わされるそれぞれの化合物よりも低い融点を有する。結果として、共晶化合物は、２つ以上の化合物を組み合わせることによって形成される組成物を含む。
いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、共晶成分は他の方法で反応又は相互作用して複合体を形成すると考えられる。
したがって、共晶化合物、又は共晶組合せ、共晶対、又は共晶錯体へのいかなる言及も、それぞれの成分よりも低い融点を生じる、組み合わされた成分間の組合せ及び反応生成物又は錯体を含む。例えば、１つ又は複数の実施形態では、有用な共晶組成が式Iによって定義することができる。
【0009】
Ｃａｔ＋Ｘ－ｚＹ ・・・・・（Ｉ）
ここで、Ｃａｔ＋は陽イオンであり、Ｘ－は対アニオン(例えばルイス塩基)であり、zは対アニオン(例えばルイス塩基)と相互作用するＹ分子の数を指す。
ルイス塩基。例えばＣａｔ＋は、アンモニウム、ホスホニウム、又はスルホニウム陽イオンを含むことができる。
Ｘ－として、例えば、ハロゲン化物イオンを含むことができる。
１つ以上の実施形態ではzは深い共晶溶媒を達成する数、又は他の実施形態ではそれぞれの共晶成分よりも低い融点を有する錯体を達成する数である。
ここで、Ｃａｔ＋は陽イオンであり、Ｘ－は対アニオン(例えばルイス塩基)であり、zは対アニオン(例えばルイス塩基)と相互作用するＹ分子の数を指す。
ルイス塩基。例えばＣａｔ＋は、アンモニウム、ホスホニウム、又はスルホニウム陽イオンを含むことができる。
Ｘ－として、例えば、ハロゲン化物イオンを含むことができる。
１つ以上の実施形態ではzは深い共晶溶媒を達成する数、又は他の実施形態ではそれぞれの共晶成分よりも低い融点を有する錯体を達成する数である。
【0010】
１つ以上の実施形態において、有用な共晶化合物は酸及び塩基の組み合わせを含み、酸及び塩基は、ルイス酸及び塩基、又はブレンステッド酸及び塩基を含み得る。
１つ又は複数の実施形態では、有用な共晶化合物が第４アンモニウム塩と金属ハロゲン化物(タイプI共晶化合物と呼ばれる)との組合せ、第４アンモニウム塩と金属ハロゲン化物水和物(タイプII共晶化合物と呼ばれる)との組合せ、第４アンモニウム塩と水素結合供与体(タイプIII共晶化合物と呼ばれる)との組合せ、又は金属ハロゲン化物水和物と水素結合供与体(タイプIV共晶化合物と呼ばれる)との組合せを含む。
１つ又は複数の実施形態では、有用な共晶化合物が第４アンモニウム塩と金属ハロゲン化物(タイプI共晶化合物と呼ばれる)との組合せ、第４アンモニウム塩と金属ハロゲン化物水和物(タイプII共晶化合物と呼ばれる)との組合せ、第４アンモニウム塩と水素結合供与体(タイプIII共晶化合物と呼ばれる)との組合せ、又は金属ハロゲン化物水和物と水素結合供与体(タイプIV共晶化合物と呼ばれる)との組合せを含む。
【0011】
（オニウム塩）
アンモニウム塩の代わりにスルホニウム塩又はホスホニウム塩を用いた類似の組合せも使用することができる。
即ち、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のオニウム塩が水素結合供与体と混合され、混合生成物である共晶化合物が得られる。
本発明において、オニウム塩の内、アンモニウム塩が好ましく、アンモニウム塩の中でも第４級アンモニウム塩が特に好ましい。
アンモニウム塩の代わりにスルホニウム塩又はホスホニウム塩を用いた類似の組合せも使用することができる。
即ち、アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のオニウム塩が水素結合供与体と混合され、混合生成物である共晶化合物が得られる。
本発明において、オニウム塩の内、アンモニウム塩が好ましく、アンモニウム塩の中でも第４級アンモニウム塩が特に好ましい。
【0012】
（第４級アンモニウム塩）
１つ以上の実施形態において、第４級アンモニウム塩は、２０℃で固体である。
これら又は他の実施形態では、金属ハロゲン化物及び水素結合供与体は２０℃で固体である。
１つ以上の実施形態において、第４級アンモニウム塩は、２０℃で固体である。
これら又は他の実施形態では、金属ハロゲン化物及び水素結合供与体は２０℃で固体である。
【0013】
１つ以上の実施形態において、有用な第４級アンモニウム塩(これはまた、アンモニウム化合物と呼ばれ得る)は、式IIによって定義され得る。
【0014】
(Ｒ１)(Ｒ２)(Ｒ３)(Ｒ４)－Ｎ＋－Φ－ ・・・・・（II）
ここで、各Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は個々に水素又は一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つが結合して２価の有機基を形成し、Φは対向アニオンである。
１つ以上の実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ、他の実施形態では少なくとも２つ、及び他の実施形態では少なくとも３つは水素ではない。
ここで、各Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は個々に水素又は一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の２つが結合して２価の有機基を形成し、Φは対向アニオンである。
１つ以上の実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも１つ、他の実施形態では少なくとも２つ、及び他の実施形態では少なくとも３つは水素ではない。
【0015】
１つ以上の実施形態では、対陰イオン(例えばΦ－)がハロゲン化物（Ｘ）、硝酸塩（ＮＯ３)、テトラフルオロホウ酸塩（ＢF４)、過塩素酸塩(ＣｌＯ４)、トリフラート(ＳＯ３ＣＦ３)、トリフルオロ酢酸塩（ＣＯＯＣＦ３)からなる群から選択される。
１つ以上の実施形態では、Φ－はハロゲン化物イオンであり、特定の実施形態では塩化物イオンである。
１つ以上の実施形態では、Φ－はハロゲン化物イオンであり、特定の実施形態では塩化物イオンである。
【0016】
１つ以上の実施形態では、一価有機基はヒドロカルビル基を含み、二価有機基はヒドロカルビレン基を含む。
１つ以上の実施形態において、一価及び二価の有機基はヘテロ原子(例えば、酸素及び窒素、及び/又はハロゲン原子が挙げられるが、これらに限定されない)を含む。
従って、一価の有機基は、アルコキシ基、シロキシ基、エーテル基、及びエステル基、ならびにカルボニル又はアセチル置換基を含み得る。
１つ以上の実施形態では、ヒドロカルビル基及びヒドロカルビレン基が１個(又は適切な最小数)～約１８個の炭素原子、他の実施形態では１個～約１２個の炭素原子、及び他の実施形態では１個～約６個の炭素原子を含む。ヒドロカルビル基及びヒドロカルビレン基は、分枝状、環状、又は線状であってもよい。ヒドロカルビル基の典型的なタイプには、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアルキルアリール基が含まれる。ヒドロカルビレン基の典型的なタイプには、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、及びアルキルアリーレン基が含まれる。
特定の実施形態では、ヒドロカルビル基がメチル基、エチル基、オクタデシル基、フェニル基、及びベンジル基からなる群から選択される。
特定の実施形態では、ヒドロカルビル基はメチル基であり、ヒドロカルビレン基はエチレン基又はプロピレン基である。
１つ以上の実施形態において、一価及び二価の有機基はヘテロ原子(例えば、酸素及び窒素、及び/又はハロゲン原子が挙げられるが、これらに限定されない)を含む。
従って、一価の有機基は、アルコキシ基、シロキシ基、エーテル基、及びエステル基、ならびにカルボニル又はアセチル置換基を含み得る。
１つ以上の実施形態では、ヒドロカルビル基及びヒドロカルビレン基が１個(又は適切な最小数)～約１８個の炭素原子、他の実施形態では１個～約１２個の炭素原子、及び他の実施形態では１個～約６個の炭素原子を含む。ヒドロカルビル基及びヒドロカルビレン基は、分枝状、環状、又は線状であってもよい。ヒドロカルビル基の典型的なタイプには、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアルキルアリール基が含まれる。ヒドロカルビレン基の典型的なタイプには、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、及びアルキルアリーレン基が含まれる。
特定の実施形態では、ヒドロカルビル基がメチル基、エチル基、オクタデシル基、フェニル基、及びベンジル基からなる群から選択される。
特定の実施形態では、ヒドロカルビル基はメチル基であり、ヒドロカルビレン基はエチレン基又はプロピレン基である。
【0017】
有用な種類のアンモニウム化合物には、第２級アンモニウム化合物、第３級アンモニウム化合物、及び第４級アンモニウム化合物が含まれる。これら又は他の実施形態ではアンモニウム化合物が塩化アンモニウムなどのハロゲン化アンモニウムを含むが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、アンモニウム化合物が第４級塩化アンモニウムである。
特定の実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は水素であり、アンモニウム化合物は塩化アンモニウムである。
１つ以上の実施形態では、アンモニウム化合物は不斉である。
特定の実施形態では、アンモニウム化合物が第４級塩化アンモニウムである。
特定の実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は水素であり、アンモニウム化合物は塩化アンモニウムである。
１つ以上の実施形態では、アンモニウム化合物は不斉である。
【0018】
１つ又は複数の実施形態では、アンモニウム化合物はアルコキシ基を含み、式IIIによって定義することができる。
【0019】
(Ｒ１)(Ｒ２)(Ｒ３)－Ｎ＋－(Ｒ４－ＯＨ)Φ－ ・・・・・（III）
ここで、各Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は個々に水素又は一価の有機基であり、あるいは代替として、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Ｒ４は二価の有機基であり、Φ－は対アニオンである。
１つ以上の実施形態では少なくとも１つ、他の実施形態では少なくとも２つ、及び他の実施形態ではＲ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも３つは水素ではない。
ここで、各Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は個々に水素又は一価の有機基であり、あるいは代替として、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Ｒ４は二価の有機基であり、Φ－は対アニオンである。
１つ以上の実施形態では少なくとも１つ、他の実施形態では少なくとも２つ、及び他の実施形態ではＲ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも３つは水素ではない。
【0020】
式IIIによって定義されるアンモニウム化合物の例には、N－エチル－２－ヒドロキシ－N, N－ジメチルエタンアミニウムクロリド、２－ヒドロキシ－N,N,N－トリメチルエタンアミニウムクロリド(塩化コリンとしても知られる)、及びN－ベンジル－２－ヒドロキシ－N,N－ジメチルエタンアミニウムクロリドが挙げられる。
【0021】
１つ以上の実施形態では、アンモニウム化合物がハロゲン含有置換基を含み、式IVによって定義することができる:
【0022】
Φ―－(Ｒ１)(Ｒ２)(Ｒ３)－Ｎ＋－Ｒ４Ｘ ・・・・・（IV）
ここで、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３はそれぞれ、水素又は一価の有機基であり、又は、代替的に、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の２つが結合して２価の有機基を形成する場合、Ｒ４は２価の有機基であり、Ｘはハロゲン原子であり、Φ－は対向アニオンである。
１つ以上の実施形態では少なくとも１つ、他の実施形態では少なくとも２つ、及び他の実施形態ではＲ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも３つは水素ではない。
１つ以上の実施形態において、Ｘは塩素である。
ここで、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３はそれぞれ、水素又は一価の有機基であり、又は、代替的に、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の２つが結合して２価の有機基を形成する場合、Ｒ４は２価の有機基であり、Ｘはハロゲン原子であり、Φ－は対向アニオンである。
１つ以上の実施形態では少なくとも１つ、他の実施形態では少なくとも２つ、及び他の実施形態ではＲ１、Ｒ２、Ｒ３のうちの少なくとも３つは水素ではない。
１つ以上の実施形態において、Ｘは塩素である。
【0023】
式IVによって定義されるアンモニウム化合物の例には２－クロロ－N,N,N－トリメチルエチルアミニウム(クロロコリンクロリドとも呼ばれる)、及び２－(クロロカルボニルオキシ)－N,N,N－トリメチルエチルアミニウムクロリドが含まれるが、これらに限定されない。
【0024】
本発明における第４級アンモニウム塩の具体例として、塩化コリン、塩化アセチルコリン、塩化ラウロイルコリン、β－メチル塩化コリン、カルバミル塩化コリン、メタ塩化コリン、トリメチルアセトヒドラジドアンモニウムクロリド、ベンゾイル塩化コリン、及び、上述の、N－エチル－２－ヒドロキシ－N, N－ジメチルエタンアミニウムクロリド、N－ベンジル－２－ヒドロキシ－N,N－ジメチルエタンアミニウムクロリド、並びにテトラメチルアンモニウムクロリドが挙げられ、特に、塩化コリン、塩化アセチルコリン、塩化ラウロイルコリンが好ましい。
【0025】
［水素結合供与体］
１つ以上の実施形態では水素結合供与体（ＨＢＤ化合物）は、アミン、アミド、カルボン酸、及びアルコールを含むが、これらに限定されない。
１つ以上の実施形態において、水素結合供与体は、炭化水素鎖成分を含む。炭化水素鎖成分は、少なくとも２個、他の実施形態では少なくとも３個、他の実施形態では少なくとも５個の炭素原子を含む炭素鎖長を含むことができる。また、他の実施形態では、炭化水素鎖構成要素が３０未満、他の実施形態では２０未満、他の実施形態では１０未満の炭素原子の炭素鎖長を有する。
１つ以上の実施形態では水素結合供与体（ＨＢＤ化合物）は、アミン、アミド、カルボン酸、及びアルコールを含むが、これらに限定されない。
１つ以上の実施形態において、水素結合供与体は、炭化水素鎖成分を含む。炭化水素鎖成分は、少なくとも２個、他の実施形態では少なくとも３個、他の実施形態では少なくとも５個の炭素原子を含む炭素鎖長を含むことができる。また、他の実施形態では、炭化水素鎖構成要素が３０未満、他の実施形態では２０未満、他の実施形態では１０未満の炭素原子の炭素鎖長を有する。
【0026】
１つ以上の実施形態において、有用なアミンには、式ａによって定義される化合物が含まれる。
【0027】
Ｒ１－（ＣＨ２）ｘ－Ｒ２ ・・・・・（ａ）
ここで、Ｒ１及びＲ２は－ＮＨ２、－ＮＨＲ３、又はＮＲ３Ｒ４であり、ｘは少なくとも２の整数である。
１つ以上の実施形態において、ｘは２～約１０であり、他の実施形態においては約２～約８であり、他の実施形態においては約２～約６である。
ここで、Ｒ１及びＲ２は－ＮＨ２、－ＮＨＲ３、又はＮＲ３Ｒ４であり、ｘは少なくとも２の整数である。
１つ以上の実施形態において、ｘは２～約１０であり、他の実施形態においては約２～約８であり、他の実施形態においては約２～約６である。
【0028】
有用なアミンの特定の例としては脂肪族アミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、アミノエチルピペラジン、トリエチレンテトラミン、トリス(２－アミノエチル)アミン、N, N'－ビス－(２アミノエチル)ピペラジン、ピペラジンエチレンジアミン、及びテトラエチレンペンタアミン、プロピレンアミン、アニリン、置換アニリン、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【0029】
（アミド化合物）
１つ以上の実施形態において、有用なアミドは、式ｂによって定義される化合物が含まれる。
１つ以上の実施形態において、有用なアミドは、式ｂによって定義される化合物が含まれる。
【0030】
Ｒ－ＣＯ－ＮＨ２ ・・・・・（ｂ）
式中、ＲはＨ、ＮＨ２、ＣＨ３又はＣＦ３である。
式中、ＲはＨ、ＮＨ２、ＣＨ３又はＣＦ３である。
【0031】
有用なアミドの特定の例としては尿素、１－メチル尿素、１,１－ジメチル尿素、１,３－ジメチル尿素、チオ尿素、ベンズアミド、アセトアミド、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。
【0032】
１つ以上の実施形態において、有用なカルボン酸は、単官能性、二官能性、及び三官能性有機酸を含む。これらの有機酸は、アルキル酸、アリール酸、及び混合アルキル－アリール酸を含むことができる。
【0033】
有用な一官能性カルボン酸の特定の例としては脂肪族酸、フェニルプロピオン酸、フェニル酢酸、安息香酸、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。
二官能性カルボン酸の具体例としてはシュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、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。
三官能性カルボン酸の特定の例としては、クエン酸、トリカルバリル酸、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
二官能性カルボン酸の具体例としてはシュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、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。
三官能性カルボン酸の特定の例としては、クエン酸、トリカルバリル酸、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【0034】
アルコールの種類としてはモノオール、ジオール、及びトリオールが挙げられるが、これらに限定されない。モノオールの特定の例には、脂肪族アルコール、フェノール、置換フェノール、及びそれらの混合物が含まれる。ジオールの特定の例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、レゾルシノール、置換レゾルシノール、及びそれらの混合物が含まれる。トリオールの特定の例にはグリセロール、ベンゼントリオール、及びそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【0035】
水素結合供与体の好適な具体例としては、尿素誘導体及びアルキレングリコールが挙げられる。
尿素誘導体としては、式ｃによって定義される化合物が含まれる。
尿素誘導体としては、式ｃによって定義される化合物が含まれる。
【0036】
Ｒ２Ｎ－ＣＸ－ＮＲ２ ・・・・・（ｃ）
式中、ＲはＨ又は１価の有機基、ＸはＯ（酸素原子）又はＳ（硫黄原子）である。１価の有機基としては、ヘテロ原子を有していてもよい１価の炭化水素基が好ましい。
尿素誘導体の具体例としては、尿素、１－メチル尿素、１,１－ジメチル尿素、１,３－ジメチル尿素、チオ尿素、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。
式中、ＲはＨ又は１価の有機基、ＸはＯ（酸素原子）又はＳ（硫黄原子）である。１価の有機基としては、ヘテロ原子を有していてもよい１価の炭化水素基が好ましい。
尿素誘導体の具体例としては、尿素、１－メチル尿素、１,１－ジメチル尿素、１,３－ジメチル尿素、チオ尿素、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。
【0037】
（アルキレングリコール）
水素結合供与体として、尿素誘導体と共に、アルキレングリコールが挙げられる。このアルキレングリコールとしては、炭素数２のエチレングリコール、炭素数３のプロピレングリコール、炭素数４のブチレングリコールが好ましく、エチレングリコールが特に好ましい。
水素結合供与体として、尿素誘導体と共に、アルキレングリコールが挙げられる。このアルキレングリコールとしては、炭素数２のエチレングリコール、炭素数３のプロピレングリコール、炭素数４のブチレングリコールが好ましく、エチレングリコールが特に好ましい。
【0038】
（金属ハロゲン化物）
金属ハロゲン化物の種類としては塩化物、臭化物、ヨウ化物及びフッ化物が挙げられるが、これらに限定されない。
１つ以上の実施形態において、これらの金属ハロゲン化物は遷移金属ハロゲン化物を含むが、これらに限定されない。
当業者は、対応する金属ハロゲン化物水和物を容易に想像することができる。
金属ハロゲン化物の種類としては塩化物、臭化物、ヨウ化物及びフッ化物が挙げられるが、これらに限定されない。
１つ以上の実施形態において、これらの金属ハロゲン化物は遷移金属ハロゲン化物を含むが、これらに限定されない。
当業者は、対応する金属ハロゲン化物水和物を容易に想像することができる。
【0039】
有用な金属ハロゲン化物の特定の例としては塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズ、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、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。
当業者は、対応する金属ハロゲン化物水和物を容易に想像することができる。
例えば、塩化アルミニウム六水和物及び塩化銅二水和物は、上記のハロゲン化物に相当する。
当業者は、対応する金属ハロゲン化物水和物を容易に想像することができる。
例えば、塩化アルミニウム六水和物及び塩化銅二水和物は、上記のハロゲン化物に相当する。
【0040】
（共晶化合物の生成）
当業者は所望の共晶化合物の共晶組成を提供するために、適切なモル比で適切な共晶部材を選択することができる。
当業者は対の第１の化合物(例えば、ルイス塩基)と対の第２の化合物(例えば、ルイス酸)とのモル比が、選択された化合物に基づいて変化することを理解する。
共晶化合物の融点は、２つの構成成分の融点の間に存在し、モル比に応じて共晶化合物の融点が決まる。
しかし、第１の化合物と第２の化合物とのモル比は、それにもかかわらず、最小融点ではない第１及び第２の化合物の個々の融点に対する共晶溶媒の融点の抑制をもたらすように変化させることができる。
したがって、本発明の１つ又は複数の実施形態の実施は、共晶点の外側のモル比で共晶溶媒を形成することを含む。
当業者は所望の共晶化合物の共晶組成を提供するために、適切なモル比で適切な共晶部材を選択することができる。
当業者は対の第１の化合物(例えば、ルイス塩基)と対の第２の化合物(例えば、ルイス酸)とのモル比が、選択された化合物に基づいて変化することを理解する。
共晶化合物の融点は、２つの構成成分の融点の間に存在し、モル比に応じて共晶化合物の融点が決まる。
しかし、第１の化合物と第２の化合物とのモル比は、それにもかかわらず、最小融点ではない第１及び第２の化合物の個々の融点に対する共晶溶媒の融点の抑制をもたらすように変化させることができる。
したがって、本発明の１つ又は複数の実施形態の実施は、共晶点の外側のモル比で共晶溶媒を形成することを含む。
【0041】
本発明に係る共晶化合物において、１つ又は複数の実施形態では共晶対の化合物、ならびに第１の化合物と対の第２の化合物とのモル比は１３０℃未満、他の実施形態では１１０℃未満、他の実施形態では１００℃未満、他の実施形態では８０℃未満、他の実施形態では６０℃未満、他の実施形態では４０℃未満、及び他の実施形態では３０℃未満の融点を有する混合物を生じるように選択される。
これら又は他の実施形態では共晶対の化合物、ならびに化合物のモル比は０℃を超える融点、１０℃を超える他の実施形態では２０℃を超える他の実施形態では３０℃を超える他の実施形態では４０℃を超える他の実施形態では混合物を生じるように選択される。
これら又は他の実施形態では共晶対の化合物、ならびに化合物のモル比は０℃を超える融点、１０℃を超える他の実施形態では２０℃を超える他の実施形態では３０℃を超える他の実施形態では４０℃を超える他の実施形態では混合物を生じるように選択される。
【0042】
本発明に係る共晶化合物は、１つ以上の実施形態では共晶対の化合物、ならびに第１の化合物対の第２の化合物のモル比は所望の金属化合物を溶解する能力又は能力を有する共晶溶媒を生じるように選択され、これは溶解度又は溶解力と呼ばれ得る。
当業者には理解されるように、この溶解度は、飽和溶液が調製される場合、特定の温度及び圧力で、特定の時間にわたって、共晶溶媒の所与の質量に溶解した金属化合物の質量に基づいて定量化することができる。
１つ以上の実施形態では、本発明の共晶溶媒が大気圧下での５０℃で２４時間にわたって、１００ ppmを超える、他の実施形態では５００ ppmを超える、他の実施形態では１０００ ppmを超える、他の実施形態では１２００ ppmを超える、他の実施形態では１４００ ppmを超える、及び他の実施形態では１６００ ppmを超える酸化亜鉛の溶解度を達成するように選択され、ここでppmは質量溶質対質量溶媒基準で測定される。
当業者には理解されるように、この溶解度は、飽和溶液が調製される場合、特定の温度及び圧力で、特定の時間にわたって、共晶溶媒の所与の質量に溶解した金属化合物の質量に基づいて定量化することができる。
１つ以上の実施形態では、本発明の共晶溶媒が大気圧下での５０℃で２４時間にわたって、１００ ppmを超える、他の実施形態では５００ ppmを超える、他の実施形態では１０００ ppmを超える、他の実施形態では１２００ ppmを超える、他の実施形態では１４００ ppmを超える、及び他の実施形態では１６００ ppmを超える酸化亜鉛の溶解度を達成するように選択され、ここでppmは質量溶質対質量溶媒基準で測定される。
【0043】
１つ以上の実施形態において、共晶化合物は溶媒組成物(すなわち、所望の温度での液体組成物)を提供するために、適切なモル比で第１の化合物を第２の化合物と組み合わせることによって形成される。
共晶混合物は、固体状態混合又はブレンド技術を含むが、これらに限定されない種々の技術を使用することによって機械的に撹拌され得る。
一般的に言えば、共晶化合物を生成するための共晶混合物は、視覚的に均一な液体が形成されるまで混合されるか、又は他の方法で撹拌される。
また、共晶混合物は、高温で形成されてもよい。例えば、共晶化合物は、共晶混合物を５０℃超、他の実施形態では７０℃超、他の実施形態では９０℃超の温度に加熱することによって形成することができる。
混合は、共晶混合物の加熱中に継続することができる。所望の混合物が形成されたら、共晶溶媒を室温に冷却することができる。
１つ又は複数の実施形態では、共晶混合物の冷却が１℃/分未満の速度などの制御された速度で行うことができる。
共晶混合物は、固体状態混合又はブレンド技術を含むが、これらに限定されない種々の技術を使用することによって機械的に撹拌され得る。
一般的に言えば、共晶化合物を生成するための共晶混合物は、視覚的に均一な液体が形成されるまで混合されるか、又は他の方法で撹拌される。
また、共晶混合物は、高温で形成されてもよい。例えば、共晶化合物は、共晶混合物を５０℃超、他の実施形態では７０℃超、他の実施形態では９０℃超の温度に加熱することによって形成することができる。
混合は、共晶混合物の加熱中に継続することができる。所望の混合物が形成されたら、共晶溶媒を室温に冷却することができる。
１つ又は複数の実施形態では、共晶混合物の冷却が１℃/分未満の速度などの制御された速度で行うことができる。
【0044】
１つ又は複数の実施形態では、有用な共晶化合物を商業的に入手することができる。例えば、深共晶溶媒は、Scionixから商品名Ionic Liquidsで市販されている。
有用な共晶化合物はまた、米国特許公報に記載されているように一般に知られている。
Nos. ２００４/００９７７５５ A１及び２０１１/０２０７６３３ A１は、参照により本明細書に組み込まれる。
有用な共晶化合物はまた、米国特許公報に記載されているように一般に知られている。
Nos. ２００４/００９７７５５ A１及び２０１１/０２０７６３３ A１は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0045】
本発明に係る共晶化合物において、第４級アンモニウム塩と水素結合供与体との組み合わせが好ましく、そのモル比（第４級アンモニウム塩／水素結合供与体）が、１／１００～１０／１が好ましく、１／１０～５／１がより好ましく、１／５～２／１が更に好ましく、１／５～１／１が特に好ましい。モル比（第４級アンモニウム塩／水素結合供与体）が、１／１００～１０／１の範囲であれば、共晶化合物が効率的に生成するからである。特に、このモル比が１／１００以上であれば、第４級アンモニウム塩よりも融点がさがり好ましく、１０／１以下であれば、水素結合供与体よりも低融点であり好ましい。この場合、第４級アンモニウム塩と水素結合供与体との共晶混合物は、５０～１５０℃、好ましくは７０～１２０℃の範囲内で共晶溶媒が生成するように温度が設定される。
【0046】
（ゴム成分）
１つ又は複数の実施形態では、ゴム成分として、ゴム又は架橋性エラストマーとも呼ばれ得る架橋性ゴムが架橋されてゴム状又はエラストマー特性を有する組成物を形成することができるポリマーを含むことができる。
これらのゴム成分としては、天然ゴム及び合成ゴムが挙げられる。合成ゴムは、典型的には共役ジエンモノマー重合体ゴム、共役ジエンモノマーとビニル置換芳香族モノマーのような他のモノマーとの共重合体ゴム、又はエチレンと１種以上の α－オレフィン及び任意に１種以上のジエンモノマーとの共重合体ゴムが挙げられる。
１つ又は複数の実施形態では、ゴム成分として、ゴム又は架橋性エラストマーとも呼ばれ得る架橋性ゴムが架橋されてゴム状又はエラストマー特性を有する組成物を形成することができるポリマーを含むことができる。
これらのゴム成分としては、天然ゴム及び合成ゴムが挙げられる。合成ゴムは、典型的には共役ジエンモノマー重合体ゴム、共役ジエンモノマーとビニル置換芳香族モノマーのような他のモノマーとの共重合体ゴム、又はエチレンと１種以上の α－オレフィン及び任意に１種以上のジエンモノマーとの共重合体ゴムが挙げられる。
【0047】
ゴム成分の具体例としては、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエン三元共重合体ゴム、イソプレン－ブタジエン共重合体ゴム、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソブチレン－イソプレン共重合体ゴム及びネオプレンゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。これらのゴム成分は、線状、分岐、及び星形構造を含む無数の巨大分子構造を有することができる。これらのゴム成分はまた、典型的にはヘテロ原子を含む、１つ以上の官能性単位を含み得る。
本発明においては、ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含むことがより好ましく、ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）及びエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが特に好ましい。
本発明においては、ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、及びハロゲン化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種を含むことがより好ましく、ゴム成分が、エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）及びエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが特に好ましい。
【0048】
［金属酸化物］
上記で示唆したように、本発明の架橋性ゴム組成物は、金属活性化剤として金属酸化物を含む。
１つ以上の実施形態において、金属酸化物は活性剤である(すなわち、ゴムの架橋又は硬化を補助する)。
他の実施形態では、金属活性化剤となる金属酸化物として、酸化亜鉛が好ましい。
特定の実施形態では、金属酸化物が酸化亜鉛と有機酸(例えば、ステアリン酸)との間の反応又は相互作用によってin situで形成される有機酸亜鉛である。
また、酸化亜鉛に加えて、金属酸化物となる金属化合物として、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物、金属化合物が酸化鉄などの鉄化合物、金属化合物がカルボン酸コバルトなどのコバルト化合物を配合しても良い。
上記で示唆したように、本発明の架橋性ゴム組成物は、金属活性化剤として金属酸化物を含む。
１つ以上の実施形態において、金属酸化物は活性剤である(すなわち、ゴムの架橋又は硬化を補助する)。
他の実施形態では、金属活性化剤となる金属酸化物として、酸化亜鉛が好ましい。
特定の実施形態では、金属酸化物が酸化亜鉛と有機酸(例えば、ステアリン酸)との間の反応又は相互作用によってin situで形成される有機酸亜鉛である。
また、酸化亜鉛に加えて、金属酸化物となる金属化合物として、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物、金属化合物が酸化鉄などの鉄化合物、金属化合物がカルボン酸コバルトなどのコバルト化合物を配合しても良い。
【0049】
（酸化亜鉛）
本発明において、架橋性ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以下の酸化亜鉛を含むことが好ましい。また、他の実施形態では１ 質量部以下の酸化亜鉛を含むことが好ましく、さらに他の実施形態では０.７質量部以下の酸化亜鉛を含むことが好ましい。
本発明においては、亜鉛種などの金属酸化物の限られたレベルしか含まないが、それにもかかわらず、架橋ゴム製品である架橋物は室温でＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０によって決定されるように、３ ＭＰａを超える、他の実施形態では５ ＭＰａを超える、及び他の実施形態では７ ＭＰａを超える３００％伸び引張応力によって特徴付けられる。
本発明において、架橋性ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以下の酸化亜鉛を含むことが好ましい。また、他の実施形態では１ 質量部以下の酸化亜鉛を含むことが好ましく、さらに他の実施形態では０.７質量部以下の酸化亜鉛を含むことが好ましい。
本発明においては、亜鉛種などの金属酸化物の限られたレベルしか含まないが、それにもかかわらず、架橋ゴム製品である架橋物は室温でＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０によって決定されるように、３ ＭＰａを超える、他の実施形態では５ ＭＰａを超える、及び他の実施形態では７ ＭＰａを超える３００％伸び引張応力によって特徴付けられる。
【0050】
（充填材）
上記で示唆したように、本発明の架橋性ゴム組成物は、１つ以上の充填材を含み得る。
これらの充填材は、補強充填材及び非補強充填材を含むことができる。例示的な充填材としては、カーボンブラック、シリカ、及び種々の無機充填材が挙げられる。
上記で示唆したように、本発明の架橋性ゴム組成物は、１つ以上の充填材を含み得る。
これらの充填材は、補強充填材及び非補強充填材を含むことができる。例示的な充填材としては、カーボンブラック、シリカ、及び種々の無機充填材が挙げられる。
【0051】
（カーボンブラック）
有用なカーボンブラックとしては、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が挙げられる。
カーボンブラックのより具体的な例には、ファーネスブラックとして、ＳＡＦブラック、ＩＳＡＦブラック、ＨＡＦブラック、チャネルブラックとして、中間処理チャネルブラック、硬質処理チャネルブラック、導電チャネルブラック、及びアセチレンブラックが含まれる。
有用なカーボンブラックとしては、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が挙げられる。
カーボンブラックのより具体的な例には、ファーネスブラックとして、ＳＡＦブラック、ＩＳＡＦブラック、ＨＡＦブラック、チャネルブラックとして、中間処理チャネルブラック、硬質処理チャネルブラック、導電チャネルブラック、及びアセチレンブラックが含まれる。
【0052】
特定の実施形態ではカーボンブラックが少なくとも２０ｍ2/ｇ、他の実施形態では少なくとも３５ｍ2/ｇのＣＴＡＢ比表面積を有することができ、比表面積値はセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ)技術を使用してＡＳＴＭ Ｄ－１７６５によっ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ってもよい。
カーボンブラックの好ましい形態は、ゴム組成物を混合するために使用される混合装置のタイプに依存し得る。
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ってもよい。
カーボンブラックの好ましい形態は、ゴム組成物を混合するために使用される混合装置のタイプに依存し得る。
【0053】
（無機充填材）
本発明の架橋性ゴム組成物に用いられる無機充填材として、シリカの以外では、下記一般式（V）で表される無機化合物を挙げることができる。
本発明の架橋性ゴム組成物に用いられる無機充填材として、シリカの以外では、下記一般式（V）で表される無機化合物を挙げることができる。
【0054】
ｎＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・・・（V）
【0055】
式（V）中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｎ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１～５の整数、０～１０の整数、２～５の整数及び０～１０の整数である。これら充填材は、一種を単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。
具体的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、窒化ホウ素、酸化鉄、マイカ、タルク(水和ケイ酸マグネシウム)、及び粘土(水和ケイ酸アルミニウム)が挙げられる。
一般式（V）で表される無機化合物としては、Ｍがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの水和物、及びアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一種のものが好ましい。中でも充填材としては、水酸化アルミニウムが好ましい。
具体的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、窒化ホウ素、酸化鉄、マイカ、タルク(水和ケイ酸マグネシウム)、及び粘土(水和ケイ酸アルミニウム)が挙げられる。
一般式（V）で表される無機化合物としては、Ｍがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの水和物、及びアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一種のものが好ましい。中でも充填材としては、水酸化アルミニウムが好ましい。
【0056】
有用な有機充填材の例としては、デンプンが挙げられる。
【0057】
（シリカ）
適切なシリカ充填材の例としては、沈降アモルファスシリカ、湿式シリカ(水和ケイ酸)、乾燥シリカ(無水ケイ酸)、ヒュームドシリカ、ケイ酸カルシウム、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。
適切なシリカ充填材の例としては、沈降アモルファスシリカ、湿式シリカ(水和ケイ酸)、乾燥シリカ(無水ケイ酸)、ヒュームドシリカ、ケイ酸カルシウム、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。
【0058】
１つ以上の実施形態では、シリカがそれらの補強特性の尺度を与える、それらの表面積によって特徴付けられてもよい。表面積を測定する方法として、The Brunauer, Emmet and Teller ("BET") method (described in J. Am. Chem. Soc., vol. 60, p. 309 et seq.)が挙げられる。
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には、約３２～約４００ｍ2/ｇ、約１００～約２５０ｍ2/ｇ、及び約１５０～約２２０ｍ2/ｇが含まれる。
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には、約３２～約４００ｍ2/ｇ、約１００～約２５０ｍ2/ｇ、及び約１５０～約２２０ｍ2/ｇが含まれる。
【0059】
１つ以上のシリカが使用される場合、シリカのｐＨは、一般に約５～約７又はわずかに７を超えるか、又は他の実施形態では約５.５～約６.８である。
【0060】
シリカが充填材として(単独で、又は他の充填材と組み合わせて)使用される１つ以上の実施形態において、シリカとエラストマーとの相互作用を増強するために、カップリング剤及び/又は遮蔽剤が、混合の間にゴム組成物に添加され得る。
【0061】
（カップリング剤）
有用なカップリング剤及びシールド剤は、米国特許番号に開示されている。
３,８４２,１１１, 参照により本明細書に組み込まれる、３,９９７,５８１、３,９７８,５９４、３,５８０,９１９、３,５８３,５８３,２４５、５,６６３,３９６、５,６７４,９３２、５,６８４,１７１、５,６８４,１７２、５,６９６,１９７、６,６０８,１４５、６,６６７,３６２、６,５７９,９４９、６,５９０,０１７。
硫黄含有シランカップリング剤の例には、ビス(トリアルコキシシリルオルガノ)ポリスルフィド又はメルカプト－オルガノアルコキシシランが含まれる。
ビス(トリアルコキシシリルオルガノ)ポリスルフィドの種類には、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含まれる。
ビス(トリアルコキシシリルオルガノ)ポリスルフィドの具体例としては、ビス(トリアルコキシシリルプロピル)ジスルフィド及びビス(トリアルコキシシリルプロピル)テトラスルフィドが挙げられる。
有用なカップリング剤及びシールド剤は、米国特許番号に開示されている。
３,８４２,１１１, 参照により本明細書に組み込まれる、３,９９７,５８１、３,９７８,５９４、３,５８０,９１９、３,５８３,５８３,２４５、５,６６３,３９６、５,６７４,９３２、５,６８４,１７１、５,６８４,１７２、５,６９６,１９７、６,６０８,１４５、６,６６７,３６２、６,５７９,９４９、６,５９０,０１７。
硫黄含有シランカップリング剤の例には、ビス(トリアルコキシシリルオルガノ)ポリスルフィド又はメルカプト－オルガノアルコキシシランが含まれる。
ビス(トリアルコキシシリルオルガノ)ポリスルフィドの種類には、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含まれる。
ビス(トリアルコキシシリルオルガノ)ポリスルフィドの具体例としては、ビス(トリアルコキシシリルプロピル)ジスルフィド及びビス(トリアルコキシシリルプロピル)テトラスルフィドが挙げられる。
【0062】
（樹脂）
上記で示唆したように、本発明の架橋性ゴム組成物は、１つ以上の樹脂を含み得る。
これらの樹脂には、フェノール樹脂及び炭化水素樹脂、例えば脂環式樹脂、脂肪族樹脂、芳香族樹脂、テルペン樹脂、及びそれらの組み合わせが含まれ得る。
有用な樹脂としては例えば、Ｃｈｅｍｆａｘ、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｄｅｍｉｔｓｕ、Ｎｅｖｉｌｌｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｉｐｐｏｎ、ＰｏｌｙＳａｔ Ｉｎｃ、Ｒｅｓｉｎａｌｌ ＣｏＲｐ、Ｐｉｎｏｖａ Ｉｎｃ、ＹａｓｕｈａＲａ Ｃｈｅｍｉｃａｌで市販されている樹脂が挙げられる。
上記で示唆したように、本発明の架橋性ゴム組成物は、１つ以上の樹脂を含み得る。
これらの樹脂には、フェノール樹脂及び炭化水素樹脂、例えば脂環式樹脂、脂肪族樹脂、芳香族樹脂、テルペン樹脂、及びそれらの組み合わせが含まれ得る。
有用な樹脂としては例えば、Ｃｈｅｍｆａｘ、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｄｅｍｉｔｓｕ、Ｎｅｖｉｌｌｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｉｐｐｏｎ、ＰｏｌｙＳａｔ Ｉｎｃ、Ｒｅｓｉｎａｌｌ ＣｏＲｐ、Ｐｉｎｏｖａ Ｉｎｃ、ＹａｓｕｈａＲａ Ｃｈｅｍｉｃａｌで市販されている樹脂が挙げられる。
【0063】
１つ以上の実施形態では、有用な炭化水素樹脂が約３０～約１６０℃、他の実施形態では約３５～約６０℃、他の実施形態では約７０～約１１０℃のガラス転移温度(Ｔｇ)を特徴とすることができる。
１つ又は複数の実施形態では、有用な炭化水素樹脂がその軟化点がそのＴｇよりも高いことを特徴とすることもできる。
特定の実施形態では、有用な炭化水素樹脂が約７０～約１６０℃、他の実施形態では約７５～約１２０℃、他の実施形態では約１２０～約１６０℃の軟化点を有する。
１つ又は複数の実施形態では、有用な炭化水素樹脂がその軟化点がそのＴｇよりも高いことを特徴とすることもできる。
特定の実施形態では、有用な炭化水素樹脂が約７０～約１６０℃、他の実施形態では約７５～約１２０℃、他の実施形態では約１２０～約１６０℃の軟化点を有する。
【0064】
特定の実施形態では、１つ以上の脂環式樹脂が１つ以上の脂肪族、芳香族、及びテルペン樹脂と組み合わせて使用される。
１つ以上の実施形態において、１つ以上の脂環式樹脂が樹脂の全負荷に対して主要な質量成分(例えば、５０質量％を超える)として使用される。例えば、使用される樹脂は、少なくとも５５質量％、他の実施形態では少なくとも８０質量％、他の実施形態では少なくとも９９質量％の１種以上の脂環式樹脂を含む。
１つ以上の実施形態において、１つ以上の脂環式樹脂が樹脂の全負荷に対して主要な質量成分(例えば、５０質量％を超える)として使用される。例えば、使用される樹脂は、少なくとも５５質量％、他の実施形態では少なくとも８０質量％、他の実施形態では少なくとも９９質量％の１種以上の脂環式樹脂を含む。
【0065】
１つ以上の実施形態では、脂環式樹脂が脂環式ホモポリマー樹脂と、脂環式モノマーから誘導されるものを含む脂環式コポリマー樹脂との両方を、任意選択で１つ以上の他の(非脂環式)モノマーと組み合わせて含み、すべてのモノマーの質量の大部分は脂環式である。
好適な有用な脂環式樹脂の非限定的な例としては、シクロペンタジエン(「ＣＰＤ」)ホモポリマー又はコポリマー樹脂、ジシクロペンタジエン(「ＤＣＰＤ」)ホモポリマー又はコポリマー樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
脂環式コポリマー樹脂の非限定的な例としては、ＣＰＤ/ビニル芳香族コポリマー樹脂、ＤＣＰＤ/ビニル芳香族コポリマー樹脂、ＣＰＤ/テルペンコポリマー樹脂、ＤＣＰＤ/テルペンコポリマー樹脂、ＣＰＤ/脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＣＰＤ／Ｃ５留分コポリマー樹脂)、ＤＣＰＤ／脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ５留分コポリマー樹脂)、ＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＣＰＤ／Ｃ９フラクチオ)が挙げられる。ＤＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂)、ＤＣＰＤ／芳香族－脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ９フラクションコポリマー樹脂)、ＣＰＤ／芳香族－脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ５及びＣ９フラクションコポリマー樹脂)、ＣＰＤ／ビニル芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＣＰＤ／スチレンコポリマー樹脂)、ＣＰＤ／ビニル芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／スチレン)コポリマー樹脂)、ＣＰＤ／テルペンコポリマー樹脂(例えば、リモネン／ＣＰＤコポリマー樹脂)及びＤＣＰＤ／テルペンコポリマー樹脂(例えば、リモネン／ＤＣＰＤコポリマー樹脂)。
特定の実施形態では、脂環式樹脂が上述の脂環式樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化脂環式樹脂)を含み得る。
他の実施形態では、脂環式樹脂が水素化脂環式樹脂を排除する;換言すれば、脂環式樹脂は水素化されない。
好適な有用な脂環式樹脂の非限定的な例としては、シクロペンタジエン(「ＣＰＤ」)ホモポリマー又はコポリマー樹脂、ジシクロペンタジエン(「ＤＣＰＤ」)ホモポリマー又はコポリマー樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
脂環式コポリマー樹脂の非限定的な例としては、ＣＰＤ/ビニル芳香族コポリマー樹脂、ＤＣＰＤ/ビニル芳香族コポリマー樹脂、ＣＰＤ/テルペンコポリマー樹脂、ＤＣＰＤ/テルペンコポリマー樹脂、ＣＰＤ/脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＣＰＤ／Ｃ５留分コポリマー樹脂)、ＤＣＰＤ／脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ５留分コポリマー樹脂)、ＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＣＰＤ／Ｃ９フラクチオ)が挙げられる。ＤＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂)、ＤＣＰＤ／芳香族－脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ９フラクションコポリマー樹脂)、ＣＰＤ／芳香族－脂肪族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ５及びＣ９フラクションコポリマー樹脂)、ＣＰＤ／ビニル芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＣＰＤ／スチレンコポリマー樹脂)、ＣＰＤ／ビニル芳香族コポリマー樹脂(例えば、ＤＣＰＤ／スチレン)コポリマー樹脂)、ＣＰＤ／テルペンコポリマー樹脂(例えば、リモネン／ＣＰＤコポリマー樹脂)及びＤＣＰＤ／テルペンコポリマー樹脂(例えば、リモネン／ＤＣＰＤコポリマー樹脂)。
特定の実施形態では、脂環式樹脂が上述の脂環式樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化脂環式樹脂)を含み得る。
他の実施形態では、脂環式樹脂が水素化脂環式樹脂を排除する;換言すれば、脂環式樹脂は水素化されない。
【0066】
特定の実施形態において、１つ以上の芳香族樹脂は、脂肪族、脂環式、及びテルペン樹脂の１つ以上と組み合わせて使用される。
１つ以上の実施形態において、１つ以上の芳香族樹脂が樹脂の全負荷に対して主要な質量成分(例えば、５０質量％を超える)として使用される。例えば、使用される樹脂は、少なくとも５５質量％、他の実施形態では少なくとも８０質量％、他の実施形態では少なくとも９９質量％の１種以上の芳香族樹脂を含む。
１つ以上の実施形態において、１つ以上の芳香族樹脂が樹脂の全負荷に対して主要な質量成分(例えば、５０質量％を超える)として使用される。例えば、使用される樹脂は、少なくとも５５質量％、他の実施形態では少なくとも８０質量％、他の実施形態では少なくとも９９質量％の１種以上の芳香族樹脂を含む。
【0067】
１つ以上の実施形態では、芳香族樹脂が芳香族ホモポリマー樹脂と、１つ以上の他の(非芳香族)モノマーと組み合わせた１つ以上の芳香族モノマーに由来するものを含む芳香族コポリマー樹脂との両方を含み、任意のタイプのモノマーの最大量は芳香族である。
有用な芳香族樹脂の非限定的な例としては、クマロン－インデン樹脂及びアルキル－フェノール樹脂、ならびにビニル芳香族ホモポリマー又はコポリマー樹脂(例えば、以下のモノマーの１つ以上に由来するもの)が挙げられる: α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、又はC９留分又はC８-C１０留分から生じる任意のビニル芳香族モノマー。
ビニル芳香族コポリマー樹脂の非限定的な例としては、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留分樹脂(例えば、Ｃ５留分／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（シクロペンタジエン）／スチレンコポリマー樹脂、及びＤＣＰＤ（ジシクロペンタジエン）／スチレンコポリマー樹脂)が挙げられる。
アルキルフェノール樹脂の非限定的な例としてはｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール－アセチレン樹脂などのアルキルフェノール－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(低重合度を有するものなど)が挙げられるが、特定の実施形態では芳香族樹脂が上述の芳香族樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化芳香族樹脂)を含み得る。
他の実施形態では、芳香族樹脂が水素化芳香族樹脂を除外し、換言すれば、芳香族樹脂は水素化されない。
有用な芳香族樹脂の非限定的な例としては、クマロン－インデン樹脂及びアルキル－フェノール樹脂、ならびにビニル芳香族ホモポリマー又はコポリマー樹脂(例えば、以下のモノマーの１つ以上に由来するもの)が挙げられる: α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、又はC９留分又はC８-C１０留分から生じる任意のビニル芳香族モノマー。
ビニル芳香族コポリマー樹脂の非限定的な例としては、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留分樹脂(例えば、Ｃ５留分／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（シクロペンタジエン）／スチレンコポリマー樹脂、及びＤＣＰＤ（ジシクロペンタジエン）／スチレンコポリマー樹脂)が挙げられる。
アルキルフェノール樹脂の非限定的な例としてはｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール－アセチレン樹脂などのアルキルフェノール－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(低重合度を有するものなど)が挙げられるが、特定の実施形態では芳香族樹脂が上述の芳香族樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化芳香族樹脂)を含み得る。
他の実施形態では、芳香族樹脂が水素化芳香族樹脂を除外し、換言すれば、芳香族樹脂は水素化されない。
【0068】
特定の実施形態において、１つ以上の脂肪族樹脂は、１つ以上の脂環式、芳香族及びテルペン樹脂と組み合わせて使用される。
１つ以上の実施形態において、１つ以上の脂肪族樹脂が樹脂の全負荷に対して主要な質量成分(例えば、５０質量％を超える)として使用される。例えば、使用される樹脂は、少なくとも５５質量％、他の実施形態では少なくとも８０質量％、他の実施形態では少なくとも９９質量％の１種以上の脂肪族樹脂を含む。
１つ以上の実施形態において、１つ以上の脂肪族樹脂が樹脂の全負荷に対して主要な質量成分(例えば、５０質量％を超える)として使用される。例えば、使用される樹脂は、少なくとも５５質量％、他の実施形態では少なくとも８０質量％、他の実施形態では少なくとも９９質量％の１種以上の脂肪族樹脂を含む。
【0069】
１つ又は複数の実施形態では、脂肪族樹脂が脂肪族ホモポリマー樹脂と、１つ又は複数の他の(非脂肪族)モノマーと組み合わせた１つ又は複数の脂肪族モノマーから誘導されるものを含む。
有用な脂肪族樹脂の非限定的な例としては、Ｃ５留分ホモポリマー又はコポリマー樹脂、Ｃ５留分／Ｃ９留分コポリマー樹脂、Ｃ５留分／ビニル芳香族コポリマー樹脂(例えば、Ｃ５留分／スチレンコポリマー樹脂)、Ｃ５留分/脂環式コポリマー樹脂、Ｃ５留分／Ｃ９留分／脂環式コポリマー樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
脂環式モノマーの非限定的な例としてはシクロペンタジエン(「ＣＰＤ」)及びジシクロペンタジエン(「ＤＣＰＤ」)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、脂肪族樹脂が上述の脂肪族樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化脂肪族樹脂)を含み得る。
他の実施形態では脂肪族樹脂が水素化脂肪族樹脂を排除する;換言すれば、このような実施形態では脂肪族樹脂は水素化されない。
有用な脂肪族樹脂の非限定的な例としては、Ｃ５留分ホモポリマー又はコポリマー樹脂、Ｃ５留分／Ｃ９留分コポリマー樹脂、Ｃ５留分／ビニル芳香族コポリマー樹脂(例えば、Ｃ５留分／スチレンコポリマー樹脂)、Ｃ５留分/脂環式コポリマー樹脂、Ｃ５留分／Ｃ９留分／脂環式コポリマー樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
脂環式モノマーの非限定的な例としてはシクロペンタジエン(「ＣＰＤ」)及びジシクロペンタジエン(「ＤＣＰＤ」)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、脂肪族樹脂が上述の脂肪族樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化脂肪族樹脂)を含み得る。
他の実施形態では脂肪族樹脂が水素化脂肪族樹脂を排除する;換言すれば、このような実施形態では脂肪族樹脂は水素化されない。
【0070】
１つ以上の実施形態では、テルペン樹脂がテルペンホモポリマー樹脂と、１つ以上の他の(非テルペン)モノマーと組み合わせた１つ以上のテルペンモノマーに由来するものを含むテルペンコポリマー樹脂との両方を含み、任意のタイプのモノマーの最大量はテルペンである。
有用なテルペン樹脂の非限定的な例としては、アルファ－ピネン樹脂、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－及びＤ－異性体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、ピネン－リモネンコポリマー樹脂、テルペン－フェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
特定の実施形態では、テルペン樹脂が上述のテルペン樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化テルペン樹脂)を含むことができる。
他の実施形態ではテルペン樹脂が水素化テルペン樹脂を排除する;換言すれば、このような実施形態ではテルペン樹脂は水素化されない。
有用なテルペン樹脂の非限定的な例としては、アルファ－ピネン樹脂、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－及びＤ－異性体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、ピネン－リモネンコポリマー樹脂、テルペン－フェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
特定の実施形態では、テルペン樹脂が上述のテルペン樹脂のうちの１つの水素化形態(すなわち、水素化テルペン樹脂)を含むことができる。
他の実施形態ではテルペン樹脂が水素化テルペン樹脂を排除する;換言すれば、このような実施形態ではテルペン樹脂は水素化されない。
【0071】
［パーオキサイド系架橋剤］
本発明における架橋剤としては、パーオキサイド系架橋剤を用いる。このパーオキサイド系架橋剤としては、ジアシルパーオキサイド類 、ジアルキルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、パーオキシケタール類 、アルキルパーエステル類 、パーカーボネート類、ケトンパーオキサイド類 等が挙げられる。
これらの内、過安息香酸、過酸化ベンゾイル、クメンパーオキシド、ジクミルパーオキシド、１，１－ビス(１，１－ジメチルエチルペルオキシ)シクロヘキサン、ｔ－ブチルペルオキシラウレート、ｔ－ブチルペルオキシ－２－エチルヘキサネート等が好ましく挙げられる。本発明においては、これらのパーオキサイド系架橋剤から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。
本発明における架橋剤としては、パーオキサイド系架橋剤を用いる。このパーオキサイド系架橋剤としては、ジアシルパーオキサイド類 、ジアルキルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、パーオキシケタール類 、アルキルパーエステル類 、パーカーボネート類、ケトンパーオキサイド類 等が挙げられる。
これらの内、過安息香酸、過酸化ベンゾイル、クメンパーオキシド、ジクミルパーオキシド、１，１－ビス(１，１－ジメチルエチルペルオキシ)シクロヘキサン、ｔ－ブチルペルオキシラウレート、ｔ－ブチルペルオキシ－２－エチルヘキサネート等が好ましく挙げられる。本発明においては、これらのパーオキサイド系架橋剤から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。
【0072】
パーオキサイド系架橋剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対し、好ましくは０．１～１０質量部であることが好ましく、０．１～５質量部がより好ましく、０．１～２質量部が更に好ましい。パーオキサイド系架橋剤の配合量を上記範囲内にすることで、伸長疲労特性等の耐久性、及び省エネルギー性を損なうことなく耐熱性が得られ、また不飽和脂肪酸の金属塩とのラジカル反応において所望の発熱が得られ、加硫時間が短縮化される。
【0073】
本発明において、所望により、パーオキサイド系架橋剤に加えて、硫黄又は硫黄含有架橋剤を用いても良い。適切な硫黄架橋剤の例には、二硫化アミン、ポリマー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架橋剤;及び不溶性ポリマー硫黄が含まれる。
架橋剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。当業者は、所望の架橋レベルを達成するために架橋剤の量を容易に選択することができる。
架橋剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。当業者は、所望の架橋レベルを達成するために架橋剤の量を容易に選択することができる。
【0074】
本発明においては、質量比（前記金属酸化物の質量部／前記パーオキサイド系架橋剤の質量部）が、０．０５～３．０であることが好ましく、０．０７～２．０であることがより好ましく、０．１０～０．６であることが更に好ましく、０．２０～０．６であることが特に好ましい。この質量比が０．０５以上であれば、の理由で好ましく、０．６以下であれば、金属酸化物（特に、酸化亜鉛）使用量低減の観点から好ましい。
【0075】
（硬化促進剤）
１つ以上の実施形態において、架橋剤は、架橋促進剤と組み合わせて使用される。
１つ以上の実施形態において、促進剤は架橋に必要な時間及び/又は温度を制御し、架橋物の特性を改善するために使用される。
促進剤の例には、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含まれる。
当業者は、所望の硬化レベルを達成するために架橋促進剤の量を容易に選択することができるのであろう。
１つ以上の実施形態において、架橋剤は、架橋促進剤と組み合わせて使用される。
１つ以上の実施形態において、促進剤は架橋に必要な時間及び/又は温度を制御し、架橋物の特性を改善するために使用される。
促進剤の例には、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含まれる。
当業者は、所望の硬化レベルを達成するために架橋促進剤の量を容易に選択することができるのであろう。
【0076】
（その他の配合剤）
ゴム配合に典型的に使用されるその他の配合剤もゴム組成物に添加することができる。
これらには、促進剤、促進剤活性剤、油、追加の可塑剤、ワックス、スコーチ抑制剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、強化樹脂、ステアリン酸などの脂肪酸、解こう剤、及び抗酸化剤及び抗オゾン剤などの分解防止剤が含まれる。
特定の実施形態では、軟化剤として従来使用されるものが含まれる。軟化剤として使用することができる有用な油又は増量剤には芳香油、パラフィン油、ナフテン油、ヒマシ油以外の植物油、ＭＥＳ、ＴＤＡＥ、及びＳＲＡＥを含む低ＰＣＡ油、ならびに重質ナフテン油が含まれるが、これらに限定されない。
適切な低ＰＣＡ油には、野菜、ナッツ、及び種子から収穫することができるような、様々な植物由来の油も含まれる。
非限定的な例としては大豆又は大豆油、ヒマワリ油、ベニバナ油、トウモロコシ油、亜麻仁油、綿実油、菜種油、カシュー油、ゴマ油、ラクダリア油、ホバ油、マカダミアナッツ油、ココナッツ油、及びパーム油が挙げられるが、これらに限定されない。
ゴム配合に典型的に使用されるその他の配合剤もゴム組成物に添加することができる。
これらには、促進剤、促進剤活性剤、油、追加の可塑剤、ワックス、スコーチ抑制剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、強化樹脂、ステアリン酸などの脂肪酸、解こう剤、及び抗酸化剤及び抗オゾン剤などの分解防止剤が含まれる。
特定の実施形態では、軟化剤として従来使用されるものが含まれる。軟化剤として使用することができる有用な油又は増量剤には芳香油、パラフィン油、ナフテン油、ヒマシ油以外の植物油、ＭＥＳ、ＴＤＡＥ、及びＳＲＡＥを含む低ＰＣＡ油、ならびに重質ナフテン油が含まれるが、これらに限定されない。
適切な低ＰＣＡ油には、野菜、ナッツ、及び種子から収穫することができるような、様々な植物由来の油も含まれる。
非限定的な例としては大豆又は大豆油、ヒマワリ油、ベニバナ油、トウモロコシ油、亜麻仁油、綿実油、菜種油、カシュー油、ゴマ油、ラクダリア油、ホバ油、マカダミアナッツ油、ココナッツ油、及びパーム油が挙げられるが、これらに限定されない。
【0077】
１つ以上の実施形態では、有機酸はカルボン酸である。
特定の実施形態では、カルボン酸が飽和及び不飽和脂肪酸を含む脂肪酸である。
特定の実施形態では、ステアリン酸などの飽和脂肪酸が使用される。
他の有用な酸としてはパールミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、リノール酸、及びアラキドン酸が挙げられるが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、カルボン酸が飽和及び不飽和脂肪酸を含む脂肪酸である。
特定の実施形態では、ステアリン酸などの飽和脂肪酸が使用される。
他の有用な酸としてはパールミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、リノール酸、及びアラキドン酸が挙げられるが、これらに限定されない。
【0078】
（共晶化合物の配合量）
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、０.００５質量部を超える、他の実施形態では０.０１質量部を超える、他の実施形態では０.０２質量部を超える共晶化合物を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋可能なゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、３質量部未満、他の実施形態では１質量部未満、及び他の実施形態では０.１質量部未満の共晶化合物を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋可能なゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約０.００５～約３質量部、他の実施形態では約０.０１～約１質量部、他の実施形態では約０.０２～約０.１質量部の共晶化合物を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、０.００５質量部を超える、他の実施形態では０.０１質量部を超える、他の実施形態では０.０２質量部を超える共晶化合物を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋可能なゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、３質量部未満、他の実施形態では１質量部未満、及び他の実施形態では０.１質量部未満の共晶化合物を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋可能なゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約０.００５～約３質量部、他の実施形態では約０.０１～約１質量部、他の実施形態では約０.０２～約０.１質量部の共晶化合物を含む。
【0079】
１つ又は複数の実施形態では、共晶化合物の量が金属酸化物(酸化亜鉛など)の配合量を参照して説明することができる。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能な組成物内に存在する共晶化合物及び金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)の総質量に基づいて、２質量％を超える、他の実施形態では３質量％を超える、及び他の実施形態では５質量％を超える共晶溶媒を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能な組成物内に存在する共晶化合物及び金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)の総質量に基づいて、２０質量％未満、他の実施形態では１５質量％未満、及び他の実施形態では１２質量％未満の共晶溶媒を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能な組成物内に存在する共晶溶媒及び金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)の総質量に基づいて、約２～約１５質量％、他の実施形態では約３～約１２質量％、及び他の実施形態では約５～約１０質量％の共晶化合物を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能な組成物内に存在する共晶化合物及び金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)の総質量に基づいて、２質量％を超える、他の実施形態では３質量％を超える、及び他の実施形態では５質量％を超える共晶溶媒を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能な組成物内に存在する共晶化合物及び金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)の総質量に基づいて、２０質量％未満、他の実施形態では１５質量％未満、及び他の実施形態では１２質量％未満の共晶溶媒を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能な組成物内に存在する共晶溶媒及び金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)の総質量に基づいて、約２～約１５質量％、他の実施形態では約３～約１２質量％、及び他の実施形態では約５～約１０質量％の共晶化合物を含む。
【0080】
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、０.０５質量部を超える、他の実施形態では０.１質量部を超える、他の実施形態では０.１５質量部を超える金属酸化物(例えば酸化亜鉛)を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が２質量部未満、他の実施形態では１質量部未満、及び他の実施形態では０.７５質量部未満の金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、約０.０５～約２、他の実施形態では約０.１～約１質量部、他の実施形態では約０.１５～約０.７５質量部の金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)質量部を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が２質量部未満、他の実施形態では１質量部未満、及び他の実施形態では０.７５質量部未満の金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、約０.０５～約２、他の実施形態では約０.１～約１質量部、他の実施形態では約０.１５～約０.７５質量部の金属酸化物(例えば、酸化亜鉛)質量部を含む。
【0081】
（有機酸）
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、０.５質量部を超え、他の実施形態では０.７質量部を超え、他の実施形態では１.０質量部を超える有機酸(例えばステアリン酸)を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が５質量部未満、他の実施形態では３質量部未満、他の実施形態では２質量部未満の有機酸(例えばステアリン酸)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約０.５～約５質量部、他の実施形態では約０.７～約３質量部、他の実施形態では約１.０～約２質量部の有機酸(例えばステアリン酸)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、０.５質量部を超え、他の実施形態では０.７質量部を超え、他の実施形態では１.０質量部を超える有機酸(例えばステアリン酸)を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が５質量部未満、他の実施形態では３質量部未満、他の実施形態では２質量部未満の有機酸(例えばステアリン酸)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約０.５～約５質量部、他の実施形態では約０.７～約３質量部、他の実施形態では約１.０～約２質量部の有機酸(例えばステアリン酸)質量部を含む。
【0082】
（充填材の配合量）
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、少なくとも０質量部、他の実施形態では少なくとも１０質量部、及び他の実施形態では少なくとも２０質量部の充填材を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が多くとも２００質量部、他の実施形態では多くとも１００質量部、他の実施形態では多くとも７０質量部の充填材を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、約０～約２００質量部、他の実施形態では約１０～約１００質量部、他の実施形態では約２０～約７０質量部の充填材を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、少なくとも０質量部、他の実施形態では少なくとも１０質量部、及び他の実施形態では少なくとも２０質量部の充填材を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が多くとも２００質量部、他の実施形態では多くとも１００質量部、他の実施形態では多くとも７０質量部の充填材を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、約０～約２００質量部、他の実施形態では約１０～約１００質量部、他の実施形態では約２０～約７０質量部の充填材を含む。
【0083】
（カーボンブラックの配合量）
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、少なくとも０質量部、他の実施形態では少なくとも１０質量部、他の実施形態では少なくとも２０質量部のカーボンブラックを含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が多くとも２００質量部、他の実施形態では多くとも１００質量部、他の実施形態では多くとも７０質量部のカーボンブラックを含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約０～約２００質量部、他の実施形態では約１０～約１００質量部、他の実施形態では約２０～約７０質量部のカーボンブラックを含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、少なくとも０質量部、他の実施形態では少なくとも１０質量部、他の実施形態では少なくとも２０質量部のカーボンブラックを含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が多くとも２００質量部、他の実施形態では多くとも１００質量部、他の実施形態では多くとも７０質量部のカーボンブラックを含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約０～約２００質量部、他の実施形態では約１０～約１００質量部、他の実施形態では約２０～約７０質量部のカーボンブラックを含む。
【0084】
（シリカの配合量）
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、少なくとも５質量部、他の実施形態では少なくとも２５質量部、他の実施形態では少なくとも５０質量部のシリカを含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、最大で２００質量部、他の実施形態では最大で１３０質量部、他の実施形態では最大で８０質量部のシリカを含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約５～約２００質量部、他の実施形態では約２５～約１３０質量部、他の実施形態では約５０～約８０質量部のシリカ質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、少なくとも５質量部、他の実施形態では少なくとも２５質量部、他の実施形態では少なくとも５０質量部のシリカを含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、最大で２００質量部、他の実施形態では最大で１３０質量部、他の実施形態では最大で８０質量部のシリカを含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対して、約５～約２００質量部、他の実施形態では約２５～約１３０質量部、他の実施形態では約５０～約８０質量部のシリカ質量部を含む。
【0085】
（充填材の充填比率）
本発明の架橋性ゴム組成物において、カーボンブラック単独、又はシリカ単独を配合しても良いが、カーボンブラックとシリカとの両方を配合しても良い。
１つ又は複数の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、第１の充填材の量対第２の充填材の量の比によって特徴付けることができる。
１つ以上の実施形態では、カーボンブラック対シリカの質量比が約１:１、他の実施形態では約１０:１、他の実施形態では約１４:１、他の実施形態では約２０:１である。
１つ以上の実施形態では、カーボンブラック対シリカの質量比が約１:５、他の実施形態では約１:１０、他の実施形態では約１:１４、及び他の実施形態では約１:２０である。
本発明の架橋性ゴム組成物において、カーボンブラック単独、又はシリカ単独を配合しても良いが、カーボンブラックとシリカとの両方を配合しても良い。
１つ又は複数の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、第１の充填材の量対第２の充填材の量の比によって特徴付けることができる。
１つ以上の実施形態では、カーボンブラック対シリカの質量比が約１:１、他の実施形態では約１０:１、他の実施形態では約１４:１、他の実施形態では約２０:１である。
１つ以上の実施形態では、カーボンブラック対シリカの質量比が約１:５、他の実施形態では約１:１０、他の実施形態では約１:１４、及び他の実施形態では約１:２０である。
【0086】
（シランカップリング剤の配合量）
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、シリカ１００質量部に対して、少なくとも１質量部、他の実施形態では少なくとも２質量部、他の実施形態では少なくとも５質量部のシランカップリング剤を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、１００質量部のシリカに対して、多くとも２０質量部、他の実施形態では多くとも１５質量部、及び他の実施形態では多くとも１０質量部のシランカップリング剤を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、シリカ１００質量部に対して、約１～約２０質量部、他の実施形態では約２～約１５質量部、他の実施形態では約５～約１０ 質量部のシランカップリング剤を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、シリカ１００質量部に対して、少なくとも１質量部、他の実施形態では少なくとも２質量部、他の実施形態では少なくとも５質量部のシランカップリング剤を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、１００質量部のシリカに対して、多くとも２０質量部、他の実施形態では多くとも１５質量部、及び他の実施形態では多くとも１０質量部のシランカップリング剤を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物が、シリカ１００質量部に対して、約１～約２０質量部、他の実施形態では約２～約１５質量部、他の実施形態では約５～約１０ 質量部のシランカップリング剤を含む。
【0087】
（樹脂の配合量）
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物がゴム成分１００質量部に対して、１より多く、他の実施形態では１５より多く、他の実施形態では２５質量部(質量部)より多くの樹脂(例えば炭化水素樹脂)を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物がゴム成分１００質量部に対して、１５０未満、他の実施形態では１２０未満、他の実施形態では９０質量部未満の樹脂(例えば炭化水素樹脂)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物がゴム成分１００質量部に対して、約１～約１５０、他の実施形態では約１５～約１２０、他の実施形態では約２５～約９０質量部の樹脂(例えば炭化水素樹脂)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物がゴム成分１００質量部に対して、１より多く、他の実施形態では１５より多く、他の実施形態では２５質量部(質量部)より多くの樹脂(例えば炭化水素樹脂)を含む。
これら又は他の実施形態では、架橋性ゴム組成物がゴム成分１００質量部に対して、１５０未満、他の実施形態では１２０未満、他の実施形態では９０質量部未満の樹脂(例えば炭化水素樹脂)質量部を含む。
１つ以上の実施形態では、架橋性ゴム組成物がゴム成分１００質量部に対して、約１～約１５０、他の実施形態では約１５～約１２０、他の実施形態では約２５～約９０質量部の樹脂(例えば炭化水素樹脂)質量部を含む。
【0088】
（ゴム組成物の製造方法）
本発明のゴム組成物の製造方法であって、
(i) ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物とを混練し、マスターバッチを製造する工程（Ａ）と、
(ii) 前記マスターバッチと、パーオキサイド系架橋剤とを混練し、ゴム組成物を製造する工程（Ｂ）とを含む、ゴム組成物の製造方法が好ましい。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能なゴムと共融溶媒とを混合してマスターバッチを形成し、その後、マスターバッチに架橋剤を添加することによって調製される。
マスターバッチの調製は例えば、最初の混合物が２つ以上の成分を混合することによって調製された後に、所望により、１つ以上の成分が連続的に組成物に添加され得る、１つ以上のサブ混合工程を使用して行われ得る。
また、従来の技術を用いて、カーボンブラック、追加の充填材、化学的に処理された無機酸化物、シリカ、シランカップリング剤、シリカ分散剤、加工油、酸化亜鉛及び脂肪酸などの加工助剤、及び酸化防止剤又はオゾン防止剤などの分解防止剤などの追加の成分を、これらに限定されないが、架橋可能な組成物の調製において添加することができる。
本発明のゴム組成物の製造方法であって、
(i) ゴム成分と、共晶化合物と、金属酸化物とを混練し、マスターバッチを製造する工程（Ａ）と、
(ii) 前記マスターバッチと、パーオキサイド系架橋剤とを混練し、ゴム組成物を製造する工程（Ｂ）とを含む、ゴム組成物の製造方法が好ましい。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が架橋可能なゴムと共融溶媒とを混合してマスターバッチを形成し、その後、マスターバッチに架橋剤を添加することによって調製される。
マスターバッチの調製は例えば、最初の混合物が２つ以上の成分を混合することによって調製された後に、所望により、１つ以上の成分が連続的に組成物に添加され得る、１つ以上のサブ混合工程を使用して行われ得る。
また、従来の技術を用いて、カーボンブラック、追加の充填材、化学的に処理された無機酸化物、シリカ、シランカップリング剤、シリカ分散剤、加工油、酸化亜鉛及び脂肪酸などの加工助剤、及び酸化防止剤又はオゾン防止剤などの分解防止剤などの追加の成分を、これらに限定されないが、架橋可能な組成物の調製において添加することができる。
【0089】
本発明において、共晶化合物が、第４級アンモニウム塩及び水素結合供与体を混合して調製されることが好ましい。本発明において、ゴム成分に共晶化合物を導入する前に、共晶化合物が調製されることが好ましい。
即ち、共晶化合物を構成する混合物の第１の成分（第４級アンモニウム塩）は共晶化合物を架橋可能なゴム組成物に導入する前に、混合物の第２の成分（水素結合供与体）と事前に混合されることが好ましい。
１つ以上の実施形態では、混合物の組み合わされた成分が均一な液体組成物が観察されるまで混合される。
即ち、共晶化合物を構成する混合物の第１の成分（第４級アンモニウム塩）は共晶化合物を架橋可能なゴム組成物に導入する前に、混合物の第２の成分（水素結合供与体）と事前に混合されることが好ましい。
１つ以上の実施形態では、混合物の組み合わされた成分が均一な液体組成物が観察されるまで混合される。
【0090】
共晶化合物を配合することにより、酸化亜鉛等の金属酸化物の配合量を大幅に減らすことができ、環境への配慮をしつつ、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることができる。さらに、架橋後のゴム組成物の耐破壊特性（特に、耐亀裂成長性）が向上する。
即ち、共晶化合物と金属酸化物との両方をゴム組成物に配合することにより、架橋後のゴム組成物の耐破壊特性（特に、耐亀裂成長性）が、さらに、飛躍的に向上する。
これらの実施形態では共晶化合物が酸化亜鉛のキャリアになっていると推測される。
例えば、共晶化合物はより多量の酸化亜鉛と組み合わせることができ、酸化亜鉛は、酸化亜鉛と共晶化合物との組み合わせを固体としてミキサー内のゴムに送達するための担体として作用する。
さらに他の実施形態では共晶対の部材のうちの１つは共晶化合物のための固体キャリアとして作用し、したがって、共晶化合物の第１及び第２の成分の組合せはミキサー内のゴムに固体として添加することができる予備組合せを形成する。
当業者はこの性質の混合物が固体組成を所望の温度に維持するために、過剰の第１又は第２の共晶部材を、他の共晶部材に対して過剰に組み合わせることによって形成することができることを理解するのであろう。
即ち、共晶化合物と金属酸化物との両方をゴム組成物に配合することにより、架橋後のゴム組成物の耐破壊特性（特に、耐亀裂成長性）が、さらに、飛躍的に向上する。
これらの実施形態では共晶化合物が酸化亜鉛のキャリアになっていると推測される。
例えば、共晶化合物はより多量の酸化亜鉛と組み合わせることができ、酸化亜鉛は、酸化亜鉛と共晶化合物との組み合わせを固体としてミキサー内のゴムに送達するための担体として作用する。
さらに他の実施形態では共晶対の部材のうちの１つは共晶化合物のための固体キャリアとして作用し、したがって、共晶化合物の第１及び第２の成分の組合せはミキサー内のゴムに固体として添加することができる予備組合せを形成する。
当業者はこの性質の混合物が固体組成を所望の温度に維持するために、過剰の第１又は第２の共晶部材を、他の共晶部材に対して過剰に組み合わせることによって形成することができることを理解するのであろう。
【0091】
１つ以上の実施形態において、共晶化合物は、ゴムマスターバッチの形成における初期成分として架橋性ゴム組成物に導入される。
その結果、共晶化合物は、ゴム成分との高剪断高温混合を受ける。
１つ以上の実施形態では、共晶化合物（特に、共晶溶媒）が１１０℃を超える最低温度で、他の実施形態では１３０℃を超える最低温度で、他の実施形態では１５０℃を超える最低温度でゴム成分と混合される。
１つ以上の実施形態において、高剪断高温混合は、約１１０℃～約１７０℃の温度で行われる。
その結果、共晶化合物は、ゴム成分との高剪断高温混合を受ける。
１つ以上の実施形態では、共晶化合物（特に、共晶溶媒）が１１０℃を超える最低温度で、他の実施形態では１３０℃を超える最低温度で、他の実施形態では１５０℃を超える最低温度でゴム成分と混合される。
１つ以上の実施形態において、高剪断高温混合は、約１１０℃～約１７０℃の温度で行われる。
【0092】
他の実施形態では、共晶化合物がパーオキサイド系架橋剤と共に、連続的に又は同時に架橋可能なゴムに導入される。
その結果、共晶化合物は、１１０℃未満、他の実施形態では１０５℃未満、他の実施形態では１００℃未満の最高温度で架橋性ゴムと混合される。
１つ以上の実施形態では、架橋剤との混合が約７０℃～約１１０℃の温度で行われる。
その結果、共晶化合物は、１１０℃未満、他の実施形態では１０５℃未満、他の実施形態では１００℃未満の最高温度で架橋性ゴムと混合される。
１つ以上の実施形態では、架橋剤との混合が約７０℃～約１１０℃の温度で行われる。
【0093】
共晶化合物と同様に、酸化亜鉛及びステアリン酸は初期成分としてゴムマスターバッチに添加することができ、したがって、これらの成分は、高温、高剪断混合を受ける。
あるいは、酸化亜鉛及びステアリン酸が硫黄系架橋剤と一緒に添加することができ、それによって低温混合を受けるだけである。
あるいは、酸化亜鉛及びステアリン酸が硫黄系架橋剤と一緒に添加することができ、それによって低温混合を受けるだけである。
【0094】
１つ又は複数の実施形態では、酸化亜鉛が共晶化合物とは別個に、かつ個別に架橋可能なゴムに導入される。
他の実施形態では酸化亜鉛及び共晶化合物が、酸化亜鉛マスターバッチを形成するために予備混合され、酸化亜鉛マスターバッチを得ることが好ましい。この場合、酸化亜鉛が共晶化合物中に溶解されることが好ましい。酸化亜鉛及び共晶化合物の混合物である酸化亜鉛マスターバッチにおいて、酸化亜鉛が共晶化合物中に溶解された場合は、この酸化亜鉛マスターバッチをゴム組成物に添加することにより、酸化亜鉛のゴム組成物中への分散が改善される。
他の実施形態では酸化亜鉛及び共晶化合物が、酸化亜鉛マスターバッチを形成するために予備混合され、酸化亜鉛マスターバッチを得ることが好ましい。この場合、酸化亜鉛が共晶化合物中に溶解されることが好ましい。酸化亜鉛及び共晶化合物の混合物である酸化亜鉛マスターバッチにおいて、酸化亜鉛が共晶化合物中に溶解された場合は、この酸化亜鉛マスターバッチをゴム組成物に添加することにより、酸化亜鉛のゴム組成物中への分散が改善される。
【0095】
（混合条件）
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が最初に、架橋可能なゴムと共晶化合物とを約１１０～約１８０℃、又は他の実施形態では約１３０～約１７０℃の温度で混合することによって調製される。
特定の実施形態では、最初の混合に続いて、組成物(すなわち、マスターバッチ)を１００℃未満、又は他の実施形態では８０℃未満の温度に冷却し、架橋剤を添加する。
特定の実施形態では、混合が最終架橋性ゴム組成物を調製するために、約９０～約１１０℃、又は他の実施形態では約９５～約１０５℃の温度で継続される。
１つ以上の実施形態では、架橋可能な組成物が最初に、架橋可能なゴムと共晶化合物とを約１１０～約１８０℃、又は他の実施形態では約１３０～約１７０℃の温度で混合することによって調製される。
特定の実施形態では、最初の混合に続いて、組成物(すなわち、マスターバッチ)を１００℃未満、又は他の実施形態では８０℃未満の温度に冷却し、架橋剤を添加する。
特定の実施形態では、混合が最終架橋性ゴム組成物を調製するために、約９０～約１１０℃、又は他の実施形態では約９５～約１０５℃の温度で継続される。
【0096】
１つ又は複数の実施形態ではマスターバッチ混合ステップ、又はマスターバッチ混合ステップの１つ又は複数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、降下温度とも呼ばれる。
１つ以上の実施形態では、マスターバッチ混合工程中の組成物のピーク温度が少なくとも１４０℃、他の実施形態では少なくとも１５０℃、他の実施形態では少なくとも１６０℃であってもよい。
これら又は他の実施形態では、マスターバッチ混合工程中の組成物のピーク温度が約１４０～約２００℃、他の実施形態では約１５０～約１９０℃、他の実施形態では約１６０～約１８０℃であってもよい。
１つ以上の実施形態では、マスターバッチ混合工程中の組成物のピーク温度が少なくとも１４０℃、他の実施形態では少なくとも１５０℃、他の実施形態では少なくとも１６０℃であってもよい。
これら又は他の実施形態では、マスターバッチ混合工程中の組成物のピーク温度が約１４０～約２００℃、他の実施形態では約１５０～約１９０℃、他の実施形態では約１６０～約１８０℃であってもよい。
【0097】
（最終混合工程）
マスターバッチ混合工程に続いて、架橋剤又は架橋剤系を組成物に導入し、混合を続けて最終的に架橋可能な物質組成物を形成する。
この混合ステップは、最終混合ステップ、架橋混合ステップ、又は生産的混合ステップと呼ぶことができる。
この混合工程から得られる生成物は、架橋性ゴム組成物（又は、未架橋ゴム組成物）と呼ぶことができる。
マスターバッチ混合工程に続いて、架橋剤又は架橋剤系を組成物に導入し、混合を続けて最終的に架橋可能な物質組成物を形成する。
この混合ステップは、最終混合ステップ、架橋混合ステップ、又は生産的混合ステップと呼ぶことができる。
この混合工程から得られる生成物は、架橋性ゴム組成物（又は、未架橋ゴム組成物）と呼ぶことができる。
【0098】
１つ又は複数の実施形態では、最終混合ステップが最終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。
当業者が認識するように、この温度は、最終液滴温度とも呼ばれ得る。
１つ以上の実施形態では、最終混合中の組成物のピーク温度が多くとも１３０℃、他の実施形態では多くとも１１０℃、他の実施形態では多くとも１００℃であってもよい。
これら又は他の実施形態では、最終混合中の組成物のピーク温度が約８０～約１３０℃、他の実施形態では約９０～約１１５℃、他の実施形態では約９５～約１０５℃であってもよい。
当業者が認識するように、この温度は、最終液滴温度とも呼ばれ得る。
１つ以上の実施形態では、最終混合中の組成物のピーク温度が多くとも１３０℃、他の実施形態では多くとも１１０℃、他の実施形態では多くとも１００℃であってもよい。
これら又は他の実施形態では、最終混合中の組成物のピーク温度が約８０～約１３０℃、他の実施形態では約９０～約１１５℃、他の実施形態では約９５～約１０５℃であってもよい。
【0099】
（混合装置）
架橋性ゴム組成物の全ての成分は内部ミキサー(例えば、バンバリーミキサー、インターナルミキサー等)、押出機、混練機、及び２本ロールミルなどの標準的な混合装置と混合することができる。
混合は、単独で又はタンデムで行うことができる。
上記で示唆したように、成分は、単一段階で、又は他の実施形態では２つ以上の段階で混合することができる。
例えば、典型的にはゴム成分及び充填材を含む第１段階(すなわち、混合段階)では、マスターバッチが調製される。
マスターバッチが調製されると、架橋剤は最終混合段階でマスターバッチに導入され、混合されてもよく、これは、典型的には早すぎる架橋の機会を低減するために、比較的低い温度で行われる。
マスターバッチ混合段階と最終混合段階との間に、時にはリミルと呼ばれる追加の混合段階を使用することができる。
架橋性ゴム組成物の全ての成分は内部ミキサー(例えば、バンバリーミキサー、インターナルミキサー等)、押出機、混練機、及び２本ロールミルなどの標準的な混合装置と混合することができる。
混合は、単独で又はタンデムで行うことができる。
上記で示唆したように、成分は、単一段階で、又は他の実施形態では２つ以上の段階で混合することができる。
例えば、典型的にはゴム成分及び充填材を含む第１段階(すなわち、混合段階)では、マスターバッチが調製される。
マスターバッチが調製されると、架橋剤は最終混合段階でマスターバッチに導入され、混合されてもよく、これは、典型的には早すぎる架橋の機会を低減するために、比較的低い温度で行われる。
マスターバッチ混合段階と最終混合段階との間に、時にはリミルと呼ばれる追加の混合段階を使用することができる。
【0100】
架橋性ゴム組成物は、標準的なゴム成形、成形及び硬化技術を含む通常のタイヤ製造技術に従ってタイヤ構成要素に加工することができる。
典型的には、架橋が架橋可能な組成物を金型内で加熱することによって行われ、例えば、約１４０℃～約１８０℃に加熱することができる。
硬化又は架橋されたゴム組成物は、架橋ゴムと呼ばれてもよく、架橋ゴム組成物は一般に、熱硬化性である三次元ポリマーネットワークを含む。
充填材及び加工助剤などの他の成分は、架橋ネットワーク全体に均一に分散させることができる。
ニューマチックタイヤは、米国特許番号に記載されているように製造することができる。
５,８６６,１７１, ５,８７６,５２７、５,９３１,２１１、及び５,９７１,０４６(これらは、本明細書中で参考として援用される)。
典型的には、架橋が架橋可能な組成物を金型内で加熱することによって行われ、例えば、約１４０℃～約１８０℃に加熱することができる。
硬化又は架橋されたゴム組成物は、架橋ゴムと呼ばれてもよく、架橋ゴム組成物は一般に、熱硬化性である三次元ポリマーネットワークを含む。
充填材及び加工助剤などの他の成分は、架橋ネットワーク全体に均一に分散させることができる。
ニューマチックタイヤは、米国特許番号に記載されているように製造することができる。
５,８６６,１７１, ５,８７６,５２７、５,９３１,２１１、及び５,９７１,０４６(これらは、本明細書中で参考として援用される)。
【0101】
（架橋ゴム製品）
上記のように、本発明の架橋性ゴム組成物は、架橋硬化され、架橋ゴム製品となる。架橋ゴム製品として、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト、ホース、クローラからなる群から少なくとも１種選択されるものが挙げられる。
上記のように、本発明の架橋性ゴム組成物は、架橋硬化され、架橋ゴム製品となる。架橋ゴム製品として、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト、ホース、クローラからなる群から少なくとも１種選択されるものが挙げられる。
【0102】
本発明の態様によれば、架橋物である架橋ゴム製品は亜鉛種などの比較的低レベルの金属酸化物を含みながら、有利な架橋特性を得ることができる。
【実施例】
【0103】
以下、実施例により本実施形態を更に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例における、ゴム組成物及びゴム組成物の架橋物は、以下の方法によって評価した。
全ての量は特に断らない限り、ゴム成分１００質量部に対しての質量部で表される。
１．架橋特性
調製した各ゴム組成物を用いて、キュラストメータ（ＪＳＲ株式会社製「ＣＵＲＥＬＡＳＴＯＭＥＴＥＲ７」）により、ＪＩＳ Ｋ６３００－２：２００１に準拠して、１５５℃における１０％加硫時間｛ｔｃ（１０）｝（単位：分）、９０％加硫時間｛ｔｃ（９０）｝（単位：分）及び最大トルク(Ｆｍａｘ) （単位：ｄＮ・ｍ）を測定した。
２．架橋後の物性
（１）１００％伸び引張応力 （単位：ＭＰａ）
調製した各ゴム組成物で厚さ２ｍｍのスラブシートを作成し、１６０℃、１５分で架橋した。得られた架橋後のスラブシートから、ダンンベル状７号形試験片又は直径２５ｍｍで太さが２ｍｍのリング状試験片を採取し、室温（２３℃）でＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０に準拠し引張試験を行い、１００％伸長時の引張応力 （単位：ＭＰａ）を測定した。
実施例における、ゴム組成物及びゴム組成物の架橋物は、以下の方法によって評価した。
全ての量は特に断らない限り、ゴム成分１００質量部に対しての質量部で表される。
１．架橋特性
調製した各ゴム組成物を用いて、キュラストメータ（ＪＳＲ株式会社製「ＣＵＲＥＬＡＳＴＯＭＥＴＥＲ７」）により、ＪＩＳ Ｋ６３００－２：２００１に準拠して、１５５℃における１０％加硫時間｛ｔｃ（１０）｝（単位：分）、９０％加硫時間｛ｔｃ（９０）｝（単位：分）及び最大トルク(Ｆｍａｘ) （単位：ｄＮ・ｍ）を測定した。
２．架橋後の物性
（１）１００％伸び引張応力 （単位：ＭＰａ）
調製した各ゴム組成物で厚さ２ｍｍのスラブシートを作成し、１６０℃、１５分で架橋した。得られた架橋後のスラブシートから、ダンンベル状７号形試験片又は直径２５ｍｍで太さが２ｍｍのリング状試験片を採取し、室温（２３℃）でＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０に準拠し引張試験を行い、１００％伸長時の引張応力 （単位：ＭＰａ）を測定した。
【0104】
［共晶化合物の形成］
共晶化合物は１モルの塩化コリンと２モルの尿素とを１００℃で混合して共晶化合物を形成することによって調製した。標準条件（１気圧）下、で室温（２３℃）に冷却した。
この塩化コリンと尿素とで構成される共晶化合物は、共晶溶媒又は深共晶溶媒（ＤＥＳ）とも呼ばれ、室温（２３℃）で液状である。
共晶化合物は１モルの塩化コリンと２モルの尿素とを１００℃で混合して共晶化合物を形成することによって調製した。標準条件（１気圧）下、で室温（２３℃）に冷却した。
この塩化コリンと尿素とで構成される共晶化合物は、共晶溶媒又は深共晶溶媒（ＤＥＳ）とも呼ばれ、室温（２３℃）で液状である。
【0105】
［共晶化合物と酸化亜鉛との混合］
次に、質量比（共晶化合物０．１質量部／酸化亜鉛１．０質量部）の比率で、共晶化合物と酸化亜鉛とをミキサー内で混合し、共晶化合物と酸化亜鉛との混合物を得た。
次に、質量比（共晶化合物０．１質量部／酸化亜鉛１．０質量部）の比率で、共晶化合物と酸化亜鉛とをミキサー内で混合し、共晶化合物と酸化亜鉛との混合物を得た。
【0106】
実施例１～２及び比較例１～４
表１及び２に提供される配合組成のゴム組成物を以下の手順で調製した。
表１及び２に示す配合組成に基づき、ゴム成分、カーボンブラック、軟化剤、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を、バンバリーミキサーによるマスターバッチ混合ステップにより、マスターバッチを得た。バンバリーミキサーを、７０ＲＰＭ（回転／分）で操作し、最高温度１６０℃にて混錬した。この最高温度とは、バンバリミキサーからの排出直後のマスターバッチ内最高温度をいう。マスターバッチはマスターバッチ混合ステップ後、室温（２３℃）に冷却された。
次に、室温（２３℃）に冷却された各種マスターバッチのみをリミル混合ステップにて、バンバリーミキサーを７５ＲＰＭ（回転／分）で操作し、最高温度１６０℃にて混錬した後、室温（２３℃）に冷却した。
次いで、リミル混合ステップ後の各種マスターバッチ、共晶化合物と酸化亜鉛との混合物、及びパーオキサイド系架橋剤（表１）、又はパーオキサイド系架橋剤及び硫黄（表２）をバンバリーミキサーにて４０ＲＰＭ（回転／分）で操作し、最高温度１００℃にて混錬した後、室温（２３℃）に冷却した。
上記の共晶化合物と酸化亜鉛との混合物は、表１においては、１．１質量部配合し、表２においては、２．２質量部配合した。
得られた６種類のゴム組成物の架橋特性、架橋後の物性及び耐破壊特性を上記の方法で評価した。結果を表１及び表２に示す。
表１及び２に提供される配合組成のゴム組成物を以下の手順で調製した。
表１及び２に示す配合組成に基づき、ゴム成分、カーボンブラック、軟化剤、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を、バンバリーミキサーによるマスターバッチ混合ステップにより、マスターバッチを得た。バンバリーミキサーを、７０ＲＰＭ（回転／分）で操作し、最高温度１６０℃にて混錬した。この最高温度とは、バンバリミキサーからの排出直後のマスターバッチ内最高温度をいう。マスターバッチはマスターバッチ混合ステップ後、室温（２３℃）に冷却された。
次に、室温（２３℃）に冷却された各種マスターバッチのみをリミル混合ステップにて、バンバリーミキサーを７５ＲＰＭ（回転／分）で操作し、最高温度１６０℃にて混錬した後、室温（２３℃）に冷却した。
次いで、リミル混合ステップ後の各種マスターバッチ、共晶化合物と酸化亜鉛との混合物、及びパーオキサイド系架橋剤（表１）、又はパーオキサイド系架橋剤及び硫黄（表２）をバンバリーミキサーにて４０ＲＰＭ（回転／分）で操作し、最高温度１００℃にて混錬した後、室温（２３℃）に冷却した。
上記の共晶化合物と酸化亜鉛との混合物は、表１においては、１．１質量部配合し、表２においては、２．２質量部配合した。
得られた６種類のゴム組成物の架橋特性、架橋後の物性及び耐破壊特性を上記の方法で評価した。結果を表１及び表２に示す。
【0107】
【表1】
【0108】
【表2】
【0109】
表１及び表２に示す各成分は以下の通りである。
＊１：エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）：ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＪＳＲ ＥＰ１１」
＊２：塩化ブチルゴム ：日本ブチル株式会社製、商品名「ＪＳＲ ＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ １０６６」
＊３：カーボンブラック：東海カーボン株式会社製、商品名「シースト Ｎ」
＊４：共晶化合物 ：上記のように、１モルの塩化コリンと２モルの尿素とを１００℃で混合して得られた共晶化合物
塩化コリン：関東化学株式会社製、商品名「塩化コリン」
尿素：関東化学株式会社製、商品名「尿素」
＊５：ステアリン酸：花王株式会社製、商品名「ルナック Ｓ－５０Ｖ」
＊６：酸化亜鉛：堺化学工業株式会社製、商品名「酸化亜鉛１種」
＊７：パーオキサイド系架橋剤：日本油脂株式会社製、商品名「ペロキシモンF－４０」
＊８：エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）：ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＥＰ３５」
＊９：軟化剤 ：出光興産株式会社製、商品名「ダイナロンプロセスオイル」
＊１０：旭電化工業株式会社製、商品名「ステアリン酸亜鉛」
＊１１：硫黄 ：三新化学工業株式会社製、商品名「サンフェル ＥＸ」
＊１：エチレン－プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）：ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＪＳＲ ＥＰ１１」
＊２：塩化ブチルゴム ：日本ブチル株式会社製、商品名「ＪＳＲ ＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ １０６６」
＊３：カーボンブラック：東海カーボン株式会社製、商品名「シースト Ｎ」
＊４：共晶化合物 ：上記のように、１モルの塩化コリンと２モルの尿素とを１００℃で混合して得られた共晶化合物
塩化コリン：関東化学株式会社製、商品名「塩化コリン」
尿素：関東化学株式会社製、商品名「尿素」
＊５：ステアリン酸：花王株式会社製、商品名「ルナック Ｓ－５０Ｖ」
＊６：酸化亜鉛：堺化学工業株式会社製、商品名「酸化亜鉛１種」
＊７：パーオキサイド系架橋剤：日本油脂株式会社製、商品名「ペロキシモンF－４０」
＊８：エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）：ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＥＰ３５」
＊９：軟化剤 ：出光興産株式会社製、商品名「ダイナロンプロセスオイル」
＊１０：旭電化工業株式会社製、商品名「ステアリン酸亜鉛」
＊１１：硫黄 ：三新化学工業株式会社製、商品名「サンフェル ＥＸ」
【0110】
表１及び２から、共晶化合物の存在下で酸化亜鉛の配合量をかなり減少させることができることがわかる。即ち、共晶化合物の存在下で、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることができた。
天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴムをゴム成分に用いた場合も、表１や表２と同様に、金属酸化物の配合量が少ない場合においても、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることができる。
天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴムをゴム成分に用いた場合も、表１や表２と同様に、金属酸化物の配合量が少ない場合においても、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0111】
本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛等の金属酸化物の配合量を大幅に減らし、環境への配慮をしつつ、金属酸化物を多量配合するゴム組成物と同等の加硫特性及び加硫後のゴム物性を享受できるゴム組成物を得ることができ、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト、ホース、クローラ等の架橋ゴム製品に好適に用いられる。