JP2011508812A - シリカ含有黒色側壁配合物及びそれを含んでなるタイヤ - Google Patents

Abstract

向上した靭性を有するヒステリシス減少シリカ−含有黒色側壁配合物を提供し、その調製方法も提供する。本態様に従って調製される黒色側壁配合物を含んでなるタイヤも提供する。

Description

関連出願へのクロスリファレンス
本出願は、２００７年１２月２８日に申請された米国暫定特許出願第６１／０１７，２８０号明細書からの優先権を請求し、その明細書は引用することによりその記載事項全体が本明細書の内容となる。

背景
タイヤ側壁用のゴム組成物は、典型的には種々のエラストマーを含み、中でもカーボンブラックを用いて補強されることができる。カーボンブラックは、耐摩耗性及び導電性のような有益な性質を与える。しかしながらいくつかの用途のためには、側壁のヒステリシスを減少させるために、側壁のカーボンブラック含有率を低下させることが望ましいかも知れない。ゴム組成物のヒステリシスは、使用条件下で内部熱を発生するゴム組成物の傾向の尺度である。ヒステリシスは、適用される仕事により、例えば加硫ゴム組成物のような材料中で消費される熱エネルギーに関する用語である。ヒステリシスがより低いタイヤ側壁ゴム層は、それぞれのタイヤに関するより低い回転抵抗性、より低い熱の蓄積又は両方を助長する。典型的に、低い「ｔａｎδ」及びゴム組成物のリバウンド値における増加は、ゴム組成物のヒステリシスの減少の指標である。ｔａｎδは、ゴム組成物の熱の蓄積の尺度である。

タイヤ側壁組成物では低いヒステリシスが望ましい質であり得るが、カーボンブラック含有率の低下は、より低い配合物モジュラスを生じ得る。

本態様は、向上した靭性を有するヒステリシス減少シリカ−含有黒色側壁配合物及びその調製方法に関する。本態様に従って調製される黒色側壁配合物を含んでなるタイヤも提供される。

概略
１つの態様において、タイヤ側壁における使用のための組成物を提供し、組成物は、１００重量部のゴムに基づいて（ｐｈｒ）：
（Ａ）（１）約３５〜約４５ｐｈｒのシス−１，４−ポリイソプレン天然ゴム；及び
（２）約５５〜約６５ｐｈｒのシス−ポリブタジエンゴム
を含むエラストマー；
（Ｂ）（１）約３０〜約５０ｐｈｒのカーボンブラック；及び
（２）約２ｐｈｒ〜１０ｐｈｒ未満のシリカ
を含む約３２〜約６０ｐｈｒの補強充填剤；ならびに
（Ｃ）約０．４〜約１．２ｐｈｒのシランカップリング剤
を含んでなり、ここでシランカップリング剤の量はシリカの約８重量％〜約２４重量％である。

他の態様において：約１００重量部の少なくとも１種のタイヤ成分ゴム；タイヤ成分ゴムの１００重量部あたりに約４０重量部のカーボンブラック；タイヤ成分ゴムの１００重量部あたりに約２〜約５重量部の水和非晶質シリカ；タイヤ成分ゴムの１００重量部あたりに約０．４〜約０．６重量部のビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィドであって、ビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィドの量は水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％であるビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィド；タイヤ成分ゴムの１００重量部あた
りに約１．０〜約１．２重量部のＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルホンアミド又はＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド；ならびにタイヤ成分ゴムの１００重量部あたりに約２〜約２．７重量部の硫黄加硫剤を含んでなる加硫されたタイヤ側壁成分を含んでなるタイヤを提供する。

さらに別の態様において：エラストマー；カーボンブラック；約６．５より高いｐＨを有するシリカ；及びシリカの約８重量％〜約２４重量％の量で存在するシランカップリング剤を含んでなり、ここでカーボンブラック及びシリカはエラストマーの１００重量部あたりに４５重量部より少ないかもしくはそれに等しい合計量で存在する、エラストマーに基づくゴム組成物を提供する。

さらに別の態様において、低ｔａｎδ、高靭性タイヤ側壁成分組成物の調製方法を提供し、その方法は：ゴム組成物に：ゴムの約４０重量部の量におけるカーボンブラック；ゴムの約２〜約５重量部の量における水和非晶質シリカ；ならびに水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％の量におけるシランカップリング剤を加え、そしてゴム組成物を硬化することを含んでなる。硬化は、硫黄加硫剤及びベンゾチアゾール促進剤を用いる硬化を含むことができ、ここでベンゾチアゾール促進剤の量は硫黄加硫剤の約３０重量％〜約６０重量％であることができる。

詳細な記述
代表的な組成物は一般にエラストマー、補強充填剤及びシランカップリング剤を含む。硫黄加硫剤及び促進剤を含む種々の加工助剤を用いて組成物を硬化することができる。

本明細書で用いられる場合、「ｐｈｒ」は、１００重量部のゴム当たりの成分の重量部に関する。

「ゴム」及び「エラストマー」という用語は、互換的に用いられる。

代表的なエラストマー
いずれの通常用いられるゴム配合エラストマーも、おそらく代表的な組成物に適している。代表的な組成物においておそらく有用であるエラストマーの非−制限的な例には、ゴム配合物の所望の最終的な粘弾性に従って、個別にならびに組み合わせて、以下：天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、架橋ポリエチレン、ネオプレン、ニトリルゴム、塩素化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、特殊熱及び油抵抗性ゴム、他の特殊ゴム及び熱可塑性ゴムが含まれ、そのような用語はＴｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｈｉｒｔｅｅｎｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，（１９９０）で用いられている。これらのエラストマーは錫、ケイ素及びアミン含有官能基を含むがこれらに限られない多様な官能基を含有することができる。

そのようなポリマーブレンドの割合（多くの場合に合計で１００部になるように表わされる）は、重合ゴム配合物に関して望まれる最終的な粘弾性に従って可能な最も広い範囲に渡る範囲であることができる。当該分野における熟練者は、どのエラストマー及びどの相対的な量が、得られる所望の粘弾性範囲に適しているかを、過度の実験なくして容易に決定することができる。

１つの態様において、組成物は約３５〜約４５ｐｈｒの量におけるシス−１，４−ポリイソプレン天然ゴム及び約５５〜約６５ｐｈｒの量におけるシス−１，４−ブタジエンゴムを含むことができる。１つの態様において、シス−１，４−ブタジエンゴムは、ネオジ
ミウム−触媒（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ−ｃａｔａｌｙｚｅｄ）又はニッケル−触媒（ｎｉｃｋｅｌ−ｃａｔａｌｙｚｅｄ）ゴムであることができる。

１つの態様において、代表的な組成物及び方法は、液体ヒドロキシル末端ポリアルキレン、イソブチレンとｐ−メチルスチレンのハロゲン化コポリマーあるいは両方が排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、ＥＰＤＭに基づくゴムが排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、イソオレフィンとパラ−アルキルスチレンのハロゲン化コポリマーが排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、高トランススチレン−ブタジエンゴムを含むスチレン−ブタジエンゴムが排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、高ビニルポリブタジエンエラストマーが排除されていることができる。

代表的な補強充填剤
代表的な組成物は、カーボンブラック及びシリカを含む補強充填剤と配合される。エラストマーをすべての形態のカーボンブラックと配合することができる。カーボンブラックは、約３０〜約５０ｐｈｒ又は約３０〜約４５ｐｈｒ又は約３０〜約４０ｐｈｒの範囲の量で存在することができる。カーボンブラックは、普通に入手可能な商業的に生産されるカーボンブラックのいずれを含むこともできる。カーボンブラックは、少なくとも約２０ｍ^２／ｇの表面積（ＥＭＳＡ）を有することができる。

適したカーボンブラックは、例えばファーネスブラック、チャンネルブラック及びランプブラックであることができる。さらに特定的に、有用なカーボンブラックの例には超耐摩耗性ファーネス（ＳＡＦ）ブラック（ｓｕｐｅｒ ａｂｒａｓｉｏｎ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋｓ）、高耐摩耗性ファーネス（ＨＡＦ）ブラック（ｈｉｇｈ ａｂｒａｓｉｏｎ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋｓ）、高速押出しファーネス（ＦＥＦ）ブラック（ｆａｓｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋｓ）、微細ファーネス（ＦＦ）ブラック（ｆｉｎｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋｓ）、中度超耐摩耗性ファーネス（ＩＳＡＦ）ブラック（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｓｕｐｅｒ ａｂｒａｓｉｏｎ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋｓ）、半−補強ファーネス（ＳＲＦ）ブラック（ｓｅｍｉ−ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋｓ）、中質加工性チャンネルブラック（ｍｅｄｉｕｍ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｂｌａｃｋｓ）、硬質加工性チャンネルブラック（ｈａｒｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｂｌａｃｋｓ）及び導電性チャンネルブラック（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ ｂｌａｃｋｓ）が含まれ得る。他の適したカーボンブラックには、アセチレンブラックが含まれ得る。代表的なカーボンブラックには、例えばＳＲ７３０、ＳＲ６３０、ＳＲ５３０、ＳＲ５１１、ＳＲ４０１、ＳＲ３１５、ＳＲ３１０、ＳＲ３０３、ＳＲ３０１、ＳＲ１５５、ＳＲ１４０、Ｎ７７４、Ｎ７７２、Ｎ７６２、Ｎ６６０、Ｎ６５０、Ｎ５５０、Ｎ３５８、Ｎ３５１、Ｎ３４７、Ｎ３４３、Ｎ３３９、Ｎ３３０、Ｎ３２６、Ｎ２９９、Ｎ２３４、Ｎ２３１、Ｎ２２０、Ｎ１３５、Ｎ１３４、Ｎ１２１、Ｎ１２０及びＮ１１０が含まれ得る。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ない柔毛様塊（ｆｌｏｃｃｕｌｅｎｔ ｍａｓｓ）の形態にあることができる。１つの態様において、カーボンブラックはＮ５５０シリーズカーボンブラック又はＮ６６０シリーズカーボンブラックである。１つの態様において、カーボンブラックは６０もしくはそれより小さい、又は５０もしくはそれより小さい、又は４５もしくはそれより小さいヨウ素価を有する。

適したシリカ補強充填剤の例には、水和非晶質シリカ、沈降非晶質シリカ、湿潤シリカ（水和ケイ酸）、乾燥シリカ（無水ケイ酸）、ヒュームドシリカ、ケイ酸カルシウムなどが含まれるが、これらに限られない。他の適した充填剤にはケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムなどが含まれる。シリカの表面積は約３２ｍ^２／ｇ〜約４００ｍ^２／ｇであ
ることができる。シリカ充填剤のｐＨは、一般に約５．５〜約７又はわずかにそれより高いことができる。

シリカを、約２〜約１５ｐｈｒ又は約２〜約１０ｐｈｒ又は約２〜約５ｐｈｒ又は約２ｐｈｒ〜５ｐｈｒ未満の量で用いることができる。用いることができる商業的に入手可能なシリカのいくつかには、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）により生産されるＨｉ−Ｓｉｌ（登録商標）１９０Ｇ、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２１０、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２１５、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２３３、Ｈｉ−Ｓｉｌ（登録商標）２４３などが含まれ得るが、これらに限られない。複数の有用な商用銘柄の種々のシリカも、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ）（例えばＶＮ２、ＶＮ３）、Ｒｈｏｎｅ Ｐｏｕｌｅｎｃ（例えばＺｅｏｓｉｌ（登録商標）１１６５１ＶＩＰ）及びＪ Ｍ Ｈｕｂｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｅｄｉｓｏｎ，ＮＩ）から入手可能である。１つの態様において、シリカはシランカップリング剤で予備処理される。

１つの態様において、代表的な組成物及び方法は、クレー補強（ｃｌａｙ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）が排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、アミン、イミド及びフェノール性劣化防止剤が排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、粒子状予備疎水性化沈降シリカ凝集体が排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、でんぷん／可塑剤複合材料が排除されていることができる。他の態様において、代表的な組成物及び方法は、ジチオプロピオン酸、安息香酸及びサリチル酸が排除されていることができる。

代表的なシランカップリング剤
シリカをゴムに化学的に結合させるために、シリカカップリング剤を用いることができる。一般に、シラン及びゴム、特に硫黄加硫可能なゴムと反応することができる構成成分又は部分を有するもののようないずれの通常の型のシリカカップリング剤を用いることもできる。かくしてカップリング剤は、シリカとゴムの間の連結架橋として働く。シランカップリング剤のゴム反応性基にはメルカプト、ポリスルフィド、アミノ、ビニル及びエポキシ基が含まれる。適したシリカカップリング剤の例にはＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン及びビニルトリス（β−メトキシエチル）シランが含まれる。一般に、シランカップリング剤はポリスルフィド成分又は構造、例えばビス（３−アルコキシシリルアルキル）ポリスルフィドを含有することができ、ここでアルコキシ基のためのアルキル基はメチル及びエチル基から選ばれ、シラン部分のためのアルキル基はエチル、プロピル及びブチル基から選ばれ、そしてポリスルフィド架橋は：（ａ）２〜６個、そして平均で２．１〜２．８個の硫黄原子；あるいは（ｂ）２〜８個、そして平均で３．５〜４．５個の硫黄原子を含有する。そのようなカップリング剤の代表的な例は：（ａ）ポリスルフィド架橋中に２〜６個、そして平均で２．１〜２．８個の硫黄原子；あるいは（ｂ）ポリスルフィド架橋中に２〜８個、そして平均で３．５〜４．５個の硫黄原子を有するビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）−ポリスルフィドである。代表的なカップリング剤には、ＤｅＧｕｓｓａ ＡＧにより製造されるＳｉ６９（登録商標）としても既知のビス（３−トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド及びビス（３−トリエトキシシリルプロピル）−ジスルフィドが含まれる。他の追加のカップリング剤には３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン及びメルカプト−官能基化オルガノシランが含まれる。追加の適したシランカップリング剤は欧州特許第０ ８５７ ７５
２ Ｂ１号明細書に示されており、それは引用することによりその記載事項の全体が本明細書の内容となる。

シリカカップリング剤の量は変わり得るが、一般にシリカの合計重量に基づいて約８重量％〜約２４重量％又は約１０重量％〜約２４重量％である。

代表的なゴム配合成分
例えば種々の硫黄−加硫可能な構成ゴムを、通常用いられる種々の添加材料、例えば硫黄、活性化剤、遅延剤及び促進剤のような硬化助剤（ｃｕｒｉｎｇ ａｉｄｓ）、油、粘着賦与樹脂（ｔａｃｋｉｆｙｉｎｇ ｒｅｓｉｎｓ）を含む樹脂、シリカ及び可塑剤のような加工添加剤、充填剤、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤及びオゾン劣化防止剤、ペプタイザーならびに例えばカーボンブラックのような補強材料と混合することにより、ゴム組成物を配合することができる。

加工助剤の量は、約ゼロ〜約１０ｐｈｒであることができる。そのような加工助剤には、例えば芳香族、ナフテン性（ｎａｐｈｔｈｅｎｉｃ）及び／又はパラフィン性加工油が含まれ得る。酸化防止剤の典型的な量は約１〜約５ｐｈｒを構成することができる。代表的な酸化防止剤は、例えばジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ＴＭＱ及び例えばＴｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（１９７８），３４４−３４６頁に開示されているもののような他のものであることができる。Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−１，４−ベンゼンジアミン（６ＰＰＤ）のようなオゾン劣化防止剤の典型的な量は、約１〜５ｐｈｒを構成することができる。ステアリン酸を含むことができる脂肪酸の典型的な量は、もし用いられるなら、約０．５〜約３ｐｈｒを構成することができる。酸化亜鉛の典型的な量は、約１〜約５ｐｈｒを構成することができる。ワックスの典型的な量は、約１〜約５ｐｈｒを構成することができる。多くの場合にマイクロワックスが用いられる。ペプタイザーの典型的な量は、約０．１〜約１ｐｈｒを構成することができる。典型的なペプタイザーは、例えばペンタクロロチオフェノール及びジベンズアミドジフェニルジスルフィドであることができる。フェノール性樹脂（約２ｐｈｒ）及びＣ５脂肪族ＨＣ樹脂（約５ｐｈｒ）（粘着賦与剤）のような加工助剤も有用であり得る。

加硫は、硫黄加硫剤の存在下で行われる。適した硫黄加硫剤の例には、元素硫黄（遊離の硫黄）あるいは硫黄供与性加硫剤、例えばアミンジスルフィド、高分子ポリスルフィド又は硫黄オレフィン付加物が含まれる。そのような硫黄加硫剤を約０．５〜約８ｐｈｒの範囲の量で用いることができる。

加硫に必要な時間及び／又は温度を制御するため、ならびに加硫ゴムの性質を向上させるために、促進剤が用いられる。１つの態様において、単一の促進剤系、すなわち一次促進剤を用いることができる。一次促進剤は、約０．５〜約４ｐｈｒの範囲の合計量で用いられる。他の態様において、一次及び二次促進剤の組み合せを用いることができ、二次促進剤は、活性化し、且つ加硫ゴムの性質を向上させるために、（約０．０５〜約３ｐｈｒの）より少量で用いられる。さらに遅延作用促進剤を用いることができ、それは正常な加工温度により影響を受けないが、通常の加硫温度で満足な硬化を生ずる。加硫遅延剤を用いることもできる。用いることができる促進剤の適した型は、アミン類、ジスルフィド類、グアニジン類、チオウレア類、チウラム類、スルホンアミド類、ジチオカルバメート類、キサンテート類及びスルフェンアミド類である。一次促進剤はチアゾール、例えばベンゾチアゾールに基づく促進剤であることもできる。代表的なベンゾチアゾールに基づく促進剤には、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルホンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、４−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＯＢＴＳ）、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（ＯＣＢＳ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）及びジベンゾチアゾールジスルフィド（ＭＢＴＳ）が含まれ得、タイヤ成分ゴムの１００重量部当たり約０．８〜約１．２重量部の量で存在することができる。１つの態様において、ベンゾチアゾール促進剤の量は、硫黄加硫剤の約３０重量％〜約６０重量％であることができる。

１つの代表的な態様において、タイヤ側壁における使用のための組成物を提供し、組成物は、１００重量部のゴムに基づいて（ｐｈｒ）：
（Ａ）（１）約３５〜約４５ｐｈｒのシス−１，４−ポリイソプレン天然ゴム；及び
（２）約５５〜約６５ｐｈｒのシス−ポリブタジエンゴム
を含むエラストマー；
（Ｂ）（１）約３０〜約５０ｐｈｒのカーボンブラック；及び
（２）約２ｐｈｒ〜１０ｐｈｒ未満のシリカ
を含む約３２〜約６０ｐｈｒの補強充填剤；ならびに
（Ｃ）約０．４〜約１．２ｐｈｒのシランカップリング剤
を含んでなり、ここでシランカップリング剤の量はシリカの約８重量％〜約２４重量％である。

組成物はさらに約０．５〜約４ｐｈｒの硫黄加硫剤及び約０．８〜約１．２ｐｈｒのベンゾチアゾール促進剤を含むことができ、ここでベンゾチアゾール促進剤の量は、硫黄加硫剤の約３０重量％〜約６０重量％であることができる。１つの態様において、硫黄加硫剤は約２〜約２．７ｐｈｒの量で存在することができ、ベンゾチアゾール促進剤は約１．０〜約１．２ｐｈｒの量で存在することができる。

１つの態様において、シス−１，４−ポリイソプレン天然ゴムは約３５ｐｈｒの量で存在し、シス−１，４−ブタジエンゴムは約６５ｐｈｒの量で存在する。他の態様において、シス−１，４−ブタジエンゴムは、ネオジミウム−触媒又はニッケル−触媒ゴムであることができる。１つの態様において、カーボンブラックは約４０ｐｈｒの量で存在し、水和非晶質シリカは約２〜約５ｐｈｒの量で存在する。１つの態様において、ベンゾチアゾールはＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルホンアミド及びＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドの１つもしくはそれより多くから選ばれる。１つの態様において、シランカップリング剤はビス−［３−（トリエトキシシリル）−プロピル］−ジスルフィドである。１つの態様において、水和非晶質シリカは、約６より高いｐＨを有する。他の態様において、補強充填剤を含んでなる成分の合計は、４５ｐｈｒより少ないか又はそれに等しい。１つの態様において、カーボンブラックは約４３のヨウ素価及び約１２１のジブチルフタレート価を有する。１つの態様において、水和非晶質シリカは、約２００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する。側壁の少なくとも一部を代表的な組成物として有するタイヤも提供する。

他の態様において：約１００重量部の少なくとも１種のタイヤ成分ゴム；タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約４０重量部のカーボンブラック；タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約２〜約５重量部の水和非晶質シリカ；タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約０．４〜約０．６重量部のビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィドであって、ビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィドの量は水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％であるビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィド；タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約１．０〜約１．２重量部のＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルホンアミド又はＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド；ならびにタイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約２〜約２．７重量部の硫黄加硫剤を含んでなる加硫されたタイヤ側壁成分を含んでなるタイヤを提供する。

さらに別の態様において：エラストマー；カーボンブラック；約６より高いｐＨを有する水和非晶質シリカ；及び水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％の量で存在するシランカップリング剤を含んでなり、ここでカーボンブラック及び水和非晶質シリカは、エラストマーの１００重量部当たり４５重量部より少ないかもしくはそれに等しい合計量で存在する、エラストマーに基づくゴム組成物を提供する。組成物は硫黄加硫剤及びベンゾチアゾール促進剤も含むことができる。ベンゾチアゾール促進剤は、硫黄加硫剤の約３０重量％〜約６０重量％の量で存在することができる。代表的な組成物として側壁の少なくとも一部を有するタイヤも提供する。

低ｔａｎδ、高靭性タイヤ側壁成分組成物の調製方法も提供し、その方法は：ゴム組成物に：ゴムの約４０重量部の量におけるカーボンブラック；ゴムの約２〜約５重量部の量における水和非晶質シリカ；ならびに水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％の量におけるシランカップリング剤を加え；そしてゴム組成物を加硫することを含んでなる。代表的な方法において、加硫は、硫黄加硫剤及びベンゾチアゾール促進剤を用いる加硫を含むことができ、ここでベンゾチアゾール促進剤の量は硫黄加硫剤の約３０重量％〜約６０重量％であることができる。

実施例１−４及び比較実施例Ａ及びＢ
種々の量及び比率のシリカ及びシランカップリング剤を含有するゴム配合物を、そのような成分を含有しないゴム配合物と比較した。

比較実施例Ａ及びＢは、カーボンブラック−充填側壁組成物の代表的な例である。さらに特定的に、比較実施例Ａは、比較的高いカーボンブラック含有率（５５ｐｈｒ）を有し、シリカ又はシランカップリング剤のない標準試料である。比較実施例Ｂは、実施例１−４に等しいカーボンブラック含有率（４０ｐｈｒ）を有するが、シリカ又はシランカップリング剤のない第２の標準試料である。実施例１−４は比較実施例Ａ及びＢの変形（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ）であり、それぞれ５〜１５ｐｈｒのシリカ及び０．４〜１．２ｐｈｒのシランカップリング剤を含有する。

組成物を２段階で混合した。第１の非−生産的（ｎｏｎ−ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ）混合段階の場合、成分を約１５５℃の温度まで約１２０秒間混合した。得られるゴム組成物を、最終的な生産的（ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ）混合段階において、７７℃の最高温度まで約１４５秒間、硫黄加硫剤（ｓｕｌｆｕｒ ｃｕｒａｔｉｖｅｓ）及び促進剤と混合した。

表１は、比較実施例Ａ及びＢならびに実施例１−４のそれぞれに関する配合を含有する。

これらの配合物のそれぞれの試料を、約１４９℃において約４０分間加硫した。得られる加硫ゴム組成物に関する選ばれた物理的性質を表２に示す。４．７ｍｍの幅及び１０ｍｍのチャックからチャックへの距離（チャック間の試料片の長さ）を有する試料片を用い、粘弾性テスターにより、ｔａｎδ値を得た。粘弾性テスターは１５０μｍの試料片に初期歪を与え、５２Ｈｚの周波数及び１％歪において運転された。モジュラス、引張破断（ｔｅｎｓｉｌｅ ｂｒｅａｋ）及び破断点伸びのような引張特性を、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２に記載されている標準的方法を用いて得た。

表２に含有されるデータからわかる通り、黒色側壁配合物の物理的性質はシリカ及びシランカップリング剤の存在及び相対的な量により影響を受ける。比較実施例Ａは、予想さ
れ得る通り、比較的高いヒステリシスを示す比較的高いｔａｎδ値を有することが見出される。比較実施例Ｂは、予想され得る通り、減少したヒステリシスを有するが、低下した靭性の特性も有することが見出される。実施例１−４のそれぞれは、比較実施例Ａと比較して、予測されるｔａｎδ値における低下を示し、ヒステリシスの減少を示す。実施例１−４のそれぞれは、比較実施例Ｂより向上した靭性も示した。

もちろん、本明細書で提供される組成物、方法などを記述する目的で、すべての考えられる成分の組み合わせ又は方法を記載することは不可能である。さらなる利点及び修正は、当該技術分野における熟練者に容易に明らかになるであろう。従って本発明は、そのより広い側面において、示され且つ記載される特定の詳細及び例示としての実施例に制限されない。従って、出願人の一般的な発明概念の精神又は範囲から逸脱せずに、そのような詳細から離れることができる。通常の熟練者は、これらの可変事項（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）のいずれか１つを最適化又は操作することが、これらの可変事項の他の１つもしくはそれより多くの操作を必要とし得るか、又は必要とするであろうか、あるいは可能にすること、ならびにそのような最適化又は操作が本態様の精神及び範囲の内であることを容易に認識するであろう。

本発明の広い範囲を示す数値範囲及びパラメーターは近似値ではあるが、特定の実施例中に示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値も本質的に、それらのそれぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生ずるある誤差を含有する。

さらに、実施例を記載することにより、組成物、方法などを例示してきたが、且つ実施例をかなり詳細に記載してきたが、添付の請求項の範囲をそのような詳細に束縛するかあるいはいかようにも制限することは、出願人の意図ではない。かくして本出願は、添付の請求項の範囲内に含まれる変更、修正及び変動を包含することが意図されている。前記の記述は、本発明の範囲を制限することを意味しない。むしろ、本発明の範囲は添付の請求項及びそれらの同等事項により決定されるべきである。

最後に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語が詳細な記述又は請求項中で用いられる限り（ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｔ ｔｈａｔ）、それは、請求項中で移行的用語（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｗｏｒｄ）として用いられる時に解釈される場合の「含んでなる」という用語に類似のやり方で包含的であることが意図されている。さらに、「又は」という用語が請求項中で用いられる限り（例えばＡ又はＢ）、「Ａ又はＢ又は両方」を意味することが意図されている。出願人が「Ａ又はＢのみだが両方ではない」ことを示すことを意図している場合には、「Ａ又はＢのみだが両方ではない」という用語を用いるであろう。類似して、出願人がＡ、Ｂ又はＣの「唯一無二」を示すことを意図している場合、出願人は「唯一無二」という句を用いるであろう。かくして本明細書における「又は」という用語の使用は包含的であり、排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ著，Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。

Claims (25)

1. タイヤ側壁における使用のための組成物であって、１００重量部のゴムに基づいて（ｐｈｒ）：
   （Ａ）（１）３５〜４５ｐｈｒのシス−１，４−ポリイソプレン天然ゴム；及び
   （２）５５〜６５ｐｈｒのシス−ポリブタジエンゴム
   を含むエラストマー；
   （Ｂ）（１）３０ｐｈｒより多量〜５０ｐｈｒのカーボンブラック；及び
   （２）２ｐｈｒ〜１０ｐｈｒ未満のシリカ
   を含む３２ｐｈｒ〜５５ｐｈｒ未満の補強充填剤；ならびに
   （Ｃ）０．４〜１．２ｐｈｒのシランカップリング剤
   を含んでなり、ここでシランカップリング剤の量はシリカの８重量％〜２４重量％である組成物。
2. さらに０．５〜４ｐｈｒの硫黄加硫剤及び０．８〜１．２ｐｈｒのベンゾチアゾール促進剤を含んでなり、ここでベンゾチアゾール促進剤の量は、硫黄加硫剤の３０重量％〜６０重量％である請求項１の組成物。
3. 硫黄加硫剤が２〜２．７ｐｈｒの量で存在し、ベンゾチアゾール促進剤が１．０〜１．２ｐｈｒの量で存在する請求項２の組成物。
4. シス−１，４−ポリイソプレン天然ゴムが約３５ｐｈｒの量で存在し、シス−ポリブタジエンゴムが約６５ｐｈｒの量で存在する請求項１の組成物。
5. シス−ポリブタジエンゴムがネオジミウム−触媒ゴムである請求項１の組成物。
6. カーボンブラックが約４０ｐｈｒの量で存在し、シリカが２〜５ｐｈｒの量で存在する請求項１の組成物。
7. シリカが２ｐｈｒ〜５ｐｈｒ未満の量で存在する請求項１の組成物。
8. 補強充填剤が３０〜４５ｐｈｒのカーボンブラックを含む請求項１の組成物。
9. 補強充填剤が３０〜４０ｐｈｒのカーボンブラックを含む請求項１の組成物。
10. カーボンブラックがＮ５５０又はＮ６６０グレードカーボンブラックの少なくとも１つから選ばれる請求項１の組成物。
11. シランカップリング剤がビス−［３−（トリエトキシシリル）−プロピル］−ジスルフィドを含む請求項１の組成物。
12. 補強充填剤を含んでなる成分の合計が４５ｐｈｒより少ないか又はそれに等しい請求項１の組成物。
13. カーボンブラックが約５０より低いヨウ素価を有する請求項１の組成物。
14. シリカが約２００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する請求項１の組成物。
15. シランカップリング剤の量がシリカの１０重量％〜２４重量％である請求項１の組成物。
16. 請求項２の組成物として側壁の少なくとも一部を有するタイヤ。
17. 約１００重量部の少なくとも１種のタイヤ成分ゴム；
    タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約４０重量部のカーボンブラック；
    タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに２〜５重量部の水和非晶質シリカ；
    タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約０．４〜約０．６重量部であって、水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％であるビス−［３−（トリアルコキシシリル）−プロピル］−ポリスルフィド；タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約１．０〜約１．２重量部のＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルホンアミド又はＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド；ならびに
    タイヤ成分ゴムの１００重量部当たりに約２〜約２．７重量部の硫黄加硫剤
    を含んでなる加硫されたタイヤ側壁成分を含んでなるタイヤ。
18. タイヤ側壁成分が１％歪における６０℃において約０．１１より低いｔａｎδ値を有し、ここでｔａｎδ値は５２Ｈｚの周波数で操作される粘弾性テスターを用いて得られる請求項１７のタイヤ。
19. タイヤ側壁成分が約２，５００の、１００℃における破断点伸び（％）を乗じた１００℃における引張強さ（ＭＰａ）を有し、ここで該引張強さ及び破断点伸びはＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って測定される請求項１７のタイヤ。
20. タイヤ側壁成分が約３５０％の１００℃における破断点伸びを有し、ここで該破断点伸びはＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って測定される請求項１７のタイヤ。
21. エラストマー；
    カーボンブラック；
    約６．５より高いｐＨを有する水和非晶質シリカ；及び
    水和非晶質シリカの約８重量％〜約２４重量％の量で存在するシランカップリング剤
    を含んでなり、ここでカーボンブラック及び水和非晶質シリカは：（ｉ）約４重量部のカーボンブラック対１重量部のシリカの比率で；且つ（ｉｉ）エラストマーの１００重量部当たりに４５重量部より少ないかもしくはそれに等しい合計量で存在する、エラストマーに基づくゴム組成物。
22. さらに：
    硫黄加硫剤；及び
    硫黄加硫剤の３０重量％〜６０重量％の量で存在するベンゾチアゾール促進剤
    を含んでなる請求項２１の組成物。
23. 請求項２２の組成物として側壁の少なくとも一部を有するタイヤ。
24. 低ｔａｎδ、高靭性タイヤ側壁成分組成物の調製方法であって：
    ゴム組成物に：
    ゴムの約４０重量部の量におけるカーボンブラック；
    ゴムの２重量部〜５重量部未満の量における水和非晶質シリカ；ならびに
    水和非晶質シリカの１０重量％〜２４重量％の量におけるシランカップリング剤
    を加え；そして
    ゴム組成物を硬化する
    ことを含んでなる調製方法。
25. 硬化が硫黄加硫剤及びベンゾチアゾール促進剤を用いる硬化を含み、ここでベンゾチアゾール促進剤の量は硫黄加硫剤の３０重量％〜６０重量％である請求項２４の方法。