JP2021501244A - 共晶混合物を用いるゴム加硫プロセス - Google Patents

Abstract

ゴム加硫物を調製するためのプロセスであって、（ｉ）硫黄系硬化剤、酸化亜鉛、及び共晶溶媒を含む、加硫性組成物を提供することと、（ｉｉ）加硫性組成物を加熱して加硫を実現することと、を含むプロセス。

Description

本発明の実施形態は、酸化亜鉛及び共晶溶媒の存在下で、ジエン系ゴム組成物を硫黄硬化するためのプロセスに関する。

酸化亜鉛は、典型的にはステアリン酸と組み合わせて、ゴムの硫黄加硫に一般的に使用される。亜鉛種及び／又は酸化亜鉛は、硫黄架橋の活性化物質として機能すると考えられている。酸化亜鉛及びステアリン酸は、その場で亜鉛種を形成し、かつ亜鉛種が酸化亜鉛と組み合わされて、硫黄加硫プロセスの速度及び品質に影響を及ぼすとも考えられている。

硫黄加硫プロセスにおいて従来用いられている酸化亜鉛は、１０ｍ^２／ｇ未満のＢＥＴ表面積によって特徴付けられ、そのような酸化亜鉛は、マイクロ酸化亜鉛と称され得る。一般に、ゴム加硫は、特にタイヤ技術において、所望の硬化をもたらすために、１００重量部（ｐｂｗ）のゴムあたり、少なくとも約２ｐｂｗの酸化亜鉛を必要とする。１０ｍ^２／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、より少ない酸化亜鉛又は他の亜鉛種の投入しか必要としない改善されたプロセスを提供できることが示唆されている。しかしながら、ナノ酸化亜鉛の使用は、製造上の問題、並びに粒子の凝集を含むいくつかの困難を呈する。

タイヤの構成部材の製造に使用される亜鉛、特に酸化亜鉛の濃度を低減することが依然として望まれている。

本発明の１つ以上の実施形態は、ゴム加硫物を調製するためのプロセスを提供し、このプロセスは、硫黄系硬化剤、酸化亜鉛、及び共晶組成物を含む加硫性組成物を提供することと、加硫性組成物を加熱して加硫を実現することと、を含む。

本発明の更に他の実施形態は、ゴムネットワーク全体に分散された金属化合物を含む加硫ゴムネットワークを含むゴム加硫物であって、当該加硫ゴムがゴム１００重量部当たり２重量部未満の酸化亜鉛を含む、ゴム加硫物を提供する。

本発明のまた更に他の実施形態は、ゴム加硫物を調製するステップを含むプロセスであって、硫黄系硬化剤、酸化亜鉛、及び共晶組成物を含む加硫性組成物を提供することと、加硫性組成物を加熱して加硫を実現することと、を含むプロセスによって調製されるゴム加硫物を提供する。

本発明の更に他の実施形態は、加硫性組成物を調製するための方法であって、加硫性ゴム、硬化剤、及び共晶組成物を化合させることを含む方法を提供する。

本発明の実施形態は、金属化合物（亜鉛種など）及び共晶組成物の存在下でゴムを硬化させることを含む、ゴム組成物の硫黄加硫プロセスの発見に、少なくとも部分的に基づく。驚くべきことに、加硫性組成物中に共晶組成物を含めることにより、ゴムの硬化速度及び／又は硬化品質に悪影響を及ぼすことなく、所望の硬化を実現するのに必要な金属化合物の総投入量が、明らかに低減され得るということが判明した。また、特定の実施形態において、共晶組成物を含めることにより、驚くべきことに、加硫物特性のうちの１つ以上における他の改善（例えば摩耗の低減及び転がり抵抗の低減など）がもたらされた。したがって、本発明の実施形態は、比較的低濃度の亜鉛などの金属、及び技術的に有用な硬化レベルを有する、硬化したタイヤ構成部材を提供する。
加硫性組成物

上記のように、共晶組成物を加硫可能な組成物に導入して、硫黄硬化加硫物を製造する。共晶組成物に加えて、１つ以上の実施形態の加硫性組成物は、加硫性ゴム、充填剤、硫黄系硬化剤、ステアリン酸、及び金属化合物（例えば、酸化亜鉛又は酸化亜鉛の誘導体など）を含む。他の任意追加成分もまた含まれていてよく、そうした成分としては、プロセス油及び／又はエクステンダー油、樹脂、蝋類、硬化促進剤、焦げ防止剤、劣化防止剤、酸化防止剤、及び当該技術分野において既知の他のゴム配合添加剤などが挙げられるが、これらに限定されない。
共晶混合物

１つ以上の実施形態において、共晶組成物は、結合されるそれぞれの化合物の融点よりも低い融点を有する、生成化合物を提供する、２つ以上の化合物を化合させることによって形成される組成物を含む。本明細書の目的のために、共晶組成物は、共晶混合物、共晶錯体、又は共晶対と称され得る。化合される化合物のそれぞれは、共晶成分、共晶構成成分、共晶部材、又は共晶組成物を形成するための化合物（例えば、第１の化合物及び第２の化合物）と呼ぶことができる。それぞれの共晶成分の相対量、並びに観察が行われる温度に応じて、共晶組成物は、共晶液体又は共晶溶媒と称され得る液体の形態であり得る。所定の組成物については、それぞれの成分の相対量が共晶混合物の最低融点にあるか又はそれに近接している場合、組成物は深共晶溶媒と称され得るが、これはＤＥＳと称される場合もある。

いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、共晶成分は化合し、あるいはそれ以外の形で反応又は相互作用して錯体を形成すると考えられている。したがって、共晶混合物、又は共晶化合物、共晶対、又は共晶錯体に対していかなる言及がなされる場合も、構成成分どうしが化合されてできる化合物及び反応生成物、又は複合体であって、それぞれの構成成分よりも低い融点をもたらすものを含む。例えば、１つ以上の実施形態において、有用な共晶組成物は、以下の式Ｉで定義され得る：
Ｃａｔ^＋Ｘ⁻ｚＹ
式中、Ｃａｔ^＋はカチオンであり、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、ルイス酸又はブレンステッド酸）と相互作用するＹ分子の数を指す。例えば、Ｃａｔ^＋は、アンモニウム、ホスホニウム、又はスルホニウムカチオンを含み得る。Ｘ⁻は、例えば、ハロゲン化物イオンを含んでもよい。Ｙは、例えば、水素結合供与体、メタルハライド、又はメタルハライド水和物を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ｚは、深共晶溶媒を実現する数であるが、他の実施形態においては、ｚは、深共晶溶媒を達成しないならば、それぞれ対応する共晶構成成分よりも低い融点を有する錯体を実現する数である。

１つ以上の実施形態において、有用な共晶組成物としては、酸と塩基との化合物が挙げられるが、その酸及び塩基としては、ルイス酸及び塩基、又はブレンステッド酸及び塩基を挙げることができる。１つ以上の実施形態において、有用な共晶組成物としては、第四級アンモニウム塩とメタルハライドとの化合物（Ｉ型共晶組成物と称される）、第四級アンモニウム塩とメタルハライド水和物との化合物（ＩＩ型共晶組成物と称される）、第四級アンモニウム塩と水素結合供与体との化合物（ＩＩＩ型共晶組成物と称される）、又はメタルハライド水和物と水素結合供与体との化合物（ＩＶ型共晶組成物と称される）が挙げられる。アンモニウム化合物の代わりに、スルホニウム又はホスホニウムの類似の化合物を採用することができ、それらは、当業者によって容易に想定することができる。
第四級アンモニウム塩

１つ以上の実施形態において、第四級アンモニウム塩は、２０℃で固体である。これらの又は他の実施形態において、メタルハライド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、有用な第四級アンモニウム塩（アンモニウム化合物とも称され得る）は、以下の式ＩＩによって定義され得る：
（Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）（Ｒ_４）−Ｎ^＋−Φ⁻
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のそれぞれは、独立して水素若しくは一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Φ⁻は対アニオンである。１つ以上の実施形態においては、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のうちの少なくとも１つ、他の実施形態においては、それらのうちの少なくとも２つ、更に他の実施形態においては、それら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、対アニオン（例えば、Φ⁻）は、ハロゲン化物（Ｘ⁻）、硝酸塩（ＮＯ_３ ⁻）、テトラフルオロボレート（ＢＦ_４ ⁻）、過塩素酸塩（ＣｌＯ_４ ⁻）、トリフラート（ＳＯ_３ＣＦ_３ ⁻）、及びトリフルオロ酢酸塩（ＣＯＯＣＦ_３ ⁻）からなる群から選択される。１つ以上の実施形態において、Φ⁻はハロゲン化物イオンであり、特定の実施形態において、塩化物イオンである。

１つ以上の実施形態において、一価の有機基はヒドロカルビル基を含み、二価の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、ヘテロ原子を含み、そのようなヘテロ原子は、例えば、酸素及び窒素、並びに／又はハロゲン原子などであるが、これらに限定されない。したがって、一価の有機基としては、アルコキシ基、シロキシ基、エーテル基、及びエステル基、並びにカルボニル基又はアセチル置換基を挙げることができる。１つ以上の実施形態において、ヒドロカルビル基及びヒドロカルビレン基は、１個（又は適切な最小数）〜約１８個の炭素原子、他の実施形態においては１〜約１２個の炭素原子、また他の実施形態においては１〜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、又は直鎖状であってもよい。例示的な種類のヒドロカルビル基としては、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挙げられる。例示的な種類のヒドロカルビレン基としては、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挙げられる。特定の実施形態において、ヒドロカルビル基は、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。特定の実施形態において、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、エチレン又はプロピレン基である。

有用な種類のアンモニウム化合物としては、第二級アンモニウム化合物、第三級アンモニウム化合物、及び第四級アンモニウム化合物が挙げられる。これらの又は他の実施形態において、アンモニウム化合物としては、ハロゲン化アンモニウムが挙げられ、その例としては、塩化アンモニウムなどが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態において、アンモニウム化合物は、第四級アンモニウム塩化物である。特定の実施形態において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４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つ以上の実施形態において、アンモニウム化合物は非対称である。

１つ以上の実施形態において、アンモニウム化合物は、アルコキシ基を含み、式ＩＩＩによって定義され得る：
（Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）−Ｎ^＋−（Ｒ_４−ＯＨ）Φ⁻
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３のそれぞれは、独立して水素若しくは一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Ｒ_４は二価の有機基であり、Φ⁻は対アニオンである。１つ以上の実施形態においては、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３のうちの少なくとも１つ、他の実施形態においては、それらのうちの少なくとも２つ、更に他の実施形態おいては、それらのうちの少なくとも３つは、水素ではない。

式ＩＩＩによって定義されるアンモニウム化合物の例としては、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（コリンクロリドとしても知られる）、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が、これらに限定されない。

１つ以上の実施形態において、アンモニウム化合物は、ハロゲン含有置換基を含み、式ＩＶによって定義され得る：
Φ⁻−（Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）−Ｎ^＋−Ｒ_４Ｘ
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３のそれぞれは、独立して水素若しくは一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Ｒ_４は二価の有機基であり、Ｘはハロゲン原子であり、Φ⁻は対アニオンである。１つ以上の実施形態においては、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３のうちの少なくとも１つ、他の実施形態においては、それらのうちの少なくとも２つ、更に他の実施形態おいては、それら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。

式ＩＩＩによって定義されるアンモニウム化合物の例としては、２−クロロ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエタンアミニウム（クロル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−トリメチルエタンアミニウムクロリドが挙げられるが、これらに限定されない。
水素結合供与体化合物

１つ以上の実施形態において、ＨＢＤ化合物とも称され得る水素結合供与体化合物としては、アミン、アミド、カルボン酸、及びアルコールが挙げられるが、これらに限定されない。１つ以上の実施形態において、水素結合供与体化合物は、炭化水素鎖構成成分を含む。炭化水素鎖構成成分は、少なくとも２個、他の実施形態においては少なくとも３個、また他の実施形態においては少なくとも５個の炭素原子を含む炭素鎖長を有し得る。これらの又は他の実施形態において、炭化水素鎖構成成分は、３０個未満の、他の実施形態においては２０個未満の、他の実施形態においては１０個未満の炭素原子を含む炭素鎖長を有する。

１つ以上の実施形態において、有用なアミンには、以下の式で定義される化合物が挙げられる：
Ｒ_１−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｒ_２
式中、Ｒ_１及びＲ_２は、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ_３、又は−ＮＲ_３Ｒ_４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、また他の実施形態においては約２〜約６である。

有用なアミンの具体例としては、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、ピペラジノエチルエチレンジアミン、テトラエチレンエピタンアミン、プロピレンアミン、アニリン、及び置換アニリン、並びに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。

１つ以上の実施形態において、有用なアミドとしては、以下の式で定義される化合物が挙げられる：
Ｒ−ＣＯ−ＮＨ_２
式中、Ｒは、Ｈ、ＮＨ_２、ＣＨ_３、又はＣＦ_３である。

有用なアミドの具体例としては、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、尿素、ベンズアミド、及びアセトアミド、並びに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。

１つ以上の実施形態において、有用なカルボン酸としては、単官能性、二官能性、及び三官能性有機酸が挙げられる。これらの有機酸としては、アルキル酸、アリール酸、及び混合アルキル−アリール酸が挙げられ得る。

有用な単官能性カルボン酸の具体例としては、脂肪族酸、フェニルプロピオン酸、フェニル酢酸、及び安息香酸、並びに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、及びコハク酸、並びに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具体例としては、クエン酸及びトリカルバリル酸、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。

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。モノオールの具体例としては、脂肪族アルコール、フェノール、及び置換フェノール、並びにこれらの混合物が挙げられる。ジオールの具体例としては、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、及び置換レゾルシノール、並びにこれらの混合物が挙げられる。トリオールの具体例としては、グリセロール及びベンゼントリオール、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
メタルハライド

メタルハライドの種類としては、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、これらのメタルハライドとしては、遷移メタルハライドが挙げられるが、これらに限定されない。当業者であれば、対応するメタルハライド水和物を容易に想定することができる。

有用なメタルハライドの具体例としては、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、及びヨウ化鉄、並びに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。当業者であれば、対応するメタルハライド水和物を容易に想定することができる。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、上記のハライドに対応する。
共晶錯体の形成

当業者であれば、適切なモル比で適切な共晶部材を選択して、所望の共晶組成物を提供することができる。当業者であれば、対に含まれる第１の化合物（例えば、ルイス塩基）と、対に含まれる第２の化合物（例えば、ルイス酸）とのモル比は、選択される化合物に基づいて変化することを理解するであろう。当業者には理解されるように、共晶溶媒の融点抑制には、最小融点抑制（すなわち深共晶溶媒）を生じる、第１の化合物と第２の化合物とのモル比である共晶点が含まれる。しかしながら、第１の化合物と第２の化合物とのモル比は、様々に変化させることができ、それでもなお、最低融点ではないとはいえ、共晶溶媒の融点の、第１及び第２の化合物の個々の融点に対する抑制をもたらすことができる。したがって、本発明の１つ以上の実施形態の実施には、共晶点外のモル比で共晶溶媒を形成することが含まれる。

１つ以上の実施形態においては、共晶対に含まれるそれぞれの化合物、及び、対に含まれる第１の化合物の第２の化合物に対するモル比は、１３０℃未満の融点を有する混合物を生成するように選択され、他の実施形態においては、１１０℃未満、他の実施形態においては１００℃未満、他の実施形態においては８０℃未満、他の実施形態においては６０℃未満、他の実施形態においては４０℃未満、そして他の実施形態においては３０℃未満の融点を有する混合物を生成するように選択される。これらの又は他の実施形態においては、共晶対に含まれるそれぞれの化合物、及び化合物どうしのモル比は、０℃超の融点を有する混合物を生成するように選択され、他の実施形態においては１０℃超、他の実施形態においては２０℃超、他の実施形態においては３０℃超、他の実施形態においては４０℃超の融点を有する混合物を生成するように選択される。

１つ以上の実施形態においては、共晶対に含まれるそれぞれの化合物、及び、対に含まれる第１の化合物の第２の化合物に対するモル比は、所望の金属化合物を溶解する能力又は性能（溶解度又は溶解力と呼ばれ得る）を有する共晶溶媒を生成するように選択される。当業者には理解されるように、この溶解度は、飽和溶液を調製する場合に、所与の重量の共晶溶媒内に、指定された温度及び圧力の下で指定の時間をかけて溶解された金属化合物の重量に基づいて定量化することができる。１つ以上の実施形態においては、本発明の共晶溶媒は、温度５０℃、大気圧下で、２４時間にわたって酸化亜鉛を溶解させた場合に、１００ｐｐｍ超の溶解度を達成するように選択され、他の実施形態においては５００ｐｐｍ超、他の実施形態においては１０００ｐｐｍ超、他の実施形態においては１２００ｐｐｍ超、他の実施形態においては１４００ｐｐｍ超、他の実施形態においては１６００ｐｐｍ超の溶解度を達成するように選択される。なお、ここでｐｐｍは溶質重量対溶媒重量基準で測定される。

１つ以上の実施形態において、共晶溶媒は、第１の化合物を第２の化合物と適切なモル比で化合させることによって形成され、溶媒組成物（すなわち、所望の温度で液体の組成物）が提供される。混合物は、様々な技術を使用することによって機械的に撹拌することができ、そのような技術には、固体状態混合技術又はブレンド技術が含まれるが、これらに限定されない。一般的に言えば、混合物は、視覚的に均質である液体が形成されるまで混合され、あるいは別の方法で撹拌される。また、混合物は、高温で形成されてもよい。例えば、共晶溶媒は、混合物を５０℃超、他の実施形態においては７０℃超、また他の実施形態においては９０℃超の温度に加熱することによって形成されてもよい。混合物の加熱中、混合を継続してもよい。所望の混合物が形成されると、共晶溶媒を室温まで冷却してよい。１つ以上の実施形態において、共晶溶媒の冷却は、１℃／分未満の、制御された速度で行われ得る。

１つ以上の実施形態において、有用な共晶組成物を市場で入手することができる。例えば、深共晶溶媒は、Ｓｃｉｏｎｉｘ社から、商品名Ｉｏｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄｓ（イオン性液体）で市販されている。有用な共晶組成物はまた、米国特許出願公開第２００４／００９７７５５（Ａ１）号及び同第２０１１／０２０７６３３（Ａ１）号に記載されているように一般に知られており、その両者は、参照により本明細書に組み込まれる。
加硫性ゴム

１つ以上の実施形態において、加硫性ゴム（単にゴム又は加硫性エラストマーと呼ばれる場合もある）は、加硫されて、ゴム特性又はエラストマー特性を有する組成物を作成できるポリマーを含み得る。これらのエラストマーは、天然ゴム及び合成ゴムを含み得る。合成ゴムは、典型的に、共役ジエンモノマーの重合、共役ジエンモノマーと他のモノマー（例えば、ビニル置換芳香族モノマー）との共重合、あるいはエチレンと１種以上のα−オレフィン及び任意選択的に１種以上のジエンモノマーとの共重合から得られる。

例示的なエラストマーとしては、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン−コ−イソプレン、ネオプレン、ポリ（エチレン−コ−プロピレン）、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、ポリ（スチレン−コ−イソプレン）、ポリ（スチレン−コ−イソプレン−コ−ブタジエン）、ポリ（イソプレン−コ−ブタジエン）、ポリ（エチレン−コ−プロピレン−コ−ジエン）、ポリスルフィドゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、及びエピクロロヒドリンゴム、並びにこれらの混合物などが挙げられる。これらのエラストマーは、無数の巨大分子構造、例えば、直線状、分岐状、及び星形構造を有することができる。これらのエラストマーにはまた、１種以上の官能単位が含まれてもよく、これには、典型的にヘテロ原子が含まれる。
充填剤

上述のように、本発明の加硫性組成物は、１種以上の充填剤を含み得る。これらの充填剤材料は、補強充填剤及び非補強充填剤を含み得る。例示的な充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、及び種々の無機充填剤が挙げられる。

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としては、超摩耗ファーネスブラック、中間超摩耗ファーネスブラック、高磨耗ファーネスブラック、高速押出ファーネスブラック、微細ファーネスブラック、半強化ファーネスブラック、中級加工チャンネルブラック、ハード加工チャンネルブラック、導電性チャンネルブラック、及びアセチレンブラックが挙げられる。

特定の実施形態において、カーボンブラックの表面積（ＥＭＳＡ）は少なくとも２０ｍ^２／ｇ、他の実施形態においては、少なくとも３５ｍ^２／ｇであっても良い。表面積値は、ＡＳＴＭ規格Ｄ−１７６５によって、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）技術を用いて決定することができる。カーボンブラックは、ペレット化された形態又はペレット化されていない綿状形態であり得る。カーボンブラックの好ましい形態は、ゴム化合物を混合するために使用される混合機器のタイプに依存し得る。

好適なシリカ充填剤の例としては、沈殿非晶質シリカ、湿潤シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（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。

１つ以上の実施形態において、シリカは、その表面積によって特徴付けることができるが、表面積は、その補強特性の尺度となるものである。ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔ ａｎｄ Ｔｅｌｌｅｒ）法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．６０，ｐ．３０９ ｅｔ ｓｅｑ．に記載されている）は、表面積を決定するための広く認められている方法である。シリカのＢＥＴ表面積は概ね、４５０ｍ^２／ｇ未満である。表面積の有用な範囲としては、約３２〜約４００ｍ^２／ｇ、約１００〜約２５０ｍ^２／ｇ、及び約１５０〜約２２０ｍ^２／ｇが挙げられる。

１種以上のシリカを用いる場合には、シリカのｐＨは、概ね、約５〜約７、あるいは、わずかに７より高い値とするが、他の実施形態においては、約５．５〜約６．８である。

１つ以上の実施形態において、シリカを充填剤として（単独で又は他の充填剤と組み合わせて）用いる場合、混合中にカップリング剤及び／又は遮蔽剤をゴム組成物に添加して、シリカとエラストマーとの相互作用を高めてもよい。有用なカップリング剤及び遮蔽剤が、米国特許第３，８４２，１１１号、同第３，８７３，４８９号、同第３，９７８，１０３号、同第３，９９７，５８１号、同第４，００２，５９４号、同第５，５８０，９１９号、同第５，５８３，２４５号、同第５，６６３，３９６号、同第５，６７４，９３２号、同第５，６８４，１７１号、同第５，６８４，１７２号、同第５，６９６，１９７号、同第６，６０８，１４５号、同第６，６６７，３６２号、同第６，５７９，９４９号、同第６，５９０，０１７号、同第６，５２５，１１８号、同第６，３４２，５５２号、及び同第６，６８３，１３５号に開示され、これらは参照により、本明細書に組み込まれている。硫黄含有シリカカップリング剤の例としては、ビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ポリスルフィド又はメルカプト−オルガノアルコキシシランが挙げられる。ビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ポリスルフィドの種類としては、ビス（トリアルコキシシリルオルガノ）ジスルフィド及びビス（トリアルコキシシリルオルガノ）テトラスルフィドが挙げられる。

他の有用な充填剤材料としては、種々の無機充填剤及び有機充填剤が挙げられる。有機充填剤の例としては、デンプンが挙げられる。無機充填剤の例としては、シリカ、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（含水ケイ酸マグネシウム）、及びクレイ（含水ケイ酸アルミニウム）が挙げられる。
樹脂

上述のように、本発明の加硫性組成物は、１種以上の樹脂を含んでもよい。これらの樹脂としては、フェノール樹脂、更には例えば、脂環式樹脂、脂肪族樹脂、芳香族樹脂、及びテルペン樹脂などの炭化水素樹脂、更にはこれらの組み合わせを挙げることができる。有用な樹脂が、様々な商標名で、様々な企業から市販されており、そうした企業には、例えば、Ｃｈｅｍｆａｘ、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｄｅｍｉｔｓｕ、Ｎｅｖｉｌｌｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｉｐｐｏｎ、Ｐｏｌｙｓａｔ Ｉｎｃ．、Ｒｅｓｉｎａｌｌ Ｃｏｒｐ．、Ｐｉｎｏｖａ Ｉｎｃ．、Ｙａｓｕｈａｒａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｌｔｄ．、Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、ａｎｄ ＳＩ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｃ．、及びＺｅｏｎが挙げられる。

１つ以上の実施形態において、有用な炭化水素樹脂は、約３０〜約１６０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）によって特徴付けられてよく、他の実施形態においては約３５〜約６０℃、また他の実施形態においては約７０〜約１１０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）によって特徴付けられてよい。１つ以上の実施形態において、有用な炭化水素樹脂はまた、その軟化点がそのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高いことによって特徴付けられてもよい。特定の実施形態において、有用な炭化水素樹脂は、約７０〜約１６０℃軟化点を有し、他の実施形態においては約７５〜約１２０℃、また他の実施形態においては約１２０〜約１６０℃の軟化点を有する。

特定の実施形態において、１種以上の脂環式樹脂が、脂肪族樹脂、芳香族樹脂、及びテルペン樹脂のうちの１種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種以上の脂環式樹脂が、樹脂の総量に対して、主重量成分（例えば、５０重量％を超える成分）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重量％を占める１種以上の脂環式樹脂を含み、他の実施形態においては少なくとも８０重量％、また他の実施形態においては少なくとも９９重量％を占める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、脂環式樹脂は、脂環式ホモポリマー樹脂と脂環式コポリマー樹脂との両方を含み、脂環式コポリマー樹脂には、脂環式モノマー由来のもの、また脂環式モノマーに任意選択的に１種以上の他の（非脂環式）モノマーを組み合わせた（ただし、重量基準では、全モノマーの大部分は脂環式のモノマーである）もの由来のものが含まれる。好適で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、及び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、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。環式脂肪族コポリマー樹脂の非限定例としては、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留分コポリマー樹脂）、ＤＣＰＤ／芳香族コポリマー樹脂（例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ９留分コポリマー樹脂）、ＣＰＤ／芳香族−脂肪族コポリマー樹脂（例えば、ＣＰＤ／Ｃ５及びＣ９留分コポリマー樹脂）、ＤＣＰＤ／芳香族−脂肪族コポリマー樹脂（例えば、ＤＣＰＤ／Ｃ５及びＣ９留分コポリマー樹脂）、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）、ＤＣＰＤ／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）が挙げられる。特定の実施形態において、脂環式樹脂は、上記の脂環式樹脂のうちの１種類の水素添加形態（すなわち、水素添加脂環式樹脂）を含んでもよい。他の実施形態において、脂環式樹脂には、いかなる水素添加脂環式樹脂をも含まず、つまり換言すれば、その脂環式樹脂は水素添加されていないということである。

特定の実施形態において、１種以上の芳香族樹脂が、脂肪族樹脂、脂環式樹脂、及びテルペン樹脂のうちの１種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種以上の芳香族樹脂が、樹脂の総量に対して、主重量成分（例えば、５０重量％を超える成分）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重量％を占める１種以上の芳香族樹脂を含み、他の実施形態においては少なくとも８０重量％、また他の実施形態においては少なくとも９９重量％を占める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、芳香族樹脂は、芳香族ホモポリマー樹脂と芳香族コポリマー樹脂との両方を含み、芳香族コポリマー樹脂には、１種類以上の芳香族モノマーに、１種類以上の他の（非芳香族）モノマーを組み合わせたもの（ただし、いかなるタイプのモノマーもその最大量を占めるのは芳香族である）に由来のものが含まれる。有用な芳香族樹脂の非限定例としては、クマロン−インデン樹脂及びアルキル−フェノール樹脂、並びにビニル芳香族ホモポリマー又はコポリマー樹脂を含み、例えば、これらの樹脂は、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、又はＣ９留分若しくはＣ８〜Ｃ１０留分から得られるビニル芳香族モノマーのうちの、１種類以上に由来するものであってよい。ビニル芳香族コポリマー樹脂の非限定例としては、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／スチレンコポリマー樹脂、及びＤＣＰＤ／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例としては、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、低重合度を有する樹脂などのアルキルフェノール−アセチレン樹脂が挙げられる。）特定の実施形態において、芳香族樹脂は、上記の芳香族樹脂のうちの１種類の水素添加形態（すなわち、水素添加芳香族樹脂）を含んでもよい。他の実施形態において、芳香族樹脂は、いかなる水素添加芳香族樹脂をも含まず、つまり換言すれば、芳香族樹脂は水素添加されていないということである。

特定の実施形態において、１種以上の脂肪族樹脂が、脂環式樹脂、芳香族樹脂、及びテルペン樹脂のうちの１種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種以上の脂肪族樹脂が、樹脂の総量に対して、主重量成分（例えば、５０重量％を超える成分）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重量％を占める１種以上の脂肪族樹脂を含み、他の実施形態においては少なくとも８０重量％、また他の実施形態においては少なくとも９９重量％を占める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、脂肪族樹脂は、脂肪族ホモポリマー樹脂と脂肪族コポリマー樹脂との両方を含み、脂肪族コポリマー樹脂には、１種類以上の脂肪族モノマーに、１種類以上の他の（非脂肪族）モノマーを組み合わせたもの（ただし、いかなるタイプのモノマーもその最大量を占めるのは脂肪族である）に由来のものが含まれる。有用な脂肪族樹脂の非限定的な例としては、Ｃ５留分の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、及びＣ５留分／Ｃ９留分／脂環式コポリマー樹脂、並びにこ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。特定の実施形態において、脂肪族樹脂は、上記の脂肪族樹脂のうちの１つの水素添加形態（すなわち、水素添加脂肪族樹脂）を含んでもよい。他の実施形態において、脂肪族樹脂は、いかなる水素添加脂肪族樹脂をも含まず、つまり換言すれば、そのような実施形態においては、脂肪族樹脂は水素添加されていないということである。

１つ以上の実施形態において、テルペン樹脂は、テルペンホモポリマー樹脂とテルペンコポリマー樹脂との両方を含み、テルペンコポリマー樹脂には、１種類以上のテルペンモノマーに、１種類以上の他の（非テルペン）モノマーを組み合わせたもの（ただし、いかなるタイプのモノマーもその最大量を占めるのはテルペンである）に由来のものが含まれる。有用なテルペン樹脂の非限定的な例としては、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、リモネン樹脂（例えば、Ｌ−リモネン、Ｄ−リモネン、更にはＬ−異性体及びＤ−異性体のラセミ混合物であるジペンテン）、β−フェランドレン、δ−３−カレン、δ−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、及び芳香族変性テルペン樹脂、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。特定の実施形態において、テルペン樹脂は、上記のテルペン樹脂のうちの１つの水素添加形態（すなわち、水素添加テルペン樹脂）を含んでもよい。他の実施形態において、テルペン樹脂は、いかなる水素添加テルペン樹脂をも含まず、つまり換言すれば、そのような実施形態においては、テルペン樹脂は水素添加されていないということである。
硬化剤

ゴム硬化剤（加硫剤とも呼ばれる）としては、硫黄系硬化系が挙げられる。硬化剤は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ，Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２０（第３版、１９８２）の、３６５〜４６８ページ、また特に、Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，（３９０〜４０２ページ）、及びＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，（第２版、１９８９）の、Ａ．Ｙ．Ｃｏｒａｎの「Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ（加硫）」の項に記載されており、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。１つ以上の実施形態において、硬化剤は硫黄である。好適な硫黄加硫剤の例としては、「ゴム製造業者（rubbermaker's）」の可溶性硫黄、二硫化アミン、ポリマー性ポリスルフィド、又は硫黄オレフィン付加物などの硫黄供与性加硫剤、及び不溶性ポリマー性硫黄が挙げられる。加硫剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。当業者であれば、所望の硬化レベルを達成するために、加硫剤の量を容易に選択することができるであろう。

１つ以上の実施形態において、硬化剤は、硬化促進剤と組み合わせて使用される。１つ以上の実施形態において、促進剤を使用して、加硫に必要な時間及び／又は温度を制御し、加硫ゴムの特性を改善する。促進剤の例としては、チアゾール加硫促進剤（例えば、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、及び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）、及びグアニジン加硫促進剤（例えば、ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）など）が挙げられる。当業者であれば、所望の硬化レベルを達成するために、硬化促進剤の量を容易に選択することができるであろう。
他の成分

ゴム配合において典型的に用いられる他の構成成分もまた、ゴム組成物に添加されてもよい。これらには、促進剤、促進活性剤、油、添加可塑剤、蝋、焦げ防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、強化用樹脂、脂肪酸（例えば、ステアリン酸）、解膠剤、及び劣化防止剤（例えば酸化防止剤及びオゾン劣化防止剤）が含まれる。特定の実施形態において、用いられる油としては、従来から展延剤オイルとして用いられるものが挙げられる。使用し得る有用な油類又は展延剤としては、芳香族油、パラフィン系油、ナフテン系油、植物油（ヒマシ油以外）、低ＰＣＡ油（例えば、ＭＥＳ、ＴＤＡＥ、及びＳＲＡＥなど）、及び重ナフテン系油が挙げられるが、これらに限定されない。好適な低ＰＣＡ油としてはまた、野菜、木の実及び種子から採取できるものなど、様々な植物起源の油も挙げられる。非限定的な例としては、ダイズ油、ヒマワリ油、サフラワー油、コーン油、亜麻仁油、綿実油、菜種油、ヘンプ油、カシュー油、ゴマ油、ツバキ油、ホホバ油、マカダミアナッツ油、ココナツ油、及びヤシ油が挙げられるが、これらに限定されない。
金属活性化剤及び有機酸

上述のように、本発明の加硫性組成物は、金属化合物を含む。１つ以上の実施形態において、金属化合物は活性化剤（すなわち、ゴムの加硫又は硬化を補助するもの）である。他の実施形態において、金属活性化剤は金属酸化物である。特定の実施形態において、金属活性剤は酸化亜鉛である。他の実施形態において、金属活性化剤は、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を通じてその場で形成される亜鉛種である。他の実施形態において、金属化合物は、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物である。他の実施形態において、金属化合物は、酸化鉄などの鉄化合物である。他の実施形態において、金属化合物は、カルボン酸コバルトなどのコバルト化合物である。

１つ以上の実施形態において、酸化亜鉛は、１０ｍ^２／ｇ未満のＢＥＴ表面積によって特徴付けられる非官能化酸化亜鉛であり、他の実施形態においては９ｍ^２／ｇ未満、また他の実施形態においては８ｍ^２／ｇ未満のＢＥＴ表面積によって特徴付けられる非官能化酸化亜鉛である。他の実施形態において、１０ｍ^２／ｇを超えるＢＥＴ表面積によって特徴付けられる酸化亜鉛粒子を含む、ナノ酸化亜鉛が用いられる。

１つ以上の実施形態において、有機酸は、カルボン酸である。特定の実施形態において、カルボン酸は、飽和及び不飽和脂肪酸を含む脂肪酸である。特定の実施形態において、ステアリン酸などの飽和脂肪酸が用いられる。他の有用な酸としては、パルミチン酸、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。
成分量
ゴム

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、組成物の全重量に基づいて、少なくとも２０重量％のゴム構成成分を含み、他の実施形態においては少なくとも３０重量％、また他の実施形態においては少なくとも４０重量％のゴム構成成分を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、組成物の全重量に基づいて、最大で９０重量％のゴム構成成分を含み、他の実施形態においては最大で７０重量％、また他の実施形態においては最大で６０重量％のゴム構成成分を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、組成物の全重量に基づいて、約２０〜約９０重量％のゴム構成成分を含み、他の実施形態においては約３０〜約７０重量％、また他の実施形態においては約４０〜約６０重量％のゴム構成成分を含む。
共晶組成物

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、０．００５重量部（ｐｂｗ）より多くの共晶組成物を含み、他の実施形態においては０．０１重量部より多くの、また他の実施形態においては０．０２重量部より多くの共晶組成物を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、３ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満の共晶組成物を含み、他の実施形態においては１ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満、また他の実施形態においては、０．１ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満の共晶組成物を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約０．００５〜約３ｐｂｗ（ｐｈｒ）の共晶組成物を含み、他の実施形態においては約０．０１〜約１ｐｂｗ（ｐｈｒ）、また他の実施形態において、約０．０２〜約０．１ｐｂｗ（ｐｈｒ）の共晶組成物を含む。

１つ以上の実施形態において、共晶溶媒の量は、金属活性化剤（酸化亜鉛など）の投入量を基準にして説明することができる。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、加硫性組成物中に存在する共晶溶媒及び金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）の総重量に基づいて、２重量％より多くの共晶溶媒を含み、他の実施形態においては３重量％より多くの、また他の実施形態においては５重量％より多くの共晶溶媒を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、加硫性組成物中に存在する共晶溶媒及び金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）の総重量に基づいて、１５重量％未満の共晶溶媒を含み、他の実施形態においては１２重量％未満の、また他の実施形態においては１０重量％未満の共晶溶媒を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、加硫性組成物中に存在する共晶溶媒及び金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）の総重量に基づいて、約２〜約１５重量％の共晶溶媒を含み、他の実施形態においては約３〜約１２重量％の、また他の実施形態においては約５〜約１０重量％の共晶溶媒を含む。
金属化合物

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、０．０５重量部（ｐｂｗ）より多くの金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）を含み、他の実施形態においては０．１重量部より多くの、また他の実施形態においては０．１５重量部より多くの金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、２ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満の金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）を含み、他の実施形態においては１ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満、また他の実施形態においては、０．７５ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満の金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は約０．０５〜約２ｐｂｗ（ｐｈｒ）の金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）を含み、他の実施形態においては、約０．１〜約１ｐｂｗ（ｐｈｒ）の、また他の実施形態においては、約０．１５〜約０．７５ｐｂｗ（ｐｈｒ）の金属活性化剤（例えば酸化亜鉛）を含む。
有機酸

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、０．５重量部（ｐｂｗ）より多くの有機酸（例えばステアリン酸）を含み、他の実施形態においては０．７重量部より多くの、また他の実施形態においては１．０重量部より多くの有機酸（例えばステアリン酸）を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、５ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満の有機酸（例えばステアリン酸）を含み、他の実施形態においては３ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満、また他の実施形態においては、２ｐｂｗ（ｐｈｒ）未満の有機酸（例えばステアリン酸）を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約０．５〜約５ｐｂｗ（ｐｈｒ）の有機酸（例えばステアリン酸）を含み、他の実施形態においては、約０．７〜約３ｐｂｗ（ｐｈｒ）の、また他の実施形態においては、約１．０〜約２ｐｂｗ（ｐｈｒ）の有機酸（例えばステアリン酸）を含む。
充填剤

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、少なくとも０重量部（ｐｂｗ）の充填剤を含み、他の実施形態においては、少なくとも１０重量部、また他の実施形態においては、少なくとも２０重量部の充填剤を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、最大で２００ｐｂｗ（ｐｈｒ）の充填剤を含み、他の実施形態においては、最大で１００ｐｂｗ（ｐｈｒ）、また他の実施形態においては、最大で７０ｐｂｗ（ｐｈｒ）の充填剤を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約０〜約２００ｐｂｗ（ｐｈｒ）の充填剤を含み、他の実施形態においては、約１０〜約１００ｐｂｗ（ｐｈｒ）の、また他の実施形態においては、約２０〜約７０ｐｂｗ（ｐｈｒ）の充填剤を含む。
カーボンブラック

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、少なくとも０重量部（ｐｂｗ）のカーボンブラックを含み、他の実施形態においては、少なくとも１０重量部の、また他の実施形態においては、少なくとも２０重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において、加硫性組成物は、最大で２００ｐｂｗ（ｐｈｒ）のカーボンブラックを含み、他の実施形態においては、最大で１００ｐｂｗ（ｐｈｒ）の、また他の実施形態においては最大で７０ｐｂｗ（ｐｈｒ）のカーボンブラックを含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約０〜約２００ｐｂｗ（ｐｈｒ）のカーボンブラックを含み、他の実施形態においては約１０〜約１００ｐｂｗ（ｐｈｒ）の、他の実施形態においては約２０〜約７０ｐｂｗ（ｐｈｒ）のカーボンブラックを含む。
シリカ

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、少なくとも５重量部（ｐｂｗ）のシリカを含み、他の実施形態においては、少なくとも２５重量部の、他の実施形態においては少なくとも５０重量部の、また他の実施形態においては少なくとも７０重量部のシリカを含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、最大で２００ｐｂｗ（ｐｈｒ）のシリカを含み、他の実施形態においては最大で１３０ｐｂｗ（ｐｈｒ）、他の実施形態においては最大で８０ｐｂｗ（ｐｈｒ）のシリカを含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約５〜約２００ｐｂｗ（ｐｈｒ）のシリカを含み、他の実施形態においては約２５〜約１３０ｐｂｗ（ｐｈｒ）、また他の実施形態においては約５０〜約８０ｐｂｗ（ｐｈｒ）のシリカを含む。
充填剤比

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、第１の充填剤の量と第２の充填剤の量との比によって特徴付けることができる。１つ以上の実施形態において、カーボンブラックシリカに対する量の比は約１：１であり、他の実施形態においては約１０：１であり、他の実施形態においては約１４：１であり、また他の実施形態においては約２０：１である。１つ以上の実施形態において、カーボンブラックのシリカに対する量の比は、約１：５であり、他の実施形態においては約１：１０であり、他の実施形態においては約１：１４であり、また他の実施形態においては約１：２０である。
シリカカップリング剤

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、少なくとも１重量部（ｐｂｗ）のシリカカップリング剤を含み、他の実施形態においては、少なくとも２重量部の、また他の実施形態においては、少なくとも５重量部のシリカカップリング剤を含む。これら又は他の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、最大で２０ｐｂｗのシリカカップリング剤を含み、他の実施形態においては最大で１５ｐｂｗの、また他の実施形態においては最大で１０ｐｂｗのシリカカップリング剤を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、シリカ１００重量部当たり、約１〜約２０ｐｂｗのシリカカップリング剤を含み、他の実施形態においては約２〜約１５ｐｂｗの、また他の実施形態においては約５〜約１０ｐｂｗのシリカカップリング剤を含む。
樹脂

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、１重量部（ｐｂｗ）より多くの樹脂（例えば炭化水素樹脂）を含み、他の実施形態においては、１５重量部より多くの、他の実施形態においては、２５重量部より多くの、また他の実施形態においては３５重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において、加硫性組成物は、１５０ｐｂｗ／ｐｈｒ未満の樹脂（例えば炭化水素樹脂）を含み、他の実施形態においては１２０ｐｂｗ／ｐｈｒ未満、また他の実施形態においては、９０ｐｂｗ／ｐｈｒ未満の樹脂（例えば炭化水素樹脂）を含む。１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、約１〜約１５０ｐｂｗ（ｐｈｒ）の樹脂（例えば炭化水素樹脂）を含み、他の実施形態においては約１５〜約１２０ｐｂｗ（ｐｈｒ）、また他の実施形態において、約２５〜約９０ｐｂｗ（ｐｈｒ）の樹脂（例えば炭化水素樹脂）を含む。
プロセスの概要

１つ以上の実施形態において、加硫性組成物は、加硫性ゴムと共晶溶媒とを混合してマスターバッチを作成し、続いて硬化剤をマスターバッチに加えることによって調製される。マスターバッチの調製は、１つ以上の補助的な混合ステップを用いて行われてもよく、その混合ステップでは、例えば、２つ以上の構成成分を混合することによって最初の混合物を調製した後で、１種以上の構成成分を順次、組成物に添加してもよい。また、従来技術を使用して、加硫性組成物の調整に追加的な構成成分を添加することもでき、そのような追加的な構成成分としては、カーボンブラック、追加の充填剤、化学的に処理された無機酸化物、シリカ、シリカカップリング剤、シリカ分散剤、加工油、加工助剤（例えば酸化亜鉛及び脂肪酸など）、及び劣化防止剤（又は抗酸化剤又はオゾン劣化防止剤など）が挙げられるが、これらに限られない。

１つ以上の実施形態において、共晶組成物は、共晶組成物を加硫性ゴムに導入する前に調製される。換言すれば、混合物の第１の構成成分を混合物の第２の構成成分に予め化合させてから、その混合物を加硫性組成物に導入する。１つ以上の実施形態において、混合物の化合されるそれぞれの構成成分は、均質な液体組成物が観察されるまで混合される。

１つ以上の実施形態において、共晶組成物は、共晶混合物を加硫性組成物に導入する前に、ゴム配合物の１種以上の成分と予め化合される。換言すれば、１つ以上の実施形態において、加硫性組成物の構成成分（例えば、酸化亜鉛などの金属化合物）を共晶混合物と化合して、事前化合物又はマスターバッチを形成してから、その事前化合物をゴムが混合されるミキサーに導入する。例えば、酸化亜鉛が共晶溶媒中に溶解されてから、ミキサー内のゴムへと導入されてもよい。他の実施形態において、共晶組成物は、事前化合物の微量成分であり、したがって共晶組成物と予め混合される構成成分は、共晶組成物の担体として作用する。例えば、共晶組成物は、より大きな体積の酸化亜鉛と化合されることができ、酸化亜鉛が、固体である酸化亜鉛と共晶組成物との化合物を、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。更に他の実施形態において、共晶対を構成する物質のうちの１つが、共晶組成物の固体担体として作用し、したがって、共晶組成物の第１の成分と第２の成分との化合は、ミキサー内のゴムに固体として添加され得る事前化合物を形成する。当業者であれば、所望の温度に固体組成物を維持するために、この性質の混合物が、他の共晶部材に対して過剰な量の第１又は第２の共晶対の構成物質を化合させることで形成されること理解するであろう。

１つ以上の実施形態において、共晶溶媒は、ゴムマスターバッチの形成における開始成分として加硫性ゴムに導入される。その後、共晶溶媒が、ゴムとの高剪断で、高温下で混合される。１つ以上の実施形態において、共晶溶媒は、１１０℃を超える最低温度でゴムと混合され、他の実施形態においては１３０℃を超える最低温度で、他の実施形態においては１５０℃を超える最低温度でゴムと混合される。１つ以上の実施形態において、高剪断で、高温下での混合は、約１１０℃〜約１７０℃の温度で行われる。

他の実施形態において、共晶溶媒は、硫黄系硬化剤と共に、順次又は一度のいずれかで、加硫性ゴムに導入される。その後、共晶溶媒は、１１０℃未満の最大温度で加硫性ゴムと混合され、他の実施形態においては、１０５℃未満の最大温度で、また他の実施形態においては、１００℃未満の最大温度で加硫性ゴムと混合される。１つ以上の実施形態において、硬化剤との混合は、約７０〜約１１０℃の温度で行われる。

共晶溶媒と同様に、酸化亜鉛及びステアリン酸は、ゴムマスターバッチに開始成分として添加することができ、したがって、これらの成分は、高温下で、高剪断の混合をされることになる。あるいは、酸化亜鉛及びステアリン酸は、イオウ系硬化剤と共に添加することができ、それによって、低温下での混合のみをされることになる。

１つ以上の実施形態において、酸化亜鉛は、共晶溶媒とは別にかつ個々に、加硫性ゴムに導入される。他の実施形態において、酸化亜鉛及び共晶溶媒は予め化合されて酸化亜鉛マスターバッチを形成するが、この酸化亜鉛マスターバッチは、酸化亜鉛が共晶溶媒中に溶解又は別の方法で分散される溶液を含み得る。その後、酸化亜鉛マスターバッチを加硫性ゴムに導入することができる。
混合条件

１つ以上の実施形態において、加硫可能な組成物は、まず、加硫性ゴムと共晶溶媒とを、約１４０〜約１８０℃の温度で混合し、又は他の実施形態においては、約１５０〜約１７０℃の温度で混合して調製される。特定の実施形態においては、最初の混合の後、組成物（すなわち、マスターバッチ）を、１００℃未満の温度まで冷却し、他の実施形態においては、８０℃未満の温度まで冷却してから、硬化剤を加える。特定の実施形態においては、約９０〜約１１０℃の温度で混合を続け、他の実施形態においては、約９５〜約１０５℃の温度で混合を続け、最終的な加硫性組成物を調製する。

１つ以上の実施形態において、マスターバッチ混合ステップ、又はマスターバッチ混合ステップの１つ若しくは２つ以上のサブステップは、混合中に組成物が到達するピーク温度によって特徴付けることができる。このピーク温度は、落下温度とも称され得る。１つ以上の実施形態において、マスターバッチ混合ステップ中の組成物のピーク温度は、少なくとも１４０℃であり得るが、他の実施形態においては、少なくとも１５０℃、また他の実施形態においては、少なくとも１６０℃であり得る。これら又は他の実施形態において、マスターバッチ混合ステップ中の組成物のピーク温度は、約１４０〜約２００℃であり得るが、他の実施形態においては、約１５０〜約１９０℃、また他の実施形態においては、約１６０〜約１８０℃であり得る。
最終混合ステップ

マスターバッチ混合ステップに続いて、硬化剤又は硬化剤系を組成物に導入し、混合を継続して、最終的に加硫性組成物を形成する。この混合ステップは、最終混合ステップ、硬化剤混合ステップ、又は産物混合ステップと称され得る。この混合ステップから得られる産物は、加硫性組成物と称され得る。

１つ以上の実施形態において、最終混合ステップは、最終混合中に組成物が到達するピーク温度によって特徴付け得る。当業者であれば認識するように、この温度は、最終落下温度とも称され得る。１つ以上の実施形態において、最終混合中の組成物のピーク温度は、最高で１３０℃であり得るが、他の実施形態においては、最高で１１０℃、また他の実施形態において、最高で１００℃であり得る。これら又は他の実施形態において、最終混合中の組成物のピーク温度は、約８０〜約１３０℃であり得るが、他の実施形態においては、約９０〜約１１５℃、また他の実施形態においては、約９５〜約１０５℃であり得る。
混合機器

加硫性組成物の全ての成分は、標準的な混合装置、例えば内蔵混合機（例えば、Ｂａｎｂｕｒｙ又はＢｒａｂｅｎｄｅｒ混合機）、押出機、捏和機、及び２ロールミルを用いて、混合可能である。混合は、単独で又は並行して行うことができる。上に示唆されるように、成分は、単一の段階で混合することができ、又は他の実施形態においては、２段階以上の多段階で混合することができる。例えば、第１の段階（すなわち、混合段階）において、マスターバッチ（典型的にはゴム構成成分及び充填剤を含む）が調製される。ひとたびマスターバッチが調製されると、最終混合段階において、加硫剤をマスターバッチ内に導入して混合してもよく、この最終混合段階は、典型的には、比較的低温で実施されるが、それにより加硫のタイミングが早くなりすぎる可能性を減少させるようになっている。追加の混合段階（リミル（ｒｅｍｉｌｌ）と呼ばれることもある）を、マスターバッチ混合段階と最終混合段階の間に採用することも可能である。
タイヤの調製

加硫性組成物は、標準的なゴムの成形、成型、及び硬化技術を含む、通常のタイヤ製造技術にしたがって、タイヤ部品に加工され得る。典型的には、加硫は、加硫性組成物を成形型内で加熱することによって実現される。例えば、加硫性組成物は、約１４０〜約１８０℃に加熱され得る。硬化又は架橋されたゴム組成物は、加硫物と称され得るが、加硫物は、熱硬化性の三次元ポリマー網状組織を一般的に含有する。その他の成分（例えば、充填剤及び加工助剤など）は、架橋された網状組織全体にわたって一様に分散してもよい。空気入りタイヤは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，８６６，１７１号、同第５，８７６，５２７号、同第５，９３１，２１１号、及び同第５，９７１，０４６号に記載されるように作製され得る。
加硫物の特性

上記のように、本発明の加硫性組成物を硬化させて、様々なタイヤ部品を調製することができる。これらのタイヤ部品としては、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、ベルトスキム、インナーライナ、及びビード頂点が挙げられるが、これらに限定されない。

本発明の態様によれば、タイヤ部品（加硫物とも称され得るもの）は、有利な硬化特性によって特徴付けられ、その一方で、亜鉛種などの金属活性化剤を、比較的低濃度でしか含まない。

１つ以上の実施形態において、加硫物は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）、２ｐｂｗ未満の亜鉛しか含まず、他の実施形態においては１ｐｂｗ未満の、また他の実施形態においては、０．７ｐｂｗ未満の亜鉛しか含まないことによって特徴付けられる。

１つ以上の実施形態において、タイヤ部品は、タイヤトレッドである。本明細書に概説されるように、トレッドは、亜鉛種などの金属活性化剤を限定された濃度のみでしか含まないが、そのトレッドはそれでもなお、室温でＡＳＴＭ規格のＤ−４１２にしたがって測定したときに、３ＭＰａより大きい３００％弾性率によって特徴付けられ、他の実施形態においては５ＭＰａより大きい、また他の実施形態においては７ＭＰａより大きい３００％弾性率によって特徴付けられる。

本発明の実施を実証するために、いくつかの加硫性組成物で、以下の実験を行った。加硫性組成物は、以下の表に示される成分及び混合順序を使用することによって調製した。全ての量は、特に明記しない限り、ゴム１００重量部当たりの重量部で示されている。一般的に言えば、酸化亜鉛及び共晶溶媒の量及び投入時点を、実験全体をとおして変化させた。以下の表はまた、組成物及び／又は組成物から調製された加硫物に対して実施されたいくつかの分析試験の結果も示す。
共晶溶媒Ｉの形成

コリンクロリド及び尿素の共晶組成物を、１モルのコリンクロリドと２モルの尿素とを１００℃で混合して共晶溶媒を形成することによって調製した。共晶溶媒は、ＤＥＳ−Ｉと称され得る深共晶溶媒であると考えられた。そのＤＥＳ−Ｉを標準条件下で室温まで冷却させた。
実験Ｉ

第１の実験セットにおいては、表Ｉに示されるゴム配合物及び混合順序を使用して、加硫性組成物を調製した。このゴム配合物は、タイヤトレッドの製造に有用なゴム配合物を示すものであった。表Ｉに示すように、混合処理は、マスターバッチ混合ステップ、「リミル混合ステップ」、及び最終混合ステップを含む、３工程混合処理であった。種々の混合ステップをＢａｎｂｕｒｙミキサー内で行った。マスターバッチの調製中、ミキサーを７５ｒｐｍで動作させ、組成物は１６０℃のピーク温度に到達した。その時点で、組成物をミキサーから落とし、約８５℃未満まで冷却した。この時点で、組成物を、「リミル段階」用として特定された成分と共に、ミキサーに再導入し、混合を７５ｒｐｍで継続し、組成物は、約１６０℃のピーク組成温度を達成した。組成物を再びミキサーから落とし、約５０℃未満の温度まで冷却した。次に組成物を、「最終混合段階」用に特定された構成成分と共に、再度ミキサーに再導入した。これらの成分の中には、ＤＥＳ−Ｉ及び酸化亜鉛が含まれるが、それらを表ＩＩに示すように別々にかつ個別に導入した。混合を４０ｒｐｍ、組成物のピーク温度約１００℃で継続させた。次に組成物をミキサーから落とし、組成物から分析試験目的のサンプルを得た。分析試験結果は、表ＩＩに示されている。

表に指定された温度で動作するＭＤＲ２０００を使用して、レオメーター測定を行った。加硫物の引張機械特性（最大応力、弾性率、伸び量、及び強靭性）を、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２に記載される標準的な手順を用いることによって測定した。加硫物の動的レオロジー特性（例えばｔａｎδ）は、約−８０℃〜約８０℃の範囲にわたって、１０Ｈｚで実施した温度スイープ試験から得られた。

表ＩＩのデータは、共晶溶媒の存在下で、ＺｎＯの投入量が明らかに低減され得ることを示す。
実験ＩＩ

第２の実験では、上記と同じ手順を用いて調製したＤＥＳ−Ｉを、２段階混合処理を用いて調製した加硫性組成物に導入した。使用した構成成分及び混合順序を表ＩＩＩに示す。このゴム配合物は、タイヤのサイドウォールの製造に有用なゴム配合物を示す。

前述の実験と同様に、混合処理はＢｕｎｂｕｒｙミキサー内で実施した。マスターバッチの調製中、ミキサーを７５ｒｐｍで動作させ、ピーク温度１６０℃に到達した。その時点で、組成物をミキサーから落とし、約８５℃未満まで冷却した。次に、組成物を、表ＩＶに示されるような量のＤＥＳ−Ｉ及び酸化亜鉛を含む「最終混合段階」用に特定された構成成分と共に、ミキサーに再導入した。混合を４０ｒｐｍ、組成物のピーク温度約１００℃で継続した。

前の実験と同様に、サンプルを分析試験にかけた。試験の結果を表ＩＶに示す。

表ＩＶのデータは、共晶溶媒の存在下で、ＺｎＯの投入量が明らかに低減され得ることを示す。
実験ＩＩＩ

第３の実験では、上記と同じ手順を用いて調製したＤＥＳ−Ｉを、インナーライナの製造に有用なゴム配合物を示す加硫性組成物に導入した。混合条件は、実験ＩＩについて上に記したものと同じであった。使用した構成成分及び混合順序を表Ｖに示す。

前の実験と同様に、サンプルを分析試験にかけた。試験の結果を表ＶＩに示す。

ＭＤＲ、機械的特性、及びレオロジー特性に加えて、加硫物はＡＳＴＭのＤ−３９８５にしたがって空気透過性について分析した。表ＶＩのデータは、共晶溶媒の存在下で、ＺｎＯの投入量が明らかに低減され得ることを示す。
実験ＩＶ

第４の実験では、上記と同じ手順を用いて調製したＤＥＳ−Ｉを、タイヤのベルトスキムの製造において有用なゴム配合物を示す加硫性組成物に導入した。混合条件は、実験ＩＩについて上に記したものと同じであった。使用した構成成分及び混合順序を表ＶＩＩに示す。

前の実験と同様に、サンプルを分析試験にかけた。試験の結果を表ＶＩＩＩに示す。

表ＶＩＩＩのデータは、共晶溶媒の存在下で、ＺｎＯの投入量が明らかに低減され得ることを示す。
実験Ｖ

第５の実験では、上記と同じ手順を用いて調製したＤＥＳ−Ｉを、タイヤのトレッドの製造において有用なゴム配合物を示す加硫性組成物に導入した。混合条件は、使用される構成成分及び混合順序を列挙する表ＩＸに示されるように、ＤＥＳ−Ｉがマスターバッチ構成成分と共に導入されたことを除いて、実験ＩＩに関して上に記されたものと同じであった。前の実験と同様に、サンプルを分析試験にかけた。試験の結果も表ＩＸに示す。

表ＩＸのデータは、共晶溶媒の存在下で、ＺｎＯの投入量が明らかに低減され得ることを示す。
共晶溶媒ＩＩの形成

コリンクロリドとマロン酸との共晶組成物を、１モルのコリンクロリドと１モルのマロン酸とを１００℃で混合して共晶溶媒を形成することによって調製した。この共晶溶媒は、ＤＥＳ−ＩＩと称され得る深共晶溶媒であると考えられた。ＤＥＳ−ＩＩを標準条件下で室温まで冷却させた。
実験ＶＩ

第６の実験では、上記の手順と同じ手順を用いて調製したＤＥＳ−Ｉ、及び上記で調製したＤＥＳ−ＩＩを、表Ｘに示されるような加硫性組成物に導入した。混合条件は、使用される構成成分及び混合順序を列挙する実験ＩＩについて上に記したものと同じであった。

前の実験と同様に、サンプルを分析試験にかけた。試験の結果も表ＸＩに示す。

表ＶＩＩＩのデータは、共晶溶媒の存在下で、ＺｎＯの投入量が明らかに低減され得ることを示す。

本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない様々な修正及び変更が当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書に記載の例示的な実施形態に正式に限定されるものではない。

Claims (93)

1. ゴム加硫物を調製するためのプロセスであって、
   （ｉ）硫黄系硬化剤、金属化合物、及び共晶組成物を含む、加硫性組成物を提供することと、
   （ｉｉ）加硫性組成物を加熱して加硫を実現することと、を含む、プロセス。
2. 前記金属化合物が酸化亜鉛である、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記加硫性組成物が、加硫性ゴムを提供し、硫黄系硬化剤、酸化亜鉛、及び共晶組成物を前記加硫性組成物に導入することによって形成される、請求項１又は２に記載のプロセス。
4. 前記酸化亜鉛及び前記共晶組成物が、別々にかつ個別に前記加硫性ゴムに導入される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセス。
5. 前記酸化亜鉛及び前記共晶組成物が、前記加硫性組成物に導入される前に予め化合される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり２重量部未満の酸化亜鉛を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロセス。
7. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり１重量部未満の酸化亜鉛を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
8. 前記共晶組成物が、コリンクロリドと尿素とを化合させることによって形成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロセス。
9. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり約０．００５〜約３重量部の前記共晶組成物を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロセス。
10. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり約０．０１〜約１重量部の前記共晶組成物を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス。
11. 前記加硫性組成物が、補強充填剤、樹脂、及び油を更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプロセス。
12. 前記樹脂が、フェノール樹脂及び炭化水素樹脂、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプロセス。
13. 前記樹脂が、脂環式樹脂、脂肪族樹脂、芳香族樹脂、及びテルペン樹脂、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のプロセス。
14. 前記樹脂が、ゴム１００重量部当たり樹脂１５重量部より多い量で存在する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
15. 前記樹脂が、ゴム１００重量部当たり樹脂２５重量部より多い量で存在する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のプロセス。
16. 前記樹脂が、ゴム１００重量部当たり樹脂３５重量部より多い量で存在する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のプロセス。
17. 前記補強充填剤がシリカである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のプロセス。
18. 前記シリカが、ゴム１００重量部当たり少なくとも２５重量部の量で存在する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のプロセス。
19. 前記シリカが、ゴム１００重量部当たり少なくとも５０重量部の量で存在する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のプロセス。
20. 前記シリカが、ゴム１００重量部当たり少なくとも７０重量部の量で存在する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のプロセス。
21. 前記油が、芳香族油、パラフィン系油、ナフテン系油、ヒマシ油以外の植物油、及び重ナフテン油を含む低ＰＣＡ油からなる群から選択される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のプロセス。
22. 前記油が植物起源の油である、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のプロセス。
23. 前記共晶組成物が式Ｃａｔ＋Ｘ−ｚＹ（式中、Ｃａｔ＋はカチオンであり、Ｘ−は対アニオン（例えば、ルイス塩基）であり、ｚは、前記対アニオンと相互作用するＹ分子（例えば、ルイス酸又はブレンステッド酸）の数を表す）によって定義される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のプロセス。
24. Ｃａｔ＋が、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、又はスルホニウムカチオンであり、Ｘ⁻が、ハロゲン化物イオンである、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のプロセス。
25. 前記共晶組成物が、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型、及びＩＶ型共晶組成物からなる群から選択される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のプロセス。
26. 前記共晶組成物が、アンモニウム化合物を、メタルハライド、メタルハライド水和物、又は水素結合供与体と化合させることによって形成される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載のプロセス。
27. 前記アンモニウム化合物が、以下の式ＩＩ：
    （Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）（Ｒ_４）−Ｎ^＋−Φ⁻
    （式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のそれぞれは、独立して水素若しくは一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Φ⁻は対アニオンである）によって定義され得る、請求項１〜２６のいずれか一項に記載のプロセス。
28. 前記アンモニウム化合物が、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（コリンクロリドとしても知られる）、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からなる群から選択される、請求項１〜２７のいずれか一項に記載のプロセス。
29. 前記アンモニウム化合物が、２−クロロ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエタンアミニウム（クロル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−トリメチルエタンアミニウムクロリドからなる群から選択される、請求項１〜２８のいずれか一項に記載のプロセス。
30. 前記水素結合供与体が、アミン、アミド、カルボン酸、及びアルコールからなる群から選択される、請求項１〜２９のいずれか一項に記載のプロセス。
31. 前記水素結合供与体が、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、ピペラジノエチルエチレンジアミン、テトラエチレンエピタンアミン、プロピレンアミン、アニリン、及び置換アニリン、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のプロセス。
32. 前記水素結合供与体が、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、尿素、ベンズアミド、及びアセトアミド、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜３１のいずれか一項に記載のプロセス。
33. 前記水素結合供与体が、フェニルプロピオン酸、フェニル酢酸、安息香酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、クエン酸、トリカルバリル酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜３２のいずれか一項に記載のプロセス。
34. 前記水素結合供与体が、脂肪族アルコール、フェノール、置換フェノール、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、グリセロール、及びベンゼントリオール、並びにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３３のいずれか一項に記載のプロセス。
35. 前記メタルハライドが、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、及びヨウ化鉄、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜３４のいずれか一項に記載のプロセス。
36. 共晶組成物が担体と共に提供される、請求項１〜３５のいずれか一項に記載のプロセス。
37. 前記担体が固体である、請求項１〜３６のいずれか一項に記載のプロセス。
38. 前記担体が酸化亜鉛である、請求項１〜３７のいずれか一項に記載のプロセス。
39. 前記担体が共晶部材である、請求項１〜３８のいずれか一項に記載のプロセス。
40. 前記共晶組成物が、標準条件下で共晶溶媒である、請求項１〜３９のいずれか一項に記載のプロセス。
41. 前記共晶組成物が、深共晶溶媒である、請求項１〜４０のいずれか一項に記載のプロセス。
42. 前記酸化亜鉛が、前記共晶溶媒中に溶解される、請求項１〜４１のいずれか一項に記載のプロセス。
43. 請求項１〜４２のいずれか一項に記載のプロセスから調製された加硫物。
44. ゴム加硫物であって、前記ゴムネットワーク全体に分散した金属化合物を含む加硫ゴムネットワークを含み、
    前記加硫ゴムが、ゴム１００重量部あたり２重量部未満の酸化亜鉛を含む、ゴム加硫物。
45. 前記ゴム加硫物がタイヤトレッドであり、
    ゴム加硫物が、３ＭＰａより大きい３００％弾性率によって特徴付けられる、請求項４４に記載のゴム加硫物。
46. 前記ゴム加硫物がタイヤトレッドであり、
    ゴム加硫物が、５ＭＰａより大きい３００％弾性率によって特徴付けられる、請求項１〜４５のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
47. 前記加硫ゴムが、ゴム１００重量部当たり１重量部未満の酸化亜鉛を含む、請求項１〜４６のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
48. 前記加硫ゴムが、ゴム１００重量部当たり０．７５重量部未満の酸化亜鉛を含む、請求項１〜４７のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
49. 前記ゴム加硫物が、カーボンブラック又はシリカを更に含む、請求項１〜４８のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
50. 前記ゴム加硫物が、共晶組成物又は共晶組成物の残基を含む、請求項１〜４９のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
51. 共晶組成物が式Ｃａｔ＋Ｘ−ｚＹ（式中、Ｃａｔ＋はカチオンであり、Ｘ−は対アニオン（例えば、ルイス塩基）であり、ｚは、前記対アニオンと相互作用するＹ分子（例えば、ルイス酸又はブレンステッド酸）の数を表す）によって定義される、請求項１〜５０のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
52. Ｃａｔ＋が、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、又はスルホニウムカチオンであり、Ｘ⁻が、ハロゲン化物イオンである、請求項１〜５１のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
53. 前記共晶組成物が、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型、及びＩＶ型共晶組成物からなる群から選択される、請求項１〜５２のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
54. 前記共晶組成物が、アンモニウム化合物を、メタルハライド、メタルハライド水和物、又は水素結合供与体と化合させることによって形成される、請求項１〜５３のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
55. 前記アンモニウム化合物アンモニウム化合物が、以下の式ＩＩ：
    （Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）（Ｒ_４）−Ｎ^＋−Φ⁻
    （式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のそれぞれは、独立して水素若しくは一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Φ⁻は対アニオンである）によって定義され得る、請求項１〜５４のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
56. 前記アンモニウム化合物が、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（コリンクロリドとしても知られる）、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からなる群から選択される、請求項１〜５５のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
57. 前記アンモニウム化合物が、２−クロロ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエタンアミニウム（クロル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−トリメチルエタンアミニウムクロリドからなる群から選択される、請求項１〜５６のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
58. 前記水素結合供与体が、アミン、アミド、カルボン酸、及びアルコールからなる群から選択される、請求項１〜５７のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
59. 前記水素結合供与体が、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、ピペラジノエチルエチレンジアミン、テトラエチレンエピタンアミン、プロピレンアミン、アニリン、及び置換アニリン、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜５８のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
60. 前記水素結合供与体が、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、尿素、ベンズアミド、及びアセトアミド、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜５９のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
61. 前記水素結合供与体が、フェニルプロピオン酸、フェニル酢酸、安息香酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、クエン酸、及びトリカルバリル酸、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜６０のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
62. 前記水素結合供与体が、脂肪族アルコール、フェノール、置換フェノール、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、グリセロール、及びベンゼントリオール、並びにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜６１のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
63. 前記メタルハライドが、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、及びヨウ化鉄、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜６２のいずれか一項に記載のゴム加硫物。
64. 加硫性組成物を調製するための方法であって、（ｉ）加硫性ゴム、硬化剤、及び共晶組成物を化合させることを含む方法。
65. 前記酸化亜鉛及び前記共晶組成物が、別々にかつ個別に前記加硫性ゴムに導入される、請求項１〜６４のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
66. 前記酸化亜鉛及び前記共晶組成物が、前記加硫性組成物に導入される前に予め化合される、請求項１〜６５のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
67. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり２重量部未満の酸化亜鉛を含む、請求項１〜６６のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
68. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり１重量部未満の酸化亜鉛を含む、請求項１〜６７のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
69. 前記共晶組成物が、コリンクロリドと尿素とを化合させることによって形成される、請求項１〜６８のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
70. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり約０．００５〜約３重量部の前記共晶組成物を含む、請求項１〜６９のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
71. 前記加硫性組成物が、１００重量部のゴム当たり約０．０１〜約１重量部の前記共晶組成物を含む、請求項１〜７０のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
72. 前記加硫性組成物が、補強充填剤、樹脂、及び油を更に含む、請求項１〜７１のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
73. 共晶組成物が式Ｃａｔ＋Ｘ−ｚＹ（式中、Ｃａｔ＋はカチオンであり、Ｘ−は対アニオン（例えば、ルイス塩基）であり、ｚは、前記対アニオンと相互作用するＹ分子（例えば、ルイス酸又はブレンステッド酸）の数を表す）によって定義される、請求項１〜７２のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
74. Ｃａｔ＋が、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、又はスルホニウムカチオンであり、Ｘ⁻が、ハロゲン化物イオンである、請求項１〜７３のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
75. 前記共晶組成物が、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型、及びＩＶ型共晶組成物からなる群から選択される、請求項１〜７４のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
76. 前記共晶組成物が、アンモニウム化合物を、メタルハライド、メタルハライド水和物、又は水素結合供与体と化合させることによって形成される、請求項１〜７５のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
77. 前記アンモニウム化合物が、以下の式ＩＩ：
    （Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）（Ｒ_４）−Ｎ^＋−Φ⁻
    （式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のそれぞれは、独立して水素若しくは一価の有機基であるか、又は代替的に、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４のうちの２つが結合して二価の有機基を形成し、Φ⁻は対アニオンである）によって定義され得る、請求項１〜７６のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
78. 前記アンモニウム化合物が、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（コリンクロリドとしても知られる）、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からなる群から選択される、請求項１〜７７のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
79. 前記アンモニウム化合物が、２−クロロ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエタンアミニウム（クロル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−トリメチルエタンアミニウムクロリドからなる群から選択される、請求項１〜７８のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
80. 前記水素結合供与体が、アミン、アミド、カルボン酸、及びアルコールからなる群から選択される、請求項１〜７９のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
81. 前記水素結合供与体が、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、ピペラジノエチルエチレンジアミン、テトラエチレンエピタンアミン、プロピレンアミン、アニリン、及び置換アニリン、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜８０のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
82. 前記水素結合供与体が、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、尿素、ベンズアミド、及びアセトアミド、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜８１のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
83. 前記水素結合供与体が、フェニルプロピオン酸、フェニル酢酸、安息香酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、クエン酸、及びトリカルバリル酸、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜８２のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
84. 前記水素結合供与体が、脂肪族アルコール、フェノール、置換フェノール、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、グリセロール、及びベンゼントリオール、並びにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜８３のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
85. 前記メタルハライドが、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、及びヨウ化鉄、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜８４のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
86. 共晶組成物が担体と共に提供される、請求項１〜８５のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
87. 前記担体が固体である、請求項１〜８６のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
88. 前記担体が酸化亜鉛である、請求項１〜８７のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
89. 前記担体が共晶部材である、請求項１〜８８のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
90. 前記共晶組成物が、標準条件下で共晶溶媒である、請求項１〜８９のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法。
91. 前記共晶組成物が、深共晶溶媒である、請求項１〜９０のいずれか一項に記載の物質の加硫性組成物を調製する方法。
92. 前記酸化亜鉛が、前記共晶溶媒中に溶解される、請求項１〜９１のいずれか一項に記載の物質の加硫性組成物を調製する方法。
93. 請求項１〜９２のいずれか一項に記載の加硫性組成物を調製するための方法から調製される加硫物。