JP2023091770A - 再生可能な含有物を過半量有するトレッドゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】持続可能な、生物再生可能な、環境に優しい、非化石燃料資源からのタイヤゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム組成物は、１００重量部のエラストマーに基づいて（ｐｈｒ）、約４０ｐｈｒ～約５０ｐｈｒのポリブタジエンと、約３５ｐｈｒ以下のスチレン－ブタジエンコポリマーと、約４５ｐｈｒ以下の天然ゴムとからなる群から選択された、少なくとも２つのゴムエラストマーのブレンド；バイオ由来の樹脂材料；ならびにシリカおよびカーボンブラック充填剤を含む、バイオ由来の充填剤；を含む。カーボンブラック充填剤は、ゴム組成物への添加前にバイオ系供給材料に少なくとも部分的に由来している。樹脂とシリカも再生可能な材料に由来している。【選択図】なし

Description

[0001]例示的な本実施形態は、過半の重量パーセントの再生可能な含有物を含んでいるタイヤゴム組成物に関する。本実施形態は、トレッド部材とともに特定の用途を見出すものであり、それらに対する特定の参照により記載される。しかしながら、さらに、例示的な本実施形態は、その他同様の用途にも応用できることを理解されたい。

[0002]タイヤ産業における持続性を改善するために、再生可能な資源からのゴムタイヤ組成物を開発するための継続的な取り組みがなされている。しかしながら、持続可能な組成物は、タイヤが本来の性能を発揮するためには、予測された挙動を示さなければならない。したがって、ゴム性能にほとんど妥協することのない持続可能なゴム組成物が望まれる。

[0003]ゴムタイヤコンパウンドでは、原料および添加剤はそれぞれエラストマーと組み合わされて結果として生ずるタイヤにおいて特定の特性を与える。現在、いくつかの材料－樹脂およびカーボンブラックはそれらの中の２つである－は、化石（本明細書では「炭化水素」とも呼ぶ）燃料資源（すなわち、石油、石炭または天然ガス）に由来する。これらの石油由来の材料の製造に伴う放出物としては、有機物、イオウ化合物、一酸化炭素（ＣＯ）および他の汚染物質を挙げることができる。そのような放出物の環境に及ぼす影響を減少させるために、ゴムコンパウンドから、化石燃料資源に起源をもつ材料を減少させるかまたは完全に排除することへの願望がある。しかしながら、１つのバイオ由来の代替材料だけでは、または複数のバイオ由来の代替材料を組み合わせても、従来材料の性能をタイヤコンパウンドで再現することは技術的に困難である。

米国特許第６，９３６，６６９号 米国特許第７，９８１，９６６号 米国特許第８，２１７，１０３号 米国特許第８，５６９，４０９号 米国特許出願第２００３／００９６９００号 ＵＳ８，６７９，４４４ ＵＳ１０，５００，５８２ 米国特許出願第１７／１０９，２６２号

Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ａｎａｌｙｉｓ＆Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ ２０００Ｐａｒｔｓ、２００３、第６２版、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ出版、英国 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、第６０巻 ＡＳＴＭ Ｄ３０３７ 米国国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ－ＵＳＡ）基準 ＡＳＴＭ Ｄ６８６６法 Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第１３版、１９９０、４１７および４１８頁 Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（１９７８）、３４４～３４６頁

[0004]持続可能な、生物再生可能な、環境に優しい、非化石燃料資源からのタイヤゴム組成物を提供する挑戦に対応するために、再生可能な資源に由来した樹脂を含む材料の組み合わせから形成されたゴム組成物を評価することが望まれる。

[0005]本開示の１つの実施形態は、重量パーセントで過半量の再生可能な材料を含むゴム組成物から形成されたタイヤ部材に関する。ゴム組成物は、１００重量部のエラストマー（ゴム）に基づいて（ｐｈｒ）、
約４０ｐｈｒ～約５０ｐｈｒのポリブタジエンと約３５ｐｈｒ以下のスチレン－ブタジエンコポリマーと約４５ｐｈｒ以下の天然ゴムからなる群から選択された少なくとも２つのゴムエラストマーのブレンド；
バイオ由来の樹脂材料；ならびに
シリカおよびカーボンブラック充填剤を含むバイオ由来の充填剤
を含む。企図された実施形態では、カーボンブラック充填剤は、カーボンブラック充填剤をゴム組成物へ添加する前にバイオ系供給材料に少なくとも部分的に由来する。樹脂とシリカも再生可能な材料に由来する。

[0006]本開示は、過半の重量パーセントの再生可能な含有物を含んでいるゴム組成物に関する。本開示は、さらにコンパウンドを含むタイヤ部材を有するゴムタイヤに関する。
[0007]本願明細書で使用する場合、「コンパウンドゴム」、「ゴムコンパウンド」、「コンパウンド」という用語は、適切なゴム配合成分と配合された、または混合されたエラストマーを含むゴム組成物を意味する。「ゴム」、「エラストマー」および「ポリマー」という用語は、別に指示されていない場合には、相互交換可能に使用される。このような用語は、当業者には周知であると考えられる。

[0008]本願明細書で使用する場合、文脈上他に必要とされる場合を除き、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」ならびに「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、および「含まれる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」などの用語の変形は、さらなる添加物、成分、整数、またはステップを除外することを意図していない。本願明細書で使用する場合、語句「約（ｆｒｏｍ ａｂｏｕｔ）」とは、およそを意味し、本書に記載されている値より±１程度の値を含むことができる。

[0009]本願明細書で使用する場合、用語「バイオ系」または「バイオ由来」という用語は、再生可能かまたは持続可能な資源または天然資源に由来した材料を表し、例えば、副産物または廃棄物が捕捉され再使用されて環境に有害な放出物を削減または除去させる場合、工業資源をさらに含んでもよい。１つの非限定例は、供給材料としての用途向け酸化炭素の隔離である。

[00010]本願明細書で使用する場合、「再生可能である」および「持続可能である」は、相互交換可能に使用され、以後同様に再利用材料を含み、「含有物」および「材料」は、相互交換可能に使用される。

[00011]部分的に、より好ましくは完全に、石油、石炭または天然ガス資源に由来した放射性炭素材料および化石の炭素材料を除外する。バイオ系材料が由来できる資源の例としては、トウモロコシ、植物油などの新鮮な（または発酵からの）バイオマス材料を挙げることができるが、これに限定されるものではない。

[00012]本開示の重要な態様は、様々な再生可能な材料の組み合わせを用いて達成された重量パーセント含有量の再生可能な含有物である。開示したゴム組成物のさらなる態様は、過半の重量パーセントの再生可能な含有物を有する硬化ゴム組成物の性能が、石油由来の材料から製造された従来のゴム組成物のトレッド性能（湿潤、摩耗および転がり抵抗）に匹敵するか上回ることである。
ゴムポリマー
[00013]開示したゴム組成物は、少なくとも２つのゴムの、より詳細には、共役ジエン系のエラストマーの、混合物を含む。実際には、様々な共役ジエン系のエラストマーは、例えば、イソプレンおよび１，３－ブタジエンの少なくとも一方のポリマーおよびコポリマー、ならびにイソプレンおよび１，３－ブタジエンの少なくとも一方と共重合したスチレンなどのゴム組成物に用いることができる。そのような共役ジエン系エラストマーの代表は、例えば、ｃｉｓ１，４－ポリイソプレン（天然、および合成）、ｃｉｓ１，４－ポリブタジエン、スチレン／ブタジエンコポリマー、約１５～約９０パーセントの範囲のビニル１，２－含有量を有する中ビニルポリブタジエン、イソプレン／ブタジエンコポリマー、およびスチレン／イソプレン／ブタジエンターポリマーの中の少なくとも１つで構成される。

[00014]実際には、好ましいゴムまたはエラストマーは、ポリイソプレン（天然、または合成）、ポリブタジエンおよびＳＢＲである。さらなる実施形態では、ゴムエラストマーはポリイソプレンおよびポリブタジエンである。１つの実施形態では、ポリブタジエンは過半の量で存在する。好ましい実施形態では、ポリイソプレンは過半の量で存在する。

[00015]１つの実施形態では、ゴム組成物は、約３０ｐｈｒ～約６０ｐｈｒのポリブタジエンを含み、さらに約４０ｐｈｒ～約５０ｐｈｒのポリブタジエンを含むことが好ましい。１つの実施形態では、ゴム組成物は、最大２０重量パーセントのポリブタジエンを含む。

[00016]実際には、ｃｉｓ１，４－ポリブタジエンエラストマーは、例えば、ネオジム化合物で構成された触媒系の存在下に有機溶媒溶液中の１，３－ブタジエンモノマーを重合させることによって調製することができるネオジム触媒で調製されたｃｉｓ１，４－ポリブタジエンゴムであると考えられる。しかしながら、そのような１，４－ポリブタジエンは、代わりにｃｉｓ１，３－ブタジエンゴムの有機溶液ニッケル触媒によって調製することができる。

[00017]ｃｉｓ１，４－ポリブタジエンを調製するそのようなネオジム触媒の代表は、例えば、限定を意図したものではないが、Ｇｏｏｄｙｅａｒ Ｔｉｒｅ＆Ｒｕｂｂｅｒ ＣｏｍｐａｎｙからのＢＵＤ１２２３（商標）およびＬａｎｘｅｓｓからのＣＢ２５（商標）である。

[00018]ｃｉｓ１，４－ポリイソプレンおよびｃｉｓ１，４－ポリイソプレン天然ゴムは、ゴム技術に精通した者にとっては周知のことである。実際には、第２のゴムポリマーは、ポリイソプレンを含んでもよい。１つの実施形態では、ポリイソプレンは少量で存在することができる。別の実施形態では、ポリイソプレンは過半の量で存在することができる。実際には、好ましいゴムまたはエラストマーは、ある程度の量でポリイソプレン（天然または合成）を含んでいる。１つの実施形態では、ゴム組成物は、最大約４５ｐｈｒのポリイソプレンを、好ましくは天然ゴムの形態で含む。１つの実施形態では、ゴム組成物は、少なくとも約３５ｐｈｒのポリイソプレンを、好ましくは天然ゴムの形態で含む。ある特定の実施形態では、ゴム組成物は、約３５ｐｈｒ～約４５ｐｈｒの天然ゴムの形態のポリイソプレンを含む。１つの実施形態では、ゴム組成物は、約１０～約３５重量パーセント、より好ましくは約１５～約３０重量パーセントのポリイソプレンを含む。

[00019]１つの企図された実施形態では、少なくとも１つのゴムポリマーはスチレンブタジエンゴムを含んでいる。スチレン／ブタジエンコポリマーは、水性乳化重合（ＥＳＢＲ）および有機溶剤溶液重合（ＳＳＢＲ）によって調製されたものを含んでいる。１つの実施形態では、溶液重合で調製されたＳＢＲ（ＳＳＢＲ）もまた企図され、このＳＢＲは典型的には約９～約３６パーセントの範囲の結合スチレン含有量を有する。しかしながら、ＳＳＢＲが３４％などの３０パーセント超の結合スチレン含有量を有する実施形態が企図される。

[00020]ゴム組成物は、最大約３５ｐｈｒのスチレン－ブタジエンゴムを含むことができる。１つの実施形態では、ゴム組成物はＥＳＢＲおよびＳＳＢＲを含む。１つの実施形態では、ゴム組成物はＳＳＢＲを含み、ＥＳＢＲを除外する。ゴムポリマーのブレンドがＳＳＢＲを含む実施形態については、ＳＳＢＲは、約５ｐｈｒ～約３０ｐｈｒ、より好ましくは約１０～約２５ｐｈｒの量で存在してもよい。ある特定の実施形態では、ゴム組成物は、最大約５重量パーセントのＳＳＢＲを含む。

[00021]ＳＳＢＲは、例えば、有機炭化水素溶媒の存在下、有機リチウムの触媒作用によって都合よく調製することができる。１つの実施形態では、ＳＳＢＲは官能化されていない。１つの実施形態では、少なくとも１つのＳＳＢＲなどのゴムポリマーは、官能化させることができる。

[00022]官能化エラストマーの代表は、例えば、
（Ａ）沈降シリカ上の水酸基に対して反応性のアミン官能基、
（Ｂ）沈降シリカ上の水酸基に対して反応性の鎖末端シロキシ官能基、を含むシロキシ官能基、
（Ｃ）前記沈降シリカ上の水酸基に対して反応性のアミン官能基とシロキシ官能基の組み合わせ、
（Ｄ）沈降シリカ上の水酸基に対して反応性のチオール官能基およびシロキシ（例えば、エトキシシラン）官能基の組み合わせ、
（Ｅ）沈降シリカ上の水酸基に対して反応性のイミン官能基とシロキシ官能基の組み合わせ、
（Ｆ）沈降シリカに対して反応性の水酸官能基、
で構成される１つまたは複数の官能基を含んでいるスチレン／ブタジエンエラストマーである。

[00023]官能化エラストマーについては、アミン官能化ＳＢＲエラストマーの代表は、例えば、米国特許第６，９３６，６６９号に記載された、鎖中官能化ＳＢＲエラストマーである。

[00024]エラストマーに結合された１つまたは複数のアミノ－シロキシ基を有するアミノ－シロキシ官能化ＳＢＲエラストマーの組み合わせの代表は、例えば、ＪＳＲからのＨＰＲ３５５（商標）および米国特許第７，９８１，９６６号に記載されたアミノ－シロキシ官能化ＳＢＲエラストマーである。

[00025]シランスルフィド基で末端官能化した代表的なスチレン／ブタジエンエラストマーは、例えば、米国特許第８，２１７，１０３号および第８，５６９，４０９号に記載されている。

[00026]ある特定の実施形態では、ゴムエラストマーは、ブチル系ゴム、特にイソブチレンと、少含有量の例えば、イソプレンおよびハロゲン化ブチルゴムなどのジエン炭化水素とのコポリマーであってもよいことがさらに企図される。

[00027]ある特定の実施形態では、エラストマーは、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴムおよびそれらの混合物からなるブレンドを含むハロブチルゴムを含んでもよいことがさらに企図される。

[00028]スズカップリングによるエラストマーも使用することができ、例えば、スズカップリングによる有機溶液重合（ｔｉｎ ｃｏｕｐｌｅｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されるスチレン／ブタジエンコポリマー、イソプレン／ブタジエンコポリマー、スチレン／イソプレンコポリマー、ポリブタジエンおよび前述の官能化スチレン／ブタジエンエラストマーを含むスチレン／イソプレン／ブタジエンターポリマーなどがある。
油
[00029]ゴム組成物が石油由来の材料をより少なく、あるいは全く含まないことを望むということは、ゴム組成物が石油系の加工油を、もしあったとしても、最小限にすることを意味する。例えば、ゴム組成物が０～約５ｐｈｒの石油系の加工油、より好ましくは約２ｐｈｒ未満のゴムの石油系の加工油に制限されることが望ましい。

[00030]１つの実施形態では、ゴム組成物は、最大約２０ｐｈｒのゴム加工油を含んでもよい。他の実施形態では、ゴム組成物は、約１ｐｈｒ以上のゴム加工油を含んでもよい。実際には、組成物は、約１～約２０ｐｈｒのゴム加工油、より好ましくは約１５～約２０ｐｈｒのゴム加工油を含んでもよい。加工油は、エラストマーを伸展するために典型的に使用される伸展油としてゴム組成物に含めることができる。加工油は、またゴム配合中に油の添加によってゴム組成物に直接含めることができる。ゴム組成物の中で使用される加工油は、エラストマーの中に存在する伸展油と配合時に添加される加工油の両方を含んでいてもよい。適切な加工油としては、芳香族系、パラフィン系、ナフテン系、植物性トリグリセリド油、ならびにＭＥＳ、ＴＤＡＥ、ＳＲＡＥおよび重質ナフテン系油などの低ＰＣＡ油を含む当分野で公知である様々な油を挙げることができる。適切な低ＰＣＡ油としては、ＩＰ３４６法で求めた多環式芳香族含有量が３重量パーセント未満のものを挙げることができる。ＩＰ３４６法のための手順は、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ａｎａｌｙｉｓ＆Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ ２０００Ｐａｒｔｓ、２００３、第６２版、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ出版、英国に見出すことができる。

[00031]適切な植物性トリグリセリド油は、不飽和エステルがオレイン酸エステル、リノール酸エステルおよびリノレン酸エステルの少なくとも１つの組み合わせで構成される場合、飽和エステルおよび不飽和エステルの組み合わせで構成される。飽和エステルは、例えば、限定することを意図するものではないが、ステアリン酸エステルおよびパルミチン酸エステルのうちの少なくとも１つで構成される。

[00032]１つの実施形態では、植物性トリグリセリド油は、大豆油、ひまわり油、菜種油およびキャノーラ油のうちの少なくとも１つで構成され、それは、ある程度の不飽和度を含んでいるエステルの形態をしている。植物性トリグリセリド油の他の好適例としては、トウモロコシ、ココナッツ、綿の実、オリーブ、パーム、ピーナッツおよび紅花の油を挙げることができる。実際には、油は、大豆油およびひまわり油のうちの少なくとも１つを含んでいる。

[00033]大豆油の場合には、例えば、グリセリントリエステル、すなわちトリグリセリド用の脂肪酸の上記の構成比、または組み合わせが、平均値として表わされており、主に大豆作物の種類や供給源によって多少異なる場合があり、大豆油が得られた特定の大豆作物の栽培条件に依存する場合もある。さらに著しい量の他の飽和脂肪酸が通常存在するが、大豆油は２０パーセントを通常超過しない。

[00034]企図された実施形態は、組成物中に約１～１０重量パーセントのバイオ由来のゴム加工油を含む。１つの実施形態では、ゴム加工油は、組成物の約３重量パーセント～８重量パーセントを占めている。
樹脂
[00035]本開示の重要な態様は、石油樹脂の代わりに、部分的に、しかし好ましくは完全に、バイオ由来の樹脂材料を使用することである。従来の樹脂は、石油に由来する。これらの樹脂の種類としては、いずれかの炭化水素の化学物質系樹脂（ＡＭＳ、クマロンインデン、Ｃ５、Ｃ９、Ｃ５／Ｃ９、ＤＣＰＤ、ＤＣＰＤ／Ｃ９、その他）およびそのいずれかの改質物（フェノール、Ｃ９、水素添加、再利用モノマー、その他）を挙げることができる。一方、本発明の１つの実施形態では、これらの種類の樹脂を、使用することが企図されているが、好ましい実施形態ではその代りに、再生可能なバイオ系の化学物質系樹脂ならびにその改質および混合物を使用する。代表的な樹脂としては、さらに、クマロン－インデン樹脂やクマロン樹脂の混合物を含むクマロン系樹脂、ナフテン系油、フェノール系樹脂、ロジンを挙げることができる。他の適切な樹脂としては、フェノール－アセチレン樹脂、フェノール－ホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノール－ホルムアルデヒド樹脂、テルペン－フェノール樹脂、ポリテルペン樹脂およびキシレン－ホルムアルデヒド樹脂などのフェノール－テルペン樹脂を挙げることができる。

[00036]テルペン－フェノール樹脂を、使用することができる。テルペン－フェノール樹脂は、フェノールモノマーとリモネン、ピネンおよびデルタ－３－カレンなどのテルペンとの共重合によって得ることができる。１つの実施形態では、樹脂は、６０℃～１３０℃の間の軟化点Ｔｇを特徴とするアルファピネン樹脂であってもよい。

[00037]１つの実施形態では、樹脂はロジンと誘導体に由来した樹脂である。その代表は、例えば、ガムロジン、ウッドロジンおよびトール油ロジンである。ロジンの成分の量は変わりうるが、ガムロジン、ウッドロジンおよびトール油ロジンは同様の組成物を有する。このような樹脂は、二量化させること、重合させること、または不均化させることができる。このような樹脂は、ロジン酸とペンタエリスリトールまたはグリコールなどのポリオールとのエステルの形態であってもよい。

[00038]１つの実施形態では、前記樹脂は部分的にまたは完全に水素添加させてもよい。
[00039]１つの実施形態では、別の種類の樹脂も同様に組成物に添加することができる実施形態が企図されているが、ゴム組成物は、約１０～約８０ｐｈｒの少なくとも１つの樹脂、より好ましくは約１０～約８０ｐｈｒのバイオ由来の樹脂を含む。１つの実施形態では、ゴム組成物は、１５ｐｈｒ以上の樹脂、より好ましくは約２０ｐｈｒ以上の樹脂を含む。１つの実施形態では、ゴム組成物は、２０ｐｈｒ以上６０ｐｈｒ以下の樹脂を含む。

[00040]企図された実施形態は、組成物中に約１０～１５重量パーセントのバイオ樹脂材料を含む。１つの実施形態では、樹脂材料は、組成物の約１２重量パーセント～１５重量パーセントを占めている。
充填剤
[00041]開示したゴム組成物は、８０～１５０ｐｈｒのシリカ充填剤を含む。１つの実施形態では、組成物は、少なくとも９０ｐｈｒのシリカを含む。１つの実施形態では、組成物は、１００ｐｈｒ以上のシリカを含む。

[00042]１つの実施形態では、沈降シリカは、
（Ａ）無機の砂（二酸化ケイ素系の砂）に由来した沈降シリカ、または、
（Ｂ）籾殻（籾殻を含んでいる二酸化ケイ素）に由来した沈降シリカ
で構成される。

[00043]１つの実施形態では、沈降シリカは、天然に存在する無機の砂（例えば、ＳｉＯ_２、二酸化ケイ素、この二酸化ケイ素は微量ミネラルを含んでいる可能性がある）に由来する。無機の砂は、通常、例えば、水酸化ナトリウムなどの強塩基で処理して、ケイ酸塩水溶液（例えば、ケイ酸ナトリウム）を形成する。合成沈降シリカは、酸（例えば、鉱酸および／または例えば、二酸化炭素などの酸性化ガス）を用いてケイ酸塩を制御処理することによってそれから形成される。沈降シリカ粒子の形成を促進するために、電解質（例えば硫酸ナトリウム）が存在してもよい。回収された沈降シリカは、無定形の沈降シリカである。

[00044]好ましい実施形態では、沈降シリカは籾殻由来の沈降シリカである。このような沈降シリカは、ＳｉＯ_２、二酸化ケイ素を含み、また、米が植えられた土壌からの微量ミネラルを含んでいる可能性がある籾殻（例えば、籾殻の焼却灰）に由来する。同様の方法で、籾殻（例えば、籾殻灰）を通常、例えば、水酸化ナトリウムなどの強塩基で処理してケイ酸塩水溶液（例えば、ケイ酸ナトリウム）を形成させ、合成沈降シリカを、籾殻由来の沈降シリカ粒子の形成を促進するために電解質（例えば、硫酸ナトリウム）が存在してもよい酸（例えば、鉱酸および／または例えば二酸化炭素などの酸性化ガス）を用いてケイ酸塩を制御処理することによってそこから形成させる。回収された沈降シリカは、無定形の沈降シリカである。例えば、米国特許出願第２００３／００９６９００号を参照されたい。好ましい実施形態では、ゴム組成物は、３０～４０重量パーセントの籾殻灰シリカ、より好ましくは３４～３７重量パーセントの間の籾殻灰シリカを含む。

[00045]沈降シリカは、前述の二酸化ケイ素または籾殻に由来したとしても、窒素ガスを使用して測定されるように、例えば約４０～約６００、より一般的には、グラム当たり約５０～約３００平方メートルの範囲のＢＥＴ表面積を有してもよい。表面積を測定するＢＥＴ法は、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、第６０巻、ならびにＡＳＴＭ Ｄ３０３７に、記述されている。

[00046]そのような沈降シリカは、さらに例えば、約１００～約４００、より一般的には、約１５０～約３００ｃｃ／１００ｇの範囲のフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収値を有してもよい。

[00047]シリカが、カーボンブラックなどの別の充填剤と組み合わせて使用される他の実施形態が企図されている。
[00048]１つの実施形態では、ゴム組成物は任意に、１００重量部のエラストマーに基づいて（ｐｈｒ）、約０～約５０ｐｈｒのカーボンブラックを含む。１つの実施形態では、ゴム組成物は、２０ｐｈｒ以下のカーボンブラックを含む。別の実施形態では、ゴム組成物は、０．１ｐｈｒ以上のカーボンブラックを含み、ある特定の実施形態では、１ｐｈｒ以上のカーボンブラックを含む。１つの実施形態では、ゴム組成物は約１～約１５ｐｈｒのカーボンブラックを含む。好ましい実施形態では、カーボンブラックはバイオ系カーボンブラックである。

[00049]「バイオ系」含有量を導き出すためのＡＳＴＭ－Ｄ６８６６法は、放射性炭素年代決定と同じ概念に立脚するが、年齢方程式は使用しない。この方法は、未知の試料中の放射性炭素（^１４Ｃ）の量と現代の参照基準の量との比率を決定することに依拠する。この比は、単位「ｐＭＣ」（現代炭素パーセント（ｐｅｒｃｅｎｔ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｃａｒｂｏｎ）により百分率として報告される。分析された材料が現代の放射性炭素および化石炭素（化石炭素は石油、石炭または天然ガス資源に由来する）の混合物である場合、得られたｐＭＣ値は試料中に存在するバイオマス材料の量に直接関連する。

[00050]放射性炭素年代測定法において使用される現代の参照基準は、過剰の放射性炭素が大気中に投入された以前の、およそＡＤ１９５０年と同等の既知の放射性炭素含有量を用いる米国国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ－ＵＳＡ）基準である。ＡＤ１９５０は、零（０）歳および１００ｐＭＣを表わす。現代の（新鮮な）バイオマス材料、およびそれに由来する材料は、約１０７．５の放射性炭素シグネチャーを示す。

[00051]放射性炭素年代決定アイソトープ（^１４Ｃ）には５７３０年の核半減期がある。化石炭素は、その供給源に依存するが、^１４Ｃの含有量は非常に零に近い。１０７．５ｐＭＣが現代のバイオマス材料を表わし、０ｐＭＣが石油（化石炭素）誘導体を表わすと仮定すると、材料について測定されるｐＭＣ値は、２つの構成成分の種類の割合を反映することになる。したがって、現代の植物油に１００％由来する材料は、約１０７．５ｐＭＣ付近の放射性炭素シグネチャーを示すはずである。その物質が５０％石油誘導体で希釈された場合、それは、５４ｐＭＣ付近の放射性炭素シグネチャーを示すはずである。

[00052]バイオマス含有量結果は、１００％が１０７．５ｐＭＣに等しく、０％が０ｐＭＣと等しいように割り当てることによって導き出される。この点で、９９ｐＭＣと測定される試料は、９３％の同等のバイオ系含有量の結果を示すことになる。この値は「平均バイオ系の結果」と呼ばれ、分析された材料内のすべての成分が現代の生物のまたは化石の起源だったと仮定する。

[00053]ＡＳＴＭ Ｄ６８６６法によって提供される結果は、平均バイオ系の結果であり、エンド成分放射性炭素シグネチャーにおけるばらつきを説明するための６％の絶対範囲（平均バイオ系の結果の両側に±３％）を包含する。すべての材料が、現代のまたは化石の起源であると推定される。この結果は、製造プロセスにおいて「使用される」バイオ系材料の量ではなく、物質中に「存在する」バイオ系成分の量である。

[00054]１つの実施形態では、タイヤ部材は、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６によって定義されるような１パーセント（１％）超の現代炭素含有量を有するカーボンブラック充填剤を含むゴム組成物から形成される。カーボンブラックは、カーボンブラックをゴム組成物へ添加する前にバイオ系供給材料から製造される。１つの実施形態では、カーボンブラックは、少なくとも部分的にバイオ系供給材料に由来し、好ましい実施形態では、化石炭素が全くない。

[00055]１つの実施形態では、カーボンブラックが由来するバイオ系供給材料は、例えば、大豆油、ひまわり油、キャノーラ油、なたね油またはその組み合わせのように、少なくとも１つのトリグリセリド植物油を含む。１つの実施形態では、カーボンブラックが由来するバイオ系供給材料は、少なくとも１つの植物バイオマス、動物バイオマスおよび都市廃棄物バイオマス、またはその組み合わせを含む。

[00056]１つの実施形態では、カーボンブラックは、少なくとも１％の現代炭素含有量を有する。１つの実施形態では、カーボンブラックは、少なくとも約１０％、より好ましくは少なくとも約２５％、最も好ましくは少なくとも約５０％の現代炭素含有量を有する。１つの実施形態では、カーボンブラックは、少なくとも約１ｐＭＣ、より好ましくは少なくとも約５４ｐＭＣのバイオマス含有量結果を有する。１つの実施形態では、カーボンブラックは、少なくとも約８０ｐＭＣのバイオマス含有量結果を有してもよい。

[00057]二酸化炭素を発生させる炭素補強充填剤（ｃａｒｂｏｎ－ｄｉｏｘｉｄｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｌｌｅｒ）を使用する他の実施形態が企図される。適切な二酸化炭素を発生させる炭素補強材は、ＵＳ８，６７９，４４４、ＵＳ１０，５００，５８２、および米国特許出願第１７／１０９，２６２号に記載されているような方法を用いて製造され、その内容はそれぞれがその全体を本明細書に組み込まれており、それらはともに参照により本明細書に完全に組み込まれている。

[00058]カーボンブラック（従来の、石油－カーボンブラックを含む、異なる粒径および／または他の特性を有する）の様々な組み合わせも、開示したゴム組成物の中で使用することができる。ゴム補強カーボンブラックの代表例は、例えば、Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第１３版、１９９０、４１７および４１８頁にそれらのＡＳＴＭ規格とともに挙げられているが、これらに限定されるものではない。そのようなゴム補強カーボンブラックは、例えば６０～２４０ｇ／ｋｇの範囲のヨウ素吸収および３４～１５０ｃｃ／１００ｇの範囲のＤＢＰ値を有しうる。
カップリング剤
[00059]前記沈降シリカのシリカカプラーの代表は、
（Ａ）その連結橋中に平均約２～約４、または約２～約２．６、または約３．２～約３．８個の範囲の硫黄原子を含有するビス（３－トリアルコキシシリルアルキル）ポリスルフィド、または
（Ｂ）アルコキシ有機メルカプトシラン、または
（Ｃ）それらの組み合わせ
である。

[00060]そのようなビス（３－トリアルコキシシリルアルキル）ポリスルフィドの代表は、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドで構成される。
[00061]先に議論されたシリカは、ゴム組成物内でのそのインサイチュ反応のために、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドと組み合わせて、ゴム組成物に添加されることが望ましい。

[00062]１つの実施形態では、組成物は、約１ｐｈｒ～約２０ｐｈｒのカップリング剤、より好ましくは、約８ｐｈｒ～約１２ｐｈｒのカップリング剤を含む。
加工助剤－脂肪酸誘導体
[00063]本開示の別の態様は、ゴム組成物用のバイオ由来の加工助剤の添加である。好ましい実施形態では、加工助剤は、バイオ系脂肪酸誘導体および／またはバイオ系脂肪酸誘導体のブレンドであってもよい。加工助剤は、約１０５℃～約１２０℃の範囲の軟化点（Ｔｇ）を有することが可能である。一般に、約０．５～約５ｐｈｒ、より好ましくは約１～約３ｐｈｒの加工助剤が組成物に含まれ得る。１つの企図された実施形態では、加工助剤は、Ｓｔｒｕｋｔｏｌ（登録商標）などからＺＢ４９として入手することができる。いくつかの実施形態では、加工助剤を、ポリマー間のネットワークについて、カップリング剤、シリカ充填剤および／またはポリマー上の部分の間のカップリングを促進するために使用することができる。

[00064]当業者には、ゴム組成物が、例えば種々の硫黄硬化可能な構成ゴムと、例えば、硫黄供与体；活性化剤、促進剤および遅延剤などの硬化助剤；ならびに加工添加剤、充填剤、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、抗酸化剤およびオゾン分解防止剤、および解膠剤などの種々の通常使用される添加材料と、を混合するステップなど、ゴム配合技術において一般的に公知の方法によって、配合されるはずであることは容易に理解される。当業者には公知の通り、硫黄加硫可能（ｓｕｌｆｕｒ ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ）材料および硫黄加硫（ｓｕｌｆｕｒ－ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ）材料（ゴム）の使用目的に応じて、上記添加剤は選択され、慣用量で一般的に使用される。

[00065]硫黄供与体の代表例としては、元素硫黄（遊離硫黄）、アミンジスルフィド、ポリマー性ポリスルフィドおよび硫黄オレフィン付加物を挙げることができる。硫黄加硫剤は元素硫黄が望ましい。硫黄加硫剤は、約０．５～８ｐｈｒの範囲の量で使用できるが、約１～６ｐｈｒの範囲が望ましい。酸化防止剤の典型的な量は、約０．５～約５ｐｈｒである。代表的な酸化防止剤は、例えば、Ｔｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（１９７８）、３４４～３４６頁に開示されているものなどの、例えば、重合したトリメチルジヒドロキノリン、アリール－ｐ－フェニレンジアミンの混合物およびその他であってもよい。好ましい実施形態では、酸化防止剤はリグニン系酸化防止剤である。オゾン分解防止剤の典型的な量は、約１～５ｐｈｒを含む。非限定的な代表的なオゾン分解防止剤は、例えば、Ｎ－（１，３ジメチルブチル）－ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミンである。脂肪酸の典型的な量は、使用される場合、例えばステアリン酸を含むことができ、約０．５～約５ｐｈｒを含むことができる。酸化亜鉛の典型的な量は、約１～約５ｐｈｒを含む。好ましい実施形態では、酸化亜鉛は再利用含有物に由来する。ワックスの典型的な量は、約１～約５ｐｈｒを含む。しばしば、微晶質ワックスが使用されるが精製パラフィンワックスまたは、両方の組み合わせを使用することができる。解膠剤の典型的な量は、約０．１～約１ｐｈｒを含む。典型的な解膠剤は、例えば、ペンタクロロチオフェノールおよびジベンズアミドジフェニルジスルフィドであってもよい。

[00066]促進剤は、加硫に要する時間および／または温度を制御し、かつ加硫物の特性を改良するために使用される。１つの実施形態では、単一の促進剤系、すなわち一次促進剤を使用することができる。一次促進剤を、約０．２～約３、好ましくは約２～約２．５ｐｈｒの範囲の総量で使用することができる。別の実施形態では、加硫物を活性化し、かつ加硫物の特性を改良するために、一次と二次促進剤の組み合わせが使用され、二次促進剤を、約０．２～約３、好ましくは約２～約２．５ｐｈｒの範囲の総量で使用することができる。これらの促進剤の組み合わせは、最終特性に対して相乗効果をもたらすことが期待され、いずれかの促進剤を単独で使用して製造されたものよりも多少良好である。さらに、標準的な加工温度には影響されないが、通常の加硫温度で満足のいく硬化をもたらす遅延作用促進剤を使用することができる。加硫遅延剤も使用することができる。遅延剤の非限定的な例は、Ｎ－シクロヘキシルチオフタルイミド（ＣＴＰ）であってもよい。本発明で使用できる適切な種類の促進剤は、アミン、ジスルフィド、グアニジン、チオ尿素、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメートおよびキサントゲン酸塩である。好ましくは、一次促進剤は、例えばＮ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）などの、スルフェンアミドである。二次促進剤が使用される場合、二次促進剤には、グアニジン（ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）など）、ジチオカルバメート（亜鉛ジメチルジチオカルバメートまたは亜鉛ジベンジルジチオカルバメートなど）、またはチウラム化合物が好適である。

[00067]ゴム組成物の混合は、ゴム混合分野の当業者に公知の方法によって達成することができる。例えば、成分は、典型的には少なくとも２つの段階、すなわち、少なくとも１つのノンプロダクティブ段階とそれに続くプロダクティブ混合段階で混合される。硫黄加硫剤を含む最終硬化剤は、典型的には、従来、「プロダクティブ」混合段階と呼ばれる最終段階で混合され、そこでは混合が典型的にはその前のノンプロダクティブ混合段階の混合温度より低い温度、または極限温度（ｕｌｔｉｍａｔｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で行われる。「ノンプロダクティブ」混合段階および「プロダクティブ」混合段階という用語は、ゴム混合分野の当業者には周知である。ゴム組成物は、熱機械的混合工程に付されてもよい。この熱機械的混合工程は、一般に１４０℃～１９０℃のゴム温度を生ずるために適切な時間の間、ミキサーまたは押し出し機内での機械的作業を含む。熱機械的作業の適切な時間は、運転条件、ならびに成分の容量および性質に応じて変動する。例えば、熱機械的作業は、１～２０分であってもよい。

[00068]本発明の空気入りタイヤの加硫は、一般的に、例えば約１００℃～２００℃の範囲の慣用温度で実施される。加硫は、約１１０℃～１８０℃の範囲の温度で実施されるのが望ましい。プレス機または金型内での加熱、過熱蒸気または熱風による加熱などの通常の加硫プロセスのいずれが使用されてもよい。そのようなタイヤは、当業者に公知の、そして容易に明らかな様々な方法によって構築、付形、成型および硬化することができる。

[00069]本開示は、そのような方法から形成されたタイヤ部材を企図する。同様に、タイヤ部材は、タイヤに組み込まれていてもよい。タイヤ部材は接地してもよいし、または非接地であってもよい。タイヤは空気入りであってもよいし、または非空気入りであってもよい。１つの実施形態では、タイヤ部材はトレッドであってもよい。

[00070]本開示のタイヤは、レース用タイヤ、乗用車用タイヤ、航空機用タイヤ、農業用、土工機械用、オフロード用、トラック用（商用または旅客用）タイヤなどであってもよい。好ましくは、タイヤは乗用車またはトラック用である。タイヤはラジアルでもバイアスでもよい。

[00071]ゴム組成物そのものは、大いに再生可能な材料の選択およびレベルに依存するが、さらにタイヤサイドウォールもしくは他のタイヤ部材として有用であり得、またはウインドシールドワイパーブレード、ブレーキダイヤフラム、ワッシャー、シール、ガスケット、ホース、コンベヤーベルト、動力伝達ベルト、靴底、靴の甲革および建物のフロアマットもしくは自動用途などの、ゴムトラック、コンベヤーベルトもしくは他の工業製品においても有用であり得る。

[00072]以下の実施例は、本発明を説明することを目的として提示されたもので、制限を目的としたものではない。部はすべて、特に明記されない限り、重量部である。

[00073]これらの実施例において、ゴムコンパウンドの性能に対する再生可能な含有物の開示した組み合わせの影響を説明する。ゴム組成物を、表１～６中のレシピに従う多段階の混合手順で混合した。

[00074]対照ゴムコンパウンド試料Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｋ、ＮおよびＱを、等量の類似成分から形成した。これらの対照試料を、ポリブタジエンＢＲ、乳化重合したスチレンブタジエンコポリマーＥＳＢＲ、溶液重合したスチレンブタジエンポリマーＥＳＢＲと、油（大豆）、カーボンブラック充填剤、バイオ系シランカップリング剤、ワックス、オゾン分解防止剤、リグニン系酸化防止剤、バイオ系脂肪酸誘導体のブレンドおよび再利用酸化亜鉛を含む添加材料と、のブレンドを用いて形成した。その対照も石油由来であるアルファ－メチルスチレン樹脂を用いて形成した。標準的な硬化技術も使用した。

[00075]実験試料ＢおよびＣを、表１に示す。試料ＢおよびＣでは、石油樹脂を、バイオ由来の樹脂、より詳細には、アルファピネン樹脂と置き換える。試料Ｃは、その他の成分や量は同じで、対照Ａに比べて硫黄と促進剤を８パーセント（８％）増量している。

[00076]次いでゴムコンパウンドを硬化し、特に、摩耗、ウエットトラクションおよび転がり抵抗、などを含む様々な特性についてテストした。
[00077]エラストマー１００重量部に対しての部数（ｐｈｒ）で示される基本的配合を以下の表１に示す。表１は、さらに対照試料Ａならびに実験試料ＢおよびＣの硬化特性を比較したものである。

[00078]石油由来の樹脂をバイオ由来の樹脂と置き換えた場合、表１では、実験試料Ｂと対照Ａの間で、剛性が低くなる方向にわずかにシフトしていることが分かる。実験試料Ｃと実験試料Ｂ－ともにバイオ由来の樹脂を用いて形成－の間で、硫黄と促進剤を増量することにより、その変化を調整した。これにより試料Ｃのデルタトルク値が改良され、それによって対照Ａにより良く整合するようになる。

[00079]まとめると、実験試料Ｂ、Ｃと対照Ａの間で同様の性能指標を、観察した。石油系樹脂の代わりに持続可能な資源で作られた樹脂は、コンパウンドの性能に影響を与えないと、結論付けられる。

[00080]実験試料Ｅを、表２に示す。試料Ｅで、従来の石油由来のカーボンブラックを、バイオ由来のカーボンブラックと置き換える。試料Ｅは、対照Ｄに比べて大量のカーボンブラックを含み、他のすべては同じ量である。

[00081]次いでゴムコンパウンドを硬化し、特に、摩耗、ウエットトラクションおよび転がり抵抗、などを含む様々な特性についてテストした。
[00082]エラストマー１００重量部に対しての部数（ｐｈｒ）で示される基本的配合を以下の表２に示す。表２は、さらに対照試料Ｄおよび実験試料Ｅの硬化特性を比較したものである。

[00083]石油由来のカーボンブラックをバイオ由来のカーボンブラックと置き換えた場合、表２では、実験試料Ｅと対照Ｄの間で、低ひずみ剛性の増加を示す。
[00084]まとめると、バイオ由来のカーボンブラックは、コンパウンドの特性に顕著な影響を及ぼさないことが示された。コンパウンドの性能に顕著な影響を及ぼさずに、着色剤としてバイオ由来のカーボンブラックを使用することができると、結論付けられる。

[00085]実験試料（Ｇ～Ｊ）を、表３に示す。試料（Ｇ～Ｊ）では、ＳＳＢＲの削減とともに、ＥＳＢＲを天然ゴムに置き換える。試料Ｇは、改質ゴムブレンドを有する従来の石油由来の樹脂を使用する。試料Ｈ～Ｊは、石油由来の樹脂をバイオ由来の樹脂材料に置き換える。試料ＩおよびＪでは、試料Ｈよりもバイオ由来の樹脂材料の使用量を増加させている。試料Ｊでは、さらに試料Ｆ～Ｉよりもシリカ充填剤の量を増加させている。他のすべての成分の量は同じままで、試料Ｈ、Ｉ、およびＪの間で硬化の微調整を行なった。

[00086]次いでゴムコンパウンドを硬化し、特に、摩耗、ウエットトラクションおよび転がり抵抗、などを含む様々な特性についてテストした。
[00087]エラストマー１００重量部に対しての部数（ｐｈｒ）で示される基本的配合を以下の表３に示す。表３は、さらに対照試料Ｆおよび実験試料Ｇ～Ｊの硬化特性を比較したものである。

[00088]実施例３において、ゴムポリマーブレンドを、ポリマーのＴｇがより低い方にシフトするように調整した。実験試料Ｇ～Ｊを、予測される性能について、バイオ由来の樹脂および／またはシリカのレベルを上げてその影響を評価するためにテストした。

[00089]天然ゴムに切り換えることによって、試料Ｈは、低ひずみ剛性の上昇を示した。ポリマーのＴｇをより低い方へシフトすると、湿潤指標へ悪影響をもたらすが、改善された摩耗指標、雪指標および転がり抵抗指標を示した。

[00090]バイオ由来の樹脂の量を２倍にすることによって、試料Ｉは、湿潤指標に著しい改良を示したが、転がり抵抗を犠牲にした。可塑剤レベルの増加は、雪指標には方向的に有益であった。全体として、コンパウンドの剛性を減少させた。

[00091]他の変更と組み合わせてより多くのシリカを添加することによって、試料Ｊは、剛性が回復されることを示した。雪指標も、対照Ｆと同等であることが分かった。
[00092]タイヤ中のバイオ由来の樹脂材料およびシリカの量を増加させることにより、性能特性に制御可能に影響を与え、再生可能な／持続可能な含有物のパーセントを調整することができると、結論付けられる。このようなポリマー組成を、タイヤトレッドに組み入れることができる。

[00093]表４に示した実験試料Ｌは、石油由来のカーボンブラックを同量のバイオ由来のカーボンブラックにさらに置き換えることにより、前掲の試料Ｊ（それはバイオ由来の樹脂材料の使用量を増加させた）を改質したものである。試料Ｍで、対照Ｋおよび試料Ｌの非官能化ＳＳＢＲを、官能化ＳＳＢＲと置き換える。大豆油レベルも、試料ＫおよびＬの油展ＳＳＢＲの可塑剤レベルを維持するように調整した。

[00094]他のすべての成分の量は同じままで、試料Ｈ、Ｉ、およびＪの間で硬化の微調整を行なった。試料Ｌの他のすべての成分および量は、試料Ｊと同じであり、この試料Ｊは対照Ｋの石油樹脂よりもバイオ由来の樹脂の方が多く、シリカ充填剤の量が多い。硬化の微調整を試料Ｋにも行なった。

[00095]次いでゴムコンパウンドを硬化し、特に、摩耗、ウエットトラクションおよび転がり抵抗、などを含む様々な特性についてテストした。
[00096]エラストマー１００重量部に対しての部数（ｐｈｒ）で示される基本的配合を以下の表４に示す。表４は、さらに対照試料Ｋならびに実験試料ＬおよびＭの硬化特性を比較したものである。

[00097]石油由来のカーボンブラックをバイオ由来のカーボンブラックと置き換える時、実施例２では、コンパウンドの特性への影響はまったく示さなかった。ここで、バイオ由来のカーボンブラックおよびバイオ由来の樹脂材料の組み合わせを、高含有量のシリカおよび官能化ＳＢＲを用いてテストする。非官能化ＳＢＲの代わりに官能化ＳＢＲを使用することにより、転がり抵抗が改善されていることが分かった。他の性能指標には極めてわずかしか影響を及ぼさなかった。したがって、多数の他のバイオ由来の材料を有するタイヤトレッドゴム組成物の中で官能化ポリマーを使用することができると、結論付けられる。

[00098]実験試料Ｏは、前掲の試料Ｍと同一処方である。試料Ｐでは、その他の成分や量は同じで、試料Ｏのポリマー比率を調整する。この変更により、組成物中の再生可能な材料（含有物）のパーセント量が増加した。

[00099]次いでゴムコンパウンドを硬化し、特に、摩耗、ウエットトラクションおよび転がり抵抗、などを含む様々な特性についてテストした。
[000100]エラストマー１００重量部に対しての部数（ｐｈｒ）で示される基本的配合を以下の表５に示す。表５は、さらに対照試料Ｎならびに実験試料ＯおよびＰの硬化特性を比較したものである。

[000101]この実施例の前に、試料Ｍは最も好ましい性能結果を示した。実施例５では、３つのポリマーの混合率を調整し、試料Ｍと比較した。この調整の結果、－８０．０℃から－８２．６℃までポリマーのＴｇがシフト（ＦＯＸ計算）した。

[000102]実験試料Ｐの天然ゴム含有量の増加により、コンパウンドの剛性および真の引張強さが増加することが分かった。試料Ｐでは、再生可能な材料含有物の実質的なパーセント増加をさらに含みながらも、対照Ｎと比較して、湿潤指標、摩耗指標および雪指標を改善した。さらに、転がり抵抗指標は、対照Ｎおよび試料Ｏと同等か、またはそれ以上に改善された。

[000103]実験試料Ｒは、前掲の試料Ｐと同一処方である。試料Ｓでは、ＥＳＢＲを大量の天然ゴムと置き換えた。他のすべての成分および量は同一のままであった。この変更により、組成物中の再生可能な材料（含有物）のパーセント量がさらに増加した。

[000104]次いでゴムコンパウンドを硬化し、特に、摩耗、ウエットトラクションおよび転がり抵抗、などを含む様々な特性についてテストした。
[000105]エラストマー１００重量部に対しての部数（ｐｈｒ）で示される基本的配合を以下の表６に示す。表６は、さらに対照試料Ｑならびに実験試料ＲおよびＳの硬化特性を比較したものである。

[000106]さらにトレッドにおける再生可能な含有物のパーセント量を増加させるテストをするために、ＳＢＲを除去し、追加の天然ゴムと置き換えた。さらに、この実施例において、天然ゴムはブレンド中のゴムポリマーに、実質的増加で、過半の含有量を占めた。この結果、－８２．６℃から－７２．３℃までポリマーのＴｇがシフト（ＦＯＸ計算）した。

[000107]ポリマー調整の結果、コンパウンドの剛性がわずかに減少した。
[000108]天然ゴムレベルの増加により、ゴム組成物中の再生可能な含有物のパーセントを４７重量％（対照Ｑ）から８８重量％（実験試料Ｓ）に増加させた。試料Ｓは対照Ｑに比べて改善された湿潤指標および雪指標を示し、さらに、試料Ｓは同等な転がり抵抗を示した。

[000109]異なる再生可能な材料の組み合わせから過半のパーセントの再生可能な含有物を有するように形成されたトレッドタイヤゴム組成物は、従来のゴム組成物から形成されたタイヤのその性能を満たすかまたは向上させることができると、結論付けられる。

[000110]本発明の変形は、本明細書に提供されるその説明に照らして可能である。本発明を説明するために特定の代表的な実施形態および詳細を示すが、本発明の範囲を逸脱することなく様々の変更および修正を行なうことができることは当業者には明らかであろう。したがって、ここに記載した特定の実施形態で行なうことができる変更は、下記添付クレームによって定義される本発明の完全に意図する範囲内に入ることを理解されたい。

［発明の態様］
［１］ 重量パーセントで過半量の再生可能な材料を含むゴム組成物から形成されたタイヤ部材であって、前記ゴム組成物が、１００重量部のエラストマーに基づいて（ｐｈｒ）、
約４０ｐｈｒ～約５０ｐｈｒのポリブタジエンと３５ｐｈｒ以下のスチレン－ブタジエンコポリマーと４５ｐｈｒ以下の天然ゴムとからなる群から選択された少なくとも２つのゴムエラストマーのブレンド；
バイオ由来の樹脂材料；ならびに
シリカおよびカーボンブラック充填剤を含むバイオ由来の充填剤
を含み、ここで前記カーボンブラック充填剤がゴム組成物へ添加前にバイオ系供給材料に少なくとも部分的に由来するシリカおよびカーボンブラック充填剤を含む
タイヤ部材。
［２］ ゴム組成物が約７５％より多い再生可能な材料を含む、１に記載のタイヤ部材。
［３］ ゴム組成物が約８５％より多い再生可能な材料を含む、１に記載のタイヤ部材。
［４］ 樹脂がテルペン樹脂であること、１に記載のタイヤ部材。
［５］ 樹脂がアルファピネン樹脂である、１に記載のタイヤ部材。
［６］ 組成物から石油由来の樹脂、油および充填剤材料が除かれている、１に記載のタイヤ部材。
［７］ ゴムエラストマーのブレンドが、任意に３５ｐｈｒ以下の乳化重合したスチレンブタジエンコポリマー（ＥＳＢＲ）を含む、１に記載のゴム組成物。
［８］ ゴムエラストマーのブレンドから乳化重合したスチレンブタジエンコポリマー（ＥＳＢＲ）が除かれている、１に記載のゴム組成物。
［９］ ゴムエラストマーのブレンドが約５～約３０ｐｈｒの溶液重合したスチレンブタジエンコポリマー（ＳＳＢＲ）を含む、１に記載のゴム組成物。
［１０］ ＳＳＢＲが油展されている、９に記載のゴム組成物。
［１１］ ＳＳＢＲが官能化されている、９に記載のゴム組成物。
［１２］ ＳＳＢＲが官能化されていない、９に記載のゴム組成物。
［１３］ ゴムエラストマーのブレンドが約５～約１５ｐｈｒの官能化ＳＳＢＲを含む、９に記載のゴム組成物。
［１４］ ゴムエラストマーのブレンドが約３５ｐｈｒ～約４５ｐｈｒの天然ゴムを含む、１に記載のゴム組成物。
［１５］ ゴムエラストマーのブレンドからさらにＥＳＢＲが除かれている、１４に記載のゴム組成物。
［１６］ 約８０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒのシリカ、および
約１～１５ｐｈｒのカーボンブラック
をさらに含む、１に記載のゴム組成物。
［１７］ シリカが籾殻灰に由来する、１に記載のゴム組成物。
［１８］ 約１０ｐｈｒ～約５０ｐｈｒの樹脂をさらに特徴とする、１に記載のゴム組成物。
［１９］ カーボンブラックが、ゴム組成物への添加前に、化石炭素が除かれている供給材料から製造されている、１に記載のタイヤ部材。

Claims (19)

1. 重量パーセントで過半量の再生可能な材料を特徴とするゴム組成物から形成されたタイヤ部材であって、前記ゴム組成物が、１００重量部のエラストマーに基づいて（ｐｈｒ）、
   ４０ｐｈｒ～５０ｐｈｒのポリブタジエンと３５ｐｈｒ以下のスチレン－ブタジエンコポリマーと４５ｐｈｒ以下の天然ゴムとからなる群から選択された少なくとも２つのゴムエラストマーのブレンド；
   バイオ由来の樹脂材料；ならびに
   シリカおよびカーボンブラック充填剤を含むバイオ由来の充填剤
   を含み、ここで前記カーボンブラック充填剤がゴム組成物へ添加前にバイオ系供給材料に少なくとも部分的に由来するシリカおよびカーボンブラック充填剤を含む
   タイヤ部材。
2. ゴム組成物が７５％より多い再生可能な材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ部材。
3. ゴム組成物が８５％より多い再生可能な材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ部材。
4. 樹脂がテルペン樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ部材。
5. 樹脂がアルファピネン樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ部材。
6. 組成物から石油由来の樹脂、油および充填剤材料が除かれていることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ部材。
7. ゴムエラストマーのブレンドが、任意に３５ｐｈｒ以下の乳化重合したスチレンブタジエンコポリマー（ＥＳＢＲ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
8. ゴムエラストマーのブレンドから、乳化重合したスチレンブタジエンコポリマー（ＥＳＢＲ）が除かれていることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
9. ゴムエラストマーのブレンドが５～３０ｐｈｒの溶液重合したスチレンブタジエンコポリマー（ＳＳＢＲ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
10. ＳＳＢＲが油展されていることを特徴とする、請求項９に記載のゴム組成物。
11. ＳＳＢＲが官能化されていることを特徴とする、請求項９に記載のゴム組成物。
12. ＳＳＢＲが官能化されていないことを特徴とする、請求項９に記載のゴム組成物。
13. ゴムエラストマーのブレンドが５～１５ｐｈｒの官能化ＳＳＢＲを含むことを特徴とする、請求項９に記載のゴム組成物。
14. ゴムエラストマーのブレンドが３５ｐｈｒ～４５ｐｈｒの天然ゴムを含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
15. ゴムエラストマーのブレンドからさらにＥＳＢＲが除かれていることを特徴とする、請求項１４に記載のゴム組成物。
16. ８０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒのシリカ、および
    １～１５ｐｈｒのカーボンブラック
    をさらに特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
17. シリカが籾殻灰に由来することを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
18. １０ｐｈｒ～５０ｐｈｒの樹脂をさらに特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
19. カーボンブラックが、ゴム組成物への添加前に、化石炭素が除かれている供給材料から製造されていることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ部材。