JPH11157302A - ゴム組成物及びそのトレッドを有するタイヤ - Google Patents
ゴム組成物及びそのトレッドを有するタイヤInfo
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- JPH11157302A JPH11157302A JP10228005A JP22800598A JPH11157302A JP H11157302 A JPH11157302 A JP H11157302A JP 10228005 A JP10228005 A JP 10228005A JP 22800598 A JP22800598 A JP 22800598A JP H11157302 A JPH11157302 A JP H11157302A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規なゴム組成物及びそのトレッドを有する
タイヤを提供する。 【解決手段】 粒状カーボンブラック複合材料で強化さ
れたエラストマーを含んで成るゴム組成物であって、該
複合材料が、一体となっているシリカをその表面上に有
するカーボンブラック、及びカップリング剤を含んで成
る前記組成物。そのようなカーボンブラック複合材料強
化剤を含むゴム組成物の導電率を調節する方法も提供さ
れる。例えばトレッドのような上記ゴム組成物の成分を
有するタイヤが特に企図される。
タイヤを提供する。 【解決手段】 粒状カーボンブラック複合材料で強化さ
れたエラストマーを含んで成るゴム組成物であって、該
複合材料が、一体となっているシリカをその表面上に有
するカーボンブラック、及びカップリング剤を含んで成
る前記組成物。そのようなカーボンブラック複合材料強
化剤を含むゴム組成物の導電率を調節する方法も提供さ
れる。例えばトレッドのような上記ゴム組成物の成分を
有するタイヤが特に企図される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１種の
エラストマー及びそのためのカーボンブラック強化剤を
含むゴム組成物に関する。ゴム組成物の導電率調節が企
図される。本発明はさらに、そのゴム組成物の成分、例
えばトレッドを有するタイヤに関する。
エラストマー及びそのためのカーボンブラック強化剤を
含むゴム組成物に関する。ゴム組成物の導電率調節が企
図される。本発明はさらに、そのゴム組成物の成分、例
えばトレッドを有するタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】タイヤは典型的に、通常カーボンブラッ
クで強化されたエラストマーに基づくゴム組成物のトレ
ッドを使用して製造される。ときどき、タイヤトレッド
ゴク組成物は、個々のシリカ及びカーボンブラック粒子
の組み合わせを使用してシリカで強化され得る。典型的
にはシリカは沈降シリカである。
クで強化されたエラストマーに基づくゴム組成物のトレ
ッドを使用して製造される。ときどき、タイヤトレッド
ゴク組成物は、個々のシリカ及びカーボンブラック粒子
の組み合わせを使用してシリカで強化され得る。典型的
にはシリカは沈降シリカである。
【０００３】しばしば、カップリング剤が沈降シリカと
共に使用されて、シリカと混合されるエラストマーのそ
の強化を助ける。そのような目的のためのシリカカップ
リング剤の利用はそのような技術の当業者に周知であ
る。
共に使用されて、シリカと混合されるエラストマーのそ
の強化を助ける。そのような目的のためのシリカカップ
リング剤の利用はそのような技術の当業者に周知であ
る。
【０００４】ゴム組成物を強化するためにシリカが、よ
り慣用されているカーボンブラックを置換するときに、
ゴム組成物の導電率が減じられることが認識される。
り慣用されているカーボンブラックを置換するときに、
ゴム組成物の導電率が減じられることが認識される。
【０００５】本発明の記述において、ここで使用される
場合、用語「ｐｈｒ」は慣用のプラクティスに従い、
「ゴムまたはエラストマー１００重量部あたりのそれぞ
れの材料の部数」を意味する。
場合、用語「ｐｈｒ」は慣用のプラクティスに従い、
「ゴムまたはエラストマー１００重量部あたりのそれぞ
れの材料の部数」を意味する。
【０００６】本発明の記述において、用語「ゴム」及び
「エラストマー」は、使用される場合には、他に述べな
い限り交換可能に使用される。本発明の説明において使
用される用語「配合されたゴム」及び「ゴムコンパウン
ド」は、使用される場合には種々の成分または材料とブ
レンドまたは混合されたゴム」を交換可能に示し、その
ような用語はゴム混合またはゴム配合技術における当業
者に周知である。
「エラストマー」は、使用される場合には、他に述べな
い限り交換可能に使用される。本発明の説明において使
用される用語「配合されたゴム」及び「ゴムコンパウン
ド」は、使用される場合には種々の成分または材料とブ
レンドまたは混合されたゴム」を交換可能に示し、その
ような用語はゴム混合またはゴム配合技術における当業
者に周知である。
【０００７】本発明に従い、（Ａ）共役ジエンのホモポ
リマー並びにスチレン及びα−メチルスチレンのような
ビニル芳香族化合物と共役ジエンとのコポリマーから選
択される、少なくとも１種のジエンに基づくエラストマ
ー１００重量部、（Ｂ）（ｉ）一体となったシリカを表
面に含むカーボンブラック複合材料、または（ｉｉ）約
２０〜約７０、または約９０ｐｈｒまでの前記カーボン
ブラック複合材料、並びに（ａ）約１０〜約８０ｐｈｒ
の少なくとも１種の古典的ゴム強化カーボンブラック及
び（ｂ）約１０〜約８０ｐｈｒの沈降シリカの少なくと
も１種を含んで成る強化充填剤約３０〜約１１０ｐｈ
ｒ、または約３０〜約９０ｐｈｒ、ここで、前記カーボ
ンブラック複合材料はその表面に一体となっているシリ
カドメイン（領域）を有するカーボンブラックを含んで
成り、そして前記カーボンブラック複合材料の前記シリ
カドメイン及び前記沈降シリカはその表面にシラノール
基を含み、そして前記カーボンブラック複合材料及び前
記古典的カーボンブラックのカーボンブラックはその表
面にヒドロキシル基を含み、そして前記カーボンブラッ
ク複合材料のケイ素対炭素比は約０．１／１〜約０．９
／１の範囲である、（Ｃ）前記シラノール基及び前記ヒ
ドロキシル基と反応性の部分、並びに前記ジエンに基づ
くエラストマーの少なくとも１種と相互作用性の他の部
分を有する少なくとも１種のカップリング剤を含んで成
るゴム組成物が提供される。
リマー並びにスチレン及びα−メチルスチレンのような
ビニル芳香族化合物と共役ジエンとのコポリマーから選
択される、少なくとも１種のジエンに基づくエラストマ
ー１００重量部、（Ｂ）（ｉ）一体となったシリカを表
面に含むカーボンブラック複合材料、または（ｉｉ）約
２０〜約７０、または約９０ｐｈｒまでの前記カーボン
ブラック複合材料、並びに（ａ）約１０〜約８０ｐｈｒ
の少なくとも１種の古典的ゴム強化カーボンブラック及
び（ｂ）約１０〜約８０ｐｈｒの沈降シリカの少なくと
も１種を含んで成る強化充填剤約３０〜約１１０ｐｈ
ｒ、または約３０〜約９０ｐｈｒ、ここで、前記カーボ
ンブラック複合材料はその表面に一体となっているシリ
カドメイン（領域）を有するカーボンブラックを含んで
成り、そして前記カーボンブラック複合材料の前記シリ
カドメイン及び前記沈降シリカはその表面にシラノール
基を含み、そして前記カーボンブラック複合材料及び前
記古典的カーボンブラックのカーボンブラックはその表
面にヒドロキシル基を含み、そして前記カーボンブラッ
ク複合材料のケイ素対炭素比は約０．１／１〜約０．９
／１の範囲である、（Ｃ）前記シラノール基及び前記ヒ
ドロキシル基と反応性の部分、並びに前記ジエンに基づ
くエラストマーの少なくとも１種と相互作用性の他の部
分を有する少なくとも１種のカップリング剤を含んで成
るゴム組成物が提供される。
【０００８】本発明の一面において、ゴム組成物が、
（ａ）少なくとも２つの逐次混合工程において、前記ジ
エンに基づくエラストマー、カーボンブラック複合材料
並びに所望によって前記古典的カーボンブラック及び／
または沈降シリカを、全て硬化剤硬化促進剤の非存在下
に、（ｉ）約１６０℃〜約１８０℃の範囲の最大温度
へ、前記最大温度に達してから前記最大温度の約５℃〜
約１０℃内の温度で約１〜約１０分の範囲で、または
（ｉｉ）約１５５℃〜約１６５℃の範囲の温度の最大温
度へ、前記最大温度に達してから、前記最大温度の約５
℃〜約１０℃内の温度で約４〜約２０分間の範囲で、熱
機械的に混練する工程、続いて（ｂ）硫黄硬化剤及び硬
化促進剤を前記混合物と、約９０℃〜約１２０℃の温度
に約１〜約４分間混合する最終の熱機械的混合工程、た
だし、該ゴム混合物は前記混合工程のそれぞれの間に約
４０℃未満の温度に冷却されるによって製造されること
が望ましい。
（ａ）少なくとも２つの逐次混合工程において、前記ジ
エンに基づくエラストマー、カーボンブラック複合材料
並びに所望によって前記古典的カーボンブラック及び／
または沈降シリカを、全て硬化剤硬化促進剤の非存在下
に、（ｉ）約１６０℃〜約１８０℃の範囲の最大温度
へ、前記最大温度に達してから前記最大温度の約５℃〜
約１０℃内の温度で約１〜約１０分の範囲で、または
（ｉｉ）約１５５℃〜約１６５℃の範囲の温度の最大温
度へ、前記最大温度に達してから、前記最大温度の約５
℃〜約１０℃内の温度で約４〜約２０分間の範囲で、熱
機械的に混練する工程、続いて（ｂ）硫黄硬化剤及び硬
化促進剤を前記混合物と、約９０℃〜約１２０℃の温度
に約１〜約４分間混合する最終の熱機械的混合工程、た
だし、該ゴム混合物は前記混合工程のそれぞれの間に約
４０℃未満の温度に冷却されるによって製造されること
が望ましい。
【０００９】ミキサーのローター速度、充填要素及びゴ
ム組成物それ自体にいくらか依存して、最大温度に達す
るための時間は約２〜約５分の範囲であり得る。用語
「充填ファクター（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）」は、ゴ
ム組成物それ自体によって占められる密閉式ミキサーの
体積の部分として、そのような技術における当業者に周
知であると考えられる。他のパラメーターが同じであれ
ば、より高い油含量を有するゴム組成物は通常最大温度
に達するためにより長い時間がかかる。
ム組成物それ自体にいくらか依存して、最大温度に達す
るための時間は約２〜約５分の範囲であり得る。用語
「充填ファクター（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）」は、ゴ
ム組成物それ自体によって占められる密閉式ミキサーの
体積の部分として、そのような技術における当業者に周
知であると考えられる。他のパラメーターが同じであれ
ば、より高い油含量を有するゴム組成物は通常最大温度
に達するためにより長い時間がかかる。
【００１０】実際に、密閉式ゴムミキサーは個々の混合
工程のために好ましい。
工程のために好ましい。
【００１１】本発明のさらなる面において、本発明のゴ
ム組成物の成分を有すタイヤが提供される。そのような
タイヤ成分は例えば、トレッド、ワイヤコート、サイド
ウオール及びチャファー（ｃｈａｆｅｒ）を含み得る
が、他のタイヤ成分も該ゴム組成物を含むことができ
る。
ム組成物の成分を有すタイヤが提供される。そのような
タイヤ成分は例えば、トレッド、ワイヤコート、サイド
ウオール及びチャファー（ｃｈａｆｅｒ）を含み得る
が、他のタイヤ成分も該ゴム組成物を含むことができ
る。
【００１２】好ましくは本発明のゴム組成物を含むトレ
ッドを有するタイヤが提供される。
ッドを有するタイヤが提供される。
【００１３】本発明の重要な特徴は、ゴム組成物の導電
率を、本発明において使用されるカーボンブラック複合
材料内のカーボンブラック対シリカの比を選択すること
によって調節する能力である。この特徴は、シリカ強化
剤の使用によって高められたけん引力が望ましいが、逆
にシリカの導電率低下効果を最小化することが好ましい
場合に重要になり得る。ここで、本発明のゴム組成物、
すなわちタイヤトレッドのようなタイヤ成分の体積抵抗
率を調節する方法は、約１０００オーム．ｃｍ〜少なく
とも約１０メガオーム．ｃｍ、あるいは１０〜１２分の
１のパワー、すなわちそれ以上のオーム．ｃｍの電気体
積抵抗率を有するゴム組成物を、（ｉ）カーボンブラッ
ク複合材料を選択的にそれを製造（それを変性）して約
０．１／１〜約０．９／１の前述のケイ素対炭素比の範
囲をもたせること、並びに（ｉｉ）ゴム組成物中の前記
カーボンブラック複合材料の含量を前述の範囲内に調節
することによって、与えることを含んで成る。通常、約
１０００〜約１０メガオーム．ｃｍの範囲の電気抵抗率
が望ましいが、いくつかの場合においては、それより高
い電気抵抗率が、もしゴム組成物についてより大きな摩
擦（例えばタイヤトレッドけん引力）が望まれる場合に
は使用されなければならないかも知れない。
率を、本発明において使用されるカーボンブラック複合
材料内のカーボンブラック対シリカの比を選択すること
によって調節する能力である。この特徴は、シリカ強化
剤の使用によって高められたけん引力が望ましいが、逆
にシリカの導電率低下効果を最小化することが好ましい
場合に重要になり得る。ここで、本発明のゴム組成物、
すなわちタイヤトレッドのようなタイヤ成分の体積抵抗
率を調節する方法は、約１０００オーム．ｃｍ〜少なく
とも約１０メガオーム．ｃｍ、あるいは１０〜１２分の
１のパワー、すなわちそれ以上のオーム．ｃｍの電気体
積抵抗率を有するゴム組成物を、（ｉ）カーボンブラッ
ク複合材料を選択的にそれを製造（それを変性）して約
０．１／１〜約０．９／１の前述のケイ素対炭素比の範
囲をもたせること、並びに（ｉｉ）ゴム組成物中の前記
カーボンブラック複合材料の含量を前述の範囲内に調節
することによって、与えることを含んで成る。通常、約
１０００〜約１０メガオーム．ｃｍの範囲の電気抵抗率
が望ましいが、いくつかの場合においては、それより高
い電気抵抗率が、もしゴム組成物についてより大きな摩
擦（例えばタイヤトレッドけん引力）が望まれる場合に
は使用されなければならないかも知れない。
【００１４】本発明において使用するためのカーボンブ
ラック複合材料は、（ｉ）カーボンブラックの複合材料
に、不連続の、一体となっているシリカ要素またはドメ
インを主としてカーボンブラックの外表面上に与えるよ
うに、高温でカーボンブラックをシリカと共に同時にい
ぶす（ｃｏｆｕｍｅ）こと、または（ｉｉ）例えばケイ
酸ナトリウム中のカーボンブラックの分散物からカーボ
ンブラックとシリカを共沈させて、カーボンブラックの
外表面上に一体となったシリカ要素またはドメインを与
えることによって製造され得る。
ラック複合材料は、（ｉ）カーボンブラックの複合材料
に、不連続の、一体となっているシリカ要素またはドメ
インを主としてカーボンブラックの外表面上に与えるよ
うに、高温でカーボンブラックをシリカと共に同時にい
ぶす（ｃｏｆｕｍｅ）こと、または（ｉｉ）例えばケイ
酸ナトリウム中のカーボンブラックの分散物からカーボ
ンブラックとシリカを共沈させて、カーボンブラックの
外表面上に一体となったシリカ要素またはドメインを与
えることによって製造され得る。
【００１５】カーボンブラック複合材料のカーボンブラ
ックの表面上のシリカ要素、またはドメインは、カーボ
ンブラックとシリカの単純な混合物に比べてカーボンブ
ラック複合材料の実際の一部であるという意味でカーボ
ンブラックと一体であることが企図される。
ックの表面上のシリカ要素、またはドメインは、カーボ
ンブラックとシリカの単純な混合物に比べてカーボンブ
ラック複合材料の実際の一部であるという意味でカーボ
ンブラックと一体であることが企図される。
【００１６】本発明のプラクティスにおいて、カーボン
ブラックは通常、その表面に例えばヒドロキシル基、並
びにカルボキシル、フェニル及びキノリン基のような置
換基を有することが認識されるべきであり、これらは一
般に反応性基であると考えられるが、便宜上本発明の記
述中では通常ヒドロキシル基と呼ぶ。シリカが通常その
表面にシラノール基を有することも認識されるべきであ
る。そのようなヒドロキシル基及びそのようなシラノー
ル基の両方が通常前述のカップリング剤と反応性である
ことが意図される。
ブラックは通常、その表面に例えばヒドロキシル基、並
びにカルボキシル、フェニル及びキノリン基のような置
換基を有することが認識されるべきであり、これらは一
般に反応性基であると考えられるが、便宜上本発明の記
述中では通常ヒドロキシル基と呼ぶ。シリカが通常その
表面にシラノール基を有することも認識されるべきであ
る。そのようなヒドロキシル基及びそのようなシラノー
ル基の両方が通常前述のカップリング剤と反応性である
ことが意図される。
【００１７】従って、ここで本発明において利用され
る、カーボンブラックとシリカを結合させて一体構造を
つくったカーボンブラック複合材料は、シランを化学的
に反応させることによってカーボンブラックとシリカと
を結合させること、例えばアルコキシシランをカーボン
ブラックと反応させることに比較して、カップリング剤
との反応のための反応サイトの利用可能性を最大化す
る。なぜならそのような反応はカーボンブラックの表面
上のヒドロキシル基のかなりの部分を破壊し得ると考え
られるからである。
る、カーボンブラックとシリカを結合させて一体構造を
つくったカーボンブラック複合材料は、シランを化学的
に反応させることによってカーボンブラックとシリカと
を結合させること、例えばアルコキシシランをカーボン
ブラックと反応させることに比較して、カップリング剤
との反応のための反応サイトの利用可能性を最大化す
る。なぜならそのような反応はカーボンブラックの表面
上のヒドロキシル基のかなりの部分を破壊し得ると考え
られるからである。
【００１８】従って、本発明において使用されるカーボ
ンブラック複合材料は、カーボンブラックを有機シラ
ン、特にアルコキシシラン（トリアルコキシシランを含
む）と反応させてつくられる官能化されたカーボンブラ
ック（前述の本来存在するヒドロキシル基及びシラノー
ル基以外）を除くかまたは本質的に除くことが意図され
る。
ンブラック複合材料は、カーボンブラックを有機シラ
ン、特にアルコキシシラン（トリアルコキシシランを含
む）と反応させてつくられる官能化されたカーボンブラ
ック（前述の本来存在するヒドロキシル基及びシラノー
ル基以外）を除くかまたは本質的に除くことが意図され
る。
【００１９】しかしもし望まれるのであれば、カーボン
ブラック複合材料の表面はさらに、それを例えば式(Ｏ
Ｒ)3ＳｉＲ’（式中、Ｒは１〜３または４個の炭素原子
を有する炭化水素基、例えばメチル、エチル及びプロピ
ル基から選択され、そしてＲ’は６〜１６またはそれ以
上の炭素原子を有する炭化水素基、例えばヘキシル、オ
クチル、ドデシル、ヘキサデシル及びオクタデシル基か
ら選択される）のトリアルコキシシランと反応させるこ
とによってさらに官能化されることができる。
ブラック複合材料の表面はさらに、それを例えば式(Ｏ
Ｒ)3ＳｉＲ’（式中、Ｒは１〜３または４個の炭素原子
を有する炭化水素基、例えばメチル、エチル及びプロピ
ル基から選択され、そしてＲ’は６〜１６またはそれ以
上の炭素原子を有する炭化水素基、例えばヘキシル、オ
クチル、ドデシル、ヘキサデシル及びオクタデシル基か
ら選択される）のトリアルコキシシランと反応させるこ
とによってさらに官能化されることができる。
【００２０】実際に、表面にシラノール基を含むシリカ
はまた、ケイ素に基づいて約０．１〜約１０％の、アル
ミニウム、チタン、ジルコニウム及びマグネシウム要素
を含むシリカを含むことが企図される。通常、アルミニ
ウム及び／またはチタンが好ましい。アルミニウム、チ
タン、ジルコニウム及びマグネシウム要素は通常、その
ような技術における当業者に周知の方法によるその沈殿
調製合成の間にシリカと結合し得る。例えば、ナトリウ
ムアルミネートがケイ酸ナトリウムに加えられ得、そし
て続いて共沈されてアルミノシリケートを形成する。同
様に、ナトリウムチタネート及びナトリウムジルコネー
トが同様のシリケートを形成するために使用し得る。
はまた、ケイ素に基づいて約０．１〜約１０％の、アル
ミニウム、チタン、ジルコニウム及びマグネシウム要素
を含むシリカを含むことが企図される。通常、アルミニ
ウム及び／またはチタンが好ましい。アルミニウム、チ
タン、ジルコニウム及びマグネシウム要素は通常、その
ような技術における当業者に周知の方法によるその沈殿
調製合成の間にシリカと結合し得る。例えば、ナトリウ
ムアルミネートがケイ酸ナトリウムに加えられ得、そし
て続いて共沈されてアルミノシリケートを形成する。同
様に、ナトリウムチタネート及びナトリウムジルコネー
トが同様のシリケートを形成するために使用し得る。
【００２１】カーボンブラック複合材料の製造のために
使用されるカーボンブラックを含む、本発明において使
用することが考慮される古典的なゴム強化カーボンブラ
ックは、例えば、約３０〜約１８０、ときどき約２５０
までもの範囲のヨウ素吸収数（ＡＳＴＭ試験Ｔ１５１
０）、または約３０〜約１８０及び約２５０までもの窒
素吸収数（ＡＳＴＭ Ｄ３０３７）（これはときどき窒
素比表面積（Ｎ2ＳＡ）と呼ばれる）、並びに約２０〜
１５０の範囲のＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸収数
（ＡＳＴＭ試験Ｄ２４１４）を有するカーボンブラック
である。そのようなカーボンブラックの代表的な例、及
び関連するＡＳＴＭ試験方法への言及は、Ｔｈｅ Ｖａ
ｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，
１９９０年版，４１６〜４１８頁に見いだされる。
使用されるカーボンブラックを含む、本発明において使
用することが考慮される古典的なゴム強化カーボンブラ
ックは、例えば、約３０〜約１８０、ときどき約２５０
までもの範囲のヨウ素吸収数（ＡＳＴＭ試験Ｔ１５１
０）、または約３０〜約１８０及び約２５０までもの窒
素吸収数（ＡＳＴＭ Ｄ３０３７）（これはときどき窒
素比表面積（Ｎ2ＳＡ）と呼ばれる）、並びに約２０〜
１５０の範囲のＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸収数
（ＡＳＴＭ試験Ｄ２４１４）を有するカーボンブラック
である。そのようなカーボンブラックの代表的な例、及
び関連するＡＳＴＭ試験方法への言及は、Ｔｈｅ Ｖａ
ｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，
１９９０年版，４１６〜４１８頁に見いだされる。
【００２２】この記述の目的のために、窒素表面積値
（Ｎ2ＳＡ）は、窒素ガスを使用して測定したＢＥＴ表
面積とも呼ばれ得る。表面積測定のＢＥＴ法は、Ｂｒｕ
ｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ及びＴｅｌｌｅｒによってＪ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，６０，（１９３８），３０９頁
に記述されているが、さらに近代的な自動化装置が典型
的に使用される。追加の参照はＤＩＮ法６６１３１であ
り得る。
（Ｎ2ＳＡ）は、窒素ガスを使用して測定したＢＥＴ表
面積とも呼ばれ得る。表面積測定のＢＥＴ法は、Ｂｒｕ
ｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ及びＴｅｌｌｅｒによってＪ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，６０，（１９３８），３０９頁
に記述されているが、さらに近代的な自動化装置が典型
的に使用される。追加の参照はＤＩＮ法６６１３１であ
り得る。
【００２３】本発明のゴム組成物について得られた、生
じた物理特性はいくらか使用したカーボンブラック複合
材料、使用したカップリング剤及びゴム組成物自体に依
存する。
じた物理特性はいくらか使用したカーボンブラック複合
材料、使用したカップリング剤及びゴム組成物自体に依
存する。
【００２４】実際に、カップリング剤の前記カーボンブ
ラック複合材料、及び追加の沈降シリカ（使用する場
合）に対する企図される重量比は約０．０１／１〜約
０．２５／１の範囲であることができ、これはいくらか
カーボンブラックの表面のシリカ濃度、よってカーボン
ブラック複合材料内の相当するシラノール濃度に依存す
る。
ラック複合材料、及び追加の沈降シリカ（使用する場
合）に対する企図される重量比は約０．０１／１〜約
０．２５／１の範囲であることができ、これはいくらか
カーボンブラックの表面のシリカ濃度、よってカーボン
ブラック複合材料内の相当するシラノール濃度に依存す
る。
【００２５】未硬化のエラストマー組成物の加硫を通じ
て硫黄硬化組成物であるゴム組成物自体も与えられる。
硫黄硬化は慣用の方法、すなわち高温、高圧の適切な時
間の条件下の硬化によって達成される。
て硫黄硬化組成物であるゴム組成物自体も与えられる。
硫黄硬化は慣用の方法、すなわち高温、高圧の適切な時
間の条件下の硬化によって達成される。
【００２６】ゴム組成物を硫黄硬化するための硬化剤は
硫黄硬化性エラストマーのために通常使用される硬化剤
であり、これは典型的に硫黄及び１以上の適切な硬化促
進剤及びときどき遅延剤をも典型的に含む。硫黄硬化性
エラストマー組成物のためのそのような硬化剤及びその
使用は本技術における当業者に周知である。
硫黄硬化性エラストマーのために通常使用される硬化剤
であり、これは典型的に硫黄及び１以上の適切な硬化促
進剤及びときどき遅延剤をも典型的に含む。硫黄硬化性
エラストマー組成物のためのそのような硬化剤及びその
使用は本技術における当業者に周知である。
【００２７】硫黄硬化性ゴム組成物のための逐次混合方
法、すなわち、そこではエラストマー及び（硬化剤を除
く）関連成分が１以上の逐次混合工程（通常「ノンプロ
ダクティブ混合工程」と呼ばれる）において最初に、続
いて硬化剤を添加するための最終混合工程（通常「プロ
ダクティブ混合工程と呼ばれる）において混合される逐
次混合工程も本技術における当業者に周知である。
法、すなわち、そこではエラストマー及び（硬化剤を除
く）関連成分が１以上の逐次混合工程（通常「ノンプロ
ダクティブ混合工程」と呼ばれる）において最初に、続
いて硬化剤を添加するための最終混合工程（通常「プロ
ダクティブ混合工程と呼ばれる）において混合される逐
次混合工程も本技術における当業者に周知である。
【００２８】本発明のプラクティスにおいて、エラスト
マーは典型的に、共役ジエンのホモポリマー及びコポリ
マー並びに共役ジエンとビニル芳香族化合物とのコポリ
マーから選択される。そのようなジエンは例えばイソプ
レン及び１，３−ブタジエンから選択され、そしてその
ようなビニル芳香族化合物はスチレン及びα−メチルス
チレンから選択される。そのようなエラストマーまたは
ゴムは例えば、１，４−ポリイソプレンゴム（天然及び
／または合成、そして好ましくは天然ゴム）、３，４−
ポリイソプレンゴム、スチレン／ブタジエンコポリマー
ゴム、イソプレン／ブタジエンコポリマーゴム、スチレ
ン／イソプレンコポリマーゴム、スチレン／イソプレン
／ブタジエンターポリマーゴム、シス１，４−ポリブタ
ジエンゴム、トランス１，４−ポリブタジエンゴム（７
０〜９５％トランス）、低ビニルポリブタジエンゴム
（１０〜３０％ビニル）、約３５〜約９０％のビニル
１，２−含量を有する高ビニルポリブタジエンゴム、並
びに乳化重合で製造されたブタジエン／アクリロニトリ
ルコポリマーの少なくとも１種から選択され得る。
マーは典型的に、共役ジエンのホモポリマー及びコポリ
マー並びに共役ジエンとビニル芳香族化合物とのコポリ
マーから選択される。そのようなジエンは例えばイソプ
レン及び１，３−ブタジエンから選択され、そしてその
ようなビニル芳香族化合物はスチレン及びα−メチルス
チレンから選択される。そのようなエラストマーまたは
ゴムは例えば、１，４−ポリイソプレンゴム（天然及び
／または合成、そして好ましくは天然ゴム）、３，４−
ポリイソプレンゴム、スチレン／ブタジエンコポリマー
ゴム、イソプレン／ブタジエンコポリマーゴム、スチレ
ン／イソプレンコポリマーゴム、スチレン／イソプレン
／ブタジエンターポリマーゴム、シス１，４−ポリブタ
ジエンゴム、トランス１，４−ポリブタジエンゴム（７
０〜９５％トランス）、低ビニルポリブタジエンゴム
（１０〜３０％ビニル）、約３５〜約９０％のビニル
１，２−含量を有する高ビニルポリブタジエンゴム、並
びに乳化重合で製造されたブタジエン／アクリロニトリ
ルコポリマーの少なくとも１種から選択され得る。
【００２９】一面において、特にタイヤトレッドについ
て、ゴムは少なくとも２種のジエンに基づくゴムである
ことができる。例えば、１，４−ポリイソプレンゴム
（天然及び／または合成、そして天然ゴムが好まし
い）、３，４−ポリイソプレンゴム、スチレン／イソプ
レン／ブタジエン、乳化及び／または溶液重合で誘導さ
れたスチレン／ブタジエンゴム、並びに１，４−ポリブ
タジエンンゴムのような２以上のゴムの組み合わせが好
ましい。
て、ゴムは少なくとも２種のジエンに基づくゴムである
ことができる。例えば、１，４−ポリイソプレンゴム
（天然及び／または合成、そして天然ゴムが好まし
い）、３，４−ポリイソプレンゴム、スチレン／イソプ
レン／ブタジエン、乳化及び／または溶液重合で誘導さ
れたスチレン／ブタジエンゴム、並びに１，４−ポリブ
タジエンンゴムのような２以上のゴムの組み合わせが好
ましい。
【００３０】加硫されたゴム組成物は通常、硬化された
ゴム組成物のための合理的に高いモジュラス、高い磨耗
抵抗及び引き裂きに対する抵抗に寄与するのに十分な
量、つまり少なくとも約３０、通常は少なくとも約４０
ｐｈｒの前記カーボンブラック強化充填剤、特にカーボ
ンブラック複合材料を含むべきである。従って、前記カ
ーボンブラック複合材料の量は、前に言及したように、
ゴム１００部あたり約３０部程度に低くても良いが、通
常は好ましくは約４０〜約９０または約１００重量部以
上が好ましい。
ゴム組成物のための合理的に高いモジュラス、高い磨耗
抵抗及び引き裂きに対する抵抗に寄与するのに十分な
量、つまり少なくとも約３０、通常は少なくとも約４０
ｐｈｒの前記カーボンブラック強化充填剤、特にカーボ
ンブラック複合材料を含むべきである。従って、前記カ
ーボンブラック複合材料の量は、前に言及したように、
ゴム１００部あたり約３０部程度に低くても良いが、通
常は好ましくは約４０〜約９０または約１００重量部以
上が好ましい。
【００３１】また、前に言及したシリカ、特に沈降シリ
カも前記カーボンブラック複合材料及びカップリング剤
と組み合わせて使用し得る。
カも前記カーボンブラック複合材料及びカップリング剤
と組み合わせて使用し得る。
【００３２】ゴム配合用途において通常使用される、熱
分解及び沈降ケイ質顔料（アルミノシリケートを含む）
を含む通常採用されるケイ質含量が本発明におけるシリ
カとして使用できるが、示されたように、沈降シリカが
好ましい。本発明のプラクティスのために、用語「沈降
シリカ」はここで使用するときには、沈降シリカの形態
としてのアルミノシリケートをも含む。
分解及び沈降ケイ質顔料（アルミノシリケートを含む）
を含む通常採用されるケイ質含量が本発明におけるシリ
カとして使用できるが、示されたように、沈降シリカが
好ましい。本発明のプラクティスのために、用語「沈降
シリカ」はここで使用するときには、沈降シリカの形態
としてのアルミノシリケートをも含む。
【００３３】本発明において好ましくは使用されるケイ
質顔料は、例えば可溶性シリケート、（例えばケイ酸ナ
トリウム）の酸性化によって得られる沈降シリカである
が、一般にシリカゲルは除かれる。
質顔料は、例えば可溶性シリケート、（例えばケイ酸ナ
トリウム）の酸性化によって得られる沈降シリカである
が、一般にシリカゲルは除かれる。
【００３４】そのようなシリカは、例えば、窒素ガスを
使用して測定した、好ましくは約４０〜約６００、さら
に普通には約５０〜約３００ｍ2／ｇの範囲のＢＥＴ表
面積を有することを特徴とする。表面積測定のＢＥＴ法
はＢｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ及びＴｅｌｌｅｒ：
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９３８年）の３０９頁に記
述されている。追加の参考文献はＤＩＮ法６６１３１で
あり得る。
使用して測定した、好ましくは約４０〜約６００、さら
に普通には約５０〜約３００ｍ2／ｇの範囲のＢＥＴ表
面積を有することを特徴とする。表面積測定のＢＥＴ法
はＢｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ及びＴｅｌｌｅｒ：
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９３８年）の３０９頁に記
述されている。追加の参考文献はＤＩＮ法６６１３１で
あり得る。
【００３５】シリカはまた、約１００〜４００、さらに
普通には約１５０〜約３００ｃｃ／１００ｇの範囲のＤ
ＢＰ（ジブチルフタレート）吸収数を有することを典型
的に特徴とし得る。
普通には約１５０〜約３００ｃｃ／１００ｇの範囲のＤ
ＢＰ（ジブチルフタレート）吸収数を有することを典型
的に特徴とし得る。
【００３６】シリカは例えば、電子顕微鏡によって測定
された０．００３〜０．０５ミクロの範囲の平均極限粒
子サイズを有するものと考えられるが、シリカ粒子はサ
イズがそれより小さくてもまたは多分大きくてもよい。
された０．００３〜０．０５ミクロの範囲の平均極限粒
子サイズを有するものと考えられるが、シリカ粒子はサ
イズがそれより小さくてもまたは多分大きくてもよい。
【００３７】シリカはときどき、約５０〜約２５０ｍ2
／ｇの範囲のＨｇＳＳＡ、約１〜約３．５ｃｍ3／ｇの
Ｖ（Ｈｇ）及び１０〜約５０ｎｍのＰＳＤ最大のような
水銀ポロシメトリー特性を有するものと期待される。
／ｇの範囲のＨｇＳＳＡ、約１〜約３．５ｃｍ3／ｇの
Ｖ（Ｈｇ）及び１０〜約５０ｎｍのＰＳＤ最大のような
水銀ポロシメトリー特性を有するものと期待される。
【００３８】種々の商業的に入手できるシリカが本発明
における使用のために考えられ、例えばここでの例のた
めだけであって限定されないが、Ｈｉ−Ｓｉｌの商品名
の２１０、２４３等の名称でＰＰＧインダストリーズか
ら入手できるシリカ；例えばＺｅｏｓｉｌ １１６５Ｍ
Ｐの名称でＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃから入手できる
シリカ；Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧからＶＮ２、ＶＮ３、Ｂ
Ｖ３３８０ＧＲの名称で入手できるシリカ；並びにＨｕ
ｂｅｒからＺｅｏｐｏｌ ８７４５として入手できるシ
リカがある。
における使用のために考えられ、例えばここでの例のた
めだけであって限定されないが、Ｈｉ−Ｓｉｌの商品名
の２１０、２４３等の名称でＰＰＧインダストリーズか
ら入手できるシリカ；例えばＺｅｏｓｉｌ １１６５Ｍ
Ｐの名称でＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃから入手できる
シリカ；Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧからＶＮ２、ＶＮ３、Ｂ
Ｖ３３８０ＧＲの名称で入手できるシリカ；並びにＨｕ
ｂｅｒからＺｅｏｐｏｌ ８７４５として入手できるシ
リカがある。
【００３９】種々のカップリング剤が使用でき、そして
そのような技術における当業者に周知である。例えばそ
のポリスルフィド橋内に２〜約８個、平均で２．３〜約
４個の硫黄原子を含むビス（トリアルコキシシリルアル
キル）ポリスルフィドが使用し得る。例えば、ポリスル
フィド橋は平均２．３〜３または３．５〜４の硫黄原子
を含む。アルキル基は例えばメチル、エチル、プロピル
基から選択され得る。従って、代表的なカップリング剤
は例えば、２〜８、平均２．３〜約４の硫黄原子をその
ポリスルフィド橋内に含むビス（トリエトキシシリルプ
ロピル）ポリスルフィドである。
そのような技術における当業者に周知である。例えばそ
のポリスルフィド橋内に２〜約８個、平均で２．３〜約
４個の硫黄原子を含むビス（トリアルコキシシリルアル
キル）ポリスルフィドが使用し得る。例えば、ポリスル
フィド橋は平均２．３〜３または３．５〜４の硫黄原子
を含む。アルキル基は例えばメチル、エチル、プロピル
基から選択され得る。従って、代表的なカップリング剤
は例えば、２〜８、平均２．３〜約４の硫黄原子をその
ポリスルフィド橋内に含むビス（トリエトキシシリルプ
ロピル）ポリスルフィドである。
【００４０】カップリング剤は、それが液体の形態であ
れば、カーボンブラック担体と組み合わせて、すなわち
ゴム組成物への添加の前にカーボンブラックと予備混合
して使用でき、そのようなカーボンブラックは通常はゴ
ム組成物配合物内で占められるカーボンブラックの量の
中に含まれる。
れば、カーボンブラック担体と組み合わせて、すなわち
ゴム組成物への添加の前にカーボンブラックと予備混合
して使用でき、そのようなカーボンブラックは通常はゴ
ム組成物配合物内で占められるカーボンブラックの量の
中に含まれる。
【００４１】ゴム組成物が、種々の通常使用されている
添加物質、例えば硫黄，活性剤，遅延剤及び促進剤のよ
うな硬化助剤、油，粘着付与樹脂を含む樹脂、シリカ及
び可塑剤のような加工助剤、充填剤、顔料、脂肪酸、酸
化亜鉛、ワックス、抗酸化剤及びオゾン亀裂防止剤、し
ゃく解剤及び例えばカーボンブラックのような強化材と
種々の硫黄加硫性成分ゴムとを混合するような、ゴム配
合技術において一般に既知の方法によって配合されるこ
とは、本技術の当業者によって容易に理解される。本技
術の当業者に既知のように、硫黄加硫性及び硫黄加硫さ
れた材料（ゴム）の意図される用途に依存して、上述の
添加剤は選択され、そして慣用の量で通常使用される。
添加物質、例えば硫黄，活性剤，遅延剤及び促進剤のよ
うな硬化助剤、油，粘着付与樹脂を含む樹脂、シリカ及
び可塑剤のような加工助剤、充填剤、顔料、脂肪酸、酸
化亜鉛、ワックス、抗酸化剤及びオゾン亀裂防止剤、し
ゃく解剤及び例えばカーボンブラックのような強化材と
種々の硫黄加硫性成分ゴムとを混合するような、ゴム配
合技術において一般に既知の方法によって配合されるこ
とは、本技術の当業者によって容易に理解される。本技
術の当業者に既知のように、硫黄加硫性及び硫黄加硫さ
れた材料（ゴム）の意図される用途に依存して、上述の
添加剤は選択され、そして慣用の量で通常使用される。
【００４２】ゴム組成物の製造において、もし使用され
るのであれば、粘着付与樹脂の典型的な量は約０．５〜
約１０ｐｈｒ、通常約１〜約５ｐｈｒを構成する。加工
助剤の典型的な量は約１〜約５０ｐｈｒを構成し得る。
そのような加工助剤は例えば芳香族、ナフテン系、及び
／またはパラフィン系加工油であり得る。抗酸化剤の典
型的な量は約１〜約５ｐｈｒを構成する。代表的な抗酸
化剤は、例えばジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン及
びＴｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａ
ｎｄｂｏｏｋ（１９７８）の３４４〜３４６頁に開示さ
れるような他のものであることができる。オゾン亀裂防
止剤の典型的な量は約１〜約５ｐｈｒを構成する。
るのであれば、粘着付与樹脂の典型的な量は約０．５〜
約１０ｐｈｒ、通常約１〜約５ｐｈｒを構成する。加工
助剤の典型的な量は約１〜約５０ｐｈｒを構成し得る。
そのような加工助剤は例えば芳香族、ナフテン系、及び
／またはパラフィン系加工油であり得る。抗酸化剤の典
型的な量は約１〜約５ｐｈｒを構成する。代表的な抗酸
化剤は、例えばジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン及
びＴｈｅ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａ
ｎｄｂｏｏｋ（１９７８）の３４４〜３４６頁に開示さ
れるような他のものであることができる。オゾン亀裂防
止剤の典型的な量は約１〜約５ｐｈｒを構成する。
【００４３】もし使用されるのであれば、ステアリン
酸、パルミチン酸、リノール酸または１種以上の脂肪酸
の混合物を含む脂肪酸の典型的な量は約０．５〜約５ｐ
ｈｒを構成する。
酸、パルミチン酸、リノール酸または１種以上の脂肪酸
の混合物を含む脂肪酸の典型的な量は約０．５〜約５ｐ
ｈｒを構成する。
【００４４】しばしばステアリン酸は比較的不純な状態
で使用され、そしてゴム配合のプラクティスにおいてス
テアリン酸と通常呼ばれ、そしてそれは本発明の記述及
びプラクティスにおいてそう呼ばれる。
で使用され、そしてゴム配合のプラクティスにおいてス
テアリン酸と通常呼ばれ、そしてそれは本発明の記述及
びプラクティスにおいてそう呼ばれる。
【００４５】酸化亜鉛の典型的な量は約１〜約５ｐｈｒ
を構成する。ワックスの典型的な量は約１〜約５ｐｈｒ
を構成する。しばしばミクロクリスタリンワックスが使
用される。しゃく解剤の典型的な量は約０．１〜約１ｐ
ｈｒを構成する。典型的なしゃく解剤は例えばペンタク
ロロチオフェノール及びジベンザミドジフェニルジスル
フィドであることができる。
を構成する。ワックスの典型的な量は約１〜約５ｐｈｒ
を構成する。しばしばミクロクリスタリンワックスが使
用される。しゃく解剤の典型的な量は約０．１〜約１ｐ
ｈｒを構成する。典型的なしゃく解剤は例えばペンタク
ロロチオフェノール及びジベンザミドジフェニルジスル
フィドであることができる。
【００４６】加硫は硫黄加硫剤の存在下に実施される。
適切な硫黄加硫剤の例は元素硫黄（遊離硫黄）または硫
黄付与加硫剤、例えばアミンジスルフィド、高分子ポリ
スルフィドまたは硫黄オレフィン付加物を含む。好まし
くは、硫黄加硫剤は元素硫黄である。本技術の当業者に
既知のように、硫黄加硫剤は約０．５〜約４ｐｈｒの範
囲の量で使用されるが、ある環境下においては約８ｐｈ
ｒまでの量で使用され、約１〜約２．５ｐｈｒ、ときど
き約１〜約２が好ましい。
適切な硫黄加硫剤の例は元素硫黄（遊離硫黄）または硫
黄付与加硫剤、例えばアミンジスルフィド、高分子ポリ
スルフィドまたは硫黄オレフィン付加物を含む。好まし
くは、硫黄加硫剤は元素硫黄である。本技術の当業者に
既知のように、硫黄加硫剤は約０．５〜約４ｐｈｒの範
囲の量で使用されるが、ある環境下においては約８ｐｈ
ｒまでの量で使用され、約１〜約２．５ｐｈｒ、ときど
き約１〜約２が好ましい。
【００４７】促進剤が加硫に必要な時間及び／または温
度を制御するために、及び加硫物の特性を改善するため
に使用される。一態様において、単一の促進剤系、すな
わち一次促進剤が使用できる。慣用的にそして好ましく
は、一次促進剤は約０．５〜約４ｐｈｒ、好ましくは約
０．８〜約２ｐｈｒの範囲の量で使用される。他の態様
において、一次及び二次促進剤の組み合わせが加硫物の
特性を活性化しそして改善するために使用され、二次促
進剤は約０．０５〜約３ｐｈｒの量で使用される。これ
らの促進剤の組み合わせは最終特性上に相乗効果を生じ
ることが期待でき、そしてそれはいずれかの促進剤を単
独で使用して製造したものよりもいくらか良好である。
さらに、遅効性促進剤も使用でき、これは通常の加工温
度では影響されないが通常の加硫温度で満足な硬化を生
じる。さらに硬化遅延剤も使用できる。本発明において
使用し得る適切なタイプの促進剤は、アミン類、ジスル
フィド類、グアニジン類、チオ尿素類、チアゾール類、
チウラム類、スルフェンアミド類、ジチオカルバメート
類及びキサンテート類である。好ましくは一次促進剤は
スルフェンアミドである。もし二次促進剤が使用される
のであれば、二次促進剤は好ましくはグアニジン、ジチ
オカルバメートまたはチウラム化合物である。
度を制御するために、及び加硫物の特性を改善するため
に使用される。一態様において、単一の促進剤系、すな
わち一次促進剤が使用できる。慣用的にそして好ましく
は、一次促進剤は約０．５〜約４ｐｈｒ、好ましくは約
０．８〜約２ｐｈｒの範囲の量で使用される。他の態様
において、一次及び二次促進剤の組み合わせが加硫物の
特性を活性化しそして改善するために使用され、二次促
進剤は約０．０５〜約３ｐｈｒの量で使用される。これ
らの促進剤の組み合わせは最終特性上に相乗効果を生じ
ることが期待でき、そしてそれはいずれかの促進剤を単
独で使用して製造したものよりもいくらか良好である。
さらに、遅効性促進剤も使用でき、これは通常の加工温
度では影響されないが通常の加硫温度で満足な硬化を生
じる。さらに硬化遅延剤も使用できる。本発明において
使用し得る適切なタイプの促進剤は、アミン類、ジスル
フィド類、グアニジン類、チオ尿素類、チアゾール類、
チウラム類、スルフェンアミド類、ジチオカルバメート
類及びキサンテート類である。好ましくは一次促進剤は
スルフェンアミドである。もし二次促進剤が使用される
のであれば、二次促進剤は好ましくはグアニジン、ジチ
オカルバメートまたはチウラム化合物である。
【００４８】上記成分の存在と相対量は、カーボンブラ
ックとカップリング剤を除き、ゴム組成物（タイヤトレ
ッドのためのゴム組成物を含む）の強化のための前記カ
ーボンブラック複合材料を使用することにさらに第一に
関する本発明の主題とは考えられない。
ックとカップリング剤を除き、ゴム組成物（タイヤトレ
ッドのためのゴム組成物を含む）の強化のための前記カ
ーボンブラック複合材料を使用することにさらに第一に
関する本発明の主題とは考えられない。
【００４９】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及び
これに続くプロダクティブ混合段階において混合され
る。最終の硬化剤は典型的に、「プロダクティブ」混合
段階と通常呼ばれる最終段階において混合され、ここで
は混合は典型的に、その前のノンプロダクティブ混合段
階の混合温度よりも低い温度または最終温度で起こる。
ゴム、カーボンブラック及びカップリング剤（使用する
場合）は１以上のノンプロダクティブ混合段階において
混合される。用語「ノンプロダクティブ」及び「プロダ
クティブ」混合段階はゴム混合技術における当業者に周
知である。
すなわち少なくとも１つのノンプロダクティブ段階及び
これに続くプロダクティブ混合段階において混合され
る。最終の硬化剤は典型的に、「プロダクティブ」混合
段階と通常呼ばれる最終段階において混合され、ここで
は混合は典型的に、その前のノンプロダクティブ混合段
階の混合温度よりも低い温度または最終温度で起こる。
ゴム、カーボンブラック及びカップリング剤（使用する
場合）は１以上のノンプロダクティブ混合段階において
混合される。用語「ノンプロダクティブ」及び「プロダ
クティブ」混合段階はゴム混合技術における当業者に周
知である。
【００５０】少なくとも１つのノンプロダクティブ（Ｎ
Ｐ）混合段階において、物質は熱機械的に混合され、そ
して混合温度は例えば１４０℃〜１９０℃の温度に達す
ることが許容される。
Ｐ）混合段階において、物質は熱機械的に混合され、そ
して混合温度は例えば１４０℃〜１９０℃の温度に達す
ることが許容される。
【００５１】本発明のゴム組成物は種々の目的に使用で
きる。例えば、これは種々のタイヤコンパウンドのため
に使用できる。そのようなタイヤは、そのような技術に
おける当業者に容易に明らかな種々の方法によって、構
築され、付形され、成形されそして硬化される。
きる。例えば、これは種々のタイヤコンパウンドのため
に使用できる。そのようなタイヤは、そのような技術に
おける当業者に容易に明らかな種々の方法によって、構
築され、付形され、成形されそして硬化される。
【００５２】本発明は以下の実施例を参照することによ
ってより良く理解され、そこでは部数及び百分率は他に
示さない限り重量による。
ってより良く理解され、そこでは部数及び百分率は他に
示さない限り重量による。
【００５３】
【実施例】実施例１ 本実施例は本発明の企図されるプラクティスの例として
与えられる。
与えられる。
【００５４】カーボンブラック複合材料の強化剤及びカ
ップリング剤を含むジエンに基づくエラストマーを含む
ゴム組成物が製造される。
ップリング剤を含むジエンに基づくエラストマーを含む
ゴム組成物が製造される。
【００５５】ゴム組成物は、（１）少なくとも１種の、
前に記述したジエンに基づくエラストマー、（２）本発
明のカーボンブラック複合材料、（３）カップリング
剤、（４）慣用量の酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛及びゴ
ム加工油、ワックス及び抗分解剤を含むゴム配合成分を
含んで成る。
前に記述したジエンに基づくエラストマー、（２）本発
明のカーボンブラック複合材料、（３）カップリング
剤、（４）慣用量の酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛及びゴ
ム加工油、ワックス及び抗分解剤を含むゴム配合成分を
含んで成る。
【００５６】この実施例においては、熱機械的混合は
（ａ）前記のジエンに基づくエラストマー、カーボンブ
ラック複合材料及び所望によって前記古典的カーボンブ
ラック及び／または沈降シリカ（全て硬化剤、硬化促進
剤を含まない）より成る混合物を少なくとも２つの逐次
混合工程において、（ｉ）約１６０℃〜約１７０℃の範
囲の最大温度に、該最大温度に達してから前記最大温度
の約５℃〜約１０℃内の温度で約２〜約４分の範囲内
で、熱機械的に混練する工程、続いて（ｂ）硫黄硬化剤
及び硬化促進剤を前記混合物と、約１００℃〜約１２０
℃の温度に約１〜約３分間混合する最終の熱機械的混合
工程によって達成された。ただし、ゴム混合物は前記混
合工程のそれぞれの間に約３０℃未満の温度に冷却され
た。
（ａ）前記のジエンに基づくエラストマー、カーボンブ
ラック複合材料及び所望によって前記古典的カーボンブ
ラック及び／または沈降シリカ（全て硬化剤、硬化促進
剤を含まない）より成る混合物を少なくとも２つの逐次
混合工程において、（ｉ）約１６０℃〜約１７０℃の範
囲の最大温度に、該最大温度に達してから前記最大温度
の約５℃〜約１０℃内の温度で約２〜約４分の範囲内
で、熱機械的に混練する工程、続いて（ｂ）硫黄硬化剤
及び硬化促進剤を前記混合物と、約１００℃〜約１２０
℃の温度に約１〜約３分間混合する最終の熱機械的混合
工程によって達成された。ただし、ゴム混合物は前記混
合工程のそれぞれの間に約３０℃未満の温度に冷却され
た。
【００５７】ゴム組成物は次に高圧及び約１５０℃の高
温で成形及び硬化できた。あるいはそれはタイヤカーカ
ス上に構築され、そして約１５０℃の温度で、得られた
アセンブリーが成形され、そして硬化された。
温で成形及び硬化できた。あるいはそれはタイヤカーカ
ス上に構築され、そして約１５０℃の温度で、得られた
アセンブリーが成形され、そして硬化された。
【００５８】この実施例のために、ゴム強化剤は前記カ
ーボンブラック複合材料として約３０〜約１１０ｐｈｒ
の強化充填剤の形態で使用した。
ーボンブラック複合材料として約３０〜約１１０ｐｈｒ
の強化充填剤の形態で使用した。
【００５９】代わりに、約３０〜約１００ｐｈｒの前述
の範囲内のそのようなゴム強化充填剤はカーボンブラッ
ク複合材料並びに古典的カーボンブラック及び／または
沈降シリカの組み合わせからなっていてもよい。
の範囲内のそのようなゴム強化充填剤はカーボンブラッ
ク複合材料並びに古典的カーボンブラック及び／または
沈降シリカの組み合わせからなっていてもよい。
【００６０】カーボンブラック複合材料はその表面に一
体となったシリカドメインを含むカーボンブラックから
成る。そのようなカーボンブラック複合材料はここで前
に記述した。（ｉ）カーボンブラック及びシリカを同時
にいぶすこと、（ｉｉ）カーボンブラック及びシリカを
共沈することによって製造されたカーボンブラック複合
材料が企図される。前に記述したように、カーボンブラ
ック複合材料はそのシリカドメインの表面上にシラノー
ル基、その基となるカーボンブラック構造の表面上にヒ
ドロキシル基を含む。
体となったシリカドメインを含むカーボンブラックから
成る。そのようなカーボンブラック複合材料はここで前
に記述した。（ｉ）カーボンブラック及びシリカを同時
にいぶすこと、（ｉｉ）カーボンブラック及びシリカを
共沈することによって製造されたカーボンブラック複合
材料が企図される。前に記述したように、カーボンブラ
ック複合材料はそのシリカドメインの表面上にシラノー
ル基、その基となるカーボンブラック構造の表面上にヒ
ドロキシル基を含む。
【００６１】本実施例において使用されたカップリング
剤は、そのポリスルフィド橋内に２〜８個の硫黄原子、
平均（ｉ）約２．３〜約３、または（ｉｉ）約３．５〜
約４個のいずれかの硫黄原子をそのポリスルフィド橋内
に含むビス（トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフ
ィドである。
剤は、そのポリスルフィド橋内に２〜８個の硫黄原子、
平均（ｉ）約２．３〜約３、または（ｉｉ）約３．５〜
約４個のいずれかの硫黄原子をそのポリスルフィド橋内
に含むビス（トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフ
ィドである。
【００６２】実施例ＩＩ 実施例Ｉにおいて示したゴム複合材料から個々になるト
レッドを有する、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤが
企図される。
レッドを有する、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤが
企図される。
【００６３】ある代表的な態様と詳細が本発明を例示す
る目的のために示されてきたが、本技術における当業者
には、本発明の精神または範囲から逸脱することなく種
々の変更及び修正がなされ得ることは明らかである。
る目的のために示されてきたが、本技術における当業者
には、本発明の精神または範囲から逸脱することなく種
々の変更及び修正がなされ得ることは明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 9/00 Ｃ０８Ｌ 9/00 (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ティエリ・フロラン・エドメ・マテルネ ベルギー王国ベ−6717 アッテル，リュ ー・ドゥ・ラ・リベラーシヨン 10
Claims (20)
- 【請求項１】 （Ａ）共役ジエンのホモポリマー、並び
にスチレン及びα−メチルスチレンのようなビニル芳香
族化合物と共役ジエンとのコポリマーから選択される、
少なくとも１種のジエンに基づくエラストマー１００重
量部、（Ｂ）（ｉ）一体となったシリカを表面に含むカ
ーボンブラック複合材料、または（ｉｉ）約３０〜１０
０ｐｈｒの前記カーボンブラック複合材料及び（ａ）約
１０〜約８０ｐｈｒの少なくとも１種の古典的ゴム強化
カーボンブラック及び沈降シリカの少なくとも１種を含
んで成る強化充填剤約３０〜約１１０ｐｈｒ、 ここで、前記カーボンブラック複合材料はその表面に一
体となっているシリカドメインを有するカーボンブラッ
クを含んで成り、そして前記カーボンブラック複合材料
の前記シリカドメイン及び前記沈降シリカはその表面に
シラノール基を含み、そして前記カーボンブラック複合
材料及び前記古典的カーボンブラックのカーボンブラッ
クはその表面にヒドロキシル基を含み、そして前記カー
ボンブラック複合材料のケイ素対炭素比は約０．１／１
〜約０．９／１の範囲である、（Ｃ）前記シラノール基
及び前記ヒドロキシル基と反応性の部分、並びに前記ジ
エンに基づくエラストマーの少なくとも１種と相互作用
性の他の部分を有する少なくとも１種のカップリング剤
を含んで成ることを特徴とするゴム組成物。 - 【請求項２】 （ａ）少なくとも２つの逐次混合工程に
おいて、前記ジエンに基づくエラストマー、カーボンブ
ラック複合材料並びに所望によって前記古典的カーボン
ブラック及び／または沈降シリカを、全て硬化剤硬化促
進剤の非存在下に、（ｉ）約１６０℃〜約１８０℃の範
囲の最大温度へ、前記最大温度に達してから前記最大温
度の約５℃〜約１０℃内の温度で約１〜約１０分間の範
囲で、または（ｉｉ）約１５５℃〜約１６５℃の範囲の
温度の最大温度へ、前記最大温度に達してから、前記最
大温度の約５℃〜約１０℃内の温度で約４〜約２０分間
の範囲で、熱機械的に混練する工程、続いて（ｂ）硫黄
硬化剤及び硬化促進剤を前記混合物と、約９０℃〜約１
２０℃の温度に約１〜約４分間混合する最終の熱機械的
混合工程、ただし、該ゴム混合物は前記混合工程のそれ
ぞれの間に約４０℃未満の温度に冷却される、によって
製造されることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組
成物。 - 【請求項３】 前記カーボンブラック複合材料が、カー
ボンブラックと有機シランとを反応させることによって
つくられる官能化されたカーボンブラック複合材料を除
く、請求項１または２に記載のゴム組成物。 - 【請求項４】 前記ジエンに基づくエラストマーが共役
ジエンのホモポリマー及びコポリマー並びに共役ジエン
とビニル芳香族化合物とのコポリマーから選択されるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のゴム
組成物。 - 【請求項５】 前記ジエンがイソプレン及び１，３−ブ
タジエンから選択され、そしてビニル芳香族化合物がス
チレン及びアルファ−メチルスチレンから選択されるこ
とを特徴とする、請求項４に記載のゴム組成物。 - 【請求項６】 前記ジエンに基づくエラストマーが、シ
ス１，４−ポリイソプレンゴム（天然及び／または合
成）、３，４−ポリイソプレンゴム、スチレン／ブタジ
エンコポリマーゴム、イソプレン／ブタジエンコポリマ
ーゴム、スチレン／イソプレンコポリマーゴム、スチレ
ン／イソプレン／ブタジエンターポリマーゴム、シス
１，４−ポリブタジエンゴム、トランス１，４−ポリブ
タジエンゴム（及び７０〜９５％トランスのそのような
ビニル芳香族化合物）、低ビニルポリブタジエンゴム
（１０〜３０％ビニル）、約３５〜約９０％ビニル１，
２−含量を有する高ビニルポリブタジエンゴム、及び乳
化重合コポリマーの少なくとも１種から選択されること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組
成物。 - 【請求項７】 前記強化充填剤が約２０〜約１００ｐｈ
ｒの前記カーボンブラック複合材料、並びに（ａ）約１
０〜約８０ｐｈｒの古典的カーボンブラック強化剤及び
（ｂ）約１０〜約８０ｐｈｒの沈降シリカの少なくとも
１種を含んで成ることを特徴とする、請求項１〜６のい
ずれかに記載ゴム組成物。 - 【請求項８】 カーボンブラック複合材料が、不連続
の、一体となっているシリカ要素またはドメインを主と
してカーボンブラックの外表面上に与えるように、高温
でカーボンブラックをシリカと共に同時にいぶすことに
よって製造されることを特徴とする、請求項１〜７のい
ずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項９】 カーボンブラック複合材料が、ケイ酸ナ
トリウム中のカーボンブラックの分散物からカーボンブ
ラックとシリカを共沈させて、カーボンブラックの外表
面上に一体となっているシリカ要素またはドメインを与
えることによって製造されることを特徴とする、請求項
１〜８のいずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項１０】 前記カーボンブラック複合材料が、そ
れを式(ＯＲ)3ＳｉＲ’（式中、Ｒはメチル、エチル及
びプロピル基から選択され、そしてＲ’はヘキシル、オ
クチル、ドデシル、ヘキサデシル及びオクタデシル基か
ら選択される）のトリアルコキシシランと反応させるこ
とによってさらに官能化されることを特徴とする、請求
項１または２に記載のゴム組成物。 - 【請求項１１】 前記カーボンブラック複合材料が、そ
れを式(ＯＲ)3ＳｉＲ’（式中、Ｒはメチル、エチル及
びプロピル基から選択され、そしてＲ’はヘキシル、オ
クチル、ドデシル、ヘキサデシル及びオクタデシル基か
ら選択される）のトリアルコキシシランと反応させるこ
とによってさらに官能化されることを特徴とする、請求
項８または９に記載のゴム組成物。 - 【請求項１２】 カーボンブラック複合材料上の前記一
体となっているシリカのドメインが、ケイ素に基づいて
約０．１〜約１０％の、アルミニウム、チタン、ジルコ
ニウム及びマグネシウム要素を含むことを特徴とする、
請求項１〜１１のいずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項１３】 シリカが約０．１〜約１０％のアルミ
ニウム及び／またはチタン要素を含むことを特徴とす
る、請求項１〜１２のいずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項１４】 前記カーボンブラックが、約３０〜約
１８０の範囲のヨウ素吸収数及び約２０〜約１５０の範
囲のＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸収数を有すること
を特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載のゴム
組成物。 - 【請求項１５】 前記カップリング剤が、そのポリスル
フィド橋内に２〜８、平均約２．３〜約４の硫黄原子を
有するビス（トリアルコキシシリルアルキル）ポリスル
フィドであることを特徴とする、請求項１〜１４のいず
れかに記載のゴム組成物。 - 【請求項１６】 前記カップリング剤がビス（トリエト
キシシリルプロピル）ポリスルフィドであることを特徴
とする、請求項１５に記載のゴム組成物。 - 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれかに記載のゴ
ム組成物の体積抵抗率を前記カーボンブラック複合材料
によって約１０００〜約１０メガオーム．ｃｍの範囲に
調節する方法であって、前記方法が、（ｉ）前記カーボ
ンブラック複合材料のケイ素対炭素比を約０．１／１〜
約０．９／１の範囲内に選択的に調節し、そして（ｉ
ｉ）前記ゴム組成物内で前記カーボンブラック複合材料
を前記範囲内で使用することを特徴とする、前記の方
法。 - 【請求項１８】 タイヤに請求項１７に記載の方法で製
造したゴム組成物のトレッドを装備することを特徴とす
る、タイヤを製造する方法。 - 【請求項１９】 請求項１〜１７のいずれかに記載のゴ
ム組成物のトレッドを有することを特徴とするタイヤ。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載の方法によって製造
されたトレッドを有するタイヤ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5560397P | 1997-08-12 | 1997-08-12 | |
| US60/055603 | 1997-08-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11157302A true JPH11157302A (ja) | 1999-06-15 |
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ID=21998967
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228005A Pending JPH11157302A (ja) | 1997-08-12 | 1998-08-12 | ゴム組成物及びそのトレッドを有するタイヤ |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0896978A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11157302A (ja) |
| BR (1) | BR9803134A (ja) |
| CA (1) | CA2244796A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001040143A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-02-13 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
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- 1998-02-23 US US09/028,041 patent/US6172137B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-06 EP EP98114884A patent/EP0896978A3/en not_active Withdrawn
- 1998-08-11 BR BR9803134-1A patent/BR9803134A/pt not_active Application Discontinuation
- 1998-08-11 CA CA002244796A patent/CA2244796A1/en not_active Abandoned
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-
2000
- 2000-12-12 US US09/735,220 patent/US6667353B2/en not_active Expired - Fee Related
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