(57)【要約】【課題】天然ゴムが本来有する耐老化性を損なうことなく、低発熱性を向上させた天然ゴム及びその組成物を提供すること。【解決手段】本発明は、天然ゴムラテックス中の蛋白質を機械的分離手法により部分脱蛋白処理してなるラテックスから得られたゴムであり、かつ該ゴム中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下にあることを特徴とする天然ゴム、及びこれに充填剤を配合したゴム組成物である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムラテックス中の蛋白質を機械的分離手法により部分脱蛋白処理してなるラテックスから得られたゴムであり、かつ該ゴム中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下にあることを特徴とする天然ゴム。
【請求項２】
天然ゴムラテックス中の蛋白質を機械的分離手法により部分脱蛋白処理してなるラテックスから得られたゴムであり、かつ該ゴム中の総窒素含有量が０．２〜０．４質量％の範囲にある請求項１記載の天然ゴム。
【請求項３】
機械的分離手法が遠心分離濃縮法である請求項１又は２記載の天然ゴム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の天然ゴムと充填剤とを含有することを特徴とするゴム組成物。
【請求項５】
請求項４記載のゴム組成物を構成部材として有することを特徴とするタイヤ。
【請求項６】
天然ゴムラテックスを、遠心分離濃縮工程において、固形成分中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下になるように部分脱蛋白処理を行なった後、凝固，乾燥処理して得られることを特徴とする天然ゴムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ゴム及びこれを用いたゴム組成物に関し、詳しくは、天然ゴム本来の優れた耐老化特性を維持すると共に、低発熱性が改良された天然ゴム及びその製造法並びにそのゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、天然ゴムは、機械的特性、耐摩耗性に優れたゴムとして知られている。この天然ゴムには、蛋白質、糖類等の非ゴム成分が約６％含まれており、これらは老防効果あるいは加硫促進効果を有するが、タンパク質などの高極性化合物は発熱性を低下させる成分であることが判明している。
従来、ゴムの低発熱化技術としては、低ロス化剤の添加やポリマー変性によるカーボンブラック分散性の向上などが数多く検討されているが、最近、天然ゴムの低発熱性の改良法としては、ラテックスにタンパク質分解酵素またはバクテリアを添加してタンパク質を分解し、総窒素含有量が０．１重量％以下となるように高度に脱蛋白した天然ゴムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、医療用天然ゴム製品などの特殊用途への適用として、天然ゴムの脱蛋白技術についての多くの提案がされ、蛋白質分解酵素と界面活性剤により蛋白質などの非ゴム成分をさらに高度に除去した天然ゴムが提案されている（特許文献２，特許文献３など参照）。
【０００３】
一方、近年の省エネルギー化の環境下、特にタイヤ部材に用いられる天然ゴムについても一層の低発熱化が求められている。
しかし、従来のように、ほぼ完全に蛋白質を取り除いた天然ゴムは、低発熱性や加工性は向上するものの、老化防止作用や加硫促進作用を有する非ゴム成分がほぼ完全に取り去られるために、従来の脱蛋白した天然ゴムを用いたゴム組成物においては耐老化性が劣るという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３２９８３８号公報（第３頁）
【特許文献２】特開平８−１４３６０６号公報（第２頁）
【特許文献３】特開平１１−７１４０８号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下、天然ゴムが本来有する耐老化性を損なうことなく、低発熱性を向上させた新規な天然ゴム及びその製造方法を提供することを目的とするものである。また本発明は、前記天然ゴムを用いたゴム組成物及びこれを部材として用いたタイヤを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究の結果、天然ゴムラテックスの非ゴム成分に含まれる蛋白質の除去を、酵素処理などの化学的手段は用いず、遠心分離などの機械的手段のみにより行い、蛋白質の指標となる総窒素含有量を特に限定された範囲に調整することが上記課題を解決するのに有効であることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、天然ゴムラテックス中の蛋白質を機械的分離手法により部分脱蛋白処理してなるラテックスから得られたゴムであり、かつ該ゴム中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下にあることを特徴とする天然ゴムを提供するものである。
また本発明は、上記天然ゴムと充填剤とを含有することを特徴とするゴム組成物、及び該ゴム組成物を部材として用いたタイヤを提供するものである。
さらに、本発明は、天然ゴムラテックスを、遠心分離濃縮工程において、固形成分中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下になるように部分脱蛋白処理を行なった後、凝固，乾燥処理して得られることを特徴とする天然ゴムの製造方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の天然ゴムは、一般の天然ゴム製造工程、すなわちラテックスのタッピング、凝固、洗浄、脱水、乾燥、パッキングの順で行われる工程において、タッピング後凝固前のラテックスを、固形成分中の総窒素含有量が一定範囲となるように、機械的分離手法、好ましくは遠心分離濃縮法により部分脱蛋白処理を行なった後、得られた天然ゴムラテックスを凝固し、乾燥処理することにより得られる。原料となる天然ゴムラテックスは特に限定されず、フィールドラテックスや市販のラテックスなどを用いることができる。
【０００８】
前記の如く、本発明における天然ゴムラテックスの脱蛋白化は、機械的な遠心分離濃縮法によることが必要である。他の方法、例えばタンパク質分解酵素を用いた分解処理方法、界面活性剤を用い繰り返し洗浄する方法、酵素と界面活性剤とを併用する方法などにより脱蛋白化を行う場合には、固形ゴム中の蛋白質は減少するが、同時に老化防止作用を有するトコトリエノールなどの有効成分も失われるため、天然ゴム本来の耐老化性が低下する。
【０００９】
本発明における天然ゴム中の総窒素含有量は、蛋白質含量の指標となるもので、原料天然ゴムラテックスの遠心分離条件（回転数，時間など）を調整してその含有量をコントロールすることができるが、得られる天然ゴム製品中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下になるように調整して製造することが必要である。前記遠心分離の条件としては、特に制限されるものではないが、例えば７５００回程度の回転数で数回繰り返し行うことが好ましい。総窒素含有量が０．１質量％以下では耐熱老化性が低下し、０．４質量％を超えると充分な低発熱性が得られない。すなわち、遠心分離濃縮ラテックスにおける固形分中の総窒素含有量を０．１質量％を超えて０．４質量％以下に調整した後、凝固，乾燥して製造することにより、タンパク質は低減し低発熱性は向上する。総窒素含有量は、好ましくは０．２〜０．４質量％の範囲である。
一方、このような部分脱蛋白の操作条件においては、意外にも、例えばトコトリエノールなどの老防有効成分は殆ど失われないために、耐熱性は従来の天然ゴムとほぼ同レベルで維持することができる。
【００１０】
前記処理ラテックスを凝固して得られたゴム成分は洗浄後、真空乾燥機，エアドライヤー，ドラムドライヤー等の通常の乾燥機を用いて乾燥することにより、本発明における天然ゴムを得ることができる。
前記の如く、本発明の天然ゴムは、原料の天然ゴムラテックスを、遠心分離濃縮工程において、固形成分中の総窒素含有量が０．１質量％を超えて０．４質量％以下になるように部分脱蛋白処理を行なった後、得られた天然ゴム濃縮ラテックスを凝固，乾燥処理して製造することができる。
【００１１】
次に、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分として、前記特定の天然ゴムを少なくとも５質量％含むことが好ましい。この量が５質量％未満では所望の物性を有するゴム組成物が得られないことがある。この天然ゴムの好ましい含有量は１０質量％以上である。
前記特定の天然ゴムと併用されるゴム成分としては、通常の天然ゴム及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ジエン系合成ゴムとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ），ポリブタジエン（ＢＲ），ポリイソプレン（ＩＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），エチレン−プロピレン共重合体ゴム及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００１２】
また、本発明のゴム組成物において配合される充填剤は特に限定されるものではないが、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸カルシウムなど通常ゴム工業に用いられるものが使用できる。カーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ，ＨＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦなど種々のグレードのカーボンブラックを使用することができる。また、シリカとしては特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカが好ましい。このような充填剤は、単独でまたは二つ以上のものを混合して用いることもできる。
この充填剤の総配合量は、ゴム成分１００質量部に対し、３０〜１２０質量部の範囲、さらに４０〜８０質量部の範囲にあることが好ましい。
【００１３】
本発明のゴム組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば加硫剤，加硫促進剤，プロセス油，老化防止剤，スコーチ防止剤，亜鉛華，ステアリン酸などを含有させることができる。
本発明のゴム組成物は、タイヤ用途を始め、防振ゴム，ベルト，ホースその他の工業品等の用途にも用いることができる。特にタイヤ用ゴムとして好適に使用され、例えばトレッドゴム（キャップゴム，ベースゴムを含む）、サイドゴム、プライゴム、ビードフィラーゴムなどあらゆるタイヤ部材に適用することができる。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各種測定は、下記の方法に従って行なった。
・  総窒素含有量の測定
ラテックスを酸凝固し乾燥して得られた固形成分（サンプル）を精秤し、ケルダール法によって総窒素含有量を測定し、固形成分に対する割合（質量％）として求めた。
（２）ｔａｎδ（動的損失）
粘弾性測定装置（レオメトリックス社製）を使用し、温度５０℃、歪み５％、周波数１５Ｈｚでｔａｎδ（５０℃）を測定し、（比較例１のｔａｎδ／実施例のｔａｎδ）×１００として表示した。この値が大きい程、低発熱性である。
（３）耐熱老化性
１００℃、７２時間の条件で熱老化後の引張り強度を、熱老化前の引張り強度で除して、これを百分率で表した。この値は大きいほど耐熱老化性に優れている
。
【００１５】
製造例１（天然ゴム（ａ）の製造）
アンモニア０．４質量％を添加した天然ゴムラテックス（ＣＴ−１）を、ラテックスセパレーターＳＬＰ−３０００（斉藤遠心機工業製）を用いて回転数７５００ｒｐｍで１５分間の遠心分離することにより濃縮した。濃縮したラテックスをさらに回転数７５００ｒｐｍで１５分間の遠心分離した。得られた濃縮ラテックスを固形分として約２０％に希釈した後、蟻酸を添加し一晩放置後、凝固して得られたゴム分を、１１０℃で２１０分の条件で乾燥して試作天然ゴム（ａ）を製造した。得られゴムの総窒素含有量は０．１５質量％であった。
製造例２（天然ゴム（ｂ）の製造）
実施例１において、遠心分離を１５分間行い、かつ得られた濃縮ラテックスをドラムドライヤー（ドラム温度１３０℃）で熱凝固して乾燥したこと以外は、実施例１と同様の条件で行い試作天然ゴム（ｂ）を製造した。得られゴムの総窒素含有量は０．１５質量％であった。
【００１６】
実施例１，２及び比較例１
製造例１，２により得られた試作天然ゴム（ａ），（ｂ）及び通常の天然ゴム（ＲＳＳ＃３素練りゴム）を用い、第１表に示す配合処方に基づき常法により混練りを行ないゴム組成物を調製した。
【００１７】
【表１】
2004262973.tif 000002
【００１８】
＊１  老化防止剤６Ｃ：Ｎ−フェニル−Ｎ−１，３―ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン
＊２  加硫促進剤ＣＺ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
このゴム組成物を１４５℃、３３分間の条件で加硫し、加硫ゴムの低発熱性及び耐熱老化性を評価した。その結果を第２表に示す。
【００１９】
【表２】
2004262973.tif 000003
【００２０】
上記において、実施例１，２の試作天然ゴム（ａ），（ｂ）を用いたゴム組成物は、いずれも比較例１と比べて、耐熱老化性の低下は殆どなく、しかも低発熱性は著しく優れていることが分かる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、天然ゴムが本来有する耐熱老化性はほぼ維持したままで、低発熱性を大きく向上させた天然ゴムを得ることができる。また、本発明における該天然ゴムの組成物は、各種のゴム工業製品に適用可能であり、特にタイヤに好適に用いることができる。