(57)【要約】【課題】エポキシ化天然ゴムの有する機械的性質や耐摩耗性などの優れた特性を保持したまま、ウェットグリップ性能と低発熱性を両立し得るエポキシ化天然ゴムを配合したトレッド用ゴム組成物、および、該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】エポキシ化天然ゴムを、ルイス酸などと反応させてエポキシ基の開環を行なうことにより得られる改質エポキシ化天然ゴムを５〜１００重量％含むゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを５〜１５０重量部含有し、さらに、ポリスルフィド部の硫黄原子の数の平均値が２．１〜４．５である特定のスルフィド系シランカップリング剤をシリカの２０重量％以下含有するトレッド用ゴム組成物、ならびに、該トレッド用ゴム組成物からなる空気入りタイヤ。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ化天然ゴムを、ルイス酸、アミン化合物、チオール化合物、アミド化合物およびイミダゾール化合物からなる群より選ばれる化合物と反応させてエポキシ基の開環を行なうことにより得られる改質エポキシ化天然ゴムを５〜１００重量％含むゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを５〜１５０重量部含有し、さらに、下記一般式（１）を満足するシランカップリング剤を該シリカの２０重量％以下含有するトレッド用ゴム組成物。
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３−Ｓｉ−（ＣＨ２）ｍ−Ｓｌ−（ＣＨ２）ｍ−Ｓｉ−（ＣｎＨ２＋１Ｏ）３      （１）
（式（１）中、ｎは１〜３の整数、ｍは１〜４の整数、ｌはポリスルフィド部の硫黄原子の数であり、ｌの平均値は２．１〜４．５である。）
【請求項２】
前記エポキシ化天然ゴムのエポキシ化率が５〜８０モル％である請求項１記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ルイス酸が、アルコール、フェノール化合物、カルボン酸および酸無水物からなる群より選ばれる請求項１記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
改質エポキシ化天然ゴムの改質率が５〜６０％である請求項１、２または３記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
改質エポキシ化天然ゴムのタンパク質含有量が、チッ素含有率で０．１重量％以下である請求項１、２または３記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載のトレッド用ゴム組成物からなる空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。とくに、改質エポキシ化天然ゴムを配合したタイヤトレッド用ゴム組成物および該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、供給問題による石油価格の高騰や石油の枯渇が懸念されているだけでなく、省資源や炭酸ガス排出抑制の規制強化などの環境問題の観点からも、天然素材が見直される風潮にある。タイヤ業界においても例外ではなく、合成ゴムの代替材料として天然ゴムが注目されている。天然ゴムは機械的強度が高く、耐摩耗性に優れているため、トラック／バス用タイヤなど大型タイヤに多く使用されている。しかしながら、天然ゴムは側鎖に分子量の小さなメチル基しかもっておらず、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−６０℃と低いため、グリップ性能に劣るという問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、エポキシ化天然ゴムを用いる方法が提案されている（特許文献１〜４参照）。エポキシ化天然ゴムは、天然ゴムの不飽和二重結合がエポキシ化されたものであり、極性基であるエポキシ基によって分子凝集力が増大する。そのため、天然ゴムよりもガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、かつ、機械的強度や耐摩耗性、耐空気透過性に優れている。とくに、シリカ配合ゴムにおいては、シリカ表面のシラノール基とエポキシ基が反応するため、カーボンブラック配合ゴムに匹敵するほどの機械的強度や耐摩耗性が得られる。しかしながら、エポキシ化天然ゴムはヒステリシスロスが大きく、ウェットグリップ性能に優れている反面、転がり抵抗特性が不充分であるという欠点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２２０２５４号公報
【特許文献２】
特開平７−９０１２３号公報
【特許文献３】
特開平７−１４９９５５号公報
【特許文献４】
特開２００１−２３３９９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エポキシ化天然ゴムの有する機械的性質や耐摩耗性などの優れた特性を保持したまま、ウェットグリップ性能と低発熱性を両立し得るエポキシ化天然ゴムを配合したトレッド用ゴム組成物、および、該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エポキシ化天然ゴムをルイス酸、アミン化合物、チオール化合物、アミド化合物およびイミダゾール化合物からなる群より選ばれる化合物と反応させてエポキシ基の開環を行なうことにより得られる改質エポキシ化天然ゴムを５〜１００重量％含むゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを５〜１５０重量部含有し、さらに、下記一般式（１）を満足するシランカップリング剤を該シリカの２０重量％以下含有するトレッド用ゴム組成物に関する。
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３−Ｓｉ−（ＣＨ２）ｍ−Ｓｌ−（ＣＨ２）ｍ−Ｓｉ−（ＣｎＨ２＋１Ｏ）３      （１）
（式（１）中、ｎは１〜３の整数、ｍは１〜４の整数、ｌはポリスルフィド部の硫黄原子の数であり、ｌの平均値は２．１〜４．５である。）
前記エポキシ化天然ゴムのエポキシ化率は５〜８０モル％であることが好ましい。
【０００７】
前記ルイス酸は、アルコール、フェノール化合物、カルボン酸および酸無水物からなる群より選ばれることが好ましい。
【０００８】
前記改質エポキシ化天然ゴムの改質率は５〜６０％であることが好ましい。
【０００９】
前記改質エポキシ化天然ゴムのタンパク質含有量は、チッ素含有率で０．１重量％以下であることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明は、前記トレッド用ゴム組成物からなる空気入りタイヤに関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤からなる。
【００１３】
ゴム成分は、エポキシ化天然ゴムをルイス酸などの化合物と反応させてエポキシ基の開環を行なうことにより得られる改質エポキシ化天然ゴムを含む。
【００１４】
前記エポキシ化天然ゴムには、市販のエポキシ化天然ゴムを用いてもよいし、天然ゴムをエポキシ化して用いてもよい。天然ゴムをエポキシ化する方法としてはとくに限定されるものではなく、クロルヒドリン法、直接酸化法、過酸化水素法、アルキルヒドロペルオキシド法、過酸法などの方法を用いて行なうことができる。たとえば、天然ゴムに過酢酸や過ギ酸などの有機過酸を反応させる方法などがあげられる。
【００１５】
前記エポキシ化天然ゴムのエポキシ化率は、５〜８０モル％であることが好ましく、５〜６０モル％であることがより好ましい。エポキシ化率が５モル％未満では、改質の効果が小さくなる傾向がある。また、８０モル％をこえると、ポリマーがゲル化する傾向がある。
【００１６】
改質エポキシ化天然ゴムは、前記エポキシ化天然ゴムをエポキシ基と反応性をもつ化合物により反応させて、エポキシ基の開環を行なうことにより得られる。
【００１７】
エポキシ化天然ゴムを改質する方法としては、とくに制限はなく、ラテックス中、天然ゴム溶液中、固形ゴムのいずれの状態で行なってもよい。ラテックス中で行なう場合、使用する天然ゴムラテックスはとくに制限はなく、市販のアンモニア処理ラテックスおよびフィールドラテックスのいずれも使用することができる。溶液中で行なう場合、使用する有機溶媒としては、それ自身がエポキシ化天然ゴムまたはエポキシ基と反応性をもつ化合物と反応しないものであれば自由に使用できる。たとえば、ベンゼン、クロロベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素やＮ−ヘプタン、Ｎ−ヘキサン、Ｎ−ペンタン、Ｎ−オクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、テトラリン、デカリンなどの脂環族炭化水素などが好適に使用される。また、塩化メチレンなども使用することができる。固形ゴムで行なう場合には、ロールや押し出し混練機などにより直接混練りし、改質することも可能である。コストや取扱いの容易さなどの点から、エポキシ化天然ゴムの改質はラテックス中で行なうことが好ましい。
【００１８】
前記エポキシ基と反応性をもつ化合物としては、ルイス酸、アミン化合物、チオール化合物、アミド化合物、イミダゾール化合物などがあげられる。
【００１９】
前記ルイス酸としては、アルコール、フェノール化合物、カルボン酸、酸無水物などがあげられる。
【００２０】
アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、フェニルメタノール、２−フェニルエタノールなどがあげられる。
【００２１】
フェノール化合物としては、フェノール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール、１−ナフトール、カテコール、レソルシノール、ヒドロキノンなどがあげられる。
【００２２】
カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ｎ−酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、３−ヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、グルコン酸、フルオル酢酸、クロル酢酸、クロルプロピオン酸、クロル酪酸、トリクロル酪酸、トリクロル酢酸、アルデヒド酸、ピルビン酸、アセト酢酸、レプリン酸、安息香酸、ｐ−トルイル酸、ｍ−クロル安息香酸、サリチル酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、フェニル酢酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、フタル酸、クエン酸などがあげられる。
【００２３】
酸無水物としては、プロピオン酸無水物、ｎ−酪酸無水物、イソ酪酸無水物、ｎ−吉草酸無水物、ヘキサン酸無水物、安息香酸無水物、グルタル酸無水物、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、無水フタル酸、１，８−ナフタル酸無水物、トリメリト酸無水物、ピロメリト酸二無水物などがあげられる。
【００２４】
アミン化合物としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリプロピルアミン（トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン）、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、トリブチルアミン（トリ−ｎ−ブチルアミン、トリイソブチルアミン）、ｎ−ペンチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ジ−ｎ−ヘキシルアミン、トリ−ｎ−ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ｎ−メチルシクロヘキシルアミン、ｎ−ヘプチルアミン、ジ−ｎ−ヘプチルアミン、トリ−ｎ−ヘプチルアミン、シクロヘプチルアミン、ｎ−ヘプチルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、シクロオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクチルアミン、ｎ−デシルアミン、ジ−ｎ−デシルアミン、トリ−ｎ−デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、ベンジルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、２−ナフチルアミン、４−キノリルアミン、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、１，４−ナフチレンジアミン、アニリン、ｏ−トルイジン、２，３−キシリジン、ｏ−アニシジン、ｏ−フェネチジン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルエチレンジアミン、フェネチルアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，３−ジアミノナフタレン、３−メトキシプロピルアミン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルブチルアミン、ジエチルブチルアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ｎ−プロパノールアミン、ジ−ｎ−プロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリプロパノールアミン（トリ−ｎ−プロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン）、トリブタノールアミン、ジプロピレントリアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、２−アミノペンタン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、ピリジン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどがあげられる。エポキシ基との反応性が優れることから、アミン化合物としては、とくに第３級アミンが好ましい。
【００２５】
チオール化合物としては、エチルメルカプタン、１−プロパンチオール、ｎ−ブチルメルカプタン、１−ヘキサンチオール、１−ドデンカンチオール、１−オクタンチオール、ベンゼンチオール、１，２−エタンジチオール、１，３−プロパンジチオール、１，４−ブタンチオール、１，２−ベンゼンチオール、１，４−ベンゼンチオール、２−アミノエタンチオール、２−アミノベンゼンチオール、４−アミノベンゼンチオール、メルカプト酢酸、ｏ−メルカプト安息香酸などがあげられる。
【００２６】
アミド化合物としては、ホルムアミド、アセトアミド、プロピオンアミド、ｎ−ブチルアミド、バレルアミド、ヘキサンアミド、ステアルアミド、ベンズアミド、スクシンアミド、オキサミド、Ｎ−ヒドロキシアセトアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシ）アセトアミド、Ｎ−メチルベンズアミド、ｏ−ヒドロキシベンズアミド、ｐ−ヒドロキシベンズアミド、ｏ−アミノベンズアミド、ｐ−アミノベンズアミド、ｏ−アセトアミドフェノール、ｐ−アセトアミドフェノール、スルファニルアミド、ｏ−アセトアミド安息香酸、ベンズアニリド、アセトアミドマロン酸ジエチル、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ニコチンアミド、チオアセトアミド、ｏ−トルエンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンアミドなどがあげられる。
【００２７】
イミダゾール化合物としては、イミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、Ｎ−アセチルイミダゾール、２−メルカプト−１−メチルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどがあげられる。
【００２８】
前記エポキシ基と反応性を有する化合物の添加量は、エポキシ化天然ゴムに対して５〜６０モル％であることが好ましく、１０〜５５モル％であることがより好ましい。添加量が５モル％未満では、充分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、６０モル％をこえると、引張強度や耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２９】
反応温度は４０〜１６０℃とすることが好ましい。反応温度が４０℃未満では、反応速度が遅く、反応性がわるくなる傾向がある。また、１６０℃をこえると、ポリマーが反応中において、ゲル化する傾向がある。
【００３０】
ラテックス中または溶液中でのエポキシ化天然ゴムの改質反応を行なう場合、反応時間は、０．５〜１０時間であることが好ましく、１〜８時間であることがより好ましい。反応時間が短すぎると改質反応が充分に進行せず、目的の改質エポキシ化天然ゴムが得られにくい。また、反応時間が長すぎると、ゴムのゲル化や副反応が起こりやすい。
【００３１】
前記改質エポキシ化天然ゴムの改質率は、５〜６０％であることが好ましく、１０〜５５％であることがより好ましい。改質率が５％未満では、充分なグリップ性能と低発熱性が得られない傾向がある。また、６０％をこえると、耐摩耗性や引裂強度が低下する傾向がある。
【００３２】
ところで、通常の天然ゴム中には、タンパク質などの非ゴム成分が５〜１０％程度存在している。これらの非ゴム成分、とくにタンパク質は、天然ゴムの改質を阻害する原因となる。
【００３３】
そこで、本発明においては、改質エポキシ化天然ゴムを得るために、天然ゴム中のタンパク質がチッ素含有率で０．１重量％以下まで除去された脱タンパク質天然ゴムを使用することができる。チッ素含有率が０．１重量％以下まで脱タンパク処理された天然ゴム（脱タンパク天然ゴム）を使用することにより、天然ゴムの改質を効率よく行なうことが可能となり、高い改質効果が得られる。改質したエポキシ化天然ゴムのタンパク質含有量は、チッ素含有率で０．０５重量％以下であることが好ましく、０．０３重量％以下であることがより好ましい。チッ素含有率が０．０３重量％以下のレベルまで除去された天然ゴムは、ほぼ完全にタンパク質が除去されていると判断される。
【００３４】
脱タンパク天然ゴムは、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させる方法、石鹸などの界面活性剤により繰り返し洗浄する方法、またはこれらの方法の組み合わせにより製造することができる。
【００３５】
前記タンパク質分解酵素としては、とくに限定はなく、細菌由来のもの、糸状菌由来のもの、酵母由来のもののいずれでも構わない。これらの中では細菌由来のプロテアーゼを使用することが好ましい。
【００３６】
前記界面活性剤としては、陰イオン性界面活性剤および／または非イオン性界面活性剤が好適に使用される。
【００３７】
陰イオン性界面活性剤には、たとえば、カルボン酸系、スルホン酸系、硫酸エステル系、リン酸エステル系などがある。また、非イオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシアルキレンエーテル系、ポリオキシアルキレンエステル系、多価アルコール脂肪酸エステル系、糖脂肪酸エステル系、アルキルポリグリコシドなどが好適に使用される。
【００３８】
タンパク質分解酵素によって天然ゴムラテックス中のタンパク質を分解させるには、タンパク質分解酵素をフィールドラテックスまたはアンモニア処理ラテックスに約０．００１〜１０重量％の割合で添加することが好ましい。酵素による処理時間としてはとくに限定されないが、数分から１週間程度処理を行なうことが好ましい。また、ラテックスは撹拌してもよいし、静置でもかまわない。また、必要に応じて温度調節を行なってもよく、適当な温度としては、５〜９０℃、好ましくは２０〜６０℃である。５℃未満では、酵素の反応が進行し難くなる傾向がある。また、９０℃をこえると、酵素の失活が早くなる傾向がある。
【００３９】
界面活性剤によるラテックス粒子の洗浄方法は、酵素未処理のラテックスを洗浄する方法と酵素処理を完了したラテックスを洗浄する方法のいずれでもよい。界面活性剤は、ラテックスに対して０．００１〜１５重量％、とくに０．００１〜１０重量％の範囲で添加することが好ましい。洗浄方法としては、酵素未処理のラテックスまたは酵素処理したラテックスに界面活性剤を添加し、遠心分離する方法およびラテックス粒子を凝集させて分離する方法がある。遠心分離してラテックスを洗浄する場合、遠心分離は１回ないし数回行なえばよい。また、天然ゴムを洗浄する際に、合成ゴムまたは合成ラテックスを組み合わせて用いることもできる。
【００４０】
本発明に使用される改質エポキシ化天然ゴム以外のゴム成分は、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなるゴム成分が用いられる。本発明において用いられるジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などがあげられる。これらのゴムは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
ゴム成分に含まれる改質エポキシ化天然ゴムの含有量は、５〜１００重量％、好ましくは８〜１００重量％、より好ましくは１０〜１００重量％である。改質エポキシ化天然ゴムが５重量％未満では、改質エポキシ化天然ゴムを配合する効果が小さくなる。
【００４２】
シリカとしては、湿式法または乾式法により製造されたシリカがあげられるが、とくに制限はない。
【００４３】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、１００〜３００ｍ２／ｇ、好ましくは１３０〜２８０ｍ２／ｇである。シリカのＮ２ＳＡが１００ｍ２／ｇ未満では、補強効果が小さく、３００ｍ２／ｇをこえると、分散性が低下し、ゴム組成物の発熱性が増大する。
【００４４】
前記シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜１５０重量部、好ましくは１０〜１２０重量部、より好ましくは１５〜１００重量部である。シリカの配合量が５重量部未満では、充分な低発熱性、ウェットグリップ性能が得られない。また、１５０重量部をこえると、加工性、作業性が低下する。
【００４５】
シランカップリング剤は下記一般式（１）で表わされる。
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３−Ｓｉ−（ＣＨ２）ｍ−Ｓｌ−（ＣＨ２）ｍ−Ｓｉ−（ＣｎＨ２＋１Ｏ）３      （１）
式（１）中、ｎは１〜３の整数であり、ｍは１〜４の整数である。ｌは、ポリスルフィド部の硫黄原子の数であり、ｌの平均値は２．１〜４．５、好ましくは２．１〜３．５である。ｌの平均値が２．１未満では、シランカップリング剤とゴム成分との反応性が劣り、４．５をこえると、加工中などにゲル化を促進する。
【００４６】
このようなシランカップリング剤としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ポリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ポリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ポリスルフィドなどがあげられる。これらのシランカップリング剤の中では、カップリング剤添加効果とコストの両立からビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドなどが好適に用いられる。これらのシランカップリング剤は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
シランカップリング剤の配合量は、前記シリカの２０重量％以下である。分散効果、カップリング効果の面から、シランカップリング剤の配合量は、好ましくは０．５〜１５重量％、より好ましくは１〜１５重量％である。シランカップリング剤の配合量が２０重量％をこえると、コストがかかる割にカップリング効果が得られず補強性、耐摩耗性が低下する。
【００４８】
なお、本発明のゴム組成物には、ゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤のほかに、必要に応じて、カーボンブラック、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【００４９】
本発明の空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未加硫タイヤを形成したのち、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５１】
（改質天然ゴムの製造）
（ポリマー１（脱タンパク天然ゴム））
ガスリー社（マレーシア）製の高アンモニアタイプの天然ゴムラテックス（固形分６２．０％）を使用した。
【００５２】
０．１２％のナフテン酸ソーダ水溶液で、天然ゴムラテックスを固形ゴム成分が１０％になるよう希釈した。リン酸二水素ナトリウムを用いてｐＨを９．２に調製したのち、２Ｍのアルカラーゼをゴム成分１０ｇに対して０．８７ｇの割合で加えた。さらにｐＨを９．２に再調整したのち、３７℃で２４時間維持した。
【００５３】
酵素処理を完了したラテックスにノニオン系界面活性剤であるエマルゲン８１０（花王（株）製）の１％水溶液を加えてゴム濃度を８％に調製したのち、１１０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した。生じたクリーム状留分をエマルゲン８１０の１％水溶液に分散させ、ゴム濃度が約８％になるように調製したのち、再度遠心分離をした。この操作をさらにもう一度くり返したのち、得られたクリーム状留分を蒸留水に分散し、固形ゴム成分６０％の脱タンパクゴムラテックス（ポリマー１）を調製した。
【００５４】
（ポリマー２（高アンモニアタイプの天然ゴムのエポキシ化））
高アンモニアタイプの天然ゴムラテックス（野村貿易（株）製、Ｈｙｔｅｘ）（固形分６０％）１５０ｇを、撹拌棒、滴下ロート、コンデンサーを備えた５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、固形分が３０％になるように蒸留水１５０ｍｌを加えて希釈し、２０℃に調整した。これにノニオン系乳化剤（花王（株）製「エマルゲン１０６」）０．９ｇを撹拌しながら加えた。つぎに、ラテックスのｐＨが５〜６の範囲で推移するように２．８％アンモニア水で調整しながら、濃度２．５モル／Ｌの過酢酸２６５ｇをゆっくりと添加した。添加後、室温で５時間反応させてエポキシ化天然ゴムラテックス（ポリマー２）を得た。
【００５５】
（ポリマー３（脱タンパク天然ゴムのエポキシ化））
高アンモニアタイプの天然ゴムに代えてポリマー１の脱タンパク天然ゴムを使用したほかは、ポリマー２と同様にしてエポキシ化天然ゴムラテックス（ポリマー３）を得た。
【００５６】
（ポリマー４（エポキシ化天然ゴムの改質））
エポキシ化天然ゴム（ポリマー２）をアンモニア水でｐＨ１０に調整したのち、フェノールを６７．７５ｇ添加し、６５℃で５時間反応させた。反応終了後、メタノールを加えてゴム成分のみを凝固させ、水で数回洗浄し、乾燥させることにより、ポリマー４を得た。
【００５７】
（ポリマー５（エポキシ化天然ゴムの改質））
ポリマー３のエポキシ化天然ゴムを用いたほかは、ポリマー４と同様にしてポリマー５を得た。
【００５８】
（分析用サンプルの調製）
それぞれ得られたポリマー１〜５および市販の高アンモニア天然ゴムラテックス（野村貿易（株）製、Ｈｙｔｅｘ）をガラス板上に流延し、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させた。乾燥後、ポリマー２〜５はアセトンで抽出し、不純物を除去した。
【００５９】
（天然ゴムの分析方法）
（チッ素含有率）
ケルダール試験法によりチッ素含有率を測定した。
【００６０】
（ＩＲ）
パーキンエルマー社製のフーリエ変換赤外分光装置を用いて赤外線吸収スペクトルを測定した。
【００６１】
（１Ｈ−ＮＭＲ）
日本電子（株）製のものを用いて測定した。測定溶媒として重クロロホルムを用いた。
【００６２】
（エポキシ化率（Ａ））
５．１ｐｐｍの天然ゴム由来メチンプロトンの面積強度（Ｂ）と２．７ｐｐｍ付近のエポキシ基由来プロトンの面積強度（Ｃ）との比から、エポキシ化率を下記式により求めた。
【００６３】
【数１】
2005041960.tif 000002
【００６４】
（開環率（Ｄ））
７．２ｐｐｍ付近のフェニル基由来メチンプロトンの面積強度（Ｅ）と５．１ｐｐｍ付近の天然ゴム由来メチンプロトンの面積強度（Ｆ）および２．７ｐｐｍ付近のエポキシ基由来プロトンの面積強度（Ｇ）から、下記式により求めた。
【００６５】
【数２】
2005041960.tif 000003
【００６６】
（改質率）
下記式によりエポキシ化天然ゴムの改質率を求めた。
【００６７】
【数３】
2005041960.tif 000004
【００６８】
ＨＡＮＲ（高アンモニアタイプの天然ゴムラテックス、野村貿易（株）製のＨｙｔｅｘ）およびポリマー１〜５について、分析結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2005041960.tif 000005
【００７０】
実施例１〜４および比較例１〜１０
（各種薬品の説明）
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：ジェイエスアール（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン単位量：２３．５重量％）
ＨＡＮＲ：野村貿易（株）製の高アンモニアタイプの天然ゴムラテックスＨｙｔｅｘ
シリカ：デグッサ製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：２１０ｍ２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ２６６（ｌの平均値：２．２）（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９（ｌの平均値：３．８）（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（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）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＴＢＢＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）
加硫促進剤ＤＰＧ；大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
【００７１】
（加硫ゴムサンプルの調製）
天然ゴムラテックス中に、ギ酸またはメタノールを少しずつ加え、ゴム成分のみを凝固させたのち、蒸留水で数回洗浄し、乾燥させた。得られた天然ゴムを用いて、表２〜３に示す配合処方にしたがって、混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。これらの配合物を１５０℃で３０分間プレス加硫して加硫物を得た。これらについて以下に示す各特性の試験を行なった。
【００７２】
（加硫ゴムサンプルの試験方法）
（加工性）
ＪＩＳ  Ｋ６３００に定められたムーニー粘度の測定法にしたがい、１３０℃で測定した。比較例１または比較例６（基準配合）のムーニー粘度（ＭＬ１＋４）を１００とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、ムーニー粘度が低く、加工性に優れている。
（ムーニー粘度指数）＝（基準配合のＭＬ１＋４）／（各配合のＭＬ１＋４）×１００
【００７３】
（転がり抵抗指数）
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所）を用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で各配合のｔａｎδ（損失正接）を測定した。比較例１または比較例６（基準配合）のｔａｎδを１００として、下記計算式で指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗特性が優れる。
【００７４】
（転がり抵抗指数）＝（基準配合のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００
【００７５】
（摩耗試験）
ランボーン摩耗試験機にて、温度２０℃、スリップ率２０％、試験時間５分間の条件でランボーン摩耗量を測定し、各配合の容積損失を計算し、比較例１または比較例６（基準配合）の損失量を１００として、下記計算式で指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が優れる。
（摩耗指数）＝（基準配合の損失量）／（各配合の損失量）×１００
【００７６】
（ウェットスキッド試験）
スタンレー社製のポータブルスキッドテスターを用いてＡＳＴＭ  Ｅ３０３−８３の方法にしたがって最大摩擦係数を測定した。比較例１または比較例６（基準配合）の測定値を１００として、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほどウェットグリップ性能が優れる。
（ウェッドスキッド指数）＝（各配合の数値）／（基準配合の数値）×１００
【００７７】
加硫ゴムサンプルの試験結果を表２〜３に示す。
【００７８】
【表２】
2005041960.tif 000006
【００７９】
【表３】
2005041960.tif 000007
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、改質エポキシ化天然ゴム、シリカおよび特定のシランカップリング剤を含むことにより、機械的性質などの特性を損なうことなく、低発熱性およびウェットグリップ性能に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤを提供することができる。