(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴム組成物の物性を低下させることなく、ゴム組成物中の酸化亜鉛の配合量を少なくすることが可能なゴム組成物を提供する。【解決手段】（ｉ）少なくとも一種のジエン系ゴム、（ii）カーボンブラック及び／又はシリカ、（iii）イオウ並びに（iv）加硫促進助剤として平均粒子径８０ｎｍ未満の酸化亜鉛を含んでなるゴム組成物。ジエン系ゴムとしては、ＳＢＲ、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＩＩＲ、ＣＲ、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等が好適に使用される。上記ゴム組成物は、空気入りタイヤ用途として好適な性能を発現する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）少なくとも一種のジエン系ゴム、（ii）カーボンブラック及び／又はシリカ、（iii）イオウ並びに（iv）加硫促進助剤として平均粒子径８０nm未満の酸化亜鉛を含んでなるゴム組成物。
【請求項２】
ジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラック及び／又はシリカ２０〜１５０重量部、イオウ１〜５重量部並びに平均粒子径８０nm未満の酸化亜鉛０．０１〜５重量部を配合してなる請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
酸化亜鉛の比表面積が１０ｍ2／ｇ以上である請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
酸化亜鉛が気相法で製造されたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項５】
ジエン系ゴムがスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）から選ばれる少なくとも一種である請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項６】
空気入りタイヤ用である請求項１〜５項のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム組成物に関し、更に詳しくはゴム物性に実質的な影響を及ぼすことなく、酸化亜鉛の配合量を減らしたゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム組成物中の酸化亜鉛の使用量を削減することが試みられている。例えば天然ゴム、ジエン系ゴムもしくはクロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴムから選ばれた１種以上のゴム成分１００重量部に対し、粒径２００nm以下の酸化亜鉛微粒子をカーボンブラック粒子中に均質に分散させた酸化亜鉛複合カーボンブラック２０〜２００重量部を配合してなるゴム組成物が知られており（特許文献１参照）、この方法によれば、少ない酸化亜鉛の使用量でも強度及び耐摩耗性に優れたゴム組成物が得られる旨記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２２２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的はゴム組成物の物性、特に機械的強度、粘弾性特性を実質的に低下させることなく、ゴム組成物中の酸化亜鉛の配合量を著しく少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従えば、ジエン系ゴム、カーボンブラック及び／又はシリカ、イオウを含み並びに加硫促進助剤として平均粒子径８０nm未満の酸化亜鉛を含んでなるゴム組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ゴム組成物中に、平均粒子径が８０nm以下の酸化亜鉛を用いることによりゴム組成物の物性、特に機械的物性、粘弾性特性を低下させることなく、ゴム組成物中の亜鉛の使用量を最大１／１０まで減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、今回、通気法で測定した平均粒子径が８０nm未満、好ましくは５０〜２０nmで、窒素吸着法（ＢＥＴ法）（ＪＩＳ−Ｋ６２１７−２（カーボンブラック用）準拠）で測定した比表面積が１０ｍ2／ｇ以上（更に好ましくは１００〜２００ｍ2／ｇ）の酸化亜鉛（従来の汎用酸化亜鉛の平均粒子径は０．２５〜０．６μｍ、比表面積は４〜７ｍ2／ｇ）を使用することにより、亜鉛の使用量を従来の１／１０に減らしてもほぼ同じ物性を発現できることを見出した。
【０００８】
本発明の好ましい態様では、ジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラック及び／又はシリカ２０〜１５０重量部、イオウ１〜５重量部並びに加硫促進助剤として平均粒子径８０nm未満の酸化亜鉛０．０１〜５重量部を配合する。
【０００９】
本発明のゴム組成物に配合するジエン系ゴムは各種ゴム組成物に一般的に配合することができる任意のジエン系ゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などを単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
【００１０】
本発明において使用するカーボンブラック及び／又はシリカは、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは２０〜１５０重量部、更に好ましくは５０〜１５０重量部配合する。この配合量が少ないと補強効果が低すぎて、機械的物性を満足しないおそれがあり、また多過ぎると不良分散、硬度の上昇、伸びの低下をひきおこすおそれがある。使用することができるカーボンブラック及びシリカには特に限定はなく、またカーボンブラックとシリカの使用比率には特に限定はない。
【００１１】
本発明において使用するイオウは、ゴム組成物中に配合するのに使用される任意のイオウを用いることができ、その配合量には特に限定はないが、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは１〜５重量部、更に好ましくは１〜３重量部とする。この配合量が少ないと架橋密度が低すぎて機械的物性が低すぎるおそれがあり、また多いと架橋密度が高すぎて伸びの低下、硬度上昇のおそれがある。
【００１２】
本発明において加硫促進剤助剤として使用する酸化亜鉛は前述の如く平均粒子径が８０nm未満のもの、好ましくは平均粒子径が５０〜２０nmで、比表面積が１０ｍ2／ｇ以上（更に好ましくは１００〜２００ｍ2／ｇ）のものを使用する。使用する酸化亜鉛の平均粒子径が大きいと表面の反応サイトが減少するので好ましくない。また粒子の比表面積が小さいと同様の理由で好ましくない。
【００１３】
本発明において使用する平均粒子径が８０nm未満の酸化亜鉛は例えば気相法と呼ばれる方法で製造することができる。気相法（ＰＶＳ法）とは、米国ナノフェーズテクノロジー社が開発した超微粒子製造技術で、原料（金属亜鉛）が熱エネルギーによって、金属原子の蒸気となり、反応ガス（酸素）との接触により、金属酸化物の分子（即ち酸化亜鉛）並びにクラスターが形成され、その後、瞬時に冷却することにより、粒径の増大が抑えられ、８０nm未満の酸化亜鉛を得ることができる。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
【００１６】
実施例１〜２及び比較例１〜４
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．６リットルの密閉型ミキサーで５分間混練し、１５０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。このゴム組成物を用いて以下に示す試験法で未加硫物性を評価した。結果は表Ｉに示す。
【００１７】
次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で１５分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。
【００１８】
ゴム物性評価試験法
ＪＩＳ−Ａ硬度：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して測定。
３００％モジュラス（Ｍ３００）及び１００％モジュラス（Ｍ１００）：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定。
破断強度（ＴＢ）及び破断伸び（ＥＢ）：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定。
【００１９】
ｔａｎδ（０℃及び６０℃）：伸長型粘弾性測定機（東洋精機（株）製）を使用して初期伸長１０％、歪率±２％、周波数２０Hz条件で温度０℃及び６０℃で測定。
【００２０】
【表１】
2007231104.tif 000002
【００２１】
表Ｉ脚注
＊１：日本ゼオン（株）製ＳＢＲ（Ｎｉｐｏｌ  １５０２）
＊２：東海カーボン（株）製カーボンブラック（シーストＫＨ）
＊３：正同化学工業（株）製酸化亜鉛（酸化亜鉛３種、平均粒子径０．５μｍ、比表面積５ｍ2／ｇ）
＊４：シーアイ化成（株）製ナノ亜鉛華（平均粒子径３４nm、比表面積３０ｍ2／ｇ）
＊５：日本油脂（株）製ステアリン酸（ビーズステアリン酸  ＹＲ）
＊６：ＦＬＥＸＳＹＳ製老化防止剤６Ｃ（ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ）
＊７：鶴見化学工業（株）製油処理硫黄（金華印微粉硫黄  １５１メッシュ）
＊８：大内新興化学工業（株）製加硫促進剤  ＣＺ（ノクセラーＣＺ−Ｇ）
【００２２】
比較例１はＺｎＯを配合していない例で架橋密度（Ｍ１００）が上がらず、比較例２は通常の使用量を１／３に減らしたもの、比較例３は通常の使用例を示す。
実施例１は破断強度が比較例２及び３より高く、その他物性は比較例２とほぼ同等である。
実施例２はモジュラスが比較例３より高く、ｔａｎ−δ（６０℃）が比較例３より低く、低燃費性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、ゴム組成物の物性に実質的な悪影響を及ぼすことなく、ゴム組成物中の酸化亜鉛の配合量を著しく少なくすることができる。