(57)【要約】【課題】亜鉛華の分散性を改良することにより架橋度を向上させ、よってそのゴム組成物から得られるタイヤの力学特性や発熱性を向上させることができるゴム組成物及びそのタイヤを提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００質量部に対して、有機シラン化合物によって表面処理した表面処理亜鉛華を１〜１０質量部含有するゴム組成物を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対して、有機シラン化合物によって表面処理した表面処理亜鉛華を１〜１０質量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記表面処理亜鉛華における有機シラン化合物処理量が亜鉛に対して０．１〜５質量％であ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】
請求項１又は２に記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに用いられるゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いて作製したタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛華は加硫促進助剤としてゴム組成物に広く利用されているが、凝集性が強いためにゴム組成物中で良好な分散性を得ることが難しい。
【０００３】
ゴム組成物中の亜鉛華の分散性を向上させるために、例えば、特許文献１には高比表面積酸化亜鉛を使用することが開示されている。また、特許文献２には、特定のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と活性酸化亜鉛を使用することが開示されている。さらに特許文献３には、特定の充填剤と亜鉛華から予めスラリー溶液を調製した後、ゴム溶液と混合するウェットマスターバッジの使用が開示されている。
【０００４】
しかしこれらの従来技術では、未だ十分な分散性を得られていないという問題や、工程の煩雑さやコスト面での問題が残されている。
【０００５】
一方、特許文献４，５には、分散性向上の為に有機シランで表面処理した亜鉛華の製造方法及び使用例等が記載されており、例えば樹脂組成物への適用について記載されているが、ゴム組成物への適用には言及されていない。
【０００６】
本発明者は、この表面処理亜鉛華がゴム組成物においても一定の条件下で良好な分散性を示すことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６５６７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３３４号公報
【特許文献３】特開２００６−２１３７９１号公報
【特許文献４】特開平８−５９８９０号公報
【特許文献５】特開平７−２３２９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ゴム組成物中での亜鉛華の分散性を改良することにより架橋度を向上させ、よってそのゴム組成物から得られるタイヤの力学特性や発熱性を向上させることができるゴム組成物、及びその力学特性や発熱性の向上したタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記の課題を解決するために、ジエン系ゴム１００質量部に対して、有機シラン化合物によって表面処理した表面処理亜鉛華を１〜１０質量部含有するものとする。
【００１０】
上記において、表面処理亜鉛華における有機シラン化合物処理量が亜鉛に対して０．１〜５質量％であることが好ましい。
【００１１】
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のゴム組成物を用いて作製したものとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通常の亜鉛華に換えて表面処理された亜鉛華を用いることにより、ゴム組成物中での亜鉛華の分散性を改良し、架橋度を向上させることができる。その結果、そのゴム組成物を用いて、力学特性や低発熱性の向上したタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記のとおり、通常の亜鉛華に換えて有機シラン化合物によって表面処理した表面処理亜鉛華を所定量使用することを特徴とする。
【００１５】
有機シラン化合物の例としては、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロプロ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、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス（メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプロプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。中でも、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が好ましい。
【００１６】
これらの有機シラン化合物は、加水分解性基が加水分解を受けて生成するシラノール基が酸化亜鉛表面のヒドロキシル基と反応し、一方、アミノ基、エポキシ基、ビニル基、メタクリロキシ基等の有機官能基がゴム成分と反応することにより、亜鉛華の分散性の向上に寄与すると考えられる。
【００１７】
上記表面処理亜鉛華における有機シラン化合物の処理量は、亜鉛に対して０．１〜５質量％であることが好ましく、０．５〜２．５質量％であることがより好ましい。０．１質量％未満では、所望の分散性向上効果が得られ難い。一方、５質量％を超える場合も、分散性が低下する傾向が認められる。
【００１８】
これら表面処理亜鉛華は市販されているものを使用することができ、また公知の方法で製造することもできる。処理方法としては、例えば、亜鉛華の水スラリーを調製し、このスラリーに有機シラン化合物を滴下して撹拌した後濾過し、洗浄して、加熱乾燥する方法により得ることができる。
【００１９】
また、上記表面処理亜鉛華の含有量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、１〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。１質量部未満では、所望の加硫促進効果が得られ難い。一方、１０質量部を超えた場合は、架橋度、強度、低発熱性等が悪化する傾向が認められる。
【００２０】
本発明に係るゴム組成物においては、上記表面処理亜鉛華を使用する以外は、従来のタイヤ用ジエン系ゴム組成物に準じた組成を採用することができる。
【００２１】
本発明で使用可能なジエン系ゴムとしては、各種天然ゴム（ＮＲ）、各種ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）等が挙げられ、これらはいずれか１種を用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。好ましくは、天然ゴム及びイソプレンゴムのいずれかを用いるか、又はこれらを併用する。
【００２２】
充填剤としては、カーボンブラック及びシリカの少なくとも一方からなる補強性充填剤を用いることができる。
【００２３】
シリカとしては、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸），乾式シリカ（無水ケイ酸），ケイ酸カルシウム，ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも湿式シリカが好ましい。
【００２４】
これら補強性充填剤の含有量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、３０〜１５０質量部が好ましく、５０〜１００質量部がより好ましい。
【００２５】
なお、シリカを配合する場合は、スルフィドシラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００質量部に対して５〜１５質量部であることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るゴム組成物には、上記の各成分の他に、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤ用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
【００２７】
上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量は上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００２８】
本発明のゴム組成物は、通常のバンバリーミキサーやニーダーなどのゴム用混練機を用いて、常法に従い混練することで調製される。
【００２９】
以上よりなるゴム組成物はタイヤのトレッドゴムやサイドウォールゴムとして用いることができ、ごのゴム組成物を、常法に従い、例えば１４０〜１８０℃で加硫成形することにより、タイヤを形成することができる。
【００３０】
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１（カーボン配合）及び表2（シリカ配合）にそれぞれ示す配合（質量部）に従い、まず、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合してタイヤ用ゴム組成物を調製した。表１及び表２中の各配合物の詳細は以下の通りである。
【００３３】
・ＮＲ：天然ゴム（ＲＳＳ３号）
・ＢＲ：宇部興産（株）ＢＲ１５０Ｂ
・ＳＢＲ：バイエル社製  ＶＳＬ５０２５−２ＨＭ（オイル３７．５ｐｈｒ）
・カーボンブラック：三菱化学（株）製  商品名ダイアブラックＮ３３９
・シリカ：東ソー・シリカ（株）製  商品名ニップシールＡＱ
・表面処理亜鉛華（１）：ユミコア社製  商品名Ｚａｎｏ２０  Ｐｌｕｓ２（次式で表される３−アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理、表面処理率１質量％）
【化１】
2012149159.tif 000002
【００３４】
・表面処理亜鉛華（２）：ユミコア社製  商品名Ｚａｎｏ２０  Ｐｌｕｓ３（次式で表される３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランで表面処理、表面処理率１質量％）
【化２】
2012149159.tif 000003
【００３５】
・表面処理亜鉛華（３）：３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン処理亜鉛華（次式で表される３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランで表面処理、表面処理率１質量％）（公知の方法にて表面処理）
【化３】
2012149159.tif 000004
【００３６】
・表面処理亜鉛華（４）：ＺＯＣＨＥＭ  ＩＮＣ．製  商品名ＺＯＣＯ１７２（プロピオン酸表面処理、表面処理率０．１質量％）
・亜鉛華：三井金属鉱業（株）製  亜鉛華１号
・活性亜鉛華：ランクセス（株）製  商品名Ｚｉｎｋｏｘｙｄ  ａｋｔｉｖ
・有機シラン化合物：信越化学工業（株）製  信越シリコーン  ３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名ＫＢＭ−９０３）
・カップリング剤：デグサ社製  Ｓｉ７５
・ステアリン酸：花王（株）製  商品名ルナックＳ２０
・老化防止剤：住友化学（株）製  商品名アンチゲン６Ｃ
・硫黄：鶴見化学工業（株）製  ５％油入微粉末硫黄
・加硫促進剤：住友化学（株）製  商品名ソクシノールＣＺ
【００３７】
得られた各ゴム組成物について、１５０℃で３０分間加硫した所定形状の試験片を用いて、ＭＨ（架橋度の指標）、破断強度、及び損失係数ｔａｎδを測定した。各測定方法は以下の通りである。結果を表１及び表２に示す。
【００３８】
・ＭＨ：ＪＩＳ  Ｋ６３００−２（２００１）に準拠し、ディスク型レオメーターを用いて、１５０℃ｘ４５分で加硫時の最大トルク（ＭＨ）を求め、比較例１の値を１００とした指標で表示した。数値が大きいほど加硫が進行しており、架橋度が大きいことを示す。
【００３９】
・破断強度：Ｋ６２５１に準拠して引張試験（ダンベル状３号形）を行い、破断強度を測定した。比較例１の値を１００とした指標で表示した。
【００４０】
・損失係数ｔａｎδ（６０℃）：ＪＩＳ  Ｋ６３９４に準拠し、東洋精機（株）製の粘弾性試験機を使用し、周波数１０Ｈｚ，初期歪１０％, 動歪１％, 温度６０℃で損失係数ｔａｎδを測定し、比較例１の値を１００とした指数で示した。数値が小さいほど、発熱性が小さく良好であることを示す。
【００４１】
【表１】
2012149159.tif 000005
【００４２】
【表２】
2012149159.tif 000006
【００４３】
表1に示された結果から分かるように、本発明に係る実施例１〜４のゴム組成物は、従来品に相当する比較例１と比較して、架橋度、破断強度及び低発熱性が顕著に改良されているのが認められた。これに対し、活性亜鉛華（表面処理無し）を配合した比較例２、亜鉛華と表面処理剤をそれぞれ単独で配合した比較例３、規定量以上の表面処理亜鉛華を配合した比較例４、有機シラン化合物以外の処理剤で処理された表面処理亜鉛華を配合した比較例５は、比較例１とほぼ同程度の結果となった。
【００４４】
また、表２に示された結果でも同様に、本発明に係る実施例５〜７のゴム組成物は、従来品に相当する比較例６と比較して、架橋度、破断強度及び低発熱性が顕著に向上しているのが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のゴム組成物は、乗用車、ライトトラック、トラック・バス等の各種タイヤに用いることができる。