JP2017190364A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェットグリップ性能および低燃費性がバランス良く改善された空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】４０〜１００質量％のスチレンブタジエンゴムおよび０〜６０質量％のブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に対し、シリカを０．５質量部以上、樹脂を５質量部以上含有するゴム組成物により構成されたトレッドを備えた空気入りタイヤであり、前記ゴム組成物の所定の粘着力試験方法により測定される粘着力が、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ基準ゴム組成物の粘着力を１００とした場合に３００以上であり、前記ゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃に対する０℃での正接損失ｔａｎδ_0℃の比（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が３．０〜１０である空気入りタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定のゴム組成物からなるトレッドを有する空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤの転がり抵抗を低減し、発熱を抑えることによる車の低燃費化が行われている。車の低燃費化への要求は強くなってきており、特に、タイヤ部材のなかでもタイヤにおける占有比率の高いトレッドに対して、優れた低発熱性（低燃費性）が要求されている。また、車の走行における安全性の面から、トレッドに対しては、ウェットグリップ性能も要求されている。

一般的に、低燃費性を向上させるためにはゴム組成物のヒステリシスロス（ｔａｎδ）を低下させることが有効である。また、ウェットグリップ性能を向上させるためには、ヒステリシスロス摩擦、粘着摩擦、掘り起こし摩擦などの摩擦力を大きくする方法などが考えられている。

しかし、ヒステリシスロスを低下させて低燃費性を向上させると、ヒステリシスロス摩擦が小さくなり、ウェットグリップ性能が悪化してしまうという問題がある。つまり、粘弾性特性（ｔａｎδ）だけでは低燃費性とウェットグリップとを両立させることは困難である。

粘着摩擦を大きくすることにより、ウェットグリップ性能の向上を図ることが考えられる。例えば、オイル等の軟化剤を増量し、ゴム組成物への粘着物質の発生量を多くして粘着摩擦力を向上させる方法などが提案されている。しかし、粘着物質の発生量が多いと、耐摩耗性が低下してしまうという問題がある。

特許文献１には、ゴム組成物に特定の固体樹脂と特定の軟化剤との溶融混合物を含有することにより、低燃費性、グリップ性能、耐摩耗性を改善する方法が記載されている。しかし、ゴム組成物の粘着力については記載されておらず、ウェットグリップ性能および低燃費性をバランス良く改善することについてもまだ改善の余地がある。

特開２０１２−３６３７０号公報

本発明者らは、鋭意検討の結果、トレッド用ゴム組成物に所定の樹脂を配合することで、ゴム組成物に該樹脂を含む粘着層を発生させ、ゴム組成物の粘着力を向上できることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成することに成功した。

本発明は、ウェットグリップ性能および低燃費性がバランス良く改善された空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、４０〜１００質量％のスチレンブタジエンゴムおよび０〜６０質量％のブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に対し、シリカを０．５質量部以上、樹脂を５質量部以上含有するゴム組成物により構成されたトレッドを備えた空気入りタイヤであり、前記ゴム組成物の下記粘着力試験方法により測定される粘着力が、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ基準ゴム組成物の粘着力を１００とした場合に３００以上であり、前記ゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃が、前記基準ゴム組成物の正接損失ｔａｎδ_70℃を１００とした場合に１２５以下であり、前記ゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃に対する０℃での正接損失ｔａｎδ_0℃の比（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が３．０〜１０である空気入りタイヤに関する。
＜粘着力試験方法＞
試験ゴムが準備される準備工程と、
ウェット摩擦試験がされて、試験ゴムの表面に粘着物質が生成される摩擦試験工程と、
前記粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力とが測定される粘着物質測定工程と、
前記粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力とに基づいて試験ゴムの粘着力が評価される評価工程とを備える粘着力試験方法。

本発明によれば、ウェットグリップ性能および低燃費性がバランス良く優れた空気入りタイヤを提供することができる。

粘着力試験方法に使用される試験装置の前面図である。 図１の試験装置の底面図である。 （ａ）は図１の試験装置に取り付けられて粘着力が評価される試験前の試験ゴムが示された正面図であり、（ｂ）はその底面図である。 （ａ）は図３の試験ゴムの試験後の状態が示された正面図であり、（ｂ）はその底面図である。

本発明のタイヤは、所定のゴム成分、シリカ、および所定の樹脂を所定量含有するゴム組成物により構成されたトレッドを有することを特徴とする。

前記ゴム成分は、所定量のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）を含む。

前記ＳＢＲとしては特に限定されず、乳化重合スチレンブタジエンゴム（未変性Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（未変性Ｓ−ＳＢＲ）、これらのＳＢＲの末端を変性した変性ＳＢＲ（変性Ｅ−ＳＢＲ、変性Ｓ−ＳＢＲ）など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ゴム成分中のＳＢＲの含有量は、４０質量％以上であり、５０質量％以上が好ましく、６０質量％以上がより好ましい。ＳＢＲの含有量が４０質量％未満の場合は、ウェットグリップ性能および耐摩耗性が得られない傾向がある。また、ＳＢＲの含有量は、１００質量％とすることもできるが、低燃費性能の観点から、９０質量％以下が好ましく、８０質量％以下がより好ましい。

前記ＢＲとしては、特に限定されず、シス含有量が９０％以上のハイシスＢＲ、末端および／または主鎖が変性された変性ＢＲ、スズ、ケイ素化合物などでカップリングされた変性ＢＲ（縮合物、分岐構造を有するものなど）などタイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ＢＲを含有する場合のゴム成分中のＢＲの含有量は、耐摩耗性の観点から、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１５質量％以上がさらに好ましい。また、ＢＲの含有量は、６０質量％以下であり、５０質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましい。ＢＲの含有量が６０質量％を超える場合は、グリップ性能が劣る傾向がある。

また、前記ゴム成分は、前記ＳＢＲおよびＢＲ以外のゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）およびスチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などのその他のゴム成分を必要に応じて含むことができるが、ウェットグリップ性能の観点からは、ＳＢＲおよびＢＲのみからなるゴム成分とすることが好ましい。

前記シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。

シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、耐久性や破断時伸びの観点から、８０ｍ²／ｇ以上が好ましく、１００ｍ²／ｇ以上がより好ましい。また、シリカのＮ₂ＳＡは、低燃費性および加工性の観点から、２５０ｍ²／ｇ以下が好ましく、２２０ｍ²／ｇ以下がより好ましい。なお、本明細書におけるシリカのＮ₂ＳＡとは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−９３に準じて測定された値である。

シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、０．５質量部以上であり、３０質量部以上が好ましく、５０質量部以上がより好ましい。シリカの含有量が、０．５質量部未満の場合は、耐久性および破断時伸びが低下する傾向がある。また、シリカの含有量は、混練時の分散性および加工性の観点から、２００質量部以下が好ましく、１５０質量部以下がより好ましく、１２０質量部以下がさらに好ましい。

前記樹脂の軟化点は、４０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましく、８０℃以上がさらに好ましい。樹脂の軟化点が４０℃未満の場合は、ヒステリシスロス摩擦、操縦安定性、保管中にブロッキングするなどの取扱い性が低下する傾向がある。また、樹脂の軟化点は、混練中の樹脂の分散性の観点から、２００℃以下が好ましく、１５０℃以下がより好ましい。なお、本発明における樹脂の軟化点は、フローテスター（（株）島津製作所製のＣＦＴ−５００Ｄなど）を用い、試料として１ｇの樹脂を昇温速度６℃／分で加熱しながら、プランジャーにより１．９６ＭＰａの荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルから押出し、温度に対するフローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度とした。

前記樹脂は特に限定されず、タイヤ工業で慣用される樹脂が挙げられる。例えば、フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、インデン樹脂、クマロンインデン樹脂、スチレン樹脂、α−メチルスチレン樹脂、α−メチルスチレン／スチレン樹脂、アクリル樹脂、ロジン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂（ＤＣＰＤ樹脂）などの芳香族炭化水素系樹脂や、Ｃ５樹脂、Ｃ８樹脂、Ｃ９樹脂、Ｃ５／Ｃ９樹脂などの脂肪族炭化水素系樹脂などが挙げられ、単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。また、これらの樹脂は、水素添加処理を行ったものであっても良い。

前記樹脂のゴム成分１００質量部に対する含有量は、５質量部以上であり、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましい。樹脂の含有量が５質量部未満の場合は、粘着層に含まれる樹脂が少なくなり、ゴム組成物の粘着力が十分に得られない傾向がある。また、樹脂の含有量は、ブルームが抑制され耐摩耗性に優れるという理由から、５０質量部以下が好ましく、４０質量部以下がより好ましい。

本発明に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、タイヤ工業に一般的に使用されるその他の配合剤、例えば、カーボンブラックなどの補強充填剤、オイル、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。

前記カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦグレードのもの等が挙げられ、これらのカーボンブラックを単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、補強性および耐摩耗性の観点から、８０ｍ²／ｇ以上が好ましく、１００ｍ²／ｇ以上がより好ましい。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、分散性および低燃費性の観点から、２８０ｍ²／ｇ以下が好ましく、２５０ｍ²／ｇ以下がより好ましい。なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、補強性の観点から、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましい。また、カーボンブラックの含有量は、加工性、低燃費性および耐摩耗性の観点から、１５０質量部以下が好ましく、１００質量部以下がより好ましい。

本発明のゴム組成物には、オイルを配合してもよい。オイルを配合することにより、加工性を改善するとともに、ゴムの強度を高めることができる。オイルとしては、プロセスオイル、植物油脂、動物油脂などが挙げられる。

前記プロセスオイルとしてはパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどが挙げられる。また、環境対策で多環式芳香族（ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ ａｒｏｍａｔｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＰＣＡ）化合物の含量の低いプロセスオイルがあげられる。前記低ＰＣＡ含量プロセスオイルとしては、オイル芳香族系プロセスオイルを再抽出したＴｒｅａｔｅｄ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｅｘｔｒａｃｔ（ＴＤＡＥ）、アスファルトとナフテン油の混合油であるアロマ代替オイル、軽度抽出溶媒和物（ｍｉｌｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｖａｔｅｓ）（ＭＥＳ）、および重ナフテン系オイル等が挙げられる。

前記植物油としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油などが挙げられる。

前記動物油脂としては、オレイルアルコール、魚油、牛脂などが挙げられる。

なかでも、加工性に有利であるという理由からプロセスオイルが好ましく、環境対策の面では、上記低ＰＣＡ含量プロセスオイルを使用することが好ましい。

オイルを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、２質量部以上が好ましく、５質量部以上がより好ましい。また、オイルの含有量は、耐摩耗性および加工性の観点から、６０質量部以下が好ましく、４０質量部以下がより好ましい。

本発明に係るゴム組成物は、一般的な方法で製造できる。例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される公知の混練機で、前記各成分のうち、加硫剤および加硫促進剤以外の成分を混練りした後、これに、加硫剤および加硫促進剤を加えてさらに混練りし、その後加硫する方法などにより製造できる。

本発明に係るゴム組成物は、下記粘着力試験方法により測定される粘着力が、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ基準ゴム組成物の粘着力を１００とした場合に３００以上であることを特徴とする。

＜粘着力試験方法＞
試験ゴムが準備される準備工程と、
ウェット摩擦試験がされて、試験ゴムの表面に粘着物質が生成される摩擦試験工程と、
前記粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力とが測定される粘着物質測定工程と、
前記粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力とに基づいて試験ゴムの粘着力が評価される評価工程とを備える粘着力試験方法。

本発明に係るゴム組成物の所定の粘着力試験方法により測定される粘着力は、前記基準ゴム組成物の粘着力を１００とした場合に、３００以上であり、４００以上がより好ましく、５００以上がさらに好ましい。粘着力が３００未満の場合は、ウェットグリップ性能に劣る傾向がある。また、ゴム組成物の粘着力の上限は特に限定されないが、３０００以下が好ましく、２０００以下がより好ましい。

所定の粘着力試験方法について、適宜図面を参照しつつ説明する。

図１および図２には、前記粘着力試験方法に用いられる摩擦試験装置２が示されている。図２は、この試験装置２の底面図である。図１は、図２の線分Ｉ−Ｉで示された断面図である。ここでは、説明の便宜上、図１の上下方向を上下方向として、図１の左右方向を左右方向として、図１の紙面に垂直方向を前後方向として説明がされる。

この試験装置２は、本体４および測定手段６を備えている。本体４は、図示されないが、支持部および駆動部を備えている。本体４は、路面８に接地する据付座１０を備えている。測定手段６は、駆動軸１２、駆動円盤１４、測定軸１６、測定円盤１８および測定子２０を備えている。

この測定手段６は、本体４の支持部に支持されている。本体４の支持部は、測定手段６を上下方向に移動可能に支持している。本体４の支持部は、測定手段６を回転可能に支持している。本体４の駆動部は、測定手段６の駆動軸１２を回転させうる。本体４の駆動部により、測定手段６は、駆動軸１２の軸線を回転軸に回転可能されている。

測定手段６の駆動円盤１４は、駆動軸１２の下端に一体に固定されている。駆動円盤１４の中心線は、駆動軸１２の軸線と一致している。測定軸１６は、駆動軸１２に回転可能に支持されている。測定軸１６は、駆動軸１２に対して、上下方向の移動が規制されている。測定円盤１８は、測定軸１６の下端に一体に固定されている。測定軸１６の軸線と測定円盤１８の中心線とは一致している。駆動軸１２の軸線と測定軸１６の軸線とは、一致している。

図示されないが、測定手段６は、駆動円盤１４と測定円盤１８とを連結する弾性手段と、駆動円盤１４と測定円盤１８との位置ずれを測定する位置センサーとを備えている。弾性手段は、駆動円盤１４と測定円盤１８とを連結している。弾性手段は、駆動円盤１４と測定円盤１８との回転方向の位置ずれを可能にして連結している。位置センサーは、この弾性手段の変位を測定しうる。

測定円盤１８は、底面２２を備えている。この底面２２は、路面８に対向している。底面２２に、３つの測定子２０が固定されている。３つの測定子３０は、測定円盤１８の円周方向に等間隔で並べられている。測定子２０の固定端２０ａは、底面２２に固定されている。測定子２０は、固定端２０ａから固定されない自由端２０ｂまで延びている。測定子２０は、測定円盤１８の円周方向に対する接線方向に延びている、この測定子２０は、固定端２０ａから自由端２０ｂまで、測定手段６の回転向きに対して逆向きに延びている。この測定子２０は、固定端２０ａから自由端２０ｂに向かって、底面２２から路面に近付く向きに延びている。測定子２０の自由端２０ｂは、底面２２から離れて位置している。

図３（ａ）および図３（ｂ）には、試験ゴムとしてのゴム試験片２４と、測定子２０の自由端２０ｂの近傍が示されている。図３（ａ）の上下方向、左右方向および前後方向は、図１のそれと同様にされている。図３（ｂ）は、図２と同様に、ゴム試験片２４の底面図を表している。このゴム試験片２４は、測定子２０の自由端２４ｂ側に固定されている。このゴム試験片２４は、路面８に対向する表面２４ａを備えている。この表面２４ａは、略平面からなっている。表面２４ａは、左右端が曲面で面取りされている。

図４（ａ）および図４（ｂ）には、摩擦試験後のゴム試験片２４が示されている。図４（ａ）の右方向はゴム試験２４が路面８に擦られるときの回転方向前方であり、その左方向は回転方向後方である。図４（ａ）の一点鎖線は、摩擦試験前の図３（ａ）の表面２４ａの形状を示している。

図４（ｂ）に示されるように、摩擦試験後のゴム試験片２４の表面２４ａは、非接触部２８、擦り部３０および堆積部３２からなっている。非接触部２８は、ゴム試験２４が路面８に擦られるときの回転方向前方に位置している。この非接触部２８は、摩擦試験において、路面８に接触しなかった部分である。堆積部３２は、この回転方向後方に位置している。堆積部３０は、粘着物質２６が生成された部分である。擦り部３０は、この回転方向において、非接触部２８と堆積部３２との間に位置している。擦り部３０は、路面８に擦られた部分である。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、ゴム試験片２４と路面８とが擦られることで、表面２４ａに擦り傷が生じる。表面２４ａのうちで、擦り傷が生じた部分が擦り部３０である。路面８が湿潤路面であるとき、擦り部３０の形成に伴って、表面２４ａには粘着物質２６が生成される。本発明では、表面２４ａに粘着物質２６が生成されるように、湿潤路面である路面８とゴム試験片２４とが擦られることを、ウェット摩擦という。この粘着物質２６は、表面２４ａの回転方向後方に堆積している。表面２４ａのうちで、粘着物質２６が堆積した部分が堆積部３２である。この堆積部３２は、表面２４ａから下方に向かって、突出している。この堆積部３２は、回転方向に垂直な表面２４ａの幅方向一方から他方まで堆積している。

このウェット摩擦は、温度１℃以上６０℃以下の水を用いて、摩擦の測定値１０ＢＰＮ以上１００ＢＰＮ以下の湿潤路面でされる。例えば、２０℃の水を用いて、５０ＢＰＮのアスファルト路面でされる。この湿潤路面の摩擦の測定値を測定する方法では、ＡＳＴＭ（米国試験および材料規格）のＥ１３３７に規定された路面摩擦係数測定方法が用いられる。ＡＳＴＭのＥ３０３に規定されたＢＰＮ試験機（英国式振り子型滑り試験機）が用いられる。

前記粘着力試験方法は、準備工程、摩擦試験工程、粘着物質測定工程および評価工程を備えている。図１および図２の試験装置２と図３のゴム試験片２４とを用いた試験方法が説明される。

準備工程では、試験装置２とゴム試験片２４とが準備される。ゴム試験片２４は加硫ゴム組成物である。測定子２０にゴム試験片２４が固定される。ゴム試験片２４の表面２４ａが路面８に対向させられる。この試験装置２では、３つの測定子２０にそれぞれゴム試験片２４が固定される。この測定子２０とゴム試験片２４は、１つであってもよいし、２つ、３つ更には４つ以上の複数であってもよい。

摩擦試験工程では、この試験装置２が湿潤路面である路面８に載置される。据付座１０が路面８に接地する。試験装置２の支持部が測定手段６を上方に移動させる。これにより、ゴム試験片２４が路面８から離れた状態にされる。

ゴム試験片２４が路面８から離れた状態で、試験装置２の駆動部は、測定手段６を回転させる。駆動円盤１４および測定円盤１８とが回転させられる。このとき、駆動円盤１４および測定円盤１８とが一緒に回転する。この駆動部は、駆動円盤１４および測定円盤１８とを所定の回転速度で回転させる。駆動部は、この所定速度に達すると駆動を停止する。この駆動部が駆動を停止した後、駆動円盤１４および測定円盤１８とは、慣性力で回転し続ける。この所定の回転速度するとき、ゴム試験片２４は所定の速度で回転している。この所定の速度は、後述する慣性摩擦の初速である。この初速は、例えば、１５ｋｍ／ｈである。

試験装置２の支持部が測定手段６の支持位置を徐々に下げていく。測定手段６は徐々に下方に移動する。この支持部は、測定手段６を下向きに付勢しない。この測定手段６は、その自重で下方に移動する。やがて、ゴム試験片２４の表面２４ａが路面８に接地する。ゴム試験片２４は、測定手段６の自重により路面８に押しつけられる。

ゴム試験片２４の表面２４ａと路面８との間に摩擦抵抗が生じる。この摩擦抵抗により、測定円盤１８の回転速度は減速される。駆動円盤１４と測定円盤１８との間に回転方向の位置ずれが生じる。言い換えると、駆動円盤１４と測定円盤１８との間に回転角の相対変位が生じる。やがて、この摩擦抵抗により、駆動円盤１４の回転と測定円盤１８の回転とが停止する。この発明では、慣性力で回転するゴム試験片２４が路面８に接地されて摩擦抵抗を生じる状態を慣性摩擦と称する。

位置センサーは、駆動円盤１４と測定円盤１８とを連結する弾性手段の変位を測定する。位置センサーは、ゴム試験片２４の表面２４ａが路面８に接地してから、駆動円盤１４の回転と測定円盤１８の回転とが停止するまで、弾性手段の変位を測定する。この弾性手段の変位から、駆動円盤１４と測定円盤１８との回転角の相対変位が測定される。駆動円盤１４の回転と測定円盤１８の回転とが停止すると、変位センサーは弾性手段の変位の測定を終了する。

駆動円盤１４と測定円盤１８との回転角の相対変位から、測定円盤１８が受ける摩擦抵抗が計算される。この摩擦抵抗と測定手段６の自重とから、動摩擦係数が計算される。

この試験装置２は、図示されない出力装置、例えばＸ−Ｙレコーダーを備えている。この出力装置に、この駆動円盤１４と測定円盤１８との相対変位および回転速度が出力される。更に、この試験装置２は、演算部を備えていてもよい。この演算部が、摩擦抵抗や動摩擦係数等を計算してもよい。これらの計算結果が、出力装置に出力されてもよい。

この方法では、ゴム試験片２４が路面８に接地して路面８を滑り始めたときから路面８に停止するときまでを、慣性摩擦の１サイクルと称する。この摩擦試験工程では、この粘着物質２６が生成されるまで、慣性摩擦が複数サイクル繰り返される。この摩擦試験工程では、試験装置２の支持部により、ゴム試験片２４が路面８から離れた状態にされてから、ゴム試験片２４が路面に接地されて、慣性力で回転する駆動円盤１４と測定円盤１８との回転が停止するまでの一連の工程がされればよい。この摩擦試験工程では、弾性手段の変位の測定、摩擦抵抗力の計算および動摩擦係数の計算は、必ずしもされなくてもよい。

粘着物質測定工程では、粘着物質２６の体積と粘着物質２６の単位面積当たりの粘着力が測定される。粘着物質２６の体積は、ゴム試験片２４の表面２４ａにおいて、摩擦試験前の形状から摩擦試験後の形状のうちで突出している部分の体積が求められる。例えば、非接触型表面粗さ計が準備される。この表面粗さ計で、摩擦試験後のゴム試験片２４の表面２４ａの表面形状が測定される。摩擦試験後の試験片２４の表面２４ａの表面形状について、摩擦試験前のゴム試験片２４の表面２４ａの表面形状から突出している体積が計算される。この体積が、粘着物質２６の体積とされる。この非接触型表面粗さ計としては、例えば、（株）キーエンス製の形状測定システム（ＫＳ−１１００）とレーザ測定器測定部（ＬＴ−９０１０Ｍ）およびレーザ測定器コントローラ（ＬＴ−９５００）とを組み合わせた表面粗さ計設備が用いられる。

粘着物質２６はゴム試験片２４から生成されており、軟らかく変形し易い。この粘着物質２６の体積の測定には、非接触型表面粗さ計が好適である。また、この粘着物質２６の厚さは小さい。この粘着物質２６の体積を高精度に測定する観点から、前述の非接触型表面粗さ計は好適である。

粘着物質２６の単位面積当たりの粘着力は、例えば、以下のようにして求められる。押し込み硬さ試験機が準備される。硬さ試験機の圧子が微小な荷重で粘着物質２６に押し込まれる。この圧子が粘着物質２６に圧接される。この圧接された圧子が粘着物質２６から離される。この離されるときに働く圧子と粘着物質２６との間の最大引力Ｆが測定される。この圧子の最大引力Ｆを単位面積当たりに換算して、粘着物質２６の単位面積当たりの粘着力が算出される。この押し込み硬さ試験機として、例えば、（株）エリオニクス製の超微小押し込み硬さ試験機ＥＮＴ−２１００が用いられる。この硬さ試験機では、球状の圧子がゴム試験片２４の延着物質２６に押し込まれる。この押し込み深さは、変形計で測定されている。この圧子が粘着物質２６から離れ始めるときから離れるまでの間に、連続的に圧子とゴム試験片２４との引力が測定される。この引力の最大値が最大引力Ｆとされる。

粘着物質２６の厚さはゴム試験片２４の厚さに比べて非常に小さい。粘着物質２６の表面積はゴム試験片２４の表面２４ａの面積に比べて非常に小さい。この粘着物質２６の粘着力の測定には、この超微小押し込み硬さ試験機が好適である。

評価工程では、本発明に係るゴム組成物の粘着摩擦力指数が算出される。この粘着摩擦力指数は、粘着物質測定工程で得られた粘着物質２６の体積と単位面積当たりの粘着力とに基づいて、算出される指数を意味する。この粘着摩擦力指数は、粘着物質２６の体積が大きいほど大きくなり、単位面積当たりの粘着力が大きくなるほど大きくなる指数である。例えば、この粘着摩擦力指数は、この粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力との積算値として求められる。この粘着摩擦力指数が大きいほど、ゴム試験片２４の粘着力は大きい。

発明者らの種々の試験で、摩擦試験で生成される粘着物質２６の体積が大きいゴム試験片２４は粘着力が大きいことが確認されている。この試験方法では、ゴム試験片２４の表面２４ａに粘着物質２６が生成されている。この粘着物質２６の体積と単位面積当たりの粘着力とに基づいて、ゴム試験片２４の粘着力が評価される。これにより、容易に且つ高精度にゴム試験片２４の粘着力を評価しうる。

粘着物質２６の粘着力は、摩擦試験の後経時的に低下する。この方法で、ゴム試験片２４の単位面積当たりの粘着力の測定は、好ましくは、摩擦試験の終了後５時間以内にされ、更に好ましくは３時間以下にされ、特に好ましくは１時間以内にされる。この摩擦試験の終了後の時間は、摩擦試験工程において路面８を滑るゴム試験片２４が路面８に停止した時からの経過時間として測定される。前述の慣性摩擦が複数サイクル繰り返される場合には、最後のサイクルでゴム試験片２４が路面８に停止した時からの経過時間として測定される。

複数の異なる試験ゴムについて比較評価される場合には、摩擦試験の終了後の経過時間の差が小さいことが好ましい。好ましくは、摩擦試験の終了後の経過時間の差は、１時間以内にされる。

この試験装置２では、測定手段６の自重により、ゴム試験片２４が路面８に接地している。この測定手段６の自重の他に、ゴム試験片２４に付勢力が加えられない。ゴム試験片２４が測定手段の自重で接地させられることで、粘着物質２６が生成され易い。この観点から、ゴム試験片２４を路面８に付勢する圧力は、好ましくは０を越え０．３ＭＰａ以下である。同様に、粘着物質２６の生成の観点から、慣性摩擦の初速は、好ましくは７ｋｍ／ｈ以上である。安定的にゴム試験片２４を路面８に接地させて滑らせる観点から、この初速は好ましくは１５ｋｍ／ｈ以下である。

この試験装置２では、ゴム試験片２４と路面８とは、前述の慣性摩擦されている。この慣性摩擦により、粘着物質２６が生成され易くされている。このように、粘着物質２６を生成し易くする観点から、試験装置２としては、日邦産業（株）製Ｄ．Ｆ．テスター（ダイナミックフリクションテスター）が好適である。

摩擦試験工程で生成される粘着物質２６の量が少な過ぎると粘着力の評価制度が低下する。高精度に粘着力を評価する観点から、慣性摩擦が複数サイクル繰り返されることが好ましい。この観点から、この慣性摩擦が２サイクル以上繰り返されることが好ましい。一方で、前述の押し込み硬さ試験機で粘着力の測定では、測定面が平坦であるほど高精度に測定しうる。この粘着物質２６の量が多すぎると、押し込み硬さ試験機での粘着力の測定精度が低下する。この観点から、この慣性摩擦が７サイクル以下で繰り返されることが好ましい。

本発明に係るゴム組成物は、７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃が、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ基準ゴム組成物の正接損失ｔａｎδ_70℃を１００とした場合に１２５以下であることを特徴とする。ｔａｎδ_70℃は、低燃費性の指標となる。

本発明に係るゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃は、前記基準ゴム組成物の粘着力を１００とした場合に、１２５以下であり、１２０以下が好ましい。ｔａｎδ_70℃が１２０を超える場合は、低燃費性能に劣る傾向がある。また、ｔａｎδ_70℃の下限は特に限定されない。

また、本発明に係るゴム組成物は、７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃に対する０℃での正接損失ｔａｎδ_0℃の比（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が３．０〜１０であることを特徴とする。ｔａｎδ_0℃は、ヒステリシスロス摩擦の大きさを示し、ウェットグリップ性能の指標となる。また、前記のようにｔａｎδ_70℃は、低燃費性の指標となる。これらのｔａｎδの比（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が所定の範囲内であれば、ウェットグリップ性能と低燃費性能とがバランスよく優れる。

本発明に係るゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃に対する０℃での正接損失ｔａｎδ_0℃の比（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）は、３．０以上であり、３．５以上が好ましく、４．０以上がより好ましい。（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が３未満の場合は、ウェットグリップ性能に劣り、低燃費性との両立が困難となる傾向がある。また、（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）は、１０以下であり、８以下が好ましく、５以下がより好ましい。（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が１０を超える場合は、低燃費性に劣り、ウェットグリップ性能との両立が困難となる傾向がある。

本発明のタイヤは、本発明に係るゴム組成物を用いてトレッドを製造し、このトレッドを用いて通常の方法により製造される。すなわち、本発明に係るゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのトレッドの形状に押出し加工し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを成形し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより製造することができる。

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。

以下、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
ＳＢＲ：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ＮＳ６１６（未変性Ｓ−ＳＢＲ）
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（ハイシスＢＲ、シス含量：９８質量％）
オイル：ジャパンエナジー（株）製のＴＤＡＥオイル（プロセスオイル）
樹脂１：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製のＯｐｐｅｒａ ＰＲ−１００（水添ＤＣＰＤ樹脂、軟化点：１４０℃）
樹脂２：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製のＯｐｐｅｒａ ＰＲ−１２０（水添ＤＣＰＤ樹脂、軟化点：１２０℃）
樹脂３：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製のＯｐｐｅｒａ ＰＲ−１４０（水添ＤＣＰＤ樹脂、軟化点：１００℃）
樹脂４：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳレジンＰＸ１１５０（テルペン樹脂、軟化点：１１５℃）
樹脂５：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳレジンＰＸ１０００（テルペン樹脂、軟化点：１００℃）
樹脂６：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳレジンＰＸ１１５０Ｎ（テルペン樹脂、ピネン重合体、軟化点：１１５℃）
樹脂７：ヤスハラケミカル（株）製のクリアロンＰ８５（水添テルペン樹脂、軟化点：８５℃）
樹脂８：ヤスハラケミカル（株）製のクリアロンＰ１２５（水添テルペン樹脂、軟化点：１２５℃）
樹脂９：アリゾナケミカル社製のＳｙｌｖａｒｅｓ ＳＡ８５（α−メチルスチレン／スチレン樹脂、軟化点：８５℃）
樹脂１０：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製のＯｐｐｅｒａ ＰＲ−３９５（Ｃ９／水添ＤＣＰＤ樹脂、軟化点：１２０℃）
樹脂１１：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社製のＯｐｐｅｒａ ＰＲ−３７３（Ｃ５／Ｃ９樹脂、軟化点：９０℃）
樹脂１２：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳポリスターＴ８０（テルペンフェノール樹脂、軟化点：８０℃）
樹脂１３：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳポリスターＴ１４５（テルペンフェノール樹脂、軟化点：１４５℃）
カーボンブラック：新日化カーボン（株）製のニテロン＃５５Ｓ（Ｎ₂ＳＡ：２８ｍ²／ｇ）
シリカ：エボニックデグサ社製のウルトラシルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：１７５ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：エボニックデグサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸
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）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

表１〜３に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練物を得た。得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、５分間、８０℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃、２０分間で加硫成型することで、試験用ゴム組成物を作製した。得られた試験用ゴム組成物について下記粘着力試験および粘弾性試験を行った。結果を表１〜３に示す。

また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、１７０℃で１２分間加硫し、試験用タイヤを製造した。得られた試験用タイヤについて下記ウェットグリップ性能試験および低燃費性試験を行った。結果を表１〜３に示す。

＜粘着力試験＞
前記粘着力試験方法により、各試験用ゴム組成物の粘着力を、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ比較例のゴム組成物（基準ゴム組成物）の粘着力を１００とし、下記計算式により指数表示した。この指数は、数値が大きいほど粘着力が高い。試験装置として、日邦産業（株）製Ｄ．Ｆ．テスターが用いられた。この方法では、粘着物質が適当な大きさになる慣性摩擦のサイクル数が決定された。このサイクル数は５回であった。このサイクル数で、各試験用ゴム組成物について、前記粘着力試験方法がされた。表面粗さ計設備として、（株）キーエンス製の形状測定システム（ＫＳ−１１００）とレーザ測定器測定部（ＬＴ−９０１０Ｍ）およびレーザ測定器コントローラ（ＬＴ−９５００）とが用いられた。押し込み硬さ試験機として、（株）エリオニクス製の超微小押し込み硬さ試験機ＥＮＴ−２１００が用いられた。
(粘着力指数) ＝ (各配合の粘着力)／(基準ゴム組成物の粘着力) ×１００

＜粘弾性試験＞
岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪み０．１％、周波数１０Ｈｚの条件下で、試験用ゴム組成物の０℃での損失正接（ｔａｎδ_0℃）および７０℃での損失正接（ｔａｎδ_70℃）を測定し、（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）の比を算出した。また、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ比較例のゴム組成物（基準ゴム組成物）の各ｔａｎδを１００とし、下記計算式により各ｔａｎδを指数表示した。ｔａｎδ_70℃の指数が小さいほど、転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。また、ｔａｎδ_0℃の指数が大きいほど、ヒステリシスロス摩擦が大きく、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
(ｔａｎδ_70℃の指数) ＝ (各配合のｔａｎδ_70℃)／(基準ゴム組成物のｔａｎδ_70℃) ×１００
(ｔａｎδ_0℃の指数) ＝ (各配合のｔａｎδ_0℃)／(基準ゴム組成物のｔａｎδ_0℃) ×１００

＜ウェットグリップ性能試験＞
試験用タイヤを車両（国産ＦＦ２０００ｃｃ）の全輪に装着して湿潤アスファルト路面において、速度１００ｋｍ／ｈでブレーキをかけた地点からの制動距離を測定した。そして、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ比較例（基準例）の試験用タイヤの制動距離を１００とし、下記計算式により、各配合のウェットグリップ性能を指数表示した。ウェットグリップ性能指数が大きいほどウェットグリップ性能が優れることを示し、１６０以上を性能目標値とする。
(ウェットグリップ性能指数) ＝ (基準例の制動距離)／(各配合の制動距離) ×１００

＜低燃費性試験＞
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ比較例（基準例）の試験用タイヤの転がり抵抗を１００とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど低燃費性に優れていることを示し、９０以上を性能目標値とする。
(低燃費指数) ＝ (基準例の転がり抵抗)／(各配合の転がり抵抗) ×１００

表１〜３の結果より、所定のゴム成分、シリカ、および所定の樹脂を所定量含有するゴム組成物であり、粘着力および粘弾性特性が所定の範囲であるゴム組成物からなるトレッドを備える本願発明の空気入りタイヤは、ウェットグリップ性能および低燃費性がバランス良く優れることがわかる。

２ 試験装置
４ 本体
６ 測定手段
８ 路面
１２ 駆動軸
１４ 駆動円盤
１６ 測定軸
１８ 測定円盤
２０ 測定子
２２ 底面
２４ ゴム試験片
２６ 粘着物質
２８ 非接触部
３０ 擦り部
３２ 堆積部

Claims (1)

1. ４０〜１００質量％のスチレンブタジエンゴムおよび０〜６０質量％のブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に対し、
   シリカを０．５質量部以上、
   樹脂を５質量部以上含有するゴム組成物により構成されたトレッドを備えた空気入りタイヤであり、
   前記ゴム組成物の下記粘着力試験方法により測定される粘着力が、樹脂全量をオイルに置き換えたこと以外は同じ基準ゴム組成物の粘着力を１００とした場合に３００以上であり、
   前記ゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃が、前記基準ゴム組成物の正接損失ｔａｎδ_70℃を１００とした場合に１２５以下であり、
   前記ゴム組成物の７０℃での正接損失ｔａｎδ_70℃に対する０℃での正接損失ｔａｎδ_0℃の比（ｔａｎδ_0℃／ｔａｎδ_70℃）が３．０〜１０である空気入りタイヤ。
   ＜粘着力試験方法＞
   試験ゴムが準備される準備工程と、
   ウェット摩擦試験がされて、試験ゴムの表面に粘着物質が生成される摩擦試験工程と、
   前記粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力とが測定される粘着物質測定工程と、
   前記粘着物質の体積と単位面積当たりの粘着力とに基づいて試験ゴムの粘着力が評価される評価工程とを備える粘着力試験方法。

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