JP2021054137A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
タイヤ周方向に連続して延びる周方向主溝が2本以上形成されたトレッドを備える空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、
前記周方向主溝が、前記トレッドの幅方向中央部に形成されるクラウン主溝と、前記トレッドの幅方向端部に形成されるショルダー主溝とを含んでおり、
車両装着時に最外側に位置するショルダー主溝は、溝底の溝深さを100%としたときの溝深さ90%位置における溝幅W1とトレッド表面における溝幅W2との比(W1/W2)が0.30〜0.75であると共に、
前記ショルダー主溝の断面積S1とクラウン主溝の断面積S2との比(S1/S2)が0.40〜1.0であり、
前記トレッドを形成するゴム組成物は、
5℃tanδが0.10〜0.60であると共に、
|20℃tanδ−50℃tanδ|が0.10以下であり、
さらに、20℃E’が8.0MPa以上である
ことを特徴とする空気入りタイヤである。
前記5℃tanδが、0.40〜0.60であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤである。
前記|20℃tanδ−50℃tanδ)|が、0を超え、0.05以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤである。
前記トレッドが、3本以上の周方向主溝によって、4つ以上の領域に区分され、
前記4つ以上の領域の内、タイヤ赤道に最も近い領域の輪郭線の曲率半径が、他の領域の輪郭線のいずれの曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
前記トレッドが、
前記クラウン主溝の断面積の総和(mm2)の接地面の幅(mm)に対する比率が、0.4〜1.4であることを特徴とする請求項1または請求項4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
前記トレッドが、
前記ショルダー主溝のタイヤ幅方向外側の領域における曲率半径が、トレッド接地半幅の0.8〜1.7倍であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
前記トレッドが、
トレッド接地幅TWのセクション幅SWに対する比率(TW/SW)が、55〜80%であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
最初に、本発明に係るタイヤの特徴について説明する。
以下、実施の形態に基づいて、本発明を具体的に説明する。なお、以下では、「1.トレッドの形状」、「2.トレッドのゴム組成物」、「3.タイヤ」の順に、説明する。
図1は、本実施の形態に係る空気入りタイヤの(a)幅方向模式断面図、および(b)トレッドの模式展開図である。また、図2は、本実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッドの(a)幅方向模式断面図、および(b)ショルダー主溝11の拡大模式断面図である。
(1)ゴム物性
そして、本実施の形態において、トレッドを形成するゴム組成物は、前記した通り、5℃tanδが0.10〜0.60、|20℃tanδ−50℃tanδ|が0.10以下、20℃E’が8.0MPa以上のゴム物性を有していることを特徴としている。
上記した各ゴム物性を有するゴム組成物は、以下に記載するゴム成分、およびその他の配合材料から得ることができる。
ゴム成分としては、ジエン系ゴムが好ましく使用でき、具体的には、天然ゴム(NR)、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)等のゴムが挙げられる。これら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。
前記ゴム組成物がイソプレン系ゴムを含む場合、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量(合計含有量)は、例えば、5〜100質量%である。イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。
前記ゴム組成物がSBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、例えば、5〜100質量%である。SBRの重量平均分子量は、例えば、10万〜200万である。SBRのスチレン量は、例えば、5〜50質量%である。SBRのビニル量(1,2−結合ブタジエン単位量)は、例えば、5〜70質量%である。なお、SBRの構造同定(スチレン量、ビニル量の測定)は、例えば、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズの装置を用いて行うことができる。
前記ゴム組成物がBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、例えば5〜100質量%である。BRの重量平均分子量は、例えば、10万〜200万である。BRのビニル量は、例えば1〜30質量%である。BRのシス量は、例えば1〜98質量%である。BRのトランス量は、例えば1〜60質量%である。
(イ)カーボンブラック
ゴム組成物は、カーボンブラックを含むことが好ましい。カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、1〜200質量部である。
ゴム組成物は、シリカを含むことが好ましい。シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられる。なかでも、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。
ゴム組成物は、シリカと共にシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT−Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、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などのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ゴム組成物は、液状ポリマー、固体ポリマー等の、ゴム成分以外のポリマー成分を含んでもよい。
前記ゴム組成物は、オイルを含んでもよい。オイルの含有量は、例えば、1.0〜100.0質量部である。なお、オイルの含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイルの量も含まれる。
ゴム組成物は、低温可塑剤を含んでもよい。低温可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、トリス(2エチルヘキシル)ホスフェート(TOP)、ビス(2エチルヘキシル)セバケート(DOS)等の液状成分が挙げられる。低温可塑剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、例えば、1〜60質量部である。
前記ゴム組成物は、ワックスを含むことが好ましい。ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.5〜20質量部である。
ゴム組成物は、老化防止剤を含むことが好ましい。老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、1〜10質量部である。
ゴム組成物は、ステアリン酸を含んでもよい。ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.5〜10.0質量部である。ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、富士フイルム(株)、和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
ゴム組成物は、酸化亜鉛を含んでもよい。酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.5〜10質量部である。酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
ゴム組成物は、硫黄等の架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.1〜10.0質量部である。
ゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物;炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカ等の充填剤;等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.1〜200質量部である。
前記ゴム組成物は、一般的な方法、例えば、ゴム成分とカーボンブラックやシリカ等のフィラーとを混練するベース練り工程と、前記ベース練り工程で得られた混練物と架橋剤とを混練する仕上げ練り工程とを含む製造方法により作製される。
本発明の空気入りタイヤは、前記仕上げ練り工程を経て得られた未加硫ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、未加硫ゴム組成物を、トレッドの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材と共に、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、まず、未加硫タイヤを作製する。
1.トレッド用ゴム組成物の製造
最初に、トレッド用ゴム組成物の製造を行った。
まず、以下に示す各配合材料を準備した。
(イ)スチレンブタジエンゴム(SBR):日本ゼオン社製のNS616
(ロ)ブタジエンゴム(BR):日本ゼオン社製のBR1220
(シス1,4含有率96%)
(イ)カーボンブラック:旭カーボン社製のN220
(ロ)シリカ1:エボニック社製のウルトラシルVN3
(平均一次粒子径:18nm)
(ハ)シリカ2:エボニック社製のウルトラシル9100Gr
(平均一次粒子径:15nm)
(ニ)シランカップリング剤:エボニック社製のSi266
(ホ)酸化亜鉛:三井金属鉱業社製の亜鉛華1号
(ヘ)ステアリン酸:日本油脂社製のステアリン酸「椿」
(ト)オイル:(株)ジャパンエナジー社製のプロセスX−140
(チ)老化防止剤:住友化学社製のアンチゲン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)
(リ)ワックス:大内新興化学工業社製のサンノックN
(ヌ)架橋剤および加硫促進剤
硫黄:軽井沢硫黄社製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業社製のノクセラー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)
加硫促進剤2:大内新興化学工業社製のノクセラーD
(N,N’−ジフェニルグアニジン)
表1に示す配合内容に従い、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材料を150℃の条件下で5分間混練りして、混練物を得た。なお、各配合量は、質量部である。
次に、得られたトレッド用ゴム組成物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を、表2に示す各形状のトレッドに成形し、他のタイヤ部材と共に貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃の条件下で10分間プレス加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
(1)トレッドの物性
各試験用タイヤから切り出した各配合のトレッドゴム(加硫後)について、レオメトリックス社製の粘弾性測定装置を用いて、周波数10Hz、初期歪2%、動歪率1%の条件で、5℃、20℃、50℃における損失正接(tanδ)、並びに、20℃における動的貯蔵弾性率E’(MPa)を測定した。結果を表1に併せて示す。
各試験用タイヤを車両(国産のFF車、排気量2000cc)の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面のテストコースにて、初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は、比較例1における制動距離を100としたときの相対値を下記式により求める。数値が大きい程、湿潤路面でのウェットグリップ性能が優れていることを示している。
ウェットグリップ性能指数(湿潤路面)
=(比較例1の制動距離/試験用タイヤの制動距離)×100
各試験用タイヤを車輌(国産のFF車、排気量2000cc)の全輪に装着して、ドライアスファルト路面のテストコースを速度80km/hで周回し、そのときの周回タイムを計測して評価した。評価は、比較例1を基準として、下式によりに指数化し評価した。数値が大きい程、ハンドリング特性が良好で、操縦安定性が優れていることを示している。
操縦安定性=[比較例1の周回タイム/試験用タイヤの周回タイム]×100
ウェットグリップ性能評価試験および操縦安定性評価試験の結果を表2に併せて示す。そして、各評価の総和が大きい程、ウェットグリップ性能と操縦安定性とが両立されていることを示す。
10 トレッド
11、13 周方向主溝(ショルダー主溝)
12 周方向主溝(クラウン主溝)
20 陸部
D 溝深さ
S1、S2、S3 (主溝の)断面積
W1、W2 溝幅
SW セクション幅
TW トレッド接地幅
Claims (7)
- タイヤ周方向に連続して延びる周方向主溝が2本以上形成されたトレッドを備える空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、
前記周方向主溝が、前記トレッドの幅方向中央部に形成されるクラウン主溝と、前記トレッドの幅方向端部に形成されるショルダー主溝とを含んでおり、
車両装着時に最外側に位置するショルダー主溝は、溝底の溝深さを100%としたときの溝深さ90%位置における溝幅W1とトレッド表面における溝幅W2との比(W1/W2)が0.30〜0.75であると共に、
前記ショルダー主溝の断面積S1とクラウン主溝の断面積S2との比(S1/S2)が0.40〜1.0であり、
前記トレッドを形成するゴム組成物は、
5℃tanδが0.10〜0.60であると共に、
|20℃tanδ−50℃tanδ|が0.10以下であり、
さらに、20℃E’が8.0MPa以上である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記5℃tanδが、0.40〜0.60であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記|20℃tanδ−50℃tanδ)|が、0を超え、0.05以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッドが、3本以上の周方向主溝によって、4つ以上の領域に区分され、
前記4つ以上の領域の内、タイヤ赤道に最も近い領域の輪郭線の曲率半径が、他の領域の輪郭線のいずれの曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記トレッドが、
前記クラウン主溝の断面積の総和(mm2)の接地面の幅(mm)に対する比率が、0.4〜1.4であることを特徴とする請求項1または請求項4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記トレッドが、
前記ショルダー主溝のタイヤ幅方向外側の領域における曲率半径が、トレッド接地半幅の0.8〜1.7倍であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記トレッドが、
トレッド接地幅TWのセクション幅SWに対する比率(TW/SW)が、55〜80%であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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