JP2021172213A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕トレッドを備えたタイヤであって、前記タイヤの最大負荷能力WL(kg)に対するタイヤ重量WT(kg)の比(WT/WL)が0.0150以下であり、前記トレッドは、ゴム成分を含有するゴム組成物からなる3層以上のゴム層を有し、そのうち少なくとも1つのゴム層を構成するゴム組成物の30℃におけるtanδが0.15以上であり、30℃における複素弾性率(E*30)が5.0MPa以上であるタイヤ、
〔2〕前記ゴム組成物の0℃におけるtanδが0.35以上である、〔1〕記載のタイヤ、
〔3〕前記タイヤ重量WT(kg)に対する前記ゴム組成物の30℃におけるtanδの比(30℃におけるtanδ/WT)が0.010超である、〔1〕または〔2〕記載のタイヤ、
〔4〕前記ゴム組成物の比重が1.270以下である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔5〕前記ゴム成分100質量部に対する補強用充填剤の含有量が110質量部以下である、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔6〕前記ゴム成分が、ガラス転移温度が−14℃以下のブタジエンゴムを20質量%以上含有する、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔7〕前記ゴム組成物の30℃におけるtanδが0.28以下である、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔8〕前記トレッドが、複数の周方向溝によって仕切られた陸部を有し、前記陸部の延長線と前記周方向溝の溝底の最深部の延長線との距離をHとしたとき、距前記陸部の最表面から半径方向内側への距離Hの領域の少なくとも一部に、前記ゴム組成物により構成されたゴム層が配置された、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔9〕前記陸部の最表面から半径方向内側への距離Hの領域にゴム層が2層以上存在し、2層以上のゴム層のうちの少なくとも1つのゴム層が前記ゴム組成物により構成されている、〔8〕記載のタイヤ、に関する。
V={(Dt/2)^2−(Dt/2−Ht)^2}×π×Wt ・・・(1)
WL=0.000011×V+100 ・・・(2)
本開示に係るゴム組成物は、ゴム成分としてイソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびブタジエンゴム(BR)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。第一層6および第二層7を構成するゴム成分は、SBRを含むことが好ましく、SBRおよびBRを含むことがより好ましい。また、第一層6および第二層7を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴム、SBR、およびBRを含むゴム成分としてもよく、SBRおよびBRのみからなるゴム成分としてもよく、イソプレン系ゴム、SBR、およびBRのみからなるゴム成分としてもよい。第三層8を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴムを含むことが好ましい。また、第三層8を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴムおよびBRを含むゴム成分としてもよく、イソプレン系ゴムおよびBRのみからなるゴム成分としてもよい。
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。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム等を、変性NRとしてはエポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等を、変性IRとしてはエポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等を挙げることができる。これらのイソプレン系ゴムは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
SBRとしては特に限定されず、溶液重合SBR(S−SBR)、乳化重合SBR(E−SBR)、これらの変性SBR(変性S−SBR、変性E−SBR)等が挙げられる。変性SBRとしては、末端および/または主鎖が変性されたSBR、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性SBR(縮合物、分岐構造を有するもの等)等が挙げられる。さらに、これらSBRの水素添加物(水素添加SBR)等も使用することができる。なかでもS−SBRが好ましく、変性S−SBRがより好ましい。
BRとしては特に限定されず、例えば、シス1,4結合含有率(シス含量)が90%以上のBR(ハイシスBR)、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム(希土類系BR)、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)、変性BR(ハイシス変性BR、ローシス変性BR)等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。変性BRとしては、上記SBRで説明したのと同様の官能基等で変性されたBRが挙げられる。
本開示に係るゴム成分として、前記のイソプレン系ゴム、SBRおよびBR以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)、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)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム(ACM)、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示に係るゴム組成物は、補強用充填剤として、カーボンブラックおよびシリカを含有することが好ましい。また、補強用充填剤は、カーボンブラックおよびシリカのみからなる補強用充填剤としてもよい。
カーボンブラックとしては特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、具体的にはN110、N115、N120、N125、N134、N135、N219、N220、N231、N234、N293、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N351、N356、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N660、N683、N754、N762、N765、N772、N774、N787、N907、N908、N990、N991等を好適に用いることができ、これ以外にも自社合成品等も好適に用いることができる。これらのカーボンブラックは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカとしては、特に限定されず、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水シリカ)、湿式法により調製されたシリカ(含水シリカ)等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。これらのシリカは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカおよびカーボンブラック以外の補強用充填剤としては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、従来からタイヤ工業において一般的に用いられているものを配合することができる。
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、タイヤ工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができるが、例えば、下記のメルカプト系シランカップリング剤;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)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤;3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、3−ヘキサノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリメトキシシラン等のチオエステル系シランカップリング剤;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;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等のアミノ系シランカップリング剤;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等のグリシドキシ系シランカップリング剤;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等のニトロ系シランカップリング剤;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等のクロロ系シランカップリング剤;等が挙げられる。なかでも、スルフィド系シランカップリング剤および/またはメルカプト系シランカップリング剤を含有することが好ましい。これらのシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示に係るゴム組成物は、樹脂成分を含有することが好ましい。樹脂成分としては、特に限定されないが、タイヤ工業で慣用される石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、オイル、ワックス、加工助剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
本開示に係るタイヤは、上記ゴム組成物により構成されるトレッドを備えるものであり、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等が挙げられ、乗用車用タイヤが好ましい。なお、本明細書における高性能タイヤとは、グリップ性能に特に優れたタイヤであり、競技車両に使用する競技用タイヤをも含む概念である。
NR:TSR20
SBR:変性溶液重合SBR(スチレン含量:40質量%、ビニル結合量:25モル%、Mw:110万、非油展品)
BR:宇部興産(株)製のUBEPOL BR(登録商標)150B(シス含量:97%、Tg:−108℃、Mw:44万)
カーボンブラック:三菱ケミカル(株)製のダイヤブラックN220(N2SA:115m2/g)
シリカ:エボニックデグサ社製のULTRASIL(登録商標)VN3(N2SA:175m2/g、平均一次粒子径:17nm)
シランカップリング剤:エボニックデグサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
オイル:H&R社製のVivaTec400(TDAEオイル)
樹脂成分:クレイトン社製のSylvares SA85(α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体、軟化点:85℃)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:細井化学工業(株)製のHK−200−5(5%オイル含有粉末硫黄)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)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(CBS))
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3−ジフェニルグアニジン(DPG))
表1〜表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150〜160℃になるまで1〜10分間混練りし、混練物を得た。次に、2軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、4分間、105℃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℃で12分間プレス加硫することで、試験用加硫ゴム組成物を作製した。
加硫後の各ゴム試験片を、各試験用タイヤのトレッド部の各ゴム層から、タイヤ周方向が長辺となるように、長さ20mm×幅4mm×厚さ2mmで切り出して作製した。各ゴム試験片について、GABO社製のイプレクサーシリーズを用いて、温度0℃、初期歪10%、動歪2.5%、周波数10Hz、および30℃、初期歪5%、動歪1%、周波数10Hzの条件下でtanδを測定した。また、各ゴム試験片について、温度30℃、初期歪5%、動歪1%、周波数10Hzの条件下で複素弾性率(E*)を測定した。結果を表1〜表3に示す。なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とした。
各試験用タイヤに250kPaの空気を充填し、排気量が2000ccである自動車の全輪に装着し、ドライアスファルト面のテストコースにて実車走行を行った。テストドライバーによる120km/hでの走行時の、直進、車線変更、加減速時の各々のフィーリングに基づき、ハンドリング特性を評価した。評価は1点〜10点の整数値で行い、評点が高いほどハンドリング特性に優れる評価基準のもと、テストドライバー10名の合計点を算出した。基準比較例(表4では比較例1、表5では比較例6、表6では比較例10、表7では比較例14)の合計点を基準値(100)に換算し、各試験用タイヤの評価結果を合計点に比例するように指数化して表示した。
各試験用タイヤに250kPaの空気を充填し、排気量が2000ccである自動車に装着した。装着後、車両に荷物を積み込み、正規荷重に相当する縦荷重をタイヤに負荷した。テストコースの路面上に高さ200mmの突起を設け、この車両を走行させて前輪でこの突起を乗り越えさせた。このタイヤを目視で観察して、ピンチカットによる損傷の発生の有無を確認した。車両の速度は40km/hから開始し、速度を0.5km/hずつ段階的に上昇させて、タイヤに損傷が生じた速度を測定した。基準比較例(表4では比較例1、表5では比較例6、表6では比較例10、表7では比較例14)を100として指数表示した。指数が大きいほど、ピンチカットが発生し難いことを示す。
2・・・陸部
3・・・トレッド面
4・・・陸部の延長線
5・・・周方向溝の溝底の最深部の延長線
6・・・第一層
7・・・第二層
8・・・第三層
9・・・第二層の外面の延長線
Wt・・・タイヤ断面幅
Ht・・・タイヤ断面高さ
Dt・・・タイヤ外径
Claims (9)
- トレッドを備えたタイヤであって、
前記タイヤの最大負荷能力WL(kg)に対するタイヤ重量WT(kg)の比(WT/WL)が0.0150以下であり、
前記トレッドは、ゴム成分を含有するゴム組成物からなる3層以上のゴム層を有し、
そのうち少なくとも1つのゴム層を構成するゴム組成物の30℃におけるtanδが0.15以上であり、30℃における複素弾性率(E*30)が5.0MPa以上であるタイヤ。 - 前記ゴム組成物の0℃におけるtanδが0.35以上である、請求項1記載のタイヤ。
- 前記タイヤ重量WT(kg)に対する前記ゴム組成物の30℃におけるtanδの比(30℃におけるtanδ/WT)が0.010超である、請求項1または2記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物の比重が1.270以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記ゴム成分100質量部に対する補強用充填剤の含有量が110質量部以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記ゴム成分が、ガラス転移温度が−14℃以下のブタジエンゴムを20質量%以上含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物の30℃におけるtanδが0.28以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記トレッドが、複数の周方向溝によって仕切られた陸部を有し、
前記陸部の延長線と前記周方向溝の溝底の最深部の延長線との距離をHとしたとき、
距前記陸部の最表面から半径方向内側への距離Hの領域の少なくとも一部に、前記ゴム組成物により構成されたゴム層が配置された、請求項1〜7のいずれか一項に記載のタイヤ。 - 前記陸部の最表面から半径方向内側への距離Hの領域にゴム層が2層以上存在し、2層以上のゴム層のうちの少なくとも1つのゴム層が前記ゴム組成物により構成されている、請求項8記載のタイヤ。
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