JP6464596B2 - ウインター用空気入りタイヤ - Google Patents
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本発明は、ウェットグリップ性能および氷雪上性能を高いレベルで両立するようにしたウインター用空気入りタイヤに関する。
ウインター用空気入りタイヤは、トレッドゴムの硬度を低温でも柔軟に維持することにより氷雪路面に対する凝着性を高め、グリップ性能を向上するようにしている。またウインター用空気入りタイヤには、上述した氷雪路面での走行性能と共に、氷雪に覆われていない湿潤路面（ウェット路面）でもグリップ性能を向上することが求められている。
このウェットグリップ性能を高くするため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いスチレンブタジエンゴムやハロゲン化ブチルゴム、再生ブチルリクレイムをトレッド用ゴム組成物に配合することが行われている（例えば特許文献１参照）。これらのゴム成分は、トレッドゴム全体のｔａｎδを高くすることによりウェットグリップ性能を改良する役割を果たす。しかし、同時に低温でのゴム硬度が大きくなるため氷雪路面に対する凝着性が悪化するという問題があった。
したがって、氷雪路面での制動性能（氷雪上性能）を低下させずに、湿潤路面での制動性能（ウェットグリップ性能）を向上させることは困難であった。しかもウインター用空気入りタイヤの高性能化において、これら二つの制動性能をより高いレベルで両立させることは難しい課題である。
本発明の目的は、ウェットグリップ性能および氷雪上性能を従来レベル以上に向上するようにしたウインター用空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成する本発明のウインター用空気入りタイヤは、スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部にシリカを１４０〜２００重量部および可塑剤成分を配合し、シランカップリング剤を前記シリカの重量に対し４〜２０重量％配合したゴム組成物でトレッド部を構成したウインター用空気入りタイヤであって、前記可塑剤成分および前記ジエン系ゴムのガラス転移温度と重量分率から算出される加重平均値である平均ガラス転移温度が−４５℃以下であると共に、前記ゴム組成物が下記（ａ）および（ｂ）を満たすことを特徴とする。
（ａ）前記ゴム組成物の０℃の貯蔵弾性率Ｅ0′が１０〜２８ＭＰａであること
（ｂ）前記ゴム組成物における下記式（ｉ）で表される掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．６０〜０．９０ＭＰａ1/3・ｓであること
Ｆ＝η／（Ｅ20′）2/3 （ｉ）
（式（ｉ）において、ηは下記式（ｉｉ）で表される粘性率（ＭＰａ・ｓ）、Ｅ20′はゴム組成物の２０℃における貯蔵弾性率（ＭＰａ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。）
（ａ）前記ゴム組成物の０℃の貯蔵弾性率Ｅ0′が１０〜２８ＭＰａであること
（ｂ）前記ゴム組成物における下記式（ｉ）で表される掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．６０〜０．９０ＭＰａ1/3・ｓであること
Ｆ＝η／（Ｅ20′）2/3 （ｉ）
（式（ｉ）において、ηは下記式（ｉｉ）で表される粘性率（ＭＰａ・ｓ）、Ｅ20′はゴム組成物の２０℃における貯蔵弾性率（ＭＰａ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。）
本発明のウインター用空気入りタイヤは、ジエン系ゴムにシリカ、シランカップリング剤および可塑剤成分を配合したゴム組成物でトレッド部を構成し、ジエン系ゴムおよび可塑剤成分の平均ガラス転移温度を−４５℃以下にし、かつゴム組成物が、（ａ）その０℃の貯蔵弾性率Ｅ0′が１０〜２８ＭＰａ、（ｂ）前記式（ｉ）で表される掘り起し摩擦力パラメーターＦを０．６０〜０．９０ＭＰａ 1/3 ・ｓにしたので、ウェットグリップ性能および氷雪上性能を従来レベル以上に向上することができる。
前記可塑剤成分としては、芳香族変性テルペン樹脂であるとよい。
本発明のウインター用空気入りタイヤは、そのトレッド部を特定のゴム組成物で構成する。このトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムに、シリカ、シランカップリング剤および可塑剤成分を配合する。
トレッド用ゴム組成物においてゴム成分はジエン系ゴムで構成され、スチレンブタジエンゴムを含む。またスチレンブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム等を例示することができる。なかでも天然ゴム、ブタジエンゴムが好ましい。スチレンブタジエンゴムはジエン系ゴム１００重量％中、５０重量％以上含有することにより、ウェットグリップ性能をより高くすることができる。
本発明においてトレッド用ゴム組成物は可塑剤成分を含む。可塑剤成分としては、例えばオイル、可塑剤、軟化剤、加工助剤、石油系樹脂、芳香族系樹脂を例示することができる。これら可塑剤成分は、１つであっても複数を組合わせて含有してもよい。またオイルとしてはジエン系ゴムを製造するとき添加された油展成分でも、ゴム組成物の調製時に添加するオイルでもよい。
本明細書において、石油系樹脂は、原油を蒸留、分解、改質などの処理をして得られた成分を重合して製造される芳香族系炭化水素樹脂あるいは飽和または不飽和脂肪族系炭化水素樹脂である。石油系樹脂として、例えばＣ５系石油樹脂（イソプレン、１，３−ペンタジエン、シクロペンタジエン、メチルブテン、ペンテンなどの留分を重合した脂肪族系石油樹脂）、Ｃ９系石油樹脂（α−メチルスチレン、ｏ−ビニルトルエン、ｍ−ビニルトルエン、ｐ−ビニルトルエンなどの留分を重合した芳香族系石油樹脂）、Ｃ５Ｃ９共重合石油樹脂などが例示される。
また芳香族系樹脂は、芳香族系炭化水素からなるセグメントを少なくとも１つ有する重合体であり、クマロン樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、ノボラック系樹脂、レゾール系樹脂などをあげることができる。なかでも芳香族変性テルペン樹脂が好ましい。これらの樹脂は、単独又は複数のブレンドとして使用することができる。なお上述したＣ９系石油樹脂は、芳香族系炭化水素樹脂であるが、本明細書では石油系樹脂に分類するものとする。
本発明において、可塑剤成分として芳香族変性テルペン樹脂が好ましい。芳香族変性テルペン樹脂としては、例えばα−ピネン、βピネン、ジペンテン、リモネンなどのテルペンとスチレン、フェノール、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族化合物とを重合させて得られた芳香族変性テルペン樹脂等が例示される。なかでもスチレン変性テルペン樹脂が好ましく、ジエン系ゴムとの相溶性が良好であるため、ゴム組成物の０℃のｔａｎδを高くし、ウェットグリップ性能を高くすることができる。
上述した可塑剤成分およびジエン系ゴムの平均ガラス転移温度は、−４５℃以下、好ましくは−４８℃〜−６５℃にする。可塑剤成分およびジエン系ゴムの平均ガラス転移温度を−４５℃以下にすることにより、低温下でのゴムコンパウンドのしなやかさを維持し、氷面に対する凝着力を高くして氷雪上性能を確保することができる。ここで可塑剤成分およびジエン系ゴムの平均ガラス転移温度は、可塑剤成分およびジエン系ゴムのガラス転移温度に、各成分の重量分率を乗じた積の合計、すなわち加重平均に基づき算出される値である。なお計算時には可塑剤成分およびジエン系ゴムの重量分率の合計を１．０とする。またガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。
トレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部にシリカを１４０重量部以上２００重量部以下配合する。シリカを配合することにより、ウインター用空気入りタイヤのウェットグリップ性能を向上することができる。シリカとしては、タイヤトレッド用ゴム組成物に通常使用されるシリカ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。
シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し１４０重量部以上２００重量部以下、好ましくは１４０〜１７５重量部、より好ましくは１４０〜１６５重量部にする。シリカの配合量が１４０重量部未満であると、ゴム組成物のウェットグリップ性能を十分に改良することができない。シリカの配合量が２００重量部を超えると、氷雪上性能を確保することができない。
またシリカの窒素吸着比表面積は、特に制限されるものではないが、好ましくは１５０〜４００ｍ2／ｇ、より好ましくは１５５〜３３０ｍ2／ｇ、さらに好ましくは１８５〜２７０ｍ2／ｇであるとよい。シリカの窒素吸着比表面積が１５０ｍ2／ｇ未満であると、ウインター用空気入りタイヤのウェットグリップ性能を十分に改良することができない。またシリカの窒素吸着比表面積が４００ｍ2／ｇを超えると、氷雪上性能が悪化する。本明細書においてシリカの窒素吸着比表面積は、ＩＳＯ ９２７７により測定された値とする。
本発明のウインター用空気入りタイヤは、（ａ）ゴム組成物の０℃のＥ0′が１０〜２８ＭＰａであることを特徴とする。ゴム組成物の０℃のＥ0′を２８ＭＰａ以下にすることにより、氷雪路面走行時などの低温状態におけるゴムコンパウンドのしなやかさを維持し、氷面に対する凝着力を高くし、氷雪上性能を確保することができる。また接地面積を確保しやすくするので、氷雪上性能と共にウェットグリップ性能を確保することができる。なお本発明において、０℃のＥ0′は、粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定された０℃の貯蔵弾性率とする。
またトレッド部を構成するゴム組成物は、（ｂ）下記式（ｉ）で表される掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．６０〜０．９０ＭＰａ 1/3 ・ｓである。
Ｆ＝η／（Ｅ20′）2/3 （ｉ）
（式（ｉ）において、ηは下記式（ｉｉ）で表される粘性率（ＭＰａ・ｓ）、Ｅ20′はゴム組成物の２０℃における貯蔵弾性率（ＭＰａ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。）
Ｆ＝η／（Ｅ20′）2/3 （ｉ）
（式（ｉ）において、ηは下記式（ｉｉ）で表される粘性率（ＭＰａ・ｓ）、Ｅ20′はゴム組成物の２０℃における貯蔵弾性率（ＭＰａ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。）
トレッド用ゴム組成物の掘り起し摩擦力パラメーターＦを０．６０ＭＰａ1/3・ｓ以上にすることにより、ウェットグリップ性能をより高くすることができる。掘り起し摩擦力パラメーターＦは、シリカの配合量および分散性に依存し、配合量が多いほど掘り起し摩擦力パラメーターＦが大きくなり、またシリカの分散性が良好なほど掘り起し摩擦力パラメーターＦを効率的に大きくすることができる。
掘り起し摩擦力パラメーターＦは、０．６０〜０．９０ＭＰａ1/3・ｓの範囲である。掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．６０ＭＰａ1/3・ｓ未満であると、ウェットグリップ性能が低下する。また掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．９ＭＰａ1/3・ｓを超えると、氷雪上性能が悪化する。
前記式（ｉ）の貯蔵弾性率Ｅ20′は、ゴム組成物の加硫物を粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で温度２０℃で測定する貯蔵弾性率Ｅ20′であるものとする。貯蔵弾性率Ｅ20′は、シリカの配合量が同じゴム組成物の場合、シリカの分散性が良好なほど小さくなる。
前式（ｉ）のηは、下記式（ｉｉ）で表される粘性率（ＭＰａ・ｓ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。ピークせん断弾性率Ｇ′は、粘弾性スペクトロメーターを使用して、温度７０℃、ひずみ１００％のときのピークせん断弾性率として測定することができる。また緩和時間τは７０℃におけるせん断弾性率がピークせん断弾性率の１／ｅ（ｅは自然対数の底）の大きさになるまでの時間（ｓ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。ピークせん断弾性率Ｇ′は、粘弾性スペクトロメーターを使用して、温度７０℃、ひずみ１００％のときのピークせん断弾性率として測定することができる。また緩和時間τは７０℃におけるせん断弾性率がピークせん断弾性率の１／ｅ（ｅは自然対数の底）の大きさになるまでの時間（ｓ）である。
粘性率ηは、シリカとゴム成分との間の相互作用の強さに依存し、相互作用が強いと粘性率ηが大きくなる。すなわちシリカとゴム成分との間の相互作用が強いと粘性率ηおよび掘り起し摩擦力パラメーターＦが大きくなり、ウェットグリップ性能を効率的に改良することができると考えられる。シリカとゴム成分との間の相互作用の強さは、ゴム組成物中のシリカの含有量およびその分散状態に依存する。シリカの含有量が多いと、ゴム成分との間の相互作用が強くなり粘性率ηが大きくなる。
またゴム組成物中でシリカ粒子が良好に分散すると粘性率ηが大きくなる。また上記の通りシリカが良好に分散すると貯蔵弾性率Ｅ20′が小さくなるので、掘り起し摩擦力パラメーターＦは相乗的に大きくなる。これに対しシリカの配合量が同じゴム組成物でも、その分散性が悪いと粘性率ηが小さくなると共に、貯蔵弾性率Ｅ20′が大きくなるので、掘り起し摩擦力パラメーターＦが小さくなりウェットグリップ性能を改良する効率が低下する。
以上のように、シリカの配合量および分散性を掘り起し摩擦力パラメーターＦの観点からみると、シリカの含有量を多くし、かつ分散性を良好にすることにより、掘り起し摩擦力パラメーターＦを大きくしウェットグリップ性能を高くすることができる。同時にシリカの分散性が良好であると、氷雪上性能を向上することができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シランカップリング剤をシリカ重量の４〜２０重量％配合する。シランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を改良することができる。シランカップリング剤の配合量は、好ましくはシリカ重量の４〜１６重量％、より好ましくは５〜１５重量％であるとよい。シランカップリング剤の配合量が４重量％未満では、シリカの分散性を十分に改良することができない虞がある。シランカップリング剤の配合量が２０重量％を超えると、ゴム組成物が早期加硫を起こしやすくなり成形加工性が悪化する虞がある。
シランカップリング剤としては、タイヤ用ゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。なかでもメルカプト基を有するシランカップリング剤が好ましく、シリカとの親和性を高くしその分散性を改良することができる。これらシランカップリング剤は、単独で配合してもよいし、複数を組合わせて配合してもよい。
また、本発明のウインター用空気入りタイヤは、アルキルシランを配合することにより、シリカの分散を促進し、ウェット性能と氷雪性能を向上させることができる。
アルキルシランとしては、炭素数７〜２０のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランが好ましい。炭素数７〜２０のアルキル基として、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が挙げられる。なかでもジエン系ゴムとの相溶性の観点から、炭素数８〜１０のアルキル基がより好ましく、オクチル基、ノニル基がさらに好ましい。
アルキルシランの配合量は、シリカ重量に対し、好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは２〜１５重量％にすると良い。
本発明において、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、シリカを除く他の補強性充填剤、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、一般的に空気入りタイヤに使用される各種配合剤を例示することができる。これら配合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にすることができる。また混練機としは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用することができる。
他の補強性充填剤としては、例えばカーボンブラック、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を例示することができる。なかでもカーボンブラックが好ましく、ゴム組成物の硬度、強度および氷雪上性能を高くすることができる。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは３〜１５重量部、より好ましくは４〜１０重量部にするとよい。
本発明のウインター用空気入りタイヤは、氷雪路面およびウェット路面を走行用するのにであり、氷雪上性能およびウェットグリップ性能に優れる。
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
表３に示す配合剤を共通配合とし、表１，２に示す配合からなる１２種類のトレッド用ゴム組成物（実施例２，３、参考例１，４〜７、標準例、比較例１〜４）を、硫黄及び加硫促進剤を除く成分を、１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで混練りし、所定時間の経過後、ミキサーから放出して室温冷却させた。これを１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに投入し硫黄及び加硫促進剤を加えて混合することにより、トレッド用ゴム組成物を調製した。なお表１，２のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ２）の欄に、製品の配合量に加え、括弧内に油展成分を除く正味のＳＢＲの配合量を記載した。また表１，２に記載の「ガラス転移温度」は、ジエン系ゴム（ＳＢＲ１，ＳＢＲ２，ＢＲおよびＮＲ）、芳香族変性テルペン樹脂並びにオイルの平均ガラス転移温度（加重平均値）である。なお表３に記載した配合剤の配合量は、表１，２に記載したジエン系ゴム１００重量部に対する重量部で示した。
得られた１２種類のゴム組成物を所定の金型中で、１６０℃で３０分間プレス加硫してウインター用空気入りタイヤからなる試験片を作製した。得られた試験片の０℃の貯蔵弾性率Ｅ0′、掘り起し摩擦力パラメーターＦ（ピークせん断弾性率Ｇ′、緩和時間τ、貯蔵弾性率Ｅ20′）、ウェットグリップ性能、および氷雪上性能を以下の方法で評価した。
０℃の貯蔵弾性率Ｅ0′
得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、雰囲気温度０℃における貯蔵弾性率Ｅ0′を測定した。得られた結果は、表１，２の「０℃のＥ0′」の欄に示した。
得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、雰囲気温度０℃における貯蔵弾性率Ｅ0′を測定した。得られた結果は、表１，２の「０℃のＥ0′」の欄に示した。
掘り起し摩擦力パラメーターＦの算出
以下の測定により得られた粘性係数η、貯蔵弾性率Ｅ20′から掘り起し摩擦力パラメーターＦ＝η／（Ｅ20′）2/3を求めた。得られた結果を表１，２の「掘り起し摩擦力パラメーターＦ」の欄に記載した。
以下の測定により得られた粘性係数η、貯蔵弾性率Ｅ20′から掘り起し摩擦力パラメーターＦ＝η／（Ｅ20′）2/3を求めた。得られた結果を表１，２の「掘り起し摩擦力パラメーターＦ」の欄に記載した。
ピークせん断弾性率Ｇ′および緩和時間τ
得られた試験片の粘弾性を、粘弾性測定装置（アルファテクノロジー社製ＲＰＡ２０００）を使用して、せん断ひずみ１００％、温度７０℃の条件で、ピークせん断弾性率Ｇ′および緩和時間τを測定し、粘性係数η＝τ×Ｇ′を求めた。
得られた試験片の粘弾性を、粘弾性測定装置（アルファテクノロジー社製ＲＰＡ２０００）を使用して、せん断ひずみ１００％、温度７０℃の条件で、ピークせん断弾性率Ｇ′および緩和時間τを測定し、粘性係数η＝τ×Ｇ′を求めた。
貯蔵弾性率Ｅ20′
得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度２０℃における貯蔵弾性率Ｅ20′を求めた。
得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度２０℃における貯蔵弾性率Ｅ20′を求めた。
ウェットグリップ性能
各試験片を用いて、ウェットスキッド抵抗ポータブルスキッドレジスタンステスター（谷藤機械工業社製ＴＲ−３００）を使用して、室温における湿潤コンクリート路面に対する有効摩擦係数μを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数で表わし表１，２の「ウェットグリップ性」の欄に示した。この値が大きいほどウェットスキッド抵抗が大きく、ウェットグリップ性能が優れることを意味する。
各試験片を用いて、ウェットスキッド抵抗ポータブルスキッドレジスタンステスター（谷藤機械工業社製ＴＲ−３００）を使用して、室温における湿潤コンクリート路面に対する有効摩擦係数μを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数で表わし表１，２の「ウェットグリップ性」の欄に示した。この値が大きいほどウェットスキッド抵抗が大きく、ウェットグリップ性能が優れることを意味する。
氷雪上性能
得られた加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−１．５℃、荷重５．５ｋｇ／ｃｍ3、ドラム回転速度２５ｋｍ／ｈの条件で氷上摩擦係数を測定した。得られた氷上摩擦係数を、標準例の値を１００とする指数にして、表１，２の「氷雪上性能」の欄に示した。この指数値が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷雪上性能が優れることを意味する。
得られた加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−１．５℃、荷重５．５ｋｇ／ｃｍ3、ドラム回転速度２５ｋｍ／ｈの条件で氷上摩擦係数を測定した。得られた氷上摩擦係数を、標準例の値を１００とする指数にして、表１，２の「氷雪上性能」の欄に示した。この指数値が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷雪上性能が優れることを意味する。
なお、表１，２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＳＢＲ１：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２、非油展品、ガラス転移温度が−５２℃
・ＳＢＲ２：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＮＳ５３０、スチレンブタジエンゴム１００重量部にオイル成分３７．５重量部を配合した油展製品、ガラス転移温度が−３１℃
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０、ガラス転移温度が−１００℃
・ＮＲ：天然ゴム、（ＲＳＳ＃３）、ガラス転移温度が−６７℃
・シリカ：Ｓｏｌｖａｙ社製Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ、窒素吸着比表面積が１５５ｍ2/ｇ
・カップリング剤１：硫黄含有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）テトラスルフィド、Ｅｖｏｎｉｋ社製Ｓｉ６９
・カップリング剤２：メルカプトシラン、Ｅｖｏｎｉｋ社製ＶＰＳｉ３６３
・テルペン樹脂：芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製ＹＳレジンＴＯ１２５、ガラス転移温度が６５℃
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ、ガラス転移温度が−４０℃
・ＳＢＲ１：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２、非油展品、ガラス転移温度が−５２℃
・ＳＢＲ２：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＮＳ５３０、スチレンブタジエンゴム１００重量部にオイル成分３７．５重量部を配合した油展製品、ガラス転移温度が−３１℃
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０、ガラス転移温度が−１００℃
・ＮＲ：天然ゴム、（ＲＳＳ＃３）、ガラス転移温度が−６７℃
・シリカ：Ｓｏｌｖａｙ社製Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ、窒素吸着比表面積が１５５ｍ2/ｇ
・カップリング剤１：硫黄含有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）テトラスルフィド、Ｅｖｏｎｉｋ社製Ｓｉ６９
・カップリング剤２：メルカプトシラン、Ｅｖｏｎｉｋ社製ＶＰＳｉ３６３
・テルペン樹脂：芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製ＹＳレジンＴＯ１２５、ガラス転移温度が６５℃
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ、ガラス転移温度が−４０℃
表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・酸化亜鉛：正同化学社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤： フレキシス社製サントフレックス ６ＰＰＤ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤１：ＣＢＳ，大内新興化学社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
・加硫促進剤２：ＤＰＧ，住友化学社製ソクシノールＤ−Ｇ
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・酸化亜鉛：正同化学社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤： フレキシス社製サントフレックス ６ＰＰＤ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤１：ＣＢＳ，大内新興化学社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
・加硫促進剤２：ＤＰＧ，住友化学社製ソクシノールＤ−Ｇ
表１，２から明らかなように実施例２，３により製造されたウインター用空気入りタイヤは、ウェットグリップ性能および氷雪上性能に優れることが確認された。
比較例１，２のゴム組成物は、標準例に対しＳＢＲ１の一部をＳＢＲ２に置き換えシリカを増量したので、ウェットグリップ性能が良化するが、ジエン系ゴムおよび可塑剤成分の平均ガラス転移温度が−４５℃より高く、かつ０℃のＥ0′が３０ＭＰａより大きいので、氷雪上性能が悪化する。
比較例３のゴム組成物は、掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．５０ＭＰａ1/3・ｓ以下なのでウェットグリップ性能が悪化する。
比較例４のゴム組成物は、シリカを増量し掘り起し摩擦力パラメーターＦを大きくしたのでウェットグリップ性能が良化したが、０℃のＥ0′が３０ＭＰａより大きいので、氷雪上性能が悪化する。
Claims (2)
- スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部にシリカを１４０〜２００重量部および可塑剤成分を配合し、シランカップリング剤を前記シリカの重量に対し４〜２０重量％配合したゴム組成物でトレッド部を構成したウインター用空気入りタイヤであって、前記可塑剤成分および前記ジエン系ゴムのガラス転移温度と重量分率から算出される加重平均値である平均ガラス転移温度が−４５℃以下であると共に、前記ゴム組成物が下記（ａ）および（ｂ）を満たすことを特徴とするウインター用空気入りタイヤ。
（ａ）前記ゴム組成物の０℃の貯蔵弾性率Ｅ0′が１０〜２８ＭＰａであること
（ｂ）前記ゴム組成物における下記式（ｉ）で表される掘り起し摩擦力パラメーターＦが０．６０〜０．９０ＭＰａ1/3・ｓであること
Ｆ＝η／（Ｅ20′）2/3 （ｉ）
（式（ｉ）において、ηは下記式（ｉｉ）で表される粘性率（ＭＰａ・ｓ）、Ｅ20′はゴム組成物の２０℃における貯蔵弾性率（ＭＰａ）である。
η＝τ×Ｇ′ （ｉｉ）
式（ｉｉ）において、τは７０℃における緩和時間（ｓ）、Ｇ′は７０℃におけるピークせん断弾性率（ＭＰａ）である。） - 前記可塑剤成分が芳香族変性テルペン樹脂を含むことを特徴する請求項１に記載のウインター用空気入りタイヤ。
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