JP6634777B2 - Performance evaluation method and performance evaluation device - Google Patents
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Description
本発明は、弾性材料の耐摩耗性能等の各種性能を評価する性能評価方法及びそれに用いられる性能評価装置に関する。 The present invention relates to a performance evaluation method for evaluating various performances such as wear resistance of an elastic material, and a performance evaluation device used for the method.
従来、加硫ゴムの耐摩耗性能を評価する方法として、例えば、いわゆるランボーン摩耗試験機等の室内摩耗試験機によって摩耗させて評価する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, as a method of evaluating the wear resistance performance of a vulcanized rubber, for example, a method of evaluating a vulcanized rubber by abrasion with an indoor abrasion tester such as a so-called Lambourn abrasion tester is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の方法では、予測した耐摩耗性能の結果と、評価対象のタイヤを実際に車両に装着して走行させた実車走行試験での耐摩耗性能の結果とが一致しない場合があり、精度上の問題があった。このため、ランボーン摩耗試験機に変わる新たな評価技術の確立が望まれている。 However, in the above conventional method, the result of the predicted wear resistance may not match the result of the wear resistance in the actual vehicle running test in which the tire to be evaluated is actually mounted on the vehicle and run. There was a problem with accuracy. For this reason, establishment of a new evaluation technique replacing a Lambourn abrasion tester is desired.
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、実車走行時の性能と相関性の高い試験結果を得ることができる性能評価方法及び性能評価装置を提供することを主たる目的としている。 The present invention has been devised in view of the above situation, and has as its main object to provide a performance evaluation method and a performance evaluation device capable of obtaining a test result having a high correlation with performance during actual vehicle driving. I have.
本発明の第１発明に係る性能評価装置方法は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の性能を評価する方法であって、前記弾性材料からなる試験片に歪を印加する工程と、前記試験片にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影工程と、前記投影像から測定される前記弾性材料の密度分布に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する評価工程とを含むことを特徴とする。 The performance evaluation device method according to the first invention of the present invention is a method for evaluating the performance of an elastic material including rubber or an elastomer, wherein a step of applying a strain to a test piece made of the elastic material, Irradiating X-rays, a photographing step of photographing a projected image, and an evaluation step of evaluating the performance of the elastic material based on a density distribution of the elastic material measured from the projected image, I do.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記評価工程は、前記投影像を用いて前記試験片の断層画像を構成する工程と、前記断層画像から前記弾性材料の密度分布を測定する工程とを含むことが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, the evaluation step includes a step of forming a tomographic image of the test piece using the projection image, and a step of measuring a density distribution of the elastic material from the tomographic image. It is desirable to include.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記評価工程は、前記試験片の内部に発生した低密度領域の体積に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する工程を含むことが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the evaluation step includes a step of evaluating the performance of the elastic material based on a volume of a low density region generated inside the test piece.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記評価工程は、前記低密度領域の体積の総和を計算する工程を含むことが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the evaluation step includes a step of calculating a sum of volumes of the low density region.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記低密度領域は、可逆性部分を含むことが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the low density region includes a reversible portion.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記可逆性部分の体積は、前記試験片の体積の０．１〜０．８倍であることが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that a volume of the reversible portion is 0.1 to 0.8 times a volume of the test piece.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記低密度領域は、不可逆性部分を含むことが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the low density region includes an irreversible portion.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記不可逆性部分は、空隙を含むことが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the irreversible portion includes a void.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記空隙の体積は、前記試験片の体積の０．１倍以下であることが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the volume of the void is not more than 0.1 times the volume of the test piece.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記評価工程は、前記密度の均一性に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する工程を含むことが望ましい。 In the performance evaluation method according to the present invention, it is preferable that the evaluation step includes a step of evaluating the performance of the elastic material based on the uniformity of the density.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記試験片に歪を印加する工程において、前記試験片に印加する応力は、０．１〜２．０ＭPaであることが望ましい。 In the performance evaluation apparatus method according to the present invention, in the step of applying a strain to the test piece, it is preferable that a stress applied to the test piece is 0.1 to 2.0 MPa.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記試験片に歪を印加する工程は、前記試験片の体積を増加させることが望ましい。 In the performance evaluation method according to the present invention, it is preferable that the step of applying a strain to the test piece increases a volume of the test piece.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記弾性材料は、１種類以上の共役ジエン系化合物を含むゴム材料であることが望ましい。 In the performance evaluation device method according to the present invention, it is preferable that the elastic material is a rubber material containing one or more conjugated diene-based compounds.
本発明に係る前記性能評価装置方法において、前記Ｘ線の輝度（photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw）は、１０10以上であることが望ましい。 In the performance evaluation apparatus method according to the present invention, the X-ray intensity (photons / s / mrad 2 / mm 2 /0.1%bw) is desirably 10 10 or more.
本発明の第２発明に係る性能評価装置は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の性能を評価する装置であって、前記弾性材料からなる試験片に歪を印加する歪印加手段と、前記試験片にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影手段と、前記投影像から測定される前記弾性材料の密度分布に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する評価手段とを含むことを特徴とする。 A performance evaluation device according to a second aspect of the present invention is a device for evaluating the performance of an elastic material containing rubber or an elastomer, wherein a strain applying means for applying a strain to a test piece made of the elastic material, and the test piece Irradiating X-rays on the imaging device to capture a projection image, and evaluation means for evaluating performance of the elastic material based on a density distribution of the elastic material measured from the projection image. And
本発明に係る前記性能評価装置において、前記撮影手段は、Ｘ線を可視光に変換するための蛍光体を有し、前記蛍光体の減衰時間は、１００ms以下であることが望ましい。 In the performance evaluation device according to the present invention, it is preferable that the photographing unit includes a phosphor for converting X-rays into visible light, and the decay time of the phosphor is 100 ms or less.
第１発明の性能評価装置方法は、弾性材料からなる試験片に歪を印加する工程を含む。歪の印加により、実車走行時のタイヤにおける路面の微小な凹凸に囲まれた弾性材料の振る舞いが、試験片の内部で再現される。この工程では、印加される応力によって、試験片の内部に密度の偏りが生ずる。この密度の偏りは、摩耗や亀裂等の起点となることが発明者によって見出された。 The performance evaluation method of the first invention includes a step of applying a strain to a test piece made of an elastic material. By the application of the strain, the behavior of the elastic material surrounded by the fine irregularities on the road surface of the tire when the vehicle is running is reproduced inside the test piece. In this step, a bias in density occurs inside the test piece due to the applied stress. It has been found by the inventor that this bias in density is a starting point for wear, cracks and the like.
そして、第１発明は、試験片にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影工程を含む。これにより、投影像から試験片内部の密度分布が測定可能となる。さらに、第１発明は、測定される密度分布に基づいて、弾性材料の性能を評価する評価工程を含む。これにより、応力によって試験片に生じた内部組織の変化をミクロ的に観察し、評価することができ、マクロ的な評価であるランボーン摩耗試験による評価とは別の観点から、各種の性能を正確に予測することが可能となる。 The first invention includes a photographing step of irradiating the test piece with X-rays to photograph a projection image. Thereby, the density distribution inside the test piece can be measured from the projected image. Furthermore, the first invention includes an evaluation step of evaluating the performance of the elastic material based on the measured density distribution. This makes it possible to observe and evaluate changes in the internal structure of the test piece caused by stress microscopically, and to accurately evaluate various performances from a different viewpoint than the evaluation by the Lambourn wear test, which is a macroscopic evaluation. Can be predicted.
第２発明の性能評価装置は、弾性材料からなる試験片に歪を印加する歪印加手段を含む。歪印加手段によって実車走行時のタイヤにおける路面の微小な凹凸に囲まれた弾性材料の振る舞いが、試験片の内部で再現される。 The performance evaluation device of the second invention includes strain applying means for applying strain to a test piece made of an elastic material. The behavior of the elastic material surrounded by the fine irregularities on the road surface of the tire when the vehicle is running by the strain applying means is reproduced inside the test piece.
そして、第２発明は、試験片にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影手段を含む。撮影手段により、投影像から試験片内部の密度分布が測定可能となる。さらに、第２発明は、測定される密度分布に基づいて、弾性材料の性能を評価する評価手段を含む。評価手段により、応力によって試験片の内部に生じた組織の変化をミクロ的に観察することができ、マクロ的な評価であるランボーン摩耗試験による評価とは別の観点から、各種の性能を正確に予測することが可能となる。 The second invention includes an imaging unit that irradiates the test piece with X-rays to capture a projection image. The imaging means makes it possible to measure the density distribution inside the test piece from the projected image. Further, the second invention includes an evaluation means for evaluating the performance of the elastic material based on the measured density distribution. The evaluation means enables microscopic observation of the change in the structure generated inside the test piece due to stress.From the viewpoint of the evaluation by the Lambourn abrasion test, which is a macroscopic evaluation, various performances can be accurately measured. It can be predicted.
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の性能評価方法に用いられる性能評価装置の概略構成を示す斜視図である。本発明の性能評価装置１は、弾性材料の耐摩耗性能及び耐チッピング性能、耐クラック性能等の各種性能を評価するための装置である。図１に示されるように、本実施形態の性能評価装置１は、歪印加手段２と、撮影手段５と、評価手段６とを具えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a performance evaluation device used in the performance evaluation method of the present embodiment. The performance evaluation apparatus 1 of the present invention is an apparatus for evaluating various performances of an elastic material, such as wear resistance, chipping resistance, and crack resistance. As shown in FIG. 1, the performance evaluation device 1 of the present embodiment includes a strain applying unit 2, an imaging unit 5, and an evaluation unit 6.
歪印加手段２は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料からなる試験片１０に歪を印加して、試験片１０の内部に空隙を発生させる。 The strain applying means 2 applies a strain to the test piece 10 made of an elastic material including rubber or elastomer to generate a void inside the test piece 10.
歪印加手段２は、試験片１０が固着される一対の治具２１、２２と、治具２１と治具２２とを相対的に移動させて試験片１０に歪を印加する駆動手段２３とを有している。駆動手段２３は、一方の治具２１を固定した状態で、他方の治具２２を試験片１０の軸方向に移動させる。これにより、試験片１０が、その軸方向に伸張され、試験片１０に歪が印加される。 The strain applying unit 2 includes a pair of jigs 21 and 22 to which the test piece 10 is fixed, and a driving unit 23 that relatively moves the jig 21 and the jig 22 to apply strain to the test piece 10. Have. The driving means 23 moves the other jig 22 in the axial direction of the test piece 10 with one jig 21 fixed. Thereby, the test piece 10 is extended in the axial direction, and strain is applied to the test piece 10.
試験片１０に印加される歪又は荷重は、ロードセル（図示せず）等により検出される。ロードセルの位置及び形式は、任意である。歪印加手段２によって試験片１０には、予め定められた歪又は荷重が印加される。駆動手段２３は、試験片１０及び治具２１、２２を試験片１０の軸回りに回転可能に構成されている。 The strain or load applied to the test piece 10 is detected by a load cell (not shown) or the like. The position and type of the load cell are arbitrary. A predetermined strain or load is applied to the test piece 10 by the strain applying means 2. The driving means 23 is configured to rotate the test piece 10 and the jigs 21 and 22 around the axis of the test piece 10.
撮影手段５は、試験片１０にＸ線を照射して、投影像を撮影する。撮影手段５は、Ｘ線を照射するＸ線管５１と、Ｘ線を検出して電気信号に変換する検出器５２とを有する。試験片１０及び治具２１、２２を試験片１０の軸回りに回転させながら、撮影手段５が複数の投影像を撮影することにより、全周にわたる試験片１０の投影像を得ることができる。 The photographing unit 5 irradiates the test piece 10 with X-rays to photograph a projected image. The imaging means 5 has an X-ray tube 51 for irradiating X-rays, and a detector 52 for detecting X-rays and converting them into electric signals. The imaging means 5 captures a plurality of projection images while rotating the test piece 10 and the jigs 21 and 22 around the axis of the test piece 10, so that a projection image of the test piece 10 over the entire circumference can be obtained.
検出器５２は、Ｘ線を可視光に変換するための蛍光体５２ａを有している。蛍光体５２ａの減衰時間は、１００ms以下が望ましい。蛍光体５２ａの減衰時間が、１００msを超える場合、試験片１０等を試験片１０の軸回りに回転させながら複数の投影像を連続して撮影する際に、先に撮影した投影像の残像が後から撮影する投影像に影響を及ぼすおそれがある。このような観点から、蛍光体５２ａのより望ましい減衰時間は５０msであり、より一層望ましい減衰時間は１０msである。 The detector 52 has a phosphor 52a for converting X-rays into visible light. The decay time of the phosphor 52a is desirably 100 ms or less. When the decay time of the phosphor 52a exceeds 100 ms, when continuously photographing a plurality of projection images while rotating the test piece 10 or the like around the axis of the test piece 10, an afterimage of the previously shot projection image may be generated. There is a possibility that a projection image to be photographed later will be affected. From such a viewpoint, the more desirable decay time of the phosphor 52a is 50 ms, and the more desirable decay time is 10 ms.
評価手段６は、投影像から測定される空隙に基づいて、弾性材料の性能を評価する。評価手段６には、例えば、コンピュータ６０が適用される。コンピュータ６０は、本体６１、キーボード６２、及びディスプレイ装置６３を含んでいる。この本体６１には、例えば、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリ及びハードディスクなどの記憶装置が設けられる。記憶装置には、本実施形態のシミュレーション方法を実行するための処理手順（プログラム）が予め記憶されている。 The evaluation means 6 evaluates the performance of the elastic material based on the gap measured from the projected image. For example, a computer 60 is applied to the evaluation unit 6. The computer 60 includes a main body 61, a keyboard 62, and a display device 63. The main body 61 is provided with, for example, an arithmetic processing unit (CPU), a ROM, a working memory, and a storage device such as a hard disk. A processing procedure (program) for executing the simulation method of the present embodiment is stored in the storage device in advance.
図２は、上記性能評価装置１を用いた性能評価装置方法の処理手順を示している。性能評価装置方法は、試験片１０に歪を印加して試験片１０の内部に密度の偏りを発生させる工程Ｓ１、Ｓ２と、試験片１０にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影工程Ｓ３、Ｓ４と、投影像から測定される密度分布に基づいて、弾性材料の性能を評価する評価工程Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７及びＳ８とを含む。 FIG. 2 shows a processing procedure of a performance evaluation device method using the performance evaluation device 1. The performance evaluation device method includes steps S1 and S2 of applying a strain to the test piece 10 to generate a bias in the density inside the test piece 10, and irradiating the test piece 10 with X-rays to capture a projection image. Steps S3 and S4 and evaluation steps S5, S6, S7 and S8 for evaluating the performance of the elastic material based on the density distribution measured from the projected image are included.
工程Ｓ１では、試験片１０が治具２１、２２に固定される。 In step S1, the test piece 10 is fixed to the jigs 21 and 22.
図３は、試験片１０及び治具２１、２２を示している。図４は、試験片１０を示している。試験片１０には、一様な密度分布の弾性材料が用いられる。試験片１０を構成する弾性材料の一例としては、例えば、１種類以上の共役ジエン系化合物を含むゴム材料が挙げられる。また、試験片１０を構成する弾性材料の一例としては、例えば、タイヤ用のゴム材料が挙げられる。 FIG. 3 shows the test piece 10 and the jigs 21 and 22. FIG. 4 shows the test piece 10. An elastic material having a uniform density distribution is used for the test piece 10. As an example of the elastic material forming the test piece 10, for example, a rubber material containing one or more conjugated diene-based compounds can be mentioned. Further, as an example of the elastic material constituting the test piece 10, for example, a rubber material for a tire can be mentioned.
本実施形態では、円柱状の試験片１０が適用されている。このような試験片１０は、対称性を有し、容易に再現性の高い測定結果を得ることができる。 In the present embodiment, a columnar test piece 10 is applied. Such a test piece 10 has symmetry and can easily obtain a highly reproducible measurement result.
試験片１０は、その軸方向の長さＨの５倍以上の直径Ｄを有しているのが望ましい。このような試験片１０によれば、試験片１０に歪が印加されたとき、試験片１０の側面の変形が制限される。その結果、試験片１０の体積が増加し、内部に非常に大きな応力が印加される。従って、試験片１０の内部に空隙が発生し易くなり、弾性材料の性能評価を迅速かつ容易に行えるようになる。 The test piece 10 preferably has a diameter D that is at least five times the length H in the axial direction. According to such a test piece 10, when strain is applied to the test piece 10, deformation of the side surface of the test piece 10 is limited. As a result, the volume of the test piece 10 increases, and a very large stress is applied inside. Accordingly, voids are easily generated inside the test piece 10, and the performance of the elastic material can be quickly and easily evaluated.
試験片１０は、治具２１及び２２に挟み込まれた状態で固着されている。試験片１０の上端面１０ａは、治具２１の下端面２１ａに固着され、試験片１０の下端面１０ｂは、治具２２の上端面２２ｂに固着されている。固着の方法は、試験環境等に応じて適宜選択されうる。例えば、接着剤による固着や、試験片１０を構成する弾性材料の加硫接着による固着が適用されうる。また、上端面１０ａ、下端面２１ａ、及び、下端面１０ｂ、上端面２２ｂに、それぞれ対応する係合部を設けて各係合部を係合させることにより、試験片１０と治具２１、２２とが固着されていてもよい。 The test piece 10 is fixed while being sandwiched between jigs 21 and 22. The upper end face 10 a of the test piece 10 is fixed to the lower end face 21 a of the jig 21, and the lower end face 10 b of the test piece 10 is fixed to the upper end face 22 b of the jig 22. The fixing method can be appropriately selected according to the test environment and the like. For example, fixation by an adhesive or fixation by vulcanization of an elastic material forming the test piece 10 can be applied. The test piece 10 and the jigs 21 and 22 are provided by providing corresponding engagement portions on the upper end surface 10a, the lower end surface 21a, and the lower end surface 10b and the upper end surface 22b and engaging the respective engagement portions. May be fixed.
工程Ｓ２では、図１に示されるように、駆動手段２３によって、治具２１と治具２２とが相対的に移動され、試験片１０に歪が印加される。本実施形態では、円柱状の試験片１０の軸方向すなわち治具２２が治具２１から離れる方向に移動され、試験片１０が伸張される。試験片１０の歪は、伸張に限られない。例えば、圧縮歪又はせん断歪みであってもよい。工程Ｓ２での歪の印加によって弾性材料に応力が印加される。応力が弾性材料に固有の臨界値を超えると、試験片１０に密度の偏りが生じ、内部に低密度領域が発生する。 In step S2, as shown in FIG. 1, the jig 21 and the jig 22 are relatively moved by the driving unit 23, and strain is applied to the test piece 10. In the present embodiment, the axial direction of the cylindrical test piece 10, that is, the jig 22 is moved in a direction away from the jig 21, and the test piece 10 is extended. The strain of the test piece 10 is not limited to extension. For example, compression strain or shear strain may be used. The stress is applied to the elastic material by the application of the strain in the step S2. When the stress exceeds a critical value inherent to the elastic material, the test piece 10 is biased in density, and a low density region is generated inside.
工程Ｓ３では、Ｘ線管５１から試験片１０にＸ線が照射される。Ｘ線は、試験片１０を透過して、検出器５２によって検出される。検出器５２は、検出したＸ線を電気信号に変換し、コンピュータ６０に出力する。 In step S3, the test piece 10 is irradiated with X-rays from the X-ray tube 51. The X-rays pass through the test piece 10 and are detected by the detector 52. The detector 52 converts the detected X-rays into an electric signal and outputs the electric signal to the computer 60.
工程Ｓ４では、検出器５２から出力された電気信号は、コンピュータ６０によって処理され、投影像が取得される。 In step S4, the electric signal output from the detector 52 is processed by the computer 60 to obtain a projection image.
図５は、上記工程Ｓ１乃至Ｓ４を経て、撮影された投影像を模式的に示している。投影像Ｐ１から試験片１０の内部に発生した低密度領域１５が確認されうる。低密度領域１５は、例えば、弾性材料の密度が予め定められた閾値以下の領域として定義されうる。弾性材料の密度は、投影像Ｐ１から計算されうる。 FIG. 5 schematically shows a projected image taken through the above steps S1 to S4. From the projection image P1, the low-density region 15 generated inside the test piece 10 can be confirmed. The low density region 15 can be defined as, for example, a region where the density of the elastic material is equal to or less than a predetermined threshold. The density of the elastic material can be calculated from the projected image P1.
工程Ｓ５では、投影像Ｐ１がコンピュータ６０によって再構成され、試験片１０の三次元の断層画像が取得される。 In step S5, the projection image P1 is reconstructed by the computer 60, and a three-dimensional tomographic image of the test piece 10 is obtained.
図６は、試験片１０の断層画像を模式的に示している。試験片１０の断層画像を取得することにより、低密度領域１５の三次元形状が特定される。 FIG. 6 schematically shows a tomographic image of the test piece 10. By acquiring the tomographic image of the test piece 10, the three-dimensional shape of the low-density region 15 is specified.
工程Ｓ６では、断層画像から低密度領域１５の分布が計算される。例えば、工程Ｓ６では、試験片１０内で発生した低密度領域１５の体積の総和が計算される。 In step S6, the distribution of the low-density region 15 is calculated from the tomographic image. For example, in step S6, the sum of the volumes of the low-density regions 15 generated in the test piece 10 is calculated.
そして、Ｓ７では、低密度領域１５の体積の総和に基づいて、弾性材料の性能が評価される。例えば、低密度領域１５の体積の総和が大きい弾性材料では、耐摩耗性能等の各種の性能が低下すると予測できる。そして、各種性能の低下の程度は、低密度領域１５の体積を算出することにより数値化して客観的かつ精度よく評価することができる。これにより、弾性材料の性能を精度よく評価することが可能となる。 Then, in S7, the performance of the elastic material is evaluated based on the total volume of the low-density regions 15. For example, in the case of an elastic material having a large total volume of the low-density region 15, various performances such as abrasion resistance can be predicted to decrease. Then, the degree of deterioration of various performances can be numerically calculated by calculating the volume of the low-density region 15 and can be objectively and accurately evaluated. This makes it possible to accurately evaluate the performance of the elastic material.
試験片１０に印加する歪が小さい場合、歪の解放によって低密度領域１５が消滅し、弾性材料の密度分布は元の一様な状態に回復する。図５及び６において表される低密度領域１５は、歪の解放に伴い、元の状態に回復する可逆部分１５Ｘである。可逆部分１５Ｘの分布を測定することにより、弾性材料の性能を精度よく評価することが可能となる。 When the strain applied to the test piece 10 is small, the low density region 15 disappears due to the release of the strain, and the density distribution of the elastic material is restored to the original uniform state. The low-density region 15 shown in FIGS. 5 and 6 is a reversible portion 15X that returns to the original state with release of the strain. By measuring the distribution of the reversible portion 15X, it is possible to accurately evaluate the performance of the elastic material.
図７は、試験片１０に印加する歪が大きい場合の試験片１０の断層画像を模式的に示している。発明者は、さらなる鋭意研究を重ねた結果、試験片１０に印加する歪が大きい場合、低密度領域１５として、不可逆部分１５Ｙが発生する場合があることを発見した。不可逆部分１５Ｙとは、歪によって、弾性材料の内部構造（分子鎖の結合）が部分的に破壊され、歪を解放した後であっても、元の状態に回復せずに残留する低密度領域１５である。 FIG. 7 schematically shows a tomographic image of the test piece 10 when the strain applied to the test piece 10 is large. As a result of further intensive studies, the inventor has discovered that when the strain applied to the test piece 10 is large, the irreversible portion 15Y may occur as the low-density region 15. The irreversible portion 15Y is a low-density region in which the internal structure (bonding of molecular chains) of the elastic material is partially destroyed by strain, and remains without recovering the original state even after the strain is released. Fifteen.
さらに、弾性材料の内部構造破壊が極度に進行すると、試験片１０の内部に空隙１５Ｚが生ずる。空隙１５Ｚとは、低密度領域１５のうち、密度が零又は零に極めて近い不可逆部分１５Ｙである。発明者は、このような不可逆部分１５Ｙ及び空隙１５Ｚは、弾性材料の耐摩耗性能及び耐チッピング性能、耐クラック性能等の各種性能に重大な影響を及ぼす一因となると考えた。そして、低密度領域１５のうち不可逆部分１５Ｙ及び空隙１５Ｚの分布を測定することにより、弾性材料の性能を精度よく評価することが可能となるとの知見を得た。 Further, when the internal structure fracture of the elastic material extremely proceeds, a void 15Z is generated inside the test piece 10. The void 15Z is an irreversible portion 15Y having a density of zero or extremely close to zero in the low-density region 15. The inventor has considered that such irreversible portions 15Y and voids 15Z are one of the factors that have a significant influence on various performances of the elastic material, such as wear resistance, chipping resistance, crack resistance, and the like. Then, by measuring the distribution of the irreversible portion 15Y and the void 15Z in the low-density region 15, it has been found that the performance of the elastic material can be accurately evaluated.
図８乃至１１は、異なる配合の弾性材料からなる４種の試験片１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｄについて、撮影された投影像を画像処理により解析したデータである。図８乃至１１において、（ａ）は、取得された断層画像を、軸方向に垂直な任意の平面で切断した断面図であり、（ｂ）は、弾性材料の密度分布を示すグラフである。
（ａ）では、密度の大きい微小領域が黄色で、密度の小さい領域が青色で、密度の極めて小さい領域が黒色で表されている。（ｂ）では、歪を印加する前の弾性材料の密度の中央値を１として、規格化されたゴム密度が横軸に、ゴム密度が中央値のときの輝度カウント数を１として規格化された微小領域のカウントが縦軸に表されている。歪が零であるときの弾性材料の密度分布が破線で、歪が印加されたときの弾性材料の密度分布が実線でそれぞれ表されている。
FIGS. 8 to 11 show data obtained by analyzing, by image processing, projected images taken of four types of test pieces 10A, 10B, 10C, and 10D made of elastic materials having different compositions. 8A to 11, (a) is a cross-sectional view of the obtained tomographic image cut along an arbitrary plane perpendicular to the axial direction, and (b) is a graph showing a density distribution of the elastic material.
In (a), a minute region having a high density is yellow, a region having a low density is blue, and a region having a very low density is black. In (b), the median density of the elastic material before the application of the strain is set to 1, the standardized rubber density is plotted on the horizontal axis, and the luminance count when the rubber density is the median is set to 1 for normalization. The vertical axis represents the count of the minute regions. The density distribution of the elastic material when the strain is zero is represented by a broken line, and the density distribution of the elastic material when the strain is applied is represented by a solid line.
図８及び９は、試験片１０Ａ、１０Ｂに対して同等の歪を印加して、撮影された投影像を画像処理により解析したデータである。試験片１０Ａでは、内部に発生する可逆部分１５Ｘの体積は小さいが、その分布に偏りが認められる。このような可逆部分１５Ｘは、印加する歪の増加に伴い、不可逆部分１５Ｙに変異するものと考えられる。 FIGS. 8 and 9 show data obtained by applying the same strain to the test pieces 10A and 10B and analyzing the projected image taken by image processing. In the test piece 10A, although the volume of the reversible portion 15X generated inside is small, the distribution is uneven. It is considered that such a reversible portion 15X changes to an irreversible portion 15Y with an increase in applied strain.
一方、試験片１０Ｂでは、内部に発生する低密度領域１５の体積自体は大きいものの、密度分布は均一である。このような可逆部分１５Ｘは、印加する歪が増加しても不可逆部分１５Ｙに変異しづらいと考えられる。従って、試験片１０Ａの弾性材料よりも試験片１０Ｂの弾性材料の方が耐摩耗性能等の各種性能に優れた配合であると考えられる。 On the other hand, in the test piece 10B, although the volume itself of the low density region 15 generated inside is large, the density distribution is uniform. It is considered that such a reversible portion 15X is unlikely to be transformed into the irreversible portion 15Y even when the applied strain increases. Therefore, it is considered that the elastic material of the test piece 10B is more excellent in various performances such as abrasion resistance than the elastic material of the test piece 10A.
図１０及び１１は、試験片１０Ｃ、１０Ｄに対して同等の歪を印加して、撮影された投影像を画像処理により解析したデータである。試験片１０Ｃでは、図１０（ｂ）に示されるように、可逆部分１５Ｘから不可逆部分１５Ｙへの変異が顕著に認められる。そして、大きな空隙１５Ｚが多数確認される。 FIGS. 10 and 11 show data obtained by applying the same strain to the test pieces 10C and 10D and analyzing the captured projection image by image processing. In the test piece 10C, as shown in FIG. 10 (b), a remarkable mutation from the reversible portion 15X to the irreversible portion 15Y is observed. And many large gaps 15Z are confirmed.
一方、試験片１０Ｄでは、図１１（ｂ）に示されるように、可逆部分１５Ｘから不可逆部分１５Ｙへの変異が抑制されている。そして、小さい空隙１５Ｚが確認されるものの少数である。従って、試験片１０Ｃの弾性材料よりも試験片１０Ｄの弾性材料の方が耐摩耗性能等の各種性能に優れた配合であると考えられる。 On the other hand, in the test piece 10D, as shown in FIG. 11B, the mutation from the reversible portion 15X to the irreversible portion 15Y is suppressed. And a small space | gap 15Z is a small number of things which are confirmed. Therefore, it is considered that the elastic material of the test piece 10D is more excellent in various performances such as abrasion resistance than the elastic material of the test piece 10C.
本発明によれば、応力によって試験片１０の内部に生じた密度分布の変化をミクロ的に観察することができ、マクロ的な評価であるランボーン摩耗試験による評価と比較して、性能を正確に予測することが可能となる。 According to the present invention, a change in the density distribution generated inside the test piece 10 due to the stress can be observed microscopically, and the performance can be accurately compared with the evaluation by the Lambourn abrasion test which is a macroscopic evaluation. It can be predicted.
密度分布に基づく性能の評価は、種々の形態が考えられる。例えば、低密度領域１５の個数によって性能を評価することも可能であり、低密度領域１５の体積の最大値によって性能を評価することも可能である。さらには、図８乃至１０に示される任意の断面から計算される低密度領域１５の個数、面積、又は面積の総和によって性能を評価することも可能である。 Various forms of performance evaluation based on the density distribution can be considered. For example, the performance can be evaluated based on the number of the low-density regions 15, and the performance can be evaluated based on the maximum value of the volume of the low-density regions 15. Further, it is also possible to evaluate the performance by the number, area, or total area of the low-density regions 15 calculated from the arbitrary cross sections shown in FIGS.
また、可逆部分１５Ｘ、不可逆部分１５Ｙ及び空隙１５Ｚに分けて低密度領域１５を測定してもよい。さらには、図８（ａ）及び９（ａ）に示されるように、密度の均一性に基づいて、弾性材料の性能を評価することも可能である。 Alternatively, the low-density region 15 may be measured separately for the reversible portion 15X, the irreversible portion 15Y, and the void 15Z. Further, as shown in FIGS. 8A and 9A, it is also possible to evaluate the performance of the elastic material based on the uniformity of the density.
工程Ｓ２で、試験片１０に印加する応力は、０．１〜２．０ＭPaが望ましい。上記範囲の応力を試験片１０に印加することにより、試験片１０の内部に低密度領域１５が発生し、弾性材料の性能を容易に評価することが可能となる。 In step S2, the stress applied to the test piece 10 is desirably 0.1 to 2.0 MPa. By applying a stress in the above range to the test piece 10, a low density region 15 is generated inside the test piece 10, and the performance of the elastic material can be easily evaluated.
より具体的には、可逆部分１５Ｘの密度分布に基づいて性能評価を行なう場合、工程Ｓ２では、可逆部分１５Ｘの体積が試験片１０の体積の０．１〜０．８倍となる応力を、試験片１０に印加することが望ましい。この場合、可逆部分１５Ｘの密度分布が顕著に現れ、弾性材料の性能を容易かつ精密に評価することが可能となる。 More specifically, when performing performance evaluation based on the density distribution of the reversible portion 15X, in step S2, a stress at which the volume of the reversible portion 15X becomes 0.1 to 0.8 times the volume of the test piece 10 is applied. It is desirable to apply to the test piece 10. In this case, the density distribution of the reversible portion 15X appears remarkably, and the performance of the elastic material can be easily and precisely evaluated.
一方、空隙１５Ｚの分布に基づいて性能評価を行なう場合、工程Ｓ２では、空隙１５Ｚの体積が試験片１０の全体の体積の０．１倍以下となる応力を、試験片１０に印加することが望ましい。この場合、クラック等が発生する初期段階での弾性材料の性能を容易かつ精密に評価することが可能となる。 On the other hand, when performing the performance evaluation based on the distribution of the voids 15Z, in step S2, a stress that causes the volume of the voids 15Z to be 0.1 times or less the entire volume of the test specimen 10 may be applied to the test specimen 10. desirable. In this case, it is possible to easily and precisely evaluate the performance of the elastic material at the initial stage when cracks and the like occur.
工程Ｓ３で、試験片１０に入射させるＸ線の輝度は、Ｘ線散乱データのＳ／Ｎ比に大きく関係する。Ｘ線の輝度が小さい場合、Ｘ線の統計誤差よりもシグナル強度が弱くなる傾向にあり、計測時間を長くしても十分にＳ／Ｎ比の良いデータを得ることが困難となるおそれがある。このような観点から、Ｘ線の輝度（photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw）は、１０10以上が望ましい。 In step S3, the luminance of the X-rays incident on the test piece 10 is greatly related to the S / N ratio of the X-ray scattering data. When the brightness of the X-ray is small, the signal intensity tends to be weaker than the statistical error of the X-ray, and it may be difficult to obtain data with a sufficiently high S / N ratio even if the measurement time is lengthened. . From such a viewpoint, the luminance of X-rays (photons / s / mrad 2 / mm 2 /0.1%bw) is desirably 10 10 or more.
以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, but may be implemented in various modes.
弾性材料Ａ乃至Ｆについて、本発明によって耐摩耗性能が評価され、実車走行試験による耐摩耗性能の評価との相関が検証された。比較例として上記弾性材料Ａ乃至Ｆについて、本発明によってランボーン試験機を用いて耐摩耗性能が評価され、実車走行試験による耐摩耗性能の評価との相関が検証された。 The wear resistance of the elastic materials A to F was evaluated by the present invention, and the correlation with the evaluation of the wear resistance by the actual vehicle running test was verified. As a comparative example, the abrasion resistance of the elastic materials A to F was evaluated using a Lambourn tester according to the present invention, and the correlation with the evaluation of the abrasion resistance by an actual vehicle running test was verified.
使用試薬は以下の通りである。
１．重合体（１）：（変性基１個）
２．重合体（２）：（変性基２個；重合体（１）のモノマー量違い）
３．重合体（３）：（変性基３個；重合体（１）のモノマー量違い）
４．ＳＢＲ ：日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ ＮＳ５２２
５．ＢＲ ：宇部興産(株)製のＢＲ１５０Ｂ
６．変性剤 ：アヅマックス社製３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）トリメトキシシラン
７．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）
８．ステアリン酸：日本油脂(株)製のステアリン
９．酸化亜鉛 ：東邦亜鉛の銀嶺Ｒ
１０．アロマチックオイル：ダイアナプロセスＡＨ−２４（出光興産製）
１１．ワックス ：大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
１２．硫黄 ：鶴見化学(株)製の粉末硫黄
１３．加硫促進剤(１)：大内新興化学工業(株)製のノクセラーＣＺ
１４．加硫促進剤(２)：大内新興化学工業(株)製のノクセラーＤ
１５．シリカ ：デグッサ製のウルトラジルＶＮ３
１６．シランカップリング剤：デグッサ製のＳｉ６９
１７．カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＬＨ（Ｎ３２６、Ｎ２ＳＡ：８４ｍ２／ｇ）
The reagents used are as follows.
1. Polymer (1): (1 modifying group)
2. Polymer (2): (2 modifying groups; difference in monomer amount of polymer (1))
3. Polymer (3): (3 modifying groups; difference in monomer amount of polymer (1))
4. SBR: Nipol NS522 manufactured by Zeon Corporation
5. BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
6. 6. Modifier: 3- (N, N-dimethylaminopropyl) trimethoxysilane manufactured by Admax Co., Ltd. Antiaging agent: Nocrack 6C (N-1,3-dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
8. 8. Stearic acid: Stearin manufactured by NOF CORPORATION Zinc oxide: Toho Zinc Silver R
10. Aromatic oil: Diana Process AH-24 (made by Idemitsu Kosan)
11. Wax: Sunnock wax manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. Sulfur: powder sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. Vulcanization accelerator (1): Noxeller CZ manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
14． Vulcanization accelerator (2): Noxeller D manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
15. Silica: Degussa Ultrasil VN3
16. Silane coupling agent: Si69 manufactured by Degussa
17． Carbon black: Dia Black LH manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (N326, N2SA: 84 m2 / g)
モノマー及び重合体は、以下の方法によって合成された。
＜モノマー（１）＞
十分に窒素置換した１００ml容器に、シクロヘキサン５０ml、ピロリジン４．１ml、ジビニルベンゼン８．９mlが加えられ、０℃にて１．６Ｍ ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液０．７mlが加えられ攪拌された。１時間後、イソプロパノールを加えて反応を停止させ、抽出・精製を行うことでモノマー（１）が得られた。
＜重合体（１）＞
十分に窒素置換した１０００ml耐圧製容器に、シクロヘキサン６００ml、スチレン１２．６ml、ブタジエン７１．０ml、モノマー（１）０．０６ｇ、テトラメチルエチレンジアミン０．１１mlが加えられ、４０℃で１．６M ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液０．２mlが加えられて撹拌された。３時間後、変性剤０．５mlが加えられて攪拌された。１時間後、イソプロパノール３mlが加えられて重合が停止された。反応溶液に２，６−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール１ｇを添加後、メタノールで再沈殿処理が行なわれ、加熱乾燥により重合体（１）が得られた。
＜重合体（２）＞
モノマー（１）を０．１７ｇとし、上記重合体（１）と同様の方法で重合体（２）が得られた。
＜重合体（３）＞
モノマー（１）を０．２９ｇとし、上記重合体（１）と同様の方法で重合体（３）が得られた。
Monomers and polymers were synthesized by the following method.
<Monomer (1)>
50 ml of cyclohexane, 4.1 ml of pyrrolidine and 8.9 ml of divinylbenzene were added to a 100 ml container sufficiently purged with nitrogen, and 0.7 ml of a 1.6 M n-butyllithium hexane solution was added at 0 ° C. and stirred. One hour later, the reaction was stopped by adding isopropanol, and extraction and purification were performed to obtain a monomer (1).
<Polymer (1)>
600 ml of cyclohexane, 12.6 ml of styrene, 71.0 ml of butadiene, 0.06 g of monomer (1), and 0.11 ml of tetramethylethylenediamine are added to a 1000 ml pressure-resistant container sufficiently purged with nitrogen, and 1.6 M n- at 40 ° C. 0.2 ml of a butyllithium hexane solution was added and stirred. After 3 hours, 0.5 ml of denaturant was added and stirred. One hour later, 3 ml of isopropanol was added to terminate the polymerization. After 1 g of 2,6-tert-butyl-p-cresol was added to the reaction solution, reprecipitation treatment was performed with methanol, and the polymer (1) was obtained by heating and drying.
<Polymer (2)>
The amount of the monomer (1) was changed to 0.17 g, and a polymer (2) was obtained in the same manner as in the polymer (1).
<Polymer (3)>
The amount of the monomer (1) was changed to 0.29 g, and a polymer (3) was obtained in the same manner as in the polymer (1).
テスト方法は、以下の通りである。
＜密度分布評価＞
弾性材料Ａ乃至Ｆについて、直径２０mm、軸方向の長さが１mmの円柱状の試験片が準備され、図１に示される性能評価装置を用いて、図２に示される性能評価装置方法で、弾性材料の性能が評価された。工程Ｓ２では、試験片に０．５ＭPaの応力が印加された。工程Ｓ６及びＳ７では、可逆部分１５Ｘの分布に基づいて、耐摩耗性能が評価された。結果は、弾性材料Ａを１００とする指数であり、数値が大きい程、耐摩耗性能に優れていることを示す。
＜ランボーン試験＞
弾性材料Ａ乃至Ｆについて、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率３０％の条件で摩耗量が測定され、その逆数が計算された。結果は、弾性材料Ａを１００とする指数であり、数値が大きい程、耐摩耗性能に優れていることを示す。
＜実車走行試験＞
弾性材料Ａ乃至Ｆからなるトレッド部を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが作成され、国産ＦＦ車に装着され、走行距離８０００kmでのトレッド部の溝深さが測定され、トレッド部の摩耗量１mmあたりの走行距離が計算された。結果は、弾性材料Ａを１００とする指数であり、数値が大きい程、耐摩耗性能に優れていることを示す。
The test method is as follows.
<Density distribution evaluation>
For the elastic materials A to F, a cylindrical test piece having a diameter of 20 mm and an axial length of 1 mm is prepared, and using the performance evaluation device shown in FIG. 1 and the performance evaluation device method shown in FIG. The performance of the elastic material was evaluated. In step S2, a stress of 0.5 MPa was applied to the test piece. In steps S6 and S7, the abrasion resistance performance was evaluated based on the distribution of the reversible portions 15X. The result is an index with the elastic material A being 100, and the larger the numerical value, the better the abrasion resistance performance.
<Lambourn test>
For the elastic materials A to F, the wear amount was measured using a Lambourn-type abrasion tester at room temperature, a load of 1.0 kgf, and a slip ratio of 30%, and the reciprocal thereof was calculated. The result is an index with the elastic material A being 100, and the larger the numerical value, the better the abrasion resistance performance.
<Real vehicle driving test>
A pneumatic tire of size 195 / 65R15 having a tread portion made of elastic materials A to F was prepared, mounted on a domestic FF vehicle, the groove depth of the tread portion at a running distance of 8000 km was measured, and the wear amount of the tread portion was measured. The mileage per mm was calculated. The result is an index with the elastic material A being 100, and the larger the numerical value, the better the abrasion resistance performance.
弾性材料Ｇ乃至Ｌについて、本発明によって耐摩耗性能が評価され、実車走行試験による耐摩耗性能の評価との相関が検証された。比較例として上記弾性材料Ｇ乃至Ｌについて、本発明によってランボーン試験機を用いて耐摩耗性能が評価され、実車走行試験による耐摩耗性能の評価との相関が検証された。 The wear resistance of the elastic materials G to L was evaluated by the present invention, and the correlation with the evaluation of the wear resistance by an actual vehicle running test was verified. As a comparative example, the abrasion resistance of the elastic materials G to L was evaluated using a Lambourn tester according to the present invention, and the correlation with the evaluation of the abrasion resistance by an actual vehicle running test was verified.
使用試薬は以下の通りである。
１．重合体（１）：（変性基１個）
２．重合体（２）：（変性基２個；重合体（１）のモノマー量違い）
３．重合体（３）：（変性基３個；重合体（１）のモノマー量違い）
４．ＳＢＲ ：ＳＴＹＲＯＮ製のＳＰＲＩＮＴＡＮ ＳＬＲ６４３０
５．ＢＲ ：宇部興産(株)製のＢＲ１５０Ｂ
６．変性剤 ：アヅマックス社製３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）トリメトキシシラン
７．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）
８．ステアリン酸：日本油脂(株)製のステアリン
９．酸化亜鉛 ：東邦亜鉛の銀嶺Ｒ
１０．アロマチックオイル：ダイアナプロセスＡＨ−２４（出光興産製）
１１．ワックス ：大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
１２．硫黄 ：鶴見化学(株)製の粉末硫黄
１３．加硫促進剤(１)：大内新興化学工業(株)製のノクセラーＣＺ
１４．加硫促進剤(２)：大内新興化学工業(株)製のノクセラーＤ
１５．シリカ ：デグッサ製のウルトラジルＶＮ３
１６．シランカップリング剤：デグッサ製のＳｉ６９
１７．カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＬＨ（Ｎ３２６、Ｎ２ＳＡ：８４ｍ２／ｇ）
The reagents used are as follows.
1. Polymer (1): (1 modifying group)
2. Polymer (2): (2 modifying groups; difference in monomer amount of polymer (1))
3. Polymer (3): (3 modifying groups; difference in monomer amount of polymer (1))
4. SBR: SPRINTAN SLR6430 manufactured by STYRON
5. BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
6. 6. Modifier: 3- (N, N-dimethylaminopropyl) trimethoxysilane manufactured by Admax Co., Ltd. Antiaging agent: Nocrack 6C (N-1,3-dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
8. 8. Stearic acid: Stearin manufactured by NOF CORPORATION Zinc oxide: Toho Zinc Silver R
10. Aromatic oil: Diana Process AH-24 (made by Idemitsu Kosan)
11. Wax: Sunnock wax manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. Sulfur: powder sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. Vulcanization accelerator (1): Noxeller CZ manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
14． Vulcanization accelerator (2): Noxeller D manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
15. Silica: Degussa Ultrasil VN3
16. Silane coupling agent: Si69 manufactured by Degussa
17． Carbon black: Dia Black LH manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (N326, N2SA: 84 m2 / g)
モノマー及び重合体は、弾性材料Ａ乃至Ｆと同様である。 The monomers and polymers are the same as the elastic materials A to F.
テスト方法は、以下の通りである。
＜密度分布評価＞
弾性材料Ｇ乃至Ｌについて、直径２０mm、軸方向の長さが１mmの円柱状の試験片が準備され、図１に示される性能評価装置を用いて、図２に示される性能評価装置方法で、弾性材料の性能が評価された。工程Ｓ２では、試験片に１．５ＭPaの応力が印加された。工程Ｓ６及びＳ７では、空隙１５Ｚの分布に基づいて、耐摩耗性能が評価された。結果は、弾性材料Ｇを１００とする指数であり、数値が大きい程、耐摩耗性能に優れていることを示す。
＜ランボーン試験＞
弾性材料Ｇ乃至Ｌについて、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率３０％の条件で摩耗量が測定され、その逆数が計算された。結果は、弾性材料Ｇを１００とする指数であり、数値が大きい程、耐摩耗性能に優れていることを示す。
＜実車走行試験＞
弾性材料Ｇ乃至Ｌからなるトレッド部を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが作成され、国産ＦＦ車に装着され、走行距離８０００kmでのトレッド部の溝深さが測定され、トレッド部の摩耗量１mmあたりの走行距離が計算された。結果は、弾性材料Ｇを１００とする指数であり、数値が大きい程、耐摩耗性能に優れていることを示す。
The test method is as follows.
<Density distribution evaluation>
For the elastic materials G to L, a cylindrical test piece having a diameter of 20 mm and an axial length of 1 mm is prepared, and using the performance evaluation device shown in FIG. 1 and the performance evaluation device method shown in FIG. The performance of the elastic material was evaluated. In step S2, a stress of 1.5 MPa was applied to the test piece. In steps S6 and S7, the abrasion resistance performance was evaluated based on the distribution of the voids 15Z. The result is an index with the elastic material G being 100, and the larger the numerical value, the better the wear resistance performance.
<Lambourn test>
With respect to the elastic materials G to L, the amount of wear was measured using a Lambourn abrasion tester under the conditions of room temperature, a load of 1.0 kgf, and a slip ratio of 30%, and the reciprocal thereof was calculated. The result is an index with the elastic material G being 100, and the larger the numerical value, the better the wear resistance performance.
<Real vehicle driving test>
A pneumatic tire of size 195 / 65R15 having a tread portion made of elastic materials G to L was prepared, mounted on a domestic FF vehicle, the groove depth of the tread portion at a running distance of 8000 km was measured, and the wear amount of the tread portion was measured. The mileage per mm was calculated. The result is an index with the elastic material G being 100, and the larger the numerical value, the better the wear resistance performance.
表１、２から明らかなように、実施例の性能評価装置方法は、比較例に比べて実車走行試験との相関が良好であり、精度よく弾性材料の性能を予測できることが確認できた。 As is clear from Tables 1 and 2, it was confirmed that the performance evaluation device method of the example had a better correlation with the actual vehicle running test than the comparative example, and could accurately predict the performance of the elastic material.
１ 性能評価装置
２ 歪印加手段
５ 撮影手段
６ 評価手段
１０ 試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Performance evaluation apparatus 2 Strain application means 5 Imaging means 6 Evaluation means 10 Test piece
Claims (15)
前記弾性材料からなる試験片に歪を印加する工程と、
前記試験片にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影工程と、
前記投影像から測定される前記弾性材料の密度分布に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する評価工程とを含み、
前記評価工程は、前記試験片の内部に発生した低密度領域のうち、前記歪の解放によって元の密度に回復する可逆性部分の体積に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する工程を含むことを特徴とする性能評価方法。 A method for evaluating the performance of an elastic material including rubber or an elastomer,
Applying a strain to the test piece made of the elastic material,
Irradiating the test piece with X-rays to capture a projection image;
Based on the density distribution of the elastic material measured from the projected image, including an evaluation step of evaluating the performance of the elastic material ,
The evaluation step includes a step of evaluating the performance of the elastic material based on a volume of a reversible portion that is restored to an original density by releasing the strain, among low-density regions generated inside the test piece. A performance evaluation method characterized in that:
前記投影像を用いて前記試験片の断層画像を構成する工程と、
前記断層画像から前記弾性材料の密度分布を測定する工程とを含む請求項１記載の性能評価方法。 The evaluation step includes:
Constructing a tomographic image of the test piece using the projection image,
Measuring the density distribution of the elastic material from the tomographic image.
前記弾性材料からなる試験片に歪を印加する歪印加手段と、
前記試験片にＸ線を照射して、投影像を撮影する撮影手段と、
前記投影像から測定される前記弾性材料の密度分布に基づいて、前記弾性材料の性能を評価する評価手段とを含み、
前記評価手段は、前記試験片の内部に発生した低密度領域のうち、前記歪の解放によって元の密度に回復する可逆性部分の体積に基づいて、前記弾性材料の性能を評価することを特徴とする性能評価装置。 An apparatus for evaluating the performance of an elastic material including rubber or an elastomer,
Strain applying means for applying strain to the test piece made of the elastic material,
Irradiating the test piece with X-rays to capture a projection image;
Based on the density distribution of the elastic material measured from the projected image, and evaluating means for evaluating the performance of the elastic material,
The evaluation means evaluates the performance of the elastic material based on a volume of a reversible portion of the low-density region generated inside the test piece, which is restored to its original density by releasing the strain. Performance evaluation device .
前記蛍光体の減衰時間は、１００ms以下である請求項１４記載の性能評価装置。 The imaging means has a phosphor for converting X-rays into visible light,
15. The performance evaluation device according to claim 14, wherein the decay time of the phosphor is 100 ms or less .
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