JP6672921B2 - 摩擦性能予測方法 - Google Patents
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
(1)ゴム部材と疑似路面を備えた摩擦試験装置とを準備する準備工程、
(2)このゴム部材を、この擬似路面に押しあてて移動させることにより、このゴム部材の少なくとも一つの表面を摩擦処理する処理工程、
(3)このゴム部材の摩擦処理された表面を含む領域から試験片を採取して、この試験片の粘弾性特性値を測定する測定工程
及び
(4)この試験片の粘弾性特性値を用いて、ゴム部材の摩擦性能を予測する予測工程
を含んでいる。
実験例1では、配合が異なる複数のゴム部材を用いて、本発明に係る予測方法(試験1−1)及び従来の予測方法(試験1−2)により、ウェット路面におけるゴム部材の摩擦性能を予測し、それぞれの予測結果と実車走行試験結果との相関性を比較した。
表1にAとして示された配合に従って、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を、容量1.7Lのバンバリーミキサー((株)神戸製鋼製)に投入して、150℃で3分間、混練した。得られた混練物をバンバリーミキサーから取り出して、表1に示された量の硫黄及び加硫促進剤をそれぞれ添加した後、オープンロールを用いて、80℃で3分間混練することにより、未加硫ゴムを得た。得られた未加硫ゴムを、金型に投入して170℃で12分間、プレス加硫することにより、加硫ゴムからなるゴムシートを得た。得られたゴムシートを切削加工することにより、ゴム部材Aを作製した。ゴム部材Aの厚みd1は8mmであり、厚みd2は5mmであり、角度αは45°である。
SBR1:日本ゼオン(株)製の変性スチレンブタジエンゴム(ビニル含量31質量%、スチレン含量41質量%、Mw:9.4万、Mn4.3万、Mw/Mn:2.2)
SBR2:住友化学(株)製の変性スチレンブタジエンゴム(ビニル含量39質量%、スチレン含量29質量%、Mw:22万、Mn14万、Mw/Mn:1.5)
SBR3:旭化成(株)製のスチレンブタジエンゴム、商品名「T3830」(スチレン含量:33質量%、ビニル含量:34質量%、Mw:95万、Mn37万、Mw/Mn:2.6)
BR:旭化成ケミカルズ(株)製のブタジエンゴム、商品名「N103」(リチウム開始剤を用いて重合した変性BR、ビニル含量:12質量%、Mw/Mn:1.19、Mw:55万)
カーボンブラック:三菱化学(株)製の商品名「ダイアブラックXR」
シリカ1:エボニックデグッサ社製のVN3(N2SA:175m2/g)
シリカ2:Rhodia社からのシリカ“Zeosil 1115MP”、”HDS”タイプ(BETおよびCTAB:約120m2/g)
オイル1:出光興産(株)製の商品名「ダイアナプロセスNH−70S」
オイル2:JX日鉱日石エネルギー(株)製のプロセスオイル、商品名「P−200」
液状SBR:サートマー社製のスチレンブタジエンゴム、商品名「RICON100」(スチレン含量:20質量%、ビニル含量:70質量%)
シランカップリング剤1:エボニックデグッサ社製のビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、商品名「Si266」
シランカップリング剤2:Momentive社製の商品名「NXT−Z45」
ワックス:日本精蝋(株)製の商品名「オゾエース0355」
老化防止剤1:住友化学(株)製のN−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン、商品名「アンチゲン6C」
老化防止剤2:松原産業社製のポリ(2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン)、商品名「アンチオキシダントFR」
ステアリン酸:日本油脂社の商品名「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華2種
樹脂1:Arizona Chemical社製の商品名「Sylvatraxx 4401」(軟化点85℃)
樹脂2:新日鐵化学(株)製のクマロンインデン樹脂、商品名「エスクロンV120」(軟化点:120℃)
加工助剤1:ストラクトール社製の商品名「WB16」(脂肪酸金属塩(脂肪酸カルシウム)と脂肪酸アミドとの混合物)
加工助剤2:ストラクトール社製の商品名「EF44」(飽和脂肪酸亜鉛塩)
硫黄:三新化学工業(株)製の5%オイル処理硫黄
加硫促進剤1:TBBS(NS):大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のN,N’−ジフェニルグアニジン、商品名「ノクセラーD」
HENTSCHEL社製のPortable friction tester(PFT装置)を用いて、ゴム部材A−Eの接地面を摩擦処理した。処理条件は、下記の通りである。
路面状態:ウェット路面
処理温度:23℃
滑り速度(移動速度):2000mm/秒
繰り返し回数:8回
定応力:0.2MPa
周波数:1〜100Hz
変形モード:剪断
測定温度:−40℃〜80℃(10℃毎)
ゴム部材A−Eの接地面を摩擦処理しないこと以外は、試験1−1と同様にして、ゴム部材A−Eの摩擦性能を予測した。ゴム部材Aの摩擦性能を100としたときの指数が、摩擦性能(INDEX)として、下記表2に示されている。
試験1−1と同様の方法で、配合の異なる5種類の未加硫ゴムを調製し、それぞれ、トレッドの形状に合わせて押出加工した後、他のタイヤ部材と組み合わせて183℃で10分間プレス加硫することによりタイヤを製造した(タイヤサイズ:195/65R15)。得られたタイヤを試験車両に装着して、ウェット路面のテストコースを、速度80km/hで走行させ、ブレーキをかけてから停止するまでの最大摩擦係数を測定した。配合Aの未加硫ゴムから得たトレッドを備えたタイヤの測定値を100としたときの指数が、摩擦性能(INDEX)として、下記表2に示されている。
路面状態をウェット路面から、ドライ路面に変更した以外は、実験例1と同様にして、本発明に係る予測方法(試験2−1)及び従来の予測方法(試験2−2)により、配合の異なるゴム部材の摩擦性能を予測し、それぞれの予測結果と実車走行試験結果との相関性を比較した。得られた評価結果が、下記表3に示されている。
実験例3では、処理工程において、摩擦処理中の動摩擦係数の変動抑制に対するゴム部材の形状による効果を確認した。
表4にFとして示された配合に従って、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を、容量1.7Lのバンバリーミキサー((株)神戸製鋼製)に投入して、150℃で3分間、混練した。得られた混練物をバンバリーミキサーから取り出して、表1に示された量の硫黄及び加硫促進剤をそれぞれ添加した後、オープンロールを用いて、80℃で3分間混練することにより、未加硫ゴムを得た。得られた未加硫ゴムを、金型に投入して170℃で12分間、プレス加硫することにより、加硫ゴムからなるゴムシート(厚さ8mm)を作製した。
NR:天然ゴム(TSR20)
BR:宇部興産(株)製のブタジエンゴム、商品名「ウベポールBR150B」(シス含量:97質量%)
SBR:JSR(株)製のスチレンブタジエンゴム、商品名「HPR355」(変性S−SBR、結合スチレン量:28質量%、ビニル含量:56質量%、Tg:−27℃)
カーボンブラック:三菱化学(株)製の商品名「ダイアブラックN220」(N2SA:111m2/g、DBP吸収量:115ml/100g)
シリカ:デグッサ社製の商品名「ウルトラジルVN3−G」(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、商品名「Si69」
オイル:(株)ジャパンエナジー製の商品名「X−140」
ワックス:大内新興化学工業(株)製の商品名「サンノックN」
老化防止剤:住友化学(株)製の商品名「アンチゲン3C」
ステアリン酸:日本油脂社のビーズステアリン酸、商品名「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の商品名「亜鉛華1号」
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:住友化学(株)製の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、商品名「ソクシノールCZ」
加硫促進剤2:住友化学(株)製の1,3−ジフェニルグアニジン、商品名「ソクシノールD」
HENTSCHEL社製のPortable friction tester(PFT装置)を使用して、ゴム部材a−dの接地面における動摩擦係数をそれぞれ測定して、標準偏差を算出した。試験条件は、下記の通りである。各ゴム部材について、連続10回測定をおこない、8回目に計測された摩擦係数の、区間120mm−520mmにおける標準偏差を算出した結果が、表5に示されている。
路面状態:ドライ路面
処理温度:23℃
滑り速度(移動速度):2000mm/秒
4・・・接地面
6・・・傾斜面
8・・・擬似路面
Claims (2)
- ゴム部材と擬似路面を備えた摩擦試験装置とを準備する準備工程と、
上記ゴム部材を上記擬似路面に押しあてて移動させることにより、このゴム部材の少なくとも一つの表面を摩擦処理する処理工程と、
上記ゴム部材の摩擦処理された表面を含む領域から試験片を採取して、この試験片の粘弾性特性値を測定する測定工程と、
上記試験片の粘弾性特性値を用いて、上記ゴム部材の摩擦性能を予測する予測工程と、を含み、
上記処理工程において、上記ゴム部材の移動にともなう動摩擦係数の変動を記録してその標準偏差を算出し、この標準偏差が、予め設定した基準値以下になるまで、上記ゴム部材の摩擦処理を繰り返す、摩擦性能予測方法。 - 上記擬似路面が、ウェット路面又はドライ路面である請求項1に記載の摩擦性能予測方法。
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