JP6699794B1 - タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】車両への装着の向きが指定されたタイヤについて、ドライグリップ及びウェットグリップを維持しつつ、低温走行時の乗り心地性を向上させる。【解決手段】第1主溝11は、最大の深さの80%の深さにおける溝幅L80とトレッド部2の接地面における溝幅L0との比L80/L0が0.3〜0.7である。第1主溝11の最大の深さは、トレッド部2の最大厚さの0.30〜0.60倍である。エラストマー組成物の10Hzかつ動歪2%のひずみ条件下のtanδについて、−10℃におけるtanδである−10℃tanδ、40℃におけるtanδである40℃tanδ、及び、70℃におけるtanδである70℃tanδは、下記式(1)及び(2)を満たす。−10℃tanδ≦0.75…(1)|40℃tanδ−70℃tanδ|≦0.10…(2)【選択図】図1

Description

本発明は、車両への装着の向きが指定されたタイヤに関する。
車両への装着の向きが指定されたタイヤが種々提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。一方、タイヤには、ドライグリップ及びウェットグリップが要求され、従来から種々の改善が実施されている。
特開2019−094004号公報
発明者らは、種々の実験の結果、車両への装着の向きが指定されたタイヤにおいて、ドライグリップ及びウェットグリップを改善できる方法を見出したものの、新たな課題として、低温走行時の乗り心地性を損なうことが判明した。
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、車両への装着の向きが指定されたタイヤについて、ドライグリップ及びウェットグリップを維持しつつ、低温走行時の乗り心地性を向上させることを主たる目的としている。
本発明は、エラストマー組成物からなるトレッド部を備え、かつ、車両への装着の向きが指定されたタイヤであって、前記トレッド部は、タイヤ周方向に延びる複数の主溝を含み、前記複数の主溝は、車両装着時に最も車両外側に位置する第1主溝を含み、前記第1主溝は、最大の深さの80%の深さにおける溝幅L80と前記トレッド部の接地面における溝幅L0との比L80/L0が0.3〜0.7であり、前記第1主溝の最大の深さは、前記トレッド部の最大厚さの0.30〜0.60倍であり、前記エラストマー組成物の10Hzかつ動歪2%のひずみ条件下のtanδについて、−10℃におけるtanδである−10℃tanδ、40℃におけるtanδである40℃tanδ、及び、70℃におけるtanδである70℃tanδは、下記式(1)及び(2)を満たす。
−10℃tanδ≦0.75…(1)
|40℃tanδ−70℃tanδ|≦0.10…(2)
本発明のタイヤにおいて、前記−10℃tanδは、0.60以下であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記−10℃tanδは、0.50以下であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記複数の主溝は、車両装着時に最も車両内側に位置する第2主溝を含み、前記第2主溝の溝底におけるゴム厚さは、前記トレッド部の最大厚さの0.05〜0.25倍であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部は、タイヤ軸方向に延びる複数の横溝が形成され、前記複数の横溝の少なくとも1つは、溝幅/溝深さの比が0.50〜0.80であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部は、車両装着時に車両内側となる第2トレッド端と、最も前記第2トレッド端側に区分される第2ショルダー陸部とを含み、前記第2ショルダー陸部には、複数の第2ショルダー横溝が設けられ、前記第2ショルダー横溝の深さは、タイヤ子午線断面において前記トレッド部のタイヤ半径方向の外端を通ってタイヤ軸方向に延びる基準線から前記第2トレッド端までのタイヤ半径方向の距離の0.70〜1.00倍であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部は、複数のサイプが形成され、前記複数のサイプの合計容積は、2つのトレッド端間のトレッドゴムの体積の0.20%〜1.00%であるのが望ましい。
本発明のタイヤは、乗用車用タイヤであるのが望ましい。
上記のとおり、本発明者らは、ドライグリップ及びウェットグリップを同時に向上させようとするときに、冬季等の低温走行時において乗り心地性が低下する場合があることを発見した。
そして、本発明者らは、種々の検討の結果、車両装着時に最も車両外側に位置する第1主溝について最大の深さの80%の深さにおける溝幅L80とトレッド部の接地面における溝幅L0との比L80/L0を0.3〜0.7とし、第1主溝の深さをトレッド部の最大厚さの0.30〜0.60倍とし、トレッド部を構成するエラストマー組成物として下記式(1),(2)を満たすものを用いることで、上記課題を解決できることに想い至った。そのメカニズムは定かではないが、上記の構成により、タイヤ赤道よりも車両外側の領域においてトレッド部の柔軟性が向上することで、ドライグリップ、ウェットグリップ及び低温走行時の乗り心地性を同時に改善できると考えられる。
−10℃tanδ≦0.75…(1)
|40℃tanδ−70℃tanδ|≦0.10…(2)
本発明の一実施形態のタイヤの断面図である。 図1のトレッド部の展開図である。 図2のA−A線断面図である。 図2の第1クラウン陸部及び第2クラウン陸部の拡大図である。 図2の第1ショルダー陸部の拡大図である。 図2の第2ショルダー陸部の拡大図である。
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には、本実施形態のタイヤ1の正規状態における回転軸を含む横断面図が示されている。本発明のタイヤ1は、エラストマー組成物2Aからなるトレッド部2を備え、車両への装着の向きが指定されている。車両への装着の向きは、例えば、サイドウォール部3に、文字又は記号で表示される。本実施形態のタイヤ1は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして好適に用いられる。但し、本発明のタイヤは、このような態様に限定されるものではなく、例えば、重荷重用の空気入りタイヤとして用いられても良い。
「正規状態」とは、タイヤが正規リム(図示省略)にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。
「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば"Measuring Rim" である。
「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。
図1に示されるように、本実施形態のタイヤ1は、カーカス6を有している。
カーカス6は、例えば、2枚のカーカスプライ6Aで構成されている。カーカスプライ6Aは、カーカスコードと、カーカスコードを被覆するトッピングゴムとを含む。
カーカスコードは、例えば、タイヤ周方向に対して75〜90°の角度で傾けて配列されている。カーカスコードには、例えば、ナイロン、ポリエステル又はレーヨン等の有機繊維コード等が好適に採用される。トッピングゴムには、公知の構成が適用される。
カーカスプライ6Aは、本体部6a及び折返し部6bを有する。本体部6aは、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5に至る。折返し部6bは、本体部6aに連なりかつビードコア5の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向外側に延びる。
本実施形態のトレッド部2には、例えば、トレッド補強層7が設けられている。トレッド補強層7は、例えば、ベルト層8を含む。ベルト層8は、例えば、2枚のベルトプライ8A、8Bを含んでいる。各ベルトプライ8A、8Bは、例えば、タイヤ周方向に対して傾斜して配されたベルトコードを含んで構成されている。各ベルトコードは、例えば、タイヤ周方向に対して10〜45°の角度で傾斜しているのが望ましい。
トレッド補強層7は、ベルト層8に加え、バンドコードがタイヤ周方向に対して5°以下の角度で巻回されたバンド層を含むものでも良い(図示省略)。
ビード部4には、ビードコア5及びビードエーペックスゴム9が設けられている。ビードコア5は、例えば、ビードワイヤがタイヤ周方向に複数回巻かれることにより、略矩形状の断面を有している。ビードエーペックスゴム9は、本体部6aと折返し部6bとの間に配されている。ビードエーペックスゴム9は、硬質のゴムで構成され、ビードコア5からタイヤ半径方向外方に向かってテーパ状に延びている。
図2には、トレッド部2の展開図が示されている。図2に示されるように、トレッド部2は、タイヤ1の車両装着時に車両外側に位置する第1トレッド端Te1と、車両装着時に車両内側に位置する第2トレッド端Te2とを有する。第1トレッド端Te1及び第2トレッド端Te2は、空気入りタイヤの場合、前記正規状態のタイヤ1に正規荷重が負荷されキャンバー角0°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。
「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば "最大負荷能力" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY" である。
トレッド部2は、第1トレッド端Te1と第2トレッド端Te2との間でタイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝を含む。前記複数の主溝は、車両装着時に最も車両外側に位置する第1主溝11を含む。第1主溝11は、例えば、タイヤ赤道Cと第1トレッド端Te1との間に設けられている。
本実施形態のトレッド部2には、車両装着時に最も車両内側に位置する第2主溝12と、第1主溝11と第2主溝12との間の第3主溝13とを含む。第2主溝12は、タイヤ赤道Cと第2トレッド端Te2との間に設けられている。第3主溝13は、例えば、タイヤ赤道C上に設けられている。
各主溝の溝幅は、例えば、トレッド幅TWの5%〜8%である。トレッド幅TWは、前記正規状態における第1トレッド端Te1から第2トレッド端Te2までのタイヤ軸方向の距離である。
図3には、図2の第1主溝11のA−A線断面図が示されている。図3に示されるように、第1主溝11は、最大の深さd2の80%の深さd3における溝幅L80と前記トレッド部2の接地面における溝幅L0との比L80/L0が0.3〜0.7である。このような第1主溝11は、優れた排水性を発揮し、かつ、溝壁が適度に傾斜しているため、隣接する陸部のタイヤ軸方向の剛性を維持できる。
第1主溝11の最大の深さd2は、トレッド部2の最大厚さd1(図1に示す)の0.30〜0.60倍である。トレッド部2の最大厚さd1とは、各主溝が埋められた状態で測定されるトレッド部2の接地面からタイヤ内腔面までの最大の厚さである。本実施形態では、トレッド部2の最大厚さd1は、タイヤ赤道面上に構成されている。
本発明では、トレッド部2のエラストマー組成物2Aの10Hzかつ動歪2%のひずみ条件下のtanδについて、−10℃におけるtanδである−10℃tanδ、40℃におけるtanδである40℃tanδ、及び、70℃におけるtanδである70℃tanδは、下記式(1)及び(2)を満たす。
−10℃tanδ≦0.75…(1)
|40℃tanδ−70℃tanδ|≦0.10…(2)
なお、本明細書において、tanδは、JIS−K6394の規定に準拠して、周波数10Hz、初期歪10%、動歪2%のひずみ条件下、粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所製の「VESF3」)を用いて測定された損失正接を意味する。
本発明者らは、種々の検討の結果、第1主溝11を上述の構成とし、トレッド部2を構成するエラストマー組成物2Aとして上記式(1),(2)を満たすものを用いることで、ドライグリップ及びウェットグリップを維持しつつ、低温走行時の乗り心地性を向上させるという課題を解決できることに想い至った。
そのメカニズムは必ずしも定かではないが、トレッド部2のエラストマー組成物2Aのtanδが上述の範囲とされることにより、ドライグリップ及びウェットグリップがバランス良く維持されると推察される。また、第1主溝11が上述の構成とされることにより、タイヤ赤道よりも車両外側の領域においてトレッド部の柔軟性が向上することで、低温走行時の乗り心地性が改善されると推察される。本発明では、上記の構成による作用効果が相俟って、ドライグリップ、ウェットグリップ及び低温走行時の乗り心地性を同時に改善できると考えられる。
図1に示されるように、第2主溝12の溝底におけるゴム厚さd4は、トレッド部の最大厚さd1の0.05〜0.25倍であるのが望ましい。このような第2主溝12は、ウェットグリップ及び乗り心地性を高めるのに役立つ。なお、前記ゴム厚さd4は、第2主溝12の溝底からトレッド補強層7までの、第2主溝12の深さ方向の距離に相当する。
図2に示されるように、トレッド部2は、タイヤ軸方向に延びる複数の横溝15が形成されている。前記複数の横溝15の少なくとも1つは、溝幅/溝深さの比が0.50〜0.80であるのが望ましい。本実施形態では、各横溝の溝幅/溝深さの比が上述の範囲とされている。このような横溝15は、トレッド部2のタイヤ周方向の剛性を適切な範囲にし、ドライグリップと乗り心地性とをバランス良く高めるのに役立つ。
また、トレッド部2は、複数のサイプ16が形成されている。本明細書において、「サイプ」とは、幅が1.5mm以下の切れ込みである。トレッド部2の全体に形成された前記複数のサイプの合計容積は、2つのトレッド端間のトレッドゴムの体積の0.20%〜1.00%である。このようなサイプ16の配置は、ドライグリップ及びウェットグリップを維持しつつ、低温走行時の乗り心地性を高めることができる。なお、前記トレッドゴムの体積は、第1トレッド端Te1を通ってタイヤ内腔面までタイヤ半径方向に平行に延びる仮想面と、第2トレッド端Te2を通ってタイヤ内腔面までタイヤ半径方向に平行に延びる仮想面との間における、トレッド部2を構成するエラストマー組成物2Aの体積を意味し、カーカス6やトレッド補強層7のコードの体積は除くものとする。
トレッド部2は、例えば、3本の主溝で区分された4つの陸部を含んでいる。本実施形態のトレッド部2は、第1クラウン陸部21、第2クラウン陸部22、第1ショルダー陸部23及び第2ショルダー陸部24を含んでいる。第1クラウン陸部21は、第1主溝11と第3主溝13との間に区分されている。第2クラウン陸部22は、第2主溝12と第3主溝13との間に区分されている。第1ショルダー陸部23は、4つの陸部のうち最も第1トレッド端Te1側に配され、第1トレッド端Te1と第1主溝11との間に区分されている。第2ショルダー陸部24は、4つの陸部のうち最も第2トレッド端Te2側に配され、第2トレッド端Te2と第1主溝11との間に区分されている。
図4には、第1クラウン陸部21及び第2クラウン陸部22の拡大図が示されている。図4に示されるように、第1クラウン陸部21には、サイプのみが設けられており、溝幅が1.5mmを超える横溝が設けられていない。このような第1クラウン陸部21は、ドライグリップを高めるのに役立つ。
本実施形態の第1クラウン陸部21には、第1クラウン陸部21を完全に横切る複数の第1クラウンサイプ26と、第3主溝13から延び第1クラウン陸部21内で途切れる複数の第2クラウンサイプ27とが設けられている。第1クラウンサイプ26と第2クラウンサイプ27とは、例えば、タイヤ周方向に交互に設けられている。このようなサイプの配置は、ドライグリップとウェットグリップとをバランス良く高める。
第2クラウン陸部22には、クラウン横溝25、第3クラウンサイプ28、第4クラウンサイプ29及び第5クラウンサイプ30が設けられている。クラウン横溝25は、第2主溝12から延び第2クラウン陸部22内で途切れている。第3クラウンサイプ28は、クラウン横溝25の途切れ端から第3主溝13まで延びている。第4クラウンサイプ29は、第2主溝12から延び第2クラウン陸部22内で途切れている。第5クラウンサイプ30は、第3主溝13から延び第2クラウン陸部22内で途切れている。本実施形態では、上述の溝及びサイプの配置により、第2クラウン陸部22の剛性が第1クラウン陸部21の剛性よりも小さくなり、低温走行時の乗り心地性が向上する。
図5には、第1ショルダー陸部23の拡大図が示されている。図5に示されるように、第1ショルダー陸部23には、複数の第1ショルダー横溝31及び複数の第1ショルダーサイプ32が設けられている。第1ショルダー横溝31は、例えば、第1トレッド端Te1から延びかつ第1ショルダー陸部23内で途切れている。第1ショルダーサイプ32は、第1ショルダー横溝31を完全に横切っている。
第1ショルダー横溝31の最大の深さは、タイヤ子午線断面においてトレッド部2のタイヤ半径方向の外端を通ってタイヤ軸方向に延びる基準線から第1トレッド端Te1までのタイヤ半径方向の距離d5(図1に示す)の0.70〜1.00倍であるのが望ましい。これにより、第1トレッド端Te1付近の陸部の剛性が適正となる。
図6には、第2ショルダー陸部24の拡大図が示されている。図6に示されるように、第2ショルダー陸部24には、複数の第2ショルダー横溝33及び複数の第2ショルダーサイプ34が設けられている。第2ショルダー横溝33は、例えば、第2ショルダー陸部24を完全に横切っている。第2ショルダーサイプ34は、両端が第2ショルダー陸部24内で途切れるクローズドサイプである。
第2ショルダー横溝33の深さは、タイヤ子午線断面においてトレッド部2のタイヤ半径方向の外端を通ってタイヤ軸方向に延びる基準線から第2トレッド端Te2までのタイヤ半径方向の距離d6(図1に示す)の0.70〜1.00倍であるのが望ましい。これにより、第2トレッド端Te2付近の陸部の剛性が適正となり、ひいてはドライグリップ、ウェットグリップ及び低温走行時の乗り心地性がバランス良く高められる。
トレッド部2のエラストマー組成物2Aの前記−10℃tanδは、望ましくは0.60以下であり、より望ましくは0.50以下である。これにより、ドライグリップとウェットグリップとがバランス良く向上する。
トレッド部2のエラストマー組成物2Aは、例えば、ゴム成分とその他の成分とからなる。以下、本発明のエラストマー組成物の具体的な構成が説明される。但し、本発明のエラストマー組成物2Aは、10Hzかつ動歪2%のひずみ条件下のtanδについて、上述の式(1)及び(2)を満たすことを特徴としており、この物性を満たすものであれば、以下に説明される具体的な構成に限定されるものではない。
エラストマー組成物2Aのゴム成分としては、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。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、5質量%以上、100質量%以下である。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。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(UPNR)等、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、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、が挙げられる。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。
トレッド部2のエラストマー組成物2AがSBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、たとえば5質量%以上、100質量%以下である。SBRの重量平均分子量は、たとえば10万以上200万以下である。SBRのスチレン量は、たとえば、5質量%以上50質量%以下である。SBRのビニル量(1,2−結合ブタジエン単位量)は、たとえば5質量%以上70質量%以下である。なお、SBRの構造同定(スチレン量、ビニル量の測定)は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズの装置を用いて行う。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)等を使用できる。SBRは、非変性SBR、変性SBRのいずれであってもよい。
変性SBRとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するSBRであればよく、例えば、SBRの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBR(末端に上記官能基を有する末端変性SBR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性SBRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性SBR(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性SBR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性SBR等が挙げられる。
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。
また、変性SBRとして、例えば、下記式で表される化合物(変性剤)により変性されたSBRを使用できる。

(式中、R1、R2及びR3は、同一又は異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基(−COOH)、メルカプト基(−SH)又はこれらの誘導体を表す。R4及びR5は、同一又は異なって、水素原子又はアルキル基を表す。R4及びR5は結合して窒素原子と共に環構造を形成してもよい。nは整数を表す。)
上記式で表される化合物(変性剤)により変性された変性SBRとしては、溶液重合のスチレンブタジエンゴム(S−SBR)の重合末端(活性末端)を上記式で表される化合物により変性されたSBR(特開2010−111753号公報に記載の変性SBR等)を使用できる。
R1、R2及びR3としてはアルコキシ基が好適である(好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基)。R4及びR5としてはアルキル基(好ましくは炭素数1〜3のアルキル基)が好適である。nは、好ましくは1〜5、より好ましくは2〜4、更に好ましくは3である。また、R4及びR5が結合して窒素原子と共に環構造を形成する場合、4〜8員環であることが好ましい。なお、アルコキシ基には、シクロアルコキシ基(シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(フェノキシ基、ベンジルオキシ基等)も含まれる。
上記変性剤の具体例としては、2−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2−ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2−ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。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。
また、変性SBRとしては、以下の化合物(変性剤)により変性された変性SBRも使用できる。変性剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル;ジグリシジル化ビスフェノールA等の2個以上のフェノール基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル;1,4−ジグリシジルベンゼン、1,3,5−トリグリシジルベンゼン、ポリエポキシ化液状ポリブタジエン等のポリエポキシ化合物;4,4’−ジグリシジル−ジフェニルメチルアミン、4,4’−ジグリシジル−ジベンジルメチルアミン等のエポキシ基含有3級アミン;ジグリシジルアニリン、N,N’−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等のジグリシジルアミノ化合物;ビス−(1−メチルプロピル)カルバミン酸クロリド、4−モルホリンカルボニルクロリド、1−ピロリジンカルボニルクロリド、N,N−ジメチルカルバミド酸クロリド、N,N−ジエチルカルバミド酸クロリド等のアミノ基含有酸クロリド;1,3−ビス−(グリシジルオキシプロピル)−テトラメチルジシロキサン、(3−グリシジルオキシプロピル)−ペンタメチルジシロキサン等のエポキシ基含有シラン化合物;(トリメチルシリル)[3−(トリメトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(トリエトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(トリプロポキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(トリブトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジメトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジエトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジプロポキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジブトキシシリル)プロピル]スルフィド等のスルフィド基含有シラン化合物;エチレンイミン、プロピレンイミン等のN−置換アジリジン化合物;メチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン;4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジ−t−ブチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジフェニルアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジフェニルアミノ)ベンゾフェノン、N,N,N’,N’−ビス−(テトラエチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミノ基及び/又は置換アミノ基を有する(チオ)ベンゾフェノン化合物;4−N,N−ジメチルアミノベンズアルデヒド、4−N,N−ジフェニルアミノベンズアルデヒド、4−N,N−ジビニルアミノベンズアルデヒド等のアミノ基及び/又は置換アミノ基を有するベンズアルデヒド化合物;N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−フェニル−2−ピロリドン、N−t−ブチル−2−ピロリドン、N−メチル−5−メチル−2−ピロリドン等のN−置換ピロリドンN−メチル−2−ピペリドン、N−ビニル−2−ピペリドン、N−フェニル−2−ピペリドン等のN−置換ピペリドン;N−メチル−ε−カプロラクタム、N−フェニル−ε−カプロラクタム、N−メチル−ω−ラウリロラクタム、N−ビニル−ω−ラウリロラクタム、N−メチル−β−プロピオラクタム、N−フェニル−β−プロピオラクタム等のN−置換ラクタム類;の他、N,N−ビス−(2,3−エポキシプロポキシ)−アニリン、4,4−メチレン−ビス−(N,N−グリシジルアニリン)、トリス−(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリオン類、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルマレイミド、N,N−ジエチル尿素、1,3−ジメチルエチレン尿素、1,3−ジビニルエチレン尿素、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1−メチル−3−エチル−2−イミダゾリジノン、4−N,N−ジメチルアミノアセトフェン、4−N,N−ジエチルアミノアセトフェノン、1,3−ビス(ジフェニルアミノ)−2−プロパノン、1,7−ビス(メチルエチルアミノ)−4−ヘプタノン等を挙げることができる。なお、上記化合物(変性剤)による変性は公知の方法で実施可能である。
SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用できる。なお、SBR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。
トレッド部2のエラストマー組成物2AがBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、たとえば5質量%以上、100質量%以下である。BRの重量平均分子量は、たとえば、10万以上200万以下である。BRのビニル量は、たとえば1質量%以上30質量%以下である。BRのシス量は、たとえば1質量%以上98質量%以下である。BRのトランス量は、たとえば1質量%以上60質量%以下である。
BRとしては特に限定されず、高シス含量のBR、低シス含量の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等を使用できる。BRは、非変性BR、変性BRのいずれでもよく、変性BRとしては、前述の官能基が導入された変性BRが挙げられる。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。なお、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、1質量部以上200質量部以下である。
カーボンブラックとしては特に限定されず、SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF及びECFのようなファーネスブラック(ファーネスカーボンブラック);アセチレンブラック(アセチレンカーボンブラック);FT及びMTのようなサーマルブラック(サーマルカーボンブラック);EPC、MPC及びCCのようなチャンネルブラック(チャンネルカーボンブラック);グラファイトなどをあげることができる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、たとえば30m2/g以上250m2/g以下である。カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸収量は、たとえば50ml/100g以上250ml/100g以下ある。なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ASTM D4820−93に従って測定され、DBP吸収量は、ASTM D2414−93に従って測定される。
カーボンブラックとしては特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。市販品としては、例えば、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱化学(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。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。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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。
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、たとえば、1質量部以上200質量部以下である。
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、たとえば、40m2/g以上300m2/g以下である。なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−93に準じてBET法で測定される値である。
シリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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。
シランカップリング剤としては、例えば、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、たとえば、3質量部以上25質量部以下である。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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。
液状ポリマーとは、常温(25℃)で液体状態の重合体であり、固体ポリマーとは、常温(25℃)で固体状態の重合体である。液状ポリマー、固体ポリマーとしては、ファルネセン系ポリマー、液状ジエン系重合体、スチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、p−t−ブチルフェノールアセチレン樹脂、フェノール系樹脂、C5樹脂、C9樹脂、C5C9樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。
ファルネセン系ポリマーとは、ファルネセンを重合することで得られる重合体であり、ファルネセンに基づく構成単位を有する。ファルネセンには、α−ファルネセン((3E,7E)−3,7,11−トリメチル−1,3,6,10−ドデカテトラエン)やβ−ファルネセン(7,11−ジメチル−3−メチレン−1,6,10−ドデカトリエン)などの異性体が存在する。
ファルネセン系ポリマーは、ファルネセンの単独重合体(ファルネセン単独重合体)でも、ファルネセンとビニルモノマーとの共重合体(ファルネセン−ビニルモノマー共重合体)でもよい。
ビニルモノマーとしては、スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、5−t−ブチル−2−メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、tert−ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、N,N−ジメチルアミノメチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン、2−t−ブチルスチレン、3−t−ブチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ジフェニルエチレン、3級アミノ基含有ジフェニルエチレンなどの芳香族ビニル化合物や、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ファルネセン系ポリマーとして、液状ファルネセン系ポリマーを使用できる。液状ファルネセン系ポリマーとは、常温(25℃)で液体のファルネセン系ポリマーであり、重量平均分子量(Mw)が3000〜30万のものを使用できる。
ファルネセン系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、たとえば、−100℃以上−10℃以下である。なお、Tgは、JIS−K7121:1987に従い、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製の示差走査熱量計(Q200)を用いて、昇温速度10℃/分の条件で測定した値である。
ファルネセン系ポリマーの溶融粘度は、たとえば、0.1Pa・s以上500Pa・s以下である。なお、溶融粘度は、ブルックフィールド型粘度計(BROOKFIELD ENGINEERING LABS.INC.製)を用いて、38℃で測定した値である。
ファルネセン−ビニルモノマー共重合体において、ファルネセンとビニルモノマーとの質量基準の共重合比(ファルネセン/ビニルモノマー)は、たとえば、40/60〜90/10である。
ファルネセン系ポリマーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、たとえば、1.0質量部以上50.0質量部以下である。
ファルネセン系ポリマーとしては、例えば、(株)クラレ等の製品を使用できる。
液状ジエン系重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状イソプレン重合体(液状IR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)などが挙げられる。
液状ジエン系重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、たとえば、1.0×103〜2.0×105である。なお、本明細書において、液状ジエン系重合体のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算値である。
液状ポリマーの含有量(液状ファルネセン系ポリマー、液状ジエン系重合体等の合計含有量)は、ゴム成分100質量部に対して、たとえば、1質量部以上100質量部以下である。
クマロンインデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成するモノマー成分として、クマロン及びインデンを含む樹脂である。クマロン、インデン以外に骨格に含まれるモノマー成分としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどが挙げられる。
クマロンインデン樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、たとえば、1.0質量部以上50.0質量部以下である。
クマロンインデン樹脂の水酸基価(OH価)は、たとえば、15mgKOH/g以上150mgKOH/g以下である。なお、OH価とは、樹脂1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムの量をミリグラム数で表したものであり、電位差滴定法(JIS K 0070:1992)により測定した値である。
クマロンインデン樹脂の軟化点は、たとえば、30℃以上160℃以下である。なお、軟化点は、JIS K 6220−1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
スチレン系樹脂は、スチレン系単量体を構成モノマーとして用いたポリマーであり、スチレン系単量体を主成分(50質量%以上)として重合させたポリマー等が挙げられる。具体的には、スチレン系単量体(スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−フェニルスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン等)をそれぞれ単独で重合した単独重合体、2種以上のスチレン系単量体を共重合した共重合体の他、スチレン系単量体及びこれと共重合し得る他の単量体のコポリマーも挙げられる。
前記他の単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのアクリロニトリル類、アクリル類、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルなどの不飽和カルボン酸エステル類、クロロプレン、ブタジエンイソプレンなどのジエン類、1−ブテン、1−ペンテンのようなオレフィン類;無水マレイン酸等のα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物;等が例示できる。
テルペン系樹脂としては、ポリテルペン、テルペンフェノール、芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。ポリテルペンは、テルペン化合物を重合して得られる樹脂及びそれらの水素添加物である。テルペン化合物は、(C5H8)nの組成で表される炭化水素及びその含酸素誘導体で、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、ジテルペン(C20H32)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α−フェランドレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、テルピノレン、1,8−シネオール、1,4−シネオール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオールなどが挙げられる。
ポリテルペンとしては、上述したテルペン化合物を原料とするα−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、β−ピネン/リモネン樹脂などのテルペン樹脂の他、該テルペン樹脂に水素添加処理した水素添加テルペン樹脂も挙げられる。テルペンフェノールとしては、上記テルペン化合物とフェノール系化合物とを共重合した樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した樹脂が挙げられ、具体的には、上記テルペン化合物、フェノール系化合物及びホルマリンを縮合させた樹脂が挙げられる。なお、フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、クレゾール、キシレノールなどが挙げられる。芳香族変性テルペン樹脂としては、テルペン樹脂を芳香族化合物で変性して得られる樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した樹脂が挙げられる。なお、芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物;スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体;クマロン、インデンなどが挙げられる。
アクリル系樹脂としては特に限定されないが、たとえば、無溶剤型アクリル系樹脂を使用できる。
無溶剤型アクリル系樹脂は、副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを極力使用せずに、高温連続重合法(高温連続塊重合法)(米国特許第4,414,370号明細書、特開昭59−6207号公報、特公平5−58005号公報、特開平1−313522号公報、米国特許第5,010,166号明細書、東亜合成研究年報TREND2000第3号p42−45等に記載の方法)により合成された(メタ)アクリル系樹脂(重合体)が挙げられる。なお、本発明において、(メタ)アクリルは、メタクリル及びアクリルを意味する。
上記アクリル系樹脂を構成するモノマー成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸や、(メタ)アクリル酸エステル(アルキルエステル、アリールエステル、アラルキルエステルなど)、(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミド誘導体などの(メタ)アクリル酸誘導体が挙げられる。
また、上記アクリル系樹脂を構成するモノマー成分として、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸誘導体と共に、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどの芳香族ビニルを使用してもよい。
上記アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル成分のみで構成される樹脂であっても、(メタ)アクリル成分以外の成分をも構成要素とする樹脂であっても良い。また、上記アクリル系樹脂は、水酸基、カルボキシル基、シラノール基等を有していてよい。
固体ポリマーの含有量(固体クマロンインデン樹脂等の合計含有量)は、ゴム成分100質量部に対して、たとえば1.0質量部以上100.0質量部以下である。
液状ポリマー、固体ポリマー等のポリマー成分としては、例えば、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2Aは、オイルを含んでもよい。オイルの含有量は、たとえば、1.0質量部以上100.0質量部以下である。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。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。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。
オイルとしては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、1質量部以上60質量部以下である。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、0.5〜20質量部である。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。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。
なお、ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、1〜10質量部以上である。
老化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′−ビス(α,α′−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N−イソプロピル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、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、N,N′−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン等のp−フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス−[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、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)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、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。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、0.1〜10.0質量部である。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。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。
なお、硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。
硫黄以外の架橋剤としては、例えば、田岡化学工業(株)製のタッキロールV200、フレキシス社製のDURALINK HTS(1,6−ヘキサメチレン−ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物)、ランクセス社製のKA9188(1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン)等の硫黄原子を含む加硫剤や、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられる。
トレッド部2のエラストマー組成物2Aは、加硫促進剤を含むことが好ましい。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、たとえば、0.3〜10.0質量部である。
加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT−N)等のチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。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。
トレッド部2のエラストマー組成物2A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、たとえば、0.1〜200質量部である。
トレッド部2のエラストマー組成物2Aは、一般的な方法、たとえば、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。混練は、たとえば、バンバリーミキサー、ニーダー、オープンロールなどの公知の(密閉式)混練機を用いて行うことができる。
ベース練り工程の混練温度は、たとえば、50〜200℃であり、混練時間は、たとえば、30秒〜30分である。ベース練り工程では、上記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、オイル等の軟化剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、加硫促進剤などを必要に応じて適宜添加、混練してもよい。
仕上げ練り工程では、前記ベース練り工程で得られた混練物と架橋剤とが混練される。仕上げ練り工程の混練温度は、たとえば、室温〜80℃であり、混練時間は、たとえば、1〜15分である。仕上げ練り工程では、上記成分以外にも、加硫促進剤、酸化亜鉛等を必要に応じて適宜添加、混練してもよい。
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、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。加硫工程は、公知の加硫手段を適用することで実施できる。加硫温度としては、たとえば、120〜200℃であり、加硫時間は、たとえば、5〜15分である。
トレッド部2のエラストマー組成物2Aは、たとえば、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;スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤに使用可能である。これらのタイヤは、サイド補強層を備えるランフラットタイヤ;スポンジ等の吸音部材をタイヤ内腔に備える吸音部材付タイヤ;パンク時に封止可能なシーラントをタイヤ内部又はタイヤ内腔に備える封止部材付タイヤ;センサや無線タグ等の電子部品をタイヤ内部又はタイヤ内腔に備える電子部品付タイヤ等であってもよい。
以上、本発明の一実施形態のタイヤ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得る。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
トレッド部のエラストマー組成物として、下記の配合を含む材料1〜8が製造された。以下に、材料1〜8に含まれる各種薬品について説明する。
SBR1: 日本ゼオン(株)製 NS522
SBR2: 自社合成 ポリマーA(下記製造方法参照)
BR: 宇部興産社製 ウベポールBR150B
カーボンブラック: 三菱化学社製 ダイアブラックN220
シリカ1: エボニックデグッサ社製 9100GR
シリカ2:エボニックデグッサ社製 ウルトラシルVN3−G
シランカップリング剤1:エボニックデグッサ社製 Si266
シランカップリング剤2: モメンティブ社製 NXT
オイル: 共同石油社製 X−140
樹脂: アリゾナケミカル製 SYLVATRAXX 4401
老化防止剤: 住友化学社製 アンチゲン3C
ステアリン酸: 日油(株)製 ステアリン酸「椿」
酸化亜鉛: 三井金属鉱業(株)製 亜鉛華1号
ワックス: 大内新興化学工業社製 サンノックN
イオウ: 鶴見化学(株)製 粉末硫黄
加硫促進剤1:住友化学社製 ソクシノールCZ
加硫促進剤2:住友化学社製 ソクシノールD
<自社ポリマーAの製造方法>
内容積20リットルのステンレス製重合反応器内を洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換し、ヘキサン(比重0.68g/cm3)10.2kg、1,3−ブタジエン547g、スチレン173g、テトラヒドロフラン6.1ml、エチレングリコールジエチルエーテル5.0mlを重合反応器内に投入した。次に、n−ブチルリチウム13.1mmolをn−ヘキサン溶液として投入し、重合を開始した。撹拌速度を130rpm、重合反応器内温度を65℃とし、単量体を重合反応器内に連続的に供給しながら、1,3−ブタジエンとスチレンの共重合を3時間行った。全重合での1,3−ブタジエンの供給量は821g、スチレンの供給量は259gであった。次に、得られた重合体溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン11.1mmolを添加し、15分間撹拌した。重合体溶液にメタノール0.54mlを含むヘキサン溶液20mlを加えて、更に重合体溶液を5分間撹拌した。重合体溶液に2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学(株)製、商品名:スミライザーGM)1.8g、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)(住友化学(株)製、商品名:スミライザーTP−D)0.9gを加え、次に、スチームストリッピングによって重合体溶液からポリマーAを回収した。
<共重合体の構造同定>
共重合体の構造同定は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズの装置を用いて行った。測定結果から、共重合体中のスチレンの含有量、ビニル含量を算出した。
<重量平均分子量Mwの測定>
共重合体の重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた。
<薬品>
テトラヒドロフラン:関東化学(株)製
n−ヘキサン:関東化学(株)製
スチレン:関東化学(株)製
1,3−ブタジエン:東京化成工業(株)製
3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン:アヅマックス社製
n−ブチルリチウム:関東化学(株)製の1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液
エチレングリコールジエチルエーテル:東京化成工業(株)製
ポリマーAの特性
Styrene:25
Vinyl:60
Mw(×10^5):1.6
材料1〜8の各種薬品の配合及びtanδが表1に示される。
表1に示されるように、材料1〜5は、tanδが下記式(1)及び(2)を満たす。材料6〜8は、下記式(1)及び(2)の少なくとも一方を満たさない。すなわち、材料6〜8のいずれかが適用されたタイヤは、比較例となる。
−10℃tanδ≦0.75…(1)
|40℃tanδ−70℃tanδ|≦0.10…(2)
図1及び図2の基本構造を有し、かつ、トレッド部のエラストマー組成物として前記材料1〜8のいずれかが適用されたサイズ195/65R15の乗用車用の空気入りタイヤが、表2〜5の仕様に基づき試作された。各テストタイヤについて、ドライグリップ、ウェットグリップ及び低温走行時の乗り心地性がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム:15×6.0JJ
タイヤ内圧:前輪230kPa、後輪230kPa
テスト車両:排気量1500cc、前輪駆動車
タイヤ装着位置:全輪
<ドライグリップ>
上記テスト車両でドライ路面を走行したときのグリップ性能が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例1を100とする評点であり、数値が大きい程、ドライグリップが優れていることを示す。
<ウェットグリップ>
上記テスト車両でウェット路面を走行したときのグリップ性能が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例1を100とする評点であり、数値が大きい程、ウェットグリップが優れていることを示す。
<低温走行時の乗り心地性>
上記テスト車両で気温5℃以下の環境下で走行したとき乗り心地性が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例1を100とする評点であり、数値が大きい程、低温走行時の乗り心地性が優れていることを示す。
テストの結果が表2〜5に示される。
上記の表に示されるように、比較例1は、材料8が採用され、tanδが上述の式(1)及び(2)を満たさない。また、比較例2及び3は、材料1が採用され、tanδが上述の式(1)及び(2)を満たすが、第1主溝の構成が本発明の構成とは異なる。このような比較例1〜3に対し、実施例1は、ドライグリップ、ウェットグリップ及び低音走行時の乗り心地性がバランス良く向上しているのが確認できる。
また、実施例1からtanδの値を変化させた実施例2及び3も、各性能が優れていることが確認できる。また、tanδの値が本発明の上限値に近い実施例4及び5も、ドライグリップ及びウェットグリップが維持されつつ、低温走行時の乗り心地性が向上していることが確認できる。また、第1主溝の構成を変化させた実施例6〜13においても、上述の作用効果が発揮されていることが確認できる。
以上のように、各実施例のタイヤは、ドライグリップ及びウェットグリップが維持されつつ、低温走行時の乗り心地性が向上していることが確認できた。
2 トレッド部
2A エラストマー組成物
11 第1主溝

Claims (8)

  1. エラストマー組成物からなるトレッド部を備え、かつ、車両への装着の向きが指定されたタイヤであって、
    前記トレッド部は、タイヤ周方向に延びる複数の主溝を含み、
    前記複数の主溝は、車両装着時に最も車両外側に位置する第1主溝を含み、
    前記第1主溝は、最大の深さの80%の深さにおける溝幅L80と前記トレッド部の接地面における溝幅L0との比L80/L0が0.3〜0.7であり、
    前記第1主溝の最大の深さは、前記トレッド部の最大厚さの0.30〜0.60倍であり、
    前記エラストマー組成物の10Hzかつ動歪2%のひずみ条件下のtanδについて、−10℃におけるtanδである−10℃tanδ、40℃におけるtanδである40℃tanδ、及び、70℃におけるtanδである70℃tanδは、下記式(1)及び(2)を満たす、
    −10℃tanδ≦0.75…(1)
    |40℃tanδ−70℃tanδ|≦0.10…(2)
    タイヤ。
  2. 前記−10℃tanδは、0.60以下である、請求項1に記載のタイヤ。
  3. 前記−10℃tanδは、0.50以下である、請求項1又は2に記載のタイヤ。
  4. 前記複数の主溝は、車両装着時に最も車両内側に位置する第2主溝を含み、
    前記第2主溝の溝底におけるゴム厚さは、前記トレッド部の最大厚さの0.05〜0.25倍である、請求項1ないし3のいずれかに記載のタイヤ。
  5. 前記トレッド部は、タイヤ軸方向に延びる複数の横溝が形成され、
    前記複数の横溝の少なくとも1つは、溝幅/溝深さの比が0.50〜0.80である、請求項1ないし4のいずれかに記載のタイヤ。
  6. 前記トレッド部は、車両装着時に車両内側となる第2トレッド端と、最も前記第2トレッド端側に区分される第2ショルダー陸部とを含み、
    前記第2ショルダー陸部には、複数の第2ショルダー横溝が設けられ、
    前記第2ショルダー横溝の深さは、タイヤ子午線断面において前記トレッド部のタイヤ半径方向の外端を通ってタイヤ軸方向に延びる基準線から前記第2トレッド端までのタイヤ半径方向の距離の0.70〜1.00倍である、請求項1ないし5のいずれかに記載のタイヤ。
  7. 前記トレッド部は、複数のサイプが形成され、
    前記複数のサイプの合計容積は、2つのトレッド端間のトレッドゴムの体積の0.20%〜1.00%である、請求項1ないし6のいずれかに記載のタイヤ。
  8. 乗用車用タイヤである、請求項1ないし7のいずれかに記載のタイヤ。
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