JP6786915B2 - Evaluation method of rubber composition for tires - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤに使用されるゴム組成物の評価方法に関し、更に詳しくは、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして好適なタイヤ用ゴム組成物を低コストで精度良く判定することを可能にしたタイヤ用ゴム組成物の評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating a rubber composition used for a tire, and more specifically, for a tire, which makes it possible to accurately determine a rubber composition for a tire suitable as a cap compound for a heavy-duty tire at low cost. The present invention relates to an evaluation method of a rubber composition.
建設車両用タイヤに代表される大型の重荷重用タイヤは、キャップトレッドが厚く、しかも高荷重条件で使用されるのが一般的である。このような空気入りタイヤにおいては、キャップトレッドにおける発熱量が多いため、その発熱による劣化特性が耐久性能として重要である。 Large heavy-duty tires, such as construction vehicle tires, are generally used under high load conditions with a thick cap tread. In such a pneumatic tire, since the amount of heat generated by the cap tread is large, the deterioration characteristic due to the heat generation is important as the durability performance.
空気入りタイヤのキャップトレッドの発熱量を低減するための1つの手法として、トレッド部に区画されたブロックに浅い溝を形成し、そのブロックを複数の小ブロックに細分化することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、トレッド部の構造上の工夫のみならず、当然のことながら、キャップコンパウンドとして発熱性が低いゴム組成物を探求することが行われている。 As one method for reducing the calorific value of the cap tread of a pneumatic tire, it has been proposed to form a shallow groove in the block divided into the tread portion and subdivide the block into a plurality of small blocks. (See, for example, Patent Document 1). In addition to devising the structure of the tread portion, it goes without saying that a rubber composition having low heat generation is being sought as a cap compound.
従来、キャップトレッドの発熱特性を評価する方法として、実際に空気入りタイヤを加硫し、その実タイヤを用いた走行試験を行い、所定の条件で走行した後にトレッド部を穿孔し、その深部の到達温度を実測している。到達温度とはトレッド部の発熱量と放熱量とが平衡状態となった温度であり、このような到達温度を適正化することが耐久性能を改善する上で重要である。 Conventionally, as a method of evaluating the heat generation characteristics of a cap tread, a pneumatic tire is actually vulcanized, a running test is performed using the actual tire, and after running under predetermined conditions, the tread portion is perforated and the deep portion is reached. The temperature is actually measured. The ultimate temperature is the temperature at which the calorific value of the tread and the heat dissipation are in equilibrium, and it is important to optimize such the ultimate temperature in order to improve the durability performance.
しかしながら、上述のように実際に空気入りタイヤを加硫し、走行後にトレッド部の深部の到達温度を実測する場合、試験用のタイヤを多数用意する必要があり、その試験コストが高いという問題がある。特に、大型の重荷重用タイヤは材料費が高いため、評価用タイヤを削減することが望まれている。 However, as described above, when actually vulcanizing a pneumatic tire and actually measuring the temperature reached in the deep part of the tread after running, it is necessary to prepare a large number of test tires, and there is a problem that the test cost is high. is there. In particular, since the material cost of large heavy-duty tires is high, it is desired to reduce the number of evaluation tires.
本発明の目的は、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして好適なタイヤ用ゴム組成物を低コストで精度良く判定することを可能にしたタイヤ用ゴム組成物の評価方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for evaluating a rubber composition for a tire, which makes it possible to accurately determine a rubber composition for a tire suitable as a cap compound for a heavy-duty tire at low cost.
上記目的を達成するための本発明のタイヤ用ゴム組成物の評価方法は、タイヤ用ゴム組成物からなる加硫済みの試験片を作製し、該試験片の温度を測定しながら該試験片に対してパルス波形の圧縮荷重を負荷し、該試験片に注入されたエネルギーと該試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいて前記パルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量を算出し、該断熱温度上昇量に基づいて前記タイヤ用ゴム組成物を評価するタイヤ用ゴム組成物の評価方法であって、
前記圧縮荷重の最大値を1000kPaとし、前記圧縮荷重の最小値を100kPaとし、前記パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、前記試験片の温度が60℃である時点で、前記断熱温度上昇量が0.05℃/サイクル以下である場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定し、
或いは、前記圧縮荷重の最大値を1000kPaとし、前記圧縮荷重の最小値を100kPaとし、前記パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、前記試験片の温度が70℃である時点で、前記断熱温度上昇量が0.04℃/サイクル以下である場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することを特徴とするものである。
In the method for evaluating a rubber composition for a tire of the present invention for achieving the above object, a vulcanized test piece made of the rubber composition for a tire is prepared, and the test piece is subjected to measurement while measuring the temperature of the test piece. On the other hand, a compressive load of the pulse waveform is applied, and the adiabatic temperature rise amount per cycle of the pulse waveform is calculated based on the balance between the energy injected into the test piece and the energy returned from the test piece. A method for evaluating a rubber composition for a tire , which evaluates the rubber composition for a tire based on the amount of increase in the adiabatic temperature .
When the maximum value of the compressive load is 1000 kPa, the minimum value of the compressive load is 100 kPa, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the heat insulation is performed when the temperature of the test piece is 60 ° C. When the amount of temperature rise is 0.05 ° C./cycle or less, it is judged that the heat generation as a cap tread is low.
Alternatively, when the maximum value of the compressive load is 1000 kPa, the minimum value of the compressive load is 100 kPa, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the temperature of the test piece is 70 ° C. When the amount of increase in the adiabatic temperature is 0.04 ° C./cycle or less, it is determined that the heat generating property of the cap tread is low .
本発明者は、タイヤ用ゴム組成物の評価方法について鋭意研究した結果、試験片に対してパルス波形の圧縮荷重を負荷し、試験片に注入されたエネルギーと試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいて算出されるパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量は、特に重荷重用タイヤのキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を評価する上で有用であることを知見し、その知見に基づいて本発明に至ったのである。 As a result of diligent research on the evaluation method of the rubber composition for tires, the present inventor applies a compressive load of a pulse waveform to the test piece, and the energy injected into the test piece and the energy returned from the test piece It was found that the amount of heat insulation temperature increase per cycle of the pulse waveform calculated based on the balance is particularly useful for evaluating the heat generation characteristics of the rubber composition used for the cap compound of heavy-duty tires. The present invention was reached based on this finding.
即ち、本発明では、タイヤ用ゴム組成物からなる加硫済みの試験片を作製し、該試験片の温度を測定しながら該試験片に対してパルス波形の圧縮荷重を負荷し、該試験片に注入されたエネルギーと該試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいてパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量を算出し、該断熱温度上昇量に基づいてタイヤ用ゴム組成物を評価することにより、特に重荷重用タイヤのキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を低コストで精度良く判定することができる。 That is, in the present invention, a vulcanized test piece made of a rubber composition for a tire is prepared, a compression load of a pulse waveform is applied to the test piece while measuring the temperature of the test piece, and the test piece is subjected to a compression load. The amount of heat insulation temperature rise per cycle of the pulse waveform is calculated based on the balance between the energy injected into the tire and the energy returned from the test piece, and the rubber composition for tires is evaluated based on the heat insulation temperature rise. By doing so, it is possible to accurately determine the heat generation characteristics of the rubber composition used for the cap compound of a heavy-duty tire at low cost.
重荷重用タイヤの走行環境を考慮して、具体的な試験条件として、圧縮荷重の最大値を800kPa〜1200kPaとし、圧縮荷重の最小値を前記最大値の20%以下とし、パルス波形の1サイクルを2.0秒〜3.0秒とすることが好ましい。このような条件を設定することにより、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を低コストで精度良く判定することができる。 Considering the running environment of heavy-duty tires, as specific test conditions, the maximum value of the compressive load is set to 800 kPa to 1200 kPa, the minimum value of the compressive load is set to 20% or less of the maximum value, and one cycle of the pulse waveform is set. It is preferably 2.0 seconds to 3.0 seconds. By setting such conditions, the heat generation characteristics of the rubber composition used for the cap compound of heavy-duty tires can be accurately determined at low cost.
特に、圧縮荷重の最大値を1000kPaとし、圧縮荷重の最小値を100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、試験片の温度が60℃である時点で、断熱温度上昇量が0.05℃/サイクル以下である場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することができる。つまり、上記試験条件において、該試験片に注入されたエネルギーと該試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいて算出されるパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量であって、試験片の温度が60℃である時点に対応する断熱温度上昇量が0.05℃/サイクル以下であるタイヤ用ゴム組成物は、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして有効である。 In particular, when the maximum value of the compressive load is 1000 kPa, the minimum value of the compressive load is 100 kPa, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the adiabatic temperature rise amount when the temperature of the test piece is 60 ° C. When the temperature is 0.05 ° C./cycle or less, it can be determined that the heat generating property of the cap tread is low. That is, under the above test conditions, it is the amount of heat insulation temperature rise per cycle of the pulse waveform calculated based on the balance between the energy injected into the test piece and the energy returned from the test piece, and is the test piece. A tire rubber composition having an adiabatic temperature increase of 0.05 ° C./cycle or less corresponding to a time when the temperature is 60 ° C. is effective as a cap compound for heavy-duty tires.
また、圧縮荷重の最大値を1000kPaとし、圧縮荷重の最小値を100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、試験片の温度が70℃である時点で、断熱温度上昇量が0.04℃/サイクル以下である場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することができる。つまり、上記試験条件において、該試験片に注入されたエネルギーと該試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいて算出されるパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量であって、試験片の温度が70℃である時点に対応する断熱温度上昇量が0.04℃/サイクル以下であるタイヤ用ゴム組成物は、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして有効である。 When the maximum value of the compressive load is 1000 kPa, the minimum value of the compressive load is 100 kPa, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the adiabatic temperature rise amount when the temperature of the test piece is 70 ° C. When is 0.04 ° C./cycle or less, it can be determined that the heat generating property of the cap tread is low. That is, under the above test conditions, it is the amount of heat insulation temperature rise per cycle of the pulse waveform calculated based on the balance between the energy injected into the test piece and the energy returned from the test piece, and is the test piece. A tire rubber composition having an adiabatic temperature increase of 0.04 ° C./cycle or less corresponding to a time when the temperature is 70 ° C. is effective as a cap compound for heavy-duty tires.
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明に係るタイヤ用ゴム組成物の評価方法で使用される試験片を示すものである。図1に示すように、試験片1は、試験すべきタイヤ用ゴム組成物からなる加硫済みの円柱体である。試験片1の形状及び寸法は直径dに対する高さhの比が0.5±0.05であると共に試験装置の試験能力の範囲内であれば任意に選択することが可能であり、例えば、高さhが5mm〜10mmであり、直径dが10mm〜20mmである円柱体を使用することができる。より具体的には、高さhが8.5mmであり、直径が17mmである円柱体が使用される。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a test piece used in the evaluation method for a rubber composition for a tire according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
図2は試験片に対して圧縮荷重を負荷する装置の要部を示すものである。図2に示すように、試験片1は下側の支持部材11と上側の押圧部材12との間に配置される。支持部材11はその位置が固定される一方で、押圧部材12は鉛直方向に沿って往復移動自在に構成されており、支持部材11と押圧部材12との間に挟まれた試験片1に対して圧縮荷重Fを負荷するようになっている。また、試験片1の温度は不図示の温度センサにより検出されるようになっている。温度センサとしては、接触式及び非接触式の温度センサを使用することができる。試験片の圧縮面への固定は重要であり、試験の最中に滑り等が発生しないよう、やすり目加工を施したものを使用したり、滑りを防止するために試験片と押圧部材とを接着剤で固定したりする。滑りが発生すると、試験ストロークが大きくなり測定された断熱温度上昇が大きく計算されるので、正しい値を得るために滑りが発生しない条件で測定し直す必要が生じる。
FIG. 2 shows a main part of an apparatus for applying a compressive load to a test piece. As shown in FIG. 2, the
図3は試験片に対して負荷される圧縮荷重のパルス波形(1サイクル)を経時的に示すものである。図3に示すように、パルス波形としては、例えばハーバーサイン波を適用することができる。このようなパルス波形に基づいて試験片1に対して圧縮荷重Fが負荷される。圧縮荷重Fの最大値Fmaxは試験片に加わる最大の圧縮応力として800kPa〜1200kPaの範囲に設定され、圧縮荷重Fの最小値Fminは同様に試験片に加わる最大の圧縮応力として最大値Fmaxの20%以下に設定され、パルス波形の1サイクルは2.0秒〜3.0秒の範囲に設定される。より具体的には、圧縮荷重Fの最大値Fmaxを試験片に加わる最大の圧縮応力として1000kPaとし、圧縮荷重Fの最小値Fminを試験片に加わる最大の圧縮応力として100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒(0.4Hz)とする。この場合、パルス波形の変動域は900kPaとなる。荷重負荷試験時には、試験片1に対して図3のようなパルス波形の圧縮荷重Fを反復的に負荷する。このような圧縮荷重を与える装置として、例えば、GABO社製の電気アクチュエータ式圧縮負荷装置(500N)やINSTRON社製の電気油圧サーボ式試験装置を使用することが可能である。
FIG. 3 shows the pulse waveform (1 cycle) of the compressive load applied to the test piece over time. As shown in FIG. 3, for example, a harbor sine wave can be applied as the pulse waveform. A compressive load F is applied to the
図4は試験片に負荷される圧縮荷重及び試験片の圧縮変位を経時的に示し、図5は試験片の内蔵仕事量を経時的に示し、図6は試験片の温度と断熱温度上昇量及び放熱量との関係を示すものである。これら図4〜図6は、変位と荷重の時刻歴データから試験片に注入されたエネルギーと試験片から返却されたエネルギーとの収支(内蔵仕事量)を算出し、それに基づいてパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量を算出する方法を説明するための例であり、本発明で使用されるパルス波形の圧縮荷重と必ずしも一致するものではない。
FIG. 4 shows the compressive load applied to the test piece and the compressive displacement of the test piece over time, FIG. 5 shows the amount of work built into the test piece over time, and FIG. 6 shows the temperature of the test piece and the amount of increase in heat insulation temperature. And the relationship with the amount of heat radiation. In FIGS. 4 to 6, the balance (built-in work amount) between the energy injected into the test piece and the energy returned from the test piece is calculated from the time history data of displacement and load, and the
図4に示すように、試験片1に対してパルス波形の圧縮荷重F(N)を負荷すると、試験片1には圧縮荷重Fに応じて圧縮変位H(mm)が生じる。ここで、1サイクル中の微小時間における圧縮変位ΔHと前記微小時間における平均圧縮荷重Fとを求めたとき、ΔW=F×ΔHより、微小時間における供試体外部から供試体に与えられた仕事量ΔWが算出される。このとき、供試体外部から供試体に与えられた仕事量ΔWを積算して得られる内蔵仕事量ΣΔWは図5のようになる。図5に示すように、ゴム組成物からなる試験片1に対して注入されるエネルギーは試験片1から返却されるエネルギーよりも多くなるため、その収支である内蔵仕事量ΣΔWはパルス波形の1サイクル後に増加し、その増加分が1サイクル当たりのロスエネルギーΔEとなる。ロスエネルギーΔEが全て熱エネルギーに変換され、試験片1の昇温に帰結するものと仮定すると、パルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量ΔTadは下記(1)式から求めることができる。但し、Cは試験片の比熱であり、ρは試験片の密度、Vは試験片の体積である。
ΔTad=ΔE/(C・ρ・V) ・・・(1)
As shown in FIG. 4, when a compression load F (N) having a pulse waveform is applied to the
ΔTad = ΔE / (C ・ ρ ・ V) ・ ・ ・ (1)
図6において、横軸は試験片1の温度T(℃)を示し、縦軸は断熱温度上昇量ΔTad(℃/サイクル)を示す。また、図6において、試験片1の温度Tは環境温度T0を始点としている。上述の如く算出されたパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量ΔTadを試験片1の温度Tに関連付けてプロットすると図6のようになる。図6に示すように、通常タイヤが用いられる際のトレッドゴムの温度範囲において断熱温度上昇量ΔTadは試験片1の温度Tが高いほど低下する傾向がある。このような断熱温度上昇量ΔTadに基づいてタイヤ用ゴム組成物を評価することにより、特に重荷重用タイヤのキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を低コストで精度良く判定することができる。
In FIG. 6, the horizontal axis represents the temperature T (° C.) of the
例えば、図6に示す発熱特性を有するタイヤ用ゴム組成物をキャップコンパウンドとして用いた重荷重用タイヤについて、走行試験に基づいてトレッド部の深部の到達温度Tend(終端温度)を実測し、これを図6に表示したとき、このタイヤ用ゴム組成物が実際に用いられた場合の放熱特性を推定することができる。つまり、放熱に基づきタイヤが1回転(1サイクル)する間の温度低下量ΔTreはゴム温度が高いほど増加する傾向があり、定常状態における到達温度Tendにおいて放熱に基づく温度低下量ΔTreと断熱温度上昇量ΔTadとが等価となるので、放熱に基づく温度低下量ΔTreの変化曲線を推定することができる。この放熱特性は主として走行状態とタイヤサイズで決まるがタイヤ表面形状や断面構造の影響を受けたものである。ここで、タイヤ用ゴム組成物を開発・設計するにあたって、到達温度Tendを下げることを目標とする場合、その目標となる到達温度Tendにおける断熱温度上昇量ΔTadの要求値が決まる。つまり、その目標となる到達温度Tendにおいては、断熱温度上昇量ΔTadを放熱に基づく温度低下量ΔTreに対して同等以下とすることが必要である。従って、そのような断熱温度上昇量ΔTadを満足するゴム組成物を作成し、それをキャップコンパウンドとして使用すれば良い。これにより、試験片1を利用したラボ試験に基づいて、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして好適なゴム組成物を低コストで精度良く選別することができる。また、ラボ試験により選別されたゴム組成物については、実際の走行試験で発熱特性を確認することが好ましいが、少なくとも過剰な走行実験を排除することができる。
For example, for a heavy-duty tire using the rubber composition for a tire having the heat generation characteristics shown in FIG. 6 as a cap compound, the ultimate temperature Tend (termination temperature) of the deep part of the tread portion is actually measured based on a running test, and this is shown in FIG. When displayed in 6, it is possible to estimate the heat dissipation characteristics when this rubber composition for tires is actually used. That is, the temperature decrease amount ΔTre during one rotation (one cycle) of the tire based on heat dissipation tends to increase as the rubber temperature is higher, and the temperature decrease amount ΔTre based on heat dissipation and the heat insulation temperature increase at the reached temperature Tend in the steady state. Since the amount ΔTad is equivalent, the change curve of the temperature decrease amount ΔTre based on heat dissipation can be estimated. This heat dissipation characteristic is mainly determined by the running condition and the tire size, but is influenced by the tire surface shape and the cross-sectional structure. Here, when developing and designing a rubber composition for a tire and aiming to lower the ultimate temperature Tend, the required value of the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the target ultimate temperature Tend is determined. That is, in the target reached temperature Tend, it is necessary to make the adiabatic temperature increase amount ΔTad equal to or less than the temperature decrease amount ΔTre based on heat dissipation. Therefore, a rubber composition satisfying such an adiabatic temperature increase amount ΔTad may be prepared and used as a cap compound. As a result, a rubber composition suitable as a cap compound for heavy-duty tires can be accurately selected at low cost based on a laboratory test using the
上述したタイヤ用ゴム組成物の評価方法において、重荷重用タイヤ(特に、建設車両用タイヤ)の走行環境を考慮して、具体的な試験条件として、圧縮荷重Fの最大値Fmaxを圧縮応力として800kPa〜1200kPaとし、圧縮荷重Fの最小値Fminを圧縮応力として最大値Fmaxの20%以下とし、パルス波形の1サイクルを2.0秒〜3.0秒とすると良い。このような条件を設定することにより、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を低コストで精度良く判定することができる。試験条件が上記範囲から外れると、発熱特性が重視される重荷重用タイヤの走行環境が必ずしも十分に反映されなくなる。 In the above-mentioned evaluation method of the rubber composition for tires, in consideration of the running environment of heavy-duty tires (particularly tires for construction vehicles), as a specific test condition, the maximum value Fmax of the compressive load F is 800 kPa as the compressive stress. It is preferable that the minimum value Fmin of the compressive load F is set to about 1200 kPa, the compressive stress is set to 20% or less of the maximum value Fmax, and one cycle of the pulse waveform is set to 2.0 seconds to 3.0 seconds. By setting such conditions, the heat generation characteristics of the rubber composition used for the cap compound of heavy-duty tires can be accurately determined at low cost. If the test conditions deviate from the above range, the running environment of heavy-duty tires in which heat generation characteristics are important will not always be sufficiently reflected.
特に、圧縮荷重Fの最大値Fmaxを圧縮応力として1000kPaとし、圧縮荷重Fの最小値Fminを圧縮応力として100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、試験片1の温度Tが60℃である時点で、断熱温度上昇量ΔTadが0.05℃/サイクル以下、好ましくは、限りなく零に近い場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することができる。つまり、上記試験条件において、試験片1に注入されたエネルギーと試験片1から返却されたエネルギーとの収支に基づいて算出されるパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量ΔTadであって、試験片1の温度Tが60℃である時点に対応する断熱温度上昇量ΔTadが0.05℃/サイクル以下であるタイヤ用ゴム組成物は、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして有効である。60℃における断熱温度上昇量ΔTadを指標とし、その値を上記のように設定した場合、重荷重用タイヤのトレッド部の到達温度を従来よりも低減することが可能になる。
In particular, when the maximum value Fmax of the compressive load F is 1000 kPa as the compressive stress, the minimum value Fmin of the compressive load F is 100 kPa as the compressive stress, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the temperature T of the
また、圧縮荷重Fの最大値Fmaxを圧縮応力として1000kPaとし、圧縮荷重Fの最小値Fminを圧縮応力として100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、試験片1の温度Tが70℃である時点で、断熱温度上昇量ΔTadが0.04℃/サイクル以下、好ましくは、限りなく零に近い場合(現実には、ゴムの粘弾性的性質のために零とはならない)に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することができる。つまり、上記試験条件において、試験片1に注入されたエネルギーと試験片1から返却されたエネルギーとの収支に基づいて算出されるパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量ΔTadであって、試験片1の温度Tが70℃である時点に対応する断熱温度上昇量ΔTadが0.04℃/サイクル以下であるタイヤ用ゴム組成物は、重荷重用タイヤのキャップコンパウンドとして有効である。70℃における断熱温度上昇量ΔTadを指標とし、その値を上記のように設定した場合、重荷重用タイヤのトレッド部の到達温度を従来よりも低減することが可能になる。なお、60℃における断熱温度上昇量ΔTadとは別に70℃における断熱温度上昇量ΔTadを規定するのは、例えば40インチ超えの大きいサイズのタイヤの場合、到達温度が高めに推移するからである。
Further, when the maximum value Fmax of the compressive load F is 1000 kPa as the compressive stress, the minimum value Fmin of the compressive load F is 100 kPa as the compressive stress, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the temperature T of the
3種類のゴム組成物A1〜A3について、加硫済みの試験片を作製し、試験片の温度を測定しながら試験片に対してパルス波形の圧縮荷重を負荷し、試験片に注入されたエネルギーと試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいてパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量ΔTadを算出し、それを試験片の温度に対してプロットした。その際、圧縮荷重の最大値を圧縮応力として1000kPaとし、圧縮荷重の最小値を圧縮応力として100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒とした。その結果に基づいて、試験片の温度が60℃である時点での断熱温度上昇量ΔTadを求めた。 For the three types of rubber compositions A1 to A3, vulcanized test pieces were prepared, a compression load of pulse waveform was applied to the test pieces while measuring the temperature of the test pieces, and the energy injected into the test pieces. Based on the balance between the amount of energy returned from the test piece and the energy returned from the test piece, the adiabatic temperature rise amount ΔTad per cycle of the pulse waveform was calculated and plotted against the temperature of the test piece. At that time, the maximum value of the compressive load was set to 1000 kPa as the compressive stress, the minimum value of the compressive load was set to 100 kPa as the compressive stress, and one cycle of the pulse waveform was set to 2.5 seconds. Based on the result, the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the time when the temperature of the test piece was 60 ° C. was determined.
更に、上記ゴム組成物A1〜A3をキャップコンパウンドとして用い、タイヤサイズが2700R49である試験例1〜3の建設車両用タイヤを作製した。これら試験例1〜3の建設車両用タイヤをそれぞれドラム試験機に装着し、空気圧500kPa、荷重200kN、走行速度10km/hの条件にて1時間走行させた後、トレッド部をベルトエッジ付近の位置で穿孔し、トレッド部の厚さ方向の中心位置における到達温度を測定した。その結果を表1に示す。 Further, the rubber compositions A1 to A3 were used as a cap compound to prepare tires for construction vehicles of Test Examples 1 to 3 having a tire size of 2700R49. After mounting the tires for construction vehicles of Test Examples 1 to 3 on the drum tester and running for 1 hour under the conditions of an air pressure of 500 kPa, a load of 200 kN, and a running speed of 10 km / h, the tread portion is positioned near the belt edge. The temperature reached at the center of the tread in the thickness direction was measured. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、試験片の温度が60℃である時点での断熱温度上昇量ΔTadが0.05℃/サイクル以下であるゴム組成物A1,A2を用いた試験例1,2では、走行後のトレッド部の到達温度が相対的に低くなっていた。これに対して、試験片の温度が60℃である時点での断熱温度上昇量ΔTadが0.05℃/サイクルを超えているゴム組成物A3を用いた試験例3では、走行後のトレッド部の到達温度が相対的に高くなっていた。このことからも判るように、60℃における断熱温度上昇量ΔTadはキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を判定するための指標として極めて有効である。 As shown in Table 1, in Test Examples 1 and 2 using the rubber compositions A1 and A2 in which the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the time when the temperature of the test piece was 60 ° C. was 0.05 ° C./cycle or less, The temperature reached by the tread after running was relatively low. On the other hand, in Test Example 3 using the rubber composition A3 in which the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the time when the temperature of the test piece was 60 ° C. exceeded 0.05 ° C./cycle, the tread portion after running was used. The temperature reached was relatively high. As can be seen from this, the adiabatic temperature increase amount ΔTad at 60 ° C. is extremely effective as an index for determining the heat generation characteristics of the rubber composition used for the cap compound.
次に、3種類のゴム組成物A4〜A6について、加硫済みの試験片を作製し、試験片の温度を測定しながら試験片に対してパルス波形の圧縮荷重を負荷し、試験片に注入されたエネルギーと試験片から返却されたエネルギーとの収支に基づいてパルス波形の1サイクル当たりの断熱温度上昇量ΔTadを算出し、それを試験片の温度に対してプロットした。その際、圧縮荷重の最大値を圧縮応力として1000kPaとし、圧縮荷重の最小値を圧縮応力として100kPaとし、パルス波形の1サイクルを2.5秒とした。その結果に基づいて、試験片の温度が70℃である時点での断熱温度上昇量ΔTadを求めた。 Next, vulcanized test pieces were prepared for the three types of rubber compositions A4 to A6, and a compression load of a pulse waveform was applied to the test pieces while measuring the temperature of the test pieces, and the test pieces were injected. The adiabatic temperature rise amount ΔTad per cycle of the pulse waveform was calculated based on the balance between the energy obtained and the energy returned from the test piece, and plotted against the temperature of the test piece. At that time, the maximum value of the compressive load was set to 1000 kPa as the compressive stress, the minimum value of the compressive load was set to 100 kPa as the compressive stress, and one cycle of the pulse waveform was set to 2.5 seconds. Based on the result, the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the time when the temperature of the test piece was 70 ° C. was determined.
更に、上記ゴム組成物A4〜A6をキャップコンパウンドとして用い、タイヤサイズが2700R49である試験例4〜6の建設車両用タイヤを作製した。これら試験例4〜6の建設車両用タイヤをそれぞれドラム試験機に装着し、空気圧500kPa、荷重200kN、走行速度10km/hの条件にて1時間走行させた後、トレッド部をベルトエッジ付近の位置で穿孔し、トレッド部の厚さ方向の中心位置における到達温度を測定した。その結果を表2に示す。 Further, the rubber compositions A4 to A6 were used as a cap compound to prepare tires for construction vehicles of Test Examples 4 to 6 having a tire size of 2700R49. After mounting the tires for construction vehicles of Test Examples 4 to 6 on the drum tester and running for 1 hour under the conditions of an air pressure of 500 kPa, a load of 200 kN, and a running speed of 10 km / h, the tread portion is positioned near the belt edge. The temperature reached at the center of the tread in the thickness direction was measured. The results are shown in Table 2.
表2に示すように、試験片の温度が70℃である時点での断熱温度上昇量ΔTadが0.04℃/サイクル以下であるゴム組成物A4,A5を用いた試験例4,5では、走行後のトレッド部の到達温度が相対的に低くなっていた。これに対して、試験片の温度が70℃である時点での断熱温度上昇量ΔTadが0.04℃/サイクルを超えているゴム組成物A6を用いた試験例6では、走行後のトレッド部の到達温度が相対的に高くなっていた。このことからも判るように、70℃における断熱温度上昇量ΔTadはキャップコンパウンドに使用されるゴム組成物の発熱特性を判定するための指標として極めて有効である。 As shown in Table 2, in Test Examples 4 and 5 using the rubber compositions A4 and A5 in which the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the time when the temperature of the test piece was 70 ° C. was 0.04 ° C./cycle or less, The temperature reached by the tread after running was relatively low. On the other hand, in Test Example 6 using the rubber composition A6 in which the adiabatic temperature increase amount ΔTad at the time when the temperature of the test piece was 70 ° C. exceeded 0.04 ° C./cycle, the tread portion after running was used. The arrival temperature of was relatively high. As can be seen from this, the adiabatic temperature increase amount ΔTad at 70 ° C. is extremely effective as an index for determining the heat generation characteristics of the rubber composition used for the cap compound.
1 試験片
11 支持部材
12 押圧部材
1
Claims (2)
前記圧縮荷重の最大値を1000kPaとし、前記圧縮荷重の最小値を100kPaとし、前記パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、前記試験片の温度が60℃である時点で、前記断熱温度上昇量が0.05℃/サイクル以下である場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の評価方法。 A vulcanized test piece made of a rubber composition for a tire is prepared, a compression load of a pulse waveform is applied to the test piece while measuring the temperature of the test piece, and the energy injected into the test piece is used. The amount of increase in adiabatic temperature per cycle of the pulse waveform is calculated based on the balance with the energy returned from the test piece, and the rubber for tire is evaluated based on the amount of increase in adiabatic temperature. A method for evaluating a composition
When the maximum value of the compressive load is 1000 kPa, the minimum value of the compressive load is 100 kPa, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the heat insulation is performed when the temperature of the test piece is 60 ° C. A method for evaluating a rubber composition for a tire, which comprises determining that the heat generating property of a cap tread is low when the amount of temperature rise is 0.05 ° C./cycle or less.
前記圧縮荷重の最大値を1000kPaとし、前記圧縮荷重の最小値を100kPaとし、前記パルス波形の1サイクルを2.5秒としたとき、前記試験片の温度が70℃である時点で、前記断熱温度上昇量が0.04℃/サイクル以下である場合に、キャップトレッドとしての発熱性が低いと判定することを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の評価方法。 A vulcanized test piece made of a rubber composition for a tire is prepared, a compression load of a pulse waveform is applied to the test piece while measuring the temperature of the test piece, and the energy injected into the test piece is used. The amount of increase in adiabatic temperature per cycle of the pulse waveform is calculated based on the balance with the energy returned from the test piece, and the rubber for tire is evaluated based on the amount of increase in adiabatic temperature. A method for evaluating a composition
When the maximum value of the compression load is 1000 kPa, the minimum value of the compression load is 100 kPa, and one cycle of the pulse waveform is 2.5 seconds, the heat insulation is performed when the temperature of the test piece is 70 ° C. A method for evaluating a rubber composition for a tire, which comprises determining that the heat generating property of a cap tread is low when the amount of temperature rise is 0.04 ° C./cycle or less.
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