JP7205131B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
43≦(A×B)/C≦1400 (2)
上記式(2)中、Bは、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量(質量部)を表し、Cは、ゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量(質量部)を表す。
トレッドゴムのE*をその測定温度に対してプロットして得られるE*の温度分布曲線において、-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点は、E*の温度依存性と、グリップ性能への寄与が高いと考えられる温度領域でのE*の大小を示している。この交点の温度が-10℃以上10℃以下であり、かつ、E*が30MPa以下であると、トレッドゴムの路面への追従性が高く、かつ、走行時の耐破壊特性が向上する。それにより、ドライグリップ性能、ウェットグリップ性能、及び、耐摩耗性をバランス良く改善できる。
図1には、トレッドゴムのE*の温度分布曲線C1の一例が描かれている。-20℃における温度分布曲線の接線とは、温度分布曲線C1上の温度-20℃の点P1における接線L1を意味する。同様に、30℃における温度分布曲線の接線とは、温度分布曲線C1上の温度30℃の点P2における接線L2を意味する。-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点は、接線L1と接線L2の交点であるPLに示す点を意味し、該交点の温度は、PLに示す点の温度を意味し、該交点のE*は、PLに示す点のE*を意味する。そして、PLに示す点の温度が-10℃以上10℃以下であり、かつ、PLに示す点のE*が30MPa以下である場合、ドライグリップ性能、ウェットグリップ性能、及び、耐摩耗性をバランス良く改善できる。
トレッドゴムのE*をその測定温度に対してプロットして得られるE*の温度分布曲線において、-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点は、E*の温度依存性と、グリップ性能への寄与が高いと考えられる温度領域でのE*の大小を示している。この交点の温度が-30℃以上-10℃以下であり、かつ、E*が700MPa以上であると、トレッドゴムの路面への追従性が更に高く、かつ、走行時の耐破壊特性がより向上する。それにより、ドライグリップ性能、ウェットグリップ性能、及び、耐摩耗性をバランス良く更に顕著に改善できる。
図1には、トレッドゴムのE*の温度分布曲線C1の一例が描かれている。-50℃における温度分布曲線の接線とは、温度分布曲線C1上の温度-50℃の点P3における接線L3を意味する。同様に、-20℃における温度分布曲線の接線とは、温度分布曲線C1上の温度-20℃の点P1における接線L1を意味する。-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点は、接線L3と接線L1の交点であるPMに示す点を意味し、該交点の温度は、PMに示す点の温度を意味し、該交点のE*は、PMに示す点のE*を意味する。そして、PMに示す点の温度が-30℃以上-10℃以下であり、かつ、PMに示す点のE*が700MPa以上である場合、ドライグリップ性能、ウェットグリップ性能、及び、耐摩耗性をバランス良く更に顕著に改善できる。
具体的には、E*を変化させることができる種々の手法が使用でき、例えば、ゴム成分の種類や配合量を調節する方法、充填剤の種類や形状、配合量を調節する方法、軟化剤の配合量を調節する方法、樹脂の種類や配合量を調節する方法などを使用でき、これらの方法などを組み合わせることにより、-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点における温度、E*や、-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点における温度、E*を上記範囲内としたトレッドゴムを製造できる。
43≦(A×B)/C≦1400 (2)
上記式(2)中、Bは、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量(質量部)を表し、Cは、ゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量(質量部)を表す。
上記ジエン系ゴムとしては、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)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが挙げられる。また、上記以外のゴム成分としては、ブチル系ゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。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。ゴム成分としては、SBR、BR、イソプレン系ゴムが好ましく、BR、SBRがより好ましく、BRとSBRを併用するのが特に好ましい。
変性ジエン系ゴムとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するジエン系ゴムであればよく、例えば、ジエン系ゴム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ジエン系ゴム(末端に上記官能基を有する末端変性ジエン系ゴム)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性ジエン系ゴムや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性ジエン系ゴム(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ジエン系ゴム)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ジエン系ゴム等が挙げられる。
なお、本明細書において、SBRのスチレン含量は、H1-NMR測定により算出される。
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。
上記ゴム組成物がシリカを含む場合、更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。市販品としては、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。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。なかでも、本発明の効果がより良好に得られるという理由から、スルフィド系、メルカプト系が好ましく、メルカプト系がより好ましい。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2001によって求められる。
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、1.0×103~2.0×105であることが好ましく、3.0×103~1.5×104であることがより好ましい。
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。
なお、本明細書において、樹脂の軟化点は、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。
また、固体状のアクリル系樹脂は、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。
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。
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。
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。
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。なかでも、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。
43≦(A×B)/C≦1400 (2)
上記式(2)中、Bは、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量(質量部)を表し、Cは、ゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量(質量部)を表す。
SBR1:溶液重合スチレンブタジエンゴム、トリンセオ社製のSPRINTAN SLR-6430(スチレン含量:40質量%、Mw:200万)
SBR2:溶液重合スチレンブタジエンゴム、旭化成(株)製のY031(スチレン含量:27質量%、Mw:80万)
BR:ブタジエンゴム、旭化成ケミカルズ(株)製のN103(シス含量:38質量%)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のシーストN220(N2SA:114m2/g)
シリカ1:デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:172m2/g)
シリカ2:ローディア社製のZeosil Premium 200MP(N2SA:220m2/g)
シリカ3:デグッサ社製のウルトラシル9000GR(N2SA:240m2/g)
シランカップリング剤1:Momentive社製のNXT(3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン)
シランカップリング剤2:デグッサ社製のSi266(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
樹脂1:ヤスハラケミカル(株)製のYSレジンTO125(芳香族変性テルペン樹脂、軟化点:125℃)
樹脂2:ヤスハラケミカル(株)製のクリアロンM125(水添芳香族変性テルペン樹脂、軟化点:125℃)
可塑剤:三共油化工業(株)製のA/Oミックス(ナフテン系プロセスオイル)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
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)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(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)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(DPG、1,3-ジフェニルグアニジン)
表1~4に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製のバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃の条件下で10分間プレス加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。得られた試験用タイヤを用いて以下の評価を行い、結果を表1~4に示した。
各試験用タイヤから切り出したトレッドゴム(加硫後)について、(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、周波数10Hz、初期歪み10%、振幅±0.25%、及び、昇温速度3℃/分の条件下で、-120℃から70℃までの温度範囲で、動的弾性率(E*)の温度分布曲線を測定した。そして、得られたE*の温度分布曲線を基に各数値を算出し、算出した値を表1~4に示した。
各試験用タイヤを車輌(国産FF2000cc)の全輪に装着して、ドライアスファルト路面(30℃)にて初速度100km/時からの制動距離を求め、基準比較例を100としたときの指数で表示した(ドライグリップ性能指数)。指数が大きいほど制動距離が短く、ドライグリップ性能に優れることを示す。指数は次式で求めた。
(ドライグリップ性能指数)=(基準比較例の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
各試験用タイヤを車輌(国産FF2000cc)の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面(30℃)にて初速度100km/時からの制動距離を求め、基準比較例を100としたときの指数で表示した(ウェットグリップ性能指数)。指数が大きいほど制動距離が短く、ウェットグリップ性能に優れることを示す。指数は次式で求めた。
(ウェットグリップ性能指数)=(基準比較例の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
各試験用タイヤを車輌(国産FF2000cc)の全輪に装着して、ドライアスファルト路面(30℃)のテストコースにて実車走行を行った。走行距離8000km後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出し、基準比較例を100としたときの指数で表示した(耐摩耗性指数)。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。指数は次式で求めた。
(耐摩耗性指数)=(各配合の走行距離)/(基準比較例の走行距離)×100
表1~4では、ドライグリップ性能指数、ウェットグリップ性能指数、耐摩耗性指数の合計を総合性能として評価した。
Claims (11)
- トレッドを有する空気入りタイヤであって、
前記トレッドの動的弾性率(E*)をその測定温度に対してプロットして得られるE*の温度分布曲線において、
-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-10℃以上10℃以下であり、かつ、-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、30MPa以下であり、
前記トレッドが、ゴム成分及びシリカを含み、該シリカの含有量が前記ゴム成分100質量部に対して70質量部以上であるゴム組成物を用いて作製したものである空気入りタイヤ。 - 前記-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-10℃以上10℃以下であり、かつ、前記-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、20MPa以下である請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-10℃以上10℃以下であり、かつ、前記-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、16MPa以下である請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
- 前記-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-10℃以上10℃以下であり、かつ、前記-20℃における温度分布曲線の接線と、30℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、10MPa以下である請求項1~3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッドの動的弾性率(E*)をその測定温度に対してプロットして得られるE*の温度分布曲線において、更に、-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-30℃以上-10℃以下であり、かつ、-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、700MPa以上である請求項1~4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-30℃以上-10℃以下であり、かつ、前記-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、800MPa以上である請求項5記載の空気入りタイヤ。
- 前記-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点の温度が、-30℃以上-10℃以下であり、かつ、前記-50℃における温度分布曲線の接線と、-20℃における温度分布曲線の接線との交点のE*が、1000MPa以上である請求項5又は6記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッドが、スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカと、シランカップリング剤と、樹脂とを含み、下記式(1)及び(2)を満たすゴム組成物を用いて作製したものである請求項1~7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
A≧30 (1)
43≦(A×B)/C≦1400 (2)
上記式(1)及び(2)中、Aは、ゴム成分の総スチレン量(質量%)を表す。上記式(2)中、Bは、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量(質量部)を表し、Cは、ゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量(質量部)を表す。 - 前記ゴム成分100質量%中のスチレンブタジエンゴムの含有量が、60質量%以上である請求項8記載の空気入りタイヤ。
- 前記ゴム組成物は更にオイルを含み、該オイルの含有量が前記ゴム成分100質量部に対して15質量部以下である請求項8又は9記載の空気入りタイヤ。
- 前記スチレンブタジエンゴムは、重量平均分子量が40万以上である請求項8~10のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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