JPWO2020129356A1 - タイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
ΔSv≧5% (I)
(浸漬条件)
前記加硫ゴム組成物を、温度25℃に保持した水1000mLに該加硫ゴム組成物全体が浸漬されるように3時間浸漬
70℃E*≧2.5MPa (II)
前記タイヤは、スタッドレスタイヤであることが好ましい。
例えば、ドライ路面走行中に乾燥したトレッド表面が形成されたタイヤを、低温ウェット路面に接触させウェット路面走行に移行させた際に、トレッド表面に形成される空孔が増加すると、氷雪上路面の水膜除去性能が向上し、優れた氷雪上グリップ性能が得られる。一方、トレッド内部は影響を受けないので、良好な剛性が維持され、トレッド内部に常に空隙が存在する発泡タイヤのようなドライ路面の操縦安定性の低下もなく、優れた操縦安定性が確保される。従って、前記式(I)を満たすタイヤでは、良好なドライ路面の操縦安定性を維持しつつ、氷雪上性能が向上し、これらの性能がバランスよく改善されると推察される。
ΔSv≧5% (I)
(浸漬条件)
前記加硫ゴム組成物を、温度25℃に保持した水1000mLに該加硫ゴム組成物全体が浸漬されるように3時間浸漬する。
70℃E*≧2.5MPa (II)
前記ゴム組成物は、ゴム成分として、イソプレン系ゴムとブタジエンゴム(BR)とを含有することが好適である。
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は、SIR20、RSS♯3、TSR20等、IRは、IR2200等、タイヤ工業で一般的なものを使用できる。改質NRは、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NR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。
なお、本明細書において、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析により算出される値である。
変性BR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BR等を使用できる。例えば、BR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BR(末端に上記官能基を有する末端変性BR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性BRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性BR(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BR)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BR等が挙げられる。
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。
水溶性材料としては、水への溶解性を示す材料であれば特に限定されず、水溶性微粒子等が挙げられる。水溶性微粒子は、水への溶解性を有する微粒子であれば特に限定されることなく、使用可能である。例えば、常温(20℃)の水への溶解度が1g/100g水以上の材料を使用できる。
本明細書において、中央値粒度は、レーザー回折法にて測定できる。
リグニン誘導体としては、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸塩、等が好適である。リグニン誘導体は、サルファイトパルプ法、クラフトパルプ法のいずれにより得られたものでもよい。
スルホン化度(/OCH3)=
リグニン誘導体中のスルホン基中のS(モル)/リグニン誘導体中のメトキシル基(モル)
前記ゴム組成物は、前記性能バランスの観点から、充填剤としてシリカを含むことが好ましい。シリカとしては、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。市販品としては、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。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、シリカのN2SAは、ASTM D3037−93に準じてBET法で測定される値である。
前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。
前記ゴム組成物は、前記性能バランスの観点から、充填剤としてカーボンブラックを含むことが好ましい。カーボンブラックとしては、特に限定されないが、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、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。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
前記ゴム組成物は、氷雪上性能、ドライ路面の操縦安定性の観点から、液体可塑剤を含むことが好適である。
前記ゴム組成物は、レジン(固体レジン:常温(25℃)で固体状態のレジン)を含んでも良い。レジン(固体レジン)としては、軟化点が60℃以上のレジンが好ましい。該軟化点としては、70℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましい。他方、該軟化点は、150℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、130℃以下が更に好ましい。
なお、本明細書において、レジンの軟化点は、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。
前記ゴム組成物は、耐クラック性、耐オゾン性等の観点から、老化防止剤を含有することが好ましい。
加硫促進剤の含有量は特に制限はなく、要望する加硫速度や架橋密度に合わせて自由に決定すれば良いが、ゴム成分100質量部に対して、通常、0.3〜10質量部、好ましくは0.5〜7質量部である。
本発明のタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法により製造される。すなわち、上記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッド(キャップトレッドなど)の形状に合わせて押し出し加工し、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で、タイヤが得られる。前記タイヤは、乗用車用スタッドレスタイヤとして好適に使用できる。
天然ゴム(NR):RSS#3
ブタジエンゴム(BR):宇部興産製のBR150B(シス95質量%以上)
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:エボニックデグッサ社製のウラトシルVN3(N2SA172m2/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製のSi266
水溶性微粒子1:日本製紙(株)製のリグニンスルホン酸ナトリウム(中央値粒度(メジアン径)10μm)
水溶性微粒子2:上野製薬(株)製の硫酸カリウム(中央値粒度(メジアン径)100μm)
水溶性微粒子3:馬居化成工業(株)製のMN−00(硫酸マグネシウム、中央値粒度(メジアン径)75μm)
水溶性微粒子4:馬居化成工業(株)製のUSN−00(超微細硫酸マグネシウム、中央値粒度(メジアン径)3μm)
水溶性微粒子5:東京化成工業(株)製のリグニンスルホン酸ナトリウム(中央値粒度(メジアン径)100μm)
水溶性微粒子6:赤穂化成(株)製のMG−OK(硫酸マグネシウム)
水溶性微粒子7:上野製薬(株)製のKSO(硫酸カリウム)
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエースワックス
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
オイル:出光興産(株)製のPS−32(ミネラルオイル)
ステアリン酸:日油(株)製の桐
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
(株)島津製作所製SALD−2000J型を用い、レーザー回折法(測定操作は下記のとおり)により測定した。
<測定操作>
水溶性微粒子を、分散溶媒(トルエン)と分散剤(10質量%スルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム/トルエン溶液)との混合溶液に室温で分散させ、得られた分散液に超音波を照射しながら、該分散液を5分間撹拌して試験液を得た。該試験液を回分セルに移し、1分後に測定した。(屈折率:1.70−0.20i)
各表に示す配合処方に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、天然ゴムとシリカ、ブタジエンゴムとシリカを添加し、それぞれ150℃の条件下で3分間混練りし、各混練り物(マスターバッチ)を得た。次に、得られたマスターバッチに、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を添加し、150℃の条件下で2分間混練りし、混練り物を得た。更に、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。
次いで、サンプル(浸漬前)を温度25℃に保持した水1000mLにサンプル全体が浸漬されるように3時間浸漬した。
浸漬後、サンプルを取り出して乾燥し、同様にマイクロスコープを使用して、サンプル(浸漬後)のトレッド内部表面(9mm2:3mm×3mm)を写真撮影した。その写真を用いて、該トレッド内部表面における凹部占有面積(mm2)を測定し、浸漬後におけるトレッド内部表面の凹部占有面積の割合Sva(%)を算出した。
更に、算出したSva(%)、Svb(%)から、浸漬条件前後におけるトレッド内部表面の凹部占有面積の変化割合ΔSv(%)を算出した。
図1に従って採取したサンプル(加硫ゴム組成物(加硫済))について、粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪み10%及び動歪み2%の条件下で、該サンプルの動的弾性率(70℃E*〔MPa〕)を測定した。
各試験用スタッドレスタイヤを用いて、下記の条件で氷上での実車性能を評価した。試験場所は、住友ゴム工業株式会社の北海道名寄テストコースで行い、気温は0〜−5℃であった。試験用タイヤを国産2000ccのFR車に装着し、時速30km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。基準比較例を基準として、下記式から指数表示した。指数が大きいほど、氷雪上性能に優れることを示す。
(氷上グリップ性能)=(基準比較例の制動停止距離)/(各配合の停止距離)×100
各試験用スタッドレスタイヤを排気量2000ccの国産FR車に装着し、氷上路面を時速15kmで走行した。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが比較評価し、基準比較例を基準として指数表示をした。数値が大きいほど氷上路面において、グリップ性能の安定性(氷上路面の操縦安定性)が良好であることを示す。
各試験用スタッドレスタイヤを排気量2000ccの国産FR車に装着し、ドライアスファルト路面のテストコースにて10周の実車走行を行った。その際における、ベストラップと最終ラップの操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが比較評価し、基準比較例を基準として指数表示をした。数値が大きいほどドライ路面において、グリップ性能の安定性(ドライ路面の操縦安定性)が良好であることを示す。
Claims (5)
- トレッド表面をタイヤ半径方向内側に3mm切除して表出させたトレッド内部表面からタイヤ半径方向内側に採取した加硫ゴム組成物は、下記浸漬条件前後における前記トレッド内部表面の凹部占有面積の変化割合(ΔSv)が下記式(I)を満たすタイヤ。
ΔSv≧5% (I)
(浸漬条件)
前記加硫ゴム組成物を、温度25℃に保持した水1000mLに該加硫ゴム組成物全体が浸漬されるように3時間浸漬 - 前記加硫ゴム組成物は、70℃の複素弾性率(70℃E*)が下記式(II)を満たす請求項1記載のタイヤ。
70℃E*≧2.5MPa (II) - 前記加硫ゴム組成物がゴム成分と水溶性材料とを含むトレッド用ゴム組成物を用いて作製される請求項1又は2記載のタイヤ。
- 前記加硫ゴム組成物を用いたトレッドを有し、
前記トレッドは、路面と接する溝のパターンがタイヤ幅方向に非対称である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ。 - スタッドレスタイヤである請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ。
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