WO2020256083A1 - タイヤ - Google Patents

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啓介 川嶋
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株式会社ブリヂストン
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    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a tire.
  • Patent Document 1 discloses a technique for applying a rubber composition having improved low heat generation (with tan ⁇ kept low) to a base rubber by adjusting a rubber component and a filler.
  • an object of the present invention is to provide a tire having excellent rolling resistance and improved passing noise.
  • the gist structure of the present invention for solving the above problems is as follows.
  • the tire of the present invention is a tire having a tread portion having a base rubber and a cap rubber located on the outer side of the base rubber in the radial direction of the tire, and the base rubber has a thickness of 1 mm in the tire radial direction.
  • the ratio of tan ⁇ (30 ° C. tan ⁇ ) at 10 Hz and 30 ° C. to 0.20 or less and the ratio of tan ⁇ (0 ° C. tan ⁇ ) at 10 Hz and 0 ° C. to 30 ° C. tan ⁇ (0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ ). ) Is 2.90 or more.
  • the 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ is preferably 3.00 or more. This is because rolling resistance and improvement of passing noise can be achieved at a higher level.
  • the 30 ° C. tan ⁇ is preferably 0.075 or more. This is because the passing noise of the tire can be further improved.
  • the 0 ° C. tan ⁇ is preferably 0.200 to 0.625. This is because rolling resistance and improvement of passing noise can be achieved at a higher level.
  • the thickness of the base rubber in the tire radial direction is thicker at the central portion in the tire width direction than at the outer side in the tire width direction. This is because the passing noise can be further improved.
  • the rectangular ratio of the ground contact shape when the tire is assembled to the applicable rim to fill the specified internal pressure, the tire rotation axis is parallel to the ground contact surface and the maximum load is applied, is 70 to It is preferably 95%. This is because the rolling resistance can be further improved while maintaining the wear resistance.
  • the tire of the present invention will be illustrated in detail based on the embodiment thereof.
  • the tire of the present invention is a tire provided with a tread portion having a base rubber and a cap rubber located on the outer side of the base rubber in the radial direction of the tire.
  • the base rubber has a thickness of 1 mm or more in the tire radial direction, a tan ⁇ (30 ° C. tan ⁇ ) at 10 Hz and 30 ° C. of 0.20 or less, and a relative thickness of 30 ° C. tan ⁇ .
  • the ratio of tan ⁇ (0 ° C. tan ⁇ ) at 10 Hz and 0 ° C. (0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ ) is 2.90 or more.
  • the rolling resistance of the tire can be improved, but there is a problem that the passing noise level is deteriorated.
  • the tan ⁇ of the rubber applied to the tread portion is increased or the thickness of the base rubber constituting the tread portion of the tire is increased, the passing noise level can be suppressed, but the rolling resistance deteriorates. There was a problem. Therefore, in the present invention, in addition to setting the thickness of the base rubber of the tread portion of the tire within a certain range, the frequency range of tan ⁇ (about 1000 to 2000 Hz) that affects passing noise and tan ⁇ that affects rolling resistance.
  • the 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ needs to be 2.90 or more, but when the 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ is less than 2.90, the rolling resistance and the rolling resistance and Since the frequency dependence of the passing noise has not been sufficiently optimized, it is not possible to achieve both rolling resistance and reduction of the passing noise.
  • the 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ is preferably 3.00 or more, and more preferably 3.1 or more. If 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ is too large, sufficient reduction in rolling resistance cannot be expected. Therefore, the 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ is preferably 6.0 or less.
  • the 0 ° C. tan ⁇ and the 30 ° C. tan ⁇ of the base rubber can be measured using a spectrometer manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.
  • the method is not particularly limited as long as the value of each tan ⁇ can be accurately obtained, and measurement can be performed using a commonly used measuring instrument.
  • the 30 ° C. tan ⁇ of the base rubber is not particularly limited as long as the above-mentioned relationship of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ can be satisfied.
  • the 30 ° C. tan ⁇ of the base rubber is preferably 0.075 or more, and more preferably 0.10 or more.
  • the 30 ° C. tan ⁇ of the base rubber is preferably 0.220 or less, and more preferably 0.017 or less.
  • the 0 ° C. tan ⁇ of the base rubber is not particularly limited as long as the above-mentioned relationship of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ can be satisfied.
  • the 0 ° C. tan ⁇ of the base rubber is preferably 0.200 or more, and more preferably 0.300 or more.
  • the 0 ° C. tan ⁇ of the base rubber is preferably 0.625 or less, and more preferably 0.500 or less. That is, in order to achieve both rolling resistance and improvement of passing noise at a higher level, it is preferably 0.200 to 0.625.
  • the method for adjusting the values of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ , the above 0 ° C. tan ⁇ and the above 30 ° C. tan ⁇ of the base rubber is not particularly limited.
  • a method of optimizing the components of the rubber composition (hereinafter, may be referred to as “rubber composition for base rubber”) constituting the base rubber can be mentioned.
  • rubber composition for base rubber” a method of optimizing the components of the rubber composition constituting the base rubber.
  • the value of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ , the 0 ° C. tan ⁇ and the 30 ° C. tan ⁇ Each value of is set within the range specified in the present invention.
  • the thickness of the base rubber in the tire radial direction needs to be 1 mm or more, and is preferably 2 mm or more. This is because the passing noise of the tire can be further improved.
  • the thickness of the base rubber in the tire radial direction in the present invention is the thickness of the thickest portion of the base rubber.
  • the thickness of the base rubber in the tire radial direction is preferably different between the central portion in the tire width direction and the outer side in the tire width direction, and the central portion in the tire width direction is thicker than the outer side in the tire width direction. Is more preferable. This is because the passing noise of the tire can be further improved.
  • Each component constituting the rubber composition for base rubber is not particularly limited as long as the base rubber can satisfy the above-mentioned relationship of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ .
  • the type and content of the rubber component and the filler can be appropriately adjusted according to the performance required for the base rubber.
  • the rubber component of the rubber composition for base rubber is not particularly limited, but it is easy to satisfy the above-mentioned relationship of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ , and when applied to the base rubber, the rolling resistance of the tire and the passing noise It is preferable to contain styrene-butadiene rubber (SBR) having a styrene content of 26% by mass or more, from the viewpoint that the improvement can be achieved at a higher level. From the same viewpoint, the amount of styrene in the SBR is more preferably 39% by mass or more.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • the amount of styrene in the SBR can be determined from the integration ratio of 1 1 H-NMR spectrum.
  • the content of the styrene-butadiene rubber in the rubber component is 10 to 80 mass from the viewpoint that when applied to the base rubber, the rolling resistance of the tire and the improvement of passing noise can be compatible at a higher level. It is preferably%, more preferably 15 to 70% by mass, and even more preferably 15 to 60% by mass.
  • the content of the styrene-butadiene rubber in the rubber component is 10% by mass or more, it is easy to satisfy the above-mentioned relationship of 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ , and when applied to the base rubber, the rolling resistance of the tire And improvement of passing noise can be achieved at a higher level.
  • the rubber component further contains natural rubber (NR) in addition to the SBR.
  • NR natural rubber
  • the rubber component further contains butadiene rubber (BR) in addition to the SBR and the NR.
  • BR butadiene rubber
  • the rubber component contains 10 to 75% by mass of the natural rubber and the butadiene from the viewpoint of more reliably achieving both the rolling resistance of the tire and the improvement of passing noise when applied to the base rubber. It is preferable to contain 10 to 75% by mass of rubber and 15 to 60% by mass of the styrene-butadiene rubber.
  • the SBR, the NR, and the BR may be unmodified or modified.
  • the rubber component may include rubbers other than the above-mentioned SBR, NR and BR (other rubber components) depending on the required performance.
  • the other rubber components include diene rubbers such as isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), and ethylene.
  • diene rubbers such as isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), and ethylene.
  • non-diene rubbers such as propylene rubber (EPM) and butyl rubber (IIR).
  • the presence / absence, content, type, etc. of the filler contained in the rubber composition for base rubber are not particularly limited and can be appropriately changed according to the required performance.
  • the filler may include carbon black, silica, other inorganic fillers and the like.
  • the type of carbon black is not particularly limited and can be appropriately selected according to the required performance.
  • As the carbon black for example, FEF, SRF, HAF, ISAF, SAF grade can be used.
  • the content of the carbon black contained in the rubber composition for base rubber is preferably 25 to 65 parts by mass and 30 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Is more preferable.
  • the content of the carbon black is preferably 25 to 65 parts by mass and 30 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Is more preferable.
  • silica examples include wet silica, colloidal silica, calcium silicate, aluminum silicate and the like.
  • the silica is preferably wet silica, more preferably precipitated silica.
  • These silicas have high dispersibility and can reduce the rolling resistance of the tire.
  • Precipitated silica means that the reaction solution is allowed to react in a relatively high temperature, neutral to alkaline pH range at the initial stage of production to grow silica primary particles, and then controlled to the acidic side to aggregate the primary particles. It is the silica obtained as a result of making it.
  • the content of the silica is preferably 1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the silica content is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the reinforcing property can be improved, the rolling resistance can be further reduced, and when it is 60 parts by mass or less, the workability is deteriorated. Can be suppressed.
  • inorganic fillers include alumina (Al 2 O 3 ) such as ⁇ -alumina and ⁇ -alumina, alumina monohydrate (Al 2 O 3 ⁇ H 2 O) such as boehmite and diaspore, and gibsite.
  • alumina Al 2 O 3
  • Al 2 O 3 ⁇ H 2 O alumina monohydrate
  • boehmite and diaspore alumina monohydrate
  • gibsite alumina monohydrate
  • Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] such as vialite, aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 3 ], magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3 ) , talc (3MgO ⁇ 4SiO 2 ⁇ H 2 O), attapulgite (5MgO ⁇ 8SiO 2 ⁇ 9H 2 O), titanium white (TiO 2), titanium black (TiO 2n-1), calcium oxide (CaO), calcium hydroxide [Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO ⁇ Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 ⁇ 2SiO 2 ), kaolin (Al 2 O 3 ⁇ 2SiO 2 ⁇ 2H 2 O), pyrophyllite ( Al 2 O 3 ⁇ 4SiO 2 ⁇ H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 ⁇ 4SiO 2 ⁇ 2H 2 O), aluminum silicate (Al
  • the rubber composition for base rubber may also contain a resin.
  • the resin include C5 resin, C5 / C9 resin, C9 resin, phenol resin, terpene resin, terpene-aromatic compound resin, and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition for base rubber may contain other components in addition to the above-mentioned rubber component, filler and resin to the extent that the effects of the invention are not impaired.
  • Other components are commonly used in the rubber industry, such as silane coupling agents, softeners, stearic acid, anti-aging agents, vulcanization agents (sulfur, etc.), vulcanization accelerators, vulcanization accelerator aids, etc. Additives that have been added can be appropriately included.
  • the rubber composition for base rubber contains silica as the filler
  • silane coupling agent known ones can be appropriately used.
  • anti-aging agent known ones can be used and are not particularly limited.
  • a phenol-based anti-aging agent an imidazole-based anti-aging agent, an amine-based anti-aging agent, and the like can be mentioned.
  • These anti-aging agents may be used alone or in combination of two or more.
  • vulcanization accelerator known ones can be used and are not particularly limited.
  • thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, and di-2-benzothiazolyl disulfide
  • Sulfenamide-based vulcanization accelerators such as 2-benzothiazil sulfenamide
  • guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenylguanidine (1,3-diphenylguanidine, etc.
  • tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutyl Thiuram-based vulcanization accelerators such as thiuram disulfide, tetradodecyltiuram disulfide, tetraoctylthiuram disulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, dipentamethylenethiuram t
  • vulcanization accelerating aid examples include zinc oxide (ZnO) and fatty acids.
  • the fatty acid may be saturated or unsaturated, linear or branched, and the number of carbon atoms of the fatty acid is not particularly limited.
  • cyclohexanoic acid cyclohexanecarboxylic acid
  • naphthenic acid such as alkylcyclopentane having a side chain
  • hexanoic acid, octanoic acid decanoic acid (including branched carboxylic acid such as neodecanoic acid), dodecanoic acid, tetradecane
  • Saturated fatty acids such as acids, hexadecanoic acid and octadecanoic acid (stearic acid); unsaturated fatty acids such as methacrylic acid, oleic acid, linoleic acid and linolenic acid; resin acids such as rosin, tall oil acid and avietic acid.
  • zinc oxide and stearic acid can be preferably used.
  • the configuration of the cap rubber provided on the outer side of the base rubber in the tire radial direction is not particularly limited.
  • a known cap rubber can be appropriately used depending on the performance required for the tire.
  • the rubber composition constituting the cap rubber (hereinafter, may be referred to as "rubber composition for cap rubber") is, for example, a rubber component, a reinforcing filler, a softener, and is usually used in the rubber industry. Additives to be added can be included.
  • the tire of the present invention is preferably a pneumatic tire
  • the gas to be filled in the pneumatic tire is an inert gas such as nitrogen, argon, helium, etc., in addition to normal or oxygen-participated air. Gas can be used.
  • the rectangular ratio of the ground contact shape when the tire rotating shaft is parallel to the ground contact surface and the maximum load is applied by assembling to the applicable rim to fill the specified internal pressure is 70 to 95. It is preferably%, and more preferably 80 to 90%. By setting the rectangular ratio to 70% or more, good wear resistance can be maintained, and by setting the rectangular ratio to 95% or less, rolling resistance can be further improved.
  • a pneumatic tire is incorporated into a standard rim to fill the standard air pressure, and the tire rotation axis is parallel to the road surface to obtain the maximum load (maximum load capacity).
  • the ground contact length at the part corresponding to the tire equatorial plane CL is Lc, and the ground contact length is distributed from the tire equatorial plane CL to the tire width direction centering on the tire equatorial plane CL, and the ground contact shape maximum width Wmax It is calculated by the following formula when the left and right ground contact lengths at the 80% position are La and Lb.
  • Rectangle ratio (%) of grounding shape 100 ⁇ ((La + Lb) / 2) / Lc
  • the rectangular ratio can be appropriately changed depending on the curvature of the outer surface of the tread portion when the pneumatic tire is viewed in cross section along the rotation axis, the distribution of the thickness of the tread rubber, the structure and width of the belt, and the like. Is.
  • the "applicable rim” is an industrial standard that is effective in the area where tires are produced and used.
  • JATMA Joint Automobile Tire Association
  • JATMA YEAR BOOK and in Europe, ETRTO (The European Tire and Rim).
  • ETRTO The European Tire and Rim
  • YEAR BOOK of TRA The Tire and Rim Association, Inc.
  • TRA's YEAR BOOK refers to the Design Rim) (ie, the "applicable rim" above includes sizes that may be included in the industry standards in the future in addition to the current size.
  • the size described as "FUTURE DEVELOPMENTS" in the ETRTO 2013 edition can be mentioned.
  • the width corresponding to the bead width of the tire. refers to the rim of.
  • the "specified internal pressure” refers to the air pressure (maximum air pressure) corresponding to the maximum load capacity of a single wheel in the applicable size / ply rating described in the above JATMA, etc., and has a size not described in the above industrial standard.
  • the "specified internal pressure” shall mean the air pressure (maximum air pressure) corresponding to the maximum load capacity specified for each vehicle equipped with tires.
  • the "maximum load” means a load corresponding to the maximum load capacity.
  • the tire of the present invention can be used as a tire for various vehicles, it is preferably used as a tire for passenger cars and a tire for trucks and buses. This is because there is a high demand for both reduction of rolling resistance and improvement of passing noise, and the benefits thereof can be further enjoyed.
  • Rubber compositions A to C for base rubber were prepared using a normal Bunbury mixer according to the formulation shown in Table 1.
  • the blending amount of each component in Table 1 is the amount (parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the obtained rubber compositions A to C for base rubber were vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes, and the obtained vulcanized rubber was initially subjected to a spectrometer manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd. Loss vulcanization (tan ⁇ ) and storage elastic modulus (E') at 0 ° C. and 30 ° C. were measured under the conditions of strain 2%, dynamic strain 1%, and frequency 10 Hz.
  • Table 2 shows the measured tan ⁇ and E'at 0 ° C. and 30 ° C., and the calculated 0 ° C. tan ⁇ / 30 ° C. tan ⁇ .
  • the obtained rubber composition for base rubber was used for the base rubber of the tread portion to prepare a sample of a pneumatic radial tire for a passenger car having a size of 195 / 65R15.
  • the conditions of the tread portion all the samples were prepared under the same conditions except for the conditions of the base rubber shown in Table 2.
  • each example showed excellent effects in a well-balanced manner in terms of rolling resistance and passing noise as compared with the samples of each comparative example.
  • each sample of Comparative Example showed a value inferior to that of Example 1 in at least one evaluation item.
  • Example 3 The rubber composition C for base rubber described above was used as the base rubber for the tread portion to prepare a sample of a pneumatic radial tire for a passenger car having a size of 195 / 65R15.
  • the thickness of the base rubber in the tire radial direction is as follows.
  • Example 3 Uniform thickness (1.5 mm)
  • Example 4 The thickness of the central portion (CL) in the tire width direction is thin (1.0 mm), and the thickness of the outer end (end on the shoulder portion side) in the tire width direction is thick (2.0 mm).
  • Example 5 The thickness of the central portion (CL) in the tire width direction is thick (2.0 mm), and the thickness of the outer end (end on the shoulder portion side) in the tire width direction is thin (1.0 mm).

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Abstract

転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善が図られたタイヤを提供することを目的とする。 前記課題を解決するべく、本発明は、ベースゴムと、該ベースゴムのタイヤ半径方向外側に位置するキャップゴムと、を有するトレッド部を備えたタイヤであって、前記ベースゴムは、タイヤ径方向の厚さが1mm以上であり、10Hz、30℃におけるtanδ(30℃tanδ)が0.20以下であり、且つ、30℃tanδに対する10Hz、0℃におけるtanδ(0℃tanδ)の比(0℃tanδ/30℃tanδ)が、2.90以上であることを特徴とする。

Description

タイヤ
 本発明は、タイヤに関するものである。
 車両の燃費性を向上させる(低燃費化を図る)観点から、タイヤのトレッドのベース部を構成するゴム部材(ベースゴム)について、適正化を図る技術が知られている。
 例えば、特許文献1には、ゴム成分や充填剤の調整によって、低発熱性が改良された(tanδが低く抑えられた)ゴム組成物を、ベースゴムへ適用する技術が開示されている。
 しかしながら、特許文献1に開示されたベースゴムのように、ゴム組成物のtanδ(損失正接)を低く抑えた場合、転がり抵抗が小さく(転がり抵抗性に優れ)、燃費性の向上は可能となるものの、車両通過時にタイヤから発生する騒音(通過騒音)の悪化を招くという問題があった。
 そのため、転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善が図られたタイヤの開発が望まれていた。
特開2016-6135号公報
 そのため、本発明の目的は、転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善が図られたタイヤを提供することにある。
 上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
 本発明のタイヤは、ベースゴムと、該ベースゴムのタイヤ半径方向外側に位置するキャップゴムと、を有するトレッド部を備えたタイヤであって、前記ベースゴムは、タイヤ径方向の厚さが1mm以上であり、10Hz、30℃におけるtanδ(30℃tanδ)が0.20以下であり、且つ、30℃tanδに対する10Hz、0℃におけるtanδ(0℃tanδ)の比(0℃tanδ/30℃tanδ)が、2.90以上であることを特徴とする。
 上記構成を具えることによって、転がり抵抗性及び通過騒音の改善が可能となる。
 また、本発明のタイヤでは、前記0℃tanδ/30℃tanδが、3.00以上であることが好ましい。転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できるためである。
 さらに、本発明のタイヤでは、前記30℃tanδが、0.075以上であることが好ましい。タイヤの通過騒音をより改善できるためである。
 また、本発明のタイヤでは、前記0℃tanδが、0.200~0.625であることが好ましい。転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できるためである。
 さらに、本発明のタイヤでは、前記ベースゴムのタイヤ径方向の厚さは、タイヤ幅方向中央部がタイヤ幅方向外側に比べて厚いことが好ましい。通過騒音をより改善できるためである。
 さらにまた、本発明のタイヤでは、適用リムに組み付けて規定内圧を充填し、タイヤ回転軸を接地面に対して平行にして最大負荷荷重を負荷したときの、接地形状の矩形率が、70~95%であることが好ましい。耐摩耗性を維持しつつ、転がり抵抗性をより改善できるためである。
 本発明によれば、転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善が図られた、タイヤを提供できる。
矩形率を説明するための、タイヤの接地形状を示す平面図である。
 本発明のタイヤについて、その実施形態に基づいて詳細に例示説明する。
 本発明のタイヤは、ベースゴムと、該ベースゴムのタイヤ半径方向外側に位置するキャップゴムと、を有するトレッド部を備えたタイヤである。
 そして、本発明のタイヤでは、前記ベースゴムは、タイヤ径方向の厚さが1mm以上であり、10Hz、30℃におけるtanδ(30℃tanδ)が0.20以下であり、且つ、30℃tanδに対する10Hz、0℃におけるtanδ(0℃tanδ)の比(0℃tanδ/30℃tanδ)が、2.90以上であることを特徴とする。
 通常、タイヤのトレッド部へ適用するゴムのtanδの低減を図った場合には、タイヤの転がり抵抗の改善を図れるものの、通過騒音レベルが悪化するという問題があった。一方、トレッド部へ適用するゴムのtanδを高くしたり、タイヤのトレッド部を構成するベースゴムの厚さを厚くする場合には、通過騒音レベルを抑えることができるものの、転がり抵抗が悪化するという問題があった。
 そのため、本発明では、タイヤのトレッド部のベースゴムについて、厚さを一定範囲にすることに加えて、通過騒音に影響するtanδの周波数領域(1000~2000Hz程度)及び転がり抵抗に影響するtanδの周波数領域(10~20Hz程度)に着目した。そして、タイヤの転がり抵抗については、低周波数のtanδを低くした方が良化する傾向にあり、通過騒音の改良には高周波数のtanδを高くすることが好ましいことがわかった。
 ただし、高周波数の粘弾性は把握することが難しいため、温度周波数換算(WLF則)により、前記ベースゴムについて、1000Hz、30℃におけるtanδを、10Hz、0℃におけるtanδに換算するとともに、転がり抵抗及び通過騒音の周波数の依存性について適正化を図る(具体的には、10Hz、0℃におけるtanδ/10Hz、30℃におけるtanδを2.90以上と高く設定する)ことによって、優れた転がり抵抗性を得つつ、通過騒音についても改善することが可能になることがわかった。
 ここで、前記ベースゴムについては、前記0℃tanδ/30℃tanδが2.90以上であることを要するが、前記0℃tanδ/30℃tanδが2.90未満の場合には、転がり抵抗及び通過騒音の周波数の依存性について十分に適正化できていないため、転がり抵抗性と通過騒音の低減とを両立することができない。
 同様の観点から、前記0℃tanδ/30℃tanδは、3.00以上であることが好ましく、3.1以上であることがより好ましい。なお、0℃tanδ/30℃tanδが大きすぎる場合には、十分な転がり抵抗の低減が見込めないため、前記0℃tanδ/30℃tanδは、6.0以下であることが好ましい。
 なお、前記ベースゴムの、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδの測定については、上島製作所株式会社製スペクトロメーターを用いて測定することができる。ただし、それぞれのtanδの値が正確に得られる方法であれば特に限定はされず、通常使用される測定器を用いて測定することができる。
 また、前記ベースゴムの30℃tanδについては、上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たすことができれば、特に限定はされない。例えば、タイヤの通過騒音をより改善できる点からは、前記ベースゴムの30℃tanδを、0.075以上とすることが好ましく、0.10以上とすることがより好ましい。また、タイヤの転がり抵抗性をより改善できる点からは、前記ベースゴムの30℃tanδを、0.220以下とすることが好ましく、0.017以下とすることがより好ましい。
 さらに、前記ベースゴムの0℃tanδについても、上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たすことができれば、特に限定はされない。例えば、タイヤの通過騒音をより改善できる点からは、前記ベースゴムの0℃tanδを、0.200以上とすることが好ましく、0.300以上とすることがより好ましい。また、タイヤの転がり抵抗性をより改善できる点からは、前記ベースゴムの0℃tanδを、0.625以下とすることが好ましく、0.500以下とすることがより好ましい。つまり、転がり抵抗性と通過騒音の改善とをより高いレベルで両立させるためには、0.200~0.625とすることが好ましい。
 なお、前記ベースゴムの0℃tanδ/30℃tanδの値、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδのそれぞれの値を調整するための方法については、特に限定はされない。例えば、前記ベースゴムを構成するゴム組成物(以下、「ベースゴム用ゴム組成物」ということがある。)の成分について適正化を図る方法が挙げられる。後述するように、ゴム成分の種類及び含有量を調整したり、充填剤の種類及び含有量を調整することによって、前記0℃tanδ/30℃tanδの値、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδのそれぞれの値を、本発明で規定した範囲に設定することが可能である。
 また、前記ベースゴムのタイヤ径方向の厚さは、1mm以上であることを要し、2mm以上であることが好ましい。タイヤの通過騒音をより改善することができるためである。なお、本発明における前記ベースゴムのタイヤ径方向の厚さについては、前記ベースゴムのうち、一番厚さが厚い部分の厚さである。
 さらに、前記ベースゴムのタイヤ径方向の厚さは、タイヤ幅方向中央部とタイヤ幅方向外側とで異なる厚さにすることが好ましく、タイヤ幅方向中央部がタイヤ幅方向外側に比べて厚くなっていることがより好ましい。タイヤの通過騒音をより改善することができるためである。
 前記ベースゴム用ゴム組成物を構成する各成分については、前記ベースゴムが上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たすことができるものであれば、特に限定はされない。前記ベースゴムに要求される性能に応じて、ゴム成分、充填剤の種類や含有量を適宜調整することができる。
 前記ベースゴム用ゴム組成物のゴム成分については、特に限定はされないが、上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たしやすく、前記ベースゴムへ適用した際、タイヤの転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できる点からは、スチレン量が26質量%以上のスチレンブタジエンゴム(SBR)を含むことが好ましい。また、同様の観点から、前記SBRのスチレン量は、39質量%以上であることがより好ましい。
 なお、前記SBRのスチレン量については、H-NMRスペクトルの積分比より求めることができる。
 さらに、前記ゴム成分における前記スチレンブタジエンゴムの含有率は、前記ベースゴムへ適用した際、タイヤの転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できる点からは、10~80質量%であることが好ましく、15~70質量%であることがより好ましく、15~60質量%であることがさらに好ましい。前記ゴム成分における前記スチレンブタジエンゴムの含有率が、10質量%以上であることによって、上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たしやすく、前記ベースゴムへ適用した際、タイヤの転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できる。
 また、前記ゴム成分は、前記SBRに加えて、天然ゴム(NR)をさらに含むことが好ましい。上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たしやすく、タイヤの転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できるためである。
 さらに、前記ゴム成分は、前記SBRや前記NRに加えて、ブタジエンゴム(BR)をさらに含むことが好ましい。上述した0℃tanδ/30℃tanδの関係を満たしやすく、前記ベースゴムへ適用した際、タイヤの転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できるためである。
 さらにまた、前記ゴム成分は、前記ベースゴムへ適用した際、タイヤの転がり抵抗性と通過騒音の改善とを、より確実に両立するという観点から、前記天然ゴムを10~75質量%、前記ブタジエンゴムを10~75質量%、前記スチレンブタジエンゴムを15~60質量%含むことが好ましい。
 なお、前記SBR、前記NR及び前記BRは、未変性のものであっても、変性されたものであってもよい。
 なお、前記ゴム成分については、要求される性能に応じて、上述したSBR、NR及びBR以外のゴム(その他のゴム成分)についても含むことができる。前記その他のゴム成分としては、イソプレンゴム(IR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、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)等のジエン系ゴムや、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム(IIR)等の非ジエン系ゴムが挙げられる。
 また、前記ベースゴム用ゴム組成物に含まれる充填剤の有無、含有量、種類等については、特に限定はされず、要求される性能に応じて適宜変更することができる。
 例えば、前記充填剤として、カーボンブラックや、シリカ、その他の無機充填剤等を含むことができる。
 前記カーボンブラックの種類については、特に限定はされず、要求される性能に応じて適宜選択することができる。カーボンブラックは、例えば、FEF、SRF、HAF、ISAF、SAFグレードのものを用いることができる。
 また、前記ベースゴム用ゴム組成物に含まれる前記カーボンブラックの含有量については、前記ゴム成分100質量部に対して、25~65質量部であることが好ましく、30~45質量部であることがより好ましい。前記カーボンブラックの含有量を、前記ゴム成分100質量部に対して、25質量部以上とすることで、より高い補強性及び耐亀裂進展性を得ることができ、65質量部以下とすることで、低発熱性の劣化を抑えることができる。
 前記シリカの種類については、例えば、湿式シリカ、コロイダルシリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられる。
 上述した中でも、前記シリカは、湿式シリカであることが好ましく、沈降シリカであることがより好ましい。これらのシリカは、分散性が高く、タイヤの転がり抵抗の低減を図ることができる。なお、沈降シリカとは、製造初期に、反応溶液を比較的高温、中性~アルカリ性のpH領域で反応を進めてシリカ一次粒子を成長させ、その後酸性側へ制御することで、一次粒子を凝集させる結果得られるシリカのことである。
 また、前記ベースゴム用ゴム組成物中にシリカを含む場合には、前記シリカの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、1~60質量部であることが好ましい。前記シリカの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して1質量部以上であれば、補強性を向上できるとともに、転がり抵抗をより低減でき、60質量部以下とすることで、加工性悪化を抑えることができる。
 なお、その他の無機充填剤としては、γ-アルミナ、α-アルミナ等のアルミナ(Al)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)]、炭酸アルミニウム[Al(CO]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO)、タルク(3MgO・4SiO・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO・9HO)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al)、クレー(Al・2SiO)、カオリン(Al・2SiO・2HO)、パイロフィライト(Al・4SiO・H2O)、ベントナイト(Al・4SiO・2HO)、ケイ酸アルミニウム(AlSiO、Al・3SiO・5HO等)、ケイ酸マグネシウム(MgSiO、MgSiO等)、ケイ酸カルシウム(CaSiO等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al・CaO・2SiO等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)・nHO]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO]、各種ゼオライトのように、電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が挙げられる。
 さらに、前記ベースゴム用ゴム組成物は、樹脂を含むこともできる。
 前記樹脂としては、C5系樹脂、C5/C9系樹脂、C9系樹脂、フェノール樹脂、テルペン系樹脂、テルペン-芳香族化合物系樹脂、等が挙げられる。これら樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いることもできる。
 なお、前記ベースゴム用ゴム組成物は、上述したゴム成分、充填剤及び樹脂の他にも、その他の成分を、発明の効果を損なわない程度に含むことができる。
 その他の成分としては、例えば、シランカップリング剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、加硫剤(硫黄等)、加硫促進剤、加硫促進助剤等の、ゴム工業界で通常使用されている添加剤を適宜含むことができる。
 前記ベースゴム用ゴム組成物が、前記充填剤としてシリカを含有する場合には、シランカップリング剤をさらに含有することが好ましい。シリカによる補強性及び転がり抵抗低減の効果をさらに向上させることができるからである。なお、シランカップリング剤は、公知のものを適宜使用することができる。
 前記老化防止剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されない。例えば、フェノール系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、アミン系老化防止剤等を挙げることができる。これら老化防止剤は、1種又は2種以上を併用することができる。
 前記加硫促進剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されるものではない。例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアジ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(1,3-ジフェニルグアニジン等)等のグアニジン系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラドデシルチウラムジスルフィド、テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等のジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤;ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
 前記加硫促進助剤については、例えば、亜鉛華(ZnO)や脂肪酸等が挙げられる。脂肪酸としては、飽和若しくは不飽和、直鎖状若しくは分岐状のいずれの脂肪酸であってもよく、脂肪酸の炭素数も特に制限されないが、例えば炭素数1~30、好ましくは15~30の脂肪酸、より具体的にはシクロヘキサン酸(シクロヘキサンカルボン酸)、側鎖を有するアルキルシクロペンタン等のナフテン酸;ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸(ネオデカン酸等の分岐状カルボン酸を含む)、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸(ステアリン酸)等の飽和脂肪酸;メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸;ロジン、トール油酸、アビエチン酸等の樹脂酸等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。本発明においては、亜鉛華及びステアリン酸を好適に用いることができる。
 なお、本発明のタイヤのトレッド部において、前記ベースゴムのタイヤ半径方向外側に設けられたキャップゴムの構成については、特に限定されない。タイヤに要求される性能に応じて、公知のキャップゴムを適宜使用することができる。
 前記キャップゴムを構成するゴム組成物(以下、「キャップゴム用ゴム組成物」ということがある。)は、例えば、ゴム成分と、補強性充填剤と、軟化剤と、ゴム工業界で通常使用される添加剤とを含むことができる。
 さらに、本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましく、該空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
 また、前記トレッド部については、適用リムに組み付けて規定内圧を充填し、タイヤ回転軸を接地面に対して平行にして最大負荷荷重を負荷したときの、接地形状の矩形率が、70~95%であることが好ましく、80~90%であることがより好ましい。前記矩形率を70%以上とすることで、良好な耐摩耗性を維持でき、前記矩形率を95%以下とすることで、転がり抵抗性をより改善することができる。
 前記トレッド部の接地形状の矩形率については、図1に示すように、空気入りタイヤを標準リムに組み込み標準空気圧を充填し、タイヤ回転軸を路面と平行にして最大負荷荷重(最大負荷能力)を負荷して接地させたときの、タイヤ赤道面CLに対応する部分での接地長さをLc、タイヤ赤道面CLを中心にタイヤ赤道面CLからタイヤ幅方向に振り分けて接地形状最大幅Wmaxの80%の位置における左右の接地長さをLa、Lbとしたときに下式で算出されるものである。
 接地形状の矩形率(%) =100×((La+Lb)/2)/Lc
 ここで、前記矩形率については、空気入りタイヤを回転軸に沿った断面で見たときのトレッド部の外面の曲率、トレッドゴムの厚さの分布、ベルトの構造や幅等によって適宜変更が可能である。
 なお、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA  YEAR  BOOK、欧州ではETRTO(The  European  Tyre  and  Rim  Technical  Organisation)のSTANDARDS  MANUAL、米国ではTRA(The  Tire  and  Rim  Association,Inc.)のYEAR  BOOK等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS  MANUALではMeasuring  Rim、TRAのYEAR  BOOKではDesign  Rim)を指す(即ち、上記の「適用リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ETRTO  2013年度版において「FUTURE  DEVELOPMENTS」として記載されているサイズを挙げることができる。)が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。
 また、「規定内圧」とは、上記JATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。さらに、「最大負荷荷重」とは、上記最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
 なお、本発明のタイヤは、各種車輌向けのタイヤとして利用できるが、乗用車用タイヤや、トラック・バス用タイヤとして用いられることが好ましい。転がり抵抗の低減と、通過騒音の改善との両立の要請が高く、それによる利益をより享受できるためである。
 以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<実施例1~2、比較例1~2>
 表1に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて、ベースゴム用ゴム組成物A~Cを作製した。なお、表1での各成分の配合量は、ゴム成分100質量部に対する量(質量部)を記載している。
 また、得られたベースゴム用ゴム組成物A~Cについて、160℃、15分間の加硫処理を行い、得られた加硫ゴムに対して、上島製作所株式会社製スペクトロメーターを用いて、初期歪2%、動歪1%、周波数10Hzの条件下で、0℃及び30℃における損失正接(tanδ)及び貯蔵弾性率(E’)を測定した。測定した0℃及び30℃でのtanδ及びE’、並びに、算出した0℃tanδ/30℃tanδについては、表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
*1 JSR株式会社製「BR01」
*2 JSR株式会社製「SL563」、スチレン量:20質量%
*3 JSR株式会社製「HP755B」、スチレン量:40質量%、表1中に括弧で示した数値は、伸展油を含んだ油展ゴムとしての配合量(質量部)である
*4 JSR株式会社製「0122」、スチレン量:38質量%、表1中に括弧で示した数値は、伸展油を含んだ油展ゴムとしての配合量(質量部)である
*5 旭カーボン株式会社製「旭♯65」
*6 旭カーボン株式会社製「旭♯70」
*7 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、大内新興化学工業株式会社製「ノクラック 6C」
*8 九州白水株式会社製 「ハクスイテック」
*9 ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学株式会社製「ノクセラーDM-P」
 その後、得られたベースゴム用ゴム組成物を、トレッド部のベースゴムに用いて、サイズ195/65R15の乗用車用空気入りラジアルタイヤのサンプルを作製した。なお、トレッド部の条件は、表2に示すベースゴムの条件以外は、いずれのサンプルについても同様の条件で作製を行った。
<評価>
 得られたタイヤのサンプルに対して、以下の方法で評価を実施した。結果を表2に示す。
(1)転がり抵抗
 各サンプルのタイヤについて、国際規格(ECE R117)に準拠し、転がり抵抗係数(RRC)の測定を行った。
 評価については、測定したRRCの逆数をとり、比較例1のRRCの逆数を100としたときの、指数として表示した。指数値が大きい程、転がり抵抗性に優れる(転がり抵抗が低減されている)ことを示す。評価結果を表2に示す。
(2)通過騒音レベル
 各サンプルのタイヤについて、国際規格(ECE R117)に準拠し、通過騒音(dB)の測定を行った。
 評価については、比較例1の通過騒音(dB)との、騒音レベルの差を算出し、通過騒音レベルとした。通過騒音レベルは小さい程、通過騒音が低減されていることを示す。評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2の結果から、各実施例のサンプルについては、各比較例のサンプルに比べて、転がり抵抗性及び通過騒音について、バランス良く優れた効果を示すことがわかった。
 なお、比較例の各サンプルは、少なくとも1つの評価項目で、実施例1よりも劣る値を示していた。
<実施例3~5>
 上述したベースゴム用ゴム組成物Cを、トレッド部のベースゴムに用いて、サイズ195/65R15の乗用車用空気入りラジアルタイヤのサンプルを作製した。なお、トレッド部の条件は、表3に示すベースゴムの厚さ以外は、いずれのサンプルについても同様の条件で作製を行った。
 なお、前記ベースゴムのタイヤ径方向の厚さについては、以下の通りである。
実施例3:厚さが均一(1.5mm)
実施例4:タイヤ幅方向中央部(CL)の厚さが薄く(1.0mm)、タイヤ幅方向外端(ショルダー部側の端部)の厚さが厚い(2.0mm)
実施例5:タイヤ幅方向中央部(CL)の厚さが厚く(2.0mm)、タイヤ幅方向外端(ショルダー部側の端部)の厚さが薄い(1.0mm)
<評価>
 作製した各サンプルのタイヤについて、国際規格(ECE R117)に準拠し、通過騒音(dB)の測定を行った。評価については、上述した比較例1の通過騒音(dB)との、騒音レベルの差を算出し、通過騒音レベルとした。通過騒音レベルは小さい程、通過騒音が低減されていることを示す。評価結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3の結果から、ベースゴムの厚さを変えたほうが、より優れた通過騒音レベルの改善効果が得られることがわかり、特に、タイヤ幅方向中央部の厚さをショルダー部側に比べて厚くすることが、より優れた通過騒音レベルの改善効果が得られることがわかった。
 本発明によれば、転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善が図られたタイヤを提供できる。
 

Claims (6)

  1.  ベースゴムと、該ベースゴムのタイヤ半径方向外側に位置するキャップゴムと、を有するトレッド部を備えたタイヤであって、
     前記ベースゴムは、タイヤ径方向の厚さが1mm以上であり、10Hz、30℃におけるtanδ(30℃tanδ)が0.20以下であり、且つ、30℃tanδに対する10Hz、0℃におけるtanδ(0℃tanδ)の比(0℃tanδ/30℃tanδ)が、2.90以上であることを特徴とする、タイヤ。
  2.  前記0℃tanδ/30℃tanδが、3.00以上であることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
  3.  前記30℃tanδが、0.075以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のタイヤ。
  4.  前記0℃tanδが、0.200~0.625であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  5.  前記ベースゴムのタイヤ径方向の厚さは、タイヤ幅方向中央部がタイヤ幅方向外側に比べて厚いことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のタイヤ。
  6.  適用リムに組み付けて規定内圧を充填し、タイヤ回転軸を接地面に対して平行にして最大負荷荷重を負荷したときの、接地形状の矩形率が、70~100%であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のタイヤ。
     
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