WO2023171320A1 - タイヤ - Google Patents

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WO2023171320A1
WO2023171320A1 PCT/JP2023/005720 JP2023005720W WO2023171320A1 WO 2023171320 A1 WO2023171320 A1 WO 2023171320A1 JP 2023005720 W JP2023005720 W JP 2023005720W WO 2023171320 A1 WO2023171320 A1 WO 2023171320A1
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WO
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acetate
carbonate
rubber composition
tire
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PCT/JP2023/005720
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English (en)
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Inventor
大和 市本
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住友ゴム工業株式会社
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    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C11/13Tread patterns characterised by the groove cross-section, e.g. for buttressing or preventing stone-trapping
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L15/00Compositions of rubber derivatives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • 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 tires.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a tire that has both excellent wet grip performance and dry grip performance.
  • the present invention is a tire comprising a tread having at least one circumferential groove,
  • the circumferential groove is formed of a groove-forming rubber composition, E* (MPa) when wet with water, E* (MPa) when dry, tan ⁇ when wet with water, tan ⁇ when dry, and groove depth D (mm) of the circumferential groove of the groove forming rubber composition.
  • E* (MPa) when wet with water E* (MPa) when dry
  • tan ⁇ when wet with water
  • tan ⁇ when dry
  • groove depth D mm
  • E* when wet with water/E* when dry ⁇ 0.90 (1-1) tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry ⁇ 1.10 (1-2) D/(E* when wet/E* when dry)>9.0
  • E* and tan ⁇ are the complex modulus of elasticity 30 minutes after the start of measurement, measured under the conditions of temperature 30°C, initial strain 10%, dynamic strain 1%, frequency 10Hz, extension mode, measurement time 30 minutes. (MPa) and loss tangent.
  • D is the groove depth (mm) of the circumferential groove.)
  • the tire since the tire has the above structure, it is possible to achieve both excellent wet grip performance and dry grip performance.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a part of a pneumatic tire 2.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of a tread 4 of the tire 2 in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a part of a pneumatic tire 2.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of a tread 4 of the tire 2 in FIG. 1.
  • the present invention provides a tire equipped with a tread having at least one circumferential groove, wherein the circumferential groove is formed of a groove-forming rubber composition, and the groove-forming rubber composition has an E* (MPa) when wet with water. ), E* (MPa) when dry, tan ⁇ when wet with water, tan ⁇ when dry, and groove depth D (mm) of the circumferential groove portion according to the following formula (1-1) and/or the following formula (1). -2) and the following formula (2).
  • E* (MPa) when wet with water e.g., tan ⁇ when dry
  • groove depth D mm
  • E* when wet with water/E* when dry ⁇ 0.90 (1-1) tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry ⁇ 1.10 (1-2) D/(E* when wet/E* when dry)>9.0
  • E* and tan ⁇ are the complex modulus of elasticity 30 minutes after the start of measurement, measured under the conditions of temperature 30°C, initial strain 10%, dynamic strain 1%, frequency 10Hz, extension mode, measurement time 30 minutes. (MPa) and loss tangent.
  • D is the groove depth (mm) of the circumferential groove.)
  • the problem (object) of the present invention is to achieve both excellent wet grip performance and dry grip performance, and a means for solving this problem is a tire equipped with a tread having at least one circumferential groove.
  • the circumferential groove is formed of a groove-forming rubber composition
  • the groove-forming rubber composition has E* (MPa) when wet with water, E* (MPa) when dry, tan ⁇ when wet with water, and tan ⁇ when dry.
  • tan ⁇ and the groove depth D (mm) of the circumferential groove portion satisfy the above formula (1-1) and/or the above formula (1-2), and the above formula (2).
  • the essential feature of the present invention is a tire equipped with a tread having at least one circumferential groove, wherein the circumferential groove is formed of a groove-forming rubber composition, and the groove-forming rubber composition is wetted with water.
  • E* (MPa) when dry E* (MPa) when dry
  • E* (MPa) when dry tan ⁇ when wet with water
  • tan ⁇ when dry and groove depth D (mm) of the circumferential groove portion according to the above formula (1-1) and /Or a tire that satisfies the above formula (1-2) and the above formula (2).
  • the groove-forming rubber composition has a complex modulus of elasticity that decreases by 10% or more when wetted with water (Formula (1-1)) and/or a loss tangent that increases by 10% or more (Formula (1-2)).
  • the tire of the present invention includes a tread having at least one circumferential groove, and satisfies the above formula (2).
  • the larger the groove depth D of the circumferential groove formed from the groove-forming rubber composition the more water existing between the road surface and the tire can be sufficiently drained on a wet road surface. Therefore, as D increases, E* when wet/E* when dry decreases, increasing the followability when wet, resulting in good performance on both dry and wet roads. It is thought that grip performance can be obtained.
  • the state of the composition changes instantly and stable grip performance is exhibited, so the tire has excellent wet grip performance. It is presumed that it is possible to achieve both dry grip performance.
  • the complex modulus of elasticity (E*) and loss tangent (tan ⁇ ) of the rubber composition mean E* and tan ⁇ of the rubber composition after vulcanization. Further, E* and tan ⁇ are values obtained by conducting a viscoelasticity test on the rubber composition after vulcanization.
  • the rubber composition satisfies the above formula (1-1) and/or the above formula (1-2), and the complex modulus of elasticity (E*) and loss tangent (tan ⁇ ) change reversibly with water;
  • a reversible change in the complex modulus (E*) and loss tangent (tan ⁇ ) due to water means that the E* and tan ⁇ of the rubber composition (after vulcanization) reversibly increase due to the presence of water. It means to become smaller or smaller.
  • E* and tan ⁇ only need to change reversibly, and the E* and tan ⁇ are the same in the first drying and the second drying. or may have the same E* and tan ⁇ during the first drying and the second drying.
  • E* and tan ⁇ when drying mean E* and tan ⁇ of a rubber composition in a dry state, specifically, a rubber composition dried by the method described in Examples.
  • E* means tan ⁇ .
  • E* and tan ⁇ when wetted with water mean E* and tan ⁇ of the rubber composition in a state of being wetted with water.
  • E* and tan ⁇ of the rubber composition are measured 30 minutes after the start of measurement under the conditions of temperature 30°C, initial strain 10%, dynamic strain 1%, frequency 10Hz, elongation mode, measurement time 30 minutes.
  • the latter is E* and tan ⁇ .
  • E* when wet with water/E* when dry ⁇ 0.90 (1-1)
  • E* is the complex modulus of elasticity (MPa ).
  • E* when wet with water/E* when dry is preferably 0.87 or less, more preferably 0.86 or less, even more preferably 0.85 or less, even more preferably 0.84 or less, even more preferably 0.83 or less, even more preferably 0.82 or less, even more preferably 0.80 or less, even more preferably 0.79 or less, even more preferably 0.78 or less, even more preferably 0.75 or less, Particularly preferably, it is 0.70 or less.
  • the lower limit of E* when wet with water/E* when dry is not particularly limited, but is preferably 0.10 or more, more preferably 0.20 or more, even more preferably 0.30 or more, particularly preferably 0.35 or more. It is. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the rubber composition has an E* upon drying of preferably 2.5 MPa or more, more preferably 3.4 MPa or more, still more preferably 3.5 MPa or more, even more preferably 3.7 MPa or more, even more preferably 3. 9 MPa or more, even more preferably 4.0 MPa or more, even more preferably 4.1 MPa or more, even more preferably 4.5 MPa or more, even more preferably 4.6 MPa or more, even more preferably 4.9 MPa or more, even more Preferably it is 5.0 MPa or more, even more preferably 5.4 MPa or more, even more preferably 5.7 MPa or more, even more preferably 7.1 MPa or more.
  • the upper limit of E* during drying is not particularly limited, but is preferably 20.0 MPa or less, more preferably 15.0 MPa or less, still more preferably 13.0 MPa or less, particularly preferably 12.0 MPa or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the rubber composition satisfies the following formula (1-2).
  • tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry ⁇ 1.10 (1-2) (In the formula, tan ⁇ is the loss tangent 30 minutes after the start of measurement, measured under the conditions of temperature 30 ° C., initial strain 10%, dynamic strain 1%, frequency 10 Hz, extension mode, and measurement time 30 minutes.)
  • Tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry is preferably 1.15 or more, more preferably 1.17 or more, even more preferably 1.18 or more, even more preferably 1.19 or more, even more preferably 1.
  • tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry is not particularly limited, but is preferably 1.80 or less, more preferably 1.70 or less, still more preferably 1.65 or less, particularly preferably 1.60 or less. . Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the rubber composition has a dry tan ⁇ of preferably 0.15 or more, more preferably 0.20 or more, even more preferably 0.22 or more, even more preferably 0.24 or more, even more preferably 0.25. Above, even more preferably 0.27 or more, even more preferably 0.29 or more, even more preferably 0.30 or more, even more preferably 0.32 or more, even more preferably 0.33 or more, even more preferably is 0.38 or more.
  • the upper limit of tan ⁇ during drying is not particularly limited, but is preferably 6.0 or less, more preferably 5.5 or less, still more preferably 5.2 or less, particularly preferably 5.0 or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the reversible E* change and tan ⁇ change due to water represented by the above formula (1-1) and/or the above formula (1-2) of the rubber composition are, for example, carboxylic acid, sulfonic acid, and A modified rubber having in its molecule at least one selected from the group consisting of these salts, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, beryllium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, carbonate Barium, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, beryllium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate, barium acetate, lithium phenoxide, sodium phenoxide, potassium phenoxide, rubidium phenoxide, cesium phenoxide, beryllium diphenoxide
  • This can be achieved by blending with at least one alkali metal salt or alkaline earth metal salt selected
  • a modified rubber having in its molecule at least one member selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof such as carboxylic acid-modified SBR, and an alkali metal salt such as lithium acetate or
  • carboxylic acids such as carboxylic acid-modified SBR
  • alkali metal salt such as lithium acetate
  • E* during drying can be adjusted by the type and amount of chemicals (especially rubber components, fillers, softeners such as oil) added to the rubber composition; for example, by adjusting the amount of softeners. By reducing the weight or increasing the amount of filler, E* during drying tends to increase.
  • chemicals especially rubber components, fillers, softeners such as oil
  • Tan ⁇ during drying can be adjusted by the type and amount of chemicals (especially rubber components, fillers, softeners, resins, sulfur, vulcanization accelerators, and silane coupling agents) added to the rubber composition.
  • chemicals especially rubber components, fillers, softeners, resins, sulfur, vulcanization accelerators, and silane coupling agents
  • softeners e.g. resins
  • unmodified rubber increasing the amount of filler, increasing the amount of oil as a plasticizer, or using sulfur
  • the tan ⁇ during drying tends to increase by reducing the vulcanization accelerator, silane coupling agent, or silane coupling agent.
  • E* and tan ⁇ during drying for example, the acidic functional group content of the modified rubber, the content of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt (in other words, the content of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt) It is possible to adjust E* and tan ⁇ at the time of drying depending on the metal content (metal content derived from the material). Specifically, when the content of acidic functional groups and the content of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt of the modified rubber are increased, E* when drying tends to increase, and tan ⁇ when drying tends to increase. Tend.
  • E* and tan ⁇ when wetted with water can be determined, for example, by forming a rubber composition in which a part or all of the modified rubber and the alkali metal salt or alkaline earth metal salt are crosslinked by ionic bonds. It is possible to lower E* and/or increase tan ⁇ when wet with water compared to when wet with water, and it is possible to adjust E* and tan ⁇ when wet with water and when dry. Specifically, by using the modified rubber and the alkali metal salt or alkaline earth metal salt in combination, a rubber composition crosslinked by ionic bonds is obtained, and the E* when wet with water is lower than when dry. tan ⁇ can be decreased and/or tan ⁇ can be increased.
  • E* and tan ⁇ when wet with water can be adjusted by the type and amount of chemicals added to the rubber composition.
  • the above-mentioned method for adjusting E* and tan ⁇ when drying can be used.
  • E* and tan ⁇ upon drying are adjusted within a desired range, and the molecule contains at least one selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof.
  • the rubber composition can be reversible with water represented by the formula (1-1) and/or the formula (1-2).
  • E* changes and/or tan ⁇ changes can be realized.
  • the rubber composition contains carboxylic acid (carboxylic acid group (-COOH)), sulfonic acid (sulfonic acid group (-SO 3 H)), and salts thereof (carboxylic acid ion (-COO - ) and It is preferable to include a modified rubber having in its molecule at least one member selected from the group consisting of sulfonate ions (-SO 3 ⁇ ) and their countercations.
  • the salts are not particularly limited, and include monovalent metal salts such as alkali metal salts (sodium salts, potassium salts, etc.), divalent metal salts such as alkaline earth metal salts (calcium salts, strontium salts, etc.), and the like. Can be mentioned. Among these, from the viewpoint of obtaining more effects, carboxylic acid groups are preferred, (meth)acrylic acid groups and maleic acid groups are more preferred, and methacrylic acid groups and maleic acid groups are particularly preferred.
  • the modified rubber has in its molecule at least one kind of ionic functional group 1 selected from the group consisting of carboxylic acid, sulfonic acid, and salts thereof;
  • the content of the ionic functional group 1 in 100% by mass of rubber having Group 1 in the molecule is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.8% by mass or more, and 1.0% by mass or more. is more preferable, and 5.0% by mass is even more preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less. Note that the content of the ionic functional group 1 can be measured by performing NMR measurement and calculating the content (mass %) based on the peak corresponding to the ionic functional group 1.
  • the content of the modified rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, particularly 50% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, even more preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 75% by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the rubber constituting the skeleton of the modified rubber preferably has at least one monomer selected from the group consisting of styrene, butadiene, and isoprene as a constitutional unit from the viewpoint of obtaining favorable effects.
  • the rubber include isoprene rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), and the like.
  • the rubber components may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of tire physical properties, SBR, BR, and isoprene rubber are preferred, and SBR and BR are more preferred.
  • the SBR is not particularly limited, and for example, emulsion polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • E-SBR emulsion polymerized styrene butadiene rubber
  • S-SBR solution polymerized styrene butadiene rubber
  • the styrene content (styrene amount) of SBR is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 15% by mass or more, even more preferably 23% by mass or more. Further, the styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained. Note that in this specification, the styrene content of SBR is calculated by 1 H-NMR measurement.
  • the amount of styrene in the above-mentioned SBR means the amount of styrene in the SBR when there is one type of SBR, and means the average amount of styrene when there are multiple types of SBR.
  • the average amount of styrene in SBR can be calculated by ⁇ (content of each SBR x amount of styrene in each SBR) ⁇ /total content of all SBRs.
  • the vinyl content (vinyl amount) of SBR is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 15% by mass or more.
  • the vinyl content is preferably 75% by mass or less, more preferably 70% by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained. Note that the vinyl content (1,2-bonded butadiene unit amount) can be measured by infrared absorption spectroscopy.
  • SBR vinyl amount of the SBR
  • the average amount of vinyl in SBR is ⁇ content of each SBR x (100 [mass%] - amount of styrene in each SBR [mass%]) x amount of vinyl in each SBR [mass%] ⁇ / ⁇ content of each SBR amount ⁇ (100 [mass %] - styrene content of each SBR [mass %])]
  • SBR with styrene content: 40 mass % and vinyl content: 30 mass % is 75 Parts by mass, styrene amount: 25% by mass, vinyl amount: 20% by mass.
  • SBR for example, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Co., Ltd., Asahi Kasei Co., Ltd., Nippon Zeon Co., Ltd., etc. can be used.
  • the rubber component 100 contains, as the modified rubber, modified SBR having in its molecule at least one ionic functional group 1 selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof, the rubber component 100
  • the content of the modified SBR in mass% is preferably 5% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, even more preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 75% by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the BR is not particularly limited, and for example, high-cis BR with a high cis content, BR containing syndiotactic polybutadiene crystals, BR synthesized using a rare earth catalyst (rare earth BR), etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, high-cis BR having a cis content of 90% by mass or more is preferred because it improves wear resistance.
  • the rubber composition contains, as the modified rubber, a modified BR having in its molecule at least one ionic functional group 1 selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof, the rubber component 100
  • the content of the modified BR in mass% is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. It is more preferable, and 50% by mass or more is particularly preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, even more preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 75% by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • Isoprene rubbers include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, modified IR, and the like.
  • NR natural rubber
  • IR isoprene rubber
  • modified NR for example, those commonly used in the rubber industry, such as SIR20, RSS#3, and TSR20, can be used.
  • the IR is not particularly limited, and for example, those commonly used in the rubber industry, such as IR2200, can be used.
  • Modified NR includes deproteinized natural rubber (DPNR), high purity natural rubber (UPNR), etc.; modified NR includes epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, etc.
  • the modified IR include epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, and grafted isoprene rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition contains, as the modified rubber, a modified isoprene rubber having in its molecule at least one ionic functional group 1 selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof;
  • the content of the modified isoprene rubber in 100% by mass of the components is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, and particularly preferably 35% by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • modified rubber emulsion polymerized styrene-butadiene rubber having methacrylic acid in the molecule can be mentioned as one of the preferred embodiments of the present invention.
  • the rubber composition may contain rubber components other than the modified rubber. It is preferable that the other rubber component contains at least one selected from the group consisting of SBR, BR, and isoprene rubber, for example.
  • SBR, the BR, and the isoprene-based rubber may be modified rubbers other than the above-mentioned modified rubbers or unmodified rubbers, but unmodified SBR, unmodified BR, and unmodified isoprene rubbers are preferable, and unmodified BR , unmodified isoprene rubber is more preferred.
  • the content of the other rubber component in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, It is more preferably 15% by mass or more, particularly preferably 20% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, even more preferably 50% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, and particularly preferably 35% by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • unmodified SBR unmodified isoprene rubber, or unmodified BR
  • the content of unmodified SBR, the content of unmodified isoprene rubber, and the content of unmodified BR may also vary. Similar ranges are preferred.
  • the rubber composition includes lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, beryllium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, and cesium acetate.
  • At least one member selected from the group consisting of potassium acetate, calcium acetate, sodium acetate, and magnesium acetate from the viewpoint of obtaining a more favorable effect. It is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of: and it is particularly preferable to contain potassium acetate and/or calcium acetate.
  • the content of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is preferably 0.5 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component. parts by weight or more, more preferably 1.0 parts by weight or more, still more preferably 2.0 parts by weight or more, even more preferably 2.2 parts by weight or more, even more preferably 5.0 parts by weight or more, even more preferably 7 parts by weight or more.
  • the apparent specific gravity of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is preferably less than 0.4 g/ml, more preferably 0.3 g/ml or less, still more preferably 0.25 g/ml or less, and preferably is 0.05 g/ml or more, more preferably 0.15 g/ml or more. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the apparent specific gravity of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is a value determined by measuring an apparent volume of 30 ml into a 50 ml graduated cylinder and calculating from the mass.
  • the d50 of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is preferably less than 10 ⁇ m, more preferably 4.5 ⁇ m or less, even more preferably 1.5 ⁇ m or less, particularly preferably less than 0.75 ⁇ m, and preferably 0. It is .05 ⁇ m or more, more preferably 0.45 ⁇ m or more. Within the above range, better effects tend to be obtained. Note that d50 of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is the particle diameter of 50% of the integrated value in a mass-based particle size distribution curve obtained by a laser diffraction scattering method.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is preferably 100 m 2 /g or more, more preferably 115 m 2 /g or more, and preferably 250 m 2 /g or less. , more preferably 225 m 2 /g or less, still more preferably 200 m 2 /g or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the N 2 SA of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is a value measured by the BET method in accordance with JIS Z8830:2013.
  • alkali metal salts or alkaline earth metal salts Commercial products of the alkali metal salts or alkaline earth metal salts include Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Kishida Chemical Co., Ltd., Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., and Tateho Chemical Industry Co., Ltd. ), JHE Co., Ltd., Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd., Ako Kasei Co., Ltd., etc. can be used.
  • the rubber composition desirably includes a filler.
  • a filler materials known in the rubber field can be used, such as inorganic fillers such as silica, carbon black, calcium carbonate, talc, alumina, clay, aluminum hydroxide, aluminum oxide, and mica; and difficult-to-disperse fillers. Among them, silica and carbon black are preferred.
  • Silica is not particularly limited, and examples thereof include dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrated silica), and the like. Among these, wet process silica is preferred because it has a large number of silanol groups.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 30 m 2 /g or more, more preferably 100 m 2 /g or more, and still more preferably 125 m 2 /g or more. Further, the N 2 SA of the silica is preferably 300 m 2 /g or less, more preferably 250 m 2 /g or less, even more preferably 200 m 2 /g or less, even more preferably 175 m 2 /g or less. Within the above range, favorable effects can be obtained. Note that the N 2 SA of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-93.
  • silica for example, products from Evonik Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, Tokuyama, etc. can be used.
  • the content of silica is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, still more preferably 45 parts by mass or more, even more preferably 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. parts or more, even more preferably 65 parts by mass or more, even more preferably 75 parts by mass or more.
  • the upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, still more preferably 90 parts by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfide, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfide, bis( 3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis(2-triethoxy
  • the content of the silane coupling agent is preferably 1.0 parts by mass or more, more preferably 5.0 parts by mass or more, and still more preferably 8.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of silica. That's all. Further, the content is preferably 20.0 parts by mass or less, more preferably 15.0 parts by mass or less, still more preferably 10.0 parts by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • Usable carbon blacks include N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, N762, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Commercially available products include, for example, products from Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Lion Corporation, Nippon Kabon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd., etc. can be used.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 50 m 2 /g or more, more preferably 80 m 2 /g or more, even more preferably 100 m 2 /g or more, and even more preferably 114 m 2 /g or more. Further, the N 2 SA is preferably 200 m 2 /g or less, more preferably 150 m 2 /g or less, and even more preferably 130 m 2 /g or less. Within the above range, better effects tend to be obtained. Note that the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is determined according to JIS K6217-2:2001.
  • the content of carbon black is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, still more preferably 5 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rubber component.
  • the upper limit is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the rubber composition contains a plasticizer.
  • the plasticizer is a material that imparts plasticity to the rubber component, such as liquid plasticizer (a plasticizer that is in a liquid state at room temperature (25°C)), resin (a resin that is in a solid state at room temperature (25°C)), ) etc.
  • the content of plasticizer is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, even more preferably 25 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rubber component. Particularly preferably 30 parts by mass or more.
  • the upper limit is preferably 120 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, still more preferably 90 parts by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • Liquid plasticizers plasticizers in a liquid state at room temperature (25°C)
  • oils liquid polymers (liquid resins, liquid diene polymers, liquid farnesene polymers, etc.), etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the liquid plasticizer is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, even more preferably 8 parts by mass or more, particularly preferably 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. It is more than 100%.
  • the upper limit is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, still more preferably 20 parts by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the content of liquid plasticizer also includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber. Further, the oil content is preferably within the same range.
  • Oils include, for example, process oils, vegetable oils, or mixtures thereof.
  • process oil for example, paraffinic process oil, aromatic process oil, naphthenic process oil, etc. can be used.
  • Vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice bran oil, safflower oil, sesame oil, and olive oil. , sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, tung oil and the like.
  • Liquid resins include terpene resins (including terpene phenol resins and aromatic modified terpene resins), rosin resins, styrene resins, C5 resins, C9 resins, C5/C9 resins, and dicyclopentadiene (DCPD) resins. , coumaron indene resins (including coumaron and indene resins), phenol resins, olefin resins, polyurethane resins, acrylic resins, and the like. Moreover, these hydrogenated substances can also be used.
  • Liquid diene-based polymers include liquid styrene-butadiene copolymer (liquid SBR), liquid butadiene polymer (liquid BR), liquid isoprene polymer (liquid IR), liquid styrene-isoprene copolymer (liquid SIR), liquid styrene-butadiene-styrene block copolymer (liquid SBS block polymer), liquid styrene-isoprene-styrene block copolymer (liquid SIS block polymer), and the like. These may have their terminals or main chains modified with polar groups. Moreover, these hydrogenated substances can also be used.
  • the water-induced reversible E* change and tan ⁇ change expressed by the formula (1-1) and/or the formula (1-2) of the rubber composition are based on the modified rubber and the alkali metal salt.
  • a modified liquid diene polymer having in its molecule at least one selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof, and the alkali metal salt or This can also be achieved by using an alkaline earth metal salt in combination.
  • the modified liquid diene polymer and the alkali metal salt or alkaline earth metal salt in combination the same mechanism as when using the modified rubber and the alkali metal salt or alkaline earth metal salt in combination can be achieved.
  • a similar effect can be obtained by The modification of the modified liquid diene polymer is similar to the modification of the modified rubber.
  • the modified liquid diene polymer has at least one ionic functional group selected from the group consisting of carboxylic acid, sulfonic acid, and salts thereof in the molecule, and the number of functional groups per molecule is The number is preferably 1 to 100, more preferably 2 to 50, even more preferably 5 to 25, even more preferably 10 to 20. Note that the number of functional groups per molecule can be calculated by performing infrared absorption spectrum analysis and based on peaks corresponding to the functional groups.
  • the number average molecular weight of the modified liquid diene polymer is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 1,500 to 40,000, even more preferably 2,000 to 35,000, even more preferably 3,000 to 30,000. Note that the number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of a calibration curve using standard polystyrene.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the modified rubber When using the modified liquid diene polymer, the modified rubber is not used as a rubber component, but a rubber component other than the modified rubber is used, and the modified liquid diene polymer is combined with the alkali metal salt or alkaline earth.
  • a similar metal salt may be used in combination, or the modified rubber may be used as the rubber component, and the modified liquid diene polymer and the alkali metal salt or alkaline earth metal salt may be used in combination.
  • modified liquid IR having in its molecule at least one member selected from the group consisting of carboxylic acid, sulfonic acid, and salts thereof is used.
  • liquid IR having methacrylic acid or maleic acid in its molecule is more preferable.
  • the content of the modified liquid diene polymer is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and 15 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rubber component. It is more preferably at least 20 parts by mass, particularly preferably at least 20 parts by mass. Further, it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, even more preferably 35 parts by mass or less, and particularly preferably 30 parts by mass or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • liquid farnesene-based polymers examples include liquid farnesene polymers that are in a liquid state at 25° C., liquid farnesene-butadiene copolymers, and the like. These may have their terminals or main chains modified with polar groups. Moreover, these hydrogenated substances can also be used.
  • examples include resins, phenolic resins, rosin resins, petroleum resins, terpene resins, and acrylic resins.
  • the resin may be hydrogenated. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, aromatic vinyl polymers, petroleum resins, and terpene resins are preferred.
  • the content of the resin is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, still more preferably 15 parts by mass or more, particularly preferably 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. That's all.
  • the upper limit is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, still more preferably 30 parts by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the softening point of the resin is preferably 50°C or higher, more preferably 55°C or higher, even more preferably 60°C or higher, and even more preferably 85°C or higher.
  • the upper limit is preferably 160°C or less, more preferably 150°C or less, and even more preferably 145°C or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the softening point of the resin is the temperature at which the softening point specified in JIS K6220-1:2001 is measured using a ring and ball softening point measuring device, and the temperature at which the ball drops.
  • the aromatic vinyl polymer is a polymer containing an aromatic vinyl monomer as a constituent unit.
  • examples include resins obtained by polymerizing ⁇ -methylstyrene and/or styrene, specifically styrene homopolymers (styrene resins), ⁇ -methylstyrene homopolymers ( ⁇ -methylstyrene resins), and ⁇ -methylstyrene homopolymers ( ⁇ -methylstyrene resins). ), copolymers of ⁇ -methylstyrene and styrene, and copolymers of styrene and other monomers.
  • the coumaron indene resin is a resin containing coumaron and indene as main monomer components constituting the skeleton (main chain) of the resin.
  • monomer components contained in the skeleton include styrene, ⁇ -methylstyrene, methylindene, and vinyltoluene.
  • the coumaron resin is a resin containing coumaron as a main monomer component constituting the skeleton (main chain) of the resin.
  • the indene resin is a resin containing indene as a main monomer component constituting the skeleton (main chain) of the resin.
  • phenol resin known resins such as polymers obtained by reacting phenol with aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, and furfural using an acid or alkali catalyst can be used. Among these, those obtained by reaction with an acid catalyst (such as novolac type phenol resin) are preferred.
  • rosin resin examples include rosin resins typified by natural rosin, polymerized rosin, modified rosin, ester compounds thereof, and hydrogenated products thereof.
  • Examples of the petroleum resin include C5-based resins, C9-based resins, C5/C9-based resins, dicyclopentadiene (DCPD) resins, and hydrogenated products thereof.
  • DCPD resin and hydrogenated DCPD resin are preferred.
  • the terpene resin is a polymer containing terpene as a constituent unit.
  • examples include polyterpene resins obtained by polymerizing terpene compounds, aromatic modified terpene resins obtained by polymerizing terpene compounds and aromatic compounds, and the like.
  • Aromatically modified terpene resins include terpene phenol resins made from terpene compounds and phenol compounds, terpene styrene resins made from terpene compounds and styrene compounds, and terpene styrene resins made from terpene compounds, phenol compounds, and styrene compounds.
  • Terpenephenolstyrenic resins can also be used.
  • terpene compounds include ⁇ -pinene and ⁇ -pinene
  • examples of phenolic compounds include phenol and bisphenol A
  • examples of aromatic compounds include styrene compounds (styrene, ⁇ -methylstyrene, etc.).
  • the acrylic resin is a polymer containing an acrylic monomer as a constituent unit.
  • styrene acrylic resins such as styrene acrylic resins, which have a carboxyl group and are obtained by copolymerizing an aromatic vinyl monomer component and an acrylic monomer component, can be mentioned.
  • solvent-free carboxyl group-containing styrene acrylic resins can be preferably used.
  • plasticizers examples include Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Tosoh Corporation, Rutgers Chemicals, BASF, Arizona Chemical Co., Ltd., Nichino Chemical Co., Ltd. Products from Nippon Shokubai, ENEOS Co., Ltd., Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., Taoka Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
  • the rubber composition preferably contains an anti-aging agent from the viewpoint of crack resistance, ozone resistance, and the like.
  • the anti-aging agent is not particularly limited, but includes naphthylamine-based anti-aging agents such as phenyl- ⁇ -naphthylamine; diphenylamine-based anti-aging agents such as octylated diphenylamine and 4,4′-bis( ⁇ , ⁇ ′-dimethylbenzyl)diphenylamine.
  • p-phenylenediamine-based antiaging agents and quinoline-based antiaging agents are preferred, including N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 2,2,4-trimethyl-1 , 2-dihydroquinoline polymers are more preferred.
  • products manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Flexis Co., Ltd., etc. can be used.
  • the content of the antiaging agent is preferably 0.2 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rubber component.
  • the content is preferably 7.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less, still more preferably 2.8 parts by mass or less.
  • the rubber composition may include stearic acid.
  • the content of stearic acid is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. 2 parts by mass.
  • stearic acid conventionally known ones can be used, and for example, products from NOF Corporation, Kao Corporation, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acid Co., Ltd., etc. can be used.
  • the rubber composition may include zinc oxide.
  • the content of zinc oxide is preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component.
  • zinc oxide conventionally known zinc oxides can be used, such as those manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc. products can be used.
  • the rubber composition may contain wax.
  • the wax content is preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component.
  • the wax is not particularly limited, and includes petroleum waxes, natural waxes, etc. Synthetic waxes obtained by refining or chemically processing multiple waxes can also be used. These waxes may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of petroleum waxes include paraffin wax and microcrystalline wax.
  • Natural waxes are not particularly limited as long as they are waxes derived from resources other than petroleum; for example, vegetable waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, rice wax, and jojoba wax; beeswax, lanolin, spermaceti wax, etc. animal waxes; mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolactam; and purified products thereof.
  • vegetable waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, rice wax, and jojoba wax
  • mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolactam
  • purified products thereof for example, products manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., Seiko Kagaku Co.
  • Sulfur may be added to the rubber composition in order to form appropriate crosslinks in the polymer chain and provide a good balance of performance.
  • the content of sulfur is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, even more preferably 0.7 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rubber component. Even more preferably, it is 1.0 parts by mass or more.
  • the content is preferably 6.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less, still more preferably 3.0 parts by mass or less.
  • Sulfur includes powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersed sulfur, soluble sulfur, etc. commonly used in the rubber industry.
  • products manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Flexis, Nippon Kanditsu Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Co., Ltd., etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition may also include a vulcanization accelerator.
  • the content of the vulcanization accelerator is usually 0.3 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component.
  • vulcanization accelerator is not particularly limited, and commonly used ones can be used.
  • vulcanization accelerators include thiazole vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide; tetramethylthiuram disulfide (TMTD); ), thiuram-based vulcanization accelerators such as tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (TOT-N); N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-t-butyl- Sulfenamide vulcanization accelerators such as 2-benzothiazolylsulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N,N'-diisopropyl-2-
  • the content of the sulfenamide vulcanization accelerator is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 4.0 parts by mass, preferably 0.5 to 2.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 0.7 to 1.6 parts by mass.
  • the content of the guanidine-based vulcanization accelerator is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass, preferably 0.8 to 3.0 parts by mass, and more preferably 0.8 to 3.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. is 1.0 to 2.3 parts by mass.
  • the rubber composition may also contain appropriate additives such as release agents and pigments, depending on the field of application.
  • the rubber composition As a method for producing the rubber composition, a known method can be used. For example, it can be produced by kneading each component using a rubber kneading device such as an open roll or a Banbury mixer, and crosslinking as necessary.
  • a rubber kneading device such as an open roll or a Banbury mixer
  • crosslinking as necessary.
  • the kneading temperature is usually 50 to 200°C, preferably 80 to 190°C
  • the kneading time is usually 30 seconds to 30 minutes, preferably 1 minute to 30 minutes.
  • the tire of the present invention includes a tread having at least one circumferential groove, and the circumferential groove is formed from the groove-forming rubber composition.
  • the dimensions of each part of the tire are values measured under normal conditions.
  • the term "regular state” refers to an unloaded state in which the tire is mounted on a regular rim (not shown) and is filled with a regular internal pressure.
  • the dimensions and angles of each part in the meridian cross section of the tire can be determined by cutting the tire along the plane that includes the axis of rotation. The distance between the beads is measured by matching the distance between the beads in a tire assembled on a regular rim.
  • a “regular rim” is a rim that is specified for each tire by the standard in the standard system that includes the standard on which the tire is based.For example, in the case of JATMA (Japan Automobile Tire Association), it is listed in the "JATMA YEAR BOOK”. "Standard rim” in the applicable size, ETRTO (The European Tire and Rim Technical Organization) "Measuring Rim” described in “STANDARDS MANUAL”, TR A (The Tire and Rim Association, Inc.) For example, it refers to "Design Rim” described in “YEAR BOOK”, and refers to JATMA, ETRTO, and TRA in that order, and if there is an applicable size at the time of reference, the standard is followed.
  • the rim that can be assembled into a rim and that can maintain internal pressure that is, the rim that does not cause air leakage between the rim and the tire, has the smallest rim diameter, followed by the rim width. indicates the narrowest one.
  • Regular internal pressure is the air pressure specified for each tire by each standard in the standard system including the standard on which the tire is based, and for JATMA it is “maximum air pressure", for ETRTO it is “INFLATION PRESSURE", and for TRA. If so, refer to the maximum value listed in the table "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES", refer to JATMA, ETRTO, and TRA in that order as in the case of "regular rims" and follow their standards. In the case of a tire that is not specified in the standard, it refers to the normal internal pressure (250 kPA or more) of another tire size (specified in the standard) for which the regular rim is listed as a standard rim. In addition, when multiple normal internal pressures of 250 kPa or more are listed, it refers to the minimum value among them.
  • “regular load” refers to the load specified for each tire by each standard in the standard system including the standard on which the tire is based, and the maximum load capacity for JATMA and the maximum load capacity for ETRTO.
  • “LOAD CAPACITY” for TRA, it refers to the maximum value listed in the table “TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”, and as in the case of "regular rim” and "regular internal pressure” mentioned above, JATMA, ETRTO, Refer to the TRA in order and follow its standards.
  • the regular load WL is determined by the following calculation.
  • V Virtual volume of tire (mm 3 )
  • Dt Tire outer diameter (mm)
  • Ht Tire cross-sectional height (mm)
  • Wt Tire cross-sectional width (mm)
  • the "cross-sectional width Wt (mm)" of a tire is the maximum width between the outer surfaces of the sidewalls in a normal state, excluding patterns or letters, if any, on the side surfaces of the tire.
  • the “outer diameter Dt (mm)" of the tire refers to the outer diameter of the tire in a normal state.
  • the "cross-sectional height Ht (mm)" of a tire refers to the height in the radial direction of the tire in the radial cross section of the tire, and when the rim diameter of the tire is R (mm), the outer diameter Dt of the tire and the rim diameter R This corresponds to half the difference between In other words, the cross-sectional height Ht can be determined by (Dt-R)/2.
  • FIG. 1 a pneumatic tire 2 is shown.
  • the up-down direction is the radial direction of the tire 2
  • the left-right direction is the axial direction of the tire 2
  • the direction perpendicular to the paper surface is the circumferential direction of the tire 2.
  • a dashed line CL represents the equatorial plane of the tire 2.
  • the shape of this tire 2 is symmetrical with respect to the equatorial plane, except for the tread pattern.
  • This tire 2 includes a tread 4, a pair of sidewalls 6, a pair of wings 8, a pair of clinchers 10, a pair of beads 12, a carcass 14, a belt 16, a band 18, an inner liner 20, and a pair of chafers 22. There is.
  • This tire 2 is a tubeless type. This tire 2 is mounted on a passenger car.
  • the tread 4 has a radially outwardly convex shape.
  • the tread 4 forms a tread surface 24 that contacts the road surface.
  • a circumferential groove portion 26 is cut into the tread 4.
  • the circumferential groove portion 26 is a groove provided along the circumferential direction of the tire.
  • the circumferential groove portion 26 may have a zigzag shape, a curved shape, or a straight shape as long as it communicates in the circumferential direction.
  • the circumferential groove portion 26 forms a tread pattern.
  • the tread 4 has a base layer 28 and a cap layer 30. Cap layer 30 is located radially outward of base layer 28 .
  • the cap layer 30 is laminated to the base layer 28.
  • FIG. 1 shows an example of a two-layer tread 4 consisting of a cap layer 30 and a base layer 28, a single-layer tread 4 or a tread 4 having a structure of three or more layers may be used.
  • At least one circumferential groove of the rubber layer (layer of crosslinked rubber composition) constituting the tread 4 is formed of the groove-forming rubber composition;
  • the grooves are preferably formed of the groove-forming rubber composition, and it is more preferable that at least the outermost layer of the rubber layers constituting the tread 4 is made of the groove-forming rubber composition.
  • the cap layer is preferably composed of the rubber composition.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the tread 4 of the tire 2 shown in FIG.
  • the up-down direction is the radial direction of the tire 2
  • the left-right direction is the axial direction of the tire 2
  • the direction perpendicular to the paper surface is the circumferential direction of the tire 2.
  • the groove depth D of the circumferential groove portion 26 is preferably 13.0 mm or less, more preferably 12.0 mm or less, still more preferably 11.5 mm or less, and even more preferably is 10.0 mm or less, and is preferably 3.5 mm or more, more preferably 6.0 mm or more, and still more preferably 8.0 mm or more. Within the above range, better effects tend to be obtained.
  • the groove depth of the circumferential groove part 26 is measured along the normal line of the surface that is an extension of the surface that forms the ground contact surface on the outermost surface of the tread, It means the distance from the surface to the deepest groove bottom, and in FIG. 2, the groove depth of the circumferential groove portion 26 means the length D.
  • the groove depth D (mm) of the circumferential groove portion 26 and the above-mentioned E* when wet/E* when dry satisfy the following formula (2).
  • E* is the complex modulus of elasticity (MPa ).
  • D is the groove depth (mm) of the circumferential groove portion 26.
  • D/(E* when wet with water/E* when dry) is preferably 9.2 or more, more preferably 9.3 or more, still more preferably 9.4 or more, even more preferably 9.5 or more, Even more preferably 9.6 or more, even more preferably 9.8 or more, even more preferably 10.0 or more, even more preferably 10.1 or more, even more preferably 10.3 or more, even more preferably 11.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 16.0 or less, more preferably 15.0 or less, still more preferably 14.0 or less, particularly preferably 13.0 or less. Within the above range, favorable effects can be obtained.
  • each sidewall 6 extends substantially radially inward from the end of the tread 4. A radially outer portion of the sidewall 6 is joined to the tread 4. A radially inner portion of the sidewall 6 is joined to a clinch 10.
  • Each wing 8 is located between the tread 4 and the sidewall 6.
  • the wing 8 is joined to each of the tread 4 and the sidewall 6.
  • Each clinch 10 is located substantially inside the sidewall 6 in the radial direction.
  • the clinch 10 is located outside the bead 12 and carcass 14 in the axial direction.
  • Bead 12 is located inside the clinch 10 in the axial direction.
  • Bead 12 includes a core 32 and an apex 34 extending radially outwardly from core 32 .
  • the core 32 is ring-shaped and includes a wound non-stretchable wire or the like. Apex 34 tapers radially outward.
  • the carcass 14 includes carcass plies 36.
  • the carcass 14 is made up of one carcass ply 36, but it may be made up of two or more.
  • the carcass ply 36 spans between the beads 12 on both sides and runs along the tread 4 and sidewall 6.
  • the carcass ply 36 is folded back around each core 32 from the inside in the axial direction to the outside. By this folding, the carcass ply 36 is formed with a main portion 36a and a pair of folded portions 36b. That is, the carcass ply 36 includes a main portion 36a and a pair of folded portions 36b.
  • the carcass ply 36 may be composed of a large number of parallel cords and topping rubber.
  • This carcass 14 preferably has a radial structure.
  • the belt 16 is located inside the tread 4 in the radial direction.
  • the belt 16 is laminated with the carcass 14.
  • Belt 16 consists of an inner layer 38 and an outer layer 40.
  • each of the inner layer 38 and the outer layer 40 may be made of a large number of parallel cords and topping rubber.
  • Each cord is, for example, inclined with respect to the equatorial plane.
  • the direction of inclination of the cords of the inner layer 38 with respect to the equatorial plane is opposite to the direction of inclination of the cords of the outer layer 40 with respect to the equatorial plane.
  • Band 18 is located radially outward of belt 16. In the axial direction, the band 18 has a width equivalent to the width of the belt 16. This band 18 may have a width greater than the width of this belt 16.
  • the band 18 may be made of a cord and topping rubber.
  • the cord is, for example, spirally wound.
  • Belt 16 and band 18 constitute a reinforcing layer.
  • the reinforcing layer may be composed of only the belt 16.
  • Inner liner 20 is located inside carcass 14. Inner liner 20 is joined to the inner surface of carcass 14.
  • Each chafer 22 is located near the bead 12.
  • the chafer 22 may be made of cloth and rubber impregnated into the cloth. This chafer 22 may be integrated with the clinch 10.
  • the tread 4 of the tire 2 has a plurality of circumferential grooves 26, more specifically, three circumferential grooves 26. These circumferential grooves 26 are arranged at intervals in the axial direction. Three circumferential grooves 26 are cut into the tread 4, thereby forming four circumferentially extending ribs 44. In other words, the circumferential groove portion 26 is located between the ribs 44 .
  • Each circumferential groove portion 26 extends in the circumferential direction.
  • the circumferential groove portion 26 is continuous without interruption in the circumferential direction.
  • a plurality of rubber members are assembled to obtain a low cover (unvulcanized tire 2).
  • This raw cover is put into a mold.
  • the outer surface of the row cover contacts the cavity surface of the mold.
  • the inner surface of the row cover abuts the bladder or tang.
  • the raw cover is pressurized and heated within the mold.
  • the application of pressure and heat causes the low cover polymer composition to flow.
  • the rubber undergoes a crosslinking reaction by heating, and the tire 2 is obtained.
  • a mold having an uneven pattern on the cavity surface an uneven pattern is formed on the tire 2.
  • Examples of the tire 2 include pneumatic tires and non-pneumatic tires.
  • pneumatic tires are preferred.
  • it can be suitably used as a summer tire or a winter tire (studless tire, snow tire, studded tire, etc.).
  • the tires can be used as tires for passenger cars, tires for large passenger cars, tires for large SUVs, tires for heavy loads such as trucks and buses, tires for light trucks, tires for two-wheeled vehicles, tires for racing (high performance tires), and the like.
  • Carboxylic acid-modified SBR Synthesized according to Production Example 1 below (carboxylic acid group content: 5% by mass, styrene content: 23% by mass, butadiene content: 72% by mass)
  • Carboxylic acid-modified BR Synthesized according to Production Example 2 below (carboxylic acid group content: 5% by mass, butadiene content: 95% by mass)
  • BR BR730 manufactured by JSR (high-cis polybutadiene, cis content: 96% by mass)
  • Maleic acid liquid IR LIR-410 manufactured by Kuraray Co., Ltd. (number of functional groups per molecule: 10, number average molecular weight: 30,000)
  • Carbon black Diablack I manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (N220, N 2 SA: 114 m 2 /g, DBP: 114 ml/100 g)
  • Silica Ultrasil VN3 manufactured by Evonik Degussa (N 2 SA: 175 m 2 /g)
  • Stearic acid stearic acid “Tsubaki” manufactured by NOF Corporation Potassium acetate: Potassium acetate manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Calcium acetate Calcium acetate manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Zinc oxide Zinc oxide No. 1 oil manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd.: Manufactured by H&R VIVATEC400/500 (TDAE oil)
  • Silane coupling agent Si69 (bis(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by EVONIK-DEGUSSA Resin: SYLVARES SA85 manufactured by Arizona Chemical (copolymer of ⁇ -methylstyrene and styrene, Tg: 43°C, softening point: 85°C)
  • Anti-aging agent Antigen 6C (anti-aging agent, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Sulfur Powdered sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
  • DPG Noxeler D (1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator NS Noxeler NS (N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
  • the reactor temperature is set to 5° C., and an aqueous solution in which 1 g of a radical initiator and 1.5 g of SFS are dissolved, and an aqueous solution in which 0.7 g of EDTA and 0.5 g of a catalyst are dissolved are added to the reactor to initiate polymerization.
  • an aqueous solution in which 1 g of a radical initiator and 1.5 g of SFS are dissolved, and an aqueous solution in which 0.7 g of EDTA and 0.5 g of a catalyst are dissolved are added to the reactor to initiate polymerization.
  • 5 hours after the start of polymerization 2 g of a polymerization terminator is added to stop the reaction and obtain latex. (Preparation of rubber) Unreacted monomers are removed from the latex by steam distillation. Thereafter, the latex is added to alcohol and coagulated while adjusting the pH to 3 to 5 with a saturated aqueous sodium chloride solution or formic acid to obtain a crumb-like poly
  • the reactor temperature is set to 5° C., and an aqueous solution in which 1 g of a radical initiator and 1.5 g of SFS are dissolved, and an aqueous solution in which 0.7 g of EDTA and 0.5 g of a catalyst are dissolved are added to the reactor to initiate polymerization.
  • an aqueous solution in which 1 g of a radical initiator and 1.5 g of SFS are dissolved, and an aqueous solution in which 0.7 g of EDTA and 0.5 g of a catalyst are dissolved are added to the reactor to initiate polymerization.
  • 5 hours after the start of polymerization 2 g of a polymerization terminator is added to stop the reaction and obtain latex. (Preparation of rubber) Unreacted monomers are removed from the latex by steam distillation. Thereafter, the latex is added to alcohol and coagulated while adjusting the pH to 3 to 5 with a saturated aqueous sodium chloride solution or formic acid to obtain a crumb-like poly
  • Emulsifier (1) Rosin acid soap manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.
  • Emulsifier (2) Fatty acid soap manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Electrolyte Sodium styrene phosphate manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.: Fuji Styrene methacrylic acid manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.: Butadiene methacrylate manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.: 1,3-butadiene molecular weight regulator manufactured by Takachiho Chemical Industry Co., Ltd.: Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Example and comparative example According to the formulation and groove depth D shown in each table, chemicals other than sulfur and the vulcanization accelerator were kneaded for 4 minutes at 160°C using a 16L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd. , to obtain a kneaded product. Next, sulfur and a vulcanization accelerator are added to the obtained kneaded product, and the mixture is kneaded for 4 minutes at 80° C. using open rolls to obtain an unvulcanized rubber composition.
  • the unvulcanized rubber composition was molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, and then vulcanized at 170°C for 12 minutes to form a test tire ( Size: 195/65R15) is manufactured.
  • ⁇ Viscoelasticity test> A viscoelasticity measurement sample of 40 mm in length x 3 mm in width x 0.5 mm in thickness was taken from inside the rubber layer of the tread of each test tire, with the long side in the circumferential direction of the tire, and the tan ⁇ and E* of the tread rubber were measured. , using the RSA series manufactured by TA Instruments, under the conditions of temperature 30°C, initial strain 10%, dynamic strain 1%, frequency 10Hz, extension mode, measurement time 30 minutes, 30 minutes from the start of measurement. Obtain later measurements. Note that the thickness direction of the sample is the tire radial direction.
  • the viscoelasticity measurement sample (length 40 mm x width 3 mm x thickness 0.5 mm) is dried at room temperature and pressure until it reaches a constant weight.
  • the complex elastic modulus E* and loss tangent tan ⁇ of the vulcanized rubber composition (rubber piece) when dried are measured by the method of the viscoelasticity test described above, and are defined as E* and tan ⁇ when dried.
  • ⁇ Wet grip performance> Each test tire was attached to all wheels of a vehicle (domestic FF 2000cc), and the braking distance from an initial speed of 100 km/h was determined on a wet asphalt road surface.
  • the braking distance of the standard comparative example is set as 100, and each formulation is expressed as an index. The larger the index, the better the wet grip performance.
  • ⁇ Dry grip performance> Each test tire was attached to all wheels of a vehicle (Japanese FF 2000cc), and the braking distance from an initial speed of 100 km/h was determined on a dry asphalt road surface.
  • the braking distance of the standard comparative example is set as 100, and each formulation is expressed as an index. The larger the index, the better the dry grip performance.
  • the present invention (1) is a tire equipped with a tread having at least one circumferential groove,
  • the circumferential groove is formed of a groove-forming rubber composition, E* (MPa) when wet with water, E* (MPa) when dry, tan ⁇ when wet with water, tan ⁇ when dry, and groove depth D (mm) of the circumferential groove of the groove forming rubber composition.
  • E* (MPa) when wet with water E* (MPa) when dry
  • tan ⁇ when wet with water
  • tan ⁇ when dry
  • groove depth D (mm) of the circumferential groove of the groove forming rubber composition
  • E* when wet with water/E* when dry ⁇ 0.90 (1-1) tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry ⁇ 1.10 (1-2) D/(E* when wet/E* when dry)>9.0
  • E* and tan ⁇ are the complex modulus of elasticity 30 minutes after the start of measurement, measured under the conditions of temperature 30°C, initial strain 10%, dynamic strain 1%, frequency 10Hz, extension mode, measurement time 30 minutes. (MPa) and loss tangent.
  • D is the groove depth (mm) of the circumferential groove.)
  • the present invention (2) is the tire according to the present invention (1), in which the groove-forming rubber composition satisfies the following formula. E* when wet with water/E* when dry ⁇ 0.85
  • the present invention (3) is the tire according to the present invention (1) or (2), in which the groove-forming rubber composition satisfies the following formula. tan ⁇ when wet with water/tan ⁇ when dry ⁇ 1.15
  • the present invention (4) is the tire according to any one of the present inventions (1) to (3), wherein the groove-forming rubber composition has a dry E* of 2.5 MPa or more.
  • the present invention (5) is the tire according to any one of the present inventions (1) to (4), wherein the groove-forming rubber composition has a dry tan ⁇ of 0.15 or more.
  • the groove-forming rubber composition comprises a modified rubber having in its molecule at least one member selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof, lithium carbonate, sodium carbonate, Potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, beryllium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, beryllium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate , barium acetate, lithium phenoxide, sodium phenoxide, potassium phenoxide, rubidium phenoxide, cesium phenoxide, beryllium diphenoxide, magnesium diphenoxide, calcium diphenoxide, strontium diphenoxide, and barium diphenoxide.
  • the present invention (7) is the tire according to the present invention (6), wherein the groove-forming rubber composition has a content of the modified rubber of 5 to 90% by mass based on 100% by mass of the rubber component.
  • the groove-forming rubber composition has a content of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt of 0.5 to 20.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component.
  • the present invention provides that the modified rubber having in its molecule at least one selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof is an emulsion polymerized styrene-butadiene rubber having methacrylic acid in its molecules.
  • the present invention (10) is the tire according to any one of the present inventions (6) to (9), wherein the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is potassium acetate and/or calcium acetate.
  • the groove-forming rubber composition comprises a modified liquid diene polymer having in its molecule at least one member selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof; lithium carbonate; Sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, beryllium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, beryllium acetate, magnesium acetate, calcium acetate , strontium acetate, barium acetate, lithium phenoxide, sodium phenoxide, potassium phenoxide, rubidium phenoxide, cesium phenoxide, beryllium diphenoxide, magnesium diphenoxide, calcium diphenoxide, strontium diphenoxide, and barium diphenoxide.
  • the present invention (12) provides the tire according to the present invention (11), wherein the groove-forming rubber composition has a content of the modified liquid diene polymer of 5 to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component. It is.
  • the groove-forming rubber composition has a content of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt of 0.5 to 20.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component.
  • the present invention (14) provides that the modified liquid diene polymer having in its molecule at least one selected from the group consisting of carboxylic acids, sulfonic acids, and salts thereof has methacrylic acid or maleic acid in its molecules.
  • the tire according to any one of the present invention (11) to (13) is a liquid isoprene polymer.
  • the present invention is the tire according to any one of the present inventions (11) to (14), wherein the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is potassium acetate and/or calcium acetate.

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Abstract

本発明は、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、下記式(1-1)及び/又は下記式(1-2)と、下記式(2)とを満たすタイヤに関する。 水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.90 (1-1) 水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.10 (1-2) D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)>9.0 (2) (式中、E*及びtanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)及び損失正接である。Dは、前記周方向溝部溝深さ(mm)である。)

Description

タイヤ
本発明は、タイヤに関する。
近年、自動車共通の課題として、安全性に対する意識がますます高まっており、ウェットグリップ性能や操縦安定性の更なる改善が要求されている。これまで、ウェットグリップ性能改善のために様々な研究がなされており、シリカを配合したゴム組成物の発明が種々報告されている(例えば、特許文献1)。ウェットグリップ性能は、特に路面に接するトレッド部分のゴム組成物の性能に大きく左右されるため、トレッドなどのタイヤ用ゴム組成物の技術的改良が広く検討され、実用化されている。
特開2008-285524号公報
シリカを用いたトレッド用ゴム組成物の改良により、タイヤのウェットグリップ性能は大幅な進歩を遂げているが、ドライ路面からウェット路面、又はウェット路面からドライ路面への路面変化などが起こった場合のグリップ性能の変化については、重要な技術課題として残っており、改善の余地がある。
このように、従来の技術では、優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立するという点で改善の余地がある。
本発明は、前記課題を解決し、優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立させたタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、
前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、
前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、下記式(1-1)及び/又は下記式(1-2)と、下記式(2)とを満たすタイヤ。
水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.90      (1-1)
水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.10  (1-2)
D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)>9.0   (2)
(式中、E*及びtanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)及び損失正接である。Dは、前記周方向溝部溝深さ(mm)である。)
本発明によれば、上記構成としたタイヤであるので、優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立することができる。
空気入りタイヤ2の一部が示された断面図である。 図1のタイヤ2のトレッド4の近辺が示された拡大断面図である。
本発明は、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、下記式(1-1)及び/又は下記式(1-2)と、下記式(2)とを満たすタイヤである。これにより、優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立させることができる。
水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.90      (1-1)
水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.10  (1-2)
D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)>9.0   (2)
(式中、E*及びtanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)及び損失正接である。Dは、前記周方向溝部溝深さ(mm)である。)
本発明の課題(目的)は、優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立することであり、この課題を解決する手段が、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)と、前記式(2)とを満たすタイヤとすることである。すなわち、本発明の本質的特徴は、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)と、前記式(2)とを満たすタイヤとすることである。
前述の効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のようなメカニズムによるものと推察される。
局所的な雨天の影響により、ドライ路面とウェット路面が混在した状態で走行することも珍しくない昨今において、路面の状態をドライバーが瞬時に判断して対応することは難しい。その為、ドライ路面、ウェット路面によらず安定してグリップ性能を発揮することが望まれている。
前記溝部形成ゴム組成物は、水湿潤時に乾燥時から複素弾性率が10%以上低下する(式(1-1))、及び/又は、損失正接が10%以上上昇する(式(1-2))、ことにより、瞬時にウェット路面において追従性及び発熱性が得られるので、ドライグリップ性能に加えて、優れたウェット路面におけるグリップ性能も発揮されると考えられる。また、本発明のタイヤは、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備え、前記式(2)を満たす。前記溝部形成ゴム組成物で形成された前記周方向溝部の溝深さDが大きくなるほど、ウェット路面において、路面とタイヤとの間に存在する水を十分に排水することが可能となる。そのため、Dを大きくするに伴って、水湿潤時のE*/乾燥時のE*を小さくし、水に濡れた際の追従性を高くすることで、ドライ路面及びウェット路面の双方で良好なグリップ性能が得られると考えられる。以上により、ドライ路面とウェット路面が混在した状態で走行する場合においても瞬時に該組成物の状態が変化し安定してグリップ性能が発揮されることから、前記タイヤは、優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立できると推察される。
なお、本明細書において、ゴム組成物の複素弾性率(E*)、損失正接(tanδ)は、加硫後のゴム組成物のE*、tanδを意味する。また、E*、tanδは、加硫後のゴム組成物に対し、粘弾性試験を実施することで得られる値である。
前記ゴム組成物は、前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)を満たし、水によって可逆的に複素弾性率(E*)及び損失正接(tanδ)が変化するが、本明細書において、水によって可逆的に複素弾性率(E*)及び損失正接(tanδ)が変化とは、水の存在によって、ゴム組成物(加硫後)のE*及びtanδが可逆的に大きくなったり、小さくなったりすることを意味する。なお、例えば、乾燥時→水湿潤時→乾燥時と変化した場合に、E*及びtanδが可逆的に変化すればよく、先の乾燥時と、後の乾燥時において、同一のE*及びtanδを有さなくてもよいし、先の乾燥時と、後の乾燥時において、同一のE*及びtanδを有していてもよい。
本明細書において、乾燥時のE*、tanδとは、乾燥している状態のゴム組成物のE*、tanδを意味し、具体的には、実施例に記載の方法により乾燥したゴム組成物のE*、tanδを意味する。
本明細書において、水湿潤時のE*、tanδとは、水によって湿潤している状態のゴム組成物のE*、tanδを意味し、具体的には、実施例に記載の方法により、水によって湿潤したゴム組成物のE*、tanδを意味する。
本明細書において、ゴム組成物のE*、tanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後のE*、tanδである。
前記ゴム組成物は、下記式(1-1)を満たすことが望ましい。
水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.90      (1-1)
(式中、E*は、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)である。)
水湿潤時のE*/乾燥時のE*は、好ましくは0.87以下、より好ましくは0.86以下、更に好ましくは0.85以下、より更に好ましくは0.84以下、より更に好ましくは0.83以下、より更に好ましくは0.82以下、より更に好ましくは0.80以下、より更に好ましくは0.79以下、より更に好ましくは0.78以下、より更に好ましくは0.75以下、特に好ましくは0.70以下である。水湿潤時のE*/乾燥時のE*の下限は特に限定されないが、好ましくは0.10以上、より好ましくは0.20以上、更に好ましくは0.30以上、特に好ましくは0.35以上である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
前記ゴム組成物は、乾燥時のE*が好ましくは2.5MPa以上、より好ましくは3.4MPa以上、更に好ましくは3.5MPa以上、より更に好ましくは3.7MPa以上、より更に好ましくは3.9MPa以上、より更に好ましくは4.0MPa以上、より更に好ましくは4.1MPa以上、より更に好ましくは4.5MPa以上、より更に好ましくは4.6MPa以上、より更に好ましくは4.9MPa以上、より更に好ましくは5.0MPa以上、より更に好ましくは5.4MPa以上、より更に好ましくは5.7MPa以上、より更に好ましくは7.1MPa以上である。乾燥時のE*の上限は特に限定されないが、好ましくは20.0MPa以下、より好ましくは15.0MPa以下、更に好ましくは13.0MPa以下、特に好ましくは12.0MPa以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
前記ゴム組成物は、下記式(1-2)を満たすことが望ましい。
水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.10  (1-2)
(式中、tanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の損失正接である。)
水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδは、好ましくは1.15以上、より好ましくは1.17以上、更に好ましくは1.18以上、より更に好ましくは1.19以上、より更に好ましくは1.20以上、より更に好ましくは1.21以上、より更に好ましくは1.23以上、より更に好ましくは1.24以上、より更に好ましくは1.25以上、特に好ましくは1.30以上である。水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδの上限は特に限定されないが、好ましくは1.80以下、より好ましくは1.70以下、更に好ましくは1.65以下、特に好ましくは1.60以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
前記ゴム組成物は、乾燥時のtanδが好ましくは0.15以上、より好ましくは0.20以上、更に好ましくは0.22以上、より更に好ましくは0.24以上、より更に好ましくは0.25以上、より更に好ましくは0.27以上、より更に好ましくは0.29以上、より更に好ましくは0.30以上、より更に好ましくは0.32以上、より更に好ましくは0.33以上、より更に好ましくは0.38以上である。乾燥時のtanδの上限は特に限定されないが、好ましくは6.0以下、より好ましくは5.5以下、更に好ましくは5.2以下、特に好ましくは5.0以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、前記ゴム組成物の前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)で表される水による可逆的なE*変化、tanδ変化は、例えば、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムと、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド、ルビジウムフェノキシド、セシウムフェノキシド、ベリリウムジフェノキシド、マグネシウムジフェノキシド、カルシウムジフェノキシド、ストロンチウムジフェノキシド、及びバリウムジフェノキシドからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを配合することにより達成できる。具体的には、例えば、カルボン酸変性SBRなどのカルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムと、酢酸リチウムなどのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用することにより、前記ゴム組成物の前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)で表される水による可逆的なE*変化、tanδ変化を実現できる。これは、該併用により、例えば、カルボン酸、スルホン酸、又はこれらの塩由来のアニオンと、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩由来のカチオンとにより、前記変性ゴムと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩との間で、イオン結合が形成され、そして、その間において、水の添加によるイオン結合の開裂、水の乾燥によるイオン結合の再結合が生じる結果、水湿潤時にはE*低下及び/又はtanδ上昇、乾燥時にはE*上昇及び/又はtanδ低下が起きることにより実現できると考えられる。
乾燥時のE*は、ゴム組成物に配合される薬品(特に、ゴム成分、充填材、オイルなどの軟化剤)の種類や量によって調整することが可能であり、例えば、軟化剤の量を減量したり、充填材の量を増量したりすることにより、乾燥時のE*は大きくなる傾向がある。
乾燥時のtanδは、ゴム組成物に配合される薬品(特に、ゴム成分、充填材、軟化剤、樹脂、硫黄、加硫促進剤、シランカップリング剤)の種類や量によって調整することが可能であり、例えば、ゴム成分と相溶性の低い軟化剤(例えば、樹脂)を使用したり、非変性ゴムを使用したり、充填材量を増量したり、可塑剤としてのオイルを増やしたり、硫黄を減らしたり、加硫促進剤を減らしたり、シランカップリング剤を減らしたりすることにより、乾燥時のtanδは大きくなる傾向がある。
また、乾燥時のE*、tanδについて、例えば、前記変性ゴムの酸性官能基含有量や、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量(言い換えれば、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩由来の金属含有量)により、乾燥時のE*、tanδを調整することが可能である。具体的には、前記変性ゴムの酸性官能基含有量や前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量を増加させると、乾燥時のE*が大きくなる傾向、乾燥時のtanδが大きくなる傾向、がある。
水湿潤時のE*、tanδは、例えば、前記変性ゴムと、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩との間の一部又は全部がイオン結合により架橋されたゴム組成物とすることで、乾燥時に比べて、水湿潤時のE*を低下させること及び/又はtanδを上昇させることができ、乾燥時、水湿潤時のE*、tanδの調整が可能となる。具体的には、前記変性ゴムと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用することで、イオン結合で架橋されたゴム組成物となり、乾燥時に比べて、水湿潤時のE*を低下させること及び/又はtanδを上昇させることができる。また、水湿潤時のE*、tanδは、ゴム組成物に配合される薬品の種類や量によって調整することが可能であり、例えば、前述の乾燥時のE*、乾燥時のtanδの調整方法と同様の手法を用いることで、水湿潤時のE*、tanδにおいても同様の傾向を得ることができる。
そして、具体的には、乾燥時のE*、tanδを所望の範囲内に調整した上で、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用することにより、ゴム組成物の前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)で表される水による可逆的なE*変化及び/又はtanδ変化を実現できる。
(ゴム成分)
前記ゴム組成物は、ゴム成分として、カルボン酸(カルボン酸基(-COOH))、スルホン酸(スルホン酸基(-SOH))、及びこれらの塩(カルボン酸イオン(-COO)及び/又はスルホン酸イオン(-SO )と、これらのカウンターカチオンとからなる塩)からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムを含むことが好ましい。前記塩としては特に限定されず、アルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩など)などの1価の金属塩、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、ストロンチウム塩など)などの2価の金属塩などが挙げられる。なかでも、より効果が得られる観点から、カルボン酸基が好ましく、(メタ)アクリル酸基、マレイン酸基がより好ましく、メタクリル酸基、マレイン酸基が特に好ましい。
前記変性ゴムは、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種のイオン性官能基1を分子中に有するものであるが、該ゴム100質量%(イオン性官能基1を分子中に有するゴム100質量%)中の該イオン性官能基1の含有量は、0.5質量%以上が好ましく、0.8質量%以上がより好ましく、1.0質量%以上が更に好ましく、5.0質量%がより更に好ましい。上限は特に限定されないが、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましい。
なお、イオン性官能基1の含有量は、NMR測定を行い、イオン性官能基1に該当するピークに基いて含有量(質量%)を算出することにより、測定できる。
前記ゴム組成物において、ゴム成分100質量%中の前記変性ゴムの含有量は、5質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましく、50質量%以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、90質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましく、75質量%以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
前記変性ゴムの骨格を構成するゴムは、効果が好適に得られる観点から、スチレン、ブタジエン及びイソプレンからなる群より選択される少なくとも1種のモノマーを構成単位とするものが好ましい。該ゴムの具体例としては、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)等が挙げられる。ゴム成分は、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。なかでも、タイヤ物性の観点からは、SBR、BR、イソプレン系ゴムが好ましく、SBR、BRがより好ましい。
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。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。
SBRのスチレン含量(スチレン量)は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、より更に好ましくは23質量%以上である。また、該スチレン含量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、SBRのスチレン含量は、H-NMR測定により算出される。
また、上述のSBRのスチレン量は、SBRが1種である場合、当該SBRのスチレン量を意味し、複数種である場合、平均スチレン量を意味する。
SBRの平均スチレン量は、{Σ(各SBRの含有量×各SBRのスチレン量)}/全SBRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、スチレン量40質量%のSBRが85質量%、スチレン量25質量%のSBRが5質量%である場合、SBRの平均スチレン量は、39.2質量%(=(85×40+5×25)/(85+5))である。
SBRのビニル含有量(ビニル量)は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。上記ビニル含有量は、好ましくは75質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、ビニル含有量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
また、上述のSBRのビニル量はSBR中におけるブタジエン部の総質量を100とした時のビニル結合(1,2-結合ブタジエン単位)の割合であり(単位:質量%)、ビニル量[質量%]+シス量[質量%]+トランス量[質量%]=100[質量%]となる。SBRが1種である場合、当該SBRのビニル量を意味し、複数種である場合、平均ビニル量を意味する。
SBRの平均ビニル量は、Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン量[質量%])×各SBRのビニル量[質量%]}/Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン量[質量%])}で算出でき、例えば、ゴム成分100質量部中、スチレン量:40質量%、ビニル量:30質量%のSBRが75質量部、スチレン量:25質量%、ビニル量:20質量%のSBRが15質量部、残り10質量部がSBR以外である場合、SBRの平均ビニル量は、28質量%(={75×(100[質量%]-40[質量%])×30[質量%]+15×(100[質量%]-25[質量%])×20[質量%])}/{75×(100[質量%]-40[質量%])+15×(100[質量%]-25[質量%])}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。
前記ゴム組成物が前記変性ゴムとして、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種のイオン性官能基1を分子中に有する変性SBRを含む場合、ゴム成分100質量%中の該変性SBRの含有量は、5質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましく、50質量%以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、90質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましく、75質量%以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
BRは特に限定されず、例えば、高シス含量のハイシス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、希土類系触媒を用いて合成したBR(希土類BR)等を使用できる。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、耐摩耗性が向上するという理由から、シス含量が90質量%以上のハイシスBRが好ましい。
前記ゴム組成物が前記変性ゴムとして、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種のイオン性官能基1を分子中に有する変性BRを含む場合、ゴム成分100質量%中の該変性BRの含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましく、20質量%以上がより更に好ましく、40質量%以上がより更に好ましく、50質量%以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、90質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましく、75質量%以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
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、ゴム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、ゴム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。
前記ゴム組成物が前記変性ゴムとして、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種のイオン性官能基1を分子中に有する変性イソプレン系ゴムを含む場合、ゴム成分100質量%中の該変性イソプレン系ゴムの含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましく、20質量%以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、80質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましく、35質量%以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
前記変性ゴムとしては、具体的には、例えば、メタクリル酸を分子中に有する乳化重合スチレンブタジエンゴムが本発明の好適な実施形態の1つとして挙げられる。
前記ゴム組成物は、前記変性ゴム以外の他のゴム成分を含んでもよい。他のゴム成分としては、例えば、SBR、BR及びイソプレン系ゴムからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。該SBR、該BR、該イソプレン系ゴムは、前記変性ゴム以外の変性ゴムでも、非変性ゴムでもよいが、非変性のSBR、非変性のBR、非変性のイソプレン系ゴムが好ましく、非変性BR、非変性イソプレン系ゴムがより好ましい。
前記ゴム組成物が前記変性ゴム以外の他のゴム成分を含む場合、ゴム成分100質量%中の該他のゴム成分の含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましく、20質量%以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましく、40質量%以下がより更に好ましく、35質量%以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。なお、該他のゴム成分として、非変性SBR、非変性イソプレン系ゴム、非変性BRを用いる場合も、非変性SBRの含有量、非変性イソプレン系ゴムの含有量、非変性BRの含有量も同様の範囲が好適である。
(アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩)
前記ゴム組成物は、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド、ルビジウムフェノキシド、セシウムフェノキシド、ベリリウムジフェノキシド、マグネシウムジフェノキシド、カルシウムジフェノキシド、ストロンチウムジフェノキシド、及びバリウムジフェノキシドからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を含むことが好ましい。これらのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、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。
なかでも、より効果が好適に得られる観点から、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましく、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが更に好ましく、酢酸カリウム及び/又は酢酸カルシウムを含むことが特に好ましい。
これらのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を用いた場合に、前述の効果がより得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のようなメカニズムによるものと推察される。
カルボン酸などを分子中に有する変性ゴムと、これらの特定のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とにより、該カルボン酸などと該アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の金属とでイオン結合物が形成され、水応答性を示し、特に該特定のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、補強性と水応答性が高いと考えられる。また、該特定のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は水で解離しやすいため、水応答性が更に向上すると考えられる。従って、該特定のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を用いたゴム組成物の場合、より優れたウェットグリップ性能とドライグリップ性能とを両立することができると推察される。
前記ゴム組成物において、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量(前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の総量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上、より更に好ましくは2.2質量部以上、より更に好ましくは5.0質量部以上、より更に好ましくは7.24質量部以上であり、また、好ましくは20.0質量部以下、より好ましくは17.0質量部以下、更に好ましくは12.0質量部以下、より更に好ましくは11.66質量部以下、より更に好ましくは10.0質量部以下、より更に好ましくは9.65質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の見かけ比重は、好ましくは0.4g/ml未満、より好ましくは、0.3g/ml以下、更に好ましくは0.25g/ml以下であり、また、好ましくは0.05g/ml以上、より好ましくは0.15g/ml以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、上記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の見かけ比重は、50mlメスシリンダーに見かけ容積で30ml量り取り、その質量から算出して求めた値である。
前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩のd50は、好ましくは10μm未満、より好ましくは4.5μm以下、更に好ましくは1.5μm以下、特に好ましくは0.75μm未満であり、また、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.45μm以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、上記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩のd50は、レーザー回折散乱法によって得られた質量基準の粒度分布曲線における積算値50%の粒子径である。
前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは100m/g以上、より好ましくは115m/g以上であり、また、好ましくは250m/g以下、より好ましくは225m/g以下、更に好ましくは200m/g以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、上記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩のNSAは、JIS Z8830:2013に準拠してBET法で測定される値である。
前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の市販品としては、共和化学工業(株)、富士フイルム和光純薬(株)、キシダ化学(株)、協和化学工業(株)、タテホ化学工業(株)、(株)JHE、日本化学工業(株)、赤穂化成(株)等の製品を使用できる。
(フィラー)
前記ゴム組成物は、フィラー(充填材)を含むことが望ましい。フィラーとしては、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレイ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、マイカなどの無機フィラー;難分散性フィラー等のゴム分野で公知の材料を使用できる。なかでも、シリカ、カーボンブラックが好ましい。
シリカとしては、特に限定されず、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。
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは125m/g以上である。また、シリカのNSAは、好ましくは300m/g以下、より好ましくは250m/g以下、更に好ましくは200m/g以下、より更に好ましくは175m/g以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、シリカのNSA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、エボニック・デグサ社、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。
前記ゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは40質量部以上、更に好ましくは45質量部以上、より更に好ましくは50質量部以上、より更に好ましくは65質量部以上、より更に好ましくは75質量部以上である。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは90質量部以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
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。市販されているものとしては、例えば、エボニック・デグサ社、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。
前記ゴム組成物において、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、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは5.0質量部以上、更に好ましくは8.0質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは20.0質量部以下、より好ましくは15.0質量部以下、更に好ましくは10.0質量部以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
使用可能なカーボンブラックとしては、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762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。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)、三菱ケミカル(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。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、50m/g以上が好ましく、80m/g以上がより好ましく、100m/g以上が更に好ましく、114m/g以上がより更に好ましい。また、上記NSAは、200m/g以下が好ましく、150m/g以下がより好ましく、130m/g以下が更に好ましい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
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。
前記ゴム組成物において、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、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。上限は、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
(可塑剤)
前記ゴム組成物は、可塑剤を含むことが好ましい。ここで、可塑剤とは、ゴム成分に可塑性を付与する材料であり、例えば、液体可塑剤(常温(25℃)で液体状態の可塑剤)、樹脂(常温(25℃)で固体状態の樹脂)等が挙げられる。
ゴム組成物において、可塑剤の含有量(可塑剤の総量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは25質量部以上、特に好ましくは30質量部以上である。上限は、好ましくは120質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは90質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
ゴム組成物に使用可能な液体可塑剤(常温(25℃)で液体状態の可塑剤)としては特に限定されず、オイル、液状ポリマー(液状樹脂、液状ジエン系ポリマー、液状ファルネセン系ポリマーなど)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。
ゴム組成物において、液体可塑剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは8質量部以上、特に好ましくは10質量部以上である。上限は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、液体可塑剤の含有量には、油展ゴムに含まれるオイルの量も含まれる。また、オイルの含有量も同様の範囲が好適である。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油、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。市販品としては、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)、日清オイリオグループ(株)等の製品を使用できる。なかでも、プロセスオイル(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等)、植物油が好ましい。
液状樹脂としては、テルペン系樹脂(テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂を含む)、ロジン樹脂、スチレン系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、C5/C9系樹脂、ジシクロペンタジエン(DCPD)樹脂、クマロンインデン系樹脂(クマロン、インデン単体樹脂を含む)、フェノール樹脂、オレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。また、これらの水素添加物も使用可能である。
液状ジエン系ポリマーとしては、25℃で液体状態の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)、液状スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体(液状SBSブロックポリマー)、液状スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体(液状SISブロックポリマー)等が挙げられる。これらは、末端や主鎖が極性基で変性されていても構わない。また、これらの水素添加物も使用可能である。
なお、前記ゴム組成物の前記式(1-1)及び/又は前記式(1-2)で表される水による可逆的なE*変化、tanδ変化は、前記変性ゴムと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用する代わりに、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性液状ジエン系ポリマーと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用することによっても達成できる。前記変性液状ジエン系ポリマーと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用することによっても、前記変性ゴムと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用した場合と同様のメカニズムにより同様の効果を得ることができる。
前記変性液状ジエン系ポリマーの変性は、前記変性ゴムの変性と同様である。
前記変性液状ジエン系ポリマーは、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種のイオン性官能基を分子中に有するものであるが、1分子あたりの官能基の数は、1~100個が好ましく、2~50個がより好ましく、5~25個が更に好ましく、10~20個がより更に好ましい。
なお、1分子あたりの官能基の数は、赤外吸収スペクトル分析を行い、官能基に該当するピークに基づいて算出することができる。
前記変性液状ジエン系ポリマーの数平均分子量は、1000~50000が好ましく、1500~40000がより好ましく、2000~35000が更に好ましく、3000~30000がより更に好ましい。
なお、数平均分子量は、標準ポリスチレンを用いた検量線による換算で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
前記変性液状ジエン系ポリマーを用いる場合、ゴム成分としては、前記変性ゴムは用いずに、前記変性ゴム以外の他のゴム成分を用い、前記変性液状ジエン系ポリマーと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用してもよいし、ゴム成分として、前記変性ゴムを用い、更に前記変性液状ジエン系ポリマーと、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを併用してもよい。
前記変性液状ジエン系ポリマーとしては、効果が好適に得られる観点から、なかでも、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性液状IRが好ましく、メタクリル酸又はマレイン酸を分子中に有する液状IRがより好ましい。
前記ゴム組成物が前記変性液状ジエン系ポリマーを含む場合、前記変性液状ジエン系ポリマーの含有量は、ゴム成分100質量部対して、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上が更に好ましく、20質量部以上が特に好ましい。また、50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、35質量部以下が更に好ましく、30質量部以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
液状ファルネセン系ポリマーとしては、25℃で液体状態の液状ファルネセン重合体、液状ファルネセンブタジエン共重合体等が挙げられる。これらは、末端や主鎖が極性基で変性されていても構わない。また、これらの水素添加物も使用可能である。
ゴム組成物に使用可能な前記樹脂(常温(25℃)で固体状態の樹脂)としては、例えば、常温(25℃)で固体状態の芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、クマロン樹脂、インデン樹脂、フェノール樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂、テルペン系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。また、樹脂は、水添されていてもよい。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。なかでも、芳香族ビニル重合体、石油樹脂、テルペン系樹脂が好ましい。
ゴム組成物において、前記樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上、特に好ましくは20質量部以上である。上限は、好ましくは60質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは30質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
前記樹脂の軟化点は、50℃以上が好ましく、55℃以上がより好ましく、60℃以上が更に好ましく、85℃以上がより更に好ましい。上限は、160℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましく、145℃以下が更に好ましい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、上記樹脂の軟化点は、JIS K6220-1:2001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。
前記芳香族ビニル重合体は、芳香族ビニルモノマーを構成単位として含むポリマーである。例えば、α-メチルスチレン及び/又はスチレンを重合して得られる樹脂が挙げられ、具体的には、スチレンの単独重合体(スチレン樹脂)、α-メチルスチレンの単独重合体(α-メチルスチレン樹脂)、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、スチレンと他のモノマーの共重合体などが挙げられる。
前記クマロンインデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主な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。
前記クマロン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、クマロンを含む樹脂である。
前記インデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、インデンを含む樹脂である。
前記フェノール樹脂としては、例えば、フェノールと、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラールなどのアルデヒド類とを酸又はアルカリ触媒で反応させることにより得られるポリマー等の公知のものを使用できる。なかでも、酸触媒で反応させることにより得られるもの(ノボラック型フェノール樹脂など)が好ましい。
前記ロジン樹脂としては、天然ロジン、重合ロジン、変性ロジン、これらのエステル化合物、これらの水素添加物に代表されるロジン系樹脂等が挙げられる。
前記石油樹脂としては、C5系樹脂、C9系樹脂、C5/C9系樹脂、ジシクロペンタジエン(DCPD)樹脂、これらの水素添加物などが挙げられる。なかでも、DCPD樹脂、水添DCPD樹脂が好ましい。
前記テルペン系樹脂は、テルペンを構成単位として含むポリマーであり。例えば、テルペン化合物を重合して得られるポリテルペン樹脂、テルペン化合物と芳香族化合物とを重合して得られる芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。芳香族変性テルペン樹脂としては、テルペン化合物及びフェノール系化合物を原料とするテルペンフェノール樹脂や、テルペン化合物及びスチレン系化合物を原料とするテルペンスチレン樹脂、テルペン化合物、フェノール系化合物及びスチレン系化合物を原料とするテルペンフェノールスチレン樹脂も使用できる。なお、テルペン化合物としては、α-ピネン、β-ピネンなど、フェノール系化合物としては、フェノール、ビスフェノールAなど、芳香族化合物としては、スチレン系化合物(スチレン、α-メチルスチレンなど)が挙げられる。
前記アクリル系樹脂は、アクリル系モノマーを構成単位として含むポリマーである。例えば、カルボキシル基を有し、芳香族ビニルモノマー成分とアクリル系モノマー成分とを共重合して得られる、スチレンアクリル樹脂等のスチレンアクリル系樹脂などが挙げられる。なかでも、無溶剤型カルボキシル基含有スチレンアクリル系樹脂を好適に使用できる。
可塑剤としては、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)、RutgersChemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、ENEOS(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。
(他の成分)
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。
老化防止剤としては特に限定されないが、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。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましく、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、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物がより好ましい。市販品としては、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。
前記ゴム組成物において、老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.2質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。該含有量は、好ましくは7.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは2.8質量部以下である。
前記ゴム組成物は、ステアリン酸を含んでもよい。前記ゴム組成物において、ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは0.5~5質量部、更に好ましくは0.5~2質量部である。
なお、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)、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。
前記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含んでもよい。前記ゴム組成物において、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~5質量部である。
なお、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。
前記ゴム組成物には、ワックスを配合してもよい。前記ゴム組成物において、ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~5質量部である。
ワックスとしては特に限定されず、石油系ワックス、天然系ワックスなどが挙げられ、また、複数のワックスを精製又は化学処理した合成ワックスも使用可能である。これらのワックスは、単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。天然系ワックスとしては、石油外資源由来のワックスであれば特に限定されず、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス、ホホバろうなどの植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラクタムなどの鉱物系ワックス;及びこれらの精製物などが挙げられる。市販品としては、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。
前記ゴム組成物には、ポリマー鎖に適度な架橋鎖を形成し、良好な前記性能バランスを付与するという点で、硫黄を配合してもよい。
前記ゴム組成物において、硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは0.7質量部以上、より更に好ましくは1.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは6.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下である。
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。市販品としては、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。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、加硫促進剤を含んでもよい。
前記ゴム組成物において、加硫促進剤の含有量は、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。
加硫促進剤の種類は特に制限はなく、通常用いられているものを使用可能である。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,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。
加硫促進剤のなかでも、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。スルフェンアミド系加硫促進剤の含有量は特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3~4.0質量部、好ましくは0.5~2.5質量部、更に好ましくは0.7~1.6質量部である。グアニジン系加硫促進剤の含有量は特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5~5.0質量部、好ましくは0.8~3.0質量部、更に好ましくは1.0~2.3質量部である。
前記ゴム組成物には、上記成分以外にも、離型剤や顔料等の応用分野に従って、それらの使用に使われる通常の添加物を適宜配合してもよい。
前記ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、必要に応じて架橋する方法などにより製造できる。なお、混練条件としては、混練温度は、通常50~200℃、好ましくは80~190℃であり、混練時間は、通常30秒~30分、好ましくは1分~30分である。
本発明のタイヤは、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備え、前記周方向溝部が前記溝部形成ゴム組成物で形成されている。
以下、適宜図面を参照しつつ、好ましい実施形態の一例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本例に制限されるものではない。
本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法は、正規状態で測定された値である。
本明細書において、「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。
正規リムにタイヤを組んだ状態で測定できない場合、タイヤの子午線断面における各部の寸法及び角度は、回転軸を含む平面に沿ってタイヤを切断することにより得られる、タイヤの断面において、左右のビード間の距離を、正規リムに組んだタイヤにおけるビード間の距離に一致させて、測定される。
「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(日本自動車タイヤ協会)であれば「JATMA YEAR BOOK」に記載されている適用サイズにおける“標準リム”、ETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)であれば「STANDARDS MANUAL」に記載されている“Measuring Rim”、TRA(The Tire and Rim Association,Inc.)であれば「YEAR BOOK」に記載されている“Design Rim”を指し、JATMA、ETRTO、TRAの順に参照し、参照時に適用サイズがあればその規格に従う。そして規格に定められていないタイヤの場合には、リム組み可能であって、内圧が保持できるリム、即ちリム/タイヤ間からエア漏れを生じさせないリムの内、最もリム径が小さく、次いでリム幅が最も狭いものを指す。
「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”、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値を指し、「正規リム」の場合と同様にJATMA、ETRTO、TRAの順に参照し、その規格に従う。そして、規格に定められていないタイヤの場合、前記正規リムを標準リムとして記載されている別のタイヤサイズ(規格に定められているもの)の正規内圧(但し、250kPA以上)を指す。なお、250kPa以上の正規内圧が複数記載されている場合には、その中の最小値を指す。
また、本明細書において、「正規荷重」とは、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、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値を指し、前記した「正規リム」や「正規内圧」の場合と同様に、JATMA、ETRTO、TRAの順に参照し、その規格に従う。そして、規格に定められていないタイヤの場合は以下の計算により、正規荷重Wを求める。
 V={(Dt/2)-(Dt/2-Ht)}×π×Wt
 W=0.000011×V+175
   W:正規荷重(kg)
   V:タイヤの仮想体積(mm
   Dt:タイヤ外径(mm)
   Ht:タイヤの断面高さ(mm)
   Wt:タイヤの断面幅(mm)
タイヤの「断面幅Wt(mm)」は正規状態において、タイヤ側面に模様または文字などがある場合にはそれらを除いたものとしてのサイドウォール外面間の最大幅である。
タイヤの「外径Dt(mm)」は正規状態におけるタイヤの外径を指す。
タイヤの「断面高さHt(mm)」はタイヤの半径方向断面における、タイヤ半径方向の高さを指し、タイヤのリム径をR(mm)としたとき、タイヤの外径Dtとリム径Rとの差の半分に相当する。言い換えると、断面高さHtは(Dt-R)/2により求めることが可能である。
図1には、空気入りタイヤ2が示されている。図1において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。図1において、一点鎖線CLはタイヤ2の赤道面を表わす。このタイヤ2の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。
このタイヤ2は、トレッド4、一対のサイドウォール6、一対のウィング8、一対のクリンチ10、一対のビード12、カーカス14、ベルト16、バンド18、インナーライナー20及び一対のチェーファー22を備えている。このタイヤ2は、チューブレスタイプである。このタイヤ2は、乗用車に装着される。
トレッド4は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド4は、路面と接地するトレッド面24を形成する。トレッド4には、周方向溝部26が刻まれている。周方向溝部26とは、タイヤの周方向に沿って設けられた溝である。周方向溝部26は、周方向に連通していれば、ジグザグ状でも、湾曲状でも、直線状でもよい。この周方向溝部26により、トレッドパターンが形成されている。トレッド4は、ベース層28とキャップ層30とを有している。キャップ層30は、ベース層28の半径方向外側に位置している。キャップ層30は、ベース層28に積層されている。
なお、図1では、キャップ層30及びベース層28からなる2層構造トレッド4の例が示されているが、単層構造トレッド4、3層以上の構造を有するトレッド4でもよい。
本発明において、トレッド4を構成するゴム層(架橋後のゴム組成物の層)のうち、少なくとも1つの周方向溝部が前記溝部形成ゴム組成物で形成されていればよいが、全ての周方向溝部が前記溝部形成ゴム組成物で形成されていることが好ましく、トレッド4を構成するゴム層のうち、少なくとも最表面の層が前記溝部形成ゴム組成物からなることがより好ましい。具体的には、単層構造トレッドの場合は単層構造トレッド、2層構造トレッドの場合は2層構造トレッドのキャップ層、3層以上の構造を有するトレッドの場合はキャップ層(最表面層)が該ゴム組成物で構成されることが望ましい。
図2は、図1のタイヤ2のトレッド4の近辺が示された拡大断面図である。図2において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。
図2の拡大断面図に示されるタイヤ2において、周方向溝部26の溝深さDは、好ましくは13.0mm以下、より好ましくは12.0mm以下、更に好ましくは11.5mm以下、より更に好ましくは10.0mm以下であり、また、好ましくは3.5mm以上、より好ましくは6.0mm以上、更に好ましくは8.0mm以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、周方向溝部26の溝深さとは、トレッド最表面の接地面を形成する面を延長した面の法線に沿って計測され、該接地面を形成する面を延長した面から最深の溝底までの距離を意味するものであり、図2では、周方向溝部26の溝深さは、Dの長さを意味する。
図1のタイヤ2は、周方向溝部26の溝深さD(mm)と、前述の水湿潤時のE*/乾燥時のE*とが、下記式(2)を満たす。
D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)>9.0   (2)
(式中、E*は、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)である。Dは、周方向溝部26の溝深さ(mm)である。)
D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)は、好ましくは9.2以上、より好ましくは9.3以上、更に好ましくは9.4以上、より更に好ましくは9.5以上、より更に好ましくは9.6以上、より更に好ましくは9.8以上、より更に好ましくは10.0以上、より更に好ましくは10.1以上、より好ましくは10.3以上、より更に好ましくは11.0以上、より更に好ましくは11.8以上、より更に好ましくは11.9以上である。上限は特に限定されないが、好ましくは16.0以下、より好ましくは15.0以下、更に好ましくは14.0以下、特に好ましくは13.0以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
図1のタイヤ2において、それぞれのサイドウォール6は、トレッド4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6の半径方向外側部分は、トレッド4と接合されている。このサイドウォール6の半径方向内側部分は、クリンチ10と接合されている。
それぞれのウィング8は、トレッド4とサイドウォール6との間に位置している。ウィング8は、トレッド4及びサイドウォール6のそれぞれと接合している。
それぞれのクリンチ10は、サイドウォール6の半径方向略内側に位置している。クリンチ10は、軸方向において、ビード12及びカーカス14よりも外側に位置している。
それぞれのビード12は、クリンチ10の軸方向内側に位置している。ビード12は、コア32と、このコア32から半径方向外向きに延びるエイペックス34とを備えている。コア32はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーなどを含む。エイペックス34は、半径方向外向きに先細りである。
カーカス14は、カーカスプライ36を備えている。このタイヤ2では、カーカス14は1枚のカーカスプライ36からなるが、2枚以上で構成されてもよい。
このタイヤ2では、カーカスプライ36は、両側のビード12の間に架け渡されており、トレッド4及びサイドウォール6に沿っている。カーカスプライ36は、それぞれのコア32の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ36には、主部36aと一対の折り返し部36bとが形成されている。すなわち、カーカスプライ36は、主部36aと一対の折り返し部36bとを備えている。
図示されていないが、カーカスプライ36は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなるもの等が挙げられる。このカーカス14はラジアル構造を有することが好ましい。
ベルト16は、トレッド4の半径方向内側に位置している。ベルト16は、カーカス14と積層されている。ベルト16は、内側層38及び外側層40からなる。
図示されていないが、内側層38及び外側層40のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなるもの等が挙げられる。それぞれのコードは、例えば、赤道面に対して傾斜している。内側層38のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層40のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。
バンド18は、ベルト16の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド18はベルト16の幅と同等の幅を有している。このバンド18が、このベルト16の幅よりも大きな幅を有していてもよい。
図示されていないが、バンド18は、コードとトッピングゴムとからなるもの等が挙げられる。コードは、例えば、螺旋状に巻かれている。
ベルト16及びバンド18は、補強層を構成している。ベルト16のみから、補強層が構成されてもよい。
インナーライナー20は、カーカス14の内側に位置している。インナーライナー20は、カーカス14の内面に接合されている。
それぞれのチェーファー22は、ビード12の近傍に位置している。この実施形態では、チェーファー22は布とこの布に含浸したゴムとからなるもの等が挙げられる。このチェーファー22が、クリンチ10と一体とされてもよい。
図1に示されているように、タイヤ2のトレッド4には、複数本、詳細には、3本の周方向溝部26が刻まれている。これらの周方向溝部26は、軸方向に間隔をあけて配置されている。このトレッド4には、3本の周方向溝部26が刻まれることにより、周方向に延在する4本のリブ44が形成されている。つまり、リブ44とリブ44との間が周方向溝部26である。
それぞれの周方向溝部26は、周方向に延在している。周方向溝部26は、周方向に途切れることなく連続している。
タイヤ2の製造では、複数のゴム部材がアッセンブリーされて、ローカバー(未加硫タイヤ2)が得られる。このローカバーが、モールドに投入される。ローカバーの外面は、モールドのキャビティ面と当接する。ローカバーの内面は、ブラダー又は中子に当接する。ローカバーは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、ローカバーのポリマー組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ2が得られる。そのキャビティ面に凹凸模様を有するモールドが用いられることにより、タイヤ2に凹凸模様が形成される。
タイヤ2としては、空気入りタイヤ、非空気入りタイヤなどが挙げられる。なかでも、空気入りタイヤが好ましい。例えば、夏用タイヤ(サマータイヤ)、冬用タイヤ(スタッドレスタイヤ、スノータイヤ、スタッドタイヤなど)として好適に使用できる。タイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック、バスなどの重荷重用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、二輪自動車用タイヤ、レース用タイヤ(高性能タイヤ)などに使用可能である。
以下では、実施をする際に好ましいと考えられる例(実施例)を示すが、本発明の範囲は実施例に限られない。
実施例及び比較例で使用する各種薬品について、まとめて説明する。
カルボン酸変性SBR:下記製造例1により合成(カルボン酸基の含有量:5質量%、スチレン含量:23質量%、ブタジエン含有量:72質量%)
カルボン酸変性BR:下記製造例2により合成(カルボン酸基の含有量:5質量%、ブタジエン含有量:95質量%)
NR:TSR20
SBR:ZEON(株)製のNipol 1502(E-SBR)
BR:JSR社製のBR730(ハイシスポリブタジエン、シス含量:96質量%)
マレイン酸液状IR:クラレ社製のLIR-410(1分子あたりの官能基数:10個、数平均分子量:30000)
カーボンブラック:三菱ケミカル(株)製のダイアブラックI(N220、NSA:114m/g、DBP:114ml/100g)
シリカ:エボニック・デグサ社製のウルトラシルVN3(NSA:175m/g)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酢酸カリウム:富士フイルム和光純薬(株)製の酢酸カリウム
酢酸カルシウム:富士フイルム和光純薬(株)製の酢酸カルシウム
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
オイル:H&R社製のVIVATEC400/500(TDAEオイル)
シランカップリング剤:EVONIK-DEGUSSA製のSi69(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
樹脂:Arizona chemical社製のSYLVARES SA85(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、Tg:43℃、軟化点:85℃)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(老化防止剤、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DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3-ジフェニルグアニジン)
加硫促進剤NS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N-tert-ブチル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド)
<製造例1:カルボン酸変性SBRの合成>
(ラテックスの調製)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、スチレン250g、メタクリル酸50g、ブタジエン700g及び分子量調整剤2gを仕込む。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始する。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、ラテックスを得る。
(ゴムの調製)
該ラテックスから、水蒸気蒸留により、未反応単量体を除去する。その後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得る。該重合体を40℃の減圧乾燥器で乾燥し、固形ゴム(乳化重合ゴム)を得る。
<製造例2:カルボン酸変性BRの合成>
(ラテックスの調製)
攪拌機付き耐圧反応器に蒸留水2000g、乳化剤(1)45g、乳化剤(2)1.5g、電解質8g、メタクリル酸50g、ブタジエン950g及び分子量調整剤2gを仕込む。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤1g及びSFS1.5gを溶解した水溶液と、EDTA0.7g及び触媒0.5gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始する。重合開始から5時間後、重合停止剤2gを添加して反応を停止させ、ラテックスを得る。
(ゴムの調製)
該ラテックスから、水蒸気蒸留により、未反応単量体を除去する。その後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得る。該重合体を40℃の減圧乾燥器で乾燥し、固形ゴム(乳化重合ゴム)を得る。
なお、製造例1、2の使用材料は、以下のとおりである。
乳化剤(1):ハリマ化成(株)製のロジン酸石鹸
乳化剤(2):富士フイルム和光純薬(株)製の脂肪酸石鹸
電解質:富士フイルム和光純薬(株)製のリン酸ナトリウム
スチレン:富士フイルム和光純薬(株)製のスチレン
メタクリル酸:富士フイルム和光純薬(株)製のメタクリル酸
ブタジエン:高千穂化学工業(株)製の1,3-ブタジエン
分子量調整剤:富士フイルム和光純薬(株)製のtert-ドデシルメルカプタン
ラジカル開始剤:日油(株)製のパラメンタンヒドロペルオキシド
SFS:富士フイルム和光純薬(株)製のソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート
EDTA:富士フイルム和光純薬(株)製のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム
触媒:富士フイルム和光純薬(株)製の硫酸第二鉄
重合停止剤:富士フイルム和光純薬(株)製のN,N’-ジメチルジチオカルバメート
アルコール:関東化学(株)製のメタノール、エタノール
ギ酸:関東化学(株)製のギ酸
塩化ナトリウム:富士フイルム和光純薬(株)製の塩化ナトリウム
<NMR測定>
H-NMRを用いて、変性ゴム中のカルボン酸基の含有量を算出する。
(実施例及び比較例)
各表に示す配合処方及び溝深さDにしたがい、(株)神戸製鋼所製の16L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薬品を160℃の条件下で4分間混練りし、混練り物を得る。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4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得る。該未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で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た後、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造する。
各表に従って配合を変化させた組成物により得られる試験用タイヤを検討して、下記物性測定方法、評価方法に基づいて算出した結果を各表に示す。なお、表1の基準比較例は比較例1-1、表2の基準比較例は比較例2-1である。
<粘弾性試験>
各試験用タイヤのトレッドのゴム層内部からタイヤ周方向が長辺となる様に長さ40mm×幅3mm×厚さ0.5mmの粘弾性測定サンプルを採取し、トレッドゴムのtanδおよびE*を、TAインスツルメント社製のRSAシリーズを用いて、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定し、測定開始から30分後の測定値を得る。
なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とする。
<乾燥時のE*及びtanδ>
上記粘弾性測定サンプル(長さ40mm×幅3mm×厚さ0.5mm)を常温、常圧の条件で恒量になるまで乾燥させる。該乾燥時の加硫ゴム組成物(ゴム片)の複素弾性率E*、損失正接tanδを上記粘弾性試験の方法で測定し、乾燥時のE*、tanδとする。
<水湿潤時のE*及びtanδ>
RSAの浸漬測定治具を用いて、水中にて上記粘弾性試験の方法で粘弾性を測定することにより、水湿潤時のE*、tanδとする。なお、水温は30℃に設定する。
<ウェットグリップ性能>
各試験用タイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求める。基準比較例の制動距離を100とし、各配合を指数表示する。指数が大きいほどウェットグリップ性能が良好である。
<ドライグリップ性能>
各試験用タイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して、ドライアスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求める。基準比較例の制動距離を100とし、各配合を指数表示する。指数が大きいほどドライグリップ性能が良好である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
以上のとおり、本発明(1)は、少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、
前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、
前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、下記式(1-1)及び/又は下記式(1-2)と、下記式(2)とを満たすタイヤである。
水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.90      (1-1)
水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.10  (1-2)
D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)>9.0   (2)
(式中、E*及びtanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)及び損失正接である。Dは、前記周方向溝部溝深さ(mm)である。)
本発明(2)は、前記溝部形成ゴム組成物が、下記式を満たす本発明(1)記載のタイヤである。
水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.85
本発明(3)は、前記溝部形成ゴム組成物が、下記式を満たす本発明(1)又は(2)記載のタイヤである。
水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.15
本発明(4)は、前記溝部形成ゴム組成物の乾燥時のE*が、2.5MPa以上である本発明(1)~(3)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(5)は、前記溝部形成ゴム組成物の乾燥時のtanδが、0.15以上である本発明(1)~(4)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(6)は、前記溝部形成ゴム組成物は、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムと、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド、ルビジウムフェノキシド、セシウムフェノキシド、ベリリウムジフェノキシド、マグネシウムジフェノキシド、カルシウムジフェノキシド、ストロンチウムジフェノキシド、及びバリウムジフェノキシドからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを含む本発明(1)~(5)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(7)は、前記溝部形成ゴム組成物は、ゴム成分100質量%中の前記変性ゴムの含有量が、5~90質量%である本発明(6)記載のタイヤである。
本発明(8)は、前記溝部形成ゴム組成物は、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.5~20.0質量部である本発明(6)又は(7)記載のタイヤである。
本発明(9)は、前記カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムは、メタクリル酸を分子中に有する乳化重合スチレンブタジエンゴムである本発明(6)~(8)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(10)は、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、酢酸カリウム及び/又は酢酸カルシウムである本発明(6)~(9)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(11)は、前記溝部形成ゴム組成物は、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性液状ジエン系ポリマーと、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド、ルビジウムフェノキシド、セシウムフェノキシド、ベリリウムジフェノキシド、マグネシウムジフェノキシド、カルシウムジフェノキシド、ストロンチウムジフェノキシド、及びバリウムジフェノキシドからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを含む本発明(1)~(5)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(12)は、前記溝部形成ゴム組成物は、前記変性液状ジエン系ポリマーの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、5~50質量部である本発明(11)記載のタイヤである。
本発明(13)は、前記溝部形成ゴム組成物は、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.5~20.0質量部である本発明(11)又は(12)記載のタイヤである。
本発明(14)は、前記カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性液状ジエン系ポリマーは、メタクリル酸又はマレイン酸を分子中に有する液状イソプレン重合体である本発明(11)~(13)のいずれかに記載のタイヤである。
本発明(15)は、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、酢酸カリウム及び/又は酢酸カルシウムである本発明(11)~(14)のいずれかに記載のタイヤである。
2 空気入りタイヤ
4 トレッド
6 サイドウォール
8 ウィング
10 クリンチ
12 ビード
14 カーカス
16 ベルト
18 バンド
20 インナーライナー
22 チェーファー
24 トレッド面
26 周方向溝部
27 溝底
28 ベース層
30 キャップ層
32 コア
34 エイペックス
36 カーカスプライ
36a 主部
36b 折り返し部
38 内側層
40 外側層
44 リブ
CL タイヤ2の赤道面
D 周方向溝部の溝深さ

Claims (15)

  1. 少なくとも1つの周方向溝部を有するトレッドを備えたタイヤであって、
    前記周方向溝部が溝部形成ゴム組成物で形成され、
    前記溝部形成ゴム組成物の水湿潤時のE*(MPa)、乾燥時のE*(MPa)、水湿潤時のtanδ及び乾燥時のtanδ、前記周方向溝部の溝深さD(mm)が、下記式(1-1)及び/又は下記式(1-2)と、下記式(2)とを満たすタイヤ。
    水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.90      (1-1)
    水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.10  (1-2)
    D/(水湿潤時のE*/乾燥時のE*)>9.0   (2)
    (式中、E*及びtanδは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モード、測定時間30分の条件下で測定した測定開始から30分後の複素弾性率(MPa)及び損失正接である。Dは、前記周方向溝部溝深さ(mm)である。)
  2. 前記溝部形成ゴム組成物が、下記式を満たす請求項1記載のタイヤ。
    水湿潤時のE*/乾燥時のE*≦0.85
  3. 前記溝部形成ゴム組成物が、下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
    水湿潤時のtanδ/乾燥時のtanδ≧1.15
  4. 前記溝部形成ゴム組成物の乾燥時のE*が、2.5MPa以上である請求項1~3のいずれかに記載のタイヤ。
  5. 前記溝部形成ゴム組成物の乾燥時のtanδが、0.15以上である請求項1~4のいずれかに記載のタイヤ。
  6. 前記溝部形成ゴム組成物は、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムと、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド、ルビジウムフェノキシド、セシウムフェノキシド、ベリリウムジフェノキシド、マグネシウムジフェノキシド、カルシウムジフェノキシド、ストロンチウムジフェノキシド、及びバリウムジフェノキシドからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを含む請求項1~5のいずれかに記載のタイヤ。
  7. 前記溝部形成ゴム組成物は、ゴム成分100質量%中の前記変性ゴムの含有量が、5~90質量%である請求項6記載のタイヤ。
  8. 前記溝部形成ゴム組成物は、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.5~20.0質量部である請求項6又は7記載のタイヤ。
  9. 前記カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性ゴムは、メタクリル酸を分子中に有する乳化重合スチレンブタジエンゴムである請求項6~8のいずれかに記載のタイヤ。
  10. 前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、酢酸カリウム及び/又は酢酸カルシウムである請求項6~9のいずれかに記載のタイヤ。
  11. 前記溝部形成ゴム組成物は、カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性液状ジエン系ポリマーと、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド、ルビジウムフェノキシド、セシウムフェノキシド、ベリリウムジフェノキシド、マグネシウムジフェノキシド、カルシウムジフェノキシド、ストロンチウムジフェノキシド、及びバリウムジフェノキシドからなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩とを含む請求項1~5のいずれかに記載のタイヤ。
  12. 前記溝部形成ゴム組成物は、前記変性液状ジエン系ポリマーの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、5~50質量部である請求項11記載のタイヤ。
  13. 前記溝部形成ゴム組成物は、前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.5~20.0質量部である請求項11又は12記載のタイヤ。
  14. 前記カルボン酸、スルホン酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を分子中に有する変性液状ジエン系ポリマーは、メタクリル酸又はマレイン酸を分子中に有する液状イソプレン重合体である請求項11~13のいずれかに記載のタイヤ。
  15. 前記アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、酢酸カリウム及び/又は酢酸カルシウムである請求項11~14のいずれかに記載のタイヤ。
     
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