JP2011032480A - 乗用車用スタッドレスタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】全硫黄量が0.7質量%以下であり、架橋密度が2.0×10−5mol/cm3以上であるトレッドを有し、該トレッドが、ブタジエンゴムと、天然ゴム及び/又はイソプレンゴムとを含むゴム成分を含有するゴム組成物から得られ、該ゴム成分100質量%中の該ブタジエンゴム、該天然ゴム及び該イソプレンゴムの合計含有量が70質量%以上である乗用車用スタッドレスタイヤに関する。
【選択図】なし
Description
上記トレッドが脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を含むゴム組成物から得られることが好ましい。
上記全架橋密度、モノ架橋密度は、特開2002−17898号公報に記載の方法を用いて測定することができる。
上記ゴム成分としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)等が挙げられる。なかでも、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、更に、耐摩耗性を向上させることもできるという理由から、NR及び/又はENRを含むことが好ましい。
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、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(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、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−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメ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、3−トリエ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、2−トリメ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−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾー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、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド等のスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチ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等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、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、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系、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、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のグリシドキシ系、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等のニトロ系、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、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン等のクロロ系等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、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。
天然ゴム(NR):RSS#3
BR1:宇部興産株式会社製のBR150B(シス1,4結合量97%、ML1+4(100℃)40、25℃における5%トルエン溶液粘度48cps、Mw/Mn3.3)
カーボンブラック:三菱化学株式会社製のダイアブラックI(ISAFカーボン、平均粒子径23nm、DBP吸油量114ml/100g)
シリカ:デグッサ社製のUltrasil VN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi−69
ミネラルオイル:出光興産(株)製のPS−32(パラフィン系プロセスオイル)
ステアリン酸:日本油脂(株)製の桐
リバージョン防止剤(脂肪族カルボン酸の亜鉛塩及び芳香族カルボン酸の亜鉛塩の混合物):ストラクトール社製のアクチベーター73A((i)脂肪族カルボン酸の亜鉛塩:やし油由来の脂肪酸の亜鉛塩(炭素数:8〜12)、(ii)芳香族カルボン酸の亜鉛塩:安息香酸亜鉛、含有モル比率:1/1、亜鉛含有率:17質量%)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
酸化亜鉛ウィスカ:アムテック(株)のパナテトラWZ−0501(突起の数4個、針状短繊維長2〜50μm、針状短繊維径(平均値)0.2〜3.0μm)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエースワックス
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤BBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−ジフェニルグアニジン)
表1に示す配合処方にしたがい、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表1の工程1に示す配合量の薬品を投入して、排出温度が約150℃となるよう5分間混練りした。その後、工程1で得られた混合物に対して、工程2に示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を加え、オープンロールを用いて、約80℃で3分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合せ、170℃で15分間加硫することにより、各実施例及び各比較例のスタッドレスタイヤを作製した。なお、実施例4及び5では、加硫条件を変更し、150℃で45分間加硫とした。
キュラストメーターを用いて、170℃における未加硫ゴム組成物の加硫曲線を測定した。最大トルク上昇値(MH−ML)値を100として、加硫開始時点から20分後のトルク上昇値を相対値で示し、相対値を100から引いた値をリバージョン率とした。リバージョン率が小さいほど、加硫戻りが抑制され、良好であることを示す。尚、実施例4及び実施例5では150℃における加硫曲線を測定し、加硫開始時点から45分後のトルク上昇値を相対値で示し、上記と同様にしてリバージョン率とした。
JIS K6253の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に従って、タイプAデュロメーターにより、各実施例及び各比較例の加硫ゴム試験片の硬度を測定した。
各実施例及び各比較例のスタッドレスタイヤ(冬用空気入りタイヤ)を用いて、下記条件で氷雪上において実車性能を評価した。なお、冬用空気入りタイヤとしては195/65R15サイズのDS−2パターンの乗用車用スタッドレスタイヤを製造し、これらのタイヤを排気量2000ccのFR車に装着した。試験場所は、住友ゴム工業株式会社の北海道名寄テストコースで行い、氷上気温は−1〜−6℃、雪上気温は−2〜−10℃であった。
・ハンドリング性能(操縦安定性):上記車両を用いて雪上での発進、加速及び停止についての測定を行い、フィーリングによる評価を行った。フィーリング評価は、比較例1を100とした基準とし、明らかに性能が向上したとテストドライバーが判断したものを120、これまで全く見られなかった良好なレベルであるものを140とするような評点付けを行った。
・制動性能(氷上制動停止距離):時速30km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。そして、比較例1をリファレンスとして、下記式から算出した。
(制動性能指数)=(比較例1の制動停止距離)÷(停止距離)×100
各実施例及び各比較例のトレッドゴムを用いて195/65R15サイズのDS−2パターンの乗用車用スタッドレスタイヤを製造し、これらのタイヤを排気量2000ccのFF車に装着した。
そして、走行距離8000kmを経過した後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが1mm減少するときの走行距離を算出し以下の式により指数化した。
[(1mm溝深さが減少するときの走行距離)/(比較例1のタイヤの溝深さが1mm減少するときの走行距離)]×100
指数が大きいほど、耐摩耗性が良好であるといえる。
JIS K6260の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムのデマチャ屈曲亀裂成長試験方法」に準じて、温度23℃、相対湿度55%の条件下で、各実施例及び各比較例で製造したゴム組成物のサンプルに関して、100万回屈曲試験後の亀裂長さ、あるいは、亀裂の成長が1mmになるまでの屈曲試験回数を測定し、得られた亀裂長さあるいは屈曲試験回数を基にして、各サンプルに1mmの亀裂が成長するまでの屈曲回数を常用対数値で表した。更に得られた常用対数値を比較例1を100とする指数で示した。
なお、もとのゴム組成物のサンプルの長さに対して、50%の伸び率で繰り返し屈曲させた。指数が大きいほど亀裂が成長しにくく、耐屈曲亀裂成長性が優れているといえる。
JIS K 6350(1976)の「ゴム製品分析方法」のうち、第6、7頁の全硫黄量の定量に記載された方法に従って求めた。
架橋密度の算出は、以下の手順で行われた。
まず、各実施例及び各比較例で製造した加硫ゴムシートから、直径3mmの円柱状試験片を打ち抜いた。この試験片を20℃でアセトンに24時間浸漬し、オイル及び老化防止剤を抽出した。抽出後の試験片を、テトラヒドロフラン(THF)とベンゼンとが1:1の質量比で混合された20℃の溶剤中に24時間浸漬し、膨潤させた。
次に、テトラヒドロフラン(THF)とベンゼンとが1:1の質量比で混合された20℃の溶剤が満たされたTMA装置(図1)に試験片を投入した。そして、このTMA装置にて、圧縮応力と歪みとの関係から、(τ0/(1/α2−α))の値を求めた。こうして得られた数値及び試験片の各種寸法を、下記数式(I)に示されるフローリーの理論式に代入し、ゴムの全架橋密度(νT)を算出した。なお、試験は3個の試験片について行い、この結果を平均した。
また、いずれもリバージョン率が低く、加硫戻りを抑制できていた。また、硬度も適正であった。更に、モノ架橋密度が適正であり、耐屈曲亀裂成長性能も良好であった。
また、比較例2では全硫黄量が多く、架橋密度も高くなっており、特に、モノ架橋密度も高くなっていたために耐屈曲亀裂成長性が良くなかった。
Claims (3)
- 全硫黄量が0.7質量%以下であり、架橋密度が2.0×10−5mol/cm3以上であるトレッドを有し、
該トレッドが、ブタジエンゴムと、天然ゴム及び/又はイソプレンゴムとを含むゴム成分を含有するゴム組成物から得られ、
該ゴム成分100質量%中の該ブタジエンゴム、該天然ゴム及び該イソプレンゴムの合計含有量が70質量%以上である乗用車用スタッドレスタイヤ。 - 前記ゴム成分100質量%中の前記ブタジエンゴムの含有量が40質量%以上である請求項1記載の乗用車用スタッドレスタイヤ。
- 前記トレッドの架橋形態におけるモノスルフィド結合の架橋密度が0.9×10−5mol/cm3以下である請求項1又は2記載の乗用車用スタッドレスタイヤ。
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