JP2023077834A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】高速ウェット旋回性が良好な空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤの断面幅Wtおよびタイヤのベルト層幅Bが所定の要件を満たすタイヤにおいて、トレッド表面ゴム層4を構成するゴム組成物の配合を特定の条件とし、かつ、トレッド表面ゴム層4を構成するゴム組成物の総スチレン量を、トレッド内側ゴム層5を構成するゴム組成物の総スチレン量より大きくする。【選択図】図1
Description
本開示は、高速旋回時のウェットグリップ性能が向上した空気入りタイヤに関する。
乗用車用タイヤの性能として、転がり抵抗低減、ウェットグリップ性能等を高い次元で両立することが望まれている。
そこで、乗用車用タイヤとして、トレッドの最表面に位置するトレッド表面ゴム層と、当該トレッド表面ゴム層よりタイヤ径方向内側に位置するトレッド内側ゴム層とを含むトレッドゴムを備えた空気入りタイヤが様々提案されている(例えば特許文献1)。このようなタイヤにおいては、トレッド表面ゴム層を相対的に剛性の高いゴム層とし、トレッド内側ゴム層を相対的に剛性の低いゴム層としている。これにより、直進走行時において、相対的に剛性の低い内側ゴム層が例えばヒステリシスロスを抑制して、タイヤの転がり抵抗を低減させている。
しかしながら、昨今は高速道の整備も進み、車両性能も向上していることから、高速で長距離を移動することも珍しくない状況にある。そのような中で、上記のような空気入りタイヤは、トレッド表面ゴム層の剛性が高い為、旋回時において、路面との接地性が十分とは言えず、高速旋回中のウェットグリップ性能には改善の余地がある。
本開示は、高速旋回時のウェットグリップ性能が向上した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
鋭意検討した結果、タイヤの断面幅およびタイヤのベルト層幅が所定の要件を満たすタイヤにおいて、トレッド表面ゴム層を構成するゴム組成物の配合を特定の条件とし、かつ、トレッド表面ゴム層を構成するゴム組成物の総スチレン量を、トレッド内側ゴム層を構成するゴム組成物の総スチレン量より大きくすることで、上記課題を解決できることが見出された。
すなわち、本開示は、トレッド部およびベルト層を有したタイヤであって、前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、前記第一層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が25質量%以下であり、前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1(℃)が-18℃以上であり、前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が(B-16)/Wt≦0.75を満たすタイヤ、に関する。
本開示によれば、高速旋回時のウェットグリップ性能が向上した空気入りタイヤが提供される。
本開示は、トレッド部およびベルト層を有したタイヤであって、前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、前記第一層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が25質量%以下であり、前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1(℃)が-18℃以上であり、前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が(B-16)/Wt≦0.75を満たすタイヤである。
理論に拘束されることは意図しないが、本開示の効果が発揮されるメカニズムとしては、例えば以下のように考えられる。
本開示のタイヤは、(1)トレッド面を構成する第一層の総スチレン量S1が1~35質量%であるため、トレッド面でゴム成分中のスチレン部による凝集が抑制され、高速走行時においても路面への追随性が得やすくなると考えられる。(2)トレッド面を構成する第一層のブタジエンゴムの含有量が25質量%以下、かつガラス転移温度Tg1(℃)が-18℃以上であるため、Tgより高い温度領域での損失正接tanδが高くなり、高速旋回時に良好な発熱性を得ることができると考えられる。(3)前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層の総スチレン量S2がS1よりも小さいことで、第二層でのスチレンブタジエンゴムのスチレンの凝集がさらに抑制されるため、トレッド面が路面へ接地しやすくなる。同時に前記第一層、および前記第二層のゴム成分中にスチレンが共通して存在していることで、これらによって力が伝達されやすくなり、旋回時に反力を得やすくなると考えられる。(4)タイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が(B-16)/Wt≦0.75を満たすので、トレッドショルダー部の接地圧が上昇することを抑制し、高速旋回時にトレッド面表面の接地圧を均一化させ、接地面全体で生じる力を大きくすることができると考えられる。そして上記(1)~(4)が協働することにより、高速走行状態においても、トレッド面全体の接地圧を均一化し、かつ、トレッド表面ゴム層の追従性および発熱性が高く、トレッド表面で生じた力をタイヤ内部に伝えやすい状態にある為、高速旋回時のウェットグリップ性能が向上するという、特筆すべき効果が達成されると考えられる。
Wt、B、およびS1は下記式(2)を満たすことが好ましい。
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2)
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2)
Wt、B、およびS1が上記式(2)を満たすようにタイヤ断面幅に対して、スチレン含有量およびベルト層幅の積を小さくする。これにより、表面ゴム層でのスチレン部の凝集を防ぎつつ、トレッド表面の接地性を向上させることが可能となり、より高速旋回時のウェットグリップ性能が向上しやすくなると考えられる。
前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物は、平均一次粒子径20nm以下のシリカを含有することが好ましい。
シリカの平均一次粒子径が前記の範囲であることによって、シリカとゴム成分との相互作用が生じ易くなり、発熱性を高められるため、高速走行時のウェットグリップ性能をさらに向上できると考えられる。
前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対しシリカを40~120質量部含有することが好ましい。
トレッドを構成するゴム組成物中のシリカの含有量を前記の範囲とすることで、シリカの分散性と発熱性を両立でき、高速走行時のウェットグリップ性能をさらに向上できると考えられる。
前記第二層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg2(℃)は、-30℃以上であることが好ましい。
Tg2(℃)を-30℃以上とすることで、前記第二層の損失正接tanδが低くなりすぎず、高速旋回時にも前記第二層が一定の発熱性を得ることができ、高速旋回時のウェットグリップ性能と転がり抵抗の低減を高度に両立できる。
Tg1-Tg2は2℃以上であることが好ましい。
前記第二層のガラス転移温度Tg2(℃)を、前記第一層のガラス転移温度Tg1(℃)よりも低くすることで、前記第二層の損失正接tanδは前記第一層の損失正接tanδに対して相対的に低くなり、トレッド全体の転がり抵抗を低減できると考えられる。Tg1とTg2の差を前記の範囲とすることで、前記第二層の損失正接tanδは前記第一層の損失正接tanδに対して相対的に低くなるため、前記第二層が制動時のトレッド全体の変形を抑制し、トレッド面の路面への接地面積が拡大して、ウェットグリップ性能が向上すると考えられる。
前記第二層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量は35質量%以下であることが好ましい。
前記第二層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量を前記の範囲とすることで、前記第二層のTgが低くなりすぎず、高速旋回時にも前記第二層が一定の発熱性を得ることができ、高速旋回時のウェットグリップ性能と転がり抵抗の低減を高度に両立できる。
前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2は15~35質量%であることが好ましい。
S2を前記の範囲とすることで、前記第二層でのスチレンブタジエンゴムのスチレンの凝集がさらに抑制されるため、トレッド面が路面へ接地しやすくなり、ウェットグリップ性能が向上する。
前記トレッドがベルト層のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層を備え、前記ベースゴム層は、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムのうち少なくとも一種を含むゴム成分を含有するゴム組成物により構成されていることが好ましい。
前記トレッドがベルト層のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層を備え、前記ベースゴム層は、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムのうち少なくとも一種を含むゴム成分を含有するゴム組成物により構成されていることで、前記第二層と前記ベースゴム層によりトレッド全体での発熱性が下がり、転がり抵抗が低減できる。また、前記第二層と前記ベースゴム層により制動時のトレッド全体の変形がさらに抑制されるので、トレッド面の路面への接地面積が拡大して、ウェットグリップ性能がさらに向上する。
タイヤ外径をDt(mm)としたとき、前記WtおよびDtが、下記式(3)を満たすことが好ましい。
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3)
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3)
上記式(3)の値を前記の範囲とし、タイヤの横方向面積に対するトレッド部の幅を小さくすることで、トレッド由来の発熱を低下させることができる。これにより、タイヤにおいて、もっとも発熱に寄与の高いトレッドの発熱による温度上昇を抑えることができ、タイヤの温度、サイド部の温度が高くなりすぎることを防ぎ、転がり抵抗を低減できる。
前記トレッドが、タイヤ周方向に連続して延びる1以上の周方向溝によって仕切られた、陸部を有し、少なくとも1つの前記陸部において、トレッド面への開口面積が0.1~15mm2の***を1個以上有することが好ましい。
前記トレッドが、前記***を1個以上有することで、タイヤが湿潤路面に接地した際、トレッド面と路面との間の水を除去することができ、路面への追随性が得やすくなり、特に高速走行時のウェットグリップ性能が向上する。
<定義>
「ゴム成分中の総スチレン量」とは、ゴム成分100質量%中に含まれるスチレン部の合計含有量(質量%)であって、Σ(各スチレン含有ゴムのスチレン含量(質量%)×各スチレン含有ゴムのゴム成分中の含有量(質量%)/100)により計算される。例えば、ゴム成分が、第一のSBR(スチレン含量25質量%)30質量%、第二のSBR(スチレン含量27.5質量%)60質量%、およびNR10質量%からなる場合、ゴム成分100質量%中の総スチレン量は、24.0質量%(=25×30/100+27.5×60/100)である。
「ゴム成分中の総スチレン量」とは、ゴム成分100質量%中に含まれるスチレン部の合計含有量(質量%)であって、Σ(各スチレン含有ゴムのスチレン含量(質量%)×各スチレン含有ゴムのゴム成分中の含有量(質量%)/100)により計算される。例えば、ゴム成分が、第一のSBR(スチレン含量25質量%)30質量%、第二のSBR(スチレン含量27.5質量%)60質量%、およびNR10質量%からなる場合、ゴム成分100質量%中の総スチレン量は、24.0質量%(=25×30/100+27.5×60/100)である。
「正規リム」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、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design Rim”、ETRTOであれば“Measuring Rim”とする。なお、前記の規格体系において定めを持たないサイズのタイヤの場合は、そのタイヤにリム組可能であり、リム/タイヤの間でエア漏れを発生させない最小径のリムのうち、最も幅の狭いものを指すものとする。
「正規内圧」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空気圧であり、JATMAであれば“最高空気圧”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”である。規格に定められていないタイヤの場合、正規内圧は250kPaとする。
「正規状態」とは、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。なお、前記の規格体系において定めを持たないサイズのタイヤの場合は、そのタイヤが前記の最小リムにリム組みされかつ250kPaが充填され、しかも、無負荷の状態をいうものとする。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法(タイヤ断面幅Wt等)は、前記正規状態で測定される。
「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定められた荷重を意味する。JATMA規格であれば「最大負荷能力」、TRA規格であれば“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に掲載の「最大値」、およびETRTO規格であれば“LOAD CAPACITY”は、正規荷重である。
「タイヤの断面幅Wt」とは、正規状態におけるタイヤ断面の最大幅を指す。ただし、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、サイドウォール外面間の最大幅である。また、簡易的には、タイヤを半径方向に切り出した断面において、ビード部間を正規リム幅に合わせた状態でサイドウォールの文字等を除いた幅方向の最大直線距離を求めることで、測定することができる。
「タイヤのベルト層幅B」とは、正規状態におけるタイヤのベルト層の幅方向の最大長さである。簡易的には上述の断面幅と同様に、タイヤを半径方向に切り出した断面において、ビード部間を正規リム幅に合わせた状態で、ベルト層の端点間の幅方向直線距離を求めることで測定することができる。なお、ベルト層が複数枚のベルト層で構成される場合、これらのうち最も距離の長いものを「タイヤのベルト総幅B」とする。
「タイヤの外径Dt」とは、正規状態における、タイヤの直径である。
「タイヤの扁平率(%)」とは、正規状態における、タイヤ断面高さHt(mm)および前記断面幅Wt(mm)より、(Ht/Wt)×100により求められる。
「***」とは、トレッド内から延在しトレッド踏面へ開口するものを指す。また、タイヤ周方向、幅方向に連通しておらず、周方向溝、横溝、飾り溝などとは区別されるものである。
「オイルの含有量」は、油展ゴムに含まれるオイル量も含む。
<測定方法>
「ゴム組成物のガラス転移温度(Tg)」は、ゴム組成物の試験片サンプル(例えば、長さ20mm×幅4mm×厚さ1mm)について、動的粘弾性評価装置(例えば、GABO社製のイプレクサーシリーズ)を用いて、周波数10Hz、初期歪10%、振幅±0.5%、および昇温速度2℃/minの条件下で、tanδの温度分布曲線を測定し、得られた温度分布曲線における最も大きいtanδ値に対応する温度(tanδピーク温度)である。タイヤ用ゴム組成物においては、タイヤからゴム組成物の試験片サンプルを採取し、試験片サンプルの長手方向とタイヤ周方向を一致させる。
「ゴム組成物のガラス転移温度(Tg)」は、ゴム組成物の試験片サンプル(例えば、長さ20mm×幅4mm×厚さ1mm)について、動的粘弾性評価装置(例えば、GABO社製のイプレクサーシリーズ)を用いて、周波数10Hz、初期歪10%、振幅±0.5%、および昇温速度2℃/minの条件下で、tanδの温度分布曲線を測定し、得られた温度分布曲線における最も大きいtanδ値に対応する温度(tanδピーク温度)である。タイヤ用ゴム組成物においては、タイヤからゴム組成物の試験片サンプルを採取し、試験片サンプルの長手方向とタイヤ周方向を一致させる。
「Tg」はJIS K 7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)により求められる値であり、例えば、SBRや樹脂成分に適用される。
「スチレン含量」は、1H-NMR測定により算出される値であり、例えば、SBR等のスチレンに由来する繰り返し単位を有するゴム成分に適用される。
「ビニル含量(1,2-結合ブタジエン単位量)」は、JIS K 6239-2:2017に従い、赤外吸収スペクトル分析により算出される値であり、例えば、SBR、BR等のブタジエンに由来する繰り返し単位を有するゴム成分に適用される。
「シス含量(シス-1,4-結合ブタジエン単位量)」は、JIS K 6239-2:2017に従い、赤外吸収スペクトル分析により算出される値であり、例えば、BR等のブタジエンに由来する繰り返し単位を有するゴム成分に適用される。
「重量平均分子量(Mw)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(例えば、東ソー(株)製のGPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTIPORE HZ-M)による測定値を基に、標準ポリスチレン換算により求めることができる。例えば、SBR、BR、樹脂成分、液状ポリマー等に適用される。
「シリカの平均一次粒子径」は、透過型または走査型電子顕微鏡により観察し、視野内に観察されたシリカの一次粒子を400個以上測定し、その平均により求めることができる。
「シリカのN2SA」は、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される。
「カーボンブラックのN2SA」は、JIS K 6217-2「ゴム用カーボンブラック基本特性-第2部:比表面積の求め方-窒素吸着法-単点法」に準じて測定される。
「樹脂成分の軟化点」は、JIS K 6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
≪タイヤ≫
本開示の一実施形態であるタイヤは、トレッド部およびベルト層を有したタイヤであって、前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が(B-16)/Wt≦0.75を満たす。
本開示の一実施形態であるタイヤは、トレッド部およびベルト層を有したタイヤであって、前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が(B-16)/Wt≦0.75を満たす。
本開示のタイヤは、トレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を配置することで、ウェットグリップ性能の向上を図ることができる。
本開示の一実施形態であるタイヤの作製手順について、以下に詳細に説明する。ただし、以下の記載は本開示を説明するための例示であり、本開示の技術的範囲をこの記載範囲にのみ限定する趣旨ではない。なお、本明細書において、「~」を用いて数値範囲を示す場合、その両端の数値を含むものとする。
<タイヤの寸法>
図1は、本開示に係るタイヤの一部が示された拡大断面図である。上下方向がタイヤの半径方向であり、左右方向がタイヤ幅方向であり、紙面に垂直な方向がタイヤ周方向である。
図1は、本開示に係るタイヤの一部が示された拡大断面図である。上下方向がタイヤの半径方向であり、左右方向がタイヤ幅方向であり、紙面に垂直な方向がタイヤ周方向である。
本開示のタイヤは、扁平率45%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、52%以上がさらに好ましく、55%以上がさらに好ましい。一方、上限としては80%以下が好ましく、75%以下がより好ましく、70%以下がさらに好ましい。扁平率が前記の範囲であることにより、旋回時にサイド部が適度にたわみやすくなり、トレッド最表面が接地しやすくなる為、高速旋回時のウェットグリップ性能をさらに高めることができる。
タイヤの外径Dtは、585mm以上が好ましく、600mm以上がより好ましく、625mm以上がさらに好ましい。また、タイヤの外径Dtは、843mm未満が好ましく、725mm未満がより好ましく、685mm未満がさらに好ましい。
タイヤの断面幅Wtは、125mm以上が好ましく、150mm以上がより好ましく、175mm以上がさらに好ましい。また、タイヤの断面幅Wtは、305mm未満が好ましく、245mm未満がより好ましく、210mm未満がさらに好ましい。
本開示のタイヤは、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が下記式(1)を満たすことを特徴とする。
(B-16)/Wt≦0.75・・・(1)
(B-16)/Wt≦0.75・・・(1)
式(1)の値は、本開示の効果の観点から、0.74以下が好ましく、0.73以下がより好ましく、0.72以下がさらに好ましい。式(1)の下限値は特に制限されないが、0.50以上が好ましく、0.60以上がより好ましく、0.65以上がさらに好ましい。
本開示のタイヤは、Wt、B、およびS1が下記式(2)を満たすことが好ましい。
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2)
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2)
式(2)の値は、18以下が好ましく、15以下がより好ましく、10以下がさらに好ましい。また、式(2)の下限値は、特に制限されないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。
本開示のタイヤは、タイヤ断面幅をWt(mm)、タイヤ外径をDt(mm)としたとき、WtおよびDtが、下記式(3)を満たすことが好ましい。
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3)
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3)
ここで、Dtが大きくなると式(3)の値は大きくなり、逆に小さくなれば同値は小さくなる一方、Wtが大きくなると式(3)の値は小さくなり、逆に小さくなれば同値は大きくなる関係にあるから、この点に着目して、DtとWtを調節することで、DtとWtが式(3)を満たすように調節することができる。
式(3)の値は、1500以上が好ましく、1520以上がより好ましく、1525以上がさらに好ましい。また、式(3)の上限値は、特に制限されないが、2800以下が好ましく、2700以下がより好ましく、2600以下がさらに好ましい。
式(3)を満たすタイヤサイズとしては、具体的には、125/65R19、145/60R18、145/60R19、155/55R18、155/55R19、155/70R17、155/70R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、185/55R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20、205/55R16、195/65R15、205/55R16等が挙げられる。
<トレッドの構造>
図1に図示される通り、本開示のタイヤのトレッド部は、第一層4および第二層5を備え、第一層4の外面がトレッド面を構成し、第二層5が第一層の半径方向内側に隣接している。また、ベルト層3のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層6を備えることが好ましい。本開示の目的が達成される限り、第二層5とベースゴム層6との間に、さらに1または2以上のゴム層を有していてもよい。
図1に図示される通り、本開示のタイヤのトレッド部は、第一層4および第二層5を備え、第一層4の外面がトレッド面を構成し、第二層5が第一層の半径方向内側に隣接している。また、ベルト層3のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層6を備えることが好ましい。本開示の目的が達成される限り、第二層5とベースゴム層6との間に、さらに1または2以上のゴム層を有していてもよい。
<トレッドパターン>
図2は、トレッドを平面に押し付けたときの接地面の模式図である。本開示に係るタイヤを構成するトレッド10は、図2に示すように、タイヤ周方向Cに連続して延びる(図2の例では、タイヤ周方向に沿って直線状に延びる)周方向溝1と、幅方向に延びる横溝21およびサイプ22、23とを有する。
図2は、トレッドを平面に押し付けたときの接地面の模式図である。本開示に係るタイヤを構成するトレッド10は、図2に示すように、タイヤ周方向Cに連続して延びる(図2の例では、タイヤ周方向に沿って直線状に延びる)周方向溝1と、幅方向に延びる横溝21およびサイプ22、23とを有する。
トレッド10は、周方向Cに連続して延びる複数の周方向溝1を有している。図2においては、周方向溝1は3本設けられているが、周方向溝の数は特に限定されず、例えば2本~5本であってもよい。また、周方向溝1は、本開示では、周方向に沿って直線状に延びているが、このような態様に限定されるものではなく、例えば、周方向に沿って波状や正弦波状やジクザク状に延びていてもよい。
トレッド10は、タイヤ幅方向Wで、複数の周方向溝1によって仕切られた陸部2を有している。ショルダー陸部11は、周方向溝1とトレッド端Teとの間に形成された一対の陸部である。センター陸部12は、一対のショルダー陸部11の間に形成された陸部である。図3においては、センター陸部12は2つ設けられているが、センター陸部の数は特に限定されず、例えば1つ~5つであってもよい。
陸部2には、横溝(幅方向溝)および/またはサイプが設けられていることが好ましい。図2においては、ショルダー陸部11には、末端が周方向溝1に開口している複数のショルダー横溝21と、片端が周方向溝1に開口している複数のショルダーサイプ22とが設けられ、センター陸部12には、片端が周方向溝1に開口している複数のセンターサイプ23が設けられている。本開示では、センター陸部12を横断し、両端が周方向溝に開口するような横溝(幅方向溝)およびサイプを有しないことが好ましい。
陸部2は、***を1個以上有することが好ましい。図2では、センター陸部12において、***24が、センターサイプ23のタイヤ幅方向部分およびタイヤ周方向部分と、当該センターサイプ23とタイヤ周方向に隣り合うセンターサイプ23で囲まれる陸部分に2個配設されている。***のトレッド面への開口面積は、0.1~15mm2が好ましく、0.5~10mm2がより好ましく、1.0~7.0mm2がさらに好ましく、1.5~5.0mm2が特に好ましい。前記開口面積の***を設けることにより、タイヤが湿潤路面に接地した際、トレッド面と路面との間の水を除去することができ、路面への追随性が得やすくなり、特に高速走行時のウェットグリップ性能が向上する。また、他性能に悪影響を与えず、トレッド部の表面積を大きくすることが可能となるため、トレッド部での放熱性が良化し、タイヤおよびサイド部での温度上昇を抑制することが可能となると考えられる。
なお、本明細書において、周方向溝、幅方向溝を含め「溝」は、少なくとも2.0mmよりも大きい幅の凹みをいう。一方、本明細書において、「サイプ」は、幅が2.0mm以下、好ましくは0.5~1.5mmの細い切り込みをいう。
[ゴム組成物の物性]
本開示において、前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1は、-18℃以上である。ガラス転移温度Tg1(℃)を-18℃以上とすることで、Tgより高い温度領域での損失正接tanδが高くなり、高速旋回時に良好な発熱性を得ることができ、高速旋回時のウェットグリップ性能が向上する。
本開示において、前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1は、-18℃以上である。ガラス転移温度Tg1(℃)を-18℃以上とすることで、Tgより高い温度領域での損失正接tanδが高くなり、高速旋回時に良好な発熱性を得ることができ、高速旋回時のウェットグリップ性能が向上する。
<Tg1>
Tg1(℃)としては、-17.5℃以下が好ましく、-17℃以上がより好ましく、-16℃以上がさらに好ましい。Tg1(℃)の上限値は特に制限されないが、-7℃以下が好ましく、-9℃以下がより好ましく、-10℃以下がさらに好ましい。
Tg1(℃)としては、-17.5℃以下が好ましく、-17℃以上がより好ましく、-16℃以上がさらに好ましい。Tg1(℃)の上限値は特に制限されないが、-7℃以下が好ましく、-9℃以下がより好ましく、-10℃以下がさらに好ましい。
<Tg2>
本開示において、前記第二層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg2は、-30℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度Tg2(℃)を-30℃以上とすることで、前記第二層の損失正接tanδが低くなりすぎず、高速旋回時にも前記第二層が一定の発熱性を得ることができ、高速旋回時のウェットグリップ性能と転がり抵抗の低減を高度に両立できる。
本開示において、前記第二層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg2は、-30℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度Tg2(℃)を-30℃以上とすることで、前記第二層の損失正接tanδが低くなりすぎず、高速旋回時にも前記第二層が一定の発熱性を得ることができ、高速旋回時のウェットグリップ性能と転がり抵抗の低減を高度に両立できる。
Tg2(℃)としては、-30℃以上が好ましく、-25℃以上がさらに好ましく、-20℃以上が特に好ましく、-19℃以上が最も好ましい。Tg2(℃)の上限値は特に制限されないが、転がり抵抗低減の観点から、-5℃以下が好ましく、-8℃以下がより好ましい。
上記Tg1(℃)およびTg2(℃)は、それぞれのゴム層を形成するゴム組成物のゴム成分の比率、ゴム成分内のスチレン量、各ゴム成分のTgや可塑剤の種類、量などにより適宜調整可能である。例えば、ゴム成分内のスチレン量を減らす、Tgの低いスチレンブタジエンゴムを用いる、可塑剤としてTgの低いエステル系可塑剤を用いる、等により、Tg1(℃)およびTg2(℃)を低下させることができる。一方、ゴム成分内のスチレン量を増やす、Tgの高いスチレンブタジエンゴムを用いる、可塑剤としてTgの高い樹脂成分を用いることにより、Tg1(℃)およびTg2(℃)を高くすることが可能である。
本開示において、Tg1-Tg2は2℃以上であることが好ましい。Tg1-Tg2が2℃以上であることで、前記第二層の損失正接tanδは前記第一層の損失正接tanδに対して相対的に低くなるため、前記第二層が制動時のトレッド全体の変形を抑制し、トレッド面の路面への接地面積が拡大して、ウェットグリップ性能が向上する。
Tg1-Tg2は、3℃以上がより好ましく、5℃以上がさらに好ましく、8℃以上がさらに好ましい。また、全記第二層でも発熱が得られやすくなる観点からTg1-Tg2の上限値は、30℃以下が好ましく、28℃以下がより好ましく、24℃以下がさらに好ましく、20℃以下がさらに好ましい。
[ゴム組成物の配合]
本開示の前記一層、前記第二層、およびベースゴム層を構成するゴム組成物は、前記第二層を構成するゴム組成物の総スチレン量が前記第一層を構成するゴム組成物の総スチレン量より小さいことを特徴とする。各層を構成するゴム組成物(以下、本開示に係るゴム組成物という)は、いずれも以下に説明する原料を用いて製造することができる。以下に詳細に説明する。
本開示の前記一層、前記第二層、およびベースゴム層を構成するゴム組成物は、前記第二層を構成するゴム組成物の総スチレン量が前記第一層を構成するゴム組成物の総スチレン量より小さいことを特徴とする。各層を構成するゴム組成物(以下、本開示に係るゴム組成物という)は、いずれも以下に説明する原料を用いて製造することができる。以下に詳細に説明する。
<ゴム成分>
本開示に係るゴム組成物の製造に使用されるゴム成分としては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)およびイソプレン系ゴムが好適に用いられる。また、本開示において、前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、SBRを必須のゴム成分として含有する。また、本開示において、ベースゴム層を構成するゴム組成物は、SBRを含有しなくてもよい。これらのゴム成分は単独で用いても良く、異なる2種類以上のゴム成分を併用しても良い。
本開示に係るゴム組成物の製造に使用されるゴム成分としては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)およびイソプレン系ゴムが好適に用いられる。また、本開示において、前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、SBRを必須のゴム成分として含有する。また、本開示において、ベースゴム層を構成するゴム組成物は、SBRを含有しなくてもよい。これらのゴム成分は単独で用いても良く、異なる2種類以上のゴム成分を併用しても良い。
本開示において、前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、BRを含むことが好ましい。また、本開示において、ベースゴム層を構成するゴム組成物は、イソプレン系ゴムを含有することが好ましく、イソプレン系ゴムおよびBRを含有することがより好ましい。
(SBR)
SBRとしては特に限定はなく、溶液重合SBR(S-SBR)、乳化重合SBR(E-SBR)、これらの変性SBR(変性S-SBR、変性E-SBR)等が挙げられる。変性SBRとしては、末端および/または主鎖が変性されたSBR、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性SBR(縮合物、分岐構造を有するもの等)等が挙げられる。なかでもS-SBRおよび変性SBRが好ましく、変性S-SBRがより好ましい。さらに、これらSBRの水素添加物(水素添加SBR)等も使用することができる。これらSBRは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
SBRとしては特に限定はなく、溶液重合SBR(S-SBR)、乳化重合SBR(E-SBR)、これらの変性SBR(変性S-SBR、変性E-SBR)等が挙げられる。変性SBRとしては、末端および/または主鎖が変性されたSBR、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性SBR(縮合物、分岐構造を有するもの等)等が挙げられる。なかでもS-SBRおよび変性SBRが好ましく、変性S-SBRがより好ましい。さらに、これらSBRの水素添加物(水素添加SBR)等も使用することができる。これらSBRは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本開示で使用できるS-SBRとしては、JSR(株)、住友化学(株)、宇部興産(株)、旭化成(株)、ZSエラストマー(株)等によって製造販売されるS-SBRが挙げられる。
SBRのスチレン含量は、グリップ性能の観点から、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、8質量%以上がさらに好ましい。一方、SBRのスチレン含量は、40質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。SBRのスチレン含量が40質量%を超えると、スチレン基が隣接し、スチレン基によるドメインが大きくなりすぎ、良好な接地性が得られ難くなることが懸念される。なお、本明細書において、SBRのスチレン含量は、前記測定方法により測定される。
SBRのビニル含量は、シリカとの反応性の担保、ゴム強度や耐摩耗性能の観点から10モル%以上が好ましく、15モル%以上がより好ましく、20モル%以上がさらに好ましい。また、SBRのビニル含量は、温度依存性の増大防止、ウェットグリップ性能、破断伸び、および耐摩耗性能の観点から、70モル%以下が好ましく、65モル%以下がより好ましく、60モル%以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、SBRのビニル含量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、前記測定方法により測定される。
SBRの重量平均分子量(Mw)は、ウェットグリップ性能および耐摩耗性能の観点から20万以上が好ましく、30万以上がより好ましく、40万以上がさらに好ましく、50万以上が特に好ましい。また、Mwは、架橋均一性等の観点から、200万以下が好ましく、150万以下がより好ましく、100万以下がさらに好ましい。なお、Mwは、前記測定方法により測定される。
前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物において、SBRのゴム成分中の含有量は、ウェットグリップ性能の観点から、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、60質量%以上が特に好ましい。また、前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物において、SBRのゴム成分中の含有量の上限値は特に限定されず、100質量%とすることもできるが、耐摩耗性の観点から、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下がさらに好ましい。
(BR)
BRとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス1,4結合含有率が50%未満のBR(ローシスBR)、シス1,4結合含有率が90%以上のBR(ハイシスBR)、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム(希土類系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(SPB含有BR)、変性BR(ハイシス変性BR、ローシス変性BR)等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。
BRとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス1,4結合含有率が50%未満のBR(ローシスBR)、シス1,4結合含有率が90%以上のBR(ハイシスBR)、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム(希土類系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(SPB含有BR)、変性BR(ハイシス変性BR、ローシス変性BR)等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。
ハイシスBRとしては、例えば、JSR(株)、日本ゼオン(株)、宇部興産(株)等によって製造販売されるハイシスBR等が挙げられる。ハイシスBRを含有することで低温特性および耐摩耗性能を向上させることができる。希土類系BRとしては、例えば、ランクセス(株)等によって販売される希土類系BRが挙げられる。
SPB含有BRは、1,2-シンジオタクチックポリブタジエン結晶が、単にBR中に結晶を分散させたものではなく、BRと化学結合したうえで分散しているものが挙げられる。このようなSPB含有BRとしては、宇部興産(株)製等によって販売されるSPB含有BRが挙げられる。
変性BRとしては、リチウム開始剤により1,3-ブタジエンの重合を行ったのち、スズ化合物を添加することにより得られ、さらに変性BR分子の末端がスズ-炭素結合で結合されているもの(スズ変性BR)や、ブタジエンゴムの活性末端に縮合アルコキシシラン化合物を有するブタジエンゴム(シリカ用変性BR)等が挙げられる。このような変性BRとしては、例えば、ZSエラストマー(株)製のスズ変性BR、S変性ポリマー(シリカ用変性)等が挙げられる。
BRの重量平均分子量(Mw)は、耐摩耗性およびグリップ性能等の観点から、30万以上が好ましく、35万以上がより好ましく、40万以上がさらに好ましい。また、架橋均一性等の観点からは、200万以下が好ましく、100万以下がより好ましい。なお、Mwは、前記測定方法により求めることができる。
本開示において、前記第一層を構成するゴム組成物がBRを含有する場合のBRのゴム成分中の含有量は、25質量%以下である。前記第一層を構成するゴム組成物のBRのゴム成分中の含有量は、好ましくは23質量%以下であり、22質量%以下がより好ましく、21質量%以下が最も好ましい。また、前記第一層を構成するゴム組成物のBRのゴム成分中の含有量は、ウェットグリップ性能の観点から、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%以上がさらに好ましく、18質量%以上が最も好ましい。
前記第二層を構成するゴム組成物がBRを含有する場合、BRのゴム成分中の含有量は、本開示の効果の観点から、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、38質量%以下がさらに好ましく、35質量%以下が特に好ましい。また、前記第二層を構成するゴム組成物のBRのゴム成分中の含有量は、ウェットグリップ性能の観点から、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%以上がさらに好ましく、20質量%以上が最も好ましい。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がBRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、本開示の効果の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。また、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がBRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、本開示の効果の観点から、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましい。
(イソプレン系ゴム)
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム(IR)および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム(NR)の他に、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム(HNR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのゴム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。
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム(IR)および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム(NR)の他に、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム(HNR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのゴム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。
NRとしては、特に限定されず、タイヤ業界において一般的なものを用いることができ、例えば、SIR20、RSS#3、TSR20等が挙げられる。
前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物がイソプレン系ゴムを含有する場合、イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量は、特に限定されない。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がイソプレン系ゴムを含有する場合、イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量は、本開示の効果の観点から、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、60質量%以上が特に好ましく、50質量%以上が最も好ましい。また、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物において、イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量の上限値は特に限定されず、100質量%とすることもできる。
(その他のゴム成分)
本開示に係るゴム組成物中のゴム成分として、前記のSBR、BRおよびイソプレン系ゴム以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体(SIBS)、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)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム(ACM)、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示に係るゴム組成物中のゴム成分として、前記のSBR、BRおよびイソプレン系ゴム以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体(SIBS)、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)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム(ACM)、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<S1>
本開示に係るゴム組成物において、前記第一層の総スチレン量(S1)を、35質量%以下とすることで、トレッド面でゴム成分中のスチレン部による凝集が抑制され、路面への追随性が得やすくなる。好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。
本開示に係るゴム組成物において、前記第一層の総スチレン量(S1)を、35質量%以下とすることで、トレッド面でゴム成分中のスチレン部による凝集が抑制され、路面への追随性が得やすくなる。好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。
本開示に係るゴム組成物において、前記第一層の総スチレン量(S1)を1質量%以上とすることにより、ウェットグリップ性能を向上させることができる。好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上である。
<S2>
本開示に係るゴム組成物において、前記第二層の総スチレン量(S2)は、前記第一層の総スチレン量(S1)より小さい。前記第二層の総スチレン量S2を前記第一層の総スチレン量S1よりも小さくすることで、前記第二層でのスチレンブタジエンゴムのスチレンの凝集がさらに抑制されるため、トレッド面が路面へ接地しやすくなる。
本開示に係るゴム組成物において、前記第二層の総スチレン量(S2)は、前記第一層の総スチレン量(S1)より小さい。前記第二層の総スチレン量S2を前記第一層の総スチレン量S1よりも小さくすることで、前記第二層でのスチレンブタジエンゴムのスチレンの凝集がさらに抑制されるため、トレッド面が路面へ接地しやすくなる。
本開示に係るゴム組成物において、前記第二層の総スチレン量(S2)は、本開示の効果の観点から、35質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、10質量%以下が最も好ましい。また、前記第二層の総スチレン量(S2)は、本開示の効果の観点から、1質量%以上が好ましく、1.5質量%以上がより好ましく、2質量%以上がさらに好ましい。
本開示に係るゴム組成物において、ベースゴム層を構成するゴム組成物の総スチレン量は、特に制限されない。
<フィラー>
前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、フィラーとしてシリカを含有することが好ましく、カーボンブラックおよびシリカを含有することがより好ましい。前記ベースゴム層を構成するゴム組成物は、フィラーとして、カーボンブラックを含有することが好ましい。
前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、フィラーとしてシリカを含有することが好ましく、カーボンブラックおよびシリカを含有することがより好ましい。前記ベースゴム層を構成するゴム組成物は、フィラーとして、カーボンブラックを含有することが好ましい。
(シリカ)
本開示に係るゴム組成物にシリカを配合することにより、転がり抵抗の低減、およびウェットグリップ性能を向上させることができる。シリカとしては、特に限定されるものではなく、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水シリカ)、湿式法により調製されたシリカ(含水シリカ)等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。シリカは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらのシリカは含水シリカ等を原料としたもの以外にもみ殻などのバイオマス材料を原料としたものを用いても良い。
本開示に係るゴム組成物にシリカを配合することにより、転がり抵抗の低減、およびウェットグリップ性能を向上させることができる。シリカとしては、特に限定されるものではなく、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水シリカ)、湿式法により調製されたシリカ(含水シリカ)等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。シリカは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらのシリカは含水シリカ等を原料としたもの以外にもみ殻などのバイオマス材料を原料としたものを用いても良い。
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、破断伸びの観点から、150m2/g以上が好ましく、180m2/g以上がより好ましく、200m2/g以上がさらに好ましい。また、転がり抵抗低減および加工性の観点からは、300m2/g以下が好ましく、250m2/g以下がより好ましい。なお、本明細書におけるシリカのBET比表面積は、前記測定方法により測定することができる。
シリカの平均一次粒子径は、20nm以下が好ましく、18nm以下がより好ましく、17nm以下がさらに好ましい。該平均一次粒子径の下限値は特に限定されないが、シリカの分散性の観点から、1nm以上が好ましく、3nm以上がより好ましく、5nm以上がさらに好ましい。シリカの平均一次粒子径が前期の範囲であることによって、シリカの分散性をより改善でき、補強性、破壊特性、耐摩耗性をさらに改善することができる。なお、シリカの平均一次粒子径は、前記測定方法により求めることができる。
前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物がシリカを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、転がり抵抗の低減およびウェットグリップ性能向上の観点から、40質量部以上が好ましく、50質量部以上が好ましく、60質量部以上がさらに好ましい。また、シリカのゴムへの分散性の悪化により、転がり抵抗が上昇することを抑制する観点からは、150質量部以下が好ましく、140質量部以下が好ましく、130質量部以下がさらに好ましい。前記ベースゴム層がシリカを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、特に制限されない。
(カーボンブラック)
カーボンブラックとしては特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、具体的にはN110、N115、N120、N125、N134、N135、N219、N220、N231、N234、N293、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N351、N356、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N660、N683、N754、N762、N765、N772、N774、N787、N907、N908、N990、N991等を好適に用いることができ、これ以外にも自社合成品等も好適に用いることができる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
カーボンブラックとしては特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、具体的にはN110、N115、N120、N125、N134、N135、N219、N220、N231、N234、N293、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N351、N356、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N660、N683、N754、N762、N765、N772、N774、N787、N907、N908、N990、N991等を好適に用いることができ、これ以外にも自社合成品等も好適に用いることができる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、耐候性や補強性の観点から、50m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましく、100m2/g以上がさらに好ましい。また、分散性、転がり抵抗低減、破壊特性および耐久性の観点からは、250m2/g以下が好ましく、220m2/g以下がより好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのN2SAは、前記測定方法により測定することができる。
前記第一層を構成するゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、耐候性や補強性の観点から、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、5質量部以上がさらに好ましい。また、転がり抵抗低減の観点からは、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。
前記第二層を構成するゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、耐候性や補強性の観点から、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、5質量部以上がさらに好ましい。また、転がり抵抗低減の観点からは、60質量部以下が好ましく、50質量部以下がより好ましく、40質量部以下がさらに好ましい。
前記ベースゴム層がカーボンブラックを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、補強性の観点から、10質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましい。また、本開示の効果の観点から、100質量部以下が好ましく、90質量部以下がより好ましい。
(その他のフィラー)
カーボンブラックおよびシリカ以外のフィラーとしては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、従来タイヤ工業において一般的に用いられているものを配合することができる。
カーボンブラックおよびシリカ以外のフィラーとしては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、従来タイヤ工業において一般的に用いられているものを配合することができる。
(シランカップリング剤)
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、タイヤ工業において、従来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るが、例えば、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シランカップリング剤;ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤;3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン、3-ヘキサノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリメトキシシラン等のチオエステル系シランカップリング剤;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シランカップリング剤;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等のアミノ系シランカップリング剤;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等のグリシドキシ系シランカップリング剤;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シランカップリング剤;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等のクロロ系シランカップリング剤;等が挙げられる。なかでも、スルフィド系シランカップリング剤および/またはメルカプト系シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、モメンティブ社等より市販されているものを使用することができる。これらのシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、タイヤ工業において、従来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るが、例えば、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シランカップリング剤;ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤;3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン、3-ヘキサノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリメトキシシラン等のチオエステル系シランカップリング剤;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シランカップリング剤;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等のアミノ系シランカップリング剤;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等のグリシドキシ系シランカップリング剤;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シランカップリング剤;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等のクロロ系シランカップリング剤;等が挙げられる。なかでも、スルフィド系シランカップリング剤および/またはメルカプト系シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、モメンティブ社等より市販されているものを使用することができる。これらのシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
メルカプト基を有するシランカップリング剤は、下記式(4)で表される化合物、および/または下記式(5)で表される結合単位Aと下記式(6)で表される結合単位Bとを含む化合物であることが好ましい。
(式中、R101、R102、およびR103は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル、炭素数1~12のアルコキシ、または-O-(R111-O)z-R112(z個のR111は、それぞれ独立して、炭素数1~30の2価の炭化水素基を表し;R112は、炭素数1~30のアルキル、炭素数2~30のアルケニル、炭素数6~30のアリール、または炭素数7~30のアラルキルを表し;zは、1~30の整数を表す)で表される基を表し;R104は、炭素数1~6のアルキレンを表す)
(式中、xは0以上の整数を表し;yは1以上の整数を表し;R201は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシルもしくはカルボキシルで置換されていてもよい炭素数1~30のアルキル、炭素数2~30のアルケニル、または炭素数2~30のアルキニルを表し;R202は、炭素数1~30のアルキレン、炭素数2~30のアルケニレン、または炭素数2~30のアルキニレンを表し;ここにおいて、R201とR202とで環構造を形成してもよい。)
式(4)で表される化合物としては、例えば、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や、下記式(7)で表される化合物(エボニックデグサ社製のSi363)等が挙げられ、下記式で表される化合物を好適に使用することができる。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。
式(5)で表される結合単位Aと上記式(6)で表される結合単位Bとを含む化合物は、ビス-(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤に比べ、加工中の粘度上昇が抑制される。そのため、シリカの分散性がより良好となり、転がり抵抗が低減し、また、ウェットグリップ性能および破断伸びがより向上する傾向がある。これは結合単位Aのスルフィド部分がC-S-C結合であるため、テトラスルフィドやジスルフィドに比べ熱的に安定であることから、ムーニー粘度の上昇が少ないためと考えられる。
結合単位Aの含有量は、加工中の粘度上昇を抑制する観点から、30~99モル%が好ましく、50~90モル%がより好ましい。また、結合単位Bの含有量は、1~70モル%が好ましく、5~65モル%がより好ましく、10~55モル%がさらに好ましい。また、結合単位AおよびBの合計含有量は、95モル%以上が好ましく、98モル%以上がより好ましく、100モル%が特に好ましい。なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(5)および式(6)と対応するユニットを形成していればよい。
式(5)で示される結合単位Aと式(6)で示される結合単位Bとを含む化合物において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3~300の範囲が好ましい。この範囲内であると、結合単位Bのメルカプトシランを、結合単位Aの-C7H15が覆うため、スコーチ時間が短くなることを抑制できるとともに、シリカやゴム成分との良好な反応性を確保することができる。
式(5)で示される結合単位Aと式(6)で示される結合単位Bとを含む化合物としては、例えば、モメンティブ社製のNXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z60、NXT-Z100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。
メルカプト基を有するシランカップリング剤の含有量は、転がり抵抗の低減の観点から、シリカ100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましく、2質量部以上がさらに好ましく、4質量部以上特に好ましい。また、ゴム強度や耐摩耗性能の観点からは、20質量部以下が好ましく、12質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましく、9質量部以下が特に好ましい。
(その他の配合剤)
本開示に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、オイル、エステル系可塑剤、樹脂成分、液状ポリマー、老化防止剤、ワックス、酸化亜鉛、ステアリン酸、硫黄等の架橋剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、配合剤としてとしてオイルを含むことが好ましく、オイルおよび樹脂成分を含むことがより好ましい。
本開示に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、オイル、エステル系可塑剤、樹脂成分、液状ポリマー、老化防止剤、ワックス、酸化亜鉛、ステアリン酸、硫黄等の架橋剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。前記第一層および前記第二層を構成するゴム組成物は、配合剤としてとしてオイルを含むことが好ましく、オイルおよび樹脂成分を含むことがより好ましい。
(オイル)
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、また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。植物油脂としては、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。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。また、ライフサイクルアセスメントの観点から、これらのオイルとして、ゴム混合機やエンジンなどで使用された後の潤滑油や、飲食店等で使用された廃食用油を適宜使用しても良い。オイルとしては、例えば、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)等の製品を使用できる。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、また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。植物油脂としては、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。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。また、ライフサイクルアセスメントの観点から、これらのオイルとして、ゴム混合機やエンジンなどで使用された後の潤滑油や、飲食店等で使用された廃食用油を適宜使用しても良い。オイルとしては、例えば、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)等の製品を使用できる。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がオイルを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、加工性の観点から、8質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、80質量部以下が好ましく、75質量部以下がより好ましく、70質量部以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、オイルの含有量には、油展ゴムに含まれるオイル量も含まれる。
(エステル系可塑剤)
エステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジブチル(DBA)、アジピン酸ジイソブチル(DIBA)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アゼライン酸ジ2-エチルヘキシル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジウンデシル(DUP)、フタル酸ジブチル(DBP)、セバシン酸ジオクチル(DOS)、リン酸トリブチル(TBP)、リン酸トリオクチル(TOP)、リン酸トリエチル(TEP)、リン酸トリメチル(TMP)、チミジントリリン酸(TTP)、リン酸トリクレシル(TCP)、リン酸トリキシレニル(TXP)等が挙げられる。これらのエステル系可塑剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
エステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジブチル(DBA)、アジピン酸ジイソブチル(DIBA)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アゼライン酸ジ2-エチルヘキシル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジウンデシル(DUP)、フタル酸ジブチル(DBP)、セバシン酸ジオクチル(DOS)、リン酸トリブチル(TBP)、リン酸トリオクチル(TOP)、リン酸トリエチル(TEP)、リン酸トリメチル(TMP)、チミジントリリン酸(TTP)、リン酸トリクレシル(TCP)、リン酸トリキシレニル(TXP)等が挙げられる。これらのエステル系可塑剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がエステル系可塑剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量(複数のエステル系可塑剤を併用する場合は全ての合計量)は、ウェットグリップ性能の観点から、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質量部以上がさらに好ましい。また、加工性の観点からは、120質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、90質量部以下がさらに好ましく、80質量部以下が特に好ましい。
(樹脂成分)
樹脂成分としては、特に限定されないが、タイヤ工業で慣用される石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂成分としては、特に限定されないが、タイヤ工業で慣用される石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本明細書において「C5系石油樹脂」とは、C5留分を重合することにより得られる樹脂をいう。C5留分としては、例えば、シクロペンタジエン、ペンテン、ペンタジエン、イソプレン等の炭素数4~5個相当の石油留分が挙げられる。C5系石油樹脂しては、ジシクロペンタジエン樹脂(DCPD樹脂)が好適に用いられる。DCPD樹脂は、水素添加処理を行った樹脂(水添DCPD樹脂)であってもよい。DCPD樹脂への水素添加処理は、公知の方法で行うことができ、また市販の水添樹脂を使用することもできる。
本明細書において「芳香族系石油樹脂」とは、C9留分を重合することにより得られる樹脂をいい、それらを水素添加したものや変性したものであってもよい。C9留分としては、例えば、ビニルトルエン、アルキルスチレン、インデン、メチルインデン等の炭素数8~10個相当の石油留分が挙げられる。芳香族系石油樹脂の具体例としては、例えば、クマロンインデン樹脂、クマロン樹脂、インデン樹脂、および芳香族ビニル系樹脂が好適に用いられる。芳香族ビニル系樹脂としては、経済的で、加工しやすく、発熱性に優れているという理由から、α-メチルスチレンもしくはスチレンの単独重合体またはα-メチルスチレンとスチレンとの共重合体が好ましく、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体がより好ましい。芳香族ビニル系樹脂としては、例えば、クレイトン社、イーストマンケミカル社等より市販されているものを使用することができる。
本明細書において「C5C9系石油樹脂」とは、前記C5留分と前記C9留分を共重合することにより得られる樹脂をいい、それらを水素添加したものや変性したものであってもよい。C5留分およびC9留分としては、前記の石油留分が挙げられる。C5C9系石油樹脂としては、例えば、東ソー(株)、LUHUA社等より市販されているものを使用することができる。
テルペン系樹脂としては、α-ピネン、β-ピネン、リモネン、ジペンテン等のテルペン化合物から選ばれる少なくとも1種からなるポリテルペン樹脂;前記テルペン化合物と芳香族化合物とを原料とする芳香族変性テルペン樹脂;テルペン化合物とフェノール系化合物とを原料とするテルペンフェノール樹脂;並びにこれらのテルペン系樹脂に水素添加処理を行ったもの(水素添加されたテルペン系樹脂)が挙げられる。芳香族変性テルペン樹脂の原料となる芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルトルエン等が挙げられる。テルペンフェノール樹脂の原料となるフェノール系化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、クレゾール、キシレノール等が挙げられる。
ロジン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば天然樹脂ロジン、それを水素添加、不均化、二量化、エステル化等で変性したロジン変性樹脂等が挙げられる。
フェノール系樹脂としては、特に限定されないが、フェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノールアセチレン樹脂、オイル変性フェノールホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
樹脂成分の軟化点は、グリップ性能の観点から、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上がさらに好ましい。また、加工性、ゴム成分とフィラーとの分散性向上という観点からは、150℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、130℃以下がさらに好ましい。なお、樹脂成分の軟化点は、前記測定方法により測定される。
前記第一層および第二層を構成するゴム組成物が樹脂成分を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、ウェットグリップ性能の観点から、1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましく、3質量部以上がさらに好ましく、4質量部以上が特に好ましい。また、転がり抵抗低減および耐摩耗性能の観点からは、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質量部以下がさらに好ましく、10質量部以下が特に好ましい。前記ベースゴム層が樹脂成分を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、特に制限されない。
(液状ポリマー)
液状ポリマーは、常温(25℃)で液体状態のポリマーであれば特に限定されないが、例えば、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)等の液状ジエン系重合体が挙げられる。液状ポリマーは、1種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、グリップ性能の観点から、液状BRが好ましい。液状ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、前記方法より求めることができる。
液状ポリマーは、常温(25℃)で液体状態のポリマーであれば特に限定されないが、例えば、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)等の液状ジエン系重合体が挙げられる。液状ポリマーは、1種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、グリップ性能の観点から、液状BRが好ましい。液状ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、前記方法より求めることができる。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物が液状ポリマーを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量(複数の液状ポリマーを併用する場合は全ての合計量)は、グリップ性能の観点から、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、5質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましく、25質量部以下がさらに好ましい。
(老化防止剤)
老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン系、キノリン系、キノン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩などの老化防止剤が挙げられ、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-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジフェニル-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、N-シクロヘキシル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1-メチルヘプチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1,4-ジメチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1-エチル-3-メチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、N-4-メチル-2-ペンチル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジアリール-p-フェニレンジアミン、ヒンダードジアリール-p-フェニレンジアミン、フェニルヘキシル-p-フェニレンジアミン、フェニルオクチル-p-フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン系老化防止剤、および2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン等のキノリン系老化防止剤が好ましい。これらの老化防止剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン系、キノリン系、キノン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩などの老化防止剤が挙げられ、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-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジフェニル-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、N-シクロヘキシル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1-メチルヘプチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1,4-ジメチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1-エチル-3-メチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、N-4-メチル-2-ペンチル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジアリール-p-フェニレンジアミン、ヒンダードジアリール-p-フェニレンジアミン、フェニルヘキシル-p-フェニレンジアミン、フェニルオクチル-p-フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン系老化防止剤、および2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン等のキノリン系老化防止剤が好ましい。これらの老化防止剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物が老化防止剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、ゴムの耐オゾンクラック性の観点から、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗性能やウェットグリップ性能の観点からは、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がワックスを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、ゴムの耐候性の観点から、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。また、ブルームによるタイヤの白色化の観点からは、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がステアリン酸を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、加工性の観点から、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。また、加硫速度の観点からは、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
前記第一層、前記第二層および前記ベースゴム層を構成するゴム組成物が酸化亜鉛を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、加工性の観点から、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
(架橋剤)
架橋剤としては硫黄が好適に用いられる。硫黄としては、粉末硫黄、油処理硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等を用いることができる。
架橋剤としては硫黄が好適に用いられる。硫黄としては、粉末硫黄、油処理硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等を用いることができる。
硫黄を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、十分な加硫反応を確保する観点から、0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。また、劣化防止の観点からは、5.0質量部以下が好ましく、4.0質量部以下がより好ましく、3.0質量部以下がさらに好ましく、2.5質量部以下が特に好ましい。なお、架橋剤として、オイル含有硫黄を使用する場合の加硫剤の含有量は、オイル含有硫黄に含まれる純硫黄分の合計含有量とする。
硫黄以外の架橋剤として、公知の有機架橋剤を用いることもできる。有機架橋剤としては、ポリスルフィド結合以外の架橋鎖を形成できるものであれば特に限定されないが、例えば、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、1,6-ヘキサメチレン-ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物、1,6-ビス(N,N’-ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド等が挙げられ、1,6-ビス(N,N’-ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサンが好ましい。これらの有機架橋剤は、田岡化学工業(株)、ランクセス(株)、フレクシス社等より市販されているものを使用することができる。
加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド-アミン系もしくはアルデヒド-アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系加硫促進剤が挙げられ、なかでも、所望の効果がより好適に得られる点から、スルフェンアミド系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤が好ましく、これら2種を併用することがより好ましい。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、CBS(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)、TBBS(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-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等が挙げられる。チアゾール系加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアゾリルジスルフィド等が挙げられる。チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)等が挙げられる。グアニジン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアニジン(DPG)、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が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、所望の効果がより好適に得られる点から、CBSおよびTBzTDの組み合わせが特に好ましい。
加硫促進剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましい。また、加硫促進剤のゴム成分100質量部に対する含有量は、8質量部以下が好ましく、7質量部以下がより好ましく、6質量部以下がさらに好ましい。加硫促進剤の含有量を上記範囲内とすることにより、破壊強度および伸びが確保できる傾向がある。
本開示に係るゴム組成物は、公知の方法により製造することができる例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどの一般的なタイヤ工業で使用される公知の混練機で、前記各成分のうち、加硫剤(架橋剤)および加硫促進剤以外の成分を混練りした後、これに、加硫剤および加硫促進剤を加えてさらに混練りし、その後加硫する方法などにより製造できる。
<タイヤ>
本開示に係る空気入りタイヤは、上記トレッド用ゴム組成物により構成されるトレッドを備えるものであり、乗用車用タイヤ、乗用車用高性能タイヤ等に好適に用いられる。とりわけ、乗用車用タイヤとして用いられることが好ましい。
本開示に係る空気入りタイヤは、上記トレッド用ゴム組成物により構成されるトレッドを備えるものであり、乗用車用タイヤ、乗用車用高性能タイヤ等に好適に用いられる。とりわけ、乗用車用タイヤとして用いられることが好ましい。
上記トレッド用ゴム組成物から構成されるトレッドを備えたタイヤは、上記トレッド用ゴム組成物を用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、ゴム成分に対して上記各成分を必要に応じて配合した未加硫のゴム組成物を、トレッドの形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成型することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、タイヤを製造することができる。
以下、本開示を実施例に基づいて説明するが、本開示はこれら実施例のみに限定されるものではない。
以下、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
SBR1:JSR(株)製のHPR830E(スチレン含量:39.5質量%、ビニル含量:38.5モル%、Tg:-23℃、油展量:ゴム成分100質量部に対して10質量部)
SBR2:後述の製造例2で製造した変性溶液重合SBR(スチレン含量:35質量%、ビニル含量:50モル%、Tg:-24℃、非油展品)
SBR3:JSR(株)製のHPR850(スチレン含量:27.5質量%、ビニル含量:59.0モル%、Tg:-24℃、非油展品)
SBR4:JSR(株)製のHPR840(スチレン含有量:10.0質量%、ビニル含量:42.0モル%、Tg:-60℃、非油展品)
NR:TSR20
BR:宇部興産(株)製のUBEPOL BR(登録商標)150B(ビニル結合量:1.5モル%、シス1,4-含有率97%、Mw:44万)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN220(N2SA:115m2/g)
シリカ1:エボニックデグサ社製の9100GR(N2SA:235m2/g、平均一次粒子径:15.6nm)
シリカ2:ソルベイジャパン(株)社製のZEOSIL 1115MP(N2SA:115m2/g、平均一次粒子径:23.8nm)
シランカップリング剤:モメンティブ社製のNXT-Z
オイル:H&R社製のVivaTec400(TDAEオイル)
エステル系可塑剤:大八化学工業(株)製のTOP
樹脂成分1:アリゾナケミカル社製のSylvatraxx(登録商標)4401(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、軟化点:85℃、Tg:43℃)
樹脂成分2:ヤスハラケミカル(株)製のP125(水素添加されたポリテルペン樹脂、軟化点:125℃、Tg:67℃)
樹脂成分3:ExxonMobil社製のOppera PR-120(水素添加されたジシクロペンタジエン樹脂、軟化点:120℃、Tg:62℃)
樹脂成分4:東ソー(株)社製のペトロタック100V(C5/C9混合樹脂、軟化点:95℃、Tg:62℃)
液状ポリマー:Cray VALLEY社製のRICON 134(液状BR、Mw:8000、ビニル含有量:28モル%)
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)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラックRD(ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン))
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:細井化学工業(株)製のHK-200-5(5%オイル含有粉末硫黄)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS))
加硫促進剤2:三新化学工業(株)製のサンセラーTBZTD(テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD))
SBR1:JSR(株)製のHPR830E(スチレン含量:39.5質量%、ビニル含量:38.5モル%、Tg:-23℃、油展量:ゴム成分100質量部に対して10質量部)
SBR2:後述の製造例2で製造した変性溶液重合SBR(スチレン含量:35質量%、ビニル含量:50モル%、Tg:-24℃、非油展品)
SBR3:JSR(株)製のHPR850(スチレン含量:27.5質量%、ビニル含量:59.0モル%、Tg:-24℃、非油展品)
SBR4:JSR(株)製のHPR840(スチレン含有量:10.0質量%、ビニル含量:42.0モル%、Tg:-60℃、非油展品)
NR:TSR20
BR:宇部興産(株)製のUBEPOL BR(登録商標)150B(ビニル結合量:1.5モル%、シス1,4-含有率97%、Mw:44万)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN220(N2SA:115m2/g)
シリカ1:エボニックデグサ社製の9100GR(N2SA:235m2/g、平均一次粒子径:15.6nm)
シリカ2:ソルベイジャパン(株)社製のZEOSIL 1115MP(N2SA:115m2/g、平均一次粒子径:23.8nm)
シランカップリング剤:モメンティブ社製のNXT-Z
オイル:H&R社製のVivaTec400(TDAEオイル)
エステル系可塑剤:大八化学工業(株)製のTOP
樹脂成分1:アリゾナケミカル社製のSylvatraxx(登録商標)4401(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、軟化点:85℃、Tg:43℃)
樹脂成分2:ヤスハラケミカル(株)製のP125(水素添加されたポリテルペン樹脂、軟化点:125℃、Tg:67℃)
樹脂成分3:ExxonMobil社製のOppera PR-120(水素添加されたジシクロペンタジエン樹脂、軟化点:120℃、Tg:62℃)
樹脂成分4:東ソー(株)社製のペトロタック100V(C5/C9混合樹脂、軟化点:95℃、Tg:62℃)
液状ポリマー:Cray VALLEY社製のRICON 134(液状BR、Mw:8000、ビニル含有量:28モル%)
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)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラックRD(ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン))
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:細井化学工業(株)製のHK-200-5(5%オイル含有粉末硫黄)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS))
加硫促進剤2:三新化学工業(株)製のサンセラーTBZTD(テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD))
製造例2:SBR2の合成
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、スチレン、およびエチレングリコールジエチルエーテルを投入した。反応器の内容物の温度を20℃に調整した後、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランおよびn-ブチルリチウムを、それぞれ、シクロヘキサン溶液およびn-ヘキサン溶液として投入し、重合を開始した。撹拌速度を130rpm、反応器内温度を65℃とし、単量体を反応器内に連続的に供給しながら、1,3-ブタジエンとスチレンの共重合を3時間行った。次に、得られた重合体溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、N-(3-ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドを添加し、15分間反応を行った。重合反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥し、SBR2を得た。
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、スチレン、およびエチレングリコールジエチルエーテルを投入した。反応器の内容物の温度を20℃に調整した後、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランおよびn-ブチルリチウムを、それぞれ、シクロヘキサン溶液およびn-ヘキサン溶液として投入し、重合を開始した。撹拌速度を130rpm、反応器内温度を65℃とし、単量体を反応器内に連続的に供給しながら、1,3-ブタジエンとスチレンの共重合を3時間行った。次に、得られた重合体溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、N-(3-ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドを添加し、15分間反応を行った。重合反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥し、SBR2を得た。
(実施例および比較例)
表1および表2に示す配合処方にしたがい、1.7Lの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度150~160℃になるまで1~10分間混練りし、混練物を得た。次に、2軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、4分間、105℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を用いて、トレッドの第一層(厚さ:3.5mm)、第二層(厚さ:3.5mm)およびベースゴム層(厚さ:1.0mm)の形状に合わせて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを作製し、170℃で加硫して表3~表5に記載の各試験用タイヤ(サイズ:205/65R16または195/65R15)を得た。なお、周方向溝の溝深さ(最深部)は6.5mmとした。
表1および表2に示す配合処方にしたがい、1.7Lの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度150~160℃になるまで1~10分間混練りし、混練物を得た。次に、2軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、4分間、105℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を用いて、トレッドの第一層(厚さ:3.5mm)、第二層(厚さ:3.5mm)およびベースゴム層(厚さ:1.0mm)の形状に合わせて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを作製し、170℃で加硫して表3~表5に記載の各試験用タイヤ(サイズ:205/65R16または195/65R15)を得た。なお、周方向溝の溝深さ(最深部)は6.5mmとした。
<ガラス転移温度(Tg)の測定>
各試験用タイヤのトレッド部のゴム層内部から、タイヤ周方向が長辺となるように、長さ20mm×幅4mm×厚さ1mmで切り出して作製した各ゴム試験片について、GABO社製のイプレクサーシリーズを用いて、周波数10Hz、初期歪10%、振幅±0.5%、および昇温速度2℃/minの条件下で損失正接tanδの温度分布曲線を測定し、得られた温度分布曲線における最も大きいtanδ値に対応する温度(tanδピーク温度)をガラス転移温度(Tg)とした。なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とした。
各試験用タイヤのトレッド部のゴム層内部から、タイヤ周方向が長辺となるように、長さ20mm×幅4mm×厚さ1mmで切り出して作製した各ゴム試験片について、GABO社製のイプレクサーシリーズを用いて、周波数10Hz、初期歪10%、振幅±0.5%、および昇温速度2℃/minの条件下で損失正接tanδの温度分布曲線を測定し、得られた温度分布曲線における最も大きいtanδ値に対応する温度(tanδピーク温度)をガラス転移温度(Tg)とした。なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とした。
<高速WET旋回性>
得られた試験用タイヤを正規リムに組付け、250kPa空気を充填した後、国産FF車(2000cc)の全輪に取り付けた。試験用タイヤを装着した状態で、時速100kmで湿潤路面上を走行させた際の、旋回性能を5点満点で官能評価し、同様評価を20人のドライバーで行い、評価結果の合計点数を算出した。得られた結果から、比較例5の結果を100として指数化し、それぞれのタイヤの評価結果を得た。
(高速WET旋回性指数)=(各評価タイヤの合計点数)/(比較例5の合計点数)×100
得られた試験用タイヤを正規リムに組付け、250kPa空気を充填した後、国産FF車(2000cc)の全輪に取り付けた。試験用タイヤを装着した状態で、時速100kmで湿潤路面上を走行させた際の、旋回性能を5点満点で官能評価し、同様評価を20人のドライバーで行い、評価結果の合計点数を算出した。得られた結果から、比較例5の結果を100として指数化し、それぞれのタイヤの評価結果を得た。
(高速WET旋回性指数)=(各評価タイヤの合計点数)/(比較例5の合計点数)×100
表3および表4の結果より、タイヤの総幅およびタイヤのブレーカー幅が所定の要件を満たし、トレッド表面ゴム層を構成するゴム組成物の配合を特定の条件とし、かつ、トレッド表面ゴム層を構成するゴム組成物の総スチレン量を、トレッド内側ゴム層を構成するゴム組成物の総スチレン量より大きくしたタイヤでは、高速WET旋回性が優れることがわかる。
<実施形態>
本開示の実施形態の例を以下に示す。
本開示の実施形態の例を以下に示す。
〔1〕トレッド部およびベルト層を有したタイヤであって、
前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、
前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、
前記第一層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が25質量%以下であり、
前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1(℃)が-18℃以上であり、
前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、
前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、
正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が下記式(1)を満たすタイヤ。
(B-16)/Wt≦0.75・・・(1)
〔2〕Wt、B、およびS1が下記式(2)を満たす、上記〔1〕記載のタイヤ。
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2)
〔3〕前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物が、平均一次粒子径20nm以下のシリカを含有する、上記〔1〕または〔2〕記載のタイヤ。
〔4〕前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対しシリカを40~120質量部含有する、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔5〕前記第二層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg2(℃)が-30℃以上である、上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔6〕Tg1-Tg2が2℃以上である、上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔7〕前記第二層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が30質量%以下である、上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔8〕S2が15~35質量%である、上記〔1〕~〔7〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔9〕前記トレッド部がベルト層のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層を備え、前記ベースゴム層は、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムのうち少なくとも一種を含むゴム成分を含有するゴム組成物により構成されている、上記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔10〕タイヤ外径をDt(mm)としたとき、WtおよびDtが、下記式(3)を満たす、上記〔1〕~〔9〕のいずれかに記載のタイヤ。
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3)
〔11〕前記トレッド部が、タイヤ周方向に連続して延びる1以上の周方向溝によって仕切られた、陸部を有し、少なくとも1つの前記陸部において、トレッド面への開口面積が0.1~15mm2の***を1個以上有する、上記〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のタイヤ。
前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、
前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、
前記第一層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が25質量%以下であり、
前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1(℃)が-18℃以上であり、
前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、
前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、
正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が下記式(1)を満たすタイヤ。
(B-16)/Wt≦0.75・・・(1)
〔2〕Wt、B、およびS1が下記式(2)を満たす、上記〔1〕記載のタイヤ。
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2)
〔3〕前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物が、平均一次粒子径20nm以下のシリカを含有する、上記〔1〕または〔2〕記載のタイヤ。
〔4〕前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対しシリカを40~120質量部含有する、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔5〕前記第二層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg2(℃)が-30℃以上である、上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔6〕Tg1-Tg2が2℃以上である、上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔7〕前記第二層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が30質量%以下である、上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔8〕S2が15~35質量%である、上記〔1〕~〔7〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔9〕前記トレッド部がベルト層のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層を備え、前記ベースゴム層は、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムのうち少なくとも一種を含むゴム成分を含有するゴム組成物により構成されている、上記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔10〕タイヤ外径をDt(mm)としたとき、WtおよびDtが、下記式(3)を満たす、上記〔1〕~〔9〕のいずれかに記載のタイヤ。
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3)
〔11〕前記トレッド部が、タイヤ周方向に連続して延びる1以上の周方向溝によって仕切られた、陸部を有し、少なくとも1つの前記陸部において、トレッド面への開口面積が0.1~15mm2の***を1個以上有する、上記〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のタイヤ。
Wt 断面幅
B ベルト層幅
Ht 断面高さ
Dt タイヤ外径
1 周方向溝
2 陸部
3 ベルト層
4 第一層
5 第二層
6 ベースゴム層
7 サイドウォール
8 インナーライナー
9 クリンチ
10 トレッド
C タイヤ周方向
W タイヤ幅方向
Te トレッド端
21 横溝
22 サイプ
23 センターサイプ
24 ***
30 ビード
31 ビードコア
32 リム
B ベルト層幅
Ht 断面高さ
Dt タイヤ外径
1 周方向溝
2 陸部
3 ベルト層
4 第一層
5 第二層
6 ベースゴム層
7 サイドウォール
8 インナーライナー
9 クリンチ
10 トレッド
C タイヤ周方向
W タイヤ幅方向
Te トレッド端
21 横溝
22 サイプ
23 センターサイプ
24 ***
30 ビード
31 ビードコア
32 リム
Claims (11)
- トレッド部およびベルト層を有したタイヤであって、
前記トレッド部はトレッド面を構成する第一層と、前記第一層のタイヤ半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備え、
前記第一層および前記第二層を構成するゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含み、
前記第一層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が25質量%以下であり、
前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg1(℃)が-18℃以上であり、
前記第一層を構成するゴム成分中の総スチレン量S1(質量%)が1~35質量%であり、
前記第二層を構成するゴム成分中の総スチレン量S2(質量%)が、S1より小さく、
正規状態において、正規荷重を負荷してトレッドを平面に押し付けたときのタイヤの断面幅Wt(mm)およびタイヤのベルト層幅B(mm)が下記式(1)を満たすタイヤ。
(B-16)/Wt≦0.75・・・(1) - Wt、B、およびS1が下記式(2)を満たす、請求項1記載のタイヤ。
(S1×B-480)/Wt≦21・・・(2) - 前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物が、平均一次粒子径20nm以下のシリカを含有する、請求項1または2記載のタイヤ。
- 前記第一層および/または前記第二層を構成するゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対しシリカを40~120質量部含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第二層を構成するゴム組成物のガラス転移温度Tg2(℃)が-30℃以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- Tg1-Tg2が2℃以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第二層を構成するゴム成分中のブタジエンゴムの含有量が30質量%以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載のタイヤ。
- S2が15~35質量%である、請求項1~7のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記トレッド部がベルト層のタイヤ半径方向外側に隣接するベースゴム層を備え、前記ベースゴム層は、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムのうち少なくとも一種を含むゴム成分を含有するゴム組成物により構成されている、請求項1~8のいずれか一項に記載のタイヤ。
- タイヤ外径をDt(mm)としたとき、WtおよびDtが、下記式(3)を満たす、請求項1~9のいずれか一項に記載のタイヤ。
(π/4)×(Dt2/Wt)≧1500・・・(3) - 前記トレッド部が、タイヤ周方向に連続して延びる1以上の周方向溝によって仕切られた、陸部を有し、少なくとも1つの前記陸部において、トレッド面への開口面積が0.1~15mm2の***を1個以上有する、請求項1~10のいずれか一項に記載のタイヤ。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2021191303A JP2023077834A (ja) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 空気入りタイヤ |
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JP (1) | JP2023077834A (ja) |
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