JP7360314B2 - ベーストレッド用ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、ゴム成分や充填剤の調整によって、低発熱性が改良された(tanδが低く抑えられた)ゴム組成物を、ベーストレッドへ適用する技術が開示されている。
そのため、操縦安定性及び転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善を図ることができるベーストレッドの開発が望まれていた。
タイヤのトレッド部のベーストレッドに用いられるベーストレッド用ゴム組成物であって、30℃の貯蔵弾性率(30℃E’)に対する0℃の貯蔵弾性率(0℃E’)の比(0℃E’/30℃E’)が、1.3~2.0の範囲であることを特徴とする。
上記構成を具えることによって、タイヤへ適用した際の、操縦安定性、転がり抵抗性及び通過騒音の改善が可能となる。
上記構成を具えることによって、操縦安定性及び転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音についても改善が図られる。
<ベーストレッド用ゴム組成物>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、タイヤのトレッド部のベーストレッドに用いられるベーストレッド用ゴム組成物である。
そして、本発明のベーストレッド用ゴム組成物では、30℃の貯蔵弾性率(30℃E’)に対する0℃の貯蔵弾性率(0℃E’)の比(0℃E’/30℃E’)が、1.3~2.0の範囲であることを特徴とする。
一方、貯蔵弾性率E’に関しては、高くすると転がり抵抗と操縦安定性は改善されるものの、剛性が高くなることにより通過騒音は悪化する傾向にあった。そのため、本発明では、剛性を上げ過ぎずに高周波のtanδのみを高くする技術を検討し、貯蔵弾性率E’の温度分散の非線形に着目した。
その結果、本発明のベーストレッド用ゴム組成物では、30℃の貯蔵弾性率(30℃E’)に対する0℃の貯蔵弾性率(0℃E’)の比(0℃E’/30℃E’)を、1.3~2.0と設定することによって、低周波のtanδを低くできるとともに、貯蔵弾性率E’の低下を抑えることができ、さらに、高周波のtanδを高くすることができるため、タイヤへ適用した際の、操縦安定性及び転がり抵抗性に優れるとともに、通過騒音の改善を図ることが可能となる。
同様の観点から、前記0℃E’/30℃E’は、1.3~1.8であることが好ましく、1.4~1.6であることがより好ましい。
また、前記0℃E’及び前記30℃E’の測定については、例えば、上島製作所株式会社製スペクトロメーターを用いて、0℃及び30℃のE’を測定できるが、それぞれのE’の値が正確に得られる方法であれば特に限定はされず、公知の測定器を用いて得ることができる。
さらに、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδの測定の際の、初期入力、動歪、周波数の条件としては、例えば、初期入力150μm、周波数52Hz、動歪1%の条件が挙げられる。
また、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδの測定については、例えば、上島製作所株式会社製スペクトロメーターを用いて、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδを測定できるが、それぞれのtanδの値が正確に得られる方法であれば特に限定はされず、通常使用される測定器を用いて得ることができる。
さらに、前記0℃tanδ及び前記30℃tanδの測定の際の、初期入力、動歪、周波数の条件としては、例えば、初期入力150μm、周波数52Hz、動歪1%の条件が挙げられる。
ベーストレッドに要求される性能に応じて、ゴム成分、充填剤の種類や含有量を適宜調整することができる。
ここで、前記ゴム成分における前記天然ゴムの含有量については、特に限定はされないが、タイヤへ適用した際の、操縦安定性及び転がり抵抗性と、通過騒音の改善とを、より高いレベルで両立できる点からは、70質量%以上であることが好ましく、75質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、85質量%以上であることが特に好ましい。
なお、前記ゴム成分における前記スチレンブタジエンゴム及び/又はブタジエンゴムの合計含有率は、特に限定はされないが、前記天然ゴムよりも少ないことが好ましく、具体的には、5~30質量%であることがより好ましく、10~20質量%であることがより好ましい。
また、前記ゴム成分については、要求される性能に応じて、上述したNR、SBR及びBR以外のゴム(その他のゴム成分)についても含むことができる。前記その他のゴム成分としては、イソプレンゴム(IR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等のジエン系ゴムや、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム(IIR)等の非ジエン系ゴムが挙げられる。
例えば、前記無機充填剤として、カーボンブラックや、シリカ、その他の無機充填剤等を含むことができる。これらの充填剤の中でも、より優れた補強性や耐摩耗性が得られる点からは、前記充填剤がカーボンブラックを含むことが好ましい。
なお、前記窒素吸着比表面積は、ISO4652-1に準拠して単点法にて測定することができ、例えば脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬させた後、平衡時においてカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定し、測定値から比表面積(m2/g)を算出できる。
前記シリカの種類については、例えば、湿式シリカ、コロイダルシリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられる。
前記樹脂としては、石油系炭化水素樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ロジン樹脂、アルキルフェノール樹脂及びそれらの水添物である樹脂等が挙げられ、これらの樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いることができる。また、これらの樹脂の中でも、C5系樹脂、C5-C9系樹脂、C9系樹脂及びそれらの水添物のうちの少なくとも一種を用いることが好ましい。
その他の成分としては、例えば、シランカップリング剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、加硫剤(硫黄)、加硫促進剤、加硫促進助等の、ゴム工業界で通常使用されている添加剤を適宜含むことができる。
本発明のタイヤは、上述した本発明のベーストレッド用ゴム組成物を、トレッド部のベーストレッドに用いたことを特徴とする。
ベーストレッドとして、本発明のベーストレッド用ゴム組成物を用いることによって、操縦安定性及び転がり抵抗性の向上が可能になるとともに、通過騒音についても改善を図ることができる。
前記キャップトレッドを構成するゴム組成物は、例えば、ゴム成分と、補強性充填剤と、軟化剤と、ゴム工業界で通常使用される添加剤とを含むことができる。
さらに、本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましく、該空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
表1に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて、サンプルとなるベーストレッド用ゴム組成物を作製した。なお、表1での各成分の配合量は、ゴム成分100質量部に対する量(質量部)を記載している。
また、得られたベーストレッド用ゴム組成物について、145℃、33分間の加硫処理を行い、得られた加硫ゴムに対して、上島製作所株式会社製スペクトロメーターを用いて、初期入力150μm、周波数52Hz、動歪1%で、0℃及び30℃における損失正接(tanδ)及び貯蔵弾性率(E’)を測定した。測定した0℃及び30℃におけるtanδ及びE’については、表1に示す。
得られたベーストレッド用ゴム組成物のサンプルについて、比較例1のサンプルをトレッド部のベーストレッドに用いて、サイズ205/60R16の乗用車用空気入りラジアルタイヤのサンプルを作製した。作製したサンプルのタイヤについて、以下の方法で評価を実施した。結果を表1に示す。
比較例1のタイヤについて、国際規格(ECE R117)に準拠し、転がり抵抗係数(RRC)の測定を行った。実施例1~3及び比較例2については、測定したゴム物性と比較例1のタイヤの測定結果に基づき推測した。
評価については、推測したRRCの逆数をとり、比較例1のサンプルを用いたタイヤのRRCの逆数を100としたときの、指数として表示した。指数値が大きい程、転がり抵抗性に優れる(転がり抵抗が低減されている)ことを示し、90以上であれば良と判断する。評価結果を表1に示す。
比較例1のタイヤについて、国際規格(ECE R117)に準拠し、通過騒音(dB)の測定を行った。実施例1~3及び比較例2については、測定したゴム物性と比較例1のタイヤの測定結果に基づき推測した。
評価については、比較例1の通過騒音(dB)との、騒音レベルの差を算出し、通過騒音レベルとした。通過騒音レベルは小さい程、通過騒音が低減されていることを示し、110以下であれば良とする。評価結果を表1に示す。
(3)操縦安定性
比較例1のタイヤを試験車に装着し、乾燥路面での実車試験にて、操縦安定性をドライバーのフィーリング評点で表した。実施例1~3及び比較例2については、測定したゴム物性と比較例1のタイヤの測定結果に基づき推測した。
評価については、比較例1のゴム組成物をもいい他タイヤのフィーリング評点を100として表示した。評点の値が大きい程、操縦安定性に優れることを示す。
*2 JSR株式会社製「BR01」
*3 JSR株式会社製「SL520」、スチレン量:35質量%
*4 JXTG株式会社製「スーパーオイル Y22」
*5 脂肪族系炭化水素樹脂、日本ゼオン株式会社製「Quintone G100」
*6 石油系炭化水素樹脂
*7 変性フェノール樹脂、住友ベークライト株式会社製「PR-13349」
*8 東海カーボン株式会社製「シーストF」
なお、比較例の各サンプルは、少なくとも1つの評価項目で、実施例よりも劣る値を示していた。
Claims (6)
- タイヤのトレッド部のベーストレッドに用いられるベーストレッド用ゴム組成物であって、
天然ゴムを70質量%以上含有するゴム成分と、充填剤と、前記ゴム成分100質量部に対して20質量%以上の、石油系炭化水素樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ロジン樹脂、アルキルフェノール樹脂及びそれらの水添物のうちから選択される少なくとも一種の樹脂と、を含み、
30℃の貯蔵弾性率(30℃E’)に対する0℃の貯蔵弾性率(0℃E’)の比(0℃E’/30℃E’)が、1.3~2.0の範囲であり、
前記0℃E’が、15MPa以下であり、且つ、前記30℃E’が、10MPa以下であることを特徴とする、ベーストレッド用ゴム組成物。 - 前記0℃E’/30℃E’が、1.3~1.8の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記0℃E’/30℃E’が、1.4~1.6の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記ベーストレッド用ゴム組成物の0℃のtanδ(0℃tanδ)が、0.35以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記ベーストレッド用ゴム組成物の、0℃のtanδ(0℃tanδ)が0.4以上であり、且つ、30℃のtanδ(30℃tanδ)が0.15以下であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のベーストレッド用ゴム組成物を、トレッド部のベーストレッドに用いたことを特徴とする、タイヤ。
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