JP7485238B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
「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るリムであり、JATMAであれば“標準リム”、TRAであれば“Design Rim”、ETRTOであれば“Measuring Rim”である。
「アセトン抽出量」は、JIS K 6229:2015に準拠して各加硫ゴム試験片を72時間アセトンに浸漬して可溶成分を抽出し、抽出前後の各試験片の質量を測定し、下記式により求めることができる。アセトン抽出量測定用サンプルは、長さ1mm×幅1mm×厚さ1mmの加硫ゴム組成物である。タイヤから切り出して作製する場合には、タイヤのトレッド部から、タイヤ周方向が長辺、タイヤ半径方向が厚さ方向となるように切り出す。
(アセトン抽出量(質量%))={(抽出前のゴム試験片の質量-抽出後のゴム試験片の質量)/(抽出前のゴム試験片の質量)}×100
(動的刺激を与えた前後のアセトン抽出量の変化率(%))=
{(動的刺激を与えた後のアセトン抽出量)/(動的刺激を与える前のアセトン抽出量)×100}-100
(動的刺激を与えた前後の0℃tanδの変化率(%))=
{(動的刺激を与えた後の0℃tanδ)/(動的刺激を与える前の0℃tanδ)×100}-100
(動的刺激を与えた前後の0℃E*の変化率(%))=
{(動的刺激を与えた後の0℃E*)/(動的刺激を与える前の0℃E*)×100}-100
図1は、本実施形態に係るタイヤのトレッドの一部が示された拡大断面図である。図1には、本実施形態に係るトレッドのうち、そのトレッド面に溝が形成されていない部分が、拡大して示されている。
本実施形態において、第一層から第二層への可塑剤の拡散は、アセトン抽出量によって測定できる。アセトン抽出量は、前記測定方法で測定される。前記動的刺激を与える前の第一層2のアセトン抽出量は、5.0質量%以上が好ましく、8.0質量%以上がより好ましく、10.0質量%以上がさらに好ましく、15.0質量%以上がさらに好ましく、20.0質量%以上が特に好ましい。また、前記動的刺激を与える前の第一層2のアセトン抽出量は、40.0質量%以下が好ましく、35.0質量%以下がより好ましく、30.0質量%以下がさらに好ましく、28.0質量%以下がさらに好ましく、25.0質量%以下がさらに好ましく、24.0質量%以下が特に好ましい。前記動的刺激を与える前の第二層3のアセトン抽出量は、1.0質量%以上が好ましく、3.0質量%以上がより好ましく、5.0質量%以上がさらに好ましく、7.0質量%以上がさらに好ましく、8.0質量%以上がさらに好ましく、10.0質量%以上が特に好ましい。また、前記動的刺激を与える前の第二層3のアセトン抽出量は、50.0質量%以下が好ましく、40.0質量%以下がより好ましく、30.0質量%以下がさらに好ましく、25.0質量%以下が特に好ましく、20.0質量%以上がさらに好ましく、15.0質量%以上が特に好ましい。
本実施形態の第一層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量AE1と第二層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量AE2との差(AE1-AE2)は6.0質量%超であり、7.0質量%以上が好ましく、8.0質量%以上がより好ましく、9.0質量%以上がさらに好ましい。また、AE1-AE2の上限値は、本発明の効果の観点からは特に制限されないが、30質量%以下が好ましく、27質量%以下がより好ましく、24質量%以下がさらに好ましく、21質量%以下がさらに好ましく、18質量%以下がさらに好ましく、15質量%以下が特に好ましい。なお、AE1およびAE2は、前記動的刺激を与える前のアセトン抽出量である。
第一層および前記第二層が貼り合わされた状態で、前記動的刺激を与えたとき、前記動的刺激を与えた前後の第一層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量の変化率は、摩耗末期までウェットグリップ性能を維持する観点から、-10%以上10%以下である。該変化率は、-9%以上が好ましく、-8%以上が好ましい。また、該変化率は、7%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、0%未満がさらに好ましく、-1%以下がさらに好ましく、-2%以下がさらに好ましく、-3%以下が特に好ましい。
第一層2を構成するゴム組成物の30℃tanδは、走行時の発熱を小さくし、第一層が経時的の硬化することを抑制する観点から、0.22未満が好ましく、0.20未満がより好ましく、0.18未満がさらに好ましく、0.16未満がさらに好ましく、0.15未満がさらに好ましく、0.14未満が特に好ましい。また、第二層3を構成するゴム組成物の30℃tanδは、0.40未満が好ましく、0.30未満がより好ましく、0.20未満がさらに好ましく、0.15未満が特に好ましい。一方、第一層2および第二層3を構成するゴム組成物の30℃tanδは、0.05以上が好ましく、0.07以上がより好ましく、0.09以上がさらに好ましい。なお、第一層2を構成するゴム組成物の30℃tanδの値は、第二層3を構成するゴム組成物の30℃tanδの値よりも大きいことが好ましい。第一層2を構成するゴム組成物の30℃tanδと第二層3を構成するゴム組成物の30℃tanδとの差は、0.01以上が好ましく、0.02以上がより好ましい。なお、ゴム組成物の30℃tanδは、ゴム成分、可塑剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
第一層および前記第二層が貼り合わされた状態で、前記動的刺激を与えたとき、前記動的刺激を与えた前後の第一層を構成するゴム組成物の0℃E*の変化率は、摩耗末期までウェットグリップ性能を維持する観点から、-20%超20%未満が好ましい。該変化率は、-10%超が好ましく、-5%超がより好ましく、-3%超がさらに好ましく、-1%超がさらに好ましく、1%超がさらに好ましく、3%超が特に好ましい。また、該変化率は、19%未満が好ましく、18%未満がより好ましく、17%未満がさらに好ましく、16%未満が特に好ましい。
第一層および前記第二層が貼り合わされた状態で、前記動的刺激を与えたとき、前記動的刺激を与えた前後の第一層を構成するゴム組成物の0℃tanδの変化率は、摩耗末期までウェットグリップ性能を維持する観点から、-20%超20%未満が好ましい。該変化率は、-14%超が好ましく、-10%超がより好ましく、-8%超がさらに好ましく、-6%超が特に好ましい。また、該変化率は、14%未満が好ましく、10%未満がより好ましく、8%未満がさらに好ましく、6%未満がさらに好ましく、4%未満がさらに好ましく、2%未満が特に好ましい。
第一層2を構成するゴム組成物の0℃tanδは、ウェットグリップ性能の観点から、0.10以上が好ましく、0.12以上がより好ましく、0.15以上がさらに好ましく、0.18以上が特に好ましい。また、第二層3を構成するゴム組成物の0℃tanδは、0.10以上が好ましく、0.12以上がより好ましく、0.14以上がさらに好ましい。一方、第一層2および第二層3を構成するゴム組成物の0℃tanδは、低燃費性能の観点から、0.80以下が好ましく、0.60以下がより好ましく、0.50以下がさらに好ましく、0.40以下がさらに好ましく、0.30以下が特に好ましい。なお、第一層2を構成するゴム組成物の0℃tanδの値は、第二層3を構成するゴム組成物の0℃tanδの値よりも大きいことが好ましい。第一層2を構成するゴム組成物の0℃tanδと第二層3を構成するゴム組成物の0℃tanδとの差は、0.01以上が好ましく、0.02以上がより好ましく、0.03以上がさらに好ましく、0.04以上が特に好ましい。なお、ゴム組成物の0℃tanδは、ゴム成分、可塑剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
第一層2を構成するゴム組成物の0℃E*は、ウェットグリップ性能の観点から、4.0MPa以上が好ましく、5.0MPa以上がより好ましく、6.0MPa以上がさらに好ましく、7.0MPa以上が特に好ましい。また、第二層3を構成するゴム組成物の0℃E*は、4.0MPa以上が好ましく、5.0MPa以上がより好ましく、6.0MPa以上がさらに好ましく、7.0MPa以上がさらに好ましく、8.0MPa以上が特に好ましい。一方、第一層2および第二層3を構成するゴム組成物の0℃E*は、路面追従性の観点から、100MPa以下が好ましく、70MPa以下がより好ましく、40MPa以下がさらに好ましく、30MPa以下が特に好ましい。なお、第一層2を構成するゴム組成物の0℃E*の値は、第二層3を構成するゴム組成物の0℃E*の値よりも小さいことが好ましい。第一層2を構成するゴム組成物の0℃E*と、第二層3を構成するゴム組成物の0℃E*との差は、0.5MPa以上が好ましく、1.0MPa以上がより好ましく、1.5MPa以上がさらに好ましい。0℃E*を前記の範囲とすることにより、路面追従性とアンカー摩擦のバランスが向上し、タイヤ摩耗後のウェットグリップ性能の低下が抑制できると考えられる。なお、ゴム組成物の0℃E*は、ゴム成分、可塑剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
第一層2を構成するゴム組成物のTgは、ウェットグリップ性能の観点から、-40℃以上が好ましく、-35℃以上がより好ましく、-30℃以上がさらに好ましい。Tgを-40℃以上にすると、-40℃未満の場合と比較して、Tgより高い温度領域での損失正接tanδがより高くなる傾向がある。また、第二層3を構成するゴム組成物のTgは、-60℃以上が好ましく、-55℃以上がより好ましく、-50℃以上がさらに好ましく、-45℃以上が特に好ましい。なお、第一層2、および第二層3を構成するゴム組成物のTgの上限値は特に制限されないが、20℃以下が好ましく、10℃以下がより好ましく、0℃以下がさらに好ましく、-10℃以下が特に好ましい。なお、ゴム組成物のTgは、ゴム成分、可塑剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
第一層2を構成するゴム組成物のEBは、耐摩耗性能の観点から、200%以上が好ましく、300%以上がより好ましく、400%以上がさらに好ましく、500%以上が特に好ましい。また、第二層3を構成するゴム組成物のEBは、200%以上が好ましく、300%以上がより好ましく、400%以上がさらに好ましく、450%以上が特に好ましい。EBを前記の範囲とすることで、タイヤ摩耗時の表面状態がより平滑に保たれやすくなり、実接地面積の減少が抑制され、結果としてタイヤ摩耗後のウェットグリップ性能の低下が抑制できると考えられる。なお、第一層2および第二層3を構成するゴム組成物のEBの上限値は特に制限されない。なお、ゴム組成物のEBは、ゴム成分、可塑剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
本実施形態のトレッド部はトレッド面を構成する第一層2と、第一層2の半径方向内側に隣接する第二層3を少なくとも備え、第一層2を構成するゴム組成物のアセトン抽出量と第二層3を構成するゴム組成物のアセトン抽出量との差を所定の範囲であることを特徴とする。トレッド部の各層を構成するゴム組成物は、いずれも以下に説明する原料を用いて、要求されるアセトン抽出量等に応じて製造することができる。以下に詳細に説明する。
本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分としてジエン系ゴムが好適に用いられる。ジエン系ゴムとしては、例えば、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ゴム(SIR)、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)等が挙げられる。これらのゴム成分は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
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、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのイソプレン系ゴムは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
SBRとしては特に限定はなく、未変性の溶液重合SBR(S-SBR)や乳化重合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。これらのSBRは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
BRとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス含量が50モル%未満のBR(ローシスBR)、シス含量が90モル%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。変性BRとしては、上記SBRで説明したのと同様の官能基等で変性されたBRが挙げられる。これらのBRは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ゴム成分は、本発明の効果に影響を与えない範囲で、ジエン系ゴム以外の他のゴム成分を含有してもよい。ジエン系ゴム以外の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、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム、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。これら他のゴム成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、上記のゴム成分の他に、公知の熱可塑性エラストマーを含有してもよく、含有しなくてもよい。
本実施形態に係るゴム組成物は、可塑剤を含有する。可塑剤とは、ゴム成分に可塑性を付与する材料であり、液体可塑剤(常温(25℃)で液体(液状)の可塑剤)および固体可塑剤(常温(25℃)で固体の可塑剤)を含む概念である。具体的には、ゴム組成物からアセトンを用いて抽出されるような成分である。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。
本実施形態に係るゴム組成物は、カーボンブラックおよび/またはシリカを含むフィラーが好適に使用される。第一層2および第二層3を構成するゴム組成物は、フィラーとしてシリカを含むことがより好ましく、カーボンブラックおよびシリカを含むことがより好ましい。
カーボンブラックとしては、タイヤ工業において一般的なものを適宜利用することができる、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等が挙げられる。これらのカーボンブラックは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカとしては、特に限定されず、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。これらのシリカは、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。
本実施形態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、ワックス、加工助剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
SBR:下記製造例1により製造されたSBR(スチレン含量:25質量%、ビニル含量:59モル%、Mw:25万、非油展)
BR:宇部興産(株)製のUBEPOL BR(登録商標)150B(ビニル含量:1.5モル%、シス含量:97モル%、Mw:44万)
NR:TSR20
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシースト6(DBP吸油量:114mL/100g、N2SA:119m2/g)
シリカ:ソルベイ社製のZeosil 1115MP(N2SA:160m2/g)
シランカップリング剤:エボニックデグサ社製のSi75(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
可塑剤1:出光興産(株)製のPS-32(パラフィン系プロセスオイル、Tg:-86℃、Mw:300)
可塑剤2:ENEOS(株)製のプロセスX-140(アロマ系プロセスオイル、Tg:-41℃、Mw:600)
可塑剤3:ヤスハラケミカル(株)製のYSポリスターT80(テルペンフェノール樹脂、Tg:62℃、Mw:1000)
可塑剤4:ヤスハラケミカル(株)製のPX1150N(水素添加されていないポリテルペン樹脂、Tg:62℃、Mw:3000)
可塑剤5:下記製造例2により製造された液状SBR(Tg:-25℃、Mw:5000)
可塑剤6:下記製造例3により製造された液状SBR(Tg:-5℃、Mw:5000)
可塑剤7:大八化学工業(株)製のTOP(トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、Tg:-74℃、Mw:435)
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)製の酸化亜鉛
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-ベンゾチアゾールスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(DPG、1,3-ジフェニルグアニジン)
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、ヘキサン600mL、1,3-ブタジエン75g、スチレン25g、テトラヒドロフラン60mLを投入し、40℃で攪拌した。0.1mоl/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液を0.5mLずつ添加しスカベンジ処理をした後、0.1mоl/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液4mLを添加し、撹拌速度を130rpm、ジャケット温度を80℃にして攪拌した。GPCでMwが25万の重合物の生成を確認した後、重合溶液を4Lのエタノールに注ぎ、沈殿を回収した。得られた沈殿を送風乾燥した後、80℃/10Pa以下で乾燥減量が0.1%になるまで減圧乾燥を行い、SBRを得た。
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、1.0mоl/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液20mL、ヘキサン200mL、テトラヒドロフラン60mLを添加した後、1,3-ブタジエン75gおよびスチレン25gをヘキサン400mLに溶解させたモノマー溶液を、反応液が90℃を超えないように添加しながら、撹拌速度を80rpm、ジャケット温度を80℃にして攪拌した。GPCでMwが5000の重合物の生成を確認した後、重合溶液を4Lのエタノールに注ぎ、沈殿を回収した。得られた沈殿を送風乾燥した後、80℃/10Pa以下で乾燥減量が0.1%になるまで減圧乾燥を行った。得られた液状物をDSCによって分析した結果、Tgは-25℃であった。
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、1.0mоl/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液20mL、ヘキサン200mL、テトラヒドロフラン60mLを添加した後、1,3-ブタジエン60gおよびスチレン40gをヘキサン400mLに溶解させたモノマー溶液を、反応液が90℃を超えないように添加しながら、撹拌速度を80rpm、ジャケット温度を80℃にして攪拌した。GPCでMwが5000の重合物の生成を確認した後、重合溶液を4Lのエタノールに注ぎ、沈殿を回収した。得られた沈殿を送風乾燥した後、80℃/10Pa以下で乾燥減量が0.1%になるまで減圧乾燥を行った。得られた液状物をDSCによって分析した結果、Tgは-5℃であった。
(加硫ゴムシートの作成)
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160℃で8分間加硫して、長さ40mm×幅40mm×厚さ2mmに切り出し、加硫ゴムシートを作成した。
表3の組み合わせに従い、第一層および第二層の加硫ゴムシートを貼り合わせ、第一層から第二層に向かって500gの荷重をかけながら、温度80℃の条件下で480時間静置した。その後、加硫ゴムシートをそれぞれ第一層および第二層に分離し、第二層の重量を測定し、荷重をかける前の第二層の初期重量を100として指数化した。指数が大きいほど、第一層に配合された可塑剤が第二層へ拡散する量が多いということを示し、可塑剤の拡散速度が速いことを示す。表3の結果、可塑剤の拡散速度は、可塑剤1、可塑剤2、可塑剤3、可塑剤4、可塑剤5、可塑剤6の順に速いことがわかった。
表4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、トレッドの第一層および第二層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5に記載の各試験用タイヤ(サイズ:205/65R15、リム:15×6JJ、内圧:230kPa)を得た。
タイヤのトレッド部から、第一層と第二層との界面を含み、第一層と第二層の厚さが同じとなるように、長さ30mm×幅30mm×厚さ10mmで加硫ゴム試験片を切り出した。なお、サンプルの長辺はタイヤ周方向、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とした。各加硫ゴム試験片に、動的粘弾性装置(GABO社製のイプレクサーシリーズ)を用い、動応力0.45MPa、周波数50Hz、温度80℃の条件下で張り合わされた面に対して垂直方向に120時間動的刺激を与えた。
上記動的刺激を与える前と与えた後の加硫ゴム試験片について、それぞれAE量を測定した。AE量は、各加硫ゴム試験片(長さ1mm×幅1mm×厚さ1mm)を24時間アセトンに浸漬し、可溶成分を抽出し、抽出前後の各試験片の質量を測定し、下記式により求めた。また、上記動的刺激を与えた前後の第一層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量の変化率(%)を下記式により求めた。
アセトン抽出量(%)={(抽出前の加硫ゴム試験片の質量-抽出後の加硫ゴム試験片の質量)/(抽出前のゴム試験片の質量)}×100
(動的刺激を与えた前後のアセトン抽出量の変化率(%))=
{(動的刺激を与えた後のアセトン抽出量)/(動的刺激を与える前のアセトン抽出量)×100}-100
上記動的刺激を与える前と与えた後の加硫ゴム試験片について、それぞれ0℃tanδおよび0℃E*測定した。0℃tanδおよび0℃E*は、各加硫ゴム試験片(長さ20mm×幅4mm×厚さ1mm)について、動的粘弾性測定装置(GABO社製のイプレクサーシリーズ)を用い、温度0℃、初期歪10%、動歪2.5%、周波数10Hzの条件で測定した。また、上記動的刺激を与えた前後の第一層を構成するゴム組成物の0℃tanδの変化率(%)および0℃E*の変化率(%)を、それぞれ下記式により求めた。
(動的刺激を与えた前後の0℃tanδの変化率(%))=
{(動的刺激を与えた後の0℃tanδ)/(動的刺激を与える前の0℃tanδ)×100}-100
(動的刺激を与えた前後の0℃E*の変化率(%))=
{(動的刺激を与えた後の0℃E*)/(動的刺激を与える前の0℃E*)×100}-100
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加硫ゴム試験片について、動的粘弾性測定装置(GABO社製のイプレクサーシリーズ)を用い、温度30℃、初期歪5%、動歪1%、周波数10Hzの条件下で損失正接tanδを測定した。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加硫ゴム試験片について、動的粘弾性測定装置(GABO社製のイプレクサーシリーズ)を用い、周波数10Hz、伸長歪み2.5%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、タイヤ周方向が引張方向となるように切り出した厚さ1mmのダンベル状7号形の試験片を作製し、JIS K 6251:2017「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-引張試験特性の求め方」に準じて、23℃雰囲気下にて、引張速度3.3mm/秒の条件で引張試験を実施し、破断時伸びEB(%)を測定した。なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とした。
各試験用タイヤの第一層の厚さが新品時の50%となるように、トレッドラジアスに沿ってトレッド部を摩耗させ、これらのタイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して湿潤アスファルト路面において、速度100km/hでブレーキをかけた地点からの制動距離を測定した。対照タイヤ(比較例3)の制動距離を100として換算し、各試験用タイヤの制動距離の逆数を下記式により指数で表示した。指数が高いほど、摩耗後のウェットグリップ性能が維持されていることを示す。
(摩耗後のウェットグリップ性能指数)=(対照タイヤの摩耗後の制動距離)/(各試験用タイヤの摩耗後の制動距離)
本発明の実施形態の例を以下に示す。
〔2〕前記第一層を構成するゴム組成物の30℃におけるtanδが0.20未満である、上記〔1〕記載のタイヤ。
〔3〕前記第一層を構成するゴム組成物の30℃におけるtanδが0.15未満である、上記〔1〕記載のタイヤ。
〔4〕前記可塑剤が、オイルおよびエステル系可塑剤のうち少なくとも1種を含有する、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔5〕前記可塑剤が、樹脂成分および液状ポリマーのうち少なくとも1種を含有する、上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔6〕前記第一層を構成するゴム組成物および前記第二層を構成するゴム組成物において、ゴム成分100質量部に対する可塑剤の含有量の差が10質量部以上(好ましくは15質量部以上、より好ましくは20質量部以上、さらに好ましくは25質量部以上)である、上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔7〕前記動的刺激を与えた前後の前記第一層を構成するゴム組成物の0℃における複素弾性率(0℃E*)の変化率が-20%超20%未満(好ましくは-5%超19%未満、より好ましくは-1%超19%未満、さらに好ましくは3%超18%未満)である、上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔8〕前記動的刺激を与えた前後の前記第一層を構成するゴム組成物の0℃におけるtanδ(0℃tanδ)の変化率が-20%超20%未満(好ましくは-10%超10%未満、より好ましくは-6%超6%未満)である、上記〔1〕~〔7〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔9〕前記第一層を構成するゴム組成物の0℃E*が4.0MPa以上(好ましくは5.0MPa以上、より好ましくは6.0MPa以上、さらに好ましくは7.0MPa以上)である、上記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔10〕前記第一層を構成するゴム組成物の0℃tanδが0.10以上(好ましくは、0.12以上、より好ましくは0.15以上、さらに好ましくは0.18以上)である、上記〔1〕~〔9〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔11〕前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度が-40℃以上(好ましくは-35℃以上、より好ましくは-30℃以上)である、上記〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔12〕前記第一層を構成するゴム組成物のJIS K 6251:2017に準じて測定した破断時伸びが200%以上(好ましくは300%以上、より好ましくは400%以上、さらに好ましくは500%以上)である、上記〔1〕~〔11〕のいずれかに記載のタイヤ。
2・・・第一層
3・・・第二層
4・・・第三層
Claims (12)
- トレッド面を構成する第一層と、前記第一層の半径方向内側に隣接する第二層を少なくとも備えたトレッドを有するタイヤであって、
前記第一層および前記第二層がゴム成分および可塑剤を含有するゴム組成物により構成され、
前記第一層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量AE1と前記第二層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量AE2との差(AE1-AE2)が6.0質量%超であり、
前記第一層および前記第二層が貼り合わされた状態で、動応力0.45MPa、周波数50Hz、温度80℃の条件下で120時間動的刺激を与えたとき、前記動的刺激を与えた前後の前記第一層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量の変化率が-10%以上10%以下であるタイヤ。 - 前記第一層を構成するゴム組成物の30℃におけるtanδが0.20未満である、請求項1記載のタイヤ。
- 前記第一層を構成するゴム組成物の30℃におけるtanδが0.15未満である、請求項1記載のタイヤ。
- 前記可塑剤が、オイルおよびエステル系可塑剤のうち少なくとも1種を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記可塑剤が、樹脂成分および液状ポリマーのうち少なくとも1種を含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第一層を構成するゴム組成物および前記第二層を構成するゴム組成物において、ゴム成分100質量部に対する可塑剤の含有量の差が10質量部以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記動的刺激を与えた前後の前記第一層を構成するゴム組成物の0℃における複素弾性率(0℃E*)の変化率が-20%超20%未満である、請求項1~6のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記動的刺激を与えた前後の前記第一層を構成するゴム組成物の0℃におけるtanδ(0℃tanδ)の変化率が-20%超20%未満である、請求項1~7のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第一層を構成するゴム組成物の0℃E*が4.0MPa以上である、請求項1~8いずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第一層を構成するゴム組成物の0℃tanδが0.10以上である、請求項1~9のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第一層を構成するゴム組成物のガラス転移温度が-40℃以上である、請求項1~10のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記第一層を構成するゴム組成物のJIS K 6251:2017に準じて測定した破断時伸びが200%以上である、請求項1~11のいずれか一項に記載のタイヤ。
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