(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104510
(43)【公開日】2024-08-05
(54)【発明の名称】タイヤ
(51)【国際特許分類】
B60C 11/00 20060101AFI20240729BHJP
B60C 1/00 20060101ALI20240729BHJP
C08K 3/36 20060101ALI20240729BHJP
C08L 9/06 20060101ALI20240729BHJP
C08L 101/12 20060101ALI20240729BHJP
【FI】
B60C11/00 D
B60C1/00 A
B60C11/00 B
C08K3/36
C08L9/06
C08L101/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023008754
(22)【出願日】2023-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】000183233
【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人WisePlus
(72)【発明者】
【氏名】松本 卓也
【テーマコード(参考)】
3D131
4J002
【Fターム(参考)】
3D131BA05
3D131BA20
3D131BB01
3D131BB03
3D131BB06
3D131BB09
3D131BB11
3D131BC12
3D131BC18
3D131EA02U
3D131EB24V
3D131EB24X
3D131EB27V
4J002AC01Y
4J002AC03X
4J002AC08W
4J002BC09Z
4J002BK00Z
4J002DJ016
4J002EH047
4J002EW047
4J002FD016
4J002FD027
4J002GN01
(57)【要約】
【課題】氷雪路面上でのグリップ性能に優れたタイヤを提供する。
【解決手段】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、
前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、
前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、
前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、
前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤ。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、
前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、
前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、
前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤ。
【請求項2】
前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)が、20質量%以上である請求項1記載のタイヤ。
【請求項3】
前記エステル系可塑剤の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上である請求項1又は2記載のタイヤ。
【請求項4】
前記周方向溝部の溝深さT(mm)が、6.0mm以上である請求項1又は2記載のタイヤ。
【請求項5】
前記トレッドにおけるベース比率が、20%以上である請求項1又は2記載のタイヤ。
【請求項6】
前記シリカの平均粒子径が、16nm以上である請求項1又は2記載のタイヤ。
【請求項7】
前記樹脂の軟化点が、90℃以上である請求項1又は2記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
路面に接触するトレッド部においては、様々な性能が要求されるが、その一つにウェットグリップ性能が挙げられる。これまでに、スチレンブタジエンゴムやシリカを用いることでウェットグリップ性能を向上させることができることが知られていた(例えば特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、冬季においても走行が必要となるタイヤにおいて、氷雪路面上でのグリップ性能については更なる改善の余地があると考えられる。
本発明は、前記課題を解決し、氷雪路面上でのグリップ性能に優れたタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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、前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤである。
【発明の効果】
【0006】
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、前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤであるので、氷雪路面上でのグリップ性能に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】空気入りタイヤの一部が示された断面図である。
【
図2】
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。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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たタイヤであって、前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下である。前記タイヤは、氷雪路面上でのグリップ性能に優れている。
【0009】
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。
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、前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤとすることにより、以下のことが起こると考えられる。
[1]トレッドを構成するゴム組成物において、ガラス転移温度の低いスチレンブタジエンゴムを配合することで、ゴム分子の運動性が低温でも損なわれることがないため、積雪路面においても柔軟性を発揮し、また疎水性であることにより、トレッド表面に雪が付着することを抑制することができると考えられる。
[2]シリカ、樹脂、及びエステル系可塑剤を配合することにより、粘着性のある樹脂成分がシリカを覆い、極性のあるエステル系可塑剤を介してスチレンブタジエンゴム中へ分散することが可能となり、低温での柔軟性を担保しつつ、路面との間の反力を発生させやすくすることができると考えられる。また、エステル系可塑剤の疎水性により、ゴム表面への雪の付着を妨げ、滑りを抑制しやすくなると考えられる。
[3]そして、ゴム組成物中のアセトン抽出成分量はゴム組成物中の可塑剤等の総量に関する値であり、この値が大きい程分子が柔軟に動きやすくなると考えられる。また、周方向溝部の溝深さは深くなることで、雪を溝中でつかむことや、トレッドが変形し、氷に密着しやすくなると考えられる。したがって、ゴム組成物中のアセトン抽出成分量と周方向溝部の溝深さとの積を一定値以上とすることで、トレッドが氷雪路面に密着しやすくなり、グリップ性能を向上させやすくすることができると考えられる。
[4]また、ゴム組成物の30℃でのtanδを一定値以下とし、常温での発熱性を下げることで走行中の発熱を下げることができ、走行中のトレッドの温度上昇を抑制することで、積雪路面上の雪を溶かすことを抑制し、トレッド表面を滑りにくくすることができると考えられる。同時に、ゴム内部における入力、応答の位相差を小さくすることができるため、反力を発生させやすくすることが可能となると考えられる。
上記[1]~[4]により、トレッド表面での雪付き及び雪を溶かすことを抑制しつつ、柔軟性及び反力が発生させやすい状態となるため、積雪した氷上路面での性能を向上させることができ、氷雪路面上でのグリップ性能を向上させることができると考えられる。
以上の作用により、氷雪路面上でのグリップ性能に優れたタイヤを提供できると推察される。
【0010】
このように、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、前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤの構成にすることにより、氷雪路面上でのグリップ性能に優れたタイヤを提供するという課題(目的)を解決するものである。すなわち、「前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が100以上」及び「前記ゴム組成物の30℃でのtanδが0.250以下」のパラメータは課題(目的)を規定したものではなく、本願の課題は、氷雪路面上でのグリップ性能に優れたタイヤを提供することであり、そのための解決手段として前記パラメータを満たすような構成としたものである。
【0011】
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たタイヤであって、前記トレッドは、ガラス転移温度が-80℃~-45℃のスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成される。
【0012】
本明細書において、ゴム成分は、重量平均分子量(Mw)が1万より大きく、架橋に寄与する成分であり、JIS K 6229:2015に準拠した方法で、ゴム組成物を24時間アセトン抽出した場合に抽出されないポリマー成分がゴム成分に該当する。
【0013】
上記ゴム成分の重量平均分子量は、好ましくは5万以上、より好ましくは15万以上、更に好ましくは20万以上であり、また、好ましくは200万以下、より好ましくは150万以下、更に好ましくは100万以下である。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。
【0014】
なお、本明細書において、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(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE 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。
【0015】
上記ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR)を含有するゴム成分を含む。
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)等を使用できるが、効果がより良好に得られるという観点から、溶液重合スチレンブタジエンゴムが好ましい。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。
【0016】
SBRのガラス転移温度(Tg)は、-80℃~-45℃であるが、効果がより良好に得られるという観点から、-75℃以上が好ましく、-70℃以上がより好ましく、-65℃以上が更に好ましい。また、該Tgは、効果がより良好に得られるという観点から、-50℃以下が好ましく、-55℃以下がより好ましく、-60℃以下が更に好ましい。
なお、本明細書において、ガラス転移温度は、JIS K7121に従い、昇温速度10℃/分の条件で示差走査熱量測定(DSC)を行って測定される値である。また、複数のSBRを用いる場合には、それぞれの単独のガラス転移温度とそれぞれの配合比率から得られる重量平均の値をSBRのガラス転移温度として取り扱う。例えば、Tg-80℃のSBRをゴム成分100質量部中に40質量%、Tg-40℃のSBRをゴム成分100質量部中に40質量%含む場合には、当該ゴム組成物中のSBRのガラス転移温度は-60℃(=(-80×40-40×40)/(40+40))となる。
【0017】
SBRのスチレン量は、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、特に好ましくは20質量%以上であり、また、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35質量%以下、特に好ましくは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、ゴム成分のスチレン量は、1H-NMR測定により算出される。
【0018】
SBRのビニル量は、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%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、より更に好ましくは35質量%以下、特に好ましくは30質量%以下、最も好ましくは25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、ゴム成分のビニル量は、1H-NMR測定により算出される。
【0019】
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。
【0020】
なお、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。
【0021】
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としたときのビニル結合の割合であり(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。
【0022】
SBRは、非変性SBRでもよいし、変性SBRでもよい。
変性SBRとしては、シリカ、カーボンブラック等の充填剤と相互作用する官能基を有するSBRであればよく、例えば、SBRの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBR(末端に上記官能基を有する末端変性SBR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性SBRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性SBR(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性SBR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性SBR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。
【0023】
上記官能基としては、例えば、窒素原子、酸素原子、及び珪素原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含む官能基等が挙げられる。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。
【0024】
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)が好ましい。
【0025】
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下、特に好ましくは80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。
【0026】
上記ゴム組成物は、ガラス転移温度が-80℃~-45℃のSBR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、例えば、ガラス転移温度が-80℃~-45℃のSBR以外の他のジエン系ゴムが挙げられる。他のジエン系ゴムとしては、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、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)などが挙げられる。また、上記以外のゴム成分としては、ブチル系ゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。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。なかでも、イソプレン系ゴム、BRが好ましく、ガラス転移温度が-80℃~-45℃のSBRとともに、イソプレン系ゴム及びBRを併用するのが特に好ましい。
【0027】
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、タイヤ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、タイヤ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。なかでも、NRが好ましい。
【0028】
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。
【0029】
BRのシス量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、特に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上であり、上限は特に限定されないが、例えば、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98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、ゴム成分のシス量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
【0030】
なお、上述のBRのシス量は、BRが1種である場合、当該BRのシス量を意味し、複数種である場合、平均シス量を意味する。
BRの平均シス量は、{Σ(各BRの含有量×各BRのシス量)}/全BRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、シス量:90質量%のBRが20質量%、シス量:40質量%のBRが10質量%である場合、BRの平均シス量は、73.3質量%(=(20×90+10×40)/(20+10))である。
【0031】
また、BRは、非変性BRでもよいし、変性BRでもよい。変性BRとしては、変性SBRと同様の官能基が導入された変性BRが挙げられる。
【0032】
BRとしては、例えば、UBEエラストマー(株)、(株)ENEOSマテリアル、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。
【0033】
ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20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。
【0034】
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは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。
【0035】
ゴム成分は、オイルで伸展された油展ゴム、樹脂で伸展された樹脂伸展ゴムであってもよい。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。
なお、油展ゴムに使用されるオイル、樹脂伸展ゴムに使用される樹脂は、後述の可塑剤で説明したものと同様である。また、油展ゴム中のオイル分、樹脂伸展ゴム中の樹脂分は特に限定されないが、通常、ゴム固形分100質量部に対して10~50質量部程度である。
【0036】
上記ゴム組成物は、シリカを含有する。
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)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。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。また、これらのシリカ以外にもみ殻などのバイオマス材料を原料としたシリカを用いても良い。
【0037】
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。
【0038】
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは80m2/g以上、より好ましくは100m2/g以上、更に好ましくは120m2/g以上、特に好ましくは150m2/g以上、最も好ましくは170m2/g以上である。また、該N2SAは、好ましくは300m2/g以下、より好ましくは250m2/g以下、更に好ましくは230m2/g以下、特に好ましくは220m2/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、シリカのN2SAは、ASTM D3037-81に準拠して測定できる。
【0039】
シリカの平均一次粒子径は、好ましくは6nm以上、より好ましくは9nm以上、更に好ましくは12nm以上、より更に好ましくは16nm以上、特に好ましくは18nm以上であり、また、好ましくは30nm以下、より好ましくは24nm以下、更に好ましくは20nm以下である。上記範囲内であると、低温の貯蔵弾性率が低下しやすくなり、氷雪路面上でのグリップ性能の向上効果が得られやすくなるため、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0040】
なお、本明細書において、シリカの平均一次粒子径の測定方法は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察が用いられる。具体的には、シリカ粒子を透過型電子顕微鏡で写真撮影し、粒子の形状が球形の場合には球の直径を粒子径とし、針状又は棒状の場合には短径を粒子径とし、不定型の場合には中心部からの平均粒径を粒子径とし、微粒子100個の粒径の平均値を平均一次粒子径とする。
【0041】
ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量は、好ましくは50質量部以上、より好ましくは60質量部以上、更に好ましくは70質量部以上、特に好ましくは80質量部以上であり、また、好ましくは200質量部以下、より好ましくは180質量部以下、更に好ましくは150質量部以下、特に好ましくは120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。
【0042】
上記ゴム組成物は、シリカを含有する場合、シリカと共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、Momentive社製のNXT、NXT-Z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。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、効果がより良好に得られるという理由から、スルフィド系、メルカプト系が好ましい。
【0043】
シランカップリング剤としては、例えば、エボニックデグサ社、Momentive社、信越化学工業(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。
【0044】
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、3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましく、また、25質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましく、15質量部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。
【0045】
上記ゴム組成物は、カーボンブラックを含有してもよい。
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。また、これらのカーボンブラックの他、リグニンなどのバイオマス材料を原料としたカーボンブラックや、タイヤやプラスチック製品などのカーボンブラックを含む製品を熱分解することで得られたカーボンブラックを適宜用いても良い。
【0046】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、50m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましく、100m2/g以上が更に好ましく、110m2/g以上が特に好ましい。また、上記N2SAは、250m2/g以下が好ましく、200m2/g以下がより好ましく、160m2/g以下が更に好ましく、150m2/g以下が特に好ましい。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。
【0047】
カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量(DBP吸油量)は、80ml/100g以上が好ましく、90ml/100g以上がより好ましく、100ml/100g以上が更に好ましく、110ml/100g以上が特に好ましい。また、上記DBP吸油量は、200ml/100g以下が好ましく、170ml/100g以下がより好ましく、150ml/100g以下が更に好ましく、125ml/100g以下が特に好ましい。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ジブチルフタレート吸油量は、JIS K6217-4:2001に準拠して求められる。
【0048】
カーボンブラックとしては、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。
【0049】
ゴム成分100質量部に対するカーボンブラックの含有量は、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、特に好ましくは10質量部以上であり、また、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは50質量部以下、特に好ましくは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。
【0050】
上記ゴム組成物は、シリカ、カーボンブラック以外の他のフィラー(充填剤)を含んでもよい。他のフィラー(充填剤)としては、ゴム分野で公知の材料を使用でき、例えば、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が挙げられる。
【0051】
ゴム成分100質量部に対する充填剤の総量(充填剤の合計含有量)は、好ましくは50質量部以上、より好ましくは60質量部以上、更に好ましくは70質量部以上、特に好ましくは80質量部以上、最も好ましくは90質量部以上であり、また、好ましくは200質量部以下、より好ましくは180質量部以下、更に好ましくは150質量部以下、特に好ましくは120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。
【0052】
上記ゴム組成物において、充填剤100質量%中のシリカ含有率は、40質量%以上が好ましく、50質量%以上が好ましく、60質量%以上が更に好ましく、70質量%以上がより更に好ましく、80質量%以上が特に好ましく、85質量%以上が最も好ましい。上限は特に限定されないが、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。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。
【0053】
上記ゴム組成物は、可塑剤を含有する。
本明細書において、可塑剤とは、ゴム成分に可塑性を付与する材料であり、常温(25℃)において液体であっても、固体であっても良い。具体的には、重量平均分子量(Mw)が1万以下の成分であり、JIS K 6229:2015に準拠した方法で、ゴム組成物を24時間アセトン抽出した場合に抽出される成分が可塑剤に該当する。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。
【0054】
上記ゴム組成物において、可塑剤総量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10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30質量部以上、より更に好ましくは35質量部以上、より更に好ましくは40質量部以上、特に好ましくは45質量部以上であり、また、好ましくは200質量部以下、より好ましくは180質量部以下、更に好ましくは150質量部以下、特に好ましくは110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、可塑剤総量には、ゴム(油展ゴム)、硫黄(オイル含有硫黄)に含まれるオイルや樹脂の量も含まれる。
【0055】
可塑剤としては、オイル、液状ポリマー(重量平均分子量(Mw)が1万以下の液状ジエン系ポリマー(液状ゴム)等)、テレビン油等の天然物由来の精油、エステル系可塑剤、樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0056】
上記オイルとしては、特に限定されず、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のプロセスオイル、TDAE、MES等の低PCA(多環式芳香族)プロセスオイル、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、パラフィン系プロセスオイルが好ましい。なお、ライフサイクルアナリシスの観点から、ゴム混合用ミキサーや自動車エンジンなどで使用されたあとの潤滑油や廃食油などを適宜用いても良い。
【0057】
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。
【0058】
上記ゴム組成物において、オイルの含有量は、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5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、特に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは50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。
なお、本明細書において、オイルの含有量には、後述の植物油、トリアシルグリセロールを含む植物油の量は含まれない。
【0059】
上記液状ジエン系ポリマー(液状ゴム)としては、例えば、25℃で液状の、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。
【0060】
上記液状ジエン系ポリマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、1.0×103~1.0×104であることが好ましく、3.0×103~8.5×103であることがより好ましい。
なお、本明細書において、液状ジエン系ポリマーのMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算値である。
【0061】
上記液状ジエン系ポリマーとしては、例えば、サートマー社、(株)クラレ等の製品を使用できる。
【0062】
上記ゴム組成物は、液状ジエン系ポリマー(液状ゴム)を含んでもよく、該液状ジエン系ポリマーの含有量としては、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5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、また、好ましくは50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。
【0063】
上記エステル系可塑剤としては、例えば、植物油(特に、トリアシルグリセロールを含む植物油)、リン酸エステル、フタル酸エステル、脂肪族多塩基酸エステル、トリメリット酸エステル、酢酸エステル及びリシノール酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含むものを好適に使用できる。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、効果がより良好に得られるという点から、トリアシルグリセロールを含む植物油、リン酸エステル、フタル酸エステル、脂肪族多塩基酸エステルが好ましく、トリアシルグリセロールを含む植物油、リン酸エステルがより好ましく、リン酸エステルが特に好ましい。他方、リンの使用量を抑えられる点からは、トリアシルグリセロールを含む植物油、脂肪族多塩基酸エステルが好適である。
【0064】
上記エステル系可塑剤のSP値は、8.0以上であることが好ましく、8.3以上であることがより好ましく、8.5以上であることが特に好ましい。また、該SP値は、9.5以下であることが好ましく、9.0以下であることがより好ましく、8.8以下であることが更に好ましい。上記範囲のSP値にすることで、SBR等のジエン系ゴムとの相溶性が確保され、効果がより好適に得られる傾向がある。
ここでSP値とは、ハンセン(Hansen)の数式を用いて算出される溶解度パラメータを意味する。
【0065】
上記エステル系可塑剤の凝固温度は、好ましくは-100℃以上、より好ましくは-80℃以上である。また、該凝固温度は、好ましくは-10℃以下、より好ましくは-15℃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、凝固温度は、下記方法で測定される値である。
試料をアルミニウムセルの中に密閉し、当該アルミニウムセルを示差走査熱量測定器((株)島津製作所製、DSC-60A)のサンプルホルダーに挿入した後、当該サンプルホルダーを窒素雰囲気下10℃/分で150℃まで加熱しながら吸熱ピークを観察し、得られた吸熱ピークが凝固点(凝固温度)である。
【0066】
上記トリアシルグリセロールを含む植物油としては、例えば、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、落花生油、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、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。また、上記植物油は、上記植物油を食用油等として利用したものを回収した廃食用油であってもよい。
【0067】
植物油としては、アシルグリセロールが好ましく、トリアシルグリセロールがより好ましい。なお、アシルグリセロールとは、グリセリンの持つヒドロキシ基とカルボン酸とがエステル結合をした化合物を指す。アシルグリセロールとしては、特に限定されず、1-モノアシルグリセロールでもよく、2-モノアシルグリセロールでもよく、1,2-ジアシルグリセロールでもよく、1,3-ジアシルグリセロールでもよく、トリアシルグリセロールでもよい。さらに、アシルグリセロールは、単量体でもよく、2量体でもよく、3量体以上の多量体であってもよい。なお、2量体以上のアシルグリセロールは、熱重合や酸化重合等によって得ることができる。
【0068】
ゴム組成物中にアシルグリセロールが含まれているか確認する方法としては、特に限定されないが、1H-NMR測定によって確認することができる。例えば、トリアシルグリセロールを配合したゴム組成物を常温(25℃)で24時間重クロロホルムに浸漬し、ゴム組成物を除いた後、室温下で1H-NMRを測定し、テトラメチルシラン(TMS)のシグナルを0.00ppmとした場合、5.26ppm付近、4.28ppm付近、4.15ppm付近のシグナルが観測され、該シグナルはエステル基の酸素原子に隣接する炭素原子に結合した水素原子由来のシグナルと推測されるため、アシルグリセロールの含有を確認することができる。なお、ここで「付近」とは、±0.10ppmの範囲を指す。
【0069】
上記植物油は、構成脂肪酸100質量%中の、不飽和結合を1個有する1価不飽和脂肪酸の含有量が、70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは65質量%以下、更に好ましくは60質量%以下、特に好ましくは55質量%以下であり、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%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、上記植物油の脂肪酸組成は、GLC(気-液クロマトグラフィー)により測定できる。
【0070】
上記植物油のガラス転移温度は、好ましくは-110℃以上、より好ましくは-100℃以上、更に好ましくは-80℃以上であり、好ましくは-20℃以下、より好ましくは-40℃以下、更に好ましくは-55℃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。
【0071】
上記植物油の融点は、好ましくは20℃以下、より好ましくは17℃以下、更に好ましくは0℃以下、特に好ましくは-5℃以下であり、好ましくは-50℃以上、より好ましくは-40℃以上、更に好ましくは-30℃以上、特に好ましくは-20℃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、植物油の融点は、示差走査熱量測定(DSC)により測定できる。
【0072】
上記植物油のヨウ素価は、好ましくは60以上、より好ましくは70以上、更に好ましくは80以上であり、好ましくは160以下、より好ましくは150以下、更に好ましくは135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、ヨウ素価とは、植物油100gにハロゲンを反応させたとき、結合するハロゲンの量をヨウ素のグラム数に換算したものであり、電位差滴定法(JIS K0070)により測定した値である。
【0073】
上記リン酸エステルとしては、リン酸と、炭素数1~12のモノアルコール又はその(ポリ)オキシアルキレン付加物とのモノ、ジ又はトリエステルなど、公知のリン酸エステル系可塑剤を使用できる。具体的には、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート等が挙げられる。
【0074】
上記フタル酸エステルとしては、フタル酸と炭素数1~13程度のアルコールとのジエステルなど、公知のフタル酸エステル系可塑剤を使用できる。具体的には、ビス(2-エチルヘキシル)フタレート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソノニルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等が挙げられる。
【0075】
上記脂肪族多塩基酸エステルとしては、例えば、脂肪族二塩基酸エステル、脂肪族三塩基酸エステル等が挙げられる。なかでも、効果がより良好に得られるという点から、アジピン酸エステル、アゼライン酸エステル、セバシン酸エステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル等の脂肪族二塩基酸エステルが好ましい。
【0076】
このような脂肪族二塩基酸エステルのなかでも、下記式(1)で表される化合物を特に好適に使用できる。
【化1】
〔式(1)中、R
11は、2価の飽和又は不飽和炭化水素基を表す。R
12及びR
13は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐のアルキル基、又は-(R
14-O)
n-R
15(n個のR
14は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐のアルキレン基を表す。R
15は、分岐若しくは非分岐のアルキル基を表す。nは整数を表す。)で表される基を表す。〕
【0077】
R11の2価の飽和又は不飽和炭化水素基は、分岐、非分岐のいずれでもよく、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基などが挙げられる。前記飽和又は不飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは1~10、より好ましくは6~10である。具体的には、アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基など、アルケニレン基として、ビニレン基、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基など、アリーレン基として、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基など、が挙げられる。
【0078】
R12及びR13について、分岐若しくは非分岐のアルキル基の炭素数は、好ましくは1~15、下限はより好ましくは4以上、上限はより好ましくは10以下である。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、オクチル基、エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、等が挙げられる。
【0079】
R12及び13の-(R14-O)n-R15で表される基について、R14の分岐若しくは非分岐のアルキレン基の炭素数は、1~3が好ましい。R15の分岐若しくは非分岐のアルキル基炭素数は、好ましくは1~10、下限はより好ましくは2以上、上限はより好ましくは6以下である。該アルキレン基、該アルキル基の具体例としては、前記と同様のものが挙げられる。整数nは、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が更に好ましい。
【0080】
なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、R11は、アルキレン基であることが好ましく、R12及び13は、少なくとも1つが分岐のアルキル基であることが好ましく、両方が当該基であることがより好ましい。
【0081】
上記式(1)で表される脂肪族二塩基酸エステルの好適例としては、ビス(2-エチルヘキシル)セバケート、ジn-ブチルアジペート、ジイソブチルアジペートの他、ビス[2-(2-ブトキシエトキシ)エチル]アジペート等の前記-(R14-O)n-R15で表される基を有するビス(アルコキシアルコキシアルキル)アジペート、等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を併用してもよい。
【0082】
上記トリメリット酸エステルとしては、トリメリット酸と炭素数8~13の飽和脂肪族アルコールとのトリエステル等、公知のトリメリット酸エステル系可塑剤を使用できる。具体的には、トリ-2-エチルヘキシルトリメリテート、トリ-n-オクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、トリイソデシルトリメリテート、ジ-n-オクチル-n-デシルトリメリレート等が挙げられる。
【0083】
上記酢酸エステルとしては、酢酸とモノ又はポリグリセリンとのエステル等、公知の酢酸エステル系可塑剤を使用できる。具体的には、グリセリルトリアセテート、2-エチルヘキシルアセテート、ポリグリセリンの重合度2~4、アセチル化率50~100%のポリグリセリン酢酸エステル等が挙げられる。
【0084】
上記リシノール酸エステルとしては、メチルアセチルリシノレート、ブチルアセチルリシノレートなどのアルキルアセチルリシノレート(アルキル基:炭素数1~10)等、公知のリシノール酸エステル系可塑剤が挙げられる。
【0085】
上記エステル系可塑剤は、上記化合物以外に、他の成分を含むものでもよい。他の成分としては、上記化合物以外の公知の可塑剤、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のポリアルキレングリコールアルキルエーテル、等が挙げられる。
【0086】
上記エステル系可塑剤100質量%中の上記化合物の含有率は、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、100質量%でもよい。上記含有率で上記化合物を配合することで、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0087】
上記エステル系可塑剤は、例えば、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート(TOP、凝固温度-70℃以下、引火点204℃、SP値8.1、Mw435)、ビス(2-エチルヘキシル)セバケート(DOS、凝固温度-62℃、引火点222℃、SP値8.4、Mw427)、ビス(2-エチルヘキシル)フタレート(DOP、凝固温度-51℃、引火点218℃、SP値8.9、Mw391)、ビス[2-(2-ブトキシエトキシエチル)エチル]アジペート(BXA、凝固温度-19℃、引火点207℃、SP値8.7、Mw435)等が挙げられる。なかでも、ゴム成分との相溶性に優れ、引火点が200℃以上であり、重量平均分子量が400以上と高いことからDOS、TOP、BXAが好適であり、TOPが特に好ましい。
【0088】
上記エステル系可塑剤としては、例えば、大八化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。
また、上記植物油としては、例えば、日清オイリオ(株)、J-オイルミルズ(株)、昭和産業(株)、不二製油(株)、ミヨシ油脂(株)、ボーソー油脂(株)等の製品を使用できる。
【0089】
上記樹脂としては、タイヤ配合物として通常用いられる樹脂(レジン)を使用でき、例えば、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。また、樹脂自体が複数の由来のモノマー成分を共重合したものでもよい。これらのなかでも、効果がより良好に得られる観点から、芳香族ビニル重合体、石油樹脂、テルペン系樹脂が好ましく、ガラス転移温度の低いスチレンブタジエンゴムとの相溶性の観点から、石油樹脂が特に好ましい。
【0090】
上記ゴム組成物において、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8質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、特に好ましくは15質量部以上、最も好ましくは20質量部以上であり、また、好ましくは50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。
【0091】
上記樹脂の軟化点は、70℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、90℃以上が更に好ましい。また、180℃以下が好ましく、160℃以下がより好ましく、140℃以下が更に好ましい。上記範囲内であると、ガラス転移温度の低いスチレンブタジエンゴムとの相溶性がより良好となり、低温の貯蔵弾性率が低下しやすくなり、氷雪路面上でのグリップ性能の向上効果が得られやすくなるため、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。
【0092】
上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。
【0093】
上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。
【0094】
上記クマロン樹脂は、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。
【0095】
上記インデン樹脂は、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。
【0096】
上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。
【0097】
上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。
【0098】
上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、C9/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、C9/DCPD樹脂、C9/水添DCPD樹脂が好ましい。
【0099】
上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。
【0100】
上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。
【0101】
上記樹脂としては、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、エクソンモービル社、KRATON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。
【0102】
ここで、上記ゴム組成物は、上述の可塑剤として、樹脂を含む。
該樹脂のなかでも、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、及びこれらの水素添加物が好ましく、芳香族ビニル重合体、石油樹脂、テルペン系樹脂、及びこれらの水素添加物がより好ましく、石油樹脂及びその水素添加物が特に好ましい。
【0103】
上記ゴム組成物において、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8質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、特に好ましくは15質量部以上、最も好ましくは20質量部以上であり、また、好ましくは50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。
【0104】
また、上記ゴム組成物は、上述の可塑剤として、エステル系可塑剤を含む。
該エステル系可塑剤のなかでも、トリアシルグリセロールを含む植物油、リン酸エステル、フタル酸エステル、脂肪族多塩基酸エステルが好ましく、トリアシルグリセロールを含む植物油、リン酸エステルがより好ましく、リン酸エステルが特に好ましい。
【0105】
上記ゴム組成物において、エステル系可塑剤の含有量は、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質量部以上であり、また、好ましくは40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、エステル系可塑剤を一定量配合することとなり、配合ゴム(ゴム組成物)のガラス転移温度が低下し、低温の貯蔵弾性率が低下しやすくなり、氷雪路面上でのグリップ性能の向上効果が得られやすくなるため、効果がより良好に得られる傾向がある。更には、常温の発熱性も抑えられるため、低燃費性能の効果も得られやすい。
【0106】
上記ゴム組成物は、老化防止剤を含有してもよい。
老化防止剤としては、例えば、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等が挙げられる。市販品としては、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。これらは、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。
【0107】
上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0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上、更に好ましくは1.0質量部以上であり、また、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは6.0質量部以下、更に好ましくは4.0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。
【0108】
上記ゴム組成物は、ワックスを含有してもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックス等が挙げられる。市販品としては、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。これらは、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。
【0109】
上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1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは6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。
【0110】
上記ゴム組成物は、ステアリン酸を含有してもよい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、市販品としては、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。これらは、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。
【0111】
上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1.0質量部以上、より好ましくは2.0質量部以上、更に好ましくは3.0質量部以上であり、また、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは6.0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。
【0112】
上記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含有してもよい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、市販品としては、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。これらは、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。
【0113】
上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1.0質量部以上、より好ましくは2.5質量部以上、更に好ましくは3.5質量部以上であり、また、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは6.0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。
【0114】
上記ゴム組成物は、硫黄を含有してもよい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に架橋剤として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、可溶性硫黄等が挙げられる。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。
【0115】
上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0.5質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上、更に好ましくは1.8質量部以上であり、また、好ましくは3.5質量部以下、より好ましくは2.8質量部以下、更に好ましくは2.5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。
【0116】
上記ゴム組成物は、加硫促進剤を含有してもよい。
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-ベンゾチアジルスルフェンアミド(CBS)、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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。市販品としては、住友化学(株)、大内新興化学工業(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。
【0117】
上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、好ましくは1.5質量部以上、より好ましくは2.5質量部以上、更に好ましくは3.5質量部以上であり、また、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは8.0質量部以下、更に好ましくは7.0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。
【0118】
上記ゴム組成物には、上記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましい。
【0119】
上記ゴム組成物は、例えば、上述の各成分をオープンロール、バンバリーミキサー等のゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。
【0120】
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常100~180℃、好ましくは120~170℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常120℃以下、好ましくは80~110℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫等の加硫処理が施される。加硫温度としては、通常140~190℃、好ましくは150~185℃である。加硫時間は、通常5~15分である。
【0121】
上記ゴム組成物は、該ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)中のアセトン抽出成分量A(質量%)が、20質量%以上であることが好ましく、21質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることが更に好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。該アセトン抽出成分量Aの上限は特に制限されないが、例えば、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることが更に好ましい。上記範囲内であると、樹脂や可塑剤がゴム組成物中で動きやすくなり、トレッドの剛性が低下しやすくなり、シリカの分散も促進されやすくなるため、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0122】
なお、本明細書において、前記ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)中のアセトン抽出成分量(A)は、前記ゴム組成物(試料)について、JIS K 6229:2015に準拠したアセトン抽出量の測定方法により測定される(単位:前記ゴム組成物(試料)中の質量%)。
【0123】
また、前記ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)中のアセトン抽出成分量(A)を調整する方法としては、当業者に公知の方法を採用できる。例えば、ゴム組成物中の、オイル等の可塑剤の量が増加すると、大きくなる傾向がある。
【0124】
上記ゴム組成物は、該ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)の30℃でのtanδが、0.250以下である。
上記30℃でのtanδは、0.220以下が好ましく、0.200以下がより好ましく、0.195以下が更に好ましく、0.190以下がより更に好ましく、0.185以下が特に好ましい。また、上記30℃でのtanδの下限は特に限定されないが、例えば、0.005以上が好ましく、0.010以上がより好ましく、0.050以上が更に好ましい。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。
【0125】
なお、本明細書において、前記ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)の30℃でのtanδは、JIS K6394の規定に準拠し、粘弾性スペクトロメータ(GABO社製の「イプレクサーシリーズ」)を用いて、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、温度30℃、引張モードの条件のもと測定される。この測定では、試験片(長さ:20mm、幅:4mm、厚さ:1mm)はタイヤトレッドからサンプリングされる。当該サンプリングでは、試験片の長さ方向がタイヤの周方向に、試験片の厚さ方向がタイヤの半径方向に合わせられる。なお、タイヤトレッドからサンプリングできない場合には、ゴム組成物を170℃で12分間加熱して得られる、シート状の架橋ゴム(ゴムシート)から試験片をサンプリングできる。
【0126】
また、前記ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)の30℃でのtanδを調整する方法としては、当業者に公知の方法を採用できる。例えば、ゴム成分の種類や配合比を変更したり、可塑剤の種類や配合量を変更したりして調整することができる。
【0127】
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、前記トレッドが前記ゴム組成物で形成されている。
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
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。
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。
【0131】
「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。
【0132】
「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。
【0133】
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WLを求める。
V={(Dt/2)2-(Dt/2-Ht)2}×π×Wt
WL=0.000011×V+175
WL:正規荷重(kg)
V:タイヤの仮想体積(mm3)
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)
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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。
【0139】
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。
【0140】
ここで、キャップ層30とベース層28の厚みに関して、キャップ層30及びベース層28の合計厚みに対するベース層28の厚みの比(ベース比率)は、好ましくは20%以上、より好ましくは25%以上、更に好ましくは30%以上であり、また、好ましくは60%以下、より好ましくは50%以下、更に好ましくは40%以下である。上記範囲内であると、キャップゴム層での蓄熱を抑制しやすくなり、氷雪路面上でのグリップ性能の向上効果が得られやすくなるため、効果がより良好に得られる傾向がある。更には、タイヤの発熱性も抑えられるため、低燃費性能の効果も得られやすい。
【0141】
なお、本明細書において、トレッドの各層の厚みとは、タイヤの半径方向断面におけるタイヤ赤道面上でのトレッドの各層の厚みを意味する。トレッドの厚みLは、タイヤ赤道面上におけるトレッド表面の法線に沿って計測される値であり、トレッド表面からバンド、ベルト、カーカス、ベルト補強層などのスチール、テキスタイルなど他の繊維材料を含む補強層のタイヤ最表面側の界面までの距離である。また、タイヤ赤道面上に溝を有する場合は、該溝のタイヤ半径方向最表面側の端部間を繋いだ直線で形成される面からの直線距離である。
図1のタイヤ2の場合、トレッドの厚みLは、タイヤ赤道面CL上におけるトレッド表面から、バンド18のタイヤ半径方向外側表面までの直線距離である。
【0142】
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。
【0143】
ここで、トレッド4が3層以上の構造を有するトレッドである場合には、上記ベース比率は、トレッド各層の厚みの合計に対する、キャップ層以外の層の厚みの合計の比を表す。
【0144】
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、少なくとも最表面の層が前記ゴム組成物からなることが好ましい。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。
【0145】
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。
【0146】
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T(mm)は、好ましくは3.5mm以上、より好ましくは5.0mm以上、更に好ましくは6.0mm以上であり、また、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以下である。上記範囲内であると、自ずとトレッドの厚みも厚くなるため、ブロックの剛性率がより低くなり、氷雪路面上でのグリップ性能の向上効果が得られやすくなるため、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0147】
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27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、Tの長さを意味する。
【0148】
図1のタイヤ2は、前述の前記ゴム組成物(加硫後のゴム組成物)中のアセトン抽出成分量A(質量%)と周方向溝部26の溝深さT(mm)との積(A×T)が100以上である。
上記A×Tは、好ましくは101以上、より好ましくは105以上、更に好ましくは110以上、より更に好ましくは115以上、より更に好ましくは119以上、より更に好ましくは125以上、特に好ましくは135以上、最も好ましくは140以上である。また、上記A×Tの上限は特に限定されないが、例えば、好ましくは200以下、より好ましくは180以下、更に好ましくは170以下、特に好ましくは160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。
【0149】
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。
【0150】
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。
【0151】
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。
【0152】
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。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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。
【0156】
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。
【0157】
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。
【0158】
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。
【0159】
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。
【0160】
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。
【0161】
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。
【0162】
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。
【0163】
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。
【0164】
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。
【0165】
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凸凹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。
【0166】
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が、なかでも、空気入りタイヤが好ましい。特に、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)、オールシーズンタイヤ、等として好適に使用できる。タイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用タイヤ、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。なかでも、乗用車用タイヤ、レース用タイヤ(高性能タイヤ)に好適に使用できる。なお、乗用車用タイヤとは、四輪以上で走行する自動車に装着されることを前提としたタイヤであって、その最大負荷能力(正規荷重)が1400kg以下のものを指す。
【実施例0167】
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。
【0168】
以下に示す各種薬品を用いて各表に従って配合等を変化させて得られるタイヤを検討し、下記評価方法に基づいて算出した結果を各表に示す。
【0169】
NR:TSR20
SBR1:下記製造例1で製造されるSBR(スチレン量:25質量%、ビニル量:25質量%、ガラス転移温度:-50℃、ゴム固形分100質量部に対してオイル分25質量部を含む油展品)
SBR2:下記製造例2で製造されるSBR(スチレン量:40質量%、ビニル量:25質量%、ガラス転移温度:-30℃、ゴム固形分100質量部に対してオイル分25質量部を含む油展品)
BR:UBEエラストマー(株)製のUBEPOL BR150B(Mw:44万、シス量:96質量%)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220(N2SA:111m2/g、DBP吸油量:115ml/100g)
シリカ1:エボニックデグサ社製のウルトラシル9100Gr(N2SA:228m2/g、平均一次粒子径:15nm)
シリカ2:エボニックデグサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g、平均一次粒子径:18nm)
シランカップリング剤:エボニックデグサ社製のSi266(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
樹脂1:クレイトン社製のSYLVARES SA85(αメチルスチレン系樹脂(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体)、軟化点:85℃)
樹脂2:エクソンモービル社製のPR395(C9/水添DCPD樹脂、軟化点:120℃)
エステル系可塑剤1: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、SP値:8.1)
エステル系可塑剤2:日清オイリオ(株)製のひまわり油(グリセロール脂肪酸トリエステル、ガラス転移温度:-60℃、融点:-15℃、オレイン酸の含有量:55質量%、ヨウ素価:80、SP値:8.6)
オイル:H&R社製のvivatec500(TDAE、Low PolycyclicAroma Oil、アロマ系プロセスオイル)
酸化亜鉛:東邦亜鉛(株)製の「銀嶺R」
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン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)
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
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D(N,N´-ジフェニルグアニジン)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ-G(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)
【0170】
(製造例1)
十分に窒素置換した耐熱反応容器にn-ヘキサン2000ml、スチレン50g、ブタジエン150g、TMEDA0.93g、n-ブチルリチウム0.45mmolを加えて、50℃で5時間攪拌し、重合反応を行う。次いでメタノールを20ml添加して未反応の反応容器より抜き出し、反応溶液を水中に撹拌投入して溶媒をスチームストリッピングにより除去することによって、SBR1を得る。得られるSBR1の重量平均分子量(Mw)は800,000である。
【0171】
(製造例2)
十分に窒素置換した耐熱反応容器にn-ヘキサン2000ml、スチレン80g、ブタジエン120g、TMEDA0.93g、n-ブチルリチウム0.45mmolを加えて、50℃で5時間攪拌し、重合反応を行う。次いでメタノールを20ml添加して未反応の反応容器より抜き出し、反応溶液を水中に撹拌投入して溶媒をスチームストリッピングにより除去することによって、SBR2を得る。得られるSBR2の重量平均分子量(Mw)は1,200,000である。
【0172】
<試験用タイヤの製造>
各表に示す配合処方、溝深さT、及びベース比率にしたがい、(株)神戸製鋼所製の1.7L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、得られる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。
また、得られる未加硫ゴム組成物をトレッド(キャップトレッド)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、次いで、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造する。
【0173】
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想定して、下記評価方法に基づいて、算出した結果を各表に示す。
なお、SNOW性能の基準比較例は、比較例12である。
【0174】
<アセトン抽出成分量>
JIS K 6229:2015に準拠したアセトン抽出量の測定方法にしたがい、加硫ゴム組成物中に含まれるアセトンにより抽出される物質の量を測定する。該アセトン抽出成分量は、上記加硫ゴム組成物に含有される可塑剤、ワックスなどの有機低分子化合物の濃度の指標となるものである。なお、JIS K 6229:2015には、A法とB法の2法が規定されているが、本願ではA法を採用する。
【0175】
<30℃でのtanδ>
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ように長さ20mm×幅4mm×厚さ1mmの粘弾性測定サンプルを採取し、GABO社製のイプレクサーシリーズを用いて、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、温度30℃、引張モードの条件のもとで、tanδを測定する。なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とする。
【0176】
<氷雪路面上でのグリップ性能>
試験用タイヤを車両に装着し、気温0~-5℃において、氷雪路面にて初速度80km/hからの制動距離を求め、下記式により基準比較例を100として指数表示する。指数が大きいほど、制動距離が短く、氷雪路面上でのグリップ性能が良好であることを示す。
(氷雪路面上でのグリップ性能)=(基準比較例の制動停止距離)/(各配合の制動停止距離)×100
【0177】
【0178】
【0179】
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、
前記トレッドは、スチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、シリカと、樹脂と、エステル系可塑剤とを含むゴム組成物で構成され、
前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、-80℃~-45℃であり、
前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)と前記周方向溝部の溝深さT(mm)との積(A×T)が、100以上であり、
前記ゴム組成物の30℃でのtanδが、0.250以下であるタイヤである。
【0180】
本発明(2)は、前記ゴム組成物中のアセトン抽出成分量A(質量%)が、20質量%以上である本発明(1)記載のタイヤである。
【0181】
本発明(3)は、前記エステル系可塑剤の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上である本発明(1)又は(2)記載のタイヤである。
【0182】
本発明(4)は、前記周方向溝部の溝深さT(mm)が、6.0mm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。
【0183】
本発明(5)は、前記トレッドにおけるベース比率が、20%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。
【0184】
本発明(6)は、前記シリカの平均粒子径が、16nm以上である本発明(1)~(5)のいずれかに記載のタイヤである。
【0185】
本発明(7)は、前記樹脂の軟化点が、90℃以上である本発明(1)~(6)のいずれかに記載のタイヤである。