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(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】P2024070773
(43)【公開日】2024-05-23
(54)【発明の名称】タイヤ
(51)【国際特許分類】
   B60C 13/00 20060101AFI20240516BHJP
   B60C 1/00 20060101ALI20240516BHJP
   C08L 21/00 20060101ALI20240516BHJP
【FI】
B60C13/00 D
B60C1/00 B
B60C13/00 E
C08L21/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023020296
(22)【出願日】2023-02-13
(31)【優先権主張番号】P 2022181352
(32)【優先日】2022-11-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森 健次
【テーマコード(参考)】
3D131
4J002
【Fターム(参考)】
3D131AA06
3D131BA05
3D131BA12
3D131BA20
3D131BB01
3D131BB03
3D131BB06
3D131BB09
3D131BB11
3D131BC31
3D131BC35
3D131CA03
3D131GA03
3D131GA19
4J002AC01W
4J002AC03X
4J002AC08Y
4J002DJ016
4J002FD016
4J002GN01
(57)【要約】
【課題】高速耐久性能が改善されたタイヤを提供すること。
【解決手段】一対のサイドウォールを備えたタイヤであって、一対のサイドウォールはいずれもゴム成分および充填剤を含むゴム組成物により構成され、ゴム組成物の、所定の試験条件で固定し切れ込みを入れたときのき裂進展速度が、固定時の試験片の歪250%の場合において0.20m/s以下もしくは、固定時の試験片の歪300%の場合において0.30m/s以下の少なくとも一方を満たし、一対のサイドウォールは外表面に微小隆起が複数個形成された隆起形成部を有し、隆起形成部の面積は10mm2以上であり、隆起形成部には、微小隆起が、少なくとも一方向において0.5mm以下の間隔で20個以上形成されており、20個以上の微小隆起の最高部の高さが0.5mm以下である、タイヤ。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対のサイドウォールを備えたタイヤであって、
前記一対のサイドウォールはいずれもゴム成分および充填剤を含むゴム組成物により構成され、
前記ゴム組成物における下記試験条件で測定したき裂進展速度が、
固定時の試験片の歪(定歪)250%の場合において0.20m/s以下もしくは、
固定時の試験片の歪(定歪)300%の場合において0.30m/s以下の少なくとも一方を満たし、
前記一対のサイドウォールは外表面に微小隆起が複数個形成された隆起形成部を有し、
前記隆起形成部の面積は10mm2以上であり、
前記隆起形成部には、微小隆起が、少なくとも一方向において0.5mm以下の間隔で20個以上形成されており、
前記20個以上の微小隆起の最高部の高さが0.5mm以下である、タイヤ。
(試験条件)
試験片:縦辺22.4mm、横辺150.0mm、厚み1.0mmの純せん断試験片
試験方法:上記試験片の縦方向平行に二軸引張試験を行い、その後試験片を固定し、試験片の片側の縦辺中点を始点として横方向平行に10.0mmの切れ込みを入れる
【請求項2】
前記充填剤がシリカを含む、請求項1に記載のタイヤ。
【請求項3】
ゴム成分100質量部に対する前記充填剤の合計含有量が5質量部超50質量部未満である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項4】
前記ゴム組成物の70℃におけるtanδ(70℃tanδ)が0.10以上である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項5】
前記ゴム成分の総スチレン量S(質量%)が1質量%超15質量%未満である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項6】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みをT(mm)、前記ゴム成分中の総スチレン量を(質量%)Sとしたとき、S/Tが1.0以上9.0以下である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項7】
前記ゴム成分がイソプレン系ゴムを含有する、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項8】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みをT(mm)、前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量をI(質量%)としたとき、I/Tが15.0以上である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項9】
タイヤの最大負荷能力WL(kg)に対するタイヤ重量G(kg)の比(G/WL)が0.0210以下である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項10】
前記ゴム組成物の70℃におけるtanδとタイヤ断面高さHt(mm)との積(70℃tanδ×Ht)が2.60以上である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項11】
前記ゴム組成物の70℃におけるtanδとタイヤ断面幅Wt(mm)との積(70℃tanδ×Wt)が25以上である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項12】
前記ゴム組成物が、さらに樹脂成分を含有する、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項13】
前記微小隆起の形状が、柱状、錐台状またはリブ状である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【請求項14】
乗用車用である、請求項1または2に記載のタイヤ。
【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】
近年、タイヤの耐摩耗性が向上し、市場での使用期間が長期化しているため、タイヤの長期的な損傷や劣化による耐劣化性能、耐き裂成長性などの各種性能を改善することが要求されている。サイドウォールは、タイヤ使用開始から摩耗寿命まで同じゴム面が使用されるため、サイドウォール用ゴム組成物には特に耐き裂成長性といった耐久性の更なる改善が要求されている。例えば特許文献1には、タイヤのサイドウォールの耐久性を向上させることを目的に、BET比表面積の大きいシリカを含有したゴム組成物が開示されている。しかしながら、特許文献1では、高速走行時の耐久性については言及されておらず、サイドウォールの高速耐久性能にはなお改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2018-109126号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、高速耐久性能が改善さ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、以下のタイヤに関する。
一対のサイドウォールを備えたタイヤであって、
前記一対のサイドウォールはいずれもゴム成分および充填剤を含むゴム組成物により構成され、
前記ゴム組成物における下記試験条件で測定したき裂進展速度が、
固定時の試験片の歪(定歪)250%の場合において0.20m/s以下もしくは、
固定時の試験片の歪(定歪)300%の場合において0.30m/s以下の少なくとも一方を満たし、
前記一対のサイドウォールは外表面に微小隆起が複数個形成された隆起形成部を有し、
前記隆起形成部の面積は10mm2以上であり、
前記隆起形成部には、微小隆起が、少なくとも一方向において0.5mm以下の間隔で20個以上形成されており、
前記20個以上の微小隆起の最高部の高さが0.5mm以下である、タイヤ。
(試験条件)
試験片:縦辺22.4mm、横辺150.0mm、厚み1.0mmの純せん断試験片
試験方法:上記試験片の縦方向平行に二軸引張試験を行い、その後試験片を固定し、試験片の片側の縦辺中点を始点として横方向平行に10.0mmの切れ込みを入れる
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、高速耐久性能が改善されたタイヤが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】純せん断試験片の正面図および横方向からみた図である。
図2】本発明の一実施態様に係るタイヤの概略部分断面図である。
図3】円柱状の微小隆起が複数個形成されたサイドウォールの外表面の略図である。
図4】錘台状の微小隆起が複数個形成されたサイドウォールの外表面の略図である。
図5図3のX-X断面図である。
図6】リブ状の微小隆起が複数個形成されたサイドウォールの外表面の略図である。
図7図5のY-Y断面図である。
図8】サイドウォールを平面上に展開した時のサイドウォールの外表面の一部を示している。
図9】サイドウォールを平面上に展開した時の他の実施形態に係るサイドウォールの外表面の一部を示している。
図10】サイドウォールを平面上に展開した時の他の実施形態に係るサイドウォールの外表面の一部を示している。
図11】タイヤの断面における、タイヤ断面幅Wt、タイヤ断面高さHt、およびタイヤ外径Dtを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明のタイヤは、一対のサイドウォールを備えたタイヤであって、前記一対のサイドウォールはいずれもゴム成分および充填剤を含むゴム組成物により構成され、前記ゴム組成物における下記試験条件で測定したき裂進展速度が、固定時の試験片の歪(定歪)250%の場合において0.20m/s以下もしくは、固定時の試験片の歪(定歪)300%の場合において0.30m/s以下の少なくとも一方を満たし、前記一対のサイドウォールは外表面に微小隆起が複数個形成された隆起形成部を有し、前記隆起形成部の面積は10mm2以上であり、前記隆起形成部には、微小隆起が、少なくとも一方向において0.5mm以下の間隔で20個以上形成されており、前記20個以上の微小隆起の最高部の高さが0.5mm以下である、タイヤである。
(試験条件)
試験片:縦辺22.4mm、横辺150.0mm、厚み1.0mmmの純せん断試験片
試験方法:上記試験片の縦方向平行に二軸引張試験を行い、その後試験片を固定し、試験片の片側の縦辺中点を始点として横方向平行に10.0mmの切れ込みを入れる
【0009】
理論に拘束されることは意図しないが、本発明において、高速耐久性能が改善され得るメカニズムとしては、以下が考えられる。
【0010】
本発明のタイヤは、(1)サイドウォール外表面に特定の微小隆起が形成された隆起形成部を有することにより、ワックスなどの表面保護膜による光の乱反射を抑制し、表面保護膜のクラック形成を抑制する。また、(2)サイドウォール用ゴム組成物のき裂進展速度が一定以下であることで、サイドウォールの耐久性能が向上する。そして上記(1)および(2)が協働することにより、タイヤの高速耐久性能が顕著に改善するという、特筆すべき効果が達成されると考えられる。
【0011】
前記充填剤はシリカを含むことが好ましい。
【0012】
シリカを含むことで、ゴム成分にシリカが分散するので、ゴム組成物の強度が補強され、タイヤの耐久性が向上すると考えられる。
【0013】
ゴム成分100質量部に対する前記充填剤の合計含有量は、5質量部超50質量部未満であることが好ましい。
【0014】
充填剤の含有量が上記の範囲であることにより、充填剤がゴム成分に十分に分散し、かつ、充填剤同士で摩擦が生じることも防止できるため、低燃費性能を担保しつつ、ゴム組成物の耐久性がより向上すると考えられる。
【0015】
前記ゴム組成物の70℃におけるtanδは0.10以上であることが好ましい。
【0016】
70℃におけるtanδが上記の範囲であることにより、き裂発生時の進展を抑制する効果が得られるため、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0017】
前記ゴム成分の総スチレン量S(質量%)は1質量%超15質量%未満であることが好ましい。
【0018】
総スチレン量Sが上記の範囲であることにより、可塑剤がゴム成分中により分散しやすくなり、相溶することで0℃近傍からガラス転移点のtanδが向上し、き裂発生時の進展を抑制する効果が得られるため、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0019】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みをT(mm)、前記ゴム成分の総スチレン量を(質量%)Sとしたとき、S/Tは1.0以上9.0以下であることが好ましい。
【0020】
S/Tを上記の範囲とすることにより、サイドウォールが薄い場合にもスチレンのドメインが一定量存在するため、スチレンブタジエンゴムの相に熱可塑性樹脂が分散し、ゴムのエネルギーが向上し、き裂先端のエネルギー拡散が大きくなることで、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0021】
前記ゴム成分はイソプレン系ゴムを含有することが好ましい。
【0022】
イソプレン系ゴムを含有することで、耐衝撃性能が向上するため、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0023】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みをT(mm)、前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量をI(質量%)としたとき、I/Tは15.0以上であることが好ましい。
【0024】
I/Tを上記の範囲とすることにより、低燃費性能と耐衝撃性能が向上すると考えられる。
【0025】
タイヤの最大負荷能力WL(kg)に対するタイヤ重量G(kg)の比(G/WL)は、0.0210以下であることが好ましい。
【0026】
G/WLを前記の範囲とし、タイヤの最大負荷能力に対してタイヤ重量を軽くすることにより、積載や乗車による負荷が加わった状態でもタイヤ重量による影響が小さくなり、タイヤ全体にかかる衝撃を小さくすることができ、サイドウォールの変形を小さくすることができるため、タイヤの耐久性が向上すると考えられる。
【0027】
前記ゴム組成物の70℃におけるtanδとタイヤ断面高さHt(mm)との積(70℃tanδ×Ht)は2.60以上であることが好ましい。
【0028】
70℃tanδ×Htを2.60以上とし、70℃tanδの値が小さい場合にもタイヤ断面高さHt(mm)を大きくすることで、走行時における発熱によって発生するサイド部の変形を抑制することができ、サイドウォールの耐クラック性が向上し、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0029】
前記ゴム組成物の70℃におけるtanδとタイヤ断面幅Wt(mm)との積(70℃tanδ×Wt)は25以上であることが好ましい。
【0030】
70℃tanδ×Wtを25以上とし、70℃tanδの値が小さい場合にもタイヤ断面幅Wt(mm)を大きくすることで、走行時における発熱によって発生するサイド部の変形を抑制することができ、サイドウォールの耐クラック性が向上し、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0031】
前記ゴム組成物は、さらに樹脂成分を含有することが好ましい。樹脂成分を配合することで、70℃tanδよりも低温でのtanδを上げることができ、サイドウォールの耐クラック性が向上し、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。また、熱硬化性樹脂を配合することで、き裂の伸展が熱硬化性樹脂により抑制されるため、サイドウォールの耐クラック性が向上し、高速耐久性能がさらに向上すると考えられる。
【0032】
前記微小隆起の形状は、柱状、錐台状またはリブ状であることが好ましい。
【0033】
微小隆起の形状がこれら所定の形状であることで、サイドウォール外表面における応力集中を抑制できるので、サイドウォールの耐クラック性の向上に寄与するものと考えられる。
【0034】
<定義>
「ゴム組成物を固定し切込みを入れたときのき裂進展速度」は、き裂進展距離/き裂観測時間により求められる値である。測定方法については後述する。
【0035】
き裂進展距離とは、き裂先端が試験片の観測地点に到達してから進んだ一定距離であり、例えば100mmとすることができる。
【0036】
き裂観測時間とは、き裂先端が試験片の観測地点に到達した時からき裂進展距離を進む時間である。
【0037】
「微小隆起」とは、サイドウォール外表面上に形成された、比較的小さな凸状の盛り上りである。
【0038】
「隆起形成部」とは、前記微小隆起が形成されたサイドウォール外表面上の部分である。
【0039】
「隆起形成部の面積」とは、サイドウォールを平面上に展開した時の隆起形成部内の複数の微小隆起のうち最も外側の部分を囲む線によって画定される。
【0040】
「微小隆起の最高部高さ」とは、サイドウォールを平面上に展開した時の隆起形成部内の複数の微小隆起のうち最もタイヤ半径方向外側の部分と当該微小隆起とサイドウォール外表面に存在する底面との法線に沿って計測される距離である。
【0041】
「微小隆起の最大幅」とは、サイドウォール外表面を平面上に展開した状態で微小隆起が並ぶ一の方向において計測される、サイドウォール外表面上における当該微小隆起の幅のうち最大の幅である。
【0042】
「微小隆起の間隔」とは、サイドウォール外表面を平面上に展開した状態で微小隆起が並ぶ一の方向において計測される、サイドウォール外表面上における当該微小隆起の間隔のうち最小の間隔をいう。
【0043】
「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、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。
【0044】
「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“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の「最大値」、とし、正規リムと同様に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。
【0045】
「正規状態」とは、正規リム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。「タイヤの各部の寸法等」は、特に断りがない限り、正規状態で特定される値とする。
【0046】
「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規格における「最大負荷能力」、ETRTO規格における“LOAD CAPACITY”、およびTRA規格における“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に掲載された「最大値」、正規荷重であり、正規リムおよび正規内圧と同様に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。
【0047】
「最大負荷能力(WL)(kg)」は、正規状態で測定されたタイヤ断面幅をWt(mm)、タイヤ断面高さをHt(mm)、タイヤ外径をDt(mm)としたとき、下記式(A)および式(B)により算出される値である。Vはタイヤが占める空間の仮想体積である。前記のタイヤ断面幅Wt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。前記のタイヤ断面高さHtは、ビード部底面からトレッド最表面までの距離であり、タイヤの外径Dtはリム径の呼びとの差の1/2である。本発明において、最大負荷能力は、別に規定される場合を除き、上記の「最大負荷能力(WL)(kg)」のことを指す。
V={(Dt/2)2-(Dt/2-Ht)2}×π×Wt ・・・(A)
L=0.000011×V+100 ・・・(B)
【0048】
「サイドウォールの厚みT(mm)」とは、サイドウォールのタイヤ最大幅位置PWの法線に沿って計測される、サイドウォールを構成するゴムの厚み(mm)である。「タイヤ最大幅位置PW」とは、前記タイヤ断面幅Wtが計測されるサイドウォール表面上の位置である。
【0049】
「タイヤ重量」はG(kg)で表す。ただし、Gはリムの重量を含まないタイヤ単体の重量である。また、タイヤ内腔部に制音材、シーラント、センサーなどを取り付けた場合には、Gはこれらの重量を含む値である。
【0050】
「ゴム成分中の総スチレン量(S)」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BR10質量%からなる場合、ゴム成分100質量%中の総スチレン量(S)は、24.0質量%(=25×30/100+27.5×60/100)である。なお、スチレン含有ゴムのスチレン量は、1H-NMR測定により算出される。
【0051】
「可塑剤の含有量」は、可塑剤によって伸展されたゴム成分中の可塑剤量も含む。同様に、「オイルの含有量」は、油展ゴムに含まれるオイル量も含む。
【0052】
<測定方法>
「ゴム組成物を固定し切込みを入れたときのき裂進展速度」は、縦辺22.4mm、横辺150.0mm、厚み1.0mmの後記の純せん断試験片を、25℃雰囲気下で、両横辺をアームで平行に挟んで、二軸引張試験システム(例えば(株)島津製作所製のオートグラフAG-Xpuls)を用いて、両軸を縦方向に平行に二軸引張試験を行い、その後、該試験片の歪みが一定になった時点で該試験片を固定し、ハサミを用いて該試験片の片側の縦辺中点を始点として、横方向平行に10.0mmの切れ込みを入れたときの、き裂進展距離/き裂観測時間により求められる。ここで、試験片の歪みが一定になった時点とは、試験片の長さが一定になるよう力をかけて固定されている状態を指し、定歪ともいう。また、試験片の歪みは、試験片平坦部の縦方向の長さに対する変位量を示す。
【0053】
「純せん断試験片」とは、図1に示される形状の試験片である。図1(a)は純せん断試験片の正面図である。図1(a)に示すように、純せん断試験片は、正面からみると横辺が縦辺より長い長方形である。縦辺は22.4mm、横辺は15.0mmである。図1(b)は、純せん断試験片を横方向からみた図である。純せん断試験片の厚みは1.0mmである。図1(b)に示すように、純せん断試験片は、両端に引張試験の際に持ち手となる円柱の持ち手部がある。図1(b)に示すように、持ち手部の円の直径は5.0mmであり、平坦部の縦方向の長さは12.4mmである。すなわち、純せん断試験片は、持ち手部および平坦部からなる。持ち手部は、中心軸が平行で長さが等しい2つの円柱であり、持ち手部の両端部の位置は揃っている。純せん断試験片の縦方向が持ち手部の円柱の表面に垂直であり、純せん断試験片の横方向が持ち手部の円柱の中心軸に平行である。平坦部は、直方体であり、平坦部の直方体の縦辺および厚みは、いずれも純せん断試験片の縦辺および厚みと同様に、縦辺22.4mm、厚み1.0mmである。平坦部の直方体の縦方向の長さは、純せん断試験片の縦辺から両端の持ち手部の円柱の直径5.0mmを引くことで求められ、12.4mmである。
【0054】
「70℃tanδ」は、GABO社製のイプレクサーシリーズを用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪5%、動歪±1%、伸長モードの条件下で測定する。サンプルをタイヤから採取する場合は、タイヤのサイドウォールから、タイヤ周方向を長辺となるように、かつ、タイヤ半径方向を厚みとなるようにして、長さ20mm×幅4mm×厚さ1mmのサンプルを採取する。
【0055】
「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。
【0056】
「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、液状ゴム等に適用される。
【0057】
「平均一次粒子径」は、粒子を透過型または走査型電子顕微鏡で写真撮影し、粒子の形状がほぼ球形の場合には球の直径を粒子径とし、針状または棒状の場合には短径を粒子径とし、不定型の場合には短径と直径の平均を粒子径としたときの、粒子400個の算術平均により求められる値である。シリカやカーボンブラック等に適用される。
【0058】
「カーボンブラックのN2SA」は、JIS K 6217-2:2017に準じて測定される。「シリカのN2SA」は、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される。
【0059】
「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。
【0060】
<タイヤ>
以下、本発明のタイヤについて、適宜、図面も参照しながら説明する。但し、図面はあくまで説明のための例示である。
【0061】
図2には、このタイヤの周方向に対して垂直な断面の一部が示されている。図2において、上下方向がタイヤ半径方向であり、左右方向がタイヤ軸方向であり、紙面に垂直な方向がタイヤ周方向である。
【0062】
図2のタイヤは、周方向に延在して環状をなすトレッド1と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール31と、ビードコア21を有する一対のビード部と、ビードコア21に係留された少なくとも1層のカーカス33と、カーカス33のタイヤ半径方向外側に配された少なくとも1層のベルト2とを備えている。
【0063】
ビード部は、サイドウォール31のタイヤ軸方向内側に位置している。ビード部は、ビードコア21と、このコアからタイヤ半径方向外側に延びるビードエイペックス22とを備えている。ビードエイペックス22は、タイヤ半径方向外向きに先細りである。
【0064】
図2において、カーカス33は、ビードコア21の周りを、タイヤ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33には、主部と折り返し部とが形成されている。ストリップエイペックス25は、概してタイヤ半径方向に延在している。ストリップエイペックス25は、そのタイヤ半径方向内側端の近傍において、ビードエイペックス22と積層されている。ストリップエイペックス25は、その半径方向内側端の近傍において、カーカス33の主部および折り返し部に挟まれている。
【0065】
≪き裂進展速度≫
本発明において、サイドウォールを構成するゴム組成物のき裂進展速度は、歪250%の場合において0.20m/s以下、もしくは歪300%の場合において0.30m/s以下、の少なくとも一方を満たす。
【0066】
≪歪250%の場合のき裂進展速度≫
本発明において、サイドウォールを構成するゴム組成物の歪250%の場合のき裂進展速度は、0.25m/s以下が好ましく、0.20m/s以下がより好ましく、0.17m/s以下がさらに好ましく、0.15m/s以下がさらに好ましく、0.11m/s以下がさらに好ましく、0.10m/s以下がさらに好ましく、0.08m/s以下が特に好ましい。歪250%の場合のき裂進展速度は前記方法により求められる値である。歪250%の場合のき裂進展速度が前記の範囲内であることで、サイドウォール用ゴム組成物のき裂耐久性が改善され、サイドウォールの耐き裂成長性が向上し、タイヤの高速耐久性が向上する。
【0067】
歪250%の場合のき裂進展速度は、ゴムのtanδを上げることにより、小さくすることができ、また、ゴムの架橋点分子量(架橋点間の数平均分子量)を大きくするほど、小さくすることができる。
【0068】
≪歪300%の場合のき裂進展速度≫
本発明において、サイドウォールを構成するゴム組成物の歪300%の場合のき裂進展速度は、0.50m/s以下が好ましく、0.40m/s以下がより好ましく、0.30m/s以下がさらに好ましく、0.25m/s以下がさらに好ましく、0.20m/s以下がさらに好ましく、0.15m/s以下がさらに好ましく、0.12m/s以下がさらに好ましく、0.10m/s以下が特に好ましい。歪300%の場合のき裂進展速度は前記方法により求められる値である。歪300%の場合のき裂進展速度が前記の範囲内であることで、サイドウォール用ゴム組成物のき裂耐久性が改善され、サイドウォールの耐き裂成長性が向上し、タイヤの高速耐久性が向上する。
【0069】
歪300%の場合のき裂進展速度は、ゴムのtanδを上げることにより、小さくすることができ、また、ゴムの架橋点分子量(架橋点間の数平均分子量)を大きくするほど、小さくすることができる。
【0070】
≪70℃tanδ≫
本発明において、サイドウォールを構成するゴム組成物の70℃tanδは、耐久性能の観点から、0.09以上が好ましく、0.10以上がより好ましく、0.11以上がさらに好ましい。一方、低燃費性能の観点からは、0.17以下が好ましく、0.15以下がより好ましく、0.14以下がさらに好ましい。70℃tanδは、充填剤の配合量等によって調節できる。
【0071】
≪総スチレン量S≫
本発明において、サイドウォールを構成するゴム組成物のゴム成分中の総スチレン量(S)は20.0質量%未満が好ましく、18.0質量%未満がより好ましく、15.0質量%未満がさらに好ましく、12.0質量%未満が特に好ましい。Sが20.0質量%超であると、ゴムマトリクス(硫黄架橋されたゴム成分)中のスチレン部による凝集が抑制できず、可塑剤がスチレン部に分散しにくくなる。また、総スチレン量Sは、本発明の効果の観点から、1.0質量%超が好ましく、3.0質量%以上がより好ましく、3.5質量%以上がさらに好ましく、4.0質量%以上がさらに好ましく、4.0質量%超が特に好ましい。
【0072】
本発明に係るタイヤは、最大負荷能力WL(kg)に対するタイヤ重量G(kg)の比(G/WL)は、本発明の効果の観点から、0.0210以下が好ましく、0.0205以下がより好ましく、0.0200以下がさらに好ましく、0.0195以下が特に好ましい。一方、G/WLの下限値は特に限定されないが、例えば、0.0090以上、0.0100以上、0.0110以上、0.0120以上とすることができる。なお、タイヤ重量Gは常法により変動させることができ、すなわち、タイヤの比重を大きくする、あるいは、タイヤの各部材の厚さを大きくすることにより大きくすることができ、その逆により小さくすることもできる。
【0073】
最大負荷能力WL(kg)は、本発明の効果をより良好に発揮する観点から、300以上が好ましく、400以上がより好ましく、450以上がさらに好ましく、500以上が特に好ましい。また、最大負荷能力WL(kg)は、本発明の効果をより良好に発揮する観点から、例えば、1300以下、1200以下、1100以下、1000以下、900以下、800以下、700以下、650以下とすることができる。なお、最大負荷能力WLは、前記のタイヤが占める空間の仮想体積Vを大きくすることにより大きくすることができ、その逆により小さくすることもできる。
【0074】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みT(mm)は、本発明の効果の観点から、1.0mm以上が好ましく、1.3mm以上がより好ましく、1.5mm以上がさらに好ましく、1.7mm以上が特に好ましい。また、T(mm)は、本発明の効果の観点から、12.0mm以下が好ましく、11.0mm以下がより好ましく、10.0mm以下がさらに好ましく、8.0mm以下が特に好ましい。
【0075】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みT(mm)に対するゴム成分中のゴム成分中の総スチレン量S(質量%)の比(S/T)は、0.5以上が好ましく、0.8以上がより好ましく、1.0以上がさらに好ましく、1.5以上がさらに好ましく、2.0以上がさらに好ましく、2.5以上が特に好ましい。また、S/Tは、9.0以下が好ましく、6.0以下がより好ましく、5.5以下がさらに好ましく、5.0以下がさらに好ましく、4.5以下が特に好ましい。S/Tを前記の範囲とすることにより、ビード部4の厚みによる剛性が高い状態でも、スチレンドメイン部で応力を緩和させやすくなる傾向がある。
【0076】
タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みT(mm)に対するゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量I(質量%)の比(I/T)は、10.0以上が好ましく、15.0以上がより好ましく、20.0以上がさらに好ましく、22.0以上がさらに好ましい。また、I/Tは、35.0以下が好ましく、30.0以下がより好ましく、23.5以下がさらに好ましい。I/Tを前記の範囲とすることにより、低燃費性能と耐衝撃性能を向上することができる。
【0077】
(微小隆起/微小隆起形成部)
本発明のタイヤは、一対のサイドウォールの少なくとも一方の外表面に、微小隆起が複数個形成された隆起形成部を有する。
【0078】
隆起形成部において、微小隆起はタイヤの径方向で一列であってもよいし、複数列であってもよい。ここで、タイヤ径方向で一列であるとは、微小隆起がタイヤの径方向に二つ以上並んでいないことをいう。また、微小隆起はタイヤの周方向で一列であってもよいし、複数列であってもよい。ここで、タイヤ周方向で一列であるとは、微小隆起がタイヤの周方向に二つ以上並んでいないことをいう。微小隆起はタイヤの径方向で複数列、タイヤの周方向で複数列設けられていることが好ましい。
【0079】
微小隆起の形状は、サイドウォール外表面における応力集中を抑制し、サイドウォールの耐クラック性の向上に寄与するものである限り特に限定されず、具体的には、柱状、錐台状、リブ状(筋状)等が挙げられる。柱状としては、円柱状の他、三角柱状、四角柱状、五角柱状などの多角柱状のものが含まれる。錐台状としては、円錐台状の他、三角錐台状、四角錐台状、五角錐台状などの多角錐台状のものが含まれる。リブ状としては、リブ状の微小隆起の長手方向に垂直な断面の形状は特に限定されず、いずれのものも含み得る。当該断面の形状としては、例えば、矩形または台形が挙げられる。
【0080】
隆起形成部において、微小隆起によるまとまりは連続していてもよいし、分断されていてもよい。ここで、分断されているとは、微小隆起の間隔が1.0mmよりも大きいことをいう。したがって、隆起形成部は、一対のサイドウォールの少なくとも一方の外表面に、少なくとも一つあればよく、2以上あってもよい。
【0081】
図3は、サイドウォール31外表面上に円柱状の微小隆起4が形成された微小隆起形成部の一部を示している。図4は、サイドウォール31外表面上に四角錐台状の微小隆起5が形成された微小隆起形成部の一部を示している。図5は、図4のX-X断面図であり、微小隆起をサイドウォール外表面に立てた法線を含む平面に垂直な方向から見た図である。図5は、微小隆起5の高さh、微小隆起5の最大幅w、および微小隆起5の間隔dを示している。図6は、サイドウォール31外表面上にリブ状の微小隆起6が形成された隆起形成部の一部を示している。図7は、図6のY-Y断面図であり、微小隆起をサイドウォール31外表面に立てた法線を含む平面に垂直な方向から見た図である。図7は、微小隆起6の高さh、微小隆起6の最大幅w、および微小隆起6の間隔dを示している。
【0082】
本発明の隆起形成部において、微小隆起は、少なくとも一方向において、20個以上形成されている。サイドウォール外表面における応力集中を抑制し、サイドウォールの耐クラック性の向上に寄与し得るからである。
【0083】
微小隆起の最高部の高さhは、0.03mm以上が好ましく、0.05mm以上がより好ましく、0.10mm以上がさらに好ましい。一方、微小隆起の最高部の高さhは0.5mm以下であり、0.4mm以下が好ましく、0.3mm以下であってもよい。また、微小隆起は、最大幅wが0.03mm以上であることが好ましく、0.05mm以上であってもよく、0.10mm以上であってもよく、一方、最大幅wは5.0mm以下が好ましく、3.0mm以下であってもよく、1.0mm以下であってもよく、0.5mm以下であってもよい。
【0084】
微小隆起の間隔は、0.5mm以下であり、0.3mm以下が好ましく、0.2mm以下であってもよい。なお、微小隆起の間隔は、少なくとも最大幅の半分程度あればよく、最大幅と同程度であってもよい。
【0085】
図8~10は、タイヤのサイドウォールを平面上に展開した時のサイドウォール31外表面の一部を示している。図8および図9には、サイドウォール31外表面上に円柱状の微小隆起4が形成されている。図10には、サイドウォール31外表面上に四角錐台状の微小隆起5が形成されている。
【0086】
「隆起形成部の面積」は、タイヤのサイドウォールを平面上に展開した時の隆起形成部内の複数の微小隆起のうち最も外側の部分を囲む線によって画定される。例えば、図8では、微小隆起4のうち最も外側の部分を囲む線7によって画定される長方形の面積を隆起形成部の面積とすることができる。また、図9では、微小隆起4のうち最も外側の部分を囲む線7によって画定される六角形の面積を隆起形成部の面積とすることができる。図10では、微小隆起5のうち最も外側の部分を囲む線7によって画定される三角形の面積を隆起形成部の面積とすることができる。
【0087】
本発明において、微小隆起形成部の面積は、10mm2以上であり、15mm2以上が好ましく、20mm2以上がより好ましく、25mm2以上としてもよく、30mm2以上としてもよい。また、微小隆起形成部の面積は、100mm2以下が好ましく、90mm2以下がより好ましく、80mm2以下とすることもでき、50mm2以下とすることもできる。
【0088】
[ゴム組成物]
本発明のタイヤのサイドウォールを構成するゴム組成物について説明する。当該ゴム組成物は、ゴム成分および充填剤を含み、さらに、その他の配合剤を含み得るものである。
【0089】
<ゴム成分>
本発明のサイドウォールを構成するゴム組成物(以下、特に断りのない限り、本発明のゴム組成物という)は、ゴム成分として、イソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびブタジエンゴム(BR)からなる群から選択される少なくとも一つのゴム成分を含むことが好ましく、イソプレン系ゴム、SBRおよびBRからなる群から選択される少なくとも二つのゴム成分を含むことがより好ましく、イソプレン系ゴムおよびBRを含有することがさらに好ましく、イソプレン系ゴム、SBRおよびBRを含むことが特に好ましい。
【0090】
(イソプレン系ゴム)
ゴム成分は、イソプレン系ゴムを含むことが好ましい。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。改質NRとしては、例えば、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム等が挙げられる。変性NRとしては、例えば、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が挙げられる。変性IRとしては、例えば、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。
【0091】
ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量Iは、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましく、25質量%以上がさらに好ましく、30質量%以上が特に好ましい。一方、ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量Iは、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下がさらに好ましく、65質量%以下がさらに好ましく、60質量%以下がさらに好ましく、55質量%以下がさらに好ましく、50質量%以下が特に好ましい。イソプレン系ゴムの含有量を前記の範囲とすることにより、幅広い温度領域でサイドウォールゴムの柔軟性が向上し、高速耐久性能を向上することができると考えられる。
【0092】
(SBR)
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。また、SBRは、非変性SBRでもよいし、変性SBRでもよい。また、SBRとして、水素添加スチレン-ブタジエン共重合体(水添SBR)も使用可能である。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。
【0093】
SBRとして可塑剤で伸展されたSBR(伸展SBR)を用いることもできるし、非伸展SBRを用いることもできる。伸展SBRを用いる場合、SBRの伸展量、すなわち、SBRに含まれる伸展可塑剤の含有量は、SBRのゴム固形分100質量部に対して、10~50質量部であることが好ましい。伸展に用いる可塑剤としては、例えば、オイルが好適に用いられる。
【0094】
SBRのスチレン含量は、前述の総スチレン量Sの好ましい範囲を満たすために適宜調節し得るが、好ましくは5.0質量%超、より好ましくは10.0質量%超、さらに好ましくは20.0質量%超である。該スチレン含量は、好ましくは40.0質量%未満、より好ましくは35.0質量%未満、さらに好ましくは30.0質量%未満である。上記範囲内にすることで、低燃費性およびウェットグリップ性能が向上する傾向がある。なお、SBRのスチレン含量は、前記測定方法により測定される。
【0095】
SBRのビニル含量は、そのほか配合剤との反応性の担保およびゴム強度の観点から、好ましくは10モル%超、より好ましくは15モル%超、さらに好ましくは20モル%超である。該ビニル結合量は、好ましくは80モル%未満、より好ましくは70モル%未満、さらに好ましくは65モル%未満である。なお、SBRのビニル含量は、前記測定方法により測定される。
【0096】
SBRの重量平均分子量(Mw)は、本発明の効果の観点から、20万以上が好ましく、25万以上がより好ましく、30万以上がさらに好ましい。また、架橋均一性の観点から、重量平均分子量は200万以下が好ましく、180万以下がより好ましく、150万以下がさらに好ましい。なお、SBRのMwは、前記測定方法により測定される。
【0097】
ゴム成分中のSBRの含有量は、ゴム成分中の総スチレン量が前述の範囲を満たすように適宜選択することができるが、例えば、5質量%以上、10質量%以上、15質量%とすることができる。一方、ゴム成分中のSBRの含有量は、本発明の効果の観点から、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下がさらに好ましく、40質量%以下が特に好ましい。
【0098】
(BR)
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、変性BRを含むことが好ましい。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。
【0099】
ハイシスBRとしては、例えば、日本ゼオン(株)、宇部興産(株)、JSR(株)等より市販されているものを使用することができる。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。ハイシスBRのシス含量は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは96モル%以上、さらに好ましくは97モル%以上、特に好ましくは98モル%以上である。なお、シス含量は、前記測定方法により測定される。
【0100】
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、スズ変性BRを含むことが好ましい。
【0101】
BRの重量平均分子量(Mw)は、耐摩耗性能の観点から、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、BRのMwは、前記測定方法により測定される。
【0102】
ゴム成分中のBRの含有量は特に制限されないが、耐オゾン性を担保する観点からは、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%以上がさらに好ましく、25質量%以上が特に好ましい。一方、ゴム成分中のBRの含有量は、高速耐久性能の観点から、70質量%以下が好ましく、65質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましく、55質量%以下が特に好ましい。
【0103】
(その他のゴム成分)
ゴム成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外のゴム成分を含むこともでき、そのようなゴム成分としては、例えば、水素化ニトリルゴム(HNBR)、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)、ヒドリンゴム等の非ジエン系ゴムが挙げられる。
【0104】
<充填剤>
本発明に係るゴム組成物は、充填剤を含有する。充填剤としては、シリカを含むことが好ましく、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。また、カーボンブラックおよびシリカのみからなる充填剤としてもよい。
【0105】
(シリカ)
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。また、必要に応じて、籾殻などのバイオマス材料を原料としたものを用いてもよい。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。
【0106】
シリカの平均一次粒子径は、10nm以上が好ましく、12nm以上がより好ましく、14nm以上がさらに好ましい。シリカの平均一次粒子径を前記の範囲することにより、シリカにより束縛されるゴム分子が最小限に抑えられ、柔軟に動きやすくなるため、シリカの分散性が向上し、ゴム組成物の耐久性が向上する。一方、該平均一次粒子径は、本発明の効果観点から、22nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、18nm以下がさらに好ましい。なお、シリカの平均一次粒子径は、前記測定方法により測定される。
【0107】
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、本発明の効果の観点から、110m2/g以上が好ましく、140m2/g以上がより好ましく、170m2/g以上がさらに好ましく、180m2/g以下が特に好ましい。また、該N2SAは、350m2/g以下が好ましく、300m2/g以下がより好ましく、250m2/g以下がさらに好ましい。なお、シリカのN2SAは、前記測定方法により測定される。
【0108】
ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量は、補強性を得る観点から、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く、10質量部以上がさらに好ましく、12質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能の観点から、55質量部未満が好ましく、50質量部未満がより好ましく、45質量部未満が好ましく、40質量部未満がより好ましく、31質量部未満がさらに好ましく、30質量部未満が特に好ましい。
【0109】
(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、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF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。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。
【0110】
カーボンブラックの平均一次粒子径は、40nm以上が好ましく、45nm以上がより好ましく、50nm以上がさらに好ましく、55nm以上が特に好ましい。カーボンブラックの平均一次粒子径を前記の範囲することにより、カーボンブラックにより束縛されるゴム分子が最小限に抑えられ、カーボンブラックの分散性が向上すると考えられる。一方、該平均一次粒子径は、本発明の効果観点から、120nm以下が好ましく、110nm以下がより好ましく、100nm以下がさらに好ましく、90nm以下が特に好ましい。なお、カーボンブラックの平均一次粒子径は、前記測定方法により測定される。
【0111】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、本発明の効果の観点から、55m2/g以下が好ましく、50m2/g以下がより好ましく、45m2/g以下がさらに好ましい。また、該N2SAは、20m2/g以上が好ましく、25m2/g以上がより好ましく、30m2/g以上がさらに好ましい。なお、カーボンブラックのN2SAは、前記測定方法により測定される。
【0112】
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、補強性を得る観点および劣化を防ぐ観点から、10質量部以上が好ましく、12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く、20質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能の観点からは、55質量部未満が好ましく、50質量部以下がより好ましく、45質量部以下がさらに好ましい。
【0113】
充填剤としてシリカおよびカーボンブラックを含有する場合のシリカとカーボンブラックの含有割合は特に制限されないが、シリカとカーボンブラックの合計含有量に対するシリカの割合を、例えば、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%とすることができる。
【0114】
(その他の充填剤)
シリカおよびカーボンブラック以外の充填剤としては、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、従来から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。
【0115】
充填剤のゴム成分100質量部に対する合計含有量は、本発明の効果の観点から、5質量部超が好ましく、30質量部超がより好ましく、35質量部超がさらに好ましく、40質量部超がさらに好ましく、42質量部超がさらに好ましい。また、充填剤のゴム成分100質量部に対する合計含有量は、本発明の効果の観点から、80質量部未満が好ましく、70質量部未満がより好ましく、60質量部未満がさらに好ましく、50質量部未満が特に好ましい。
【0116】
なお、充填剤がシリカおよびカーボンブラックのみからなる場合、充填剤の合計含有量と、シリカおよびカーボンブラックのいずれか一方の含有量が上記に従い定まれば、残る他方の含有量は自ずと定まる。
【0117】
(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してもよい。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、モメンティブ社製のNXT-Z100、NXT-Z45、NXT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が好ましく、スルフィド系シランカップリング剤がより好ましい。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。
【0118】
シランカップリング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、シリカの分散性を高める観点から、0.5質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましく、1.5質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の低下を防止する観点からは、20質量部以下が好ましく、15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い。
【0119】
シランカップリング剤を含有する場合のシリカ100質量部に対する含有量は、シリカの分散性を高める観点から、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く、8質量部以上が特に好ましい。また、コストおよび加工性の観点からは、20質量部以下が好ましく、18質量部以下がより好ましく、16質量部以下がさらに好ましい。
【0120】
<その他の配合剤>
本発明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、可塑剤、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。
【0121】
(可塑剤)
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℃)で液体(液状)の可塑剤および常温(25℃)で固体の可塑剤の両方を含む概念である。可塑剤の例としては、樹脂成分、オイル、液状ポリマー、エステル系可塑剤等が挙げられる。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。
【0122】
本発明のゴム組成物は、樹脂成分を含有することが好ましい。樹脂成分としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が挙げられる。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く、2種以上を併用することが好ましく、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを併用することがさらに好ましい。
【0123】
熱可塑性樹脂とは、加熱したときに軟化し成形することができる樹脂を指し、特に炭素と水素を基本骨格とする炭化水素樹脂であって、ポリマーマトリックス中で可塑剤または粘着付与樹脂として使用されるものをいう。熱可塑性樹脂としては、シクロペンタジエン系樹脂、クマロン樹脂、石油樹脂(脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂等)、ロジン誘導体等が挙げられ、テルペン樹脂および石油樹脂のうち少なくとも1つを含むことが好ましい。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0124】
石油樹脂としては、特に限定されないが、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族/芳香族共重合系石油樹脂が挙げられ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。脂肪族系石油樹脂としては、炭素数4~5個相当の石油留分(C5留分)であるイソプレンやシクロペンタジエンなどの不飽和モノマーをカチオン重合することにより得られる樹脂(C5系石油樹脂とも称される。)を用いることができる。芳香族系石油樹脂としては、炭素数8~10個相当の石油留分(C9留分)であるビニルトルエン、アルキルスチレン、インデンなどのモノマーをカチオン重合することにより得られる樹脂(C9系石油樹脂とも称される。)を用いることができる。脂肪族/芳香族共重合系石油樹脂としては、上記C5留分とC9留分を共重合することにより得られる樹脂(C5C9系石油樹脂とも称される。)が用いられる。また、前記の石油樹脂を水素添加したものを使用してもよい。なかでも芳香族系石油樹脂が好適に用いられる。芳香族系石油樹脂としては、例えば、α-メチルスチレン樹脂が挙げられる。α-メチルスチレン系樹脂としては、α-メチルスチレンのホモポリマー(ポリ-α-メチルスチレン)、α-メチルスチレンと芳香族化合物やフェノール系化合物を含む他の化合物とのコポリマーが挙げられる。このコポリマーを構成し得る他の化合物としては、スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。α-メチルスチレン系樹脂としては、クレイトン社製のものなどが好適に用いられる。
【0125】
テルペン系樹脂としては、ポリテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペンスチレン樹脂等が挙げられ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでもテルペンスチレン樹脂は、SBRとBRの両方に対して特に相溶性がよく、ゴム成分中に硫黄が分散しやすくなることから、好適に用いられる。
【0126】
ポリテルペン樹脂は、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種を原料とする樹脂である。テルペン系樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0127】
テルペンフェノール樹脂は、前記テルペン化合物およびフェノール系化合物を原料とする樹脂である。テルペンスチレン樹脂は、前記テルペン化合物およびスチレンを原料とする樹脂である。ポリテルペン樹脂およびテルペンスチレン樹脂は、水素添加処理を行った樹脂(水添ポリテルペン樹脂、水添テルペンスチレン樹脂)であってもよい。テルペン系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。
【0128】
本発明では、テルペン系樹脂は市販品が用いられてもよい。このような市販品は、ヤスハラケミカル(株)等によって製造販売されるものが例示される。
【0129】
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、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0130】
クマロン系樹脂は、クマロンを主成分する樹脂であり、例えば、クマロン樹脂、クマロンインデン樹脂、クマロンとインデンとスチレンを主成分とする共重合樹脂等が挙げられ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0131】
熱可塑性樹脂の軟化点は、スチレンドメインへの分散性の観点から、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましく、95℃以上がさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂の軟化点の上限値は特に制限されないが、通常200℃以下である。
【0132】
熱可塑性樹脂を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、本発明の効果の観点から、3質量部超が好ましく、5質量部超がより好ましく、10質量部超がさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂の含有量は、本発明の効果の観点から、20質量部未満が好ましく、15質量部未満がより好ましく、10質量部未満がさらに好ましい。
【0133】
熱硬化性樹脂とは、加熱により重合してポリマーが網目構造を形成し、硬化して元に戻らなくなる樹脂のことをいう。熱硬化性樹脂としては、例えば、カシューオイル変性フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、変性レゾルシノール樹脂、クレゾール樹脂、変性クレゾール樹脂等が挙げられ、カシューオイル変性フェノール樹脂が好ましい。これらの熱硬化性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。熱硬化性樹脂を配合することにより、ゴムのtanδの向上を抑えつつ、耐き裂進展性能を向上させることができる。
【0134】
カシューオイル変性フェノール樹脂は、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、フルフラール等のアルデヒド類とを酸またはアルカリ触媒で反応させることにより得られるフェノール樹脂を、カシューオイルを用いて変性した樹脂である。
【0135】
レゾルシノール樹脂としては、例えば、レゾルシノール・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。変性レゾルシノール樹脂としては、例えば、レゾルシノール樹脂の繰り返し単位の一部をアルキル化したものが挙げられる。
【0136】
クレゾール樹脂としては、例えば、クレゾール・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。変性クレゾール樹脂としては、例えば、クレゾール樹脂の末端のメチル基を水酸基に変性したもの、クレゾール樹脂の繰り返し単位の一部をアルキル化したものが挙げられる。
【0137】
熱硬化性樹脂の軟化点は、本発明の効果の観点から、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましく、95℃以上がさらに好ましい。また、熱硬化性樹脂の軟化点の上限値は特に制限されないが、通常200℃以下である。
【0138】
熱硬化性樹脂を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、本発明の効果の観点から、1質量部超が好ましく、3質量部超がより好ましく、4質量部超がさらに好ましい。また、熱硬化性樹脂の含有量は、加工性(シート圧延性)の観点から、20質量部未満が好ましく、15質量部未満がより好ましく、10質量部未満がさらに好ましい。
【0139】
樹脂成分のゴム成分100質量部に対する合計含有量は、10質量部超が好ましく、15質量部超がより好ましく、17質量部超がさらに好ましく、20質量部超がさらに好ましい。また、樹脂成分の含有量は、50質量部未満が好ましく、40質量部未満がより好ましく、30質量部未満がさらに好ましい。
【0140】
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、動物油脂等が挙げられる。前記プロセスオイルとしてはパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等が挙げられる。また、環境対策で多環式芳香族(polycyclic aromatic compound:PCA)化合物の含量の低いプロセスオイルを使用することもできる。前記低PCA含量プロセスオイルとしては、軽度抽出溶媒和物(MES)、処理留出物芳香族系抽出物(TDAE)、重ナフテン系オイル等が挙げられる。また、ライフサイクルアセスメントの観点から、ゴム混合機やエンジンに用いられた後の廃油や、飲食店で使用された廃食用油を精製したものを用いてもよい。オイルは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0141】
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、液状ブタジエンゴム(液状BR)、液状スチレンブタジエンゴム(液状SBR)、液状イソプレンゴム(液状IR)、液状スチレンイソプレンゴム(液状SIR)、液状ファルネセンゴム等が挙げられる。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。
【0142】
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。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。
【0143】
樹脂成分以外の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(複数を併用する場合は全ての合計量)は、1質量部超が好ましく、2質量部超がより好ましく、3質量部超がさらに好ましい。また、該可塑剤の含有量は、50質量部未満が好ましく、40質量部未満がより好ましく、30質量部未満がさらに好ましい。
【0144】
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防止の観点からは、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
【0145】
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等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、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0146】
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、1.0質量部以上がより好ましく、1.5質量部以上がさらに好ましい。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、5.0質量部以下がより好ましい。
【0147】
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、1.0質量部以上がより好ましく、1.5質量部以上がさらに好ましい。また、加硫速度の観点からは、10質量部以下が好ましく、5.0質量部以下がより好ましい。
【0148】
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、1.0質量部以上がより好ましく、1.5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、10質量部以下が好ましく、5.0質量部以下がより好ましい。
【0149】
加硫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。
【0150】
加硫剤として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、加硫剤として、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。
【0151】
硫黄以外の加硫剤としては、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)ヘキサン等が挙げられる。これらの硫黄以外の加硫剤は、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。
【0152】
加硫促進剤としては、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-アミン系若しくはアルデヒド-アンモニア系、イミダゾリン系、またはキサンテート系加硫促進剤等が挙げられる。これら加硫促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。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、グアニジン系、およびチアゾール系加硫促進剤からなる群から選ばれる1以上の加硫促進剤が好ましい。
【0153】
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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)、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(DCBS)等が挙げられる。なかでも、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)および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)が好ましい。
【0154】
グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、1,3-ジフェニルグアニジン(DPG)、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1-o-トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ-o-トリルグアニジン塩、1,3-ジ-o-クメニルグアニジン、1,3-ジ-o-ビフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-クメニル-2-プロピオニルグアニジン等が挙げられる。なかでも、1,3-ジフェニルグアニジン(DPG)が好ましい。
【0155】
チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド等が挙げられる。なかでも、2-メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
【0156】
また、熱硬化性樹脂を含む場合には、樹脂成分を硬化させるために、ヘキサメチレンテトラミン(HMT)、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル(HMMPME)の部分縮合物等を併用することが好ましい。これらを併用することで、熱硬化性樹脂の硬度をより上昇させ、耐久性を向上させることができる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0157】
加硫促進剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する合計含有量は、1.0質量部以上が好ましく、1.5質量部以上がより好ましく、2.0質量部以上がさらに好ましい。また、加硫促進剤のゴム成分100質量部に対する含有量は、8.0質量部以下が好ましく、7.0質量部以下がより好ましく、6.0質量部以下がさらに好ましく、5.0質量部以下が特に好ましい。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。
【0158】
<製造>
本発明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、前記の各成分をオープンロール、密閉式混練機(バンバリーミキサー、ニーダー等)等のゴム混練装置を用いて混練りすることにより製造できる。
【0159】
混練り工程は、例えば、加硫剤および加硫促進剤以外の配合剤および添加剤を混練りするベース練り工程と、ベース練り工程で得られた混練物に加硫剤および加硫促進剤を添加して混練りするファイナル練り(F練り)工程とを含んでなるものである。さらに、前記ベース練り工程は、所望により、複数の工程に分けることもできる。
【0160】
混練条件としては特に限定されるものではないが、例えば、ベース練り工程では、排出温度150~170℃で3~10分間混練りし、ファイナル練り工程では、70~110℃で1~5分間混練りする方法が挙げられる。加硫条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、150~200℃で10~30分間加硫する方法が挙げられる。
【0161】
本発明のタイヤは、通常の方法により製造することができる。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、サイドウォール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。加硫条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、150~200℃で10~30分間加硫する方法が挙げられる。
【0162】
<用途>
本発明のタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤに好適に用いることができ、なかでも乗用車用タイヤに用いることが好ましい。なお、乗用車用タイヤとは、四輪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り、その最大負荷能力が1000kg以下のものを指す。また、本発明のタイヤは、全シーズン用タイヤ、夏用タイヤ、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤに使用可能である。
【実施例0163】
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。
【0164】
以下に示す各種薬品を用いて表1に従って配合を変化させて得られるゴム組成物を用いて作製されるサイドウォールを備えるタイヤを検討して、下記の各種分析・評価方法評価方法に基づいて算出する。
【0165】
NR:TSR20
SBR1:JSR(株)製のHPR850(S-SBR、スチレン含量:27.5質量%、ビニル含量:59.0モル%、非油展品)
SBR2:JSR(株)製のHPR830E(S-SBR、スチレン含量:39.5質量%、ビニル含量:38.5モル%、ゴム成分100重量部に対しオイル分10.0重量部を含む油展品)
BR:日本ゼオン(株)製のBR1250H(スズ変性BR、開始剤としてリチウムを用いて重合、ビニル結合量:10~13%、シス含量:39.7モル%)
カーボンブラック:三菱ケミカル(株)製のダイアブラック(登録商標)E(FEF、N550、N2SA:41m2/g、平均一次粒子径:81nm)
シリカ:エボニックデグサ社製のウルトラシル9100GR(N2SA:230m2/g、平均一次粒子径:15nm)
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)
樹脂成分1:ヤスハラケミカル(株)製のYSレジン PX1150N(テルペン樹脂、軟化点:115±5℃)
樹脂成分2:クレイトン社製のSYLVATRAXX4401(α-メチルスチレン樹脂、Mw:700、軟化点:85℃)
樹脂成分3:住友ベークライト(株)製のスミライトレジンPR-12686E(カシューオイル変性フェノール樹脂、軟化点:100℃)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
老化防止剤1: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2: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))
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスNH-70S(芳香族系プロセスオイル)
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:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3-ジフェニルグアニジン(DPG))
加硫促進剤3:大内新興化学工業(株)製のノクセラーH(ヘキサメチレンテトラミン(HMT))
【0166】
(実施例および比較例)
表1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170℃になるまで5分間混練りし、混練物を得る。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る。得られた未加硫ゴム組成物を、所定の形状の口金を備えた押し出し機でサイドウォールの形状に押し出し成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃の条件下で12分間プレス加硫することにより、各試験用タイヤを製造する。
【0167】
なお、サイドウォールの外表面上の微小隆起は、プレス加硫の際に、微小隆起形成部の対向面に微小隆起形成用の刻印が彫り込まれたサイドプレートを備える金型を用いて形成される。隆起形成部の面積、微小隆起の間隔、個数、最高部高さは、表2~4に示す。微小隆起の形状は四角錘台とする。
【0168】
<き裂進展速度>
各試験用タイヤのサイドウォールから、縦辺22.4mm、横辺150.0mm、厚み1.0mmの純せん断試験片を切り出し、(株)島津製作所のオートグラフAG-Xpulsを用いて、25℃雰囲気下で両横辺をアームで挟んで縦方向平行に二軸引張試験を行い、試験片の歪みが250%および300%になった時点で固定し、その後、ハサミを用いて、試験片の片側の縦辺中点を始点として10.0mmの切れ込みを入れ、(株)ナックイメージテクノロジーのハイスピードカメラ(MEMRECAM ACS-1 M60 128G モノクロモデル)でき裂先端の進展を動画撮影する。撮影した動画データから、前記10.0mmの切れ込みの終点からサンプル中央部100.0mmの間を進展するき裂先端部の速度を測定する。なお、試験片は試験用タイヤのサイドウォールのうち、隆起形成部の存在しない部分から切り出す。
【0169】
<70℃tanδ>
各試験用タイヤのサイドウォールから試験片を切り出し、JIS K 6394:2007に準拠し、TA Instruments社製の粘弾性スペクトロメーターRSA-G2を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪5%、動歪±1%、で、損失正接(tanδ)を測定する。
【0170】
<高速耐久性能指数>
各試験用タイヤについて、ドラム試験機を用い、リム(245/35ZR20×8.5J)、内圧(360kPa)、荷重(4.61kN)、室温(41℃)、キャンバー角(0゜)の条件下で、ステップスピード方式により高速耐久性をテスト行う。テストは、速度260(km/h)から、10分走行毎に10(km/h)速度を増加させ、タイヤが破壊するまでの走行時間に基づき、基準比較例(比較例5)を100とした指数で評価する。指数値が大きいほど良好である。
【0171】
【表1】
【0172】
【表2】
【0173】
【表3】
【0174】
【表4】
【0175】
<実施形態>
本発明の実施形態の例を以下に示す。
【0176】
〔1〕一対のサイドウォールを備えたタイヤであって、
前記一対のサイドウォールはいずれもゴム成分および充填剤を含むゴム組成物により構成され、
前記ゴム組成物における下記試験条件で測定したき裂進展速度が、
固定時の試験片の歪(定歪)250%の場合において0.20m/s以下もしくは、
固定時の試験片の歪(定歪)300%の場合において0.30m/s以下の少なくとも一方を満たし、
前記一対のサイドウォールは外表面に微小隆起が複数個形成された隆起形成部を有し、
前記隆起形成部の面積は10mm2以上であり、
前記隆起形成部には、微小隆起が、少なくとも一方向において0.5mm以下の間隔で20個以上形成されており、
前記20個以上の微小隆起の最高部の高さが0.5mm以下である、タイヤ。
(試験条件)
試験片:縦辺22.4mm、横辺150.0mm、厚み1.0mmの純せん断試験片
試験方法:上記試験片の縦方向平行に二軸引張試験を行い、その後試験片を固定し、試験片の片側の縦辺中点を始点として横方向平行に10.0mmの切れ込みを入れる
〔2〕前記充填剤がシリカを含む、上記〔1〕に記載のタイヤ。
〔3〕ゴム成分100質量部に対する前記充填剤の合計含有量が5質量部超50質量部未満である、上記〔1〕または〔2〕に記載のタイヤ。
〔4〕前記ゴム組成物の70℃におけるtanδ(70℃tanδ)が0.10以上である、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔5〕前記ゴム成分の総スチレン量S(質量%)が1質量%超15質量%未満である、上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔6〕タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みをT(mm)、前記ゴム成分中の総スチレン量を(質量%)Sとしたとき、S/Tが1.0以上9.0以下である、上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔7〕前記ゴム成分がイソプレン系ゴムを含有する、上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔8〕タイヤの最大幅位置におけるサイドウォールの厚みをT(mm)、前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量をI(質量%)としたとき、I/Tが15.0以上である、上記〔1〕~〔7〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔9〕タイヤの最大負荷能力WL(kg)に対するタイヤ重量G(kg)の比(G/WL)が0.0210以下である、上記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔10〕前記ゴム組成物の70℃におけるtanδとタイヤ断面高さHt(mm)との積(70℃tanδ×Ht)が2.60以上である、上記〔1〕~〔9〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔11〕前記ゴム組成物の70℃におけるtanδとタイヤ断面幅Wt(mm)との積(70℃tanδ×Wt)が25以上である、上記〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔12〕前記ゴム組成物が、さらに樹脂成分を含有する、上記〔1〕~〔11〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔13〕前記微小隆起の形状が、柱状、錐台状またはリブ状である、上記〔1〕~〔12〕のいずれかに記載のタイヤ。
〔14〕乗用車用である、上記〔1〕~〔13〕のいずれかに記載のタイヤ。
【符号の説明】
【0177】
1 トレッド
2 ベルト
3 バンド
4 円柱状の微小隆起
5 四角錐台状の微小隆起
6 リブ状の微小隆起
7 微小隆起の最も外側の部分を囲む線
21 ビードコア
22 ビードエイペックス
23 リムクッション
24 クリンチエイペックス
25 ストリップエイペックス
31 サイドウォール
32 インナーライナ
33 カーカス
CL タイヤ赤道
T タイヤ最大幅位置における表面ゴム層の厚み
PW タイヤ最大幅位置
w 微小隆起の最大幅
d 微小隆起の間隔
h 微小隆起の高さ
Wt タイヤ断面幅
Ht タイヤ断面高さ
Dt タイヤ外径
図1
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図11