JP7637670B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる二輪車用タイヤを開示しており、特許文献1の二輪車用タイヤでは、センター部のトレッドゴム及びショルダー部のトレッドゴムが、共に、スチレン-ブタジエン系ゴム及び変性共役ジエン系重合体を含むゴム成分と、シリカと、を含み、該ゴム成分100質量部に対し40~120質量部の充填剤とを含有し、前記充填剤中の前記シリカ含有量が80質量%以上である。
ゴム中の充填剤量を少量とすると充填剤の分散性が向上し、耐摩耗性が向上する一方、ウェットグリップ性能を向上しにくかった。そのため、センターゴムにおいて、耐摩耗性を損なうことなく、高いレベルでウェットグリップ両立させる技術はさらなる改良の余地がある。
前記センター部のトレッドゴムが、少なくとも1種の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分と、前記ゴム成分100質量部に対して75質量部以上のシリカとを含むゴム組成物の加硫ゴムであり、かつ、前記センター部のトレッドゴムの25℃、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と25℃、歪み4%での貯蔵弾性率E’4との差をΔE’として、ΔE’/E’4が0.900以下であるタイヤ。
上記タイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなるタイヤにおいて、
前記センター部のトレッドゴムが、少なくとも1種の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分と、前記ゴム成分100質量部に対して75質量部以上のシリカとを含むゴム組成物の加硫ゴムであり、かつ、前記センター部のトレッドゴムの25℃、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と25℃、歪み4%での貯蔵弾性率E’4との差をΔE’として、ΔE’/E’4が0.900以下であるタイヤであることが好ましい。
<3> 前記ゴム組成物が、更にカーボンブラックを含み、前記シリカと前記カーボンブラックとの総量中のシリカの比率が70質量%以上である<1>又は<2>に記載のタイヤ。
<5> 前記軟化剤が、樹脂を含み、前記樹脂が、C5系樹脂、C9系樹脂、C5-C9系樹脂、テルペン系樹脂、テルペン-芳香族化合物系樹脂、ロジン系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、及びアルキルフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である<4>に記載のタイヤ。
<6> 前記軟化剤総量中の前記樹脂の割合が20~90質量%である<5>に記載のタイヤ。
<8> 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、重量平均分子量が20×104以上300×104以下であって、前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの総量に対して、分子量が200×104以上500×104以下である変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを0.25質量%以上30質量%以下含み、収縮因子(g’)が0.64未満である<1>~<7>のいずれか1つに記載のタイヤ。
<10> 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合するスチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖と、を有し、
前記分岐は、1の前記カップリング残基に対して5以上の前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が結合している分岐を含む<10>に記載のタイヤ。
<11> 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、下記式(I)で表される<1>~<10>のいずれか1つに記載のタイヤ。
<12> 前記式(I)において、Aは、下記式(II)、下記式(III)、下記式(IV)、又は下記式(V)で表される<11>に記載のタイヤ。
式(III)中、B2は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、B3は、炭素数1~20のアルキル基を示す。aは、1~10の整数を示す。
式(IV)中、B4は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示す。aは、1~10の整数を示す。
式(V)中、B5は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示す。aは、1~10の整数を示す。
<13> 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを、下記式(VI)で表されるカップリング剤と反応させてなる<1>~<12>のいずれか1つに記載のタイヤ。
<15> 前記ゴム組成物中の前記軟化剤の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して72質量部以下である<4>~<14>のいずれか1つに記載のタイヤ。
まず、タイヤの構造について説明する。
各ビード部は、通常、ビードコアをそれぞれ有し、一対のビードコアの間に1層以上のカーカス層がトロイド状に延びるように設けられている。カーカス層は、複数本のカーカスコードをゴム被覆してなる。
サイドウォール部は、タイヤ側面において、ビード部からタイヤ径方向外側に延びて、側面を補強し、また、保護する。
本発明において、トレッド部は、センター部と該センター部を挟む2つのショルダー部とに分割された分割トレッドを用いる。分割トレッドは、トレッド部が、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって少なくとも3分割されている。分割トレッドは、センター部とショルダー部との間に更なる部位を有してもよいし、センター部が複数の部位に分かれていてもよい。例えば、トレッド部が、トレッド端から順に、第1のショルダー部、第2のショルダー部、第1のセンター部、第2のセンター部、第3のショルダー部、及び第4のショルダー部のように、センター部とショルダー部とがそれぞれ分割されていてもよい。
分割トレッドは、センター部と、一対のショルダー部とによって3分割されていることが好ましい。
タイヤ赤道とは、タイヤ幅方向の中心を通るタイヤの緯線であり、タイヤ赤道を含むタイヤ周方向の表面をタイヤ赤道面という。
センター部は、より具体的には、トレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LC)が、トレッド部全表面積の幅方向の曲線長さの最大長(LT)の30~60%であることが好ましく、40~50%であることがより好ましい。トレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LC)が、トレッド部全表面積の幅方向の曲線長さの最大長(LT)の30%以上であると耐摩耗性を確保でき、60%以下であるとウェットグリップ性の低下が抑制されない。トレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LC)が、トレッド部全表面積の幅方向の曲線長さの最大長(LT)の40~50%であると、ウェットグリップ性と耐摩耗性とのバランスに優れる点で有利である。
ショルダー部のトレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LS)は、一方のショルダー部と他方のショルダー部とが異なっていてもよいが、通常、同じであることが好ましく、ショルダー部(片側)の幅方向の曲線長さはLTの(100-Lc)/2%であることが好ましい。
また、加硫前のセンターゴムを構成するゴム組成物を、センターゴム用ゴム組成物と称することがある。つまり、センターゴム用ゴム組成物を加硫して得られるゴムがセンターゴムである。
本発明のタイヤのセンター部のトレッドゴム(センターゴム)は、25℃、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と25℃、歪み4%での貯蔵弾性率E’4との差(E’0.1-E’4)をΔEとして、ΔE’/E’4が0.900以下である。
また、センターゴムは、少なくとも1種の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分と、ゴム成分100質量部に対して75質量部以上のシリカとを含むゴム組成物の加硫ゴムである。
本発明のセンターゴムが上記構成であることで、本発明のタイヤが耐摩耗性とウェットグリップ性に優れる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
上記ゴム組成物であることで、シリカの分散補強が得られ、耐摩耗性がよくなると考えられる。ゴム組成物がシリカを多く含むことから、タイヤはウェット性能に優れると考えられる。加硫ゴム特性としてΔE’/E’4が小さくなるのはシリカの分散性が良くなっていることを示している。
まず、センターゴムの加硫ゴム特性について説明する。
既述のように、本発明におけるセンターゴムの貯蔵弾性率E’は、25℃、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と25℃、歪み4%での貯蔵弾性率E’4との差(E’0.1-E’4)をΔE’として、ΔE’/E’4が0.900以下である。
ΔE’/E’4が0.900を超えると、タイヤの耐摩耗性とウェットグリップ性を向上することができない。
ΔE’/E’4が小さいほど、加硫ゴムマトリックス内でのシリカの分散性に優れることを示している。また、E’0.1はできるだけ微小歪の貯蔵弾性率を表す。歪により貯蔵弾性率は大きく変化するが、E’4は変曲点を超え、貯蔵弾性率の変化がマイルドになった領域の貯蔵弾性率を表す。差をしっかりとることで、分散具合をしっかり見ることができる。
センターゴムのΔE’/E’4の下限は特に制限されないが、加硫ゴム中での充填剤の凝集を防ぐ観点から、0.89以下であることが好ましく、0.87以下であることがより好ましく、0.85以下であることが更に好ましい。
センターゴムのΔE’の下限は特に制限されないが、加硫ゴム中での充填剤の凝集を防ぐ観点から、センターゴムのΔE’は、0.1以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、1.0以上であることが更に好ましく、1.5以上であることがより更に好ましい。
センターゴムの25℃、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1は、15.0N/mm以下であることが好ましく、14.5N/mm以下であることがより好ましく、13.8N/mm以下であることが更に好ましく、13.3N/mm以下であることがより更に好ましい。
センターゴムの貯蔵弾性率E’は、例えば、粘弾性測定装置を用いて測定することができる。
次に、センターゴムを構成するゴム組成物(センターゴム用ゴム組成物)について説明する。
本発明におけるセンターゴムのゴム組成物(センターゴム用ゴム組成物)は、少なくとも1種の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分と、ゴム成分100質量部に対して75質量部以上のシリカとを含む。
センターゴム用ゴム組成物が上記構成であることで、センターゴムのΔE’/E’4が0.900以下となり易い。
センターゴム用ゴム組成物は、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム以外のゴム成分、シリカ以外の充填剤、その他各種成分を更に含んでいてもよい。
センターゴム用ゴム組成物において、ゴム成分は、少なくとも1種の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含む。
センターゴムを構成するゴム成分が変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むことで、センターゴムのΔE’/E’4が0.900以下となり易い。
本発明における変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が変性基を有する構造であれば、特に制限されない。
例えば、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖の少なくとも1つの末端が、窒素原子及びケイ素原子を含む変性基を有する構造が挙げられる。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムが、窒素原子及びケイ素原子を含むことで、センターゴム用ゴム組成物の加工性が良好となり、タイヤのウェットグリップ性及び耐摩耗性を向上させつつ、転がり抵抗をより低減することができる。なお、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム体が窒素原子を有することは、後述する実施例記載の方法で、特定のカラムへの吸着の有無によって確認することができる。また、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムがケイ素原子を有することは、後述する実施例に記載の方法で金属分析によって確認することができる。
一般に、分岐を有する重合体は、同一の絶対分子量である直鎖状の重合体と比較した場合に、分子の大きさが小さくなる傾向にあり、収縮因子(g’)は、想定上同一の絶対分子量である直鎖状重合体に対する、分子の占める大きさの比率の指標である。即ち、重合体の分岐度が大きくなれば、収縮因子(g’)は小さくなる傾向にある。本実施形態では、分子の大きさの指標として固有粘度を用い、直鎖状の重合体は、固有粘度[η]=-3.883M0.771の関係式に従うものとする。変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの各絶対分子量のときの収縮因子(g’)を算出し、絶対分子量が100×104~200×104のときの収縮因子(g’)の平均値を、その変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの収縮因子(g’)とする。
ここで、「分岐」とは、1つの重合体に対して、他の重合体が直接的又は間接的に結合することにより形成される構造である。
また、「分岐度」は、1の分岐に対して、直接的又は間接的に互いに結合している重合体の数である。例えば、後述するカップリング残基を介して間接的に、後述の5つのスチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が互いに結合している場合には、分岐度は5である。
なお、カップリング残基とは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖に結合される、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの構成単位であり、例えば、後述するスチレン-ブタジエン共重合体ゴムとカップリング剤とを反応させることによって生じる、カップリング剤由来の構造単位である。
また、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖は、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの構成単位であり、例えば、後述するスチレン-ブタジエン共重合体ゴムとカップリング剤とを反応させることによって生じる、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム由来の構造単位である。
重量平均分子量が20×104以上であることで、タイヤのウェットグリップ性を向上し、また、転がり抵抗を低減し易い。また、重量平均分子量が300×104以下であることで、センターゴム用ゴム組成物の加工性を良好にすることができる。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの重量平均分子量は、50×104以上であることがより好ましく、64×104以上であることが更に好ましく、80×104以上であることがより更に好ましい。また、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの重量平均分子量は、250×104以下であることがより好ましく、180×104以下であることが更に好ましく、150×104以下であることがより更に好ましい。
なお、本明細書において「分子量」とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって得られる、標準ポリスチレン換算分子量である。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム体及び後述するスチレン-ブタジエン共重合体ゴムの重量平均分子量は、後述する実施例に記載の方法により測定する。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの総量中の特定の高分子量成分の含有量が上記範囲であることで、タイヤのウェットグリップ性と転がり抵抗の低減とを、高いレベルで両立することができる。
また、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの総量中の特定の高分子量成分の含有量は、28質量%以下であることがより好ましく、25質量%以下であることが更に好ましく、20質量%以下であることがより更に好ましく、18質量%以下であることがより更に好ましい。
特定の高分子量成分の含有量が上記範囲の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、後述する製造方法において、重合工程と反応工程とにおける反応条件を制御することで得られやすい。
例えば、重合工程においては、後述する有機モノリチウム化合物の重合開始剤としての使用量を調整すればよい。また、重合工程では、連続式、及び回分式のいずれの重合様式においても、滞留時間分布を有する方法を用いることができる。すなわち、成長反応の時間分布を広げるとよい。
なお、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム及び後述するスチレン-ブタジエン共重合体ゴムに対する、数平均分子量、重量平均分子量、分子量分布、特定の高分子量成分の含有量は、後述する実施例に記載の方法により測定する。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの収縮因子(g’)は、0.63以下であることがより好ましく、0.60以下であることが更に好ましく、0.59以下であることがより更に好ましく、0.57以下であることがより更に好ましい。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの収縮因子(g’)の下限は特に限定されず、検出限界値以下であってもよい。変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの収縮因子(g’)は、好ましくは0.30以上であり、より好ましくは0.33以上であり、さらに好ましくは0.35以上であり、より一層好ましくは0.45以上である。
収縮因子(g’)は、後述する実施例に記載の方法により測定する。
さらに、前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、分岐を有し、分岐度が7以上であることがさらに好ましく、分岐度が8以上であることがより一層好ましい。分岐度の上限は特に限定されないが、18以下であることが好ましい。また、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合するスチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖とを有し、さらに、上記分岐が、1の当該カップリング残基に対して7以上の当該スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が結合している分岐を含むことが、より一層好ましく、1の当該カップリング残基に対して8以上の当該スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が結合している分岐を含むことが、特に好ましい。分岐度が8以上であること、及び、分岐が、1のカップリング残基に対して8以上のスチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が結合している分岐を含むよう、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの構造を特定することにより、収縮因子(g’)を0.59以下にすることができる。
なお、ガラス転移温度については、ISO 22768:2006に従い、所定の温度範囲で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、非油展であっても、油展であってもよいが、タイヤの耐摩耗性の観点から、100℃で測定されるムーニー粘度が、20以上100以下であることが好ましく、30以上80以下であることがより好ましい。なお、ムーニー粘度は、後述する実施例に記載の方法により測定する。
また、i、j及びkが2以上であることにより、式(I)中の下記部分構造(I-i)、(I-j)及び(I-k)が複数存在する場合、部分構造(I-i)、(I-j)及び(I-k)は、それぞれ同じ構造であってもよいし、ことなる構造であってもよい。
活性水素を有しない有機基としては、例えば、水酸基(-OH)、第2級アミノ基(>NH)、第1級アミノ基(-NH2)、スルフヒドリル基(-SH)等の活性水素を有する官能基、を有しない有機基が挙げられる。
式(I)において、Aが式(II)で表され、k0であり、式(II)において、aが2~10の整数である構造がより一層好ましい。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの製造方法は、特に限定されないが、既述の分岐構造の形成し易さの観点から、次の工程を有することが好ましい。すなわち、有機モノリチウム化合物を重合開始剤として用い、スチレン及びブタジエンを重合し、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを得る重合工程と、該スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの活性末端に対して、5官能以上の反応性化合物(以下、「特定カップリング剤」ともいう。)を反応させる反応工程と、を有することが好ましい。特定カップリング剤としては、窒素原子とケイ素原子とを有する5官能以上の反応性化合物を反応させるのが好ましい。
特定カップリング剤は、式(VI)において、Aが式(II)又は(III)で表され、kが0である構造であることが好ましい。
式(VI)は、Aはが式(II)又は(III)で表され、kが0であり、式(II)又は(III)において、aが2~10の整数であることがより好ましく、Aが式(II)で表され、kが0であり、式(II)において、aが2~10の整数であることがより一層好ましい。
上記カップリング剤は、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせ用いてもよい。
これらの中でも、式(VI)で表されるカップリング剤は、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、及びテトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサンが特に好ましい。
スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、少なくともスチレン及びブタジエンスチレン-ブタジエン共重合体ゴムを共重合して得られる。
有機モノリチウム化合物は、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、好ましくは、アルキルリチウム化合物である。この場合、重合開始末端にアルキル基を有する、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムが得られる。アルキルリチウム化合物としては、例えば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、n-ヘキシルリチウム、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、及びスチルベンリチウムが挙げられる。アルキルリチウム化合物としては、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、n-ブチルリチウム、及びsec-ブチルリチウムが好ましい。これらの有機モノリチウム化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
溶媒としては、例えば、飽和炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素系溶媒が挙げられる。具体的な炭化水素系溶媒としては、以下のものに限定されないが、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素及びそれらの混合物からなる炭化水素が挙げられる。重合反応に供する前に、不純物であるアレン類、及びアセチレン類を有機金属化合物で処理することで、高濃度の活性末端を有するスチレン-ブタジエン共重合体ゴムが得られる傾向にあり、高い変性率の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムが得られる傾向にあるため好ましい。
極性化合物としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジン等の第3級アミン化合物;カリウム-tert-アミラート、カリウム-tert-ブチラート、ナトリウム-tert-ブチラート、ナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等を用いることができる。これらの極性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム又は変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム中の結合芳香族ビニル量は、特に限定されないが、0質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上45質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上45質量%以下であることがさらに好ましく、35質量%以上45質量%以下であることが特に好ましく、39質量%以上45質量%以下であることが極めて好ましく、40質量%以上45質量%以下であることが最も好ましい。
結合共役ジエン量及び結合芳香族ビニル量が上記範囲であると、タイヤのウェットグリップ性と耐摩耗性とを向上することができる。
なお、結合芳香族ビニル量は、フェニル基の紫外吸光によって測定でき、ここから結合共役ジエン量も求めることができる。具体的には、後述する実施例に記載の方法に準じて測定する。
反応工程における反応時間は、好ましくは10秒以上であり、より好ましくは30秒以上である。重合工程の終了時から反応工程の開始時までの時間は、カップリング率の観点から、より短い方が好ましいが、より好ましくは5分以内である。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムのGPCによるピーク分子量をMp1、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムのピーク分子量をMp2とした場合、以下の式が成り立つことが好ましい。
(Mp1/Mp2)<1.8×10-12×(Mp2-120×104)2+2
Mp2は、20×104以上80×104以下、Mp1は30×104以上150×104以下がより好ましい。Mp1及びMp2は、後述する実施例に記載の方法により求める。
また、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、重合後のゲル生成を防止する観点及び加工時の安定性を向上させる観点から、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(BHT)、n-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェノール)プロピネート、2-メチル-4,6-ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤を添加することが好ましい。
他のゴム成分として、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム及びイソプレンゴム(合成イソプレンゴム)からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。他のゴム成分を含有することで、タイヤのウェットグリップ性と耐摩耗性を向上し、転がり抵抗を低減することができる。
他のゴム成分は、未変性のゴムであっても、変性されたゴムであってもよい。
他のゴム成分は、変性又は未変性のブタジエンゴムであることが好ましく、変性ブタジエンゴムであることがより好ましい。
つまり、センターゴム用ゴム組成物のゴム成分は、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムと、更に変性又は未変性のブタジエンゴムを含むことが好ましく、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムと、更に変性ブタジエンゴムを含むことがより好ましい。
センターゴム用ゴム組成物は、充填剤として、ゴム成分100質量部に対して75質量部以上のシリカを含む。
センターゴム用ゴム組成物中のシリカの含有量がゴム成分100質量部に対して75質量部以上であることで、タイヤのウェットグリップ性に優れる。
タイヤのウェットグリップ性をより向上する観点から、センターゴム用ゴム組成物中のシリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、78質量部以上であることが好ましく、82質量部以上であることがより好ましく、85質量部以上であることが更に好ましく、87質量部以上であることがより更に好ましい。
センターゴム用ゴム組成物中のシリカの含有量は、ゴム組成物の加工性の観点から、ゴム成分100質量部に対して、120質量部以下であることが好ましく、117質量部以下であることがより好ましく、115質量部以下であることが更に好ましく、112質量部以下であることがより更に好ましく、108質量部以下であることがより更に好ましい。
また、湿式シリカは、沈降シリカを用いることができる。なお、沈降シリカとは、製造初期に、反応溶液を比較的高温、中性~アルカリ性のpH領域で反応を進めてシリカ一次粒子を成長させ、その後酸性側へ制御することで、一次粒子を凝集させる結果得られるシリカのことである。
CTABは200m2/g以下であれば、転がり抵抗を低減し、ゴム組成物の加工性及び作業性を低下しにくい。
シリカのCTABは80m2/g以上であることがより好ましく、100m2/g以上であることが更に好ましく、130m2/g以上であることがより更に好ましく、140m2/g以上がより更に好ましい。またシリカのCTABは190m2/g以下であることがより好ましく、185m2/gであることが更に好ましい。
カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFグレードのカーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、センターゴムの耐摩耗性を向上する観点から、ISAF、SAFグレードのカーボンブラックが好ましい。これらカーボンブラックは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
シリカ比率が70質量%であることで、センターゴムの低ロス性の向上(ひいては転がり抵抗の低減)及び耐摩耗性の向上に寄与することができる。
ゴム組成物の加工性の観点から、シリカ比率は99質量%以下であることが好ましい。
タイヤの耐摩耗性を向上しつつ、ゴム組成物の加工性を良好にする観点から、シリカ比率は、75~98質量%であることがより好ましく、79~97質量%であることが更に好ましく、83~96質量%であることがより更に好ましい。
センターゴム用ゴム組成物は、シリカの配合効果を向上するために、シランカップリング剤を含んでいてもよい。
シランカップリング剤としては、下記式(VII)で表される化合物、下記式(VIII)で表される化合物、下記式(IX)で表される化合物、及び下記式(X)で表される化合物が好ましい。
これらシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
AmB3-mSi-(CH2)a-Sb-(CH2)a-SiAmB3-m ・・・ (VII)
ここで、式(VII)中、AはCnH2n+1O(nは1~3の整数)又は塩素原子であり、Bは炭素数1~3のアルキル基であり、mは1~3の整数、aは1~9の整数、bは1以上の整数である。但し、mが1の時、Bは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが2又は3の時、Aは互いに同一であっても異なっていてもよい。
AmB3-mSi-(CH2)c-Y ・・・ (VIII)
ここで、式(VIII)中、AはCnH2n+1O(nは1~3の整数)又は塩素原子であり、Bは炭素数1~3のアルキル基であり、Yはメルカプト基、ビニル基、アミノ基、グリシドキシ基又はエポキシ基であり、mは1~3の整数、cは0~9の整数である。但し、mが1の時、Bは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが2又は3の時、Aは互いに同一であっても異なっていてもよい。
AmB3-mSi-(CH2)a-Sb-Z ・・・ (IX)
ここで、式(IX)中、AはCnH2n+1O(nは1~3の整数)又は塩素原子であり、Bは炭素数1~3のアルキル基であり、Zはベンゾチアゾリル基、N,N-ジメチルチオカルバモイル基又はメタクリロイル基であり、mは1~3の整数、aは1~9の整数、bは1以上の整数で分布を有していてもよい。但し、mが1の時、Bは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが2又は3の時、Aは互いに同一であっても異なっていてもよい。
R31 xR32 yR33 zSi-R34-S-CO-R35 ・・・ (X)
ここで、式(X)中、R31は、R36O-、R36C(=O)O-、R36R37C=NO-、R36R37NO-、R36R37N-及び-(OSiR36R37)n(OSiR35R36R37)から選択され、かつ炭素数が1~18である。但し、R36及びR37は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され、かつ炭素数が1~18であり、nは0~10である。
R32は、水素、又は炭素数1~18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択される。
R33は、-[O(R38O)m]0.5-(但し、R38は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され、かつ炭素数が1~18であり、mは1~4である)である。
x、y及びzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす。
R34は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され、かつ炭素数が1~18である。
R35は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され、かつ炭素数が1~18である。
上記式(X)中、R33において、-[O(R38O)m]0.5-基としては、1,2-エタンジオキシ基、1,3-プロパンジオキシ基、1,4-ブタンジオキシ基、1,5-ペンタンジオキシ基、1,6-ヘキサンジオキシ基等が挙げられる。
上記式(X)で表される化合物は、特表2001-505225号に記載の方法と同様に合成することができ、また、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製の商品名「NXT」(式(X)のR31=C2H5O、R34=C3H6、R35=C7H15、x=3、y=0、z=0:3-オクタノイルチオ-プロピルトリエトキシシラン)等の市販品を利用することもできる。
センターゴム用ゴム組成物は、軟化剤を含むことが好ましい。
センターゴム用ゴム組成物が軟化剤を含むことによって、センターゴムを軟化することができるため、優れたウェットグリップ性を実現することができ、ゴム組成物の加工性及び作業性を良好にすることができる。
軟化剤は、オイル、樹脂等が挙げられる。
センターゴム用ゴム組成物中の軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、2質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、20質量部以上であることが更に好ましく、30質量部以上であることがより更に好ましく、35質量部以上であることがより更に好ましく、40質量部以上であることがより更に好ましく、45質量部以上であることがより更に好ましい。
センターゴム用ゴム組成物中の軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、85質量部以下であることがより好ましく、80以下であることがより好ましく、78質量部以下であることが更に好ましく、72質量部以下であることがより更に好ましく、68質量部以下であることがより更に好ましい。
軟化剤の含有量をゴム成分100質量部に対して、2質量部以上とすることで、タイヤのウェットグリップ性を向上することができ、また、85質量部以下とすることで、タイヤの剛性の低下を抑制することができる。
なお、「センターゴム用ゴム組成物中の軟化剤の含有量」は、軟化剤としてゴム成分と共に配合される軟化剤の含有量の他、ゴム成分に予め配合されている伸展油の含有量も包含する。
オイルとしては、鉱物由来のミネラルオイル、石油由来のアロマチックオイル、パラフィンオイル、ナフテンオイル、天然物由来のパームオイル、オレイン酸オクチル等が挙げられる。
樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
センターゴム用ゴム組成物が軟化剤として熱可塑性樹脂を含有することで、タイヤのウェットグリップ性を向上し、転がり抵抗を低減することができる。
中でも、C5系樹脂、C5-C9系樹脂、C9系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ロジン樹脂、及びアルキルフェノール樹脂から選択される少なくとも一種が好ましい。
樹脂として、C5系樹脂、C5-C9系樹脂、C9系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂、及びアルキルフェノール樹脂の少なくとも一種を含む場合、タイヤのウェットグリップ性を更に向上させることができる。
樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
軟化剤総量中の樹脂の割合が20質量%以上であることで、タイヤのウェットグリップ性が向上し、90質量%以下であることで、センターゴムの弾性率低下を抑制することができる。
軟化剤総量中の樹脂の割合は、20~70質量%であることがより好ましく、20~50質量%であることが更に好ましく、20~35質量%であることがより更に好ましい。
他のゴム組成物は、センターゴム用ゴム組成物が含み得るゴム成分、充填剤、軟化剤、及びシランカップリング剤を含むことができ、また、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛(亜鉛華)、加硫促進剤、加硫剤等を含んでいてもよい。
他のゴム組成物のゴム成分は、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含んでいなくてもよい。また、シリカのゴム組成物中の含有量が、ゴム成分100質量部に対し75質量部以下(0質量部を含む)となってもよい。
二輪車用タイヤとして用いる場合、フロントタイヤであっても、リアタイヤであってもよいが、本発明においては、トレッドのウェットグリップ性及び耐摩耗性を高いレベルで両立することができることから、リアタイヤに適用すると、本発明の効果が特に発現し易い。
二輪車の種類は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、競技用二輪車、一般公道用二輪車、オンロード用二輪車、オフロード用二輪車等が挙げられる。中でも、本発明の効果が特に発現し易い二輪車として、一般公道用二輪車及びオンロード用二輪車が好ましく、一般公道用二輪車がより好ましい。
(1)比較例1及び実施例1~2
表1に示す配合割合(質量部)にて、ショルダー部のトレッド用ゴム組成物を調製し、表2に示す配合割合(質量部)にて、センター部のトレッド用ゴム組成物を調製した。
(2)比較例2~4及び実施例3~6
表1に示す配合割合(質量部)にて、ショルダー部のトレッド用ゴム組成物を調製し、表2に示す配合割合(質量部)にて、センター部のトレッド用ゴム組成物を調製する。
(1)比較例1及び実施例1~2
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、ショルダーゴム用ゴム組成物を製造した。
(2)比較例2~4及び実施例3~6
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、ショルダーゴム用ゴム組成物を製造する。
表1中の成分は下記のとおりである。
BR:ポリブタジエンゴム:JSR株式会社製、商品名「BR01」
SBR:スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、JSR株式会社製、乳化重合スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、商品名「HP755B」
カーボンブラック:旭カーボン株式会社製、商品名「ASAHI#105」
シリカ:東ソーシリカ株式会社製、商品名「ニップシール AQ」
軟化剤:東燃化学合同会社製、商品名「T-REZ RD104」及びJX日鉱日石エネルギー社製、商品名「オイルA/O MIX」
老化防止剤:N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック 6C」を少なくとも含む。
加硫パッケージ:ステアリン酸、亜鉛華、チウラム系加硫促進剤、及び加硫剤を含む。
(1)比較例1及び実施例1~2
表2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、センターゴム用ゴム組成物を製造した。
(2)比較例2~4及び実施例3~6
表2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、センターゴム用ゴム組成物を製造する。
表2中の成分は下記のとおりである。
(1)BR:ブタジエンゴム、JSR株式会社製、商品名「BR01」
(2)変性BR:変性ブタジエンゴム、JSR社製、商品名「JSR BR54」
(3)SBR:スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、JSR株式会社製、乳化重合スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、商品名「HP755B」、ゴム成分100質量部に対してオイル分37.5質量部を含む、結合スチレン量=39.5質量%、結合ビニル量=38.5質量%
(4)変性SBR:下記の方法で合成した変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、ゴム成分100質量部に対してオイル分10.0質量部を含む、重量平均分子量(Mw)=85.2×104、分子量200×104以上500×104以下の割合=4.6%
収縮因子(g’)=0.59、ガラス転移温度(Tg)=-25℃
CB:カーボンブラック、旭カーボン株式会社製、商品名「ASAHI#105」
シリカ:東ソーシリカ株式会社製、商品名「ニップシール AQ」、CTAB165
オイル:JX日鉱日石エネルギー社製、商品名「A/O MIX」
樹脂:C5-C9系樹脂
シランカップリング剤:信越化学工業社製、商品名「ABC-856」
老化防止剤: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」を少なくとも含む。
加硫パッケージ:グアニジン系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、スルフィド系加硫促進剤、ステアリン酸、亜鉛華及び硫黄を含む
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、試料100mgを、クロロホルムで100mLにメスアップし、溶解して測定サンプルとする。スチレンのフェニル基による紫外線吸収波長(254nm付近)の吸収量により、試料100質量%に対しての結合スチレン量(質量%)を測定する(島津製作所社製の分光光度計「UV-2450」)。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、試料50mgを、10mLの二硫化炭素に溶解して測定サンプルとする。溶液セルを用いて、赤外線スペクトルを600~1000cm-1の範囲で測定して、所定の波数における吸光度によりハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry 21,923(1949)に記載の方法)の計算式に従い、ブタジエン部分のミクロ構造、すなわち、1,2-ビニル結合量(mol%)を求める(日本分光社製のフーリエ変換赤外分光光度計「FT-IR230」)。
スチレン-ブタジエン共重合体ゴム又は変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用して得られる検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)と、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムのピークトップ分子量(Mp1)とスチレン-ブタジエン共重合体ゴムのピークトップ分子量(Mp2)とその比率(Mp1/Mp2)と、分子量200×104以上500×104以下の割合と、を求める。溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF(テトラヒドロフラン)を使用する。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用する。測定用の試料10mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液10μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で測定する。
上記のピークトップ分子量(Mp1及びMp2)は、次のようにして求める。測定して得られるGPC曲線において、最も高分子量の成分として検出されるピークを選択する。その選択したピークについて、そのピークの極大値に相当する分子量を算出し、ピークトップ分子量とする。
また、上記の分子量200×104以上500×104以下の割合は、積分分子量分布曲線から分子量500×104以下が全体に占める割合から分子量200×104未満が占める割合を差し引くことで算出する。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(Malvern社製の商品名「GPCmax VE-2001」)を使用して、光散乱検出器、RI検出器、粘度検出器(Malvern社製の商品名「TDA305」)の順番に接続されている3つの検出器を用いて測定する。標準ポリスチレンに基づいて、光散乱検出器とRI検出器結果から絶対分子量を求め、RI検出器と粘度検出器の結果から固有粘度を求める。
直鎖ポリマーは、固有粘度[η]=-3.883M0.771に従うものとして用い、各分子量に対応する固有粘度の比としての収縮因子(g’)を算出する。溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを使用する。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel G4000HXL」、「TSKgel G5000HXL」、及び「TSKgel G6000HXL」を接続して使用する。測定用の試料20mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液100μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量1mL/分の条件で測定する。
スチレン-ブタジエン共重合体ゴム又は変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、JIS K6300に準拠し、L形ローターを用いてムーニー粘度を測定する。測定温度は、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料とする場合には110℃とし、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料とする場合には100℃とする。まず、試料を1分間試験温度で予熱した後、ローターを2rpmで回転させ、4分後のトルクを測定してムーニー粘度(ML(1+4))とする。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、ISO 22768:2006に準拠して、マックサイエンス社製の示差走査熱量計「DSC3200S」を用い、ヘリウム50mL/分の流通下、-100℃から20℃/分で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを試料として、シリカ系ゲルを充填剤としたGPCカラムに、変性した塩基性重合体成分が吸着する特性を応用することにより、測定する。試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系カラムで測定したクロマトグラムと、シリカ系カラムで測定したクロマトグラムと、の差分よりシリカ系カラムへの吸着量を測定し、変性率を求める。具体的には、以下に示すとおりである。
試料溶液の調製:試料10mg及び標準ポリスチレン5mgを20mLのTHFに溶解させて、試料溶液とする。
変性率の計算方法:ポリスチレン系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP1、標準ポリスチレンのピーク面積をP2、シリカ系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP3、標準ポリスチレンのピーク面積をP4として、下記式より変性率(%)を求める。
変性率(%)=[1-(P2×P3)/(P1×P4)]×100
(ただし、P1+P2=P3+P4=100)
前記(7)と同様の測定を行い、算出された変性率が10%以上であった場合、窒素原子を有していると判断する。
変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム0.5gを試料として、JIS K 0101 44.3.1に準拠して、紫外可視分光光度計(島津製作所社製の商品名「UV-1800」)を用いて測定し、モリブデン青吸光光度法により定量する。これにより、ケイ素原子が検出された場合(検出下限10質量ppm)、ケイ素原子を有していると判断する。
内容積が10Lで、内部の高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が4.0であり、底部に入口、頂部に出口を有し、攪拌機付槽型反応器である攪拌機及び温度制御用のジャケットを有する槽型圧力容器を重合反応器とした。予め水分除去した、1,3-ブタジエンを17.2g/分、スチレンを10.5g/分、n-ヘキサンを145.3g/分の条件で混合した。この混合溶液を反応基の入口に供給する配管の途中に設けたスタティックミキサーにおいて、残存不純物不活性処理用のn-ブチルリチウムを0.117mmol/分で添加、混合した後、反応基の底部に連続的に供給した。更に、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを0.019g/分の速度で、重合開始剤としてn-ブチルリチウムを0.242mmol/分の速度で、攪拌機で激しく混合する重合反応器の底部へ供給し、連続的に重合反応を継続させた。反応器頂部出口における重合溶液の温度が75℃となるように温度を制御した。重合が十分に安定したところで、反応器頂部出口より、カップリング剤添加前の重合体溶液を少量抜出し、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように添加した後に溶媒を除去し、110℃のムーニー粘度及び各種の分子量を測定した。
上記の方法で、得られた変性SBRが窒素原子を有すること、ケイ素原子を有することを確認した。
なお、変性SBRは、カップリング剤の官能基数と添加量から想定される分岐数に相当する「分岐度」は8であり(収縮因子の値からも確認できる)、カップリング剤1分子が有するSiORの総数から反応により減じたSiOR数を引いた値に相当する「SiOR残基数」は4である。
(1)比較例1及び実施例1~2
各トレッド用ゴム組成物を用い、常法にて、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる二輪車用タイヤ(サイズ:180/55ZR17)を試作し、該ゴム組成物にて二輪用タイヤのトレッドを形成した。
調製される各トレッド用ゴム組成物を用い、常法にて、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる二輪車用タイヤ(サイズ:180/55ZR17)を試作し、該ゴム組成物にて二輪用タイヤのトレッドを形成する。
(1)比較例1及び実施例1~2
二輪用タイヤのトレッドに用いた各トレッド用ゴム組成物について、耐摩耗性とウェットグリップ性を、以下のようにして評価した。
二輪用タイヤのトレッドに用いた各トレッド用ゴム組成物について、耐摩耗性とウェットグリップ性を、以下のようにして評価する。
(1)比較例1及び実施例1~2
舗装路面のテストコースにおいて、テストライダーが車両を80km/時で3500km走行させた。そして、走行後の残溝の量を計測し、該残溝の量からタイヤの耐摩耗性を評価した。評価結果を表2の「耐摩耗性」欄に示す。
比較例1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。
指数が大きいほど耐摩耗性が高いことを示す。許容範囲は110以上とした。
舗装路面のテストコースにおいて、テストライダーが車両を80km/時で3500km走行させる。そして、走行後の残溝の量を計測し、該残溝の量からタイヤの耐摩耗性を評価する。評価結果を表2の「耐摩耗性」欄に示す。
比較例1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出する。
指数が大きいほど耐摩耗性が高いことを示す。許容範囲は110以上とする。
(1)比較例1及び実施例1~2
湿潤路のコース上において、テストライダーが、様々な走行を行い、走行中のタイヤのWET GRIP性についてフィーリング評価を行った。評価結果を表2の「ウェット性」欄に示す。
比較例1の評価結果を100として、相対評価となる指数を算出した。
指数が大きいほどタイヤのウェットグリップ性が大きいことを示す。許容範囲は102以上とした。
湿潤路のコース上において、テストライダーが、様々な走行を行い、走行中のタイヤのWET GRIP性についてフィーリング評価を行う。評価結果を表2の「ウェット性」欄に示す。
比較例1の評価結果を100として、相対評価となる指数を算出する。
指数が大きいほどタイヤのウェットグリップ性が大きいことを示す。許容範囲は102以上とする。
(1)比較例1及び実施例1~2
実施例及び比較例のセンターゴム用ゴム組成物を加硫して得られた加硫ゴム試験片を用い、センターゴムの動的弾性率(E’)と損失正接(tanδ)を、粘弾性測定装置を用いて測定した。
動的弾性率は、25℃、周波数52Hz、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と、25℃、周波数52Hz、歪み4%での貯蔵弾性率E’4とを測定し、差ΔE’(=E’0.1-E’4)を算出した。得られたE’4とΔE’とからΔE’/E’4を算出した。
また、センターゴムの損失正接(tanδ)は、温度30℃、歪み1%、周波数52Hzの条件で測定した。値が大きい程、グリップすることを示す。
実施例及び比較例のセンターゴム用ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム試験片を用い、センターゴムの動的弾性率(E’)と損失正接(tanδ)を、粘弾性測定装置を用いて測定する。
動的弾性率は、25℃、周波数52Hz、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と、25℃、周波数52Hz、歪み4%での貯蔵弾性率E’4とを測定し、差ΔE’(=E’0.1-E’4)を算出する。E’4とΔE’とからΔE’/E’4を算出する。
また、センターゴムの損失正接(tanδ)は、温度30℃、歪み1%、周波数52Hzの条件で測定する。値が大きい程、グリップすることを示す。
表2中の「総オイル量」は、配合成分のオイル量と、ゴム成分の油展量との合計量を意味する。「総軟化剤量」は、総オイル量に、樹脂量を加えた量を意味する。
Claims (14)
- 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって少なくとも3分割されてなるタイヤにおいて、
前記センター部のトレッドゴムが、少なくとも1種の変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分と、前記ゴム成分100質量部に対して75質量部以上のシリカとを含むゴム組成物の加硫ゴムであり、かつ、前記センター部のトレッドゴムの25℃、歪み0.1%での貯蔵弾性率E’0.1と25℃、歪み4%での貯蔵弾性率E’4との差をΔE’として、ΔE’/E’4が0.900以下であるタイヤであって、
前記ゴム成分が、更に変性ブタジエンゴムを含む、タイヤ。 - 前記ゴム組成物中の前記シリカの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対し120質量部以下である請求項1に記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物が、更にカーボンブラックを含み、前記シリカと前記カーボンブラックとの総量中のシリカの比率が70質量%以上である請求項1又は2に記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分100質量部に対して2~85質量部の軟化剤を含む請求項1~3のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記軟化剤が、樹脂を含み、前記樹脂が、C5系樹脂、C9系樹脂、C5-C9系樹脂、テルペン系樹脂、テルペン-芳香族化合物系樹脂、ロジン系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、及びアルキルフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項4に記載のタイヤ。
- 前記軟化剤総量中の前記樹脂の割合が20~90質量%である請求項5に記載のタイヤ。
- 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、重量平均分子量が20×104以上300×104以下であって、前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムの総量に対して、分子量が200×104以上500×104以下である変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを0.25質量%以上30質量%以下含み、収縮因子(g’)が0.64未満である請求項1~6のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、分岐を有し、分岐度が5以上である請求項1~7のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合するスチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖と、を有し、
前記分岐は、1の前記カップリング残基に対して5以上の前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖が結合している分岐を含む請求項8に記載のタイヤ。 - 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、下記式(I)で表される請求項1~9のいずれか1項に記載のタイヤ。
[式(I)中、Dは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム鎖を示す。R1、R2及びR3は、それぞれ独立して単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を示す。R4及びR7は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキル基を示す。R5、R8、及びR9は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を示す。R6及びR10は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキレン基を示す。R11は、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を示す。m及びxは、それぞれ独立して1~3の整数を示し、x≦mである。pは、1又は2を示す。yは、1~3の整数を示し、y≦(p+1)である。zは、1又は2の整数を示す。iは、0~6の整数を示し、jは、0~6の整数を示し、kは、0~6の整数を示し、(i+j+k)は、3~10の整数である。((x×i)+(y×j)+(z×k))は、5~30の整数である。Aは、炭素数1~20の、炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、硫黄原子及びリン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、かつ、活性水素を有しない有機基を示す。〕 - 前記式(I)において、Aは、下記式(II)、下記式(III)、下記式(IV)、又は下記式(V)で表される請求項10に記載のタイヤ。
〔式(II)中、B1は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示す。aは、1~10の整数を示す。
式(III)中、B2は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、B3は、炭素数1~20のアルキル基を示す。aは、1~10の整数を示す。
式(IV)中、B4は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示す。aは、1~10の整数を示す。
式(V)中、B5は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示す。aは、1~10の整数を示す。〕 - 前記変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを、下記式(VI)で表されるカップリング剤と反応させてなる請求項1~11のいずれか1項に記載のタイヤ。
〔式(VI)中、R12、R13及びR14は、それぞれ独立して単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を示す。R15、R16、R17、R18及びR20は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキル基を示す。R19及びR22は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキレン基を示す。R21は、炭素数1~20の、アルキル基又はトリアルキルシリル基を示し、mは、1~3の整数を示す。pは、1又は2を示す。i、j及びkは、それぞれ独立して0~6の整数を示す。但し、(i+j+k)は、3~10の整数である。Aは、炭素数1~20の、炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、硫黄原子及びリン原子からなる群から選択される少なくとも一種の原子を有し、活性水素を有しない有機基を示す。〕 - 前記式(VI)で表されるカップリング剤が、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、及びテトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサンからなる群より選択される少なくとも一種である請求項12に記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物中の前記軟化剤の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して72質量部以下である請求項4~13のいずれか1項に記載のタイヤ。
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