(57)【要約】【課題】氷路面上のゴム部材の摩擦性能を精度良く予測する方法の提供。【解決手段】この予測方法は、第一工程、第二工程及び第三工程を含んでいる。第一工程では、氷路面上に転写層を積層して、この転写層に氷路面の表面形状を転写した後、採取した転写層を三次元形状測定装置にて計測し、フラクタル解析して得られる２次元パワースペクトルから、このゴム部材がこの氷路面を移動するときに、このゴム部材が氷路面から受ける周波数帯を求める。第二工程では、ゴム部材の粘弾性測定をおこなって貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”のマスターカーブを作成する。第三工程では、第一工程で求めた周波数帯と、第二工程で作成したマスターカーブとを、Perssonの摩擦理論式に適用して、ゴム部材の摩擦性能を予測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷路面上におけるゴム部材の摩擦性能を予測する摩擦性能予測方法であって、
上記氷路面上に転写層を積層して、この転写層にこの氷路面の表面形状を転写した後、採取した転写層を三次元形状測定装置にて計測し、フラクタル解析して得られる２次元パワースペクトルから、上記ゴム部材が上記氷路面を移動するときに、このゴム部材がこの氷路面から受ける周波数帯を求める第一工程と、
上記ゴム部材の粘弾性測定をおこなって、粘弾性特性値のマスターカーブを作成する第二工程と、
上記第一工程で求めた周波数帯と、上記第二工程で作成したマスターカーブとを、Perssonの摩擦理論式に適用して、上記ゴム部材の摩擦性能を予測する第三工程と、
を含む摩擦性能予測方法。
【請求項２】
上記粘弾性特性値が、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”である請求項１に記載の予測方法。
【請求項３】
上記転写層が、−５０℃以上１０℃以下で硬化可能な樹脂組成物からなる請求項１又は２に記載の予測方法。
【請求項４】
上記転写層が、３０秒以上２０分以下で硬化可能な樹脂組成物からなる請求項１から３のいずれかに記載の予測方法。
【請求項５】
上記転写層が、０℃以下の温度で５分以内に硬化可能な樹脂組成物からなる請求項１から４のいずれかに記載の予測方法。
【請求項６】
上記樹脂組成物の硬化前の、０℃における動粘度が１００ｃＳｔ以下である請求項３から５のいずれかに記載の予測方法。
【請求項７】
上記樹脂組成物が二液硬化型樹脂組成物である請求項３から６のいずれかに記載の予測方法。
【請求項８】
上記樹脂組成物が、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン及び硬化触媒を含むシリコーン系樹脂組成物である請求項３から７のいずれかに記載の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦性能の予測方法に関する。詳細には、本発明は、ゴム部材の摩擦性能予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加硫ゴムの用途の一つに、タイヤがある。タイヤが装着された車両は、状態の異なる種々の路面を走行する。タイヤのグリップ性能には、このタイヤの外表面を構成するゴム部材の摩擦性能が大きく影響する。ゴム部材の摩擦性能は、路面状態によって大きく変動する。特に、氷路面におけるゴム部材の摩擦性能を精度よく予測する方法は、タイヤ開発上、重要な技術である。
【０００３】
従来、タイヤを装着した車両を実際に走行させて、摩擦性能を測定する実車走行試験がおこなわれている。また、インサイドドラム試験機に再現した氷路面上でタイヤを走行させることにより、摩擦性能を評価する方法が知られている。いずれの場合も、多様な配合の加硫ゴムからなるタイヤを製造する必要がある。さらに、それぞれのタイヤを氷路面上で長時間走行させる必要があり、作業効率上好ましいものではなかった。
【０００４】
実際にタイヤを製造することなく摩擦性能を予測する方法が、検討されている。例えば、非特許文献１には、ゴム部材の粘弾性特性値に温度−周波数換算則を適用して、このゴム部材の摩擦性能を予測するための理論式が開示されている。
【０００５】
これまで、氷路面におけるゴム部材の摩擦性能は、０℃における複素弾性率Ｅ＊を指標として評価されてきた。しかし、０℃における複素弾性率Ｅ＊を指標とした評価結果は、必ずしもタイヤ走行試験で得られる摩擦性能と相関するものではなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"Rubber friction : role of the flash temperature" , B.N.J.Persson, J.Phys:Condens. Matter., Vol.18, pp7789-7823, 7795(2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、氷路面上におけるゴム部材の摩擦性能を、精度良く簡便に予測する方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した摩擦理論式による摩擦性能の予測には、走行中にタイヤが氷路面から受ける周波数帯を入力する必要がある。この周波数帯には、氷路面の表面にある微細な凹凸に起因して生じるタイヤの振動状態が反映される。この周波数帯は、タイヤが走行する氷路面の表面の凹凸状態によって変動する。摩擦理論式を用いて摩擦性能を高い精度で予測するためには、氷路面の微細な表面形状を正確に把握する必要がある。
【０００９】
一般に、表面形状の測定装置として、接触式又は非接触式の三次元形状測定装置が知られている。しかし、プローブ（探針）を試料表面に接触させてトレースする接触式の場合、氷路面が変形・破壊される。また、試料表面からの反射光を利用する非接触式の場合、透明な氷路面の下面からの反射光等も計測される。従来、接触式又は非接触式の三次元形状測定装置を用いて得られる測定結果は、氷路面の表面形状をミクロンスケールまで正確に反映するものではなかったと考えられる。
【００１０】
本発明者らは、鋭意研究の結果、摩擦理論式に入力する周波数帯に、氷路面の表面形状を精密に反映させることにより、得られる摩擦性能の予測精度が向上することを見出すことにより、本発明を完成したものである。
【００１１】
即ち、本発明に係る予測方法は、摩擦理論式に入力する周波数帯を得る第一工程と、同じく摩擦理論式に入力する粘弾性特性値を得る第二工程と、得られた周波数帯及び粘弾性特性値から摩擦性能を予測する第三工程とを含んでいる。詳細には、第一工程では、氷路面上に転写層を積層して、この転写層に氷路面の表面形状を転写した後、採取した転写層を三次元形状測定装置にて計測し、フラクタル解析して得られる２次元パワースペクトルから、ゴム部材がこの氷路面を移動するときに、このゴム部材が氷路面から受ける周波数帯が求められる。第二工程では、ゴム部材の粘弾性測定をおこなって、粘弾性特性値のマスターカーブが作成される。第三工程では、第一工程で求めた周波数帯と、第二工程で作成したマスターカーブとを、Perssonの摩擦理論式に適用して、ゴム部材の摩擦性能が予測される。好ましくは、この粘弾性特性値は、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”である。
【００１２】
好ましくは、この転写層は、−５０℃以上１０℃以下で硬化可能な樹脂組成物から形成される。好ましくは、この転写層は、３０秒以上２０分以下で硬化可能な樹脂組成物から形成される。好ましくは、この転写層は、０℃以下の温度で５分以内に硬化可能な樹脂組成物から形成される。
【００１３】
好ましくは、この樹脂組成物の硬化前の、０℃における動粘度は１００ｃＳｔ以下である。好ましくは、この樹脂組成物は、二液硬化型樹脂組成物である。
【００１４】
好ましくは、この樹脂組成物は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン及び硬化触媒を含むシリコーン系樹脂組成物である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る摩擦性能予測方法では、第一工程において、氷路面の表面にある微細な凹凸に起因して生じるタイヤの振動状態が、正確に把握される。この予測方法によれば、実際にタイヤを走行させることなく、高い精度でゴム部材の摩擦性能を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る予測方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、図１の第一工程における氷路面と転写層との積層状態を示す部分断面図である。
【図３】図３は、図１の第一工程で得られる２次元パワースペクトルの波数分布を示すグラフの一例である。
【図４】図４は、図１の第二工程で作成されるマスターカーブの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、適宜図面を参照しつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明の詳細を説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る摩擦性能予測方法を示すフローチャートである。図示される通り、この実施形態では、第一工程、第二工程及び第三工程を経て、氷路面におけるゴム部材の摩擦性能が予測される。
【００１９】
第一工程は、氷路面上に転写層を積層して、この転写層に氷路面の表面形状を転写した後、この転写層を採取して三次元形状測定装置で計測し、得られた形状データをフラクタル解析して２次元パワースペクトルを求めることにより、この氷路面上を移動するゴム部材が受ける周波数帯を求める工程である。第二工程は、ゴム部材の粘弾性測定をおこなって、粘弾性特性値のマスターカーブを作成する工程である。第三工程は、第一工程で求めた周波数帯と、第二工程で作成したマスターカーブとを、Perssonの摩擦理論式に適用して、ゴム部材の摩擦性能を予測する工程である。
【００２０】
第一工程では、始めに、氷路面が準備される。この氷路面は、例えば、既知の摩擦試験機やドラム試験機の試験路面上に氷層が形成されたものであってもよく、実路面上に氷層が形成された凍結路面であってもよい。
【００２１】
準備された氷路面上には、転写層が積層される。この積層状態が、図２に示されている。図示される通り、氷路面２は、その表面に多数の微細な凹凸を有している。この実施形態では、多数の微細な凹凸を有する氷路面２の表面が、厚みを有する転写層４に被覆されている。本願明細書において、この転写層４の下面であって、氷路面２の表面と接する面を、転写面６と称する。この転写面６には、氷路面２の表面形状の凹凸が反転した形状が転写される。
【００２２】
転写面６に氷路面２の表面形状が転写された後、氷路面２から転写層４が剥離される。続いて、剥離された転写層４の転写面６の形状が、既知の三次元形状測定装置にて計測される。転写面６の計測によって、氷路面２の表面形状の凹凸が反転した形状のデータが求められる。この形状データをフラクタル解析して得られるグラフの一例が、図３に示されている。図３の横軸は凹凸形状の波数ｑ（ｍ−１）の対数であり、縦軸は、２次元パワースペクトルＣｑ（ｍ４）の対数である。
【００２３】
ここで、２次元パワースペクトルＣｑは、２次元面内に存在する凹凸の単位周期長当たりの振幅の２乗に相当する。波数ｑは、凹凸の単位周期長の逆数である。この図３は、２次元パワースペクトルＣｑの波数分布であり、転写面６に含まれる複数の凹凸の、波数毎の振幅（高さ）を示している。２次元パワースペクトルＣｑが大きいほど、凹凸の振幅（高さ）が大きく、その密度（頻度）が高いことを意味する。波数ｑが大きいほど、凹凸の周期長が短く、微細であることを意味する。
【００２４】
第一工程で得られる図３には、周期長及び高さが異なる複数の凹凸を含む転写面６の表面形状（即ち、氷路面２の凹凸反転した表面形状）が示されている。この図３を用いて、氷路面２の微細な凹凸に起因して生じるゴム部材の振動状態を示す波数帯ｑ０−ｑ１（ｍ−１）が見積もられる。
【００２５】
ここで、波数帯ｑ０−ｑ１（ｍ−１）は、下記（式１）により、周波数帯ｆ０−ｆ１（Ｈｚ）に換算される。
ｆ＝ｖｑ／２π  ・・・  （式１）
（式１）において、ｑは波数（ｍ−１）であり、ｆは周波数（Ｈｚ）であり、ｖは、氷路面２におけるゴム部材の滑り速度（ｍ／ｓ）である。
【００２６】
なお、第一工程において、転写面６が複数回計測されて得られる形状データから、適宜統計処理等により周波数帯が求められてもよい。また、他の実施形態として、転写面６の形状をさらに他の転写層に転写して計測することにより、凹凸が反転していない状態の氷路面２の表面形状の２次元パワースペクトルを求めてもよい。
【００２７】
第二工程では、加硫ゴムからなるゴム部材が準備される。このゴム部材が、既知の粘弾性測定装置を用いて、「ＪＩＳ  Ｋ６３９４（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針）」の規定に準拠した方法により測定される。
【００２８】
測定条件は、粘弾性特性値の種類に応じて適宜選択される。例えば、粘弾性特性値として貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”を測定する場合の測定条件の一例は、以下の通りである。
歪みモード：剪断
加重：０．１ＭＰａ（定荷重）
周波数：１−１００Ｈｚ
温度：８０℃−（−５０℃）
【００２９】
続いて、粘弾性測定で得られた粘弾性特性値（例えば、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”）に温度−周波数換算則を適用することにより、マスターカーブが作成される。第二工程で作成されるマスターカーブの一例が、図４に示されている。図４は、基準温度２０℃における貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”のマスターカーブである。図４において、実線が貯蔵弾性率Ｇ’であり、破線が損失弾性率Ｇ”である。このマスターカーブには、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”の周波数依存性が示されている。
【００３０】
ゴム部材の粘弾性測定を複数回おこなって得られる測定値の平均値から、マスターカーブが作成されてもよい。本発明の目的が達成される限り、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”ではなく、他の粘弾性特性値からマスターカーブが作成されてもよい。
【００３１】
第三工程では、非特許文献１に開示されたPerssonの摩擦理論式に、第一工程で求められた周波数帯ｆ０−ｆ１（Ｈｚ）と、第二工程で作成された粘弾性特性値のマスターカーブとを適用して、摩擦性能が予測される。この実施形態では、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”のマスターカーブを適用して、第二工程で準備したゴム部材が氷路面２を移動するときの摩擦係数μｉが算出される。この算出には、氷路面２におけるゴム部材の温度と滑り速度ｖとが用いられる。
【００３２】
本発明に係る予測方法では、第一工程において、従来の表面粗さ測定（例えば、平均粗さ、二乗平均粗さ等）では十分に把握できなかった氷路面２の表面形状が、ミクロンスケールまで精密に把握される。これにより、ミクロンスケールの凹凸により発生するゴム部材の振動状態が正確に評価されうる。この第一工程では、氷路面２の表面形状をより精密に反映した周波数帯が見積もられる。この周波数帯を適用して予測される摩擦性能は、走行試験により得られる摩擦性能と、高い精度で相関する。この予測方法によれば、実際にタイヤを走行させることなく、簡便に、精度良く摩擦性能を予測することができる。
【００３３】
転写層４は、樹脂組成物から形成される。氷路面２の表面形状を転写することができ、好ましくは後述する物性を有するものであれば、転写層４をなす樹脂組成物の種類は特に限定されない。
【００３４】
第一工程において、転写層４を氷路面２に積層させる方法に特に制限はないが、典型的には、流動性を有する樹脂組成物を、既知のディスペンサー等を用いて氷路面２の表面に吐出して塗布した後、この樹脂組成物を硬化させることにより、転写層４を形成する手法が用いられる。氷路面２の表面形状を保持する観点から、予め冷却した樹脂組成物を塗布することが好ましい。
【００３５】
好ましくは、転写層４は、低温で液状又はペースト状の樹脂組成物から形成される。低温で液状又はペースト状の樹脂組成物は、氷路面２の表面に存在する微細な凹部にも速やかに充填される。氷路面２の表面形状がより精密に転写されるとの観点から、硬化前の樹脂組成物の、０℃における動粘度は１００ｃＳｔ以下が好ましく、９０ｃＳｔ以下がより好ましく、８０ｃＳｔ以下がさらに好ましい。作業性の観点から、０℃における動粘度は、０．５ｃＳｔ以上が好ましく、１．０ｃＳｔ以上がより好ましい。樹脂組成物の動粘度は、「ＪＩＳ  Ｋ７３６７−１（プラスチック−毛細管形粘度計を用いたポリマー希釈溶液の粘度の求め方−第１部：通則）」に準拠した方法により測定される。
【００３６】
好ましくは、転写層４は、加熱を要することなく、低温で硬化可能な樹脂組成物から形成される。この樹脂組成物からなる転写層４の形成時には、氷路面２が熱による変形（融解）を受けない。換言すれば、低温で硬化可能な樹脂組成物からなる転写層４には、熱による変形のない氷路面２の表面形状が転写されうる。この観点から、転写層４をなす樹脂組成物の硬化温度は、１０℃以下が好ましく、５℃以下がより好ましく、０℃以下がさらに好ましい。硬化温度の下限値は特に限定されないが、タイヤ走行条件等を考慮すれば、−５０℃以上が好ましい。
【００３７】
好ましくは、転写層４は、短時間で硬化可能な樹脂組成物から形成される。この樹脂組成物からなる転写層４の形成時には、氷路面２の経時的な変形（融解）が回避されうる。換言すれば、短時間で硬化可能な樹脂組成物からなる転写層４には、経時的な変形を含まない氷路面２の表面形状が転写されうる。この観点から、転写層４をなす樹脂組成物の硬化時間は、２０分以下が好ましく、１０分以下がより好ましく、５分以下がさらに好ましい。硬化時間の下限値は特に限定されないが、取り扱い性の観点から、３０秒以上が好ましい。
【００３８】
氷路面２の表面形状を変形することなく速やかに硬化して、転写層４を形成できるとの観点から、特に好ましい樹脂組成物は、０℃以下の温度で、５分以内に硬化可能な樹脂組成物である。
【００３９】
転写層４をなす樹脂組成物の具体例としては、シリコーン系、エポキシ系、ウレタン系等が挙げられる。氷路面２からの転写層４の離型性の観点から、シリコーン系樹脂組成物が好ましい。
【００４０】
氷路面２の表面形状を変形することなく硬化しうる樹脂組成物であれば、その硬化方法は特に限定されない。例えば、主剤と硬化剤とを混合することにより硬化する二液硬化型、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型、大気中又は試料表面の水分との反応により硬化する湿気硬化型等が挙げられる。保存安定性及び取り扱い性等の観点から、二液硬化型樹脂組成物が好ましい。より好ましくは、二液硬化型のシリコーン系樹脂組成物である。
【００４１】
二液硬化型のシリコーン系樹脂組成物では、ベースポリマーを主成分とする主剤と、硬化触媒を含む硬化剤との混合によって、硬化反応が開始され、転写層４が形成される。シリコーン系樹脂組成物は、硬化反応の反応機構によって、付加反応型及び縮合反応型に分類される。反応時の発熱が少なく、副生成物が生じない付加反応型が好ましい。
【００４２】
付加反応型シリコーン系樹脂組成物のベースポリマーは、典型的には、Ｓｉ原子に結合するアルケニル基を含有するポリオルガノシロキサンである。１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するポリオルガノシロキサンが好ましい。アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンは、直鎖状であってもよく、分岐構造又は環状構造を有していてもよい。アルケニル基は、分子鎖末端に含まれてもよく、側鎖に含まれてもよい。
【００４３】
Ｓｉ原子に結合するアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が例示される。１分子中に異なる種類のアルケニル基を含んでもよい。反応性の観点から好ましいアルケニル基は、ビニル基である。
【００４４】
アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンが、アルケニル基以外の官能基を結合するＳｉ原子を含んでもよい。この官能基の例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のようなアルキル基、フェニル基のようなアリール基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基のようなアルコキシ基、水酸基等が挙げられる。これらの官能基が、置換基を有するものであってもよい。１分子中に、異なる種類の官能基を結合するＳｉ原子を含んでもよい。
【００４５】
硬化速度の観点から、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン中のアルケニル基含有量は、０．０５質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がより好ましい。取り扱い性の観点から、好ましいアルケニル基含有量は１０質量％以下である。アルケニル基含有量の異なる２種以上のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンを併用してもよい。
【００４６】
得られる転写層４の形状保持の観点から、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンの質量平均分子量は、１０００以上が好ましく、２０００以上がより好ましい。硬化速度の観点から、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンの質量平均分子量は、５００００以下が好ましい。分子量の異なる２種以上のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンを併用してもよい。アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンの質量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質として、ＧＰＣ法にて測定される。
【００４７】
付加反応型シリコーン系樹脂組成物の硬化触媒としては、白金化合物、パラジウム化合物、ロジウム化合物等の貴金属触媒が好適に用いられる。反応性の観点から、白金化合物触媒が好ましい。白金化合物触媒の例として、白金黒、白金担持金属酸化物、白金含有錯体等が挙げられる。
【００４８】
付加反応型シリコーン系樹脂組成物は、好ましくは、架橋剤をさらに含む。架橋剤は、主剤に含まれてもよく、硬化剤に含まれてもよい。
【００４９】
典型的な架橋剤は、ヒドロシリル基（Ｓｉ−Ｈ基）を有するポリオルガノシロキサンである。架橋剤に含まれるヒドロシリル基は、硬化触媒の作用により、ベースポリマーに含まれるアルケニル基と反応する。この反応により、架橋構造が形成される。１分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含むポリオルガノシロキサンが好ましい。ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンの分子構造は、直鎖状であってもよく、分岐構造又は環状構造を有していてもよい。ヒドロシリル基は、分子鎖末端に含まれてもよく、側鎖に含まれてもよい。
【００５０】
ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンが、水素原子以外の官能基を結合するＳｉ原子を含んでもよい。この官能基の例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のようなアルキル基、フェニル基のようなアリール基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基のようなアルコキシ基、水酸基等が挙げられる。これらの官能基が、置換基を有するものであってもよい。１分子中に、異なる種類の官能基を結合するＳｉ原子を含んでもよい。
【００５１】
得られる転写層４の形状保持の観点から、ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンの質量平均分子量は、１００以上が好ましく、５００以上がより好ましい。硬化速度の観点から、ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンの質量平均分子量は、１００００以下が好ましい。構造及び分子量の異なる２種以上を併用してもよい。ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンの質量平均分子量は、前述したアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンと同様にして測定される。
【００５２】
本発明に係る予測方法において、Ｓｉ原子に結合するアルケニル基と、ヒドロシリル基とを、一分子中に含むポリオルガノシロキサンを用いることも可能である。このポリオルガノシロキサンは、ベースポリマー及び架橋剤として機能する。
【００５３】
本発明の効果が阻害されない範囲で、付加反応型シリコーン系樹脂組成物が、さらに、フィラー、硬化速度調整剤、可塑剤、界面活性剤、シランカップリング剤、染料、顔料等の添加剤を含んでもよい。前述した架橋剤及び各種添加剤は、主剤に含まれてもよく、硬化剤に含まれてもよい。
【００５４】
転写層４の形成に、付加反応型シリコーン系樹脂組成物を使用する場合、この樹脂組成物の硬化温度は、主としてベースポリマー及び硬化触媒の種類によって制御される。好ましいベースポリマーの具体例は、ビニル末端ポリジメチルシロキサンであり、好ましい硬化触媒は白金系化合物触媒である。
【００５５】
付加反応型シリコーン系樹脂組成物の硬化前の動粘度及び硬化時間は、主として硬化触媒の添加量及び架橋剤の配合量によって制御される。
【００５６】
硬化触媒の添加量は、選択するベースポリマー及び硬化触媒の種類により適宜調整される。例えば、ベースポリマーがビニル基含有ポリオルガノシロキサンであり、硬化触媒が白金系化合物触媒の場合、硬化速度の観点から、硬化触媒の添加量は、ベースポリマーに対して０．０１ｐｐｍ以上が好ましく、０．１ｐｐｍ以上がより好ましい。得られる転写層４の物性の観点から、硬化触媒の好ましい添加量は１００ｐｐｍ以下である。
【００５７】
架橋剤の配合量は、架橋剤中のヒドロシリル基（Ｈ）と、ベースポリマー中のアルケニル基（Ａ）との当量比（Ｈ／Ａ）を指標として調整される。得られる転写層４の物性の観点から、この当量比（Ｈ／Ａ）は、０．２以上が好ましく、０．５以上がより好ましい。当量比（Ｈ／Ａ）は、２．０以下が好ましい。
【００５８】
硬化後の転写層４の取り扱い性の観点から、転写層４の厚みは１．０ｍｍ以上が好ましく、２．０ｍｍ以上がより好ましい。硬化速度の観点から、転写層４の好ましい厚みは１０ｍｍ以下である。
【００５９】
好ましくは、第一工程において、その表面が予め平滑化された氷路面２が準備される。本願明細書において、平滑化とは、氷の表面にあるマクロサイズの凹凸を除去することをいう。予め平滑化された氷路面２を用いることにより、第三工程で摩擦理論式に適用する周波数帯に、氷路面２におけるミクロンスケールの凹凸形状を、より精密に反映させることができる。予め平滑化された氷路面２から得られる周波数帯を適用することにより、摩擦性能の予測精度がさらに向上する。
【００６０】
本発明に係る予測方法において、氷路面２を平滑化する方法は特に限定されない。適宜選択された形状の未使用タイヤを走行させることにより平滑化してもよく、既知の研磨手段（例えば、フライスカッター等）を用いて平滑化してもよい。
【００６１】
第一工程において用いられる三次元形状測定装置の種類は、特に限定されない。接触式測定装置であってもよく、非接触式測定装置であってもよい。ミクロンスケールでの形状データを取得できるとの観点から、非接触式測定装置が好ましい。非接触式測定装置の例として、位相シフト干渉顕微鏡法、白色光干渉顕微鏡法、共焦点顕微鏡法、色収差共焦点顕微鏡法、パターン光投影法、全焦点画像顕微鏡法、光学差同式輪郭曲線法、点合焦輪郭曲線法等を利用した測定装置が挙げられる。
【００６２】
第二工程で用いられるゴム部材は、ゴム組成物が架橋されることにより形成される。このゴム組成物は、基材ゴムと、ゴム分野で通常用いられる各種添加剤とを含んでいる。好ましい基材ゴムとして、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレンゴム等が例示される。二種以上の基剤ゴムを併用してもよい。
【００６３】
ゴム組成物に配合される添加剤として、カーボンブラック、シリカ等の充填剤、水酸化アルミニウム、老化防止剤、シランカップリング剤、オイル、ワックス、酸化亜鉛、加工助剤、樹脂、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等が例示される。本発明の効果が阻害されない限り、本願明細書にて明示されない他の添加剤を使用することも可能である。
【００６４】
本発明に係る予測方法において、ゴム組成物の配合は特に限定されない。好適には、タイヤ表面を構成するゴム部材の配合が用いられる。典型的には、トレッドゴム用の配合が例示される。
【００６５】
第二工程において、ゴム部材を準備する方法に特に制限はない。例えば、基材ゴムと、通常タイヤ分野で使用される各種添加剤とを、所定の配合に従ってオープンロール、バンバリーミキサー等に投入して混練することによりゴム組成物を調製し、このゴム組成物を所定の形状の金型中で加熱及び加圧することにより、ゴム部材が準備される。また、調製したゴム組成物をプレス加硫してゴムシートを作製し、このゴムシートを適宜切削することにより、ゴム部材としてもよい。さらには、調製したゴム組成物をトレッドの形状に合わせて押出加工した後、他のタイヤ部材と併せて加硫機中で加熱及び加圧することによりタイヤを製造し、このタイヤのトレッド表面から切り出したゴム片を、ゴム部材としてもよい。本発明に係る予測方法において、ゴム部材の形状には特に制限はない。
【００６６】
本明細書において正規リムとは、タイヤが依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤが依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。本明細書において正規荷重とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた荷重を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高負荷能力」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「LOAD CAPACITY」は、正規荷重である。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００６８】
［実施例１］
実施例１では、図１のフローチャートに従って、配合が異なるゴム組成物からなるゴム部材の摩擦性能を予測した。
【００６９】
（第一工程）
温度−５℃に設定した試験室内に、試験路面を備えたインサイドドラム式試験装置を準備した。この試験路面に、厚さ約３０ｍｍの氷層を形成し、この氷層の温度を−１℃に設定した。続いて、未使用タイヤＸ（２０５／５５Ｒ１６  ９１Ｑ）を準備して、正規リムに組み込み、空気を充填して内圧２５０ｋＰａに調整した。このタイヤＸを、試験路面に形成した氷層上を、荷重４．５ｋＮにて走行させ、この氷層の表面を平滑化して、氷路面を作成した。タイヤＸの走行速度は８０ｋｍ／時であり、走行距離は２．７ｋｍであった。
【００７０】
次に、二液硬化型シリコーン系樹脂組成物（Loci Forensics B.V.社製の商品名「Forensic Sil」）を準備し、市販のディスペンサーを用いて、主剤及び硬化剤の混合物を、温度−１℃に保持した氷路面の表面に塗布した。１０分間経過後、塗布された樹脂組成物が硬化して、厚さ約４ｍｍの転写層が形成された。この転写層の下面には、氷路面の表面の凹凸状態が反転して転写された。その後、硬化した転写層を採取して、氷路面の表面形状が転写された面を、三次元形状測定装置（Alicona社製の商品名「Infinite Focus Portable」）で計測した（温度２５℃、測定面積５０ｍｍ角、サンプリング間隔２．２μｍ、測定倍率１０倍）。
【００７１】
得られた計測結果をフラクタル解析して２次元パワースペクトルを求めた。この２次元パワースペクトルの波数分布から、この氷路面がゴム部材に与える波数帯を、ｌｏｇｑとして３．０−５．２（ｍ−１）と見積もった。ここで、氷路面における滑り速度を２ｋｍ／ｈ（ｖ＝約０．５６ｍ／ｓ）として、を周波数ｆ（＝ｖｑ／２π）に換算することにより、ゴム部材が氷路面から受ける周波数帯８８−１４０２９Ｈｚを求めた。
【００７２】
（第二工程）
下表１にＡとして示された配合に従って、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を、容量１．７Ｌのバンバリーミキサー（神戸製鋼社製）に投入して、１５０℃で５分間、混練した。得られた混練物をバンバリーミキサーから取り出して、表１に示された量の硫黄及び加硫促進剤をそれぞれ添加した後、オープンロールを用いて、１００℃で３分間混練することにより、未加硫のゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を金型に投入し、１７０℃で１２分間プレス加硫して、ゴム部材Ａ１を作成した。
【００７３】
ゴム組成物の配合を下表１のＢ−Ｈとして示されたものに変更した以外は、ゴム部材Ａ１と同様にして、ゴム部材Ｂ１−Ｈ１を作成した。
【００７４】
【表１】
2019158707.tif 000003
【００７５】
表１に記載された化合物の詳細は、以下の通りである。
ＮＲ：天然ゴムＴＳＲ２０
ＢＲ：ＪＳＲ社のブタジエンゴム（シス結合含有率９６質量％）
ＢＲ：旭化成社製の変性ブタジエンゴム、商品名「Ｎ１０３」（ビニル含量：１２質量％、Ｍｗ／Ｍｎ：１．１９、Ｍｗ：５５万）
カーボンブラック：三菱化学社製の商品名「ダイヤブラックＮ２２０」（Ｎ２ＳＡ：１１４ｍ２／ｇ）
シリカ（１）：Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ社の商品名「ＵＬＴＲＡＳＩＬ  ＶＮ３」（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
シリカ（２）：ＳＯＬＶＡＹ社製の商品名「１１１５ＭＰ」
ワックス：日本精鑞社製の商品名「オゾエースワックス」
老化防止剤：大内新興化学工業社製の商品名「ノクラック６Ｃ」
ステアリン酸：日本油脂社製の商品名「桐」
酸化亜鉛：三井金属鉱業社製の商品名「亜鉛華１号」
レジン：ヤスハラケミカル社製の商品名「ＹＳレジンＰＸ１１５０Ｎ」
シランカップリング剤：Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ社製の商品名「Ｓｉ２６６」
オイル（１）：日清オイリオグループ社製のひまわり油
オイル（２）：パラフィン系プロセスオイル（ガラス転移温度：−４５℃）
硫黄：軽井沢化学社製の粉末硫黄
加硫促進剤（１）：大内新興化学工業社製の商品名「ノクセラーＣＺ」
加硫促進剤（２）：大内新興化学工業社製の商品名「ノクセラーＤ」
【００７６】
ゴム部材Ａ１−Ｈ１から、それぞれ試験片を採取して、粘弾性スペクトロメーター（Metravib社製の商品名「DMA+450」）を用いて、下記測定条件で貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”を測定した。得られた測定値を、温度−周波数換算則により換算して、貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”の周波数依存性を示すマスターカーブ（基準温度２０℃）を作成した。
歪みモード：剪断（定荷重）
荷重：０．１ＭＰａ
周波数：１Ｈｚ〜１００Ｈｚ
温度：−５０℃〜８０℃
【００７７】
（第三工程）
得られた周波数帯とマスターカーブとをPerssonの摩擦理論式に適用して、ゴム部材Ａ１−Ｈ１の摩擦係数μｉを計算した。この計算において、氷路面上での各ゴム部材の温度を０℃とした。ゴム部材Ａ１の値を１００としたときの指数が、μｉ（ＩＮＤＥＸ）として、下表２に示されている。
【００７８】
［参考例１］
実施例１と同様にして、配合Ａ−Ｈの未加硫ゴムを調製し、それぞれ、トレッドの形状に合わせて押出加工した後、他のタイヤ部材と組み合わせて１８３℃で１０分間プレス加硫することによりタイヤＡ２−Ｈ２（２０５／５５Ｒ１６  ９１Ｑ）を製造した。得られたタイヤＡ２−Ｈ２を、それぞれ正規リムに組み込み、正規内圧にまで空気を充填した後、前述のインサイドドラム式試験装置にて走行試験をおこなった。この走行試験では、ドラム回転速度２０ｋｍ／ｈ、氷路面の温度を−１℃、荷重を４．５ｋＮに設定し、初期タイヤ走行速度２０ｋｍ／ｈから、１秒間に５ｋｍ／ｈずつ減速したときの最大摩擦係数μｍを測定した。タイヤＡ２の測定値を１００としたときの指数が、μｍ（ＩＮＤＥＸ）として、下記表２に示されている。
【００７９】
［比較例１］
実施例１で作成したゴム部材Ａ１−Ｈ１から、それぞれ試験片を採取して、前述の粘弾性スペクトロメーターを用いて、下記測定条件にて、０℃における複素弾性率Ｅ＊を測定した。ゴム部材Ａ１の測定値を１００としたときの指数が、０℃、Ｅ＊（ＩＮＤＥＸ）として、下記表２に示されている。
変形モード：引張
初期歪み：１０％
周波数：１０Ｈｚ
温度：０℃
【００８０】
【表２】
2019158707.tif 000004
【００８１】
表２に示されるように、実施例１で予測された摩擦性能は、比較例１と比べて、参考例１による測定結果と高い精度で相関する。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明された方法は、路面の表面形状に起因する種々のタイヤ性能の予測にも適用されうる。
【符号の説明】
【００８３】
２・・・氷路面
４・・・転写層
６・・・転写面
【図１】
2019158707.tif 000005
【図２】
2019158707.tif 000006
【図３】
2019158707.tif 000007
【図４】
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