(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤから、前記タイヤの表面下でゴムの切片を切断し、
磨滅前の前記切片の厚さを測定し、
前記切片を、軸を有する第１の車輪の表面に取り付け、
研磨性物質を、軸を有する第２の車輪の表面に取り付け、
前記２つの車輪を、不均等な速度で、互いと接触した状態で、反対方向に、所定時間にわたって前記２つの車輪の前記軸に対して垂直な負荷下で回転させて、前記２つの車輪の表面間の滑り、及び前記タイヤの前記ゴム切片の摩耗パターンを含む摩耗をもたらし、
磨滅後の前記切片の厚さを測定し、
前記タイヤの前記ゴム切片の前記摩耗率を、式：ΔＷ／Ｔに基づいて測定し、式中、Ｔが、時間であり、ΔＷ＝ρ×ΔＶであり、ρが、前記切片の密度であり、ΔＶ＝Ｌ×Ｗ×ΔＨであり、Ｌが、前記切片の長さであり、Ｗが、前記切片の幅であり、ΔＨが、摩滅前の前記切片の厚さ−摩滅後の前記切片の厚さである条件下で、前記切片の経時的な変化に基づいて測定することを含む、ゴムタイヤの摩耗率を測定する方法。
【請求項２】
前記タイヤ切片の前記摩耗パターンの光学像が、車輪回転後に周期的に撮影され、タイヤ全体の摩耗パターンの光学像と比較されて、前記タイヤ切片及び前記タイヤ全体の前記摩耗パターンを一致させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
回転時間が、前記切片の前記摩耗パターンが前記タイヤ全体の前記摩耗パターンと一致すると停止する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記回転が約４０分で停止する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記光学像が約１０分間隔で撮影される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記滑りが最大約７０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記滑りが約１０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１の車輪と第２の車輪との直径の比が、約３／１〜約６／１である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記比が約３．５／１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記比が約５．３／１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記負荷が約５００グラム〜約８キログラムである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記負荷が約４キログラムである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記車輪の幅が、約８ｍｍ〜約５ｃｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
タイヤから、前記タイヤの表面下でゴムの長四角形の切片を切断し、
磨滅前の前記切片の厚さを測定し、
前記切片を、直径約１７３ｍｍ及び幅約２２ｍｍの第１の車輪の表面に接着させ、
研磨性物質を、直径約４９ｍｍ及び幅約８．５ｍｍの第２の車輪の表面に接着させ、
前記２つの車輪を、不均等な速度で、およそ４０００ｇの垂直負荷下で、互いと接触した状態で、反対方向に、およそ４０分間にわたって回転させて、前記２つの車輪の表面間の約１０％の滑り、及び前記切片の摩滅をもたらし、
磨滅後の前記切片の厚さを測定し、
前記ゴムタイヤの前記摩耗率を、式：ΔＷ／Ｔに基づいて測定し、式中、Ｔが、時間であり、ΔＷ＝ρ×ΔＶであり、ρが、前記切片の密度であり、ΔＶ＝Ｌ×Ｗ×ΔＨであり、Ｌが、前記切片の長さであり、Ｗが、前記切片の幅であり、ΔＨが、摩滅前の前記切片の厚さ−摩滅後の前記切片の厚さである条件下で、測定することを含む、ゴムタイヤの摩耗率を測定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本国際出願は、２０１３年２月５日出願の米国仮出願第６１／７６１，０２４号の利益を主張するものであり、その開示は、その全体が参照により本明細書に明示的に援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明が一般的に関連する技術分野は、摩耗又は劣化の検出のための測定システムである。
【背景技術】
【０００３】
タイヤの特性を絶えず改善させるために、それらの性能を測定することが必要である。タイヤの性能を測定するための明白な手段は、通常の動作及び使用後の摩耗データを観察することである。しかしながら、タイヤは現在、何万ものマイルにわたって機能するため、この性能を観察するために必要とされる時間の長さは、非常に長い場合がある。結果として、資源コストを制御しつつ、この時間枠を加速させるための代替案が、絶えず求められている。
【０００４】
長期間（例えば、４週間以上）にわたってトラックを回って連続的に車両を駆動すると、車両の通常走行よりもはるかに早い時間を加速させた摩耗データを生み出すことができる。これは、標準の車両動作の間の摩耗の測定に勝る顕著な削減を表すが、依然として長期間に相当し、著しい資源、例えば、車両及び運転者を必要とする。
【０００５】
同様に、屋外試験の屋内模擬実験、例えば、ベルト又はドラムに対して取り付けたタイヤの一定期間の走行も、使用されている。これは、有用な摩耗データを得るために必要とされる時間を１週間以下にまで削減することができるだけでなく、トラックを回って運転することに関連するコストを明らかに削減する。
【０００６】
実験室規模では、過去に使用されてきた別の屋内試験は、Ｌａｍｂｏｕｒｎタイプの機械装置の使用である。この試験は、タイヤゴム組成物を小さな車輪又はディスクへと成形し、これを次により大きな研磨性車輪に対して走行させることを必要とする。この方法は、摩耗データを作成するために必要とされる時間を同様に削減するが、それは実際のタイヤからのゴムではないため、そのデータは厳密に分析されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、試験時間、材料及び資源のいずれも削減しながら、同時に試験データと標準の車両のタイヤ動作及び使用との相関を改善する、摩耗データを作成する方法が、絶えず追求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ゴムタイヤの摩耗率を測定する方法が記載される。ゴムの切片が、タイヤから、そのタイヤの表面下で切断される。この切片は、軸を有する第１の車輪の表面に取り付けられ、研磨性物質は、軸を有する第２の車輪の表面に取り付けられる。２つの車輪は、不均等な速度で、互いと接触した状態で、反対方向に、所定時間にわたって２つの車輪の軸に対して垂直な負荷下で回転させられる。その結果は、２つの車輪の表面間の滑り、及びタイヤのゴム切片における摩耗パターンを含む摩耗である。タイヤのゴム切片の摩耗率は、切片の経時的な変化に基づいて測定される。
【０００９】
本発明の実施形態は、以下を含む：タイヤ切片の摩耗パターンの光学像が、車輪回転後に周期的に撮影され、タイヤ全体の摩耗パターンの光学像と比較されて、タイヤ切片及びタイヤ全体の摩耗パターンを一致させる、上記の方法；回転時間が、切片の摩耗パターンがタイヤ全体の摩耗パターンと一致すると停止する、上記の方法；回転が約４０分で停止する、上記の方法；光学像が約１０分間隔で撮影される、上記の方法；滑りが最大約７０％である、上記の方法；滑りが約１０％である、上記の方法；第１の車輪と第２の車輪との直径の比が、約３／１〜約６／１である、上記の方法；上記直径の比が約３．５／１である、上記の方法；上記直径の比が約５．３／１である、上記の方法；負荷が約５００グラム〜約８キログラムである、上記の方法；負荷が約４キログラムである、上記の方法；車輪の幅が、約８ｍｍ〜約５ｃｍである、上記の方法；第１の車輪が、直径約１７３ｍｍ及び幅約２２ｍｍである、上記の方法；第２の車輪が、直径約４９ｍｍ及び幅約８．５ｍｍである、上記の方法；２つの車輪が、およそ４０分間にわたって回転させられる、上記の方法；車輪が、およそ４０００ｇの垂直負荷下で回転させられる、上記の方法；車輪が、不均等な速度で回転し、２つの車輪の表面間の約１０％の滑りをもたらす、上記の方法；ゴムタイヤの摩耗率が、式ΔＷ／Ｔに基づいて測定され、式中、Ｔが、時間であり、ΔＷが、ρ×ΔＶであり、ρが、切片の密度であり、ΔＶが、Ｌ×Ｗ×ρ×ΔＨであり、Ｌが、切片の長さであり、Ｗが、切片の幅であり、ΔＨが、摩滅前の切片の厚さ−摩滅後の切片の厚さである、上記の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】試験された典型的なタイヤトレッド切片を示す図である。
【図２】典型的な試験車輪を示す図である。
【図３】典型的なタイヤ摩耗パターンを示す図である。
【図４】典型的なタイヤ摩耗パターンを示す図である。
【図５】典型的なタイヤ摩耗パターンを示す図である。
【図６】典型的なトレッド光学画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において示される詳細事項は、例としてのものであり、本発明の様々な実施形態の例示的な考察を目的とするものにすぎず、本発明の原理及び概念的な態様の最も有用かつ容易に理解される説明と考えられるものを提供するために提示される。この点で、本発明の基本的理解に必要であるよりも詳細に本発明の詳細を示す試みは行われず、この説明は、本発明のいくつかの形態が実際にどのように実施され得るかを当業者に明らかにするものである。
【００１２】
ここで、より詳細な実施形態を参照することにより、本発明が説明される。しかしながら、本発明は、異なる形態で実施されてもよく、本明細書に記載される実施形態に制限されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供される。
【００１３】
特に定義しない限り、本明細書において使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書における本発明の説明において使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明するものであり、本発明を制限することを意図するものではない。本発明及び添付の特許請求の範囲において使用されるように、「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」という単数形は、文脈が明らかに別途指示しない限り、複数形も含むよう意図される。本明細書において言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、その全体が参照により本明細書に明示的に援用される。
【００１４】
別途記載のない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用される、成分の量、反応条件などを表す全ての数は、全事例において用語「約」によって修飾されていると理解されるべきである。したがって、それと異なることが示されない限り、以下の本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値的パラメータは、本発明によって得られることが求められる所望の特性に依存して変動し得る近似値である。均等論の適用を特許請求の範囲に制限する試みとしてではないが、少なくとも、各数値的パラメータは、有効桁数及び通常の四捨五入法に照らして解釈されるべきである。
【００１５】
本発明の広範な範囲を明記する数値的範囲及びパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の実施例に記載の数値的値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、いかなる数値的値も、それらのそれぞれの試験測定値に見出される標準偏差から必然的にもたらされるいくらかの誤差を本質的に含む。本明細書全体にわたって提示されるあらゆる数値的範囲は、かかるより広範な数値的範囲内に含まれるあらゆるより狭い数値的範囲を、かかるより狭い数値的範囲が全て本明細書において明示的に記載されているかのように含む。
【００１６】
本発明の追加の利点は、一部は以下の説明に記載され、一部はその説明から明白になるか、又は本発明の実践によって学ばれ得る。前述の全体的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、ほんの例示及び説明であり、特許請求される通り本発明を制限するものではないことを理解されたい。
【００１７】
本発明に従う摩耗率は、経時的な、重量の変化に変換された体積の変化の観点から測定される。つまり、選択される重量の単位、又は測定の時間にかかわらず、摩耗率は一貫しており、比較可能である。典型的には、重量はミリグラム単位で、そして時間は分単位で測定される。
【００１８】
試験されるゴムはタイヤ自体から取られるため、タイヤに従来使用されるいかなるゴム化合物も試験され得る。現在、これらは典型的に、０．８〜１．６グラム／立方センチメートル、そしてより典型的には０．９〜１．２グラム／立方センチメートルの範囲のいずれかの密度を有する、スチレン−ブタジエンベースのゴム化合物である。
【００１９】
タイヤから切断されたゴム切片を保持するように設計された大きい方の車輪は、測定可能な結果を得るために任意の管理可能なサイズであってよいが、その車輪は、典型的には、３／１〜６／１（大対小）の範囲のサイズ比であり、例えば３．１８対１、３．５３対１、３．８８対１、４．７９対１、５．３２対１、及び５．８５対１の比を有する車輪などである。例えば、１７３センチメートル（ｃｍ）の直径を有する大きな車輪、及び４９ｃｍの直径を有する小さな車輪は、３．５３の比を有し、４．７ｃｍの直径を有する小さな車輪とともに使用される２５ｃｍの直径を有する大きな車輪は、５．３２の比を有するであろう。同様に、車輪の幅に関して、幅は、測定可能な結果を作成することができる任意の管理可能なサイズであってよいが、典型的には、幅約８ミリメートル（ｍｍ）〜約５ｃｍ、そしてより典型的には、幅約８．５ｍｍ〜約４０ｍｍである。したがって、車輪に取り付けられる試料のサイズは、車輪のそれぞれのサイズを一致させるように、サイズが同様に変動するであろう。試験されるトレッドの試料切片は、典型的に、試験される表面がタイヤの表面と補強層又はサブトレッドとの間のものであるように、タイヤの表面のすぐ下で切断される（例えば、図１を参照されたい）。これは、トレッドパターンから独立して、１つのタイヤから次のものへと比較可能な試験結果において一貫性を生み出す助けとなる。試料の厚さは、車輪に安全に取り付けられるように十分に厚く、かつ厚さデータにおける有意義な変化が生み出され得るように十分に厚いべきである。典型的には、試料は、厚さ１ミリメートル（ｍｍ）〜１０ｍｍ、より典型的には２ｍｍ〜５ｍｍ、そして最も典型的には厚さ約３．５ｍｍである。
【００２０】
タイヤから切断されたゴム試料及び研磨性材料の両方は、それらを安全に取り付ける、即ち、それらのそれぞれの車輪上の試料又は材料のいかなる滑りをも防止する、任意の方法によって、それらのそれぞれの車輪に取り付けられる。これは、従来の機械的締結、例えば、様々な市販のテープなど（例えば、３Ｍ（登録商標）両面粘着テープなど）の接着性積層体の使用、及び従来の接着剤（例えば、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）強力瞬間接着剤など）を含み得る。ゴム試料の場合は、瞬間強力接着剤が良好に機能することが分かっており、研磨性シート材料の場合は、両面接着テープが良好に機能する。
【００２１】
研磨性材料は、妥当な期間において測定可能な量のゴムを試料から成功裏に除去する任意の研磨剤であってよい。研磨剤は、小さい方の車輪に直接、接着ないしは別の方法で取り付けられ得るが、コスト及び便宜のため、紙又は可撓性プラスチックなどの基材上にコーティング若しくは積層された研磨剤を使用することが好ましい。これは、車輪の大規模な洗浄又は処分を伴わずに追加の試験のために小さい方の車輪を継続使用及び反復使用することを可能にし、そして様々な研磨性材料が使用されることも可能にする。従来の両面テープを取り付けた従来の紙ヤスリが典型的に使用され、基材の一方側に研磨剤、そして他方側に接着剤を有する３Ｍ（登録商標）Ｓａｆｅｔｙ−Ｗａｌｋ（商標）製品も良好に機能する。
【００２２】
大きい方の車輪は、重量数の有意義な変化をもたらすために十分なサイズのゴム試料を支持するように十分に大きいべきである。標準の車両試験及びトラック試験の両方の利点は、タイヤ全体が試験可能となったことである。過去のより小さな試料、より短い時間の試験法に伴う問題の一部は、より小さな試料サイズが大きい方のタイヤに実際に起きていることを必ずしも反映しないことであるが、これは本明細書に記載の本試験法には当てはまらない。しかしながら、この精度を得るためには、大きい方の車輪は、研磨されたとき有意義な算定のために十分なデータを提供することができる試料を保持するために十分大きくなければならない。したがって、大きい方の車輪は、典型的には直径約２０〜約２００ｃｍ、そして典型的には幅約５〜約５０ｍｍである（上記の比の説明も参照されたい）。
【００２３】
小さい方の車輪は、試験目的のために有意義な量の研磨性材料を支持するため、及び必要とされる試験精度を伴う妥当な時間量で試験に必要な滑りを提供するために十分に大きいべきである。典型的に、これらの車輪は、直径約３ｃｍ〜約６０ｃｍ（上記の比率以内）、及び少なくとも試料を収容する大きい方の車輪と同じ広さの幅であり、典型的には幅約６ｍｍ〜約１０ｍｍ、そして最も典型的には幅約８ｍｍである。
【００２４】
小さい方の車輪は、全体が研磨性材料で作製されてよいが、コスト及び効率の理由で、これは好ましくない。典型的には、大きい方の車輪及び小さい方の車輪の両方は金属で作製され、アルミニウム及びステンレス鋼材料が特に良好に機能する。両方の車輪は、金属の固形ディスク、又は試験中のいかなる形状の変化をも回避するために適切な壁厚若しくは内部補強材を有する中空のディスクであってよい。小さい方の車輪と同様に、大きい方の車輪についてもアルミニウム及びステンレス鋼が特に良好に機能する。軽量化の目的のために、車輪はまた、試験される研磨剤及びタイヤ切片の試料を保持するために表面が十分に幅広である限り、それらの表面がより幅広で表面部分より下がより狭い、かつ／又は、これもまた軽量化のために、内径において穿孔されていてもよい。Ｉｗａｍｏｔｏ  Ｓｅｉｓａｋｕｓｈｏ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．により製造され、本明細書に記載のように変更されたＬａｍｂｏｕｒｎタイプの機械装置は、本発明に有用であることが分かっている（その開示が参照により本明細書に援用される、Ｒｕｂｂｅｒ  Ｗｏｒｌｄ，１５１，（６）７９（１９６５）を参照されたい）。
【００２５】
摩耗試験データを得るために必要とされる時間を加速させるために、２つの車輪は、典型的に、２つの車輪の軸に対して垂直な方向に適用される負荷下で一緒に加力される。本発明に従う車輪は、典型的に水平軸に沿って走行されるが、それにかかわらず、負荷は、妥当な時間量でタイヤ切片の十分な摩滅を提供するように、２つの車輪の軸に対して垂直な方向に適用されるべきである。この負荷は、典型的には５００グラム〜約８キログラム（ｋｇ）、より典型的には３ｋｇ〜５ｋｇであり、４ｋｇが最も典型的に使用され、従来の重りを使用して適用される。より大きな重量が適用されるほど、試験のためにより少ない時間が必要とされる。
【００２６】
大きい方の車輪が走行される典型的な速度は、小さい方の車輪が走行している速度（逆もまた同様）、及び所望の滑り比に依存する（例えば、以下の滑りの考察を参照されたい）。典型的には、これらの速度は、全て所望の滑り比に依存して、いずれかの車輪について約１０〜約４００回転毎分（ｒｐｍ）、大きい方の車輪について典型的には約１０〜約７５ｒｐｍ、そしてより典型的には約２０〜約５０ｒｐｍ、そして小さい方の車輪について典型的には約１００ｒｐｍ〜約３００ｒｐｍ、そしてより典型的には約２００ｒｐｍの範囲である。これらのｒｐｍ定格において、典型的な試験のための時間は、上述の通り、ｒｐｍ、適用される重量、及び滑り比に依存して、有用なデータを得るために、約３０又は４０分〜約１時間の範囲である。しかしながら、実際の車道用タイヤの摩耗を反映する、最も精度が高い結果を得るための試験の時間は、以下に記載のように、摩耗パターンの観察によって決定される。
【００２７】
試験の改善された精度のために、摩耗パターンの視覚的（走査型電子顕微鏡又は光学顕微鏡による）観察は、最適な精度のために摩耗試験がどのくらい長く行われるべきかを決定する助けとなる。以下に記載のＳｔｅｒｏｓｃａｎ若しくはＯｌｙｍｐｕｓ顕微鏡、又は他の市販の顕微鏡のいずれかが、この目的のために使用され得る。本プロセスの摩耗パターンを、従来のタイヤ全体車道及びベルト試験、例えば、車両の標準の動作又は他の従来の屋外若しくは屋内試験のうちのいずれかなどからのものと比較することによって、本明細書に記載の装置での使用に許容可能な可変パラメータ、例えば車輪回転速度、試験の時間、滑り比などが確立され得る。この観察は、以下に記載の視覚的観察であり、摩滅試験が進むに連れて周期的に、例えば、１０分毎に行われる。例えば、図３、４、及び５を参照されたい。本明細書に記載の試験のパラメータを設定するための、従来の試験の摩耗パターンの厳密な一致は、将来の摩耗特性を予知するためのより精度が高いデータをもたらす。
【００２８】
従来のタルク（実験室試験での冷却目的のために典型的に使用される）が本プロセスに使用されてよいが、説明される試験をタルクを用いずに行うことが好ましいことにも注意すべきである。車輪の間で使用される滑りの量は、比較的短い期間以内に測定可能な量の摩耗を生み出すために十分なものである。摩耗を発生させるために必要とされる滑りは、２つの車輪のｒｐｍの差異に明白に依存し、妥当では最大７０％パーセントの任意のものであってよく、典型的には約５％〜約７０％である。
【００２９】
上述の通り、試験中のゴムの損失の量は、従来の光学測定ソフトウェア、例えば、４０倍の倍率で、Ｏｘｆｏｒｄ  ＩＮＣＡソフトウェアなどのこの目的のために有用な従来のソフトウェアとともに動作するＣａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｓｔｅｒｏｓｃａｎ  ３６０  ＳＥＭなどを使用して、光学的に測定される。材料の密度、及び除去される体積を知れば、重量は容易に算定され得る。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
７つの商業用タイヤ（Ａ〜Ｇ）を、様々な商業用タイヤ製造業者から選択した。タイヤの概要、それらのトレッド設計、それらの構成、及びドラム摩耗試験上の７，２４２ｋｍ（４，５００マイル）タイヤからの予測された摩耗総マイル数を、表１に示す。屋内摩耗結果は、ゴム材料特性、並びにタイヤ設計及び構成特性に影響されている。屋内摩耗試験後のタイヤトレッド摩滅パターンを、光学的及びＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）顕微鏡写真によってキャプチャした。現在の方法の目標は、トレッドゴム構成要素をタイヤから除去し、タイヤ設計及び構成から独立して、ゴム材料からトレッド摩耗パターン（実施例１）及び摩耗率（実施例２）を決定することである。更に、本方法は、実際のタイヤ総マイル数の予測と、トレッド材料の摩耗パターン及び摩耗率とを、より厳密に相関させるように開発されている。
【００３１】
【表１】
0006325578.tif 000002
【００３２】
タイヤ構成タイプの多様性及び異なるトレッド設計のため、総合的な摩耗性能に対するトレッド材料のみの寄与を選別することは困難である。したがって、本試験手順を開発した。この特定の実施例では、試験機械は、Ｉｗａｍｏｔｏ  Ｓｅｉｓａｋｕｓｈｏ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．により製造され、本明細書に記載の通りに機能するように変更されたＬａｍｂｏｕｒｎタイプの機械であった。まず、トレッド材料を、タイヤ表面（図１中の１）の下であるがサブトレッド（図１中の２）の上の点で、タイヤ切片から切断した。次に、トレッド材料を、両面粘着テープを使用して、１７３ミリメートル（ｍｍ）の直径及び２２ｍｍの幅を有する大型のＬａｍｂｏｕｒｎタイプ車輪（図２中の２１）に接着させた。次に、研磨性紙ヤスリ表面（３Ｍ（登録商標）２４８Ｄ  Ｔｈｒｅｅ−Ｍ−Ｉｔｅ樹脂ボンドＰＳＡロール）を、４９ｍｍの直径、及び８．５ｍｍの幅を有する小さい方の車輪（図２中の２２）に接着させた。この試験手順はタルクを全く使用せず、１０％の滑り角度で行われた。本明細書に記載の光学画像に基づいて、試験時間及び垂直負荷は、それぞれ、４０分及び４０００ｇで最適化されることが分かった。車輪を周期的に停止し、トレッド表面上の摩耗パターンの光学顕微鏡画像を撮影した。写真をキャプチャするためにＱＣａｐｔｕｒｅ  Ｐｒｏソフトウェアを典型的に使用して、６０倍の対物レンズを有するＯｌｙｍｐｕｓ  ＳＺＨステレオ顕微鏡で、トレッドを光学的に撮像した。
【００３３】
図３、４、及び５は、従来の屋内摩耗摩滅パターンと、上記の本発明の試験条件における試験パターンの比較写真である。写真中に示される試験材料は、それぞれ、以下の表１に示される商業用タイヤ試料Ｅ、Ｂ、及びＡに対応する。材料の摩耗パターンは、タイヤトレッドのそれぞれについての屋内試験後に非常に目立っており、本発明に従う最適化された試験方法は、タイヤ構成又はトレッド設計の影響なしに摩耗パターンを複製することができる。
【００３４】
【表２】
0006325578.tif 000003
【００３５】
（実施例２）
本実施例のために、一連の４つの異なるタイヤトレッド（Ｈ〜Ｋ）を調製し、上記の実施例１に記載の試験法を使用して評価した。タイヤの基本的なゴム化合配合は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム、シリカ、及びカーボンブラック充填剤、オイル、加工助剤、硫黄、促進剤、並びに酸化亜鉛を含む、タイヤに典型的に見出されるものを含む。それぞれの実験用化合物は、微細構造、ガラス転移温度、及び分子量が異なる、異なるタイプのＳＢＲを使用した。本実施例では、実験用タイヤは、全てＦｉｒｅｓｔｏｎｅブランドのタイヤであった。上記の実施例１に記載の同一の最適化された条件で試験した後、（４０分及び４０００ｇ）ゴムを、表面から擦り減ったトレッドの量（ｍｍ単位のΔＨ）の画像を撮影するために、光学顕微鏡及びＳＥＭの両方によって分析した。ΔＨを測定するための試料ＳＥＭ画像を、図６に示す。ＳＥＭ試料ホルダ上に搭載され、金でコーティングされた試料の断面から、ＳＥＭ画像を撮影した。４０倍の倍率で、Ｏｘｆｏｒｄ  ＩＮＣＡソフトウェア（この目的のための従来のソフトウェア）とインターフェースで連結されたＣａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｓｔｅｒｅｏｓｃａｎ  ３６０  ＳＥＭを用いて、撮像を行った。実施例１に記載の同一の設定を使用して、ΔＨ（ｍｍ単位）の光学像を撮影した。次に、以下に列記した等式を使用して、摩耗率（ｍｇ／分）を算定した。
ΔＷ／Ｔ（式中、Ｔは、時間であり、ΔＷ＝ρ×ΔＶであり、ρは、切片の密度であり、ΔＶ＝Ｌ×Ｗ×ΔＨであり、Ｌは、切片の長さであり、Ｗは、切片の幅であり、ΔＨは、摩滅前の切片の厚さ−摩滅後の切片の厚さであり、ここで、Ｌは、１３４．６６ｍｇであり、Ｗは、７．５ｍｍであり、ρは、１．５ｇ／ｃｍ３である）。この試験を、３９２Ｎ（４０Ｋｇ）の垂直力（吊り下げ重量）下で（以下の場合／以下のように適用される）４０分間にわたって行った。
垂直力＝吊り下げ重量（ニュートン（Ｋｇ））×重力定数（メートル／秒２）。
【００３６】
表３に示す通り、本発明の試験法で試験された各試料について、摩耗率を算定する。以下の式、対照摩耗率÷実験摩耗率×１００によって、各試料についての摩耗率指数を生成する（ここで、対照摩耗率は試料Ｈのものであり、実験摩耗率は、それぞれ、試料Ｈ、Ｉ、Ｊ、及びＫのものである）。対照摩耗率指数は１００に等しく、より高い試験指数（本発明）は、摩滅に対する改善された耐性を意味する。表に示す通り、本発明の試験法に従う摩耗率指数は、日本国におけるタクシー試験からの実際の屋外摩耗率指数、及び実施例１に以前記載した、従来のドラム摩耗試験からのトレッド重量損失指数の実際の屋内摩耗結果と一致する。
【００３７】
【表３】
0006325578.tif 000004
【００３８】
摩耗／摩滅パターン及び摩耗率のこの測定は、新規の最適化された試験法からもたらされている。本方法は、トレッドなどのゴム化合物を、タイヤ構成及びタイヤ設計の差から独立して、競合を含む実際のタイヤと比較することを可能にする。この最適化された方法は、重量条件下で、短縮された期間で試験すること、及びタルクを用いない滑りを含む。その摩耗パターンは、タイヤ全体試験からの実際のタイヤ摩耗パターンを高い精度で複製する（reproduce）ことが示されている。その摩耗率は、屋内及び屋外タイヤ全体試験からの実際のタイヤ摩耗率を高い精度で複製することが示されている。したがって、実際のタイヤからの試料を使用することで、より少ない時間におけるより高い精度に加えて、改善された結果を得るために必要とされる材料を含む資源もまた削減される。
【００３９】
したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に含まれ得る全ての修正及び変形を含むものとする。本発明の他の実施形態は、本明細書の考察、及び本明細書に開示される本発明の実践から、当業者にとって明らかになるであろう。本明細書及び実施例は、ほんの例示として考慮され、本発明の真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
【図１】
0006325578.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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