(57)【要約】【課題】ブルーム物の影響が抑えられた、ゴムの摩擦係数の測定方法の提供。【解決手段】この摩擦係数の測定方法は、ゴム組成物からなる予備成形体に熱可塑性の合成樹脂フィルムを被せる工程、上記フィルムを被せた予備成形体を加硫して試験片を得る工程、上記試験片から上記フィルムを剥がす工程及び上記試験片の上記フィルムが剥がされた部分について摩擦係数を測定する工程を有する。好ましくは、上記フィルムの材質はポリエチレンテレフタラートである。好ましくは、上記摩擦係数の測定は、ダイナミックフリクションテスターで行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム組成物からなる予備成形体に、熱可塑性の合成樹脂フィルムを被せる工程、
上記フィルムを被せた予備成形体を加硫して、試験片を得る工程、
上記試験片から上記フィルムを剥がす工程
及び
上記試験片の上記フィルムが剥がされた部分について、摩擦係数を測定する工程
を有するゴムの摩擦係数測定方法。
【請求項２】
上記フィルムの材質がポリエチレンテレフタラートである請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
上記試験片から上記フィルムを剥がしてから上記試験片の摩擦係数を測定するまでの時間が、１０分以内である請求項１又は２に記載の測定方法。
【請求項４】
上記摩擦係数の測定が、ダイナミックフリクションテスターで行われる請求項１から３のいずれかに記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに使用するゴムの摩擦係数測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤを構成するゴムの摩擦係数は、操縦安定性や制動力に影響を与える。このゴムの摩擦係数は、タイヤの寿命や転がり抵抗に影響を与える。このゴムの摩擦係数を精度良く測定することは重要である。
【０００３】
タイヤ用のゴムの摩擦係数の計測には、ダイナミックフリクションテスター（ＤＦテスター）が多く用いられている。このテスターは、回転板と本体とを有している。回転板に計測対象となるゴムがセットされる。このゴムは路面等の測定基準面に接触させられる。本体は、所望の荷重をゴムに負荷し、回転板を回転させる。本体は、このときのゴムと測定面とのすべり抵抗を計測する。ＤＦテスターを用いれば、所望の荷重が負荷された状態で、所望の速度で測定基準面上を滑るゴムの抵抗が測定できる。ＤＦテスターを使用したタイヤの摩擦力の評価方法の一例が、特開２０１５−１０７７６９公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０７７６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タイヤのゴムには、ワックス、ステアリン酸、オイル、レジン等が配合されている。これらの配合物は、時間とともにゴムの内部から表面に移行する。ゴムの表面に到達したこれらの配合物は、ブルーム物と称される。ブルーム物はゴムの摩擦係数に影響を与える。ブルーム物の影響により、ゴム自体の摩擦係数を精度よく測定することが困難となる。また、ブルーム物の状態は、時間とともに変化する。ゴムの摩擦係数の測定は、ゴムを作成した直後に実施できるとは限られない。測定するときにより、摩擦係数の測定結果にばらつきが生じる。
【０００６】
本発明の目的は、ブルーム物の影響が抑えられた、ゴムの摩擦係数の測定方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るゴムの摩擦係数の測定方法は、ゴム組成物からなる予備成形体に熱可塑性の合成樹脂フィルムを被せる工程、上記フィルムを被せた予備成形体を加硫して試験片を得る工程、上記試験片から上記フィルムを剥がす工程及び上記試験片の上記フィルムが剥がされた部分について摩擦係数を測定する工程を有する。
【０００８】
好ましくは、上記フィルムの材質はポリエチレンテレフタラートである。
【０００９】
好ましくは、上記試験片から上記フィルムを剥がしてから上記試験片の摩擦係数を測定するまでの時間は、１０分以内である。
【００１０】
好ましくは、上記摩擦係数の測定は、ダイナミックフリクションテスターで行われる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るゴムの摩擦係数の測定方法では、まずゴム組成物からなる予備成形体に、熱可塑性の合成樹脂フィルムが被せられる。この予備成形体を加硫することで、試験片が得られる。これにより、タイヤ用のゴムからなる試験片が得られる。この試験片では、フィルムが被せられているため、ブルーム物の発生が抑えられている。摩擦係数の測定の前に、このフィルムが試験片から剥がされる。試験片のこのフィルムが剥がされた部分について摩擦係数が測定される。この摩擦係数の測定方法では、試験片を作成してから測定までの時間や日数によらず、ブルーム物の影響が抑えられている。この方法によれば、ブルーム物の影響が抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る摩擦係数測定方法が示されたフロー図である。
【図２】図２は、図１の摩擦係数測定で使用している装置が示された模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１４】
図１は、この本発明の一実施形態に係る摩擦係数測定方法のフロー図である。この方法は、タイヤに使用されるゴムの摩擦係数の測定に適用される。図で示されるように、この測定方法は、Ｓ１からＳ６の工程を備えている。
【００１５】
工程Ｓ１では、摩擦係数を測定する試験片を得るための、未加硫のゴム組成物からなる予備成形体が準備される。タイヤ用のゴムは、補強材、ワックス、オイル、老化防止剤等、多くの成分が配合されている。この工程では、タイヤ用の基材ゴムに、これらの成分が所定の量だけ加えられ、これらが混錬される。この混錬には、バンバリーミキサーやオープンロール型混錬機等が用いられる。これにより、未加硫のゴム組成物が得られる。このゴム組成物は、後の加硫工程においてモールドに投入されるため、モールドのキャビティの形状に合うように成形される。この成形されたゴム組成物が、予備成形体である。例えば、試験片としてシートを作成するためには、予備成形体の形状もシート状となる。試験片としてブロックを作成するためには、予備成形体の形状もブロック状となる。これにより、予備成形体の準備が完了する。
【００１６】
工程Ｓ２では、ゴム組成物からなる予備成形体に、熱可塑性の合成樹脂フィルムが被せられる。予備成形体は、このフィルムで被覆される。このフィルムは、予備成形体の一部を覆うように、被せられる。このフィルムが、予備成形体の全体を覆うように被せられてもよい。このフィルムは、予備成形体と密着される。フィルムの材質は、汎用の熱可塑性の合成樹脂である。この材質としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ナイロン、ポリエチレン及びポリプロピレンが例示される。この実施形態では、フィルムの材質はポリエチレンテレフタラートである。具体的には、マイラー（登録商標）が使用されている。
【００１７】
工程Ｓ３では、合成樹脂フィルムが被せられた予備成形体が、モールドに投入される。モールドが加硫プレス機にセットされる。モールド内の予備成形体は加圧及び加熱される。この加圧及び加熱により、モールド内の予備成形体が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こす。これにより、合成樹脂フィルムが被せられた、タイヤ用のゴムからなる試験片が得られる。予備成形体が加圧及び加熱される工程は、加硫工程と称される。
【００１８】
工程Ｓ４では、得られた試験片が、後の摩擦係数測定で使用するのに適切な大きさに切り出される。このとき、切り出された試験片の少なくとも一つの面は、合成樹脂フィルムで覆われている。加硫工程Ｓ３で得られた試験片が、既に摩擦係数測定で使用するのに適切な大きさである場合は、この工程は実施されない。
【００１９】
工程Ｓ５では、切れ出された試験片から、合成樹脂フィルムが剥がされる。この合成樹脂フィルムを剥がす工程は、次の摩擦係数測定工程Ｓ６の直前に実施される。
【００２０】
工程Ｓ６では、試験片の合成樹脂フィルムが剥がされた部分に対して、この部分と測定基準面（例えば、アスファルトの路面）との間の摩擦係数が測定される。図２は、この実施形態で用いられる摩擦特性測定器２が示された模式図である。摩擦特性測定器２は、支持台４と本体６と回転軸８と回転板１０とを備えている。この図では、支持台４と回転軸８と回転板１０については、その断面が示されている。支持台４は、測定基準面１６上に配置される。支持台４はその下面が開口した箱状である。支持台４の上面には孔１２が開けられている。本体６は支持台４の上面に固定されている。本体６の下面は、回転軸８の上端と接続している。回転軸８は支持台４の孔１２に通されている。回転軸８の下端には回転板１０が取り付けられている。本体６と回転板１０とは、回転軸８により接続されている。回転板１０は、箱状の支持台４の内部に位置している。回転板１０は円形である。回転板１０の下面には、測定対象となる試験片１４がセットされる。
【００２１】
本体６は、回転軸８を通して回転板１０を回転させる。本体６は所望の速度で回転板１０を回転させることができる。本体６は、回転軸８を通して、回転板１０の上側から試験片１４に対して荷重を負荷することができる。本体６は、回転板１０にセットされた試験片１４のすべり抵抗を測定することができる。この摩擦特性測定器２は、ダイナミックフリクションテスター（ＤＦテスター）である。
【００２２】
工程Ｓ６では、上記試験片１４が回転板１０にセットされる。図では、２つの試験片１４が回転板１０にセットされている。このとき、合成樹脂フィルムが被せられていた面が、回転板１０の反対側となるように、試験片１４はセットされる。すなわち、フィルムが被せられていた面が、摩擦係数を測定する面となるように、試験片１４が回転板１０にセットされる。回転板１０は、設定された回転速度Ｖｓで回転させられる。この状態で、試験片１４のフィルムが被せられていた面が、所定の荷重Ｆｚで測定基準面１６に押えつけられる。試験片１４は速度Ｖｓで測定基準面１６上をすべる。このとき、本体６により、すべり抵抗Ｆｘが測定される。これにより、回転速度Ｖｓのときの試験片１４と測定基準面１６との間の動摩擦係数μが、以下の式で得られる。
μ  ＝  Ｆｘ／Ｆｚ
この動摩擦係数の測定にて、本測定方法のフローは終了する。
【００２３】
上記実施形態では、合成樹脂フィルムを試験片１４から剥がしてから、この試験片１４が摩擦特性測定器２にセットされた。フィルムが被せられた試験片１４を摩擦特性測定器２にセットした後で、摩擦係数を測定する前に、フィルムが剥がされてもよい。すなわち、上記の工程Ｓ５が、試験片１４を摩擦特性測定器２にセットした後に実施されてもよい。
【００２４】
上記実施形態では、動摩擦係数が測定された。試験片１４を所定の荷重で測定基準面１６に押し付け、その後に回転板１０を回転させ、試験片１４が滑り始めるときの抵抗を測定することで、静止摩擦係数を測定することもできる。
【００２５】
以下、本発明の作用効果が説明される。
【００２６】
タイヤのゴムの表面には、時間とともにブルーム物が現れる。ブルーム物はゴムの摩擦係数に影響を与える。ブルーム物の影響により、ゴム自体の摩擦係数を精度よく測定することが困難となる。また、ブルーム物の状態は、時間とともに変化する。ゴムの摩擦係数の測定は、ゴムを作成した直後に実施できるとは限られない。測定するときにより、摩擦係数の測定結果にばらつきが生じる。
【００２７】
本発明に係るゴムの摩擦係数の測定方法では、ゴム組成物からなる予備成形体に、熱可塑性の合成樹脂フィルムが被せられる。このフィルムは、予備成形体に密着される。この予備成形体を加硫することで、試験片が得られる。これにより、タイヤ用のゴムからなる試験片が得られる。この試験片では、合成樹脂フィルムが被せられているため、ブルーム物の発生が抑えられている。摩擦係数の測定の前に、このフィルムが試験片から剥がされる。試験片のこのフィルムが剥がされた部分について摩擦係数が測定される。この摩擦係数の測定方法では、試験片を作成してから測定までの時間や日数によらず、ブルーム物の影響が抑えられている。この方法によれば、ブルーム物の影響が抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が測定できる。
【００２８】
熱可塑性の合成樹脂フィルムの取り扱いは容易である。このフィルムを予備成形体に被せることは容易である。このフィルムを予備成形体に密着させることは容易である。さらに熱可塑性のフィルムは、入手が容易である。この方法では、ブルーム物の影響が抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が容易に測定できる。
【００２９】
合成樹脂フィルムの融点は、２００℃以上が好ましい。融点が２００℃以上の合成樹脂フィルムは、加硫工程においても融解しない。この合成樹脂フィルムは、加硫工程を経た後も、試験片の表面を保護する。この試験片の表面では、ブルーム物の発生が抑えられている。この方法では、ブルーム物の影響が抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が測定できる。この観点から、合成樹脂フィルムの融点は、２２０℃以上がより好ましい。
【００３０】
合成樹脂フィルムの厚みは、１０μｍ以上が好ましい。厚みが１０μｍ以上の合成樹脂フィルムは、十分な強度を有する。この合成樹脂フィルムは、加硫工程においても破損しにくい。この観点から、合成樹脂フィルムの厚みは、２０μｍ以上がより好ましい。合成樹脂フィルムの厚みは、１００μｍ以下が好ましい。厚みが１００μｍ以下の合成樹脂フィルムは、柔軟である。このフィルムを予備成形体に密着させることは容易である。このフィルムを用いることで、ブルーム物の影響が抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が容易に測定できる。
【００３１】
合成樹脂フィルムの材質は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート及びナイロンが好ましい。これらの融点は２００℃以上である。これらを材質とするフィルムは、加硫工程においても融解しない。この合成樹脂フィルムは、加硫工程においても融解しない。さらにこのフィルムは、加硫工程においても破損しにくい十分な強度を備えている。このフィルムは、加硫工程を経た後も、試験片の表面を保護する。加えて、このフィルムは柔軟である。このフィルムを予備成形体に密着させることは容易である。さらにこのフィルムは、加硫工程を経た後も、試験片の表面から容易に剥がすことができる。このフィルムを用いることで、ブルーム物の影響が抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が容易に測定できる。これらの観点から、合成樹脂フィルムの材質は、ポリエチレンテレフタラートが特に好ましい。より具体的には、マイラー（登録商標）をこのフィルムとして使用するのが特に好ましい。
【００３２】
合成樹脂フィルムの表面に、離型成分等の他の成分が塗布されている場合、試験片からフィルムを剥がしたときに、この成分が試験片の表面に残留することが起こりうる。この残留成分は、試験片の摩擦係数に影響を与えることがある。この試験方法では、表面に他の成分が塗布されていないフィルムを使用するのが好ましい。これにより、残留成分に影響されないゴムの摩擦係数の測定ができる。
【００３３】
試験片から合成樹脂フィルムを剥がしてから、摩擦係数を測定するまでの時間Ｔは１０分以内が好ましい。時間Ｔを１０分以内とすることで、試験片の表面のブルーム物の発生がより効果的に抑えられる。この方法では、ブルーム物の影響がより抑えられた、タイヤ用のゴムの摩擦係数が測定できる。
【００３４】
摩擦係数の測定には、ＤＦテスターを使用することが好ましい。ＤＦテスターは、小型かつ軽量で使用し易い。ＤＦテスターを使用することにより、容易に所望の滑り速度に応じた摩擦係数の測定ができる。
【実施例】
【００３５】
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。
【００３６】
［実施例１］
図１示されたフローで、動摩擦係数の測定がされた。この測定では、まず４種類の予備成形体が準備された。それぞれの組成は表１のとおりである。
【００３７】
【表１】
2017032387.tif 000003
【００３８】
表１に示された各成分の詳細は次の通りである。
１）  ポリマーａ：旭化成（株）製の商品名「Ｅ１５」
２）  ポリマーｂ：住友化学（株）製の商品名「ＳＥ６５２６」
３）  ポリマーｃ：宇部興産（株）製の商品名「ウベポールＢＲ１５０Ｂ」
４）  ポリマーｄ：旭化成（株）製の商品名「Ｔ３８３０」
５）  カーボンブラック：三菱化学（株）製の商品名「ダイヤブラックＮ２２０」
６）  シリカ：ＥＶＯＮＩＫ−ＤＥＧＵＳＳＡ社製の商品名「ウルトラシルＶＮ３」
７）  オイル：（株）ジャパンエナジー製の商品名「プロセスＸ−２６０」
８）  カップリング剤：ＥＶＯＮＩＫ−ＤＥＧＵＳＳＡ社製の商品名「Ｓｉ６９」
９）  ステアリン酸：日本油脂（株）製の商品名「椿」
１０）  酸化亜鉛：三井金属工業（株）製の商品名「亜鉛華１号」
１１）  老化防止剤：住友化学（株）製の商品名「アンチゲン６Ｃ」
１２）  ワックス：大内新興化学工業（株）製の商品名「サンノックＮ」
１３）  硫黄：（株）軽井沢製錬所社製の商品名「粉末硫黄」
１４）  加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業（株）製の商品名「ノクセラーＣＺ」
１５）  加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製の商品名「ノクセラーＤ」
【００３９】
表１で示された各成分が混錬装置（バンバリーミキサー）で混錬された。これらが、モールドのキャビティの形状に合うように成形された。それぞれの予備成形体に、熱可塑性の合成樹脂のフィルムが被せられた。このフィルムは、予備成形体の全体を覆うように被せられた。フィルムの材質はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）である。具体的には、マイラー（登録商標）が使用された。このフィルムの厚みは５０μｍである。フィルムが被せられた予備成形体が、モールドに投入された。これを加硫プレス機にセットし、温度１７０℃で２０分間プレスして、加硫させた。これにより、フィルムが被せられた４種類の試験片Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが得られた。これらの試験片を、一週間放置させた。
【００４０】
一週間放置された試験片Ａについて、合成樹脂フィルムが剥がされた。この直後に、この試験片Ａを摩擦特性測定器にセットした。摩擦特性測定器として、日邦産業（株）製のダイナミックフリクションテスター「ＤＦテスター  Ｓタイプ」を使用した。試験片Ａが濡れたアスファルトの路面上で、６ｋｍ／ｈ、７ｋｍ／ｈ及び８ｋｍ／ｈの速度で滑らされた。このとき、この路面の温度は２０℃とされ、路面上の水膜の厚さは１００μｍとされた。フィルムが剥がされてから測定が完了するまでの時間は、１０分以内であった。それぞれの速度について、試験片Ａの滑り抵抗が測定された。この結果から、動摩擦係数の平均値μ及び変動係数ＣＶが計算された。同様に、試験片Ｂ、Ｃ及びＤについて、滑り抵抗が測定され、動摩擦係数の平均値μ及び変動係数ＣＶが計算された。
【００４１】
［比較例１］
合成樹脂フィルムで予備成形体を覆わないことの他は実施例１と同様にして、４種の試験片Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを得た。これらの試験片は、一週間放置された。それぞれについて、実施例１と同様に滑り抵抗が測定され、動摩擦係数の平均値μ及び変動係数ＣＶが計算された。
【００４２】
［比較例２］
合成樹脂フィルムで予備成形体を覆わないことの他は実施例１と同様にして、４種の試験片Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを得た。これらの試験片は、一週間放置された。動摩擦係数を測定する直前に、それぞれの試験片の表面を削り落とした。この表面が削られた面が、アスファルトと接触するように、試験片が摩擦特性測定器にセットされた。これらのことの他は実施例１と同様にして、滑り抵抗が測定され、動摩擦係数の平均値μ及び変動係数ＣＶが計算された。
【００４３】
［動摩擦係数および変動係数］
実施例１、比較例１及び２について、動摩擦係数の平均値μ及び変動係数ＣＶが、試験片Ａの動摩擦係数を基準とした指数として表２に示されている。変動係数ＣＶが小さいほど、ブルーム物の影響が抑えられた精度のよい測定ができていると考えられる。変動係数ＣＶが小さいほど、好ましい。
【００４４】
【表２】
2017032387.tif 000004
【００４５】
表２に示されるように、実施例の方法は比較例の方法より評価が高い。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】
【００４６】
以上説明された方法は、種々のタイヤ用のゴムの摩擦係数の測定に用いられうる。
【符号の説明】
【００４７】
２・・・摩擦特性測定器
４・・・支持台
６・・・本体
８・・・回転軸
１０・・・回転板
１２・・・孔
１４・・・試験片
１６・・・測定基準面
【図１】
2017032387.tif 000005
【図２】
2017032387.tif 000006