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どのようにしてゴムの濡れ滑り抵抗と転がり抵抗を向上させますか?

2024-11-27 10:11:04

タイヤトレッド配合技術分野の核心的挑戦、いわゆる「魔三角」は、耐湿滑り性、転がり抵抗、耐摩耗性の3つの性能のバランスと最適化をカバーしている。

 


1.耐湿滑り性と転がり抵抗性能の評価


これらはいずれも膠材の力学的損失(tanδ)と密接に関連している。具体的には、


耐湿滑り性:0℃または高周波領域では、tanδ値が大きいほど、タイヤのウェット滑り路面でのグリップ力が強く、耐湿滑り性能が優れていることを示している。


転がり抵抗:50℃〜80℃または低周波領域では、tanδ値が小さいほど、タイヤ転がり時の消費エネルギーが少なくなり、転がり抵抗が低くなり、燃費向上に役立つ。


2.生ゴムシステムの選択と革新


タイヤ性能を最適化するために、業界では次のような新型ゴム種の探索が続いている。


1)SSBR(溶融ポリブタジエンゴム)


2)ヘキサメチレンジアミンを可能にする独特のエポキシ基を有するENR(エポキシ化天然ゴム)。


3)TPI(熱可塑性エラストマー)


4)1,2−ポリブタジエン


5)SIBR(集成ゴム)は、単純な物理的混合ではなく、Styrene(スチレン)、Iso−prene(イソプレン)、Butadiene(ブタジエン)の3種類のモノマーの共重合により形成される。


3.溶融ポリブタジエンゴムの構造と損失ピーク温度


異なる構造の溶融ポリブチレンゴムは、損失ピークに対応する温度が異なり、これはタイヤ設計者に豊富な選択空間を提供し、異なる温度でのタイヤの性能表現を正確に調整する。


4.補強充填システムの最適化


(1)補強剤の性質の影響


カーボンブラック:カーボンブラックの使用量を増やし、粒径を小さくし、構造度と界面活性を高め、タイヤの耐湿滑り性と耐摩耗性を著しく向上させることができるが、同時に転がり抵抗を増大させることもある。


(2)補強剤の種類の選択


ホワイトカーボンブラック:重要な補強剤として、ホワイトカーボンブラックはタイヤの転がり抵抗と耐湿滑り性の向上に優れ、同時に耐摩耗性の向上にも役立つ。これは、その高構造度、小粒径、および高界面活性のおかげである。


しかし、ホワイトカーボンブラックとゴムの相溶性は悪く、結合力は相対的に弱い。DMA高周波領域では、ホワイトカーボンブラック補強ゴム中の包含ゴムと結合ゴムの数がカーボンブラック補強ゴムより多く、タイヤに優れた耐湿滑り性を付与する、一方、DMA低周波領域では、白炭ブラックのゴム分子鎖セグメントに対する拘束作用が低く、加硫ゴムの弾性が良く、転がり抵抗が低い。

 


出所:ゴム技術李秀権工作室

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