JP5503330B2 - 二輪車用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、二輪車用タイヤに関する。

近年では、環境への配慮等の観点から、タイヤの低燃費化への要求が強くなっており、転がり抵抗特性の改善が求められている。転がり抵抗特性を改善する方法としては、カーボンブラックをシリカで置換する方法、ガラス転移温度の低いゴム成分を使用する方法、フィラーやオイルを減量する方法等が知られている。しかし、これらの方法を用いると、ウェットグリップ性能が損なわれる場合があった。

また、二輪車（ＭＣ）用タイヤのトレッド部において、タイヤ幅方向に異なる種類のゴム組成物を配した分割トレッドを使用することが主流になりつつあり、例えば、トレッド部のセンター部に転がり抵抗特性に優れたゴム組成物（センターゴム）を、トレッド部のショルダー部にドライグリップ性能に優れたゴム組成物（ショルダーゴム）を配されたものが提案されている。しかし、従来の分割トレッドでは、転がり抵抗特性の改善が可能となる一方で、ウェットグリップ性能については充分に満足できるものではない。このため、良好なウェットグリップ性能を維持しながら転がり抵抗特性を改善する方法が望まれている。また、これらの性能の他に、良好な耐摩耗性も要求されている。

特許文献１〜４には、クマロンインデン系樹脂などのレジン（樹脂）を用いてグリップ性能などを改善する方法が提案されている。しかし、良好なウェットグリップ性能を維持しながら転がり抵抗特性を改善するとともに、良好な耐摩耗性を確保する点について、未だ改善の余地があった。

特開２００４−１３７４６３号公報 特開２００６−１２４６０１号公報 特開２００９−７４５４号公報 特開２００１−２４０７０４号公報

本発明は、前記課題を解決し、良好なウェットグリップ性能を維持しながら転がり抵抗特性を改善できるとともに、良好な耐摩耗性も得られる二輪車用タイヤを提供することを目的とする。

本発明は、タイヤ幅方向に少なくとも３分割されたトレッドゴムが配されたトレッド部を有し、上記トレッドゴムが、タイヤ幅方向の中央部に配されたセンターゴムと、上記センターゴムのタイヤ幅方向の両側に配されたショルダーゴムとを備え、上記センターゴムのｔａｎδが上記ショルダーゴムのｔａｎδよりも小さく、上記センターゴム及び上記ショルダーゴムの少なくとも一方が、ゴム成分と、シリカと、軟化点が−２０〜２０℃の液状レジンとを含有するゴム組成物から得られたものである二輪車用タイヤに関する。

上記センターゴムが上記ゴム組成物から得られたものであることが好ましい。

上記ゴム組成物１００質量％中のアセトン抽出分が８質量％以上であることが好ましい。

上記ゴム組成物のｔａｎδが０．０６〜０．２５であることが好ましい。

本発明によれば、二輪車用タイヤのトレッド部に配されるセンターゴム及びショルダーゴムの少なくとも一方が、シリカと、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有するゴム組成物から得られたものであり、かつ、上記センターゴムのｔａｎδが上記ショルダーゴムのｔａｎδよりも小さいため、転がり抵抗特性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性に優れた二輪車用タイヤを提供できる。

本発明の一実施形態に係る二輪車用タイヤのタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。

本発明は、トレッド部に配されるセンターゴム及びショルダーゴムの少なくとも一方が、シリカと、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有するゴム組成物から得られたものであり、かつ、上記センターゴムのｔａｎδが上記ショルダーゴムのｔａｎδよりも小さい二輪車用タイヤである。

上記ゴム組成物に使用できるゴム成分としては特に限定されず、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）等のジエン系ゴム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、操縦安定性能（ドライグリップ性能、ウェットグリップ性能）と耐摩耗性、転がり抵抗特性を両立できるという点から、ＮＲ、ＳＢＲが好ましい。

ＮＲとしては特に限定されず、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、ゴム工業において一般的なものを使用することができる。

ＳＢＲとしては特に限定されず、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等、ゴム工業において一般的なものを使用することができる。

ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上である。４０質量％未満であると、操縦安定性能（ドライグリップ性能、ウェットグリップ性能）の低下が見受けられる。ＳＢＲの含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であってもよい。

本発明のゴム組成物は、特定の軟化点を有する液状レジンを含有する。上記液状レジンは軟化点が固体レジンに比べて低く、転がり抵抗特性に相関があると考えられる５０℃ｔａｎδの測定温度において液状である。したがって、液状レジンを配合すると、ポリマーが動き易くなることでエネルギーロスが少なくなり、転がり抵抗特性が改善されると考えられる。

上記液状レジンとしては、例えば、液状クマロンインデン樹脂、液状インデン樹脂、液状α−メチルスチレン樹脂などの液状の石油系又は石炭系樹脂などが挙げられる。なかでも、液状クマロンインデン樹脂が好ましい。

上記液状レジンの軟化点は、−２０℃以上、好ましくは−５℃以上、より好ましくは０℃以上である。−２０℃未満であると、ゴム成分との混練性が悪化する傾向がある。また、上記液状レジンの軟化点は、２０℃以下、好ましくは１８℃以下、より好ましくは１７℃以下である。２０℃を超えると、エネルギーロスが大きくなり、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
なお、本明細書において、軟化点とは、ＪＩＳ Ｋ ６２２０に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。

上記液状レジンの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは３質量部以上、更に好ましくは４質量部以上である。１質量部未満であると、上記液状レジンを配合した効果が充分に得られないおそれがある。また、上記液状レジンの含有量は、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１２質量部以下、更に好ましくは８質量部以下である。１５質量部を超えると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。

上記ゴム組成物は、シリカを含有する。シリカを含有することにより、補強性が得られ、耐摩耗性を改善できるとともに、良好な転がり抵抗特性が得られる。シリカとしては、湿式法シリカ（含水シリカ）、乾式法シリカ（無水シリカ）などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。

シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは８０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１２０ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは１５０ｍ^２／ｇ以上である。８０ｍ^２／ｇ未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。シリカのＮ_２ＳＡの上限は特に限定されないが、好ましくは２５０ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下である。
なお、シリカのＮ_２ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

シリカの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１５質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、更に好ましくは２５質量部以上である。１５質量部未満であると、転がり抵抗特性とウェットグリップ性能の両立が困難となるおそれがある。該シリカの含有量は、好ましくは１２０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、更に好ましくは８０質量部以下である。１２０質量部を超えると、シリカが分散しにくくなる傾向がある。

上記ゴム組成物は、シリカとともにシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドなどのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは８質量部以上、より好ましくは１０質量部以上である。８質量部未満では、耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは１４質量部以下、より好ましくは１２質量部以下である。１４質量部を超えると、コストの増加に見合った効果が得られない傾向がある。

上記ゴム組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等が挙げられるが、特に限定されない。カーボンブラックを配合することにより、補強性が得られ、耐摩耗性をより改善できる。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは５０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは８０ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは１００ｍ^２／ｇ以上である。５０ｍ^２／ｇ未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。カーボンブラックのＮ_２ＳＡの上限は特に限定されないが、好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１６０ｍ^２／ｇ以下、更に好ましくは１４０ｍ^２／ｇ以下である。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは３質量部以上である。１質量部未満では、カーボンブラックを配合した効果が充分に得られない傾向がある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。１５質量部を超えると、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。

シリカ及びカーボンブラックの合計含有量１００質量％中、シリカの含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上である。２０質量％未満であると、転がり抵抗特性を充分に改善できないおそれがある。
なお、該合計含有量中のシリカの含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であってもよい。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、ステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、加硫促進剤、ワックス、軟化剤などを必要に応じて配合してもよい。

上記ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで上記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。

上記ゴム組成物（未加硫）１００質量％中のアセトン抽出分は、好ましくは８質量％以上、より好ましくは１２質量％以上、更に好ましくは１４質量％以上である。８質量％未満であると、ウェットグリップ性能が悪化する傾向がある。また、該アセトン抽出分は、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２２質量％以下、更に好ましくは２０質量％以下である。２５質量％を超えると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
なお、本明細書において、上記ゴム組成物（未加硫）のアセトン抽出分は、後述する実施例に記載の方法で測定した値である。

上記ゴム組成物（加硫後）のｔａｎδは、好ましくは０．０６以上、より好ましくは０．０７以上、更に好ましくは０．０８以上である。０．０６未満であると、ドライグリップ性能及びウェットグリップ性能の不足による操縦安定性の悪化が懸念される。また、上記ゴム組成物のｔａｎδは、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２０以下である。０．２５を超えると、転がり抵抗特性の低下による低燃費性の悪化が懸念される。
なお、本明細書において、上記ゴム組成物（加硫後）のｔａｎδは、後述する実施例に記載の方法で測定した値である。

本発明の二輪車用タイヤにおいて、センターゴムのｔａｎδは、ショルダーゴムのｔａｎδよりも小さい。これにより、転がり抵抗特性とドライグリップ性能とを両立することができる。また、本発明では、センターゴム及びショルダーゴムの少なくとも一方が液状レジンを配合しているため、良好なウェットグリップ性能及び耐摩耗性も得られる。

センターゴムのｔａｎδとショルダーゴムのｔａｎδの差は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０８以上、更に好ましくは０．１以上である。０．０５以上であれば、本発明の効果をより効果的に発揮することができる。

センターゴム及びショルダーゴムの少なくとも一方が、シリカと、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有するゴム組成物から得られたものであれば、本発明の効果を得ることができる。また、本発明の効果がより効果的に発揮されるという点から、センターゴムが上記ゴム組成物から得られたものであることが好ましく、センターゴム及びショルダーゴムの両方が上記ゴム組成物から得られたものであることがより好ましい。

本発明の二輪車用タイヤは、通常の方法で製造される。すなわち、上記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でセンターゴム、ショルダーゴムなどの所望の形状に押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の二輪車用タイヤを製造できる。

本発明の二輪車用タイヤは、自動二輪車用タイヤとして好適に用いられる。

以下、本発明の一実施形態として、自動二輪車用タイヤについて図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車用タイヤのタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。

自動二輪車用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを備える。

上記断面において、トレッド部２の路面と設置するトレッド面２Ａは、タイヤ半径方向外側に凸で円弧状に湾曲してのびている。また、トレッド面２Ａのタイヤ軸方向の外端であるトレッド縁２ｅは、最もタイヤ軸方向外側に位置している。

トレッド部２には、ベルト層７の半径方向外側にトレッドゴム９が配される。該トレッドゴム９は、本実施形態では、ベルト層７の外面からトレッド面２Ａまでを構成している。また、本実施形態のトレッドゴム９では、タイヤ幅方向に配された複数の分割トレッド部材により構成されたトレッド部が示され、ここでは、配合が異なる２種類のゴム組成物により作製された各分割トレッド部材で構成されている。具体的にはタイヤ赤道Ｃを中心とするセンターゴム９Ａと、センターゴム９Ａに隣接し、トレッド縁２ｅまで延びる一対のショルダーゴム９Ｂとから構成される。すなわち、タイヤ赤道Ｃ付近からタイヤ幅方向両側に向かって、センターゴム９Ａ、ショルダーゴム９Ｂの２種類のゴムが並んで配されている。なお、センターゴム９Ａとショルダーゴム９Ｂとは、トレッド面２Ａに立てた法線１２によって区分けされているが、例えば、トレッド面２Ａからベルト層７に向かって、タイヤ軸方向外側又は内側に傾斜する境界線で区分されたものでもよい。

本実施形態では、トレッドゴム９が２種類の分割トレッド部材（センターゴム９Ａ及びショルダーゴム９Ｂ）によって構成される場合について説明したが、分割トレッド部材の種類の数は特に限定されず、例えば３種類であってもよいし、５種類であってもよい。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品についてまとめて説明する。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＳＢＲ：住友化学（株）製のＳＢＲ１５０２
シリカ：デグッサ社製のＶＮ３（Ｎ_２ＳＡ：１７５ｍ^２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＩ（Ｎ２２０、Ｎ_２ＳＡ：１１４ｍ^２／ｇ）
液状レジン：Ｒｕｔｇｅｒｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＮｏｖａｒｅｓ Ｃ１０（液状クマロンインデン樹脂、軟化点：５〜１５℃）
オイル：出光興産（株）製のアロマチックオイル
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＳ
ステアリン酸：日油（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ

実施例１〜２及び比較例１〜２
表１に示す配合処方に従い、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を６０ｒｐｍで４分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて混練りし、未加硫ゴムシート（厚さ：４ｍｍ）を得た。
得られた未加硫ゴムシートを１７０℃で１５分間加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、得られた未加硫ゴムシートをトレッドゴム（センターゴム又はショルダーゴム）の形状に加工し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、１７０℃で１５分間加硫することで、図１に示す構造を有する試験用タイヤを得た。

上記未加硫ゴムシート及び加硫ゴムシートを用いて以下の評価を行った。その結果を表１に示す。

（アセトン抽出分）
上記未加硫ゴムシートの質量を抽出前後で測定し、下記計算式によりアセトン抽出分を求めた。抽出は、上記未加硫ゴムシートを一昼夜アセトンに浸漬させることで行った。
アセトン抽出分＝（抽出前の未加硫ゴムシートの質量−抽出後の未加硫ゴムシートの質量）／（抽出前の未加硫ゴムシートの質量）×１００

（硬度）
ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準じて、２５℃における上記加硫ゴムシートのＪＩＳ−Ａ硬度を測定した。

（粘弾性特性）
上記加硫ゴムシートから厚さ約２ｍｍのサンプルを切り出し、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーター「ＶＥＳ−Ｆ−３」を用いて、温度５０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み０．５％の条件下における損失正接（ｔａｎδ）を測定した。

上記試験用タイヤを用いて以下の評価を行った。その結果を表２に示す。なお、表２において、ユニット構造とは、トレッドゴムが分割されていないことを意味し、マルチプル構造とは、トレッドゴムが分割されている（センターゴム及びショルダーゴムを含んで構成されている）ことを意味している。

（転がり抵抗指数）
上記試験用タイヤに正規内圧を充填し、ＩＳＯ１８１６４の測定法に準拠して転がり抵抗（２５℃）を測定した。そして、比較例１の転がり抵抗指数を１００とし、下記計算式により、各配合の転がり抵抗を指数表示した。数値が小さいほど、転がり抵抗が低く、転がり抵抗特性に優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（各配合の転がり抵抗）／（比較例１の転がり抵抗）×１００

（ウェットグリップ性能）
上記試験用タイヤをヤマハ発動機（株）製のマジェスティ（排気量：２５０ｃｃ、フロントタイヤ：１２０／８０−１４ Ｄ３０５、リアタイヤ：１５０／７０−１３ Ｄ３０５）に装着し、ウェットアスファルト路面における制動性能の官能評価を実施した。評価結果は、比較例１の操縦安定性を３．５点とする相対評価で示した。数値が大きいほど、ウェットグリップ性能が良好であることを示す。０．１点の差は評価ライダー（プロ）が分かるレベルであり、０．２点の差は素人が分かるレベルである。

（耐摩耗性指数）
上記試験用タイヤのセンターゴム及びショルダーゴムから試験片を切り出し、ランボーン摩耗試験機を用いて、温度２０℃、荷重２ｋｇ／ｃｍ^２、スリップ率４０％、試験時間２分間の条件下で、各配合の試験片のランボーン摩耗量を測定した。そして、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、比較例１の耐摩耗性指数を１００とし、下記計算式により、各配合の耐摩耗性を指数表示した。数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
（耐摩耗性指数）＝（比較例１の容積損失量）／（各配合の容積損失量）×１００

表２より、ｔａｎδが低く、かつ液状レジンを含有しないゴム組成物をセンターゴムに使用した比較例２は、比較例１と比較して、ウェットグリップ性能が大きく悪化した。一方、ｔａｎδが低く、かつ液状レジンを含有するゴム組成物をセンターゴムに使用した実施例１及び２は、比較例１と比較して、ウェットグリップ性能を維持しながら転がり抵抗特性が改善されており、耐摩耗性も改善された。また、液状レジンを含有するゴム組成物をセンターゴム及びショルダーゴムの両方に使用した実施例２は、実施例１と比較して、耐摩耗性の改善効果が大きかった。

１ 自動二輪車用タイヤ
２ トレッド部
２Ａ トレッド面
２ｅ トレッド縁
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
８ ビードエイペックス
９ トレッドゴム
９Ａ センターゴム
９Ｂ ショルダーゴム

Claims (6)

1. タイヤ幅方向に少なくとも３分割されたトレッドゴムが配されたトレッド部を有し、
   前記トレッドゴムが、タイヤ幅方向の中央部に配されたセンターゴムと、前記センターゴムのタイヤ幅方向の両側に配されたショルダーゴムとを備え、
   前記センターゴムのｔａｎδが前記ショルダーゴムのｔａｎδよりも小さく、
   前記センターゴム及び前記ショルダーゴムの少なくとも一方が、ゴム成分と、シリカと、軟化点が−２０〜２０℃の液状クマロンインデン樹脂とを含有するゴム組成物から得られたものである二輪車用タイヤ。
2. 前記センターゴムが前記ゴム組成物から得られたものである請求項１記載の二輪車用タイヤ。
3. 前記センターゴムが前記ゴム成分として天然ゴム及びスチレンブタジエンゴム、前記ショルダーゴムが前記ゴム成分としてスチレンブタジエンゴムを含む請求項１又は２記載の二輪車用タイヤ。
4. 前記センターゴム及び／又は前記ショルダーゴムがカーボンブラックを含む請求項１〜３のいずれかに記載の二輪車用タイヤ。
5. 前記ゴム組成物１００質量％中のアセトン抽出分が８質量％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の二輪車用タイヤ。
6. 前記ゴム組成物のｔａｎδが０．０６〜０．２５である請求項１〜５のいずれかに記載の二輪車用タイヤ。

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