JP2010202802A - 二輪車用トレッドゴム組成物及び二輪車用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムの物性を維持しつつ、ゴムの色目を変化させることができる二輪車用トレッドゴム組成物を提供することを目的とする。また、該ゴム組成物をトレッド部に用いた二輪車用タイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分１００質量部に対して、平均粒子径が６０〜６００μｍの金属粉末を０．１〜３０質量部含有する二輪車用トレッドゴム組成物に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、二輪車用トレッドゴム組成物、及びこれを用いた二輪車用タイヤに関する。

近年、二輪車用タイヤ（ＭＣ）では、タイヤ幅方向に異種ゴムを用いたトレッド（分割トレッド）が使用され、トレッドのセンター部に耐摩耗性の良いゴムを、トレッドのショルダー部にグリップ性の良いゴムを用いることでこれらの性能を両立させている。その際に、異種ゴム間で多少の色の違いがある方が異種ゴムを用いていることを消費者に訴えやすいことから、異種ゴム間における色目の違いが求められている。

ゴムの色目を変える方法としてシリカや酸化チタンを配合する方法が知られている。しかしながら、これらに加えてカーボンブラックも配合されている場合には、これらの“色粉”を配合することによる色目の変化が小さくなってしまう。そのため、ゴムの色目を変えるためには、“色粉”を多量に配合しなければならず、ゴムの物性が大きく低下してしまうという問題があった。

特許文献１、２には、タイヤを介して車両内の静電気を路面に放電するために、導電性カーボンブラックを配合したタイヤが開示されており、導電性カーボンブラックの代わりに金属粉体を使用してもよいことが記載されているが、金属粉体の具体的な配合量や平均粒子径については検討されていない。
特許文献３には、鱗片状フィラーを樹脂に配合し、細かいブロック状にした該樹脂でサイドウォールを覆うことにより、サイドウォールを着色する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、ゴムの表面を樹脂で覆う必要があるため、路面に接地するトレッドには、適用することはできない。

特開２００６−１２４５０４号公報 特開２００６−０６９３４１号公報 特開２００５−００８１０７号公報

本発明は、前記課題を解決し、ゴムの物性を維持しつつ、ゴムの色目を変化させることができる二輪車用トレッドゴム組成物を提供することを目的とする。また、該ゴム組成物をトレッド部に用いた二輪車用タイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、平均粒子径が６０〜６００μｍの金属粉末を０．１〜３０質量部含有する二輪車用トレッドゴム組成物に関する。

上記金属粉末がアルミニウム粉末であることが好ましい。

上記ゴム成分がスチレンブタジエンゴム、天然ゴム及びブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

上記ゴム組成物は、シラン系カップリング剤及び／又はアルミネート系カップリング剤を含有することが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物をトレッド部に用いた二輪車用タイヤに関する。

本発明はまた、トレッド部が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、該分割トレッド部材の少なくとも１つが上記ゴム組成物から得られた二輪車用タイヤに関する。

本発明によれば、所定の平均粒子径の金属粉末を所定量含有する二輪車用トレッドゴム組成物であるので、該ゴム組成物を二輪車用タイヤのトレッド部として用いることにより、トレッドゴムの物性（特に、破壊特性）を維持しつつ、トレッドゴムの色目を変化させた二輪車用タイヤを提供することができる。

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。

本発明の二輪車用トレッドゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、平均粒子径が６０〜６００μｍの金属粉末を０．１〜３０質量部含有する。所定の平均粒子径の金属粉末を所定量含有することにより、ゴム組成物において、ゴムの物性（特に、破壊特性）を維持しつつ、ゴムの色目を変化させることができる。従って、二輪車用タイヤのトレッドゴムの物性（特に、破壊特性）を維持しつつ、トレッドゴムの色目を変化させることができる。

ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、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）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも高いグリップ性能と耐摩耗性を両立させるという理由から、ＳＢＲ、ＮＲ、ＢＲを使用することが好ましく、ＳＢＲを使用することが特に好ましい。

ＳＢＲとしては、溶液重合法で得られたもの、乳化重合法で得られたものが挙げられ、特に制限はない。ＮＲとしては特に限定されず、例えば、ＫＲ７、ＴＳＲ、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。ＢＲとしては特に限定されず、例えば、高シス含有量のＢＲ、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ等を使用できる。

ＳＢＲのスチレン量は、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３０質量％以上である。２５質量％未満では、グリップ性能が低下する傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下である。５０質量％を超えると、耐摩耗性が低下する傾向がある。

ゴム成分としてＳＢＲを含有する場合、ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。５０質量％未満であると、グリップ性能が低下する傾向がある。

ゴム成分としてＮＲを含有する場合、ゴム成分１００質量％中のＮＲの含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下である。５０質量％を超えると、グリップ性能が低下する傾向がある。

ゴム成分としてＢＲを含有する場合、ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下である。５０質量％を超えると、グリップ性能が低下する傾向がある。

金属粉末としては、例えば金、銀、銅、白金、ニッケル、インジウム、チタン、アルミニウム、鉄、コバルトなどの粉末が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、軽量かつ安価であるという理由から、アルミニウム粉末が好ましい。

上記金属粉末としては、金属箔粉が好ましい。金属箔粉とは、アルミニウム箔などの金属箔を粉末にした金属粉である。なかでも、アルミニウム箔粉が好ましく、箔表面が鏡面加工されたアルミニウム箔粉が特に好ましい。この場合、破壊特性等のゴム物性を維持しながら、色目を効率的に変化させることができる。

金属粉末（金属箔粉）の形状としては、四角形、六角形、多角形、ひし形、長方形、ランダム状等が挙げられ、なかでも、ゴム物性の維持、色目の変化の点から、角状フレーク形状が好ましく、四角形状（ひし形、長方形、正方形等）が特に好ましい。
金属箔粉の市販品としては、ダイヤモンドピースＨタイプ（ダイヤ工業（株）製）等が挙げられる。

金属粉末の平均粒子径は、６０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以上である。平均粒子径が６０μｍ未満であると、色目の変化が充分に得られないおそれがある。金属粉末の平均粒子径は、６００μｍ以下、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。平均粒子径が６００μｍを超えると、金属粉末が破壊核となり、耐久性能の悪化を招くおそれがある。

金属粉末（金属箔粉）の厚みは、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。５０μｍを超えると、金属粉末が破壊核となり、耐久性能の悪化を招くおそれがある。

本発明において、金属粉末（金属箔粉等）の形状、平均粒子径、厚みは、電子顕微鏡「デジタルＨＤマイクロスコープＶＨ−７０００」（キーエンス社製）を用いて測定した。なお、金属箔粉を使用する場合、平均粒子径は長径を意味し、該長径とは、投影面に対する金属箔粉の方向を種々変化させながら金属箔粉を投影面に投影したときの最長の長さであり、例えば、長角形状なら最長の辺の長さ、円盤状であれば直径となる。

金属粉末の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１質量部以上、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上である。０．１質量部未満では、金属粉末を配合したことによる効果が発揮されないおそれがある。また、金属粉末の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、３０質量部以下、好ましくは２５質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。３０質量部を超えると、破断強度が低下する傾向にある。

上記ゴム組成物は、カップリング剤を含有することが好ましい。カップリング剤とは、有機高分子と無機質の界面に強固な結合を形成させる化合物である。分子中に異種の反応性基が導入され、一方は高分子と、他方は無機質と化学結合する。カップリング剤としては、アルミネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、金属粉末（例えば、アルミニウム箔粉）とゴムを充分に接着させるという理由から、アルミネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤が好ましい。

アルミネート系カップリング剤としては、例えばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートなどを使用することができる。シラン系カップリング剤としては、例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどを使用することができる。チタン系カップリング剤としては、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネートなどを使用することができる。

カップリング剤を含有する場合、カップリング剤の含有量は、金属粉末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５質量部以上である。１質量部未満では、カップリング剤配合による接着性の効果が充分に得られないおそれがある。また、カップリング剤の含有量は、金属粉末１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。３０質量部を超えると、コストが増大してしまう傾向にある。

本発明のゴム組成物には、上記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、クレー等の補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル、ワックス、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。

カーボンブラックとしては、例えば、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＦＥＦなどを用いることができる。カーボンブラックを配合しても、金属粉末を少量配合することにより色目の違いを容易に判別でき、ゴム物性の低下も抑制できる。カーボンブラック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。

カーボンブラックを使用する場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は９０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、１２０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。Ｎ_２ＳＡが９０ｍ^２／ｇ未満では、グリップ性能と耐摩耗性が低下する傾向にある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは１７０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、１５０ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。Ｎ_２ＳＡが１７０ｍ^２／ｇを超えると、加工性が悪化する傾向がある。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５０質量部以上、より好ましくは６０質量部以上である。５０質量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、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１５０質量部以下、より好ましくは１３０質量部以下である。１５０質量部を超えると、加工性が悪化する傾向がある。

オイルとしては、プロセスオイル、植物油脂、またはその混合物を用いることができる。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油などを用いることができる。

オイルを含有する場合、オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上、更に好ましくは５０質量部以上である。１０質量部未満では、加工性が悪化するおそれがある。また、オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下である。１５０質量部を超えると、加工性が悪化するおそれがある。

本発明のゴム組成物は、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前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。

本発明のゴム組成物は、二輪車用タイヤのトレッドとして用いられる。本発明の二輪車用タイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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して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、自転車用タイヤ等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、本発明のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する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。

前記断面において、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３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部９Ａと、トレッド縁２ｅから延びる一対のショルダー部９Ｃと、センター部９Ａとショルダー部９Ｃとの間に配された一対のミドル部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、センター部９Ａ、ミドル部９Ｂ、ショルダー部９Ｃの３種類のゴムが並んで配されている。なお、各ゴム部９Ａ〜９Ｃ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のセンター部９Ａ、ミドル部９Ｂ、ショルダー部９Ｃのいずれにも本発明のゴム組成物を用いることができ、例えば、ミドル部９Ｂに使用すると、センター部９Ａおよびショルダー部９Ｃとミドル部９Ｂとの色目を異ならせることができ、異種ゴムを用いていることを消費者に訴えやすくなる。このように、異種ゴムの境界を明瞭にすることができ、タイヤの商品性を向上させることができる。

本実施形態では、トレッドゴム９が３種類のゴム組成物から構成される場合について説明したが、トレッドゴムを構成するゴムの種類の数は、特に限定されず、例えば２種類であってもよいし、５種類であってもよい。

実施例にもとづいて、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。

まず、実施例および比較例で使用した各種薬品について説明する。
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（オイル含有ＳＢＲ、ＳＢＲ固形分１００質量部に対してオイルを５０質量部含有、スチレン量４０質量％）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ２２０（窒素吸着比表面積：１２５ｍ^２／ｇ）
ワックス：大内新興化学工業（株）製サンノックワックス
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
オイル：ジャパンエナジー（株）製のＸ１４０
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
アルミニウム粉末は、以下のダイヤ工業（株）製のダイヤモンドピースＨタイプシルバーを使用。
５０μ：Ｈ１５（平均粒子径５０μｍ、厚み１２μｍ、四角形状）
１００μ：Ｈ２５（平均粒子径１００μｍ、厚み１２μｍ、四角形のフレーク状粉末）
４００μ：Ｈ５４０（平均粒子径４００μｍ、厚み１２μｍ、四角形のフレーク状粉末）
７００μ：Ｈ５７０（平均粒子径７００μｍ、厚み１２μｍ、四角形のフレーク状粉末）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）

（加硫ゴム組成物の作製）
実施例１〜４、比較例１〜４
表１に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌ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混練りした。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃の条件下で３０分間プレス加硫し加硫ゴム組成物を得た。

得られた加硫ゴム組成物を下記により評価した。結果を表１に示す。

（引張試験）
得られた加硫ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて、７０℃において３号ダンベルを用いて引張試験を行い、破断伸び（ＴＢ（破断強度））を測定した。測定結果を、比較例１の値を１００として、指数表示した。ＴＢ（破断強度）が大きいほど破壊特性が向上していることを示す。

（外観判別）
比較例１の未加硫ゴム組成物と隣り合わせにして、１５０℃の条件下で３０分間プレス加硫し、肉眼でゴムの違いが判別できるかを評価した。
１：肉眼ではほとんど判別不可能
２：よく見ると判別可能
３：簡単に判別可能

表１に示すように、平均粒子径１００μｍのアルミニウム粉末を所定量配合した実施例１〜３では、ゴムの破壊特性を維持しつつ、ゴムの色目を変化させることができた。一方、アルミニウム粉末を配合していない比較例１では、ゴムの色目を変化させることができなかった。また、アルミニウム粉末を多量に配合した比較例２では、ゴムの色目を変化させることができたものの、ゴムの破壊特性を維持することはできなかった。

また、所定の平均粒子径のアルミニウム粉末を一定量配合した実施例３、４では、ゴムの破壊特性を維持しつつ、ゴムの色目を変化させることができる一方、平均粒子径が小さいアルミニウム粉末を使用した比較例３では、ゴムの破壊特性、色目の判別性が全体的に劣っていた。また、平均粒子径が大きいアルミニウム粉末を使用した比較例４では、ゴムの色目を変化させることができたものの、ゴムの破壊特性を維持することはできなかった。

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 センター部
９Ｂ ミドル部
９Ｃ ショルダー部

Claims (6)

1. ゴム成分１００質量部に対して、平均粒子径が６０〜６００μｍの金属粉末を０．１〜３０質量部含有する二輪車用トレッドゴム組成物。
2. 前記金属粉末がアルミニウム粉末である請求項１記載の二輪車用トレッドゴム組成物。
3. 前記ゴム成分がスチレンブタジエンゴム、天然ゴム及びブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも１種である請求項１又は２記載の二輪車用トレッドゴム組成物。
4. シラン系カップリング剤及び／又はアルミネート系カップリング剤を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の二輪車用トレッドゴム組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の二輪車用トレッドゴム組成物をトレッド部に用いた二輪車用タイヤ。
6. トレッド部が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、該分割トレッド部材の少なくとも１つが請求項１〜４のいずれかに記載の二輪車用トレッドゴム組成物から得られた二輪車用タイヤ。

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