JP2012071722A - 自動二輪車用タイヤ組成物、および、自動二輪車用タイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この自動二輪車用タイヤ組成物は、測定温度0℃における損失正接tanδの値が0.375以上、0℃における動的複素弾性率E*の値が40MPa以下、0℃のtanδおよびE*の値から下記式(1)で求められる物性指数が9.375MPa−1以上であり、測定温度20℃における損失正接tanδの値が0.170以上、20℃における動的複素弾性率E*の値が18MPa以下、20℃のtanδおよびE*の値から下記式(1)で求められる物性指数が9.44以上であり、測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.14以下、かつ、60℃における動的複素弾性率E*の値が8MPa以上である。物性指数=1000×tanδ/E*…(1)
【選択図】なし
Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、転動抵抗が低く低燃費化に寄与し得るとともに、旋回時の剛性感に優れた自動二輪車用タイヤ組成物、および、自動二輪車用タイヤを提供することを目的とする。
物性指数=1000×tanδ/E* …(1)
この場合、ウェット路及びドライ路における制動性能と、旋回時の剛性感との両面で優れており、かつ、低燃費化を達成可能な自動二輪車用タイヤを、容易に製造できる。
ここで、ポリマー部とは、タイヤ組成物に含まれるゴム及び合成ゴム成分の総和であり、例えば、天然ゴムやジエン系ゴム(ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム等)を含む。好ましくは、少なくともジエン系ゴムを含み、より好ましくは、シリカ等のフィラーとの親和性を高めた末端変性ポリマーを含む。
本発明によれば、接地部全体が、低燃費性と優れた制動性能および旋回性能を発揮する組成物で構成されているので、直進走行時も旋回時も優れた走行性能を有し、低燃費化を実現可能な自動二輪車用タイヤを提供できる。
さらに、上記自動二輪車用タイヤにおいて、前記接地部および前記サイドウォール部が、請求項1から3のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤ組成物によって構成されたものとしてもよい。この場合、トレッド部、ショルダー部およびサイドウォール部を一体として同一材料により成形することが可能であり、工数が少なく量産性に優れた自動二輪車用タイヤを提供できる。
また、上記自動二輪車用タイヤはバイアスタイヤであってもよい。この場合、制動性能および旋回性能に優れ低燃費化が可能な自動二輪車用タイヤを、低コストで提供できる。
また、ポリマー部と表面処理シリカを含むことで、ウェット路及びドライ路における制動性能、旋回性能の両面で優れており、かつ、低燃費化を達成可能な自動二輪車用タイヤを容易に製造できる。
また、トレッド部、ショルダー部およびサイドウォール部を有し、トレッド部およびショルダー部を含む接地部全体が低燃費性、制動性能および旋回性能において良好な特性を発揮する組成物で構成されているので、直進走行時も旋回時も優れた走行性能を有する自動二輪車用タイヤを提供できる。
また、接地部が全体としてラウンド形状を有し、このラウンド形状の接地部が、本発明のタイヤ組成物で構成されているので、優れた旋回性能を発揮する。
さらに、トレッド部、ショルダー部およびサイドウォール部を一体として同一材料により成形することが可能であり、工数が少なく量産性に優れた自動二輪車用タイヤを提供できる。
また、バイアスタイヤとすることで、制動性能および旋回性能に優れ低燃費化が可能な自動二輪車用タイヤを、低コストで提供できる。
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤ1の断面図である。この図1に示すタイヤ1は、自動二輪車に装着されるタイヤである。
タイヤ1は、ビードコア2を埋設した一対のビード部3と、ビード部3からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部4と、両サイドウォール部4、4間にまたがって延びるトレッド部5とを備えている。トレッド部5とサイドウォール部4との境界は側方にやや張り出したショルダー部6となっている。
また、タイヤ1においては、タイヤ赤道面CLとのなす角が65〜90°となるように平行配列した複数本の高弾性テキスタイルコード等の補強素子をゴム被覆してカーカス8を構成し、このカーカス8を、例えば非伸張性の環状体としたビードコア2およびその上に隣接配置されるビードエペックス7の周りに、タイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げて係止している。タイヤ1はバイアスタイヤであり、タイヤ1の周方向に延びるベルトは備えていない。
そして、本発明者らは、接地面の動的複素弾性率E*がタイヤの旋回性能と強い相関を有することを見いだし、特に60℃における動的複素弾性率E*(以下、E*(60℃)と表記する。0℃、20℃についても同様。)が大きいほど、タイヤの旋回時の剛性感が増し、旋回性能を高められることを見いだした。さらに、発明者らは接地面のtanδ及びE*から算出される指標が制動性能と強く相関することを見いだし、好適なtanδおよびE*を示すタイヤ組成物を用いることで、低燃費化とともに制動性能および旋回性能において優れたタイヤ1を実現した。
物性指数=1000×tanδ/E* …(1)
また、tanδ(20℃)およびE*(20℃)の値から上記式(1)により求められる上記物性指数は、接地部Sが路面に比較的密着しやすい状況における特性に関連する。これらの知見から、発明者らは、tanδ(20℃)の値が0.170以上、E*(20℃)の値が18[MPa]以下であり、かつ、tanδ(20℃)およびE*(20℃)の値から下記式(1)で求められる物性指数が9.444[MPa−1]以上である場合に、ドライ路における優れた制動性能が発揮されることを明らかにした。
加えて、RRC指数は、接地面の弾性率の指標である損失正接tanδと相関があり、tanδ(60℃)が小さくなるほどRRC指数が低減することが知られている。この点で、tanδ(60℃)の値が0.14以下となる場合に、低燃費化を実現し得ることを明らかにした。そして、この低燃費化とともに、E*(60℃)の値が8[MPa]以上である場合に、優れた高速旋回性能が得られることを明らかにした。
また、接地部Sは全体としてラウンド形状を有し、このラウンド形状の接地部Sを本発明のタイヤ組成物で構成することにより、旋回時に優れた剛性感を発揮する。さらに、タイヤ1はスチールベルトを備えていないバイアスタイヤであるので、タイヤ1の接地部Sの特性には、接地部Sを構成するタイヤ組成物の特性が強く反映される。このため、本発明のタイヤ組成物で接地部Sを構成することで、制動性能および旋回性能に優れ、低燃費化を達成可能なタイヤ1を実現できる。
以下の実施例では、本発明を適用した実施例1〜4、および、比較対象としての比較例1〜3について試作および評価を行った。
各実施例の仕様、物性の測定結果、および評価は、表1に示す通りである。なお、表1に記載した符号A〜Gは、後述する図中のプロットとの対応を示す。
*2 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) 1712」
*3 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) NS116」
*4 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) NS616」
*5 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) BR1220」
*6 東海カーボン株式会社製「シーストKH」
*7 Rhodia社製「Zeosil(登録商標) 115GR」
*8 PPG Industries社製「Agilon 400G−D」
*9 Evonic−Degussa社製「Si−75」
*10 酸化亜鉛3種
*11 大内新興化学工業株式会社製「ノクラック6C」
*12 大内新興化学工業株式会社製「ノクラック224」
*13 マイクロクリスタリンワックス
*14 Struktol Company of America製「Sturuktol(登録商標) EF44」
*15 大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーCZ−G」
*16 大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーNS−P」
*17 大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーD」
損失正接tanδおよび動的複素弾性率E*は、下記の測定条件で測定した。
測定装置:GABO社製 粘弾性測定装置「Eplexer 500N」
測定条件:圧縮モード
−80℃〜30℃…静歪3.0%、動歪0.1%
30℃〜70℃…静歪3.0%、動歪1.0%
試験片形状:φ6×6mm
周波数:10Hz
実施例1〜4及び比較例1〜3の各仕様のタイヤを正規リムに組み込み、正規内圧となるように空気が充填された状態で、排気量150ccの市販の小型自動二輪車に装着した(以下、試験車両という)。
試験車両を用いて、調整後の路面を走行する走行試験を行い、所定速度からの急制動時において、車輪のロックが発生しない範囲における発生Gに基づき評価点(5点満点)を決定した。WET制動試験では試験車両によりウェット調整された路面を走行し、DRY制動試験では乾燥路面を走行した。
試験車両を100km/hで旋回走行させる定常円旋回試験を行い、テストライダーの官能評価により評価点(5点満点)を決定した。
上記仕様のタイヤを1.7mドラム抵抗試験機に装着して、60km/h走行時のころがり抵抗係数(RRC)を求め、スコア化した。表1に示した値は、比較例1のスコアを100とした場合の相対値である。
表1に示す各スコアについて目標値を設定した。具体的には、WET制動試験のスコアは4.00以上、DRY制動試験のスコアは4.00以上、高速旋回試験のスコアは4.00以上、RRC指数のスコアは80以下を目標値とした。
表1に示す材料物性(tanδ、E*、WET物性指数、DRY物性指数)と、タイヤ性能のスコア(WET制動性能、DRY制動性能、高速旋回性能、RRC指数)との相関を、図2〜図5の図表に示す。図2〜図5の各図表に示したプロットしたAは比較例1の値であり、Bは比較例2の値、Cは比較例3の値、Dは実施例1の値、Dは実施例2の値、Eは実施例3の値、Fは実施例4の値である。
また、WET制動性能が目標値4.0以上となった比較例3(プロットC)及び実施例1〜4(プロットD〜G)のWET物性指数の値に基づき、より好ましい値はE*(0℃)が40[MPa]以下、かつ、tanδ(0℃)が0.375以上である。
・tanδ(0℃)が0.375以上。
・E*(0℃)が40[MPa]以下。
・WET物性指数が9.375[MPa−1]以上。
・tanδ(20℃)が0.170以上。
・E*(20℃)が18[MPa]以下。
・DRY物性指数が9.444[MPa−1]以上。
・tanδ(60℃)が0.14以下。
・E*(60℃)が8[MPa]以上。
比較例1のタイヤ組成物は、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)137.5重量部にカーボンブラック100重量部を合わせた組成となっている。他に、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、アロマオイル(32.5重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、硫黄(2重量部)、加硫促進剤(1.5重量部)を含む。含有量は、カーボンブラック100重量部に対する値である。
比較例2のタイヤ組成物は、天然ゴム100重量部にカーボンブラック70重量部を合わせた組成となっている。他に、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、アロマオイル(30重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、硫黄(1.7重量部)、加硫促進剤(1重量部)を含む。含有量は、天然ゴム100重量部に対する値である。
比較例3のタイヤ組成物は、天然ゴム60重量部にS−SBR(溶液重合スチレン・ブタジエンゴム)40重量部を合わせたポリマー部100重量部に対し、カーボンブラック50重量部を合わせた組成となっている。他に、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、硫黄(1.7重量部)、加硫促進剤(1重量部)を含む。含有量は、ポリマー部100重量部に対する値である。
実施例1のタイヤ組成物は、S−SBR85重量部にBR(ブタジエンゴム)15重量部を合わせたポリマー部100重量部に対し、シリカ60重量部を含む組成とした。このS−SBRは非油展スチレン・ブタジエンゴムであり、さらにシリカ配合用の末端変性ポリマーとなっている。
他に、シランカップリング剤(4.8重両部)、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、脂肪酸亜鉛(3重量部)、硫黄(1.7重量部)、2種類の加硫促進剤(それぞれ2.2重量部および0.7重量部)を含む。含有量は、いずれも上記のポリマー部100重量部に対する値である。
実施例1のタイヤ組成物は、シリカと、シリカ用の末端変性ポリマーであるS−SBRを採用したことにより、シリカとポリマーとの間の相互作用が高められ、tanδ(60℃)が特に低くなっていると考えられる。
実施例2のタイヤ組成物は、S−SBR85重量部にBR15重量部を合わせたポリマー部100重量部に対し、表面処理シリカ65重量部を含む組成とした。このS−SBRは非油展スチレン・ブタジエンゴムであり、さらにシリカ配合用の末端変性ポリマーとなっている。
他に、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、脂肪酸亜鉛(3重量部)、硫黄(1.7重量部)、2種類の加硫促進剤(それぞれ2.2重量部および0.7重量部)を含む。含有量は、いずれも上記のポリマー部100重量部に対する値である。
実施例2のタイヤ組成物は、表面処理シリカを採用したことと、シリカ用の末端変性ポリマーであるS−SBRを採用したことにより、シリカとポリマーとの間の相互作用が高められ、tanδ(60℃)が特に低くなっていると考えられる。また、実施例1ではシランカップリング剤を配合しているが、実施例2では、表面処理シリカを用いたことにより、シランカップリング剤を配合しなくても、tanδ(60℃)の低下を達成している。この実施例2のタイヤ組成物を用いてタイヤを構成すれば、期待される運動性能を満たし、かつ、優れた低燃費化が期待できる。
実施例3のタイヤ組成物は、天然ゴム20重量部と、S−SBR65重量部と、BR15重量部とを合わせたポリマー部100重量部に対し、シリカ80重量部を含む組成とした。このS−SBRは非油展スチレン・ブタジエンゴムであり、さらにシリカ配合用の末端変性ポリマーとなっている。
他に、シランカップリング剤(6.4重両部)、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、ナフテンオイル(20重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、脂肪酸亜鉛(3重量部)、硫黄(1.7重量部)、2種類の加硫促進剤(それぞれ2.2重量部および0.7重量部)を含む。含有量は、いずれも上記のポリマー部100重量部に対する値である。
この実施例3のタイヤ組成物は、表1に示したように、WET制動試験、DRY制動試験、高速旋回試験、RRC指数のいずれも目標値を満たしている。実施例3のタイヤ組成物は天然ゴムを使用することでS−SBRの使用量を抑えているので、ポリマーのコストを低減できる。また、シランカップリング剤を添加するとともにシリカを増量することで、ポリマーの低コスト化を図った組成であり、しかもタイヤの性能は目標値を満たしている。
実施例4のタイヤ組成物は、天然ゴム60重量部と、S−SBR40重量部とを合わせたポリマー部100重量部に対し、カーボンブラック50重量部を含む組成とした。このS−SBRは非油展スチレン・ブタジエンゴムである。
他に、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、2種類の老化防止剤(それぞれ3.5重量部および2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、硫黄(1.7重量部)、加硫促進剤(1.5重量部)を含む。含有量は、いずれも上記のポリマー部100重量部に対する値である。
この実施例4のタイヤ組成物の組成は、天然ゴムにカーボンブラックを配合し、加硫促進剤を加えることにより、高いせん断剛性を得ることを図ったものである。また、天然ゴムを使用することでS−SBRの使用量を抑え、このS−SBRは末端変成されていないものを用いているので、ポリマーのコストを低減できる。また、シリカを使用していない。ポリマー部の組成が天然ゴムをベースとしたものであり、シリカを使用しない組成でありながら、低燃費性能と制動性能、さらに旋回性能を満たした例である。
3 ビード部
4 サイドウォール部
5 トレッド部
6 ショルダー部
8 カーカス
9 センター域
S 接地部
CL タイヤ赤道面
Claims (7)
- 測定温度0℃における損失正接tanδの値が0.375以上、0℃における動的複素弾性率E*の値が40MPa以下、0℃のtanδおよびE*の値から下記式(1)で求められる物性指数が9.375MPa−1以上であり、
測定温度20℃における損失正接tanδの値が0.170以上、20℃における動的複素弾性率E*の値が18MPa以下、20℃のtanδおよびE*の値から下記式(1)で求められる物性指数が9.444MPa−1以上であり、
測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.14以下、かつ、60℃における動的複素弾性率E*の値が8MPa以上であること、
を特徴とする自動二輪車用タイヤ組成物。
物性指数=1000×tanδ/E* …(1) - ポリマー部と、表面処理シリカを含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の自動二輪車用タイヤ組成物。
- 前記ポリマー部は末端変性ポリマーを含むことを特徴とする請求項1に記載の自動二輪車用タイヤ組成物。
- トレッド部(5)、ショルダー部(6)およびサイドウォール部(4)を有し、前記トレッド部および前記ショルダー部を含む接地部(S)において接地可能とされた自動二輪車用タイヤ(1)であって、
少なくとも前記接地部全体が、請求項1から3のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤ組成物によって構成されたこと、
を特徴とする自動二輪車用タイヤ。 - 前記接地部は全体としてラウンド形状を有することを特徴とする請求項4記載の自動二輪車用タイヤ。
- 前記接地部および前記サイドウォール部が、請求項1から3のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤ組成物によって構成されたことを特徴とする請求項4または5記載の自動二輪車用タイヤ。
- バイアスタイヤであることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤ。
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