JP2018188007A - 二輪車用タイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
また、二輪車用タイヤは、単位面積当たりの荷重負荷が大きいため、高い耐摩耗性も求められる。
従来、このような直進走行時に必要な性能と、旋回走行時に必要な性能をある程度両立させた自動二輪車用タイヤとして、トレッドをタイヤ幅方向に3分割して2種類のトレッドゴムを用いることが開発されている。
例えば、自動二輪車用空気入りタイヤの高速耐久性を向上させるために、接線力係数が1.1以上である自動二輪車に装着される空気入りタイヤにおいて、ビードコアを埋設した一対のビード部と、ビード部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と、両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部とを具え、該トレッド部を、タイヤ赤道面を含むセンター域と、このセンター域を挟んで位置する両ショルダー域とに3分割した場合の少なくともセンター域を、60℃における損失正接tanδと動的弾性率E’の比tanδ/E’が0.025〜0.075となる範囲とすることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、トレッドのウェットグリップ性及び耐摩耗性を両立する二輪車用タイヤを提供することを目的とする。
<1> 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる二輪車用タイヤにおいて、前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムは、共にゴム成分を含有し、かつ、下記式(1)を満たす二輪車用タイヤ。
(前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度)<(前記ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度) (1)
<2> 前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度が−20℃以上5℃以下である、<1>に記載の二輪車用タイヤ。
<3> 前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度と、前記ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度との差が、0℃より大きく、10℃以下である、<1>又は<2>に記載の二輪車用タイヤ。
<4> 前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムが、共に、ゴム成分としてスチレン−ブタジエン系ゴムを含有し、前記センター部のトレッドゴムに含まれる前記スチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量が、前記ショルダー部のトレッドゴムに含まれる前記スチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量よりも大きい、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の二輪車用タイヤ。
<5> 前記センター部のトレッドゴムに含まれる前記スチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量が1,070,000以上である、<4>に記載の二輪車用タイヤ。
<6> 前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムが、共に、ゴム成分として変性共役ジエン系重合体を含有し、前記ゴム成分中の前記変性共役ジエン系重合体の含有量が、それぞれ10質量%以上である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の二輪車用タイヤ。
<7> 前記センター部のトレッドゴム中の前記変性共役ジエン系重合体の含有量が、前記ショルダー部のトレッドゴム中の前記変性共役ジエン系重合体の含有量よりも多い、<6>に記載の二輪車用タイヤ。
<8> 前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムが、共に、更に、シリカを80質量%以上含む充填剤を、前記ゴム成分100質量部に対して70質量部以上含有する、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の二輪車用タイヤ。
また、質量部及び質量%は、それぞれ、重量部及び重量%と同義である。
(前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度)<(前記ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度) (1)
以下、センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度を「TCL」、ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度を「TSHO」と、それぞれ称することがある。
二輪車用タイヤとしては、特に制限はなく、フロントタイヤであっても、リアタイヤであってもよいが、本発明においては、トレッドのウェットグリップ性及び耐摩耗性を高いレベルで両立することができることから、リアタイヤに適用すると、本発明の効果が特に発現し易い。
二輪車としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、競技用二輪車、一般公道用二輪車、オンロード用二輪車、オフロード用二輪車等が挙げられる。中でも、本発明の効果が特に発現し易い二輪車として、一般公道用二輪車及びオンロード用二輪車が好ましく、一般公道用二輪車がより好ましい。
本発明の二輪車用タイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる。
以下、図面を用いて説明する。
各ビード部12は、通常、ビードコア13をそれぞれ有し、一対のビードコア13の間に1層以上のカーカス層15がトロイド状に延びるように設けられている。カーカス層15は、複数本のカーカスコードをゴム被覆してなる。
サイドウォール部14は、二輪車用タイヤ側面において、ビード部12からタイヤ径方向外側に延びて、側面を補強し、また、保護する。
本発明において、トレッド部11は、センター部20と該センター部を挟む2つのショルダー部22とに分割された分割トレッドである。分割トレッドは、トレッド部11が、タイヤ赤道面23を含むセンター部20と、トレッド端24を含む一対のショルダー部22とによって3分割されている。タイヤ赤道23とは、タイヤ幅方向の中心を通るタイヤの緯線であり、タイヤ赤道を含むタイヤ周方向の表面をタイヤ赤道面という。
センター部20は、より具体的には、トレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LC)が、トレッド部全表面積の幅方向の曲線長さの最大長(LT=Lc+Ls1+LS2)の30〜60%であることが好ましく、40〜50%であることがより好ましい。トレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LC)が、トレッド部全表面積の幅方向の曲線長さの最大長(LT)の30%以上であると耐摩耗性を確保でき、60%以下であるとウェットグリップ性の低下が抑制されない。トレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LC)が、トレッド部全表面積の幅方向の曲線長さの最大長(LT)の40〜50%であると、ウェットグリップ性と耐摩耗性とのバランスに優れる点で有利である。
ショルダー部22のトレッド部表面の幅方向の曲線長さ(LS、図1中、LS1及びLS2)は、一方のショルダー部22(LS1)と他方のショルダー部22(LS2)とが異なっていてもよいが、通常、同じであることが好ましく、ショルダー部(片側)の幅方向の曲線長さは[(LT−Lc)/2]であることが好ましい。
また、加硫前のトレッドゴムを構成するゴム組成物を、トレッド用ゴム組成物と称する。つまり、トレッド用ゴム組成物を加硫して得られるゴムがトレッドゴムである。
図1中、トレッドゴムは、センターゴム16及びショルダーゴム17からなる。
本発明において、トレッドゴムは、センター部のトレッドゴム及びショルダー部のトレッドゴムが、共にゴム成分を含有し、かつ、下記式(1)を満たす。
(前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度)<(前記ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度) (1)
すなわち、TCL<TSHOを満たす。
上記の構成を採用することにより、トレッドのウェットグリップ性及び耐摩耗性を両立する二輪車用タイヤが提供された詳細な機構は不明であるが、一部は以下のように推定される
すなわち、本発明において、センター部のトレッドゴムとして、ショルダー部のトレッドゴムに比べて損失正接tanδのピーク温度が低いトレッドゴムを使用することによって、走行時に接地するセンター部のみ摩耗が進行することが抑制されたものと考えられる。更に、センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度(TCL)をショルダー部のトレッドゴムの損失正接のピーク温度(TSHO)よりも低くすることで、路面接地時に弾性変形しやすくなるため、路面にゴムが食い込み易くなり、ウェットグリップ性も向上したものと考えられる。
また、TSHOは、タイヤのウェットグリップ性をより向上させ、かつ、耐摩耗性の低下を抑制する観点から、好ましくは−15℃以上、より好ましくは−10℃以上、更に好ましくは−5℃以上であり、また、好ましくは10℃以下、より好ましくは5℃以下、更に好ましくは3℃以下である。
以下、トレッドゴムを構成する各成分について説明する。
既述のように、本発明におけるセンター部のトレッドゴム及びショルダー部のトレッドゴムは、共に、ゴム成分を含有し、ゴム成分として、スチレン−ブタジエン系ゴム(SBR)を含有することが好ましい。更に、耐摩耗性の観点からトレッドゴムにシリカを含む充填剤を含める場合には、シリカのトレッドゴム中の分散性を高めて、耐摩耗性を向上する観点から、センターゴムとショルダーゴムの両方が、ゴム成分として変性共役ジエン系重合体を含有することが好ましい。
なお、センター部のトレッドゴム及びショルダー部のトレッドゴムが、ゴム成分としてSBRを含有するとは、未加硫状態のゴム組成物がゴム成分としてSBRを含有することを意味するものであり、加硫によりSBRが架橋したものを含む意であり、変性共役ジエン系重合体等の他のゴム成分についても同様である。
ゴム成分は、スチレン−ブタジエン系ゴム及び変性共役ジエン系重合体以外の他のゴムを含んでいてもよく、他のゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム、クロロプレンゴム及びこれらの混合物が挙げられる。
スチレン−ブタジエン系ゴムは、センターゴムを摩耗しにくくする観点から、センターゴムに含まれるスチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量が、ショルダーゴムに含まれるスチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量よりも大きいことが好ましい。かかる構成とすることで、センターゴムの損失正接tanδを低くしながらも、耐摩耗性を損ねにくくすることができる。
センターゴムに含まれるスチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量(MwCL)は1,070,000以上であることが好ましい。また、センターゴムの耐摩耗性を向上する観点から、MwCLは、より好ましくは1,100,000以上であり、センターゴムのウェットグリップ性を損ねない観点から、好ましくは1,250,000以下である。
ショルダーゴムに含まれるスチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量(MwSHO)は、1,070,000未満であることが好ましい。
以下、重量平均分子量が1,070,000以上となるスチレン−ブタジエン系ゴムを「高分子量スチレン−ブタジエン系ゴム」又は「高分子量SBR」と称することがある。
ショルダーゴムにおいて、ゴム成分中のスチレン−ブタジエン系ゴムの含有量は、センターゴムの強度の観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下である。
センターゴムが含有するスチレン−ブタジエン系ゴムの含有量をAC、ショルダーゴムが含有するスチレン−ブタジエン系ゴムの含有量をASとしたとき、(AC/AS)<1.0であることで、ウェットグリップ性と耐摩耗性をより高いレベルで両立することができる。
(AC/AS)は、センター部とショルダー部のウェットグリップ性と耐摩耗性のバランスの観点から、0.5を超えることが好ましい。すなわち、0.5<(AC/AS)<1.0が好ましい。0.6<(AC/AS)<0.9がより好ましい。
変性共役ジエン系重合体は、センターゴムのゴム成分と、ショルダーゴムのゴム成分との両方に含まれることが好ましい。
更に、ゴム成分は、スチレン−ブタジエン系ゴム及び変性共役ジエン系重合体の混合物が、ゴム成分の主成分であることが好ましい。具体的には、ゴム成分はスチレン−ブタジエン系ゴム及び変性共役ジエン系重合体の混合物が、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100質量%である。
センターゴムにおいては、ゴム成分中の変性共役ジエン系重合体の含有量は、10〜50質量%がより好ましく、20〜40質量%が更に好ましい。
ショルダーゴムにおいて、ゴム成分中の変性共役ジエン系重合体の含有量は、10〜30質量%がより好ましく、10〜20質量%が更に好ましい。
以下、変性共役ジエン系重合体の分子構成について説明する。
まず、共役ジエン系重合体について説明する。
〔共役ジエン系重合体〕
本明細書において、共役ジエン系重合体とは、共役ジエン化合物の単独重合体、又は共役ジエン化合物と非共役ジエン化合物(共役ジエン化合物と共重合可能な、共役ジエン化合物以外の重合性化合物)との共重合体を意味する。重合体はアニオン重合で重合されたものであっても、配位重合で重合されたものであっても、いずれでもよい。
変性官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、変性共役ジエン系重合体の変性官能基は、窒素原子、ケイ素原子、酸素原子及びスズ原子よりなる群から選択される少なくとも1種の原子を含むことが好ましく、窒素原子、ケイ素原子及び酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種の原子を含むことがより好ましい。
変性官能基としては、例えば、窒素原子を含む変性官能基、ケイ素原子を含む変性官能基、酸素原子を含む変性官能基、スズ原子を含む変性官能基等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、窒素原子を含む変性官能基、ケイ素原子を含む変性官能基及び酸素原子を含む変性官能基が、共役ジエン系重合体と、シリカ、カーボンブラック等の充填剤との相互作用を強めるため、良好な耐摩耗性、高補強性、及び高弾性を付与することができる点で好ましい。
窒素原子を含む変性官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記式(I)で表される置換アミノ基、下記式(II)で表される環状アミノ基等が挙げられる。
ケイ素原子を含む変性官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記式(III)で表されるカップリング剤を用いて形成される、ケイ素−炭素結合を有する変性官能基等が挙げられる。
共役ジエン系重合体とケイ素とを、ケイ素−炭素結合を介して化学的に結合させることにより、ゴム組成物と充填剤との親和性を高め、ゴム組成物に良好な耐摩耗性及び高補強性を付与できる点で好ましい。
一般的に、ケイ素は、単にゴム組成物中に混合された場合、その重合体との親和性の低さに起因して、ゴム組成物の補強性等は低いが、共役ジエン系重合体とケイ素とを、ケイ素−炭素結合を介して化学的に結合させることにより、ゴム組成物と充填剤との親和性を高め、ゴム組成物に良好な耐摩耗性及び高補強性を付与することができる。
これらの中でも、ヒドロカルビルオキシシラン化合物は、シリカに対して高い親和性を有する観点から好ましい。
ヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記式(IV)で表されるヒドロカルビルオキシシラン化合物を挙げることができる。
また、式(IV)〜(XI)で表されるヒドロカルビルオキシシラン化合物は、アルコキシシラン化合物であることが好ましい。
リチウムアミド化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジへキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ−2−エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム−N−メチルピベラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等が挙げられる。例えば、リチウムヘキサメチレンイミドのアミド部分となる変性剤はヘキサメチレンイミンであり、リチウムピロリジドのアミド部分となる変性剤はピロリジンであり、リチウムピぺリジドのアミド部分となる変性剤はピぺリジンである。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
酸素原子を含む変性官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等のアルコキシ基;メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基等のアルコキシアルキル基;メトキシフェニル基、エトキシフェニル基等のアルコキシアリール基;エポキシ基、テトラヒドロフラニル基等のアルキレンオキシド基;トリメチルシリロキシ基、トリエチルシリロキシ基、t−ブチルジメチルシリロキシ基等のトリアルキルシリロキシ基等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
トレッドゴムは、ゴム成分100質量部に対し40〜120質量部の充填剤を含むことが好ましい。
充填剤のゴム成分100質量部に対する含有量が、40質量部以上であることで、ウェットグリップ性に優れ、120質量部以下であることで、耐摩耗性とウェットグリップ性とを高いレベルで両立することができる。充填剤のゴム成分に対する含有量が、好ましい範囲内又はより好ましい範囲内であると、路面に対するゴムの食い込み性とロスとのバランスがとれたグリップ性能を得ることができる点で有利である。
充填剤のゴム成分100質量部に対する含有量は、より好ましくは60〜120質量部、更に好ましくは80〜110質量部である。
充填剤は、シリカを少なくとも含み、更にカーボンブラック等のその他の充填剤を含んでいてもよい。
充填剤中のシリカの含有量は、80質量%以上であることが好ましい。
以下、充填剤中のシリカの含有量を「シリカ比率」と称することがある。
シリカ比率が80質量%以上であることで、耐摩耗性を向上させることができる。シリカ比率は、より好ましくは84質量%以上、更に好ましくは87質量%以上である。また、シリカ比率は、ウェットグリップ性と耐摩耗性のバランスの観点から、好ましくは100質量%未満、より好ましくは97質量%以下である。
更に、タイヤ全体として、耐摩耗性を向上する観点から、センターゴム及びショルダーゴムが、共に、シリカを80質量%以上含む充填剤を、ゴム成分100質量部に対して70部以上含有することが好ましく、80質量部以上含有することがより好ましく、86質量部以上含有することが更に好ましい。
これらの中でも、湿式の微粒系シリカ、微粉末状の湿式シリカ、乾式シリカが好ましく、特に湿式シリカが耐摩耗性の向上及びウェットグリップ性の向上に関して顕著な効果がある点で有利である。
シリカの窒素吸着比表面積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80〜300m2/gが好ましい。
シリカの窒素吸着比表面積が、80m2/g以上であると十分な補強性を得ることができ、300m2/g以下であると作業性の低下を抑制することができる点で好ましい。なお、窒素吸着比表面積(N2SA)とは、JIS K 6430:2008に記載される窒素吸着法による比表面積を指す。
微粒系ないし微粉末状のシリカは、比表面積が大きいため、トレッドゴムの耐摩耗性を高めることができる点で好ましく、中でも、湿式の微粒系シリカが好ましい。以下、単に「微粒系シリカ」というときは、湿式の微粒系シリカ(微粒系含水ケイ酸)を指す。
微粒系シリカとは、微細な粒径を有する湿式シリカ(含水ケイ酸)をいい、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)及び水銀ポロシメータによって求められるインクボトル状細孔指数(IB)が、下記式(Y)を満たす含水ケイ酸であることが好ましい。
IB≦−0.36×CTAB+86.8 (Y)
にある開口部を外表面に具えた細孔を有する含水ケイ酸に対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1〜32000PSIまで上昇させた際における水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)、及び圧力を32000PSI〜1PSIまで下降させた際における水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)により、下記式(X)で求められる値を意味する。
IB=M2−M1 (X)
含水ケイ酸の粒子における内心方向断面でかかる凹状を呈した細孔は、様々な形状を呈しており、粒子の外表面における開口部の直径Maと粒子内部における細孔径(内径)Raとが略同一の形状、すなわち粒子の内心方向断面において略円筒状を呈する細孔Aもあれば、粒子内部における細孔径(内径)Rbよりも粒子の外表面における開口部の直径Mbの方が狭小である形状、すなわち、粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔Bもある。しかしながら、粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔Bであると、粒子の外表面から内部へとゴム分子鎖が侵入しにくいため、含水ケイ酸をゴム成分に配合した際にゴム分子鎖を充分に吸着させることができず、転がり抵抗性が低下するおそれがあるとともに補強性が不充分となって耐摩耗性の向上を図るのが困難となるおそれがある。したがって、かかるインクボトル状を呈する細孔B数を低減し、粒子の内心方向断面において略円筒状を呈する細孔A数を増大させれば、ゴム分子鎖の侵入を効率的に促進することができ、転がり抵抗性を低下させることなく、充分な補強性を発揮して耐摩耗性の向上に寄与することが可能となる。
カーボンブラックとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ASTM(American Society for Testing and Materials)による分類で、HAF、ISAF、SAF等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ISAF及びSAFが、補強性を向上させることができる点で好ましい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、70m2/g以上が好ましい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)が、70m2/g以上であると、耐摩耗性を良好に向上させることができる点で有利である。なお、窒素吸着比表面積(N2SA)とは、JIS K 6217−2:2001に記載される窒素吸着比表面積を意味する。
充填剤がカーボンブラックを含むことで、トレッドゴムの強度が向上し、20質量%以下であることでウェットグリップ性の低下を抑制できる点で好ましい。カーボンブラック比率は、3〜15質量%がより好ましい。
本発明のトレッドゴムは、上記のゴム成分、充填剤、加硫剤及び他の添加成分を含むゴム組成物(トレッド用ゴム組成物)を加硫して得られる。
以下、トレッド用ゴム組成物が含み得る成分について説明する。
加硫剤は、特に制限はなく、通常、硫黄を用い、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄等を挙げることができる。
トレッド用ゴム組成物においては、当該加硫剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましい。この含有量が0.1質量部以上であることで加硫を充分に進行させることができ、10質量部以下をとすることで、加硫ゴムの耐老化性を抑制することができる。
トレッド用ゴム組成物中の加硫剤の含有量はゴム成分100質量部に対して、0.5〜7.0質量部であることがより好ましく、1.0〜5.0質量部であることが更に好ましい。
トレッド用ゴム組成物は、更に、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、酸化亜鉛に代表される亜鉛化合物等の加硫促進剤;加硫遅延剤;アロマティックオイル等のプロセスオイル;ワックス等の可塑剤;石油樹脂、フェノール系樹脂、石炭系樹脂、キシレン系樹脂等の合成樹脂;ロジン系樹脂、テルペン系樹脂等の天然樹脂;ステアリン酸等の脂肪酸;老化防止剤等を、本発明の効果が損なわれない範囲で含有させることができる。
センターゴムに弾力性を与え、TCL<TSHOとし易くする観点から、センターゴムは、既述のゴム成分及び充填剤と共に、プロセスオイル、可塑剤、合成樹脂、及び天然樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。センターゴム中のプロセスオイルの含有量は、TCL<TSHOとし易くする観点から、ゴム成分100質量部に対し5〜30質量部含むことが好ましい。
ショルダーゴムの損失正接tanδを制御し、TCL<TSHOの関係式を成立し易くする観点から、ショルダーゴムも、プロセスオイル、可塑剤、合成樹脂、及び天然樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
各成分の混練は、全一段階で行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよいが、例えば、二段階で混練する場合、混練の第一段階の最高温度は、140〜160℃とすることが好ましく、第二段階の最高温度は、90〜120℃とすることが好ましい。
〔変性ブタジエンゴム(変性共役ジエン系重合体、変性BR)の合成〕
(1)触媒の調製
乾燥され、窒素置換されたゴム栓付き容積約100mlのガラス瓶に、以下の順番に、ブタジエンのシクロヘキサン溶液(15.2質量%)7.11g、ネオジムネオデカノエートのシクロヘキサン溶液(0.56M)0.59ml、メチルアルミノキサンMAO(東ソーアクゾ(株)製PMAO)のトルエン溶液(アルミニウム濃度として3.23M)10.32ml、水素化ジイソブチルアルミ(関東化学(株)製)のヘキサン溶液(0.90M)7.77mlを投入し、室温で2分間熟成した後、塩素化ジエチルアルミ(関東化学(株)製)のヘキサン溶液(0.95M)1.45mlを加え、室温で時折撹拌しながら15分間熟成した。こうして得られた触媒溶液中のネオジムの濃度は、0.011M(モル/リットル)であった。
乾燥され、窒素置換されたゴム栓付き容積約900mlのガラス瓶に、乾燥精製された1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液及び乾燥シクロヘキサンを各々投入し、1,3−ブタジエン12.5質量%のシクロヘキサン溶液が400g投入された状態とした。次に、(1)において調製した触媒溶液2.28ml(ネオジム換算0.025mmol)を投入し、50℃温水浴中で1.0時間重合を行った。
第1次変性剤として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのヘキサン溶液(1.0M)を、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとして23.5モル当量(ネオジム対比)投入し、50℃で60分間処理することにより、第1次の変性を行った。
続いて、縮合促進剤として、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ(BEHAS)のシクロヘキサン溶液(1.01M)を1.76ml(70.5eq/Nd相当)と、イオン交換水32μl(70.5eq/Nd相当)を投入し、50℃温水浴中で1.0時間処理した。その後、重合系に老化防止剤2,2−メチレン−ビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)(NS−5)のイソプロパノール5質量%溶液2mlを加えて反応の停止を行い、更に微量のNS−5を含むイソプロパノール中で再沈殿を行い、ドラム乾燥することにより変性ブタジエンゴム(変性共役ジエン系重合体)である変性BRを得た。得られた変性BRのムーニー粘度ML1+4(100℃)を、(有)東洋精機製作所製のRLM−01型テスターを用いて100℃で測定したところ、93であった。
未変性ブタジエンゴム(未変性BR)として、UBEPOL BR150L(宇部興産社製)を用いた。
スチレン−ブタジエンゴム(SBR1)として、旭化成ケミカルズ(株)製、品名:TUFDENE 3835(スチレンブタジエンゴム100質量部に対してオイル37.5質量部を含む)を用いた。
表2及び表3中のSBR1の量は、オイルを除くSBR1自身の量である。
スチレン−ブタジエンゴム(SBR2)として、旭化成(株)製、品名:タフデン E581を用いた。
撹拌機を備えた180リットルのジャケット付きステンレス反応槽に、水65リットルとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2160g/リットル、SiO2/Na2Oモル比3.3)1.25リットルを入れ、96℃に加熱した。生成した溶液中のNa2O濃度は0.015mol/リットルであった。
この溶液の温度を96℃に維持しながら、上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を流量750ミリリットル/分で、硫酸(18mol/リットル)を流量33ミリリットル/分で同時に滴下した。流量を調整しつつ、反応溶液中のNa2O濃度を0.005〜0.035mol/リットルの範囲に維持しながら中和反応を行った。反応途中から反応溶液は白濁をはじめ、30分目に粘度が上昇してゲル状溶液となった。更に、添加を続けて100分で反応を停止した。生じた溶液中のシリカ濃度は85g/リットルであった。引き続いて、上記と同様の硫酸を溶液のpHが3になるまで添加してケイ酸スラリーを得た。得られたケイ酸スラリーをフィルタープレスで濾過、水洗を行って湿潤ケーキを得た。次いで湿潤ケーキを、乳化装置を用いてスラリーとして、噴霧式乾燥機で乾燥し、含水ケイ酸となる湿式の微粒系シリカ(シリカ1)を得た。
表1〜表3に示す配合割合(質量部)にて、センター部及びショルダー部の各トレッド用ゴム組成物を調製した。
調製したトレッド用ゴム組成物を用い、常法にて、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる二輪車用タイヤ(サイズ:180/55ZR17)を試作し、該ゴム組成物にて二輪用タイヤのトレッドを形成した。
二輪用タイヤのトレッドに用いた各トレッド用ゴム組成物について、ウェットグリップ性と耐摩耗性を、以下のようにして評価した。
1.ウェットグリップ性試験(湿潤路面でのグリップ性)
湿潤路のコース上において、テストライダーが、様々な走行を行い、走行中のタイヤのウェットグリップ性についてフィーリング評価を行った。評価結果を表2及び表3に示す。
実施例1の評価結果を10点満点で7.5として、相対評価となる指数を算出した。
指数が大きいほどタイヤのウェットグリップ性が大きいことを示す。許容範囲は7.0とした。
舗装路面のテストコースにおいて、テストライダーが車両を80km/時で3500km走行させた。そして、走行後の残溝の量を計測し、該残溝の量からタイヤの耐摩耗性を評価した。評価結果を表2及び表3に示す。
比較例1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。
指数が大きいほど耐摩耗性が高いことを示す。許容範囲は115以上とした。
各トレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度を測定した。具体的には−30℃から60℃まで初期歪み10%、1%動的歪み、周波数52Hz、昇温速度2℃/分の温度分散の条件で、動的スペクトロメーター((株)上島製作所)を用いて行った。各トレッドゴムにおける結果を表2及び表3に示す。
*2(シリカ2):東ソー・シリカ(株)製、ニップシール AQ(CTAB:165m2/g、既述の式(Y)の値:27.40、インクボトル状細孔指数(IB):34.10)
*3(カーボンブラック):CABOT製、VULCAN 10H、N2SA:142m2/g、CTAB:135m2/g、DBP:127ml/100g
*4(シランカップリング剤):信越化学工業(株)製、ABC−856
*5(酸化亜鉛):ハクスイテック(株)製、酸化亜鉛2種
*6(オイル):JX日鉱日石エネルギー(株)製、A/O MIX
表2中の「オイル」欄に示すオイル量は、「A/O MIX」のオイル量と、SBR1又はSBR2中のオイル量との合計である。
*7(樹脂):ハリマ化成(株)製、ハリタック AQ−100B
*8(老化防止剤 6C):住友化学(株)製、アンチゲン 6C
*9(加硫促進剤(DPG)):住友化学(株)製、ソクシノール D
*10(加硫促進剤(CZ)):大内新興化学工業(株)製、ノクセラーCZ−G
これに対し、TCL≧TSHOとなる比較例1は、高い耐摩耗性を維持するものの、ウェットグリップ性が許容レベルに達しなかった。
11 トレッド部
12 ビード部
13 ビードコア
14 サイドウォール部
15 カーカス層
16 センター部のトレッドゴム
17 ショルダー部のトレッドゴム
18 ベースゴム
20 センター部
22 ショルダー部
23 赤道面
24 タイヤトレッド端
Claims (8)
- 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを備え、該トレッド部が、タイヤ幅方向に、タイヤ赤道面を含むセンター部と、トレッド端を含む一対のショルダー部とによって3分割されてなる二輪車用タイヤにおいて、
前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムは、共にゴム成分を含有し、かつ、下記式(1)を満たす二輪車用タイヤ。
(前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度)<(前記ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度) (1) - 前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度が−20℃以上5℃以下である、請求項1に記載の二輪車用タイヤ。
- 前記センター部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度と、前記ショルダー部のトレッドゴムの損失正接tanδのピーク温度との差が、0℃より大きく、10℃以下である、請求項1又は2に記載の二輪車用タイヤ。
- 前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムが、共に、ゴム成分としてスチレン−ブタジエン系ゴムを含有し、
前記センター部のトレッドゴムに含まれる前記スチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量が、前記ショルダー部のトレッドゴムに含まれる前記スチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量よりも大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の二輪車用タイヤ。 - 前記センター部のトレッドゴムに含まれる前記スチレン−ブタジエン系ゴムの重量平均分子量が1,070,000以上である、請求項4に記載の二輪車用タイヤ。
- 前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムが、共に、ゴム成分として変性共役ジエン系重合体を含有し、
前記ゴム成分中の前記変性共役ジエン系重合体の含有量が、それぞれ10質量%以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二輪車用タイヤ。 - 前記センター部のトレッドゴム中の前記変性共役ジエン系重合体の含有量が、前記ショルダー部のトレッドゴム中の前記変性共役ジエン系重合体の含有量よりも多い、請求項6に記載の二輪車用タイヤ。
- 前記センター部のトレッドゴム及び前記ショルダー部のトレッドゴムが、共に、更に、シリカを80質量%以上含む充填剤を、前記ゴム成分100質量部に対して70質量部以上含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二輪車用タイヤ。
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