JP5792151B2 - 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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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=104×tanδ/E* …(1)
この場合、ウェット路およ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より優れており、かつ、より一層の低燃費化を達成可能な自動二輪車用タイヤを実現できる。
この自動二輪車用タイヤ組成物を用いれば、さらなる低燃費化を達成できる。
この場合、上記式(1)で得られる物性指数との相関を有するウェット路における制動性能において、優れた自動二輪車用タイヤを実現できる。
この場合、入手性に優れる天然ゴムを用いて、制動性能と旋回時の剛性感に優れ、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。
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。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、本発明に係るタイヤ組成物で構成されているので、旋回時に優れた剛性感を発揮する。
さらに、上記自動二輪車用タイヤにおいて、前記接地部に加え、前記サイドウォール部が、上記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、本発明の自動二輪車用タイヤは、測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.182以下であり、測定温度−30℃における損失正接tanδの値と、−30℃における動的複素弾性率E*の値から下記式(1)で求められる値が1.4[MPa −1 ]以上であり、測定温度60℃における動的複素弾性率E*の値が6.9[MPa]以上である、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。
物性指数=10 4 ×tanδ/E* …(1)
本発明によれば、ウェット路における制動性能と、旋回時の剛性感とで優れており、かつ、低燃費化を達成可能な自動二輪車用タイヤを実現できる。
また、ポリマー部と表面処理シリカを含むことで、ウェット路およ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。
また、本発明者らは、接地部の動的複素弾性率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。−30℃、30℃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、本発明者らは、E*(30℃)が、ドライ路における制動性能と相関を有すること、および、tanδ(−30℃)の値とE*(−30℃)の値とから下記式(1)で求められる値が、ウェット路における制動性能と強い相関を有することを見いだした。
そして、各温度における好適な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=104×tanδ/E* …(1)
特に、上記式(1)の物性指数が2.2[MPa−1]以上である場合に、ウェット路における制動性能がより高められることを明らかにした。さらにまた、上記式(1)の物性指数が1.4[MPa−1]以上であって、かつ、E*(−30℃)の値が1140[MPa]以下であり、tanδ(−30℃)の値が0.251以上である場合に、ウェット路における制動性能がより一層高められることを明らかにした。
また、E*(30℃)の値は、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。発明者らは、E*(30℃)の値が9.6[MPa]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。さらに、E*(30℃)の値が10.1[MPa]以上である場合に、ドライ路における制動性能がより一層高められることを明らかにした。
加えて、RRC指数は、接地部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0.182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。さらに、tanδ(60℃)の値が0.155以下となる場合に、より一層の低燃費化が実現できることを明らかにした。また、tanδ(60℃)の値が0.128以下の場合に、さらなる低燃費化を実現できることを明らかにした。
そして、低燃費化とともに、E*(60℃)の値が6.9[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、E*(60℃)の値が7.4[MPa]以上である場合に、より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1〜8、および、比較対象としての比較例1〜4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〜L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) 1723」
*3 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) 1502」
*4 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) NS116R」
*5 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) NS616」
*6 日本ゼオン株式会社製「Nipol(登録商標) BR1220」
*7 東海カーボン株式会社製「シーストKH」
*8 Rhodia社製「Zeosil(登録商標) 115GR」
*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「Struktol(登録商標) EF44」
*15 大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーNS−P」
*16 大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーD」
WET物性指数=104×tanδ/E* …(1)
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 1500N」
測定条件:圧縮モード
−60℃〜20℃…静歪3.0%、動歪0.1%
20℃〜60℃…静歪3.0%、動歪1.0%
試験片形状:φ5×6mm
周波数:10Hz
実施例1〜8および比較例1〜4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110cc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、WET制動性能の評価点を決定し、DRY制動試験では乾燥路面を走行してDRY制動性能の評価点を決定した。
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に示した実施例1〜8及び比較例2〜4のスコアは、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3.00以上、DRY制動試験のスコアは3.50以上、高速旋回試験のスコアは3.25以上、RRC指数のスコアは85以下を目標値とした。
表1に示す材料物性(RRC物性指数、DRY物性指数、WET物性指数、高速旋回性能物性指数)と、タイヤ性能のスコア(RRC指数、DRY制動性能、WET制動性能、高速旋回性能)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は比較例4の値、Eは実施例1の値、Fは実施例2の値、Gは実施例3の値、Hは実施例4の値、Iは実施例5の値、Jは実施例6の値、Kは実施例7の値、Lは実施例8の値である。
さらに、実施例6(プロットJ)を境界として、WET制動性能のスコアが3.25以上となっている。この結果から、WET物性指数が2.2[MPa−1]以上の場合に、より優れたWET制動性能(スコア3.25以上)が得られることが明らかになった。また、実施例6(プロットJ)が境界値となっていることから、E*(−30℃)の値が1140[MPa]以下、かつ、tanδ(−30℃)の値が0.251以上である場合に、WET制動性能がより優れているということもできる。
さらに、実施例2(プロットF)を境界として、DRY運動性能のスコアが3.75以上となっている。この結果から、DRY物性指数が10.1[MPa]以上の場合に、より優れたDRY制動性能(スコア3.75以上)が得られることが明らかになった。
さらに、実施例3(プロットG)を境界として、高速旋回性能のスコアが3.50以上となっている。この結果から、E*(60℃)が7.4[MPa]以上の場合に、より優れた高速旋回性能(スコア3.50以上)が得られることが明らかになった。
さらに、上記の近似曲線からは、tanδ(60℃)が0.155以下の場合に、より優れたRRC指数(80以下)を達成できることが明らかになった。
さらにまた、図5ではプロットC〜Kが2つのクラスターを構成することが認められ、これら2つのクラスターの境界はtanδ(60℃)=0.128である。tanδ(60℃)=0.128は、RRC指数75の場合にほぼ相当する。そして、tanδ(60℃)≦0.128に属するクラスターはRRC指数が特に低く、より一層の低燃費化を実現できる。この考察から、tanδ(60℃)が0.128以下の場合に、より一層優れたRRC指数(75以下)を達成できることが明らかである。
・WET物性指数が1.4[MPa−1]以上。
・DRY物性指数(E*(30℃))が9.6[MPa]以上。
・RRC物性指数(tanδ(60℃))が0.182以下。
・高速旋回性能物性指数(E*(60℃))が6.9[MPa]以上。
・WET物性指数が2.2[MPa−1]以上。
・DRY物性指数(E*(30℃))が10.1[MPa]以上。
・RRC物性指数(tanδ(60℃))が0.155以下。
・高速旋回性能物性指数(E*(60℃))が7.4[MPa]以上。
以下、比較例1〜4および実施例1〜8の組成および試験結果について説明する。
比較例1のタイヤ組成物は、E−SBR(乳化重合スチレン・ブタジエンゴム)(137.5重量部)を含む。E−SBRの内訳は、オイル成分(37.5重量部)とポリマー成分(100重量部)である。比較例1のタイヤ組成物は、上記のE−SBR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(3.5重量部と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、ポリマー部(E−SBR中のポリマー成分)(100重量部)に対する値である。
比較例2のタイヤ組成物は、比較例1と同様のE−SBR(137.5重量部)にカーボンブラック(75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(8重量部)、2種類の老化防止剤(3.5重量部と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(0.7重量部)を含む。含有量は、ポリマー部(E−SBR中のポリマー成分)(100重量部)に対する値である。
比較例3のタイヤ組成物は、比較例1、2とは別の種類のE−SBR(100重量部)に、カーボンブラック(50重量部)、酸化亜鉛(3重量部)、ステアリン酸(1重量部)、アロマオイル(15重量部)、2種類の老化防止剤(3.5重量部と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(0.7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。
比較例4のタイヤ組成物は、天然ゴム(70重量部)にS−SBR(溶液重合スチレン・ブタジエンゴム)(30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。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(3.5重量部と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(0.7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、天然ゴム(60重量部)にS−SBR(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(3.5重量部と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(0.7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2のタイヤ組成物は、天然ゴム(60重量部)にS−SBR(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(3.5重量部と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(1.7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3のタイヤ組成物は、天然ゴム(35重量部)、S−SBR(50重量部)、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、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(3.5重量部と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(0.7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4のタイヤ組成物は、天然ゴム(50重量部)、S−SBR(35重量部)、BR(15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(3.5重量部と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(1.7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5のタイヤ組成物は、天然ゴム(35重量部)、S−SBR(50重量部)、BR(15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(3.5重量部と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(1.7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6のタイヤ組成物は、天然ゴム(70重量部)、S−SBR(30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(3.5重量部と2重量部)、マイクロクリスタリンワックス(2重量部)、硫黄(2.3重量部)、加硫促進剤(1.7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7のタイヤ組成物は、比較例4および実施例1〜6とは異なる種類のS−SBR(85重量部)にBR(15重量部)を合わせたポリマー部(100重量部)を含有する。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。さらに、ポリマー部(100重量部)に対し、シリカ(60重量部)、シランカップリング剤(4.8重量部)を合わせた組成である。これらの他に、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(3.5重量部と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)、2種類の加硫促進剤(2.2重量部と0.75重量部)を含む。また、脂肪酸亜鉛塩(3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。
この実施例7のタイヤ組成物は、表面処理シリカと、シリカ用の末端変性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、RRC物性指数(tanδ(60℃))が特に低くなっており、優れた低燃費性能を実現していると考えることができる。
実施例8のタイヤ組成物は、天然ゴム(20重量部)、実施例7と同じS−SBR(65重量部)、BR(15重量部)を合わせたポリマー部(100重量部)に対し、シリカ(80重量部)を合わせた組成となっている。さらに、シランカップリング剤(6.4重量部)と、ナフテンオイル(20重量部)を加えている。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(3.5重量部と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)、2種類の加硫促進剤(2.2重量部と0.75重量部)を含む。また、脂肪酸亜鉛塩(3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。
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 (8)
- 測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.182以下であり、
測定温度−30℃における損失正接tanδの値と、−30℃における動的複素弾性率E*の値から下記式(1)で求められる値が1.4[MPa-1]以上であり、
測定温度30℃における動的複素弾性率E*の値が9.6[MPa]以上であり、
測定温度60℃における動的複素弾性率E*の値が6.9[MPa]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=104×tanδ/E* …(1) - 測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.155以下であり、
測定温度−30℃における損失正接tanδの値と、−30℃における動的複素弾性率E*の値から上記式(1)で求められる値が2.2[MPa-1]以上であり、
測定温度30℃における動的複素弾性率E*の値が10.1[MPa]以上であり、
測定温度60℃における動的複素弾性率E*の値が7.4[MPa]以上であること、
を特徴とする請求項1記載の自動二輪車用タイヤ組成物。 - 測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.128以下であること、
を特徴とする請求項1記載の自動二輪車用タイヤ組成物。 - 測定温度−30℃における動的複素弾性率E*の値が1140[MPa]以下であり、
測定温度−30℃における損失正接tanδの値が0.251以上であること、
を特徴とする請求項1記載の自動二輪車用タイヤ組成物。 - 天然ゴムおよび末端変性ポリマーを含んで構成されるポリマー部と、表面処理シリカとを含むことを特徴とする請求項1または2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、
前記接地部は全体としてラウンド形状を有し、
少なくとも前記接地部全体が、請求項1から5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。 - 前記接地部に加え、前記サイドウォール部が請求項1から5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6記載の自動二輪車用タイヤ。
- 測定温度60℃における損失正接tanδの値が0.182以下であり、
測定温度−30℃における損失正接tanδの値と、−30℃における動的複素弾性率E*の値から下記式(1)で求められる値が1.4[MPa-1]以上であり、
測定温度60℃における動的複素弾性率E*の値が6.9[MPa]以上である、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。
物性指数=104×tanδ/E* …(1)
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