JP2007161900A

JP2007161900A - 二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JP2007161900A
Application number: JP2005360786A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Miki; 孝之三木
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】ムーニー粘度を上昇させることなく、弾性率、耐アブレージョン摩耗性および耐チャンキング性をバランスよく向上させることができる二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分１００重量部に対して、ｍ−クレゾールホルムアルデヒド縮合樹脂、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物からなる群から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂を１〜８重量部含有する二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

砂場、岩場、瓦礫などの悪路を走行する際には、地面にブロックが突き刺さり、引っかいて前に進んでいくため、モトクロスタイヤのトレッド部において、たとえばブロックの根本などに亀裂が生じ、走行中に該亀裂が成長し、ブロックが飛散するチャンキングと呼ばれる破損が発生することがある。チャンキングが発生すると、タイヤの寿命が短縮し、さらに、急激にグリップ性を失うなど、走行性能に大きな影響を与えるという問題がある。

チャンキングを抑制するために、カーボンブラックを増量させ、剛性を向上させる手法がある。しかし、粘度が著しく上昇してしまい、加工性に劣るという問題があった。

特許文献１には、カーボンブラック、オイルおよび熱硬化性フェノール樹脂を所定量含有し、ＪＩＳ−Ａ硬度および複素弾性率を所定の範囲にすることで、加工性を低下させることなく、グリップ性、耐チャンキング性および耐摩耗性にすぐれたオフロードタイヤが開示されている。しかし、特許文献１には、乗用車用も含めたオフロードタイヤについて記載されており、とくに二輪車モトクロスタイヤトレッド用として優れたゴム組成物は開示されていない。

特開２００３−３２０８０４号公報

本発明は、ムーニー粘度を上昇させることなく、弾性率、耐アブレージョン摩耗性および耐チャンキング性をバランスよく向上させることができる二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分１００重量部に対して、ｍ−クレゾールホルムアルデヒド縮合樹脂、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物からなる群から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂を１〜８重量部含有する二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

本発明によれば、所定のゴム成分および所定の熱硬化性樹脂を所定量配合することで、ムーニー粘度を上昇させることなく、弾性率、耐アブレージョン摩耗性および耐チャンキング性をバランスよく向上させることができる二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することができる。

本発明の二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分および熱硬化性樹脂を含有する。

ゴム成分は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含む。ゴム成分中にＳＢＲを含むことで、グリップを向上させ、走行性能を向上させることができる。

ＳＢＲのスチレン量は１５モル％以上が好ましく、２５モル％以上がより好ましい。ＳＢＲのスチレン量が１５モル％未満では、グリップ性能が不足する傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン量は５０モル％以下が好ましい。ＳＢＲのスチレン量が５０モル％をこえると、低温特性が悪化する傾向がある。

ＳＢＲのビニル量は１５モル％以上が好ましく、２５モル％以上がより好ましい。ＳＢＲのビニル量が１５モル％未満では、グリップ性能が不足する傾向がある。また、ＳＢＲのビニル量は６０モル％以下が好ましく、４５モル％以下がより好ましい。ＳＢＲのビニル量が６０モル％をこえると、低温特性が悪化する傾向がある。

ＳＢＲの含有率は、ゴム成分中に６０重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましい。ＳＢＲの含有率が６０重量％未満では、トレッド用ゴム組成物としてのグリップ性能を発揮することが困難となる傾向がある。

ゴム成分には、ＳＢＲ以外にも、通常タイヤ工業で配合されるゴム、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などを配合してもよい。これらのＳＢＲ以外のゴムはとくに制限はなく、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよいが、ＮＲはグリップが低下するが、強度が増大し、また、ＢＲはグリップ性能が低下するが、耐摩耗性が向上するという理由から、ＳＢＲ以外のゴムとしては、ＮＲおよび／またはＢＲが好ましく、ＮＲがより好ましい。

ＳＢＲ以外のゴムは、ゴム成分中に４０重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましい。ＳＢＲ以外のゴムが４０重量％をこえると、トレッド用ゴム組成物としてのグリップ性能を発揮することが困難となる傾向がある。

本発明では、ｍ−クレゾールホルムアルデヒド縮合樹脂（クレゾール樹脂）、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物からなる群から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂を使用する。

熱硬化性樹脂としては、ムーニー粘度を増大させることなく、弾性率を大きく向上させることができるという理由から、レゾルシン縮合物が好ましい。

クレゾール樹脂とは、下記化学式１で表される化合物をいう。式中のｎは１以上の整数である。クレゾール樹脂は薬品軟化点が１００℃付近（９２〜１０７℃）であるため、常温では固体であるが、混練り時には液体であり、分散しやすい。

レゾルシン縮合物とは、下記化学式２で表される化合物をいう。式中のｎは１以上の整数である。

また、変性レゾルシン縮合物とは、下記化学式３で表される化合物をいう。式中のｎは１以上の整数である。また、式中において、Ｒはアルキル基が好ましく、ｎ個のＲは同一でも、異なっていてもよい。変性レゾルシン縮合物としては、たとえば、レゾルシン・アルキルフェノール・ホルマリン共重合体、レゾルシン・ホルマリン反応物ペナコライト樹脂、ＲＳＭ（約６０重量％のレゾルシンと約４０重量％のステアリン酸との混合物）などがあげられる。

熱硬化性樹脂の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、１重量部以上、好ましくは３重量部以上である。熱硬化性樹脂の含有量が１重量部未満では、ＪＩＳ−Ａ硬度および複素弾性率が所定の範囲より低くなる。また、レゾルシン縮合物または変性レゾルシン縮合物の含有量は８重量部以下、好ましくは６重量部以下である。熱硬化性樹脂の含有量が８重量部をこえると、トレッドゴムとしては硬度が高くなりすぎるため、機械的衝撃に対して脆くなる。

熱硬化性樹脂としてレゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物を含有する場合、ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体を併用することが好ましい。

メラミン誘導体としては、たとえば、ヘキサメトキシメチロールメラミン（ＨＭＭＭ）、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル（ＨＭＭＰＭＥ）などがあげられる。

ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体としては、加硫後のゴムの弾性率がより向上するという理由から、ヘキサメチレンテトラミンが好ましい。

レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物とヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体とを併用する場合、ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体の含有量は、レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物１００重量部に対して、５重量部以上が好ましく、８重量部以上がより好ましい。ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体の含有量が５重量部未満では、レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物の反応が不充分となる傾向がある。また、ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体の含有量は１５重量部以下が好ましく、１２重量部以下がより好ましい。ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体の含有量が１５重量部をこえると、レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物の反応が不適当となる傾向がある。

本発明では、レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物とヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体とを併用することで、ムーニー粘度の上昇を抑制しながら弾性率を向上させることができる。

熱硬化性樹脂としてクレゾール樹脂を含有する場合、初期歪１０％、動歪２％および周波数１０Ｈｚの条件下にて測定した７０℃における複素弾性率（Ｅ^*）は１０ＭＰａ以上が好ましく、１１ＭＰａ以上がより好ましい。Ｅ^*が１０ＭＰａ未満では、トレッドゴムとしての弾性率が不充分であり、充分な性能を発揮できない傾向がある。また、Ｅ^*は１５ＭＰａ以下が好ましく、１３ＭＰａ以下がより好ましい。Ｅ^*が１５ＭＰａをこえると、トレッドゴムとしての弾性率が高すぎて、トレッドゴムが機械的衝撃に対して脆くなる傾向がある。

熱硬化性樹脂としてクレゾール樹脂を含有する場合、破断時伸び（Ｅ_B）は４００％以上が好ましい。Ｅ_Bが４００％未満では、トレッドのブロックに応力がかかった際に応力が集中してしまい、ブロックに欠け（亀裂ではない）が発生する傾向がある。

本発明では、クレゾール樹脂を含有し、Ｅ^*およびＥ_Bを所定の範囲とすることで、耐チャンキング性を向上させることができる。

本発明の二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物は、さらに、充填剤を含有することが好ましい。

前記充填剤としては、とくに制限はなく、通常タイヤ工業で用いられている充填剤、たとえば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、酸化アルミニウム、アルミナ、タルクなどを配合でき、とくに、カーボンブラックが好ましい。

カーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、８０重量部以上が好ましく、９０重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの含有量が８０重量部未満では、弾性率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１２０重量部以下が好ましく、１１０重量部以下がより好ましい。カーボンブラックの含有量が１２０重量部をこえると、粘度が著しく上昇してしまい、加工性が悪化する傾向がある。

本発明の二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記ゴム成分、熱硬化性樹脂、ヘキサメチレンテトラミンおよび／またはメラミン誘導体ならびに充填剤以外にも、通常タイヤ工業で配合することのできる配合剤、たとえば、アロマオイル、ワックスなどの軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜配合することができる。

本発明の二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物は、タイヤ部材の中でもとくにトレッドとして用いられることで、オフロード走行を行うためのタイヤとしてのグリップ性および安全性を向上させるという効果が得られる。

本発明のゴム組成物は、前記配合剤を混練りして得られる未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形し、他のタイヤ部材と貼りあわせて未加硫タイヤを成形し、加硫することによって、本発明のタイヤを製造することができる。

このようにして製造した本発明のタイヤは、通常の４輪車用タイヤ、２輪車用タイヤに比べて、弾性率が高く、路面とのエッジ効果から生じるグリップ性能および安全性に優れるという理由からとくに、二輪車モトクロスタイヤとして好適に用いられる。

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。

次に、実施例および比較例で用いた各種薬品をまとめて示す。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ♯３
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：旭化成（株）製のタフデン４３５０（スチレン量：３９モル％、ビニル量：３９モル％）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＡ（Ｎ１１０）
アロマチックオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−２６０
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
レゾルシン縮合物：住友化学工業（株）製のスミカノール６２０
ヘキサメチレンテトラミン：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＨ
クレゾール樹脂：住友化学工業（株）製のスミカノール６１０
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルファンアミド）

実施例１〜６および比較例１〜３
表１および２に示す配合処方にしたがい、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を、バンバリーミキサーを用いて、５０℃の条件下で３分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を、トレッド形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、１７０℃の条件下で１２分間プレス加硫することで、実施例１〜６および比較例１〜３のモトクロスタイヤ（タイヤサイズ：１２０／８０−１９）を製造した。

＜実施例１〜３および比較例１〜２の試験＞
（ムーニー粘度測定）
前記未加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機「ムーニービスコメーターＳＭＶ−２０２」を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定した。さらに、比較例１のムーニー粘度指数を１００とし、下記計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示した。なお、ムーニー粘度指数の値が小さいほど加工しやすく、加工性が優れていることを示す。
（ムーニー粘度指数）＝（各配合のムーニー粘度）
÷（比較例１のムーニー粘度）×１００

（粘弾性試験）
製造したモトクロスタイヤのトレッドから試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、７０℃における複素弾性率の測定を行った。さらに、比較例１の複素弾性指数を１００とし、下記計算式により、各配合の複素弾性率を指数表示した。なお、複素弾性指数が大きいほど、剛性が高く、優れていることを示す。

（引張試験）
製造したモトクロスタイヤのトレッドから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、ダンベル３号サンプルにて引張試験を行い、３００％伸張時応力（Ｍ３００）を測定した。さらに、比較例１の引張強度指数を１００とし、下記計算式により、各配合の引張強度を指数表示した。引張強度指数が大きいほど、耐アブレージョン摩耗性が向上していることを示す。
（引張強度指数）＝（各配合のＭ３００）
÷（比較例１のＭ３００）×１００

実施例１〜３および比較例１〜２の各試験結果を表１に示す。

レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物を所定量含有する実施例１〜３では、ムーニー粘度を上昇させることなく、耐アブレージョン摩耗性および弾性率をバランスよく向上させることができる。

レゾルシン縮合物および／または変性レゾルシン縮合物を含有しない比較例１〜２では、弾性率が不充分なものとなっている。

＜実施例４〜６および比較例３の試験＞
（粘弾性試験）
製造したモトクロスタイヤのトレッドから試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、７０℃における複素弾性率Ｅ^*の測定を行った。なお、Ｅ^*が大きいほど、剛性が高く、優れていることを示す。

（引張試験）
製造したモトクロスタイヤのトレッドから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、ダンベル３号サンプルにて引張試験を行い、破断時伸び（Ｅ_B）を測定した。なお、Ｅ_Bが大きいほど、耐アブレージョン摩耗性が向上していることを示す。

（耐チャンキング性）
製造したモトクロスタイヤを試験用バイクに装着し、岩盤に土を盛った路面を５０ｋｍ走行後のタイヤ外観を観察し、トレッドのブロック欠けの数および該ブロック欠けの大きさを測定し、下記のように、耐チャンキング性を評価した。
○：ブロック欠けの数および大きさが小さく、耐チャンキング性に優れる
×：ブロック欠けの数および大きさが大きく、耐チャンキング性に劣る

実施例４〜６および比較例３の各試験結果を表２に示す。

クレゾール樹脂を所定量含有する実施例４〜６では、剛性、耐アブレージョン摩耗性および耐チャンキング性をバランスよく向上させることができる。

クレゾール樹脂を含有しない比較例３では、剛性、耐アブレージョン摩耗性および耐チャンキング性のすべての改善効果が不充分なものとなる。

Claims

スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分１００重量部に対して、
ｍ−クレゾールホルムアルデヒド縮合樹脂、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物からなる群から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂を１〜８重量部含有する二輪車モトクロスタイヤトレッド用ゴム組成物。