(57)【要約】【課題】濡れたマッド路面及びハード路面のいずれにおいてもグリップ性能、耐摩耗性、耐チャンキング性をバランス良く改善できるモトクロス用トレッドゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いたモトクロスタイヤを提供する。【解決手段】ゴム成分と、二酸化ジルコニウム粉末と、カーボンブラックとを含有するモトクロス用トレッドゴム組成物に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分と、二酸化ジルコニウム粉末と、カーボンブラックとを含有するモトクロス用トレッドゴム組成物。
【請求項２】
前記二酸化ジルコニウム粉末は、平均粒子径が５μｍ以下である請求項１記載のモトクロス用トレッドゴム組成物。
【請求項３】
前記二酸化ジルコニウム粉末は、二酸化ジルコニウム含有率が９０質量％以上である請求項１又は２記載のモトクロス用トレッドゴム組成物。
【請求項４】
前記ゴム成分１００質量部に対して、前記二酸化ジルコニウム粉末を５〜２５質量部含有する請求項１〜３のいずれかに記載のモトクロス用トレッドゴム組成物。
【請求項５】
前記二酸化ジルコニウム粉末及び前記カーボンブラックの合計含有量は、軟化剤の合計含有量に対して１．０〜６．０倍である請求項１〜４のいずれかに記載のモトクロス用トレッドゴム組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有するモトクロスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モトクロス用トレッドゴム組成物及び該ゴム組成物を用いて作製したトレッドを有するモトクロスタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
モトクロスレースでは、様々な路面コンディションを走行するため、そのタイヤのトレッド用ゴム組成物には、マッド路面（泥濘地）でのグリップ性能、ハード路面でのグリップ性能、耐摩耗性能及び耐チャンキング性能が強く求められており、従来からカーボンブラックやシリカの充填剤を用いて性能向上が図られている（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、シリカや水酸化アルミニウムを配合してウェットグリップ性能が向上することが知られているが、耐摩耗性が低下する傾向があり、これらの材料をモトクロスタイヤのトレッド用ゴム組成物に配合しても、濡れたマッド路面でのグリップ性能を向上できるものの、耐摩耗性や耐チャンキング性が悪化するという問題がある。
【０００４】
このように濡れたマッド路面において、グリップ性能と耐摩耗性や耐チャンキング性とを両立することは難しく、また、ハード路面でもこれらの性能を確保することが望まれている。従って、濡れたマッド路面及びハード路面のいずれにおいてもグリップ性能、耐摩耗性、耐チャンキング性をバランス良く改善できるモトクロスタイヤを提供することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５３８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、濡れたマッド路面及びハード路面のいずれにおいてもグリップ性能、耐摩耗性、耐チャンキング性をバランス良く改善できるモトクロス用トレッドゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いたモトクロスタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ゴム成分と、二酸化ジルコニウム粉末と、カーボンブラックとを含有するモトクロス用トレッドゴム組成物に関する。
【０００８】
前記二酸化ジルコニウム粉末は、平均粒子径が５μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
前記二酸化ジルコニウム粉末は、二酸化ジルコニウム含有率が９０質量％以上であることが好ましい。
【００１０】
前記ゴム成分１００質量部に対して、前記二酸化ジルコニウム粉末を５〜２５質量部含有することが好ましい。
【００１１】
前記二酸化ジルコニウム粉末及び前記カーボンブラックの合計含有量は、軟化剤の合計含有量に対して１．０〜６．０倍であることが好ましい。
【００１２】
本発明はまた、前記ゴム組成物を用いて作製したトレッドを有するモトクロスタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゴム成分と、二酸化ジルコニウム粉末と、カーボンブラックとを含むモトクロス用トレッドゴム組成物であるので、濡れたマッド路面及びハード路面のいずれにおいてもグリップ性能、耐摩耗性、耐チャンキング性をバランス良く改善できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のモトクロス用トレッドゴム組成物は、ゴム成分と、二酸化ジルコニウム粉末と、カーボンブラックとを含む。
【００１５】
カーボンブラック配合に二酸化ジルコニウム粉末を添加することで、水酸化アルミニウムに比べて低温でのゴム弾性率が低下して濡れたマッド路面でのグリップ性能が大きく向上するとともに、高い補強効果も発揮されて該路面での耐摩耗性や耐チャンキング性も大きく向上する。そのため、濡れたマッド路面におけるグリップ性能、耐摩耗性及び耐チャンキング性をバランス良く改善できる。更に該粉末の添加により、ハード路面でも良好なグリップ性能が得られるとともに、耐摩耗性や耐チャンキング性も大きく向上し、これらの性能をバランス良く改善できる。従って、前述の本発明の効果が充分に発揮される。
【００１６】
本発明で使用できるゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、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、グリップ性能及び耐摩耗性がバランスよく得られるという理由からＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲが好ましく、ＳＢＲ、ＮＲがより好ましい。
【００１７】
ＳＢＲとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。
【００１８】
ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上である。２０質量％未満であると、充分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、上記スチレン含有量は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。６０質量％を超えると、耐摩耗性が低下するだけでなく、温度依存性が増大し、温度変化に対する性能変化が大きくなってしまう傾向がある。なお、本発明において、ＳＢＲのスチレン含有量は、Ｈ１−ＮＭＲ測定により算出される。
【００１９】
ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。６０質量％未満であると、十分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、ＳＢＲの含有量の上限は特に限定されず、１００質量％でもよい。
【００２０】
ＮＲとしては特に限定されず、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【００２１】
本発明のゴム組成物が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５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。５質量％未満であると、ＮＲを配合した効果が充分に得られない傾向がある。ＮＲの含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３５質量％以下である。５０質量％を超えると、ＳＢＲの含有量が少なくなり、充分なグリップ性能が得られないおそれがある。
【００２２】
二酸化ジルコニウム粉末は、一般的なものが挙げられ、例えば、ハフニアなどの不純物金属化合物を含む粉末などを好適に使用できる。二酸化ジルコニウム粉末は単独でも、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
二酸化ジルコニウム粉末の平均粒子径は、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下、更に好ましくは１．５μｍ以下である。５μｍを超えると、充分な破壊強度が発揮されず、耐摩耗性能が悪化する傾向にある。下限は特に限定されないが、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．３μｍ以上である。
なお、本発明において、平均粒子径は、レーザー回折散乱装置など、動的光散乱法で測定した粒子径分布の累積頻度が５０体積％となる粒子径（Ｄ５０）である。
【００２４】
二酸化ジルコニウム粉末１００質量％中の二酸化ジルコニウム（ジルコニア：ＺｒＯ２）の含有率（純度）は、９０質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましい。９０質量％未満であると、充分なグリップ性能が発揮されないおそれがある。上限は特に限定されないが、通常、二酸化ジルコニウム粉末はハフニア（ＨｆＯ２）などの不純物金属化合物を若干含んでいる。なお、該粉末１００質量％中の二酸化ジルコニウム及びハフニアの合計含有率は、９５質量％以上が好ましく、９８質量％以上がより好ましい。
【００２５】
前記二酸化ジルコニウム粉末の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜２５質量部であることが好ましく、１０〜２０質量部であることがより好ましい。５質量部未満であると、濡れたマッド路面のグリップ性能が充分に発揮できないおそれがあり、２５質量部を超えると、耐摩耗性能及び耐チャンキング性能が悪化するおそれがある。
【００２６】
本発明で使用できるカーボンブラックとしては、例えば、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられる。なかでも、補強効果が高く、本発明の効果が充分に得られるという点から、ＳＡＦが好適である。カーボンブラックは単独でも、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
カーボンブラックのヨウ素吸着量（ＩＡ）は１２０ｍｇ／ｇ以上が好ましく、１３０ｍｇ／ｇ以上がより好ましい。１２０ｍｇ／ｇ未満では、充分な耐摩耗性が得られないおそれがある。該ＩＡは、５００ｍｇ／ｇ以下が好ましく、２５０ｍｇ／ｇ以下がより好ましく、１６０ｍｇ／ｇ以下が更に好ましい。５００ｍｇ／ｇを超えると、濡れたマッド路面のグリップ性能が低下する傾向がある。なお、カーボンブラックのＩＡは、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−１：２００８によって求められる。
【００２８】
カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量（ＯＡＮ）は、８０ｍｌ／１００ｇ以上が好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上がより好ましく、１１０ｍｌ／１００ｇ以上が更に好ましい。８０ｍｌ／１００ｇ未満では、充分な補強性が得られず、本発明の効果が低下する傾向がある。また、該ＯＡＮは、２５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、１７０ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましく、１３５ｍｌ／１００ｇ以下が更に好ましい。２５０ｍｌ／１００ｇを超えると、初期グリップ性能が低下するおそれがある。なお、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量（ＯＡＮ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４：２００１に準拠して測定される。
【００２９】
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４０質量部以上、より好ましくは６０質量部以上である。４０質量部未満では、充分な耐摩耗性、グリップ性能が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１２０質量部以下、更に好ましくは１００質量部以下である。１５０質量部を超えると、濡れたマッド路面のグリップ性能が低下するおそれがある。
【００３０】
本発明のゴム組成物は、充填剤として、二酸化ジルコニウム粉末とカーボンブラックの他にも、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルクなど、従来からタイヤ用ゴム組成物で慣用される補強用充填剤を任意に配合してもよい。
【００３１】
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ（無水シリカ）、湿式法シリカ（含水シリカ）などが挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは単独でも、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは４０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは７０ｍ２／ｇ以上、更に好ましくは１１０ｍ２／ｇ以上である。４０ｍ２／ｇ未満であると、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、シリカのＮ２ＳＡは、好ましくは２２０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは２００ｍ２／ｇ以下である。２２０ｍ２／ｇを超えると、シリカの分散性が低下し、所望の性能が得られないおそれがある。なお、シリカのＮ２ＳＡは、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７−９３に準じてＢＥＴ法で測定できる。
【００３３】
本発明のゴム組成物がシリカを含有する場合、シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５〜５０質量部、より好ましくは１０〜３０質量部である。５質量部未満では、濡れたマッド路面のグリップ性能や耐摩耗性の改善効果が得られないおそれがあり、５０質量部を超えると、分散性が悪化する傾向がある。
【００３４】
本発明では、シリカとともに、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されず、従来からタイヤ分野において汎用されているものを使用でき、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。なかでも、スルフィド系シランカップリング剤を好適に使用できる。なお、シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは１〜２０質量部であり、より好ましくは５〜１０質量部である。
【００３５】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、タイヤ工業において一般的に用いられている配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、ワックス、酸化亜鉛、ステアリン酸、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等の材料が適宜配合してもよい。
【００３６】
本発明で使用できる軟化剤は特に限定されず、例えば、オイルであればアロマチックオイル、プロセスオイル、パラフィンオイル等の鉱物油が挙げられる。
【００３７】
軟化剤として、耐久性とグリップ性能をバランスよく改善できる点から、液状ポリマーを好適に使用できる。液状ポリマーとしては、液状ＳＢＲ、液状ＢＲ、液状ＩＲ、液状ＳＩＲなどが挙げられるが、なかでも、液状ＳＢＲが好ましい。液状ＳＢＲのスチレン含量は、好ましくは１０〜４５質量％、より好ましくは１５〜３０質量％以上であり、スチレン含量は、Ｈ１−ＮＭＲ測定により算出される。
【００３８】
液状ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１．０×１０３〜２．０×１０５、より好ましくは３．０×１０３〜１．０×１０５、更に好ましくは３．０×１０３〜１．５×１０４である。１．０×１０３未満では、破壊特性が低下し、充分な耐久性が確保できないおそれがあり、２．０×１０５を超えると、重合溶液の粘度が高くなりすぎ、生産性が悪化するおそれがある。なお、本発明において、Ｍｗは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン換算値である。
【００３９】
液状ポリマーの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、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。５質量部未満では、液状ポリマーを配合した効果が充分に得られないおそれがある。また、該液状ポリマーの含有量は、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。５０質量部を超えると、耐摩耗性能が低下するおそれがある。
【００４０】
本発明のゴム組成物において、軟化剤の合計含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０〜１５０質量部、より好ましくは３０〜１００質量部、更に好ましくは４５〜７５質量部である。１０質量部未満では、本発明の効果が充分に発揮されないおそれがあり、１５０質量部を超えると、耐摩耗性が低下するおそれがある。なお、軟化剤の合計含有量には、油展ゴム中のオイルも含まれる。
【００４１】
本発明のゴム組成物において、二酸化ジルコニウム粉末とカーボンブラックの合計含有量は、該ゴム組成物に含まれる軟化剤の合計含有量に対して、１．０〜６．０倍であることが好ましく、１．０〜４．０倍であることがより好ましい。上記範囲内に調整することで、本発明の効果が充分に得られる。
【００４２】
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、グアニジン系加硫促進剤などが挙げられ、なかでも、本発明では、スルフェンアミド系、チアゾール系加硫促進剤を好適に使用できる。
【００４３】
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、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（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）などが挙げられ、なかでも、ＣＢＳが好ましい。チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドなどが挙げられ、なかでも、２−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
【００４４】
加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１．０質量部以上であり、また、好ましくは４．０質量部以下、より好ましくは３．０質量部以下である。０．５質量部未満では、充分な加硫速度が得られない傾向があり、４．０質量部を超えると、ブルーミングを起こすおそれがある。
【００４５】
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。該ゴム組成物は、モトクロスタイヤのトレッドに用いられる。
【００４６】
本発明のモトクロスタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドの形状に合わせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。また、ストリップを巻きつけて作製するＳＴＷ工法によりモトクロスタイヤを製造してもよい。
【実施例】
【００４７】
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。
【００４８】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＳＢＲ：住友化学（株）製のＨＳ−１（スチレン含有率：３５質量％、ゴム固形分１００質量部に対してオイル分３７．５質量部含有）
ＮＲ：ＴＳＲ２０
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシースト９（ＳＡＦ、ＩＡ：１３９ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
シリカ：東ソー・シリカ（株）製のニプシルＡＱ（Ｎ２ＳＡ：１９０ｍ２／ｇ）
水酸化アルミニウム：昭和電工（株）製のハイジライトＨ−４３
二酸化ジルコニウム粉末：第一稀元素化学工業（株）製のＴＭＺ酸化ジルコニウム（平均粒子径：１．１μｍ、ＺｒＯ２含有率（純度）：９５質量％以上、ＺｒＯ２及びＨｆＯ２の合計含有率：９８．５質量％（Ｍｉｎ．））
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）
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
液状ＳＢＲ：サートマー社製のＲＩＣＯＮ１００（Ｍｗ：５０００、スチレン含量：２０質量％）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：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）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＭ（２-メルカプトベンゾチアゾール）
【００４９】
＜実施例及び比較例＞
表１に示す配合処方に従い、神戸製鋼（株）製１．７Ｌバンバリーを用いて硫黄及び加硫促進剤以外の配合材料を混練りした。得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、１５０℃の条件下で３０分間加硫し、試験用タイヤ（タイヤサイズ：９０／１００−１９）を得た。
【００５０】
（グリップ性能）
上記試験用タイヤをモトクロス車に装着し、濡れたマッド路面およびハード路面を両方含む１周３ｋｍのテストコースにて１０周の実車走行を行った。その際におけるコントロールに対する各路面でのグリップ性能をテストライダーが評価し、それぞれ比較例１を１００として指数表示をした（ＷＥＴグリップ性能指数（濡れたマッド路面）、ＤＲＹグリップ性能指数（ハード路面））。数値が大きいほど各路面のグリップ性能が高いことを示す。
【００５１】
（耐摩耗性能及び耐チャンキング性能）
上記実車テストの終了後のトレッドゴムの外観を比較し、それぞれ比較例１を１００として、ブロック表面の摩耗状態、ブロック底でのチャンキング数を指数化した（耐摩耗性能指数、耐チャンキング性能指数）。数値が大きいほど、耐摩耗性能、耐チャンキング性能が高いことを示す。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
水酸化アルミニウムを配合した比較例１〜３に対し、二酸化ジルコニウム粉末を配合した実施例では、濡れたマッド路面及びハード路面のいずれにおいてもグリップ性能、耐摩耗性、耐チャンキング性をバランス良く改善できることが明らかとなった。