(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車用のタイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に装填されてタイヤ内面全体に接して圧縮され、タイヤ周方向に環状であり、かつ独立気泡を有する緩衝体において、
前記緩衝体が、ゴム成分１００重量部に対して、軟化点４０℃以上のポリカプロラクトンを５重量部以上含有する発泡したゴム組成物からなる緩衝体。
【請求項２】
前記ポリカプロラクトンを、前記ゴム成分１００重量部に対して５〜４０重量部含有する請求項１記載の緩衝体。
【請求項３】
プロトン酸および／またはフェノール誘導体を、前記ゴム成分１００重量部に対して０〜１０重量部含有することを特徴とする請求項１および２記載の緩衝体。
【請求項４】
前記ゴム成分が、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ならびにｐ−メチルスチレンとイソブチレンとの共重合体の臭素化物からなる群から選ばれる１種以上である請求１、２または３記載の緩衝体。
【請求項５】
前記プロトン酸が、安息香酸および／またはその誘導体である請求項３または４記載の緩衝体。
【請求項６】
温度６５℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率に対する、温度２０℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率の比が、２．５以上である請求項１、２、３、４または５記載の緩衝体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車用タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に装填された緩衝体に関し、とりわけ、二輪車による走行開始時および走行中の両方において、優れた操縦安定性を提供する緩衝体に関する。
【背景技術】
【０００２】
舗装路を主として走行する二輪車（バイク、自転車など）のタイヤは四輪車同様、タイヤ内部に空気が充填されており、空気が路面からの衝撃を和らげている。例えば、チューブを含有するタイヤの場合は、チューブに空気が充填され、チューブレスタイヤの場合は、直接タイヤ内部に空気が充填される。
【０００３】
これに対して、未舗装路（いわゆるオフロード）を走行することを念頭に作られた二輪車のなかでも、ジャンプなど激しい走行を行なうもののタイヤは、着地で激しい衝撃を受けたり、路面に鋭い突起があるところを走行するため、空気を充填したタイヤではパンクするという問題がある。そのような問題を解決するために、特許文献１において、空気のかわりに、タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に、独立気泡を有する緩衝体を入れ、タイヤ全体にクッション性をもたせることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、走行開始時には、緩衝体が適度なクッション性を有していたとしても、走行によりタイヤ内での圧縮、回復を繰り返すうちに緩衝体の温度が上昇し、緩衝体内の気泡の内部圧力が高まり、これを打ち消すように緩衝体が膨張し、緩衝体の膨張がタイヤ内壁で止められると、圧力が高まる。このように、走行開始時には適度なクッション性を有していた緩衝体の弾性が増大して、タイヤが衝撃を吸収できなくなるため、操縦安定性が悪化するという問題があった。走行による緩衝体の弾性の増大を防ぐために、緩衝体を柔軟にしたとしても、逆に走行開始時のクッション性が悪化する。
【０００５】
以上のように、二輪車の走行開始時および走行中の両方において適切な硬度（貯蔵弾性率）を示す緩衝体が要求されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１８６６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、二輪車用タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に装填された緩衝体であって、二輪車走行開始時に適切な硬度を示し、かつ走行中、温度上昇とともに硬度が低下することで、走行開始時および走行中の両方においてクッション性の優れた緩衝体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】
【０００８】
本発明は、二輪車用のタイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に装填されて実質上タイヤ内面全体に接して圧縮され、タイヤ周方向に環状であり、かつ独立気泡を有する緩衝体において、前記緩衝体が、ゴム成分１００重量部に対して、軟化点４０℃以上の高分子有機物質を５重量部以上含有する発泡したゴム組成物からなる緩衝体に関する。
【０００９】
前記緩衝体は、前記高分子有機物質を前記ゴム成分１００重量部に対して５〜４０重量部含有することが好ましい。
【００１０】
緩衝体の軟化温度をコントロールする必要がある場合、プロトン酸および／またはフェノール誘導体を０．１〜１０重量部添加することができる。
【００１１】
前記緩衝体のゴム成分は、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ならびにｐ−メチルスチレンとイソブチレンとの共重合体の臭素化物からなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
【００１２】
前記高分子有機物質が、ポリカプロラクトンであることが好ましい。
【００１３】
前記プロトン酸が、安息香酸および／またはその誘導体であることが好ましい。
【００１４】
温度６５℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率に対する、温度２０℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率の比が、２．５以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、４０℃以上の軟化点を有する高分子有機物質を特定量含むゴム組成物を緩衝体に配合することで、走行開始時に緩衝体が適切な硬度を示し、かつタイヤ走行中、温度上昇とともに硬度が低下することで、走行開始時および走行中の両方において優れたクッション性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の緩衝体は、二輪車用タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に装填される。ここで、二輪車としては、バイク、自転車などがあげられ、とくにオフロード用のものに用いられる。本発明の緩衝体はバイクに用いられることが好ましい。緩衝体は、タイヤ内面全体に接して圧縮され、タイヤ周方向に環状である。
【００１７】
緩衝体は、独立気泡を有する。
【００１８】
緩衝体の発泡率は２００％以上であることが好ましく、３００％以上であることがより好ましい。発泡率が２００％未満では、発泡体が硬すぎる傾向がある。また、発泡率は９００％以下であることが好ましく、７００％以下であることがより好ましい。発泡率が９００％をこえると、剛性が不足する傾向がある。
【００１９】
独立気泡は、緩衝体の全気泡中（独立気泡および連続気泡）に８０〜９９．９％存在することが好ましい。独立気泡が８０％未満しか存在しない場合は、剛性が低くなる傾向がある。
【００２０】
前記緩衝体は、発泡したゴム組成物からなる。該ゴム組成物を発泡させるには、アゾジカルボンアミド系などの発泡剤を用いる。該発泡剤を、ゴム組成物の混練の段階で添加し、加熱することで発泡したゴム組成物が得られる。
【００２１】
また前記緩衝体は、ゴム組成物のほかに、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、加硫活性剤、滑剤などを配合することができる。
【００２２】
前記ゴム組成物は、ゴム成分、および軟化点が４０℃以上の高分子有機物質からなる。
【００２３】
ゴム成分としては、空気を透過しにくいという理由から、ブチル系ゴムを用いることが好ましい。ブチル系ゴムとしては、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびｐ−メチルスチレンとイソブチレンとの臭素化物からなる群から選ばれる１種以上であることがより好ましい。
【００２４】
前記ゴム組成物は、軟化点４０℃以上の高分子有機物質を含有する。軟化点はさらに、４５℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましい。軟化点が４０℃未満では、室温での硬度を最適なレベルにするために、硬いゴムを用いることになり、高温になったときに内圧が上がり、硬くなる。また、軟化点は、９０℃以下であることが好ましく、８０℃以下であることがより好ましい。軟化点が９０℃をこえると、柔らかくならない傾向がある。
【００２５】
前記高分子有機物質としては、具体的にポリカプロラクトン、テルペン−フェノール樹脂、クマロン樹脂などがあげられるが、なかでも、他の樹脂にとって鋭いピークを有するものが稀である６０℃付近に、比較的鋭いｔａｎδピークを有するという理由から、ポリカプロラクトンを用いることが好ましい。
【００２６】
発泡体の硬さは、マトリックスゴム硬度、発泡率、連泡率、気泡の大きさと形、発泡体の内圧に依存する。たとえば、内圧が高いと硬く、内圧が低いと柔らかくなる。また、発泡率が高いとマトリックスゴムの影響は小さくなり、発泡率が低いとマトリックスゴムの影響が大きくなる。走行中に、タイヤの温度が上昇すると、マトリックスゴムの硬度は低下するが、内圧上昇による硬度上昇の影響が大きく、結果的に硬くなる。本発明の緩衝体では、前記高分子有機物質を用いることにより、発泡体の温度上昇による硬度の上昇を抑制することを実現する。図１に、温度に対する本発明の緩衝体の硬度変化を概念的に示す。領域Ａが常温域で、領域Ｂが内圧上昇温度域である。本発明の緩衝体では、領域Ａの硬度と領域Ｂの硬度の変化の大きいことが特徴である。緩衝体４は前記高分子有機物質を含まないものである。緩衝体１では、領域Ａの硬度が低く、領域Ｂになった時の硬度変化が乏しいので、硬度上昇を抑制することができない。緩衝体３では、前記高分子有機物質の軟化点が通常の緩衝体の温度上昇域を超えているので、領域Ａと領域Ｂでの硬度変化が小さい。本発明の緩衝体２では領域Ｂで緩衝体の硬度が低下するので、発泡体の温度上昇による硬度の上昇を抑制することを実現する。
【００２７】
前記高分子有機物質の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上である。該含有量は１０重量部以上であることが好ましく、１５重量部以上であることがさらに好ましい。該含有量が５重量部未満では、タイヤ走行中の温度上昇により緩衝体の硬度（貯蔵弾性率）を低下させ、操縦安定性の悪化を防止する効果が発揮できない。また、該含有量は、４０重量部以下であることが好ましく、３５重量部以下であることがより好ましく、３０重量部以下であることがさらに好ましい。該含有量が４０重量部をこえると、加硫成形がしにくくなることで、良好な緩衝体が得られない傾向がある。
【００２８】
前記ゴム組成物の軟化開始温度が高いときには、その軟化開始温度をコントロールするために、前記ゴム組成物には、プロトン酸および／またはフェノール誘導体を含有することが好ましい。プロトン酸としては、すなわち酢酸、コハク酸、オレイン酸、ロジン酸、マレイン酸、安息香酸、ｐ−メトキシ安息香酸、ｐ−クロロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、桂皮酸、ｄ−ナフチルカルボン酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、無水フタル酸、ナフトエ酸などがあげられる。また、フェノール誘導体としては、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，１’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンなどがあげられる。前記化合物は、単独でも、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできるが、なかでも、ポリカプロラクトンと併用することで貯蔵弾性率の変化開始点をとくに低下させることができるという理由から、安息香酸および／またはその誘導体を用いることが好ましい。ここで、安息香酸の誘導体としては、ｐ−メトキシ安息香酸、ｐ−クロロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸などがあげられる。
【００２９】
プロトン酸および／またはフェノール誘導体の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して０．１重量部以上であることが好ましいが、調整する必要がない場合は含有しなくてもよい。０．１重量部未満では、貯蔵弾性率の変化開始点を充分に調節することができない傾向がある。また、該含有量は１０重量部以下であることが好ましく、５重量部以下であることがより好ましい。１０重量部をこえると、加硫に時間を要する、あるいは充分にゴム組成物が発泡されない傾向がある。
【００３０】
前記ゴム組成物には、前記ゴム成分、軟化点が４０℃以上の高分子有機物質、ならびにプロトン酸および／またはフェノール誘導体以外にも、カーボンブラックなどの補強剤、ミネラルオイルなどの軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを配合することができる。
【００３１】
補強剤としてカーボンブラックをゴム組成物に配合する場合、その配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１０〜１００重量部であることが好ましい。１０重量部未満では、補強効果を示さない傾向があり、１００重量部をこえると、ゴム組成物が硬くなりすぎる傾向がある。
【００３２】
前記ゴム組成物からなる緩衝体の貯蔵弾性率は、一般的な粘弾性測定装置を用いて測定することができる。
【００３３】
温度２０℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率（Ｅ’１）は、０．５〜１．０ＭＰａであることが好ましい。０．５ＭＰａ未満では、緩衝体を有するタイヤを装着した二輪車での走行において、その走行開始時の緩衝体の硬度が低すぎるため、リム打ちするため操縦安定性が悪い傾向がある。また、１．０ＭＰａをこえると、走行開始時の緩衝体の硬度が高すぎるため、操縦安定性が悪い傾向がある。
【００３４】
また、温度６５℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率（Ｅ’２）は、０．０３〜０．０５ＭＰａであることが好ましい。０．０３ＭＰａ未満では、前記走行において、その走行中の緩衝体の硬度が低すぎるため、リム付きする傾向がある。
【００３５】
温度６５℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率（Ｅ’２）に対する、温度２０℃、周波数１０Ｈｚ、および歪み±０．２５％で測定した緩衝体の貯蔵弾性率（Ｅ’１）の比（Ｅ’１／Ｅ’２）は、２．５以上であることが好ましく、３以上であることがより好ましい。Ｅ’１／Ｅ’２が２．５未満では、二輪車走行中において、走行中、温度上昇による貯蔵弾性率低下が充分ではなく、操縦安定性が劣る傾向がある。なお、貯蔵弾性率の温度変化比を見る場合には、発泡剤だけを抜いた配合でシートを作り、その引張物性で評価することも可能である。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
以下に、実施例および比較例において用いた各種薬品を説明する。
ブチルゴム：エクソン化学（株）製の２６８
カーボンブラックＮ３３０：三菱化学（株）製のダイアブラックＨ
ミネラルオイル：出光興産（株）製のＰＳ−３２
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック２２４
ポリカプロラクトン１：ダイセル化学工業（株）製のプラクセルＨ７（数平均分子量７万、軟化点６０℃、ガラス転移点−６０℃）
ポリカプロラクトン２：ダイセル化学工業（株）製のプラクセルＨ１Ｐ（数平均分子量１万、軟化点６０℃、ガラス転移点−６０℃）
テルペン−フェノール樹脂：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳポリスター  Ｔ８０）（軟化点１８０℃）
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＰＺ（ジチオカーバーメート系）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＭ（チアゾール系）
発泡剤：永和化成（株）製のビニホール  ＤＷ♯６（アゾジカルボンアミド系）
【００３８】
実施例１〜１０および比較例１〜３
（緩衝体の製造方法）
表１および表２それぞれに示す配合内容のうち、硫黄、加硫促進剤１および２、ならびに発泡剤を除く各種薬品を配合して混練りし、それぞれ混練り物を得た。得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤１および２、ならびに発泡剤を配合して混練りした。得られた混練り物を金型において１６０℃で加硫し、その後、オーブン内において１６０℃で加硫することにより、緩衝体を得た（発泡率５７０％）。
【００３９】
（試験方法）
＜粘弾性測定＞
得られた緩衝体を切り出し、試験試料として用いた。粘弾性測定装置（レオロジー社製）を用い、周波数１０Ｈｚ、試料厚み５ｍｍ、振幅±０．２５％、温度範囲−５５〜１２０℃での試料の粘弾性を測定し、２０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’１）、および６５℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２）を調べた。また、得られた結果より、６５℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２）に対する２０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’１）の比（Ｅ’１／Ｅ’２）を計算した。
【００４０】
＜走行試験＞
緩衝体を前輪および後輪タイヤとリムとの間に装填させたモトクロスマシンでモトクロスコースを走行し、走行開始から３０分経過後の操縦安定性を、テストライダーが走行開始時と比較して官能評価した。
【００４１】
結果を表１および表２に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
【表２】
0004676710.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】温度に対する本発明の緩衝体の硬度変化を説明する図である。
【図１】
0004676710.tif 000004