JP6562829B2 - タイヤ及びタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
従って、本発明は、ポリウレタン膜がタイヤ表面から剥離しにくく、タイヤ表面の耐亀裂性を向上させたタイヤを提供することを目的とする。また、本発明は、ポリウレタン膜がタイヤ表面から剥離しにくく、タイヤ表面の耐亀裂性を向上させたタイヤを容易に得ることができる、タイヤの製造方法を提供することを目的とする。
タイヤ幅方向断面において、前記ウレタン樹脂被覆領域内に、前記ゴム層と前記ウレタン樹脂層との界面上の2点A、Bであって、線分ABの長さをX、AB間の前記界面の長さをYとしたとき、X≧1mmかつY/X≧1.1となるような、2点A、Bが存在すること(ただし、線分ABがタイヤの外部を通過する2点を除く)を特徴とする。
本発明のタイヤによれば、ポリウレタン膜がタイヤ表面から剥離しにくく、タイヤ表面の耐亀裂性を向上させることができる。
(タイヤ)
図1は、本発明の一実施形態の、タイヤ外表面部分の少なくとも一部の領域に、ゴム層2と、該ゴム層2の表面を被覆し、タイヤ外表面を形成するウレタン樹脂層1と、からなるウレタン樹脂被覆領域3が、形成されたタイヤを示す。上記ウレタン樹脂被覆領域3は、トレッド部のタイヤ外表面部分(例えば、ショルダー部のタイヤ外表面部分、及び/又はサイドウォール部のタイヤ外表面部分)に設けられていてもよく、中でも、環境から受けるオゾン起因のクラックに対する耐久性が特に要求される観点から、トレッド部のタイヤ外表面部分、及び/又はサイドウォール部のタイヤ外表面部分に設けられていることが好ましく、タイヤ使用時に頻繁に大きな変形を繰り返すサイドウォール部に、特に優れた耐亀裂性が要求される観点、外観の質感の観点、及びオゾンの影響を受けやすく耐オゾン性が求められるという観点から、サイドウォール部のタイヤ外表面部分に設けられていることがより好ましい。
なお、タイヤ外表面部分とは、タイヤの外表面及び該外表面の内部の一部を含む部分であり、例えば、ウレタン樹脂層1及びゴム層2を含むタイヤ外表面近傍をいう。なお、ウレタン樹脂層1が設けられていない場合は、ゴム層を含むタイヤ外表面近傍をいう。
また、ウレタン樹脂被覆領域とは、タイヤ外表面部分の一部であって、ウレタン樹脂層がタイヤ外表面少なくとも一部を形成し、該ウレタン樹脂層とゴム層とを含むタイヤ外表面近傍の部分の一部の領域をいう。
上記線分ABの長さXは、1〜5mmが好ましく、より好ましくは1mmである。
上記Y/Xは、1.2以上が好ましく、より好ましくは1.3以上である。また、4以下であることが好ましい。
上記Y/Xが1.1以上であることにより、ウレタン樹脂層1がゴム層2表面の凹凸形状に追従して、ゴム層とウレタン樹脂層との界面で、ゴム層とウレタン樹脂層とが複雑に絡み合い、アンカー効果が得られて、ウレタン樹脂層1の接着の強度が著しく向上する。
なお、上記2点A、B間の上記界面の長さYとは、2点A、B間をゴム層2とウレタン樹脂層1との界面に沿って結んだ線の長さ(2点A、Bの界面上における延在長さ)である(図1(b)参照)。例えば、ゴム層2と、ウレタン樹脂層1との間に、気泡等が存在しない場合、ゴム層2とウレタン樹脂層1との界面は、ゴム層表面である(図1(b)参照)。
なお、最大高さ粗さRyは、JIS B 0601(2001年)の規定に準拠して測定される値をいう。
なお、「タイヤ全外表面」とは、2つのビードヒール部間に挟まれるタイヤの外表面をいう。また、「サイドウォール部全外表面」とは、トレッド接地端からビードヒール部までの外表面をいう。
ここで、「トレッド接地端」とは、適用リムに組み付けるとともに、規定内圧を充填したタイヤを、静止した状態で平板に対し垂直に置き、最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態の平板との接触面におけるタイヤ幅方向両端を指す。
なお、「適用リム」とは、タイヤが生産され、または使用される地域に有効な産業規格であって、例えば、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The Tire and Rim Association, Inc.)のYEAR BOOK等に記載されている、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指す。また、「規定内圧」とは、上記のJATMA YEAR BOOK等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧をいい、「最大負荷能力」とは、上記規格でタイヤに負荷されることが許容される最大の質量をいう。
なお、ゴム弾性率は、JIS K6255−1996に準拠して、リュプケ式反発弾性率試験によって求められる反発弾性率をいう。
上記ウレタン樹脂層1は、少なくともウレタン樹脂を含み、さらに他の樹脂(例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等)等を含んでいてもよい。
上記ポリオールとしては、低分子ポリオール、高分子ポリオール等が挙げられる。上記低分子ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、エリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。また、上記高分子ポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールエーテル、ポリオキシプロピレンビスフェノールAエーテル、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレントリメチロールプロパンエーテル、ポリオキシプロピレンソルビトールエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレントリメチロールプロパンエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンソルビトールエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンビスフェノールAエーテル等のポリオキシアルキレン−ポリオール等のポリエーテル系ポリオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールと、フタル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸との縮合物であって、末端に水酸基を有するもの、上記多価アルコールと、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状ラクトンとの開環重合生成物であって、末端に水酸基を有するもの等のポリエステル系ポリオール;等が挙げられる。ポリエステル系ポリオールとしては、具体的には、ポリエチレンアジペートポリオール、ポリブチレンアジペートポリオール、ポリエチレン・ブチレンアジペートポリオール、ポリエチレンテレフタレートポリオール等が挙げられる。上記ポリオールは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記イソシアネートとしては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を持つ有機イソシアネートが挙げられ、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアンート、リジンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、から選ばれる少なくとも1種を用いることができ、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアンート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートのような芳香族イソシアネートが好ましい。また、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及び/又はトリレンジイソシアネート(TDI)を用いることが特に好ましい。また、両者併用の場合、TDIの重量部/MDIの重量部の比について、任意の範囲で用いることができるが、0.05〜20の範囲が好ましく、0.2〜5の範囲であることがさらに好ましい。
なお、ウレタン樹脂弾性率は、上記ゴム弾性率と同様の方法により測定される値をいう。
中でも、ゴム層2とウレタン樹脂層1との接着の強度が一層高くなる観点から、上記ゴム弾性率/上記ウレタン樹脂弾性率<1/3の場合、ウレタン樹脂層1がゴム層2表面に追従しにくくなるという観点から、ウレタン樹脂層1の平均厚さが15〜40μmであることが好ましい。また、上記ゴム弾性率/上記ウレタン樹脂弾性率≧1/3の場合、ウレタン樹脂層1がゴム層2表面に追従しやすく、ウレタン樹脂層1が厚くても剥離しにくいという観点、及び耐亀裂性に一層優れるという観点から、ウレタン樹脂層1の平均厚さが40μmより大きいことが好ましい。中でも、上記ウレタン樹脂被覆領域3における上記ウレタン樹脂層1の平均厚さが、上記要件を満たすことが好ましい。
なお、ウレタン樹脂層1の平均厚さは、例えば、タイヤ幅方向断面において、上記2点A、B間の上記界面上のある点からタイヤ外表面(ウレタン樹脂被覆領域表面、ウレタン樹脂層表面)におろした垂線の足(図1(b)のC、D)までの長さを、その点におけるウレタン樹脂層の厚さとし、上記2点A、B間の全ての点において測定した厚さの平均値をいう。
上記2点A、B間のウレタン樹脂層が設けられていない部分は、例えば、点Aから上記ウレタン樹脂被覆領域3表面におろした垂線の足C(図1(b)のC)と、点Bから上記ウレタン樹脂被覆領域3表面におろした垂線の足D(図1(b)のD)とを結んだ、タイヤ外表面上の線αの長さ(100%)に対して、該線α上のウレタン樹脂層1が設けられていない部分(線αがタイヤ外表面上にある部分)の長さが、40%以下が好ましく、より好ましくは20%以下である。中でも、該線α上に、ウレタン樹脂層1が設けられていない部分がないことが好ましい。
また、該線α上のウレタン樹脂層1が設けられていない部分の長さは、ゴム層2とウレタン樹脂層1との接着強度の観点から、例えば、200μm未満であることが好ましい。
なお、上記2点C、D間のウレタン樹脂層の最低膜厚dは、2点A、Bを含むタイヤ幅方向断面において、上述のウレタン樹脂層の平均厚さを求める際の、厚さの最小値である(図1(b)参照)。
本発明の、タイヤの製造方法は、(i)未加硫ゴム(未加硫タイヤ)表面上にウレタン樹脂発泡体を積層して加硫する方法である。例えば、前述した実施形態の本発明のタイヤは、加硫時にウレタン樹脂がゴム層2表面に入り込みやすく、ウレタン樹脂とタイヤのゴムとが複雑に絡み合い、上記Y/Xが大きくなり、アンカー効果が得られて、ゴム層表面とウレタン樹脂層との接着の強度が向上する観点から、上記本発明の、タイヤの製造方法により製造することが好ましい。
ただし、本発明のタイヤは、(ii)未加硫ゴム(未加硫タイヤ)表面上にウレタン樹脂シートを積層して加硫する方法等で製造してもよい。
なお、成型加硫後のタイヤの表面にウレタン樹脂層を設けた場合、加硫タイヤの表面(ゴム層表面)がほぼ平坦となり、ゴム層とウレタン樹脂層とが複雑に絡まず、接着の強度が不十分となるおそれがある。
なお、発泡倍率は、「発泡前の密度/発泡後の密度」をいう。即ち、「ウレタン樹脂発泡体を形成する組成物から発泡剤を除いた組成物の密度/ウレタン樹脂発泡体の密度」をいう。なお、発泡体の体積は、JIS K 7222に準拠して測定される体積をいう。
なお、上記密度は、JIS K 7222に準拠して測定される値をいう。
密度100kg/m3、発泡倍率10倍、厚さ1.0mmのウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトSF HZ80」、ブリヂストンケミテック社製)を、未加硫タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)のタイヤ全外表面上に積層し、加硫して、タイヤ全外表面のゴム層上にウレタン樹脂層を有するウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度64kg/m3、発泡倍率15倍、厚さ0.8mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトSP」、ブリヂストンケミテック社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度32kg/m3、発泡倍率31倍、厚さ0.8mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトBJ」、ブリヂストンケミテック社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度100kg/m3、発泡倍率10倍、厚さ0.5mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトSF HZ80」、ブリヂストンケミテック社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度32kg/m3、発泡倍率31倍、厚さ3.2mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトBJ」、ブリヂストンケミテック社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度64kg/m3、発泡倍率15倍、厚さ1.2mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトSP」、ブリヂストンケミテック社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度100kg/m3、発泡倍率10倍、厚さ2.0mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトSF HZ80」、ブリヂストンケミテック社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
密度100kg/m3、厚さ1.0mmの連続気泡構造を有するウレタン樹脂発泡体(エステル系ウレタン、商品名「エバーライトSF HZ80」、ブリヂストンケミテック社製)を一度熱でプレスしてえられた、密度1000kg/m3、厚さ0.1mmのウレタン樹脂シートを、未加硫タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)のタイヤ全外表面上に積層し、加硫して、タイヤ全外表面のゴム層上にウレタン樹脂層を有するウレタン樹脂被覆タイヤを製造した。
未加硫タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を、そのまま加硫して、ウレタン樹脂層がないタイヤを製造した。
実施例及び比較例で得られたウレタン樹脂被覆タイヤ及びタイヤについて、下記の測定を行った。
タイヤから厚み2mmのシートを切り出し、室温(25℃)条件下で、シートの厚み方向の断面に微小硬度計(フィッシャーインストルメンツ社製)を用い、ゴムおよびウレタン樹脂のユニバーサル硬さ(押し込み力N/受圧部の面積mm2)を測定した。そして、あらかじめ測定したユニバーサル硬度と弾性率の標準曲線により、弾性率の値を換算した。
実施例1〜7及び比較例1で得られたウレタン樹脂被覆タイヤについて、タイヤ幅方向に切断し、タイヤ幅方向断面の切断面を撮影した。得られた画像において、ウレタン樹脂被覆領域におけるゴム層とウレタン樹脂層との界面上の2点a、bを、線分abの長さが1mmとなるようにそれぞれ定め、上記2点a、b間のウレタン樹脂層の平均厚さを測定した。また、上記ab間のウレタン樹脂層の厚さが最も薄い部分の厚さを測定した。
実施例1〜7及び比較例1で得られたウレタン樹脂被覆タイヤについて、タイヤ幅方向に切断し、タイヤ幅方向断面の切断面を撮影した。得られた画像において、ウレタン樹脂被覆領域におけるゴム層とウレタン樹脂層との界面上の2点a、bを、線分abの長さが1mmとなるように定め、2点a、b間の界面の長さy(mm)を測定した。そして、下記式により、線分abの長さXとab間の界面の長さYとの比(Y/X)を算出した。
Y/X=ab間の界面の長さ/ab間の長さ=y/1
実施例及び比較例で得られたウレタン樹脂被覆タイヤ及びタイヤを切り出し、JIS K6259に従って、オゾンウェザーメーター(商品名「OMS−H」、スガ試験機社製)を用いて、温度40℃、引張り歪み30%、オゾン濃度50pphmの条件で、暴露した。7日間経過後、タイヤ外表面のウレタン樹脂被覆領域(比較例2ではタイヤ外表面)を観察し、JIS K6259に従って、下記の基準で耐亀裂性を評価した。
(基準)
0:亀裂なし
1:肉眼では見えないが、10倍の拡大鏡を用いると亀裂が観察できる
2:肉眼で亀裂が観察できる
3:亀裂が深くて比較的大きい(1mm未満)
4:亀裂が深くて大きい(1mm以上3mm未満)
5:3mm以上の亀裂または切断を起こしそうなもの
実施例1〜7及び比較例1で得られたウレタン樹脂被覆タイヤを、ドラム上で1万km走行させた。走行後、タイヤ外表面からウレタン樹脂層の剥れがあるものを「剥れあり」、剥れがないものを「剥れなし」と評価した。
2 ゴム層
3 ウレタン樹脂被覆領域
A ウレタン樹脂被覆領域におけるゴム層とウレタン樹脂層との界面上の点
B ウレタン樹脂被覆領域におけるゴム層とウレタン樹脂層との界面上の点
X 線分ABの長さ
Y AB間の界面の長さ
d AB間におけるウレタン樹脂層の最低膜厚
Claims (4)
- タイヤ外表面部分の少なくとも一部の領域に、ゴム層と、該ゴム層を被覆しタイヤ外表面を形成するウレタン樹脂層と、からなるウレタン樹脂被覆領域が、形成されたタイヤであって、
タイヤ幅方向断面において、前記ウレタン樹脂被覆領域内に、前記ゴム層と前記ウレタン樹脂層との界面上の2点A、Bであって、線分ABの長さをX、AB間の前記界面の長さをYとしたとき、X≧1mmかつY/X≧1.1となるような、2点A、Bが存在し(ただし、線分ABがタイヤの外部を通過する2点を除く)、
前記ゴム層の弾性率αと、前記ウレタン樹脂層の弾性率βとが、α/β<1/3の場合、前記ウレタン樹脂層の平均厚さが15〜40μmであり、α/β≧1/3の場合、前記ウレタン樹脂層の平均厚さが40μmより大きい、
ことを特徴とする、タイヤ。 - 前記ウレタン樹脂被覆領域が、トレッド部及び/又はサイドウォール部のタイヤ外表面部分の少なくとも一部の領域に形成された、請求項1に記載のタイヤ。
- 請求項1又は2に記載のタイヤを製造する方法であって、
未加硫ゴム表面上にウレタン樹脂発泡体を積層し、加硫することを特徴とする、タイヤの製造方法。 - 前記ウレタン樹脂発泡体の発泡倍率が4倍以上である、請求項3に記載のタイヤの製造方法。
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