JP6669459B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑み、リム組み性、耐圧性及び耐低温衝撃性に優れるタイヤを提供することを課題とする。
<2>前記スチレン含有エラストマーが、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体(SEBS)及びスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体(SEPS)からなる群より選択される少なくとも1種である、<1>に記載のタイヤ。
<3>前記エチレン・プロピレンゴムは、前記融点が160℃以上であるポリプロピレン中に分散した状態である<1>又は<2>に記載のタイヤ。
<4>前記樹脂組成物がさらにポリエチレンを含む、<1>〜<3>のいずれか1項に記載のタイヤ。
<5>融点が160℃以上であるポリプロピレンと、エチレン・プロピレンゴムと、スチレン含有エラストマーと、を含み、前記融点が160℃以上であるポリプロピレンの含有率が樹脂組成物全体の60質量%以下であり、スチレン成分の含有率が樹脂組成物全体の4.0質量%以上である樹脂組成物で被覆された補強部材をさらに含む、<1>〜<4>のいずれか1項に記載のタイヤ。
本明細書において「工程」との語には、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その目的が達成されるものであれば、当該工程も本用語に含まれる。
本明細書において「樹脂(樹脂成分)」とは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含む概念であり、加硫ゴムはこれに含まれない。
融点が160℃以上であるポリプロピレンには、プロピレンのホモポリマー(ホモポリプロピレン)及びプロピレンと2モル%以下の他のモノマーとのコポリマーであって、融点が160℃以上であるものが含まれる。本発明の効果を充分に達成する観点からは、融点が160℃以上であるポリプロピレンはプロピレンのホモポリマーであることが好ましい。融点が160℃以上であるポリプロピレンは、1種を単独で用いても、組成、重量平均分子量等が異なる2種以上を併用してもよい。
樹脂組成物中のポリプロピレンの融点も同様にして測定することができる。すなわち、示差走査熱量計を用いて樹脂組成物のサンプルを10℃/minで昇温し、ポリプロピレンに相当する溶解熱量を測定し、融点を算出することができる。
不溶部に融点が160℃以上であるポリプロピレン以外の成分(ポリエチレン等)が含まれている場合は、不溶部中のポリプロピレンの割合をNMRで算出可能である。すなわち、13C NMRで溶媒にオルトジクロロベンゼン(ODCB)/重ベンゼン(C6D6)=4/1を使用し、プロピレンに相当する20〜23ppmの範囲のピークと、それ以外の成分に相当するピーク(ポリエチレンの場合は30〜31ppmの範囲のピーク)の積分値を求め、不溶部中のポリプロピレンの割合を算出することができる。
エチレン・プロピレンゴム(EPR)は、少なくともエチレンとプロピレンを共重合成分に含むゴムであれば特に制限されない。具体的には、エチレン・プロピレンゴム(EPM)並びにエチレン、プロピレン及びジエンモノマーの共重合体であるエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)が挙げられる。エチレン・プロピレンゴムは、1種を単独で用いても、組成、重量平均分子量等が異なる2種以上を併用してもよい。
スチレン含有エラストマーは、スチレン成分(スチレンに由来する構成単位)を含むエラストマーであれば特に制限されない。例えば、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SIS)、スチレン−イソプレンブロック共重合体(SBS)、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体(SEBS)、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体(SEPS)等が挙げられる。耐低温衝撃性の観点からは、SEBS及びSEPSからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。スチレン含有エラストマーは、1種を単独で用いても、組成、重量平均分子量等が異なる2種以上を併用してもよい。
樹脂組成物は、融点が160℃以上であるポリプロピレン、エチレン・プロピレンゴム及びスチレン含有エラストマー以外に、ポリエチレンを含んでもよい。本明細書においてポリエチレンには、エチレンのホモポリマーと、エチレンと他のモノマー(1−オクテン、1−ブテン、1−ヘキセン等)とのコポリマーとが含まれる。ポリエチレンは1種を単独で用いても、組成、重量平均分子量等が異なる2種以上を併用してもよい。
樹脂組成物は、融点が160℃以上であるポリプロピレン、エチレン・プロピレンゴム、スチレン含有エラストマー及びポリエチレン以外の成分を含んでもよい。例えば、融点が160℃以上であるポリプロピレン及びポリエチレン以外のポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)などの樹脂成分が挙げられる。
樹脂組成物は、充填材、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、補強剤等の樹脂成分以外の添加剤を含んでもよい。
本明細書において樹脂組成物の引張弾性率は、JIS K7113:1995に準拠して測定した値である。
図1Aは、本実施形態のタイヤ10の一部の断面を示す斜視図である。図1Bは、本実施形態のタイヤ10をリムに装着したときのビード部の断面図である。図1Aに示すように、タイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
図1Aに示すように、タイヤ10は、図1Bに示すリム20のビードシート21およびリムフランジ22に接触する1対のビード部12と、ビード部12からタイヤ径方向外側に延びるサイド部14と、一方のサイド部14のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部14のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部16(外周部)と、からなるタイヤケース17を備えている。
タイヤケース17を構成する樹脂組成物よりもシール性に優れた材料としては、タイヤケース17を構成する樹脂組成物よりも軟質な材料、例えばゴム、樹脂組成物よりも軟質な熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。
ゴムとしては、従来一般のゴム製の空気入りタイヤのビード部外面に用いられているゴムと同種のゴムが挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂、これらの熱可塑性樹脂の混合物、これらの熱可塑性樹脂とゴム又は熱可塑性エラストマーとの混合物等が挙げられる。
熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、これらの熱可塑性エラストマーの混合物、これらの熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂又はゴムとの混合物等が挙げられる。
本実施形態では、被覆用樹脂材料27としてタイヤケース17を形成する樹脂組成物と同じ樹脂組成物を用いているが、他の熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを用いてもよい。補強コード26は、クラウン部16との接触部分において、溶接、接着剤による接着等の方法で接合されている。なお、補強コード26は、被覆用樹脂材料27で被覆されていない状態のスチールコード等であってもよい。
(タイヤケース成形工程)
まず、薄い金属の支持リングに支持されたタイヤケース半体同士を互いに向かい合わせる。次いで、タイヤケース半体の突き当て部分の外周面と接するように接合金型を設置する。接合金型は、タイヤケース半体の接合部(突き当て部分)周辺を所定の圧力で押圧するように構成されている。次いで、タイヤケース半体の接合部周辺を、タイヤケースを構成する樹脂組成物の融点以上の温度で押圧することで、接合部が溶融し、タイヤケース半体同士が融着して一体となり、タイヤケース17が形成される。
本実施形態では、接合金型を用いてタイヤケース半体の接合部を加熱したが、本発明はこれに限定されず、例えば、別に設けた高周波加熱機等によって接合部を加熱したり、予め熱風、赤外線の照射等によって軟化または溶融させ、接合金型によって加圧してタイヤケース半体を接合させてもよい。
次に、補強コード26をタイヤケース17に巻回する巻回工程について、図3を用いて説明する。図3は、コード加熱装置、およびローラ類を用いてタイヤケース17のクラウン部に補強コード26を埋設する動作を説明するための説明図である。
図3において、コード供給装置56は、補強コード26を巻き付けたリール58と、リール58のコード搬送方向下流側に配置されたコード加熱装置59と、補強コード26の搬送方向下流側に配置された第1のローラ60と、第1のローラ60をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第1のシリンダ装置62と、第1のローラ60の補強コード26の搬送方向下流側に配置される第2のローラ64と、第2のローラ64をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第2のシリンダ装置66と、を備えている。第2のローラ64は、金属製の冷却用ローラとして利用することができる。
本実施形態において、第1のローラ60または第2のローラ64の表面は、溶融または軟化した被覆用樹脂材料27の付着を抑制するための処理(例えば、フッ素樹脂コーティング)が施されているが、ローラ自体を被覆用樹脂材料27が付着しにくい材料から形成してもよい。なお、本実施形態では、コード供給装置56は、第1のローラ60または第2のローラ64の2つのローラを有しているが、何れか一方のローラのみを有していてもよい。
次に、図示を省略するブラスト装置にて、タイヤケース17の外周面17Sに向け、タイヤケース17側を回転させながら、外周面17Sへ投射材を高速度で射出する。射出された投射材は、外周面17Sに衝突し、この外周面17Sに算術平均粗さRaが0.05mm以上となる微細な粗化凹凸96を形成する。タイヤケース17の外周面17Sに微細な粗化凹凸96が形成されることで、外周面17Sが親水性となり、後述する接合剤の濡れ性が向上する。
次に、粗化処理を行なったタイヤケース17の外周面17Sに、クッションゴム29を接合するための接合剤を塗布する。接合剤は特に制限されず、トリアジンチオール系接着剤、塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤、ゴム系接着剤等を用いることができるが、クッションゴム29が加硫できる温度(90℃〜140℃)で反応するものであることが好ましい。
次に、生タイヤケースを加硫缶やモールドに収容して加硫する。このとき、粗化処理によってタイヤケース17の外周面17Sに形成された粗化凹凸96に未加硫のクッションゴム29が流れ込む。そして、加硫が完了すると、粗化凹凸96に流れ込んだクッションゴム29により、アンカー効果が発揮されて、タイヤケース17とクッションゴム29との接合強度が向上する。すなわち、クッションゴム29を介してタイヤケース17とトレッド30との接合強度が向上する。
上述の実施形態に示した構成を有する実施例及び比較例のタイヤを、公知の方法により作製した。タイヤのサイズは165/45 R16とした。
「J762HP」は、株式会社プライムポリマー製のホモポリプロピレン中にエチレン・プロピレンゴムとポリエチレンが分散した状態のブロックコポリマー(ホモポリプロピレン含有率:82質量%)である。
「J700GP」は、株式会社プライムポリマー製のプロピレン単独重合体(ホモポリマー)である。
「J721GP」は、株式会社プライムポリマー製のプロピレン・エチレン共重合体(ランダムコポリマー、プロピレン比率:97質量%)である。
「S2004」は、株式会社クラレ製の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(SEPS、商品名「セプトンS2004」、スチレン比率:18質量%)である。
「H1052」は、旭化成株式会社製の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(SEBS、商品名「タフテックH1052」、スチレン比率:20質量%)である。
「H1221」は、旭化成株式会社製の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(SEBS、商品名「タフテックH1221」、スチレン比率:12質量%)である。
実施例及び比較例で用いた樹脂組成物について、JIS K7111−1:2006に準拠して耐低温衝撃性試験を実施した。試験は、測定温度:−30℃、ハンマー重量:2Jの条件で実施し、結果を下記基準によって評価した。樹脂組成物が破断した状態となった場合に「壊れた」と判断した。
A:衝撃値40kJ/m2では壊れなかった。
B:衝撃値1kJ/m2を超え40kJ/m2以下で壊れた。
C:衝撃値0kJ/m2を超え1kJ/m2以下で壊れた。
−30℃の雰囲気の中、空気圧140kPaで、80km/hの速度に相当する回転ドラム上に、実施例及び比較例で作製したタイヤを加重6kNで押し付けて10,000km走行させた。そして、走行後のタイヤがエア漏れしているか、内面観察にて損傷が確認されたか、の2つの観点から耐低温衝撃性の評価を行った。
A・・・エア漏れおよびタイヤ骨格体内面における亀裂及び白化は見られなかった。
B・・・エア漏れはしていないが、タイヤ骨格体の内面に亀裂及び白化が確認された
C・・・走行後にエア漏れが確認された。
実施例及び比較例で作製したタイヤをリムに装着し、下記基準によってリム組み性の評価を行った。
A・・・エアシール性が確保できた。
B・・・エアシール性が確保できなかった。
実施例及び比較例で作製したタイヤをリムに装着し、タイヤ内に圧力を掛けて空気を充填し、タイヤが破裂したときの圧力を測定し、下記基準によって耐圧性の評価を行った。
A・・・タイヤ骨格体が内圧300kPaでも壊れなかった。
B・・・タイヤ骨格体が内圧300kPa以下で壊れた。
ポリプロピレンの含有率が樹脂組成物全体の60質量を超える比較例1、及びスチレン含有エラストマーを含まない樹脂組成物を用いた比較例2〜4では、耐低温衝撃性、リム組み性及び耐圧性のいずれの評価も実施例より低かった。
プロピレンのブロックコポリマーの代わりにプロピレンのホモポリマーを用い、かつスチレン含有エラストマーを含む比較例5では、耐低温衝撃性は向上したが実施例の評価よりは低く、リム組み性及び耐圧性の評価は実施例より低かった。
プロピレンのブロックコポリマーの代わりにプロピレンのランダムコポリマーを用い、かつスチレン含有エラストマーを含む比較例6では、リム組み性及び耐圧性の評価が実施例並みに高かったが、耐低温衝撃性の評価は実施例より低かった。
スチレン成分の含有率が5質量%より少ない比較例7では、リム組み性及び耐圧性の評価が実施例並みに高かったが、耐低温衝撃性の評価は実施例より低かった。
Claims (4)
- 融点が160℃以上であるポリプロピレンと、エチレン・プロピレンゴムと、スチレン含有エラストマーと、を含み、前記融点が160℃以上であるポリプロピレンの含有率が樹脂組成物全体の60質量%以下であり、スチレン成分の含有率が樹脂組成物全体の5質量%以上であり、前記エチレン・プロピレンゴムは前記融点が160℃以上であるポリプロピレン中に分散した状態である樹脂組成物を含む、環状のタイヤ骨格体を含むタイヤ。
- 前記スチレン含有エラストマーが、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体(SEBS)及びスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体(SEPS)からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記樹脂組成物がさらにポリエチレンを含む、請求項1又は請求項2に記載のタイヤ。
- 融点が160℃以上であるポリプロピレンと、エチレン・プロピレンゴムと、スチレン含有エラストマーと、を含み、前記融点が160℃以上であるポリプロピレンの含有率が樹脂組成物全体の60質量%以下であり、スチレン成分の含有率が樹脂組成物全体の5質量%以上である樹脂組成物で被覆された補強部材をさらに含む、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ。
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