JP6845214B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、リムに装着されるタイヤに係り、例えば、少なくとも一部が樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤに関する。
従来、乗用車等の車両には、ゴム、有機繊維材料、スチール部材などから構成された空気入りタイヤが用いられている。
近年では、軽量化や、成形の容易さ、リサイクルのしやすさから、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーなどの高分子化合物を含む樹脂材料をタイヤの材料として用いることが検討されている。
近年では、軽量化や、成形の容易さ、リサイクルのしやすさから、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーなどの高分子化合物を含む樹脂材料をタイヤの材料として用いることが検討されている。
熱可塑性の高分子材料(熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂等)は、射出成形が可能であるなど、生産性の向上の観点から有利な点が多い。例えば、前記熱可塑性の高分子材料として熱可塑性エラストマーを用いて製造されたタイヤが提案されている(特許文献1参照)。
タイヤがゴム部材を有する場合、タイヤの生産性を向上させる観点から、高温かつ短時間で加硫を行うことが求められる。しかし、従来の樹脂材料から形成されるタイヤ骨格体を有するタイヤに対して、高温で加硫を行うと樹脂材料が溶融しタイヤの形状を保つことが難しいことがある。
高温での加硫に耐え得る樹脂材料は、例えば樹脂材料の融点を上げることで得られる。特に、樹脂材料が熱可塑性エラストマーを含む場合、高温での加硫に耐える樹脂材料を得るためには、熱可塑性エラストマー中のハードセグメントの比率を多くしてもよく、あるいはハードセグメントの融点を上げてもよい。
高温での加硫に耐え得る樹脂材料は、例えば樹脂材料の融点を上げることで得られる。特に、樹脂材料が熱可塑性エラストマーを含む場合、高温での加硫に耐える樹脂材料を得るためには、熱可塑性エラストマー中のハードセグメントの比率を多くしてもよく、あるいはハードセグメントの融点を上げてもよい。
ところが、熱可塑性エラストマー中のハードセグメントの比率を多くする又はハードセグメント自体の融点を上げると、熱可塑性エラストマーを含む樹脂材料の弾性率も上がり、このような樹脂材料を用いると、タイヤとした際の硬さが上がるため、乗り心地性に劣るタイヤとなる場合がある。
本発明は、前記事情を踏まえ、高温短時間の加硫が可能であり、乗り心地性に優れるタイヤを提供することを課題とする。
上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の態様が含まれる。
[1]熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有し、前記樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、前記熱可塑性エラストマーが、ソフトセグメントと、ポリアミドに由来するハードセグメントと、を有し、前記ハードセグメントは、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たすタイヤ。
[1]熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有し、前記樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、前記熱可塑性エラストマーが、ソフトセグメントと、ポリアミドに由来するハードセグメントと、を有し、前記ハードセグメントは、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たすタイヤ。
Y=250X+A 式1
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3
本発明によれば、高温短時間での加硫が可能であり、乗り心地性に優れるタイヤが提供される。
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
なお、本明細書において、「樹脂」とは、熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)及び熱硬化性樹脂を含む概念であり、加硫ゴムは含まない。
また、「ゴム」とは、弾性を有する高分子化合物であるが、本明細書では、熱可塑性エラストマーとは区別される。
また、「ゴム」とは、弾性を有する高分子化合物であるが、本明細書では、熱可塑性エラストマーとは区別される。
また、「熱可塑性エラストマー」とは、弾性を有する高分子化合物であって、結晶性で融点の高いハードセグメント若しくは高い凝集力のハードセグメントを構成するポリマーと、非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーとを有する共重合体を意味する。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、「工程」との語は、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、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
また、「乗り心地性」は、日本自動車タイヤ協会(JATMA)の「JATMA YEAR BOOK」に定められた標準リム(7JJ)に取り付けたタイヤを、空気圧230kPa、タイヤ負荷荷重4165Nにて平板上に接地させ、タイヤ径方向の最大変位(縦ばね指数)を測定した値によって算出するものである。本発明においては数値が高い程乗心地性に優れる。
≪タイヤ≫
本発明のタイヤは、熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有し、前記樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、前記熱可塑性エラストマーが、ソフトセグメントと、ポリアミドに由来するハードセグメントと、を有し、前記ハードセグメントは、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たす。以下、前記熱可塑性エラストマーを「特定熱可塑性エラストマー」ともいう。また、前記ハードセグメントを「特定ハードセグメント」ともいう。
Y=250X+A 式1
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3
本発明のタイヤは、熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有し、前記樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、前記熱可塑性エラストマーが、ソフトセグメントと、ポリアミドに由来するハードセグメントと、を有し、前記ハードセグメントは、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たす。以下、前記熱可塑性エラストマーを「特定熱可塑性エラストマー」ともいう。また、前記ハードセグメントを「特定ハードセグメント」ともいう。
Y=250X+A 式1
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3
本発明は、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成される環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤにおいて、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、かつ、特定熱可塑性エラストマー中のハードセグメントを上記の特定ハードセグメントとすることで、高温短時間での加硫が可能であり、乗り心地性に優れたタイヤとすることが可能となると考えられる。
すなわち、特定熱可塑性エラストマー中のハードセグメントであるポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値に応じてハードセグメントの分子量を特定の範囲とすることで、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えつつ、融点を上げることができると考えられる。この理由により、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料を用いたタイヤは硬くなりすぎず、乗り心地性に優れると考えられる。さらに、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であると、タイヤの形状を保ちつつも高温短時間での加硫が可能となると考えられる。
すなわち、特定熱可塑性エラストマー中のハードセグメントであるポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値に応じてハードセグメントの分子量を特定の範囲とすることで、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えつつ、融点を上げることができると考えられる。この理由により、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料を用いたタイヤは硬くなりすぎず、乗り心地性に優れると考えられる。さらに、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であると、タイヤの形状を保ちつつも高温短時間での加硫が可能となると考えられる。
<タイヤ骨格体>
本発明のタイヤは、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体を有する。
タイヤ骨格体として特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料を用いることで、従来のゴム製タイヤと比して遜色のない性能を実現しつつ、且つ従来のゴム製タイヤに比べて高い、タイヤの製造効率を実現できる。
本発明のタイヤは、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体を有する。
タイヤ骨格体として特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料を用いることで、従来のゴム製タイヤと比して遜色のない性能を実現しつつ、且つ従来のゴム製タイヤに比べて高い、タイヤの製造効率を実現できる。
[樹脂材料]
樹脂材料は、特定熱可塑性エラストマーの少なくとも1種を含有し、荷重たわみ温度が150℃以上である。
樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であることで、高温短時間の加硫を行ってもタイヤ骨格体の形状を維持することができる。
荷重たわみ温度は、JIS K 7191−2:2007又はASTM D648に準拠して測定される値である。
上記と同様の観点から、樹脂材料の荷重たわみ温度は、165℃以上が好ましく、175℃以上がより好ましい。荷重たわみ温度の上限は特に限定されないが、成形性の観点からは、230℃以下が好ましい。
樹脂材料は、特定熱可塑性エラストマーの少なくとも1種を含有し、荷重たわみ温度が150℃以上である。
樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であることで、高温短時間の加硫を行ってもタイヤ骨格体の形状を維持することができる。
荷重たわみ温度は、JIS K 7191−2:2007又はASTM D648に準拠して測定される値である。
上記と同様の観点から、樹脂材料の荷重たわみ温度は、165℃以上が好ましく、175℃以上がより好ましい。荷重たわみ温度の上限は特に限定されないが、成形性の観点からは、230℃以下が好ましい。
(特定熱可塑性エラストマー)
樹脂材料は前述の特定熱可塑性エラストマーを少なくとも1種を含有する。樹脂材料が特定熱可塑性エラストマーを含有することで、タイヤ骨格体を高温短時間で加硫を行っても、タイヤとした際の乗り心地性に優れ、かつ、タイヤ骨格体の変形が抑制される。
特定熱可塑性エラストマーは、ソフトセグメントと、特定ハードセグメントと、を有する。特定熱可塑性エラストマーが特定ハードセグメントを有することで、タイヤとした際に硬くなりすぎず、乗り心地性に優れたタイヤが得られる。
特定熱可塑性エラストマーの構成は、ハードセグメントとして、少なくとも特定ハードセグメントを有し、ソフトセグメントとして、他のポリマー(例えば、ポリエステル又はポリエーテル等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを有する構成が挙げられる。また、特定熱可塑性エラストマーは特定ハードセグメント及びソフトセグメントの他に、ジカルボン酸等の鎖長延長剤に由来の構造を有していてもよい。なおここで、「鎖長延長剤に由来の」とは、鎖長延長剤が有する官能基が他の分子と反応することにより鎖長延長剤と他の分子が結合し、鎖長延長剤の前記官能基以外の部分が結合後の分子(特定熱可塑性エラストマー)の一部分を形成していることを指す。
樹脂材料は前述の特定熱可塑性エラストマーを少なくとも1種を含有する。樹脂材料が特定熱可塑性エラストマーを含有することで、タイヤ骨格体を高温短時間で加硫を行っても、タイヤとした際の乗り心地性に優れ、かつ、タイヤ骨格体の変形が抑制される。
特定熱可塑性エラストマーは、ソフトセグメントと、特定ハードセグメントと、を有する。特定熱可塑性エラストマーが特定ハードセグメントを有することで、タイヤとした際に硬くなりすぎず、乗り心地性に優れたタイヤが得られる。
特定熱可塑性エラストマーの構成は、ハードセグメントとして、少なくとも特定ハードセグメントを有し、ソフトセグメントとして、他のポリマー(例えば、ポリエステル又はポリエーテル等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを有する構成が挙げられる。また、特定熱可塑性エラストマーは特定ハードセグメント及びソフトセグメントの他に、ジカルボン酸等の鎖長延長剤に由来の構造を有していてもよい。なおここで、「鎖長延長剤に由来の」とは、鎖長延長剤が有する官能基が他の分子と反応することにより鎖長延長剤と他の分子が結合し、鎖長延長剤の前記官能基以外の部分が結合後の分子(特定熱可塑性エラストマー)の一部分を形成していることを指す。
−特定ハードセグメント−
特定熱可塑性エラストマーにおけるハードセグメントは、ポリアミドに由来し、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たすハードセグメント(特定ハードセグメント)である。なおここで、「ポリアミドに由来し」とは、ポリアミドが有する官能基が他の分子と反応することによりポリアミドと他の分子が結合し、ポリアミドの前記官能基以外の部分が結合後の分子(特定熱可塑性エラストマー)の一部分を形成していることを指す。このため、前記ハードセグメントはアミド構造を含んでいるポリマーともいえる。
特定熱可塑性エラストマーにおけるハードセグメントは、ポリアミドに由来し、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たすハードセグメント(特定ハードセグメント)である。なおここで、「ポリアミドに由来し」とは、ポリアミドが有する官能基が他の分子と反応することによりポリアミドと他の分子が結合し、ポリアミドの前記官能基以外の部分が結合後の分子(特定熱可塑性エラストマー)の一部分を形成していることを指す。このため、前記ハードセグメントはアミド構造を含んでいるポリマーともいえる。
Y=250X+A 式1
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3
式1は、ハードセグメントの分子量Yとポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと切片Aとの関係を表す等式である。
式2は、式1中のXの範囲を示す不等式である。
式3は、式1中のAの範囲を示す不等式である。
式2は、式1中のXの範囲を示す不等式である。
式3は、式1中のAの範囲を示す不等式である。
なお、ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数は、核磁気共鳴(NMR)測定により分子構造を解析することで求めることができる。
特定熱可塑性エラストマーにおけるハードセグメントが、上記の式1、式2、及び式3を満たすことで、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えつつ、特定熱可塑性エラストマーの融点が上がる。そのため、特定熱可塑性エラストマーを含むタイヤ骨格体は、高温短時間の加硫が可能であり、該タイヤ骨格体を備えるタイヤは乗り心地性にも優れる。
上記と同様の観点から、特定熱可塑性エラストマーにおけるハードセグメントは、式1中のAが下記式4を満たすことが好ましく、下記式5を満たすことがより好ましい。
−750≦A≦1250 式4
−500≦A≦1000 式5
−750≦A≦1250 式4
−500≦A≦1000 式5
−−特定ハードセグメントの分子量−−
特定ハードセグメントの分子量は、上述のようにポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値によって異なる。
例えば、ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値が6の場合、特定ハードセグメントの分子量は、500〜3,000が好ましく、750〜2,750がより好ましく、1,000〜2,500がさらに好ましい。
また、例えば、ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値が12の場合、特定ハードセグメントの分子量は、2,000〜4,500が好ましく、2,250〜4250がより好ましく、2,500〜4,000がさらに好ましい。
特定ハードセグメントの分子量は、上述のようにポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値によって異なる。
例えば、ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値が6の場合、特定ハードセグメントの分子量は、500〜3,000が好ましく、750〜2,750がより好ましく、1,000〜2,500がさらに好ましい。
また、例えば、ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値が12の場合、特定ハードセグメントの分子量は、2,000〜4,500が好ましく、2,250〜4250がより好ましく、2,500〜4,000がさらに好ましい。
分子量としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される数平均分子量の値を採用する。例えば、測定装置としては東ソー株式会社製の「HLC−8320GPC EcoSEC」等のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いることができる。
前記特定ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、例えば、下記一般式(1)または一般式(2)で表されるモノマーによって生成されるポリアミドを挙げることができる。
一般式(1)
一般式(1)中、R1は、炭素数2〜20の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数2〜20のアルキレン基)を表す。
一般式(2)
一般式(2)中、R2は、炭素数3〜20の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数3〜20のアルキレン基)を表す。
一般式(1)中、R1としては、炭素数3〜18の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数3〜18のアルキレン基)が好ましく、炭素数4〜15の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数4〜15のアルキレン基)が更に好ましく、炭素数10〜15の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数10〜15のアルキレン基)が一層好ましい。また、一般式(2)中、R2としては、炭素数3〜18の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数3〜18のアルキレン基)が好ましく、炭素数4〜15の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数4〜15のアルキレン基)が更に好ましく、炭素数10〜15の炭化水素の分子鎖(例えば、炭素数10〜15のアルキレン基)が一層好ましい。
前記一般式(1)または一般式(2)で表されるモノマーとしては、ω−アミノカルボン酸やラクタムが挙げられる。また、前記特定ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、これらω−アミノカルボン酸やラクタムの重縮合体や、ジアミンとジカルボン酸との共縮重合体等が挙げられる。
前記一般式(1)または一般式(2)で表されるモノマーとしては、ω−アミノカルボン酸やラクタムが挙げられる。また、前記特定ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、これらω−アミノカルボン酸やラクタムの重縮合体や、ジアミンとジカルボン酸との共縮重合体等が挙げられる。
前記ω−アミノカルボン酸としては、6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、8−アミノオクタン酸、10−アミノカプリン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸などの炭素数5〜20の脂肪族ω−アミノカルボン酸等を挙げることができる。また、ラクタムとしては、ラウリルラクタム、ε−カプロラクタム、ウデカンラクタム、ω−エナントラクタム、2−ピロリドンなどの炭素数5〜20の脂肪族ラクタムなどを挙げることができる。
前記ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、3−メチルペンタメチレンジアミン、メタキシレンジアミンなどの炭素数2〜20の脂肪族ジアミンなどのジアミン化合物を挙げることができる。また、ジカルボン酸は、HOOC−(R3)m−COOH(R3:炭素数3〜20の炭化水素、m:0又は1)で表すことができ、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの炭素数2〜20 の脂肪族ジカルボン酸を挙げることができる。
前記特定ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、ラウリルラクタム、ε−カプロラクタム又はウンデカンラクタムを開環重縮合したポリアミドを好ましく用いることができる。
前記ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、3−メチルペンタメチレンジアミン、メタキシレンジアミンなどの炭素数2〜20の脂肪族ジアミンなどのジアミン化合物を挙げることができる。また、ジカルボン酸は、HOOC−(R3)m−COOH(R3:炭素数3〜20の炭化水素、m:0又は1)で表すことができ、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの炭素数2〜20 の脂肪族ジカルボン酸を挙げることができる。
前記特定ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、ラウリルラクタム、ε−カプロラクタム又はウンデカンラクタムを開環重縮合したポリアミドを好ましく用いることができる。
ポリアミドとしては、ε-カプロラクタムを開環重縮合したポリアミド(PA6)、デカンラクタムを開環重縮合したポリアミド(PA10)、ウンデカンラクタムを開環重縮合したポリアミド(PA11)、ラウリルラクタムを開環重縮合したポリアミド(PA12)、12−アミノドデカン酸を重縮合したポリアミド(PA12)、又はジアミンと二塩基酸との重縮合ポリアミド(PA66)、前記PA6とPA10との共重合体であるポリアミド(PA610)等を挙げることができる。入手のし易さ、本発明にて求められる性能等を考慮すると、PA6、PA12、及びPA11のうちの1つ又は複数をハードセグメントに用いることが好ましい。
PA6は、例えば、{CO−(CH2)5−NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA6のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは6である。
PA11は、例えば、{CO−(CH2)10−NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA11のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは11である。
PA12は、例えば、{CO−(CH2)11−NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA12のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは12である。
PA66は、例えば、{CO(CH2)4CONH(CH2)6NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA66のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは6である。
PA610は、例えば、{CO(CH2)8CONH(CH2)6NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA610のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは6である。
PA11は、例えば、{CO−(CH2)10−NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA11のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは11である。
PA12は、例えば、{CO−(CH2)11−NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA12のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは12である。
PA66は、例えば、{CO(CH2)4CONH(CH2)6NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA66のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは6である。
PA610は、例えば、{CO(CH2)8CONH(CH2)6NH}n(nは任意の繰り返し単位数を表す)で表すことができ、nとしては2〜100が好ましく、3〜50が更に好ましい。PA610のポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の最小値Xは6である。
特定熱可塑性エラストマー中の特定ハードセグメントの含有量は、特定熱可塑性エラストマー全量に対して、5質量%〜95質量%が好ましく、10質量%〜90質量%が更に好ましく、15質量%〜90質量%が一層好ましい。
−ソフトセグメント−
熱可塑性エラストマーにおけるソフトセグメントは、特に制限されない。ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリエーテルが挙げられ、具体的には、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)、ABA型トリブロックポリエーテル等が挙げられる。ここで、「ABA型トリブロックポリエーテル」とは、下記一般式(3)に示されるポリエーテルを意味する。
熱可塑性エラストマーにおけるソフトセグメントは、特に制限されない。ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリエーテルが挙げられ、具体的には、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)、ABA型トリブロックポリエーテル等が挙げられる。ここで、「ABA型トリブロックポリエーテル」とは、下記一般式(3)に示されるポリエーテルを意味する。
一般式(3)
一般式(3)中、x及びzは、それぞれ独立に、1〜20の整数を表す。yは、4〜50の整数を表す。
前記一般式(3)において、x及びzとしては、それぞれ、1〜18の整数が好ましく、1〜16の整数が更に好ましく、1〜14の整数が一層好ましく、1〜12の整数がより一層好ましい。また、前記一般式(3)において、yとしては、5〜45の整数が好ましく、6〜40の整数が更に好ましく、7〜35の整数が一層好ましく、8〜30の整数がより一層好ましい。
前記特定ハードセグメントと前記ソフトセグメントとの組合せとしては、上述で挙げた特定ハードセグメントとソフトセグメントとのそれぞれの組合せを挙げることができる。
中でも、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ポリエチレングリコールの組合せ、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ポリプロピレングリコールの組合せ、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ポリテトラメチレンエーテルグリコールの組合せ、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せ、が好ましく、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せがより好ましい。
ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリエチレングリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリプロピレングリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリテトラメチレンエーテルグリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せ、が好ましく、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せがより好ましい。
中でも、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ポリエチレングリコールの組合せ、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ポリプロピレングリコールの組合せ、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ポリテトラメチレンエーテルグリコールの組合せ、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せ、が好ましく、ε-カプロラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せがより好ましい。
ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリエチレングリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリプロピレングリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリテトラメチレンエーテルグリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せ、が好ましく、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せがより好ましい。
ソフトセグメントとしてポリプロピレングリコールを用いる場合、ポリプロピレングリコール誘導体の末端における官能基は、鎖長延長剤であるジカルボン酸のカルボキシ基と反応してポリプロピレングリコールとジカルボン酸とが結合するものであることが好ましく、例えばアミノ基等が挙げられる。
ポリプロピレングリコール誘導体としては、例えば、両末端が水酸基であるポリプロピレングリコールの末端にアンモニア等を反応させることによって得られるポリオキシプロピレンジアミン等が挙げられる。
以下、両末端が水酸基であるポリプロピレングリコールと前記ポリプロピレングリコール誘導体とを総称して「ポリプロピレングリコール」と称する場合がある。
ポリプロピレングリコール誘導体としては、例えば、両末端が水酸基であるポリプロピレングリコールの末端にアンモニア等を反応させることによって得られるポリオキシプロピレンジアミン等が挙げられる。
以下、両末端が水酸基であるポリプロピレングリコールと前記ポリプロピレングリコール誘導体とを総称して「ポリプロピレングリコール」と称する場合がある。
ポリプロピレングリコールは、公知の方法により製造することができる。具体的には、例えば、プロピレンオキシドをアニオン開環重合反応させることでポリプロピレングリコールが得られる。また、市販のポリプロピレングリコールを用いてソフトセグメントを形成してもよい。
−−ソフトセグメントの分子量−−
ソフトセグメントの分子量は、500〜12,000が好ましく、650〜6000がより好ましく、1000〜2000がさらに好ましい。
ソフトセグメントの分子量が500以上であると、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えることができる。一方、ソフトセグメントの分子量が12,000以下であると、特定熱可塑性エラストマーの成形性がより向上する。
ソフトセグメントの分子量は、500〜12,000が好ましく、650〜6000がより好ましく、1000〜2000がさらに好ましい。
ソフトセグメントの分子量が500以上であると、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えることができる。一方、ソフトセグメントの分子量が12,000以下であると、特定熱可塑性エラストマーの成形性がより向上する。
分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される数平均分子量の値を採用する。例えば、測定装置としては東ソー株式会社製の「HLC−8320GPC EcoSEC」等のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いることができる。
特定ハードセグメントとソフトセグメントとの分子量の比率は、特に限定されないが、ソフトセグメントの分子量に対する特定ハードセグメントの分子量の比率が、45/55〜90/10であることが好ましく、60/40〜80/20であることがより好ましく、60/40〜75/25であることがさらに好ましい。
ソフトセグメントの分子量に対する特定ハードセグメントの分子量の比率が、上限以下であると、熱可塑性エラストマーの成形性がより向上する。一方、ソフトセグメントの分子量に対する特定ハードセグメントの分子量の比率が下限以上であると、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えつつ、特定熱可塑性エラストマーの融点が上がる。
ソフトセグメントの分子量に対する特定ハードセグメントの分子量の比率が、上限以下であると、熱可塑性エラストマーの成形性がより向上する。一方、ソフトセグメントの分子量に対する特定ハードセグメントの分子量の比率が下限以上であると、特定熱可塑性エラストマーの弾性率の上昇を抑えつつ、特定熱可塑性エラストマーの融点が上がる。
特定熱可塑性エラストマー中のソフトセグメントの含有量は、熱可塑性エラストマー全量に対して、10質量%〜95質量%が好ましく、10質量%〜90質量%が更に好ましい。
−鎖長延長剤−
鎖長延長剤は、炭素数6以上20以下のジカルボン酸が好ましく、具体的には、例えば、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。これらを1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらの中でも鎖長延長剤としては、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、直鎖脂肪族ジカルボン酸がより好ましく、炭素数8以上20以下の直鎖脂肪族ジカルボン酸がさらに好ましく、炭素数10以上18以下の直鎖脂肪族ジカルボン酸が一層好ましい。
鎖長延長剤は、炭素数6以上20以下のジカルボン酸が好ましく、具体的には、例えば、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。これらを1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらの中でも鎖長延長剤としては、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、直鎖脂肪族ジカルボン酸がより好ましく、炭素数8以上20以下の直鎖脂肪族ジカルボン酸がさらに好ましく、炭素数10以上18以下の直鎖脂肪族ジカルボン酸が一層好ましい。
前記ジカルボン酸の具体例としては、アジピン酸(ヘキサン二酸)、1,10−デカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、ピメリン酸(ヘプタン二酸)、スベリン酸(オクタン二酸)、アゼライン酸(ノナン二酸)、セバシン酸(デカン二酸)、エイコサン二酸等の炭素数6以上20以下の直鎖脂肪族ジカルボン酸;トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した炭素数14以上20以下の二量化脂肪族ジカルボン酸及びこれらの水素添加物等の脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の炭素数6以上20以下の脂環式ジカルボン酸;及びテレフタル酸、イソフタル酸などの炭素数6以上20以下の芳香族ジカルボン酸;等を挙げることができる。これらの中でも、アジピン酸、ドデカン二酸、エイコサン二酸が好ましい。
特定熱可塑性エラストマーが鎖長延長剤を含む場合、鎖長延長剤の含有量は前記ソフトセグメントを形成する化合物の末端の官能基(例えば水酸基又はアミノ基)と、鎖長延長剤のカルボキシ基とが、ほぼ等モルになるように設定されることが好ましい。
特定熱可塑性エラストマーの樹脂材料における含有量は、樹脂材料の全質量に対して50質量%以上が好ましく、55質量%〜100質量%がより好ましく、60質量%〜100質量%がさらに好ましい。
〜特定熱可塑性エラストマーの合成〜
特定熱可塑性エラストマーは、特定ハードセグメントを形成するポリマー及びソフトセグメントを形成するポリマーを公知の方法によって共重合することで合成することができる。
上記式1、式2、及び式3を満たす特定ハードセグメントは、材料、反応温度、反応時間等を調整することで、形成することができ、この特定ハードセグメントとソフトセグメントとを共重合することで、特定熱可塑性エラストマーが得られる。
特定熱可塑性エラストマーは、特定ハードセグメントを形成するポリマー及びソフトセグメントを形成するポリマーを公知の方法によって共重合することで合成することができる。
上記式1、式2、及び式3を満たす特定ハードセグメントは、材料、反応温度、反応時間等を調整することで、形成することができ、この特定ハードセグメントとソフトセグメントとを共重合することで、特定熱可塑性エラストマーが得られる。
樹脂材料として、特定熱可塑性エラストマー(x)に他の熱可塑性エラストマー(y)を併用する場合の両者の質量比(x:y)は任意であるが、例えば、95:5〜55:45であることが好ましい。エラストマーの質量比が上記範囲にあると、特定熱可塑性エラストマーと他の熱可塑性エラストマーとが特定熱可塑性エラストマーを“海”とする海−島構造を形成するため、タイヤの耐久性や耐衝撃性が改良される。他の熱可塑性エラストマーを2種以上併用する場合には、他のエラストマーの総量と特定熱可塑性エラストマーとの総量が前記範囲に含まれることが好ましい。
特定熱可塑性エラストマーの融点としては、高温短時間の加硫中の変形抑制の観点から160℃〜250℃が好ましく、170℃〜250℃が更に好ましい。このように、融点が160℃〜250℃の特定熱可塑性エラストマーを含む樹脂材料を用いることで、高温短時間で加硫を行っても該樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体の変形が抑制され、タイヤ骨格体の形状を維持することができる。
樹脂材料においては、特定熱可塑性エラストマー以外にも、本発明の効果を損なわない範囲において、他の熱可塑性エラストマーを併用してもよい。他の熱可塑性エラストマーにおけるハードセグメントを構成するポリマーとしては、ウレタン、スチレン又はオレフィン等から選ばれる構造を有する単量体を重合させることによって得られる主鎖にウレタン、スチレン又はオレフィン等の骨格を有するポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィンが挙げられる。他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定される、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、等が挙げられる。
他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品を用いることができる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品のBASF社製の「エラストラン」シリーズ(例えば、ET680、ET880、ET690、ET890、C80A、S80A)等を用いることができる。
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の旭化成社製の「タフテック」シリーズ(例えば、H1031、H1041、H1043、H1051、H1052,H1053,H1082、H1141、H1221、H1272)等を用いることができる。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の三井化学社製の「タフマー」シリーズ(例えば、A0550S、A1050S、A4050S、A1070S、A4070S,A35070S、A1085S、A4085S、A7090、A70090、MH7007、MH7010、P275)等を用いることができる。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の東レ・デュポン製の「ハイトレル」シリーズ(例えば、3046,5557,6347,4047,4767等)、東洋紡社製「ベルプレン」シリーズ(P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001、S9001等)、三菱化学社製「プリマロイA」シリーズ(A1500N、A1600N、A1700N、A1800N、A1900N等)を用いることができる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品のBASF社製の「エラストラン」シリーズ(例えば、ET680、ET880、ET690、ET890、C80A、S80A)等を用いることができる。
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の旭化成社製の「タフテック」シリーズ(例えば、H1031、H1041、H1043、H1051、H1052,H1053,H1082、H1141、H1221、H1272)等を用いることができる。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の三井化学社製の「タフマー」シリーズ(例えば、A0550S、A1050S、A4050S、A1070S、A4070S,A35070S、A1085S、A4085S、A7090、A70090、MH7007、MH7010、P275)等を用いることができる。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の東レ・デュポン製の「ハイトレル」シリーズ(例えば、3046,5557,6347,4047,4767等)、東洋紡社製「ベルプレン」シリーズ(P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001、S9001等)、三菱化学社製「プリマロイA」シリーズ(A1500N、A1600N、A1700N、A1800N、A1900N等)を用いることができる。
融点は、示差走査熱量計(DSC)を用い、JIS K7121:2012に規定する方法に従って昇温速度10℃/分で測定したときの融解ピーク温度を採用する。
(他の成分)
樹脂材料には、所望に応じて、ゴム、熱可塑性樹脂、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤等の各種添加剤を含有させてもよい。
樹脂材料には、所望に応じて、ゴム、熱可塑性樹脂、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤等の各種添加剤を含有させてもよい。
〜樹脂材料の物性〜
樹脂材料のJIS K7113:1995に規定される引張弾性率(以下、特に特定しない限り本明細書で「弾性率」とは引張弾性率を意味する。)としては、100MPa〜1000MPaが好ましく、100MPa〜800MPaがさらに好ましく、100MPa〜700MPaが一層好ましい。樹脂材料の引張弾性率が、100MPa〜1000MPaであると、タイヤ骨格体の形状を保持しつつリム組みを効率的に行うことができる。
樹脂材料のJIS K7113:1995に規定される引張弾性率(以下、特に特定しない限り本明細書で「弾性率」とは引張弾性率を意味する。)としては、100MPa〜1000MPaが好ましく、100MPa〜800MPaがさらに好ましく、100MPa〜700MPaが一層好ましい。樹脂材料の引張弾性率が、100MPa〜1000MPaであると、タイヤ骨格体の形状を保持しつつリム組みを効率的に行うことができる。
樹脂材料のJIS K7113:1995に規定される引張降伏強さは、5MPa以上が好ましく、5MPa〜20MPaが好ましく、5MPa〜17MPaがさらに好ましい。樹脂材料の引張降伏強さが、5MPa以上であると、走行時などにタイヤにかかる荷重に対する変形に耐えることができる。
樹脂材料のJIS K7113:1995に規定される引張降伏伸びは、10%以上が好ましく、10%〜70%が好ましく、15%〜60%がさらに好ましい。樹脂材料の引張降伏伸びが、10%以上であると、弾性領域が大きく、リム組み性をよくすることができる。
樹脂材料のJIS K7113:1995に規定される引張破壊伸びとしては、50%以上が好ましく、100%以上が好ましく、150%以上がさらに好ましく、200%以上が一層好ましい。樹脂材料の引張破壊伸びが、50%以上であると、リム組み性がよく、衝突に対して破壊しにくくすることができる。
〜タイヤ骨格体の形成〜
タイヤ骨格体を形成する方法は特に制限されない。タイヤ骨格体は、その形状を一工程で形成してもよく、2以上のタイヤ骨格体の一部を構成するタイヤ骨格片を別々に作製し、タイヤ骨格片を接合してタイヤ骨格体としてもよい。
タイヤ骨格体を形成する方法は特に制限されない。タイヤ骨格体は、その形状を一工程で形成してもよく、2以上のタイヤ骨格体の一部を構成するタイヤ骨格片を別々に作製し、タイヤ骨格片を接合してタイヤ骨格体としてもよい。
タイヤ骨格片は、例えば、一つのビード部と一つのサイド部と半幅のクラウン部とを一体として射出成形等で成形された樹脂成形体とすることができる。通常は、タイヤ骨格片は同一形状の円環状のタイヤケース半体として成形され、これを2つ互いに向かい合わせてタイヤ赤道面部分で接合し、タイヤ骨格体が形成される。タイヤ骨格体は、所望により、3以上の部材を接合して形成してもよい。
樹脂材料で形成されるタイヤ骨格片は、適切な金型を用いて、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、メルトキャスティング等の公知の樹脂成形方法を適用して成形することができる。
2つの同一形状のタイヤ骨格片を2つ接合してタイヤ骨格体を形成する方法によれば、タイヤ骨格片を成形する金型が1種類で済むという利点をも有する。
タイヤ骨格片の製造方法のより具体的な一態様について以下に説明する。
タイヤ骨格片を成形する金型としては、ファンゲートを有する金型を用い、一般的には射出成形により形成される。
形成時の加熱温度については、樹脂材料の融点以上の温度でタイヤ骨格片の形成を行うことができる。例えば、特定熱可塑性エラストマーの融点が160℃〜250℃である場合、160℃以上290℃以下の範囲内であり、特定熱可塑性エラストマーの融点以上である温度で形成を行うことができる。
2つの同一形状のタイヤ骨格片を2つ接合してタイヤ骨格体を形成する方法によれば、タイヤ骨格片を成形する金型が1種類で済むという利点をも有する。
タイヤ骨格片の製造方法のより具体的な一態様について以下に説明する。
タイヤ骨格片を成形する金型としては、ファンゲートを有する金型を用い、一般的には射出成形により形成される。
形成時の加熱温度については、樹脂材料の融点以上の温度でタイヤ骨格片の形成を行うことができる。例えば、特定熱可塑性エラストマーの融点が160℃〜250℃である場合、160℃以上290℃以下の範囲内であり、特定熱可塑性エラストマーの融点以上である温度で形成を行うことができる。
タイヤ骨格片は、粒状(ペレット状)あるいは粉状(フレーク状)、微粉状(パウダー状)の樹脂材料を出発材料として用いて行うのが好ましく、出発材料は成形工程の前に、80℃以上120℃以下、2時間〜6時間の範囲で加熱し、出発材料に含有する水分を除去することが好ましい。この加熱処理が不十分であると、成形工程において、水分の気化が起こり、金型内での圧縮によりガス焼けなどの成形不良と呼ばれる現象が発生することがある。
樹脂材料の溶融温度としては、融点以上の温度であればよく、金型内での流動性を促進し、成形金型の転写性を高めるため、適宜温度を高めて形成させるが、290℃を超える温度で溶融させた場合、熱可塑性材料の分解が促進され、材料そのものの劣化がおこり、成形品の物性に重大な悪影響を及ぼすため、290℃以下の温度で形成させることが望ましい。
成形装置としては、一般的なプランジャ方式またはプリプラ方式の射出成形機が用いられる。
樹脂材料の溶融温度としては、融点以上の温度であればよく、金型内での流動性を促進し、成形金型の転写性を高めるため、適宜温度を高めて形成させるが、290℃を超える温度で溶融させた場合、熱可塑性材料の分解が促進され、材料そのものの劣化がおこり、成形品の物性に重大な悪影響を及ぼすため、290℃以下の温度で形成させることが望ましい。
成形装置としては、一般的なプランジャ方式またはプリプラ方式の射出成形機が用いられる。
高温短時間の加硫中の変形抑制の観点から、樹脂材料の融点は、160℃〜250℃程度に設定すること好ましい。樹脂材料の融点が160℃〜250℃程度であると、例えば、タイヤ骨格片の成形或いはタイヤ骨格片の接合を290℃以下の温度条件で実施できる。このような温度で融着工程を実施できるため、タイヤ骨格片を構成する樹脂の劣化を防止でき、エネルギー利用率などの観点で、タイヤの生産性を向上させることができる。また、熱可塑性エラストマーを用いたタイヤ骨格片は、融着してタイヤ骨格体を形成した際、タイヤ骨格片同士の接着強度が十分であり、また、融着時の温度によって骨格体自体の性能が大きくは劣化することがないため、製造されたタイヤの耐パンク性や耐摩耗性など走行時における耐久性を向上させることができる。
タイヤ骨格片の接合において、タイヤ骨格片の接合面を、タイヤ骨格片を構成する樹脂材料の融点以上(例えば、融点+10℃以上融点+70℃以下)に加熱するように構成することができる。
このように、前記タイヤ骨格片の接合面を、タイヤ骨格片を構成する樹脂材料の融点以上に加熱すると、タイヤ骨格片同士の融着を十分に行うことができるため、タイヤの耐久性を向上させつつ、タイヤの生産性を高めることができる。
タイヤ骨格片の接合は、熱溶融接着により行い、タイヤ骨格体を得ることが好ましい。
このように、前記タイヤ骨格片の接合面を、タイヤ骨格片を構成する樹脂材料の融点以上に加熱すると、タイヤ骨格片同士の融着を十分に行うことができるため、タイヤの耐久性を向上させつつ、タイヤの生産性を高めることができる。
タイヤ骨格片の接合は、熱溶融接着により行い、タイヤ骨格体を得ることが好ましい。
タイヤ骨格体を形成する際に、樹脂材料に核剤を混合してもよい。
樹脂材料に核剤を混合することで、樹脂材料(特に、特定熱可塑性エラストマーにおけるポリアミド)の結晶性を向上させることがで、樹脂材料の弾性率の上昇を抑えつつ、融点を上げることができる。
樹脂材料に核剤を混合することで、樹脂材料(特に、特定熱可塑性エラストマーにおけるポリアミド)の結晶性を向上させることがで、樹脂材料の弾性率の上昇を抑えつつ、融点を上げることができる。
核剤としては、樹脂材料(特に、特定熱可塑性エラストマーにおけるポリアミド)の結晶性を向上させるものであれば、特に限定されず、例えば、有機系核剤及び無機系核剤が挙げられる。
無機系核剤としては、金属酸化物、カオリン、タルク、クレイなどが挙げられる。
有機系核剤としては、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸カルシウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸バリウム、テレフタル酸リチウム、テレフタル酸ナトリウム、テレフタル酸カリウム、シュウ酸カルシウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸カルシウム、オクタコサン酸ナトリウム、オクタコサン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、トルイル酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、サリチル酸亜鉛、アルミニウムジベンゾエート、カリウムジベンゾエート、リチウムジベンゾエート、ナトリウムβ−ナフタレート、ナトリウムシクロヘキサンカルボキシレートなどの有機カルボン酸金属塩、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、スルホイソフタル酸ナトリウムなどの有機スルホン酸塩、ステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、トリメシン酸トリス(t−ブチルアミド)などのカルボン酸アミド、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチルペンテン、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリビニルシクロアルカン、ポリビニルトリアルキルシラン、高融点ポリ乳酸などのポリマー、エチレン−アクリル酸またはメタクリル酸コポリマーのナトリウム塩、スチレン−無水マレイン酸コポリマーのナトリウム塩などのカルボキシ基を有する重合体のナトリウム塩またはカリウム塩(いわゆるアイオノマー)、ベンジリデンソルビトールおよびその誘導体、ナトリウム−2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフェートなどのリン化合物金属塩、およびナトリウム−2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノラート)などが挙げられる。
有機系核剤としては、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸カルシウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸バリウム、テレフタル酸リチウム、テレフタル酸ナトリウム、テレフタル酸カリウム、シュウ酸カルシウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸カルシウム、オクタコサン酸ナトリウム、オクタコサン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、トルイル酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、サリチル酸亜鉛、アルミニウムジベンゾエート、カリウムジベンゾエート、リチウムジベンゾエート、ナトリウムβ−ナフタレート、ナトリウムシクロヘキサンカルボキシレートなどの有機カルボン酸金属塩、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、スルホイソフタル酸ナトリウムなどの有機スルホン酸塩、ステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、トリメシン酸トリス(t−ブチルアミド)などのカルボン酸アミド、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチルペンテン、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリビニルシクロアルカン、ポリビニルトリアルキルシラン、高融点ポリ乳酸などのポリマー、エチレン−アクリル酸またはメタクリル酸コポリマーのナトリウム塩、スチレン−無水マレイン酸コポリマーのナトリウム塩などのカルボキシ基を有する重合体のナトリウム塩またはカリウム塩(いわゆるアイオノマー)、ベンジリデンソルビトールおよびその誘導体、ナトリウム−2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフェートなどのリン化合物金属塩、およびナトリウム−2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノラート)などが挙げられる。
〜タイヤ骨格体の態様〜
タイヤ骨格体におけるサイド部の最も薄い部分における厚みは、0.5mm〜10mmであることが好ましく、0.7mm〜7mmであることがより好ましく、1mm〜5mmであることがさらに好ましい。
サイド部の厚みが1mm以上であると、加硫の際の熱による変形が抑制される。一方、サイド部の厚みが10mm以下であると、ゴム部材の未加硫領域及びトレッド表面のオーバー加硫領域の発生を抑制させる。
なお、サイド部とは、ビード部からトレッド端までのことをいう。ここで、トレッド端とは、タイヤをJATMA YEAR BOOK(2009年度版、日本自動車タイヤ協会規格)に規定されている標準リムに装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力(内圧−負荷能力対応表の太字荷重)に対応する空気圧(最大空気圧)の100%を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてTRA規格、ETRTO規格が適用される場合は各々の規格に従う。
タイヤ骨格体におけるサイド部の最も薄い部分における厚みは、0.5mm〜10mmであることが好ましく、0.7mm〜7mmであることがより好ましく、1mm〜5mmであることがさらに好ましい。
サイド部の厚みが1mm以上であると、加硫の際の熱による変形が抑制される。一方、サイド部の厚みが10mm以下であると、ゴム部材の未加硫領域及びトレッド表面のオーバー加硫領域の発生を抑制させる。
なお、サイド部とは、ビード部からトレッド端までのことをいう。ここで、トレッド端とは、タイヤをJATMA YEAR BOOK(2009年度版、日本自動車タイヤ協会規格)に規定されている標準リムに装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力(内圧−負荷能力対応表の太字荷重)に対応する空気圧(最大空気圧)の100%を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてTRA規格、ETRTO規格が適用される場合は各々の規格に従う。
<ゴム部材>
本発明のタイヤは、前述のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有する。
ゴム部材は、外装用部材としてタイヤ骨格体の外側に配置されることが好ましい。
外装用部材としては、例えば、タイヤ骨格体のクラウン部に設置されるトレッド部材やタイヤ骨格体のサイド部に設置されるサイド部材、タイヤ骨格体のビード部に設置されるチェーファー部材等が挙げられる。尚、本発明における外装用部材ゴム部材は、必ずしも本発明のタイヤの最外層である必要はなく、例えば、外装用部材の外表面に更に装飾層や保護層が設けられていてもよい。
本発明のタイヤは、前述のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有する。
ゴム部材は、外装用部材としてタイヤ骨格体の外側に配置されることが好ましい。
外装用部材としては、例えば、タイヤ骨格体のクラウン部に設置されるトレッド部材やタイヤ骨格体のサイド部に設置されるサイド部材、タイヤ骨格体のビード部に設置されるチェーファー部材等が挙げられる。尚、本発明における外装用部材ゴム部材は、必ずしも本発明のタイヤの最外層である必要はなく、例えば、外装用部材の外表面に更に装飾層や保護層が設けられていてもよい。
ゴム部材としては、特に限定されず、例えば、天然ゴム(NR);ポリイソプレン合成ゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)等の共役ジエン系合成ゴム;エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPM);エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM);ポリシロキサンゴムなどが挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、接着力の観点から、天然ゴム(NR)、並びに、天然ゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴムの混合物(SBR/NR)が好ましい。
ゴム部材を形成するゴムは、目的に応じてゴムに添加物等の他の成分を加えたゴム組成物で形成されたものであってもよい。
添加物としては、例えば、カーボンブラック等の補強材、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、脂肪酸又はその塩、金属酸化物、プロセスオイル、老化防止剤等が挙げられ、これらを適宜配合することができる。
添加物としては、例えば、カーボンブラック等の補強材、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、脂肪酸又はその塩、金属酸化物、プロセスオイル、老化防止剤等が挙げられ、これらを適宜配合することができる。
ゴム部材は、例えば、ゴム部材に含まれるゴムが未加硫の状態である未加硫のゴム部材を、タイヤ骨格体上に設け、加熱によってゴムを加硫することで得られる。すなわち、例えば、未加硫のゴム部材は接着層を介して又は介さずにタイヤ骨格体上に設けられ、未加硫のゴム部材に含まれる未加硫ゴムの少なくとも一部が加熱されて加硫されることで、タイヤ骨格体に設けられたゴム部材が得られる。
タイヤがゴム部材としてトレッド部材を有する場合、トレッド部材としての性能を十分発揮する観点から柔らかすぎず、且つ、硬すぎないことが好ましい。具体的にトレッド部材の引張弾性率としては、0.1MPa〜100MPaが好ましく、0.1MPa〜50MPaが更に好ましく、0.1MPa〜5.0MPaが一層好ましい。
<加硫処理>
タイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤは、加硫処理を行うことが好ましい。
加硫処理は、タイヤ骨格体の形成に用いられた樹脂材料のガラス転移温度(Tg)よりも高温で行われる。加硫温度は具体的には、樹脂材料のガラス転移温度をTg1としたとき、Tg1℃以上、Tg1+200℃以下の温度範囲であり、好ましくは、Tg1+50℃以上Tg1+150℃以下である。
タイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤは、加硫処理を行うことが好ましい。
加硫処理は、タイヤ骨格体の形成に用いられた樹脂材料のガラス転移温度(Tg)よりも高温で行われる。加硫温度は具体的には、樹脂材料のガラス転移温度をTg1としたとき、Tg1℃以上、Tg1+200℃以下の温度範囲であり、好ましくは、Tg1+50℃以上Tg1+150℃以下である。
なお、本明細書において樹脂材料のTgとは、樹脂材料に含まれる特定熱可塑性エラストマーのハードセグメントを構成するポリマーのTgを指す。
Tgは、通常の示差走査熱分析装置を用いて測定することができ、本明細書では、示差走査熱分析装置(TAインスツルメント社製、示差走査熱量計:DSC)を用いて、25℃〜400℃の範囲で昇温速度5℃/minで計測した値を採用する。
加硫処理の時間は0時間を超え6時間以下であることが好ましく、0時間を超え以上4時間以下であることがより好ましく、0時間を超え以上1時間以下がさらに好ましく、0時間を超え0.2時間未満であることが一層好ましい。
温度条件、加熱時間条件を上記範囲とすることで、形成されたタイヤ骨格体中で、タイヤ骨格体に含まれる樹脂材料のモルフォロジーが平衡状態となり樹脂の結晶化が促進され、本発明の効果がより効果的に発現する。
Tgは、通常の示差走査熱分析装置を用いて測定することができ、本明細書では、示差走査熱分析装置(TAインスツルメント社製、示差走査熱量計:DSC)を用いて、25℃〜400℃の範囲で昇温速度5℃/minで計測した値を採用する。
加硫処理の時間は0時間を超え6時間以下であることが好ましく、0時間を超え以上4時間以下であることがより好ましく、0時間を超え以上1時間以下がさらに好ましく、0時間を超え0.2時間未満であることが一層好ましい。
温度条件、加熱時間条件を上記範囲とすることで、形成されたタイヤ骨格体中で、タイヤ骨格体に含まれる樹脂材料のモルフォロジーが平衡状態となり樹脂の結晶化が促進され、本発明の効果がより効果的に発現する。
既述の如く、加硫処理における加熱条件(加熱温度、加熱時間)は、タイヤ骨格体の形成に使用される樹脂材料により適宜選択される。
加硫温度は、例えば、樹脂材料中の特定熱可塑性エラストマーの融点(Tm)−100℃以上Tm−5℃以下であることが好ましく、Tm−50℃以上Tm−10℃以下であることがより好ましい。
加硫温度は、例えば、樹脂材料中の特定熱可塑性エラストマーの融点(Tm)−100℃以上Tm−5℃以下であることが好ましく、Tm−50℃以上Tm−10℃以下であることがより好ましい。
加熱方法には特に制限はなく、金型中にタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤを配置し、直接加熱する方法、加熱ゾーン中に配置し、赤外線や熱風などの非接触加熱手段により加熱する方法、超音波やマイクロ波を用いて加熱する方法などが挙げられるが、熱量の制御性や、安全性、装置の簡便さなどの観点からは、熱風乾燥装置内に常圧で所定の加熱温度下に静置し、所定時間で加熱後、タイヤを取り出して室温まで冷却させることが好ましい。
この加硫処理における圧力は、目的とする耐熱性の向上の他に、タイヤ骨格体に含まれる水分やモノマー分などの不要成分の除去を促進させる目的で、通常の真空ポンプ装置を用いて10mmHg以下の減圧状態で加熱したり、また異材質または同一材質のタイヤ骨格片との接着促進を目的とする場合などは、通常のコンプレッサー装置を用いて0.5MPa以上の高圧状態で加熱したりするなど、目的に応じて適宜圧力を設定することもできる。
この加硫処理における圧力は、目的とする耐熱性の向上の他に、タイヤ骨格体に含まれる水分やモノマー分などの不要成分の除去を促進させる目的で、通常の真空ポンプ装置を用いて10mmHg以下の減圧状態で加熱したり、また異材質または同一材質のタイヤ骨格片との接着促進を目的とする場合などは、通常のコンプレッサー装置を用いて0.5MPa以上の高圧状態で加熱したりするなど、目的に応じて適宜圧力を設定することもできる。
この加硫処理においては、タイヤ骨格体を構成する樹脂材料がガラス転移温度(Tg)以上の温度条件下に曝されるため、ミクロな分子運動がおこりその材料の弾性率は著しく低下する、すなわち軟化する。そのため、加硫処理の実施中にタイヤ骨格体に応力がかかった場合には容易に変形するおそれがある。このため所望されない変形を防止するために、タイヤ骨格体の所望の形状を保持し、かつ加熱温度下において変形のない、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム、チタンなどの材質からなる治具をタイヤ骨格体の形状に沿う形状で配置することもできる。
この加硫処理を経ることにより、本発明のタイヤは、耐熱性と低転がり摩擦抵抗の双方を高いレベルで両立しうるものとなる。
この加硫処理を経ることにより、本発明のタイヤは、耐熱性と低転がり摩擦抵抗の双方を高いレベルで両立しうるものとなる。
<補強コード層>
本発明のタイヤは、所望により補強コード層を設けてもよい。タイヤ骨格体の外周部に補強コードを巻回し、補強コード層を形成することにより、タイヤの耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ(タイヤ骨格体)の周方向剛性が向上する。なお、周方向剛性が向上することで、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体のクリープ(一定の応力下でタイヤ骨格体の塑性変形が時間とともに増加する現象)が抑制される。
本発明のタイヤは、所望により補強コード層を設けてもよい。タイヤ骨格体の外周部に補強コードを巻回し、補強コード層を形成することにより、タイヤの耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ(タイヤ骨格体)の周方向剛性が向上する。なお、周方向剛性が向上することで、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体のクリープ(一定の応力下でタイヤ骨格体の塑性変形が時間とともに増加する現象)が抑制される。
補強コード層は樹脂材料を含めて構成することができる。補強コード層に樹脂材料を含むことにより、非樹脂材料からなる補強コードをクッションゴムで固定する場合と比して、タイヤ骨格体と補強コード層との硬さの差を小さくできるため、補強コードをタイヤ骨格体にさらに緊密に密着及び固定することができる。上述のように「樹脂材料」とは、熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)及び熱硬化性樹脂を含む概念であり、加硫ゴムは含まない。
補強コード層に用いることのできる前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
補強コード層に用いることのできる熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
補強コード層に用いることのできる熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
補強コード層に用いられる熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。なお、走行時に必要とされる弾性と製造時の成形性等を考慮すると熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。
補強コード層に用いられる樹脂材料の弾性率(JIS K7113に規定される引張弾性率)は、タイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂の弾性率の0.1倍から10倍の範囲内に設定することが好ましい。補強コード層に用いられる樹脂材料の弾性率がタイヤ骨格体を形成する樹脂材料の弾性率の10倍以下の場合は、クラウン部が硬くなり過ぎずリム組みが容易になる。また、前記樹脂材料の弾性率がタイヤ骨格体を形成する樹脂材料の弾性率の0.1倍以上の場合には、補強コード層を構成する樹脂が柔らかすぎず、ベルト面内せん断剛性に優れコーナリング力が向上する。
補強コード層の形成は、タイヤ骨格体形成の後に実施されることが好ましい。前記加硫処理の前に行っても後に行ってもよいが、補強コード層の安定性、タイヤ骨格体との密着性を考慮すれば、前記加硫処理は、所望により実施される補強コード層の形成の後に行われることが好ましい。
[第1の実施形態]
以下に、図面に従って本発明のタイヤの第1の実施形態に係るタイヤについ説明する。
第1の実施形態のタイヤ10について説明する。図1Aは、本発明の第1の実施形態に係るタイヤの断面を示す斜視図である。図1Bは、リムに装着した図1Aに示したタイヤのビード部の断面図である。図1A及び図1Bに示すように、第1の実施形態に係るタイヤ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。
以下に、図面に従って本発明のタイヤの第1の実施形態に係るタイヤについ説明する。
第1の実施形態のタイヤ10について説明する。図1Aは、本発明の第1の実施形態に係るタイヤの断面を示す斜視図である。図1Bは、リムに装着した図1Aに示したタイヤのビード部の断面図である。図1A及び図1Bに示すように、第1の実施形態に係るタイヤ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のビードシート部21及びリムフランジ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。
ここで、第1の実施形態のタイヤケース(タイヤ骨格体)17は熱可塑性エラストマーを含む樹脂材料で形成されている。第1の実施形態においてタイヤケース(タイヤ骨格体)17は、単一の樹脂材料で形成されているが、本発明はこの構成に限定されず、また、タイヤケース17(例えば、ビード部12、サイド部14、クラウン部16あるいはこれらの組み合わせ)に、補強材(高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布等)を埋設配置し、補強材でタイヤケース17を補強してもよい。
第1の実施形態のタイヤケース17は、樹脂材料で形成された一対のタイヤケース半体(タイヤ骨格片)17A同士を接合させたものである。タイヤケース半体17Aは、一つのビード部12と一つのサイド部14と半幅のクラウン部16とを一体として射出成形等で成形された樹脂成形体であり、形成された同一形状の円環状のタイヤケース半体17Aを互いに向かい合わせてタイヤ赤道面部分で接合することでタイヤケース(タイヤ骨格体)17が形成される。
なお、タイヤケース17は、2つの部材を接合して形成するものに限らず、3以上の部材を接合して形成してもよい。
なお、タイヤケース17は、2つの部材を接合して形成するものに限らず、3以上の部材を接合して形成してもよい。
樹脂材料で形成されるタイヤケース半体17Aは、例えば、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、メルトキャスティング等で成形することができる。このため、従来のようにゴムでタイヤケースを成形する場合に比較して、加硫を行う必要がなく、製造工程を大幅に簡略化でき、成形時間を省略することができる。
また、第1の実施形態では、タイヤケース半体17Aは左右対称形状、即ち、一方のタイヤケース半体17Aと他方のタイヤケース半体17Aとが同一形状とされているので、タイヤケース半体17Aを成形する金型が1種類で済むメリットもある。
また、第1の実施形態では、タイヤケース半体17Aは左右対称形状、即ち、一方のタイヤケース半体17Aと他方のタイヤケース半体17Aとが同一形状とされているので、タイヤケース半体17Aを成形する金型が1種類で済むメリットもある。
第1の実施形態において、図1Bに示すようにビード部12には、従来一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードからなる円環状のビードコア18が埋設されている。しかし、本発明はこの構成に限定されず、ビード部12の剛性が確保され、リム20との嵌合に問題なければ、ビードコア18を省略することもできる。なお、スチールコード以外に、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などで形成されていてもよい。
第1の実施形態では、ビード部12のリム20と接触する部分や、少なくともリム20のリムフランジ22と接触する部分に、タイヤケース17を構成する樹脂材料よりもシール性に優れた材料、例えば、ゴムからなる円環状のシール層24が形成されている。このシール層24はタイヤケース17(ビード部12)とビードシート21とが接触する部分にも形成されていてもよい。タイヤケース17を構成する樹脂材料よりもシール性に優れた材料としては、タイヤケース17を構成する樹脂材料に比して軟質な材料を用いることができる。シール層24に用いることのできるゴムとしては、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を用いることが好ましい。また、樹脂材料のみでリム20との間のシール性が確保できれば、ゴムのシール層24は省略してもよく、樹脂材料よりもシール性に優れる他の熱可塑性樹脂を用いてもよい。このような他の熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂等の樹脂やこれら樹脂とゴム若しくはエラストマーとのブレンド物等が挙げられる。
図1Aに示すように、クラウン部16には、タイヤケース17を構成する樹脂材料よりも剛性が高い補強コード26がタイヤケース17の周方向に巻回されている。補強コード26は、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部がクラウン部16に埋設された状態で螺旋状に巻回されており、補強コード層28を形成している。補強コード層28のタイヤ径方向外周側には、タイヤケース17を構成する樹脂材料よりも耐摩耗性に優れた材料として、ゴム材料からなるトレッド30が配置されている。
図2を用いて補強コード26によって形成される補強コード層28について説明する。図2は、第1実施形態のタイヤのタイヤケースのクラウン部に補強コードが埋設された状態を示すタイヤ回転軸に沿った断面図である。図2に示されるように、補強コード26は、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部がクラウン部16に埋設された状態で螺旋状に巻回されており、タイヤケース17の外周部の一部と共に図2において破線部で示される補強コード層28を形成している。補強コード26のクラウン部16に埋設された部分は、(タイヤケース17の)クラウン部16を構成する樹脂材料と密着した状態となっている。補強コード26としては、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント(単線)、又は、スチール繊維を撚ったスチールコードなどこれら繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)などを用いることができる。なお、第1の実施形態において補強コード26としては、スチールコードが用いられている。
また、図2において埋設量Lは、タイヤケース17(より具体的には、クラウン部16)に対する補強コード26のタイヤ回転軸方向への埋設量を示す。補強コード26のクラウン部16に対する埋設量Lは、補強コード26の直径Dの1/5以上であれば好ましく、1/2を超えることがさらに好ましい。そして、補強コード26全体がクラウン部16に埋設されることが一層好ましい。補強コード26の埋設量Lが、補強コード26の直径Dの1/2を超えると、補強コード26の寸法上、埋設部から飛び出し難くなる。また、補強コード26全体がクラウン部16に埋設されると、表面(外周面)がフラットになり、補強コード26が埋設されたクラウン部16上に部材が載置されても補強コード周辺部に空気が入るのを抑制することができる。なお、補強コード層28は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。
上述のように補強コード層28のタイヤ径方向外周側にはトレッド30が配置されている。このトレッド30に用いるゴムは、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。なお、トレッド30の代わりに、タイヤケース17を構成する樹脂材料よりも耐摩耗性に優れる他の種類の樹脂材料で形成したトレッドを用いてもよい。また、トレッド30には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、路面との接地面に複数の溝からなるトレッドパターンが形成されている。
[第2の実施形態]
次に、図面に従って本発明のタイヤの第2の実施形態に係るタイヤを説明する。
第2の実施形態のタイヤ200について説明する。図3は、第2実施形態に係るタイヤの一部の断面を示す斜視図である。図3に示すように、第2の実施形態のタイヤ200は、タイヤケース17に対して、両サイド部14の幅方向外側に、外装用部材としてのゴム部材であるサイド部材15が設けられている。尚、図3において図1A及び図1Bと共通する部材については同一の符号を付しその説明を省略する。
次に、図面に従って本発明のタイヤの第2の実施形態に係るタイヤを説明する。
第2の実施形態のタイヤ200について説明する。図3は、第2実施形態に係るタイヤの一部の断面を示す斜視図である。図3に示すように、第2の実施形態のタイヤ200は、タイヤケース17に対して、両サイド部14の幅方向外側に、外装用部材としてのゴム部材であるサイド部材15が設けられている。尚、図3において図1A及び図1Bと共通する部材については同一の符号を付しその説明を省略する。
第2の実施形態のタイヤ200は、ゴム材料を用いて形成されたトレッド30に加えて、外装用部材としてのゴム部材であるサイド部14の表面にサイド部材15が装着されている。サイド部材15は、トレッド30と同一の材料、即ちゴムにカーボンブラック等の添加剤を加えたゴム材料を用いて形成されている。サイド部材15はトレッド30と同様にタイヤケース17を構成する樹脂材料よりも耐摩耗性に優れることが好ましい。サイド部材15は、サイド部14の表面と直接接しており、その界面において溶着されている。
サイド部材15は、トレッド30と同様に射出成形等によって形成することができる。また、サイド部材15は射出成形後に高温短時間で加硫される。
図3に示すように、第2の実施形態において、サイド部材15のクラウン部16側の端部は、トレッド30の端部と重なるように接着されている。この際、サイド部材15のクラウン部16側の端部は、トレッド30の端部よりもタイヤ径方向内側に位置するように設置されていることが好ましい。また、トレッド30とサイド部材15とは、重なり合う端部の界面において溶着するように構成することができる。
図3に示すように、第2の実施形態において、サイド部材15のクラウン部16側の端部は、トレッド30の端部と重なるように接着されている。この際、サイド部材15のクラウン部16側の端部は、トレッド30の端部よりもタイヤ径方向内側に位置するように設置されていることが好ましい。また、トレッド30とサイド部材15とは、重なり合う端部の界面において溶着するように構成することができる。
第2の実施形態において、タイヤケース17にサイド部材15とトレッド30とを装着するには、まずサイド部材15をタイヤケース17のサイド部14に溶着する。サイド部材15の装着方法は特に限定はないが、例えば、射出形成によって形成したサイド部材15を、ホットランナー等を用いてサイド部材15を加熱することで、サイド部14の外表面にサイド部材15を溶着させることができる。次いで、末端がサイド部材15の末端と重なるように、帯状のトレッド30をタイヤケース17に巻き付け、ホットランナー等を用いてトレッド30を加熱することでタイヤケース17の外周面にトレッド30を溶着させることができる。
尚、第2の実施形態においてはタイヤケース17の両方のサイド部14にサイド部材15が設置された態様を示したが、本発明のタイヤはこの実施形態に限定されるものではなく、タイヤ200のタイヤ幅方向片面のみにサイド部材15を設ける態様であってよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、趣旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
第1の実施形態ではトレッド部材がゴム材料で形成されたタイヤについて述べ、第2の実施形態ではトレッド部材とサイド部材がゴム材料で形成されたタイヤについて述べたが、本発明のタイヤの他の実施形態としては、ゴム部材としてチェーファー部材及びトレッド部材を有する形態が挙げられる(不図示)。他の実施形態においてチェーファー部材とトレッド部材の一方のみがゴム材料で形成された形態でもよい。また、第2の実施形態においてトレッド部材とサイド部材の一方のみがゴム材料で形成された形態でもよい。
第1の実施形態ではトレッド部材がゴム材料で形成されたタイヤについて述べ、第2の実施形態ではトレッド部材とサイド部材がゴム材料で形成されたタイヤについて述べたが、本発明のタイヤの他の実施形態としては、ゴム部材としてチェーファー部材及びトレッド部材を有する形態が挙げられる(不図示)。他の実施形態においてチェーファー部材とトレッド部材の一方のみがゴム材料で形成された形態でもよい。また、第2の実施形態においてトレッド部材とサイド部材の一方のみがゴム材料で形成された形態でもよい。
<タイヤの製造方法>
以下、本発明のタイヤの製造方法の一態様について第1の実施形態を例に説明する。
以下、本発明のタイヤの製造方法の一態様について第1の実施形態を例に説明する。
(タイヤケース(タイヤ骨格体)成形工程)
まず、射出成形装置などにより、タイヤケース半体(タイヤ骨格片)を形成する。
その後、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図示を省略する接合金型を設置する。ここで、前記接合金型はタイヤケース半体17A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材料の融点以上で押圧する。タイヤケース半体の接合部が接合金型によって加熱及び圧されると、前記接合部が溶融しタイヤケース半体同士が融着しこれら部材が一体となってタイヤケース17が形成される。尚、本方法において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前記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又は溶融させ、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。
なお、本方法では、タイヤケース17を形成している樹脂材料に含まれる特定熱可塑性エラストマーをタイヤケース半体接合用樹脂材料として用いている。
まず、射出成形装置などにより、タイヤケース半体(タイヤ骨格片)を形成する。
その後、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図示を省略する接合金型を設置する。ここで、前記接合金型はタイヤケース半体17A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材料の融点以上で押圧する。タイヤケース半体の接合部が接合金型によって加熱及び圧されると、前記接合部が溶融しタイヤケース半体同士が融着しこれら部材が一体となってタイヤケース17が形成される。尚、本方法において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前記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又は溶融させ、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。
なお、本方法では、タイヤケース17を形成している樹脂材料に含まれる特定熱可塑性エラストマーをタイヤケース半体接合用樹脂材料として用いている。
(補強コード部材巻回工程)
次に、補強コード部材巻回工程について図4を用いて説明する。図4は、コード加熱装置、及びローラ類を用いてタイヤケースのクラウン部に補強コードを埋設する動作を説明するための説明図である。図4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、及び第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。また、本工程において、第1のローラ60または第2のローラ64の表面は、溶融又は軟化した樹脂材料の付着を抑制するためにフッ素樹脂(例えば、テフロン(登録商標))でコーティングされている。なお、図4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つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。
次に、補強コード部材巻回工程について図4を用いて説明する。図4は、コード加熱装置、及びローラ類を用いてタイヤケースのクラウン部に補強コードを埋設する動作を説明するための説明図である。図4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、及び第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。また、本工程において、第1のローラ60または第2のローラ64の表面は、溶融又は軟化した樹脂材料の付着を抑制するためにフッ素樹脂(例えば、テフロン(登録商標))でコーティングされている。なお、図4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つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。
また、コード加熱装置59は、熱風を生じさせるヒーター70及びファン72を備えている。また、コード加熱装置59は、内部に熱風が供給される、内部空間を補強コード26が通過する加熱ボックス74と、加熱された補強コード26を排出する排出口76とを備えている。
本工程においては、まず、コード加熱装置59のヒーター70の温度を上昇させ、ヒーター70で加熱された周囲の空気をファン72の回転によって生じる風で加熱ボックス74へ送る。次に、リール58から巻き出した補強コード26を、熱風で内部空間が加熱された加熱ボックス74内へ送り加熱(例えば、補強コード26の温度を100〜200℃程度に加熱)する。加熱された補強コード26は、排出口76を通り、図4の矢印R方向に回転するタイヤケース17のクラウン部16の外周面に一定のテンションをもって螺旋状に巻きつけられる。ここで、加熱された補強コード26がクラウン部16の外周面に接触すると、接触部分の樹脂材料が溶融又は軟化し、加熱された補強コード26の少なくとも一部がクラウン部16の外周面に埋設される。このとき、溶融又は軟化した樹脂材料に加熱された補強コード26が埋設されるため、樹脂材料と補強コード26とが隙間がない状態、つまり密着した状態となる。これにより、補強コード26を埋設した部分へのエア入りが抑制される。なお、補強コード26をタイヤケース17の樹脂材料の融点よりも高温に加熱することで、補強コード26が接触した部分の樹脂材料の溶融又は軟化が促進される。このようにすることで、クラウン部16の外周面に補強コード26を埋設しやすくなると共に、効果的にエア入りを抑制することができる。なお、図4においてビードコア18は各ビード部12に配置されている。
(ゴム部材配置工程)
次に、タイヤケース17の外周面に未加硫の帯状のトレッド30(ゴム部材)を1周分巻き付けてタイヤケース17の外周面にトレッド30を、接着剤などを用いて接着する。なお、トレッド30は、例えば、従来知られている更生タイヤに用いられるプレキュアトレッドを用いることができる。本工程は、更生タイヤの台タイヤの外周面にプレキュアトレッドを接着する工程と同様の工程である。
次に、タイヤケース17の外周面に未加硫の帯状のトレッド30(ゴム部材)を1周分巻き付けてタイヤケース17の外周面にトレッド30を、接着剤などを用いて接着する。なお、トレッド30は、例えば、従来知られている更生タイヤに用いられるプレキュアトレッドを用いることができる。本工程は、更生タイヤの台タイヤの外周面にプレキュアトレッドを接着する工程と同様の工程である。
(加硫処理)
次に、補強コード層が形成され、トレッドが接着されたタイヤ骨格体を加硫する。
加硫処理における加熱は、100℃以上250℃以下の温度範囲で、約0時間を超え0.2時間未満の範囲で行われることが好ましい。加硫処理は、補強コード層が形成されたタイヤ骨格体を、熱源に対して均一に熱が伝播する向きに配置し、熱風式加熱乾燥装置を用いて行われる。
所定時間加熱されたタイヤ骨格体は、その後室温になるまで放冷される。
次に、補強コード層が形成され、トレッドが接着されたタイヤ骨格体を加硫する。
加硫処理における加熱は、100℃以上250℃以下の温度範囲で、約0時間を超え0.2時間未満の範囲で行われることが好ましい。加硫処理は、補強コード層が形成されたタイヤ骨格体を、熱源に対して均一に熱が伝播する向きに配置し、熱風式加熱乾燥装置を用いて行われる。
所定時間加熱されたタイヤ骨格体は、その後室温になるまで放冷される。
そして、タイヤケース17のビード部12に、加硫済みのゴムからなるシール層24を、接着剤等を用いて接着すれば、タイヤ10の完成となる。
第1の実施形態のタイヤ10では、タイヤケース17が樹脂材料によって形成されているため、タイヤケース17の構造が簡素化でき、従来のゴムに比してタイヤケース17の重量が軽い。このため、第1の実施形態のタイヤ10を自動車に適用すると、軽量化することができ、燃費を抑えることができる。
また、第1の実施形態のタイヤ10では、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成されたタイヤケース17を有し、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であるため、高温短時間の加硫が可能であり、乗り心地性に優れる。
また、第1の実施形態のタイヤ10では、特定熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成されたタイヤケース17を有し、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であるため、高温短時間の加硫が可能であり、乗り心地性に優れる。
以上、本発明の具体的な態様について第1の実施形態を用いて説明したが本発明は上述の態様に限定されるものではない。
第2の実施形態のタイヤの製造方法は、ゴム部材としてトレッド部材に加えサイド部材を配置する以外、第1の実施形態の製造方法と同様の方法とすることができる。
第2の実施形態のタイヤの製造方法は、ゴム部材としてトレッド部材に加えサイド部材を配置する以外、第1の実施形態の製造方法と同様の方法とすることができる。
本発明のタイヤは第1の実施形態及び第2の実施形態に示されるように以下のように構成することができる。
本発明の製造方法により得られるタイヤは、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体の外周部に補強コードの少なくとも一部が埋設されるように構成することができる。
また、前記補強コード層のタイヤ径方向外側に前記樹脂材料よりも耐摩耗性を有する材料から形成されるトレッドを設けてもよい。
本発明の製造方法により得られるタイヤは、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体の外周部に補強コードの少なくとも一部が埋設されるように構成することができる。
また、前記補強コード層のタイヤ径方向外側に前記樹脂材料よりも耐摩耗性を有する材料から形成されるトレッドを設けてもよい。
(作用)
本開示のタイヤは、熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成される環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤにおいて、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、かつ、熱可塑性エラストマー中のハードセグメントを上記の特定ハードセグメントとすることで、高温短時間での加硫が可能であり、乗り心地性に優れたタイヤとすることが可能となる。
本開示のタイヤは、熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成される環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有するタイヤにおいて、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、かつ、熱可塑性エラストマー中のハードセグメントを上記の特定ハードセグメントとすることで、高温短時間での加硫が可能であり、乗り心地性に優れたタイヤとすることが可能となる。
以下、本発明について実施例を用いてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された数平均分子量の値を採用した。測定装置としては東ソー株式会社製の「HLC−8320GPC EcoSEC」等のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いた。
なお、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された数平均分子量の値を採用した。測定装置としては東ソー株式会社製の「HLC−8320GPC EcoSEC」等のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いた。
[実施例1]
・ハードセグメント:ポリアミド6の合成
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アルドリッチ社製のカプロラクタム600g、ドデカン二酸92g、アミノヘキサン酸46.4gを入れ、容器内を十分窒素置換した後、250℃まで昇温し、1.2MPaの加圧下で4時間反応させた。圧力を解放したあと、窒素気流下でさらに1時間反応させ、水洗工程を経て数平均分子量2400のポリアミド6(PA6:ナイロン(登録商標)6)である白色固体を得た。
・ハードセグメント:ポリアミド6の合成
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アルドリッチ社製のカプロラクタム600g、ドデカン二酸92g、アミノヘキサン酸46.4gを入れ、容器内を十分窒素置換した後、250℃まで昇温し、1.2MPaの加圧下で4時間反応させた。圧力を解放したあと、窒素気流下でさらに1時間反応させ、水洗工程を経て数平均分子量2400のポリアミド6(PA6:ナイロン(登録商標)6)である白色固体を得た。
・熱可塑性エラストマーの製造
前記PA6(ハードセグメントを形成するポリマー)500gと、PPG−800(ソフトセグメントを形成するポリマー、ポリプロピレングリコール、数平均分子量800、三洋化成工業(株)製)を167gと、を混合して混合物を得た。
この混合物を窒素気流下、230℃で7時間撹拌を行い白色の熱可塑性エラストマーを得た。
前記PA6(ハードセグメントを形成するポリマー)500gと、PPG−800(ソフトセグメントを形成するポリマー、ポリプロピレングリコール、数平均分子量800、三洋化成工業(株)製)を167gと、を混合して混合物を得た。
この混合物を窒素気流下、230℃で7時間撹拌を行い白色の熱可塑性エラストマーを得た。
・タイヤ骨格体の形成
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化し、220℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化し、220℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
・タイヤの製造
上記で得られたタイヤ骨格体と、サイド部材としてのゴム部材とを、樹脂−ゴム用接着剤により貼り合せた。サイド部材と同様に、樹脂−ゴム用接着剤によりトレッド部材(ゴム部材)をタイヤ骨格体に貼り合せた。
サイド部材及びトレッド部材を貼り合せたタイヤ骨格体を、170℃、10分の条件で加硫し、195/65R15のサイズのタイヤを製造した。
上記で得られたタイヤ骨格体と、サイド部材としてのゴム部材とを、樹脂−ゴム用接着剤により貼り合せた。サイド部材と同様に、樹脂−ゴム用接着剤によりトレッド部材(ゴム部材)をタイヤ骨格体に貼り合せた。
サイド部材及びトレッド部材を貼り合せたタイヤ骨格体を、170℃、10分の条件で加硫し、195/65R15のサイズのタイヤを製造した。
[実施例2]
実施例1において、ドデカン二酸の量を118.5gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量1860のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を、175gのPTMG650(ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量650、和光純薬工業(株)製)に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
実施例1において、ドデカン二酸の量を118.5gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量1860のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を、175gのPTMG650(ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量650、和光純薬工業(株)製)に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例3]
実施例1において、ドデカン二酸の量を147gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量1500のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を217gのPTMG650に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。
得られた熱可塑性エラストマーに、核剤としてP22(Bruggemann Chemical社製)を熱可塑性エラストマーの全質量に対して0.1質量%となる量で加え、二軸混錬装置で混合し、ペレット化した後、実施例1と同様にタイヤを製造した。
実施例1において、ドデカン二酸の量を147gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量1500のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を217gのPTMG650に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。
得られた熱可塑性エラストマーに、核剤としてP22(Bruggemann Chemical社製)を熱可塑性エラストマーの全質量に対して0.1質量%となる量で加え、二軸混錬装置で混合し、ペレット化した後、実施例1と同様にタイヤを製造した。
[実施例4]
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アジピン酸292g、ヘキサメチレンジアミン116g、PTMG650を182g、精製水150g、及び次亜リン酸ナトリウム0.7gを仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、封圧下、260℃まで昇温した。容器圧力が0.5MPaに達したのち、圧力を徐々に開放し、窒素気流下、260℃で5時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量1500のポリアミド66(PA66:ナイロン(登録商標)66)と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMG(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)と、を有する熱可塑性エラストマーを得た。
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アジピン酸292g、ヘキサメチレンジアミン116g、PTMG650を182g、精製水150g、及び次亜リン酸ナトリウム0.7gを仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、封圧下、260℃まで昇温した。容器圧力が0.5MPaに達したのち、圧力を徐々に開放し、窒素気流下、260℃で5時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量1500のポリアミド66(PA66:ナイロン(登録商標)66)と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMG(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)と、を有する熱可塑性エラストマーを得た。
・タイヤ骨格体の形成及びタイヤの製造
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、イソプロパノールで加熱抽出を12時間行い、未反応モノマーを除去した。
未反応モノマー除去後の熱可塑性エラストマーのペレットを280℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、イソプロパノールで加熱抽出を12時間行い、未反応モノマーを除去した。
未反応モノマー除去後の熱可塑性エラストマーのペレットを280℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例5]
・ハードセグメント:ポリアミド12の合成
攪拌機、窒素ガス導入口、縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アルドリッチ社製のラウロラクタム600g、ドデカン二酸73.6g、アミノヘキサン酸24.4gを入れ、容器内を十分窒素置換した後、250℃まで昇温し、0.6MPaの加圧下で4時間反応させた。圧力を解放したあと、窒素気流下でさらに1時間反応させ、水洗工程を経て数平均分子量3000のポリアミド12(PA12:ナイロン(登録商標)12)である白色固体を得た。
・ハードセグメント:ポリアミド12の合成
攪拌機、窒素ガス導入口、縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アルドリッチ社製のラウロラクタム600g、ドデカン二酸73.6g、アミノヘキサン酸24.4gを入れ、容器内を十分窒素置換した後、250℃まで昇温し、0.6MPaの加圧下で4時間反応させた。圧力を解放したあと、窒素気流下でさらに1時間反応させ、水洗工程を経て数平均分子量3000のポリアミド12(PA12:ナイロン(登録商標)12)である白色固体を得た。
・熱可塑性エラストマーの製造
前記PA12(ハードセグメントを形成するポリマー)500gと、Jeffamine RT−1000(ソフトセグメントを形成するポリマー、PTMG/PPGの共重合体、数平均分子量1000、HUNTSMAN社製)167gと、を混合して混合物を得た。
この混合物を窒素気流下、230℃で7時間撹拌を行い白色の熱可塑性エラストマーを得た。
得られた熱可塑性エラストマーに、核剤としてP22(Bruggemann Chemical社製)を熱可塑性エラストマーの全質量に対して0.1質量%となる量で加え、二軸混錬装置で混合し、ペレット化した。
前記PA12(ハードセグメントを形成するポリマー)500gと、Jeffamine RT−1000(ソフトセグメントを形成するポリマー、PTMG/PPGの共重合体、数平均分子量1000、HUNTSMAN社製)167gと、を混合して混合物を得た。
この混合物を窒素気流下、230℃で7時間撹拌を行い白色の熱可塑性エラストマーを得た。
得られた熱可塑性エラストマーに、核剤としてP22(Bruggemann Chemical社製)を熱可塑性エラストマーの全質量に対して0.1質量%となる量で加え、二軸混錬装置で混合し、ペレット化した。
・タイヤ骨格体の形成及びタイヤの製造
ペレット化した熱可塑性エラストマーは、実施例1と同様にしてタイヤ骨格体を形成し、タイヤを製造した。
ペレット化した熱可塑性エラストマーは、実施例1と同様にしてタイヤ骨格体を形成し、タイヤを製造した。
[比較例1]
実施例5において、アミノヘキサン酸の量を43.7g、ドデカン二酸の量を96gに変更し、Jeffamine RT−1000の量を250gに変更したこと以外は、実施例5と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
実施例5において、アミノヘキサン酸の量を43.7g、ドデカン二酸の量を96gに変更し、Jeffamine RT−1000の量を250gに変更したこと以外は、実施例5と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
[比較例2]
実施例5において、ドデカン二酸の量を112.7gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を167gのPPG650に変更した以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。この比較例で形成された熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとして数平均分子量1950のポリアミド12と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMGと、を有していた。
実施例5において、ドデカン二酸の量を112.7gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を167gのPPG650に変更した以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。この比較例で形成された熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとして数平均分子量1950のポリアミド12と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMGと、を有していた。
[比較例3]
実施例1において、ドデカン二酸の量を69gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量3200のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を、156gのJeffamine RT−1000に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
実施例1において、ドデカン二酸の量を69gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量3200のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を、156gのJeffamine RT−1000に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
[比較例4]
実施例1において、ドデカン二酸の量を552gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量400のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を、812.5gのPTMG650に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
実施例1において、ドデカン二酸の量を552gに変更して、ハードセグメントを形成するポリマーとして数平均分子量400のPA6を得たこと、及びソフトセグメントを形成するポリマーである167gのPPG−800を、812.5gのPTMG650に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により熱可塑性エラストマーを得た。得られた熱可塑性エラストマーを用い、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
[比較例5]
実施例5において、ドデカン二酸の量を46.7gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を、213gのElastamine RT−2009(数平均分子量2000、HUNTSMAN社製)に変更し、熱可塑性エラストマーに核剤を配合しないこと以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
実施例5において、ドデカン二酸の量を46.7gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を、213gのElastamine RT−2009(数平均分子量2000、HUNTSMAN社製)に変更し、熱可塑性エラストマーに核剤を配合しないこと以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例6]
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アジピン酸292g、ヘキサデカンジアミン258g、PTMG650を182g、精製水150g、及び次亜リン酸ナトリウム0.7gを仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、封圧下、250℃まで昇温した。容器圧力が0.5MPaに達したのち、圧力を徐々に開放し、窒素気流下、245℃5時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量2000のポリアミド610(PA610:ナイロン(登録商標)610)と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMGと、を有する熱可塑性エラストマーを得た。
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アジピン酸292g、ヘキサデカンジアミン258g、PTMG650を182g、精製水150g、及び次亜リン酸ナトリウム0.7gを仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、封圧下、250℃まで昇温した。容器圧力が0.5MPaに達したのち、圧力を徐々に開放し、窒素気流下、245℃5時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量2000のポリアミド610(PA610:ナイロン(登録商標)610)と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMGと、を有する熱可塑性エラストマーを得た。
・タイヤ骨格体の形成及びタイヤの製造
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、イソプロパノールで加熱抽出を12時間行い、未反応モノマーを除去した。
未反応モノマー除去後の熱可塑性エラストマーのペレットを270℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、イソプロパノールで加熱抽出を12時間行い、未反応モノマーを除去した。
未反応モノマー除去後の熱可塑性エラストマーのペレットを270℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例7]
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アミノウンデカン酸(和光純薬工業(株)製)450g、Jeffamine RT−1000を150g、及び次亜リン酸ナトリウム0.7gを仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、230℃で7時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量3000のポリアミド11(PA11:ナイロン(登録商標)11)と、ソフトセグメントとして数平均分子量1000のPTMG/PPGの共重合体と、を有する白色の熱可塑性エラストマーを得た。
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アミノウンデカン酸(和光純薬工業(株)製)450g、Jeffamine RT−1000を150g、及び次亜リン酸ナトリウム0.7gを仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、230℃で7時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量3000のポリアミド11(PA11:ナイロン(登録商標)11)と、ソフトセグメントとして数平均分子量1000のPTMG/PPGの共重合体と、を有する白色の熱可塑性エラストマーを得た。
・タイヤ骨格体の形成及びタイヤの製造
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、260℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、260℃で射出成形し、タイヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例8]
実施例3において、ドデカン二酸の量を170gに変更し、PTMG650の量を250gに変更した以外は、実施例3と同様にしてタイヤを製造した。本実施例で形成された熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとして数平均分子量1300のPA6と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMGと、を有していた。
実施例3において、ドデカン二酸の量を170gに変更し、PTMG650の量を250gに変更した以外は、実施例3と同様にしてタイヤを製造した。本実施例で形成された熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとして数平均分子量1300のPA6と、ソフトセグメントとして数平均分子量650のPTMGと、を有していた。
[実施例9]
実施例5において、ドデカン二酸の量を55.2gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を、175gのPPG1400(ポリプロピレングリコール、数平均分子量1400、和光純薬工業(株)製)に変更したこと、及び熱可塑性エラストマーに核剤を配合しないこと以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。本実施例で形成された熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとして数平均分子量4000のPA12と、ソフトセグメントとして数平均分子量1400のPPGと、を有していた。
実施例5において、ドデカン二酸の量を55.2gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を、175gのPPG1400(ポリプロピレングリコール、数平均分子量1400、和光純薬工業(株)製)に変更したこと、及び熱可塑性エラストマーに核剤を配合しないこと以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。本実施例で形成された熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとして数平均分子量4000のPA12と、ソフトセグメントとして数平均分子量1400のPPGと、を有していた。
[実施例10]
実施例5において、ドデカン二酸の量を75.9gに変更し、Jeffamine RT−1000の量を172gに変更し、ハードセグメントとして数平均分子量2900のPA12と、ソフトセグメントとして数平均分子量1000のPTMG/PPGの共重合体と、を有する熱可塑性エラストマーに変更した以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
実施例5において、ドデカン二酸の量を75.9gに変更し、Jeffamine RT−1000の量を172gに変更し、ハードセグメントとして数平均分子量2900のPA12と、ソフトセグメントとして数平均分子量1000のPTMG/PPGの共重合体と、を有する熱可塑性エラストマーに変更した以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例11]
実施例5において、ドデカン二酸の量を63.3gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を63gのJeffamine D−440(ソフトセグメントを形成するポリマー、PPG、数平均分子量440、HUNTSMAN社製)に変更し、ハードセグメントとして数平均分子量3500のPA12と、ソフトセグメントとして数平均分子量440のPPGと、を有する熱可塑性エラストマーに変更した以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
実施例5において、ドデカン二酸の量を63.3gに変更し、167gのJeffamine RT−1000を63gのJeffamine D−440(ソフトセグメントを形成するポリマー、PPG、数平均分子量440、HUNTSMAN社製)に変更し、ハードセグメントとして数平均分子量3500のPA12と、ソフトセグメントとして数平均分子量440のPPGと、を有する熱可塑性エラストマーに変更した以外は、実施例5と同様にしてタイヤを製造した。
[実施例12]
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アジピン酸146g、ヘキサメチレンジアミン87g、ポリプロピレングリコール(数平均分子量12500、旭硝子(株)製)1440g、精製水75g、及び次亜リン酸ナトリウム0.35g、を仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、封圧下、260℃まで昇温した。容器圧力が0.5MPaに達したのち、圧力を徐々に開放し、窒素気流下、260℃5時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量2000のポリアミド66と、ソフトセグメントとして数平均分子量12500のPPGと、を有する熱可塑性エラストマーを得た。
・熱可塑性エラストマーの製造
攪拌機、窒素ガス導入口、及び縮合水排出口を備えた容積2リットルの反応容器に、アジピン酸146g、ヘキサメチレンジアミン87g、ポリプロピレングリコール(数平均分子量12500、旭硝子(株)製)1440g、精製水75g、及び次亜リン酸ナトリウム0.35g、を仕込み、混合して混合物を得た。
この混合物を窒素置換後、封圧下、260℃まで昇温した。容器圧力が0.5MPaに達したのち、圧力を徐々に開放し、窒素気流下、260℃5時間撹拌を行い、ハードセグメントとして数平均分子量2000のポリアミド66と、ソフトセグメントとして数平均分子量12500のPPGと、を有する熱可塑性エラストマーを得た。
・タイヤ骨格体の形成及びタイヤの製造
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、イソプロパノールで加熱抽出を12時間行い、未反応モノマーを除去した。
未反応モノマー除去後の熱可塑性エラストマーのペレットを280℃で射出成形し、イヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
得られた熱可塑性エラストマーはペレット化した後、イソプロパノールで加熱抽出を12時間行い、未反応モノマーを除去した。
未反応モノマー除去後の熱可塑性エラストマーのペレットを280℃で射出成形し、イヤ骨格体を形成した。
得られたタイヤ骨格体を用いて、実施例1と同様にしてタイヤを製造した。
<評価>
上記の各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体、並びに各実施例及び比較例のタイヤについて、以下の評価を行った。評価結果は下記表1及び表2に示す。
上記の各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体、並びに各実施例及び比較例のタイヤについて、以下の評価を行った。評価結果は下記表1及び表2に示す。
[引張弾性率の評価]
各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体を、JISK6251:1993に規定されるダンベル状試験片(3号形試験片)に打ち抜き、試料とした。島津製作所社製、島津オートグラフAGS−J(5KN)を用いて、引張速度を200mm/minに設定し、前記各試料片の引張弾性率を測定した。
各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体を、JISK6251:1993に規定されるダンベル状試験片(3号形試験片)に打ち抜き、試料とした。島津製作所社製、島津オートグラフAGS−J(5KN)を用いて、引張速度を200mm/minに設定し、前記各試料片の引張弾性率を測定した。
[樹脂材料の融点]
各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体から、樹脂材料を1g程度削り取り、試料とした。試料の融点をTA Instruments社製のDSC(示差走査熱量計)により測定した。
各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体から、樹脂材料を1g程度削り取り、試料とした。試料の融点をTA Instruments社製のDSC(示差走査熱量計)により測定した。
[荷重たわみ温度の評価]
各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体を形成する際のペレットを、多目的試料片(JIS K7139:2009、ISO−3167)形状の金型を用いて、射出成形を行い、127mm×10mm、厚さ4mmの評価用試料片を得た。
各実施例及び比較例におけるタイヤ骨格体を形成する際のペレットを、多目的試料片(JIS K7139:2009、ISO−3167)形状の金型を用いて、射出成形を行い、127mm×10mm、厚さ4mmの評価用試料片を得た。
得られた評価用試料片について、0.45MPa及び1.8MPaの各々の荷重における荷重たわみ温度(ASTM D648)を、HDT/VSPT試験装置((株)上島製作所製)を用いて測定した。
測定方法及び条件は次の通りである。
評価用試料片の支点間距離100mmで2点を支え、支点間の中央部に0.46MPa又は1.8MPaの荷重をかけ、該試料片の周囲をシリコーンオイルで満たし、昇温速度120℃/hrで昇温した。評価用試料片の変形量が0.2%に達した時の温度を、荷重たわみ温度として測定した。
荷重たわみ温度が、150℃以上であることが、本発明のタイヤに求められる性能とする。
測定方法及び条件は次の通りである。
評価用試料片の支点間距離100mmで2点を支え、支点間の中央部に0.46MPa又は1.8MPaの荷重をかけ、該試料片の周囲をシリコーンオイルで満たし、昇温速度120℃/hrで昇温した。評価用試料片の変形量が0.2%に達した時の温度を、荷重たわみ温度として測定した。
荷重たわみ温度が、150℃以上であることが、本発明のタイヤに求められる性能とする。
[加硫後の変形]
各実施例及び比較例のタイヤについて、加硫後に目視での変形の確認、並びにリム組した際の作業性及びエア漏れの有無を以下の評価基準に従い評価した。評価結果は表1及び表2に示す。
−評価基準−
A:加硫後の変形がなく、リム組作業性及びエア漏れともに問題がない。
B:タイヤ骨格体として使用が許容される範囲であるがやや変形が見られた。
C:加硫後の変形が大きく、リム組出来ない、又はリム組後にエア漏れが発生した。
各実施例及び比較例のタイヤについて、加硫後に目視での変形の確認、並びにリム組した際の作業性及びエア漏れの有無を以下の評価基準に従い評価した。評価結果は表1及び表2に示す。
−評価基準−
A:加硫後の変形がなく、リム組作業性及びエア漏れともに問題がない。
B:タイヤ骨格体として使用が許容される範囲であるがやや変形が見られた。
C:加硫後の変形が大きく、リム組出来ない、又はリム組後にエア漏れが発生した。
[乗り心地性の評価]
各実施例及び比較例のタイヤを、日本自動車タイヤ協会(JATMA)の「JATMA YEAR BOOK」に定められた標準リム(7JJ)に取り付けた。前記リムに取り付けられたタイヤを、空気圧230kPa、タイヤ負荷荷重4165Nにて平板上に接地させ、タイヤ径方向の最大変位(縦ばね指数)を測定し、実施例1のタイヤの評価結果を基準として、下記の評価基準で評価を行った。
−評価基準−
A:(試験対象のタイヤの最大変位)≧(実施例1のタイヤの最大変位×1.10)
B:(実施例1のタイヤの最大変位×1.10)>(試験対象のタイヤの最大変位)>(実施例1のタイヤの最大変位×0.90)
C:(実施例1のタイヤの最大変位×0.90)≧(試験対象のタイヤの最大変位)
各実施例及び比較例のタイヤを、日本自動車タイヤ協会(JATMA)の「JATMA YEAR BOOK」に定められた標準リム(7JJ)に取り付けた。前記リムに取り付けられたタイヤを、空気圧230kPa、タイヤ負荷荷重4165Nにて平板上に接地させ、タイヤ径方向の最大変位(縦ばね指数)を測定し、実施例1のタイヤの評価結果を基準として、下記の評価基準で評価を行った。
−評価基準−
A:(試験対象のタイヤの最大変位)≧(実施例1のタイヤの最大変位×1.10)
B:(実施例1のタイヤの最大変位×1.10)>(試験対象のタイヤの最大変位)>(実施例1のタイヤの最大変位×0.90)
C:(実施例1のタイヤの最大変位×0.90)≧(試験対象のタイヤの最大変位)
表1及び表2の実施例の評価結果からわかるように、樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、樹脂材料が特定ハードセグメントを有する熱可塑性エラストマーを含むタイヤは、高温短時間での加硫が可能であり、乗り心地性に優れる。
Claims (14)
- 熱可塑性エラストマーを含有する樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体と、ゴム部材と、を有し、
前記樹脂材料の荷重たわみ温度が150℃以上であり、
前記熱可塑性エラストマーが、ソフトセグメントと、ポリアミドに由来するハードセグメントと、を有し、前記ハードセグメントは、前記ポリアミドの主鎖が含む窒素原子間に存在する炭素原子の数の最小値Xと前記ハードセグメントの分子量Yとが下記式1、式2、及び式3の関係を満たすタイヤ。
Y=250X+A 式1
6≦X≦12 式2
−1000≦A≦1500 式3 - 前記ソフトセグメントの分子量が500〜12,000である請求項1に記載のタイヤ。
- 前記式1中のAが以下の式4を満たす、請求項1又は請求項2に記載のタイヤ。
−750≦A≦1250 式4 - 前記式1中のAが以下の式5を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。
−500≦A≦1000 式5 - 前記熱可塑性エラストマー中の前記ハードセグメントの含有量は、前記熱可塑性エラストマー全量に対して5質量%〜95質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記熱可塑性エラストマーは、前記ソフトセグメントの分子量に対する前記ハードセグメントの分子量の比率が、45/55〜90/10である請求項1〜5のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記熱可塑性エラストマーの前記樹脂材料における含有量が、前記樹脂材料の全質量に対して55質量%〜100質量%である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記熱可塑性エラストマーの融点が160℃〜250℃である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料が、前記ソフトセグメントと前記ハードセグメントを含む前記熱可塑性エラストマーとは別の熱可塑性エラストマーをさらに含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ骨格体のサイド部の厚みが1mm〜10mmである請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料の引張弾性率が100MPa〜1000MPaである、請求項1〜10のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料の引張降伏強さが5MPa〜20MPaである、請求項1〜11のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料の引張降伏伸びが10%〜70%である、請求項1〜12のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料の引張破壊伸びが50%以上である、請求項1〜13のいずれか1項に記載のタイヤ。
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