CN107635792A - 轮胎 - Google Patents
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Abstract
轮胎(10)由树脂材料形成并且具有环状的轮胎骨架体(17)。树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体和炭黑,并且相对于树脂材料,所述炭黑的含有率低于1质量%。
Description
技术领域
本发明涉及安装到轮辋上的轮胎,并且特别涉及其中轮胎骨架体(胎身)的至少一部分由树脂材料形成的轮胎。
背景技术
传统上,由橡胶、有机纤维材料、和钢部件等构成的充气轮胎已经用于例如乘用车等车辆中。通常用于传统充气轮胎的橡胶材料在耐热性等方面是适当的。然而,轮胎制造过程通常涉及例如混炼、制片(sheeting)、成形、和硫化等多个步骤,并且已经要求生产性的改善。
在这一点上,从轻量化、容易成形、和再循环性的观点,近年来已经考虑了树脂材料、特别是热塑性树脂和热塑性弹性体作为轮胎材料的使用。从改善生产性,例如可注射成形的观点,这些热塑性高分子材料(热塑性树脂)具有很多优势。
作为使用树脂材料的轮胎,日本专利申请特开(JP-A)No.2011-246626提出了一种轮胎,其在防空气渗透层(内衬层)中,使用以相对于100质量份的弹性体组分为1至15质量份的量包含炉法炭黑的热塑性弹性体组合物。
发明内容
发明要解决的问题
使用热塑性高分子材料(热塑性树脂)的轮胎与传统的橡胶制轮胎相比可以更容易地并且在更低的成本下制造。
然而,热塑性树脂的表面在对光的暴露下劣化,并且例如UV(波长=300nm至400nm)照射在某些情况下引起热塑性树脂表面的劣化。为了也抑制强度(例如,断裂应力、断裂伸长率)的降低,要求使用热塑性树脂的轮胎具有优异的耐光性。
鉴于上述情形,本发明的目的在于提供使用树脂材料形成并且具有优异的耐光性的轮胎。
用于解决问题的方案
[1]一种轮胎,其包括由树脂材料形成且为环状的轮胎骨架体,其中所述树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体和炭黑,并且相对于所述树脂材料,所述炭黑的含有率低于1质量%。
发明的效果
根据本发明,可以提供使用树脂材料形成并且具有优异的耐光性的轮胎。
附图说明
图1A是表明根据本发明的一个实施方案的轮胎的一部分的截面的透视图;
图1B是根据本发明的一个实施方案的轮胎的胎圈部的截面图,其中胎圈部已经安装到轮辋上;
图2是沿着轮胎旋转轴截取的截面图,其表明其中增强帘线埋设入根据第一实施方案的轮胎的胎身的胎冠部(crown portion)中的状态;和
图3是用于说明使用帘线加热设备和辊来使增强帘线埋设入胎身的胎冠部中的操作的图。
具体实施方式
本发明的轮胎包括由树脂材料形成(即,使用至少树脂材料形成)且为环状的轮胎骨架体。所述树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体和炭黑,并且相对于所述树脂材料,所述炭黑的含有率低于1质量%。
除了聚酰胺系热塑性弹性体以外,用于本发明的树脂材料以相对于树脂材料为低于1质量%的量包含炭黑,并且这使得能够获得优异的耐光性。
产生该效果的原因不一定是清楚的;然而,相信的是包含于树脂材料中的炭黑起UV吸收剂的作用来吸收UV并且将其转化为热能,结果抑制了由UV引起的聚酰胺系热塑性弹性体的分子链的断裂,由此抑制了分子量的降低。因此,推测的是,也抑制了表面劣化和裂纹产生等。
此外,相信的是,由于聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)作为热塑性树脂的使用使炭黑有效地吸收由UV吸收和能量转换产生的热,与其中例如仅引入聚氨酯(TPU)或聚烯烃(TPO)作为热塑性树脂的情况相比,也更好地抑制了由从炭黑中释放的热引起的热劣化。
因为这些点,根据本发明,可以得到优异的耐光性。
-炭黑的含有率-
在用于本发明的树脂材料中,炭黑的含有率低于1质量%,并且当炭黑的含有率高于该范围时,会产生微小裂纹,这导致轮胎耐久性的劣化。产生该效果的原因不一定是清楚的;然而,在大量的炭黑包含于树脂材料中的情况下,当施加强的冲击时,炭黑会起产生微小裂纹的核的作用,并且相信的是轮胎耐久性随着该裂纹产生而劣化。另一方面,在本发明中,相信的是,通过将炭黑的含有率控制至低于1质量%,核的数量降低并且因此抑制微小裂纹的产生,从而可以得到优异的耐久性。
树脂材料中的炭黑的含有率的上限为低于1质量%,优选0.5质量%以下,更优选0.2质量%以下。
同时,下限优选为0.01质量%以上,更优选0.03质量%以上,特别优选0.05质量%以上。通过将炭黑的含有率的下限控制在该范围内,可以得到优异的耐光性。
树脂材料中的炭黑的含有率的范围优选为0.01质量%至低于1质量%,更优选0.05质量%至0.5质量%,又更优选0.05质量%至0.2质量%。
<<树脂材料>>
根据本发明的轮胎包括由树脂材料形成的轮胎骨架体。树脂材料至少包含聚酰胺系热塑性弹性体,并且以上述含有率包含炭黑。
树脂材料也可以包含除了聚酰胺系热塑性弹性体以外的热塑性弹性体和/或任选组分。这里注意的是聚酰胺系热塑性弹性体的含有率相对于树脂材料的总量优选为30质量%以上,更优选50质量%以上,特别优选70质量%以上。
在这里使用的术语“树脂”是包括热塑性树脂和热固性树脂但是不包括天然橡胶的概念。
(聚酰胺系热塑性弹性体)
在本发明中,术语“聚酰胺系热塑性弹性体”意指如下共聚物的热塑性树脂材料,所述共聚物包含:构成结晶性且熔点高的硬链段的一部分或全部的聚合物;和构成非结晶性且玻璃化转变温度低的软链段的一部分或全部的聚合物,其中构成硬链段的一部分或全部的聚合物在其主链中具有酰胺键(-CONH-)。
聚酰胺系热塑性弹性体在下文中也可以简称为“TPA”(热塑性酰胺弹性体)。
聚酰胺系热塑性弹性体的实例包括其中至少聚酰胺构成结晶性且熔点高的硬链段的一部分或全部并且其它聚合物(例如,聚酯或聚醚)构成非结晶性且玻璃化转变温度低的软链段的一部分或全部的材料。进一步,在聚酰胺系热塑性弹性体中,例如二羧酸等扩链剂可以用作硬链段和软链段的结合部。
-硬链段-
构成硬链段的一部分或全部的聚酰胺的实例包括使用由以下式(1)或(2)表示的单体合成的聚酰胺。
式(1)
H2N-R1-COOH
在式(1)中,R1表示具有2至20个碳原子的烃分子链(例如,具有2至20个碳原子的亚烷基)。
式(2)
在式(2)中,R2表示具有3至20个碳原子的烃分子链(例如,具有3至20个碳原子的亚烷基)。
在式(1)中,R1优选为具有3至18个碳原子的烃分子链(例如,具有3至18个碳原子的亚烷基),更优选具有4至15个碳原子的烃分子链(例如,具有4至15个碳原子的亚烷基),特别优选具有10至15个碳原子的烃分子链(例如,具有10至15个碳原子的亚烷基)。在式(2)中,R2优选为具有3至18个碳原子的烃分子链(例如,具有3至18个碳原子的亚烷基),更优选具有4至15个碳原子的烃分子链(例如,具有4至15个碳原子的亚烷基),特别优选具有10至15个碳原子的烃分子链(例如,具有10至15个碳原子的亚烷基)。
由式(1)或(2)表示的单体的实例包括ω-氨基羧酸和内酰胺。构成硬链段的一部分或全部的聚酰胺的实例包括ω-氨基羧酸和内酰胺的缩聚物、和二胺与二羧酸的共缩聚物。
ω-氨基羧酸的实例包括具有5至20个碳原子的脂肪族ω-氨基羧酸,例如6-氨基己酸、7-氨基庚酸、8-氨基辛酸、10-氨基癸酸、11-氨基十一烷酸和12-氨基十二烷酸。内酰胺的实例包括具有5至20个碳原子的脂肪族内酰胺,例如月桂基内酰胺、ε-己内酰胺、十一内酰胺、ω-庚内酰胺(ω-enantholactam)和2-吡咯烷酮。
二胺的实例包括例如具有2至20个碳原子的脂肪族二胺(例如,乙二胺、亚丙基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一撑二胺、十二甲撑二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、3-甲基戊二胺、和间二甲苯二胺)等二胺化合物。二羧酸可以由HOOC-(R3)m-COOH(R3:具有3至20个碳原子的烃分子链,m:0或1)表示,并且其实例包括具有2至22个碳原子的脂肪族二羧酸,例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸。
构成硬链段的一部分或全部的聚酰胺的实例包括:通过ε-己内酰胺的开环缩聚得到的聚酰胺(聚酰胺6)、通过十一内酰胺的开环缩聚得到的聚酰胺(聚酰胺11)、通过月桂基内酰胺的开环缩聚得到的聚酰胺(聚酰胺12)、通过12-氨基十二烷酸的缩聚得到的聚酰胺(聚酰胺12)、通过二胺与二元酸的缩聚得到的聚酰胺(聚酰胺66)、和包含间二甲苯二胺作为结构单元的聚酰胺(酰胺MX)。
聚酰胺6可以由例如{CO-(CH2)5-NH}n(其中,n表示任意的重复单元数)表示,并且n例如优选为2至100,更优选3至50。
聚酰胺11可以由例如{CO-(CH2)10-NH}n(其中,n表示任意的重复单元数)表示,并且n例如优选为2至100,更优选3至50。
聚酰胺12可以由例如{CO-(CH2)11-NH}n(其中,n表示任意的重复单元数)表示,并且n例如优选为2至100,更优选3至50。
聚酰胺66可以由例如{CO(CH2)4CONH(CH2)6NH}n(其中,n表示任意的重复单元数)表示,并且n例如优选为2至100,更优选3至50。
包含间二甲苯二胺作为结构单元的酰胺MX可以由例如以下结构单元(A-1)[其中,n表示任意的重复单元数]表示,并且n例如优选为2至100,更优选3至50。
作为硬链段,聚酰胺系热塑性弹性体优选包含具有由-[CO-(CH2)5-NH]-表示的单元结构的聚酰胺(聚酰胺6)或具有由-[CO-(CH2)11-NH]-表示的单元结构的聚酰胺(聚酰胺12),更优选具有由-[CO-(CH2)11-NH]-表示的单元结构的聚酰胺(聚酰胺12)。
如上所述,聚酰胺12可以通过月桂基内酰胺的开环缩聚或12-氨基十二烷酸的缩聚得到。
-软链段-
构成软链段的一部分或全部的聚合物可以例如为聚酯或聚醚。其实例包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚乙二醇(PTMG)、和ABA型三嵌段聚醚。这些可以单独或者以其两种以上的组合使用。进一步,例如也可以使用通过使氨等与聚醚的末端反应得到的聚醚二胺,并且可以使用ABA型三嵌段聚醚二胺等。
“ABA型三嵌段聚醚”的实例包括由以下式(3)表示的聚醚。
式(3)
在式(3)中,x和z各自独立地表示1至20的整数,并且y表示4至50的整数。
在式(3)中,x和z各自优选为1至18的整数,更优选1至16的整数,特别优选1至14的整数,最优选1至12的整数。进一步,在式(3)中,y优选为5至45的整数,更优选6至40的整数,特别优选7至35的整数,最优选8至30的整数。
“ABA型三嵌段聚醚二胺”的实例包括由以下式(N)表示的聚醚二胺。
式(N)
在式(N)中,XN和ZN各自独立地表示1至20的整数,并且YN表示4至50的整数。
在式(N)中,XN和ZN各自优选为1至18的整数,更优选1至16的整数,特别优选1至14的整数,最优选1至12的整数。进一步,在式(N)中,YN优选为5至45的整数,更优选6至40的整数,特别优选7至35的整数,最优选8至30的整数。
硬链段和软链段的组合的实例包括任意上述硬链段和任意上述软链段的组合。其中,以下组合是优选的。
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚乙二醇的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚丙二醇的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺的组合
进一步,以下组合是特别优选的。
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺的组合
构成软链段的一部分或全部的聚合物也可以包含例如具有6至22个碳原子的支链状饱和二胺、具有6至16个碳原子的支链状脂环族二胺、或降冰片烷二胺等二胺作为单体单元。具有6至22个碳原子的支链状饱和二胺、具有6至16个碳原子的支链状脂环族二胺、和降冰片烷二胺可以单独或者以其两种以上的组合使用。这些二胺也可以与上述ABA型三嵌段聚醚或ABA型三嵌段聚醚二胺组合使用。
具有6至22个碳原子的支链状饱和二胺的实例包括:2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基戊烷、2-甲基-1,5-二氨基戊烷、和2-甲基-1,8-二氨基辛烷。
具有6至16个碳原子的支链状脂环族二胺的实例包括:5-氨基-2,2,4-三甲基-1-环戊烷甲基胺、和5-氨基-1,3,3-三甲基环己烷甲基胺。这些二胺可以是顺式或反式,或者这些异构体的混合物。
降冰片烷二胺的实例包括:2,5-降冰片烷二甲基胺、2,6-降冰片烷二甲基胺、和其混合物。
构成软链段的一部分或全部的聚合物可以进一步包含除了上述那些以外的二胺化合物作为单体单元。这样的其它二胺化合物的实例包括:例如乙二胺、亚丙基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一撑二胺、十二甲撑二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、和3-甲基戊二胺等脂肪族二胺;例如双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)丙烷、1,3-双氨基甲基环己烷和1,4-双氨基甲基环己烷等脂环族二胺;和例如间二甲苯二胺和对二甲苯二胺等芳香族二胺。
这些二胺可以单独或者适当地以其两种以上的组合使用。
-扩链剂-
在聚酰胺系热塑性弹性体中,除了硬链段和软链段以外,也可以使用例如二羧酸等扩链剂。作为二羧酸,例如,可以使用选自脂肪族二羧酸、脂环族二羧酸、和芳香族二羧酸、或其衍生物的至少一种。
二羧酸的具体实例包括:例如具有2至25个碳原子的直链脂肪族二羧酸(例如,己二酸、癸烷二羧酸、草酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、和十二烷二酸)、作为通过将甘油三酸酯分馏得到的二聚不饱和脂肪酸的具有14至48个碳原子的二聚脂肪族二羧酸、和这些脂肪族二羧酸的氢化产物等脂肪族二羧酸;例如1,4-环己烷二羧酸等脂环族二羧酸;和例如对苯二甲酸和间苯二甲酸等芳香族二羧酸。
-分子量-
在本发明中,对包含于树脂材料中的聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量没有特别限定;然而,其优选为10,000至400,000。从改善对轮辋的安装性和改善对轮胎内压的耐压性的观点,聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量更优选为15,700至300,000,又更优选22,000至200,000。
进一步,在本发明中,由于炭黑在上述含量范围内包含于树脂材料中,即将树脂材料暴露于光下,聚酰胺系热塑性弹性体的分子量的降低也受抑制。
聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量可以通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。对于GPC(凝胶渗透色谱仪),例如可以使用由Tosoh Corporation制造的“HLC-8320GPC EcoSEC”。
从熔融成形性的观点,构成硬链段的一部分或全部的聚合物(聚酰胺)的数均分子量优选为300至15,000。从韧性和低温柔软性的观点,构成软链段的一部分或全部的聚合物的数均分子量优选为200至6,000。
-硬链段与软链段的比-
在聚酰胺系热塑性弹性体中,从成形性的观点,硬链段(x)与软链段(y)的质量比(x:y)优选为50:50至90:10,更优选50:50至80:20。
聚酰胺系热塑性弹性体中的硬链段的含量相对于聚酰胺系热塑性弹性体的总量优选为5至95质量%,更优选10至90质量%,特别优选15至90质量%。
聚酰胺系热塑性弹性体中的软链段的含量相对于聚酰胺系热塑性弹性体的总量优选为10至95质量%,更优选10至90质量%。
当使用扩链剂时,其含量优选以用作软链段的原料的单体的羟基或氨基的量与扩链剂的羧基的量基本上等摩尔的方式设定。
-聚酰胺系热塑性弹性体的合成-
聚酰胺系热塑性弹性体可以通过根据已知的方法,使构成硬链段的一部分或全部的聚合物与构成软链段的一部分或全部的聚合物共聚而合成。例如,聚酰胺系热塑性弹性体可以通过如下得到:使作为硬链段的原料的单体(例如,例如12-氨基十二烷酸等ω-氨基羧酸、或例如月桂基内酰胺或ε-己内酰胺等内酰胺)、作为软链段的原料的单体(例如,上述ABA型三嵌段聚醚或ABA型三嵌段聚醚二胺)和扩链剂(例如,己二酸或癸烷二羧酸)在容器中聚合。特别地,当ω-氨基羧酸用作作为硬链段的原料的单体时,聚酰胺系热塑性弹性体可以通过进行常压熔融聚合、或常压熔融聚合然后减压熔融聚合来合成。当内酰胺用作作为硬链段的原料的单体时,可以允许适当的量的水共存,并且聚酰胺系热塑性弹性体可以通过以下方法来制造,所述方法包括:在0.1至5Mpa的压力下的熔融聚合,以及接着的常压熔融聚合和/或减压熔融聚合。这些合成反应可以以分批方式或连续方式来进行。进一步,对于上述合成反应,分批型反应釜、单槽型或多槽型连续反应设备、和管状连续反应设备等可以单独或者适当地以其两种以上的组合使用。
在制造聚酰胺系热塑性弹性体时,聚合温度优选为150至300℃,更优选160至280℃。聚合时间可以根据要合成的聚酰胺系热塑性弹性体的聚合平均分子量和聚合温度而酌情确定,并且聚合时间例如优选为0.5至30小时,更优选0.5至20小时。
在制造聚酰胺系热塑性弹性体时,为了调节分子量和/或使在成形时的熔融粘度稳定,也可以根据需要添加添加剂,并且添加剂的实例包括:例如月桂胺、硬脂胺、六亚甲基二胺、和间二甲苯二胺等单胺和二胺;和例如乙酸、苯甲酸、硬脂酸、己二酸、癸二酸、和十二烷二酸等单羧酸和二羧酸。这些添加剂可以在不负面地影响本发明的效果的范围内并且根据要得到的聚酰胺系热塑性弹性体的分子量和粘度等而酌情选择。
在制造聚酰胺系热塑性弹性体时,可以根据需要使用催化剂。催化剂可以是例如,含有选自由P、Ti、Ge、Zn、Fe、Sn、Mn、Co、Zr、V、Ir、La、Ce、Li、Ca和Hf组成的组的至少一种的化合物。
这样的化合物的实例包括:无机磷化合物、有机钛化合物、有机锆化合物、和有机锡化合物。
无机磷化合物的具体实例包括:例如磷酸、焦磷酸、多磷酸、亚磷酸、和次磷酸等含磷的酸;含磷的酸的碱金属盐;和含磷的酸的碱土金属盐。
有机钛化合物的实例包括烷氧基钛(例如,四丁氧基钛和四异丙氧基钛)。
有机锆化合物的实例包括烷氧基锆(例如,四丁氧基锆(也称为“Zr(OBu)4”或“Zr(OC4H8)4”))。
有机锡化合物的实例包括二锡氧烷(distannoxane)化合物(例如,1-羟基-3-异硫氰酸酯基-1,1,3,3-四丁基二锡氧烷)、乙酸锡、二月桂酸二丁基锡、和水合氧化氢氧化丁基锡(butyl tin hydroxide oxide hydrate)。
对催化剂的添加量和添加催化剂的时机没有特别限定,只要可以快速地得到期望的产物即可。
作为聚酰胺系热塑性弹性体,例如以下组合是优选的。
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇/己二酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇/己二酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/己二酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/己二酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇/癸烷二羧酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/癸烷二羧酸的组合
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚乙二醇/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚丙二醇/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚丙二醇/癸烷二羧酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/癸烷二羧酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇/己二酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇/己二酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/己二酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/己二酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇/癸烷二羧酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/癸烷二羧酸的组合
·ε-己内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合
进一步,以下组合是特别优选的。
·月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/己二酸的组合
·氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚乙二醇/癸烷二羧酸的组合
作为聚酰胺系热塑性弹性体,可以采用其中结构单元的组合、结构单元的比、和分子量等如上所述的这些优选的实施方案的任何组合。
在上述树脂材料中,如有需要,也可以引入各种添加剂,其实例包括橡胶、各种填料(例如,二氧化硅、碳酸钙、粘土)、防老剂、油、增塑剂、着色剂、耐候剂、和增强剂。对树脂材料(轮胎骨架体)中这样的添加剂的含量没有特别限定,并且可以在不损害本发明的效果的范围内适当地使用添加剂。当将例如添加剂等非树脂组分(non-resinous components)添加至树脂材料中时,树脂材料中的树脂组分含量相对于树脂材料的总量优选为50质量%以上,更优选90质量%以上。树脂材料中的树脂组分含量是在从树脂组分的总量中减去各种添加剂的总含量之后的剩余的余量。
(炭黑)
作为包含于本发明的树脂材料中的炭黑,可以使用任何传统已知的炭黑。
炭黑的实例包括炉黑、槽黑、乙炔黑、和热炭黑。这些炭黑可以单独或者以其两种以上的组合使用,并且也可以使用商购可得的产品。
·BET比表面积
炭黑的BET比表面积(N2)优选为10m2/g以上,更优选20m2/g以上,特别优选30m2/g以上。
通过将BET比表面积控制至上述下限值以上,当施加强的冲击时,可以防止炭黑起导致微小裂纹产生的核的作用。
这里注意的是,BET比表面积是根据ASTM D3037-88通过使用比表面积测量设备的N2气体吸附法测量的值。
·油吸收量
炭黑的油(邻苯二甲酸二丁酯)吸收量(DBP吸油量)优选为400ml/100g以下,更优选300ml/100g以下,又更优选200ml/100g以下,特别优选150ml/100g以下。
通过将DBP吸油量控制至上述上限值以下,当施加强的冲击时,可以防止炭黑起导致微小裂纹产生的核的作用。
这里注意的是,DBP吸油量是根据JIS K6221(1982)6.1.2.A测量的值并且意指每100g炭黑吸收的邻苯二甲酸二丁酯的量(ml)。
·粒径
炭黑的粒径优选为500nm以下,更优选200nm以下,特别优选100nm以下。
通过将粒径控制至上述上限值以下,当施加强的冲击时,可以防止炭黑起导致微小裂纹产生的核的作用。
这里注意的是,粒径为使用激光衍射型粒度分布分析仪(MICROTRAC,FRA型)、假定水的折射率为1.33并且橡胶用化学品的折射率为1.57而测量的值。
(树脂材料的物性)
下一步,描述了构成轮胎骨架体的一部分或全部的树脂材料的优选的物性。本发明的轮胎骨架体使用树脂材料来形成。
树脂材料(轮胎骨架体)本身的熔点(或软化点)通常为100℃至350℃,优选100℃至250℃左右,并且从轮胎生产性的观点,熔点(软化点)优选为120℃至250℃左右,更优选120℃至200℃。
通过使用熔点为120℃至250℃的这样的树脂材料,例如,当轮胎骨架体通过将其分割体(segment)(骨架片)(frame pieces)熔着来形成时,即使在通过在120℃至250℃的环境温度范围内进行熔着而得到的骨架体中,在轮胎骨架片之间也获得充分的粘接强度。因此,本发明的轮胎在耐刺穿性和耐磨耗性等方面显示优异的行驶时的耐久性。加热温度优选为比构成轮胎骨架片的一部分或全部的树脂材料的熔点(或软化点)高10℃至150℃,更优选10℃至100℃。
树脂材料可以通过在根据需要添加各种添加剂的情况下借助已知的方法(例如,熔融混合)酌情混合其组分来得到。
根据需要,通过熔融混合得到的树脂材料可以赋形并且以粒状形式使用。
树脂材料(轮胎骨架体)本身的JIS K7113:1995中定义的拉伸屈服强度优选为5Mpa以上,更优选5Mpa至20Mpa,又更优选5Mpa至17Mpa。当树脂材料的拉伸屈服强度为5MPa以上时,轮胎能够耐受由行驶时等施加至轮胎上的载荷引起的变形。
树脂材料(轮胎骨架体)本身的JIS K7113:1995中定义的拉伸屈服伸长率优选为10%以上,更优选10%至70%,又更优选15%至60%。当树脂材料的拉伸屈服伸长率为10%以上时,提供了大的弹性区域,从而可以改善气密性。
树脂材料(轮胎骨架体)本身的JIS K7113:1995中定义的拉伸断裂伸长率优选为50%以上,更优选100%以上,又更优选150%以上,特别优选200%以上。当树脂材料的拉伸断裂伸长率为50%以上时,可以获得有利的对轮辋的安装性并且可以使轮胎在碰撞时难以破坏。
树脂材料(轮胎骨架体)本身的ISO75-2或ASTM D648中定义的载荷挠曲温度(deflection temperature under load)(在0.45Mpa的载荷下)优选为50℃以上,更优选50℃至150℃,又更优选50℃至130℃。在树脂材料的载荷挠曲温度为50℃以上的情况下,即使当在轮胎的制造中进行硫化时,也可以抑制轮胎骨架体的变形。
[第一实施方案]
以下参考附图描述根据本发明的轮胎的第一实施方案的轮胎。
以下描述本实施方案的轮胎10。图1A是表明根据本发明的一个实施方案的轮胎的一部分的截面的透视图。图1B是安装到轮辋上的胎圈部的截面图。如图1中所示,本实施方案的轮胎10具有与传统通常的橡胶制充气轮胎的那些基本上相同的截面形状。
如图1A中所示,轮胎10包括胎身(轮胎骨架体)17,其包含:各自与图1B中所示的轮辋20的胎圈座21和轮辋凸缘22接触的一对胎圈部12;从各胎圈部12在轮胎径向外侧上延伸的胎侧部14;和连接一个胎侧部14的轮胎径向外侧端与另一个胎侧部14的轮胎径向外侧端的胎冠部16(外周部)。
在本实施方案的胎身17中,例如可以使用包含聚酰胺系热塑性弹性体和炭黑的树脂材料,其中相对于树脂材料,炭黑的含有率低于1质量%。
在本实施方案中,胎身17仅由单一的树脂材料形成;然而,本发明不限于该构成,并且如传统通常的橡胶制充气轮胎的情况,具有不同特性的热塑性树脂材料可以用于胎身17的各部分(例如,胎侧部14、胎冠部16和胎圈部12)。进一步,增强材料(例如,高分子材料或金属纤维、帘线、无纺布、或织物)可以埋设入胎身17(例如,胎圈部12、胎侧部14、和胎冠部16)中,以便用增强材料增强胎身17。
本实施方案的胎身17是通过将仅由树脂材料形成的一对胎身半体(轮胎骨架片)17A接合在一起而得到的。胎身半体17A各自通过将一个胎圈部12、一个胎侧部14和半宽度的胎冠部16一体化成形(例如,注射成形)来形成,并且将得到的具有相同的环状形状的胎身半体17A彼此面对地对准并且在轮胎赤道面处接合来形成胎身17。胎身17不限于通过将两个部件接合来形成并且可以通过将三个以上的部件接合来形成。
由至少上述树脂材料形成的胎身半体17A可以通过例如真空成形、加压成形、注射成形、或熔铸成形来成形。因此,与胎身由橡胶成形的传统的情况相比,由于硫化不是必要的,制造过程可以大幅地简化并且可以缩短成形时间。
此外,在本实施方案中,由于胎身半体17A具有两侧对称的形状,即,一个胎身半体17A具有与另一个胎身半体17A相同的形状,存在仅需要一种模具来使胎身半体17A成形的优势。
在本实施方案中,如图1B中所示,将与用于传统通常的充气轮胎中的那些相似的仅由钢丝帘线组成的环状胎圈芯18埋设入各胎圈部12中。然而,本发明不限于该构成,并且只要确保了胎圈部12的刚性并且在将胎圈部12与轮辋20组装时是适当的,则胎圈芯18可以省略。除了钢丝帘线以外,胎圈芯18也可以使用例如有机纤维帘线、树脂覆盖的有机纤维帘线、或硬质树脂来形成。
在本实施方案中,仅由具有比构成胎身17的一部分或全部的树脂材料优异的密封性的材料(例如,橡胶)构成的环状密封层24形成在各胎圈部12的与轮辋20接触的部分上、或至少在各胎圈部12的与轮辋20的轮辋凸缘22接触的部分上。该密封层24也可以形成在其中胎身17(胎圈部12)与胎圈座21接触的部分上。作为具有比构成胎身17的一部分或全部的树脂材料优异的密封性的材料,可以使用与构成胎身17的一部分或全部的树脂材料相比更软的材料。作为可以用于密封层24的橡胶,优选使用与在传统通常的充气橡胶制轮胎的胎圈部的外表面上使用的橡胶相同种类的橡胶。可选地,也可以使用具有比上述树脂材料优异的密封性的其它热塑性树脂(热塑性弹性体)。这样的其它热塑性树脂的实例包括例如聚氨酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、和聚酯系树脂等树脂;以及这些树脂与橡胶或弹性体的共混物。也可以使用热塑性弹性体,并且其实例包括聚酯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、聚苯乙烯系热塑性弹性体、聚烯烃系热塑性弹性体、这些弹性体的组合、以及这些弹性体与橡胶的共混物。
如图1中所示,在胎冠部16中,将具有与构成胎身17的一部分或全部的树脂材料相比更高的刚性的增强帘线26沿胎身17的圆周方向缠绕。在沿着胎身17的轴向截取的截面图中,将增强帘线26以其至少一部分埋设入胎冠部16中的方式螺旋地缠绕,并且形成增强帘线层28。在增强帘线层28的轮胎径向外周侧上,配置仅由具有比构成胎身17的一部分或全部的树脂材料优异的耐磨耗性的材料(例如,橡胶)构成的冠部30。
以下参考图2描述由增强帘线26形成的增强帘线层28。图2是沿着轮胎旋转轴截取的截面图,其表明其中增强帘线埋设入根据第一实施方案的轮胎的胎身的胎冠部中的状态。如图2中所示,在沿着胎身17的轴向截取的截面图中,将增强帘线26以其至少一部分埋设入胎冠部16中的方式螺旋地缠绕,并且与胎身17的外周部的一部分一起形成由图2中虚线之间的部分表示的增强帘线层28。增强帘线26的埋设入胎冠部16中的部分与构成胎冠部16(胎身17)的一部分或全部的树脂材料紧密接触。作为增强帘线26,可以使用例如金属纤维或有机纤维等的单丝(单线)、或其中这样的纤维绞合在一起的复丝(加捻线)(例如,由加捻钢纤维构成的钢丝帘线)。在本实施方案中,钢丝帘线用作增强帘线26。
在图2中,埋设深度L表示沿着轮胎旋转轴方向埋设入胎身17(胎冠部16)中的增强帘线26的量。在胎冠部16中的增强帘线26的埋设深度L优选为增强帘线26的直径D的1/5以上,更优选大于增强帘线26的直径D的1/2。最优选的是整个增强帘线26埋设入胎冠部16中。当增强帘线26的埋设深度L大于增强帘线26的直径D的1/2时,由于增强帘线26的尺寸,增强帘线26难以从埋设部掉出。进一步,当整个增强帘线26埋设入胎冠部16中时,由于使表面(外周面)平坦,即使将部件设置在其中埋设了增强帘线26的胎冠部16上,也可以抑制空气进入增强帘线26的周围。增强帘线层28对应于配置在传统的橡胶制充气轮胎的胎体的外周面上的带束部(belt)。
如上所述,冠部30配置在增强帘线层28的轮胎径向外周侧上。作为用于该冠部30的橡胶,优选使用与用于传统的橡胶制充气轮胎的橡胶相同种类的橡胶。代替冠部30,也可以使用由具有比构成胎身17的一部分或全部的树脂材料优异的耐磨耗性的其它种类的树脂材料形成的冠部。在冠部30的与路面接触的表面上,以与传统的橡胶制充气轮胎相同的方式形成由多个沟槽构成的冠部图案。
以下描述本实施方案的轮胎的制造方法。
(胎身成形步骤)
首先,如上所述,使用包含上述聚酰胺系热塑性弹性体的树脂材料形成胎身半体。这些胎身半体的形成优选通过注射成形来进行。下一步,将各自由薄金属支承环支承的胎身半体彼此面对地对准。随后,接合模具(未示出)以其与胎身半体的对接部的外周面接触的这样的方式来设置。接合模具以用预定的压力加压胎身半体17A的接合部(对接部)的周围的这样的方式来构成。然后,将胎身半体的接合部的周围在不低于构成得到的胎身的一部分或全部的树脂材料的熔点(或软化点)的温度下加压。当将胎身半体的接合部通过接合模具加热和加压时,接合部熔融并且胎身半体熔合在一起,结果这些部件一体化从而形成胎身17。在本实施方案中,胎身半体的接合部使用接合模具来加热;然而,本发明不限于该模式,并且胎身半体也可以通过以下来接合在一起:例如,使用分开设置的高频加热器等来加热接合部;或者将接合部预先通过用热风或红外线照射等来软化或熔融,接着使用接合模具来对接合部施加压力。
(增强帘线部件缠绕步骤)
以下参考图3描述增强帘线部件缠绕步骤。图3是用于说明使用帘线加热设备和辊来使增强帘线埋设入胎身的胎冠部中的操作的图。在图3中,帘线供给装置56包括:其上缠绕了增强帘线26的卷轴58;在卷轴58的帘线传送方向下游侧配置的帘线加热设备59;在增强帘线26传送方向下游侧配置的第一辊60;沿朝向或远离轮胎外周面的方向移动第一辊60的第一圆筒设备62;在第一辊60的增强帘线26传送方向下游侧配置的第二辊64;和沿朝向或远离轮胎外周面的方向移动第二辊64的第二圆筒设备66。第二辊64可以用作由金属制成的冷却辊。进一步,在本实施方案中,第一辊60的表面和第二辊64的表面用氟树脂(在本实施方案中,TEFLON(注册商标))覆盖,从而抑制熔融或软化的树脂材料的粘附。在本实施方案中,帘线供给装置56构成为具有作为第一辊60和第二辊64的两个辊;然而,本发明不限于该构成,并且帘线供给装置56可以构成为仅具有这些辊之一(即,单辊)。
帘线加热设备59包括产生热风的加热器70和风扇72。此外,帘线加热设备59进一步包括:其中供给了热风并且增强帘线26经过其内部空间的加热箱74;和排出由此加热的增强帘线26的排出口76。
在该步骤中,首先,帘线加热设备59的加热器70的温度升高,并且将由加热器70加热的周围的空气通过由风扇72的旋转产生的空气流输送至加热箱74。然后,将从卷轴58抽出的增强帘线26传送至其内部空间已经用热风加热的加热箱74,由此加热增强帘线26(例如,将增强帘线26的温度升高至100℃至200℃左右)。使由此加热的增强帘线26经过排出口76,然后在恒定的张力下在沿如图3中所示的箭头R的方向旋转的胎身17的胎冠部16的外周面上螺旋地缠绕。这里,一旦加热的增强帘线26与胎冠部16的外周面接触,则接触部分的树脂材料熔融或软化,并且加热的增强帘线26的至少一部分埋设入胎冠部16的外周面中。在该过程中,由于加热的增强帘线26埋设入熔融或软化的树脂材料中,造成了其中树脂材料与增强帘线26之间不存在空隙的状态,即,紧密接触的状态。因此,抑制了空气进入其中埋设了增强帘线26的部分。通过将增强帘线26加热至比胎身17的树脂材料的熔点(或软化点)高的温度,促进了与增强帘线26接触的那些部分中的树脂材料的熔融或软化。以上述方式,不仅增强帘线26可以容易地埋设在胎冠部16的外周面上,也可以有效地抑制空气的进入。
增强帘线26的埋设深度L可以通过例如改变增强帘线26的加热温度、作用在增强帘线26上的张力、和/或由第一辊60施加的压力来调节。在本实施方案中,增强帘线26的埋设深度L设定为增强帘线26的直径D的1/5以上。增强帘线26的埋设深度L更优选大于直径D的1/2,并且最优选的是埋设整个增强帘线26。
以上述方式,通过将加热的增强帘线26缠绕在胎冠部16的外周面上同时埋设增强帘线26,增强帘线层28形成在胎身17的胎冠部16的外周侧上。
下一步,将带状的硫化的冠部30在胎身17的外周面上缠绕一周,并且将冠部30使用粘接剂等粘接在胎身17的外周面上。作为冠部30,例如可以使用用于传统已知的翻新轮胎的预固化冠部。该步骤等同于在翻新轮胎的基胎的外周面上粘接预固化冠部的步骤。
此后,将仅由硫化橡胶构成的密封层24使用粘接剂等粘接至胎身17的胎圈部12,由此完成轮胎10。
(效果)
在本实施方案的轮胎10中,由于胎身17的一部分或全部由包含聚酰胺系热塑性弹性体和炭黑并且其中炭黑的含有率低于1质量%的树脂材料形成,可以得到优异的耐光性。
此外,与传统的橡胶制轮胎相比,轮胎10具有更简单的结构并且因此重量更轻。因此,本实施方案的轮胎10具有高的耐磨耗性和高的耐久性。此外,由于胎身17可以注射成形,获得特别好的生产性。
在本实施方案的轮胎10中,将具有与构成胎身17的一部分或全部的树脂材料相比更高的刚性的增强帘线26沿圆周方向在胎身17的胎冠部16的外周面上螺旋地缠绕。因此,改善了耐刺穿性、耐切割性和轮胎10的圆周刚性。通过轮胎10的圆周刚性的改善,抑制了部分或全部由树脂材料形成的胎身17的蠕变。
在沿着胎身17的轴向截取的截面图(图1中所示的截面图)中,增强帘线26至少部分埋设入部分或全部由树脂材料形成的胎身17的胎冠部16的外周面中并且与树脂材料紧密接触。因此,抑制了制造时空气的进入,并且抑制了由行驶时的输入等引起的增强帘线26的移动。结果,抑制了增强帘线26、胎身17和冠部30的剥离等,从而改善轮胎10的耐久性。
通过以该方式引入树脂材料来构成增强帘线层28,与其中增强帘线26用缓冲橡胶来固定的情况相比,可以减小胎身17与增强帘线层28之间的硬度差。因此,可以以与胎身17甚至更紧密接触的方式固定增强帘线26。因此,可以有效地抑制上述空气的进入,并且可以有效地抑制行驶时增强帘线部件的移动。
当增强帘线26为钢丝帘线时,由于在轮胎处理时,增强帘线26可以通过加热从树脂材料中容易地分离和回收,轮胎10在回收性方面是有利的。此外,由于树脂材料具有与硫化橡胶相比更低的损耗系数(tanδ),轮胎的滚动性可以通过向增强帘线层28中引入大量的树脂材料来改善。树脂材料与硫化橡胶相比在树脂材料具有更高的面内剪切刚性方面也是更有利的,并且在轮胎行驶时提供优异的操纵稳定性和耐磨耗性。
如图2中所示,增强帘线26的埋设深度L为直径D的1/5以上,从而有效地抑制制造时空气的进入,并且进一步抑制由行驶时的输入等引起的增强帘线26的移动。
此外,由于与路面接触的冠部30由具有比构成胎身17的一部分或全部的树脂材料优异的耐磨耗性的橡胶材料形成,轮胎10具有改善的耐磨耗性。
此外,由于仅由金属材料构成的环状胎圈芯18埋设入各胎圈部12中,胎身17,即轮胎10以与传统的橡胶制充气轮胎相同的方式牢固地保持在轮辋20上。
通过将仅由具有比构成胎身17的一部分或全部的树脂材料优异的密封性的橡胶材料构成的密封层24设置在胎圈部12的与轮辋20接触的部分上,可以进一步改善轮胎10与轮辋20之间的安装性。
上述实施方案采用其中将增强帘线26加热并且由此加热的增强帘线26使胎身17表面的与其接触的部分熔融或软化的构成;然而,本发明不限于该构成。例如,也可以采用其中在不加热增强帘线26的情况下,使用热风生成装置加热其中要埋设增强帘线26的胎冠部16的外周面,接着将增强帘线26埋设入胎冠部16中的构成。
在第一实施方案中,帘线加热设备59的热源由加热器和风扇构成;然而,本发明不限于该构成,并且也可以采用其中增强帘线26直接由辐射热(例如,红外线照射)加热的构成。
进一步,在第一实施方案中采用其中将其中埋设了增强帘线26并且树脂材料由此熔融或软化的那些部分通过由金属制成的第二辊64来强制冷却的构成;然而,本发明不限于该构成。例如,也可以采用其中使冷风直接吹向其中树脂材料已经熔融或软化的部分从而使树脂材料的熔融和软化的部分强制冷却和固体化的构成。
此外,在第一实施方案中采用其中加热增强帘线26的构成;然而,例如,也可以采用其中将增强帘线26的外周用与用于胎身17的相同的树脂材料来覆盖的构成。在该情况下,通过在将覆盖后的增强帘线缠绕在胎身17的胎冠部16上时,将覆盖的树脂材料与增强帘线26一起加热,可以有效地抑制在埋设过程中空气进入胎冠部16中。
从制造的观点,容易螺旋地缠绕增强帘线26;然而,例如,也可以考虑在宽度方向上不连续地配置增强帘线26的方法。
第一实施方案的轮胎10是所谓的无内胎轮胎,其中通过将胎圈部12安装到轮辋20上,气室在轮胎10和轮辋20之间形成;然而,本发明不限于该构成,并且本发明的轮胎可以拥有完整的内胎形状。进一步,本发明的轮胎也可以采用如JP-A No.2012-46030的第二实施方案(图4和5)中所述,其中使用通过将帘线部件用树脂材料覆盖得到的增强帘线部件的模式。
迄今为止,已经参考实施方案描述了用于实施本发明的模式;然而,这些实施方案仅为实例,并且本发明可以在不偏离本发明的主旨的范围内在各种修改的情况下实施。不必说,本发明的权利范围不限于这些实施方案。
实施例
以下通过其实施例的方式更具体地描述本发明。然而,本发明不限于此。
[实施例1至8以及比较例1和2]
将在表1中示出的热塑性弹性体和各炭黑根据在表1中示出的各配方混合从而得到树脂材料。这里注意的是,在表1中示出的各炭黑的量表示相对于各树脂材料的质量比(质量%)。
将由此得到的树脂材料各自制成颗粒,随后在220℃下注射成形以得到样品片(长150mm×宽270mm×厚度2.0mm)。使用由此得到的样品片本身或从其冲压出的试验片来进行各种测量。
-评价-
[耐光性]
在以下条件下使用氙弧型耐光试验仪(Ci-4000,由Atlas Material TestingTechnology LLC制造)来进行试验。
·照射强度:60W/m2(在波长300至400nm下的照射强度)
·样品板温度:65℃
·湿度:50%RH
经历800小时和1,200小时照射试验的样品通过进行以下评价试验来评价。
耐光性通过目视观察外观来评价并且基于样品表面上是否存在裂纹产生来判断。当没有观察到裂纹产生时给出合格的评价“A”,而当观察到裂纹产生时给出不合格的评价“B”。
[分子量]
对于在使用上述氙弧型耐光试验仪的试验中评价的样品片,在照射前、在800小时照射和1,200小时照射之后使用凝胶渗透色谱系统(GPC,由Tosoh Corporation制造的“HLC-8320GPC EcoSEC”)测量重均分子量(Mw)。
作为测量结果,表1示出采用在照射前测量的分子量作为参考(100%)以%计的在照射(800小时照射和1,200小时照射)之后测量的分子量。关于分子量评价标准,当在800小时照射之后测量的分子量和在1,200小时照射之后测量的分子量为在照射前测量的分子量(初始分子量)的±20%内时,判定在性能方面不存在问题。
[耐久性(耐裂纹性)]
耐久性(耐裂纹性)通过以下评价试验来评价。将各样品冲压成JIS-3哑铃形状,并且试验样品通过预先在样品的中心部制造裂纹起点来制备。使用由Shimadzu Corporation制造的SERVOPULSER装置,该试验样品经历重复拉伸应力(17Hz,以11%的恒定应变),并且记录直至裂纹进展为使样品断裂的重复拉伸应力的次数。当断裂时的重复拉伸应力的次数为5,000,000以上时,认为是合格的。
以上表1中示出的组分如下。
·TPA:聚酰胺系热塑性弹性体如下制备。
向装配有搅拌器、氮气导入口和冷凝水排出口的2L容积的反应容器中,添加43.7g的12-氨基十二烷酸(由Sigma-Aldrich,Inc.制造)、601g的氨基十二烷内酰胺(月桂基内酰胺,由Sigma-Aldrich,Inc.制造)和15.5g的己二酸(由Sigma-Aldrich,Inc.制造)。在用氮气充分地置换该容器的内部之后,将温度升高至280℃,并且使添加的材料在0.6Mpa的加压下反应4小时。然后,释放压力,并且使反应在氮气流下进一步进行1小时,由此得到作为白色固体的重均分子量为6,000的尼龙12聚合物(扩链剂结合至末端的硬链段“PA12”)(聚合反应A)。
向250g的由此得到的尼龙12聚合物中,添加70.9g的作为软链段的聚氧丙烯-聚四亚甲基二醇-聚氧丙烯二胺(PPG-PTMG-PPG,由Huntsman Corporation制造,产品名:JEFFAMINE,目录号:XTJ-548,重均分子量:1,700)和71mg的四叔丁氧基锆,并且将得到的混合物在230℃下搅拌6小时(聚合反应B)。进一步,添加1g的IRGANOX 1010(由BASF,Ltd.制造),由此得到白色的聚酰胺系热塑性弹性体(TPA,重均分子量:75,000)。
·炭黑a:由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造,商品名“ASAHI#70”(BET比表面积=77m2/g,油吸收量(DBP吸油量)=101ml/100g,平均粒径=28nm)
·炭黑b:由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造,商品名“ASAHI#15HS”(BET比表面积=14m2/g,油吸收量(DBP吸油量)=90ml/100g,平均粒径=120nm)
·炭黑c:由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造,商品名“SB605”(BET比表面积=85m2/g,油吸收量(DBP吸油量)=77ml/100g,平均粒径=25nm)
·炭黑d:由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造,商品名“ASAHI F-200”(BET比表面积=51m2/g,油吸收量(DBP吸油量)=180ml/100g,平均粒径=38nm)
·炭黑e:由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造,商品名“HS-500”(BET比表面积=39m2/g,油吸收量(DBP吸油量)=380ml/100g)
·炭黑f:由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造(BET比表面积=962m2/g,油吸收量(DBP吸油量)=226ml/100g)
如从表1中可见,与其中未引入炭黑的比较例1相比,在其中要引入胎身中的各树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体和在低于1质量%的范围内的炭黑的实施例中,获得了优异的耐光性。此外,可以看到实施例的树脂材料具有比以1质量%以上的量包含炭黑的比较例2的树脂材料优异的耐久性(耐裂纹性)。
日本专利申请No.2015-114960和No.2015-238530的公开作为参考以其整体引入本文。
本说明书中记载的全部文献、专利申请和技术标准在与各个文献、专利申请或技术标准具体地且单独地作为参考并入而记载相同的程度下作为参考并入本文。
Claims (2)
1.一种轮胎,其包括由树脂材料形成且为环状的轮胎骨架体,其中
所述树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体和炭黑,并且
相对于所述树脂材料,所述炭黑的含有率低于1质量%。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中所述树脂材料中的所述炭黑的含有率为0.01质量%以上。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130056123A1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-03-07 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Thermoplastic elastomer composition and method for producing the same |
CN103189215A (zh) * | 2010-08-25 | 2013-07-03 | 株式会社普利司通 | 轮胎、及轮胎的制造方法 |
US20130203889A1 (en) * | 2010-03-05 | 2013-08-08 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Tire the Tread of which Comprises a Thermoplastic Elastomer |
CN103764745A (zh) * | 2011-08-26 | 2014-04-30 | 住友橡胶工业株式会社 | 轮胎用橡胶组合物以及充气轮胎 |
JP5670768B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2015-02-18 | 住友ゴム工業株式会社 | 複合体、その製造方法、ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
CN104619518A (zh) * | 2012-09-17 | 2015-05-13 | 米其林集团总公司 | 具有包括热塑性弹性体和炭黑的胎面的轮胎 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012026547A1 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ、及びタイヤの製造方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130203889A1 (en) * | 2010-03-05 | 2013-08-08 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Tire the Tread of which Comprises a Thermoplastic Elastomer |
US20130056123A1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-03-07 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Thermoplastic elastomer composition and method for producing the same |
CN103189215A (zh) * | 2010-08-25 | 2013-07-03 | 株式会社普利司通 | 轮胎、及轮胎的制造方法 |
JP5670768B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2015-02-18 | 住友ゴム工業株式会社 | 複合体、その製造方法、ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
CN103764745A (zh) * | 2011-08-26 | 2014-04-30 | 住友橡胶工业株式会社 | 轮胎用橡胶组合物以及充气轮胎 |
CN104619518A (zh) * | 2012-09-17 | 2015-05-13 | 米其林集团总公司 | 具有包括热塑性弹性体和炭黑的胎面的轮胎 |
Also Published As
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