CN110740875A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的轮胎具有由多种树脂材料构成的环状的轮胎骨架体。当所述轮胎安装在车辆上时在车辆宽度方向内侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Hi为当所述轮胎安装在车辆上时在车辆宽度方向外侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍。

Description

轮胎
技术领域
本公开涉及轮胎。
背景技术
通常,主要由橡胶制成的轮胎已用于诸如乘用车等车辆中。而近年来,从实现轻量化、易成形、易回收等观点出发,已经研究了使用树脂代替橡胶作为轮胎用材料(例如,参见专利文献1)。
专利文献1:日本专利申请特开(JP-A)No.2012-046030。
发明内容
发明要解决的问题
与由橡胶制成的传统轮胎相比,包括由含有树脂的树脂材料构成的轮胎骨架体的轮胎可以更容易地且以较低的成本生产。此外,在其轮胎骨架体由树脂材料构成的轮胎中,通过改变树脂材料的组成和/或厚度等可以容易地控制轮胎的性能。
例如,通过改变树脂材料的组成和/或厚度以减小轮胎骨架体的侧部的硬度,可以赋予轮胎骨架体以柔软性,从而得到良好的乘坐舒适性。但是,在急转弯时,例如在高速急转弯时,侧部的硬度过低会导致轮胎变形或轮胎的抓地力降低,从而导致转弯性能降低。因此,从改善急转弯时的转弯性能的观点出发,期望轮胎骨架体的侧部具有更高的硬度。如上所述,通过调节轮胎骨架体的侧部的硬度,在急转弯时难以兼顾良好的乘坐舒适性和改善的转弯性能。
鉴于以上事实,本公开的目的是提供一种轮胎,该轮胎包括由树脂材料构成的轮胎骨架体,并且在急转弯时可以兼顾良好的乘坐舒适性和改善的转弯性能。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的具体手段包括以下实施方式。
<1>一种轮胎,其包括由多种树脂材料构成的环状的轮胎骨架体,其中,当所述轮胎安装在车辆上时,位于车辆宽度方向内侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Hi为当所述轮胎安装在车辆上时,位于车辆宽度方向外侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍。
发明的效果
根据本公开,可以提供一种轮胎,其包括由树脂材料构成的轮胎骨架体,并且在急转弯时能够兼顾良好的乘坐舒适性和改善的转弯性能。
附图说明
图1是沿轮胎宽度方向截取的示出根据第一实施方式的轮胎的构造的截面图。
图2是示出将树脂涂覆帘线卷绕在轮胎骨架体上的步骤的截面透视图。
图3是沿轮胎宽度方向截取的示出根据第二实施方式的轮胎的构造的截面透视图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的具体实施方式;然而,本公开不以任何方式受限于以下实施方式,并且可以在本公开的预期范围内,对本公开进行适当的修改。
在本说明书中,用“至”进行表述的那些数值范围各自表示包括在“至”之前和之后表述的数值分别作为下限值和上限值的范围。
本文中使用的术语“步骤”不仅包括独立的步骤,而且还包括那些不能与其他步骤清楚地区分开的步骤,只要其能达到该步骤的预期目的即可。
在本说明书中,当提及组合物中含有的各组分的量并且在该组合物中存在对应于该组分的多个物质时,除非另有规定,所指的该组分的量是指存在于该组合物中的多个物质的总量。
除非特别指出,本文中的“主要组分”是指以质量计的在混合物中具有最高含量的组分。
在本说明书中,术语“树脂”是包括热塑性树脂(包括热塑性弹性体)和热固性树脂的概念。“树脂”的定义中不包括硫化橡胶。
在本说明书中,术语“热塑性树脂”是指高分子化合物,其是随着温度的升高而软化并流动、并且在冷却时变为相对坚硬而结实的状态的材料。热塑性弹性体也包括在“热塑性树脂”的定义中。
术语“橡胶”是指具有弹性的高分子化合物。但是,在本说明书中,橡胶不同于热塑性树脂弹性体。
术语“热塑性弹性体”是指随着温度的升高而软化并流动、在冷却时变为相对坚硬而结实的状态、并且具有橡胶状弹性的材料。术语“热塑性弹性体”的定义包括由包含硬链段和软链段的共聚物组成的热塑性树脂,以及热塑性硫化橡胶(TPV),其是以热塑性树脂作为主要组分和橡胶作为添加剂的混合物。
<<轮胎>>
根据本公开的一个实施方式的轮胎包括由多种树脂材料构成的环状的轮胎骨架体,其中,当所述轮胎安装在车辆上时,位于车辆宽度方向内侧的所述轮胎骨架体的侧部(以下也称为“内侧部”)的Asker D硬度Hi(以下也简称为“硬度Hi”)为当所述轮胎安装在车辆上时,位于车辆宽度方向外侧的所述轮胎骨架体的侧部(以下也称为“外侧部”)的AskerD硬度Ho(以下也简称为“硬度Ho”)的0.84倍以上且小于1.00倍。
本文中所用的表述“由多种树脂材料构成的轮胎骨架体”是指构成轮胎骨架体的树脂材料的组成根据轮胎骨架体的部位而变化。例如,通过使用具有不同组成的树脂材料分别形成轮胎骨架体的两个半体,然后将这些半体接合在一起而获得的轮胎骨架体是“由两种树脂材料构成的轮胎骨架体”。此外,例如,通过使用具有不同组成的树脂材料分别形成内侧部、外侧部和胎冠部,然后将这些部分接合在一起而获得的轮胎骨架体是“由三种树脂材料构成的轮胎骨架体”。
“具有不同组成的树脂材料”的实例包括含有不同组分(例如,含有不同的树脂、添加剂等)的树脂材料,以及含有不同含量的相同组分的树脂材料。
术语轮胎骨架体的“侧部”是指在骨架体的每一侧上从胎圈部延伸到胎面端的轮胎骨架体的一个部分。
本文中使用的术语“胎面端”是指当:轮胎安装在JATMA YEAR BOOK(日本汽车轮胎制造商协会标准,2014版)中定义的标准轮辋上;在JATMA YEAR BOOK中定义的适用尺寸和轮胎层级(ply rating)下,将轮胎充气至内部压力为对应于施加最大载荷(内压-载荷能力表中以粗体字显示的载荷)的气压(最大气压)的100%;并且最大载荷施加于轮胎时,在轮胎宽度方向上轮胎的接地部的各最外端。在生产地或使用地适用TRA标准或ETRTO标准的情况下,应遵循相应的标准。
术语“胎圈部”是指在骨架体的每一侧上从轮胎径向的内端延伸到对应于轮胎截面高度的30%的位置的轮胎骨架体的部分。术语“胎冠部”是指从一侧上的胎面端延伸到另一侧上的胎面端的轮胎骨架体的部分。
Asker D硬度是通过在温度为25℃、载荷为5kg的条件下,使用Asker D硬度测试仪(型号:CLE-150H,由Kobunshi Keiki Co.,Ltd.制造)在轮胎轴向上测量轮胎骨架体各侧部的外表面的硬度来确定的。
硬度Hi和硬度Ho是指当将在车辆宽度方向上的内侧上的胎面端与在车辆宽度方向上的外侧上的胎面端之间的距离定义为“L”时,分别在内侧和外侧上,在对应从内侧上的胎面端和外侧上的胎面端之间的中心(即,对应离内侧上的胎面端或外侧上的胎面端距离1/2L的位置;以下也称为“胎面中心线”)各自向内胎面端和外胎面端距离3/5L的位置处的Asker D硬度的值。具体地,根据上述方法,在离胎面中心线距离3/5L的每个位置处,在轮胎周向上以等间距隔开的三个位置处进行硬度的测量,将测定值的平均值定义为各Asker D硬度的值。
换句话说,在本轮胎的轮胎骨架体中,在对应从胎面中心线向内侧部3/5L的位置处(即,从胎面中心线,对应于内胎面端和外胎面端之间的距离的3/5倍的位置处)的AskerD硬度Hi为对应从胎面中心线向外侧部3/5L的位置处的Asker D硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍。
如上所述,由于内侧部的硬度Hi是外侧部的硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍,因此,在急转弯时轮胎能够兼顾良好的乘坐舒适性和改善的转弯性能。推测其原因如下。
如上所述,从改善乘坐舒适性的观点出发,轮胎骨架体的侧部期望地具有较低的硬度,而从改善急转弯时的转弯性能的观点出发,期望地具有较高的硬度。
具体地,侧部硬度的降低能够赋予轮胎骨架体以柔软性。这使得轮胎骨架体能够吸收例如由路面的不平坦引起的振动等,从而获得良好的乘坐舒适性。另一方面,在急转弯时,由于离心力,指向弯道外侧的力施加在车身上。因此,由于与离心力相关的载荷,轮胎骨架体的侧部的硬度太低可能引起包括轮胎骨架体的轮胎的变形,从而可能导致转弯性能下降。即使在不发生轮胎变形的情况下,轮胎骨架体的侧部的硬度低也可能导致轮胎抓地力降低,从而可能导致转弯性能下降。
相反,在本轮胎中,不将两个侧部调节为具有相同的硬度值(即,并不是对称地构造外侧部和内侧部),而是将外侧部和内侧部调节为具有不同的硬度值(即,不对称地构造外侧部和内侧部)。
认为施加在车身上的与离心力相关的载荷没有均匀地分布到所有的轮胎以及轮胎骨架体的所有侧部,并且最大载荷施加到位于弯道的外侧的轮胎上,尤其是这些轮胎的外侧部。因此,如上所述,当将硬度Hi调节为小于硬度Ho的1.00倍时(即,将外侧部形成为比内侧部较硬时),认为与两个侧部具有相同硬度的情况相比,改善了急转弯时的转弯性能。
另外,认为通过将内侧部的硬度调节为较低于外侧部的硬度,也维持了轮胎骨架体的柔软性,其结果是可以防止乘坐舒适性降低,从而在急转弯时兼顾良好的乘坐舒适性和改善的转弯性能。
此外,在本轮胎中,内侧部的硬度Hi为外侧部的硬度Ho的0.84倍以上。认为这可以防止由于内侧部太软而引起的乘坐舒适性降低和转弯性能降低,并且防止由于外侧部太硬而引起的乘坐舒适性降低。
如上所述,当将内侧部的硬度Hi调节为外侧部的硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍时,认为在急转弯时兼顾了良好的乘坐舒适性和改善的转弯性能。
内侧部的硬度Hi优选是外侧部的硬度Ho的0.84倍至0.98倍、更优选0.84倍至0.95倍、再更优选0.84倍至0.93倍、特别优选0.84倍至0.87倍。
在本轮胎中,内侧部的硬度Hi和外侧部的硬度Ho的平均值(以下也称为“Hi-Ho平均值”)优选为30度至60度。当Hi-Ho平均值在上述范围内时,与Hi-Ho平均值在该范围之外的情况相比,轮胎骨架体具有适度的柔软性,并提供良好的乘坐舒适性。Hi-Ho平均值更优选为36度至56度、再更优选为42度至52度。
例如,可以通过改变侧部的厚度的方法或改变构成侧部的树脂材料的组成的方法等来调节各侧部的硬度。
具体地,侧部的厚度增加导致侧部的硬度更高,而侧部的厚度减小导致侧部的硬度更低。
在对应从胎面中心线分别向车辆宽度方向上的外侧和车辆宽度方向上的内侧3/5L的位置处的冠部的厚度可以为,例如,1mm至3mm、优选1mm至2mm。
在轮胎骨架体由多种树脂材料构成的情况下,内侧部和外侧部可以由具有不同组成的树脂材料构成,从而内侧部和外侧部具有不同的硬度值。此外,可以通过使用具有不同组成的树脂材料形成各侧部从而具有不同的厚度值的方法,将内侧部和外侧部构造为具有不同的硬度值。
通过改变构成侧部的树脂材料的组成来调节每个侧部的硬度的方法的实例包括改变是否存在提高硬度的组分、或改变提高硬度的组分的含量的方法。在树脂材料含有包括硬链段和软链段的热塑性弹性体作为主要组分的情况下,可以通过改变硬链段和软链段的含量比来调节侧部的硬度。具体地,例如,硬链段比例的增加导致侧部的硬度更高,而硬链段比例的降低导致侧部的硬度更低。
在轮胎骨架体由多种树脂材料构成的情况下,例如,将由各树脂材料构成的部分接合在一起,以获得轮胎骨架体。提高由各树脂材料构成的部分之间的接合部的强度的方法的实例包括:使用用于熔接等的树脂材料熔接各个部分的方法;在不使用用于熔接等的树脂材料的情况下,使各个部分彼此直接接触并熔接的方法;以及使用粘合剂粘合各个部分的方法。
从改善轮胎的耐久性的观点出发,轮胎骨架体优选包括较少的接合部。特别地,从改善接合部的强度的观点出发,轮胎骨架体优选由较少种类的树脂材料构成。具体地,轮胎骨架体优选地由不超过三种树脂材料构成,更优选地由不超过两种树脂材料构成。
本轮胎至少包括轮胎骨架体,并且可以进一步包括除轮胎骨架体以外的构件。除轮胎骨架体以外的构件的实例包括:用于增强轮胎强度的增强构件;设置在轮胎骨架体的轮胎径向外侧上的橡胶构件;以及设置在轮胎骨架体的与轮辋接触的位置处的外装构件。其中,从提高轮胎耐久性的观点出发,期望轮胎包括沿着轮胎周向卷绕在轮胎骨架体的轮胎径向外侧的增强帘线构件作为增强构件。
现在将分别描述轮胎骨架体和除轮胎骨架体以外的构件。
<轮胎骨架体>
轮胎骨架体由多种树脂材料构成。
在本说明书中,术语“树脂材料”是指含有树脂作为主要组分的树脂组合物。各树脂材料中含有的树脂的含量优选为50质量%以上、更优选为70质量%以上、进一步优选为90质量%以上。
(树脂材料中含有的树脂)
树脂材料中含有的树脂的实例包括热塑性弹性体、除热塑性弹性体以外的热塑性树脂、和热固性树脂。各树脂材料可以含有一种树脂,或者两种以上树脂。
热塑性树脂的实例包括聚酰胺系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂、烯烃系热塑性树脂、聚氨酯系热塑性树脂、氯乙烯系热塑性树脂和聚苯乙烯系热塑性树脂。
术语“聚酰胺系热塑性树脂”是包括聚酰胺系热塑性弹性体的概念,并且在下文中同样适用。术语“聚酯系热塑性树脂”是包括聚酯系热塑性弹性体的概念,并且在下文中同样适用。术语“烯烃系热塑性树脂”是包括烯烃系热塑性弹性体的概念,并且在下文中同样适用。术语“聚苯乙烯系热塑性树脂”是包括聚苯乙烯系热塑性弹性体的概念,并且在下文中同样适用。术语“聚氨酯系热塑性树脂”是包括聚氨酯系热塑性弹性体的概念,并且在下文中同样适用。
热塑性弹性体的实例包括,如上所述,由包括硬链段和软链段的共聚物组成的热塑性树脂,以及热塑性硫化橡胶(TPV),其是以热塑性树脂作为主要组分和橡胶作为添加剂的混合物。
由包括硬链段和软链段的共聚物组成的热塑性树脂的实例包括构成结晶性的且具有高熔点的硬链段或具有高内聚力的硬链段的聚合物与构成无定形的且具有低玻璃化转变温度的软链段的聚合物的共聚物。
具体地,硬链段可以是例如具有在主骨架中含有诸如芳族基团或脂环族基团等刚性基团的结构的链段,或具有能够形成分子间氢键或能够通过π-π相互作用形成分子间堆积的结构的链段。此外,软链段可以是例如具有在主链中含有长链基团(例如长链亚烷基等)的结构的链段,其中分子具有高度的旋转自由,并具有弹性。
热塑性弹性体的具体实例包括JIS K6418中定义的聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚酯系热塑性弹性体(TPEE)、热塑性硫化橡胶(TPV)以及其他热塑性弹性体(TPZ)。
热固性树脂的实例包括热固性酚醛树脂、热固性脲醛树脂、热固性三聚氰胺树脂和热固性环氧树脂。
考虑到行驶期间所需的弹性、生产时的可成形性等,各树脂材料中含有的作为主要组分的树脂优选为热塑性树脂。特别地,更优选热塑性弹性体。
首先,各树脂材料中含有的作为主要组分的树脂优选为聚酰胺系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂。特别是在轮胎骨架体由多种树脂材料构成的情况下,从低损耗性的观点出发,优选所有的树脂材料各自含有聚酰胺系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂作为主要组分。
在轮胎骨架体由多种树脂材料构成的情况下,优选多种树脂材料中含有的作为主要组分的所有树脂为相同类型的树脂。相同类型的树脂彼此之间显示出良好的粘合性。因此,当多种树脂材料中含有的作为主要组分的所有树脂都是相同类型的树脂时,由各树脂材料构成的部位彼此之间具有良好的粘合性,从而改善了所得轮胎的耐久性。
在本文中使用的相同类型的树脂是指在构成表征各树脂的分子结构的主链的结构单元之间的键的结构相同的树脂。具体地,例如,其中构成主链的结构单元之间的键为酰胺键的聚酰胺系热塑性树脂都是相同类型的树脂。所有树脂为相同类型的树脂的情况的实例包括所有树脂为聚酰胺系热塑性树脂的情况、所有树脂为聚酯系热塑性树脂的情况以及所有树脂为聚氨酯系热塑性树脂的情况。此外,所有树脂为相同类型的树脂的情况的实例还包括所有树脂是相同树脂的情况、以及热塑性弹性体和除热塑性弹性体以外的热塑性树脂共存的情况。
换句话说,从改善所得轮胎的耐久性的观点出发,优选轮胎骨架体由含有相同类型的树脂作为主要组分的两种以上的树脂材料构成。
此外,在轮胎骨架体由多种树脂材料构成的情况下,还优选其中多种树脂材料中含有的作为主要组分的所有树脂各自为聚酰胺系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂的实施方式。与相同类型的树脂的情况一样,聚酰胺系热塑性树脂和聚氨酯系热塑性树脂也显示出彼此之间良好的粘合性。因此,在所有树脂材料中的主要组分各自为聚酰胺系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂的情况下,由各树脂材料构成的部位彼此之间具有良好的粘合性,从而改善了所得轮胎的耐久性。
换句话说,从改善所得轮胎的耐久性的观点出发,构成轮胎骨架体的树脂材料优选为含有相同类型的树脂作为主要组分的两种以上的树脂材料,或可选地为包括含有聚酰胺系热塑性树脂作为主要组分的树脂材料和含有聚氨酯系热塑性树脂作为主要组分的树脂材料的两种以上的树脂材料。
现在将分别描述热塑性弹性体和除热塑性弹性体以外的热塑性树脂的具体实例。
-聚酰胺类热塑性弹性体-
术语“聚酰胺类热塑性弹性体”是指由共聚物组成的热塑性树脂材料,所述共聚物含有构成结晶性的且高熔点的硬链段的聚合物和构成无定形的且低玻璃化转变温度的软链段的聚合物,其中构成硬链段的聚合物在其主链中具有酰胺键(-CONH-)。
聚酰胺类热塑性弹性体的实例包括其中至少聚酰胺构成结晶性的且高熔点的硬链段且其他聚合物(例如聚酯或聚醚)构成无定形的且低玻璃化转变温度的软链段的材料。另外,聚酰胺类热塑性弹性体还可以由硬链段、软链段以及诸如二羧酸等扩链剂组成。
聚酰胺类热塑性弹性体的具体实例包括JIS K6418:2007中定义的酰胺类热塑性弹性体(TPA)和JP-A No.2004-346273中所述的聚酰胺类弹性体。
在聚酰胺类热塑性弹性体中,构成硬链段的聚酰胺是,例如,由下式(1)或(2)表示的单体形成的聚酰胺。
H2N-R1-COOH (1)
在上述式(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)。
Figure BDA0002315164160000111
在上述式(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)、更优选为具有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)、特别优选为具有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)、更优选为具有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)、特别优选为具有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。构成硬链段的聚酰胺的实例包括ω-氨基羧酸和内酰胺的缩聚物,以及二胺和二羧酸的共缩聚物。
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个碳原子的脂族内酰胺,例如月桂基内酰胺、ε-己内酰胺、十一烷内酰胺、ω-庚内酰胺和2-吡咯烷酮。
二胺的实例包括具有2至20个碳原子的脂族二胺和具有6至20个碳原子的芳族二胺。具有2至20个碳原子的脂族二胺和具有6至20个碳原子的芳族二胺的实例包括乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、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-甲基五亚甲基二胺和间苯二甲胺。
二羧酸可以由HOOC-(R3)m-COOH表示(R3:具有3至20个碳原子的烃分子链,m:0或1),并且其实例包括具有2至20个碳原子的脂族二羧酸,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。
作为构成硬链段的聚酰胺,可优选使用通过将月桂基内酰胺、ε-己内酰胺或十一烷内酰胺开环缩聚得到的聚酰胺。
形成软链段的聚合物的实例包括聚酯和聚醚,具体包括,聚乙二醇、聚丙二醇、聚(四亚甲基醚)二醇和ABA型三嵌段聚醚。它们可以单独使用或两种以上组合使用。另外,也可以使用通过使氨等与聚醚的末端反应而得到的聚醚二胺。
这里,“ABA型三嵌段聚醚”是指由下式(3)表示的聚醚。
Figure BDA0002315164160000121
在上述式(3)中,x和z各自表示1至20的整数。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、更优选为1至16的整数、特别优选为1至14的整数、最优选为1至12的整数。另外,在式(3)中,y优选为5至45的整数、更优选为6至40的整数、特别优选为7至35的整数、最优选为8至30的整数。
硬链段和软链段的组合的实例包括上述各硬链段和各软链段的组合。其中,作为硬链段和软链段的组合,优选月桂基内酰胺的开环缩聚物和聚乙二醇的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物和聚丙二醇的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物和聚(四亚甲基醚)二醇的组合以及月桂基内酰胺的开环缩聚物和ABA型三嵌段聚醚的组合,并且特别优选月桂基内酰胺的开环缩聚物和ABA型三嵌段聚醚的组合。
从熔融成型性的观点出发,形成硬链段的聚合物(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出发,形成软链段的聚合物的数均分子量优选为200至6,000。从成型性的观点出发,硬链段(x)与软链段(y)的质量比(x:y)优选为50:50至90:10、更优选为50:50至80:20。
聚酰胺类热塑性弹性体可以通过公知的方法使形成硬链段的聚合物和形成软链段的聚合物共聚而合成。
作为聚酰胺类热塑性弹性体的市售品,例如,可以使用来自UBE Industries,Ltd.的“UBE STA XPA”系列(例如,XPA9063X1、XPA9055X1、XPA9048X2、XPA9048X1、XPA9040X1和XPA9040X2XPA9044),来自Daicel-Evonik Ltd.的“VESTAMID”系列(例如,E40-S3、E47-S1、E47-S3、E55-S1、E55-S3、EX9200和E50-R2)等。
-聚苯乙烯类热塑性弹性体-
聚苯乙烯类热塑性弹性体的实例包括其中至少聚苯乙烯形成硬链段而另一种聚合物(例如,聚丁二烯、聚异戊二烯、聚乙烯、氢化聚丁二烯和氢化聚异戊二烯)形成具有低玻璃化转变温度的无定形软链段的材料。作为形成硬链段的聚苯乙烯,例如,有利地使用通过诸如自由基聚合法或离子聚合法等公知方法得到的聚苯乙烯,且具体实例之一是具有阴离子活性聚合物形式的聚苯乙烯。形成软链段的聚合物的实例包括聚丁二烯、聚异戊二烯和聚(2,3-二甲基丁二烯)。
硬链段和软链段的组合的实例包括上述各硬链段和各软链段的组合。其中,作为硬链段和软链段的组合,优选聚苯乙烯和聚丁二烯的组合以及聚苯乙烯和聚异戊二烯的组合。此外,优选软链段被氢化,以抑制热塑性弹性体的不希望的交联。
形成硬链段的聚合物(聚苯乙烯)的数均分子量优选为5,000至500,000、更优选为10,000至200,000。
同时,形成软链段的聚合物的数均分子量优选为5,000至1,000,000、更优选为10,000至800,000、特别优选为30,000至500,000。此外,从可成形性的观点出发,硬链段(x)与软链段(y)的体积比(x:y)优选为5:95至80:20、更优选为10/90至70/30。
聚苯乙烯类热塑性弹性体可以通过公知的方法使形成硬链段的聚合物和形成软链段的聚合物共聚而合成。
聚苯乙烯类热塑性弹性体的实例包括苯乙烯/丁二烯类共聚物[SBS(聚苯乙烯-聚(丁烯)嵌段-聚苯乙烯)、SEBS(聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)嵌段-聚苯乙烯)]、苯乙烯-异戊二烯共聚物(聚苯乙烯-聚异戊二烯嵌段-聚苯乙烯)、苯乙烯/丙烯类共聚物[SEP(聚苯乙烯-(乙烯/丙烯)嵌段)、SEPS(聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯)、SEEPS(聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯)和SEB(聚苯乙烯(乙烯/丁烯)嵌段)]。
作为聚苯乙烯类热塑性弹性体的市售品,例如,可以使用由Asahi KaseiCorporation生产的“TUFTEC”系列(例如,H1031、H1041、H1043、H1051、H1052、H1053、H1062、H1082、H1141、H1221和H1272)和由Kuraray Co.,Ltd.生产的“SEBS”系列(8007、8076等)、“SEPS”系列(2002、2063等)等。
-聚氨酯类热塑性弹性体-
对于聚氨酯类热塑性弹性体,例如,有其中至少聚氨酯形成具有通过物理聚集形成的假交联的硬链段而另一种聚合物形成具有低玻璃化转变温度的无定形软链段的材料。
聚氨酯类热塑性弹性体的具体实例包括JIS K6418:2007中定义的聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)。聚氨酯类热塑性弹性体可以表示为包括含有由下式A表示的单元结构的软链段、以及含有由下式B表示的单元结构的硬链段的共聚物。
A:
Figure BDA0002315164160000151
B:
Figure BDA0002315164160000152
在上述式中,P表示长链脂族聚醚或长链脂族聚酯。R表示脂族烃、脂环族烃或芳族烃。P’表示短链脂族烃、脂环族烃或芳族烃。
作为由式A中的P表示的长链脂族聚醚或长链脂族聚酯,例如,可以使用分子量为500至5,000的那些。P源自含有表示为P的长链脂族聚醚或长链脂族聚酯的二醇化合物。这种二醇化合物的实例包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚(四亚甲基醚)二醇、聚(丁烯己二酸酯)二醇、聚-ε-己内酯二醇、聚(碳酸六亚甲基酯)二醇和ABA型三嵌段聚醚,其分子量在上述范围内。
它们可以单独使用或两种以上组合使用。
在式A和B中,R是使用含有由R表示的脂族、脂环族或芳族烃的二异氰酸酯化合物引入的部分结构。含有由R表示的脂族烃的脂族二异氰酸酯化合物的实例包括1,2-乙烯二异氰酸酯、1,3-丙烯二异氰酸酯、1,4-丁烷二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯。
含有由R表示的脂环族烃的二异氰酸酯化合物的实例包括1,4-环己烷二异氰酸酯和4,4-环己烷二异氰酸酯。此外,含有由R表示的芳族烃的芳族二异氰酸酯化合物的实例包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯。
这些二异氰酸酯化合物可以单独使用,或者两种以上组合使用。
作为式B中由P’表示的短链脂族烃、脂环族烃或芳族烃,例如可以使用分子量小于500的那些。P’源自含有由P’表示的短链脂族烃、脂环族烃或芳族烃的二醇化合物。含有由P'表示的短链脂族烃的脂族二醇化合物的实例包括二醇和聚烷撑二醇,具体地包括乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,9-壬烷二醇和1,10-癸烷二醇。
含有由P’表示的脂环族烃的脂环族二醇化合物的实例包括环戊烷-1,2-二醇、环己烷-1,2-二醇、环己烷-1,3-二醇、环己烷-1,4-二醇和环己烷-1,4-二甲醇。
此外,含有由P’表示的芳族烃的芳族二醇化合物的实例包括氢醌、间苯二酚、氯氢醌、溴氢醌、甲基氢醌、苯基氢醌、甲氧基氢醌、苯氧基氢醌、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯甲烷、双酚A、1,1-二(4-羟基苯基)环己烷、1,2-双(4-羟基苯氧基)乙烷、1,4-二羟基萘和2,6-二羟基萘。
它们可以单独使用或两种以上组合使用。
从熔融成型性的观点出发,构成硬链段的聚合物(即,聚氨酯)的数均分子量优选为300至1,500。同时,从聚氨酯类热塑性弹性体的柔软性和热稳定性的观点出发,构成软链段的聚合物的数均分子量优选为500至20,000、更优选为500至5,000、特别优选为500到3,000。另外,从成型性的观点出发,硬链段(x)和软链段(y)的质量比(x:y)优选为15:85至90:10、更优选为30:70至90:10。
聚氨酯类热塑性弹性体可以通过公知的方法使形成硬链段的聚合物和形成软链段的聚合物共聚而合成。作为聚氨酯类热塑性弹性体,例如,可以使用JP-A No.H05-331256中所述的热塑性聚氨酯。
作为聚氨酯类热塑性弹性体,具体而言,优选由芳族二醇和芳族二异氰酸酯组成的硬链段与由聚碳酸酯组成的软链段的组合;更具体地,优选选自由以下组成的组中的至少一种:甲苯二异氰酸酯(TDI)/聚酯类多元醇共聚物、TDI/聚醚类多元醇共聚物、TDI/己内酯类多元醇共聚物、TDI/聚碳酸酯类多元醇共聚物、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)/聚酯类多元醇共聚物、MDI/聚醚类多元醇共聚物、MDI/己内酯类多元醇共聚物、MDI/聚碳酸酯类多元醇共聚物、或MDI+氢醌/聚(碳酸六亚甲基酯)共聚物;更优选选自由以下组成的组中的至少一种:TDI/聚酯类多元醇共聚物、TDI/聚醚类多元醇共聚物、MDI/聚酯多元醇共聚物、MDI/聚醚类多元醇共聚物、或MDI+氢醌/聚(碳酸六亚甲基酯)共聚物。
作为聚氨酯类热塑性弹性体的市售品,例如,可以使用由BASF SE生产的“ELASTOLLAN”系列(例如,ET680、ET880、ET690和ET890),由Kuraray Co.,Ltd.生产的“KURAMILON U”系列(例如,2000s、3000s、8000s和9000s)以及由Nippon Miractran Co.,Ltd.生产的“MIRACTRAN”系列(例如XN-2001、XN-2004、P390RSUP、P480RSUI、P26MRNAT、E490、E590和P890)。
-烯烃类热塑性弹性体-
烯烃类热塑性弹性体的实例包括其中至少聚烯烃形成具有高熔点的结晶性硬链段而另一种聚合物(例如,聚烯烃、另一种聚烯烃和聚乙烯基化合物)形成具有低玻璃化转变温度的无定形软链段的材料。形成硬链段的聚烯烃的实例包括聚乙烯、聚丙烯、等规聚丙烯以及聚丁烯。
烯烃类热塑性弹性体的实例包括烯烃-α-烯烃无规共聚物和烯烃嵌段共聚物,具体包括丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基戊烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、1-丁烯-1-己烯共聚物、1-丁烯-4-甲基戊烯、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
其中,作为烯烃类热塑性弹性体,优选选自由以下组成的组中的至少一种:丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基戊烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯-乙酸乙烯酯共聚物;更优选选自由以下组成的组中的至少一种:乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、或乙烯-丙烯酸丁酯共聚物。
可以使用两种以上烯烃类树脂,例如乙烯和丙烯的组合。烯烃类热塑性弹性体中的烯烃类树脂的含量优选为50质量%至100质量%。
烯烃类热塑性弹性体的数均分子量优选为5,000至10,000,000。当烯烃类热塑性弹性体的数均分子量为5,000至10,000,000时,热塑性树脂材料的机械性能是足够的,并且其加工性也优异。从相似的观点出发,烯烃类热塑性弹性体的数均分子量更优选为7,000至1,000,000、特别优选为10,000至1,000,000。在这种情况下,可以改善热塑性树脂材料的机械性能和可加工性。同时,从韧性和低温柔软性的观点出发,形成软链段的聚合物的数均分子量优选为200至6,000。此外,从可成形性的观点出发,硬链段(x)和软链段(y)的质量比(x:y)优选为50:50至95:15、更优选为50:50至90:10。
烯烃类热塑性弹性体可以通过公知的方法经共聚合成。
作为烯烃类热塑性弹性体,可以使用用酸改性的热塑性弹性体。
“用酸改性的烯烃类热塑性弹性体”是指与具有诸如羧酸基团、硫酸基团或磷酸基团等酸性基团的不饱和化合物结合的烯烃类热塑性弹性体。
为了使具有诸如羧酸基团、硫酸基团或磷酸基团等酸性基团的不饱和化合物与烯烃类热塑性弹性体结合,例如,使不饱和羧酸的不饱和键部分(通常为马来酸酐)作为具有酸性基团的不饱和化合物结合(例如,接枝)在烯烃类热塑性弹性体上。
从抑制烯烃类热塑性弹性体的劣化的观点出发,具有酸性基团的不饱和化合物优选为具有羧酸基团的不饱和化合物,所述羧酸基团为弱酸基团。具有羧酸基团的不饱和化合物的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸和马来酸。
作为烯烃类热塑性弹性体的市售品,例如,可以使用由Mitsui Chemicals,Inc.生产的“TAFMER”系列(例如,A0550S、A1050S、A4050S、A1070S、A4070S、A35070S、A1085S、A4085S、A7090、A70090、MH7007、MH7010、XM-7070、XM-7080、BL4000、BL2481、BL3110、BL3450、P-0275、P-0375、P-0775、P-0180、P-0280、P-0480和P-0680);由Dupont-MitsuiPolychemicals Co.,Ltd.生产的“NUCREL”系列(例如,AN4214C、AN4225C、AN42115C、N0903HC、N0908C、AN42012C、N410、N1050H、N1108C、N1110H、N1207C、N1214、AN4221C、N1525、N1560、N0200H、AN4228C、AN4213C和N035C)和“ELVALOY AC”系列(例如,1125AC、1209AC、1218AC、1609AC、1820AC、1913AC、2112AC、2116AC、2615AC、2715AC、3117AC、3427AC和3717AC);由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.生产的“ACRYFT”系列、“EVATATE”系列等;由Tosoh Corporation生产的“ULTRATHENE”系列等;由Prime Polymer Co.,Ltd.生产的“PRIME TPO”系列(例如E-2900H、F-3900H、E-2900、F-3900、J-5900、E-2910、F-3910、J-5910、E-2710、F-3710、J-5910、E-2740、F-3740、R110MP、R110E、T310E和M142E)等。
-聚酯类热塑性弹性体-
聚酯类热塑性弹性体的实例包括其中至少聚酯形成具有高熔点的结晶性硬链段而另一种聚合物(例如,聚酯或聚醚)形成具有低玻璃化转变温度的无定形软链段的材料。
作为构成硬链段的聚酯,可以使用芳族聚酯。芳族聚酯可以由,例如,芳族二羧酸或其成酯衍生物和脂族二醇形成。芳族聚酯优选为衍生自1,4-丁二醇与对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯中的至少一种的聚对苯二甲酸丁二醇酯。可选地,芳族聚酯可以是,例如,衍生自二羧酸组分(例如间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、萘-2,7-二羧酸、二苯基-4,4’-二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-磺基间苯二甲酸或这些二羧酸的成酯衍生物)和分子量为300以下的二醇(例如脂族二醇,如乙二醇、三亚甲基二醇、五亚甲基二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇或十亚甲基二醇;脂环族二醇,如1,4-环己烷二甲醇或三环癸烷二羟甲基;和芳族二醇,如苯二甲醇,双(对羟基)二苯基、双(对羟基苯基)丙烷、2,2-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷、双[4-(2-羟基)苯基]砜、1,1-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]环己烷、4,4’-二羟基-对-三苯基或4,4’-二羟基-对-四苯基)的聚酯,或通过使用两种以上上述二羧酸组分和二醇组分获得的共聚酯。还可以使例如具有三个以上官能团的多官能羧酸组分、多官能含氧酸组分或多官能羟基组分在5摩尔%以下的范围内共聚。
构成硬链段的聚酯的实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸甲二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯,其中优选聚对苯二甲酸丁二醇酯。
形成软链段的聚合物的实例包括脂族聚酯和脂族聚醚。
脂族聚醚的实例包括聚(环氧乙烷)二醇、聚(环氧丙烷)二醇、聚(四氢呋喃)二醇、聚(环氧己烷)二醇、环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物、聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成聚合物、以及环氧乙烷和四氢呋喃的共聚物。
脂族聚酯的实例包括聚(ε-己内酯)、聚庚醇内酯、聚己内酯、聚(己二酸丁二酯)和聚(己二酸乙二酯)。
从得到的聚酯嵌段共聚物的弹性特性的观点出发,在脂族聚醚和脂族聚酯中,作为形成软链段的聚合物,优选聚(四氢呋喃)二醇、聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成产物、聚(ε-己内酯)、聚(己二酸丁二酯)和聚(己二酸乙二酯)等。
从韧性和低温柔软性的观点出发,形成软链段的聚合物的数均分子量优选为300至6,000。此外,从可成形性的观点出发,硬链段(x)和软链段(y)的质量比(x:y)优选为99:1至20:80,更优选为98:2至30:70。
硬链段和软链段的组合的实例包括上述各硬链段和各软链段的组合。其中,作为硬链段和软链段的组合,优选作为硬链段的聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和作为软链段的脂肪族聚醚的组合,更优选作为硬链段的聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和作为软链段的聚(环氧乙烷)二醇的组合。
作为聚酯类热塑性弹性体的市售品,例如,可以使用来自Du Pont-Toray Co.,Ltd.的“HYTREL”系列(例如3046、5557、6347、4047和4767),和由Toyobo Co.,Ltd.的生产的“PELPRENE”系列(例如,P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001和S9001)。
聚酯类热塑性弹性体可以通过公知的方法使形成硬链段的聚合物和形成软链段的聚合物共聚而合成。
-除热塑性弹性体以外的聚酰胺系热塑性树脂-
除热塑性弹性体以外的聚酰胺系热塑性树脂的实例包括构成热塑性聚酰胺弹性体的硬链段的聚酰胺。
除热塑性弹性体以外的聚酰胺系热塑性树脂的具体实例包括:通过ε-己内酰胺的开环缩聚而得到的聚酰胺(酰胺6);通过十一烷内酰胺的开环缩聚而得到的聚酰胺(酰胺11);通过月桂基内酰胺的开环缩聚而得到的聚酰胺(酰胺12);通过二胺和二元酸的缩聚而得到的聚酰胺(酰胺66);和含有间苯二甲胺作为结构单元的聚酰胺(酰胺MX)。
酰胺6可以例如由{CO-(CH2)5-NH}n表示。酰胺11可以例如由{CO-(CH2)10-NH}n表示。酰胺12可以例如由{CO-(CH2)11-NH}n表示。酰胺66可以例如由{CO(CH2)4CONH(CH2)6NH}n表示。酰胺MX可以例如由以下结构式(A-1)表示。在式(A-1)中,n表示重复单元的数目。
Figure BDA0002315164160000221
-除热塑性弹性体以外的聚酯系热塑性树脂-
除热塑性弹性体以外的聚酯系热塑性树脂的实例包括构成聚酯系热塑性弹性体的硬链段的聚酯。
除热塑性弹性体以外的聚酯系热塑性树脂的具体实例包括:脂族聚酯,例如聚乳酸、聚羟基-3-丁基丁酸、聚羟基-3-己基丁酸、聚(ε-己内酯)、聚庚内酯、聚己内酯、聚己二酸丁二酯和聚己二酸乙二酯;和芳族聚酯,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯。
-除热塑性弹性体以外的烯烃系热塑性树脂-
除热塑性弹性体以外的烯烃系热塑性树脂的实例包括构成烯烃系热塑性弹性体的硬链段的聚烯烃。
除热塑性弹性体以外的烯烃系热塑性树脂的具体实例包括聚乙烯系热塑性树脂、聚丙烯系热塑性树脂和聚丁二烯系热塑性树脂。
聚丙烯系热塑性树脂的具体实例包括丙烯均聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物和丙烯-α-烯烃嵌段共聚物。α-烯烃的实例包括具有约3至20个碳原子的α-烯烃,例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯。
(树脂材料中含有的除树脂以外的组分)
树脂材料可以可选地含有除树脂以外的其他组分。其他组分的实例包括橡胶、各种填料(例如二氧化硅、碳酸钙和粘土)以及各种添加剂(例如抗老化剂、油、增塑剂、着色剂、耐候剂和增强材料)。
对各树脂材料中的添加剂的含量没有特别限制,并且可以调节,只要不损害本公开的效果即可。
-树脂材料的性质-
树脂材料的熔点例如优选为100℃至约350℃,并且从轮胎的耐久性和生产率的观点出发,优选为100℃至约250℃、更优选为120℃到250℃。
树脂材料的如JIS K7113:1995中定义的拉伸弹性模量优选为50MPa至1,000MPa、更优选为50MPa至800MPa、特别优选为50MPa至700MPa。在树脂材料的拉伸弹性模量为50MPa至1,000MPa的情况下,可以在保持轮胎骨架体的形状的同时将轮胎有效地嵌合至轮辋。
树脂材料的如JIS K7113(1995)中定义的拉伸强度通常为约15MPa至约70MPa、优选为17MPa至60MPa、更优选为20MPa至55MPa。
树脂材料的如JIS K7113(1995)中定义的屈服拉伸强度优选为5MPa以上、更优选为5MPa至20MPa、特别优选为5MPa至17MPa。在树脂材料的屈服拉伸强度为5MPa以上的情况下,轮胎可以承受在行驶等期间因施加于轮胎的载荷而引起的变形。
树脂材料(即,轮胎骨架体)本身的如JIS K7113(1995)中定义的屈服拉伸伸长率优选为10%以上、更优选为10%至70%、特别优选为15%至60%。在树脂材料的屈服拉伸伸长率为10%以上的情况下,由于具有大的弹性区域,因此可以获得良好的轮辋嵌合性。
树脂材料的如JIS K7113(1995)中定义的拉伸断裂伸长率优选为50%以上、更优选为100%以上、特别优选为150%以上、最优选为200%以上。在树脂材料的拉伸断裂伸长率为50%以上的情况下,可以获得良好的轮辋嵌合性,并且在碰撞时轮胎不易破裂。
树脂材料的如ISO75-2或ASTM D648中定义的载荷下(在0.45MPa的载荷下)挠曲温度优选为50℃以上、更优选为50℃至150℃、特别优选为50℃至130℃。在树脂材料的载荷下挠曲温度为50℃以上,即使在轮胎的生产中进行硫化,也能够抑制轮胎骨架体的变形。
(轮胎骨架体的性质)
在本轮胎骨架体中,外侧部的硬度Ho高于内侧部的硬度Hi。另外,还优选的是,在车辆宽度方向上的外侧上的胎冠部的硬度比在车辆宽度方向上的内侧上的胎冠部的硬度高。具体而言,当将在车辆宽度方向上的内侧上的胎面端与在车辆宽度方向上的外侧上的胎面端之间的距离定义为“L”时,优选对应从胎面中心线向在车辆宽度方向上的外侧1/3L的位置处的Asker D硬度Ho’比对应从胎面中心线向在车辆宽度方向上的内侧1/3L的位置处的Asker D硬度Hi’高。此外,优选硬度Hi’为硬度Ho’的0.84倍以上且小于1.00倍、更优选为0.84倍至0.95倍、特别优选为0.84倍至0.93倍。
硬度Hi’和硬度Ho’的平均值优选为30度至60度、更优选为36度至56度、进一步优选为42度至52度。
此外,在轮胎骨架体中,对应从胎面中心线分别向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧3/5L的位置处的Asker D硬度满足上述关系。另外,还优选对应从胎面中心线分别向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧1/5L的位置处的Asker D硬度满足上述关系。换句话说,优选对应从胎面中心线向在车辆宽度方向上的外侧1/5L的位置处的Asker D硬度Ho”比对应从胎面中心线向在车辆宽度方向上的内侧1/5L的位置处的Asker D硬度Hi”高。更优选硬度Hi”为硬度Ho”的0.84倍以上且小于1.00倍、进一步优选为0.84倍至0.95倍、特别优选为0.84倍至0.93倍。
此外,硬度Hi”和硬度Ho”的平均值优选为30度至60度、更优选为35度至55度、进一步优选为40度至50度。
在轮胎骨架体中,优选外侧部的密度为内侧部的密度的0.90倍至1.10倍、更优选为0.95倍至1.05倍。
当外侧部的密度与内侧部的密度的比接近于1时,所得轮胎的重量不太可能偏向在车辆宽度方向上的外侧或在车辆宽度方向上的内侧,并且将改善施加到轮胎上的载荷的平衡,从而得到良好的轮胎接地形状。
外侧部和内侧部各自的密度优选为0.80g/cm3至1.35g/cm3、更优选为1.00g/cm3至1.20g/cm3
通过在对应从胎面中心线各自向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧3/5L的位置处切出树脂材料片(例如,具有5.0mm×5.0mm×1.0mm的尺寸),并通过Archimedes法测量各片的密度来确定在本文中使用的各侧部的密度。
<增强构件>
增强构件可以是,例如,帘线形式的增强帘线构件。
增强帘线构件的实例包括用于传统橡胶轮胎中的帘线形式的金属构件。帘线形式的金属构件的实例包括金属纤维的单丝(单纤维)和诸如通过加捻(twist)钢纤维而获得的钢丝帘线等的复丝(multifilament)(捻合线(twisted wire))。从进一步改善所得轮胎的耐久性的观点出发,优选复丝。
对金属构件的截面形状(例如圆形、椭圆形、多边形等)、尺寸(直径)等没有特别限制,可以选择并适当使用适合于所需轮胎的那些。
金属构件的厚度优选为0.2mm至2mm、更优选为0.8mm至1.6mm,以使所得轮胎既具有耐内压性又具有减轻的重量。金属构件的厚度定义为在随机选择的五个位置处测得的厚度的数均值。
增强帘线构件的厚度优选为0.2mm至2mm、更优选为0.8mm至1.6mm。增强帘线构件的厚度定义为在随机选择的五个位置处测得的厚度的数均值。在厚度测量中,增强帘线构件在其截面中的最大直径(即,在增强帘线构件在截面中的轮廓线上随机选择两点,当两点之间的距离最大化时,这两点的距离为最大直径)作为厚度的每个测量值。
金属构件的拉伸弹性模量通常为约100,000MPa至300,000MPa、优选为120,000MPa至270,000MPa、更优选为150,000MPa至250,000MPa。金属构件的拉伸弹性模量是通过使用具有ZWICK型夹头的拉伸试验机绘制应力-变形曲线并根据该曲线的斜率计算而确定的。
金属构件本身的断裂伸长率(拉伸断裂伸长率)通常为约0.1%至15%、优选为1%至15%、更优选为1%至10%。金属构件的拉伸断裂伸长率可以通过使用具有ZWICK型夹头的拉伸试验机绘制应力-变形曲线并根据变形计算而确定。
增强帘线构件可以沿着轮胎周向卷绕在轮胎骨架体的轮胎径向外侧,或者可以设置成相对于轮胎周向形成一个角度。但是,从易于生产和耐久性的观点出发,优选沿着轮胎周向卷绕增强帘线构件。或者,可以设置多个增强帘线构件使得增强帘线构件设置成在轮胎厚度方向上层叠。在这种情况下,在轮胎厚度方向上层叠的多个增强帘线构件可以以彼此接近于平行的状态设置,或者可以以彼此相交的方式设置。
增强帘线构件可以涂覆有涂覆树脂材料。
涂覆树脂材料的实例包括与构成轮胎骨架体的树脂材料相同的树脂材料。从改善耐久性的观点出发,涂覆树脂优选含有与构成轮胎骨架体的树脂材料的主要组分相同类型的树脂作为主要组分。
涂覆树脂材料的弹性模量(JIS K7113:1995中定义的拉伸弹性模量)优选设为在构成轮胎骨架体的树脂材料的弹性模量的0.1倍至10倍的范围内。当涂覆树脂材料的弹性模量为构成轮胎骨架体的树脂材料的弹性模量的10倍以下时,可以防止胎冠部太硬,从而便于将轮胎组装至轮辋。此外,当涂覆树脂材料的弹性模量为构成轮胎骨架体的树脂材料的弹性模量的0.1倍以上时,可以防止涂覆树脂材料太软,从而改善了转弯性能。
从增加拔出阻力(不易拔出性)的观点出发,优选增强帘线构件的表面的20%以上涂覆有涂覆树脂材料,更优选其表面的50%以上涂覆有涂覆树脂材料。
通过用涂覆树脂材料进行涂覆而形成的层(以下也称为“涂覆树脂层”)的厚度没有特别限制。但是,从改善耐久性的观点出发,涂覆树脂层的厚度优选为10μm至1000μm、更优选为50μm至700μm。涂覆树脂层的厚度是在涂覆有涂覆树脂材料的增强帘线构件的截面的SEM图像上测量的,并且定义为具有最小厚度的部分的测量值。
增强帘线构件可以,例如经由诸如粘合剂层(使用粘合剂形成的层)等另一层而涂覆有涂覆树脂材料。
用于形成粘合剂层的粘合剂的类型的实例包括热熔粘合剂和溶剂类粘合剂。用于形成粘合剂层的粘合剂可以单独使用,或两种以上组合使用。
在用于形成粘合剂层的粘合剂是非反应性粘合剂的情况下,所得的粘合剂层是含有非反应性粘合剂的层,并且在用于形成粘合剂层的粘合剂是反应性粘合剂的情况下,所得的粘合剂层是含有反应性粘合剂的反应产物的层。
粘合剂层的平均厚度没有特别限制。但是,从改善行驶时的乘坐舒适性和所得轮胎的耐久性的观点出发,粘合剂层的平均厚度优选为5μm至500μm、更优选为20μm至150μm、进一步优选为20μm至100μm。
粘合剂层可以含有除粘合剂以外的任何其他组分。其他组分的实例包括自由基清除剂、橡胶、弹性体、热塑性树脂、各种填料(例如二氧化硅、碳酸钙和粘土)、抗老化剂、油、增塑剂、显色剂和耐候剂。
<橡胶构件>
橡胶构件设置在,例如,轮胎骨架体的轮胎径向外侧上。
在将增强帘线构件卷绕在轮胎骨架体的轮胎径向外侧上的情况下,橡胶构件经由增强帘线构件设置在轮胎骨架体的轮胎径向外侧上。
对橡胶构件没有特别限制,只要该构件含有橡胶即可。例如,可以使用与在由橡胶制成的传统充气轮胎中使用的胎面橡胶相同种类的橡胶。
此外,例如,可以在橡胶构件的轮胎径向上的外周表面上形成沿轮胎周向延伸的排水用凹槽。
[第一实施方式]
现在将参考附图描述本公开的第一实施方式。第一实施方式是其中涂覆有涂覆树脂材料的增强帘线构件沿着轮胎周向卷绕在轮胎骨架体的轮胎径向外侧上的实施方式。
图1是沿轮胎宽度方向截取的示出根据第一实施方式的轮胎的构造的截面图。
在图1中,箭头W表示平行于轮胎的旋转轴的方向(以下也称为“轮胎宽度方向”),箭头S表示穿过轮胎的旋转轴并与轮胎宽度方向正交的方向(以下也称为“轮胎径向”)。此外,长短虚线CL表示轮胎的中心线(以下也称为“轮胎赤道面”)。
如图1所示,根据第一实施方式的轮胎10包括:轮胎胎身(tire casing)17,其是由树脂材料组成的环状的轮胎骨架体的一个实例;带束层12,其包括作为增强构件的增强帘线24(增强帘线构件的一个实例);胎面30,其是橡胶构件的一个实例。增强帘线24涂覆有涂覆树脂26。换句话说,带束层12包括多个涂覆有涂覆树脂26的增强帘线24。
轮胎胎身17包括:一对胎圈部14,其在轮胎宽度方向上间隔地设置;一对侧部16,其各自从一对胎圈部14中的每一个向轮胎径向的外侧延伸;以及胎冠部18,其连接一对侧部16。胎圈部14是与轮辋(未示出)接触的部位。此外,侧部16形成轮胎10的侧面部,并且从各胎圈部14向胎冠部18缓和地弯曲,从而在轮胎宽度方向上向外突出。
胎冠部18是将轮胎径向上的一个侧部16的外端与轮胎径向上的另一个侧部16的外端连接的部分,并且支撑设置在轮胎径向上的外侧上的胎面30。
在本实施方式中,胎冠部18被构造成具有基本恒定的厚度。轮胎胎身17的胎冠部18的外周表面18A可以形成为在轮胎宽度方向上的截面中是平坦的,或者可以形成为在轮胎径向上向外突出的弯曲形状。注意,本实施方式中的胎冠部18的外周表面18A是其上设置有带束层12的轮胎胎身17的外周。
在本实施方式中,轮胎胎身17由半体17A和半体17B组成,各半体分别包括一个胎圈部14、一个侧部16和一个半宽胎冠部18。轮胎胎身17通过在轮胎赤道面CL处将半体17A和半体17B设置为彼此相对并且将各半宽胎冠部18的端部彼此接合而形成。使用例如熔接用树脂材料17C将端部接合在一起。
沿轮胎周向延伸的环形胎圈芯20各自嵌入在各胎圈部14中。各胎圈芯20由胎圈帘线(未示出)组成。胎圈帘线由诸如钢丝帘线等金属帘线、有机纤维帘线、树脂涂覆有机纤维帘线、或硬质树脂组成。当确保胎圈部14具有足够的刚性时,不需要设置胎圈芯20。
在本实施方式中,半体17A和半体17B由具有不同组成的树脂材料组成。当将轮胎10安装在车辆上时,位于车辆宽度方向上的内侧上的半体17B的侧部16的硬度Hi为当将轮胎10安装在车辆上时,位于车辆宽度方向上的外侧上的半体17A的侧部16的硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍。
轮胎胎身17可以形成为一体成型品,或者,轮胎胎身17可以通过分别生产三个以上的树脂构件,然后将这些树脂构件接合而形成。例如,轮胎胎身17可以通过分别生产各个部位(例如,分别生产胎圈部14、侧部16和胎冠部18),然后接合这些部位而形成。
带束层12设置在轮胎胎身17的外周上。在本实施方式中,轮胎胎身17的外周是胎冠部18的外周表面18A。
带束层12通过以下方式形成:在轮胎周向上将树脂涂覆帘线28螺旋卷绕在轮胎胎身17的外周上;然后将树脂涂覆帘线28接合到轮胎胎身17,并且将在轮胎宽度方向上彼此相邻的卷绕的树脂涂覆帘线28的部分接合。树脂涂覆帘线28是通过用涂覆树脂26涂覆增强帘线24而形成的。
另外,在轮胎径向上的树脂涂覆帘线28的内周表面与轮胎胎身17的胎冠部18的外周表面18A接合。
树脂涂覆帘线28可以在涂覆树脂26内包括单根增强帘线24,或者,可以在涂覆树脂26内包括多根增强帘线24。
此外,树脂涂覆帘线28可以具有矩形的截面形状或弧形的截面形状。
图1中所示的带束层12具有其中树脂涂覆帘线28的层是单层,且增强帘线24在轮胎宽度方向上排成一排的构造。然而,其构造不限于此。带束层12也可以是具有层状结构的带束层,其通过在轮胎周向上螺旋卷绕树脂涂覆帘线28以形成层,然后在这样形成的层的外周表面上进一步卷绕树脂涂覆帘线28而获得。
带束层12的厚度可以例如在0.2mm至1.2mm的范围内,但不特别限于此。从改善所得轮胎的耐久性的观点出发,带束层12的厚度优选在0.3mm至1.0mm的范围内、更优选在0.3mm至0.8mm的范围内。
如图1中所示,胎面30设置带束层12的轮胎径向外侧。胎面30被层叠在轮胎胎身17上的带束层12上,然后被硫化并粘附至带束层12。
胎面30由含有具有比构成轮胎胎身17的树脂材料的耐磨耗性更优异的耐磨耗性的橡胶的材料形成,并且可以使用与由橡胶制成的传统充气轮胎中使用的胎面橡胶相同种类的橡胶。
另外,在轮胎径向上的胎面30的外周表面上,形成沿轮胎周向延伸的排水用凹槽30A。在本实施方式中,形成两排凹槽30A。然而,凹槽的构造不限于此,并且可以形成更多数量的凹槽30A。可以将已知胎面花纹用于胎面30。
(轮胎的生产方法)
现在将描述根据本实施方式的轮胎10的生产方法。首先,使用半体17A和半体17B各自的树脂材料,通过注射成型分别形成各自含有胎圈芯20的半体17A和半体17B。
在轮胎10中,半体17A和半体17B通过注射成型形成。然而,其形成方法不限于此,并且半体17A和半体17B可以例如通过真空成型、压力成型或熔铸等形成。
随后,将一对半体17A和半体17B设置为彼此相对;待形成胎冠部18的半体的部分的端部彼此对接;将熔融状态的熔接用树脂材料17C涂布在对接部上;且一对半体17A和半体17B接合在一起。以这种方式形成环状的轮胎胎身17。
或者,可以在不使用熔接用树脂材料17C的情况下来形成轮胎胎身17,例如,通过将半体17A和半体17B彼此压在一起,同时将半体之间的接合部的圆周加热到等于或高于树脂材料的熔点的温度,使半体17A和半体17B通过熔融结合而接合在一起。
接下来,将描述将树脂涂覆帘线28卷绕在轮胎胎身17的外周上的步骤。首先,将轮胎胎身17连接至可旋转地支撑轮胎胎身17的轮胎支撑装置(未示出)。接着,如图2所示,将帘线供给装置40、加热装置50、作为加压装置的加压辊60、以及作为冷却装置的冷却辊70移动至轮胎胎身17的外周附近。
帘线供给装置40包括其上卷绕有树脂涂覆帘线28的卷轴42、以及导引构件44。导引构件44是用于将从卷轴42解卷的树脂涂覆帘线28引导至轮胎胎身17的外周(即胎冠部18的外周表面18A)的构件。导引构件44形成为圆筒形,以使树脂涂覆帘线28穿过其中。从导引构件44的口部46向胎冠部18的外周表面18A进给树脂涂覆帘线28。
加热装置50将热空气吹向热塑性树脂以加热并熔化树脂的吹入热空气的部分。将热空气吹到树脂涂覆帘线28的内周表面上以压在胎冠部18的外周表面18A上,并吹到其上设置有树脂涂覆帘线28的胎冠部18的外周表面18A的部分。当树脂涂覆帘线28已经卷绕胎冠部18的外周表面18A一圈以上,并且压在外周表面18A上的树脂涂覆帘线28已经存在时,热空气也被吹向已经卷绕的树脂涂覆帘线的侧面。
加热装置50被构造成由风扇(未示出)从出风口52吹出通过电热丝(未示出)加热的空气。加热装置50的构造不限于上述构造,且加热装置50可以具有任何构造,只要可以熔化热塑性树脂即可。例如,可以使热铁与待熔化的部分接触,以使接触部分热熔化。或者,待熔化的部分可以通过辐射热而被热熔化,或者可以通过红外线的辐射而被热熔化。
在图2中,冷却辊70沿轮胎胎身17的旋转方向(箭头A所示的方向)设置在加压辊60的下游侧。冷却辊70将树脂涂覆帘线28冷却并经由树脂涂覆帘线28将设置有树脂涂覆帘线28的胎冠部18的一侧冷却,同时将树脂涂覆帘线28压到轮胎胎身17的外周(即,胎冠部18的外周表面18A)。冷却辊70被构造成使得可以调节辊的压力,并且冷却辊70已经被处理成防止熔融状态的树脂材料粘附到辊的表面。加压辊60以相同的方式构造。此外,冷却辊70被构造成当辊处于将树脂涂覆帘线28压到轮胎胎身17的外周上的状态时,冷却辊70可旋转,并且冷却辊70随着轮胎胎身17的旋转而沿着轮胎胎身17的旋转方向(箭头A的方向)旋转。加压辊60以相同的方式构造。另外,冷却辊70被构造成使得液体(诸如水)在辊内部循环,并且可以通过液体的热交换来冷却与辊的表面接触的树脂涂覆帘线28。在使熔融状态的树脂材料自然冷却的情况下,不需要设置冷却辊70。
在将树脂涂覆帘线28卷绕在轮胎胎身17的外周上的情况下,如图2中所示,连接在轮胎支撑装置(未示出)上的轮胎胎身17沿箭头A的方向旋转,树脂涂覆帘线28从帘线供给装置40的口部46进给到胎冠部18的外周表面18A。
此外,在从加热装置50的出风口52吹出热空气以加热并熔化树脂涂覆帘线28的内周表面和胎冠部18的其上设置有树脂涂覆帘线28的部分的同时,使树脂涂覆帘线28的内周表面粘附到胎冠部18的熔融部分。此后,用加压辊60将树脂涂覆帘线28压在胎冠部18的外周表面18A上。此时,在轮胎轴向上彼此相邻的树脂涂覆帘线28的侧面也彼此接合。随后,树脂涂覆帘线28的外周表面与冷却辊70接触,从而通过经由树脂涂覆帘线28进行冷却而使胎冠部18的熔融部分和树脂涂覆帘线28的熔融部分固体化。结果,将树脂涂覆帘线28和胎冠部18熔接在一起。
以这种方式,通过将树脂涂覆帘线28沿轮胎周向螺旋卷绕在胎冠部18的外周表面18A上,并且将树脂涂覆帘线28压在外周表面18A上而在轮胎胎身17的外周上、具体地在胎冠部18的外周上形成树脂涂覆帘线28的层。为了将树脂涂覆帘线28螺旋卷绕在胎冠部18的外周上,帘线供给装置40的口部46的位置可以随着轮胎胎身17的旋转而在轮胎轴向上移动,或者,也可以使轮胎胎身17在轮胎轴向上移动。
注意,可以在树脂涂覆帘线28的引导路径中,通过对帘线供给装置40的卷轴42施加制动,或者通过设置用于控制张力的辊(未示出),来调节树脂涂覆帘线28的张力。张力的调节可以防止树脂涂覆帘线28以蜿蜒的方式设置。
随后,将硫化前的胎面卷绕在带束层12的外周表面上。具体地,例如,在旋转设置有带束层12的轮胎胎身17的同时,将硫化前的带状胎面卷绕一圈。
然后,对已经在其上层叠有带束层12和硫化前的胎面的轮胎胎身17进行硫化。具体地,例如,将轮胎胎身17放置在硫化机或模具中,然后加热,以使得硫化前的胎面被硫化以形成胎面30。该硫化在例如150℃至220℃的硫化温度下进行,硫化时间例如为1分钟至10分钟。
以上述方式,可以获得根据第一实施方式的轮胎10。
[第二实施方式]
接下来,将描述本公开的第二实施方式。在第二实施方式中,在不使用熔接用树脂材料的情况下,通过在加热接合部的圆周的同时将半体彼此压在一起而将轮胎胎身的半体17A和半体17B熔接在一起。此外,在第二实施方式中,未涂覆的增强帘线构件沿着轮胎周向直接卷绕轮胎骨架体的轮胎径向外侧,并嵌入轮胎骨架体中。其他构造等与第一实施方式相同。
如图3中所示,在根据第二实施方式的轮胎100中,增强帘线24沿着轮胎周向直接卷绕在轮胎胎身17的轮胎径向外侧的表面上(即,胎冠部的表面上)。在沿着轮胎胎身17的轴向截取的截面图中,增强帘线24以至少一部分增强帘线24嵌入轮胎胎身17的胎冠部中的状态螺旋卷绕在胎冠部的表面上。作为橡胶构件的一个实例的胎面30设置在其上已卷绕有增强帘线24的轮胎胎身17的轮胎径向的外侧上。
除此以外的构造和制造方法与第一实施方式相同,因此省略其说明。
上文中,尽管以上已经通过实施方式描述了用于实施本公开的形式,但是这些实施方式仅是示例,并且在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种修改。此外,不用说,本公开的权利范围不限于这些实施方式。
根据本公开的实施方式之一的轮胎包括以下实施方式的轮胎。
<1>一种轮胎,其包括由多种树脂材料组成的环状的轮胎骨架体,其中当所述轮胎安装在车辆上时位于车辆宽度方向内侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Hi为当所述轮胎安装在车辆上时位于车辆宽度方向外侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍。
<2>根据<1>所述的轮胎,其中所述Asker D硬度Hi与所述Asker D硬度Ho的比(Hi/Ho)为0.84倍至0.98倍。
<3>根据<1>或<2>所述的轮胎,其还包含增强帘线构件,所述增强帘线构件沿着轮胎周向卷绕在所述轮胎骨架体的轮胎径向外侧。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的轮胎,其中所述轮胎骨架体由不超过三种树脂材料组成。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的轮胎,其中所述多种树脂材料中的每一种均含有聚酰胺系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂作为主要组分。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的轮胎,其中所述轮胎骨架体由含有相同类型的树脂作为主要组分的两种以上的树脂材料组成。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的轮胎,其中所述Asker D硬度Hi与所述Asker D硬度Ho的比(Hi/Ho)为0.84倍至0.93倍。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的轮胎,其中所述Asker D硬度Hi和所述Asker D硬度Ho的平均值为30度至60度。
实施例
现在将通过实施例更具体地描述本公开。然而,应注意,本公开不限于实施例。
(实施例1至实施例6和比较例1至比较例4)
使用表1和表2中所示的材料生产具有与第二实施方式相同的构造的轮胎。
具体而言,在各实施例和比较例中,首先通过注射成型分别生产当轮胎安装在车辆上时,位于车辆宽度方向外侧的轮胎骨架体的半体17A和当轮胎安装在车辆上时,位于车辆宽度方向内侧的轮胎骨架体的半体17B。随后,通过加热和施加压力加压将半体17A和半体17B熔融结合,以获得轮胎骨架体,然后将未涂覆的增强帘线构件卷绕在轮胎骨架体上。之后,在轮胎骨架体的轮胎径向外侧上进一步设置胎面(橡胶构件),从而得到各轮胎。
材料的具体细节如下。
(构成轮胎骨架体的树脂材料)
“TPC1”:聚酯系热塑性弹性体,由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造的HYTREL系列,产品编号:5557。
“TPC2”:聚酯系热塑性弹性体,由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造的HYTREL系列,产品编号:4767N。
“TPC3”:聚酯系热塑性弹性体,由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造的HYTREL系列,产品编号:6347。
“TPC4”:聚酯系热塑性弹性体,由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造的HYTREL系列,产品编号:7247。
“TPC5”:聚酯系热塑性弹性体,由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造的HYTREL系列,产品编号:4047N。
“TPA 1”:聚酰胺系热塑性弹性体,由Ube Industries制造,产品名:UBESTA XPA系列,产品编号:XPA 9055X1。
“TPA 2”:聚酰胺系热塑性弹性体,由Ube Industries制造,产品名:UBESTA XPA系列,产品编号:XPA 9048X1。
“TPA 1/TPA 2=60/40”:TPA 1(60质量%)和TPA 2(40质量%)的混合树脂。
“TPA 1/TPA 2=50/50”:TPA 1(50质量%)和TPA 2(50质量%)的混合树脂。
“TPU 1”:热塑性聚氨酯弹性体,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造的RESAMINE P系列,产品编号:P2564。
(其他材料)
增强帘线构件:平均直径为1.15mm的复丝(通过将直径为0.35mm的单丝加捻而得到的捻合线(钢制,强度:280N,伸长率:3%))。
橡胶构件(胎面):由Bridgestone Corporation制造的ECOPIA EX20的胎面橡胶。
(硬度的测量)
在各实施例和比较例中,根据上述方法确定位于车辆宽度方向上的外侧上的半体17A的硬度Ho、硬度Ho’和硬度Ho”,以及位于车辆宽度方向上的内侧上的半体17A的硬度Hi、硬度Hi’和硬度Hi”。结果示于表1和表2中。
然而,应注意,硬度Ho和硬度Hi是在对应从胎面中心线分别向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧3/5L的距离处的侧部的Asker D硬度。硬度Ho’和硬度Hi’是对应从胎面中心线分别向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧1/3L的距离处的胎冠部的Asker D硬度。此外,硬度Ho”和硬度Hi”是对应从胎面中心线分别向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧1/5L的距离处的胎冠部的Asker D硬度。
(厚度和密度的测量)
在各实施例和比较例的各半体17A和半体17B中,根据上述方法测量对应从胎面中心线分别向在车辆宽度方向上的外侧和在车辆宽度方向上的内侧3/5L的距离处的侧部的厚度和密度。结果示于表1和表2中。
(转弯性能的评价)
将在各实施例和比较例中生产的一组轮胎(每个轮胎的尺寸为195/65R14,内压为210kPa)安装在车辆上,并且由有经验的测试驾驶员在测试路线上驾驶车辆。
根据以下标准,由有经验的测试驾驶员对急转弯时(特别是在以120km/h的速度旋转方向盘60度时)的转弯性能进行感官评价。结果示于表1和表2中。
A:方向盘的转动迅速传递到轮胎,显示出良好的操纵性。
B:驾驶员意识到一点时差,但是操纵性良好。
C:驾驶员在转动方向盘后感受到不稳定性,但是操纵性在可接受的范围内。
D:不可作为轮胎。或者,需要更长的时间来将方向盘的转动传递到轮胎,并且驾驶员感受到更大的不稳定性,显示出较差的操纵性。
(乘坐舒适性的评价)
将在各实施例和比较例中生产的一组轮胎(每个轮胎的尺寸为195/65R14,内压为210kPa)安装在车辆上,并且由有经验的测试驾驶员在测试路线上驾驶车辆。
根据以下标准,由有经验的测试驾驶员对乘坐舒适性(特别是以60km/h的速度驾驶时的乘坐舒适性)进行评价。结果示于表1和表2中。
A:驾驶员几乎感觉不到来自路面的振动,并获得了良好的乘坐舒适性。
B:驾驶员感觉到来自路面的轻微振动,但是乘坐舒适性在可接受的范围内。
C:驾驶员感觉到来自路面的振动,但是乘坐舒适性在可接受的范围内。
D:驾驶员感觉到明显的振动,但是乘坐舒适性在可接受的范围内。
E:不可作为轮胎,或者,驾驶员感觉到来自路面的大振动,显示出可接受范围之外的较差的乘坐舒适性。
[表1]
Figure BDA0002315164160000371
[表2]
Figure BDA0002315164160000381
从表1和表2中所示的结果可以看出,与比较例的轮胎相比,其中“Hi/Ho”比的值为0.84以上且小于1.00的实施例的轮胎兼顾了在急转弯时的改善的转弯性能和良好的乘坐舒适性。
2017年6月12日提交的日本专利申请No.2017-115089的公开内容通过引用整体并入本说明书中。
本说明书中提及的所有出版物、专利申请和技术标准均以引用的方式并入本说明书中,其程度如同各单独的出版物、专利申请或技术标准被具体地和单独地指示通过引用并入。

Claims (8)

1.一种轮胎,其包括由多种树脂材料构成的环状的轮胎骨架体,其中当所述轮胎安装在车辆上时位于车辆宽度方向内侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Hi为当所述轮胎安装在车辆上时位于车辆宽度方向外侧的所述轮胎骨架体的侧部的Asker D硬度Ho的0.84倍以上且小于1.00倍。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中所述Asker D硬度Hi与所述Asker D硬度Ho的比(Hi/Ho)为0.84倍至0.98倍。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其还包含增强帘线构件,所述增强帘线构件沿着轮胎周向卷绕在所述轮胎骨架体的轮胎径向外侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎,其中所述轮胎骨架体由不超过三种树脂材料构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎,其中所述多种树脂材料各自含有聚酰胺系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂作为主要组分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎,其中所述轮胎骨架体由含有相同类型的树脂作为主要组分的两种以上的树脂材料构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎,其中所述Asker D硬度Hi与所述Asker D硬度Ho的比(Hi/Ho)为0.84倍至0.93倍。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎,其中所述Asker D硬度Hi和所述Asker D硬度Ho的平均值为30度至60度。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7180386B2 (ja) * 2019-01-09 2022-11-30 横浜ゴム株式会社 空気式防舷材
EP4046785A4 (en) 2019-10-18 2022-12-21 Bridgestone Corporation METHOD FOR ADJUSTING THE HARDNESS OF A MOLDED BODY AND MOLDED BODY

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3888291A (en) * 1973-12-12 1975-06-10 Armstrong Rubber Co Molded or cast tires and methods of manufacture
JPH03148302A (ja) * 1989-11-01 1991-06-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気入りタイヤ
CN101842248A (zh) * 2007-11-02 2010-09-22 株式会社普利司通 充气子午线轮胎
JP2012046028A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Bridgestone Corp タイヤ
JP2013071479A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Bridgestone Corp タイヤ
WO2013129628A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 株式会社ブリヂストン タイヤ
WO2013129629A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP2014097800A (ja) * 2009-02-17 2014-05-29 Bridgestone Corp タイヤ、及びタイヤの製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3034130B2 (ja) 1992-06-02 2000-04-17 株式会社三光開発科学研究所 熱可塑性ポリウレタンの製造方法
JP4193587B2 (ja) 2003-05-26 2008-12-10 宇部興産株式会社 ポリアミド系エラストマー及びその製造方法
US9333719B2 (en) * 2009-08-20 2016-05-10 Bridgestone Corporation Tire manufacturing method and tire
JP5993545B2 (ja) 2010-08-25 2016-09-14 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP5775320B2 (ja) * 2011-02-15 2015-09-09 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP6053016B2 (ja) * 2013-04-18 2016-12-27 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP6590692B2 (ja) 2015-12-25 2019-10-16 信越ポリマー株式会社 導電性高分子分散液の製造方法及び導電性フィルムの製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3888291A (en) * 1973-12-12 1975-06-10 Armstrong Rubber Co Molded or cast tires and methods of manufacture
JPH03148302A (ja) * 1989-11-01 1991-06-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気入りタイヤ
CN101842248A (zh) * 2007-11-02 2010-09-22 株式会社普利司通 充气子午线轮胎
JP2014097800A (ja) * 2009-02-17 2014-05-29 Bridgestone Corp タイヤ、及びタイヤの製造方法
JP2012046028A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Bridgestone Corp タイヤ
JP2013071479A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Bridgestone Corp タイヤ
WO2013129628A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 株式会社ブリヂストン タイヤ
WO2013129629A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 株式会社ブリヂストン タイヤ

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