CN117295619A - 非充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明解决的问题涉及提供尽管具有小直径尺寸也同时实现乘坐舒适性和耐久性的非充气轮胎。其解决方案是一种使用树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎(1)，所述非充气轮胎(1)的特征在于，树脂组合物的依照ISO 178的‑20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下且依照ISO 178的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上，并且轮胎径向方向上的直径D为35cm以下。
Description
技术领域
本公开涉及一种非充气轮胎。
背景技术
近年来，已经提出不要求内部填充加压空气的轮胎以避免穿孔的发生。
例如，以下的专利文献1(PTL 1)公开了一种非充气轮胎，该非充气轮胎包括：安装于车轴中的安装体、包括安装于安装体的内筒和构成为从轮胎径向方向的外侧围绕内筒的外筒的环构件、在内筒与外筒之间在轮胎周向方向上配置且构成为以使它们可以相对地弹性位移的方式连结这两个筒的多个连结构件。
另外，以下的专利文献1(PTL 1)公开了，乘坐舒适性可以通过将非充气轮胎的环构件和连结构件用规定-20℃下的弯曲弹性模量与60℃下的弯曲弹性模量之间的放大率的合成树脂材料一体化地形成来改善。
引用列表
专利文献
PTL 1：JP 2014-125081 A
发明内容
发明要解决的问题
然而，本发明人已经检测了以上的专利文献1(PTL 1)中公开的非充气轮胎并且发现存在在小直径尺寸的情况下，乘坐舒适性和耐久性二者的改善空间。
因此，本公开为了解决以上传统技术的问题，并提供即使在小直径尺寸下也同时实现乘坐舒适性和耐久性的非充气轮胎。
用于解决问题的方案
本公开的解决上述问题的主旨结构如下。
根据本公开的非充气轮胎为一种非充气轮胎，其使用树脂组合物作为骨架构件，其中
所述树脂组合物的依照ISO 178的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下且依照ISO 178的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上，和
轮胎径向方向上的轮胎直径为35cm以下。
本公开中，弯曲弹性模量为依照“ISO 178:2010 A法”的三点弯曲试验获得的值。
发明的效果
本公开提供了即使在小直径尺寸下也同时实现乘坐舒适性和耐久性的非充气轮胎。
附图说明
在附图中：
图1为根据本公开的一个实施方案的非充气轮胎的从轮胎侧面观察的说明图。
具体实施方式
以下为基于本公开的实施方案的非充气轮胎的详细的示意性说明。
根据本公开的非充气轮胎为使用树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎。
非充气轮胎的骨架构件是指构成轮胎骨架的构件，更具体地，从轮胎的内侧向外侧支承胎面构件以便维持轮胎胎面的形状的构件。例如，其是指在非充气轮胎中的的环构件(内筒和外筒)和连结构件(轮辐结构)等。
在根据本公开的非充气轮胎中，用于骨架构件的树脂组合物的依照ISO 178的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下且依照ISO 178的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上。同时，根据本公开的非充气轮胎的特征在于轮胎径向方向上的轮胎直径为35cm以下。
虽然树脂组合物的弯曲弹性模量通常随着温度增加而趋于下降，但如果用于骨架构件的树脂组合物的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上，则骨架构件即使在相对高的温度下也将不会变得太软，在驾驶装配有非充气轮胎的车辆时，提供良好的乘坐舒适性和充分的耐久性。另一方面，虽然树脂组合物的弯曲弹性模量通常随着温度下降而趋于增加，但如果用于骨架构件的树脂组合物的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下，则骨架构件即使在相对低的温度下也不会变得太硬，导致良好的乘坐舒适性，并且骨架构件不会变得太硬和太脆，导致优异的耐久性。因此，即使当轮胎径向方向上的轮胎直径小如35cm以下时，本公开的非充气轮胎也可以在宽的温度范围内同时提供乘坐舒适性和耐久性。
用于骨架构件的树脂组合物的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下，优选地为234MPa以下，更优选地为170MPa以下，并且通常为80MPa以上，优选地为90MPa以上。如果-20℃下的弯曲弹性模量超过247MPa，则骨架构件变得太硬，导致从轮胎传播的严重振动，这使乘坐舒适性劣化，并且骨架构件还变得太硬和太脆，这使耐久性劣化。如果-20℃下的弯曲弹性模量为90MPa以上，导致在低温环境中以良好平衡的方式改善乘坐舒适性和耐久性。
用于骨架构件的树脂组合物的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上，优选地为34MPa以上，更优选地为36MPa以上，并且通常为90MPa以下，优选地为70MPa以下。如果60℃下的弯曲弹性模量为小于32MPa，则骨架构件可以变得太软，这在驾驶装配有非充气轮胎的车辆时会使乘坐舒适性恶化，并且还会降低耐久性。如果60℃下的弯曲弹性模量为70MPa以下，则导致在高温环境中以良好平衡的方式改善乘坐舒适性和耐久性。
用于骨架构件的树脂组合物的0℃下的弯曲弹性模量通常为61MPa以上，优选地为70MPa以上，并且通常为159MPa以下，优选地为130MPa以下。如果0℃下的弯曲弹性模量为70MPa以上，则低温环境中的乘坐舒适性进一步改善，并且如果0℃下的弯曲弹性模量为130MPa以下，则低温环境中的乘坐舒适性和耐久性以良好平衡的方式改善。
用于骨架构件的树脂组合物的23℃下的弯曲弹性模量通常为53MPa以上，优选地为60MPa以上，并且通常为127MPa以下，优选地为115MPa以下。如果23℃下的弯曲弹性模量为60MPa以上，则室温下的乘坐舒适性进一步改善，并且如果23℃下的弯曲弹性模量为115MPa以下，则室温下的乘坐舒适性和耐久性以良好平衡的方式改善。
用于骨架构件的树脂组合物的40℃下的弯曲弹性模量通常为40MPa以上，优选地为44MPa以上，并且通常为96MPa以下，优选地为84MPa以下。如果40℃下的弯曲弹性模量为44MPa以上，则高温环境中的乘坐舒适性进一步改善，并且如果40℃下的弯曲弹性模量为84MPa以下，则高温环境中的乘坐舒适性和耐久性以良好平衡的方式改善。
用于前述骨架构件的树脂组合物中的树脂组分优选地为热塑性弹性体和热塑性树脂，并且更优选热塑性弹性体。除了树脂组分以外，各种添加剂可以添加至树脂组合物。树脂组合物中的树脂组分的含量优选地为80质量％以上，并且更优选地为90质量％以上。
热塑性弹性体和热塑性树脂为其中材料随着温度增加而变软和流动且在冷却时变得相对硬和有强度的高分子化合物。在本文件中，随着温度增加而变软和流动且在冷却时变得相对硬和有强度、且具有橡胶状弹性的高分子化合物为热塑性弹性体；随着温度增加而变软和流动且在冷却时变得相对硬和有强度、但不具有橡胶状弹性的高分子化合物为热塑性树脂；并且这些是区别的。
另外，“热塑性弹性体”为在其分子中具有硬链段和软链段的热塑性树脂材料。详细地，其是指具有弹性的高分子化合物，并且是指由如下的共聚物构成的热塑性树脂材料，该共聚物包括构成结晶性且熔点高的硬链段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聚合物。注意，本公开中的热塑性弹性体没有涵盖硫化橡胶，例如，天然橡胶和合成橡胶。
热塑性弹性体包括聚酯系热塑性弹性体(TPC)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)等。这些当中，从耐久性和成本的观点出发，优选聚酯系热塑性弹性体(TPC)。
聚酯系热塑性弹性体(TPC)是指具有弹性的高分子化合物，并且是指由如下的共聚物构成的热塑性树脂材料，该共聚物包括构成结晶性且熔点高的硬链段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聚合物，在构成硬链段的聚合物的主链中具有酯键。
作为形成聚酯系热塑性弹性体(TPC)的硬链段的结晶性聚酯，可以使用芳香族聚酯。芳香族聚酯可以例如由芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物和脂肪族二醇来形成。形成硬链段的芳香族聚酯包括例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等，并且优选聚对苯二甲酸丁二醇酯。
形成硬链段的一种适合的芳香族聚酯包括源自对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇的聚对苯二甲酸丁二醇酯。另外，其可以为源自以下的聚酯：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、联苯-4,4’-二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-磺基间苯二甲酸或其酯形成性衍生物，和二醇组分，例如乙二醇、三亚甲基二醇、五亚甲基二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、十亚甲基二醇、1,4-环己烷二甲醇、三环癸烷二羟甲基、二甲苯二醇、双(对羟基)联苯、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-对三联苯、4,4’-二羟基-对四联苯；或者为组合这些二羧酸组分和二醇组分的两种以上的共聚聚酯。
形成聚酯系热塑性弹性体(TPC)的软链段的聚合物包括例如，选自脂肪族聚醚和脂肪族聚酯中的聚合物。
脂肪族聚醚包括聚(氧化乙烯)二醇、聚(氧化丙烯)二醇、聚(氧化四亚甲基)二醇、聚(氧化六亚甲基)二醇、氧化乙烯和氧化丙烯的共聚物、聚(氧化丙烯)二醇的氧化乙烯加合聚合物、氧化乙烯和四氢呋喃的共聚物等。
脂肪族聚酯包括聚(ε-己内酯)、聚庚内酯(polyenant lactone)、聚己酸内酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯等。
这些脂肪族聚醚和脂肪族聚酯当中，从所得共聚物的弹性的观点，优选聚(氧化四亚甲基)二醇、聚(氧化丙烯)二醇的氧化乙烯加合聚合物、聚(ε-己内酯)、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯等。
聚酯系热塑性弹性体可以通过使形成硬链段和软链段的聚合物借助已知方法共聚来合成。选择性地，市售品也可以用作聚酯系热塑性弹性体；例如，“PELPRENE”系列(P30B、P40B、P40H、P-46D01、P55B、P70B、P90B、P120B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001、S9001，等)，Toyobo Co.,Ltd制造；和“Hytrel”系列(例如，3046、5557、5577、5577R-07、6347、4047、4767、4767N、4777，等)，DuPont-Toray Co.,Ltd.制造。
上述聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)是指具有弹性的高分子化合物，并且是指由如下的共聚物构成的热塑性树脂材料，该共聚物包括构成结晶性且熔点高的硬链段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聚合物，在构成硬链段的聚合物的主链中具有酰胺键(-CONH-)。
聚酰胺系热塑性弹性体包括其中至少聚酰胺构成结晶性且熔点高的硬链段，并且其它聚合物(例如，聚酯、聚醚等)构成非结晶性且玻璃化转变温度低的软链段的材料。
构成聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)的硬链段的结晶性聚酰胺包括：脂肪族聚酰胺，例如聚己内酰胺(尼龙-6)、聚-ω-氨基庚酸(尼龙-7)、聚-ω-氨基壬酸(尼龙-9)、聚十一酰胺(尼龙-11)、聚月桂基内酰胺(尼龙-12)、聚己二酰乙二胺(尼龙-2,6)、聚四亚甲基己二酰胺(尼龙-4,6)、聚六亚甲基己二酰胺(尼龙-6,6)、聚六亚甲基癸二酰胺(尼龙-6,10)、聚六亚甲基十二酰胺(尼龙-6,12)、聚八亚甲基己二酰胺(尼龙-8,6)和聚十亚甲基己二酰胺(尼龙-10,8)；和结晶性芳香族聚酰胺，其通过例如间-二甲苯二胺和对-二甲苯二胺等芳香族二胺与例如己二酸、辛二酸、癸二酸、环己烷二羧酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸等二羧酸或其衍生物之间的缩聚反应来获得。这些当中，优选尼龙-6、尼龙-6,6和尼龙-12，并且更优选尼龙-12。
构成聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)的软链段的聚合物包括例如，选自聚亚甲基和脂肪族聚醚中的聚合物。
脂肪族聚醚包括聚(氧化乙烯)二醇、聚(氧化丙烯)二醇、聚(氧化四亚甲基)二醇、聚(氧化六亚甲基)二醇、氧化乙烯和氧化丙烯的共聚物、聚(氧化丙烯)二醇的氧化乙烯加合聚合物、氧化乙烯和四氢呋喃的共聚物等。
聚酰胺系热塑性弹性体可以通过将形成硬链段的聚合物和形成软链段的聚合物借助已知方法共聚来合成。选择性地，市售品也可以用作聚酰胺系热塑性弹性体；例如“UBESTA XPA”系列(例如，XPA9063X1、XPA9055X1、XPA9048X2、XPA9048X1、XPA9040X1、XPA9040X2、XPA9044、XPA9048、XPA9055，等)，Ube Corporation制造，和“BESTAMID”系列(例如，E40-S3、E47-S1、E47-S3、E55-S1、E55-S3、EX9200、E50-R2)，Daisel EvonicCorporation制造。
上述聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)是指具有弹性的高分子化合物，并且是指由如下的共聚物构成的热塑性树脂材料，该共聚物包括构成结晶性且熔点高的硬链段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聚合物，其中构成硬链段的聚合物为聚烯烃，例如聚丙烯或聚乙烯。
聚烯烃系热塑性弹性体包括其中至少聚烯烃构成结晶性且熔点高的硬链段，并且聚烯烃和除了聚烯烃以外的烯烃构成非结晶性且玻璃化转变温度低的软链段的材料。
形成聚烯烃系热塑性弹性体的硬链段的聚烯烃包括例如聚丙烯、全同立构聚丙烯、聚乙烯、聚-1-丁烯等。
构成聚烯烃系热塑性弹性体的软链段的聚合物包括例如，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-戊烯共聚物等。
聚烯烃系热塑性弹性体可以通过将构成硬链段和软链段的聚合物借助已知方法共聚来合成。选择性地，市售品也可以用作聚烯烃系热塑性弹性体；例如，Prime PolymerCo.,Ltd.制造的PrimeMitsui Chemicals,Inc.制造的/>和/>
聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)是指具有弹性的高分子化合物，并且是指由如下的共聚物构成的热塑性树脂材料，该共聚物包括构成硬链段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聚合物，其中构成硬链段的聚合物为聚苯乙烯或聚苯乙烯衍生物。
聚苯乙烯系热塑性弹性体没有特别限制，但包括其中聚苯乙烯构成硬链段且非结晶性聚合物构成玻璃化转变温度低的软链段(例如，聚乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、氢化聚丁二烯、氢化聚异戊二烯、聚(2,3-二甲基-丁二烯)，等)的共聚物。
聚苯乙烯系热塑性弹性体可以通过构成硬链段和软链段的聚合物借助嵌段共聚或其他已知方法共聚来合成。选择性地，市售品也可以用作聚苯乙烯系热塑性弹性体；例如和/>Asahi Kasei Corp.制造，和/>Kuraray Co.,Ltd.制造。
上述热塑性树脂包括聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂和聚苯乙烯树脂等。这些当中，从耐久性和成本的观点，优选聚酯树脂。
聚酯树脂为在主链中具有酯键的树脂。聚酯树脂没有特别限制，但优选结晶性聚酯。作为结晶性聚酯，可以使用芳香族聚酯。芳香族聚酯可以例如由芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与脂肪族二醇形成。
芳香族聚酯包括例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯，并且优选聚对苯二甲酸丁二醇酯。
芳香族聚酯之一为源自对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇的聚对苯二甲酸丁二醇酯，另外，其可以为源自以下的聚酯：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、或它们的酯形成性衍生物；和分子量为300以下的二醇等{例如，脂肪族二醇，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、和十亚甲基二醇等，脂环族二醇，如1,4-环己烷二甲醇和三环癸烷二羟甲基等，和芳香族二醇，如二甲苯二醇、双(对羟基)联苯、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-对三联苯、4,4’-二羟基-对四联苯}，或其可以为由组合这些二羧酸组分和二醇组分的两种以上制成的共聚聚酯。还可以的是，在5mol％以下的范围内共聚三官能以上的多官能羧酸组分、多官能氧代酸组分和多官能羟基组分等。
选择性地，市售品也可以用作聚酯树脂；例如“DURANEX”系列(例如，2000、2002，等)，Polyplastics Co.,Ltd制造，“NOVADURAN”系列(例如，5010R5、5010R3-2，等)，Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation制造，“TORAYCON”系列(例如，1401X06、1401X31、1401X70，等)，Toray Industries制造，和“PLANAC”系列(例如，BT-1000)，ToyoboCo.,Ltd.制造。
前述聚酰胺树脂为在主链中具有酰胺键(-NHCO-)的树脂。聚酰胺树脂包括例如，脂肪族聚酰胺，例如聚己内酰胺(尼龙-6)、聚-ω-氨基庚酸(尼龙-7)、聚-ω-氨基-壬酸(尼龙-9)、聚十一酰胺(尼龙-11)、聚月桂基内酰胺(尼龙-12)、聚己二酰乙二胺(尼龙-2,6)、聚四亚甲基己二酰胺(尼龙-4,6)、聚六亚甲基己二酰胺(尼龙-6,6)、聚六亚甲基癸二酰胺(尼龙-6,10)、聚六亚甲基十二酰胺(尼龙-6,12)、聚八亚甲基己二酰胺(尼龙-8,6)和聚十亚甲基己二酰胺(尼龙-10,8)；和结晶性芳香族聚酰胺，其通过例如间-二甲苯二胺和对-二甲苯二胺等芳香族二胺与例如己二酸、辛二酸、癸二酸、环己烷二羧酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸等二羧酸或其衍生物之间的缩聚反应来获得。这些当中，优选尼龙-6、尼龙-6,6和尼龙-12等，并且更优选尼龙-12。
选择性地，市售品也可以用作聚酰胺树脂；例如，UBESTA(例如，3014U、3020U，等)，Ube Corporation制造，和VESTAMID(例如，L1600,L1700，等)，Daisel Evonic Corporation制造。
前述聚烯烃树脂为其主链为如乙烯、丙烯和1-丁烯等烯烃的聚合物的聚合物。聚烯烃树脂包括例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环烯烃系树脂、这些树脂的共聚物等。这些当中，优选聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物，并且更优选聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物。
选择性地，市售品也可以用作聚烯烃树脂；例如PrimePrime Polymer Co.,Ltd制造，和Novatec/> Nippon Polypropylene Corporation制造。
前述聚苯乙烯树脂为苯乙烯的聚合物。市售品可以用作聚苯乙烯树脂；例如Idemitsu Kosan Co.,Ltd制造，Toyo/>Toyo Styrene Co.,Ltd制造，和CEVIAN，Daicel Polymer Co.,Ltd.制造。
在本公开的非充气轮胎中，优选的是，树脂组合物包含在其分子中具有硬链段和软链段的热塑性弹性体。使用包含在其分子中具有硬链段和软链段的热塑性弹性体的树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎改善在宽温度范围内的乘坐舒适性，以及提高耐久性。
此处，优选的是，热塑性弹性体为聚酯系热塑性弹性体。使用包含聚酯系热塑性弹性体的树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎进一步改善在宽温度范围内的乘坐舒适性，以及进一步提高耐久性。
另外，进一步优选的是，聚酯系热塑性弹性体的硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。包含其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯系热塑性弹性体的树脂组合物具有高强度，并且使用此类树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎具有低挠性，并且特别是良好的乘坐舒适性和耐久性。
除了上述的热塑性弹性体、热塑性树脂和其它树脂组分以外，用于骨架构件的树脂组合物还可包含添加剂。添加至树脂组合物的添加剂包括耐候防老剂、耐热防老剂、耐湿/热添加剂、抗静电剂、润滑剂、结晶成核剂、增粘剂、防雾剂、脱模剂、增塑剂、填料、颜料、染料、香料、阻燃剂等。这些当中，优选耐候防老剂、耐热防老剂和耐湿/热添加剂，并且更优选耐候防老剂和耐热防老剂。耐候防老剂或耐热防老剂向树脂组合物中的添加改善树脂组合物的稳定性，并且使用此类树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎可以长期维持期望的性能。这些添加剂的总含量优选地为20质量份以下，更优选地为10质量份以下，相对于100质量份树脂组分。
耐候防老剂为起到改善树脂组合物的耐候性的作用的添加剂。作为耐候防老剂，优选苯并三唑系化合物和胺系化合物(受阻胺系化合物)。
苯并三唑系化合物包括例如，2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、苯丙酸和3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基(C7-9侧链和直链烷基)的酯化合物、3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸辛酯和2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯的混合物、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、甲基-3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯/聚乙二醇300的反应产物、2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2,2’-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基-甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑、和2,2’-亚甲基双[6-(苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚]等。
胺系化合物包括例如，双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯的混合物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二甲酰基六亚甲基二胺、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶(piperidiole)和β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷-3,9-二乙醇的反应产物、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶(piperidiole)和β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷-3,9-二乙醇的反应产物、双(1-十一烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)碳酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、和2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯等。
耐候防老剂向树脂组合物中的添加改善树脂组合物的耐候性，并且使用此类树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎可以长期维持期望的性能。耐候防老剂的添加量优选地在1～5质量份的范围内，相对于树脂组合物的100质量份树脂组分。
耐热防老剂为起到树脂组合物的耐热性的作用的添加剂。作为耐热防老剂，优选酚系化合物(受阻酚系化合物)。酚系化合物包括例如，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、2,4-二叔丁基-6-甲基苯酚、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷、三甘醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,2’-亚丁基双(4,6-二叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、2,4-二叔戊基苯酚、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、双[3,3-双(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)-丁酸]-乙二醇酯、和N,N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]等。
耐热防老剂向树脂组合物中的添加改善树脂组合物的耐热性，并且使用此类树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎可以长期维持期望的性能。耐热防老剂的添加量优选地在1～5质量份的范围内，相对于树脂组合物的100质量份树脂组分。
耐湿/热添加剂为起到改善树脂组合物的耐湿/热性的作用的添加剂。作为耐湿/热添加剂，优选碳二亚胺化合物和环氧化合物，并且更优选环氧化合物。
碳二亚胺化合物可以为在其分子中具有一个以上的碳二亚胺基的任意化合物。碳二亚胺化合物包括例如，单官能碳二亚胺化合物，例如N,N’-二异丙基碳二亚胺、N,N’-二(邻甲苯基)碳二亚胺、N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；双官能碳二亚胺化合物，例如，对亚苯基-双(2,6-二甲苯基碳二亚胺)、对亚苯基-双(叔丁基碳二亚胺)、对亚苯基-双(均三甲苯基碳二亚胺)、四亚甲基-双(叔丁基碳二亚胺)、环己烷-1,4-双(亚甲基-叔丁基碳二亚胺)；多官能碳二亚胺化合物，例如，异氰酸酯单体的缩合产物；等。这些当中，优选多官能碳二亚胺化合物。此处，多官能碳二亚胺化合物是指具有两个以上的碳二亚胺基的化合物。多官能碳二亚胺化合物包括例如，Carbodilite LA-1(Nisshinbo Inc.)、Carbodilite HMV-8CA(Nisshinbo Inc.)、Carbodilite HMV-15CA(Nisshinbo Inc.)、Elastostab H01(Nisshinbo Inc.)、Stabaxol P(Rhein Chemie)、和其它通常已知的多官能碳二亚胺化合物。可以使用这些碳二亚胺化合物中的一种以上。
另外，环氧化合物包括，具体地，环氧化大豆油、环氧化亚麻籽油、苯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔丁基苯基缩水甘油醚、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基-3’,4’-环氧-6’-甲基环己基羧酸酯、2,3-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、4-(3,4-环氧-5-甲基环己基)丁基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、3,4-环氧环己基氧化乙烯、环己基甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基-6’-甲基环己基羧酸酯、双酚A二缩水甘油醚、四溴双酚A缩水甘油醚、邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、双-环氧二环戊二烯基醚、双-环氧乙二醇、双-环氧环己基己二酸酯、丁二烯二环氧化物、四苯基乙烯环氧化物、环氧化树脂酸辛酯、环氧化聚丁二烯、3,4-二甲基-1,2-环氧环己烷、3,5-二甲基-1,2-环氧环己烷、3-甲基-5-叔丁基-1,2-环氧环己烷、十八烷基-2,2-二甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、正丁基-2,2-二甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、环己基-2-甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯、正丁基-2-异丙基-3,4-环氧-5-甲基环己基羧酸酯、十八烷基-3,4-环氧环己基羧酸酯、2-乙基己基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、4,6-二甲基-2,3-环氧环己基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、4,5-环氧-四氢邻苯二甲酸酐、3-叔丁基-4,5-环氧-四氢邻苯二甲酸酐、二乙基-4,5-环氧-顺式-1,2-环己基二羧酸酯、二正丁基-3-叔丁基-4,5-环氧-顺式-1,2-环己基二羧酸酯等。可以使用这些环氧化合物中的一种以上。
耐湿/热添加剂向树脂组合物中的添加改善树脂组合物的耐湿/热性，并且使用此类树脂组合物作为骨架构件的非充气轮胎可以长期维持期望的性能。耐湿/热添加剂的添加量优选地在1～15质量份的范围内，相对于树脂组合物的100质量份树脂组分。
用于骨架构件的树脂组合物的各温度下的弯曲弹性模量可以通过调整所使用的树脂组分的种类和比率和所添加的添加剂的种类和量而调整至期望的范围。例如，当在其分子中具有硬链段和软链段的热塑性弹性体用作树脂组合物的树脂组分时，选择在分子中具有高比率的硬链段的那种可以增加树脂组合物的各温度下的弯曲弹性模量，而选择在分子中具有高比率的软链段的那种可以降低树脂组合物的各温度下的弯曲弹性模量。
树脂组合物的制备方法没有特别限制，并且树脂组合物可以通过以下来制备：混合树脂组分然后添加添加剂，一次地混合树脂组分和添加剂，混合已预混合了添加剂的数种树脂组分，或者将已预混合了添加剂的树脂组分与尚未添加添加剂的树脂组分混合。
树脂组合物可以使用各种成形方法加工为期望形状的骨架构件。此处，注射成形优选作为成形方法。
在本公开的一个实施方案中，前述非充气轮胎包括：安装于轮上的内筒；从轮胎径向方向的外侧围绕内筒的外筒；在内筒与外筒之间沿着轮胎周向方向配置以将所述内筒和所述外筒彼此连结的多个连结构件；和设置于外筒的轮胎径向方向外侧的胎面构件，
其中作为骨架构件，内筒、外筒和连结构件由前述树脂组合物制成。在此情况下，可以获得具有良好的乘坐舒适性和优异的耐久性的非充气轮胎。
接下来，将会描述根据本公开的一个实施方案的非充气轮胎的构成。
图1为根据本公开的一个实施方案的非充气轮胎的构成的从轮胎侧面观察的说明图。在用于以下说明的各图中，比例尺已经按需要改变以使得各构件可识别。
如图1中所示，根据本实施方案的非充气轮胎1包括：安装于轮(未示出)上的内筒2；从轮胎径向方向的外侧围绕内筒2的外筒3；在内筒2与外筒3之间沿着轮胎周向方向以使内筒2和外筒3以它们可以相对位移的方式连结而配置的多个可弹性变形的连结构件4。胎面构件5安装于外筒3的外周面。
该非充气轮胎1用于轮椅(特别是，电动轮椅)、自行车、摩托车、高尔夫球车和汽车等(下文中简单地统称为车辆)。
此处，内筒2、外筒3和胎面构件5以环形状形成，并且它们各自的中心轴位于共轴(common axis)。在本说明书中，该共轴称为中心轴O，并且沿着中心轴O的方向称为轮胎宽度方向。另外，在从轮胎宽度方向的侧面图中，圆周地围绕中心轴O的方向称为轮胎周向方向，并且垂直于该中心轴O的方向称为轮胎径向方向。
根据本实施方案的非充气轮胎1的轮胎径向方向上的轮胎直径D为35cm以下，优选地为32cm以下，更优选地为30cm以下，并且优选地为10cm以上，更优选地为12cm以上。径向方向上的轮胎直径D为35cm以下的轮胎是轻量的且例如，对于轮椅(特别是，电动轮椅)，是适合的。另外，当轮胎径向方向上的轮胎直径D为10cm以上时，轮胎高度耐久。
根据本实施方案的非充气轮胎1优选以30km/h以下的行驶速度使用，并且更优选以15km/h以下且5km/h以上的行驶速度使用。即使当以30km/h以下的行驶速度使用时，该非充气轮胎1也具有良好的乘坐舒适性和耐久性。即使当以30km/h以下的行驶速度使用时也具有良好的乘坐舒适性和耐久性的非充气轮胎1，例如，对于轮椅(特别是，电动轮椅)，是适合的。
内筒2借助于轮安装于车辆的车轴(未示出)。例如铝、铝合金和钢等金属材料可以用作轮和车轴的材料。内筒2和外筒3的中心轴与中心轴O的共轴。内筒2、外筒3和连结构件4以它们的轮胎宽度方向上的各个中央部彼此一致的状态配置于轮胎宽度方向上。
在本实施方案中，内筒2、外筒3和连结构件4由树脂组合物一体化地形成。这允许内筒2、外筒3和连结构件4通过注射成形而成形，这适于大规模生产。
注意，内筒2、外筒3和连结构件4可以分开地形成。
胎面构件5由例如，硫化橡胶或者热塑性材料等形成，所述硫化橡胶由包括天然橡胶等的橡胶组合物来硫化。热塑性材料包括例如，如聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚氯乙烯树脂和聚酰胺树脂等热塑性树脂。从耐磨耗性的观点，优选的是，胎面构件5由硫化橡胶形成。在本实施方案中，粘接层(未示出)设置于外筒3与胎面构件5之间，以涉及外筒3与胎面构件5之间的接合。市售粘接剂可以用于该粘接层。例如，可以提及氰基丙烯酸酯系粘接剂或环氧系粘接剂，并且具体地，可以提及Aron Alpha EXTRA 2000(ToaGosei Co.,Ltd.制造)，但不限于这些。
连结构件4以弯曲的长方形状板作为整体来形成，正面和背面面向轮胎周向方向并且侧面面向轮胎宽度方向。连结构件4由可弹性变形的材料形成并且使内筒2的外周面侧和外筒3的内周面侧以它们可以相对弹性位移的方式连结。多个连结构件4在轮胎的周向方向上以等间隔配置。在图1中，连结构件4的数目为30，然而，在本公开的非充气轮胎中，连结构件4的数目不限于该数目。
多个连结构件4各自具有连接至内筒2的内侧部4a和连接至外筒3的外侧部4b。内侧部4a和外侧部4b在连结构件4的轮胎径向方向上的中央部处彼此连接。当车辆行驶时，连结构件4通过负荷而弹性变形以吸收由地面向车辆传播的振动。
在根据本实施方案的非充气轮胎中，骨架构件相当于非充气轮胎1的内筒2、外筒3和连结构件4；并且内筒2、外筒3和连结构件4由上述树脂组合物构成，所述树脂组合物为依照ISO 178的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下且依照ISO 178的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上的树脂组合物。
如上所述，当车辆行驶时，负荷使得连结构件4弹性变形以吸收由地面向车辆传播的振动，并且此时，邻接的连结构件4可以相互摩擦。上述树脂组合物(即，依照ISO 178的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下且依照ISO 178的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上的树脂组合物)可以防止邻接的连结构件4彼此摩擦而损坏。结果，可以改善非充气轮胎1的耐久性。
因此，通过由上述树脂组合物形成作为骨架构件的内筒2、外筒3和连结构件4，可以提供即使当轮胎径向方向上的轮胎直径D小如35cm以下时也同时在宽温度范围内提供乘坐舒适性和耐久性的非充气轮胎。
根据本实施方案的非充气轮胎1要求内筒2、外筒3和连结构件4由上述树脂组合物制成，然而，不同的树脂组合物可以用于构成骨架构件的各个内筒2、外筒3和连结构件4。
实施例
本公开采用实施例在以下更详细地描述，然而本公开不以任何方式限于以下实施例。
(实施例1～6和比较例1～2)
弯曲弹性模量对于表1中提供的树脂组合物通过以下方法来测量。
<弯曲弹性模量>
除了实施例1以外的树脂组合物的弯曲弹性模量通过依照ISO 178的三点弯曲试验在-20℃、0℃、23℃、40℃和60℃下测量。实施例1的弯曲弹性模量从比较例1和2、实施例2～6的结果以及树脂的组成推测出。
接下来，样品非充气轮胎使用实施例2和5中提供的树脂组合物制成。各个样品非充气轮胎的轮胎径向方向上的轮胎直径D(胎面构件5的外径)为23.4cm，外筒2的外径为23.0cm，内筒3的内径为14.9cm，并且轮胎宽度方向上的宽度(外筒2、内筒3和连结构件4的宽度)为5.6cm。那些样品非充气轮胎的结构与图1中的说明图相似。
对于各个样品非充气轮胎，仅仅构成内筒2、外筒3和连结构件4的材料彼此不同，而其它构件彼此相似。构成内筒2、外筒3和连结构件4的树脂组合物的种类和含量在表1中提供。
所生产的各个样品非充气轮胎的初始耐久性和乘坐舒适性通过以下方法评价或预测。
<初始耐久性评价方法>
当10mm宽和5mm高的突起安装于鼓耐久试验机并且在20℃的环境中以15km/h施加持续负荷时，对于实施例2和5的各个样品轮胎，通过测量行驶至故障的距离来评价初始耐久性。对于比较例1、2和实施例1、3、4、6，具有相似构成的非充气轮胎的初始耐久性基于表1中的提供的各树脂的弯曲弹性模量和实施例2和5的非充气轮胎的评价来推测。结果根据以下标准来分类。评价标准在以下列出。
如果行驶里程为5000km以上：○
如果行驶里程小于5000km：×
注意，对于比较例2，从弯曲弹性模量和每负荷的轮辐间的距离来推测轮辐间的接触，因此评价为轮辐接触发生。
<乘坐舒适性评价方法>
乘坐舒适性基于以下来评价：在将实施例5的样品轮胎安装于车辆上并且分别在8～9℃和25～30℃的环境中在干燥路面上以10km/h行驶时测量的各个振动值。对于实施例2，乘坐舒适性基于以下来评价：在将具有与实施例5中相同的构成的轮胎安装于车辆上并且在25～30℃的环境中在干燥路面上以10km/h行驶时测量的振动值。注意，对于振动值，加速计放置于车辆中的乘客的脚部，并且在沥青铺设道上行驶时测量振动。对振动的振幅平方为正值，然后平均并去除平方根以获得值(RMS值)，并且记录该值。在8～9℃的环境中的比较例1、2和实施例1、2、3、4、6的乘坐舒适性基于以下来评价：使用弯曲弹性模量和振动值的变化率通过线性方程推测的振动值。这些从以下计算；从关于实施例5的非充气轮胎的测量的振动值和表1中列出的弯曲弹性模量推测的9℃下的弯曲弹性模量，和从在25～30℃下的关于实施例2和5的非充气轮胎的测量的振动值和表1中列出的弯曲模量推测的27℃下的弯曲弹性模量。对于在25～30℃的环境中的比较例1和实施例1、3、4、6的乘坐舒适性，基于表1中提供的各树脂的弯曲弹性模量和实施例2和5的非充气轮胎的评价，推测会使用相似构成制成的非充气轮胎的乘坐舒适性。其中比较例1的振动值为100的指数分别示于表1中。越小的指数显示乘坐舒适性越好。对于比较例2，从弯曲弹性模量和每负荷的轮辐间的距离推测轮辐间的接触，因此不测量振动值。
*1TPC-1：聚酯系热塑性弹性体，其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。商品名为“PELPRENE P150B”，Toyobo Co.,Ltd.制造。
*2TPC-2：聚酯系热塑性弹性体，其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。商品名为“PELPRENE P90B”，Toyobo Co.,Ltd.制造。
*3TPC-3：聚酯系热塑性弹性体，其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。其弯曲弹性模量相当于Toyobo Co.,Ltd.制造的名为“PELPRENE P90B”的产品的树脂。
*4TPC-4：聚酯系热塑性弹性体，其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。其弯曲弹性模量相当于Toyobo Co.,Ltd.制造的名为“PELPRENE P70B”的产品的树脂。
*5TPC-5：聚酯系热塑性弹性体，其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。其弯曲弹性模量相当于Toyobo Co.,Ltd.制造的名为“PELPRENE P46D01”的产品的树脂。
*6TPC-6：聚酯系热塑性弹性体，其中硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。其弯曲弹性模量相当于Toyobo Co.,Ltd.制造的名为“PELPRENE P40B”的产品的树脂。
从表1中可以看出，根据本公开的实施例轮胎具有高的耐久性和优异的乘坐舒适性。
另一方面，从比较例1中，可以看出的是，如果用于骨架构件的树脂组合物的-20℃下的弯曲弹性模量超过247MPa，则骨架构件变得太硬且乘坐舒适性劣化。
同时，从比较例2中，可以看出的是，如果用于骨架构件的树脂组合物的60℃下的弯曲弹性模量小于32MPa，则乘坐舒适性和初始耐久性劣化。
附图标记说明
1：非充气轮胎
2：内筒
3：外筒
4：连结构件
4a：内侧部
4b：外侧部
5：胎面构件
O：中心轴
D：轮胎径向方向上的轮胎直径
Claims (5)
1.一种非充气轮胎，其使用树脂组合物作为骨架构件，其中
所述树脂组合物的依照ISO 178的-20℃下的弯曲弹性模量为247MPa以下且依照ISO178的60℃下的弯曲弹性模量为32MPa以上，和
轮胎径向方向上的轮胎直径为35cm以下。
2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述树脂组合物包含在其分子中具有硬链段和软链段的热塑性弹性体。
3.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其中所述热塑性弹性体为聚酯系热塑性弹性体。
4.根据权利要求3所述的非充气轮胎，其中所述聚酯系热塑性弹性体的硬链段为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的非充气轮胎，所述轮胎包括：安装于轮上的内筒；从轮胎径向方向的外侧围绕所述内筒的外筒；在所述内筒与所述外筒之间沿着轮胎周向方向配置以将所述内筒和所述外筒彼此连结的多个连结构件；和设置于所述外筒的轮胎径向方向外侧的胎面构件，
其中作为所述骨架构件，所述内筒、所述外筒和所述连结构件由所述树脂组合物制成。
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