DE112014005976T5

DE112014005976T5 - Innere Auskleidung eines Reifens und pneumatischer Reifen

Info

Publication number: DE112014005976T5
Application number: DE112014005976.5T
Authority: DE
Inventors: Toshiki Shimizu; Koji Kobayashi; Momoko Daitoku; Tetsuya Tsuboi; Tatsuya Endo
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd; Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd; Toyo Tire Corp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-09-29
Also published as: WO2015093001A1; JP2015116884A; JP6253968B2; CN105829128B; CN105829128A; US20160311259A1

Abstract

Eine innere Auskleidung des Reifens wird bereitgestellt, welche mit einer zylindrischen Schicht (10), die ein thermoplastisches Material enthält, gebildet wurde und welche durch eine Blasformung erhalten wurde, bei der das Verhältnis der Bruchfestigkeit in einer Richtung (14) der Reifenbreite zu einer Richtung (18) des Reifenumfangs der zylindrischen Schicht (10) 1,35 bis 1,80 beträgt. Der pneumatische Reifen (1) wird durch ein Extrudieren und ein Formen der Schicht (10) erhalten, bei der das Verhältnis der Bruchfestigkeit in der Extrusionsrichtung (12) zu der Bruchfestigkeit in einer Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung (16) 1,35 bis 1,80 durch die Blasformung des thermoplastischen Materials beträgt, es wird ein Reifenrohling gebildet, indem die erhaltene zylindrische Schicht (10) so auf einer Formtrommel angebracht wird, dass die Extrusionsrichtung (12) die Richtung (14) der Reifenbreite wird, und es wird der Reifenrohling vulkanisiert und geformt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine innere Auskleidung eines Reifens und einen pneumatischen Reifen, welcher diese verwendet.
Stand der Technik
Eine innere Auskleidung ist als eine luftundurchlässige Schicht an einer inneren Oberfläche eines pneumatischen Reifens vorgesehen, um einen Luftdruck des Reifens auf einen festgelegten Druck zu halten. Eine derartige innere Auskleidung wird im Allgemeinen aus einer Kautschukschicht wie zum Beispiel einem Butyl-Kautschuk oder einem halogenierten Butyl-Kautschuk gebildet, die von einem Gas kaum durchdrungen werden. Die Verwendung einer Schicht, die aus einem Harz hergestellt worden ist und die in der Dicke verringert werden kann, wird zur Verringerung des Gewichts des Reifens betrachtet.
Zum Beispiel ist in der PTL 1 ein pneumatischer Reifen offenbart, welcher eine zylindrische thermoplastische Schicht verwendet, die keine Verbindungsstelle aufweist und die durch ein Blasformverfahren als eine innere Auskleidung hergestellt worden ist. In der PTL 2 ist offenbart, dass eine thermoplastische Elastomerfolie mit einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung hergestellt wurde, die eine vernetztes Elastomerkomponente als eine dispergierte Phase in einer kontinuierlichen Phase aus einem thermoplastischen Harz enthält, indem ein zylindrisches Blasformverfahren verwendet wird, und dass eine biaxiale Streckung mit einem Blasverhältnis a von 2 oder mehr bei der Blasformung durchgeführt wird, und dass der erhaltene Elastomerfilm für die innere Auskleidung des pneumatischen Reifens verwendet wird. In der PTL 3 ist offenbart, dass eine innere Auskleidung eines Reifens durch ein Blasformverfahren hergestellt wird, welches ein thermoplastisches Elastomer verwendet, das ein thermoplastisches Harz und eine Elastomerkomponente enthält, und dass ein Verhältnis der Bruchfestigkeit der inneren Auskleidung zwischen einer Richtung der Reifenbreite und einer peripheren Richtung jeweils 0,75 bis 1,3 beträgt.
Liste der Anführungen
Patentliteratur

PTL 1: JP 8-258506 A
PTL 2: JP 2006-315339 A
PTL 3: JP 2007-030691 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es ist bekannt, dass die zylindrische Schicht, welche das thermoplastische Material enthält und welche durch das Blasformen erhalten worden ist, auch als eine innere Auskleidung wie oben beschrieben verwendet wird, bei welcher die innere Auskleidung ein Orientierungsverhältnis als das Verhältnis der Bruchfestigkeit zwischen der Richtung der Reifenbreite und die Umfangsrichtung in der Nähe von 1 aufweist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass es schwierig ist, sowohl die Formbarkeit des Reifens als auch die Haltbarkeit des Reifens bei der inneren Auskleidung zu bewerkstelligen, welche ein Orientierungsverhältnis nahe 1 aufweist.
In Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine innere Auskleidung eines Reifens und einen pneumatischen Reifen bereitzustellen, welche diese verwendet und welche sowohl die Formbarkeit des Reifens als auch die Haltbarkeit des Reifens bewerkstelligen kann.
Lösung der Aufgabe.
Nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine innere Auskleidung eines Reifens bereitgestellt, welche mit einer zylindrischen Schicht gebildet wird, die ein thermoplastisches Material enthält und die durch ein Blasformen erhalten worden ist, bei dem ein Verhältnis der Bruchfestigkeit in einer Richtung der Reifenbreite zu der Bruchfestigkeit in einer Richtung des Reifenumfangs der zylindrischen Schicht 1,35 bis 1,80 ist. Ein pneumatischer Reifen nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die innere Auskleidung des Reifens auf.
Nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines pneumatischen Reifens bereitgestellt, welches die Schritte aufweist: ein Extrudieren und ein Formen einer zylindrischen Schicht, bei der ein Verhältnis der Bruchfestigkeit in einer Extrusionsrichtung zu der Bruchfestigkeit in einer Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung 1,35 bis 1,80 beträgt, durch ein Blasformen mit einem thermoplastischen Material, ein Bilden eines Reifenrohlings, indem die erhaltene zylindrische Schicht auf einer Formtrommel so angebracht wird, dass die Extrusionsrichtung eine Richtung der Reifenbreite wird, und ein Vulkanisieren und ein Formen des Reifenrohlings.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Orientierungsrichtung der zylindrischen Schicht, welche durch ein Blasformen erhalten worden ist, annähernd parallel zu einer Lastrichtung des Reifens, daher ist die Haltbarkeit des Reifens ausgezeichnet. Obwohl die zylindrische Schicht hauptsächlich in der Richtung des Reifenumfangs zum Zeitpunkt des Bildens des Reifens gedehnt wird, ist die Richtung des Reifenumfangs eine Richtung, welche senkrecht zu der Orientierungsrichtung der zylindrischen Schicht ist, und ein Modul in einer Richtung senkrecht zu der Orientierungsrichtung ist niedriger als ein Modul in einer Richtung parallel zu der Orientierungsrichtung. Daher wird die Schicht leicht in der Richtung des Reifenumfangs gedehnt und die Formbarkeit des Reifens ist ausgezeichnet. Dementsprechend können sowohl die Formbarkeit des Reifens als auch die Haltbarkeit des Reifens verwirklicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen.
Die 1 ist eine Querschnittsansicht eines pneumatischen Reifens nach einem Ausführungsbeispiel.
Die 2 ist eine konzeptuelle Darstellung, welche eine Beziehung zwischen einer Richtung des Reifenumfangs und einer Orientierungsrichtung einer zylindrischen Schicht nach dem Ausführungsbeispiel zeigt.
Die 3 ist eine konzeptuelle Darstellung, welche eine Beziehung zwischen einer Belastungsrichtung des Reifens und der Orientierungsrichtung der zylindrischen Schicht nach dem Ausführungsbeispiel zeigt.
Die 4 ist eine konzeptuelle Darstellung, welche eine Beziehung zwischen einer Belastungsrichtung des Reifens und einer Orientierungsrichtung einer Schicht nach einem Vergleichsbeispiel zeigt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
Die 1 ist eine Querschnittsansicht eines pneumatischen Reifens 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, weist der pneumatische Reifen 1 ein rechtes und ein linkes Paar Wulstabschnitte 2, 2, welche auf die Felge zu montieren sind, ein Paar Seitenwandabschnitte 3, 3, welche sich von den Wulstabschnitten 2 zur Außenseite in einer radialen Richtung des Reifens erstrecken, ein Laufflächenabschnitt 4, welcher zwischen dem Paar von Seitenwandabschnitten 3, 3 vorgesehen ist und welcher eine Straßenoberfläche berührt, und ein rechts-und-links Paar Schulterteile 5, 5 auf, welche die Grenzflächen zwischen dem Laufflächenabschnitt 4 und den Seitenwandabschnitten 3, 3 auf beiden Seiten bilden.
In dem Paar von Wulstabschnitten 2, 2, sind jeweils ringförmige Wulstkerne 6 eingebettet. Eine Karkassenlage 7, welche einen Gürtel aus organischen Fasern verwendet, ist um die Wulstkerne 6, 6 gefaltet und vorgesehen, um zwischen dem rechten und dem linken Wulstabschnitt 2, 2 in einer toroidalen Weise zu überbrücken. An einer äußeren Umfangsseite der Karkassenlage 7 in dem Laufflächenabschnitt 4 ist ein Gürtel 8 vorgesehen, welcher aus zwei Stücken kreuzender Gürtellagen gebildet ist und welcher einen steifen Reifengürtel wie zum Beispiel einen Stahlgürtel oder Aramidfasern verwendet.
Eine innere Auskleidung 9 ist im Inneren der Karkassenlage 7 über die gesamte innere Oberfläche des Reifens vorgesehen. Das heißt, dass die innere Auskleidung 9 angeordnet ist, um die gesamte innere Oberfläche des Reifens von dem Laufflächenbereich 4 zu den Wulstbereichen 2, 2 über die Schulterabschnitte 5, 5 und die Seitenwandabschnitte 3, 3 auf sowohl der rechten Seite als auch der linken Seiten zu bedecken. Bei dem Ausführungsbeispiel wird eine luftundurchlässige Schicht, welche aus einem thermoplastischen Material gebildet ist, als die innere Auskleidung 9 verwendet. Die innere Auskleidung 9 haftet an einer inneren Oberfläche der Karkassenlage 7 an, wie in einer vergrößerten Ansicht in der 1 gezeigt ist, und insbesondere die innere Auskleidung 9 haftet an einer inneren Oberfläche einer Kautschukschicht an, welche den Gürtel der Karkassenlage 7 bedeckt.
Als ein Material der Schicht, welche die innere Auskleidung 9 bildet, können verschiedene Arten von thermoplastischen Harzen und/oder thermoplastischen Elastomeren verwendet werden.
Als die spezielle Beispiele der thermoplastischen Harze können die auf einem Polyamid basierenden Harze wie zum Beispiel ein Nylon 6 und ein Nylon 66, die auf einem Polyester basierenden Harze wie zum Beispiel ein Polybutylenterephthalat (PBT) und ein Polyethylenterephthalat (PET), die auf einem Polynitril basierenden Harze wie zum Beispiel ein Polyacrylnitril (PAN) und ein Polymethacrylnitril, die auf einer Cellulose basierenden Harze wie zum Beispiel ein Celluloseacetat und ein Celluloseacetatbutyrat, die auf einem Fluor basierenden Harze wie zum Beispiel ein Polyvinylidenfluorid (PVDF) und ein Polyvinylfluorid (PVF), die auf einem Imid basierenden Harze wie zum Beispiel ein aromatisches Polyimid (PI), ein Polyvinylalkohol und so weiter genannt werden, und die oben genannten Harze können sowohl unabhängig als auch in einer Kombination von zwei oder mehr Arten von Harzen verwendet werden.
Als die thermoplastischen Elastomere können Blockcopolymere verwendet werden, welche harte Segmente, die eine thermoplastische gefrorene Phase oder eine Kristallphase bilden, und weiche Segmente aufweisen, welche die Kautschukelastizität zeigen. Zum Beispiel können ein auf einem Polyester basierendes Elastomer, welches ein Polyester als ein hartes Segment aufweist, ein auf einem Polyamid basierendes Elastomer, welches ein Polyamid als ein hartes Segment aufweist, ein auf einem Polystyrol basierendes Elastomer, welches ein Polystyrol als ein hartes Segment aufweist, ein auf einem Polyolefin basierendes Elastomer, welches ein Polyethylen oder Polypropylen als ein hartes Segment aufweist, ein auf einem Polyurethan basierendes Elastomer, welches eine Urethan-Struktur als ein hartes Segment aufweist, und so weiter genannt werden, und die oben angeführten Elastomere können sowohl unabhängig voneinander als auch in Kombination von zwei oder mehreren Arten der Elastomere verwendet werden. Darüber hinaus können die Materialien, welche erhalten worden sind, indem die Blockcopolymere mit einer Kautschukkomponente oder einer Harzkomponente vermischt wurden, auch als die thermoplastischen Elastomere verwendet werden. Weiterhin können die Elastomere, die eine See-Insel-Struktur aufweisen und die durch ein Mischen der thermoplastischen Harze mit einer Kautschukkomponente erhalten worden sind, als die thermoplastischen Elastomere verwendet werden.
Die verschiedenen Arten von Additiven wie zum Beispiel Füllstoffe und Kompatibilisierungsmittel können mit den obigen thermoplastischen Harzen oder thermoplastischen Elastomeren vermischt werden. Das gleiche gilt für die Kautschukkomponente, welche in dem thermoplastischen Elastomer enthalten ist. Wenn diese Materialien gemischt werden, können verschiedene Arten von Knetmaschinen wie zum Beispiel ein Doppelschneckenextruder, ein Schneckenextruder, ein Kneter und ein Banbury-Mischer verwendet werden.
Als ein Ausführungsbeispiel wird eine Schicht, welche aus einer kontinuierlichen Phase (Matrixphase) eines thermoplastischen Elastomers (A) und aus einer dispergierten Phase (Domänenphase) eines Kautschuks (B) gebildet wird, bevorzugt für die innere Auskleidung 9 verwendet. Das Material, das im Vergleich mit dem Kautschuk kaum von Luft durchdrungen wird, wird als das thermoplastische Elastomer ausgewählt ist, welches die kontinuierliche Phase bildet, wodurch der Widerstand der Schicht gegen die Luftdurchlässigkeit verbessert wird. Da das thermoplastische Elastomer im Allgemeinen weicher als das thermoplastische Harz ist, kann eine weichere Schicht hergestellt werden, ohne im Wesentlichen das Verhältnis des Kautschuks zu erhöhen, welcher die dispergierte Phase bildet. Daher kann sowohl der Widerstand gegen eine Luftdurchlässigkeit als auch die Flexibilität leicht verwirklicht werden.
Als die thermoplastischen Elastomere (A), welche die kontinuierliche Phase bilden, können die oben aufgezählten Elastomere verwendet werden, und ein thermoplastisches auf einem Polyester basierendes Elastomer (A1) wird vom Standpunkt der Wärmebeständigkeit bevorzugt verwendet.
Bei dem thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomer (A1) wird das Polyester als das harte Segment gebildet, indem eine Dicarbonsäure mit einem Diol reagiert wird. Als die Dicarbonsäure wird bevorzugt eine aromatische Dicarbonsäure verwendet. Als die aromatische Dicarbonsäure wird eine hauptaromatische Dicarbonsäure verwendet. Als die hauptaromatische Dicarbonsäure ist eine Terephthalsäure oder eine Naphthalin-Dicarbonsäure bevorzugt, wenn sie auch nicht besonders beschränkt ist. Als andere Säurekomponenten können aromatische Dicarbonsäuren wie zum Beispiel eine Isophthalsäure, eine Diphenyl-Dicarbonsäure und eine 5-Natriumsulfoisophthalsäure, alicyclische Dicarbonsäuren wie zum Beispiel eine Cyclohexandicarbonsäure und ein Tetrahydrophthalsäureanhydrid, aliphatische Dicarbonsäuren wie zum Beispiel eine Bernsteinsäure, ein Glutarsäure, eine Adipinsäure, eine Azelainsäure, eine Sebacinsäure, eine Dodecandisäure, eine Dimersäure und eine hydrierte Dimersäure usw. erwähnt werden. Diese anderen Säurekomponenten werden in einem Bereich verwendet, bei dem ein Schmelzpunkt des auf einem Polyester basierenden Elastomer nicht wesentlich verringert ist, und deren Menge beträgt bevorzugt weniger als 30 Molprozent der gesamten Säurekomponente, und besonders bevorzugt beträgt sie weniger als 20 Molprozent der gesamten Säurekomponente.
Als das Diol kann ein aliphatisches oder alicyclisches Diol verwendet werden. Als das aliphatische oder alicyclische Diol wird ein gemeinsames aliphatisches oder alicyclisches Diol verwendet, und es ist bevorzugt, die Alkylenglykole zu verwenden, die hauptsächlich 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen, wenn es auch nicht besonders beschränkt ist. Insbesondere können ein Ethylenglykol, ein 1,3-Propylenglykol, ein 1,4-Butandiol, ein 1,6-Hexandiol, ein 1,4-Cyclohexandimethanol usw. erwähnt werden. Unter diesen sind das 1,4-Butandiol und/oder das 1,4-Cyclohexandimethanol am meisten bevorzugt.
Als die Komponenten, welche das Polyester als das harte Segment bilden, sind die Komponenten, welche eine Butylenterephthalat-Einheit, eine Butylen-Isophthalat-Einheit und/oder eine Butylennaphthalat-Einheit aufweisen, unter den Gesichtspunkten der physikalischen Eigenschaften, der Formbarkeit und des Preis-Leistungsverhältnisses bevorzugt. In dem Fall der Naphthalat-Einheit ist eine 2,6- Form bevorzugt.
Bei dem thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomer (A1), weisen die Beispiele der bildenden Komponenten des weichen Segments ein Polyester, ein Polyether, ein Polycarbonat und so weiter auf. Unter diesen wird ein auf einem Polyester basierenden Elastomer, welches ein Polycarbonat als das weiche Segment aufweist, bevorzugt verwendet, da sowohl der Widerstand gegen eine Luftdurchlässigkeit als auch die Flexibilität gut ausgewogen sind. Als ein Polycarbonat kann ein aliphatisches Polycarbonatdiol genannt werden, welches aus einem Kohlensäureester wie zum Beispiel einem Dimethylcarbonat oder einem Diethylcarbonat und einem aliphatischen Glykol, welches 2 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweist, hergestellt werden und so weiter.
Als das thermoplastische auf einem Polyester basierende Elastomer (A1) ist es besonders bevorzugt, das Elastomer zu verwenden, welches ein hartes Segment, das hauptsächlich aus einem Polybutylenterephthalat besteht, und ein weiches Segment aufweist, das aus einem aliphatischen Polycarbonat besteht. Das Verhältnis zwischen dem harten Segment und dem weichen Segment in dem thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomer (A1) ist jedoch nicht besonders beschränkt, das Massenverhältnis von dem harten Segment zu dem weichen Segment ist bevorzugt 30 zu 70 bis 95 zu 5, und besonders bevorzugt liegt es in einem Bereich von 40 zu 60 bis 90 zu 10.
Das thermoplastische auf einem Polyester basierende Elastomer (A1) kann ein Blockcopolymer sein, welches das harte Segment und das weiche Segment aufweist, und es kann ein Elastomer sein, welches durch ein Vermischen von einem Harz wie zum Beispiel einem Polybutylenterephthalat, das ein zusätzliches hartes Segment bildet, mit dem Block-Copolymer, erhalten wird. Es kann auch ein Elastomer sein, welches durch ein weiteres Copolymerisieren des Harzes mit dem Block-Copolymer erhalten wird. In diesem Fall ist es auch möglich, ein Copolymer zu erzeugen, indem das Blockcopolymer und das Harz wie zum Beispiel ein Polybutylenterephthalat geschmolzen und geknetet werden. Dementsprechend kann sowohl das Copolymer, welches durch ein Schmelzen und ein Kneten erhalten worden ist, als auch das Copolymer angewendet werden, welches nur durch ein Mischen erhalten worden ist.
Als der Kautschuk (B), welcher die dispergierte Phase bildet, werden im Allgemeinen verschiedene Arten von Kautschuken verwendet, indem sie vernetzt (vulkanisiert) werden. Zum Beispiel können die auf einem Dien basierendem Kautschuke und deren hydrierten Kautschuke wie zum Beispiel ein Naturkautschuk (NR), ein epoxidierter Naturkautschuk (ENR), ein Isopren-Kautschuk (IR), ein Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), ein Butadien-Kautschuk (BR), ein Nitril-Kautschuk (NBR), ein hydrierter Nitril-Kautschuk (H-NBR) und ein hydrierter Styrol-Butadien-Kautschuk, die auf einem Olefin basierenden Kautschuke wie zum Beispiel ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), ein mit einer Maleinsäure modifizierter Ethylen-Propylen-Kautschuk, ein mit einer Maleinsäure modifizierter Ethylen-Butylen-Kautschuk, ein Butyl-Kautschuk (IIR) und ein Acryl-Kautschuk (ACM), die halogenhaltige Kautschuke wie zum Beispiel ein halogenierter Butyl-Kautschuk (wie zum Beispiel ein bromierter Butyl-Kautschuk (Br-IIR), ein chlorierter Butyl-Kautschuk (Cl-IIR)), ein Chloropren-Kautschuk (CR) und ein chlorsulfoniertes Polyethylen, und ein Silikon-Kautschuk, ein Fluorkautschuk, ein Polysulfid-Kautschuk usw. erwähnt werden. Ein beliebiger dieser Arten von Kautschuken kann sowohl unabhängig als auch in einer Kombination von zwei oder mehr Arten dieser Kautschuke verwendet werden. Bei den obigen Kautschuken ist es vom Standpunkt des Widerstands gegen eine Luftdurchlässigkeit bevorzugt, mindestens eine Art zu verwenden, welche aus dem Butyl-Kautschuk (IIR), dem halogenierten Butylkautschuk wie zum Beispiel dem bromierten Butyl-Kautschuk (Br-IIR), dem Nitril-Kautschuk (NBR) und dem hydrierten Nitril-Kautschuk (H-NBR) ausgewählt wurden.
Der Kautschuk (B), welche die dispergierte Phase bildet, kann eine beliebige Art oder eine Mischung von zwei oder mehr Arten der oben beschriebenen Kautschukpolymere sein. Verschiedene Arten der Mischungsbestandteile, welche im Allgemeinen einer Kautschukzusammensetzung zugesetzt werden, wie zum Beispiel ein Füllstoff, ein Weichmacher, ein Antioxidationsmittel, ein Verarbeitungshilfsmittel und ein Vernetzungsmittel können an solche Kautschuke hinzugefügt werden. Das heißt, dass der Kautschuk (B), welcher die dispergierte Phase sein soll, ein Kautschuk kann sein, welcher aus einer Kautschukzusammensetzung gebildet wurde, die durch ein Hinzufügen verschiedener Mischungsbestandteile an den Kautschuk erhalten worden ist.
Ein Mischungsverhältnis (ein Verhältnis der Polymerkomponenten außer den Mischungsbestandteilen wie zum Beispiel den Füllstoff) zwischen dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem Kautschuk (B) ist nicht besonders beschränkt, und zum Beispiel beträgt es 90/10 bis 30/70 im Massenverhältnis (A)/(B), und besonders bevorzugt beträgt es 70/30 bis 40/60.
Das thermoplastische Material, welche die Schicht nach dem Ausführungsbeispiel bildet, kann zusätzlich zu dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem Kautschuk (B) ein Kompatibilisierungsmittel enthalten. Das Kompatibilisierungsmittel verringert eine Grenzflächenspannung zwischen dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem Kautschuk (B), um beide zueinander zu kompatibilisieren, was die Partikelgröße der dispergierten Phase verringern und die Formbarkeit der Schicht verbessern kann. Als ein Kompatibilisierungsmittel können ein Pfropf-Copolymer, welches ein Polycarbonatharz als eine Hauptkette und ein modifiziertes Acrylnitril-Styrol-Copolymerharz als eine Seitenkette ausweist; Copolymere, welche eine Ethylenhauptkette als eine Hauptkette und eine Seitenkette mit einer Epoxygruppe ausweisen (zum Beispiel Ethylen-Copolymere, welche eine Epoxygruppe wie zum Beispiel ein Ethylen-Glycidyl(Meth)Acrylat-Copolymer (insbesondere ein Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer und/oder ein Ethylen-Glycidylacrylat-Copolymer) aufweisen), ein Pfropf-Copolymer mit dem Ethylen-Glycidyl(Aeth)Acrylat als eine Hauptkette und mit einem Polystyrolharz als eine Seitenkette und so weiter können genannt werden. Die Mischungsmenge des Kompatibilisierungsmittels ist nicht besonders beschränkt, und sie kann 0,5 bis 10 Massenteile pro 100 Massenteile der Gesamtmenge des thermoplastischen Elastomers (A) und des Kautschuks (B) betragen.
Als ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird eine Schicht, welche durch ein Schmelzen und ein Kneten des thermoplastischen Elastomers (A) und des Kautschuks (B) mit einem Vernetzungsmittel so erhalten worden ist, dass der Kautschuk dynamisch durch das Vernetzungsmittel vernetzt wird, als eine innere Auskleidung 9 verwendet. Der Kautschuk (B) ist dynamisch vernetzt (TPV), wodurch die Teilchengröße der dispergierten Phase verringert und die Flexibilität verbessert wird.
Als Vernetzungsmittel für das dynamische Vernetzen des Kautschuks, können Vulkanisationsmittel wie zum Beispiel Schwefel und schwefelhaltige Verbindungen, Vulkanisationsbeschleuniger, Phenolharze usw. genannt werden. Die Phenolharze werden bevorzugt unter dem Gesichtspunkt der Wärmebeständigkeit verwendet. Als Phenolharze können Harze, die durch Kondensationsreaktion von einem Phenol und einem Formaldehyd erhalten worden sind, genannt werden, und besonders bevorzugt wird ein Alkylphenol-Formaldehyd-Harz verwendet. Die Mischungsmenge des Vernetzungsmittels ist nicht besonders beschränkt, solange sie den Kautschuk (B) richtig vernetzen kann, aber die Menge beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 Massenteile pro 100 Massenteile des Kautschuks (B) (die Menge des Polymers außer den Mischungsbestandteilen wie zum Beispiel den Füllstoff).
Die Schicht, welche von der kontinuierlichen Phase des thermoplastischen Elastomers (A) und der dispergierten Phase des Kautschuks (B) gebildet wird, weist bevorzugt einen Luftpermeationskoeffizienten von 5 × 10¹³fm²/Pa·s oder weniger auf, um den Effekt der Verringerung des Gewichts des Reifens zu verbessern. Besonders bevorzugt beträgt der Luftpermeationskoeffizient 5 × 10¹³fm²/Pa·s oder weniger. Die untere Grenze ist nicht besonders beschränkt, aber 0,5 × 10¹³fm²/Pa·s oder mehr ist praktisch bevorzugt. Hier ist der Luftpermeationskoeffizient ein Wert, welcher unter den Bedingungen gemessen wurde: Prüfgas: Luft und Prüftemperatur: 80 °C nach JIS K7126-1 "Kunststoff-Folien und Abdeckfolien – Bestimmung der Gasdurchlässigkeit – Teil 1: Differential-Druckverfahren".
Es ist auch bevorzugt, dass die Schicht 10 MPa oder weniger bei dem 10 % Modul aufweist, um die nachfolgende Fähigkeit zu verbessern, um die Bearbeitbarkeit zum Zeitpunkt des Bildens des Reifens zu verbessern und um die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern. Besonders bevorzugt beträgt das 10 % Modul 8 MPa oder weniger, und weiter bevorzugt beträgt es 6 MPa oder weniger. Die untere Grenze ist nicht besonders beschränkt, jedoch beträgt sie bevorzugt 3 MPa oder mehr. Hier ist das 10 % Modul eine Zugspannung, welche basierend auf einem Zugversuch nach JIS K6251 bei 23 °C zum Zeitpunkt der 10 % Dehnung (mit der Prüfhantel Nr. 3 gestanzt) gemessen worden ist, die eine Zugspannung ist, die in einer Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung der Schicht (Richtung des Reifenumfangs) gemessen wurde.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird die zylindrische Schicht, welche durch das Blasformverfahren erhalten worden ist, als die Schicht verwendet, welche die innere Auskleidung 9 bildet. Das heißt, dass die zylindrische Schicht für die innere Auskleidung durch ein Schmelzen und ein Kneten der thermoplastischen Materialien erhalten wird und dass sie durch eine Extrusion des erhaltenen geschmolzenen Material in die zylindrische Schicht geformt wird, indem ein Extruder verwendet wird, welcher eine Blasdüse wie zum Beispiel eine Ringdüse aufweist. Zu dem Zeitpunkt wenn die Blasformung durchgeführt wird, so dass die zylindrische Schicht eine gegebenen Orientierung durch ein Einstellen einer Extrusionsrichtung zu einer Orientierungsrichtung aufweist, das heißt, dass die Schicht die Orientierung hat, bei der die Bruchfestigkeit maximal in der Extrusionsrichtung wird und bei der sie minimal in einer Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung bei dem Ausführungsbeispiel wird.
Bei der zylindrischen Schicht nach dem Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis einer Bruchfestigkeit in der Extrusionsrichtung zu einer Bruchfestigkeit in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung, das heißt ein Verhältnis (Orientierungsverhältnis) der Bruchfestigkeit "Extrusionsrichtung"/"Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung" 1,35 bis 1,80. Die zylindrische Schicht wird bei dem Ausführungsbeispiel so eingestellt, dass die Extrusionsrichtung eine Richtung der Reifenbreite wird. Daher beträgt das Verhältnis der Bruchfestigkeit in der Richtung der Reifenbreite zu der Reißfestigkeit in der Richtung des Reifenumfangs, das heißt ein Verhältnis der Bruchfestigkeit, "Richtung der Reifenbreite"/"Richtung des Reifenumfangs" 1,35 1,80 bei der inneren Auskleidung des Reifens. Da das Orientierungsverhältnis der Bruchfestigkeit 1,35 oder mehr beträgt, können sowohl die Formbarkeit des Reifens als auch die Haltbarkeit des Reifens bewerkstelligt werden. Wenn das Orientierungsverhältnis der Bruchfestigkeit 1,80 übersteigt, kann leicht ein Riss, der sich in der Richtung der Reifenbreite erstreckt, auftreten, während der Reifen läuft. Das Orientierungsverhältnis der Bruchfestigkeit beträgt bevorzugt 1,35 bis 1,50.
Die Bruchfestigkeit der zylindrischen Schicht in der Extrusionsrichtung (Richtung der Reifenbreite) beträgt bevorzugt 15 MPa oder mehr und besonders bevorzugt beträgt sie 18 MPa oder mehr. Die obere Grenze der Bruchfestigkeit in der Extrusionsrichtung ist nicht besonders beschränkt, aber die Bruchfestigkeit beträgt bevorzugt 25 MPa oder weniger und besonders bevorzugt beträgt sie 22 MPa oder weniger.
Hier ist die Bruchfestigkeit der Schicht eine Zugfestigkeit, welche basierend auf dem Zugdehnungsversuch nach JIS K6251 bei 23 °C (mit der Prüfhantel Nr. 3 gestanzt) gemessen worden ist, welche in der Extrusionsrichtung der Schicht (Richtung der Reifenbreite) und in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung (Richtung des Reifenumfangs) gemessen wird.
Bei der zylindrischen Schicht nach dem Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis von dem 10 % Modul in der Extrusionsrichtung auf das 10 % Modul in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung, das heißt ein Verhältnis (Orientierungsverhältnis) von dem 10 % Modul "Extrusionsrichtung"/"Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung" bevorzugt 1,1 bis 1,5. Die zylindrische Schicht wird bei dem Ausführungsbeispiel so eingestellt, dass die Extrusionsrichtung die Richtung der Reifenbreite wird. Daher beträgt das Verhältnis von dem 10 % Modul in der Richtung der Reifenbreite auf das 10 % Modul in der Richtung des Reifenumfangs, nämlich das Verhältnis von dem 10 % Modul "Richtung der Reifenbreite"/"Richtung des Reifenumfangs" bevorzugt 1,1 bis 1,5. Die Schicht wird vor allem zum Zeitpunkt der Bildung des Reifens in der Richtung des Reifenumfangs gedehnt. Das 10 % Modul in der Richtung des Reifenumfangs ist geringer, wenn das Orientierungsverhältnis des 10 % Moduls größer ist, daher wird die Bildung des Reifens einfacher. Es ist bevorzugt, dass das Orientierungsverhältnis von dem 10 % Modul 1,1 bis 1,3 beträgt.
Als eine Bedingung für die Blasformung beträgt das Blasverhältnis bevorzugt 1,2 bis 1,8, um das obige Orientierungsverhältnis zu erhalten. Hier ist das Blasverhältnis das Verhältnis zwischen einem Durchmesser einer Ringdüse und einem Durchmesser der gedehnten zylindrischen Schicht bei dem Blasverfahren, das auch als eine Aufblasrate bezeichnet wird. Die Formbarkeit bei der Blasformung kann durch ein Einstellen des Blasverhältnisses auf 1,2 oder mehr verbessert werden. Wenn das Blasverhältnis 1,8 oder weniger ist, können die Orientierungsverhältnisse in der Bruchfestigkeit und das 10 % Modul erhöht werden. Besonders bevorzugt beträgt das Aufblasverhältnis 1,2 bis 1,6.
Auch als ein Zustand der Blasformung beträgt eine Aufnahmegeschwindigkeit der zylindrischen Schicht, welche aus dem Extruder extrudiert wird, bevorzugt von 1 bis 10 m pro Minute und besonders bevorzugt beträgt sie 2 bis 8 m pro Minute. Eine Temperatur bei dem Formen kann eine Temperatur sein, bei welcher das thermoplastische Material geschmolzen wird, oder sie kann höher sein.
Wenn ein dynamisch vernetztes Material des thermoplastischen Elastomers (A) und des Kautschuks (B) als das thermoplastische Material verwendet wird, wird als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die zylindrische Schicht auf die folgende Weise hergestellt. Das heißt, dass das thermoplastische Elastomer (A) und der Kautschuk (B) geschmolzen und mit einem Vernetzungsmittel geknetet werden und dass der Kautschuk (B) durch das Vernetzungsmittel dynamisch vernetzt wird, um das thermoplastische Material zu erhalten, welches den Kautschuk (B) als die dispergierte Phase in der kontinuierlichen Phase des thermoplastischen Elastomers (A) enthält. Danach wird die Schicht durch die Blasformung gebildet, während das erhaltene thermoplastische Material geschmolzen wird.
Die Dicke der zylindrischen Schicht, welche durch die Blasformung erhalten worden ist, ist nicht besonders beschränkt, und sie kann zum Beispiel auf 0,02 bis 2,0 mm eingestellt werden, und besonders bevorzugt ist sie auf 0,05 bis 1,0 mm eingestellt.
Die erhaltene zylindrische Schicht 10 wird so in den Reifen 1 gesetzt, dass die Breitenrichtung davon (nämlich eine Extrusionsrichtung 12) einer Richtung 14 der Reifenbreite entspricht, und eine Umfangsrichtung (nämlich eine Richtung 16 senkrecht zu der Extrusionsrichtung) entspricht einer Richtung 18 des Reifenumfangs, wie in der 2 gezeigt ist. Im Einzelnen dargestellt, wird die zylindrische Schicht 10 als ein Element an einem Außenumfang einer Formtrommel angebracht, welches die innere Auskleidung 9 bildet, so dass die Extrusionsrichtung 12 der Richtung 14 der Reifenbreite zu der Zeit des Bildens eines Reifenrohlings entspricht. Die Karkassenlage 7 wird daran angehaftet, und weiterhin werden der Gürtel 8 und die jeweiligen Reifenelemente wie zum Beispiel ein Laufflächenkautschuk und ein Seitenwandkautschuk angehaftet, um zu überlappen, und diese Elemente werden geblasen, um einen Reifenrohling (nicht vulkanisierter Reifen) herzustellen, und der pneumatische Reifen 1 wird durch ein Vulkanisieren und ein Formen des Reifenrohlings in einer Form erhalten.
Bei dem erhaltenen pneumatischen Reifen 1 ist die innere Auskleidung 9 so eingestellt, dass die Extrusionsrichtung (nämlich die Orientierungsrichtung) 12 der zylindrischen Schicht 10 der Richtung 14 der Reifenbreite entspricht. Dementsprechend ist die Orientierungsrichtung 12 der zylindrischen Schicht 10 etwa parallel zu der Richtung des Reifenmeridians, insbesondere ist die Orientierungsrichtung 12 so angeordnet, dass sie parallel zu der Richtung der Reifenbreite in dem Laufflächenabschnitt 4 ist, und insbesondere ist die Orientierungsrichtung 12 so angeordnet, dass sie etwa parallel zu der radialen Richtung des Reifens in dem Schulterabschnitt 5, dem Seitenwandabschnitt 3 und dem Wulstabschnitt 2 ist.
[Funktionen und Wirkungen]
Als nächstes werden die Funktionen und die Wirkungen des obigen Ausführungsbeispiels erläutert.
Bei dem pneumatischen Reifen 1 nach dem Ausführungsbeispiel ist die innere Auskleidung 9 so angeordnet, dass die Orientierungsrichtung 12 der zylindrischen Schicht 10 der Richtung 14 der Reifenbreite entspricht und dass die Orientierungsrichtung 12 etwa parallel zu der radialen Richtung des Reifens in dem Bereich von dem Schulterabschnitt 5 bis an den Seitenwandabschnitt 3 ist. Der Reifen wiederholt eine Verformung, bei dem der Bereich von dem Schulterabschnitt 5 bis an den Seitenwandabschnitt 3 durch eine Last gebogen wird, und kehrt zu der ursprünglichen Form zu dem Zeitpunkt des Rollens zurück. Das heißt, dass die Biegeverformung des Reifens in dem Bereich von dem Schulterabschnitt 5 bis an den Seitenwandabschnitt 3 in der Lastrichtung auftritt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind in dem Bereich, bei dem eine solche Biegeverformung durchgeführt wird, eine Lastrichtung 20 und die Orientierungsrichtung 12 der zylindrischen Schicht 10 etwa parallel, wie in der 3 gezeigt ist. Dementsprechend tritt ein Bruch aufgrund der Biegeverformung zum Zeitpunkt des Rollens des Reifens in der inneren Auskleidung 9 kaum auf, und die Haltbarkeit wird verbessert.
Andererseits wird ein pneumatischer Reifen nach einem Vergleichsbeispiel betrachtet, bei dem eine zylindrischer Schicht unter Verwendung der Schicht hergestellt wird, welche die Ausrichtung in der Extrusionsrichtung aufweist und welche durch ein Extrusionsverfahren mit einer T-Düse so gebildet worden ist, dass die Extrusionsrichtung eine Richtung des Reifenumfangs wird, und welche als die innere Auskleidung verwendet wird. Bei dem Reifen nach dem Vergleichsbeispiel ist eine Orientierungsrichtung (Extrusionsrichtung) 24 der Schicht senkrecht zu einer Lastrichtung 22 des Reifens, wie in der 4 gezeigt ist. Dementsprechend wird, wenn der Bereich von dem Schulterabschnitt zu dem Seitenwandabschnitt in der Lastrichtung zu dem Zeitpunkt des Rollens des Reifens gebogen und verformt ist, ein Bruch, welcher sich in der Richtung des Reifenumfangs erstreckt, leicht in der Schicht der inneren Auskleidung in der Nähe des Schulterabschnitts auftreten, was die Haltbarkeit beeinträchtigt.
Nach dem Ausführungsbeispiel tritt ein Bruch aufgrund der Biegeverformung zu dem Zeitpunkt des Rollens des Reifens kaum auf. Wenn die Schicht verwendet wird, welche durch das Extrusionsverfahren mit der T-Düse gebildet worden ist, ist nach dem Strangpressen ein Verfahren zum Verbinden der Endabschnitte der Schicht notwendig, um die zylindrische Schicht zu bilden. Jedoch wird die Schicht in der zylindrischen Form in der Blasformung, welche bei dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, extrudiert, daher ist ein solches Verfahren zum Verbinden nicht erforderlich. Im Fall des Extrusionsverfahrens mit der T-Düse, wenn zum Beispiel die Endabschnitte mit einem Heißsiegeln verbunden werden, verdoppelt sich die Dicke der Schicht etwa an einer Verbindungsstelle, und die Wahrscheinlichkeit ist erhöht, dass die Verbindungsstelle bei einer Prüfung der Haltbarkeit des Reifens beschädigt wird, und die Haltbarkeit ist beschädigt. Andererseits kann nach dem Ausführungsbeispiel durch die Blasformung die zylindrische Schicht erhalten werden, welche Verbindungsstelle Verbindung aufweist, was die Haltbarkeit auch unter diesem Gesichtspunkt verbessert.
Außerdem ist nach dem Ausführungsbeispiel die Formbarkeit des Reifens auch hervorragend, da die zylindrische Schicht, welche die gegebene Orientierung aufweist, als die innere Auskleidung verwendet wird. Insbesondere wird die zylindrische Schicht, welche als die innere Auskleidung zu dem Zeitpunkt des Bildens des Reifenrohlings verwendet wird, hauptsächlich in der Richtung des Reifenumfangs ausgedehnt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Richtung des Reifenumfangs bei dem Ausführungsbeispiel die Richtung senkrecht zu der Orientierungsrichtung der zylindrischen Schicht und die zylindrische Schicht wird leicht in der Richtung des Reifenumfangs erweitert und der Rohreifen wird leicht gebildet.
Der pneumatische Reifen nach dem Ausführungsbeispiel ist nicht auf den pneumatischen Reifen für einen Personenkraftwagen beschränkt, sondern er kann auch auf verschiedene Arten von Reifen für Automobile einschließlich der Reifen von Lastkraftwagen oder Bussen verwendet werden, die für schwere Lasten sind, und er kann auf verschiedene Arten von Reifen wie zum Beispiel die Reifen für Zweiradfahrzeuge einschließlich Fahrrädern angewendet werden.
Beispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung speziell auf Beispielen basierend erläutert, und die vorliegende Erfindung ist durch diese Beispiele nicht beschränkt.
[Beispiele 1 bis 3, Vergleichsbeispiele 1, 2]
50 Massenteile eines thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomer B, 50 Massenteile eines Butyl-Kautschuks ("IIR268", welcher von der Exxon Mobil Chemical Company hergestellt worden ist), 5 Massenteile eines Kompatibilisierungsmittels ("BONDFAST E", welches von der SUMITOMO CHEMICAL Co., Ltd. hergestellt worden ist), 2,5 Massenteile eines auf einem Phenol basierenden Harz (Alkylphenol/Formaldehyd-Kondensationsprodukt "TACKIROL 201", welches von der Taoka Chemical Co., Ltd. hergestellt worden ist) als ein Vernetzungsmittel wurden hergestellt, welche dynamisch vernetzt wurden, indem sie geschmolzen wurden und mit einer Doppelschnecken-Knetmaschine (die von der Research Laboratory of Plastic Technology Co., Ltd. hergestellt worden ist) geknetet wurden, um pelletiert zu werden. 2,5 Massenteile eines Kondensationsprodukts von Resorcin-Formaldehyd (modifiziertes Kondensationsprodukt von Resorcin-Formaldehyd "SUMIKANOL 620", welches von der Taoka Chemical Co., Ltd. hergestellt worden ist) wurden als ein Klebstoff auf 107,5 Massenteile des erhaltenen dynamisch vernetzten Materials unter Verwendung der Doppelschnecken-Knetmaschine hinzugefügt, und diese Materialien wurden geschmolzen und geknetet, um die Pellets zu erhalten.
Die erhaltenen Pellets wurden in eine zylindrischen Schicht mit einer Dicke von 0,2 mm und einem Durchmesser von 360 mm durch die Blasformung mit einem Einschnecken-Extruder extrudiert, bei dem eine Ringdüse für die Blasung befestigt war. Bei dem Extrusionsformen wurde die Größe der Ringdüse unter Bezug auf die jeweiligen Blasverhältnisse geändert, um die zylindrische Schicht mit der obigen Größe zu bilden. Die Formtemperatur zu dem Zeitpunkt der Blasformung betrug 240 °C, und die Blasverhältnisse und die Aufnahmegeschwindigkeiten waren, wie sie in der Tabelle 1 gezeigt sind. Alle erhaltenen zylindrischen Schichten wiesen die thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomere als die kontinuierliche Phase und das dynamisch vernetzte Material aus dem Butyl-Kautschuk als die dispergierte Phase aus. Es ist zu beachten, dass die zylindrische Schicht nicht bei dem Vergleichsbeispiel 1 durch die Blasformung erhalten werden konnte, da das Blasverhältnis zu niedrig war.
[Beispiel 4]
Die Pellets wurden nach dem gleichen Verfahren wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 bis 3 mit der Ausnahme erhalten, dass das thermoplastische auf einem Polyester basierende Elastomer A anstelle des thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomer B verwendet worden ist. Das Strangpressen wurde durchgeführt, indem die Pellets verwendet wurden, welche durch die Blasformung erhalten worden sind (das Blasverhältnis und die Aufnahmegeschwindigkeit sind in der Tabelle 1 gezeigt). Die erhaltene zylindrische Schicht wies das thermoplastische auf einem Polyester basierende Elastomer als die kontinuierliche Phase und das dynamisch vernetzte Material aus einem Butyl-Kautschuk als die dispergierte Phase auf.
Die thermoplastischen auf einem Polyester basierenden Elastomere A und B wurden durch das folgende Verfahren synthetisiert.
Thermoplastisches Polyesterelastomer A
(1) Herstellung eines Polybutylenterephthalat-Copolymers
100 Massenteile eines Terephthalsäure, 18,5 Massenteile einer Isophthalsäure, 110 Massenteile eines 1,4-Butandiols wurden in einen rostfreien Autoklaven, der einen Rührer aufwies, 56,5 ml einer n-Butanol-Lösung von Tetra-n-Butyltitanat-Monomer (68 g/l) wurden hinzugefügt, und diese wurden für 2,5 Stunden bei dem Normaldruck und bei 180 bis 220 °C gerührt, um eine Umesterung durchzuführen. Danach wurde der Druck von dem Normaldruck auf 130 Pa bei 220 °C für 20 Minuten verringert, um eine übermäßige Diolkomponente zu destillieren, und die Polymerisation wurde durchgeführt. Nachdem 1,5 Stunden vergangen waren, wurde der Inhalt abgekühlt und herausgenommen, um einen Isophthalsäure copolymerisiertes Polybutylenterephthalat (Polymer "a") zu erhalten. Das zahlengemittelte Molekulargewicht des erhaltenen Polymers "a" betrug 38000.
(2) Herstellung des aliphatischen Polycarbonatdiols
100 Massenteile eines aliphatischen Polycarbonatdiols ("Carbonatediol T6002", Molekulargewicht 2150 vom Typ 1,6-Hexandiol, welches von der Asahi Kasei Chemicals Corporation hergestellt worden ist) und 7,0 Massenteile eines Diphenylcarbonats wurden jeweils hergestellt und sie wurden bei einer Temperatur von 205 °C und 130 Pa zur Reaktion gebracht. Nach zwei Stunden wurde der Inhalt abgekühlt und entnommen, um ein aliphatisches Polycarbonatdiol (Polymer "b") zu erhalten. Das zahlengemittelte Molekulargewicht des erhaltenen Polymers "b" betrug 7500.
(3) Herstellung des thermoplastischen Polyesterelastomers
100 Massenteile des Polymers, "a" und 33 Masseteile des Polymers "b", welche nach dem obigen Verfahren hergestellt worden sind, wurden bei 220 bis 245 °C unter 130 Pa für 1,5 Stunden gerührt, um eine Reaktion der Umesterung durchzuführen. Nachdem bestätigt wurde, dass das Harz transparent geworden ist, wurde der Inhalt abgekühlt und herausgenommen. Die Menge des harten Segments, welche in dem erhaltenen thermoplastischen Polyester-Elastomers enthalten ist, betrug 75 Massenprozent und die Menge der Isophthalsäure, welche das harte Segment bildet, betrug 15 Molprozent. Der Schmelzpunkt betrug 187 °C und das Elastizitätsmodul betrug 180 MPa.
Thermoplastisches Polyesterelastomer B
Ein thermoplastisches Polyesterelastomer B', bei dem das harte Segment eine Butylenterephthalat-Einheit und das weiche Segment ein aliphatisches Polycarbonatdiol (vom Typ 1,6-Hexandiol) aufweist, wurde basierend auf dem Verfahren erhalten, welches in dem Beispiel 1 des japanischen Patents mit der Nr. 4244067 beschrieben ist. Separat wurde ein Isophthalsäure copolymerisiertes Polybutylenterephthalat (Polymer "c": das zahlengemittelte Molekulargewicht betrug 22000), das aus Terephthalsäure/Isophthalsäure/1,4-Butandiol (Molverhältnis 35/65/100) gebildet ist, auf die übliche Weise erhalten. Nachdem 25 Massenteile des Polymers "c" 100 Massenteilen des thermoplastischen Polyester-Elastomers B’ hinzugefügt und diese Materialien trocken gemischt wurden, wurde die Mischung geschmolzen und mit einem Doppelschneckenextruder TEM-26SS (der von der TOSHIBA MACHINE Co., Ltd hergestellt worden ist) unter den Bedingungen einer Temperatur von 180 bis 230 °C und einer Schneckengeschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute geknetet, um die Reaktion der Umesterung fortschreiten zu lassen. Die Menge des harten Segments, welche in dem erhaltenen thermoplastischen Polyesterelastomer B enthalten war, betrug 75 Massenprozent, und die Menge der Isophthalsäure, welche das harte Segment bildet, betrug 15 Molprozent. Der Schmelzpunkt betrug 203 °C und das Elastizitätsmodul betrug 235 MPa.
Hier wurden das zahlengemittelte Molekulargewicht der Polymere "a", "c" (Polyester) und des Polymers "b" (aliphatisches Polycarbonatdiol) und der Schmelzpunkt der thermoplastischen Polyesterelastomere A, B durch die folgenden Verfahren gemessen.
Das zahlengemittelte Molekulargewichts von Polyester (Mn):
0,05 g des Polyesters wurden in 25 ml eines gemischten Lösungsmittels (Phenol/Tetrachlorethan = 6/4 (Massenverhältnis)) gelöst und eine verringerte Viskosität η_sp/c bei 30 °C wurde unter Verwendung eines Ostwald-Viskosimeters gemessen. Das Mn wurde nach der folgenden Formel berechnet, indem der Wert der gemessenen verringerten Viskosität η_sp/c verwendet wird. η_sp/c = 1,019 × 10^–4 × Mn^0,8928 – 0,0167
Das zahlengemittelte Molekulargewicht des aliphatischen Polycarbonatdiols (Mn):
Eine Probe eines aliphatischen Polycarbonatdiols wurde in einem deuterierten Chloroform (CDCl₃) gelöst und die ¹H-NMR wurde gemessen, um eine Endgruppe zu berechnen. Dann wurde das Mn nach der folgenden Formel berechnet. Mn = 1000000/((Menge Endgruppe (Äquivalent/Tonne))/2).
Schmelzpunkt (Tm) des thermoplastischen Polyesterelastomers
Indem ein Differentialscanningkalorimeter DSC220C (2920, welches von der TA Instruments Inc. hergestellt worden ist) verwendet wurde, wurde das thermoplastische Polyester-Elastomer, bei dem der Druck herabgesetzt und es bei 50 °C für 15 Stunden getrocknet wurde, einmal auf die Temperatur von 250 °C erhöht und geschmolzen, dann wurde es auf 50 °C abgekühlt und wiederum in der Temperatur mit 20 °C/Minute erhöht und gemessen, um eine Höchsttemperatur einer endothermen Änderung durch das Schmelzen als einen Schmelzpunkt zu bestimmen. Als eine Messprobe wurde 10 mg der Probe in einer Aluminiumpfanne (2920, die von der TA Instruments Inc. hergestellt worden ist) mit einem Aluminiumdeckel (2920, der von der TA Instruments Inc. hergestellt worden ist), um in einem abgedichteten Zustand zu sein, und unter einer Stickstoffatmosphäre gemessen.
Mit der erhaltenen zylindrischen Schicht wurde der Luftpermeationskoeffizient gemessen, dann wurden die Bruchfestigkeit, eine Bruchdehnung und der 10 % Modul in der Extrusionsrichtung (Richtung der Reifenbreite) und in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung (Richtung des Reifenumfangs) gemessen, indem der Zugversuch durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Die Bruchdehnung ist ein Wert, welcher basierend auf dem Zugversuch gemäß JIS K6251 in der gleichen Weise wie die Bruchfestigkeit und der 10 % Modul wie oben beschrieben gemessen wurde, die eine Dehnung zum Zeitpunkt des Schneidens bei 23 °C (mit der Prüfhantel Nr. 3 gestanzt) ist. In der Tabelle 1 wird das Orientierungsverhältnis in dem 10 % Modul (M10) mit "M10 in der Richtung der Reifenbreite"/"M10 in der Richtung des Reifenumfangs" dargestellt, und wird das Orientierungsverhältnis in der Bruchdehnung (EB) mit "EB in der Richtung der Reifenbreite"/"EB in der Richtung des Reifenumfangs" dargestellt, und wird das Orientierungsverhältnis in der Bruchfestigkeit (TB) durch "TB in der Richtung der Reifenbreite"/"TB in der Richtung des Reifenumfangs" dargestellt.
Mit der erhaltenen zylindrischen Schicht wurden die Formbarkeit des Reifens und die Haltbarkeit des Reifens bewertet. Ein Bewertungsverfahren ist wie folgt:
Formbarkeit des Reifens: das Aufblasexperiment auf eine Form des Reifenrohlings wurde durchgeführt, indem die Schicht um eine Formtrommel des Reifens gewickelt wurde.
Das Experiment wurde 5 Mal durchgeführt. Wenn zumindest eine defekte Bildung wie zum Beispiel ein Abplatzen auftrat, wurde die Bewertung als ein "X" vorgenommen, und wenn keine defekten Bildung auftrat, wurde die Bewertung als ein "O" vorgenommen.
Haltbarkeit des Reifens: Ein Stahlradialreifen 195/65R15 wurde mit der Schicht als die innere Auskleidung hergestellt, und eine Haltbarkeitsprüfung wurde durch eine trommelartige Prüfmaschine mit den erhaltenen Reifen in Übereinstimmung mit den Bedingungen durchgeführt, welche in dem Federal Motor Vehicle Safety Standard FMVSS139 festgelegt sind. Die Schicht der inneren Auskleidung wurde auf der inneren Oberfläche des Reifens visuell nach der Laufprüfung überprüft, dann wurde eine Fahrstrecke gemessen, bis ein beliebiger Fehler wie zum Beispiel ein Bruch, ein Riss oder ein Abplatzen erkannt wurde. Die Ergebnisse sind durch Indexzahlen dargestellt, bei denen die Fahrstrecke, welche gemessen wird, wenn eine normale innere Auskleidung aus Kautschuk (Dicke = 0,6 mm) verwendet wird, 100 beträgt. Je größer der Zahlenwert ist, desto länger ist die Fahrstrecke bis zur Fehlererkennung, was anzeigt, dass die Haltbarkeit ausgezeichnet ist.
[Vergleichsbeispiele 3, 4]
Eine Schicht, welche eine Dicke von 0,2 mm aufwies, wurde durch einen Einschneckenextruder extrudiert, an welchem eine T-Düse angebracht war, anstelle dass die Blasformung durchgeführt wurde. Die verwendeten thermoplastischen Materialien waren die gleichen wie bei den obigen Beispielen. Mit der erhaltenen Schicht wurde der Luftpermeationskoeffizient gemessen und der Zugversuch wurde durchgeführt, um die Bruchfestigkeit, die Bruchdehnung und den 10 % Modul in der Extrusionsrichtung und in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung zu messen. Mit der erhaltenen Schicht wurden die Formbarkeit des Reifens und die Haltbarkeit des Reifens bewertet. Bei dem Vergleichsbeispiel 3 wurde eine zylindrische Schicht hergestellt, indem die Endabschnitte durch ein Heißsiegeln so verbunden wurden, dass die Extrusionsrichtung (Orientierungsrichtung) der Schicht die Richtung der Reifenbreite wird, welche bei der Prüfung der Formbarkeit des Reifens und der Haltbarkeit des Reifens zu untersuchen ist. Bei dem Vergleichsbeispiel 4 wurde eine zylindrische Schicht hergestellt, indem die Endabschnitte durch ein Heißsiegeln so verbunden wurden, dass die Extrusionsrichtung (Orientierungsrichtung) der Schicht die Richtung des Reifenumfangs wird, welche bei der Prüfung der Formbarkeit des Reifens und der Haltbarkeit des Reifens zu untersuchen ist.
Die Ergebnisse sind wie in der Tabelle 1 dargestellt. Bei dem Vergleichsbeispiel 4 wurde die Schicht verwendet, welche durch das Extrusionsverfahren mit der T-Düse erhalten worden ist. Da die Schicht so eingestellt wurde, dass die Orientierungsrichtung der Schicht die Richtung des Reifenumfangs wurde, wurde die Schicht nicht leicht in der Richtung des Reifenumfangs gedehnt und die Schicht platze leicht nach der Ausdehnung der Schicht ab, daher war die Formbarkeit des Reifens schlechter. Bei der Prüfung der Haltbarkeit des Reifens trat in der Nähe des Schulterabschnitts in der Schicht der inneren Auskleidung ein Bruch auf, welcher sich in der Richtung des Reifenumfangs erstreckt, was die Haltbarkeit verringerte. Bei dem Vergleichsbeispiel 3 wurde die Schicht, welche durch das Extrusionsverfahren mit der T-Düse erhalten worden ist, so angeordnet, dass die Orientierungsrichtung die Richtung der Reifenbreite wurde, und die Steifigkeit in der Richtung des Reifenumfangs war gering, daher war die Formbarkeit des Reifens gut. Da die Orientierungsrichtung die Richtung der Reifenbreite war, trat die Bildung eines Bruches in der Nähe des Schulterabschnitts bei der Prüfung der Haltbarkeit des Reifens nicht auf. Jedoch weist die zylindrische Schicht die Verbindungsstelle auf, so dass ein Abplatzen der Schicht an der Verbindungsstelle bei der Prüfung der Haltbarkeit des Reifens aufgetreten ist, daher war die Haltbarkeit schlechter.
Bei dem Vergleichsbeispiel 2 wurde eine zylindrische Schicht verwendet, welche ein Orientierungsverhältnis von ungefähr "1" aufwies und welche durch eine Blasformung erhalten worden ist. Da die Schicht keine Verbindungsstelle aufweist, trat das Problem der Haltbarkeit aufgrund eines Abplatzens der Schicht an der Verbindungsstelle nicht auf. Da jedoch die Steifigkeit der Richtung des Reifenumfangs hoch war, wurde die Schicht nicht leicht in der Richtung des Reifenumfangs gedehnt und sie wird leicht nach der Ausdehnung der Schicht abplatzen, daher war die Formbarkeit des Reifens schlechter.
Andererseits wurde bei den Beispielen 1 bis 4 die zylindrische Schicht verwendet, welche das Orientierungsverhältnis von 1,35 bis 1,80 aufwies und welche durch eine Blasformung erhalten worden ist, daher konnte sowohl die Formbarkeit des Reifens als auch die Haltbarkeit des Reifens verwirklicht werden.
Während bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, sind diese nur als ein Beispiel dargestellt worden und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken. Diese neuartigen Ausführungsbeispiele können in anderen verschiedenen Formen und verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen erreicht werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Ausführungsbeispiele und deren Abänderungen sind in den Schutzbereich und dem Geist der Erfindung enthalten sowie sie in den Erfindungen in den Ansprüchen und einem dazu äquivalenten Schutzumfang beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: pneumatischer Reifen
3: Seitenwandabschnitt
5: Schulterabschnitt
9: Innenauskleidung
10: zylindrische Schicht
12: Extrusionsrichtung (Orientierungsrichtung)
14: Richtung der Reifenbreite
16: Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung
18: Richtung des Reifenumfangs

Claims

Innere Auskleidung eines Reifens, welche mit einer zylindrischen Schicht gebildet worden ist, die ein thermoplastisches Material aufweist und die durch ein Blasformen erhalten worden ist, wobei ein Verhältnis einer Bruchfestigkeit in einer Richtung der Reifenbreite zu einer Bruchfestigkeit in einer Richtung des Reifenumfangs der zylindrischen Schicht 1,35 bis 1,80 beträgt.
Innere Auskleidung des Reifens nach Anspruch 1, wobei die innere Auskleidung des Reifens durch das Blasformen mit einem Blasverhältnis von 1,2 bis 1,8 erhalten worden ist.
Innere Auskleidung des Reifens nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zylindrische Schicht aus einer kontinuierlichen Phase eines thermoplastischen Elastomers und aus einer dispergierten Phase eines Kautschuks gebildet worden ist.
Innere Auskleidung des Reifens nach Anspruch 3, wobei das thermoplastische Elastomer ein hartes Segment mit einem Polybutylenterephthalat und ein weiches Segment mit einem aliphatischen Polycarbonat aufweist.
Innere Auskleidung des Reifens nach Anspruch 4, wobei das harte Segment ein Isophthalsäure copolymerisiertes Polybutylenterephthalat aufweist.
Innere Auskleidung des Reifens nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die zylindrische Schicht durch ein Schmelzen und ein Kneten des thermoplastischen Elastomers und des Kautschuks mit einem Vernetzungsmittel so gebildet worden ist, dass der Kautschuk durch das Vernetzungsmittel dynamisch vernetzt worden ist.
Pneumatischer Reifen, welcher aufweist: die innere Auskleidung des Reifens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Pneumatischer Reifen nach Anspruch 7, wobei die innere Auskleidung des Reifens so angeordnet ist, dass eine Orientierungsrichtung als eine Extrusionsrichtung der zylindrischen Schicht zu der Richtung der Reifenbreite in einem Laufflächenbereich parallel ist und sie in einer radialen Richtung des Reifens in einem Seitenwandbereich parallel ist.
Verfahren zum Herstellen eines pneumatischen Reifens, welches aufweist: ein Extrudieren und ein Formen einer zylindrischen Schicht durch ein Blasformen eines thermoplastischen Materials, bei welcher ein Verhältnis einer Bruchfestigkeit in einer Extrusionsrichtung zu einer Bruchfestigkeit in einer Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung 1,35 bis 1,80 beträgt, ein Bilden eines Reifenrohlings, indem die zylindrische Schicht, welche erhalten worden ist, auf eine Formtrommel so angebracht wird, dass die Extrusionsrichtung eine Richtung der Reifenbreite wird, und ein Vulkanisieren und ein Ausformen des Reifenrohlings.
Das Verfahren zum Herstellen des pneumatischen Reifens nach Anspruch 9, wobei ein Blasverhältnis auf 1,2 bis 1,8 eingestellt wird, wenn die zylindrische Schicht durch das Blasformen gebildet wird.
Verfahren zum Herstellen des pneumatischen Reifens nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Aufnahmegeschwindigkeit der zylindrischen Schicht, welche aus einer Extrusionsmaschine extrudiert wird, zum Zeitpunkt des Blasformens auf 1 bis 10 m/Minute eingestellt wird.
Verfahren zum Herstellen des pneumatischen Reifens nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein thermoplastisches Elastomer und ein Kautschuk geschmolzen und mit einem Vernetzungsmittel geknetet werden, und der Kautschuk durch das Vernetzungsmittel dynamisch vernetzt wird, um das thermoplastische Material zu erhalten, welches das thermoplastische Elastomer als eine kontinuierliche Phase und den Kautschuk als eine dispergierte Phase aufweist.