JP2006327584A - タイヤサイドケーシングおよびその製造方法 - Google Patents

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【課題】タイヤ回転時の圧縮・復元運動をスムースにする柔軟なサイドウォール部と、リムへの座りをよくする硬いビード部とを境界域が優れた耐久性を有するように一体成形するタイヤサイドケーシングおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを、半径方向内側のビード部３２と半径方向外側のサイドウォール部３１とを互いに連通するように形成した円盤状モールド２０に注入後、円盤状モールド２０を熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させながら、前記架橋エラストマーの分散密度が前記ビード部３２とサイドウォール部３１とで異なる傾斜状態が形成された時点で冷却固化することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤサイドケーシングおよびその製造方法に関する。
従来、異なる物性を兼ね備えた複合材料が種々の用途に使用されている。この複合材料としては、例えば、表面を樹脂的にすると共に内部をゴム的にしたもの、一端が樹脂的で他端がゴム的なものなどがある。このように部位によって物性を変化させた複合材料を得る場合には、通常、多層の張り合わせ、接合などの方法が採られるが、この方法では、境界面で物性が不連続となり、その境界面に応力が集中するために耐久性が低下してしまう。
したがって、物性に不連続がない傾斜機能を有する材料が求められていた。
本発明の目的は、タイヤ回転時の圧縮・復元運動をスムースにする柔軟なサイドウォール部と、リムへの座りをよくする硬いビード部とを優れた耐久性を有するように一体成形するタイヤサイドケーシングおよびその製造方法を提供することにある。
本発明のタイヤサイドケーシングは、半径方向内側のビード部と半径方向外側のサイドウォール部とが熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させた熱可塑性エラストマーから一体に形成されたタイヤサイドケーシングであり、前記熱可塑性エラストマーが、前記ビード部において前記熱可塑性樹脂をリッチにすると共に、前記サイドウォール部において前記架橋エラストマーをリッチにし、かつ前記ビード部とサイドウォール部の中間で前記架橋エラストマーの分散密度を前記ビード部からサイドウォール部にかけて連続的に増加させた傾斜状態にしたことを特徴とする。
また、本発明のタイヤサイドケーシングの製造方法は、熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを、半径方向内側のビード部と半径方向外側のサイドウォール部とを互いに連通するように形成した円盤状モールドに注入後、該円盤状モールドを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させながら、前記架橋エラストマーの分散密度が前記ビード部とサイドウォール部とで異なる傾斜状態が形成された時点で冷却固化することを特徴とする。
本発明のタイヤサイドケーシングは、熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させた熱可塑性エラストマーから構成するに当たり、サイドウォール部に架橋エラストマーがリッチになるようにしたのでタイヤ回転時の圧縮・復元運動をスムースにする一方、ビード部が硬い熱可塑性樹脂がリッチになるようにしたのでリムへの座りを良好にし、かつビード部からサイドウォール部にかけてと架橋エラストマーの分散密度が増加する傾斜状態にし、両成分の境界域でエラストマーの分散密度が連続的に変化するようにしたので耐久性を向上することができる。
また、本発明のタイヤサイドケーシングの製造方法は、熱可塑性エラストマーを円盤状モールドに注入し、これを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させて遠心力をかけるため、熱可塑性樹脂よりも比重が大きいエラストマーの微粒子が遠心力下における質量差により半径方向外側のサイドウォール部へ集まるのに対して、熱可塑性樹脂は半径方向内側のビード部に集まり、エラストマー粒子の分散密度を半径方向に連続的に変化させることができる。したがって、外側のサイドウォール部には柔らかいエラストマーが集まることでタイヤ回転時の圧縮・復元運動をスムースにし、内側のビード部には硬い熱可塑性樹脂が集まることでリムへの座りを良好にし、かつ外側のサイドウォール部と内側のビード部の境界では物性が半径方向に連続的変化することで耐久性を向上することができる。また、本発明によれば、遠心力という手段を適用することでタイヤサイドケーシングを効率よく製造することができる。
図１に示されるように、本発明のタイヤサイドケーシングのサイドケーシング部材１は、熱可塑性樹脂２中に架橋エラストマー３を微分散させた熱可塑性エラストマーから成形されている。すなわち、熱可塑性樹脂をマトリックスとしてこれに架橋エラストマー粒子が微細に分散した形態の材料から成形されている。この材料の物性は、熱可塑性樹脂と架橋エラストマーとの比率によって変わり、熱可塑性樹脂成分がリッチの場合には樹脂的であり、一方、架橋エラストマー成分がリッチの場合にはゴム的である。また、本発明のタイヤサイドケーシングのサイドケーシング部材は、図１に示されるように、架橋エラストマーの分散密度が一方向に連続的に変化している（すなわち、一方向に行くにつれてエラストマーの分散密度が連続的に大となっている）。
分散した架橋エラストマーの粒子径は、５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜５μｍであるのがよい。５μｍ超では粒子径が大きくなりすぎて分散性が悪化するからである。
この熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）；ポリアミド系樹脂（例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体）、及びそれらのＮ−アルコキシアルキル化物、例えば６−ナイロンのメトキシメチル化物、６−６１０−ナイロンのメトキシメチル化物、６１２−ナイロンのメトキシメチル化物；ポリエステル系樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド酸／ポリブチレートテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル）；ポリニトリル系樹脂（例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体）、ポリメタクリレート系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル）；ポリビニル系樹脂（例えば、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＤＶＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体）；セルロース系樹脂（例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース）；フッ素系樹脂（例えば、ポリフッ素化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体）；イミド系樹脂（例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ））、アイオノマー樹脂などを挙げることができ、２種以上であってもよい。
また、本発明で用いるエラストマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物（例えば、ＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ）；オレフィン系ゴム（例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）；ＩＩＲ、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体；アクリルゴム（ＡＣＭ）；含ハロゲンゴム（例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）；ＣＲ；ヒドリンゴム（ＣＨＲ・ＣＨＣ）；クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）；塩素化ポリエチレン（ＣＭ）；マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ））；シリコンゴム（例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）；含イオウゴム（例えば、ポリスルフィドゴム）；フッ素ゴム（例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）；熱可塑性エラストマー（例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）などを挙げることができ、それらの任意のブレンドであってもよい。
本発明のタイヤサイドケーシングを製造するには、熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを後述の円盤状モールドに注入後、円盤状モールドを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させて遠心力をかけ、傾斜状態が形成された時点で冷却固化することによる。配合割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し架橋エラストマー４０重量部〜２５０重量部であればよい。
ここで、"傾斜状態"とは、溶融した熱可塑性樹脂中で架橋エラストマーの微粒子が分散し、その分散密度が一方向に連続的に変化した状態をいう（疎の分散から密の分散へ連続的に変化した状態）。
上記溶融温度は、１５０℃〜２６０℃である。分散した架橋エラストマーの粒子径は、５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜５μｍであればよい。必要に応じて、フィラー、顔料等の配合剤を適宜配合してもよい。熱可塑性樹脂を溶融状態にするための加熱は、金属製モールドに強力な交番磁場を与える電磁誘導加熱によるのがよい。電磁誘導加熱は、外部より非接触でモールドにエネルギーを与え、モールド温度をコントロールできるので好ましいからである。
つぎに、本発明のタイヤサイドケーシングの具体的適用例を示す。
タイヤサイドケーシングは、サイドウォール部とビード部とからなり、サイドウォール部は、タイヤ回転に際しての圧縮・復元運動をスムースに行えるようにするために柔軟であるのがよく、また、ビード部はリムへの座りをよくするために硬いのがよい。
図２において、円盤状モールド２０内に熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーの微細物が分散した熱可塑性エラストマーを注入し、電磁誘導コイル２１で円盤状モールド２０を電磁誘導加熱して熱可塑性樹脂を溶融させると共に円盤状モールド２０を回転させる。これにより、架橋エラストマーの微粒子又は微細物は遠心力により円盤状モールド２０の半径方向外側に連続的に移行してサイドケーシング３０のサイドウォール３１がエラストマーリッチとなって柔らかくなると共にビード部３２が樹脂リッチとなって硬くなる。図２において、矢印Ｍは円盤状モールド２０の回転方向を示す。
以上説明したように本発明のタイヤサイドケーシングは、サイドウォール部がエラストマーリッチで柔らかくなるのでタイヤ回転時の圧縮・復元運動をスムースにし、ビード部が樹脂リッチで硬くなるのでリムへの座りを良好にし、かつサイドウォール部とビード部とを連結する境界域ではエラストマーの分散密度が半径方向に連続的に変化するので耐久性を向上することができる。
また、本発明のタイヤサイドケーシングの製造方法は、円盤状モールドに熱可塑性エラストマーを注入した後、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させて遠心力をかけるため、外側のサイドウォール部には柔らかいエラストマーが集まることでタイヤ回転時の圧縮・復元運動をスムースにし、内側のビード部には硬い熱可塑性樹脂が集まることでリムへの座りを良好にし、かつ内側のビード部から外側のサイドウォール部へエラストマーの分散密度が連続的に変化するので境界で物性が不連続にならず耐久性を向上することができる。また、本発明によれば、遠心力という手段を適用することでこのタイヤサイドケーシングを効率よく製造することができる。
本発明のタイヤサイドケーシングのサイドケーシング部材の一例の長手方向縦断面図である。 本発明のタイヤサイドケーシングの製造方法に使用する円盤状モールドの一例を示す一部切り欠き斜視図である。
符号の説明
１ サイドケーシング部材 ２ 熱可塑性樹脂 ３ エラストマー
２０ 円盤状モールド ２１ 電磁誘導コイル
３０ タイヤサイドケーシング ３１ サイドウォール部 ３２ ビード部

Claims (5)

  1. 半径方向内側のビード部と半径方向外側のサイドウォール部とが熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させた熱可塑性エラストマーから一体に形成されたタイヤサイドケーシングであり、前記熱可塑性エラストマーが、前記ビード部において前記熱可塑性樹脂をリッチにすると共に、前記サイドウォール部において前記架橋エラストマーをリッチにし、かつ前記ビード部とサイドウォール部の中間で前記架橋エラストマーの分散密度を前記ビード部からサイドウォール部にかけて連続的に増加させた傾斜状態にしたタイヤサイドケーシング。
  2. 前記架橋エラストマーの粒子径が５μｍ以下である請求項１記載のタイヤサイドケーシング。
  3. 熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを、半径方向内側のビード部と半径方向外側のサイドウォール部とを互いに連通するように形成した円盤状モールドに注入後、該円盤状モールドを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させながら、前記架橋エラストマーの分散密度が前記ビード部とサイドウォール部とで異なる傾斜状態が形成された時点で冷却固化するタイヤサイドケーシングの製造方法。
  4. 前記溶融温度が１５０℃〜２６０℃である請求項３記載のタイヤサイドケーシングの製造方法。
  5. 前記架橋エラストマーの粒子径が５μｍ以下である請求項３又は４記載のタイヤサイドケーシングの製造方法。
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