JP2017501922A - 非空気入りタイヤのためのポリウレタン支持材 - Google Patents
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Abstract
Description
2,6−トルエンジイソシアネート(2,6−TDI、CAS番号91−08−7)、
3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルジイソシアネート(TODI CAS番号91−97−4)、
第1に、水ジャケットおよびパドルスターラーを取り付けた100L反応器に75.6kgのPTMEG(2000MW)ポリオールと、望まない副反応を減らすために加えられる100ppmの塩化ベンゾイルを投入することによって、プレポリマーを調製した。12kgのPPDIフレークを、攪拌によってこのポリオールに懸濁させ、次いで、温度を85℃までゆっくりと上げ、連続して攪拌しつつ、1時間維持した。得られたプレポリマーは、無色の液体であり、24時間後に測定すると3.7重量%のNCOを含み、25℃での粘度が6500mPa.s、遊離PPDIが1.3重量%であった。
表1に示す配合物を用い、3種類の異なるポリウレタンを製造した。配合物W1およびF1に使用されるプレポリマーは、Chemturaから購入し、入手可能であった。Vibrathane(登録商標)B836は、末端がMDIのポリエーテルプレポリマーであり、Adiprene(登録商標)LFP950Aは、末端がPPDIのポリエーテルプレポリマーであり、両方とも表1に示される特徴を有する。配合物F2で使用されるプレポリマーは、実施例1で製造したプレポリマーであった。
この実施例において、表1に示すポリウレタン配合物W1およびF2を用い、非空気入りタイヤを製造した。これらそれぞれのポリウレタンについて、プレポリマーを、4成分低圧キャスト成形機であるタンクA(カナダのStateMix,Ltd.)に投入し、80℃まで加熱した。同じ機械であるタンクBに、45℃で1,4−ブタンジオールを投入した。次いで、25g/秒で2成分をそれぞれ、6900RPMで操作する歯形のローターおよび歯形のステーターを利用する低圧混合ヘッドによって圧送し、Vibrathane(登録商標)B836プレポリマーからポリウレタンW1を配合し、実施例1で作られたプレポリマーからポリウレタンF2を配合した。
次いで、実施例3で製造した10×3インチ(254×76.2mm)の非空気入りタイヤを、直径550mmの道路用車輪で試験し、その回転抵抗および寿命を決定した。この試験を公称速度10kph、負荷90kgで行った。試験中、タイヤの回転抵抗および寿命を決定するために、フリー状態の回転トルクおよび半径を測定した。
RR=1000τ/L、
式中、RRは、kg/トン単位での回転抵抗であり、τは、Nm単位でのトルクであり、Lは、kg単位での負荷である。この手順のために、試験が安定化したら、初期段階の試験中に、平均トルクおよび負荷の値を決定した。この状況で、5時間目から10時間目までの間の5時間の試験時間にデータを集め、平均を計算した。
D=−100(Rloaded−Runloaded)/Runloaded
ここで、Dは、変形率(%)であり、Rは、負荷をかけない状態および負荷をかけた状態のタイヤの半径である。欠陥が生じたら、差Rloaded−Runloadedは、ほんの数分間で非常にすばやく上昇し、欠陥が生じるまでの時間をタイヤの寿命として記録した。
Claims (18)
- 外側の強化された環状バンドと、ハブと、前記ハブと前記外側の強化された環状バンドの半径方向内側との間に延びる一連の支持材とを有する支持構造を有し、前記支持構造は、少なくとも一部が反応成分の反応生成物であるポリウレタンから作られ、前記反応部分が、
芳香族ジイソシアネートモノマーと、イソシアネートと反応するヒドロキシル官能基を有するポリオール、イソシアネートと反応するアミン官能基を有するポリアミンまたはこれらの組み合わせから選択される活性水素成分との反応生成物を含み、前記芳香族ジイソシアネートモノマーと前記活性水素成分は、NCOとイソシアネートと反応する官能基の比率が、少なくとも1.8:1になるように混合され、活性水素成分は、数平均分子量が1000〜6000であり、10重量%以下の残留芳香族ジイソシアネートモノマーを含む、プレポリマーと、
硬化剤とを含む、非空気入りタイヤ。 - 前記プレポリマーのNCO含有量が、2重量%〜6重量%である、請求項1に記載の非空気入りタイヤ。
- 芳香族ジイソシアネートモノマー分子の2つのイソシアネート部分間の直接的な経路が、芳香族環原子のみを含む、請求項1または請求項2に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記芳香族ジイソシアネートモノマー分子が対称形である、請求項1〜3のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 芳香族ジイソシアネートが、PPDI、NDI、TODI、デュレンジイソシアネートまたはこれらの組み合わせから選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記芳香族ジイソシアネートが、PPDIから選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記活性水素成分は、イソシアネートと反応する官能基を含み、官能基数が1.8〜3.5である、請求項1〜6のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記官能基数が2〜3である、請求項7に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記活性水素成分は、数平均分子量が1500〜5000である、請求項1〜8のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記活性水素成分がPTMEGである、請求項1〜9のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記硬化剤が、末端にヒドロキシル官能基、アミン官能基またはこれらの組み合わせを有する脂肪族であり、分子量が40〜300である、請求項1〜10のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記硬化剤が、ジオール、ジアミンまたはこれらの組み合わせである、請求項11に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記硬化剤が、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールまたはこれらの組み合わせから選択される、請求項12に記載の非空気入りタイヤ。
- 脂肪族鎖伸長剤が1,4−ブタンジオールである、請求項13に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記プレポリマーが、7重量%以下の残留芳香族ジイソシアネートモノマーを含む、請求項1〜14のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記ポリウレタンが、前記一連の支持材を形成する、請求項1〜15のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
- 前記一連の支持材が、前記ハブと、前記外側の環状バンドとの間に半径方向に配列したウェブスポークである、請求項16に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記一連の支持材が前記ハブと一体化している、請求項1〜17のいずれかに記載の非空気入りタイヤ。
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