JP2022006592A - 積層体、その製造方法及びエアレスタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
図1には、本実施形態の積層体1の部分断面図が示される。図1に示されるように、本実施形態の積層体1は、ゴム層2と樹脂層3とが積層されている。ゴム層2は、加硫ゴム2Gで構成されている。加硫ゴム2Gは、表面処理層4を含み、この表面処理層4が、接着剤の層を介在することなく、樹脂層3と直接接合されている。なお、図1において、符号Bは、ゴム層2と樹脂層3との間の界面を示している。
表面処理層4は、ゴム層2(加硫ゴム2G)中の樹脂層3側に、局部的に形成されている。本実施形態の表面処理層4は、例えば、塩素化された層として形成されている。このような表面処理層4は、ゴム層2の中で塩素が存在している領域として特定され得る。
接触角計:協和界面科学社株式会社製の「DM-501H1」
ソフトウェア:多機能統合解析ソフトウェア「FAMAS(interFAce Measurement and Analysis System)」
気温:23℃
湿度:55%RH
液体試薬:水、ジヨードメタン(滴下量:1.0マイクロリットル)
接触角:10回測定された接触角の平均値
ゴム層2(加硫ゴム2G)は、ゴム成分を含む。ゴム成分としては、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレン系ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、一種類のゴムで構成されても良いし、二種類以上がブレンドされてもよい。
好ましい態様では、ゴム層2(加硫ゴム2G)は、ゴム成分以外に、粘着付与剤を含有しても良い。このような粘着付与剤は、ゴム層2と樹脂層3との接着性をさらに向上するのに役立つ。なお、粘着付与剤としては、例えば、天然樹脂や合成樹脂が挙げられ、好ましくは、合成樹脂が用いられる。この合成樹脂としては、例えば、石油系樹脂やアルキルフェノール樹脂等が好適である。
ゴム層2(加硫ゴム2G)は、ゴム成分以外に、さらに、熱可塑性エラストマーを含有しても良い。このように、ゴム層2に熱可塑性エラストマーを添加した場合、ゴム層2に高い接着耐久性が付与される。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマーの群から選ばれる少なくとも1種とされるのが望ましい。
樹脂層3を構成する高分子材料は、特に限定されるものではないが、樹脂又はエラストマーとして、注型法又は射出法で成型が可能であるものが好ましい。
初期歪み:10%
動歪:±1%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:30℃
次に、本実施形態の積層体1の製造方法が、図2(A)~(D)を参照しつつ、説明される。本実施形態の製造方法には、ゴム層2を形成するための加硫ゴム部材2a(加硫ゴム2G)を準備する工程と、加硫ゴム部材2aの少なくとも一部に表面処理層4を形成する工程とが含まれる。さらに、本実施形態の製造方法には、加硫ゴム部材2aに接着剤を塗布することなしに、液状の樹脂3aを、加硫ゴム部材2aの表面処理層4に接触させる工程と、樹脂3aを硬化させて樹脂層3とゴム層2とを接合させる工程とが含まれる。
次に、本実施形態の積層体1を用いたエアレスタイヤが説明される。
図3は、エアレスタイヤを車軸方向からみた部分正面図であり、図4は、そのIV-IV線断面図である。図3及び図4に示されるように、エアレスタイヤ10は、車軸に固定されるハブ部11と、地面に接触させるための環状のトレッドリング12と、ハブ部11とトレッドリング12とを接続するスポーク部13とを含む。
まず、環状のトレッドリング12(ゴム層2)が加硫成型されて準備される。次に、トレッドリング12の内周面に表面処理層4が形成される。表面処理層4は、例えば、塩素化処理により形成される。次に、トレッドリング12及びハブ部11が、金型のキャビティ(いずれも図示省略)にセットされる。これらの部材がセットされた後、金型のキャビティは、スポーク部13を成型するための空きスペースを残している。この空きスペースに、液状の樹脂が供給される。この樹脂を硬化させることにより、トレッドリング12の表面処理層4と樹脂とが、接着剤の層を介することなく、直接接合したエアレスタイヤ10が得られる。
以下、本発明のより具体的かつ非限定的な実施例が説明される。
表1のゴム配合等に基づき、複数種類のゴム組成物が準備された。これらが、それぞれ温度170℃、圧力50kg/cm2の条件で12分間プレス加硫され、4mm×120mm×150mmのシート状の加硫ゴムが得られた。この加硫ゴムがイソプロパノールで脱脂され、ゴム層のサンプルが得られた。
テストの結果が、表1に示される。
表1の実施例1のゴム配合等に基づいて、表面処理層の厚さのみが異なる複数の積層体が形成された(実施例3~8)。そして、積層体におけるゴム層と樹脂層との界面での接着力を評価するために、剥離試験(T字剥離)が行われた。さらに、積層体の保存性(ゴム層と樹脂層との界面での接着力の継続性)が評価された。試験方法等の詳細は、実施例Aに記載のとおりである。テストの結果が、表2に示される。
表1の実施例1のゴム配合等に基づいて、熱可塑性ポリアミドエラストマー樹脂の融点、及び、引張弾性率が異なる複数のエアレスタイヤが試作され、それらについてドラム耐久テストが行われ、乗り心地性能が評価された(実施例9~14)。ドラム耐久テストの手順は、実施例Aに記載のとおりであり、実施例9を100とする指数で示されている。
2 ゴム層
2G 加硫ゴム
3 樹脂層
4 表面処理層
Claims (9)
- ゴム層と樹脂層との積層体であって、
前記ゴム層は、加硫ゴムからなり、
前記加硫ゴムは、表面処理層を含み、
前記表面処理層が、接着剤の層を介在することなく、前記樹脂層と直接接合されている、
積層体。 - 前記表面処理層が塩素化された層である、請求項1に記載の積層体。
- 前記表面処理層の厚さが1~15(μm)である、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記表面処理層の表面自由エネルギーが30~50(mJ/m2)である、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記樹脂層が熱可塑性ポリアミドエラストマー樹脂で形成される、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記熱可塑性ポリアミドエラストマー樹脂の融点が120~180(℃)である、請求項5に記載の積層体。
- 前記熱可塑性ポリアミドエラストマー樹脂の引張弾性率が65~200(MPa)である、請求項5又は6に記載の積層体。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の積層体の製造方法であって、
前記ゴム層を形成するための加硫ゴム部材を準備する工程と、
前記加硫ゴム部材の少なくとも一部に前記表面処理層を形成する工程と、
前記加硫ゴム部材に接着剤を塗布することなしに、液状の樹脂を、前記加硫ゴム部材の前記表面処理層に接触させる工程と、
前記樹脂を硬化させて前記樹脂層と前記ゴム層とを接合させる工程とを含む、
積層体の製造方法。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の積層体を含む、エアレスタイヤ。
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