JP2718721B2 - 二輪車用ポリウレタン多層チューブ - Google Patents

二輪車用ポリウレタン多層チューブ

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JP2718721B2 JP63271821A JP27182188A JP2718721B2 JP 2718721 B2 JP2718721 B2 JP 2718721B2 JP 63271821 A JP63271821 A JP 63271821A JP 27182188 A JP27182188 A JP 27182188A JP 2718721 B2 JP2718721 B2 JP 2718721B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自転車、自動二輪車等のチューブとしてと
りわけ好適に使用できる経済性、耐久性、走行性等に優
れた二輪車用ポリウレタン多層チューブに関する。
(従来の技術) 近年、自転車及び自動二輪車等のチューブには、従来
より多用されてきたブチルゴム製チューブに代わって、
柔軟性、弾力性、熱接着性、耐摩耗性、耐リム打ち性等
に数多くの優れた特性を有する熱可塑性ポリウレタン樹
脂(以下、ポリウレタン樹脂と称す)製のチューブを採
用しようとする試みが報告されている。
しかしながら、これまで報告されているポリウレタン
樹脂製チューブは、該チューブが単一樹脂で構成されて
いるために、例えばポリエーテル系のポリウレタン樹脂
よりなるチューブにおいては、樹脂コストが高く経済性
に大きな問題を抱えているのに対し、アジペートエステ
ル系ポリウレタン樹脂を用いた場合は耐久性と耐かび性
に難があるため、二輪車用のチューブの如き苛酷な条件
下での使用に際しては、経時によって耐久性、走行性等
の性能低下をきたすなど、いずれのチューブを例にとっ
てみても単層構造であるが故に、経済性と耐久性、及び
走行性等を全て満足することができず、こうした問題が
ポリウレタン樹脂製チューブの一般大衆車への普及に大
きな障害となっていたのである。
(本発明が解決しようとする問題点) 本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、これまでのポリウレタン単層チ
ューブの抱えていた経済性、耐水性、耐かび性、走行性
などの諸問題を一挙に解決すると共に耐摩耗性、耐リム
打ち性等の耐久性及び空気保持性に優れた二輪車用ポリ
ウレタン多層チューブを提供する点にある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、上記問題を解決するために、ポリウレ
タン樹脂よりなる多層チューブについて鋭意検討の結
果、特定の硬度と厚さ構成比で、種類の異なるポリウレ
タン樹脂を組合せた多層チューブが二輪車用チューブと
して極めて好適であることを見い出し、本発明を完成さ
せた。
即ち本発明は、熱可塑性ポリウレタン樹脂を主体とし
てなる二輪車用チューブにおいて、該チューブが、アジ
ペートエステル系ポリウレタン樹脂層の少なくとも外面
にポリエーテル系ポリウレタン樹脂が積層されてなるJI
S硬度50乃至90Hsの多層チューブであり、且つ前記アジ
ペートエステル系ポリウレタン樹脂層の厚さが全厚さの
30乃至95%であることを特徴とする二輪車用ポリウレタ
ン多層チューブに係るものである。
以下、本発明の二輪車用ポリウレタン多層チューブに
ついて、その構成並びに作用効果を詳しく説明する。
本発明において、ポリウレタン樹脂とは、二官能性ポ
リオールとジイソシアネート及びグリコールを主原料と
してなる、分子構造中にウレタン基を含有するゴム状弾
性高分子のうち、熱可塑性を有するものを総称するので
あるが、ここでアジペートエステル系ポリウレタン樹脂
としては前記ポリオール成分がポリ(エチレンアジペー
ト)、ポリ(プロピレンアジペート)、ポリ(1、4−
ブチレンアジペート)等の一種又はそれ以上からなるも
のが、またポリエーテル系ポリウレタン樹脂としてはポ
リオール成分がポリプロピレングリコール、ポリテトラ
メチレングリコール等の一種又はそれ以上からなるもの
がそれぞれ例示される。
尚、これらアジペートエステル系及びポリエーテル系
のポリウレタン樹脂には、その性質と経済性を大きく変
えない範囲内で、相互にブレンドしたり、あるいはカプ
ロラクトンエステル系、ポリ炭酸エステル系等のポリウ
レタン樹脂をブレンドすることができるほか、更にポリ
塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、エチレ
ン−ビニルアルコール系共重合体樹脂等の熱可塑性樹
脂、又は紫外線吸収剤、酸化防止剤、防かび剤、黄色防
止剤、粘着防止剤、着色剤、滑剤等の各種添加剤を添加
することによって耐久性、空気保持性、耐ブロッキング
性等をより一層向上させることができる。
本発明の二輪車用ポリウレタン多層チューブは、かか
るアジペートエステル系ポリウレタン樹脂層の少なくと
も外面にポリエーテル系ポリウレタン樹脂が積層された
多層チューブであって、且つ該多層チューブ表面の硬度
がJIS硬度で50乃至90Hs、好ましくは60乃至85Hsのもの
である。
本発明の多層チューブにおいて、硬度が50Hs未満の場
合は、耐摩耗性、耐リム打ち性等の耐久性が低下してパ
ンクやバーストを起こしやすくなるほか、空気保持性が
悪くなるなど、二輪車用チューブとしての機能が著しく
阻害されるのに対し、硬度が90Hsより大きくなると、チ
ューブの柔軟性と弾力性が大幅に低下して、乗心地が悪
く快適な走行性が得られなくなる。尚、本発明で使用す
るアジペートエステル系及びポリエーテル系のポリウレ
タン樹脂は、硬度がそれぞれ上記範囲を満足することが
肝要であるが、両者のポリウレタン樹脂の硬度差が大き
いと押出成形時の樹脂の流れに直接影響して外観不良を
呈することから、通常、両者の硬度差は20Hs以内である
ことが好ましい。
本発明の二輪車用ポリウレタン多層チューブはまた、
該チューブを構成するアジペートエステル系ポリウレタ
ン樹脂層の厚さが全厚さの30乃至95%、好ましくは40乃
至90%を占めるものである。
即ち、本発明の多層チューブで使用するアジペートエ
ステル系ポリウレタン樹脂は、樹脂コストが安いために
チューブのコストダウンに大きく寄与するほか、空気保
持性、耐熱性などにも好影響を及ぼすのであるが、反
面、耐水性と耐かび性に乏しいため、雨曝しのもとパン
クした状態で長時間放置すると、水と接触して徐々に加
水分解を起こしたり、かびが繁殖して強度と弾力性が低
下するという不都合な一面を有している。
本発明の多層チューブは、かかるアジペートエステル
系ポリウレタン樹脂よりなる層の少なくとも外面に、耐
水性と耐かび性に優れた性質を有するポリエーテル系ポ
リウレタン樹脂を積層することによって、両者のポリウ
レタン樹脂の特性を極めて合理的かつ経済的に導き出し
たものであるが、その際、アジペートエステル系ポリウ
レタン樹脂の厚さは全厚さの30乃至95%でなければなら
ず、アジペートエステル系ポリウレタン樹脂層の厚さが
チューブ全厚さの30%未満の場合は、経済的効果が少な
く大幅なコストダウンが図れない上、更に空気保持性、
耐熱性等の性能面でも改善効果がほとんど望めないのに
対し、アジペートエステル系ポリウレタン樹脂の厚さが
95%より大きくなると、経済効果は優れるものの耐水性
と耐かび性が不充分で、二輪車用チューブとしての低能
低下を余儀なくされることになる。
また本発明の二輪車用ポリウレタン多層チューブを製
造する方法としては、共押出し法が最も好適であるが、
チューブの外面にのみポリエーテル系ポリウレタン樹脂
を積層する場合は、コーティング等の方法でもさしつか
えない。尚、本発明の二輪車用ポリウレタン多層チュー
ブの厚さは、使用される自転車あるいは自動二輪車等の
種類によって要求される厚さが異なるため一概に限定で
きないが、通常、100乃至2000μのものが好適で、また
該チューブの熱寸法安定性は、チューブの接合をヒート
カット−突き合わせ法にて行う場合、その接合強度がチ
ューブの熱寸法安定性によって大きく影響されるため、
140℃グリセリン浴中10秒間浸漬時の熱寸法安定性が20
%以下のものが好ましい。
(実施例) 以下、本発明の二輪車用ポリウレタン多層チューブに
ついて、実施例により更に詳しく説明する。尚、本発明
において行った物性の測定法及び評価方法は次の如くで
ある。
(1)硬度 チューブの表面をJIS K6301に規定すスプリング式硬
さ試験機(A形)を用いて測定した。(単位:Hs) (2)経済性 ポリエーテル系及びアジペートエステル系ポリウレタ
ン樹脂に関する一般価格から、多層チューブの樹脂コス
トを計算して経済性を評価したもので、ポリエーテル系
ポリウレタン樹脂製単層チューブに比べて20%以上のコ
ストダウンが可能なものを(◎)、10%以上・20%未満
のコストダウンが可能なものを(○)、コストダウンの
幅が10%未満でほとんど経済効果の認められなかったも
のを(×)とした。
(3)耐水性 チューブを80℃温水中に1ヵ月間浸漬した後強度測定
を行ない、ブランク(未浸漬チューブ)に対する強度保
持率の大小で耐水性を評価した。
(4)耐リム打ち性 耐リム打ち性とは、アームの先端に約2000gのハンマ
ーを装着した振り子式衝撃試験機を用いて、ハンマー当
接部の曲率半径を5mmとなした受け台上に取り付けたチ
ューブを強打してリム打ち試料を作製した後、該リム打
ち試料の強度を測定して、ブランク(リム打ちしていな
い部分の強度)との強度保持率を求め、その大小で評価
した。
(5)走行性 走行性の良否の目安となるチューブの柔軟性を、モジ
ュラス応力によって判定した。尚、モジュラス応力と
は、JIS K7311に規定する方法で100%伸張時の応力を
測定したもので、通常、100%モジュラス応力が100kg/c
m2より大きくなると走行性が悪くなる。
(6)空気保持性 チューブに内圧が約8kg/cm2になるよう空気を充填し
た後、経時による内圧の変化を測定して良否を判定した
もので、チューブの内圧が空気充填後10日を経てもなお
4kg/cm2より高かったものを(○)、10日以内に内圧が
半減したものを(×)とした。
(7)総合評価 経済性、耐水性、耐リム打ち性、走行性、空気保持性
等の測定結果をもとに、二輪車用チューブとしての良否
を総合的に評価したもので、二輪車用チューブとして好
適なものを(○)、不適のものを(×)とした。
実施例1〜5、比較例1〜4 2台の押出機を用いて、外層を構成する第1の押出機
(口径40mm)にはポリエーテル系ポリウレタン樹脂を、
また内層を構成する第2の押出機(口径40mm)にはアジ
ペートエステル系ポリウレタン樹脂をそれぞれ供給し
て、150乃至210℃の温度で溶融混練した後、約15kg/hr
の総押出量で同一口金を有する二層のサーキュラーダイ
スに導き、ダイス内部で接合された後約8m/minの速度で
引取るという一連の操作を、種々硬度のポリエーテル系
及びアジペートエステル系ポリウレタン樹脂について行
うことによって、硬度の種々異なる、折径26mm、各層の
厚さが外層100μ−内層400μ(全厚さ500μで、そのう
ちアジペートエステル系ポリウレタン樹脂の占める割合
は80%である)の二層チューブを作製した。
尚、比較のために硬度がそれぞれ80Hsのポリエーテル
系ポリウレタン樹脂(比較例3)、及びアジペートエス
テル系ポリウレタン樹脂(比較例4)よりなる、折径26
mm、厚さ500μの多層チューブを作製した。
これら実施例及び比較例で得たチューブについて、経
済性、耐水性、耐リム打ち性、走行性、空気保持性等を
測定した結果を第1表に示した。同表より、チューブの
硬度が本発明の範囲にあるポリウレタン単層チューブ
は、これまでのポリウレタン単層チューブに比べて経済
性と機能性を兼備し、二輪車用チューブとして極めて好
適であることが確認された。
実施例6〜10、比較例5〜6 ポリエーテル系ポリウレタン樹脂とアジペートエステ
ル系ポリウレタン樹脂の押出量を変える以外は実施例3
と同様の方法によって、アジペートエステル系ポリウレ
タン樹脂層の全厚さに対する厚さ比率が種々異なる、硬
度75Hsのポリウレタン多層チューブを作製した。
これら実施例及び比較例で得た多層チューブについ
て、経済性、耐水性、空気保持性等を測定した結果を第
2表に示したが、同表よりアジペートエステル系ポリウ
レタン樹脂層の厚さ比率が本発明の範囲にあるものは、
コストが安く、しかも優れた諸性質を有していることが
確認された。
実施例11 二種三層の多層押出機を用いて、内、外層を構成する
第1及び第3の押出機(口径40mm)には硬度80Hsのポリ
エーテル系ポリウレタン樹脂を、また中間層を構成する
第2の押出機(口径50mm)には硬度75Hsのアジペートエ
ステル系ポリウレタン樹脂をそれぞれ供給して160乃至1
90℃の温度で溶融混練した後、約17kg/hrの総押出量で
同一口金を有する三層のサーキュラーダイスに導き、ダ
イス内部で接合させた後約10m/minの速度で引取ること
によって、硬度76Hs、折径23mm、各層の厚さが外層80μ
−中間層400μ−内層40μ(全厚さ520μで、そのうちア
ジペートエステル系ポリウレタン樹脂の厚さ比率は77%
である)の三層チューブを作製した。
このポリウレタン多層チューブは、下記の如く経済
性、耐水性、耐リム打ち性、走行性、空気保持性等に優
れ、二輪車用チューブとして好適であった。
〔多層チューブの諸性能〕
経済性:◎、耐水性:74%、 耐リム打ち性:78%、 走行性:46kg/cm2、 空気保持性:○、総合評価:○ (発明の効果) 以上の如く本発明の二輪車用ポリウレタン多層チュー
ブは、コストは安いが耐水性と耐かび性に問題を有する
アジペートエステル系ポリウレタン樹脂の少なくとも外
面に、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂を積層したもの
であるため、ポリウレタン樹脂特有の優れた柔軟性、弾
力性、耐摩耗性、耐リム打ち性に加えて、更に経済性、
耐水性、耐かび性、空気保持性等を兼備したものであ
る。
また、チューブの軽量化と走行性の改善のために薄肉
指向に進みつつある二輪車業界にとって、本発明のポリ
ウレタン多層チューブは極めて好適で、利用価値の高い
ものである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性ポリウレタン樹脂を主体としてな
    る二輪車用チューブにおいて、該チューブが、アジペー
    トエステル系ポリウレタン樹脂層の少なくとも外面にポ
    リエーテル系ポリウレタン樹脂が積層されてなるJIS硬
    度50乃至90Hsの多層チューブであり、且つ前記アジペー
    トエステル系ポリウレタン樹脂層の厚さが全厚さの30乃
    至95%であることを特徴とする二輪車用ポリウレタン多
    層チューブ。
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