JP6794178B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑み、樹脂材料で形成され、かつエアシール性、耐リムずれ性、高速走行性能および耐久性に優れる外装部材を有するタイヤを提供することを目的とする。
<1>樹脂材料で形成される環状のタイヤ骨格体と、前記タイヤ骨格体のリムと接する部分に設けられ、樹脂材料で形成される外装部材と、を含み、前記外装部材の圧縮永久歪が80%以下であり、ピコ摩耗試験において測定される摩耗量が300g以下である、タイヤ。
<2>前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料とが同じ種類の樹脂を含む、<1>に記載のタイヤ。
<3>前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性エラストマーを含む、<1>又は<2>に記載のタイヤ。
<4>前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性ポリアミド系エラストマーを含む、<1>〜<3>のいずれか1項に記載のタイヤ。
<5>前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料とがそれぞれ熱可塑性ポリアミド系エラストマーを含む、<1>〜<4>のいずれか1項に記載のタイヤ。
また、「ゴム」とは、弾性を有する高分子化合物であるが、本明細書では、熱可塑性樹脂エラストマーとは区別される。
また、「熱可塑性エラストマー」には、弾性を有する高分子化合物であって、結晶性で融点の高いハードセグメント若しくは高い凝集力のハードセグメントを構成するポリマーと、非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーとを有する共重合体からなる熱可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂とゴムの混合物である熱可塑性ゴム架橋体(TPV)の両方が含まれる。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本発明のタイヤは、樹脂材料で形成される環状のタイヤ骨格体と、前記タイヤ骨格体のリムと接する部分に設けられ、樹脂材料で形成される外装部材と、を含み、前記外装部材の圧縮永久歪が80%以下であり、ピコ摩耗試験において測定される摩耗量が300g以下である。
また、外装部材のピコ摩耗試験において測定される摩耗量が300g以下であることで、良好な耐摩耗性を有している。さらに、外装部材の圧縮永久歪が80%以下であることで、良好なエアシール性(変形しにくい)を有している。
一般に、樹脂材料の摩耗量が大きいほど圧縮永久歪の値は小さくなる傾向にある。本発明では、両者の値を適切な範囲に規定することで特性のバランスに優れた外装部材を実現している。
本明細書において樹脂が同じ種類であるとは、樹脂の主鎖の骨格(樹脂がハードセグメントとソフトセグメントを有する熱可塑性エラストマーである場合は、ハードセグメントの主鎖を構成する骨格)が共通していること(例えば、エステル系同士、スチレン系同士、ポリアミド系同士等)を意味する。同じ種類の樹脂の組み合わせには、一方が熱可塑性樹脂であって一方が熱可塑性エラストマーである場合、双方が熱可塑性樹脂である場合、及び双方が熱可塑性エラストマーである場合が含まれる。
融着性の観点からは、タイヤ骨格体に含まれる樹脂材料と外装部材に含まれる樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性エラストマーを含むことが好ましく、双方が熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。耐熱性と転がり抵抗性の観点からは、タイヤ骨格体に含まれる樹脂材料と外装部材に含まれる樹脂材料の少なくとも一方がポリアミド系熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂及びオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、双方がポリアミド系熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂及びオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。
タイヤ骨格体は、樹脂材料で形成される。樹脂材料は樹脂を少なくとも含み、樹脂としては熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー及び熱硬化性樹脂が挙げられる。融着性の観点からは、樹脂材料は熱可塑性エラストマーを含むことが好ましく、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。タイヤ骨格体を形成する樹脂材料に含まれる樹脂は、1種のみであっても2種以上であってもよい。
タイヤ骨格体を形成する樹脂材料に含まれる樹脂の含有率は、樹脂材料の総量の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
タイヤ骨格体を形成する樹脂材料が熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも一方を含む場合、その合計含有率は、樹脂材料に含まれる樹脂の総量の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
タイヤ骨格体を形成する樹脂材料が熱可塑性エラストマーを含む場合、その含有率は、樹脂材料に含まれる樹脂の総量の50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーとは、結晶性で融点の高いハードセグメントを形成するポリマーと非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成するポリマーとを有する共重合体からなる熱可塑性の樹脂材料であって、ハードセグメントを形成するポリマーの主鎖にアミド結合(−CONH−)を有するものを意味する。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリアミドが結晶性で融点の高いハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリエステル、ポリエーテル等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。また、ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメント及びソフトセグメントの他に、ジカルボン酸等の鎖長延長剤を用いて形成されてもよい。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、JIS K6418:2007に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)等や、特開2004−346273号公報に記載のポリアミド系エラストマー等を挙げることができる。
また、一般式(2)中、R2としては、炭素数3〜18の炭化水素の分子鎖、例えば炭素数3〜18のアルキレン基が好ましく、炭素数4〜15の炭化水素の分子鎖、例えば炭素数4〜15のアルキレン基が更に好ましく、炭素数10〜15の炭化水素の分子鎖、例えば炭素数10〜15のアルキレン基が特に好ましい。
一般式(1)又は一般式(2)で表されるモノマーとしては、ω−アミノカルボン酸又はラクタムが挙げられる。また、ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、これらω−アミノカルボン酸又はラクタムの重縮合体、ジアミンとジカルボン酸との共縮重合体等が挙げられる。
ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、3−メチルペンタメチレンジアミン、メタキシレンジアミン等の炭素数2〜20の脂肪族ジアミン等のジアミン化合物を挙げることができる。
また、ジカルボン酸は、HOOC−(R3)m−COOH(R3:炭素数3〜20の炭化水素の分子鎖、m:0又は1)で表すことができ、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸を挙げることができる。
ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、ラウリルラクタム、ε−カプロラクタム、又はウデカンラクタムを開環重縮合したポリアミドを好ましく用いることができる。
ここで、「ABA型トリブロックポリエーテル」とは、下記一般式(3)に示されるポリエーテルを意味する。
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリスチレンがハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリエチレン、水添ポリブタジエン、水添ポリイソプレン等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。ハードセグメントを形成するポリスチレンとしては、例えば、公知のラジカル重合法、イオン性重合法等で得られるものが好ましく用いられ、具体的には、アニオンリビング重合を持つポリスチレンが挙げられる。また、ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ(2,3−ジメチル−ブタジエン)等が挙げられる。
また、ソフトセグメントを形成するポリマーの数平均分子量としては、5000〜1000000が好ましく、10000〜800000がより好ましく、30000〜500000が更に好ましい。さらに、ハードセグメント(x)及びソフトセグメント(y)との体積比(x:y)は、成形性の観点から、5:95〜80:20が好ましく、10:90〜70:30がより好ましい。
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体[SBS(ポリスチレン−ポリ(ブチレン)ブロック−ポリスチレン)、SEBS(ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン)]、スチレン−イソプレン共重合体(ポリスチレン−ポリイソプレンブロック−ポリスチレン)、スチレン−プロピレン系共重合体[SEP(ポリスチレン−(エチレン/プロピレン)ブロック)、SEPS(ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン)、SEEPS(ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン)、SEB(ポリスチレン(エチレン/ブチレン)ブロック)]等が挙げられる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリウレタンが物理的な凝集によって疑似架橋を形成しているハードセグメントを形成し、他のポリマーが非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、JIS K6418:2007に規定されるポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)が挙げられる。ポリウレタン系熱可塑性エラストマーは、下記式Aで表される単位構造を含むソフトセグメントと、下記式Bで表される単位構造を含むハードセグメントとを含む共重合体として表すことができる。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、Rで表される脂環族炭化水素を含むジイソシアネート化合物としては、例えば、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。さらに、Rで表される芳香族炭化水素を含む芳香族ジイソシアネート化合物としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、P’で表される脂環族炭化水素を含む脂環族ジオール化合物としては、例えば、シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,3−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール等が挙げられる。
さらに、P’で表される芳香族炭化水素を含む芳香族ジオール化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシン、クロロヒドロキノン、ブロモヒドロキノン、メチルヒドロキノン、フェニルヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、フェノキシヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルサルファイド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、ビスフェノールA、1,1−ジ(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)エタン、1,4−ジヒドロキシナフタリン、2,6−ジヒドロキシナフタリン等が挙げられる。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、芳香族ジオールと芳香族ジイソシアネートとからなるハードセグメントと、ポリ炭酸エステルからなるソフトセグメントとの組合せが好ましく、より具体的には、トリレンジイソシアネート(TDI)/ポリエステル系ポリオール共重合体、TDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、TDI/カプロラクトン系ポリオール共重合体、TDI/ポリカーボネート系ポリオール共重合体、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)/ポリエステル系ポリオール共重合体、MDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、MDI/カプロラクトン系ポリオール共重合体、MDI/ポリカーボネート系ポリオール共重合体、及びMDI+ヒドロキノン/ポリヘキサメチレンカーボネート共重合体から選ばれる少なくとも1種が好ましく、TDI/ポリエステル系ポリオール共重合体、TDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、MDI/ポリエステルポリオール共重合体、MDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、及びMDI+ヒドロキノン/ポリヘキサメチレンカーボネート共重合体から選ばれる少なくとも1種が更に好ましい。
オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリオレフィンが結晶性で融点の高いハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリオレフィン、他のポリオレフィン、ポリビニル化合物等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。ハードセグメントを形成するポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、ポリブテン等が挙げられる。
オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、オレフィン−α−オレフィンランダム共重合体、オレフィンブロック共重合体等が挙げられ、具体的には、プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−4−メチル−1ペンテン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−4−メチル−ペンテン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、1−ブテン−1−ヘキセン共重合体、1−ブテン−4−メチル−ペンテン、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−ブチルアクリレート共重合体、プロピレン−メタクリル酸共重合体、プロピレン−メタクリル酸メチル共重合体、プロピレン−メタクリル酸エチル共重合体、プロピレン−メタクリル酸ブチル共重合体、プロピレン−メチルアクリレート共重合体、プロピレン−エチルアクリレート共重合体、プロピレン−ブチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
また、エチレンとプロピレンといったように2種以上のオレフィン樹脂を組み合わせて用いてもよい。また、オレフィン系熱可塑性エラストマー中のオレフィン樹脂含有率は、50質量%以上100質量%以下が好ましい。
オレフィン系熱可塑性エラストマーは、公知の方法によって共重合することで合成することができる。
「オレフィン熱可塑性エラストマーを酸変性してなるもの」とは、オレフィン熱可塑性エラストマーに、カルボン酸基、硫酸基、燐酸基等の酸性基を有する不飽和化合物を結合させることをいう。
オレフィン熱可塑性エラストマーに、カルボン酸基、硫酸基、燐酸基等の酸性基を有する不飽和化合物を結合させることとしては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマーに、酸性基を有する不飽和化合物として、不飽和カルボン酸(一般的には、無水マレイン酸)の不飽和結合部位を結合(例えば、グラフト重合)させることが挙げられる。
酸性基を有する不飽和化合物としては、オレフィン熱可塑性エラストマーの劣化抑制の観点からは、弱酸基であるカルボン酸基を有する不飽和化合物が好ましく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等が挙げられる。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリエステルが結晶性で融点の高いハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリエステル又はポリエーテル等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。
ハードセグメントを形成するポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられ、ポリブチレンテレフタレートが好ましい。
脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等が挙げられる。
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート等が挙げられる。
これらの脂肪族ポリエーテル及び脂肪族ポリエステルの中でも、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性の観点から、ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート等が好ましい。
樹脂材料は、所望に応じて各種添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、ゴム(例えば、水添スチレンブタジエンゴム(HSBR)、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム等)、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、補強材等の各種添加剤が挙げられる。
添加剤の樹脂材料中の含有量は特に限定はなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。
外装部材は、タイヤ骨格体のリムと接する部分に設けられ、樹脂材料で形成される。
タイヤ骨格体において外装部材の設けられる場所は、タイヤ骨格体のリムと接する部分(ビード部)を含むのであれば特に制限されない。例えば、タイヤ骨格体のビード部にのみ設けられても、タイヤ骨格体のビード部からサイド部に延伸するように設けられていてもよい。外装部材は、タイヤの外気と接する部分に設けられていても、外装部材の表面にさらに別の部材(装飾層、保護層等)が設けられていてもよい。
外装部材を形成する樹脂材料が熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも一方を含む場合、その合計含有率は、樹脂材料に含まれる樹脂の総量の50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
外装部材を形成する樹脂材料が熱可塑性エラストマーを含む場合、その含有率は、樹脂材料に含まれる樹脂の総量の50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
TPVには、所望に応じて、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ、カーボンブラック等)、相溶化剤(例えば、マレイン酸変性ポリオレフィン、ポリオレフィンにアクリル酸又はグリシジルメタクリレートをグラフト重合させたポリマー、ポリオレフィンとポリアミドとのブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体のマレイン酸変性体等)、老化防止剤(例えば、国際公開WO2005/063482号公報に記載の老化防止剤等)、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、補強材等の各種添加剤を含有させてもよい。添加剤の熱可塑性ゴム架橋体中の含有量は特に限定はなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。
TPV自体の融点(又は軟化点)としては、通常100℃〜350℃、好ましくは100℃〜250℃程度であるが、タイヤの生産性の観点から120℃〜250℃程度が好ましく、120℃〜200℃が更に好ましい。
融点が120℃〜250℃のTPVを用いることで、射出成形が容易となり、また、射出成形により外装部材を形成する際、タイヤ骨格体への溶着が容易である。このため、本発明のタイヤはタイヤ骨格体と外装部材との接着性が高く、耐久性に優れる。尚、射出成形により外層部材を形成する場合、特定TPVの加熱温度は、融点(又は軟化点)よりも10℃〜150℃高い温度が好ましく、10℃〜100℃高い温度が更に好ましい。
本発明のタイヤは、タイヤ骨格体の外周部に周方向に巻回される補強コードを含む補強コード層を有していてもよい。
補強コード層は、樹脂材料で形成されることが好ましい。補強コード層が樹脂材料で形成されていると、補強コードをクッションゴムで固定する場合と比して、タイヤと補強コード層との硬さの差を小さくできるため、更に補強コードをタイヤ骨格体に密着及び固定することができる。更に、補強コードがスチールコード等の金属からなる部材である場合、タイヤの処分時に補強コードをクッションゴムから分離しようとすると、加硫ゴムは加熱だけでは補強コードと分離させるのが難しい。これに対し、樹脂材料は加熱のみで補強コードと分離することが可能であるため、タイヤのリサイクル性の点で有利である。また、樹脂材料は通常加硫ゴムに比して損失係数(Tanδ)が低い。このため、補強コード層が樹脂材料を多く含んでいると、タイヤの転がり性を向上させることができる。更には、加硫ゴムに比して相対的に弾性率の高い樹脂材料は、面内せん断剛性が大きく、タイヤ走行時の操安性や耐摩耗性にも優れるといった利点がある。
尚、補強コード層が補強コード部材の少なくとも一部が埋設されるようにして構成される場合、補強コード層を形成する樹脂材料は主としてタイヤ骨格体のコード埋設部周辺のオレフィン樹脂を含む樹脂材料であることが好ましいが、他の樹脂を更に被覆する態様であってもよい。また、この場合には、タイヤ骨格体を形成するオレフィン樹脂を含む樹脂材料として酸変性オレフィン樹脂を含むことが好ましい。
更に、補強コード層が、樹脂材料を被覆した補強コードによって構成される場合には、オレフィン樹脂を含む樹脂材料に対して熱等による溶着性の高い樹脂材料を選択することが好ましい。このようにオレフィン樹脂を含む樹脂材料と(熱)溶着性の高い樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーやオレフィン樹脂などを用いることができる。この中でも、補強コード層を形成する樹脂材料としては、オレフィン樹脂を含む樹脂材料を含むことが、補強コードの引き抜き性の観点から好ましく、ポリエチレン系樹脂を含むことがより好ましい。
また、補強コード層が樹脂材料で形成される場合、補強コードの引き抜き性(引き抜かれにくさ)を高める観点から、補強コードはその表面の20%以上が樹脂材料に覆われていることが好ましく、50%以上が樹脂材料に覆われていることがより好ましい。また、補強コード層中の樹脂材料の含有率は、補強コードの引き抜き性を高める観点から、補強コードを除いた補強コード層を構成する材料の全質量に対して20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
図1は、本実施形態のタイヤの一部の断面を示す斜視図である。図1に示すように、本実施形態のタイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
さらに、タイヤ10は、外装部材20の圧縮永久歪が80%以下であり、ピコ摩耗試験において測定される摩耗量が300g以下であることで、エアシール性、耐リムずれ性、高速走行性能および耐久性に優れている。
(タイヤケース成形工程)
まず、薄い金属の支持リングに支持された一対のタイヤ骨格体半体17Aを互いに向かい合わせる。次いで、タイヤ骨格体半体17Aの突き当て部分の外周面と接するように図を省略する接合金型を設置する。ここで、接合金型はタイヤ骨格体半体17Aの接合部(突き当て部分)周辺を所定の圧力で押圧するように構成されている。次いで、タイヤケース半体の接合部周辺を、タイヤ骨格体を構成する樹脂材料の融点以上で押圧する。タイヤ骨格体半体の接合部が接合金型によって加熱及び加圧されると、接合部が溶融しタイヤ骨格体半体同士が溶着しこれら部材が一体となってタイヤ骨格体17が形成される。尚、本実施形態においては接合金型を用いてタイヤ骨格体半体の接合部を加熱したが、本発明はこれに限定されず、例えば、別に設けた高周波加熱機等によって接合部を加熱したり、予め熱風、赤外線の照射等によって軟化または溶融させ、接合金型によって加圧してタイヤ骨格体半体を接合させてもよい。
次に、タイヤ骨格体17のリムと接する場所に、樹脂材料を用いて外装部材20を形成する。外装部材20の形成は、射出成形等により行うことができる。外装部材20はタイヤ骨格体17の成形と同時に形成してもよく、タイヤ骨格体17の成形とは別に形成した後に接着させてもよい。外装部材20の形成は、補強コード層形成工程又はトレッド配置工程の前に行っても、後に行ってもよい。
次に、図を省略するが、補強コード26を巻き付けたリール、コード加熱装置、各種ローラ等を備えたコード供給装置を用い、加熱した補強コード26をクラウン部16の外周面に埋設しながら巻き付けることで、タイヤ骨格体17のクラウン部16の外周側に補強コード層28を形成することができる。
次に、タイヤ骨格体17の外周面にトレッド30を配置する。トレッド30の形成方法は特に制限されない。例えば、予め射出成形によって路面との接地面に複数の溝からなるトレッドパターンを有する帯状のトレッド30を形成し、トレッド30の1周分をタイヤ骨格体17に巻き付け、ホットランナー等を用いてトレッド30を加熱することでタイヤ骨格体17の外周面にトレッド30を溶着させることができる。トレッド30は、射出形成後に加硫されていてもよい。
上述の実施形態に示す構造を有する実施例及び比較例のタイヤを表1に示す材料を用いて作製した。各材料の詳細は、次の通りである。
PP…(株)プライムポリマー「プライムTPO」シリーズの「J5710」
TPA…宇部興産(株)「UBESTA XPA」シリーズの「XPA9055X1」
PA…宇部興産(株)の「1013B」、三井化学(株)「タフマー」シリーズの「DF640」、「MH7010」の混合物(質量比:60/20/20)
TPV1…三井化学(株)「ミラストマー」シリーズの「6030BS」
TPV2…三井化学(株)「ミラストマー」シリーズの「8030BS」
TPV3…日油(株)「ノフアロイ」シリーズの「TZ330−6511」
TPV4…東洋紡(株)「サーリンク」シリーズの「4155B」
TPV5…東洋紡(株)「サーリンク」シリーズの「5030BS」
TPV6…エクソンモービル社製「サントプレン」シリーズの「101−87」
TPU1…BASF社製「エラストロン」シリーズの「ET870」
TPU2…(株)オカダエンジニアリング「ガムセン」シリーズの「AR750」
TPA1…アルケマ社製「ぺバックス」シリーズの「PEBAX3533」
TPA2…アルケマ社製「ぺバックス」シリーズの「PEBAX4033」
TPA3…アルケマ社製「ぺバックス」シリーズの「PEBAX2533」
外装部材の作製に用いた樹脂材料で直径13mm、厚さ6mmの試験片を作製した。この試験片を用いて、JIS K6262:2006に準拠し、25%圧縮で70℃にて22時間圧縮し、圧縮永久歪(%)を測定した。結果を表1に示す。
ピコ摩耗試験は、ASTM−D−2228に従って、グットリッチ式ピコ摩耗試験機を用いて、室温(25℃)で測定した。結果を表1に示す。
作製したタイヤを乗用車に装着し、試験路にて実車走行を5万km実施した後、内圧保持状態(エアシール性)とリムずれ量を調べた。双方ともに優れる結果が得られた場合をA、双方ともに問題のなかった場合をB、いずれか一方又は双方に問題のある場合をCとして評価した。結果を表1に示す。
作製したタイヤを用いてドラム試験を実施し、走行可能な速度が時速280km以上であった場合をA、走行可能な速度が時速200km以上280km未満であった場合をB、走行可能な速度が時速200km未満であった場合をCとして評価した。結果を表1に示す。
作製したタイヤを用いてドラム試験を実施し、時速150kmでの走行可能な時間が5分以上であった場合をA、時速150kmでの走行可能な時間が5分未満(サイドの膨れ、サイドの膨れに起因するエアリーク等が発生)であった場合をBとして評価した。結果を表1に示す。
外装部材の摩耗量が300gを超える比較例1のタイヤは、リムずれ性とエアシール性の評価が低く、耐久性の評価も低かった。
外装部材の圧縮永久歪が80%を超える比較例2〜4のタイヤは、リムずれ性とエアシール性の評価は良好であったが、高速走行性能の評価が低かった。
Claims (6)
- 樹脂材料で形成される環状のタイヤ骨格体と、
前記タイヤ骨格体のリムと接する部分であるビード部に設けられ、樹脂材料で形成される外装部材と、を含み、
前記外装部材の圧縮永久歪が80%以下であり、ピコ摩耗試験において測定される摩耗量が300g以下であり、
前記ビード部には、スチールコードからなる円環状のビードコアが埋設されている、タイヤ。 - 前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料とが同じ種類の樹脂を含む、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性エラストマーを含む、請求項1又は請求項2に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性ポリアミド系エラストマーを含む、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ骨格体を形成する樹脂材料と、前記外装部材を形成する樹脂材料とがそれぞれ熱可塑性ポリアミド系エラストマーを含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ骨格体の外周部に周方向に巻回される補強コードを含む補強コード層を有する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタイヤ。
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