JP7162004B2 - タイヤ用金属樹脂複合部材及びタイヤ - Google Patents
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Description
本明細書において「熱可塑性樹脂」とは、温度上昇とともに材料が軟化して流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になるが、ゴム状弾性を有しない高分子化合物を意味する。
本明細書において「熱可塑性エラストマー」とは、ハードセグメント及びソフトセグメントを有する共重合体を意味する。熱可塑性エラストマーとして具体的には、例えば、結晶性で融点の高いハードセグメント、又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、を有する共重合体が挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとしては、例えば、温度上昇とともに材料が軟化して流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物が挙げられる。
また本明細書において、「ハードセグメント」とは、相対的にソフトセグメントよりも硬い成分を指し、「ソフトセグメント」とは、相対的にハードセグメントよりも柔らかい成分を指す。なお、ハードセグメントは、塑性変形を防止する架橋ゴムの架橋点の役目を果たす分子拘束成分であることが好ましい。なお、上記ハードセグメントは、例えば、主骨格に芳香族基若しくは脂環式基等の剛直な基を有する構造、又は分子間水素結合若しくはπ-π相互作用による分子間パッキングを可能にする構造等のセグメントが挙げられる。また、ソフトセグメントは、ゴム弾性を示す柔軟性成分であることが好ましい。ソフトセグメントは、例えば、主鎖に長鎖の基(例えば長鎖のアルキレン基等)を有し、分子回転の自由度が高く、伸縮性を有する構造のセグメントが挙げられる。
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。
本明細書において「工程」との語には、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、その目的が達成されるものであれば、当該工程も本用語に含まれる。
本開示のタイヤ用金属樹脂複合部材(以下、金属樹脂複合部材とも称する)は、金属コードと樹脂層とを備え、前記樹脂層は、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する熱可塑性樹脂Aと、前記熱可塑性樹脂Aの前記ハードセグメントと同種の構造単位からなる熱可塑性樹脂Bと、を含む樹脂混合物から形成され、前記樹脂混合物におけるハードセグメントの比率(以下、HS比率とも称する)が60質量%以上75質量%未満である。
金属コードは特に制限されず、タイヤの補強に一般的に使用可能なものを用いることができる。金属コードとしては、一本の金属コードからなるモノフィラメント(単線)、複数本の金属コードを撚った状態のマルチフィラメント(撚り線)等が挙げられる。金属コードの断面形状、直径等は、特に限定されるものではなく、複合部材の用途等に応じて選択できる。金属コードの材質は特に制限されず、スチール等が挙げられる。
樹脂層は、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する熱可塑性樹脂Aと、熱可塑性樹脂Aのハードセグメントと同種の構造単位からなる熱可塑性樹脂Bと、を含み、HS比率が60質量%以上75質量%未満である樹脂混合物から形成される。
HS比率(質量%)={HS/(HS+SS)}×100
さらに、熱可塑性樹脂Aに由来するピークが-10℃以下の温度範囲に存在することが好ましい。熱可塑性樹脂Aに由来するピークが-10℃以下の温度範囲に存在していると、熱可塑性樹脂Aの剛性が高すぎず、良好な耐低温衝撃性が維持される傾向にある。熱可塑性樹脂Aに由来するピークが存在する温度範囲の下限は特に制限されないが、例えば、-60℃以上であることが好ましい。
熱可塑性樹脂Bに由来するピークが存在する温度範囲は特に制限されないが、例えば、45℃~150℃の温度範囲に存在することが好ましい。
熱可塑性樹脂Aは、分子中にハードセグメントに相当する構造単位とソフトセグメントに相当する構造単位とを有するものであれば特に制限されない。本明細書において、例えば「ポリエステル系熱可塑性エラストマー」とは、ハードセグメントが主鎖にエステル結合を有する構造単位である熱可塑性エラストマーを意味する。その他の熱可塑性エラストマーについても同様である。樹脂混合物に含まれる熱可塑性樹脂Aは、1種のみでも2種以上であってもよい。
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。
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樹脂であって、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。
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。
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、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-ペンテン共重合体、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。
熱可塑性樹脂Bは、熱可塑性樹脂Aのハードセグメントと同種の構造単位からなるものであれば特に制限されない。本明細書において「熱可塑性樹脂Aのハードセグメントと同種の構造単位」とは、熱可塑性樹脂Aのハードセグメントに相当する構造単位の主鎖を構成する結合様式が同種である構造単位を意味する。例えば、熱可塑性樹脂Aのハードセグメントに相当する構造単位がポリエステルである場合は、熱可塑性樹脂Bはポリエステルとなる。樹脂混合物に含まれる熱可塑性樹脂Aは、1種のみでも2種以上であってもよい。
ポリエステル系熱可塑性樹脂としては、上述したポリエステル系熱可塑性エラストマーのハードセグメントを形成するポリエステルを挙げることができる。具体的には、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ-3-ブチル酪酸、ポリヒドロキシ-3-ヘキシル酪酸、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の脂肪族ポリエステル、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、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等の芳香族ポリエステルなどを例示することができる。これらの中でも、耐熱性及び加工性の観点から、ポリエステル系熱可塑性樹脂は芳香族ポリエステルが好ましく、ポリブチレンテレフタレートがより好ましい。
ポリアミド系熱可塑性樹脂としては、上述したポリアミド系熱可塑性エラストマーのハードセグメントを形成するポリアミドを挙げることができる。具体的には、ε-カプロラクタムを開環重縮合したポリアミド(アミド6)、ウンデカンラクタムを開環重縮合したポリアミド(アミド11)、ラウリルラクタムを開環重縮合したポリアミド(アミド12)、ジアミンと二塩基酸とを重縮合したポリアミド(アミド66)、メタキシレンジアミンを構成単位として有するポリアミド(アミドMX)等を例示することができる。
アミド6の市販品としては、例えば、宇部興産(株)製の「UBEナイロン」シリーズ(例えば、1022B、1011FB等)を用いることができる。アミド11の市販品としては、例えば、アルケマ(株)製の「Rilsan B」シリーズを用いることができる。アミド12の市販品としては、例えば、宇部興産(株)製の「UBEナイロン」シリーズ(例えば、3024U、3020U、3014U等)を用いることができる。アミド66の市販品としては、例えば、旭化成(株)製の「レオナ」シリーズ(例えば、1300S、1700S等)を用いることができる。アミドMXの市販品としては、例えば、三菱ガス化学(株)製の「MXナイロン」シリーズ(例えば、S6001、S6021、S6011等)を用いることができる。
オレフィン系熱可塑性樹脂としては、上述したオレフィン系熱可塑性エラストマーのハードセグメントを形成するポリオレフィンを挙げることができる。具体的には、ポリエチレン系熱可塑性樹脂、ポリプロピレン系熱可塑性樹脂、ポリブタジエン系熱可塑性樹脂等を例示することができる。これらの中でも、耐熱性及び加工性の点からは、ポリプロピレン系熱可塑性樹脂が好ましい。
ポリプロピレン系熱可塑性樹脂の具体例としては、プロピレンホモ重合体、プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体、プロピレン-α-オレフィンブロック共重合体等が挙げられる。α-オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン等の炭素数3~20程度のα-オレフィン等が挙げられる。
金属樹脂複合部材は、金属コードと樹脂層の間に接着層を備えていてもよい。接着層の材質は特に制限されない。例えば、熱可塑性樹脂(熱可塑性樹脂エラストマーを含む)が挙げられる。接着層を形成する熱可塑性樹脂は、1種のみでも2種以上であってもよい。
本開示のタイヤは、樹脂材料から形成される環状のタイヤ骨格体と、前記タイヤ骨格体の外周部に配置される上述した金属樹脂複合部材と、を備える。
金属樹脂複合部材の樹脂層とタイヤ骨格体との接合性の観点からは、タイヤ骨格体は、前記熱可塑性樹脂Aのハードセグメントと同種の構造単位を有する熱可塑性樹脂Cを含む樹脂材料から形成されることが好ましい。
HS比率(質量%)={HS/(HS+SS)}×100
図1Aは、本実施形態のタイヤ10の一部の断面を示す斜視図である。図1Bは、本実施形態のタイヤ10をリムに装着したときのビード部の断面図である。図1Aに示すように、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。図1Aに示すように、タイヤ10は、図1Bに示すリム20のビードシート21およびリムフランジ22に接触する1対のビード部12と、ビード部12からタイヤ径方向外側に延びるサイド部14と、一方のサイド部14のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部14のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部16(外周部)と、からなるタイヤケース17を備えている。
まず、薄い金属の支持リングに支持されたタイヤケース半体同士を互いに向かい合わせる。次いで、タイヤケース半体の突き当て部分の外周面と接するように接合金型を設置する。接合金型は、タイヤケース半体の接合部(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、補強コードの樹脂層とタイヤケースを形成する樹脂材料の融点以上の温度で押圧することで、接合部が溶融し、タイヤケース半体同士が融着して一体となり、タイヤケース17が形成される。
本実施形態では、接合金型を用いてタイヤケース半体の接合部を加熱したが、本開示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ケース半体を接合させてもよい。
次に、補強コード26をタイヤケース17に巻回する巻回工程について、図3を用いて説明する。図3は、コード加熱装置、およびローラ類を用いてタイヤケース17のクラウン部に補強コード26を埋設する動作を説明するための説明図である。
図3において、コード供給装置56は、補強コード26を巻き付けたリール58と、リール58のコード搬送方向下流側に配置されたコード加熱装置59と、補強コード26の搬送方向下流側に配置された第1のローラ60と、第1のローラ60をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第1のシリンダ装置62と、第1のローラ60の補強コード26の搬送方向下流側に配置される第2のローラ64と、第2のローラ64をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第2のシリンダ装置66と、を備えている。第2のローラ64は、金属製の冷却用ローラとして利用することができる。
本実施形態において、第1のローラ60または第2のローラ64の表面は、溶融または軟化した被覆用樹脂27の付着を抑制するための処理(例えば、フッ素樹脂コーティング)が施されているが、ローラ自体を被覆用樹脂27が付着しにくい材料から形成してもよい。なお、本実施形態では、コード供給装置56は、第1のローラ60または第2のローラ64の2つのローラを有しているが、何れか一方のローラのみを有していてもよい。
次に、図示を省略するブラスト装置にて、タイヤケース17の外周面17Sに向け、タイヤケース17側を回転させながら、外周面17Sへ投射材を高速度で射出する。射出された投射材は、外周面17Sに衝突し、この外周面17Sに算術平均粗さRaが0.05mm以上となる微細な粗化凹凸96を形成する。タイヤケース17の外周面17Sに微細な粗化凹凸96が形成されることで、外周面17Sが親水性となり、後述する接合剤の濡れ性が向上する。
次に、粗化処理を行なったタイヤケース17の外周面17Sに、クッションゴム29を接合するための接合剤を塗布する。接合剤は特に制限されず、トリアジンチオール系接着剤、塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤、ゴム系接着剤等を用いることができるが、クッションゴム29が加硫できる温度(90℃~140℃)で反応するものであることが好ましい。
次に、生タイヤケースを加硫缶やモールドに収容して加硫する。このとき、粗化処理によってタイヤケース17の外周面17Sに形成された粗化凹凸96に未加硫のクッションゴム29が流れ込む。そして、加硫が完了すると、粗化凹凸96に流れ込んだクッションゴム29により、アンカー効果が発揮されて、タイヤケース17とクッションゴム29との接合強度が向上する。すなわち、クッションゴム29を介してタイヤケース17とトレッド30との接合強度が向上する。
<1>金属コードと樹脂層とを備え、前記樹脂層は、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する熱可塑性樹脂Aと、前記熱可塑性樹脂Aの前記ハードセグメントと同種の構造単位からなる熱可塑性樹脂Bと、を含む樹脂混合物から形成され、前記樹脂混合物におけるハードセグメントの比率が60質量%以上75質量%未満である、タイヤ用金属樹脂複合部材。
<2>前記樹脂混合物は海島構造を有する、<1>に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<3>前記海島構造は熱可塑性樹脂Aを含むマトリックスと、熱可塑性樹脂Bを含むドメインとからなる、<2>に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<4>ドメイン径が0.1μm~10μmである、<2>又は<3>に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<5>前記樹脂混合物の粘弾性測定により得られるTanδ曲線がピークを2つ以上有する、<1>~<4>のいずれか1項に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<6>前記Tanδ曲線は、前記熱可塑性樹脂Aに由来するピークを低温側に、前記熱可塑性樹脂Bに由来するピークを高温側に有し、前記熱可塑性樹脂Aに由来するピークが-10℃以下の温度範囲に存在する、<5>に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<7>前記熱可塑性樹脂Aがポリエステル系熱可塑性エラストマー又はポリアミド系熱可塑性エラストマーである、<1>~<6>のいずれか1項に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<8>前記ハードセグメントがポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択される少なくとも1種である、<1>~<7>のいずれか1項に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
<9>樹脂材料から形成される環状のタイヤ骨格体と、前記タイヤ骨格体の外周部に配置される<1>~<8>のいずれか1項に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材と、を備える、タイヤ。
<10>前記タイヤ用金属樹脂複合部材は前記タイヤ骨格体の外周部に巻回されて配置される、<9>に記載のタイヤ。
平均直径が1.15mmのマルチフィラメント(平均直径が0.35mmの5本のモノフィラメント(スチール製、強力:280N、伸度:3%)を撚った撚り線)の外周に、酸変性ポリエステル系熱可塑性エラストマー(三菱化学(株)の「プリマロイAP CQ730」を用いて接着層を形成する。次いで、接着層の上に押出機にて押し出した樹脂混合物により、最小厚みが400μmの樹脂層を形成し、冷却して金属樹脂複合部材を作製する。なお、実施例10のみ、樹脂層の最小厚みを100μmとする。
次いで、作製した金属樹脂複合部材を用いて、上述した実施形態に示すようなタイヤ骨格体の外周部に金属樹脂複合部材が配置された実施例及び比較例のタイヤ(タイヤサイズ:225/40R18)を公知の方法により作製する。
樹脂層は、表1、2に示す配合比(質量部)の樹脂を用いて形成する。表1、2に示す略称の詳細は、下記のとおりである。
TPC2…ハードセグメントがPBTであり、ソフトセグメントがPTMGであるポリエステル系熱可塑性エラストマー(東レ・デュポン(株)の「ハイトレル4767N」、HS比率:47.6質量%)
TPC3…ハードセグメントがPBTであり、ソフトセグメントがPTMGであるポリエステル系熱可塑性エラストマー(東レ・デュポン(株)の「ハイトレル6347」、HS比率:75質量%)
TPC4…ポリエステル系熱可塑性エラストマー(東洋紡(株)の「ペルプレンP150B」)
PBT2…PBT樹脂(ポリプラスチックス(株)の「ジュラネックス201AC」)
PBT3…PBT樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)の「ノバデュラン5010R3-2」)
SEBS…水添スチレン系熱可塑性エラストマー(旭化成(株)の「タフテックM1913」)
樹脂層の形成に用いた樹脂(又は樹脂混合物)のHS比率を、上述した条件にてNMRによりそれぞれ測定する。さらに、海島構造の有無とドメイン径を、AFM(アジレントテクノロジー社製「SPM5500」)のACモードで樹脂切片を観察して位相像から確認する。さらに、Tanδピークの数を上述した方法により調べる。
耐低温衝撃性は、シャルピー衝撃試験(JIS K 7111-1:2012に準拠)の結果により評価した。具体的には、デジタル衝撃試験機(DG-UB型、(株)東洋精機製作所製)を用いて、衝撃ハンマー2Jの条件で-20℃、-30℃で試験を実施し、下記基準に従って評価する。
-30℃で破断せず…A
-20℃で破断せず、-30℃で破断する…B
-20℃で破断する…C
空気圧:230kPa(相対圧)を適用したタイヤを、フラットベルト試験機上に配置して、走行速度80km/h相当にてタイヤを回転させた際のスリップアングル付与時の横力を測定することによりコーナリングパワーを評価する。具体的には、スリップアングルを0°としたときの横力と、スリップアングルを1°としたときの横力の差分をコーナリングパワーとし、比較例1のタイヤを100として指数で表示する。数値が大きい程、コーナリングパワーに優れていると評価できる。105以上をA、103~104をB、102以下をCとして、AおよびBを合格とする。
金属樹脂複合部材を80℃、90RH%の条件で3週間放置した後、(株)エー・アンド・デイ製の「TENSIRON RTF-1210」を用いて、室温環境(25℃)で引張速度100mm/minで180°剥離試験を行って、樹脂層が剥離したときの剥離力(単位:N)を測定し、下記基準に従って評価する。
樹脂層が剥離したときの剥離力が14N以上…A
樹脂層が剥離したときの剥離力が14N未満…B
表1、2に示すように、樹脂層の形成に用いる樹脂混合物がポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)とポリエステル系熱可塑性樹脂(PBT)を含み、かつHS比率が60mol以上75質量%未満である実施例は、耐低温衝撃性及びコーナリングパワーのいずれの評価も良好である。
実施例で用いた樹脂組成物の断面をAFMで観察したところ、PBTを含むドメインと、TPCを含むマトリックスとからなる海島構造が形成されている。また、粘弾性測定により得られるTanδ曲線はピークを2つ有し、かつ低温側のピーク(TPCに由来するピーク)が-20℃以下の範囲に存在している。
比較例1、3~10で用いた樹脂組成物の断面をAFMで観察したところ、海島構造は形成されていない。また、粘弾性測定により得られるTanδ曲線はピークを1つのみ有している。
樹脂層がTPCとPBTの両方を含むがHS比率が60質量%未満である比較例11は、耐低温衝撃性に優れているがコーナリングパワーの評価が低い。
Claims (8)
- 金属コードと樹脂層とを備え、前記樹脂層は、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する熱可塑性樹脂Aと、前記熱可塑性樹脂Aの前記ハードセグメントと同種の構造単位からなる熱可塑性樹脂Bと、を含む樹脂混合物から形成され、前記樹脂混合物におけるハードセグメントの比率が60質量%以上75質量%未満であり、
前記熱可塑性樹脂Aはポリエステル系熱可塑性エラストマーであり、前記熱可塑性樹脂Bはポリブチレンテレフタレートである、タイヤ用金属樹脂複合部材。 - 前記樹脂混合物は海島構造を有する、請求項1に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
- 前記海島構造は熱可塑性樹脂Aを含むマトリックスと、熱可塑性樹脂Bを含むドメインとからなる、請求項2に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
- ドメイン径が0.1μm~10μmである、請求項2又は請求項3に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
- 前記樹脂混合物の粘弾性測定により得られるTanδ曲線がピークを2つ以上有する、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
- 前記Tanδ曲線は、前記熱可塑性樹脂Aに由来するピークを低温側に、前記熱可塑性樹脂Bに由来するピークを高温側に有し、前記熱可塑性樹脂Aに由来するピークが-10℃以下の温度範囲に存在する、請求項5に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材。
- 樹脂材料から形成される環状のタイヤ骨格体と、前記タイヤ骨格体の外周部に配置される請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のタイヤ用金属樹脂複合部材と、を備える、タイヤ。
- 前記タイヤ用金属樹脂複合部材は前記タイヤ骨格体の外周部に巻回されて配置される、請求項7に記載のタイヤ。
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