JPH02117403A - 二輪車用ポリウレタン多層チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、耐すム打ち性等に
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水性と耐かび性に
難があるため、二輪車用チューブの如き苛酷な条件下で
の使用に際してば、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０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きれたものであり、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、耐すム打
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、
特定の硬度と厚き構成比で、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９０Ｈ８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
厚ざの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、黄変防止剤
、粘若防止剤、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
をより一層向上きせるごとができる。

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きれた多
層チューブであって、且つ該多層チューブの硬度がＪＩ
Ｓ硬度で５０乃至９０Ｈｓ、好ましくは６０乃至８５Ｈ
ｓ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、耐す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ざの３０乃至９５％、好ましくは４
０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、
耐水性と副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
タン樹脂の厚ざは全厚ざの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
がチューブ全厚ざの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
の性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ざしつかえ
ない。尚、本発明の二輪車用ポリウレタン多層チューブ
の厚きは、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２０００ｕ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
ビートカット−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 ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３に規定する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（０）、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
ンの輻が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力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となした受は台上に取り付け
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１００ ｋｇ／ａｍ２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／ａｍ２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（０）、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、耐すム打ち性、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（０）、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、１５ｏ乃至２１０℃の温度で溶融混練した後、
約１５ｋｇ／ｈｒの総理出量で同一口金を有する二層の
サーキュラ−ダイスに導ぎ、ダイス内部で接合させた後
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１００μｍ内層
４００μ（全厚き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
２６ｍｍ５厚°ざ５００ｕの単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、耐すム打ち性、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多層チューブは、
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。

（以下余白） 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
ン樹脂層の全厚ざに対する厚ざ比率が種々異なる、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
ン樹脂層の厚き比率が本発明の範囲にあるものは、コス
トが安（、シかも優れた諸性質を有していることが確認
された。

（以下余白） 実施例１に 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１９０℃の温度で溶融混練した後、約１
７ｋ　ｇ　／　ｈ　ｒの総理出量で同一口金を有する三
層のサーキュラ−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２３　ｍ　ｍ　、各層の厚さが外層８
０μ＝中間層４００μ−内層４０μ（全厚ざ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
ざ比率は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、耐すム打ち性、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＝０１耐水性ニア４％、 耐すム打ち性ニア８％、 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間誼を有するア
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、耐すム打ち性に加えて、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)

【特許請求の範囲】
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。