JPH035213A - 二輪車用多層チューブ - 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、二輪車用チューブに関し、更に詳しくはポリ
オレフィン系、ポリスチレン系等の熱可塑性エラストマ
ーを主体とするチューブの少なくとも外面に熱可塑性ポ
リウレタン樹脂（以下、ポリウレタン樹脂と称す）が積
層された耐摩耗性、耐突刺性などの耐久性と空気保持性
並びに経済性等に優れた二輪車用多層チューブに関する
ものである。

（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、従来か
ら多用されてきた天然ゴムあるいはブチルゴム等のゴム
製チューブに代わって、軽量性、弾力性、柔軟性、機械
的強度、耐摩耗性、附突刺性、及び耐老化性等に数多く
の優れた特性を有するポリウレタン樹脂製チューブを採
用しようとする試みが盛んに報告されている。（例えば
特公昭５６−３９８０５号公報、特開昭６３−７７７４
０号公報など） しかしながら、周知の如くポリウレタン樹脂は上記数々
の優れた特性を有しているが、反面、材料コストが従来
のゴム製チューブに比べてはるかに高いという経済上の
大きな問題から、今もって一般大衆車への採用が困難で
、現在では自転車、自動二輪車等の愛好者の間で一部利
用されているにすぎないのが実情である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは優れた経済性に加えて、強度、耐摩耗性
、耐突刺性などの耐久性並びに空気保持性等の諸性質を
兼備した実用性の高い二輪車用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、上記目的を達成するために各種熱可塑性
エラストマーを主体としてなる二輪車用チューブについ
て鋭意検討の結果、ポリオレフィン系、ポリスチレン系
等の経済的に有利ではあるが、強度、Ｉｌｊ＠耗性、空
気保持性などの問題から、これまで二輪車用チューブへ
の応用が困難とされてきた熱可塑性エラストマーよりな
るチューブの少なくとも外面に、特定硬度のポリウレタ
ン樹脂を所定の厚さ比率で積層した多層チューブであれ
ば、多層各層の特性効果が相俟って二輪車用チューブと
しての優れた経済性と耐久性を兼備し得ることを見出し
、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、熱可塑性エラストマーを主体としてな
る二輪車用チューブにおいて、該チューブの少なくとも
外面にＪＩＳ（Ａ）硬度５０乃至９５Ｈｓのポリウレタ
ン樹脂よりなる層がチューブ全厚さに対して５乃至５０
％の厚さ比率で積層されていることを特徴とする二輪車
用多層チューブに係るものである。

以下、本発明の二輪車用多層チューブについてその構成
と作用効果を図示の実施例に基づき詳しく説明する。

第１図は本発明の二輪車用多層チューブの一例を示す断
面図であり、図中の符号１はポリウレタン樹脂よりなる
層、２はポリオレフィン系、ポリスチレン系等から選ば
れる少なくとも一種の熱可塑性エラストマーよりなる層
、３はチューブの外面をそれぞれ表わしている。また、
第２図はポリウレタン樹脂よりなる層１がチューブの外
面及び内面に積層された場合を、更に第３図はポリウレ
タン樹脂よりなる層１がチューブの中間及び外面に積層
された場合を示している。

本発明において、熱可塑性エラストマーとはポリオレフ
ィン系、ポリスチン系、ポリブタジェン系、ポリ塩化ビ
ニル系、ポリイソプレン系等の１種又は２種以上からな
る比較的安価で経済的に有利な熱可慾性のエラストマー
を言うが、中でも軽量性と加工性の点でポリオレフィン
系、ポリスチレン系、及びポリブタジェン系の熱可塑性
エラストマーが好適である。

ここでポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーとは、
ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をハードセグ
メントとし、エチレン・α−オレフィン等のオレフィン
系ゴムをソフトセグメントとする熱可塑性のエラストマ
ーを総称するものであって、エチレン・α−オレフィン
系共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体ゴ
ム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三元あるいは
多元共重合体ゴム、エチレン−ブタジェン共重合体ゴム
、エチレン−１−ブテン共重合体ゴム等のエチレンと炭
素数３〜１４のα−オレフィンを主成分とする実質的に
非晶質あるいは部分結晶性の共重合体ゴムまたはこれら
の混合物等が例示される。

また、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとは、芳香
族ビニル化合物と共役ジエンからなるブロック共重合体
を総称するものであって、分子鎖中に少なくとも１つ以
上のスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレ
ン、ｍ−メチルスチレン、０−メチルスチレン等から選
ばれる芳香族ビニル化合物ブロックと、ブタジェン、イ
ソプレン、ピペリレン等から選ばれる共役ジエン化合物
系ブロックを含有するものであり、また更に上記ブロッ
ク共重合体を水素添加したものでもよい。

更に、本発明においてポリブタジェン系熱可塑性エラス
トマーとは、通常、１．２−結合を７０％以上含有する
平均分子量１０数万のシンジオタクチックポリブタジェ
ンを官い、この場合ソフトセグメントとハードセグメン
トが同一高分子の無定形部分と結晶部分で構成された結
晶化度５０％以下のポリブタジェン系熱可塑性ポリマー
を言うものである。

尚、本発明で用いられるこれら熱可塑性エラストマーは
、その硬度が柔かいほど快適な走行感が得られるが、二
輪車用チューブの如く走行中の衝撃、よじれ、繰返し圧
縮等の苛酷な使用条件下では、過度の柔軟性がパンクや
バースト等のトラブルを引き起こす要因となりやすいた
め、硬度は通常ＪＩＳ（Ａ）硬度で３０乃至９０Ｈｓの
ものが好ましい。

本発明の二輪車用多層チューブはまた、かかる熱可塑性
エラストマーよりなるチューブの少なくとも外面にＪＩ
Ｓ（Ａ）硬度５０乃至９５Ｈｓ、好ましくは６０乃至８
５Ｈｓのポリウレタン樹脂をチューブ全厚さに対する厚
さ比率が５乃至５０％、好ましくは１０乃至４０％にな
るよう積層したものである。

即ち、本発明の二輪車用多層チューブにおいて、前記熱
可塑性エラストマーよりなるチューブの少なくとも外面
にポリウレタン樹脂を積層することによって奏し得られ
る効果は、これまで熱可塑性エラストマーの欠点とされ
ていた強度と耐摩耗性に係る耐久性の問題解決を図ると
共に、空気保持性及び耐熱性等を向上させる点にある。

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する
分子構造中にウレタン結合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し、具体的には使用
される前記ポリオール等の原料の種類によって区別され
るところのアジペートエステル系、ポリエーテル系、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
ウレタン樹脂を包含するが、これらの中では経済性の点
でアジペートエステル系のポリウレタン樹脂が好ましい
。

かかる本発明の二輪車用多層チューブに用いられるポリ
ウレタン樹脂は、ＪＩＳ（Ａ）硬度が５０乃至９５Ｈｓ
のものでなければならず、硬度が５０Ｈｓ未満の場合は
ポリウレタン樹脂自体の強度が弱くなって、積層による
強度、耐摩耗性等の耐久性改善効果が見られなくなるの
に対し、硬度が９５８ｓより大きくなるとチューブの柔
軟性が悪化して走行性の低下を余儀なくされることにな
る。

また、本発明の二輪車用多層チューブは、上記ポリウレ
タン樹脂をチューブ全厚さに対する厚さ比率が５乃至５
０％になるよう積層することが肝要であり、その理由は
ポリウレタン樹脂層の厚さ比率が５％未満の場合は突刺
強度等の改善効果が少なく耐久性の点で不充分であるの
に対し、厚き比率が５０％より大きくなるとチューブ全
体に占めるポリウレタン樹脂の割合が高ぐなって経済的
な特徴が失われるなど、本発明の目的を達成できなくな
るためである。

尚、本発明の二輪車用多層チューブに用いられる前記熱
可塑性エラストマー及びポリウレタン樹脂には、その柔
軟性と弾力性及び経済性等を大きく阻害しない範囲内で
、他の例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン系、ポリスチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリ
ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、エチレン
ビニルアルコール共重合体系、アクリル系等の樹脂ある
いはエラストマーを添加することによって眉間密着性、
空気保持性等を更に向上させることかできるほか、必要
に応じて適宜の滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色
剤、粘着防止剤、加水分解抑制剤等を添加したものでも
ざしつかえない。

また、本発明の二輪車用多層チューブを製造する方法と
しては、共押出法あるいはコーティング法が一般的であ
るが、共押出法による場合は熱可塑性エラストマーより
なる層とポリウレタン樹脂よりなる層の密着力を増強す
るために各層間に適宜の接着性樹脂を介してもざしつか
えない。

更に本発明の多層チューブの厚さは、自転車あるいハ自
動二輪車等の様々な機種のちがいによって、チューブの
口径はもちろん、必要とされる性能も異なるため一概に
法められないが、通常の用途においては３００乃至１５
００μ程度が好適である。

（実施例） 以下、本発明の二輪車用多層チューブを更に理解しやす
くするために実施例により詳しく説明するが、本発明は
これら実施例に限定されるものではない。尚、本発明の
二輪車用多層チューブについて行った物性のｉｌｌ定法
及び評価方法は次の如くである。

（１）　Ｊ　Ｉ　Ｓ　（Ａ）硬度（単位：Ｈｓ）Ｊ　Ｉ
　５Ｋ６３０１に規定するスプリング式硬き試験機（Ａ
形）を用いて測定した。

（２）耐摩耗性（単位：ｍｇ） Ｊ　Ｉ　５Ｋ７２０４に規定するテーパー式摩耗試験に
よって、チューブ外面の摩耗量を測定した。尚、この摩
耗量の測定は、摩耗輪Ｈ−２２、荷重１　ｋｇ、回転数
１００゜回の条件で行った。

（３）空刺強度（単位二ｇ） 直径１．５インチの円筒状リングの断面に試料（チュー
ブを切開してシート状にしたもの）を被せて固定した後
、該円形シート面の中心に尖角約３０度の円錐ヘッドを
２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で突き刺し、試料に穴が開く
までの最大荷重を空刺強度とした。

（４）空気保持性（単位二日） チューブに内圧が約７ｋｇ／ｃｍ２になるよう空気を充
填した後、内圧が半減するまでの日数によって良否を判
定した。

（５）走行性 ＪＩＳＫ７３１１に規定する方法で２００％伸張時の引
張応力を測定し、その値の大小、すなわち柔軟性の良否
によって走行性を評価した。

相性の評価基゛ ２００ｘ引張応力が３０ｋｇ／ａｍ２未満の場合・・・
０２００ｚ引張応力が３０乃至７０ｋｇ／ｃ■２の場合
・・・０２００ｘ引張応力が７０ｋｇ／ａｍ２より大き
い場合・・・×（６）経済性 ポリオレフィン系、ポリスチレン系等の熱可塑性エラス
トマー及び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、従来のポリウレタン樹脂よりなる単層チューブに比
べて２０％以上のコストダウンが可能なものを（○）、
コストダウンの輻が２０％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。

（７）総合評価 耐摩耗性、空刺強度、空気保持性、走行性、経済性等の
測定結果をもとに二輪車用チューブとしての適否を総合
的に評価したもので、適しているものを（Ｏ）、不適の
ものを（×）とした。

実施例１〜４、比較例１〜２ 二官能性ポリオール成分がポリテトラメチレングリコー
ル、ジイソシアネート成分が４．４゛ジフエニルメタン
ジイソシアネート、グリコール成分が１．４ブタンジオ
ールよりなる種々の硬度のポリエーテル系ポリウレタン
樹脂原料を第１及び第３の押出機に、また第２の押出機
にはスチレン−エチレン−ブチレンブロック共重合体を
ベースとするポリスチレン系熱可塑性エラストマー原料
（Ｊ　Ｉ　Ｓ　（Ａ）硬度６０Ｈｓ）を供給してそれぞ
れ溶融混練し、約１２　ｋ　ｇ　／　ｈ　ｒの総押出量
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７ｍ／ｍｉｎの速度で引
取ることによって折径２３ｍｍ、各層の厚さが内層５０
μ−中間層３７０μｍ外層１００μ（チューブ外面のポ
リウレタン樹脂層の全厚きに対する厚き比率は約１９％
である。）の第１図に示す如き３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、耐摩
耗性、空刺強度、空気保持性、走行性等の測定結果を第
１表に示したが、同表からチューブ外面に積層されたポ
リウレタン樹脂の硬度が本発明の範囲にある多層チュー
ブは、いずれも優れた耐久性と空気保持性並びに走行性
等を兼備するほか、経済的にも有利であるため、二輪車
用チューブとして好適であることが確認された。

（以下余白） 第　　１ 表 （注）・表中のＴＰＵとは、ポリウレタン樹脂を示す。

・経済性はいずれも（○）である。

実施例５〜８、比較例３〜４ 内層を形成する第１の押出機にはエチレン・α−オレフ
ィン系の熱可塑性エラストマー原ｍ（ＪＩＳ　（Ａ）硬
度７０Ｈｓ）を、外層を形成する第３の押出機には前記
実施例１で用いたと同じ種々硬度のポリエーテル系ポリ
ウレタン樹脂原料を、また中間層を形成する第２の押出
機には内層と外層の接着力を増強するための接着性樹脂
（ポリウレタン樹脂とエチレン・アクリル酸エステル・
無水マレイン酸三元共重合体との混合原料）を供給して
それぞれ溶融混練し、約１４　ｋ　ｇ　／　ｈ　ｒの総
押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／ｍ　ｉ　ｎ
の速度で引取ることによって、折径２０ｍｍ１各層の厚
さが内層３５５μｍ中間層１５μｍ外層１３０μ（チュ
ーブ外面のポリウレタン樹脂層の全厚きに対する厚き比
率は２６％である。）の第２図の如き２層チューブ（接
着層は除外）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耐摩耗
性、空刺強度、空気保持性、走行性等の測定結果を第２
表に示したが、同表よりチューブ外面に積層されたポリ
ウレタン樹脂の硬度が本発明の範囲にある多層チューブ
は、いずれも優れた耐久性と空気保持性並びに走行性を
兼備するほか、経済的にも有利であるなど、二輪車用チ
ューブとして好適であることが確認された。

第　　２　　表 これら実施例及び比較例で得たチューブについて、耐摩
耗性、空刺強度、空気保持性、走行性、経済性等の評価
結果を第３表に示したが、同表よりチューブ外面に積層
されたポリウレタン樹脂層の厚さ比率が本発明の範囲に
ある多層チューブは、いずれも優れた耐久性、空気保持
性、走行性並びに経済性等を兼備し二輪車用チューブと
して好適であることが確認された。

第　　３　　表 （注）・表中のＴＰＵとは、ポリウレタン樹脂を示す。

・経済性はいずれも（０）である。

実施例９〜１１、比較例５〜６ 押出量を変えることによって内層と外層の厚さ比率を種
々変える以外は実施例６と同様の方法により、折径２０
　ｍ　ｍ　、全厚さ５００μの２層チューブを作製した
。

（注）・表中のＴＰＵとは、ポリウレタン樹脂を示す。

（発明の効果） 以上の如く本発明の二輪車用多層チューブは、経済的に
有利なポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリブタジ
ェン系等の所謂汎用熱可塑性エラストマーを主体として
なるチューブの少なくとも外面に、特定硬度のポリウレ
タン樹脂を積層したものであるため、両者の特性が相乗
されて経済性に優れることはもちろん、二輪車用チュー
ブとしての苛酷な使用条件にも耐えうるに充分な強度、
耐摩耗性、耐空刺性などの耐久性と更には空気保持性を
兼備したものである。

また本発明の多層チューブは、従来のゴム製チューブ製
造現場でみられたような加硫工程を必要とせず、通常の
押出機で容易に製造加工できるほか、かかる生産現場に
おける悪臭等の環境汚染の問題も全くないという生産性
の点でも優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図は、本発明の二輪車用多層チューブの一
例を示す部分拡大断面図である。 ｌ・・−ポリウレタン樹脂層、２・・・熱可塑性エラス
トマー層、３・・・チューブ外面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性エラストマーを主体としてなる二輪車用チ
   ューブにおいて、該チューブの少なくとも外面にＪＩＳ
   （Ａ）硬度５０乃至９５Ｈｓの熱可塑性ポリウレタン樹
   脂よりなる層がチューブ全厚さに対して５乃至５０％の
   厚さ比率で積層されていることを特徴とする二輪車用多
   層チューブ。 ２、請求項１記載の熱可塑性エラストマーが、ポリオレ
   フィン系、ポリスチレン系、及びポリブタジエン系から
   選ばれる少なくとも一種の熱可塑性エラストマーである
   二輪車用多層チューブ。