JPH09315115A - タイヤ滑り止め具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】新規な材料を用いたタイヤ滑り止め具に関する
ものであり、更に詳しくは、３次元構造となしたウレタ
ン樹脂による樹脂チェ−ンである。 【解決手段】タイヤ外周部に巻装される滑り止め具であ
って、溶融成形時に熱可塑性であり、加熱成形後にはマ
トリックス内にヘキサメチレンジイソシアネ−トを基体
とする三次元架橋構造が導入された分子構造をもつウレ
タン樹脂よりなり、ＪＩＳＡ硬度が５０〜９５であるタ
イヤ滑り止め具で、前記ウレタン樹脂が、熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂１００重量部に対し、イソシアネ−ト成分
がヘキサメチレンジイソシアネ−トあり、ウレトジオン
基とイソシアヌレ−ト基とを含有するポリイソシアネ−
ト化合物とヒドロキシル化合物のモル比がＮＣＯ／ＯＨ
＝０．９０〜１．１０の範囲からなる改質剤組成物を
０．０５〜３０重量部を混合し熱間成形するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な材料を用いた
タイヤ滑り止め具（以下、樹脂チェ−ンという）に関す
るものであり、更に詳しくは、３次元構造となしたウレ
タン樹脂による樹脂チェ−ンである。

【０００２】

【従来の技術】近年、タイヤの外周部に巻装される滑り
止め具として、金属製のチェ−ンに代って非金属チェ−
ンが広く使用されるようになってきた。この非金属チェ
−ンは金属製のチェ−ンに比べて低騒音かつ軽量であっ
て、更には耐摩耗性にもすぐれているという特徴があ
る。かかる非金属チェ−ンの材料としては、従来より熱
可塑性ポリウレタン樹脂にて代表される合成樹脂、架橋
（加硫）ゴム材料、更には補強芯材をこのゴム材料で被
覆したものがある。しかるに、これらの非金属チェ−ン
にもまだ解決すべき課題も存在している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】即ち、近年では除雪の
状態がよくなってきたため、チェ−ンを装着した際にド
ライ路面とウエット路面とで交互に走行する状態が多く
なってきた。このことはタイヤ外周部に装着されたチェ
−ンがより高温、高摩擦下にさらされることになる。そ
の結果、熱可塑性樹脂製の樹脂チェ−ンにあっては従来
の金属製チェ−ンと比べてすぐれてはいるが、耐摩耗性
が低下してしまうという欠点があった。

【０００４】又、架橋ゴム材料製のゴムチェ−ンにあっ
ては、ゴム材料単体で構成され、又は補強芯材をゴム材
料にて被覆して構成されるが、いずれもゴム材料が三次
元に架橋されることにより熱可塑性樹脂製の樹脂チェ−
ンよりすぐれた耐摩耗性能を有するが、その一方でモ−
ルド内にて樹脂チェ−ンとして付型した後に加熱による
架橋工程を必要とするため製作に長時間かかってしまう
という製造上の欠点があった。

【０００５】本発明は上記したような欠点を改良するた
めに新たな材料による樹脂チェ−ンを提供することを目
的とするものであり、製造時間の短縮と共に、耐摩耗特
性を大幅に改良した樹脂チェ−ンに係るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はタイヤ外周部に
巻装される樹脂チェ−ンであって、溶融成形時に熱可塑
性であり、加熱成形後にはマトリックス内にヘキサメチ
レンジイソシアネ−トを基体とした三次元架橋構造が導
入された分子構造をもつウレタン樹脂よりなり、ＪＩＳ
Ａ硬度が５０〜９５であることを特徴とする樹脂チェ−
ンに係るものである。

【０００７】そしてここで用いられるウレタン樹脂とし
ては、熱可塑性ポリウレタン樹脂１００重量部に対し、
イソシアネ−ト成分がヘキサメチレンジイソシアネ−ト
あり、ウレトジオン基とイソシアヌレ−ト基とを含有す
るポリイソシアネ−ト化合物とヒドロキシル化合物のモ
ル比がＮＣＯ／ＯＨ＝０．９０〜１．１０の範囲からな
る改質剤組成物を０．０５〜３０重量部を混合し熱間成
形するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を特徴的に言えば樹脂チェ
−ンとしてモ−ルド内にて付型した後における成形加工
時の温度を利用してマトリックス内に三次元の架橋構造
を導入することが可能なウレタン樹脂材料を用いるもの
であって、樹脂チェ−ンとしての耐摩耗特性は三次元構
造より大幅に向上することとなる。

【０００９】しかるに、ウレタンマトリックス中に三次
元架橋構造を有していないと、ドライ、ウエット路面
（氷雪上以外の路面）においてタイヤ外周部に装着して
走行した場合、樹脂チェ−ンが伸びやすくなってしま
い、長時間にわたって使用した場合には寸法変化が大き
くなり、かつ耐摩耗性が低下することとなる。

【００１０】そして樹脂チェ−ンを構成するウレタン樹
脂の必要特性としてＪＩＳＡ硬度が５０〜９５、好まし
くは６０〜７５であり、これ以上軟らかいと三次元架橋
構造を有し高温での伸びが少ないにもかかわらず高速走
行時に伸びを生じてタイヤ外周部よりはずれてしまった
り、タイヤハウス内に接触してしまうという欠点が生ず
る。一方、この限定以上の硬度であると、走行時のタイ
ヤの大きな変形時には樹脂チェ−ンにも大きい変形が加
わり、樹脂チェ−ンの金具周りに応力集中が生じ、結果
的に樹脂チェ−ン寿命が短くなるという欠点がある。

【００１１】本発明はかかる欠点を解決するためになさ
れたものであり、樹脂チェ−ンの基体である熱可塑性ポ
リウレタン樹脂に対し特定の改質剤組成物を加えて熱間
成形することによって欠点を取り除こうとするものであ
る。

【００１２】本発明の樹脂チェ−ンの基体として用いら
れる熱可塑性ポリウレタン樹脂は、通常使用されている
有機ジイソシアネ−ト、ポリオ−ル、鎖長延長剤を反応
して合成されるものである。

【００１３】そして、有機ジイソシアネ−トとしては例
えば、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、２、４−ト
リレンジイソシアネ−ト、２、６−トリレンジイソシア
ネ−ト、Ｐ−フェニレンジイソシアネ−ト等の芳香族イ
ソシアネ−トや、ヘキサメチルレンジイソシアネ−ト、
水添キシレンジイソシアネ−ト等の脂環式又は脂肪族イ
ソシアネ−ト等が挙げられる。

【００１４】又、ポリオ−ルとしては、エステル系、エ
−テル系、ラクトン系、カ−ボネ−ト系のポリオ−ル等
が挙げられる。エステル系のポリオ−ルとしては、例え
ばエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、１、４
−ブタンジオ−ル、１、３−ブタンジオ−ル、１、５−
ペンタンジオ−ル等の多価アルコ−ルと、例えばアジピ
ン酸、セバシン酸、テレフタル酸、マレイン酸等の脂肪
酸、若しくは芳香族カルボン酸から得られるポリエステ
ルジオ−ルが挙げられる。エ−テル系のポリオ−ルとし
ては、例えばエチレングリコ−ル、ポリプロピレンエ−
テルグリコ−ル等のポリアルキレンエ−テルジオ−ルが
挙げられる。

【００１５】本発明に使用する熱可塑性ポリウレタン樹
脂を構成する鎖長延長剤とは、例えばエチレングリコ−
ル、ポロピレングリコ−ル、１、４−ブタンジオ−ル
１、３−ブタンジオ−ル等が挙げられる。

【００１６】熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法は、
押出機を使用する連続合成方法、又は混練槽を有するニ
−ダ−のようなバッチ合成方法等、通常使用される製造
用機械を使用して行われる。

【００１７】次に改質剤組成物について述べると、ポリ
イソシアネ−ト化合物はヘキサメチレンジイソシアネ−
ト又は一部ウレタン化したヘキサメチレンジイソシアネ
−トから誘導されるものであり、ウレトジオン基と、イ
ソシアヌレ−ト基を含有するものである。特にこれを使
用する理由は解離温度が成形温度に近いためである。ウ
レトジオン基とイソシアヌレ−ト基を同時に含有する化
合物を得るために効果的な触媒としては、例えばトリエ
チルホスフィン、ジブチルエチルホスフィン、トリ−ｎ
−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン等
の燐系化合物が好ましく、反応温度は通常５０〜９０℃
の範囲である。

【００１８】ウレトジオン基を有する二量体とイソシア
ヌレ−ト基を有する三量体の含有率は、示差屈曲率計検
出によるゲルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ−（以
下、ＧＰＣと略す。）の各ピ−クの面積百分率によって
求められるが、両者の好ましい含有量は二量体が１０％
以上、三量体が６０％以下が好ましく、更に好ましくは
二量体が１５〜４０％、三量体が１５〜４０％である。
かかる限定の理由は反応初期の低温時に開裂してイソシ
アネ−トを出し、徐々に高温になるにつれて三量体から
のイソシアネ−トの放出が始まるのでこれをコントロ−
ルするためであり、言い換えれば、イソシアネ−ト発生
の安定かを狙ったものである。

【００１９】一部ウレタン化に用いられる活性水素含有
化合物としては、例えば１、４−ブタンジオ−ル、１、
３−ブタンジオ−ル、１、６−ヘキサンジオ−ル、エチ
レングリコ−ル、トリメチロ−ルプロパン等が挙げられ
る。

【００２０】ウレトジオン基とイソシアヌレ−ト基を含
有するヘキサメチレンジイソシアネ−ト系のポリイソシ
アネ−ト化合物を用いて改質剤を合成するにあたり、該
ポリイソシアネ−ト化合物のＮＣＯ基と反応させるヒド
ロキシル化合物とは熱可塑性ポリウレタン樹脂を構成す
る鎖長延長剤、長嶺ポリオ−ルを使用することができ
る。例えば、１、４−ブタンジオ−ル、１、３−ブタン
ジオ−ル、１、６−ヘキサンジオ−ル、エチレングリコ
−ル、プロピレングリコ−ル、トリメチルプロパン等が
挙げられる。

【００２１】ポリイソシアネ−ト化合物とヒドロキシル
化合物とのモル比は、ＮＣＯ／ＯＨ＝０．９０〜１．１
０の範囲から選ばれるものであり、より好ましくは、
０．９５〜１．０５である。この範囲を外れると固形状
の反応物は得難くなる。合成時の反応温度はウレトジオ
ン基の解離温度よりも低い温度条件で、１５０℃以下、
より好ましくは１４０℃以下である。合成装置としては
通常の熱可塑性ポリウレタン樹脂を合成するに用いる機
械を使用することができる。具体的には、単軸又は二軸
押出機、ニ−ダ−のような混練槽を有する混合装置等が
挙げられる。

【００２２】さて、本発明の樹脂チェ−ンは熱可塑性ポ
リウレタン樹脂１００重量部に対し前記改質剤塑性物
０．０５〜３０重量部を溶融含有させて熱間成形するこ
とにより得られるが、その製造方法としては、通常の熱
可塑性樹脂を成形加工する射出成形機、押出成形機等を
使用することができる。成形温度、射出条件及び押出条
件はかかる改質剤を添加することによっても何ら変化す
ることなく成形品を得ることができるという特徴があ
る。

【００２３】又、必要により各種添加剤を加えることが
でき、例えば成形品の着色を目的とした染料、顔料、成
形品の保形性及び曲げ強さの向上を目的としたガラス繊
維等の無機フィラ−、難燃性向上剤、電気絶縁性向上剤
等である。

【００２４】

【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。 （改質剤の製造）反応器にヘキサメチレンジイソシアネ
−トを３０００部とトリオクチルホスフィン６．０部を
仕込み、攪拌機を作動させ５５℃に加熱し８時間反応さ
せた後停止触媒としてリン酸１．９部を加えて反応を停
止させ、未反応のヘキサメチレンジイソシアネ−トを除
去しイソシアネ−ト含量２３．２％の反応生成物を得
た。反応生成物をＧＰＣにより分析した結果、ウレトジ
オン基を有する２量体の含有率が３２％、イソシアヌレ
−ト基を有する３量体の含有率が４４％であった。次
に、これをニ−ダ−に８０部仕込み、温度調節した後、
１，４−ブタンジオ−ル２０部を仕込み、樹脂化した後
にパウダ−状の改質物を得た。これに含まれるイソシア
ネ−ト基の含量は１２．４％であった。

【００２５】（熱可塑性ポリウレタン樹脂）樹脂チェ−
ンに用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、日
本ポリウレタン工業製の熱可塑性ポリウレタン樹脂・パ
ラプレンＰ−４３３である。

【００２６】（樹脂チェ−ンの製造）表１に示す各材料
をもって樹脂チェ−ンを製造した。モ−ルド内への成形
は射出成形で行った。製造された樹脂チェ−ンは図１に
示すものであり、樹脂チェ−ンサイズは１８５／７０Ｒ
−１４である。

【００２７】得られた樹脂チェ−ンを１８００ｃｃの前
輪駆動車の前輪タイヤに装着し、乾燥路を３００ｋｍ走
行後の摩耗、伸びを測定した。測定結果を表１に示す。

【００２８】（測定）硬度の測定は射出成形で加工した
４ｃｍ×４ｃｍ×０．５ｃｍのシ−トを用いＪＩＳ６３
０１に準拠した。摩耗の測定は図１中のイ部の肉厚の変
化にて測定した。実施例の摩耗は比較的１の摩耗量を１
００とし、摩耗量＝（実施例の摩耗量／比較例の摩耗
量）×１００（％）で算出し、値が小さい程優れてい
る。伸びの測定は図１中のロ部の寸法変化を測定した。
実施例の伸びは比較例１の伸びを１００とし、伸び＝
（実施例の伸び／実施例の伸び）×１００（％）で算出
した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】表１から分るように、マトリックス中に
架橋構造のない比較例と比べて架橋構造のあるものは耐
摩耗性が大きく改良されることが分る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例によって製造した樹脂チ
ェ−ンの平面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ外周部に巻装される滑り止め具で
   あって、溶融成形時に熱可塑性であり、加熱成形後には
   マトリックス内にヘキサメチレンジイソシアネ−トを基
   体とする三次元架橋構造が導入された分子構造をもつウ
   レタン樹脂よりなり、ＪＩＳＡ硬度が５０〜９５である
   ことを特徴とするタイヤ滑り止め具。
2. 【請求項２】 前記ウレタン樹脂が、熱可塑性ポリウレ
   タン樹脂１００重量部に対し、イソシアネ−ト成分がヘ
   キサメチレンジイソシアネ−トあり、ウレトジオン基と
   イソシアヌレ−ト基とを含有するポリイソシアネ−ト化
   合物とヒドロキシル化合物のモル比がＮＣＯ／ＯＨ＝
   ０．９０〜１．１０の範囲からなる改質剤組成物を０．
   ０５〜３０重量部を混合し熱間成形するものである請求
   項第１項記載のタイヤ滑り止め具。