JPS60210621A - 強化ポリウレタンタイヤの製造方法 - Google Patents
強化ポリウレタンタイヤの製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低ヒステリシスを有するポリウレタン組成物を
用いた空気入り強化ポリウレタンタイヤに関する。
用いた空気入り強化ポリウレタンタイヤに関する。
ウレタン組成物は、強化タイヤが出合う高衝撃および振
動環境に好適である。
動環境に好適である。
ウレタンの形成、および空気入りタイヤ製造のための成
形技術を開示する代表的な特許は下記のとおりである。
形技術を開示する代表的な特許は下記のとおりである。
米国特許第2,713,884号には、ポリアルキレン
エーテルグリコールジイソシアネートエラストマの組成
の接着剤でゴムタイヤ・ストック(stack)に接着
されたポリエステルジイソシアネートエラストマのトレ
ンド部を有するタイヤ組成物の製造が開示されている。
エーテルグリコールジイソシアネートエラストマの組成
の接着剤でゴムタイヤ・ストック(stack)に接着
されたポリエステルジイソシアネートエラストマのトレ
ンド部を有するタイヤ組成物の製造が開示されている。
ポリエステルジイソシアネートエラストマは、アジピン
酸とエチレンおよびプロピレングリコール、および4.
4′−メチレンジフェニルジイソシアネートとの反応さ
せることによって形成される。
酸とエチレンおよびプロピレングリコール、および4.
4′−メチレンジフェニルジイソシアネートとの反応さ
せることによって形成される。
米国特許第4.044.811号には、トルエンジイソ
シアネートとおよびポリ (テトラメチレンエーテルグ
リコール)のようなポリアルキレングリコールとのプレ
ポリマ、およびエチレンジアミン、メチレンビス(2−
クロルアニリン)(MOCA)などのようなジアミン鎖
延長剤から形成されたポリウレタンを用いる積層タイヤ
の製造が示されている。
シアネートとおよびポリ (テトラメチレンエーテルグ
リコール)のようなポリアルキレングリコールとのプレ
ポリマ、およびエチレンジアミン、メチレンビス(2−
クロルアニリン)(MOCA)などのようなジアミン鎖
延長剤から形成されたポリウレタンを用いる積層タイヤ
の製造が示されている。
米国特許第4,090,547号には、ポリ (テトラ
メチレンエーテルグリコール)とトルエンジイソシアネ
ートからの、約4%のイソシアネート含有量を有するプ
レポリマと、鎖延長剤としてのm−フェニレンジアミン
との反応によって形成されたウレタンを用いたウレタン
タイヤの製造が開示されている。
メチレンエーテルグリコール)とトルエンジイソシアネ
ートからの、約4%のイソシアネート含有量を有するプ
レポリマと、鎖延長剤としてのm−フェニレンジアミン
との反応によって形成されたウレタンを用いたウレタン
タイヤの製造が開示されている。
タイヤの製造においては、強度を与えるために、タイヤ
に補強コードを組み入れることが、通常行なわれている
。
に補強コードを組み入れることが、通常行なわれている
。
補強コードとして空気入りタイヤに用いられる代表的な
繊維は、米国特許第3,869,430号。
繊維は、米国特許第3,869,430号。
第3,977.172号、第3.950.590号、第
3.92.9,180号、 第4.278,779号、
第4,044,540号、 第3.849,976号
、第3.826.298号、第3,745.151号。
3.92.9,180号、 第4.278,779号、
第4,044,540号、 第3.849,976号
、第3.826.298号、第3,745.151号。
第3.690.363号および第4,155,394号
に示されている。
に示されている。
基本的には、タイヤ補強に用いられる一般的な繊維は、
ガラスフィラメント、ナイロン、レーヨン、芳香族ポリ
アミド、ポリビニルアルコール、w4.ポリエチレン、
2.6−ナフタレート。
ガラスフィラメント、ナイロン、レーヨン、芳香族ポリ
アミド、ポリビニルアルコール、w4.ポリエチレン、
2.6−ナフタレート。
およびポリエステルである。
これら、夫々の種類または群のタイヤコード組成物の中
にも、タイヤに望まれた強度、粘着性および他の性質に
関連して目的とする特長を達成するために、多くの変形
が工夫されている。
にも、タイヤに望まれた強度、粘着性および他の性質に
関連して目的とする特長を達成するために、多くの変形
が工夫されている。
強化ポリウレタンタイヤの製造に関連した一つの問題は
、補強コードとの接触部において発生した熱に、ポリウ
レタン樹脂が耐え得ないことであった。
、補強コードとの接触部において発生した熱に、ポリウ
レタン樹脂が耐え得ないことであった。
ポリウレタン組成物とコードとの間の接触点における、
急速な圧縮と弛緩が摩擦力による発熱の原因であること
は知られている。この熱は消散されねばならず、さもな
いとポリマは劣化し、タイヤは破壊される。
急速な圧縮と弛緩が摩擦力による発熱の原因であること
は知られている。この熱は消散されねばならず、さもな
いとポリマは劣化し、タイヤは破壊される。
他の問題は、発熱の問題が解決されたとして、目的とす
るタイヤ強度を得ることであった。
るタイヤ強度を得ることであった。
ポリウレタンタイヤの製造にレーヨン、ナイロンおよび
ポリエステルのような多くのコードが用いられたが、こ
れら繊維はゴムのバイアスタイヤおよびラジアルタイヤ
については効果的であるにもかかわらず、ポリウレタン
タイヤには強度を与えることができない。
ポリエステルのような多くのコードが用いられたが、こ
れら繊維はゴムのバイアスタイヤおよびラジアルタイヤ
については効果的であるにもかかわらず、ポリウレタン
タイヤには強度を与えることができない。
部分的な解決策として、液状媒体を型に入れ、硬化する
ことによってポリウレタンタイヤが製造された。このタ
イヤば、ゴムタイヤ製造のようなベルトからは形成され
ていない。
ことによってポリウレタンタイヤが製造された。このタ
イヤば、ゴムタイヤ製造のようなベルトからは形成され
ていない。
レーヨンおよびポリエステルコードを補強材として用い
るときは、目的とするタイヤ強度を達成するために多量
のコートを使用しなければならない。
るときは、目的とするタイヤ強度を達成するために多量
のコートを使用しなければならない。
しかしながら、多量のコートが存在すると、ウレタン組
成物を多量の補強コード中に均一に分散させるさことが
困難である。この結果、−貫した良好な接着と接触が達
成されない。
成物を多量の補強コード中に均一に分散させるさことが
困難である。この結果、−貫した良好な接着と接触が達
成されない。
他の繊維、たとえば鋼は望ましい強度を有しているが、
ポリウレタン組成物との接着が劣っている。。
ポリウレタン組成物との接着が劣っている。。
ナイロンは成型の過程で延びる傾向がある。
米国特許第4,124,345号、第4,277.29
5号および第4.259.129号にはウレタンタイヤ
製造のための成型装置およびかかるタイヤの強化技術が
示されている。
5号および第4.259.129号にはウレタンタイヤ
製造のための成型装置およびかかるタイヤの強化技術が
示されている。
本発明は、改善され強化された空気入りポリウレタンタ
イヤに関し、ここでこのタイヤは繊維状の補強コード、
およびこのコードと接触するポリウレタン組成物からな
る。
イヤに関し、ここでこのタイヤは繊維状の補強コード、
およびこのコードと接触するポリウレタン組成物からな
る。
この改善とは、下記式(j)で表わされる芳香族ポリイ
ソシアネートと、分子量500〜5000の二官能性ポ
リオールと反応によって形成された、約2〜12重量%
の過剰のイソシアネート含有量を有するプレポリマを、
分子量500〜5000の長鎖状二官能性ポリオール(
Ill)と下記式(II)で表わされる芳香族ジアミン
の組合せからなる鎖延長剤混合物と反応させることによ
り得られた低ヒステリシスを有するポリウレタン組成物
を使用することにある。
ソシアネートと、分子量500〜5000の二官能性ポ
リオールと反応によって形成された、約2〜12重量%
の過剰のイソシアネート含有量を有するプレポリマを、
分子量500〜5000の長鎖状二官能性ポリオール(
Ill)と下記式(II)で表わされる芳香族ジアミン
の組合せからなる鎖延長剤混合物と反応させることによ
り得られた低ヒステリシスを有するポリウレタン組成物
を使用することにある。
R。
上記(I)式において、R+、Rz、R3およびR4は
水素、炭素原子1〜4のを有するアルキル、ニトリル、
ハロゲン、 CO!Rs、 C0NRJtであり、R6
は炭素原子1〜6のアルキル基であり。
水素、炭素原子1〜4のを有するアルキル、ニトリル、
ハロゲン、 CO!Rs、 C0NRJtであり、R6
は炭素原子1〜6のアルキル基であり。
R6およびR1は水素、または炭素原子1〜6のアルキ
ルまたはこれらの混合物である。
ルまたはこれらの混合物である。
1
(n)式において、R1,R1,RsおよびR4は水素
、炭素原子1〜4のアルキル、ニトリル。
、炭素原子1〜4のアルキル、ニトリル。
ハロゲン、C01Rs、 CONれR7であり、R3は
炭素原子1〜6のアルキル基であり、R6およびR7は
水素または炭素原子1〜6のアルキルである。
炭素原子1〜6のアルキル基であり、R6およびR7は
水素または炭素原子1〜6のアルキルである。
前記ポリオール(1)は、前記鎖延長剤混合物のポリオ
ール当量あたり0.5〜5当量のアミンを与える量にお
いて存在する。
ール当量あたり0.5〜5当量のアミンを与える量にお
いて存在する。
繊維状補強コードの好ましい態様は、芳香族ポリアミド
である。
である。
本発明によって意図される強化された、空気入りポリウ
レタンタイヤの著名な利点は下記のとおりである。
レタンタイヤの著名な利点は下記のとおりである。
このタイヤは、相当な高速度に、かつかなりの荷重に長
時間耐えることができる。
時間耐えることができる。
このタイヤ組成物は、熱的欠陥に長期間耐えることがで
きる。
きる。
このタイヤは、引裂き、および切断に優れた抵抗性を有
する。
する。
補強材として芳香族ポリアミドコードを使用したときに
は、コードへのポリウレタンの接着力は顕著である。
は、コードへのポリウレタンの接着力は顕著である。
内部摩擦力に起因するタイヤにおける発熱を主として低
下せしめたことによって回転摩擦が減少した。
下せしめたことによって回転摩擦が減少した。
本発明の強化ポリウレタン空気入りタイヤの製造方法は
良く知られており、公知文献に記載がある。
良く知られており、公知文献に記載がある。
一つの製造方法としては、補強コードがトロイダル・コ
ア(toroidal core)のまわりに通常分散
され、コアの直径よりも大きい直径の一連のリングセグ
メント(ring segment)を用いてコアを樹
脂で封じ込めてトロイダルコアとリングセグメントの間
に共軸の環状空間を形成する。
ア(toroidal core)のまわりに通常分散
され、コアの直径よりも大きい直径の一連のリングセグ
メント(ring segment)を用いてコアを樹
脂で封じ込めてトロイダルコアとリングセグメントの間
に共軸の環状空間を形成する。
封じ込めは、コアとリングセグメントの間の空間をウレ
タン形成組成物で充填し、硬化させることによって行な
われる。
タン形成組成物で充填し、硬化させることによって行な
われる。
空気入りタイプの強化タイヤ製造の代表的な装置および
方法については、米国特許第4.043゜725号、第
4.124.345号および第4.259.129号が
ある。
方法については、米国特許第4.043゜725号、第
4.124.345号および第4.259.129号が
ある。
これらの装置および成型技術は参考として取り入れられ
る。
る。
強化空気入りタイヤの製造に好適な補強繊維材料には、
ナイロン、ポリエステル、ガラス繊維、ポリビニルアル
コール、金属線、たとえば鋼線、芳香族ポリアミド、お
よび実質的に強化空気入りタイヤの形成に用いられた他
の繊維状コードが含まれる。
ナイロン、ポリエステル、ガラス繊維、ポリビニルアル
コール、金属線、たとえば鋼線、芳香族ポリアミド、お
よび実質的に強化空気入りタイヤの形成に用いられた他
の繊維状コードが含まれる。
しかしながら、これら繊維材料の中で、芳香族ポリアミ
ドが好ましい。代表的な例には、ポリ (クロル−フェ
ニレンテレフタルアミド)。
ドが好ましい。代表的な例には、ポリ (クロル−フェ
ニレンテレフタルアミド)。
(クロル−pフェニレン/p−フェニレンテレフタルア
ミド)コポリマ、ポリ (p−フェニレン−2,6−ナ
フタレンジカルボキシアミド)、および(4,4’−メ
チレンジフェニレン/p−フェニレンテレフタルアミド
)コポリマが含まれる。
ミド)コポリマ、ポリ (p−フェニレン−2,6−ナ
フタレンジカルボキシアミド)、および(4,4’−メ
チレンジフェニレン/p−フェニレンテレフタルアミド
)コポリマが含まれる。
一般に、これら繊維はポリ (p−フェニレンテレフタ
ルアミド)゛繊維として分類され、米国特許第3,86
9.429号および第3.869,430号に例が示さ
れている。
ルアミド)゛繊維として分類され、米国特許第3,86
9.429号および第3.869,430号に例が示さ
れている。
ポリ (p−フェニレンテレフタルアミド)繊維の変形
もあり、これら変形は(p−フェニレンイソフタルアミ
ド)系である。
もあり、これら変形は(p−フェニレンイソフタルアミ
ド)系である。
芳香族ポリアミド繊維の製造方法およびタイプに関する
他の情報としては、米国特許第3.869.429号、
第3.869,430号および第4,278,779号
を挙げることができ、これらはすべて参考として取り入
れられる。
他の情報としては、米国特許第3.869.429号、
第3.869,430号および第4,278,779号
を挙げることができ、これらはすべて参考として取り入
れられる。
本書において述べる特定のウレタン組成物と空気入りポ
リウレタンタイヤに関する芳香族ポリアミドとの特定の
組合せによって達成される著名な効果は、ウレタン組成
物がコードと優れた接着性を有することである。
リウレタンタイヤに関する芳香族ポリアミドとの特定の
組合せによって達成される著名な効果は、ウレタン組成
物がコードと優れた接着性を有することである。
第2に、芳香族ポリアミドが優れた強度特性と、特にタ
イヤが経験する引張りおよび圧縮の環境下において伸び
がないと云う性質を存することである。
イヤが経験する引張りおよび圧縮の環境下において伸び
がないと云う性質を存することである。
第3は、芳香族ポリアミドが成型温度において十分に安
定であるので、成型操作中に変形しないことである。こ
のことは、ウレタンタイヤにナイロン繊維を使用するこ
とに関連して最大の問題の一つであった。
定であるので、成型操作中に変形しないことである。こ
のことは、ウレタンタイヤにナイロン繊維を使用するこ
とに関連して最大の問題の一つであった。
なぜならば、ナイロン繊維は、成型操作中に伸びる傾向
を有するからである。
を有するからである。
強化された空気入りタイヤの成型に用いたウレタン組成
物は、下記式(1)で示される芳香族イソシアネートを
長鎖ポリオールと反応させて生成したプレポリマを、次
いで鎖延長剤混合物と反応させることからなる。
物は、下記式(1)で示される芳香族イソシアネートを
長鎖ポリオールと反応させて生成したプレポリマを、次
いで鎖延長剤混合物と反応させることからなる。
R3
(1)式において、R+、Rt、RzおよびR4は水素
、炭素原子1〜4を有するアルキル、ニトリル、ハロゲ
ン、C0Js、C0NR&R?であり、R%は縦素原子
1〜6のアルキル基であり、R1およびR7は水素また
は炭素原子1〜6のアルキルである。
、炭素原子1〜4を有するアルキル、ニトリル、ハロゲ
ン、C0Js、C0NR&R?であり、R%は縦素原子
1〜6のアルキル基であり、R1およびR7は水素また
は炭素原子1〜6のアルキルである。
上記のようにイソシアネートは、ポリマのヒステリシス
特性を実質的に妨げることなしに種々の基で置換するこ
とができる。
特性を実質的に妨げることなしに種々の基で置換するこ
とができる。
複数の大きなアルキル基が分子中に存在する場合には、
トルエンジイソシアネートのような短鎖のモノアルキル
置換分子と比較して、若干の立体障害が存在する。
トルエンジイソシアネートのような短鎖のモノアルキル
置換分子と比較して、若干の立体障害が存在する。
本発明の実施に好適なイソシアネートには、トルエンジ
イソシアネート、フェニルジイソシアネート、キシレン
ジイソシアネートジエチルトルエンジイソシアネートお
よびクロルトルエンジイソシアネート これらイソシアネートの異性体混合物も、同様に用いら
れる。
イソシアネート、フェニルジイソシアネート、キシレン
ジイソシアネートジエチルトルエンジイソシアネートお
よびクロルトルエンジイソシアネート これらイソシアネートの異性体混合物も、同様に用いら
れる。
プレポリマの形成に用たポリオールは、特にポリウレタ
ンエラストマの製造に通常用いられたポリアルキレンエ
ーテル、ポリアセトンまたはポリエステルポリオールで
ある。
ンエラストマの製造に通常用いられたポリアルキレンエ
ーテル、ポリアセトンまたはポリエステルポリオールで
ある。
これらポリオール系は、少なくとも二つのヒドロキシル
基を含み、約500〜5000の分子量、好ましくは約
1000〜約3000の分子量を有する有・−機化合物
を含む。
基を含み、約500〜5000の分子量、好ましくは約
1000〜約3000の分子量を有する有・−機化合物
を含む。
直鎖状、または僅かに分枝したポリエステルポリオール
を用いることができ、カルボン酸とアミノアルコールま
たはジアミノアルコールを含むモノまたはポリヒドロキ
シアルコールとの反応によって得られる。
を用いることができ、カルボン酸とアミノアルコールま
たはジアミノアルコールを含むモノまたはポリヒドロキ
シアルコールとの反応によって得られる。
ポリエステルポリオールの製造に用いられるポリカルボ
ン酸の例には、シュウ酸、マロン酸。
ン酸の例には、シュウ酸、マロン酸。
コハク酸、グルタル酸、スペリン酸、アゼライン酸、マ
レイン酸、フマル酸など、およびヒドロキシカルボン酸
が含まれる。
レイン酸、フマル酸など、およびヒドロキシカルボン酸
が含まれる。
ポリエステルポリオールの製造に用いたポリオールには
、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン
ジオール、ベンタンジオール、ヘキサンジオールおよび
ヘプタンジオールが含まれる。
、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン
ジオール、ベンタンジオール、ヘキサンジオールおよび
ヘプタンジオールが含まれる。
ポリイソシアネートプレポリマの製造に適するポリオー
ルの他の群には、ポリエーテルポリオールカ含まれ、ア
ルキレンオキシドを開始剤で縮合させることによって得
られる。
ルの他の群には、ポリエーテルポリオールカ含まれ、ア
ルキレンオキシドを開始剤で縮合させることによって得
られる。
開始剤は一般に二官能性化合物であり、水またはエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオー
ル、エタノールアミン、プロパツールアミンなどのよう
なグリコールを含む。
ングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオー
ル、エタノールアミン、プロパツールアミンなどのよう
なグリコールを含む。
好ましいポリオールは、ポリ(テトラメチレングリコー
ル)およびポリカプロラクトンのようなポリエーテルポ
リオールである。
ル)およびポリカプロラクトンのようなポリエーテルポ
リオールである。
イソシアネートおよびポリオールは通常の方法によって
反応せしめられ、プレポリマが形成される。
反応せしめられ、プレポリマが形成される。
各反応剤の比率は、約2〜12重量%の遊離イソシアネ
ート含有量が存在するように制御される。
ート含有量が存在するように制御される。
ポリマ中のイソシアネート存在量が2重量%に満たない
と、アミン鎖延長剤をポリマ中に導入して、目的とする
硬度を達成するのに必要な望ましい均一性を得るのが困
難になる。
と、アミン鎖延長剤をポリマ中に導入して、目的とする
硬度を達成するのに必要な望ましい均一性を得るのが困
難になる。
12重量%を越えるイソシアネートが存在すると、プレ
ポリマは鎖延長剤混合物と極めて反応性となり、適切な
成型の達成が困難になる。
ポリマは鎖延長剤混合物と極めて反応性となり、適切な
成型の達成が困難になる。
そして、もしも反応性に劣るアミン鎖延長剤を使用する
と、成型操作は極めて時間を要するようになる。
と、成型操作は極めて時間を要するようになる。
通常、望ましい成型操作においては、遊離のイソシアネ
ート含有量は5〜IO重量%である。
ート含有量は5〜IO重量%である。
ポリウレタン成型組成物に用いられる鎖延長剤混合物は
、下記式の芳香族ジアミンと、約500〜5000の分
子量のポリオールとからなり、ポリオールの少なくとも
90%は二官能性である。
、下記式の芳香族ジアミンと、約500〜5000の分
子量のポリオールとからなり、ポリオールの少なくとも
90%は二官能性である。
1
ここで、R+ 、 Rt 、R3およびR4はH5炭素
原子゛数1〜4のアルキル、 CN、ハロゲン、CO□
h。
原子゛数1〜4のアルキル、 CN、ハロゲン、CO□
h。
C0NR6R?を表わし、R6は炭素原子数1〜6のア
ルキル、Rh 、R1は炭素原子数1〜6のアルキル、
R2およびこれらの混合物を示す。
ルキル、Rh 、R1は炭素原子数1〜6のアルキル、
R2およびこれらの混合物を示す。
ポリアルキレンエーテル、ポリアセトンまたはポリエス
テルのジオールは、好適にはプレポリマの製造に用いら
れたものと同一であるが、他のポリアルキレンエーテル
またはポリエステルジオールも通常用いることができる
。
テルのジオールは、好適にはプレポリマの製造に用いら
れたものと同一であるが、他のポリアルキレンエーテル
またはポリエステルジオールも通常用いることができる
。
鎖延長剤混合物においては、ポリオール当量あたり0.
5〜5当量のアミンを与える比率で加えられる。場合に
よっては、少量の短鎖(Cz〜14)ジオールまたはト
リオール鎖延長剤を、たとえばヒドロキシル官能基の1
0%まで鎖延長剤混合物中に加えることもでき、エチレ
ングリコール、ブタンジオール、グリセロールまたは高
級ポリオール、たとえばペンタエリスリトールが用いら
れる。しかしながら、トリオールまたは高級のポリオー
ルの添加による顕著な利点はなく、ある場合には、早期
ゲル化を起したり、生成物の耐屈曲性を低下せしめる。
5〜5当量のアミンを与える比率で加えられる。場合に
よっては、少量の短鎖(Cz〜14)ジオールまたはト
リオール鎖延長剤を、たとえばヒドロキシル官能基の1
0%まで鎖延長剤混合物中に加えることもでき、エチレ
ングリコール、ブタンジオール、グリセロールまたは高
級ポリオール、たとえばペンタエリスリトールが用いら
れる。しかしながら、トリオールまたは高級のポリオー
ルの添加による顕著な利点はなく、ある場合には、早期
ゲル化を起したり、生成物の耐屈曲性を低下せしめる。
芳香族ジアミンは構造およびイソシアネートに対する置
換基において類(以している。また、異性体混合物も用
いられ、好ましい結果を与える芳香族ジアミンは、トル
エンジアミン、ジエチルトルエンジアミンまたはクロル
トルエンジアミンである。
換基において類(以している。また、異性体混合物も用
いられ、好ましい結果を与える芳香族ジアミンは、トル
エンジアミン、ジエチルトルエンジアミンまたはクロル
トルエンジアミンである。
三官能性ポリオールまたは三官能性アミンをポリウレタ
ン成型組成物の形成に用いると、三次元的ネットワーク
によって大きな強度が与えられ、持続した屈曲性が与え
られない。
ン成型組成物の形成に用いると、三次元的ネットワーク
によって大きな強度が与えられ、持続した屈曲性が与え
られない。
従って、二官能性ポリオールは二官能性ジアミンがプレ
ポリマおよび鎖延長剤におけるポリオールの主要部分、
たとえば、二次元のポリマネットワークを確立するため
に、90%またはこれ以上の当量官能基であることが要
求される。
ポリマおよび鎖延長剤におけるポリオールの主要部分、
たとえば、二次元のポリマネットワークを確立するため
に、90%またはこれ以上の当量官能基であることが要
求される。
通常の可塑剤、充填剤、顔料および成型用途に一般に用
いられる他の添加剤も、ここで用いられることが理解さ
れるべきである。
いられる他の添加剤も、ここで用いられることが理解さ
れるべきである。
かかる添加剤の使用に関しては、通常行なわれるように
、添加剤による効果/性能の特長の評価が必要であり、
時としてこれら添加剤は性能を低下せしめることがある
。
、添加剤による効果/性能の特長の評価が必要であり、
時としてこれら添加剤は性能を低下せしめることがある
。
下記実施例は本発明の詳細な説明するためのものであり
、本発明の範囲を限定するものではない。
、本発明の範囲を限定するものではない。
実施例1
約5.17重量%の遊離NOC基からなるポリアルキレ
ンエーテルイソシアネートプレポリマを、約100重量
部の直鎖状アルキレンポリオール、ずなわち約2000
の分子量とヒドロキシル・ナンバー56を有するポリ(
テトラメチレングリコール)と、異性体比的80 :
20の約217.7重量部のトルエン−2,4−ジイソ
シアネートとトルエン−2,6−ジイソシアネートとを
まず混合し、次いで約1時間、温度80℃に加熱するこ
とにより製造した。(いかなる比率の2−4 : 2−
6異性体も使用することができる) 鎖延長剤混合物は、2 、000分子量とおよびヒドロ
キシル・ナンバー56を有するポリ (テトラメチレン
グリコール)の1.000部を、122重量部のトルエ
ンジアミンと混合して製造した。
ンエーテルイソシアネートプレポリマを、約100重量
部の直鎖状アルキレンポリオール、ずなわち約2000
の分子量とヒドロキシル・ナンバー56を有するポリ(
テトラメチレングリコール)と、異性体比的80 :
20の約217.7重量部のトルエン−2,4−ジイソ
シアネートとトルエン−2,6−ジイソシアネートとを
まず混合し、次いで約1時間、温度80℃に加熱するこ
とにより製造した。(いかなる比率の2−4 : 2−
6異性体も使用することができる) 鎖延長剤混合物は、2 、000分子量とおよびヒドロ
キシル・ナンバー56を有するポリ (テトラメチレン
グリコール)の1.000部を、122重量部のトルエ
ンジアミンと混合して製造した。
トルエンジアミンは2:4および2:6異性体であり、
80 : 20の比率で存在する。ポリオールおよびア
ミンに加えて、ジオクチルフタレート350重量部およ
びメタソール(Metasol)触媒i。
80 : 20の比率で存在する。ポリオールおよびア
ミンに加えて、ジオクチルフタレート350重量部およ
びメタソール(Metasol)触媒i。
重量部が添加された。
次いで、米国特許第4.259.129号に記載された
方法に従って強化16588 X 13インチの空気入
り乗用車タイヤを製造した。
方法に従って強化16588 X 13インチの空気入
り乗用車タイヤを製造した。
概略を述べると、この方法は核となる巻かれた補強コー
ドのまわりにタイヤ本体を成型し、ついで補強コード上
にトレッド部を成型し、タイヤ本体を取付けた。空気入
りタイヤの製造に用いた補強コードは、デュポン社から
ケプラー(Kevlar)の商標名で販売されているポ
リ(p−フェニレンテレフタルアミド)であった。
ドのまわりにタイヤ本体を成型し、ついで補強コード上
にトレッド部を成型し、タイヤ本体を取付けた。空気入
りタイヤの製造に用いた補強コードは、デュポン社から
ケプラー(Kevlar)の商標名で販売されているポ
リ(p−フェニレンテレフタルアミド)であった。
使用したポリウレタンエラストマは60重量部の鎖延長
剤混合物および100重量部のポリアルキレンエーテル
イソシアネートプレポリマからなる。検査の後に、組成
物は100℃で硬化される。
剤混合物および100重量部のポリアルキレンエーテル
イソシアネートプレポリマからなる。検査の後に、組成
物は100℃で硬化される。
製造の後に、タイヤは試験のために同じ圧力、たとえば
3Qpsigに膨張された。製造された強化タイヤのあ
るものは150%または615Kpに荷重され、初めに
75km/hrの円周速度を与えるように回転された。
3Qpsigに膨張された。製造された強化タイヤのあ
るものは150%または615Kpに荷重され、初めに
75km/hrの円周速度を与えるように回転された。
他の試験では、タイヤは410にpに荷重され、180
kjl/hrの速度で1時間、回転され、次いで10
分間、190ks+/hrで回転され、更に破損するま
で200部m/hrで回転された。
kjl/hrの速度で1時間、回転され、次いで10
分間、190ks+/hrで回転され、更に破損するま
で200部m/hrで回転された。
すべてのポリウレタンタイヤが190部m/hrの試験
をパスし、200部m/hrで若干時間、lIl!続さ
れた。
をパスし、200部m/hrで若干時間、lIl!続さ
れた。
市場で入手可能な、いかなるゴムラジアルタイヤも試験
をパスせず、上述したポリウレタンタイヤのように長時
間、続行されなかった。
をパスせず、上述したポリウレタンタイヤのように長時
間、続行されなかった。
加えて、試験の結論としてタイヤのトレンド温度が測定
されたが、温度55〜60℃がポリウレタンタイヤでは
典型的であった。ゴムタイヤは破損時により高いトレッ
ド温度、たとえば120〜140℃であった。
されたが、温度55〜60℃がポリウレタンタイヤでは
典型的であった。ゴムタイヤは破損時により高いトレッ
ド温度、たとえば120〜140℃であった。
かかる低い温度は、ウレタンポリマが屈曲中に熱を消散
できることの証拠であり、低いヒステリシスの証拠であ
る。
できることの証拠であり、低いヒステリシスの証拠であ
る。
実施例2
屈曲条件下に発生した熱に耐える性質が、一連のウレタ
ン組成物について評価された。もしも、これらの組成物
が初めての試験をバスしなければ、ヒステリシスが劣っ
ているので、本来的に不満足なものとなる。
ン組成物について評価された。もしも、これらの組成物
が初めての試験をバスしなければ、ヒステリシスが劣っ
ているので、本来的に不満足なものとなる。
しかしながら、もしもこれら組成物が試験をパスすれば
、これら組成物は強化タイヤの製造に好適となり、芳香
族ポリアミドをコードに使用したときに優れた結果が観
察される。
、これら組成物は強化タイヤの製造に好適となり、芳香
族ポリアミドをコードに使用したときに優れた結果が観
察される。
下記第1表に示したポリウレタン成型組成物は、25〜
30℃で操作される改良型グッドリンチ(Goodri
ch)フレクツメータ(flexometer)を用い
てヒステリシスについて評価した。
30℃で操作される改良型グッドリンチ(Goodri
ch)フレクツメータ(flexometer)を用い
てヒステリシスについて評価した。
このフレクツメータは、タイヤが経験する荷重、すなわ
ち荷重の圧縮および弛緩によってもたらされる屈曲をシ
ミュレートするように工夫されている。この試験におい
て、円筒状の形状を有する5〜10gの試料が平板とプ
ランジャー間の固定された荷重下に置かれた。プランジ
ャーは初めての荷重位置に対して内側に、次いで外側に
試料が破損するまで、タイヤが経験する速度をシミュー
トする割合で移動した。
ち荷重の圧縮および弛緩によってもたらされる屈曲をシ
ミュレートするように工夫されている。この試験におい
て、円筒状の形状を有する5〜10gの試料が平板とプ
ランジャー間の固定された荷重下に置かれた。プランジ
ャーは初めての荷重位置に対して内側に、次いで外側に
試料が破損するまで、タイヤが経験する速度をシミュー
トする割合で移動した。
破損時は、ウレタン組成物の軟化に示され、ポリマ円筒
の中心の温度が測定され、破損時間が記録された。
の中心の温度が測定され、破損時間が記録された。
第2表に操作番号2〜15のウレタン成型組成物の最終
温度および破損時間、ならびに他の種々の物理的性質を
示した。これらの操作から、前述のように対称点を存す
るポリウレタン組成物のみが1.破損までの著しい長時
間を与えた。
温度および破損時間、ならびに他の種々の物理的性質を
示した。これらの操作から、前述のように対称点を存す
るポリウレタン組成物のみが1.破損までの著しい長時
間を与えた。
従って、これら組成物は、タイヤとして使用可能である
。
。
しかしながら、実施例1において良好な時間を与えた組
成物も高速における破損に良好な耐久性を有するタイヤ
を与えることが期待される。
成物も高速における破損に良好な耐久性を有するタイヤ
を与えることが期待される。
たとえば操作番号12および15のように、劣った時間
を与える組成物は、より劣った結果を与えるであろう。
を与える組成物は、より劣った結果を与えるであろう。
本発明のポリウレタン組成物は1.低ヒステリシスの故
に、高速に好適なタイヤ、および高い衝撃と振動環境に
さらされる成型生成物の製造に用いられる。
に、高速に好適なタイヤ、および高い衝撃と振動環境に
さらされる成型生成物の製造に用いられる。
(本頁以下余白)
第1頁の続き
[相]発明者 パルトン・ミリガン
アメリカ合衆国、ペンシルバニア州18037. :I
フL/イ(番地なし)
フL/イ(番地なし)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、過剰のイソシアネート基を有するプレポリマと芳香
族シア之ン鎖延長剤とからなるポリウレアまたはポリウ
レタン形成性組成物をタイヤの型の中に射出し、該タイ
ヤの中の補強コードを被覆し、次いで該組成物を硬化さ
せて形成された強化ウレタンタイヤの改良された製造方
法であって、下記式(1)で表わされる芳香族ポリイソ
シアネートと、約500〜s、oooの分子量の下記ポ
リオール(II)との反応によって形成されたプレポリ
マを、下記式(01)で表わされる芳香族ジアミンと、
500〜5.000の分子量を有し、少なくともその9
0%が二官能性であるポリオールとからなる鎖延長剤混
合物(mV)と反応させて得られた低いヒステリシスを
有するポリマまたはポリウレタン組成物を用いることを
特徴とする強化ポリウレタンタイヤの製造方法。 R1 式(1)において、R1,R茸+ R2およびR4はH
1炭素原子1〜4のアルキル、 CN、ハロゲン、 C
0zRs、CONRJwを表わし、Rsは炭素原子1〜
6のアルキルであり、R&、R?は炭素原子1〜60フ
ルキル、Hlおよびこれらの混合である。 前記ポリオール(II)は、その少なくとも90%が二
官能性であって、前記プレポリマにおいて約2〜12重
量%のイソシアネート基を与えるのに十分な量である。 1 NH。 式(III)において、R+、Rz、R3およびR4は
H9炭素原子1〜4のアルキル、 CN、ハロゲン、
GO2R5,C0NRJtを表わし、R6は炭素原子1
〜6のアルキルであり+R6,R7は炭素原子1〜6の
アルキル、Hおよびこれらの混合である。 前記鎖延長剤混合物(IV)において、ジアミンは当量
のポリオール当り0.5〜5当量のアミンの比率におい
て存在する。 2、前記プレポリマにおける前記イソシアネートがトル
エンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートのア
ルキルまたはハロゲン置換誘導体またはm−フェニレン
ジイソシアネートである特許請求の範囲第1項記載の強
化ポリウレタンタイヤの製造方法。 3、前記鎖延長剤混合物におけるアミン当量の少なくと
も90%がトルエンジアミン、トルエンジアミンのアル
キルまたはハロゲン置換誘導体、または1n−フェニレ
ンジアミンである特許請求の範囲第2項記載の強化ポリ
ウレタン組成物の製造方法。 4、前記プレポリマ混合物における前記ポリオールが、
ポリエーテル、ポリエステルまたはポリアセトンポリオ
ールであり、1000〜3000の分子量を有する特許
請求の範囲第3項記、載の強化ポリウレタンタイヤの製
造方法。 5、前記鎖延長剤混合物における前記ポリオールが、ポ
リエーテルまたはポリエステルポリオールである特許請
求の範囲第4項記載の強化ポリウレタンタイヤの製造方
法。 6、前記ポリオールがポリテトラメチレングリコールま
たはポリカプロラクトンである特許請求の範囲第4項記
載の強化ポリウレタンタイヤの製造方法。 7、 前記芳香族ジアミンがトルエンジアミンである特
許請求の範囲第5項記載の強化ポリウレタンタイヤの製
造方法。 8、前記芳香族ジアミンがジエチルトルエンジアミンで
ある特許請求の範囲第5項記載の強化ポリウレタンタイ
ヤの製造方法。 9、前記芳香族ジアミンがクロルトルエンジアミンであ
る特許請求の範囲第5項記載の強化ボリウレクンタイヤ
の製造方法。 10、前記芳香族ジアミンがm−フェニレンジアミンで
ある特許請求の範囲第5項記載の強化ポリウレタンタイ
ヤの製造方法。 11、前記芳香族ジアミンが下記式で表わされ、1 CI!。 Rが炭素原子数1〜6のアルキル基である特許請求の範
囲第5項記載の強化ポリウレタンタイヤの製造方法。 12、前記プレポリマにおける前記イソシアネートがm
−フェニレンジイソシアネートから導かれ、前記ジアミ
ンがm−フェニレンジアミンである特許請求の範囲第3
項記載の強化ポリウレタンタイヤの製造方法。 13、前記プレポリマにおける前記イソシアネートがト
ルエンジイソシアネートであり、前記ジアミンがトルエ
ンジアミンである特許請求の範囲第3項記載の強化ポリ
ウレタンタイヤの製造方法。 14、前記プレポリマおよび鎖延長剤に用いた前記ポリ
オールが同一である特許請求の範囲第7項記載の強化ポ
リウレタンタイヤの製造方法。 15、前記プレポリマにおけるインシアネート含有量が
5〜lO%であり、前記鎖延長剤混合物における芳香族
アミンの比率がポリオール当量当り1〜3当量のアミン
である特許請求の範囲第7項記載の強化ポリウレタンタ
イヤの製造方法。 16、前記補強コードが芳香族ポリアミドである特許請
求の範囲第9項記載の強化ポリウレタンタイヤの製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US577960 | 1984-02-08 | ||
US06/577,960 US4519432A (en) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | Reinforced polyurethane tires |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60210621A true JPS60210621A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=24310867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60021017A Pending JPS60210621A (ja) | 1984-02-08 | 1985-02-07 | 強化ポリウレタンタイヤの製造方法 |
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---|---|
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EP (1) | EP0153629A1 (ja) |
JP (1) | JPS60210621A (ja) |
AU (1) | AU3798585A (ja) |
BR (1) | BR8500569A (ja) |
CA (1) | CA1236261A (ja) |
ES (1) | ES8607117A1 (ja) |
HU (1) | HUT38384A (ja) |
IN (1) | IN161122B (ja) |
SU (1) | SU1575945A3 (ja) |
ZA (1) | ZA85735B (ja) |
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