JPS6377740A - 空気保持性に優れた二輪車用多層チユ−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、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを主体と
してなる軽量でしかもチューブ成形加工性、弾力性、空
気保持性等に優れた二輪車用多層チューブに関する。 （従来の技術） 近年、自転車、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って軽量性、
弾力性、柔軟性、耐摩耗性、耐老化性及び機械的強度等
に数多くの優れた特性を有する熱可塑性ポリウレタンエ
ラストマー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、周知の如く熱可塑性ポリウレタンエラス
トマーは、コストが従来のブチルゴムに比べてはるかに
高く、一般自転車及び自動二輪車等への汎用性を考慮し
た場合はまずコストの問題を軽減することが不可欠とき
れている。そこで熱可塑性ポリウレタンエラストマー製
デユープのコストダウンを図るために、チューブを薄肉
化する方法が提案されているが、元来気体遮断性に難点
がある熱可塑性ポリウレタンエラストマーにおいては、
チューブの薄肉化によって空気保持性か更に大幅に低下
して二輪車用チューブとしての実用性すら危ぶまれるな
ど、コストパフォーマンスの点で未だ満足できるものが
見当らないのが現状である。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の事情に鑑み、熱可塑性ポリウレタンエ
ラストマー製チューブのコストダウンを図る上でこれま
で大きな障害となっていた空気保持性の問題を改善した
ものであり、併せて軽量でデユープ成形加工性、弾力性
、耐久性等に優れた、極めて実用性の高い二輪車用多層
デユープを従供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者等は、熱可塑性ポリウレタンエラストマー製チ
ューブの空気保持性の問題を改善するための具体的な手
段として、チューブの多層化について鋭意検討の結果、
この種のチューブ特有の例えばバルブゴム座の接着ある
いはチューブ継ぎ合わせといった成形加工性、弾力性、
耐久性などの諸性質を低下させることなく空気保持性の
問題を改善するには、熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ーを多層構造となし、しかもその層間に気体遮断性と弾
力性に優れた特定の変性熱可塑性ポリウレタンエラスト
マ一層を介在させるという複合化の方法が最も有効かつ
実用的であるとの結論に到達し、本発明を完成させた。 即ち本発明は、表裏が熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ーよりなり、中間層が前記熱可塑性ポリウレタンエラス
トマーより高い気体遮断性を有する合成樹脂がブレンド
された変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーよりなる
三層以上の多層チューブにおいて、変性熱可塑性ポリウ
レタンエラストマー中の合成樹脂のブレンド比率ａと、
該変性熱可塑性ボ２ノウレタンエラストマーのチューブ
全厚さに対する厚ざ比率すが下記（コ）乃至（３）式を
満足することを特徴とする空気保持性に優れた二輪車用
多層チューブに係るものである。 ２≦ａ≦６０　　・・・・・・、、（１）５≦ｂ≦８０
　　・・・・・・、、（２）３０≦ａ×ｂ≦３０００　
　・・・（３）但し、ａ、ｂの単位はそれぞれａが重量
パーセント、ｂが単なるパーセントである。 以下、本発明の空気保持性に優れた二輪車用多層チュー
ブについて、その作用効果を図面を引用しながら詳しく
説明する。 第１図は本発明二輪車用多層チューブの一例を示す断面
図であり、１は多層チューブ、２ａ及び２ｂはその表裏
を形成する熱可塑性ボリウ

【ノタンエラストマーであり
、更に３は変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーをそ
れぞれ表している。 また第２図は他の一例として、熱可塑性ポリウレタンエ
ラストマー２ａ、２ｂ、２ｃとその眉間に設けられた変
性熱可塑性ポリウレタンエラストマー３ａ、３ｂの５層
からなる多層チューブを示すものである。 ここで熱可塑性ポリウレタンエラストマー２ａ。 ２ｂ、２ｃとは、二官能性ポリオ一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
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熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマーを包含するが、これらの中で８才耐水性及び耐
候性に優れ、しかも永久伸びの比較的小きいポリエーテ
ル系の熱可塑性ポリウレタンエラストマーが好ましい。 尚、かかる熱可塑性ポリウレタンエラストマーには、そ
の性質を大きく変えない範囲内で他の熱可塑性樹脂を適
宜添加することも可能である。 一方、本発明に用いられる変性熱可塑性ポリウレタンエ
ラストマー３，３ａ、３ｂとは、熱可塑性ポリウレタン
エラストマーとの多層化によってチューブの空気保持性
を改善し得るものでなければならない関係上、熱可塑性
ポリウ１ノタンエラストマーに、該熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマーより高い気体遮断性を有する合成樹脂を
特定の配合比率でブレンドしたものが使用される。 かかる熱可塑性ポリウレタンエラストマーより高い気体
遮断性を有する合成樹脂としては、第１表に示した熱可
塑性ポリウレタンエラストマーと各種樹脂との空気透過
係数に関する測定値から、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ
塩化ビニリデン系樹脂、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、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニ
ルブチラール系樹脂及びこれらのエラストマー等から選
ばれた一種あるいはそれ以上の組合せからなるものが例
示されるか、これらの中では空気透過イ系数力＜　２　
ｃｃ、ｍｍ／ｃｍ２．ｓｅｃ、ｃｍｔｌｇ、１０１０以
下の例えばポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミ１（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
樹脂等が少ないブレンド比で高い空気保持性を発揮でき
る点で好ましい。 第１表 （注）　　：　ｃｃ、ｍｍ／ｃｍ２．ｓｅｃ、ｃｍｔｌ
ｇ−１０”尚、変性熱可塑性ポリウレタンエラストマー
に用いられる熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、前
記デユープの表裏を形成する熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマーと同じものか、あるいは異なるタイプのもので
もよい。 本発明の空気保持性に優れた二輪車用多層チューブは、
このように熱可塑性ポリウレタンエラストマーど変性熱
可塑性ポリウレタンエラストマーとの多層構造体よりな
るか、その際変性熱可塑性ポリウレタンエラストマー中
の合成樹脂のブレンド比率ａと、該変性熱可塑性ポリウ
レタンエラストマーのチューブ全厚とに対する厚さ比率
すは各々下記（１）乃至（３）式を満足するものでなけ
ればならない。 ２≦ａ≦６０　　・・・・・・、、（１）５≦ｂ≦８０
　　・・・・・・、、（２）３０≦ａ×ｂ≦３０００　
　・・・（３）但し、ａ、ｂの単位は、それぞれＥｌが
重量パーセント、ｂが単なるパーセントである。 本発明において、変性熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ー中の合成樹脂のブレンド比率が前記（１）式の如く２
乃至６０重量パーセント、好ましくは５乃至４０重量パ
ーセントてなけねばなら−９＝ ない理由は、合成樹脂のブレンド比率が２重量パーセン
ト未満の場合は得られるチューブの空気保持性に関する
改善効果が乏しく、本発明の目的を達成することが困難
になる一方、合成樹脂のブレンド比率が６０重量パーセ
ントを超えると、チューブの弾力性が低下すると共に変
性熱可塑性ポリウレタンエラストマーの表裏を形成する
熱可塑性ポリウレタンエラストマーとの層間強度が弱く
、衝撃、よじれ、圧縮、折り曲げ等の二輪車用チューブ
独特の苛酷な使用条件に対して優れた耐久性を発揮する
ことができなくなるためである。 また、かかる変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーの
チューブ全厚さに対する厚さ比率は前記（２）式の如く
５乃至８０パーセント、好ましくは１０乃至６０パーセ
ントでなければならない。 その理由は、変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーの
厚ざが５パ一セント未満の場合では空気保持性の改善が
不充分である一方、変性熱可塑性ポリウレタンエラスト
マーの厚ざが８０パーセントより厚くなると、得られる
多層チューブの弾力性が大幅に低下するという不都合な
問題が生じるためである。 本発明の多層チューブはまた、二輪車用チューブとして
の特殊な成形加工条件を考慮した場合、前記（１）及び
（２）式に加えて更に（３）式を満足しなければならな
い。 即ち、本発明者等は、熱可塑性ポリウＩノタンエラスト
マーの優れた弾力性と、バルブ装着、チコーブ継ぎ合せ
等のチューブ成形加工性の両者の特性を損うことなく空
気保持性の問題を改善するには、前記の如く中間層に用
いられる変性熱可塑性ポリウレタンエラストマー中の合
成樹脂のブレンド比率と、該変性熱可塑性ポリウレタン
エラストマーのデユープ全厚さに対する厚さ比率に関す
る要件を満した上で、更にこれらブレンド比率と厚さ比
率の積で表わされる値が特定の範囲にあるものでなけれ
ばならず、これらの条件が全て満されて初めて本発明の
目的とするＩＩねた空気保持性と弾力性、チューブ成形
加工性等の諸性能を兼備した多層チューブが得られるこ
とを見出し、本発明に到達したものである。従って、前
記（３）式に示すブレンド比率と厚さ比率の積が３０未
満の場合は空気保持性の改善が不充分であるのに対し、
両者の積が３０００より大きくなるとチューブ全体に占
める合成樹脂の含有景が多ずぎて弾力性が低下するのみ
ならず、チューブ成形加工の際の継手部分の強度が弱く
なってバーストを起こしやすく実用性に乏しくなる。 また、更に本発明の二輪車用多Ｎデユープは、図示の実
施例の如くチューブの表裏を熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマーで構成したため、チューブの表裏面を当接させ
て接着する例えばバルブゴム座の接着加工あるいはパン
ク修理時のチューブへのバッチの貼着作業が容易かつ確
実に行えるという優れた利点を有するものである。 以上の如き本発明の二輪車用多層チューブは、熱可塑性
ポリウレタンエラストマーと変性熱可塑性ポリウレタン
エラストマーとの３層あるいは５層からなるものが最も
一般的であるが、更にそれ以上の多層構造体であっても
よく、この場合の変性熱可塑性ポリウレタンエラストマ
一層の厚ととは、多層デユープを構成する変性熱可塑性
ポリウレタンエラストマー各層のトータル厚ざをざずも
のである。 尚、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、熱可塑性ポリウレタンエラストマーと変性熱可塑
性ポリウレタンエラストマーとを他の接着性樹脂を介在
あるいは介在きせることなく同一口金に通じる別々の押
出機を用いて積層する所謂共押出し法が最も簡単で好ま
しく、その際熱可塑性ポリウレタンエラストマー及び変
性熱可塑性ポリウレタンエラストマーには必要に応じて
適宜の滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、粘着
防止剤、加水分解抑制剤等の添加剤を加えてもよい。 （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
の空気保持性に優れた二輪車用多層チューブについて行
った物性の測定法蓮びに評価方法は次の如くである。 （１）空気保持率（単位：パーセント）チューブに内圧
か約７ｋｇ／ｃｍ２になるように空気を充填した後、経
時による内圧の変化を次式により保持率で表したもので
ある。 経時後のｂ−ブ内圧 空気保持率＝　　　　　　　　　Ｘｌ、ＯＯ初期のｈ−
ブ内圧 （２）永久伸び（単位：パーセント） Ｊ　Ｉ　５Ｋ６３０４に準する方法で、１００パーセン
ト伸長における永久伸びを測定したものである。尚、こ
の永久伸びばチューブの弾力性の良否を示す指標となる
もので、値が小ざくなるほど弾力性が良好である。 （３）チューブ成形加工性 二輪車用チューブ成形の際のチク２−ブ継ぎ合せ加工性
を主として評価したもので、チューブ成形後の継目部分
の引張応力が５０ｋｇより大きい場合を（０）、４０乃
至５０ｋｇの場合を（０）、４０ｋｇ未満の場合を（×
）として表した。尚、継目部分の引張応力は４０ｋｇ以
」−であれば実用−１−問題はない。 （４）総合評価 空気保持性、永久伸び、チューブ成形加工性等の測定結
果をもどに、二輪車用デユープとしての適否を総合的に
評価したものであり、非常に適しているものを（０）適
しているものを（○）、不適のものを（×）とした。 実施例１〜５、比較例１〜３ 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−１・、グリコール成分が１．４ブタンジ
Ａ−ルよりなるポリエーテル系の熱可塑性ポリウレタン
エラストマー原料（日本エラストラン社製エラストラン
Ｅ−３８０）を第１及び第３の押出機（スクリ：ｌ−Ｈ
４０φ）に、また第２の押出機（スクリュー径５０φ）
には上記と同様の熱可塑性ポリウレタンエラスｉ・マー
８０重量パーセントに、第２表に示す種々の合成樹脂２
０重量パーセントをブレンドした変性熱可塑性ポリウレ
タンエラストマー原料を供給してそれぞれ溶融混練し、
約２２”／ｈｒの総押出量で同一１］金を有する三層の
り一キコラーダイスに導き、ダーイス内部で接合させた
後約１　ｍ／ｍｉｎの速度で引取ることによって、折径
２６　ｍ　ｍ　、各層の厚ざが１８０ミクロン−２４０
ミクロン−１８０ミクロン（変性熱可塑性ポリ１クレタ
ンエラストマ−の全厚さに対する厚さ比率は４０パーセ
ントである。）の第１図に示す如き構成からなる３層デ
ユープを作成した。 また比較のために、」−記と同様の熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマー原料を用いて、厚ざ６００ミクロンの熱
可塑性ポリウレタンエラストマーのみからなる折径２６
ｍｍのチューブを作成した。 （比較例１） これら実施例及び比較例で得たチューブについて空気保
持率、永久伸び、チューブ成形加工性等の測定結果を第
２表に示したか、同表から熱可塑性ポリウレタンエラス
トマーより気体遮断性の優れた合成樹脂をブレンドした
変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーで中間層を形成
した本発明の多層デユープｔよ、優れｔ：空気保持性と
弾力性並びにデユープ成形加工性等を兼備し、二輪車用
多層デユープとして極めて好適であることが確認された
。 −１７〜 第２表 （注１）・表中ＰＶＤＣとは塩化ビニル樹脂を３５モル
％共重合させなポリ塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合
樹脂、ＰＥＴとは３０モル％のシクロヘキザンジメタノ
ールを共重合したポリエステル共重合樹脂、Ｎｙとはナ
イロン６、ＡＮとはアクリロニトリル−アクリル酸メチ
ル共重合樹脂、ＥＶＯＨとはエチレンを２９モル％共重
合させたエチ１／ンービニルアルコール共重合体樹脂、
ＰＥとはアクリル変性ポリエチ！ノン樹脂１ＥＶＡとは
酢酸ビニルを］、５ｗｔ％共重合したエヂレンー酢酸ビ
ニル共重合樹脂をそれぞれ示す。 （注２）・空気透過係数の単位はｃｃ、ｍｍ／ｃｍ２ｓ
ｅｃ、ｃｍＨｇ、１０１０実施例６〜１３　比較例４−
９ 変性熱可塑性ポリウレタンエラス）・マー中のポリエス
テル系樹脂のブレンド比率ａを変化させると共に、各押
出機の押出量を調整することによって、熱可塑性ポリウ
レタンエラストマ一層と変性熱可塑性ポリウレタンエラ
スｊ・マ一層の厚と比率すを変える以外は実施例２と同
様の方法で、ブレンド比率及び厚さ構成の種々異なる厚
さ６００ミクロンの３Ｎチユーブを作成した。　　　　
　　　　これら実施例及び比較例で得たチューブについ
て、空気保持率、永久伸び、チューブ成形加工性等の測
定結果を第３表に示したが、同表から変性熱可塑性ポリ
ウレタンエラストマー中のポリエステル系樹脂のブレン
ド比率ａ１及び該変性熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ーのデユープ全厚さに対する厚さ比率すが本発明の関係
を満足する多層デユープは、優れた空気保持性に加えて
、弾力性、チューブ成形加工性等諸性質を兼備しており
、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。 第３表 実施例１４〜１９　、　比較例１０〜】４変性熱可塑性
ポリウレタンエラストマー中のナイロン６のブレンド比
率ａ１及び該変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーの
厚ざ比率すを変える以外は実施例３と同様の方法で、厚
さ約５５０ミクロンの種々の構成からなる３層チューブ
を作成した。 これら実施例及び比較例で得たチューブについて、空気
保持率、永久伸び、チューブ成形加工性等の測定結果を
第４表に示したが、同表から変性熱可塑性ポリウレタン
エラストマー中のナイロン６のブレンド比率ａ１及び該
変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーのチューブ全厚
さに対する厚ざ比率すが本発明の関係を滴定する多層チ
ューブは、優れた空気保持性と弾力性、チューブ成形加
工性を兼備しており、二輪車用チューブとして極めて好
適であることが確認きれた。 第４表 （発明の効果） 以上の説明から明らかなるように、本発明の二輪車用多
層デユープは、従来の熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ー製チューブに比べて優れた空気保持性を有するもので
あると同時に、この種のチューブに欠くことのできない
弾力性、チューブ成形加工性、パンク補修性、等をも兼
備したものである。 また更に、本発明の二輪車用多層チューブは空気保持性
に優れるために、チューブの薄肉化によるコストダウン
と軽量化が可能であるという特筆すべき効果に加えて、
熱可塑性ポリウレタンエラストマー特有の優れた耐熱性
、耐寒性、剛メゾン性、耐摩耗性によりチューブとして
の耐用年数か大幅に伸びることから、従来のブチルゴム
製チューブに代わる素材としてその工業的利用価値は極
めて多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ本発明の空気保持性に優
れた二輪車用多層チューブの一実施例を示す断面図であ
る。 尚、図中の符号１ば多層チューブ、２ａ、２ｂ。 ２ｃは熱可塑性ポリウレタンエラストマー、３゜３ａ、
３ｂは変性熱可塑性ポリウレタンエラストマーをそれぞ
れ示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表裏が熱可塑性ポリウレタンエラストマーよりなり、中
   間層が前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーより高い
   気体遮断性を有する合成樹脂がブレンドされた変性熱可
   塑性ポリウレタンエラストマーよりなる三層以上の多層
   チューブにおいて、変性熱可塑性ポリウレタンエラスト
   マー中の合成樹脂のブレンド比率ａと、該変性熱可塑性
   ポリウレタンエラストマーのチューブ全厚さに対する厚
   さ比率ｂが下記（１）乃至（３）式を満足することを特
   徴とする空気保持性に優れた二輪車用多層チューブ。 ２≦ａ≦６０・・・・・・・・（１） ５≦ｂ≦８０・・・・・・・・（２） ３０≦ａ×ｂ≦３０００・・・（３） 但し、ａ、ｂの単位はそれぞれａが重量 パーセント、ｂが単なるパーセントである。