WO2016125872A1 - タイヤ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a tire mounted on a rim, and particularly relates to a tire in which at least a part of a tire frame (tire case) is formed of a resin material.
- pneumatic tires made of rubber, organic fiber materials, steel members, and the like are used for vehicles such as passenger cars.
- Conventional rubber materials conventionally used for pneumatic tires have no problem in heat resistance.
- a plurality of processes such as kneading, sheeting, molding, and vulcanization are usually performed, and improvement in productivity has been demanded.
- thermoplastic resin materials have many advantages from the viewpoint of improving productivity, such as being capable of injection molding.
- JP 2012-46031 A proposes a tire using a polyolefin-based thermoplastic elastomer as the thermoplastic polymer material.
- a tire using a thermoplastic resin material is easier to manufacture and lower in cost than a conventional rubber tire.
- a tire is manufactured using a resin material, it is required to realize performance that is comparable to that of a conventional rubber tire while realizing high manufacturing efficiency and low cost.
- rim assembly is possible, and it is required to ensure excellent rim assembly properties so that internal air does not leak when the rim assembly is performed.
- a property that the tire itself does not deform during traveling is also required.
- an object of the present invention is to provide a tire that is formed using a resin material containing polypropylene and that has excellent rim assemblability and excellent deformation resistance during running. To do.
- FIG. 1 is a perspective view showing a partial cross section of a tire according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the bead part with which the rim
- the tire of the present invention is formed of a resin material (that is, formed of at least a resin material) and has an annular tire skeleton.
- the resin material contains at least polypropylene, and a pentad ratio of the resin material is 88.2% or more and 93.4% or less.
- polypropylene represents homopolypropylene or random polypropylene, that is, a homopolymer of propylene or a copolymer of propylene and another monomer.
- Homopolypropylene is defined as having a propylene ratio in the synthesized monomer of 98 mol% or more
- random polypropylene is defined as having a propylene ratio in the synthesized monomer of less than 98 mol%.
- the resin material forming the tire frame includes at least polypropylene, and the pentad ratio of the resin material is controlled within the above-described range.
- the pentad ratio of the resin material is within the above range, it is considered that the creep property of the tire frame body can be reduced while obtaining an appropriate elastic modulus as the tire frame body.
- the elastic modulus is in an appropriate range, excellent rim assemblability can be obtained, and as a result, rim assembling well can suppress internal air leakage.
- the reduction in creep properties suppresses deformation of the tire skeleton itself, in particular, deformation of the tire side, even when a load is continuously applied to the tire by traveling, and traveling It is thought that it is excellent in deformation resistance at the time.
- the escape of air that may occur with the deformation is suppressed.
- the resin material in the present invention has a pentad ratio of 88.2% or more and 93.4% or less. If this pentad ratio exceeds the above upper limit value, the elastic modulus of the tire frame cannot be controlled within an appropriate range. As a result, the rim assembly cannot be performed satisfactorily and internal air leakage occurs. On the other hand, if the pentad ratio is less than the lower limit, the creep property of the tire frame cannot be reduced, and as a result, the deformation resistance during running cannot be obtained. Furthermore, when the deformation of the tire frame itself progresses further, internal air leakage occurs.
- the pentad ratio is further preferably 88.2% or more and 91.7% or less, and more preferably 88.2% or more and 89.0% or less.
- the pentad rate will be described.
- polypropylene the quaternary carbon formed in the main chain by polymerization becomes an asymmetric carbon atom. Therefore, the orientation of the side chain methyl group (—CH 3 ) bonded to this asymmetric carbon atom is oriented, and the stereoregularity depends on whether the side chain methyl group is located on the same side or different side in adjacent asymmetric carbon atoms. Sex occurs.
- the pentad ratio the probability that the arrangement of the side chain methyl groups in five consecutive asymmetric carbon atoms (pentad, pentad) is on the same side (so-called mmmm structure) is referred to as the pentad ratio.
- the pentad ratio of the resin material in the present invention can be measured by the following method.
- 13 C-NMR the configuration of a methyl group (meso, racemo) up to the next (pentad) of both side (triads) of a certain side chain methyl group is influenced by each other and appears as a peak at different chemical shifts. The quantification of each peak was relative compared using the peak height.
- the instrument is FT-NMR (600 MHz) manufactured by JEOL Ltd., the measurement condition is 123 ° C., the solvent is tetrachloroethane heavy solvent, the peak is mmmm, mmr, rmmr, mmrr, mmrm, rmrr, mrmr, rrrr, rrrr, mrrm.
- the ratio of mmmm was calculated from each peak height.
- random polypropylene a copolymer of propylene and another monomer
- the calculation is made only from the peak due to the polypropylene chain in the main chain.
- the method for controlling the pentad ratio of the resin material within the above range is not particularly limited, but a method of adjusting the pentad ratio by mixing two or more resins is preferable. More specifically, it is preferable to mix polypropylene as the first resin and a second resin different from the first resin.
- the resin different from the first resin includes a resin other than polypropylene, that is, a resin polymerized from a monomer other than propylene, and polypropylene (homopolypropylene or random polypropylene), which is stereoregular with the first resin. Contain different resins.
- the asymmetric carbon atom that polypropylene has in the main chain has a side chain methyl group, and this arrangement is oriented, resulting in stereoregularity.
- Polypropylene having a structure in which side chain methyl groups bonded to this asymmetric carbon atom are regularly arranged on the same side is referred to as isotactic polypropylene.
- those having a pentad ratio of 94.5% or more are defined as isotactic polypropylene.
- polypropylene having a random arrangement of side chain methyl groups and no regularity is referred to as atactic polypropylene.
- those having a pentad ratio of less than 94.5% are defined as atactic polypropylene.
- the second resin different from the first resin is: Resins polymerized from monomers other than propylene, homopolypropylene having a pentad ratio of less than 94.5% (atactic polypropylene), and random polypropylene having a pentad ratio of less than 94.5% are included.
- the tire according to the present invention has a tire skeleton formed of a resin material (that is, formed of at least a resin material), and the resin material contains at least polypropylene.
- the resin material may contain a thermoplastic resin other than polypropylene and other optional components (additives), but the content of polypropylene with respect to the total amount of the resin material is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass. More preferably, it is ⁇ 100 mass%.
- “resin” is a concept including a thermoplastic resin and a thermosetting resin, but does not include natural rubber.
- polypropylene examples include homopolypropylene (a homopolymer of propylene) and random polypropylene (a copolymer of propylene and other monomers). Examples of the polypropylene homopolypropylene include polypropylenes having different stereoregularity, and specifically include isotactic polypropylene and atactic polypropylene.
- Examples of the random polypropylene include a copolymer of propylene and another monomer. Moreover, the thing in which the pentad rate in the polypropylene chain in a main chain differs, specifically, the pentad rate is 94.5% or more, and the pentad rate is less than 94.5%. Examples of other monomers include ethylene, butene, and octene.
- polypropylene homopolypropylene is preferable, and isotactic polypropylene is more preferable.
- Examples of the isotactic polypropylene include Prime Polypro E-105GM, J-700GP, E-200GP, and Y-400GP manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., PL400A and PL500A manufactured by Sun Allomer Co., Ltd., and Nippon Polypro ( Novatec (registered trademark) EA9 manufactured by Co., Ltd., MA3 and the like.
- atactic polypropylene examples include Tough Selenium (registered trademark) H3002, T1712, and X1102 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and L-MODU (registered trademark) S400, S600, and S901 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. Can be mentioned.
- the weight average molecular weight of the polypropylene is preferably 50,000 to 3,000,000, more preferably 50,000 to 2,500,000, and still more preferably 800,000 to 2,000,000.
- the weight average molecular weight of polypropylene is in the above range, the mechanical properties of the resin material are sufficient and the processability is also excellent.
- the weight average molecular weight of the polypropylene can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
- GPC gel permeation chromatography
- HLC-8321GPC / HT manufactured by Tosoh Corporation may be used. it can.
- the isotactic polypropylene, atactic polypropylene, and random polypropylene can be synthesized by copolymerizing by a known method.
- the pentad ratio of the resin material it is preferable to adjust the pentad ratio by mixing two or more kinds of resins. More specifically, it is preferable to mix polypropylene as the first resin and a second resin different from the first resin.
- homopolypropylene is preferably used, and isotactic polypropylene is particularly preferably used.
- the above-mentioned thing is mentioned as an example of an isotactic polypropylene.
- the content of isotactic polypropylene in the resin material is preferably in the range of 50% by mass to 70% by mass, more preferably in the range of 55% by mass to 65% by mass, and in the range of 55% by mass to 60% by mass. Is more preferable.
- homopolypropylene is preferably used, and in particular, atactic polypropylene is preferably used.
- atactic polypropylene examples include those mentioned above.
- the content of atactic polypropylene in the resin material is preferably in the range of 30% by mass to 50% by mass, more preferably in the range of 35% by mass to 45% by mass, and in the range of 40% by mass to 45% by mass. Further preferred.
- the resin material in the present invention it is more preferable to use homopolypropylene isotactic polypropylene as the first resin and homopolypropylene atactic polypropylene as the second resin. Moreover, it is preferable to make content of both in that case into the said range. By containing isotactic polypropylene and atactic polypropylene within the above range, the pentad ratio of the resin material can be more easily controlled within the above range.
- the second resin is not limited to polypropylene, and other resins shown below may be used. Furthermore, other resins shown below may be used separately in addition to the first resin and the second resin.
- the resin material in the present invention may contain a resin other than polypropylene.
- Other resins are preferably thermoplastic resins and thermoplastic elastomers. Examples thereof include polyamide resins, polyurethane resins, polyester resins, polyolefin resins, polystyrene resins, polyamide thermoplastic elastomers, polyurethane thermoplastic elastomers, polyester thermoplastic elastomers, and styrene thermoplastic elastomers.
- the resin material in the present invention may contain various additives as desired.
- the additive include various additives such as rubber, various fillers (for example, silica, calcium carbonate, and clay), anti-aging agent, oil, plasticizer, colorant, weathering agent, and reinforcing material.
- the content of the additive in the resin material (tire frame) is not particularly limited, and can be appropriately used as long as the effects of the present invention are not impaired.
- the content of the resin component in the resin material is preferably more than 50% by mass and more preferably 90% by mass or more based on the total amount of the resin material.
- the content of the resin component in the resin material is the balance obtained by subtracting the total content of various additives from the total amount of the resin component.
- the tensile elastic modulus of the resin material in the present invention refers to a tensile elastic modulus measured according to JIS K7113 (1995).
- the tensile elastic modulus of the resin material is preferably in the range of 140 MPa to 570 MPa, more preferably in the range of 160 MPa to 500 MPa, and still more preferably in the range of 180 MPa to 300 MPa.
- the tensile modulus is 140 MPa or more, the shape of the tire skeleton can be favorably maintained.
- it is 570 MPa or less, the rim can be assembled satisfactorily and internal air leakage is also suppressed.
- the creep amount of the resin material in the present invention is based on JIS K7115 (1999), measured using the JIS No. 3 dumbbell test piece, and between chucks: 65 mm, 40 kN, 90 ° C. After 3 hours Point.
- the creep amount of the resin material is preferably in the range of 50 mm or less, more preferably 30 mm or less, further preferably 5 mm or less, and more preferably close to 0 mm.
- the creep amount is 50 mm or less, even when a load is continuously applied to the tire by traveling, the deformation of the tire frame itself is suppressed, and in particular, the deformation on the side of the tire is suppressed. As a result, internal air leakage that may occur with the deformation of the tire frame itself is also suppressed.
- the tensile elastic modulus and the creep amount are physical property values of the resin material, that is, physical property values of the tire skeleton formed of the resin material. Therefore, even when the tire skeleton is formed of a resin material containing other resin composition in addition to polypropylene, or even when formed of a resin material containing other additives other than the resin, those Refers to the physical properties of resin materials including all components.
- the melting point of the resin material is usually 80 ° C. to 200 ° C., and preferably about 100 ° C. to 200 ° C. from the viewpoint of tire productivity.
- the heating temperature of the joint is set as follows: It can be set to be equal to or higher than the melting point of the resin material forming the tire skeleton.
- FIG. 1A is a perspective view showing a partial cross section of a tire according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1B is a cross-sectional view of a bead portion attached to a rim.
- the tire 10 of the present embodiment has a cross-sectional shape substantially similar to that of a conventional general rubber pneumatic tire.
- the tire 10 includes a pair of bead portions 12 that contact the bead seat 21 and the rim flange 22 of the rim 20 shown in FIG. 1B, and side portions 14 that extend outward from the bead portion 12 in the tire radial direction.
- a resin material including at least polypropylene and a pentad ratio of the resin material of 88.2% or more and 93.4% or less can be used.
- the tire case 17 is formed of only a single resin material, but the present invention is not limited to this configuration, and each tire case 17 is similar to a conventional general rubber pneumatic tire. You may use the resin material which has a different characteristic for every site
- the tire case 17 of the present embodiment is obtained by joining a pair of tire case halves (tire frame pieces) 17A formed only of a resin material.
- the tire case half 17A is formed by injection molding or the like so that one bead portion 12, one side portion 14, and a half-width crown portion 16 are integrated with each other so as to face each other. It is formed by joining at the tire equator part.
- the tire case 17 is not limited to the one formed by joining two members, and may be formed by joining three or more members.
- the tire case half 17A formed using at least the resin material can be formed by, for example, vacuum forming, pressure forming, injection forming, melt casting, or the like. For this reason, it is not necessary to perform vulcanization compared to the case where the tire case is molded with rubber as in the prior art, the manufacturing process can be greatly simplified, and the molding time can be omitted.
- the tire case half body 17A has a symmetrical shape, that is, the one tire case half body 17A and the other tire case half body 17A have the same shape. There is also an advantage that only one type of mold is required.
- an annular bead core 18 made of only a steel cord is embedded in the bead portion 12 as in a conventional general pneumatic tire.
- the present invention is not limited to this configuration, and the bead core 18 can be omitted if the rigidity of the bead portion 12 is ensured and there is no problem in fitting with the rim 20.
- an organic fiber cord, a resin-coated organic fiber cord, or a hard resin may be used.
- the portion that contacts the rim 20 of the bead portion 12 and at least the portion that contacts the rim flange 22 of the rim 20 are more excellent in sealing performance than the resin material constituting part or all of the tire case 17.
- Material is formed.
- an annular seal layer 24 made of only rubber is formed.
- the seal layer 24 may also be formed at a portion where the tire case 17 (bead portion 12) and the bead sheet 21 are in contact with each other.
- a material having a better sealing property than a resin material constituting part or all of the tire case 17 a softer material can be used than a resin material constituting part or all of the tire case 17.
- thermoplastic resin thermoplastic elastomer
- thermoplastic resins include polyurethane resins, polyolefin resins, polystyrene thermoplastic resins, polyester resins, and the like, and blends of these resins with rubbers or elastomers.
- a thermoplastic elastomer can also be used.
- a polyester-based thermoplastic elastomer for example, a polyester-based thermoplastic elastomer, a polyurethane-based thermoplastic elastomer, a polystyrene-based thermoplastic elastomer, and a polyolefin-based thermoplastic elastomer, a combination of these elastomers, or a rubber Examples include blends.
- a reinforcing cord 26 having higher rigidity than a resin material constituting part or all of the tire case 17 is wound around the crown portion 16 in the circumferential direction of the tire case 17.
- the reinforcing cord 26 is wound spirally in a state in which at least a part thereof is embedded in the crown portion 16 in a cross-sectional view along the axial direction of the tire case 17, thereby forming a reinforcing cord layer 28.
- a crown 30 made of only a material superior in wear resistance than a resin material constituting part or all of the tire case 17, for example, rubber, is disposed.
- FIG. 2 is a cross-sectional view along the tire rotation axis showing a state where a reinforcing cord is embedded in the crown portion of the tire case of the tire of the first embodiment.
- the reinforcing cord 26 is spirally wound in a state in which at least a part is embedded in the crown portion 16 in a cross-sectional view along the axial direction of the tire case 17.
- the reinforcement cord layer 28 shown with a broken-line part in FIG. A portion embedded in the crown portion 16 of the reinforcing cord 26 is in a state of being in close contact with a resin material that constitutes a part or all of the crown portion 16 (tire case 17).
- a monofilament such as a metal fiber or an organic fiber, or a multifilament (twisted wire) obtained by twisting a fiber such as a steel cord twisted with a steel fiber
- a steel cord is used as the reinforcing cord 26.
- the burying amount L indicates the burying amount of the reinforcing cord 26 in the tire rotation axis direction with respect to the tire case 17 (crown portion 16).
- the embedding amount L of the reinforcing cord 26 in the crown portion 16 is preferably 1/5 or more of the diameter D of the reinforcing cord 26, and more preferably more than 1/2. Most preferably, the entire reinforcing cord 26 is embedded in the crown portion 16. When the embedment amount L of the reinforcing cord 26 exceeds 1/2 of the diameter D of the reinforcing cord 26, it is difficult to jump out of the embedded portion due to the size of the reinforcing cord 26.
- the reinforcing cord layer 28 corresponds to a belt disposed on the outer peripheral surface of the carcass of a conventional rubber pneumatic tire.
- the crown 30 is disposed on the outer peripheral side of the reinforcing cord layer 28 in the tire radial direction.
- the rubber used for the crown 30 is preferably the same type of rubber used in conventional rubber pneumatic tires.
- a crown formed of another type of resin material that is more excellent in wear resistance than a resin material that constitutes part or all of the tire case 17 may be used.
- the crown 30 is formed with a crown pattern including a plurality of grooves on the ground contact surface with the road surface in the same manner as a conventional rubber pneumatic tire.
- the manufacturing method of the tire of this embodiment is explained.
- a tire case half is formed using the resin material of the present invention. These tire cases are preferably formed by injection molding. Next, the tire case halves supported by the thin metal support ring face each other. Next, a joining mold (not shown) is installed so as to contact the outer peripheral surface of the abutting portion of the tire case half.
- die is comprised so that the periphery of the junction part (butting part) of the tire case half body 17A may be pressed with a predetermined pressure. Next, the periphery of the joint portion of the tire case half is pressed at a temperature equal to or higher than the melting point (or softening point) of the resin material constituting part or all of the tire case.
- the joint portion of the tire case half When the joint portion of the tire case half is heated and pressed by the joining mold, the joint portion is melted and the tire case halves are fused together, and the tire case 17 is formed by integrating these members.
- the junction part of the tire case half body was heated using the joining metal mold
- the tire case halves may be joined by heating the joining portion with a separately provided high-frequency heater or the like, or softening or melting in advance by irradiation with hot air or infrared rays, and pressurizing with a joining mold.
- FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of embedding a reinforcing cord in a crown portion of a tire case using a cord heating device and rollers.
- the cord supply device 56 is disposed on the reel 58 around which the reinforcing cord 26 is wound, the cord heating device 59 disposed on the downstream side of the reel 58 in the cord transport direction, and the downstream side of the reinforcing cord 26 in the transport direction.
- the first roller 60, the first cylinder device 62 that moves the first roller 60 in the direction of contacting and separating from the outer peripheral surface of the tire, and the downstream side in the conveying direction of the reinforcing cord 26 of the first roller 60 A second roller 64, and a second cylinder device 66 that moves the second roller 64 in a direction in which the second roller 64 comes into contact with and separates from the tire outer peripheral surface.
- the second roller 64 can be used as a metal cooling roller.
- the surfaces of the first roller 60 and the second roller 64 are made of fluororesin (in this embodiment, Teflon (registered trademark)) in order to suppress adhesion of a molten or softened resin material. It is coated.
- the cord supply device 56 has two rollers, the first roller 60 and the second roller 64, but the present invention is not limited to this configuration, and either one of the rollers. It is also possible to have only one (that is, one roller).
- the cord heating device 59 includes a heater 70 and a fan 72 that generate hot air.
- the cord heating device 59 is provided with a heating box 74 through which the reinforcing cord 26 passes through the internal space, and a discharge port 76 through which the heated reinforcing cord 26 is discharged.
- the temperature of the heater 70 of the cord heating device 59 is raised, and the ambient air heated by the heater 70 is sent to the heating box 74 by the wind generated by the rotation of the fan 72.
- the reinforcing cord 26 unwound from the reel 58 is fed into a heating box 74 in which the internal space is heated with hot air (for example, the temperature of the reinforcing cord 26 is heated to about 100 to 200 ° C.).
- the heated reinforcing cord 26 passes through the discharge port 76 and is wound spirally around the outer peripheral surface of the crown portion 16 of the tire case 17 rotating in the direction of arrow R in FIG.
- the resin material at the contact portion is melted or softened, and at least a part of the heated reinforcing cord 26 is embedded in the outer peripheral surface of the crown portion 16. Is done. At this time, since the heated reinforcing cord 26 is embedded in the molten or softened resin material, there is no gap between the resin material and the reinforcing cord 26, that is, a tight contact state. Thereby, the air entering to the portion where the reinforcing cord 26 is embedded is suppressed.
- the burying amount L of the reinforcing cord 26 can be adjusted by the heating temperature of the reinforcing cord 26, the tension applied to the reinforcing cord 26, the pressing force by the first roller 60, and the like.
- the embedding amount L of the reinforcing cord 26 is set to be 1/5 or more of the diameter D of the reinforcing cord 26.
- the burying amount L of the reinforcing cord 26 is more preferably more than 1/2 of the diameter D, and most preferably the entire reinforcing cord 26 is embedded.
- the reinforcing cord layer 28 is formed on the outer peripheral side of the crown portion 16 of the tire case 17 by winding the heated reinforcing cord 26 while being embedded in the outer peripheral surface of the crown portion 16.
- the vulcanized belt-shaped crown 30 is wound around the outer peripheral surface of the tire case 17 by one turn, and the crown 30 is bonded to the outer peripheral surface of the tire case 17 using an adhesive or the like.
- the crown 30 may be, for example, a precure crown that is used in conventionally known retreaded tires. This step is the same step as the step of bonding the precure crown to the outer peripheral surface of the base tire of the retreaded tire.
- the seal layer 24 made of only vulcanized rubber is bonded to the bead portion 12 of the tire case 17 using an adhesive or the like, the tire 10 is completed.
- the tire case 17 includes at least polypropylene, and part or all of the resin material is formed of a resin material having a pentad ratio of 88.2% or more and 93.4% or less. Therefore, it is possible to achieve both good rim assembly properties and good deformation resistance during running.
- the tire 10 is light in weight because it has a simple structure as compared with a conventional rubber tire. For this reason, the tire 10 of this embodiment has high friction resistance and durability. Further, since the tire case 17 can be injection-molded, the productivity is very excellent.
- the reinforcing cord 26 having a rigidity higher than that of the resin material is spirally formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the crown portion 16 of the tire case 17 partially or entirely formed of the resin material. It is wound. Therefore, puncture resistance, cut resistance, and circumferential rigidity of the tire 10 are improved. In addition, creep of the tire case 17 partially or wholly formed of a resin material is prevented by improving the circumferential rigidity of the tire 10.
- At least the reinforcing cord 26 is provided on the outer peripheral surface of the crown portion 16 of the tire case 17 partially or entirely formed of a resin material in a cross-sectional view along the axial direction of the tire case 17 (the cross section shown in FIG. 1). A part is embedded and is in close contact with the resin material. Therefore, air entry during manufacture is suppressed, and movement of the reinforcing cord 26 due to input during travel is suppressed. Thereby, it is suppressed that peeling etc. arise in the reinforcement cord 26, the tire case 17, and the crown 30, and durability of the tire 10 improves.
- the reinforcing cord layer 28 is configured to include a resin material in this way, the difference in hardness between the tire case 17 and the reinforcing cord layer 28 is reduced as compared with the case where the reinforcing cord 26 is fixed with cushion rubber. it can. Therefore, the reinforcing cord 26 can be further adhered and fixed to the tire case 17. Thereby, the above-mentioned air entering can be prevented effectively, and it can control effectively that a reinforcement cord member moves at the time of driving. Further, when the reinforcing cord 26 is a steel cord, the reinforcing cord 26 can be easily separated from the resin material by heating and recovered at the time of disposal of the tire, which is advantageous in terms of recyclability of the tire 10.
- the resin material has a lower loss coefficient (tan ⁇ ) than vulcanized rubber, if the reinforcing cord layer 28 contains a large amount of the resin material, the rolling property of the tire can be improved. Furthermore, the resin material has an advantage that the in-plane shear rigidity is larger than that of the vulcanized rubber, and the handling property and wear resistance during running of the tire are excellent.
- the crown 30 in contact with the road surface is made of a rubber material that is more resistant to wear than the resin material that forms part or all of the tire case 17, the wear resistance of the tire 10 is improved.
- an annular bead core 18 made of only a metal material is embedded in the bead portion 12, the tire case 17, that is, the tire 10 is mounted on the rim 20 in the same manner as a conventional rubber pneumatic tire. Firmly held.
- the reinforcing cord 26 is heated, and the surface of the tire case 17 where the heated reinforcing cord 26 contacts is melted or softened.
- the present invention is not limited to this configuration.
- the reinforcing cord 26 may be embedded in the crown portion 16 after the outer peripheral surface of the crown portion 16 in which the reinforcing cord 26 is embedded is heated using a hot air generator without heating the reinforcing cord 26.
- the heat source of the cord heating device 59 is a heater and a fan.
- the present invention is not limited to this configuration, and the reinforcement cord 26 may be directly heated by radiant heat (for example, infrared rays). Good.
- the portion in which the resin material in which the reinforcing cord 26 is embedded is melted or softened is forcibly cooled by the metal second roller 64, but the present invention is not limited to this configuration. .
- a configuration may be adopted in which cold air is directly blown onto a portion where the resin material is melted or softened to forcibly cool and solidify the melted or softened portion of the resin material.
- the reinforcing cord 26 is heated.
- the outer periphery of the reinforcing cord 26 may be covered with the same resin material as the tire case 17.
- the resin material covered together with the reinforcing cord 26 is also heated, thereby effectively suppressing air entry when embedded in the crown portion 16. can do.
- the tire 10 of the first embodiment is a so-called tubeless tire in which an air chamber is formed between the tire 10 and the rim 20 by attaching the bead portion 12 to the rim 20, but the present invention is limited to this configuration. It may be a complete tube shape. Further, the tire of the present invention is an embodiment using a reinforcing cord member in which the cord member is coated with a resin material as shown in the second embodiment (FIGS. 4 and 5) of JP 2012-46030 A. May be.
- Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 11 The resin materials described in Table 1 and Table 2 were mixed with the compositions described in the table to obtain resin materials. The obtained resin material was pelletized and injection molded at 230 ° C. to obtain a sample piece. Various measurements were carried out using samples obtained by punching test pieces from the sample pieces.
- Tires were formed using the resin materials obtained in the respective Examples and Comparative Examples with reference to the above-described first embodiment (the tire described in FIGS. 1A and 1B). Next, when the tire was mounted on the rim and the air sealability could be ensured, the evaluation was “A”, and when the air sealability could not be ensured, the evaluation was “B”.
- E-105GM Polypropylene, Prime Polymer Co., Ltd., Prime Polypro EA9: Polypropylene, Nihon Polypro Co., Ltd., Novatec (registered trademark) ⁇ H3002: Polypropylene, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tough Selenium (registered trademark) T1712: Polypropylene, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tough Selenium (registered trademark) X1102: Polypropylene, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tough Selenium (registered trademark)
- the example in which the resin material forming the tire frame includes at least polypropylene and the pentad ratio of the resin material is controlled within a specific range is compared with the comparative example that does not satisfy the pentad ratio. It can be seen that side swelling is suppressed. Further, it can be seen that the rim assembly property is also good, and as a result, air leakage is suppressed.
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Abstract
樹脂材料で形成され且つ環状のタイヤ骨格体(17)を有し、前記樹脂材料が少なくともポリプロピレンを含み、且つ前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下であるタイヤ(10)。
Description
本発明は、リムに装着されるタイヤにかかり、特に、タイヤ骨格体(タイヤケース)の少なくとも一部が樹脂材料で形成されたタイヤに関する。
従来、乗用車等の車両には、ゴム、有機繊維材料、スチール部材などから構成された空気入りタイヤが用いられている。従来空気入りタイヤに用いられている一般的なゴム材料は、耐熱性などには問題はない。しかし、タイヤ製造工程において、混練、シーティング、成形および加硫といった複数の工程を経るのが通常であり、生産性の向上が求められていた。
これに対し、近年では、軽量化や、成形の容易さ、リサイクルのしやすさから、樹脂材料、特に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーなどをタイヤ材料として用いることが検討されている。これら熱可塑性の高分子材料(熱可塑性樹脂材料)は、射出成形が可能であるなど、生産性の向上の観点から有利な点が多い。
また、特開2012-46031号公報には、前記熱可塑性の高分子材料としてポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを用いたタイヤが提案されている。
熱可塑性の樹脂材料を用いたタイヤは、ゴム製の従来タイヤと比べて、製造が容易で且つ低コストである。但し、樹脂材料を用いてタイヤを製造する場合には、この高い製造効率と低コストとを実現しつつ、且つ従来のゴム製タイヤと比して遜色のない性能を実現することが求められる。具体的には、リム組みが可能であるとともに、リム組みをした際に内部の空気が漏れないように優れたリム組み性を確保することが求められる。また、併せて走行時にタイヤ自体が変形しない性質(走行時の耐変形性)も求められる。
しかし、樹脂材料の中でも特に低コスト化の観点で有利なポリプロピレンを用いた場合には、リム組み性を得つつ且つ走行時の耐変形性をも実現することが容易でないことがわかった。
しかし、樹脂材料の中でも特に低コスト化の観点で有利なポリプロピレンを用いた場合には、リム組み性を得つつ且つ走行時の耐変形性をも実現することが容易でないことがわかった。
そこで、本発明は、前記事情を踏まえ、ポリプロピレンを含む樹脂材料を用いて形成され、良好なリム組み性を実現しつつ且つ走行時の耐変形性にも優れたタイヤを提供することを目的とする。
[1] 樹脂材料で形成され且つ環状のタイヤ骨格体を有し、前記樹脂材料が少なくともポリプロピレンを含み、且つ前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下であるタイヤ。
本発明によれば、ポリプロピレンを含む樹脂材料を用いて形成され、良好なリム組み性を実現しつつ且つ走行時の耐変形性にも優れたタイヤを提供することができる。
本発明のタイヤは、樹脂材料で形成(つまり少なくとも樹脂材料を用いて形成)され且つ環状のタイヤ骨格体を有する。前記樹脂材料は少なくともポリプロピレンを含み、また前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下である。
ここで、本明細書において「ポリプロピレン」とは、ホモポリプロピレンもしくはランダムポリプロピレンを表し、つまりプロピレンの単独重合体もしくは、プロピレンと他のモノマーとの共重合体をさす。尚、ホモポリプロピレンとは、合成されるモノマーにおけるプロピレンの割合が98モル%以上のものとし、ランダムポリプロピレンとは、合成されるモノマーにおけるプロピレンの割合が98モル%未満のものと定義する。
近年、製造効率や低コストの面で有利であるとの理由から樹脂材料をタイヤ材料として用いることが検討されており、特に低コスト化を実現し得る材料として、タイヤ骨格体にポリプロピレンを用いたタイヤが試されている。
上述のように、樹脂材料を用いたタイヤには従来のゴム製タイヤと同等の性能が求められており、例えばリム組みをした際に内部の空気が漏れないように優れたリム組み性が求められる。また、走行によって継続的に荷重が付与され続けた際にタイヤ骨格体自体に変形が生じると走行性に劣ることとなり、更にこの変形がより進行した場合には内部の空気漏れが生じることもあるため、走行時にタイヤ自体が変形しない性質(走行時の耐変形性)も求められる。
しかし、ポリプロピレンを含むタイヤ骨格体においては、リム組み性を実現しようとした際、更に走行時の耐変形性をも達成することが容易でないことがわかった。
上述のように、樹脂材料を用いたタイヤには従来のゴム製タイヤと同等の性能が求められており、例えばリム組みをした際に内部の空気が漏れないように優れたリム組み性が求められる。また、走行によって継続的に荷重が付与され続けた際にタイヤ骨格体自体に変形が生じると走行性に劣ることとなり、更にこの変形がより進行した場合には内部の空気漏れが生じることもあるため、走行時にタイヤ自体が変形しない性質(走行時の耐変形性)も求められる。
しかし、ポリプロピレンを含むタイヤ骨格体においては、リム組み性を実現しようとした際、更に走行時の耐変形性をも達成することが容易でないことがわかった。
これに対し本発明は、タイヤ骨格体を形成する樹脂材料が少なくともポリプロピレンを含み且つこの樹脂材料のペンタッド率が前述の範囲に制御される。樹脂材料のペンタッド率が上記範囲であることで、タイヤ骨格体としての適切な弾性率を得つつ且つタイヤ骨格体のクリープ性を低減できるものと考えられる。
弾性率が適切な範囲であることにより、優れたリム組み性が得られ、その結果良好にリム組みされることによって内部の空気漏れも抑制される。
また、クリープ性が低減されることで、走行によってタイヤに対し継続的に荷重が付与され続けた場合であってもタイヤ骨格体自体の変形、特にタイヤのサイドが変形することが抑制され、走行時の耐変形性に優れるものと考えられる。タイヤ骨格体自体の変形が抑制されることで、該変形に伴って生じることがあった空気の抜けが抑制される。
弾性率が適切な範囲であることにより、優れたリム組み性が得られ、その結果良好にリム組みされることによって内部の空気漏れも抑制される。
また、クリープ性が低減されることで、走行によってタイヤに対し継続的に荷重が付与され続けた場合であってもタイヤ骨格体自体の変形、特にタイヤのサイドが変形することが抑制され、走行時の耐変形性に優れるものと考えられる。タイヤ骨格体自体の変形が抑制されることで、該変形に伴って生じることがあった空気の抜けが抑制される。
-ペンタッド率-
本発明における樹脂材料は、ペンタッド率が88.2%以上93.4%以下である。このペンタッド率が上記上限値を超えると、タイヤ骨格体の弾性率が適切な範囲に制御できず、その結果リム組みが良好に行えず、内部の空気漏れも発生する。一方、上記ペンタッド率が上記下限値未満であると、タイヤ骨格体のクリープ性が低減できず、その結果走行時の耐変形性が得られない。更に、タイヤ骨格体自体の変形がより進行した場合には内部の空気漏れが生じる。
上記ペンタッド率は、更に88.2%以上91.7%以下であることが好ましく、88.2%以上89.0%以下であることがより好ましい。
本発明における樹脂材料は、ペンタッド率が88.2%以上93.4%以下である。このペンタッド率が上記上限値を超えると、タイヤ骨格体の弾性率が適切な範囲に制御できず、その結果リム組みが良好に行えず、内部の空気漏れも発生する。一方、上記ペンタッド率が上記下限値未満であると、タイヤ骨格体のクリープ性が低減できず、その結果走行時の耐変形性が得られない。更に、タイヤ骨格体自体の変形がより進行した場合には内部の空気漏れが生じる。
上記ペンタッド率は、更に88.2%以上91.7%以下であることが好ましく、88.2%以上89.0%以下であることがより好ましい。
ここでペンタッド率について説明する。ポリプロピレンにおいては重合によって主鎖にできた四級炭素は不斉炭素原子となる。そのため、この不斉炭素原子に結合する側鎖メチル基(-CH3)の配置に向きが生じ、隣り合う不斉炭素原子における前記側鎖メチル基の配置が同じ側か異なる側かによって立体規則性が生じる。そして、ポリプロピレンの主鎖の構造において、連続する5つの不斉炭素原子(五連子、ペンタッド)における側鎖メチル基の配置が同じ側(いわゆるmmmm構造)である確率を、ペンタッド率と称す。
本発明における樹脂材料のペンタッド率は、以下の方法により測定することができる。
13C-NMRにおいて、ある側鎖メチル基の両隣(トリアッド)のさらに隣(ペンタッド)までのメチル基の立体配置(メソ、ラセモ)は相互に影響を受け、異なる化学シフトにピークとして現れる。各ピークの定量はピーク高さを用いて相対比較した。装置機器は日本電子株式会社製FT-NMR(600MHz)、測定条件は123℃、溶媒はテトラクロロエタン重溶媒、ピークはmmmm,mmmr,rmmr,mmrr,mmrm,rmrr,mrmr,rrrr,rrrm,mrrmの各ピーク高さからmmmmの比率を算出した。
尚、ランダムポリプロピレン(プロピレンと他のモノマーとの共重合体)の場合、主鎖中のポリプロピレン鎖に起因するピークのみから算出する。
13C-NMRにおいて、ある側鎖メチル基の両隣(トリアッド)のさらに隣(ペンタッド)までのメチル基の立体配置(メソ、ラセモ)は相互に影響を受け、異なる化学シフトにピークとして現れる。各ピークの定量はピーク高さを用いて相対比較した。装置機器は日本電子株式会社製FT-NMR(600MHz)、測定条件は123℃、溶媒はテトラクロロエタン重溶媒、ピークはmmmm,mmmr,rmmr,mmrr,mmrm,rmrr,mrmr,rrrr,rrrm,mrrmの各ピーク高さからmmmmの比率を算出した。
尚、ランダムポリプロピレン(プロピレンと他のモノマーとの共重合体)の場合、主鎖中のポリプロピレン鎖に起因するピークのみから算出する。
樹脂材料のペンタッド率を前記範囲に制御する方法としては、特に限定されるものではないが、2種以上の樹脂を混合することでペンタッド率を調整する方法が好ましい。より具体的には、第1の樹脂としてのポリプロピレンと該第1の樹脂とは異なる第2の樹脂とを混合することが好ましい。
ここで、第1の樹脂とは異なる樹脂には、ポリプロピレン以外の樹脂つまりプロピレン以外のモノマーから重合された樹脂、およびポリプロピレン(ホモポリプロピレンもしくはランダムポリプロピレン)であって第1の樹脂とは立体規則性が異なる樹脂を含む。
前述の通り、ポリプロピレンが主鎖に有する不斉炭素原子は側鎖メチル基を有し、この配置に向きが生じるために立体規則性が生じる。この不斉炭素原子に結合する側鎖メチル基が連続して同じ側に規則正しく並んだ構造を有するポリプロピレンをイソタクチックポリプロピレンと称す。尚、本発明では、ペンタッド率が94.5%以上のものをイソタクチックポリプロピレンと定義する。
一方この側鎖メチル基の配列がランダムで規則性がないポリプロピレンをアタクチックポリプロピレンと称す。本発明では、ペンタッド率が94.5%未満のものをアタクチックポリプロピレンと定義する。
前述の通り、ポリプロピレンが主鎖に有する不斉炭素原子は側鎖メチル基を有し、この配置に向きが生じるために立体規則性が生じる。この不斉炭素原子に結合する側鎖メチル基が連続して同じ側に規則正しく並んだ構造を有するポリプロピレンをイソタクチックポリプロピレンと称す。尚、本発明では、ペンタッド率が94.5%以上のものをイソタクチックポリプロピレンと定義する。
一方この側鎖メチル基の配列がランダムで規則性がないポリプロピレンをアタクチックポリプロピレンと称す。本発明では、ペンタッド率が94.5%未満のものをアタクチックポリプロピレンと定義する。
従って、本発明において、例えば第1の樹脂としてペンタッド率94.5%以上のホモポリプロピレン(イソタクチックポリプロピレン)を用いた場合であれば、第1の樹脂とは異なる第2の樹脂には、プロピレン以外のモノマーから重合された樹脂と、ペンタッド率94.5%未満のホモポリプロピレン(アタクチックポリプロピレン)と、ペンタッド率94.5%未満のランダムポリプロピレンと、が含まれる。
《樹脂材料》
本発明に係るタイヤは樹脂材料で形成(つまり少なくとも樹脂材料を用いて形成)されるタイヤ骨格体を有し、前記樹脂材料は少なくともポリプロピレンを含む。
前記樹脂材料はポリプロピレン以外の熱可塑性樹脂やその他任意の成分(添加剤)を含んでいてもよいが、前記樹脂材料の総量に対するポリプロピレンの含有量は、80質量%以上が好ましく、更に90質量%~100質量%がより好ましい。
また、本明細書において「樹脂」とは、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を含む概念であるが、天然ゴムは含まない。
本発明に係るタイヤは樹脂材料で形成(つまり少なくとも樹脂材料を用いて形成)されるタイヤ骨格体を有し、前記樹脂材料は少なくともポリプロピレンを含む。
前記樹脂材料はポリプロピレン以外の熱可塑性樹脂やその他任意の成分(添加剤)を含んでいてもよいが、前記樹脂材料の総量に対するポリプロピレンの含有量は、80質量%以上が好ましく、更に90質量%~100質量%がより好ましい。
また、本明細書において「樹脂」とは、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を含む概念であるが、天然ゴムは含まない。
(ポリプロピレン)
ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレン(プロピレンの単独重合体)およびランダムポリプロピレン(プロピレンと他のモノマーとの共重合体)がある。
前記ポリプロピレンのホモポリプロピレンとしては、例えば立体規則性が異なるポリプロピレンが挙げられ、具体的にはイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンが挙げられる。
ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレン(プロピレンの単独重合体)およびランダムポリプロピレン(プロピレンと他のモノマーとの共重合体)がある。
前記ポリプロピレンのホモポリプロピレンとしては、例えば立体規則性が異なるポリプロピレンが挙げられ、具体的にはイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンが挙げられる。
前記ランダムポリプロピレンとしては、例えばプロピレンと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。また、主鎖中のポリプロピレン鎖におけるペンタッド率が異なるもの、具体的には該ペンタッド率が94.5%以上のもの、および該ペンタッド率が94.5%未満のものが挙げられる。
他のモノマーとしては、例えばエチレン、ブテン、およびオクテン等が挙げられる。
他のモノマーとしては、例えばエチレン、ブテン、およびオクテン等が挙げられる。
上記の中でも、ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレンが好ましく、イソタクチックポリプロピレンがより好ましい。
前記イソタクチックポリプロピレンとしては、例えば(株)プライムポリマー製のプライムポリプロE-105GM、J-700GP、E-200GP、およびY-400GP、サンアロマー(株)製のPL400A、およびPL500A、並びに日本ポリプロ(株)製のノバテック(登録商標)EA9、およびMA3等が挙げられる。
前記アタクチックポリプロピレンとしては、例えば住友化学(株)製のタフセレン(登録商標)H3002、T1712、およびX1102、並びに出光興産(株)製のL-MODU(登録商標)S400、S600、およびS901等が挙げられる。
前記ポリプロピレンの重量平均分子量としては、50,000~3,000,000であることが好ましく、50,000~2,500,000がより好ましく、800,000~2,000,000が更に好ましい。ポリプロピレンの重量平均分子量が上記範囲にあると、樹脂材料の機械的物性が十分であり、加工性にも優れる。
前記ポリプロピレンの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができ、例えば、東ソー株式会社製の「HLC-8321GPC/HT」等のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いることができる。
前記イソタクチックポリプロピレンやアタクチックポリプロピレン、ランダムポリプロピレンは、公知の方法によって共重合することで合成することができる。
前記の通り、樹脂材料のペンタッド率を前述の範囲に制御する観点から、2種以上の樹脂を混合してペンタッド率を調整することが好ましい。より具体的には、第1の樹脂としてのポリプロピレンと該第1の樹脂とは異なる第2の樹脂とを混合することが好ましい。
前記第1の樹脂としては、ホモポリプロピレンを用いることが好ましく、特にイソタクチックポリプロピレンを用いることが好ましい。イソタクチックポリプロピレンの例としては前述のものが挙げられる。
前記樹脂材料におけるイソタクチックポリプロピレンの含有量としては、50質量%~70質量%の範囲が好ましく、更には55質量%~65質量%の範囲がより好ましく、55質量%~60質量%の範囲が更に好ましい。
前記樹脂材料におけるイソタクチックポリプロピレンの含有量としては、50質量%~70質量%の範囲が好ましく、更には55質量%~65質量%の範囲がより好ましく、55質量%~60質量%の範囲が更に好ましい。
前記第2の樹脂としても、ホモポリプロピレンを用いることが好ましく、特にアタクチックポリプロピレンを用いることが好ましい。アタクチックポリプロピレンの例としては前述のものが挙げられる。
前記樹脂材料におけるアタクチックポリプロピレンの含有量としては、30質量%~50質量%の範囲が好ましく、更には35質量%~45質量%の範囲がより好ましく、40質量%~45質量%の範囲が更に好ましい。
前記樹脂材料におけるアタクチックポリプロピレンの含有量としては、30質量%~50質量%の範囲が好ましく、更には35質量%~45質量%の範囲がより好ましく、40質量%~45質量%の範囲が更に好ましい。
特に、本発明における樹脂材料では前記第1の樹脂としてホモポリプロピレンのイソタクチックポリプロピレンを用い、且つ前記第2の樹脂としてホモポリプロピレンのアタクチックポリプロピレンを用いることがより好ましい。また、その際の両者の含有量も前記の範囲とすることが好ましい。イソタクチックポリプロピレンおよびアタクチックポリプロピレンを前記範囲で含有することで、樹脂材料のペンタッド率をより容易に前述の範囲に制御することができる。
また、第2の樹脂はポリプロピレンに限定されるものではなく、下記に示す他の樹脂を用いてもよい。更に、下記に示す他の樹脂を第1の樹脂および第2の樹脂に加えて別途用いてもよい。
(他の樹脂)
本発明における樹脂材料にはポリプロピレン以外の他の樹脂を含んでもよい。他の樹脂としては熱可塑性樹脂、および熱可塑性エラストマーが好ましい。例えばポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、およびスチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
本発明における樹脂材料にはポリプロピレン以外の他の樹脂を含んでもよい。他の樹脂としては熱可塑性樹脂、および熱可塑性エラストマーが好ましい。例えばポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、およびスチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
(添加剤)
本発明における樹脂材料には、所望に応じて各種添加剤を含有させてもよい。該添加剤としては、例えばゴム、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、およびクレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、および補強材等の各種添加剤が挙げられる。
前記添加剤の樹脂材料(タイヤ骨格体)中の含有量は特に限定はなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。前記樹脂材料に添加剤など樹脂以外の成分を加える場合、前記樹脂材料中の樹脂成分の含有量は、樹脂材料の総量に対して、50質量%超が好ましく、90質量%以上が更に好ましい。尚、樹脂材料中の樹脂成分の含有量は、前記樹脂成分の総量から各種添加剤の総含有量を差し引いた残部となる。
本発明における樹脂材料には、所望に応じて各種添加剤を含有させてもよい。該添加剤としては、例えばゴム、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、およびクレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、および補強材等の各種添加剤が挙げられる。
前記添加剤の樹脂材料(タイヤ骨格体)中の含有量は特に限定はなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。前記樹脂材料に添加剤など樹脂以外の成分を加える場合、前記樹脂材料中の樹脂成分の含有量は、樹脂材料の総量に対して、50質量%超が好ましく、90質量%以上が更に好ましい。尚、樹脂材料中の樹脂成分の含有量は、前記樹脂成分の総量から各種添加剤の総含有量を差し引いた残部となる。
(樹脂材料の物性)
-引張弾性率-
本発明における樹脂材料の引張弾性率は、JIS K7113(1995年)に準拠し測定された引張弾性率をさす。
-引張弾性率-
本発明における樹脂材料の引張弾性率は、JIS K7113(1995年)に準拠し測定された引張弾性率をさす。
樹脂材料の引張弾性率は140MPa~570MPaの範囲であることが好ましく、更には160MPa~500MPaの範囲がより好ましく、180MPa~300MPaの範囲が更に好ましい。引張弾性率が140MPa以上であることでタイヤ骨格体の形状を良好に保持し得る。一方570MPa以下であることでリム組みが良好に行え、内部の空気漏れも抑制される。
-クリープ量-
本発明における樹脂材料のクリープ量は、JIS K7115(1999年)に準拠し、JIS3号ダンベル試験片を用い、チャック間:65mm、40kN、90℃の条件で測定された、3時間後のクリープ量をさす。
本発明における樹脂材料のクリープ量は、JIS K7115(1999年)に準拠し、JIS3号ダンベル試験片を用い、チャック間:65mm、40kN、90℃の条件で測定された、3時間後のクリープ量をさす。
樹脂材料のクリープ量は50mm以下の範囲であることが好ましく、更には30mm以下がより好ましく、5mm以下が更に好ましく、0mmに近いほど好ましい。クリープ量が50mm以下であることで走行によってタイヤに対し継続的に荷重が付与され続けた場合でもタイヤ骨格体自体の変形が抑制され、特にタイヤのサイドでの変形が抑制される。その結果、このタイヤ骨格体自体の変形に伴って生じることがある内部の空気漏れも抑制される。
ここで、上記引張弾性率およびクリープ量は樹脂材料の物性値であり、つまり樹脂材料で形成されるタイヤ骨格体の物性値である。よって、タイヤ骨格体がポリプロピレンに加えて他の樹脂組成物も含む樹脂材料で形成される場合や、樹脂以外の他の添加剤等も含む樹脂材料で形成される場合であっても、それらの全成分を含む樹脂材料の物性をさす。
前記樹脂材料の融点としては、通常80℃~200℃であり、タイヤの生産性の観点から、好ましくは100℃~200℃程度である。このように、融点が100℃~200℃の樹脂材料を用いることで、例えばタイヤの骨格体を、その分割体(骨格片)を融着して形成する場合に、接合部の加熱温度を、タイヤ骨格体を形成する樹脂材料の融点以上に設定することができる。
本発明のタイヤとして、上記範囲の融点を有する樹脂材料を用いることで、100℃~200℃の温度範囲で融着された骨格体であってもタイヤ骨格片同士の接着強度が十分である。これにより、該タイヤは耐パンク性や耐摩耗性など走行時における耐久性に優れる。尚、前記加熱温度は、タイヤ骨格片を形成する樹脂材料の融点よりも10℃~150℃高い温度が好ましく、10℃~100℃高い温度が更に好ましい。
本発明のタイヤとして、上記範囲の融点を有する樹脂材料を用いることで、100℃~200℃の温度範囲で融着された骨格体であってもタイヤ骨格片同士の接着強度が十分である。これにより、該タイヤは耐パンク性や耐摩耗性など走行時における耐久性に優れる。尚、前記加熱温度は、タイヤ骨格片を形成する樹脂材料の融点よりも10℃~150℃高い温度が好ましく、10℃~100℃高い温度が更に好ましい。
《タイヤ》
[第1の実施形態]
以下に、図面に従って本発明における第1の実施形態に係るタイヤを説明する。
本実施形態のタイヤ10について説明する。図1Aは、本発明の一実施形態に係るタイヤの一部の断面を示す斜視図である。図1Bは、リムに装着したビード部の断面図である。図1に示すように、本実施形態のタイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
[第1の実施形態]
以下に、図面に従って本発明における第1の実施形態に係るタイヤを説明する。
本実施形態のタイヤ10について説明する。図1Aは、本発明の一実施形態に係るタイヤの一部の断面を示す斜視図である。図1Bは、リムに装着したビード部の断面図である。図1に示すように、本実施形態のタイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
図1Aに示すように、タイヤ10は、図1Bに示すリム20のビードシート21およびリムフランジ22に接触する1対のビード部12と、ビード部12からタイヤ径方向外側に延びるサイド部14と、一方のサイド部14のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部14のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部16(外周部)と、を有するタイヤケース(タイヤ骨格体)17を備えている。
ここで、本実施形態のタイヤケース17は、樹脂材料として、少なくともポリプロピレンを含み、且つ前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下であるものを用いることができる。
本実施形態においてタイヤケース17は、単一の樹脂材料のみで形成されているが、本発明はこの構成に限定されず、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと同様に、タイヤケース17の各部位毎(サイド部14、クラウン部16、およびビード部12など)に異なる特徴を有する樹脂材料を用いてもよい。また、タイヤケース17(例えば、ビード部12、サイド部14、およびクラウン部16等)に、補強材(高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、および織布等)を埋設配置し、補強材でタイヤケース17を補強してもよい。
本実施形態のタイヤケース17は、樹脂材料のみで形成された一対のタイヤケース半体(タイヤ骨格片)17A同士を接合させたものである。タイヤケース半体17Aは、一つのビード部12と一つのサイド部14と半幅のクラウン部16とを一体として射出成形等で成形された同一形状の円環状のタイヤケース半体17Aを互いに向かい合わせてタイヤ赤道面部分で接合することで形成されている。なお、タイヤケース17は、2つの部材を接合して形成するものに限らず、3以上の部材を接合して形成してもよい。
前記樹脂材料を少なくとも用いて形成されるタイヤケース半体17Aは、例えば、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、およびメルトキャスティング等で成形することができる。このため、従来のようにゴムでタイヤケースを成形する場合に比較して、加硫を行う必要がなく、製造工程を大幅に簡略化でき、成形時間を省略することができる。
また、本実施形態では、タイヤケース半体17Aは左右対称形状、即ち、一方のタイヤケース半体17Aと他方のタイヤケース半体17Aとが同一形状とされているので、タイヤケース半体17Aを成形する金型が1種類で済むメリットもある。
また、本実施形態では、タイヤケース半体17Aは左右対称形状、即ち、一方のタイヤケース半体17Aと他方のタイヤケース半体17Aとが同一形状とされているので、タイヤケース半体17Aを成形する金型が1種類で済むメリットもある。
本実施形態において、図1Bに示すようにビード部12には、従来一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードのみからなる円環状のビードコア18が埋設されている。しかし、本発明はこの構成に限定されず、ビード部12の剛性が確保され、リム20との嵌合に問題なければ、ビードコア18を省略することもできる。なお、スチールコード以外に、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などを用いて形成されていてもよい。
本実施形態では、ビード部12のリム20と接触する部分や、少なくともリム20のリムフランジ22と接触する部分に、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりもシール性に優れた材料が形成されている。例えば、ゴムのみからなる円環状のシール層24が形成されている。このシール層24はタイヤケース17(ビード部12)とビードシート21とが接触する部分にも形成されていてもよい。タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりもシール性に優れた材料としては、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料に比して軟質な材料を用いることができる。シール層24に用いることのできるゴムとしては、従来一般のゴム製の空気入りタイヤのビード部外面に用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。また、前記樹脂材料よりもシール性に優れる他の熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマー)を用いてもよい。このような他の熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、およびポリエステル樹脂等の樹脂やこれら樹脂とゴム若しくはエラストマーとのブレンド物等が挙げられる。また、熱可塑性エラストマーを用いることもでき、例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、およびポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、或いは、これらエラストマー同士の組み合わせや、ゴムとのブレンド物等が挙げられる。
図1に示すように、クラウン部16には、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりも剛性が高い補強コード26がタイヤケース17の周方向に巻回されている。補強コード26は、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部がクラウン部16に埋設された状態で螺旋状に巻回されており、補強コード層28を形成している。補強コード層28のタイヤ径方向外周側には、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりも耐摩耗性に優れた材料、例えばゴムのみからなるクラウン30が配置されている。
図2を用いて補強コード26によって形成される補強コード層28について説明する。図2は、第1実施形態のタイヤのタイヤケースのクラウン部に補強コードが埋設された状態を示すタイヤ回転軸に沿った断面図である。図2に示されるように、補強コード26は、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部がクラウン部16に埋設された状態で螺旋状に巻回されている。そして、タイヤケース17の外周部の一部と共に図2において破線部で示される補強コード層28を形成している。補強コード26のクラウン部16に埋設された部分は、クラウン部16(タイヤケース17)の一部または全部を構成する樹脂材料と密着した状態となっている。補強コード26としては、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント(単線)、または、スチール繊維を撚ったスチールコードなどの繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)などを用いることができる。なお、本実施形態において補強コード26としては、スチールコードが用いられている。
また、図2において埋設量Lは、タイヤケース17(クラウン部16)に対する補強コード26のタイヤ回転軸方向への埋設量を示す。補強コード26のクラウン部16に対する埋設量Lは、補強コード26の直径Dの1/5以上であれば好ましく、1/2を超えることがさらに好ましい。そして、補強コード26全体がクラウン部16に埋設されることが最も好ましい。補強コード26の埋設量Lが、補強コード26の直径Dの1/2を超えると、補強コード26の寸法上、埋設部から飛び出し難くなる。また、補強コード26全体がクラウン部16に埋設されると、表面(外周面)がフラットになり、補強コード26が埋設されたクラウン部16上に部材が載置されても補強コード周辺部に空気が入るのを抑制することができる。なお、補強コード層28は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。
上述のように補強コード層28のタイヤ径方向外周側にはクラウン30が配置されている。このクラウン30に用いるゴムは、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。なお、クラウン30の代わりに、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりも耐摩耗性に優れる他の種類の樹脂材料で形成したクラウンを用いてもよい。また、クラウン30には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、路面との接地面に複数の溝からなるクラウンパターンが形成されている。
以下、本実施形態のタイヤの製造方法について説明する。
以下、本実施形態のタイヤの製造方法について説明する。
(タイヤケース(タイヤ骨格体)成形工程)
まず、本発明における樹脂材料を用いてタイヤケース半体を形成する。これらタイヤケースの形成は、射出成形で行うことが好ましい。次に、薄い金属の支持リングに支持されたタイヤケース半体同士を互いに向かい合わせる。次いで、タイヤケース半体の突き当て部分の外周面と接するように図示を省略する接合金型を設置する。ここで、前記接合金型はタイヤケース半体17Aの接合部(突き当て部分)周辺を所定の圧力で押圧するように構成されている。次いで、タイヤケース半体の接合部周辺を、タイヤケースの一部または全部を構成する樹脂材料の融点(または軟化点)以上で押圧する。タイヤケース半体の接合部が接合金型によって加熱および加圧されると、前記接合部が溶融しタイヤケース半体同士が融着しこれら部材が一体となってタイヤケース17が形成される。尚、本実施形態においては接合金型を用いてタイヤケース半体の接合部を加熱したが、本発明はこれに限定されない。例えば、別に設けた高周波加熱機等によって前記接合部を加熱したり、予め熱風または赤外線の照射等によって軟化または溶融させ、接合金型によって加圧して、タイヤケース半体を接合させてもよい。
まず、本発明における樹脂材料を用いてタイヤケース半体を形成する。これらタイヤケースの形成は、射出成形で行うことが好ましい。次に、薄い金属の支持リングに支持されたタイヤケース半体同士を互いに向かい合わせる。次いで、タイヤケース半体の突き当て部分の外周面と接するように図示を省略する接合金型を設置する。ここで、前記接合金型はタイヤケース半体17Aの接合部(突き当て部分)周辺を所定の圧力で押圧するように構成されている。次いで、タイヤケース半体の接合部周辺を、タイヤケースの一部または全部を構成する樹脂材料の融点(または軟化点)以上で押圧する。タイヤケース半体の接合部が接合金型によって加熱および加圧されると、前記接合部が溶融しタイヤケース半体同士が融着しこれら部材が一体となってタイヤケース17が形成される。尚、本実施形態においては接合金型を用いてタイヤケース半体の接合部を加熱したが、本発明はこれに限定されない。例えば、別に設けた高周波加熱機等によって前記接合部を加熱したり、予め熱風または赤外線の照射等によって軟化または溶融させ、接合金型によって加圧して、タイヤケース半体を接合させてもよい。
(補強コード部材巻回工程)
次に、補強コード巻回工程について図3を用いて説明する。図3は、コード加熱装置、およびローラ類を用いてタイヤケースのクラウン部に補強コードを埋設する動作を説明するための説明図である。図3において、コード供給装置56は、補強コード26を巻き付けたリール58と、リール58のコード搬送方向下流側に配置されたコード加熱装置59と、補強コード26の搬送方向下流側に配置された第1のローラ60と、第1のローラ60をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第1のシリンダ装置62と、第1のローラ60の補強コード26の搬送方向下流側に配置される第2のローラ64と、第2のローラ64をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第2のシリンダ装置66と、を備えている。第2のローラ64は、金属製の冷却用ローラとして利用することができる。また、本実施形態において、第1のローラ60および第2のローラ64の表面は、溶融または軟化した樹脂材料の付着を抑制するためにフッ素樹脂(本実施形態では、テフロン(登録商標))でコーティングされている。なお、本実施形態では、コード供給装置56は、第1のローラ60および第2のローラ64の2つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。
次に、補強コード巻回工程について図3を用いて説明する。図3は、コード加熱装置、およびローラ類を用いてタイヤケースのクラウン部に補強コードを埋設する動作を説明するための説明図である。図3において、コード供給装置56は、補強コード26を巻き付けたリール58と、リール58のコード搬送方向下流側に配置されたコード加熱装置59と、補強コード26の搬送方向下流側に配置された第1のローラ60と、第1のローラ60をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第1のシリンダ装置62と、第1のローラ60の補強コード26の搬送方向下流側に配置される第2のローラ64と、第2のローラ64をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第2のシリンダ装置66と、を備えている。第2のローラ64は、金属製の冷却用ローラとして利用することができる。また、本実施形態において、第1のローラ60および第2のローラ64の表面は、溶融または軟化した樹脂材料の付着を抑制するためにフッ素樹脂(本実施形態では、テフロン(登録商標))でコーティングされている。なお、本実施形態では、コード供給装置56は、第1のローラ60および第2のローラ64の2つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。
また、コード加熱装置59は、熱風を生じさせるヒーター70およびファン72を備えている。また、コード加熱装置59は、内部に熱風が供給されると共に、内部空間を補強コード26が通過する加熱ボックス74と、加熱された補強コード26を排出する排出口76とを備えている。
本工程においては、まず、コード加熱装置59のヒーター70の温度を上昇させ、ヒーター70で加熱された周囲の空気をファン72の回転によって生じる風で加熱ボックス74へ送る。次に、リール58から巻き出した補強コード26を、熱風で内部空間が加熱された加熱ボックス74内へ送り加熱(例えば、補強コード26の温度を100~200℃程度に加熱)する。加熱された補強コード26は、排出口76を通り、図3の矢印R方向に回転するタイヤケース17のクラウン部16の外周面に一定のテンションをもって螺旋状に巻きつけられる。ここで、加熱された補強コード26がクラウン部16の外周面に接触すると、接触部分の樹脂材料が溶融または軟化し、加熱された補強コード26の少なくとも一部がクラウン部16の外周面に埋設される。このとき、溶融または軟化した樹脂材料に加熱された補強コード26が埋設されるため、樹脂材料と補強コード26とが隙間がない状態、つまり密着した状態となる。これにより、補強コード26を埋設した部分へのエア入りが抑制される。なお、補強コード26をタイヤケース17の樹脂材料の融点(または軟化点)よりも高温に加熱することで、補強コード26が接触した部分の樹脂材料の溶融または軟化が促進される。このようにすることで、クラウン部16の外周面に補強コード26を埋設しやすくなると共に、効果的にエア入りを抑制することができる。
また、補強コード26の埋設量Lは、補強コード26の加熱温度、補強コード26に作用させるテンション、および第1のローラ60による押圧力等によって調整することができる。そして、本実施形態では、補強コード26の埋設量Lが、補強コード26の直径Dの1/5以上となるように設定されている。なお、補強コード26の埋設量Lとしては、直径Dの1/2を超えることがさらに好ましく、補強コード26全体が埋設されることが最も好ましい。
このようにして、加熱した補強コード26をクラウン部16の外周面に埋設しながら巻き付けることで、タイヤケース17のクラウン部16の外周側に補強コード層28が形成される。
次に、タイヤケース17の外周面に加硫済みの帯状のクラウン30を1周分巻き付けてタイヤケース17の外周面にクラウン30を、接着剤などを用いて接着する。なお、クラウン30は、例えば、従来知られている更生タイヤに用いられるプレキュアクラウンを用いることができる。本工程は、更生タイヤの台タイヤの外周面にプレキュアクラウンを接着する工程と同様の工程である。
そして、タイヤケース17のビード部12に、加硫済みのゴムのみからなるシール層24を、接着剤等を用いて接着すれば、タイヤ10の完成となる。
(作用)
本実施形態のタイヤ10では、タイヤケース17が、少なくともポリプロピレンを含み、且つ前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下である樹脂材料によって一部または全部が形成されているため、良好なリム組み性と走行時の良好な耐変形性とを両立させることができる。
また、タイヤ10は従来のゴム製のタイヤに比して構造が簡易であるため重量が軽い。このため、本実施形態のタイヤ10は、耐摩擦性および耐久性が高い。更に、タイヤケース17を射出成形できることから生産性にも非常に優れる。
本実施形態のタイヤ10では、タイヤケース17が、少なくともポリプロピレンを含み、且つ前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下である樹脂材料によって一部または全部が形成されているため、良好なリム組み性と走行時の良好な耐変形性とを両立させることができる。
また、タイヤ10は従来のゴム製のタイヤに比して構造が簡易であるため重量が軽い。このため、本実施形態のタイヤ10は、耐摩擦性および耐久性が高い。更に、タイヤケース17を射出成形できることから生産性にも非常に優れる。
また、本実施形態のタイヤ10では、樹脂材料で一部または全部が形成されたタイヤケース17のクラウン部16の外周面に前記樹脂材料よりも剛性が高い補強コード26が周方向へ螺旋状に巻回されている。そのため、耐パンク性、耐カット性、およびタイヤ10の周方向剛性が向上する。なお、タイヤ10の周方向剛性が向上することで、樹脂材料で一部または全部が形成されたタイヤケース17のクリープが防止される。
また、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視(図1に示される断面)で、樹脂材料で一部または全部が形成されたタイヤケース17のクラウン部16の外周面に補強コード26の少なくとも一部が埋設され且つ樹脂材料に密着している。そのため、製造時のエア入りが抑制されており、走行時の入力などによって補強コード26が動くのが抑制される。これにより、補強コード26、タイヤケース17、およびクラウン30に剥離などが生じるのが抑制され、タイヤ10の耐久性が向上する。
このように補強コード層28が、樹脂材料を含んで構成されていると、補強コード26をクッションゴムで固定する場合と比してタイヤケース17と補強コード層28との硬さの差を小さくできる。そのため、更に補強コード26をタイヤケース17に密着させ固定することができる。これにより、上述のエア入りを効果的に防止することができ、走行時に補強コード部材が動くのを効果的に抑制することができる。
更に、補強コード26がスチールコードの場合に、タイヤ処分時に補強コード26を加熱によって樹脂材料から容易に分離し回収することが可能であるため、タイヤ10のリサイクル性の点で有利である。また、樹脂材料は加硫ゴムに比して損失係数(tanδ)が低いため、補強コード層28が樹脂材料を多く含んでいると、タイヤの転がり性を向上させることができる。更には、樹脂材料は加硫ゴムに比して、面内せん断剛性が大きく、タイヤ走行時の操安性や耐摩耗性にも優れるといった利点がある。
更に、補強コード26がスチールコードの場合に、タイヤ処分時に補強コード26を加熱によって樹脂材料から容易に分離し回収することが可能であるため、タイヤ10のリサイクル性の点で有利である。また、樹脂材料は加硫ゴムに比して損失係数(tanδ)が低いため、補強コード層28が樹脂材料を多く含んでいると、タイヤの転がり性を向上させることができる。更には、樹脂材料は加硫ゴムに比して、面内せん断剛性が大きく、タイヤ走行時の操安性や耐摩耗性にも優れるといった利点がある。
そして、図2に示すように、補強コード26の埋設量Lが直径Dの1/5以上となっていることから、製造時のエア入りが効果的に抑制されており、走行時の入力などによって補強コード26が動くのがさらに抑制される。
また、路面と接触するクラウン30を、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりも耐摩耗性のあるゴム材で構成していることから、タイヤ10の耐摩耗性が向上する。
さらに、ビード部12には、金属材料のみからなる環状のビードコア18が埋設されていることから、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、リム20に対してタイヤケース17、すなわちタイヤ10が強固に保持される。
さらに、ビード部12には、金属材料のみからなる環状のビードコア18が埋設されていることから、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、リム20に対してタイヤケース17、すなわちタイヤ10が強固に保持される。
ビード部12のリム20と接触する部分に、タイヤケース17の一部または全部を構成する樹脂材料よりもシール性のあるゴム材のみからなるシール層24を設けることで、タイヤ10とリム20との間のリム組み性を更に向上させることができる。
上述の実施形態では、補強コード26を加熱し、加熱した補強コード26が接触する部分のタイヤケース17の表面を溶融または軟化させる構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、補強コード26を加熱せずに熱風生成装置を用い、補強コード26が埋設されるクラウン部16の外周面を加熱した後、補強コード26をクラウン部16に埋設するようにしてもよい。
また、第1実施形態では、コード加熱装置59の熱源をヒーターおよびファンとしているが、本発明はこの構成に限定されず、補強コード26を輻射熱(例えば、赤外線など)で直接加熱する構成としてもよい。
さらに、第1実施形態では、補強コード26を埋設した樹脂材料が溶融または軟化した部分を金属製の第2のローラ64で強制的に冷却する構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、樹脂材料が溶融または軟化した部分に冷風を直接吹きかけて、樹脂材料の溶融または軟化した部分を強制的に冷却固化する構成としてもよい。
また、第1実施形態では、補強コード26を加熱する構成としたが、例えば、補強コード26の外周をタイヤケース17と同じ樹脂材料で被覆する構成としてもよい。この場合には、被覆補強コードをタイヤケース17のクラウン部16に巻き付ける際に、補強コード26と共に被覆した樹脂材料も加熱することで、クラウン部16への埋設時におけるエア入りを効果的に抑制することができる。
また、補強コード26は螺旋巻きするのが製造上は容易だが、幅方向で補強コード26を不連続とする方法等も考えられる。
第1実施形態のタイヤ10は、ビード部12をリム20に装着することで、タイヤ10とリム20との間で空気室を形成する、所謂チューブレスタイヤであるが、本発明はこの構成に限定されず、完全なチューブ形状であってもよい。また、本発明のタイヤは、特開2012-46030号公報の第2実施形態(図4および図5)に示すようにコード部材が樹脂材料で被覆されている補強コード部材を用いた態様であってもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
以下、本発明について実施例を用いてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施例1~8、比較例1~11]
表1および表2に記載の樹脂材料を、該表に記載の組成にて混合し樹脂材料を得た。得られた樹脂材料をペレット化し、230℃で射出成形し、サンプル片を得た。各種測定はこのサンプル片から試験片を打ち抜いたサンプルを用いて実施した。
表1および表2に記載の樹脂材料を、該表に記載の組成にて混合し樹脂材料を得た。得られた樹脂材料をペレット化し、230℃で射出成形し、サンプル片を得た。各種測定はこのサンプル片から試験片を打ち抜いたサンプルを用いて実施した。
・引張弾性率
JIS K7113(1995年)に準拠し測定を実施した。
JIS K7113(1995年)に準拠し測定を実施した。
・クリープ量
JIS K7115(1999年)に準拠し、JIS3号ダンベル試験片を用い、チャック間:65mm、40kN、90℃の条件で、3時間後のクリープ量を測定した。
JIS K7115(1999年)に準拠し、JIS3号ダンベル試験片を用い、チャック間:65mm、40kN、90℃の条件で、3時間後のクリープ量を測定した。
-評価-
・タイヤ評価(耐変形性)
タイヤサイズ165/45 R16のタイヤを作製し、ドラム上走行試験にて150km/hで走行させ、5分以上走行したものをA評価とし、サイドが膨れたり、このサイドの膨れに起因してエアーがリークしたものをB評価とした。
・タイヤ評価(耐変形性)
タイヤサイズ165/45 R16のタイヤを作製し、ドラム上走行試験にて150km/hで走行させ、5分以上走行したものをA評価とし、サイドが膨れたり、このサイドの膨れに起因してエアーがリークしたものをB評価とした。
・タイヤ評価(リム組み性)
各実施例及び比較例で得られた樹脂材料を用いて、それぞれ上述の第1の実施形態(図1Aおよび図1Bに記載のタイヤ)を参照し、タイヤを形成した。次いで、タイヤをリムに装着し、エアシール性が確保できた場合を「A」評価とし、エアシール性が確保できなかった場合を「B」評価とした。
各実施例及び比較例で得られた樹脂材料を用いて、それぞれ上述の第1の実施形態(図1Aおよび図1Bに記載のタイヤ)を参照し、タイヤを形成した。次いで、タイヤをリムに装着し、エアシール性が確保できた場合を「A」評価とし、エアシール性が確保できなかった場合を「B」評価とした。
尚、上記表1および表2に示される成分は、それぞれ以下の通りである。
・E-105GM:ポリプロピレン、(株)プライムポリマー製、プライムポリプロ
・EA9:ポリプロピレン、日本ポリプロ(株)製、ノバテック(登録商標)
・H3002:ポリプロピレン、住友化学(株)製、タフセレン(登録商標)
・T1712:ポリプロピレン、住友化学(株)製、タフセレン(登録商標)
・X1102:ポリプロピレン、住友化学(株)製、タフセレン(登録商標)
・E-105GM:ポリプロピレン、(株)プライムポリマー製、プライムポリプロ
・EA9:ポリプロピレン、日本ポリプロ(株)製、ノバテック(登録商標)
・H3002:ポリプロピレン、住友化学(株)製、タフセレン(登録商標)
・T1712:ポリプロピレン、住友化学(株)製、タフセレン(登録商標)
・X1102:ポリプロピレン、住友化学(株)製、タフセレン(登録商標)
表1および表2からわかるように、タイヤ骨格体を形成する樹脂材料に少なくともポリプロピレンを含み且つ樹脂材料のペンタッド率が特定の範囲に制御された実施例は、ペンタッド率を満たさない比較例に比べ、サイドの膨れが抑制されていることがわかる。また、リム組み性も良好で、その結果空気の漏れが抑制されていることがわかる。
なお、日本出願2015-20548の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (4)
- 樹脂材料で形成され且つ環状のタイヤ骨格体を有し、
前記樹脂材料が少なくともポリプロピレンを含み、且つ前記樹脂材料のペンタッド率が88.2%以上93.4%以下であるタイヤ。 - 前記樹脂材料が、第1の樹脂としてのポリプロピレンと、前記第1の樹脂とは異なる第2の樹脂と、を少なくとも含む請求項1に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料が、イソタクチックポリプロピレンを50質量%~70質量%の範囲で含む請求項1または請求項2に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料が、アタクチックポリプロピレンを30質量%~50質量%の範囲で含む請求項1~請求項3の何れか一項に記載のタイヤ。
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