JP2018177091A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
前記熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される非晶部の厚みLaが12.3nm〜13.9nmの範囲内であるタイヤ。
<2> 前記熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される長周期Lが15.6nm〜17.1nmの範囲内である前記<1>に記載のタイヤ。
<3> 前記熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される配向度fが−0.08〜0.08の範囲内である前記<1>又は<2>に記載のタイヤ。
<4> 前記熱可塑性エラストマーがポリエステル系熱可塑性エラストマーである前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のタイヤ。
本明細書において「熱可塑性エラストマー」とは、結晶性で融点の高いハードセグメント又は高い凝集力のハードセグメントを構成するポリマーと、非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーと、を有する共重合体からなり、温度上昇とともに材料が軟化して流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物を意味する。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において「工程」との語には、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その目的が達成されるものであれば、当該工程も本用語に含まれる。
本発明のタイヤは、熱可塑性エラストマーを含む樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体を有し、熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される非晶部の厚みLaが12.3nm〜13.9nmの範囲内である。
本明細書において熱可塑性エラストマーの非晶部の厚みLaは、熱可塑性エラストマーのハードセグメントの結晶部と非晶部との繰り返し構造における、1つの非晶部の厚みである。本明細書において非晶部の厚みLaは、タイヤ骨格体又はタイヤ骨格体の形成に用いる材料から作製した試料を用いて、小角X線散乱法により下記のようにして測定される。長周期Lを2π/qmaxと定義する。ただし、Lmaxは、小角X線散乱の一次ピークを示すところの波数q[nm−1]である。また、結晶部の厚みをLcとすると、このLcは後述する一次元自己相関関数γ(r)の初期傾きを示す関数と最小値を示す関数の交点から算出できる。これらを用いると、非晶部の厚みLaは「La=L−Lc」のように定義される。
非晶部の厚みLaが12.3nm以上であることは、ハードセグメントの結晶部と非晶部との繰り返し構造において非晶部の分子鎖が伸びていることを示していると考えられ、これにより非晶部の分子鎖の配向性(整列の度合)が向上する。その結果、熱可塑性エラストマーの緩衝性が高められ、タイヤの耐久性、特に衝撃に対する耐亀裂性が向上するものと考えられる。
一方、非晶部の厚みLaが13.9nm以下であることは、ハードセグメントの結晶部と非晶部との繰り返し構造において非晶部の分子鎖が伸び過ぎていないことを示していると考えられ、伸び過ぎによる非晶部の分子鎖の強度の低下が抑制される。これにより、熱可塑性エラストマーの強度が確保され、タイヤの耐久性、特に衝撃に対する耐亀裂性が向上するものと考えられる。
本発明のタイヤは、タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される長周期Lが15.6nm〜17.1nmの範囲内であることが好ましい。
一次元自己相関関数γ(r)=(∫I(q)q2cos(rq)dq)/(∫I(q)q2dq)
本発明のタイヤは、タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される配向度fが−0.08〜0.08の範囲内である(配向度fの絶対値が0以上0.08以下である)ことが好ましい。
f=1/2×(3×<cos2θ>−1)
本発明のタイヤは、タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性エラストマーの広角X線散乱法により測定される結晶化度Xcが12%〜45%の範囲内であることが好ましい。
Xc(%)=(結晶の散乱強度面積)/(結晶の散乱強度面積+非晶の散乱強度面積)×100
タイヤ骨格体の形成に用いる熱可塑性エラストマーの種類は、特に制限されない。例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、その他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。熱可塑性エラストマーの定義及び分類については、JIS K6418を参照することができる。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとは、弾性を有する高分子化合物であり、結晶性で融点の高いハードセグメントを形成するポリエステルを含むポリマーと、非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成するポリマーと、を有する共重合体からなる熱可塑性樹脂材料であって、その構造中にポリエステルからなる部分構造を有するものを意味する。ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418:2007に規定されるエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)等が挙げられる。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリエステルが結晶性で融点の高いハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリエステル又はポリエーテル等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。
ハードセグメントを形成するポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられ、ポリブチレンテレフタレートが好ましい。
脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等が挙げられる。
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ(ε−カプロラクトン)、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート等が挙げられる。
また、ソフトセグメントを形成するポリマーの数平均分子量は、強靱性及び低温柔軟性の観点から、300〜6000が好ましい。
さらに、ハードセグメント(x)とソフトセグメント(y)との質量比(x:y)は、成形性の観点から、99:1〜20:80が好ましく、98:2〜30:70が更に好ましい。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーとは、結晶性で融点の高いハードセグメントを形成するポリマーと非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成するポリマーとを有する共重合体からなる熱可塑性の樹脂材料であって、ハードセグメントを形成するポリマーの主鎖にアミド結合(−CONH−)を有するものを意味する。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリアミドが結晶性で融点の高いハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリエステル、ポリエーテル等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。また、ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメント及びソフトセグメントの他に、ジカルボン酸等の鎖長延長剤を用いて形成されてもよい。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、JIS K6418:2007に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)等や、特開2004−346273号公報に記載のポリアミド系エラストマー等を挙げることができる。
一般式(1)
一般式(2)
また、一般式(2)中、R2としては、炭素数3〜18の炭化水素の分子鎖、例えば炭素数3〜18のアルキレン基が好ましく、炭素数4〜15の炭化水素の分子鎖、例えば炭素数4〜15のアルキレン基が更に好ましく、炭素数10〜15の炭化水素の分子鎖、例えば炭素数10〜15のアルキレン基が特に好ましい。
一般式(1)又は一般式(2)で表されるモノマーとしては、ω−アミノカルボン酸又はラクタムが挙げられる。また、ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、これらω−アミノカルボン酸又はラクタムの重縮合体、ジアミンとジカルボン酸との共縮重合体等が挙げられる。
ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、3−メチルペンタメチレンジアミン、メタキシレンジアミン等の炭素数2〜20の脂肪族ジアミン等のジアミン化合物を挙げることができる。
また、ジカルボン酸は、HOOC−(R3)m−COOH(R3:炭素数3〜20の炭化水素の分子鎖、m:0又は1)で表すことができ、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸を挙げることができる。
ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、ラウリルラクタム、ε−カプロラクタム、又はウデカンラクタムを開環重縮合したポリアミドを好ましく用いることができる。
ここで、「ABA型トリブロックポリエーテル」とは、下記一般式(3)に示されるポリエーテルを意味する。
一般式(3)
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリスチレンがハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリエチレン、水添ポリブタジエン、水添ポリイソプレン等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。ハードセグメントを形成するポリスチレンとしては、例えば、公知のラジカル重合法、イオン性重合法等で得られるものが好ましく用いられ、具体的には、アニオンリビング重合を持つポリスチレンが挙げられる。また、ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ(2,3−ジメチル−ブタジエン)等が挙げられる。
また、ソフトセグメントを形成するポリマーの数平均分子量としては、5000〜1000000が好ましく、10000〜800000がより好ましく、30000〜500000が更に好ましい。さらに、ハードセグメント(x)及びソフトセグメント(y)との体積比(x:y)は、成形性の観点から、5:95〜80:20が好ましく、10:90〜70:30がより好ましい。
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体[SBS(ポリスチレン−ポリ(ブチレン)ブロック−ポリスチレン)、SEBS(ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン)]、スチレン−イソプレン共重合体(ポリスチレン−ポリイソプレンブロック−ポリスチレン)、スチレン−プロピレン系共重合体[SEP(ポリスチレン−(エチレン/プロピレン)ブロック)、SEPS(ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン)、SEEPS(ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン)、SEB(ポリスチレン(エチレン/ブチレン)ブロック)]等が挙げられる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリウレタンが物理的な凝集によって疑似架橋を形成しているハードセグメントを形成し、他のポリマーが非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、JIS K6418:2007に規定されるポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)が挙げられる。ポリウレタン系熱可塑性エラストマーは、下記式Aで表される単位構造を含むソフトセグメントと、下記式Bで表される単位構造を含むハードセグメントとを含む共重合体として表すことができる。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、Rで表される脂環族炭化水素を含むジイソシアネート化合物としては、例えば、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。さらに、Rで表される芳香族炭化水素を含む芳香族ジイソシアネート化合物としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、P’で表される脂環族炭化水素を含む脂環族ジオール化合物としては、例えば、シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,3−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール等が挙げられる。
さらに、P’で表される芳香族炭化水素を含む芳香族ジオール化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシン、クロロヒドロキノン、ブロモヒドロキノン、メチルヒドロキノン、フェニルヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、フェノキシヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルサルファイド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、ビスフェノールA、1,1−ジ(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)エタン、1,4−ジヒドロキシナフタリン、2,6−ジヒドロキシナフタリン等が挙げられる。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、芳香族ジオールと芳香族ジイソシアネートとからなるハードセグメントと、ポリ炭酸エステルからなるソフトセグメントとの組合せが好ましく、より具体的には、トリレンジイソシアネート(TDI)/ポリエステル系ポリオール共重合体、TDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、TDI/カプロラクトン系ポリオール共重合体、TDI/ポリカーボネート系ポリオール共重合体、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)/ポリエステル系ポリオール共重合体、MDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、MDI/カプロラクトン系ポリオール共重合体、MDI/ポリカーボネート系ポリオール共重合体、及びMDI+ヒドロキノン/ポリヘキサメチレンカーボネート共重合体から選ばれる少なくとも1種が好ましく、TDI/ポリエステル系ポリオール共重合体、TDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、MDI/ポリエステルポリオール共重合体、MDI/ポリエーテル系ポリオール共重合体、及びMDI+ヒドロキノン/ポリヘキサメチレンカーボネート共重合体から選ばれる少なくとも1種が更に好ましい。
オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、少なくともポリオレフィンが結晶性で融点の高いハードセグメントを形成し、他のポリマー(例えば、ポリオレフィン、他のポリオレフィン、ポリビニル化合物等)が非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを形成している材料が挙げられる。ハードセグメントを形成するポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、ポリブテン等が挙げられる。
オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、オレフィン−α−オレフィンランダム共重合体、オレフィンブロック共重合体等が挙げられ、具体的には、プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−4−メチル−1ペンテン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−4−メチル−ペンテン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、1−ブテン−1−ヘキセン共重合体、1−ブテン−4−メチル−ペンテン、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−ブチルアクリレート共重合体、プロピレン−メタクリル酸共重合体、プロピレン−メタクリル酸メチル共重合体、プロピレン−メタクリル酸エチル共重合体、プロピレン−メタクリル酸ブチル共重合体、プロピレン−メチルアクリレート共重合体、プロピレン−エチルアクリレート共重合体、プロピレン−ブチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
また、エチレンとプロピレンといったように2種以上のオレフィン樹脂を組み合わせて用いてもよい。また、オレフィン系熱可塑性エラストマー中のオレフィン樹脂含有率は、50質量%以上100質量%以下が好ましい。
オレフィン系熱可塑性エラストマーは、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。
「オレフィン熱可塑性エラストマーを酸変性してなるもの」とは、オレフィン熱可塑性エラストマーに、カルボン酸基、硫酸基、燐酸基等の酸性基を有する不飽和化合物を結合させることをいう。
オレフィン熱可塑性エラストマーに、カルボン酸基、硫酸基、燐酸基等の酸性基を有する不飽和化合物を結合させることとしては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマーに、酸性基を有する不飽和化合物として、不飽和カルボン酸(一般的には、無水マレイン酸)の不飽和結合部位を結合(例えば、グラフト重合)させることが挙げられる。
酸性基を有する不飽和化合物としては、オレフィン熱可塑性エラストマーの劣化抑制の観点からは、弱酸基であるカルボン酸基を有する不飽和化合物が好ましく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等が挙げられる。
樹脂材料は、所望により、熱可塑性エラストマー以外の成分を含んでもよい。熱可塑性エラストマー以外の成分としては、ゴム、熱可塑性樹脂、充填剤(シリカ、炭酸カルシウム、クレイ等)、老化防止剤、オイル、可塑剤、発色剤、耐候剤等が挙げられる。
樹脂材料に含まれる熱可塑性エラストマーの結晶化温度は、148℃〜160℃の範囲内であることが好ましく、150℃〜155℃の範囲内であることがより好ましく、152℃〜154℃の範囲内であることがさらに好ましい。結晶化温度が上記の範囲であることで、非晶部の厚みLaや、長周期L、配向度f、結晶化度Xc等を前述の範囲に制御し易くなり、その結果タイヤの耐久性、特に衝撃に対する耐亀裂性を向上させ易くなる。
なお、熱可塑性エラストマーの結晶化温度は示差走査熱量測定(DSC)により測定される。
樹脂材料が2種以上の熱可塑性エラストマーを含む場合、最も含有率(質量基準)の高い熱可塑性エラストマーの結晶化温度が上記範囲内であることが好ましく、さらに2種以上の熱可塑性エラストマーの結晶化温度が上記範囲内であることがより好ましく、含まれる全ての熱可塑性エラストマーの結晶化温度が上記範囲内であることがさらに好ましい。
本発明のタイヤは、必要に応じてタイヤ骨格体以外の部材を含んでもよい。例えば、タイヤ骨格体の外周等に配置してタイヤ骨格体を補強するための補強部材を含んでもよい。
補強部材としては、スチールコード等の金属部材で形成されるコード部材が挙げられ、またコード部材を被覆樹脂材料で被覆したものも用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418:2007に規定されるポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、又はその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。なお、走行時に必要とされる弾性と製造時の成形性等を考慮すると熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。
また、タイヤ骨格体を形成する樹脂材料中に含まれる熱可塑性エラストマーと同種の熱可塑性エラストマーを含むことが好ましい。
以下、図面を参照して本発明のタイヤの実施形態について説明する。
図1Aは、本実施形態のタイヤ10の一部の断面を示す斜視図である。図1Bは、本実施形態のタイヤ10をリムに装着したときのビード部の断面図である。図1Aに示すように、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、からなるタイヤケース17を備えている。
次に、本実施形態のタイヤの製造方法について説明する。
(タイヤケース成形工程)
まず、タイヤケース半体を射出成形等によって成形する(成形工程)。なお、例えばこの成形工程における樹脂材料の温度、例えば射出成形の場合であればシリンダ温度や金型温度等を調整することで、タイヤケースに含まれる熱可塑性エラストマーの非晶部の厚みLa、長周期L、配向度f、結晶化度Xc等を前述の範囲となるよう制御することができる。
ここで、シリンダ温度としては、240℃〜290℃の範囲であることが好ましく、240℃〜260℃の範囲であることがより好ましく、240℃〜245℃の範囲であることがさらに好ましい。
また、金型温度としては、50℃〜110℃の範囲であることが好ましく、50℃〜80℃の範囲であることがより好ましく、50℃〜55℃の範囲であることがさらに好ましい。
なお、熱可塑性エラストマーの非晶部の厚みLa、長周期L、配向度f、結晶化度Xc等の制御には、成形工程における樹脂材料の冷却速度や冷却時間の調整が影響すると考えられる。そのため、冷却速度としては、140℃/秒〜240℃/秒の範囲であることが好ましく、140℃/秒〜230℃/秒の範囲であることがより好ましい。冷却時間(金型温度にまで冷却する時間)としては、1秒〜5秒の範囲であることが好ましく、1秒〜1.5秒の範囲であることがより好ましい。
接合について説明する。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接合金型を設置する。接合金型は、タイヤケース半体の接合部(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、タイヤケースを構成する樹脂材料の融点以上の温度で押圧することで、接合部が溶融し、タイヤケース半体同士が融着して一体となり、タイヤケース17が形成される。
例えば、この接合工程において樹脂材料の温度、例えば接合金型の温度等を調整することでも、タイヤケース17の非晶部の厚みLa、長周期L、配向度f、結晶化度Xc等を前述の範囲となるよう制御することができる。
本実施形態では、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ず、例えば、別に設けた高周波加熱機等によって接合部を加熱したり、予め熱風、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。
次に、補強コード26をタイヤケース17に巻回する巻回工程について、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17のクラウン部に補強コード26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。
本実施形態において、第1のローラ60または第2のローラ64の表面は、溶融または軟化した被覆用樹脂材料27の付着を抑制するための処理(例えば、フッ素樹脂コーティング)が施されているが、ローラ自体を被覆用樹脂材料27が付着しにくい材料から形成してもよい。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または第2のローラ64の2つのローラを有しているが、何れか一方のローラのみを有していてもよい。
次に、図示を省略するブラスト装置にて、タイヤケース17の外周面17Sに向け、タイヤケース17側を回転させながら、外周面17Sへ投射材を高速度で射出する。射出された投射材は、外周面17Sに衝突し、この外周面17Sに算術平均粗さRaが0.05mm以上となる微細な粗化凹凸96を形成する。タイヤケース17の外周面17Sに微細な粗化凹凸96が形成されることで、外周面17Sが親水性となり、後述する接合剤の濡れ性が向上する。
次に、粗化処理を行なったタイヤケース17の外周面17Sに、クッションゴム29を接合するための接合剤を塗布する。接合剤は特に制限されず、トリアジンチオール系接着剤、塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤、ゴム系接着剤等を用いることができるが、クッションゴム29が加硫できる温度(90℃〜140℃)で反応するものであることが好ましい。
次に、生タイヤケースを加硫缶やモールドに収容して加硫する。このとき、粗化処理によってタイヤケース17の外周面17Sに形成された粗化凹凸96に未加硫のクッションゴム29が流れ込む。そして、加硫が完了すると、粗化凹凸96に流れ込んだクッションゴム29により、アンカー効果が発揮されて、タイヤケース17とクッションゴム29との接合強度が向上する。すなわち、クッションゴム29を介してタイヤケース17とトレッド30との接合強度が向上する。
各実施例及び比較例におけるタイヤとして、上述の実施形態に示した構成を有するタイヤを、公知の方法により作製した。タイヤ骨格体を形成する樹脂材料としては、ハードセグメントがポリエステルであり、ソフトセグメントがポリエーテルであるポリエステル系熱可塑性エラストマーを使用した。
作製したタイヤのタイヤケースから作製したサンプルを用いて、熱可塑性エラストマーの非晶部の厚みLa、長周期L、及び配向度fを小角X線散乱法により測定し、結晶化度Xcを広角X線散乱法により測定した。
なお、測定装置としては(株)リガク社製の製品名:Nano−Viewerを用い、測定条件を以下の通り調整した。
−測定条件−
・室温測定
・X線照射時間30分
測定結果を表1に示す。
実施例及び比較例で作製したタイヤの耐久性の評価を、下記に示す耐亀裂進展性(亀裂成長速度DC/DNの測定)、及びBFドラム試験によって実施した。結果を表1に示す。
作製したタイヤのタイヤケースから作製したサンプルから、JIS K6251:1993に規定されるダンベル状試験片(7号形試験片)を作製した。
作製した試験片に0.5mmの予亀裂を付け、亀裂成長速度DC/DN〔mm/cycle〕を(株)島津製作所の電磁式サーボパルサーにて測定した。測定条件は、温度=40℃、歪=3%、周波数=17Hzとした。なお、値が大きい方が耐亀裂進展性に優れる。
上述の方法にてサイズ195/65R15の試作タイヤを作製し、前記試作タイヤを25±2℃の室内中で内圧3.0kg/cm2に調整した後、24時間放置した。その後、空気圧の再調整を行い、540Kgの荷重をタイヤに負荷し、直径約3mのドラム上で速度60km/時で2万km走行させ、以下の基準により評価した。評価結果が「A」又は「B」であればタイヤとしての使用に好適であると言える。
「A」:走行後、亀裂等の外傷が見られなかったもの
「B」:完走できたものの走行に支障のない程度の亀裂等の外傷が見られたもの
「C」:完走できなかったもの、又は走行に支障をきたす亀裂等の外傷があったもの
・Hytrel5557(ポリエステル系熱可塑性エラストマー、東レ・デュポン(株)製、結晶化温度:163℃)
・Hytrel4767N(ポリエステル系熱可塑性エラストマー、東レ・デュポン(株)製、結晶化温度:155℃)
なお、実施例6では、Hytrel5557とHytrel4767Nとを、質量比で「25/75」の割合で混合して用いた。
Claims (4)
- 熱可塑性エラストマーを含む樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体を有し、
前記熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される非晶部の厚みLaが12.3nm〜13.9nmの範囲内であるタイヤ。 - 前記熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される長周期Lが15.6nm〜17.1nmの範囲内である請求項1に記載のタイヤ。
- 前記熱可塑性エラストマーの小角X線散乱法により測定される配向度fが−0.08〜0.08の範囲内である請求項1又は請求項2に記載のタイヤ。
- 前記熱可塑性エラストマーがポリエステル系熱可塑性エラストマーである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ。
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