WO2019225622A1 - タイヤ用ビード部材、及びタイヤ - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a tire bead member and a tire.
- a pneumatic tire having a pair of bead portions, a pair of tire side portions extending outward from the bead portion in the tire radial direction, and a tread portion extending from one tire side portion to the other tire side portion is used.
- the bead portion of the pneumatic tire employs a structure in which a bead core having a bead wire is embedded and a bead filler formed of an elastic material around the bead core is employed from the viewpoint of improving the fixing performance to the rim. Has been.
- Patent Document 1 proposes a bead wire for a tire skin including a wire rod assembly that is covered with a covering portion that is manufactured with a material having an elongation of 10% and an elongation cutting coefficient measured at room temperature equal to at least 70 MPa. .
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 63-25110
- Patent Document 1 discloses a technique in which a bead wire covered with a resin covering portion is used for a bead portion of a tire.
- Patent Document 1 does not suggest a material around the covering portion, and makes no mention of strength or the like regarding members around the covering portion.
- the bead filler arranged around the bead core is also required to improve durability against impact (that is, impact resistance) while maintaining excellent rim assembly. ing.
- an object of the present disclosure is to provide a tire bead member that achieves both excellent rim assemblability and high impact resistance, and a tire including the tire bead member.
- the bead filler has a continuous phase containing a thermoplastic elastomer, and a discontinuous phase containing an amorphous resin and interspersed in the continuous phase,
- a tire bead member having a tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase higher than a tensile elastic modulus Es of the continuous phase.
- FIG. 1 is a tire half-sectional view illustrating one side of a cut surface obtained by cutting a tire according to a first embodiment of the present disclosure along the tire width direction.
- FIG. 2 is a cross-sectional view in the tire width direction, showing an enlargement of the periphery of the bead portion of the tire of FIG. 1.
- FIG. 3A is a schematic diagram of a vertical cut surface with respect to the length direction of the bead wire, illustrating an example of a bead core according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 3B is a schematic diagram of a vertical cut surface with respect to the length direction of the bead wire, illustrating an example of a bead core according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a tire half-sectional view illustrating one side of a cut surface obtained by cutting a tire according to a first embodiment of the present disclosure along the tire width direction.
- FIG. 2 is a cross-sectional view in the tire width direction, showing an en
- FIG. 3C is a schematic diagram of a vertical cut surface with respect to the length direction of the bead wire, illustrating an example of a bead core according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a tire half-sectional view showing one side of a cut surface obtained by cutting a tire according to a second embodiment of the present disclosure along the tire width direction.
- FIG. 5 is a tire half-sectional view showing one side of a cut surface obtained by cutting a tire according to a third embodiment of the present disclosure along the tire width direction.
- FIG. 6 is a cross-sectional view in the tire width direction showing the bead portion and the periphery of the tire of FIG. 5 in an enlarged manner.
- FIG. 4 is a tire half-sectional view showing one side of a cut surface obtained by cutting a tire according to a second embodiment of the present disclosure along the tire width direction.
- FIG. 5 is a tire half-sectional view showing one side of a cut surface obtained by cutting a tire according to
- FIG. 7 is a cross-sectional view in the tire width direction that shows an enlarged view of the periphery of a bead portion of a tire according to a fourth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 8 is a cross-sectional view in the tire width direction that shows an enlarged view of the periphery of a bead portion of a tire according to a fifth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 9 is a cross-sectional view in the tire width direction that shows an enlarged view around the bead portion of the tire according to the sixth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a cross-sectional image obtained by observing a sample having a continuous phase containing a thermoplastic elastomer and a discontinuous phase containing an amorphous resin and scattered in the continuous phase with an atomic force microscope.
- resin is a concept including a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, and a thermosetting resin, and does not include vulcanized rubber.
- resin “same species” means those having a skeleton that is common to the skeleton constituting the main chain of the resin, such as esters and styrenes.
- a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
- process includes not only an independent process but also a process that can be clearly distinguished from other processes as long as the purpose is achieved. include.
- thermoplastic resin means a polymer compound that softens and flows as the temperature rises and becomes relatively hard and strong when cooled, but does not have rubbery elasticity.
- thermoplastic elastomer means a copolymer having a hard segment and a soft segment. Thermoplastic elastomers include those that soften and flow as the temperature rises, become relatively hard and strong when cooled, and have rubbery elasticity. Specific examples of the thermoplastic elastomer include, for example, a polymer that forms a crystalline hard segment with a high melting point or a cohesive hard segment, and a polymer that forms an amorphous soft segment with a low glass transition temperature.
- the copolymer which has is mentioned.
- the hard segment refers to a component that is relatively harder than the soft segment.
- the hard segment is preferably a molecular constraining component that serves as a crosslinking point of the crosslinked rubber that prevents plastic deformation.
- the hard segment includes a segment having a rigid group such as an aromatic group or an alicyclic group in the main skeleton, or a structure enabling intermolecular packing by intermolecular hydrogen bonding or ⁇ - ⁇ interaction.
- the soft segment refers to a component that is relatively softer than the hard segment.
- the soft segment is preferably a flexible component exhibiting rubber elasticity.
- the soft segment includes a segment having a long-chain group (for example, a long-chain alkylene group) in the main chain, a high degree of molecular rotation freedom, and a stretchable structure.
- a bead member for a tire according to an embodiment of the present disclosure (hereinafter, also simply referred to as “bead member”) includes at least a bead core having a bead wire, and is in direct contact with the bead core or through another layer. And a bead filler disposed.
- the bead filler has a continuous phase containing a thermoplastic elastomer and a discontinuous phase containing an amorphous resin and interspersed in the continuous phase, and the discontinuous phase has a tensile modulus Ei of the continuous phase. It is higher than the tensile modulus Es.
- the bead member according to the present embodiment is a member used for a pair of bead portions in a tire, and is a member constituting all or part of the bead portions.
- the bead member concerning this embodiment constitutes at least a bead wire and all or a part of a bead filler in a tire.
- the aspect of the bead member which concerns on this embodiment is demonstrated easily based on drawing.
- size of the member in each figure is notional, The relative relationship of the magnitude
- symbol is attached
- the tire 10 shown in FIG. 1 has a pair of bead portions 12 on the left and right (only the bead portion 12 on one side is shown in FIG. 1).
- a bead core 18 is embedded in the bead portion 12, and a carcass 22 straddles the pair of left and right bead cores 18.
- a bead filler 20 extending from the bead core 18 to the outer side in the tire radial direction along the outer surface 220 of the carcass 22 is embedded in the bead portion 12.
- the bead filler 20 is disposed, for example, in a region surrounded by the carcass main body 22A and the folded portion 22B. As shown in FIG.
- the bead core 18 includes a plurality of bead wires 1 arranged side by side and a coating resin layer 3 that covers the bead wires 1.
- the coating resin layer 3 may not be provided according to the specifications of the bead member of the present embodiment.
- the tire 10 shown in FIG. 1 is a run-flat tire, and a side reinforcing rubber 26 as an example of a side reinforcing layer that reinforces the tire side portion 14 is disposed on the inner side in the tire width direction of the carcass 22 of the tire side portion 14. ing.
- the tire 210 shown in FIG. 5 has a pair of bead portions 212 on the left and right (in FIG. 5, only one bead portion 212 is shown). And it has a pair of tire side part 214 each extended from a pair of bead part 212 to the tire radial direction outer side, and a tread part 216 extended from one tire side part 214 to the other tire side part 214.
- a bead core 218 is embedded in the bead portion 212, and a carcass 222 straddles a pair of left and right bead cores 218.
- a bead filler 200 including a first bead filler 201 and a second bead filler 202 extending from the bead core 218 to the outer side in the tire radial direction along the outer surface 222O of the carcass 222 is embedded.
- the bead filler 200 is disposed in a region surrounded by the carcass main body portion 222A and the folded portion 222B.
- the bead core 218 includes a plurality of bead wires 1 arranged side by side and a coating resin layer 3 that covers the bead wires 1. Note that the coating resin layer 3 may not be provided according to the specifications of the bead member of the present embodiment.
- the tire 210 shown in FIG. 5 is a run-flat tire, and a side reinforcing rubber 226 as an example of a side reinforcing layer that reinforces the tire side portion 214 is disposed inside the carcass 222 of the tire side portion 214 in the tire width direction. ing.
- the bead filler is composed of two or more members as in the tire 210 shown in FIG. 5, “the continuous phase containing the thermoplastic elastomer and the amorphous resin are scattered in the continuous phase. It is preferable that the member be closer to the bead core to satisfy the requirement that it has a discontinuous phase and the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase is higher than the tensile elastic modulus Es of the continuous phase. Moreover, it is more preferable that all of two or more members constituting the bead filler satisfy the above requirements. Therefore, in the case of the tire 210 shown in FIG.
- the first bead filler 201 closer to the bead core satisfies at least the above requirements, and both the first bead filler 201 and the second bead filler 202 satisfy the above requirements. It is more preferable to satisfy.
- the bead member according to the present embodiment constitutes all or part of the pair of bead portions.
- the bead member concerning this embodiment comprises at least a bead wire and all or some of bead fillers.
- a bead core having at least a bead wire, and a bead filler disposed in direct contact with the bead core or through another layer The bead member which has is used.
- a material containing rubber has been generally used for the members constituting the bead filler, but in recent years, a material containing a resin in the bead filler has been used from the viewpoint of ease of molding and the like. ing.
- the bead filler is also required to improve durability against impact (that is, impact resistance). For this reason, the bead filler has excellent rim assemblability that can be deformed flexibly during rim assembly and can be easily assembled, and durability against impact (impact resistance) by increasing rigidity. It is demanded to satisfy both conflicting properties of enhancing.
- the present inventors have a continuous phase containing a thermoplastic elastomer and a discontinuous phase containing an amorphous resin and interspersed in the continuous phase, and the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase is continuous. It has been found that by using a bead filler higher than the tensile elastic modulus Es of the phase, it is possible to achieve both excellent rim assembly and high impact resistance. The reason is guessed as follows.
- the amorphous resin When an amorphous resin is added to the bead filler in addition to the thermoplastic elastomer, the amorphous resin is not contained in the continuous phase of the thermoplastic elastomer (that is, the sea region in the sea-island structure) because of the compatibility between the two. It constitutes a continuous phase (island region in sea-island structure). Since the continuous phase (sea region) containing the thermoplastic elastomer is present throughout the bead filler, elasticity due to the thermoplastic elastomer is maintained, and excellent rim assemblability is exhibited.
- discontinuous phases (island regions) containing amorphous resin are scattered in the continuous phase, and the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase is higher than the tensile elastic modulus Es of the continuous phase.
- the thermoplastic elastomer While retaining the elasticity of the thermoplastic elastomer inside, high rigidity is imparted to the bead filler. Thereby, the high durability with respect to an impact is acquired.
- the bead member includes a bead core having a bead wire, and a bead filler disposed in direct contact with the bead core or through another layer.
- the shape of the bead member according to the present embodiment is not particularly limited.
- the bead core may have a coating resin layer disposed in direct contact with the bead wire or in contact with another layer.
- the bead core may further have an adhesive layer between the bead wire and the coating resin layer.
- the structure in which the bead filler is placed in direct contact with the bead core or in contact with another layer for example, the entire surface of the bead core is in direct contact with the bead filler and is covered.
- the structure in which the covering resin layer is disposed in direct contact with the bead wire or in contact with another layer includes, for example, the entire surface of the bead wire in the covering resin layer. Directly contacted and coated state, part of the surface of the bead wire is covered with the covering resin layer via the adhesive layer, and the whole surface of the bead wire is covered with the adhesive layer And a state covered with a layer.
- the bead filler includes at least a thermoplastic elastomer and an amorphous resin.
- the bead filler has a continuous phase containing a thermoplastic elastomer and a discontinuous phase containing an amorphous resin and scattered in the continuous phase.
- the bead filler has a discontinuous phase interspersed in the continuous phase (that is, has a sea-island structure), for example, the cross section of the bead filler is observed with an atomic force microscope (AFM), It can be confirmed by whether or not the domain is observed.
- AFM atomic force microscope
- the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase in the bead filler is higher than the tensile elastic modulus Es of the continuous phase.
- the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase is preferably 500 MPa or more and 3000 MPa or less, more preferably 1000 MPa or more and 3000 MPa or less, from the viewpoint of imparting high rigidity to the bead filler and further improving impact resistance. More preferably, it is 1500 MPa or more and 3000 MPa or less.
- the tensile elastic modulus Es of the continuous phase is preferably 100 MPa or more and 400 MPa or less, more preferably 100 MPa or more and 300 MPa or less, and further preferably, from the viewpoint that the flexibility of the bead filler is ensured and the rim assembly property is excellent. Is 100 MPa or more and 200 MPa or less.
- the ratio (Ei / Es) of the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase and the tensile elastic modulus Es of the continuous phase is 500/400 to 3000 from the viewpoint of achieving both excellent rim assembly properties and high impact resistance.
- / 100 preferably 1000/300 to 3000/100, more preferably 1500/200 to 3000/100.
- the shape of the discontinuous phase and the continuous phase in the bead filler can be measured by observing the cross section of the bead filler with an atomic force microscope (AFM). Specifically, the response of the sample surface is detected by separating the amplitude and phase delay of the cantilever by the tapping mode, and the shapes of the continuous phase and the discontinuous phase are measured. Moreover, the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase and the tensile elastic modulus Es of the continuous phase in the bead filler are performed in accordance with JIS K7113: 1995.
- AFM atomic force microscope
- the tensile modulus is set to 100 mm / min and the tensile elastic modulus is measured.
- a measurement sample of the same material as the discontinuous phase or the same material as the continuous phase may be separately prepared and the elastic modulus may be measured.
- the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase and the tensile elastic modulus Es of the continuous phase are controlled by selecting materials constituting the discontinuous phase and the continuous phase, adjusting their contents, and the like.
- the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase can be adjusted by the type of amorphous resin contained in the discontinuous phase, the content in the discontinuous phase, and the like.
- the tensile elastic modulus Es of the continuous phase can be adjusted by the kind of the thermoplastic elastomer contained in the continuous phase, the content ratio in the continuous phase, and the like.
- ⁇ Content of each component in bead filler (1) Content of component in discontinuous phase
- the content of amorphous resin in the discontinuous phase gives the bead filler high rigidity and impact resistance.
- the amorphous resin is preferably contained in an amount of 40% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the components constituting the discontinuous phase. More preferably, it is 70 mass% or more and 100 mass% or less.
- the content of the thermoplastic elastomer in the continuous phase is the component 100 constituting the continuous phase from the viewpoint that the flexibility of the bead filler is ensured and the rim assembly property is excellent.
- the thermoplastic elastomer is preferably contained in an amount of 60% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 75% by mass or more and 100% by mass or less, and still more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less. .
- the content of the amorphous resin with respect to 100 parts by mass is preferably 5 parts by mass or more and 45 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, and further preferably 20 parts by mass or more and 30 parts by mass or less. Or less.
- each component for example, amorphous resin, thermoplastic elastomer, etc.
- the content rate of each component can be examined by a nuclear magnetic resonance (NMR) method.
- the bead filler includes an amorphous resin in the discontinuous phase.
- the “amorphous resin” means a thermoplastic resin that has a very low crystallinity or cannot be crystallized.
- the amorphous resin contained in the discontinuous phase may be one type or two or more types.
- the amorphous resin is preferably an amorphous resin having an ester bond (hereinafter also simply referred to as “specific amorphous resin”).
- specific amorphous resin amorphous resin having an ester bond
- the continuous phase of the bead filler includes a polyester-based thermoplastic elastomer as the thermoplastic elastomer
- the specific amorphous resin has an ester bond.
- excellent compatibility the discontinuous phase containing the specific amorphous resin has excellent dispersibility in the continuous phase, and the aggregation of the specific amorphous resin is suppressed and exists in fine domains. It is considered to be done.
- amorphous resins include amorphous polyester-based thermoplastic resins, amorphous polycarbonate-based thermoplastic resins, and amorphous polyurethane-based thermoplastic resins.
- amorphous polyester thermoplastic resins and amorphous polycarbonate thermoplastic resins are preferable.
- the glass transition temperature (Tg) of the amorphous resin is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and 80 ° C. or higher. Further preferred.
- the Tg of the specific amorphous resin is a value measured by DSC in accordance with JIS K 6240: 2011. Specifically, Tg is the temperature at the intersection of the original baseline at the DSC measurement and the tangent at the inflection point. The measurement can be performed, for example, using “DSC Q100” manufactured by TA Instruments Co., Ltd. at a sweep rate of 10 ° C./min.
- amorphous resins examples include Toyobo's amorphous polyester resin "Byron” series, Mitsubishi Engineering Plastics' amorphous polycarbonate resin “Novalex” series, Mitsubishi Gas Chemical ( Non-crystalline polyester resin “ALTERSTER” series, etc.
- the discontinuous phase may contain components other than the amorphous resin.
- other components include resins, rubbers, various fillers (for example, silica, calcium carbonate, clay, etc.), antioxidants, oils, plasticizers, color formers, weathering agents, and the like.
- thermoplastic elastomer in the continuous phase.
- thermoplastic elastomer for example, polyester thermoplastic elastomer (TPC), polyamide thermoplastic elastomer (TPA), polystyrene thermoplastic elastomer (TPS), polyurethane thermoplastic elastomer (TPU) specified in JIS K6418, Examples thereof include an olefinic thermoplastic elastomer (TPO), a crosslinked thermoplastic rubber (TPV), and other thermoplastic elastomers (TPZ).
- TPC polyester thermoplastic elastomer
- TPA polyamide thermoplastic elastomer
- TPS polystyrene thermoplastic elastomer
- TPU polyurethane thermoplastic elastomer
- TPO olefinic thermoplastic elastomer
- TPV crosslinked thermoplastic rubber
- TPZ thermoplastic elastomers
- the continuous phase may contain these thermoplastic elastomers alone or in combination of two or more.
- thermoplastic elastomer contained in the continuous phase a polyester-based thermoplastic elastomer is preferable.
- the member constituting the surface of the bead core for example, a coating resin layer
- the same kind of resin is contained in both of the contacts.
- polyester thermoplastic elastomers for example, at least polyester forms a hard segment with a crystalline and high melting point, and other polymers (for example, polyester or polyether) are amorphous and have a glass transition. The material which forms the soft segment with low temperature is mentioned.
- An aromatic polyester can be used as the polyester forming the hard segment.
- the aromatic polyester can be formed, for example, from an aromatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and an aliphatic diol.
- the aromatic polyester is preferably polybutylene terephthalate derived from at least one of terephthalic acid and dimethyl terephthalate and 1,4-butanediol.
- the aromatic polyester includes, for example, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, diphenyl-4,4′-dicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, 5
- a dicarboxylic acid component such as sulfoisophthalic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol having a molecular weight of 300 or less (for example, ethylene glycol, trimethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, decamethylene glycol, etc.
- Aliphatic diols such as: 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethylol and other alicyclic diols; xylylene glycol, bis (p-hydroxy) diphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) propane, 2,2- Bi [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] propane, bis [4- (2-hydroxy) phenyl] sulfone, 1,1-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] cyclohexane, 4,4′- Aromatic diols such as dihydroxy-p-terphenyl and 4,4′-dihydroxy-p-quarterphenyl; and the like, and polyesters derived from these, or a combination of two or more of these dicarboxylic acid components and diol components Polymerized polyester may also be used.
- polyester forming the hard segment examples include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, and the like, and polybutylene terephthalate is preferable.
- Aliphatic polyethers include poly (ethylene oxide) glycol, poly (propylene oxide) glycol, poly (tetramethylene oxide) glycol, poly (hexamethylene oxide) glycol, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, poly (propylene oxide) And ethylene oxide addition polymer of glycol, and a copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran.
- the aliphatic polyester include poly ( ⁇ -caprolactone), polyenantlactone, polycaprylolactone, polybutylene adipate, and polyethylene adipate.
- poly (tetramethylene oxide) glycol poly (propylene oxide) glycol are polymers that form soft segments from the viewpoint of the elastic properties of the resulting polyester block copolymer.
- Preferred are ethylene oxide adducts, poly ( ⁇ -caprolactone), polybutylene adipate, polyethylene adipate, and the like.
- the number average molecular weight of the polymer forming the soft segment is preferably 300 to 6000 from the viewpoint of toughness and low temperature flexibility. Furthermore, the mass ratio (x: y) between the hard segment (x) and the soft segment (y) is preferably 99: 1 to 20:80, more preferably 98: 2 to 30:70, from the viewpoint of moldability. .
- the combination of the hard segment and the soft segment described above examples include, for example, combinations of the hard segment and the soft segment mentioned above.
- the combination of the hard segment and the soft segment described above is preferably a combination in which the hard segment is polybutylene terephthalate, the soft segment is an aliphatic polyether, and the hard segment is polybutylene terephthalate. More preferred is a combination wherein is poly (ethylene oxide) glycol.
- polyester-based thermoplastic elastomers examples include “Hytrel” series (for example, 3046, 5557, 6347, 4047, 4767, etc.) manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., and “Perprene” series manufactured by Toyobo Co., Ltd. (For example, P30B, P40B, P40H, P55B, P70B, P150B, P280B, P450B, P150M, S1001, S2001, S5001, S6001, S9001, etc.) can be used.
- Hytrel for example, 3046, 5557, 6347, 4047, 4767, etc.
- Perprene manufactured by Toyobo Co., Ltd.
- the polyester-based thermoplastic elastomer can be synthesized by copolymerizing a polymer that forms a hard segment and a polymer that forms a soft segment by a known method.
- Polyamide thermoplastic elastomer consists of a copolymer having a crystalline polymer that forms a hard segment with a high melting point and an amorphous polymer that forms a soft segment with a low glass transition temperature. It means a thermoplastic resin material having an amide bond (—CONH—) in the main chain of a polymer forming a hard segment.
- a polyamide is a crystalline hard crystalline segment with a high melting point
- other polymers for example, polyester, polyether, etc.
- the polyamide-based thermoplastic elastomer may be formed using a chain extender such as a dicarboxylic acid in addition to the hard segment and the soft segment.
- a chain extender such as a dicarboxylic acid
- Specific examples of the polyamide-based thermoplastic elastomer include an amide-based thermoplastic elastomer (TPA) defined in JIS K6418: 2007, and a polyamide-based elastomer described in JP-A-2004-346273. it can.
- examples of the polyamide forming the hard segment include polyamides produced by monomers represented by the following general formula (1) or general formula (2).
- R 1 represents a hydrocarbon molecular chain having 2 to 20 carbon atoms (for example, an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms).
- R 2 represents a molecular chain of a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms (for example, an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms).
- R 1 is preferably a hydrocarbon molecular chain having 3 to 18 carbon atoms, such as an alkylene group having 3 to 18 carbon atoms, and a hydrocarbon molecular chain having 4 to 15 carbon atoms, such as carbon.
- An alkylene group having 4 to 15 carbon atoms is more preferable, and a molecular chain of a hydrocarbon having 10 to 15 carbon atoms, for example, an alkylene group having 10 to 15 carbon atoms is particularly preferable.
- R 2 is preferably a hydrocarbon molecular chain having 3 to 18 carbon atoms, such as an alkylene group having 3 to 18 carbon atoms, and a hydrocarbon molecular chain having 4 to 15 carbon atoms,
- an alkylene group having 4 to 15 carbon atoms is more preferable, and a molecular chain of a hydrocarbon having 10 to 15 carbon atoms, for example, an alkylene group having 10 to 15 carbon atoms is particularly preferable.
- the monomer represented by the general formula (1) or the general formula (2) include ⁇ -aminocarboxylic acid or lactam.
- the polyamide forming the hard segment include polycondensates of these ⁇ -aminocarboxylic acids or lactams, and co-condensation polymers of diamines and dicarboxylic acids.
- Examples of ⁇ -aminocarboxylic acids include 6-aminocaproic acid, 7-aminoheptanoic acid, 8-aminooctanoic acid, 10-aminocapric acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid and the like having 5 to 20 carbon atoms.
- Examples thereof include aliphatic ⁇ -aminocarboxylic acids.
- the lactam include aliphatic lactams having 5 to 20 carbon atoms such as lauryl lactam, ⁇ -caprolactam, udecan lactam, ⁇ -enantolactam, and 2-pyrrolidone.
- Examples of the diamine include aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms and aromatic diamines having 6 to 20 carbon atoms.
- Examples of the aliphatic diamine having 2 to 20 carbon atoms and the aromatic diamine having 6 to 20 carbon atoms include ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, Examples include decamethylene diamine, undecamethylene diamine, dodecamethylene diamine, 2,2,4-trimethylhexamethylene diamine, 2,4,4-trimethylhexamethylene diamine, 3-methylpentamethylene diamine, metaxylene diamine, and the like. it can.
- the dicarboxylic acid can be represented by HOOC- (R 3 ) m —COOH (R 3 : a hydrocarbon molecular chain having 3 to 20 carbon atoms, m: 0 or 1).
- R 3 a hydrocarbon molecular chain having 3 to 20 carbon atoms, m: 0 or 1.
- oxalic acid, succinic acid And aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid.
- a polyamide obtained by ring-opening polycondensation of lauryl lactam, ⁇ -caprolactam, or decane lactam can be preferably used.
- polyester, polyether, etc. are mentioned, for example, Polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, ABA type
- mold triblock polyether etc. are mentioned specifically ,. These can be used alone or in combination of two or more.
- polyether diamine etc. which are obtained by making ammonia etc. react with the terminal of polyether can also be used.
- the “ABA type triblock polyether” means a polyether represented by the following general formula (3).
- x and z represent an integer of 1 to 20.
- y represents an integer of 4 to 50.
- each of x and z is preferably an integer of 1 to 18, more preferably an integer of 1 to 16, still more preferably an integer of 1 to 14, and particularly preferably an integer of 1 to 12.
- y is preferably an integer of 5 to 45, more preferably an integer of 6 to 40, still more preferably an integer of 7 to 35, and particularly preferably an integer of 8 to 30.
- combinations of hard segment and soft segment include lauryl lactam ring-opening polycondensate / polyethylene glycol combination, lauryl lactam ring-opening polycondensate / polypropylene glycol combination, and lauryl lactam ring-opening polycondensation.
- the number average molecular weight of the polymer (polyamide) forming the hard segment is preferably 300 to 15000 from the viewpoint of melt moldability.
- the number average molecular weight of the polymer forming the soft segment is preferably 200 to 6000 from the viewpoint of toughness and low temperature flexibility.
- the mass ratio (x: y) to the hard segment (x) and the soft segment (y) is preferably 50:50 to 90:10, and more preferably 50:50 to 80:20, from the viewpoint of moldability. .
- the polyamide-based thermoplastic elastomer can be synthesized by copolymerizing a polymer forming a hard segment and a polymer forming a soft segment by a known method.
- polyamide-based thermoplastic elastomers examples include UBE Kosan's “UBESTA XPA” series (for example, XPA9068X1, XPA9063X1, XPA9055X1, XPA9048X2, XPA9048X1, XPA9040X1, XPA9040X2XPA9044), Daicel Eponic Co., Ltd. “Vestamide” series (for example, E40-S3, E47-S1, E47-S3, E55-S1, E55-S3, EX9200, E50-R2, etc.) can be used.
- Polyamide thermoplastic elastomer is suitable as a resin material because it satisfies the performance required as a bead part from the viewpoint of elastic modulus (flexibility) and strength.
- polyamide-based thermoplastic elastomers often have good adhesiveness with thermoplastic resins and adhesiveness with thermoplastic elastomers.
- polystyrene thermoplastic elastomer for example, at least polystyrene forms a hard segment, and other polymers (for example, polybutadiene, polyisoprene, polyethylene, hydrogenated polybutadiene, hydrogenated polyisoprene, etc.) are not. Examples thereof include materials that form a soft segment having a crystallinity and a low glass transition temperature.
- the polystyrene forming the hard segment for example, those obtained by a known radical polymerization method, ionic polymerization method or the like are preferably used, and specifically, polystyrene having anion living polymerization can be mentioned.
- the polymer that forms the soft segment include polybutadiene, polyisoprene, poly (2,3-dimethyl-butadiene), and the like.
- the combination of the hard segment and the soft segment mentioned above can be mentioned.
- the combination of the hard segment and the soft segment is preferably a combination of polystyrene / polybutadiene or a combination of polystyrene / polyisoprene.
- the soft segment is preferably hydrogenated.
- the number average molecular weight of the polymer (polystyrene) forming the hard segment is preferably 5,000 to 500,000, and more preferably 10,000 to 200,000. Further, the number average molecular weight of the polymer forming the soft segment is preferably from 5,000 to 1,000,000, more preferably from 10,000 to 800,000, still more preferably from 30,000 to 500,000. Furthermore, the volume ratio (x: y) to the hard segment (x) and the soft segment (y) is preferably 5:95 to 80:20, more preferably 10:90 to 70:30 from the viewpoint of moldability. .
- the polystyrene-based thermoplastic elastomer can be synthesized by copolymerizing a polymer forming a hard segment and a polymer forming a soft segment by a known method.
- examples of the polystyrene-based thermoplastic elastomer include styrene-butadiene copolymers [SBS (polystyrene-poly (butylene) block-polystyrene), SEBS (polystyrene-poly (ethylene / butylene) block-polystyrene)], styrene-isoprene.
- Copolymer polystyrene-polyisoprene block-polystyrene
- styrene-propylene copolymer [SEP (polystyrene- (ethylene / propylene) block), SEPS (polystyrene-poly (ethylene / propylene) block-polystyrene), SEEPS ( Polystyrene-poly (ethylene-ethylene / propylene) block-polystyrene), SEB (polystyrene (ethylene / butylene) block)] and the like.
- SEP polystyrene- (ethylene / propylene) block
- SEPS polystyrene-poly (ethylene / propylene) block-polystyrene
- SEEPS Polystyrene-poly (ethylene-ethylene / propylene) block-polystyrene
- SEB polystyrene (ethylene / butylene) block
- thermoplastic elastomer As a commercially available product of polystyrene-based thermoplastic elastomer, for example, “Tough Tech” series (for example, H1031, H1041, H1043, H1051, H1052, H1053, H1062, H1082, H1141, H1221, H1272, etc.) manufactured by Asahi Kasei Corporation, “SEBS” series (8007, 8076, etc.) and “SEPS” series (2002, 2063, etc.) manufactured by Kuraray Co., Ltd. can be used.
- “Tough Tech” series for example, H1031, H1041, H1043, H1051, H1052, H1053, H1062, H1082, H1141, H1221, H1272, etc.
- SEBS 8007, 8076, etc.
- SEPS 2002, 2063, etc.
- polyurethane-based thermoplastic elastomers for example, at least polyurethane forms a hard segment in which pseudo-crosslinking is formed by physical aggregation, and other polymers are amorphous and have a low glass transition temperature.
- the material which forms the soft segment is mentioned.
- Specific examples of the polyurethane-based thermoplastic elastomer include a polyurethane-based thermoplastic elastomer (TPU) defined in JIS K6418: 2007.
- TPU polyurethane-based thermoplastic elastomer
- the polyurethane-based thermoplastic elastomer can be represented as a copolymer including a soft segment including a unit structure represented by the following formula A and a hard segment including a unit structure represented by the following formula B.
- P represents a long-chain aliphatic polyether or a long-chain aliphatic polyester.
- R represents an aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon.
- P ′ represents a short chain aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon.
- P is derived from a diol compound containing a long-chain aliphatic polyether represented by P and a long-chain aliphatic polyester.
- Examples of such a diol compound include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, poly (butylene adipate) diol, poly- ⁇ -caprolactone diol, poly (hexamethylene carbonate) having a molecular weight within the above range.
- Diol, ABA type triblock polyether, etc. are mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
- R is a partial structure introduced using a diisocyanate compound containing an aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon represented by R.
- the aliphatic diisocyanate compound containing an aliphatic hydrocarbon represented by R include 1,2-ethylene diisocyanate, 1,3-propylene diisocyanate, 1,4-butane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and the like.
- Examples of the diisocyanate compound containing an alicyclic hydrocarbon represented by R include 1,4-cyclohexane diisocyanate and 4,4-cyclohexane diisocyanate.
- examples of the aromatic diisocyanate compound containing an aromatic hydrocarbon represented by R include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and tolylene diisocyanate. These can be used alone or in combination of two or more.
- P ′ is derived from a diol compound containing a short-chain aliphatic hydrocarbon, alicyclic hydrocarbon, or aromatic hydrocarbon represented by P ′.
- Examples of the aliphatic diol compound containing a short-chain aliphatic hydrocarbon represented by P ′ include glycol and polyalkylene glycol.
- ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1, 4 -Butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10- A decanediol etc. are mentioned.
- Examples of the alicyclic diol compound containing an alicyclic hydrocarbon represented by P ′ include cyclopentane-1,2-diol, cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,3-diol, Examples include cyclohexane-1,4-diol and cyclohexane-1,4-dimethanol.
- examples of the aromatic diol compound containing an aromatic hydrocarbon represented by P ′ include hydroquinone, resorcin, chlorohydroquinone, bromohydroquinone, methylhydroquinone, phenylhydroquinone, methoxyhydroquinone, phenoxyhydroquinone, 4,4′- Dihydroxybiphenyl, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-dihydroxybenzophenone, 4,4′-dihydroxydiphenylmethane, bisphenol A, 1, Examples thereof include 1-di (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1,2-bis (4-hydroxyphenoxy) ethane, 1,4-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
- the number average molecular weight of the polymer (polyurethane) forming the hard segment is preferably 300 to 1500 from the viewpoint of melt moldability.
- the number average molecular weight of the polymer forming the soft segment is preferably 500 to 20000, more preferably 500 to 5000, and particularly preferably 500 to 3000, from the viewpoints of flexibility and thermal stability of the polyurethane-based thermoplastic elastomer.
- the mass ratio (x: y) to the hard segment (x) and the soft segment (y) is preferably 15:85 to 90:10, more preferably 30:70 to 90:10, from the viewpoint of moldability. .
- the polyurethane-based thermoplastic elastomer can be synthesized by copolymerizing a polymer forming a hard segment and a polymer forming a soft segment by a known method.
- thermoplastic polyurethane described in JP-A-5-331256 can be used.
- thermoplastic elastomer specifically, a combination of a hard segment composed of an aromatic diol and an aromatic diisocyanate and a soft segment composed of a polycarbonate is preferable. More specifically, tolylene diisocyanate ( TDI) / polyester polyol copolymer, TDI / polyether polyol copolymer, TDI / caprolactone polyol copolymer, TDI / polycarbonate polyol copolymer, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) / polyester -Based polyol copolymer, MDI / polyether-based polyol copolymer, MDI / caprolactone-based polyol copolymer, MDI / polycarbonate-based polyol copolymer, and MDI + hydroquinone / polyhexamethy At least one selected from carbonate copolymers is preferable.
- TDI tolylene diisocyanate
- TDI / polyester polyol copolymer TDI / polyether polyol copolymer, MDI / polyester polyol copolymer, MDI / polyether polyol copolymer And at least one selected from MDI + hydroquinone / polyhexamethylene carbonate copolymer is more preferable.
- thermoplastic elastomers examples include, for example, “Elastollan” series (for example, ET680, ET880, ET690, ET890, etc.) manufactured by BASF, and “Clamiron U” series (for example, Kuraray Co., Ltd.) 2000 series, 3000 series, 8000 series, 9000 series, etc.) “Milactolan” series (for example, XN-2001, XN-2004, P390RSUP, P480RSUI, P26MRNAT, E490, E590, P890, etc.) manufactured by Japan Miraclan Etc. can be used.
- “Elastollan” series for example, ET680, ET880, ET690, ET890, etc.
- Clamiron U for example, Kuraray Co., Ltd. 2000 series, 3000 series, 8000 series, 9000 series, etc.
- Milactolan for example, XN-2001, XN-2004, P390RSUP, P480RS
- olefin-based thermoplastic elastomers for example, at least polyolefin forms a hard segment with a crystalline and high melting point, and other polymers (for example, polyolefins, other polyolefins, polyvinyl compounds, etc.) are amorphous. And a material forming a soft segment having a low glass transition temperature.
- the polyolefin forming the hard segment include polyethylene, polypropylene, isotactic polypropylene, polybutene, and the like.
- olefinic thermoplastic elastomers include olefin- ⁇ -olefin random copolymers, olefin block copolymers, and the like.
- propylene block copolymers ethylene-propylene copolymers, propylene- 1-hexene copolymer, propylene-4-methyl-1-pentene copolymer, propylene-1-butene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-4-methyl-pentene copolymer, ethylene- 1-butene copolymer, 1-butene-1-hexene copolymer, 1-butene-4-methyl-pentene, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-ethyl methacrylate Copolymer, ethylene-butyl methacrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer , Ethylene-
- olefin-based thermoplastic elastomers include propylene block copolymers, ethylene-propylene copolymers, propylene-1-hexene copolymers, propylene-4-methyl-1-pentene copolymers, propylene-1- Butene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-4-methyl-pentene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer , Ethylene-ethyl methacrylate copolymer, ethylene-butyl methacrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-butyl acrylate copolymer, propylene-methacrylic acid copolymer , Propylene-methyl methacrylate copolymer, pro Lene
- olefin resins such as ethylene and propylene may be used in combination.
- 50 mass% or more and 100 mass% or less of the olefin resin content rate in an olefin type thermoplastic elastomer are preferable.
- the number average molecular weight of the olefinic thermoplastic elastomer is preferably 5000 to 10000000.
- the number average molecular weight of the olefinic thermoplastic elastomer is from 5,000 to 10,000,000, the mechanical properties of the thermoplastic resin material are sufficient and the processability is also excellent.
- the number average molecular weight of the olefinic thermoplastic elastomer is more preferably 7,000 to 1,000,000, and particularly preferably 10,000 to 1,000,000. Thereby, the mechanical properties and workability of the thermoplastic resin material can be further improved.
- the number average molecular weight of the polymer forming the soft segment is preferably 200 to 6000 from the viewpoint of toughness and low temperature flexibility.
- the mass ratio (x: y) to the hard segment (x) and the soft segment (y) is preferably 50:50 to 95:15, more preferably 50:50 to 90:10, from the viewpoint of moldability.
- the olefinic thermoplastic elastomer can be synthesized by copolymerization by a known method.
- thermoplastic elastomer one obtained by acid-modifying a thermoplastic elastomer may be used.
- a product obtained by acid-modifying an olefinic thermoplastic elastomer means that an unsaturated compound having an acidic group such as a carboxylic acid group, a sulfuric acid group, or a phosphoric acid group is bonded to the olefinic thermoplastic elastomer.
- Examples of bonding an unsaturated compound having an acidic group such as a carboxylic acid group, sulfuric acid group or phosphoric acid group to an olefinic thermoplastic elastomer include, for example, an unsaturated compound having an acidic group to an olefinic thermoplastic elastomer, Examples include bonding (for example, graft polymerization) an unsaturated bond site of an unsaturated carboxylic acid (generally maleic anhydride).
- an unsaturated compound having an acidic group an unsaturated compound having a carboxylic acid group which is a weak acid group is preferable from the viewpoint of suppressing deterioration of the olefin-based thermoplastic elastomer.
- Examples of the unsaturated compound having a carboxylic acid group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid and the like.
- thermoplastic elastomers examples include “Tuffmer” series (for example, A0550S, A1050S, A4050S, A1070S, A4070S, A35070S, A1085S, A4085S, A7090, A70090, MH7007, MH7010, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
- Prime TPO made by prime polymers (for example, , E-2900H, F-3900H, E-2900, F-3900, J-5900, E-2910, F-3910, J-5910, E-2710, F 3710, J-5910, E-2740, F-3740, R110MP, R110E, can be used T310E, also M142E, etc.) and the like.
- the continuous phase may contain components other than the thermoplastic elastomer.
- other components include thermoplastic resins, rubbers, various fillers (for example, silica, calcium carbonate, clay, etc.), anti-aging agents, oils, plasticizers, color formers, weathering agents, and the like.
- the tensile elastic modulus of the bead filler (JIS K7113: 1995) is preferably 400 MPa or more and 1500 MPa or less, preferably 500 MPa or more, from the viewpoint of achieving both excellent rim assembly properties and high impact resistance. More preferably, it is 1200 MPa or less, and further preferably 600 MPa or more and 1000 MPa or less.
- the measurement of the tensile elastic modulus is performed according to JIS K7113: 1995. Specifically, using a Shimadzu Autograph AGS-J (5KN) manufactured by Shimadzu Corporation, the tensile modulus is set to 100 mm / min and the tensile elastic modulus is measured.
- a measurement sample made of the same material as the bead filler may be separately prepared and the elastic modulus may be measured.
- the adjustment of the tensile elastic modulus of the bead filler can be adjusted, for example, by selecting a material constituting the bead filler (for example, an amorphous resin, a thermoplastic elastomer, or the like).
- a material constituting the bead filler for example, an amorphous resin, a thermoplastic elastomer, or the like.
- Charpy impact strength (properties) Charpy impact strength bead filler (23 ° C. environment), from the viewpoint of obtaining high impact resistance, is preferably 30 kJ / m 2 or more, 50 kJ / m 2 or more preferably It is more preferable not to destroy (NB).
- the Charpy impact strength of the bead filler is determined according to the method specified in JIS K7111-1: 2012, using a Charpy impact tester (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd., product name: 141 type), and the temperature of the test piece (notched) Measure at 23 ° C.
- the amount of energy consumed (energy) from the difference between the angle before and after the collision is measured by measuring the angle returned after colliding with the sample under the condition that the nominal pendulum energy (capacity) is 2 J and the hammer lifting angle is 150 °. Absorption amount) is calculated.
- the adjustment of the Charpy impact strength of the bead filler can be adjusted, for example, by selecting a material constituting the bead filler (for example, an amorphous resin, a thermoplastic elastomer, or the like).
- a material constituting the bead filler for example, an amorphous resin, a thermoplastic elastomer, or the like.
- the bead wire is not particularly limited, and for example, a metal cord, an organic resin cord, or the like used for a conventional rubber tire can be appropriately used.
- a metal cord such as metal fiber or organic fiber, or multifilament (twisted wire) obtained by twisting these fibers.
- a metal cord more preferably an iron cord (steel cord) is preferable.
- the bead wire in the present embodiment is preferably a monofilament (single wire) from the viewpoint of further improving the durability of the tire.
- the cross-sectional shape, size (diameter), etc. of the bead wire are not particularly limited, and those suitable for the desired tire can be appropriately selected and used.
- the bead wire is a stranded wire of a plurality of cords, the number of the plurality of cords is, for example, 2 to 10, preferably 5 to 9.
- the thickness of the bead wire is preferably 0.3 mm to 3 mm, and more preferably 0.5 mm to 2 mm.
- the thickness of the bead wire is the number average value of the thicknesses measured at five arbitrarily selected cross sections (vertical cross sections with respect to the length direction of the bead wire).
- the strength of the bead wire itself is usually 1000N to 3000N, preferably 1200N to 2800N, and more preferably 1300N to 2700N.
- the strength of the bead wire is calculated from the breaking point by drawing a stress-strain curve using a ZWICK chuck with a tensile tester.
- the breaking elongation (tensile breaking elongation) of the bead wire itself is usually 0.1% to 15%, preferably 1% to 15%, more preferably 1% to 10%.
- the tensile elongation at break of the bead wire can be obtained from the strain by drawing a stress-strain curve using a ZWICK chuck with a tensile tester.
- the bead core preferably has a coating resin layer that covers the bead wire from the viewpoint of improving adhesiveness with the bead filler and reducing the rigidity step between the bead filler and the bead wire.
- the covering resin layer is disposed in direct contact with the bead wire or in contact with another layer.
- the coating resin layer contains a resin.
- the resin contained in the coating resin layer include thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, and thermosetting resins.
- the covering resin layer preferably contains a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer as the resin, and more preferably contains a thermoplastic elastomer.
- the thermoplastic elastomers it is preferable to include at least one of a polyamide-based thermoplastic elastomer and a polyester-based thermoplastic elastomer.
- the coating resin layer only needs to contain at least a resin, and may contain other components such as additives within a range that does not impair the effects of the present disclosure.
- the content of the resin in the coating resin layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 75% by mass or more based on the total amount of the coating resin layer.
- thermoplastic resin examples include polyamide-based thermoplastic resins, polyester-based thermoplastic resins, olefin-based thermoplastic resins, polyurethane-based thermoplastic resins, vinyl chloride-based thermoplastic resins, and polystyrene-based thermoplastic resins. In the coating resin layer, these may be used alone or in combination of two or more.
- the thermoplastic resin is preferably at least one selected from polyamide-based thermoplastic resins, polyester-based thermoplastic resins, and olefin-based thermoplastic resins, and is selected from polyamide-based thermoplastic resins and polyester-based thermoplastic resins. More preferred is at least one selected from
- thermoplastic elastomer examples include polyamide-based thermoplastic elastomer (TPA), polyester-based thermoplastic elastomer (TPC), polystyrene-based thermoplastic elastomer (TPS), polyurethane-based thermoplastic elastomer (TPU) specified in JIS K6418, Examples thereof include an olefinic thermoplastic elastomer (TPO), a crosslinked thermoplastic rubber (TPV), and other thermoplastic elastomers (TPZ). In the coating resin layer, these may be used alone or in combination of two or more.
- TPA polyamide-based thermoplastic elastomer
- TPC polyester-based thermoplastic elastomer
- TPS polystyrene-based thermoplastic elastomer
- TPU polyurethane-based thermoplastic elastomer
- TPO olefinic thermoplastic elastomer
- TPV crosslinked thermoplastic rubber
- TPZ thermoplastic elastomers
- the bead member according to the present embodiment when the bead filler is in direct contact with the bead core, the thermoplastic resin contained in the continuous phase of the resin and the bead filler that constitute the surface of the bead core (for example, the coating resin layer). It is preferable that the elastomer has a common skeleton in the structural units constituting the main chain of the resin.
- “having a common skeleton in the structural units constituting the main chain of the resin” means, for example, that the continuous phase of the bead filler contains “polyester thermoplastic elastomer (TPC)” and the bead core
- TPC polyester thermoplastic elastomer
- the surface member contains “at least one of a polyester-based thermoplastic elastomer (TPC) and a polyester-based thermoplastic resin”
- a skeleton that is, an ester-bonded skeleton
- thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer containing a structural unit having the same chemical structure for example, a thermoplastic resin or a thermoplastic using a monomer having the same structure as a monomer used as a raw material of the resin
- an elastomer for example, a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer containing only a structural unit having the same chemical structure (for example, a thermoplastic resin using only a monomer having the same structure as a monomer as a raw material of the resin or More preferably, a thermoplastic elastomer) is used.
- the resin contained in the member constituting the surface of the bead core (for example, the coating resin layer) and the thermoplastic elastomer contained in the continuous phase of the bead filler have a common skeleton in the constituent units constituting the resin main chain.
- the affinity between the surface member of the bead core and the bead filler is enhanced, and excellent adhesiveness is exhibited.
- the coating resin layer may contain other components besides the resin.
- other components include rubber, various fillers (for example, silica, calcium carbonate, clay, etc.), anti-aging agents, oils, plasticizers, color formers, weathering agents, and the like.
- the thickness of the coating resin layer is not particularly limited. From the viewpoint of excellent durability and weldability, it is preferably 20 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and more preferably 30 ⁇ m or more and 700 ⁇ m or less.
- the thickness of the coating resin layer is from the surface on the bead wire side in the coating resin layer (for example, the interface with the bead wire or the adhesive layer) to the outer surface in the coating resin layer (the surface opposite to the bead wire side). This refers to the length of the shortest part of the length.
- the thickness of the coating resin layer is obtained by acquiring magnified images with a microscope such as a video microscope having a cross section perpendicular to the length direction of the bead wire from arbitrary five locations, and measuring the coating resins measured from the five magnified images obtained. The thickness of the minimum thickness portion of the layer is measured and the number average value is obtained.
- the bead member concerning this embodiment may have an adhesive bond layer between a bead wire and a covering resin layer.
- the material in particular of an adhesive bond layer is not restrict
- the adhesive layer is preferably a resin-containing layer (adhesive resin layer), and the resin is preferably a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer.
- thermoplastic elastomer examples include polyester-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, polystyrene-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, and olefin-based thermoplastic elastomers.
- the adhesive layer preferably contains an acid-modified thermoplastic elastomer as an adhesive.
- the acid-modified thermoplastic elastomer is a thermoplastic elastomer in which an acid group (for example, a carboxy group) is introduced into a part of the molecule of the thermoplastic elastomer.
- thermoplastic elastomers may be used alone or in combination of two or more.
- the resin content is preferably 50% by mass or more of the entire adhesive layer, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 75% by mass or more. .
- the average thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 150 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ m to 100 ⁇ m from the viewpoint of riding comfort during running and tire durability. More preferably it is.
- the average thickness of the adhesive layer is the thickness of the adhesive layer measured from the magnified image obtained by acquiring magnified images with a microscope such as a video microscope having a cross section perpendicular to the length direction of the bead wire.
- the thickness of the adhesive layer in each enlarged image is the smallest thickness part (the part where the distance between the interface between the bead wire and the adhesive layer and the interface between the adhesive layer and the coating resin layer is minimized) ).
- the average thickness of the adhesive layer is T 1, when the average thickness of the resin coating layer was T 2, as the value of T 1 / T 2, for example, an 0.1 to 0.5, 0 .1 or more and 0.4 or less are preferable, and 0.1 or more and 0.35 or less are more preferable.
- T 1 / T 2 is within the above range, the riding comfort during running is superior compared to the case where the value is smaller than the above range, and the durability of the tire is superior compared to the case where the value is larger than the above range.
- FIG. 1 shows one side of a cut surface cut along the tire width direction of the tire 10 of the first embodiment.
- the arrow TW indicates the width direction of the tire 10 (tire width direction)
- the arrow TR indicates the radial direction of the tire 10 (tire radial direction).
- the tire width direction here refers to a direction parallel to the rotation axis of the tire 10 and is also referred to as a tire axial direction.
- the tire radial direction refers to a direction orthogonal to the rotation axis of the tire 10.
- Reference sign CL indicates the equator of the tire 10 (tire equator).
- the rotation axis side of the tire 10 along the tire radial direction is “inner side in the tire radial direction”, and the opposite side of the rotation axis of the tire 10 along the tire radial direction is “outer side in the tire radial direction”. It describes.
- the tire equator CL side along the tire width direction is referred to as “inner side in the tire width direction”, and the side opposite to the tire equator CL along the tire width direction is referred to as “outer side in the tire width direction”.
- FIG. 1 shows the tire 10 when mounted on a standard rim 30 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) and filled with standard air pressure.
- the standard rim refers to a standard rim at an applicable size, which is described in JATMA (Japan Automobile Tire Association) Year Book 2017 edition.
- the standard air pressure is the air pressure corresponding to the maximum load capacity of JATMA Year Book FY2017.
- the load is the maximum load (maximum load capacity) of a single wheel at the applicable size described in the following standard
- the internal pressure is the maximum load of a single wheel described in the following standard.
- the rim is a standard rim (or “Applied Rim” or “Recommended Rim”) in an applicable size described in the following standard.
- the standards are determined by industry standards that are valid in the region where the tire is produced or used. For example, in the United States, “The Tire and Rim Association Inc. Year Book” in Europe, in Europe “The European Tire and Rim Technical Standards Manual” in Japan, and in Japan, “Japan Tire” in Japan. Has been.
- the tire 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 is a tire having a flatness ratio of 55 or more, and the tire cross-section height (tire section height) SH is set to 115 mm or more.
- the section height (tire sectional height) SH referred to here is a length that is 1 ⁇ 2 of the difference between the tire outer diameter and the rim diameter when the tire 10 is assembled to the standard rim 30 and the inner pressure is the standard air pressure. Point to.
- the flatness of the tire 10 is set to 55 or more and the tire cross-section height SH is set to 115 mm or more, but the present disclosure is not limited to this configuration.
- the tire 10 includes a pair of left and right bead portions 12 (only one bead portion 12 is shown in FIG. 1), and a pair of tire sides that extend outward from the pair of bead portions 12 in the tire radial direction. Part 14 and a tread part 16 extending from one tire side part 14 to the other tire side part 14.
- the tire side portion 14 bears a load acting on the tire 10 during traveling (including during run-flat traveling).
- a bead core 18 is embedded in each of the pair of bead portions 12.
- a carcass 22 straddles the pair of bead cores 18.
- the end side of the carcass 22 is locked to the bead core 18.
- the end portion side is folded and locked around the bead core 18 from the tire inner side to the outer side, and the end portion 22C of the folded portion 22B is in contact with the carcass main body portion 22A.
- the end portion 22C of the carcass 22 is disposed in a range (region) corresponding to the tire side portion 14, but the present disclosure is not limited to this configuration.
- the end 22C of the carcass 22 may be disposed in a range corresponding to the tread portion 16, particularly in a range corresponding to the belt layer 24A.
- the carcass 22 extends in a toroidal shape from one bead core 18 to the other bead core 18 to constitute a skeleton of the tire 10.
- a plurality (two layers in the first embodiment) of belt layers 24A are provided on the outer side in the tire radial direction of the carcass main body portion 22A.
- a cap layer 24B is provided on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 24A. The cap layer 24B covers the entire belt layer 24A.
- a pair of layer layers 24C are provided outside the cap layer 24B in the tire radial direction so as to cover both ends of the cap layer 24B.
- the present disclosure is not limited to the above-described configuration, and only one end of the cap layer 24B may be covered with the layer layer 24C, and one end of the cap layer 24B is continuous with one layer layer 24C in the tire width direction. It is good also as a structure covered with. Further, the cap layer 24B and the layer layer 24C may be omitted depending on the specification of the tire 10.
- each member used in conventionally known tires can be used for the carcass 22, the belt layer 24A, the cap layer 24B, and the layer layer 24C.
- the tread portion 16 is provided on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 24A, the cap layer 24B, and the layer layer 24C.
- the tread portion 16 is a part that contacts the road surface during traveling, and a plurality of circumferential grooves 16A extending in the tire circumferential direction are formed on the tread surface of the tread portion 16. Further, the tread portion 16 is formed with a not-shown width direction groove extending in the tire width direction. Note that the shape and number of the circumferential grooves 16A and the width direction grooves are appropriately set according to the performance such as drainage and steering stability required for the tire 10.
- a bead filler 20 extending from the bead core 18 to the outer side in the tire radial direction along the outer surface 220 of the carcass 22 is embedded.
- the bead filler 20 is disposed in a region surrounded by the carcass main body 22A and the folded portion 22B.
- the outer surface 220 of the carcass 22 is a surface on the tire outer side in the carcass main body portion 22A, and is a surface on the inner side of the tire in the folded portion 22B.
- the end 20 ⁇ / b> A of the bead filler 20 on the outer side in the tire radial direction enters the tire side portion 14.
- the bead filler 20 has a thickness that decreases toward the outer side in the tire radial direction.
- the height BH of the bead filler 20 shown in FIG. 1 is preferably set within a range of 30 to 50% of the tire cross-section height SH.
- the height BH of the bead filler 20 here is the tip of the bead portion 12 from the end portion 20A on the outer side in the tire radial direction of the bead filler 20 when the tire 10 is assembled to the standard rim 30 and the internal pressure is set to the standard air pressure. (Height along the tire radial direction).
- the height BH of the bead filler 20 is 30% or more of the tire cross-section height SH, for example, durability during run-flat traveling can be sufficiently ensured.
- the height BH of the bead filler 20 is 50% or less of the tire cross-section height SH, the ride comfort is excellent.
- the end 20A of the bead filler 20 is arranged on the inner side in the tire radial direction than the maximum width position of the tire 10.
- the maximum width position of the tire 10 here refers to a position where the width is the widest along the tire width direction of the tire 10.
- the bead core 18 has the some bead wire 1 arrange
- “arranged side by side” means that a plurality of bead wires 1 are not crossed in a bead member cut to a necessary length when applied to a tire.
- FIG. 3A is a diagram schematically showing a cross section when a part of the bead core 18 is cut perpendicular to the length direction of the bead wire 1.
- the coating resin layer 3 is provided so as to be in direct contact with the three bead wires 1.
- the single bead wire 1 may be stepped horizontally and vertically while being thermally welded.
- the bead core 18 may have the adhesive layer 2 disposed between the bead wire 1 and the coating resin layer 3.
- the adhesive layer 2 is preferably the above-described adhesive resin layer.
- a part of the bead core 18 shown in FIG. 3B is provided with the adhesive layer 2 on the surface of the three bead wires 1, and the covering resin layer 3 is further provided on the surface.
- the adhesive layer 2 disposed between the bead wire 1 and the coating resin layer 3 may be connected to include a plurality of bead wires 1.
- a part of the bead core 18 shown in FIG. 3C is an aspect in which the adhesive layer 2 connected so as to include the three bead wires 1 is provided. Is provided.
- FIGS. 3A to 3C show an embodiment in which three bead wires 1 are arranged in parallel, the number thereof may be two or less, or four or more.
- the bead core 18 shown in FIG. 2 has three bead wires 1 and a coating resin layer 3 shown in any of FIGS. 3A to 3C (in addition, the adhesive layer 2 in FIGS. It is in the form of layer lamination.
- the bead core 18 may be used as a single layer or may be used as a laminate of two or more layers. In that case, it is preferable to weld between coating resins.
- the forms that the bead core 18 can take have been described with reference to FIGS. 3A to 3C, the present disclosure is not limited to this configuration.
- the method for producing the bead core 18 is not particularly limited.
- the bead core 18 is produced by an extrusion molding method using the bead wire 1, the material for forming the adhesive layer 2, and the material for forming the coating resin layer 3. be able to.
- the cross-sectional shape of the adhesive layer 2 can be adjusted by a method such as changing the shape of the die used for extrusion.
- Side reinforcement rubber 26 as an example of a side reinforcement layer that reinforces the tire side portion 14 is disposed on the tire side portion 14 on the inner side in the tire width direction of the carcass 22.
- the side reinforcing rubber 26 is a reinforcing rubber for running a predetermined distance while supporting the weight of the vehicle and the occupant when the internal pressure of the tire 10 decreases due to puncture or the like.
- the side reinforcing rubber 26 extends in the tire radial direction from the bead core 18 side to the tread portion 16 side along the inner surface 22I of the carcass 22. Further, the side reinforcing rubber 26 has a shape whose thickness decreases as it goes to the bead core 18 side and the tread portion 16 side, for example, a substantially crescent shape.
- the thickness of the side reinforcing rubber 26 refers to the length along the normal line of the carcass 22 in a state where the tire 10 is assembled to the standard rim 30 and the internal pressure is set to the standard air pressure.
- the side reinforcing rubber 26 has an end portion 26A on the tread portion 16 side that overlaps the tread portion 16 with the carcass 22 (carcass body portion 22A) interposed therebetween. Specifically, the end portion 26A of the side reinforcing rubber 26 overlaps the belt layer 24A. On the other hand, in the side reinforcing rubber 26, the end portion 26B on the bead core 18 side overlaps the bead filler 20 with the carcass 22 (carcass main body portion 22A) interposed therebetween.
- the side reinforcing rubber 26 is preferably set to have a breaking elongation in the range of 130 to 190%.
- the “elongation at break” here refers to the elongation at break (%) measured based on JIS K6251: 2010 (using dumbbell-shaped No. 3 test piece).
- the side reinforcing rubber 26 is configured by one type of rubber material.
- the present disclosure is not limited to this configuration, and the side reinforcing rubber 26 may be configured by a plurality of types of rubber materials. .
- the side reinforcing rubber 26 mainly composed of rubber is used as an example of the side reinforcing layer.
- the present disclosure is not limited to this configuration, and the side reinforcing layer is formed of other materials. May be.
- the side reinforcing rubber 26 may include other materials such as fillers, short fibers, and resins.
- the thickness GB of the side reinforcing rubber 26 at the midpoint Q is preferably set within a range of 40 to 80% of the maximum thickness GA of the side reinforcing rubber 26.
- the thickness of the side reinforcing rubber 26 at the maximum width position P of the carcass 22 is the maximum thickness GA, but the present disclosure is not limited to this configuration.
- the maximum width position of the carcass 22 here refers to a position where the width of the carcass 22 is the widest along the tire width direction.
- the height LH from the end portion 26B of the side reinforcing rubber 26 to the tip end of the bead portion 12 in a state where the tire 10 is assembled to the standard rim 30 and the internal pressure is set to the standard air pressure is 50 to 80% of the height BH of the bead filler 20 It is preferable to set the height within the range.
- the height LH is 80% or less of the height BH, durability during run-flat traveling is easily ensured.
- the height LH is 50% or more of the height BH, the ride comfort is excellent.
- the rim guard (rim protection) is not provided, but the present disclosure is not limited to this configuration, and the rim guard is provided. Also good.
- An inner liner (not shown) is provided on the inner surface of the tire 10 from one bead portion 12 to the other bead portion 12.
- the main component of the inner liner is butyl rubber as an example, but the present disclosure is not limited to this configuration, and the main component of the inner liner may be another rubber material or resin. .
- the side reinforcing rubber 26 is composed of one type of rubber (or resin), but the present disclosure is not limited to this configuration, and the side reinforcing rubber 26 May be composed of a plurality of types of rubber (or resin).
- the side reinforcing rubber 26 may be configured by stacking a plurality of different types of rubber (or resin) in the tire radial direction, and the side reinforcing rubber 26 may be configured by stacking a plurality of different types of rubber (or resin) in the tire width direction. It is good.
- the tire 10 shown in FIG. 1 is mainly composed of an elastic material. That is, a region around the carcass 22 in the bead portion 12, a region outside the tire width direction of the carcass 22 in the tire side portion 14, a side reinforcing layer (side reinforcing rubber 26), a belt layer 24 ⁇ / b> A in the tread portion 16, a cap layer 24 ⁇ / b> B, An area other than the layer layer 24C, etc. is made of an elastic material.
- the elastic material examples include a rubber material (so-called rubber tire) and a resin material (so-called resin tire).
- the tire 10 shown in FIG. 1 is preferably a rubber tire in which each of the above parts is made of a rubber material.
- the rubber material only needs to contain at least rubber (rubber component), and may contain other components such as additives as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
- the content of rubber (rubber component) in the rubber material is preferably 50% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more based on the total amount of the rubber material.
- the rubber component used in the tire according to the first embodiment is not particularly limited, and natural rubber and various synthetic rubbers used in conventionally known rubber blends can be used alone or in combination of two or more. .
- a rubber as shown below or a blend of two or more of these can be used.
- the natural rubber may be a sheet rubber or a block rubber, and all of RSS # 1 to # 5 can be used.
- the synthetic rubber various diene synthetic rubbers, diene copolymer rubbers, special rubbers, modified rubbers, and the like can be used.
- a butadiene polymer such as polybutadiene (BR), a copolymer of butadiene and an aromatic vinyl compound (eg, SBR, NBR, etc.), a copolymer of butadiene and another diene compound, and the like;
- Isoprene polymers such as polyisoprene (IR), copolymers of isoprene and aromatic vinyl compounds, copolymers of isoprene and other diene compounds; chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), halogenated Examples thereof include butyl rubber (X-IIR); ethylene-propylene copolymer rubber (EPM), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), and any blend thereof.
- the rubber material used for the tire according to the first embodiment may add other components such as additives to the rubber depending on the purpose.
- additives include reinforcing materials such as carbon black, fillers, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, fatty acids or salts thereof, metal oxides, process oils, anti-aging agents, and the like. can do.
- a tire formed of a rubber material is obtained by molding an unvulcanized rubber material in which the rubber contained is unvulcanized into a tire shape and vulcanizing the rubber by heating.
- an inner liner made of a rubber material, a bead core 18, a bead filler 20, and a cord are made of an elastic material (not shown) on the outer periphery of a known tire molding drum.
- An unvulcanized tire case is formed.
- the belt layer 24A As a method of forming the belt layer 24A on the tread portion 16 of the tire case, for example, a member such as a wire wound around a reel is unwound while rotating the tire case, and the wire is wound around the tread portion 16 a predetermined number of times.
- the belt layer 24A may be formed.
- the wire When the wire is coated with a resin, the coated resin may be welded to the tread portion 16 by heating and pressing.
- an unvulcanized tread is attached to the outer peripheral surface of the belt layer 24A to obtain a raw tire.
- the green tire thus manufactured is vulcanized with a vulcanization molding mold, and the tire 10 is completed.
- FIG. 4 shows one side of a cut surface cut along the tire width direction of the tire 110 of the second embodiment.
- the arrow TW indicates the width direction of the tire 110 (that is, the tire width direction)
- the arrow TR indicates the radial direction of the tire 110 (that is, the tire radial direction).
- the tire 110 includes a pair of left and right bead portions 112 (only one bead portion 112 is shown in FIG. 4), and a pair of tire sides extending outward from the pair of bead portions 112 in the tire radial direction. Part 114 and a tread part 116 extending from one tire side part 114 to the other tire side part 114.
- the tire 110 shown in FIG. 4 includes a tire case 140 corresponding to a tire skeleton.
- the tire case 140 is formed using an elastic material (preferably a resin material) and has an annular shape.
- the tire case 140 includes a bead portion 112, a tire side portion 114, and a tread portion 116.
- a protective layer 122 is provided on the tire side portion 114 and the bead portion 112 in the tire width direction outer side, the bead portion 112 in the tire radial direction inner side, and the bead portion 112 on the tire width direction inner side.
- the bead portion 112, the tire side portion 114, and the tread portion 116 may be integrally formed in the same process, or may be a combination of members formed in different processes. However, it is preferably formed integrally from the viewpoint of production efficiency.
- a bead filler 120 extending along the protective layer 122 from the bead core 118 to the outer side in the tire radial direction is embedded in the bead portion 112.
- the bead filler 120 decreases in thickness toward the outer side in the tire radial direction.
- the bead portion 112 is a part that contacts a rim (not shown), and an annular bead core 118 extending along the tire circumferential direction is embedded.
- the form that the bead core 118 can take is the same as the form described in the first embodiment.
- the protective layer 122 is provided for the purpose of increasing the airtightness between the tire case 140 and the rim, and is made of a material such as a rubber material that is softer and higher in weather resistance than the tire case 140. However, it may be omitted.
- the tread portion 116 is a portion corresponding to the ground contact surface of the tire 110, and is provided with a belt layer 124A (for example, a reinforcing member or a belt member). Further, a tread 130 is provided on the belt layer 124A via a cushion rubber 124B.
- the material of the belt layer 124A, the cushion rubber 124B, and the tread 130 is not particularly limited, and is selected from materials generally used for manufacturing tires (for example, wires such as metal wires and organic resin wires, resins, rubber materials, etc.). it can.
- the tire case 140 (an example of a tire frame) is formed of an elastic material. That is, as a tire skeleton body, an aspect formed with a rubber material as an elastic material (a so-called tire skeleton body for a rubber tire), an aspect formed with a resin material as an elastic material (a so-called tire skeleton body for a resin tire), etc. Is mentioned.
- the tire 110 shown in FIG. 4 is preferably a resin tire in which each of the above parts is made of a resin material.
- the resin material should just contain resin (namely, resin component) at least, and may contain other components, such as an additive, in the range which does not impair the effect of this indication.
- the content of the resin (that is, the resin component) in the resin material is preferably 50% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more based on the total amount of the resin material.
- the tire skeleton can be formed using, for example, a resin material.
- Examples of the resin contained in the tire skeleton include thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, and thermosetting resins.
- thermosetting resin examples include a phenol thermosetting resin, a urea thermosetting resin, a melamine thermosetting resin, and an epoxy thermosetting resin.
- thermoplastic resin examples include polyamide-based thermoplastic resins, polyester-based thermoplastic resins, olefin-based thermoplastic resins, polyurethane-based thermoplastic resins, vinyl chloride-based thermoplastic resins, and polystyrene-based thermoplastic resins. You may use these individually or in combination of 2 or more types.
- thermoplastic resin is preferably at least one selected from polyamide-based thermoplastic resins, polyester-based thermoplastic resins, and olefin-based thermoplastic resins, and is selected from polyamide-based thermoplastic resins and olefin-based thermoplastic resins. More preferably, at least one selected from the group consisting of
- thermoplastic elastomer examples include a polyamide-based thermoplastic elastomer (TPA), a polystyrene-based thermoplastic elastomer (TPS), a polyurethane-based thermoplastic elastomer (TPU), an olefin-based thermoplastic elastomer (TPO) specified in JIS K6418, Examples thereof include polyester-based thermoplastic elastomer (TPEE), crosslinked thermoplastic rubber (TPV), and other thermoplastic elastomers (TPZ).
- TPA polyamide-based thermoplastic elastomer
- TPS polystyrene-based thermoplastic elastomer
- TPU polyurethane-based thermoplastic elastomer
- TPO olefin-based thermoplastic elastomer
- TPEE polyester-based thermoplastic elastomer
- TPV crosslinked thermoplastic rubber
- TPZ thermoplastic elastomers
- thermoplastic elastomer From the viewpoint of ride comfort, it is more preferable to include a thermoplastic elastomer. Among these, it is more preferable that at least one of a polyamide-based thermoplastic elastomer and a polyester-based thermoplastic elastomer is included.
- the elastic material may contain other components other than rubber or resin as desired.
- other components include resins, rubbers, various fillers (for example, silica, calcium carbonate, clay), anti-aging agents, oils, plasticizers, colorants, weathering agents, reinforcing materials, and the like.
- the melting point of the resin contained in the resin material is, for example, about 100 ° C. to 350 ° C. From the viewpoint, about 100 ° C. to 250 ° C. is preferable, and 120 ° C. to 250 ° C. is more preferable.
- the tensile elastic modulus defined by JIS K7113: 1995 of the elastic material (or the tire skeleton including the elastic material) itself is preferably 50 MPa to 1000 MPa, more preferably 50 MPa to 800 MPa, and particularly preferably 50 MPa to 700 MPa.
- the elastic modulus of the elastic material is 50 MPa to 1000 MPa, the rim can be assembled efficiently while maintaining the shape of the tire frame.
- the tensile strength specified in JIS K7113 (1995) of the elastic material (or tire skeleton including the elastic material) itself is usually about 15 MPa to 70 MPa, preferably 17 MPa to 60 MPa, and more preferably 20 MPa to 55 MPa.
- the tensile yield strength defined in JIS K7113 (1995) of the elastic material (or the tire skeleton including the elastic material) itself is preferably 5 MPa or more, more preferably 5 MPa to 20 MPa, and particularly preferably 5 MPa to 17 MPa.
- the tensile yield strength of the elastic material is 5 MPa or more, the elastic material can withstand deformation against a load applied to the tire during traveling.
- the tensile yield elongation defined by JIS K7113 (1995) of the elastic material (or tire skeleton including the elastic material) itself is preferably 10% or more, more preferably 10% to 70%, and particularly preferably 15% to 60%. preferable.
- the tensile yield elongation of the elastic material is 10% or more, the elastic region is large and the rim assembly property can be improved.
- the elastic material itself has a tensile elongation at break as defined in JIS K7113 (1995) of preferably 50% or more, more preferably 100% or more, particularly preferably 150% or more, 200% The above is most preferable.
- a tensile elongation at break as defined in JIS K7113 (1995) of preferably 50% or more, more preferably 100% or more, particularly preferably 150% or more, 200% The above is most preferable.
- the tensile breaking elongation of the elastic material is 50% or more, the rim assembly property is good, and it is possible to make it difficult to break against a collision.
- the deflection temperature under load (specifically at a load of 0.45 MPa) as defined in ISO 75-2 or ASTM D648 of the elastic material (or tire skeleton including the elastic material) itself is preferably 50 ° C. or more, 150 ° C. is more preferable, and 50 ° C. to 130 ° C. is particularly preferable. If the deflection temperature under load of the elastic material is 50 ° C. or higher, deformation of the tire frame can be suppressed even when vulcanization is performed in the manufacture of the tire.
- the manufacturing method of the tire case 140 is not particularly limited.
- tire case halves in a state where the tire case 140 is divided by the equator plane are respectively produced by an injection molding method or the like, and the tire case halves are joined together at the equator plane. You may produce by.
- a method of forming the belt layer 124A on the tread portion 116 of the tire case 140 for example, a member such as a wire wound around a reel is unwound while rotating the tire case 140, and the wire is wound around the tread portion 116 a predetermined number of times.
- the belt layer 124A may be formed.
- the coated resin may be welded to the tread portion 116 by heating and pressing.
- a preformed bead filler 120 and an annular member for the bead core 118 are embedded in the bead portion 112 by a known method. May be formed.
- FIG. 5 shows one side of a cut surface cut along the tire width direction of the tire 210 of the third embodiment.
- the arrow TW indicates the width direction of the tire 210 (that is, the tire width direction)
- the arrow TR indicates the radial direction of the tire 210 (that is, the tire radial direction).
- the tire width direction here refers to a direction parallel to the rotation axis of the tire 210 and is also referred to as a tire axial direction.
- the tire radial direction refers to a direction orthogonal to the rotation axis of the tire 210.
- Reference sign CL indicates the equator of the tire 210 (that is, the tire equator).
- the rotation axis side of the tire 210 along the tire radial direction is “inner side in the tire radial direction”, and the opposite side of the rotation axis of the tire 210 along the tire radial direction is “outer side in the tire radial direction”. It describes.
- the tire equator CL side along the tire width direction is referred to as “inner side in the tire width direction”, and the side opposite to the tire equator CL along the tire width direction is referred to as “outer side in the tire width direction”.
- the standard rim refers to a standard rim at an applicable size, which is described in JATMA (Japan Automobile Tire Association) Year Book 2017 edition.
- the standard air pressure is the air pressure corresponding to the maximum load capacity of JATMA Year Book FY2017.
- the load is the maximum load (maximum load capacity) of a single wheel at the applicable size described in the following standard
- the internal pressure is the maximum load of a single wheel described in the following standard.
- the rim is a standard rim (or “Applied Rim” or “Recommended Rim”) in an applicable size described in the following standard.
- the standards are determined by industry standards that are valid in the region where the tire is produced or used. For example, in the United States, “The Tire and Rim Association Inc. Year Book” in Europe, in Europe “The European Tire and Rim Technical Standards Manual” in Japan, and in Japan, “Japan Tire” in Japan. Has been.
- the tire 210 of the third embodiment shown in FIG. 5 is a tire having a flatness ratio of 55 or more, and a tire cross-section height (tire section height) SH is set to 115 mm or more.
- the section height (tire cross-section height) SH referred to here is a length that is 1 ⁇ 2 of the difference between the tire outer diameter and the rim diameter when the tire 210 is assembled to the standard rim 230 and the internal pressure is the standard air pressure. Point to.
- the flatness of the tire 210 is set to 55 or more and the tire cross-section height SH is set to 115 mm or more, but the present disclosure is not limited to this configuration.
- the tire 210 includes a pair of left and right bead portions 212 (only one bead portion 212 is shown in FIG. 5), and a pair of tire sides extending outward from the pair of bead portions 212 in the tire radial direction. Part 214 and a tread part 216 extending from one tire side part 214 to the other tire side part 214.
- the tire side portion 214 bears a load acting on the tire 210 during traveling (including during run-flat traveling).
- a bead core 218 is embedded in each of the pair of bead portions 212.
- a carcass 222 straddles the pair of bead cores 218.
- the end side of the carcass 222 is locked to the bead core 218.
- the end portion of the carcass 222 of the third embodiment is folded and locked around the bead core 218 from the inside to the outside of the tire, and the end portion 222C of the folded portion 222B is in contact with the carcass main body portion 222A.
- the end portion 222C of the carcass 222 is disposed in a range (region) corresponding to the tire side portion 214, but the present disclosure is not limited to this configuration.
- the end portion 222C of the carcass 222 may be disposed in a range corresponding to the tread portion 216, particularly in a range corresponding to the belt layer 224A.
- the carcass 222 extends in a toroidal shape from one bead core 218 to the other bead core 218 to constitute a skeleton of the tire 210.
- a plurality (two layers in the third embodiment) of belt layers 224A are provided on the outer side in the tire radial direction of the carcass main body 222A.
- a cap layer 224B is provided outside the belt layer 224A in the tire radial direction. The cap layer 224B covers the entire belt layer 224A.
- a pair of layer layers 224C are provided outside the cap layer 224B in the tire radial direction so as to cover both ends of the cap layer 224B.
- the present disclosure is not limited to the above-described configuration, and only one end of the cap layer 224B may be covered with the layer layer 224C, and one layer layer 224C continuous at both ends of the cap layer 224B in the tire width direction. It is good also as a structure covered with. Further, the cap layer 224B and the layer layer 224C may be omitted depending on the specification of the tire 210.
- each member used in conventionally known tires can be used for the carcass 222, the belt layer 224A, the cap layer 224B, and the layer layer 224C.
- a tread portion 216 is provided on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 224A, the cap layer 224B, and the layer layer 224C.
- the tread portion 216 is a portion that contacts the road surface during traveling, and a plurality of circumferential grooves 216A extending in the tire circumferential direction are formed on the tread surface of the tread portion 216.
- the tread portion 216 is formed with a width direction groove (not shown) extending in the tire width direction. Note that the shape and number of the circumferential grooves 216 ⁇ / b> A and the width direction grooves are appropriately set according to the performance such as drainage and steering stability required for the tire 210.
- a bead filler 200 extending from the bead core 218 to the outer side in the tire radial direction along the outer surface 222O of the carcass 222 is embedded.
- the bead filler 200 is embedded in a region surrounded by the carcass main body 222A and the folded portion 222B.
- the first bead filler 201 is disposed in a region including the outer side in the tire radial direction than the bead core 218.
- the first bead filler 201 has a shape extending from the region where the bead core 218 is disposed toward the outer side in the tire radial direction.
- the first bead filler 201 is formed so as to cover the entire surface of the bead core 218, that is, is disposed up to the region inside the tire radial direction of the bead core 218.
- the second bead filler 202 is disposed in a region including the outside of the first bead filler 201.
- the second bead filler 202 is disposed so that there is a region overlapping the region in which the first bead filler 201 is disposed and the region in which the second bead filler 202 is disposed in the tire radial direction, and the second The bead filler 202 is in contact with a part of the outer surface in the tire width direction of the first bead filler 201.
- the second bead filler 202 has a shape extending from the contact surface of the first bead filler 201 toward the outer side in the tire radial direction.
- the volume occupied by the first bead filler 201 is larger than the volume occupied by the second bead filler 202 as it is closer to the inner side in the tire radial direction (that is, the bead wire side).
- the volume occupied by the second bead filler 202 is larger than the volume occupied by the first bead filler 201 as it is closer to the outer side in the tire radial direction (that is, the side opposite to the bead wire).
- the outer surface 222O of the carcass 222 is a surface outside the tire in the carcass main body portion 222A, and is a surface inside the tire in the folded portion 222B.
- the end portion 200 ⁇ / b> E on the outer side in the tire radial direction of the second bead filler 202 enters the tire side portion 214.
- the height BH of the bead filler 200 shown in FIG. 5 is preferably set within a range of 30 to 50% of the tire cross-section height SH.
- the height BH of the bead filler 200 is the tip of the bead portion 212 from the end portion 200E on the outer side in the tire radial direction of the bead filler 200 when the tire 210 is assembled to the standard rim 230 and the internal pressure is set to the standard air pressure. (Height along the tire radial direction).
- the height BH of the bead filler 200 is 30% or more of the tire cross-section height SH, for example, durability during run-flat traveling can be sufficiently ensured.
- the height BH of the bead filler 200 is 50% or less of the tire cross-section height SH, the ride comfort is excellent.
- the end portion 200E of the bead filler 200 is disposed on the inner side in the tire radial direction from the maximum width position of the tire 210.
- the maximum width position of the tire 210 here refers to a position where the width is the widest along the tire width direction of the tire 210.
- an adhesive is applied to at least one of the bead core and the second bead filler, and the covering resin layer, the first bead filler, and the second bead filler are You may improve the adhesiveness of a 1st bead filler.
- the bead core 218 includes a plurality of bead wires 1 arranged side by side, and a covering resin layer 3 that covers the bead wires 1 and includes the resin D.
- “arranged side by side” means that a plurality of bead wires 1 are not crossed in a bead member cut to a necessary length when applied to a tire.
- the possible form of the bead core 218 shown in FIG. 6 is the same as that of the bead core 18 in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted here.
- an inner liner (not shown) made of a rubber material, a bead core 218, a bead filler 200 (a first bead filler 201) is formed on the outer periphery of a known tire molding drum.
- the second bead filler 202) the carcass 222 in which the cord is covered with an elastic material (eg, rubber material, resin material, etc.), and the carcass 222 in the tire side portion 214 formed of an elastic material (eg, rubber material, resin material, etc.).
- An unvulcanized tire case made of a region outside in the tire width direction and the side reinforcing rubber 226 is formed.
- the belt layer 224A As a method of forming the belt layer 224A on the tread portion 216 of the tire case, for example, a member such as a wire wound around a reel is unwound while rotating the tire case, and the wire is wound around the tread portion 216 a predetermined number of times.
- the belt layer 224A may be formed.
- the covered resin when the wire is covered with a resin, the covered resin may be welded to the tread portion 216 by heating and pressing.
- an unvulcanized tread is attached to the outer peripheral surface of the belt layer 224A to obtain a raw tire.
- the green tire thus manufactured is vulcanized and molded with a vulcanization molding mold, and the tire 210 is completed.
- tires according to the fourth to sixth embodiments will be described.
- the same components as those of the tire 210 of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
- FIG. 7 is an enlarged sectional view in the tire width direction showing the periphery of the bead portion of the tire according to the fourth embodiment.
- the tire of the fourth embodiment has the same configuration as that of the tire 210 of the first embodiment except that the arrangement positions of the first bead filler and the second bead filler are changed.
- the bead filler 200A is embedded in a region surrounded by the carcass body 222A and the folded portion 222B.
- the first bead filler 201 ⁇ / b> A is disposed in a region including the outer side in the tire radial direction than the bead core 218.
- the first bead filler 201A has a shape extending from the region where the bead core 218 is disposed toward the outer side in the tire radial direction.
- the first bead filler 201A is formed so as to cover the entire surface of the bead core 218, that is, the first bead filler 218 is disposed up to the inner region in the tire radial direction of the bead core 218.
- the second bead filler 202A is disposed in a region including the outside of the first bead filler 201A.
- the second bead filler 202A is disposed so that there is a region overlapping the region in which the first bead filler 201A is disposed and the region in which the second bead filler 202A is disposed in the tire radial direction, and the second The bead filler 202A is in contact with a part of the inner surface in the tire width direction of the first bead filler 201A.
- the second bead filler 202A has a shape extending from the contact surface of the first bead filler 201A toward the outer side in the tire radial direction.
- the volume occupied by the first bead filler 201A is larger than the volume occupied by the second bead filler 202A as it is closer to the inner side in the tire radial direction (that is, the bead wire side).
- the closer to the outer side in the tire radial direction (that is, the side opposite to the bead wire) the larger the volume occupied by the second bead filler 202A than the volume occupied by the first bead filler 201A.
- FIG. 8 is an enlarged sectional view in the tire width direction showing the periphery of the bead portion of the tire of the fifth embodiment.
- the tire according to the fifth embodiment has the same configuration as that of the tire 210 according to the first embodiment except that the arrangement positions of the first bead filler and the second bead filler are changed.
- the bead filler 200B is embedded in a region surrounded by the carcass body 222A and the folded portion 222B.
- the 1st bead filler 201B is arrange
- the first bead filler 201 ⁇ / b> B is disposed in a region including the outer side in the tire radial direction than the bead core 218.
- the first bead filler 201B has a shape extending from the region where the bead core 218 is disposed toward the outer side in the tire radial direction.
- the first bead filler 201B is formed so as to cover the entire surface of the bead core 218, that is, the first bead filler 201B is disposed up to the inner region in the tire radial direction of the bead core 218.
- the second bead filler 202B is disposed in a region including the outside of the first bead filler 201B. It should be noted that there is no region overlapping the region where the first bead filler 201B is disposed and the region where the second bead filler 202B is disposed in the tire radial direction, and the second bead filler 202B is the first bead filler 201B. It is in contact with the outermost position (surface) in the tire radial direction.
- the second bead filler 202B has a shape extending from the contact surface of the first bead filler 201B toward the outer side in the tire radial direction.
- FIG. 9 is a cross-sectional view in the tire width direction showing the periphery of the bead portion of the tire of the sixth embodiment in an enlarged manner.
- the tire according to the sixth embodiment is the same as the tire 210 according to the third embodiment except that the first bead filler is not disposed in a region radially inward of the bead core and the shape of the bead core is different. It is a configuration.
- the bead portion 212 includes an annular bead core 218C in which nine bead wires 1 are covered with a coating resin layer 3C via an adhesive layer (not shown), and a bead filler 200C (first bead).
- the first bead filler 201C is formed so as to contact only a part of the surface of the bead core 218C (the outer surface in the tire radial direction), and the first bead filler 201C is formed. Is a form that is not disposed in the inner region in the tire radial direction of the bead core 218C.
- One embodiment of the present disclosure includes the following aspects. ⁇ 1> a bead core having at least a bead wire, and a bead filler disposed in direct contact with the bead core or through another layer,
- the bead filler has a continuous phase containing a thermoplastic elastomer, and a discontinuous phase containing an amorphous resin and interspersed in the continuous phase,
- a tire bead member having a tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase higher than a tensile elastic modulus Es of the continuous phase.
- ⁇ 3> The bead member for tire according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the tensile elastic modulus Es of the continuous phase is 100 MPa or more and 400 MPa or less.
- ⁇ 4> Any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein a ratio (Ei / Es) between the tensile elastic modulus Ei of the discontinuous phase and the tensile elastic modulus Es of the continuous phase is 500/400 to 3000/100
- ⁇ 5> The tire bead member according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the bead filler has a tensile elastic modulus of 400 MPa to 1500 MPa.
- ⁇ 6> The tire bead member according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the amorphous resin is an amorphous resin having an ester bond.
- ⁇ 7> The tire resin according to ⁇ 6>, wherein the amorphous resin having an ester bond is at least one resin selected from an amorphous polyester-based thermoplastic resin and an amorphous polycarbonate-based thermoplastic resin.
- ⁇ 8> The tire bead member according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the thermoplastic elastomer is a polyester-based thermoplastic elastomer.
- the content of the amorphous resin in the bead filler is 5 parts by mass or more and 45 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the thermoplastic elastomer and the amorphous resin.
- ⁇ 10> The tire according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, wherein the bead core has a coating resin layer disposed in direct contact with the bead wire or in contact with another layer.
- Bead member. ⁇ 11> A tire having the tire bead member according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> in a pair of bead portions.
- Examples 1-8, Comparative Examples 1-2 ⁇ Production of bead core>
- the bead core having the mode shown in FIG. 3B shown in the first embodiment is manufactured.
- a monofilament (monofilament with an average diameter of 1.25 mm, made of steel, strength: 2700 N, elongation: 7%) is used as a bead wire, and the adhesive resin shown in Table 1 that is heated and melted is adhered to the bead wire for adhesion.
- a layer to be a resin layer is formed.
- the coating shown in Table 1 was placed in a mold so that three bead wires on which a layer to be an adhesive resin layer was formed are arranged side by side, and extruded on the outer periphery of the layer to be an adhesive resin layer with an extruder.
- the resin is deposited and coated and cooled.
- the extrusion conditions are a bead wire temperature of 200 ° C., a coating resin temperature of 240 ° C., and an extrusion speed of 30 m / min.
- the member shown in FIG. 3B in which three bead wires are arranged is wound while being welded with hot air, so that the outer periphery of the nine bead wires is covered with a coating resin layer via an adhesive resin layer.
- the thickness (average thickness of the minimum part) of the adhesive resin layer in the bead core is 50 ⁇ m
- the thickness (average thickness of the minimum part) of the coating resin layer is 200 ⁇ m.
- the average distance between adjacent bead wires is 200 ⁇ m.
- a bead member (a member made of a bead core and a bead filler) having the form shown in FIGS. 1 and 2 shown in the first embodiment is manufactured.
- a resin material for bead filler containing thermoplastic elastomer [A] and amorphous resin [B] of the type shown in Table 1 at a ratio [A] / [B] (mass%) shown in Table 1 is prepared.
- a structure in which the bead core is set in a mold whose bead filler shape has been processed in advance and the bead filler is directly in contact with the outer periphery of the bead core by injecting the resin material for the bead filler with an injection molding machine.
- a bead member is prepared.
- the mold temperature is 80 to 110 ° C.
- the molding temperature is 200 to 270 ° C.
- the discontinuous phase (island area) of the thermoplastic elastomer [A] is scattered in the continuous phase (sea area) of the amorphous resin [B].
- the structure is expected to be observed.
- the tensile elastic modulus Ei of the amorphous resin [B] and the tensile elastic modulus Es of the thermoplastic elastomer [A] were measured according to JIS K7113: 1995. Specifically, the tensile modulus was measured using a Tensilon universal testing machine (RTF-1210) manufactured by A & D Co., Ltd., with the tensile speed set to 100 mm / min. The results are shown in Table 1. Specifically, the sample was molded into a JIS No. 3 shape with an injection molding machine (NEX-50, manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.) at a cylinder temperature of 200 ° C. to 270 ° C.
- thermoplastic elastomer [A] The tensile modulus of the entire bead filler including both the thermoplastic elastomer [A] and the amorphous resin [B] was calculated as follows. The results are shown in Table 1. First, mixed resin A containing 25% by mass of thermoplastic elastomer [A] and 75% by mass of thermoplastic elastomer 4767N (made by Toray DuPont, polyester-based thermoplastic elastomer, product name: Hytrel 4767N) is prepared. .
- the tensile elastic modulus is measured by the same method as that described above (that is, the measuring method of the tensile elastic modulus Ei and the tensile elastic modulus Es). To do.
- the value of the tensile modulus obtained by the measurement is plotted against the content (% by mass) of the amorphous resin [B], and the intercept of the linear function obtained by the least square method and the thermoplastic elastomer [ A]
- the value on the straight line obtained by translating the linear function in the y-axis direction by the difference ⁇ E is defined as the tensile modulus of the entire bead filler at each mixing ratio.
- thermoplastic elastomer [A] is a thermoplastic elastomer 5557 (manufactured by Toray DuPont, polyester-based thermoplastic elastomer, product name: Hytrel 5557) is 60% by mass as an amorphous resin [B].
- a cross-sectional image observed with a microscope (AFM) is shown in FIG. In FIG.
- the tire (run flat tire) of the aspect shown in FIG.1 and FIG.2 shown in the above-mentioned 1st Embodiment is produced using the said bead member for a pair of bead part.
- a carcass made of a bead member and a polyethylene terephthalate ply cord is prepared, and a tire side portion using a mixed rubber material of natural rubber (NR) and styrene butadiene rubber (SBR) (outside of the carcass in the width direction of the tire) Region), a side reinforcing rubber, a tread portion, and a stranded wire belt layer, a green tire is produced.
- the green tire is heated (rubber vulcanization) at 160 ° C. for 21 minutes.
- the resulting tire has a tire size of 225 / 40R18 and a tread thickness of 10 mm.
- Example 9 the bead filler was changed to the bead filler shown in the third embodiment shown in FIGS. 5 and 6 (that is, the bead filler consisting of the first and second bead fillers). Tires. Specifically, the production of the bead member is changed as follows.
- a bead member (a member made up of a bead core, a first bead filler, and a second bead filler) having the mode shown in FIGS. 5 and 6 shown in the third embodiment is manufactured.
- a resin material for a second bead filler containing thermoplastic elastomer [A] and amorphous resin [B] of the type shown in Table 2 at a ratio [A] / [B] (mass%) shown in Table 2 is prepared.
- a second bead filler is produced by injection molding using the second bead filler resin material.
- the first bead filler and the second bead filler are integrated by placing the bead core and the second bead filler in a mold in which the bead filler shape has been processed in advance, and injection molding the resin material for the first bead filler.
- the resulting bead member is produced.
- the mold temperature is 80 to 110 ° C.
- the molding temperature is 200 to 270 ° C.
- the tensile elastic modulus of the entire bead filler including both the thermoplastic elastomer [A] and the amorphous resin [B] (that is, the tensile elastic modulus of the entire first bead filler and the tensile elasticity of the entire second bead filler).
- the rate was also calculated according to the calculation method in Example 1. The results are shown in Table 2.
- an example in which the tensile modulus of the entire bead filler is equal to or lower than the tensile modulus of the entire bead filler in Comparative Example 1 or equal to or higher than the tensile modulus of the entire bead filler in Comparative Example 2 is determined as B.
- both the tensile modulus of the whole first bead filler and the tensile modulus of the whole second bead filler are higher than the tensile modulus of the whole bead filler in Comparative Example 1, and
- An example that is lower than the tensile elastic modulus of the entire bead filler in Comparative Example 2 is determined as A.
- At least one of the tensile elastic modulus of the entire first bead filler and the tensile elastic modulus of the entire second bead filler is equal to or less than the tensile elastic modulus of the entire bead filler in Comparative Example 1 or the tensile elastic modulus of the entire bead filler in Comparative Example 2.
- the above example is set as B determination.
- Example 1 is a composition in which the tensile modulus of the whole bead filler is slightly low and impact resistance is easily obtained (specifically, the bead filler is contained by appropriately containing an amorphous resin [B]. Since the overall tensile elastic modulus is an appropriate value), it is expected to be excellent in rim assemblability, and therefore it is determined as A.
- Example 2 the content of the amorphous resin [B] is large compared to Example 1 and the tensile modulus of the whole bead filler is somewhat high, so it is considered that the impact resistance is lower than Example 1. Although it is expected that the rim assemblability is inferior to that of the first embodiment but within the allowable range, the determination is B.
- Comparative Example 2 since the content of the amorphous resin [B] is large and the tensile modulus of the whole bead filler is high, it is expected that the impact resistance is low and cracking is likely to occur when the rim is assembled. Judgment. About Example 4, since the content of the amorphous resin [B] is the same as that of Example 1, the type of thermoplastic elastomer [A] is different, so that the tensile elastic modulus of the whole bead filler is higher than that of Example 1. Even if it is slightly high, impact resistance is obtained and it is expected that the rim assembly property is excellent.
- Example 5 content of amorphous resin [B] is the same as Example 1 and Example 4, and the tensile elasticity modulus of the whole bead filler is a value between Example 1 and Example 4. Therefore, even if the kind of the amorphous resin [B] is different from those in Example 1 and Example 4, it is expected that the impact resistance is obtained and the rim assemblability is excellent.
- Example 6 since the content of the amorphous resin [B] is the same as that of Example 2, the tensile modulus of the whole bead filler is different from that of Example 2 because the kind of the amorphous resin [B] is different. Even if it is slightly higher, impact resistance equivalent to that in Example 2 is obtained, and the rim assembly property is expected to be within an allowable range.
- Example 7 the composition of the bead filler is the same as that of Example 4, but the tensile elasticity of the coating resin is higher than that of Example 4, so that the rim assembly property becomes slightly harder as the whole tire becomes slightly harder than Example 4. Although it is inferior to the above, since it is expected to be within the allowable range, the determination is B.
- Example 8 since the composition of the bead filler is the same as that in Example 2, it is expected that the rim assemblability is acceptable as a whole tire even if the coating resin contains an amorphous resin. Therefore, B determination is made.
- the resin used as the coating resin in Example 8 was 80% by mass of thermoplastic elastomer 5557 (manufactured by Toray DuPont, polyester-based thermoplastic elastomer, product name: Hytrel 5557), and amorphous resin 270 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.). , Amorphous polyester resin, product name: Byron 270) and 20% by mass.
- Example 9 since it is a bead filler which consists of the bead filler of Example 1 and the bead filler of Example 2, it is estimated that rim assemblability is further improved as compared with Example 1 and Example 2. Therefore, A determination is made.
- Example 10 since it is a bead filler which consists of the bead filler of Example 2 and the bead filler of Example 5, it is estimated that rim assemblability is further improved as compared with Example 2 and Example 5. Therefore, A determination is made.
- Example 11 the 1st bead filler is the same as the 1st bead filler in Example 9 and Example 10
- the 2nd bead filler is the whole rather than the 2nd bead filler in Example 9 and Example 10. Since it is expected that the rim assemblability equivalent to that of Example 9 and Example 10 or a further excellent rim assemblage can be obtained, it is determined as “A”.
- (Adhesive resin layer) GQ730 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, maleic anhydride-modified polyester thermoplastic elastomer, “Primalloy-AP GQ730”, melting point 200 ° C.
- the bead filler has a continuous phase containing a thermoplastic elastomer and a discontinuous phase containing an amorphous resin and scattered in the continuous phase.
- the tensile elastic modulus Ei is higher than the tensile elastic modulus Es of the continuous phase
- both excellent rim assembly property and high impact resistance are achieved as compared with a comparative example that does not satisfy this requirement.
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Abstract
少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有し、ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み連続相中に点在する不連続相と、を有し、不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高いタイヤ用ビード部材。
Description
本開示は、タイヤ用ビード部材、及びタイヤに関する。
従来から、一対のビード部と、ビード部からタイヤ径方向外側へ延びる一対のタイヤサイド部と、一方のタイヤサイド部から他方のタイヤサイド部へ延びるトレッド部と、を有する空気入りタイヤが用いられている。なお、空気入りタイヤのビード部においては、リムへの固定性能を高める観点で、ビードワイヤーを有するビードコアが埋設され、かつこのビードコアの周囲に弾性材料で形成されるビードフィラーを備えた構造が採用されている。
例えば、特許文献1には、10%の伸びと室温で測定した伸長切断係数が少なくとも70MPaに等しい素材をもって製造された被覆部によって被覆された線材組立体を含むタイヤ外皮用ビードワイヤが提案されている。
特許文献1:特開昭63-25110号公報
上記のように特許文献1には、樹脂による被覆部で被覆されたビードワイヤーをタイヤのビード部に用いる技術が開示されている。しかし、特許文献1では被覆部周辺の素材については示唆されておらず、またこの被覆部周辺の部材に関する強度等にも一切言及はない。
しかし、タイヤの耐久性向上の観点から、ビードコアの周囲に配置されるビードフィラーにも、優れたリム組み性を保ちつつ、かつ衝撃に対する耐久性(つまり耐衝撃性)を向上させることが求められている。
しかし、タイヤの耐久性向上の観点から、ビードコアの周囲に配置されるビードフィラーにも、優れたリム組み性を保ちつつ、かつ衝撃に対する耐久性(つまり耐衝撃性)を向上させることが求められている。
本開示は、上記事情に鑑み、優れたリム組み性と高い耐衝撃性とを両立したタイヤ用ビード部材、及びこのタイヤ用ビード部材を備えたタイヤを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための具体的な手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1> 少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、前記ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有し、
前記ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、
前記不連続相の引張弾性率Eiが前記連続相の引張弾性率Esよりも高いタイヤ用ビード部材。
<1> 少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、前記ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有し、
前記ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、
前記不連続相の引張弾性率Eiが前記連続相の引張弾性率Esよりも高いタイヤ用ビード部材。
本開示によれば、優れたリム組み性と高い耐衝撃性とを両立したタイヤ用ビード部材、及びこのタイヤ用ビード部材を備えたタイヤを提供することができる。
以下、本開示の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
本明細書において「樹脂」とは、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、及び熱硬化性樹脂を含む概念であり、加硫ゴムは含まない。また、以下の樹脂の説明において「同種」とは、エステル系同士、スチレン系同士等、樹脂の主鎖を構成する骨格と共通する骨格を備えたものを意味する。
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。
また、本明細書において「熱可塑性樹脂」とは、温度上昇とともに材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になるが、ゴム状弾性を有しない高分子化合物を意味する。
本明細書において「熱可塑性エラストマー」とは、ハードセグメント及びソフトセグメントを有する共重合体を意味する。熱可塑性エラストマーとしては、温度上昇とともに材料が軟化、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ものが挙げられる。熱可塑性エラストマーとして具体的には、例えば、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、を有する共重合体が挙げられる。
なお、上記ハードセグメントは、ソフトセグメントよりも相対的に硬い成分を指す。ハードセグメントは塑性変形を防止する架橋ゴムの架橋点の役目を果たす分子拘束成分であることが好ましい。例えばハードセグメントとしては、主骨格に芳香族基若しくは脂環式基等の剛直な基を有する構造、又は分子間水素結合若しくはπ-π相互作用による分子間パッキングを可能にする構造等のセグメントが挙げられる。
また、上記ソフトセグメントは、ハードセグメントよりも相対的に柔らかい成分を指す。ソフトセグメントはゴム弾性を示す柔軟性成分であることが好ましい。例えばソフトセグメントとしては、主鎖に長鎖の基(例えば長鎖のアルキレン基等)を有し、分子回転の自由度が高く、伸縮性を有する構造のセグメントが挙げられる。
本明細書において「熱可塑性エラストマー」とは、ハードセグメント及びソフトセグメントを有する共重合体を意味する。熱可塑性エラストマーとしては、温度上昇とともに材料が軟化、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ものが挙げられる。熱可塑性エラストマーとして具体的には、例えば、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、を有する共重合体が挙げられる。
なお、上記ハードセグメントは、ソフトセグメントよりも相対的に硬い成分を指す。ハードセグメントは塑性変形を防止する架橋ゴムの架橋点の役目を果たす分子拘束成分であることが好ましい。例えばハードセグメントとしては、主骨格に芳香族基若しくは脂環式基等の剛直な基を有する構造、又は分子間水素結合若しくはπ-π相互作用による分子間パッキングを可能にする構造等のセグメントが挙げられる。
また、上記ソフトセグメントは、ハードセグメントよりも相対的に柔らかい成分を指す。ソフトセグメントはゴム弾性を示す柔軟性成分であることが好ましい。例えばソフトセグメントとしては、主鎖に長鎖の基(例えば長鎖のアルキレン基等)を有し、分子回転の自由度が高く、伸縮性を有する構造のセグメントが挙げられる。
<タイヤ用ビード部材>
本開示の一実施形態に係るタイヤ用ビード部材(以下、単に「ビード部材」とも称す)は、少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、ビードコアに直に接触するか若しくは他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有する。
そして、ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高い。
本開示の一実施形態に係るタイヤ用ビード部材(以下、単に「ビード部材」とも称す)は、少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、ビードコアに直に接触するか若しくは他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有する。
そして、ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高い。
本実施形態に係るビード部材は、タイヤにおいて一対のビード部に用いられる部材であって、該ビード部の全部又は一部を構成する部材である。具体的には、本実施形態に係るビード部材は、ビードワイヤーと、タイヤにおけるビードフィラーの全部又は一部と、を少なくとも構成する。
ここで、本実施形態に係るビード部材の態様について、図面に基づき簡単に説明する。
なお、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、実質的に同一の機能を有する部材には全図面を通じて同じ符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。
図1に示される、タイヤ10では、左右に一対のビード部12(図1では、片側のビード部12のみ図示)を有する。そして、一対のビード部12からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部14と、一方のタイヤサイド部14から他方のタイヤサイド部14へ延びるトレッド部16と、を有している。
ビード部12にはビードコア18が埋設され、左右一対のビードコア18にカーカス22が跨っている。
また、ビード部12には、ビードコア18からタイヤ径方向外側へカーカス22の外面22Oに沿って延びるビードフィラー20が埋設されている。ビードフィラー20は、例えば、カーカス本体部22Aと折返し部分22Bとで囲まれた領域に配置される。
ビードコア18は、図2に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆する被覆樹脂層3とを有する。なお、本実施形態のビード部材の仕様に応じて、被覆樹脂層3は設けなくてもよい。
図1に示されるタイヤ10はランフラットタイヤであり、タイヤサイド部14のカーカス22のタイヤ幅方向内側に、タイヤサイド部14を補強するサイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム26が配設されている。
なお、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、実質的に同一の機能を有する部材には全図面を通じて同じ符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。
図1に示される、タイヤ10では、左右に一対のビード部12(図1では、片側のビード部12のみ図示)を有する。そして、一対のビード部12からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部14と、一方のタイヤサイド部14から他方のタイヤサイド部14へ延びるトレッド部16と、を有している。
ビード部12にはビードコア18が埋設され、左右一対のビードコア18にカーカス22が跨っている。
また、ビード部12には、ビードコア18からタイヤ径方向外側へカーカス22の外面22Oに沿って延びるビードフィラー20が埋設されている。ビードフィラー20は、例えば、カーカス本体部22Aと折返し部分22Bとで囲まれた領域に配置される。
ビードコア18は、図2に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆する被覆樹脂層3とを有する。なお、本実施形態のビード部材の仕様に応じて、被覆樹脂層3は設けなくてもよい。
図1に示されるタイヤ10はランフラットタイヤであり、タイヤサイド部14のカーカス22のタイヤ幅方向内側に、タイヤサイド部14を補強するサイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム26が配設されている。
さらに、本実施形態に係るビード部材の別の態様についても、図面により簡単に説明する。
図5に示される、タイヤ210では、左右に一対のビード部212(図5では、片側のビード部212のみ図示)を有する。そして、一対のビード部212からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部214と、一方のタイヤサイド部214から他方のタイヤサイド部214へ延びるトレッド部216と、を有している。
ビード部212にはビードコア218が埋設され、左右一対のビードコア218にカーカス222が跨っている。
また、ビード部212には、ビードコア218からタイヤ径方向外側へカーカス222の外面222Oに沿って延びる、第1ビードフィラー201及び第2ビードフィラー202からなるビードフィラー200が埋設されている。ビードフィラー200は、例えば、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域に配置される。
ビードコア218は、図6に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆する被覆樹脂層3とを有する。なお、本実施形態のビード部材の仕様に応じて、被覆樹脂層3は設けなくてもよい。
図5に示されるタイヤ210はランフラットタイヤであり、タイヤサイド部214のカーカス222のタイヤ幅方向内側に、タイヤサイド部214を補強するサイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム226が配設されている。
図5に示される、タイヤ210では、左右に一対のビード部212(図5では、片側のビード部212のみ図示)を有する。そして、一対のビード部212からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部214と、一方のタイヤサイド部214から他方のタイヤサイド部214へ延びるトレッド部216と、を有している。
ビード部212にはビードコア218が埋設され、左右一対のビードコア218にカーカス222が跨っている。
また、ビード部212には、ビードコア218からタイヤ径方向外側へカーカス222の外面222Oに沿って延びる、第1ビードフィラー201及び第2ビードフィラー202からなるビードフィラー200が埋設されている。ビードフィラー200は、例えば、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域に配置される。
ビードコア218は、図6に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆する被覆樹脂層3とを有する。なお、本実施形態のビード部材の仕様に応じて、被覆樹脂層3は設けなくてもよい。
図5に示されるタイヤ210はランフラットタイヤであり、タイヤサイド部214のカーカス222のタイヤ幅方向内側に、タイヤサイド部214を補強するサイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム226が配設されている。
なお、図5に示されるタイヤ210のように、ビードフィラーが2つ以上の部材によって構成される場合、「熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み連続相中に点在する不連続相と、を有し、不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高い」との要件を満たすのは、よりビードコアに近い部材であることが好ましい。また、ビードフィラーを構成する2つ以上の部材の全てが上記要件を満たすことが、より好ましい。
したがって、図5に示されるタイヤ210であれば、よりビードコアに近い第1ビードフィラー201が、少なくとも上記要件を満たすことが好ましく、第1ビードフィラー201及び第2ビードフィラー202の両方ともが上記要件を満たすことがより好ましい。
したがって、図5に示されるタイヤ210であれば、よりビードコアに近い第1ビードフィラー201が、少なくとも上記要件を満たすことが好ましく、第1ビードフィラー201及び第2ビードフィラー202の両方ともが上記要件を満たすことがより好ましい。
以上のように、図1及び図2に示すタイヤ10並びに図5及び図6に示すタイヤ210において、一対のビード部の全部又は一部を構成するのが本実施形態に係るビード部材である。そして、本実施形態に係るビード部材は、ビードワイヤーと、ビードフィラーの全部又は一部と、を少なくとも構成する。
従来から、タイヤのリムへの固定の役割を担うビード部として、ビードワイヤーを少なくとも有するビードコアと、ビードコアに直に接触するか若しくは他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有するビード部材が用いられている。なお、ビードフィラーを構成する部材には、従来において一般的にゴムを含む材料が用いられて来たのに対し、近年では成形容易性等の観点から、ビードフィラーに樹脂を含む材料が用いられている。
しかし、タイヤの耐久性向上の観点から、ビードフィラーにも衝撃に対する耐久性(つまり耐衝撃性)の向上が求められている。そのためビードフィラーには、リム組みの際に柔軟に変形してリム組みを容易に行うことができるリム組み性に優れることと、剛性を高めることで衝撃に対して耐久性(耐衝撃性)を高めること、という相反する性質を両立することが求められている。
しかし、タイヤの耐久性向上の観点から、ビードフィラーにも衝撃に対する耐久性(つまり耐衝撃性)の向上が求められている。そのためビードフィラーには、リム組みの際に柔軟に変形してリム組みを容易に行うことができるリム組み性に優れることと、剛性を高めることで衝撃に対して耐久性(耐衝撃性)を高めること、という相反する性質を両立することが求められている。
これに対し本発明者らは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み連続相中に点在する不連続相と、を有し、不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高いビードフィラーとすることで、優れたリム組み性と高い耐衝撃性とを両立できることを見出した。
その理由は、以下のように推察される。
その理由は、以下のように推察される。
ビードフィラーに熱可塑性エラストマーに加えて非晶性樹脂を添加した場合、両者の相溶性の関係から、熱可塑性エラストマーの連続相(つまり海島構造における海領域)の中に、非晶性樹脂が不連続相(海島構造における島領域)を構成する。
熱可塑性エラストマーを含む連続相(海領域)がビードフィラー全体に存在することで、熱可塑性エラストマーによる弾性が保持され、優れたリム組み性が発揮される。
一方で、非晶性樹脂を含む不連続相(島領域)が連続相中に点在し、この不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高いことで、連続相中の熱可塑性エラストマーによる弾性が保持されつつ、且つビードフィラーに高い剛性が付与される。これにより、衝撃に対する高い耐久性が得られる。
以上により、本実施形態によれば、優れたリム組み性と高い耐衝撃性とが両立されるものと推察される。
熱可塑性エラストマーを含む連続相(海領域)がビードフィラー全体に存在することで、熱可塑性エラストマーによる弾性が保持され、優れたリム組み性が発揮される。
一方で、非晶性樹脂を含む不連続相(島領域)が連続相中に点在し、この不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高いことで、連続相中の熱可塑性エラストマーによる弾性が保持されつつ、且つビードフィラーに高い剛性が付与される。これにより、衝撃に対する高い耐久性が得られる。
以上により、本実施形態によれば、優れたリム組み性と高い耐衝撃性とが両立されるものと推察される。
以下、ビード部材の各構成部材について詳細に説明する。
ビード部材は、ビードワイヤーを有するビードコアと、ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有する。本実施形態に係るビード部材の形状は特に制限されない。
なお、例えばビードコアは、ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された被覆樹脂層を有していてもよい。また、ビードコアはビードワイヤーと被覆樹脂層との間に、さらに接着剤層を有していてもよい。
なお、例えばビードコアは、ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された被覆樹脂層を有していてもよい。また、ビードコアはビードワイヤーと被覆樹脂層との間に、さらに接着剤層を有していてもよい。
ビード部材において、「ビードフィラーがビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された構造」には、例えば、ビードコアの表面の全部がビードフィラーに直に接触して被覆された状態と、ビードコアの表面の一部が接着剤層等を介してビードフィラーに被覆された状態と、ビードコアの表面の全部が接着剤層等を介してビードフィラーで被覆された状態と、が挙げられる。
また、ビード部材において、「被覆樹脂層がビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された構造」には、例えば、ビードワイヤーの表面の全部が被覆樹脂層に直に接触して被覆された状態と、ビードワイヤーの表面の一部が接着剤層を介して被覆樹脂層に被覆された状態と、ビードワイヤーの表面の全部が接着剤層を介して被覆樹脂層で被覆された状態と、が挙げられる。
また、ビード部材において、「被覆樹脂層がビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された構造」には、例えば、ビードワイヤーの表面の全部が被覆樹脂層に直に接触して被覆された状態と、ビードワイヤーの表面の一部が接着剤層を介して被覆樹脂層に被覆された状態と、ビードワイヤーの表面の全部が接着剤層を介して被覆樹脂層で被覆された状態と、が挙げられる。
[ビードフィラー]
ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーと、非晶性樹脂と、を少なくとも含む。そして、ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み連続相中に点在する不連続相と、を有する。
ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーと、非晶性樹脂と、を少なくとも含む。そして、ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み連続相中に点在する不連続相と、を有する。
なお、ビードフィラーが連続相中に点在する不連続相を有する(つまり海島構造を有する)か否かは、例えばビードフィラーの断面を原子間力顕微鏡(Atomic Force Micrometer、AFM)で観察し、ドメインが観察されるか否かによって確認することができる。
・連続相及び不連続相の弾性率
ビードフィラーにおける不連続相の引張弾性率Eiは、連続相の引張弾性率Esよりも高い。
ビードフィラーにおける不連続相の引張弾性率Eiは、連続相の引張弾性率Esよりも高い。
なお、不連続相の引張弾性率Eiは、ビードフィラーに高い剛性を付与して耐衝撃性をより向上させる観点から、500MPa以上3000MPa以下であることが好ましく、より好ましくは1000MPa以上3000MPa以下であり、さらに好ましくは1500MPa以上3000MPa以下である。
連続相の引張弾性率Esは、ビードフィラーの柔軟性を確保してリム組み性により優れるとの観点から、100MPa以上400MPa以下であることが好ましく、より好ましくは100MPa以上300MPa以下であり、さらに好ましくは100MPa以上200MPa以下である。
また、不連続相の引張弾性率Eiと連続相の引張弾性率Esとの比(Ei/Es)は、優れたリム組み性と高い耐衝撃性との両立の観点から、500/400乃至3000/100であることが好ましく、より好ましくは1000/300乃至3000/100であり、さらに好ましくは1500/200乃至3000/100である。
なお、ビードフィラーにおける不連続相及び連続相の形状は、ビードフィラーの断面を原子間力顕微鏡(Atomic Force Micrometer、AFM)で観察して計測することができる。具体的には、タッピングモードにより試料表面の応答をカンチレバーの振幅と位相の遅れに分離して検出し、連続相及び不連続相の形状を計測する。
また、ビードフィラーにおける不連続相の引張弾性率Ei及び連続相の引張弾性率Esは、JIS K7113:1995に準拠して行う。詳細には、島津製作所社製、島津オートグラフAGS-J(5KN)を用い、引張速度を100mm/minに設定し、引張弾性率の測定を行う。なお、不連続相又は連続相の引張弾性率を測定する場合、例えば不連続相と同じ材料又は連続相と同じ材料の測定試料を別途準備して弾性率測定してもよい。
また、ビードフィラーにおける不連続相の引張弾性率Ei及び連続相の引張弾性率Esは、JIS K7113:1995に準拠して行う。詳細には、島津製作所社製、島津オートグラフAGS-J(5KN)を用い、引張速度を100mm/minに設定し、引張弾性率の測定を行う。なお、不連続相又は連続相の引張弾性率を測定する場合、例えば不連続相と同じ材料又は連続相と同じ材料の測定試料を別途準備して弾性率測定してもよい。
不連続相の引張弾性率Ei及び連続相の引張弾性率Esは、それぞれ不連続相及び連続相を構成する材料の選択、それらの含有量の調整等によって制御される。例えば、不連続相の引張弾性率Eiは、不連続相に含まれる非晶性樹脂の種類、その不連続相中での含有率等によって調整することができる。また、連続相の引張弾性率Esは、連続相に含まれる熱可塑性エラストマーの種類、その連続相中での含有率等によって調整することができる。
・ビードフィラー中の各成分の含有率
(1)不連続相中の成分の含有率
不連続相中での非晶性樹脂の含有率は、ビードフィラーに高い剛性を付与して耐衝撃性をより向上させる観点から、不連続相を構成する成分100質量部に対し、非晶性樹脂が40質量%以上100質量%以下含まれることが好ましく、より好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以上100質量%以下である。
(1)不連続相中の成分の含有率
不連続相中での非晶性樹脂の含有率は、ビードフィラーに高い剛性を付与して耐衝撃性をより向上させる観点から、不連続相を構成する成分100質量部に対し、非晶性樹脂が40質量%以上100質量%以下含まれることが好ましく、より好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以上100質量%以下である。
(2)連続相中の成分の含有率
連続相中での熱可塑性エラストマーの含有率は、ビードフィラーの柔軟性を確保してリム組み性により優れるとの観点から、連続相を構成する成分100質量部に対し、熱可塑性エラストマーが60質量%以上100質量%以下含まれることが好ましく、より好ましくは75質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは90質量%以上100質量%以下である。
連続相中での熱可塑性エラストマーの含有率は、ビードフィラーの柔軟性を確保してリム組み性により優れるとの観点から、連続相を構成する成分100質量部に対し、熱可塑性エラストマーが60質量%以上100質量%以下含まれることが好ましく、より好ましくは75質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは90質量%以上100質量%以下である。
(3)非晶性樹脂と熱可塑性エラストマーとの含有率の差
ビードフィラーにおいては、優れたリム組み性と高い耐衝撃性との両立の観点から、熱可塑性エラストマーと非晶性樹脂との総量100質量部に対する、非晶性樹脂の含有量は5質量部以上45質量部以下であることが好ましく、より好ましくは10質量部以上40質量部以下であり、さらに好ましくは20質量部以上30質量部以下である。
ビードフィラーにおいては、優れたリム組み性と高い耐衝撃性との両立の観点から、熱可塑性エラストマーと非晶性樹脂との総量100質量部に対する、非晶性樹脂の含有量は5質量部以上45質量部以下であることが好ましく、より好ましくは10質量部以上40質量部以下であり、さらに好ましくは20質量部以上30質量部以下である。
なお、ビードフィラーに含まれる各成分(例えば非晶性樹脂、熱可塑性エラストマー等)の含有率は、核磁気共鳴(NMR)法により調べることができる。
-(不連続相)非晶性樹脂-
ビードフィラーは、不連続相中に非晶性樹脂を含む。
本明細書において「非晶性樹脂」とは、結晶化度が極めて低いか、結晶化状態になり得ない熱可塑性樹脂を意味する。不連続相に含まれる非晶性樹脂は、1種のみでも2種以上であってもよい。
ビードフィラーは、不連続相中に非晶性樹脂を含む。
本明細書において「非晶性樹脂」とは、結晶化度が極めて低いか、結晶化状態になり得ない熱可塑性樹脂を意味する。不連続相に含まれる非晶性樹脂は、1種のみでも2種以上であってもよい。
なお、非晶性樹脂としては、エステル結合を有する非晶性樹脂(以下単に「特定非晶性樹脂」とも称す)が好ましい。
特に、ビードフィラーの連続相が熱可塑性エラストマーとしてポリエステル系熱可塑性エラストマーを含む場合、特定非晶性樹脂(エステル結合を有する非晶性樹脂)はエステル結合を有するため、ポリエステル系熱可塑性エラストマーとの相溶性に優れる。そして、特定非晶性樹脂を含む不連続相は連続相中での分散性に優れ、特定非晶性樹脂の凝集が抑制されて細かいドメインで存在するため、剛性向上の効果がより良好に発揮されるものと考えられる。
特に、ビードフィラーの連続相が熱可塑性エラストマーとしてポリエステル系熱可塑性エラストマーを含む場合、特定非晶性樹脂(エステル結合を有する非晶性樹脂)はエステル結合を有するため、ポリエステル系熱可塑性エラストマーとの相溶性に優れる。そして、特定非晶性樹脂を含む不連続相は連続相中での分散性に優れ、特定非晶性樹脂の凝集が抑制されて細かいドメインで存在するため、剛性向上の効果がより良好に発揮されるものと考えられる。
特定非晶性樹脂としては、非晶性のポリエステル系熱可塑性樹脂、非晶性のポリカーボネート系熱可塑性樹脂、及び非晶性のポリウレタン系熱可塑性樹脂等が挙げられる。これらの中でも、剛性をより高める観点から、非晶性ポリエステル系熱可塑性樹脂、及び非晶性ポリカーボネート系熱可塑性樹脂が好ましい。
また、ビードフィラーの剛性を向上させる観点から、非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は40℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。
特定非晶性樹脂のTgは、DSCにより、JIS K 6240:2011に準拠して測定される値とする。具体的には、DSC測定時の元のベースラインと変曲点での接線の交点の温度をTgとする。測定は、例えば、TAインスツルメント(株)の「DSC Q100」を用いて、掃引速度10℃/minで行うことができる。
特定非晶性樹脂のTgは、DSCにより、JIS K 6240:2011に準拠して測定される値とする。具体的には、DSC測定時の元のベースラインと変曲点での接線の交点の温度をTgとする。測定は、例えば、TAインスツルメント(株)の「DSC Q100」を用いて、掃引速度10℃/minで行うことができる。
非晶性樹脂の市販品としては、例えば、東洋紡(株)の非晶性ポリエステル樹脂「バイロン」シリーズ、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)の非晶性ポリカーボネート樹脂「ノバレックス」シリーズ、三菱ガス化学(株)の非晶性ポリエステル樹脂「ALTESTER」シリーズ等が挙げられる。
-(不連続相)その他の成分-
不連続相は、非晶性樹脂以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、樹脂、ゴム、各種充填剤(例えば、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。
不連続相は、非晶性樹脂以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、樹脂、ゴム、各種充填剤(例えば、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。
-(連続相)熱可塑性エラストマー-
ビードフィラーは、連続相中に熱可塑性エラストマーを含む。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418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)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。連続相は、これらの熱可塑性エラストマーを単独で又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。
ビードフィラーは、連続相中に熱可塑性エラストマーを含む。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418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)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。連続相は、これらの熱可塑性エラストマーを単独で又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。
連続相に含まれる熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましい。特に、ビードフィラーがビードコアと直に接し、かつこのビードコアの表面を構成する部材(例えば被覆樹脂層等)がポリエステル系熱可塑性エラストマー及びポリエステル系樹脂からなる群より選択される少なくとも一方を含有する場合、接触する両者に同種の樹脂が含まれる。この構成により、ビードコアの表面にビードフィラーを形成する際になじみ良く形成用の材料を付与することができ、両者の間で高い接着性が得られる。
・ポリエステル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。
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、芳香族ポリエステルを用いることができる。芳香族ポリエステルは、例えば、芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールとから形成することができる。芳香族ポリエステルは、好ましくは、テレフタル酸及びジメチルテレフタレートの少なくとも1種と、1,4-ブタンジオールと、から誘導されるポリブチレンテレフタレートである。また、芳香族ポリエステルは、例えば、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、ジフェニル-4,4’-ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、5-スルホイソフタル酸、若しくはこれらのエステル形成性誘導体等のジカルボン酸成分と、分子量300以下のジオール(例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロール等の脂環式ジオール;キシリレングリコール、ビス(p-ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(2-ヒドロキシ)フェニル]スルホン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシ-p-ターフェニル、4,4’-ジヒドロキシ-p-クオーターフェニル等の芳香族ジオール;等)と、から誘導されるポリエステル、又はこれらのジカルボン酸成分及びジオール成分を2種以上併用した共重合ポリエステルであってもよい。また、3官能以上の多官能カルボン酸成分、多官能オキシ酸成分、多官能ヒドロキシ成分等を5モル%以下の範囲で共重合することも可能である。
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。
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。
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、脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエーテル等が挙げられる。
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。
これらの脂肪族ポリエーテル及び脂肪族ポリエステルの中でも、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性の観点から、ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリ(ε-カプロラクトン)、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。
これらの脂肪族ポリエーテル及び脂肪族ポリエステルの中でも、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性の観点から、ソフトセグメントを形成するポリマーとしては、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート等が好ましい。
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。
上述のハードセグメントとソフトセグメントとの組合せとしては、例えば、上述で挙げたハードセグメントとソフトセグメントとのそれぞれの組合せを挙げることができる。これらの中でも、上述のハードセグメントとソフトセグメントとの組合せとしては、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートであり、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテルである組み合わせが好ましく、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートであり、ソフトセグメントがポリ(エチレンオキシド)グリコールである組み合わせが更に好ましい。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、東レ・デュポン(株)製の「ハイトレル」シリーズ(例えば、3046、5557、6347、4047、4767等)、東洋紡(株)製の「ペルプレン」シリーズ(例えば、P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001、S9001等)等を用いることができる。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントを形成するポリマー及びソフトセグメントを形成するポリマーを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。
・ポリアミド系熱可塑性エラストマー
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、及び特開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。
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、及び特開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。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーにおいて、ハードセグメントを形成するポリアミドとしては、例えば、下記一般式(1)又は一般式(2)で表されるモノマーによって生成されるポリアミドを挙げることができる。
一般式(1)中、R1は、炭素数2~20の炭化水素の分子鎖(例えば炭素数2~20のアルキレン基)を表す。
一般式(2)中、R2は、炭素数3~20の炭化水素の分子鎖(例えば炭素数3~20のアルキレン基)を表す。
一般式(1)中、R1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。
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。
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。
ω-アミノカルボン酸としては、6-アミノカプロン酸、7-アミノヘプタン酸、8-アミノオクタン酸、10-アミノカプリン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸等の炭素数5~20の脂肪族ω-アミノカルボン酸等を挙げることができる。また、ラクタムとしては、ラウリルラクタム、ε-カプロラクタム、ウデカンラクタム、ω-エナントラクタム、2-ピロリドン等の炭素数5~20の脂肪族ラクタム等を挙げることができる。
ジアミンとしては、例えば、炭素数2~20の脂肪族ジアミン及び炭素数6~20の芳香族ジアミン等が挙げられる。炭素数2~20の脂肪族ジアミン及び炭素数6~20の芳香族ジアミンとしては、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。
ジアミンとしては、例えば、炭素数2~20の脂肪族ジアミン及び炭素数6~20の芳香族ジアミン等が挙げられる。炭素数2~20の脂肪族ジアミン及び炭素数6~20の芳香族ジアミンとしては、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。
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、ポリエステル、ポリエーテル等が挙げられ、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ABA型トリブロックポリエーテル等が挙げられる。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、ポリエーテルの末端にアンモニア等を反応させることによって得られるポリエーテルジアミン等も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。
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)中、x及びzは、1~20の整数を表す。yは、4~50の整数を表す。
一般式(3)において、x及びzは、それぞれ、1~18の整数が好ましく、1~16の整数がより好ましく、1~14の整数が更に好ましく、1~12の整数が特に好ましい。また、一般式(3)において、yは、5~45の整数が好ましく、6~40の整数がより好ましく、7~35の整数が更に好ましく、8~30の整数が特に好ましい。
ハードセグメントとソフトセグメントとの組合せとしては、上述で挙げたハードセグメントとソフトセグメントとのそれぞれの組合せを挙げることができる。これらの中でも、ハードセグメントとソフトセグメントとの組合せとしては、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリエチレングリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリプロピレングリコールの組合せ、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ポリテトラメチレンエーテルグリコールの組合せ、又はラウリルラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せが好ましく、ラウリルラクタムの開環重縮合体/ABA型トリブロックポリエーテルの組合せがより好ましい。
ハードセグメントを形成するポリマー(ポリアミド)の数平均分子量は、溶融成形性の観点から、300~15000が好ましい。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、強靱性及び低温柔軟性の観点から、200~6000が好ましい。さらに、ハードセグメント(x)及びソフトセグメント(y)との質量比(x:y)は、成形性の観点から、50:50~90:10が好ましく、50:50~80:20がより好ましい。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントを形成するポリマー及びソフトセグメントを形成するポリマーを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。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、宇部興産(株)の「UBESTA XPA」シリーズ(例えば、XPA9068X1、XPA9063X1、XPA9055X1、XPA9048X2、XPA9048X1、XPA9040X1、XPA9040X2XPA9044等)、ダイセル・エポニック(株)の「ベスタミド」シリーズ(例えば、E40-S3、E47-S1、E47-S3、E55-S1、E55-S3、EX9200、E50-R2等)等を用いることができる。
ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、弾性率(柔軟性)、強度等の観点からビード部として要求される性能を満たすため、樹脂材料として好適である。また、ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、熱可塑性樹脂との接着性及び熱可塑性エラストマーとの接着性も良好であることが多い。
・ポリスチレ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。
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。
ハードセグメントとソフトセグメントとの組合せとしては、上述で挙げたハードセグメントとソフトセグメントとのそれぞれの組合せを挙げることができる。これらの中でも、ハードセグメントとソフトセグメントとの組合せとしては、ポリスチレン/ポリブタジエンの組合せ、又はポリスチレン/ポリイソプレンの組合せが好ましい。また、熱可塑性エラストマーの意図しない架橋反応を抑制するため、ソフトセグメントは水素添加されていることが好ましい。
ハードセグメントを形成するポリマー(ポリスチレン)の数平均分子量は、5000~500000が好ましく、10000~200000がより好ましい。
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。
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は、ハードセグメントを形成するポリマー及びソフトセグメントを形成するポリマーを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。
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。
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、旭化成(株)製の「タフテック」シリーズ(例えば、H1031、H1041、H1043、H1051、H1052、H1053、H1062、H1082、H1141、H1221、H1272等)、(株)クラレ製の「SEBS」シリーズ(8007、8076等)、「SEPS」シリーズ(2002、2063等)等を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
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。
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。
式中、Pは、長鎖脂肪族ポリエーテル又は長鎖脂肪族ポリエステルを表す。Rは、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、又は芳香族炭化水素を表す。P’は、短鎖脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、又は芳香族炭化水素を表す。
式A中、Pで表される長鎖脂肪族ポリエーテル又は長鎖脂肪族ポリエステルとしては、例えば、分子量500~5000のものを使用することができる。Pは、Pで表される長鎖脂肪族ポリエーテル及び長鎖脂肪族ポリエステルを含むジオール化合物に由来する。このようなジオール化合物としては、例えば、分子量が前記範囲内にある、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ(ブチレンアジペート)ジオール、ポリ-ε-カプロラクトンジオール、ポリ(ヘキサメチレンカーボネート)ジオール、ABA型トリブロックポリエーテル等が挙げられる。
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。
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。
式A及び式B中、Rは、Rで表される脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、又は芳香族炭化水素を含むジイソシアネート化合物を用いて導入された部分構造である。Rで表される脂肪族炭化水素を含む脂肪族ジイソシアネート化合物としては、例えば、1,2-エチレンジイソシアネート、1,3-プロピレンジイソシアネート、1,4-ブタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
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、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。
式B中、P’で表される短鎖脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、又は芳香族炭化水素としては、例えば、分子量500未満のものを使用することができる。また、P’は、P’で表される短鎖脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、又は芳香族炭化水素を含むジオール化合物に由来する。P’で表される短鎖脂肪族炭化水素を含む脂肪族ジオール化合物としては、例えば、グリコール及びポリアルキレングリコールが挙げられ、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール等が挙げられる。
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。
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。
ハードセグメントを形成するポリマー(ポリウレタン)の数平均分子量は、溶融成形性の観点から、300~1500が好ましい。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、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの柔軟性及び熱安定性の観点から、500~20000が好ましく、500~5000が更に好ましく、500~3000が特に好ましい。また、ハードセグメント(x)及びソフトセグメント(y)との質量比(x:y)は、成形性の観点から、15:85~90:10が好ましく、30:70~90:10が更に好ましい。
ポリウレタン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントを形成するポリマー及びソフトセグメントを形成するポリマーを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。ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、特開平5-331256号公報に記載の熱可塑性ポリウレタンを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。
また、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、BASF社製の「エラストラン」シリーズ(例えば、ET680、ET880、ET690、ET890等)、(株)クラレ社製「クラミロンU」シリーズ(例えば、2000番台、3000番台、8000番台、9000番台等)、日本ミラクトラン(株)製の「ミラクトラン」シリーズ(例えば、XN-2001、XN-2004、P390RSUP、P480RSUI、P26MRNAT、E490、E590、P890等)等を用いることができる。
・オレフィン系熱可塑性エラストマー
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、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。
これらの中でも、オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、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、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、及びプロピレン-酢酸ビニル共重合体から選ばれる少なくとも1種が好ましく、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、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、及びエチレン-ブチルアクリレ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。
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。
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の数平均分子量は、5000~10000000であることが好ましい。オレフィン系熱可塑性エラストマーの数平均分子量が5000~10000000であると、熱可塑性樹脂材料の機械的物性が十分であり、加工性にも優れる。同様の観点から、オレフィン系熱可塑性エラストマーの数平均分子量は、7000~1000000であることが更に好ましく、10000~1000000が特に好ましい。これにより、熱可塑性樹脂材料の機械的物性及び加工性を更に向上させることができる。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、強靱性及び低温柔軟性の観点から、200~6000が好ましい。更に、ハードセグメント(x)及びソフトセグメント(y)との質量比(x:y)は、成形性の観点から、50:50~95:15が好ましく、50:50~90:10が更に好ましい。
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。
また、オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、熱可塑性エラストマーを酸変性してなるものを用いてもよい。
「オレフィン系熱可塑性エラストマーを酸変性してなるもの」とは、オレフィン系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。
オレフィン系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、オレフィン系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い。カルボン酸基を有する不飽和化合物としては、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。
「オレフィン系熱可塑性エラストマーを酸変性してなるもの」とは、オレフィン系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。
オレフィン系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、オレフィン系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い。カルボン酸基を有する不飽和化合物としては、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。
オレフィン系熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、三井化学(株)製の「タフマー」シリーズ(例えば、A0550S、A1050S、A4050S、A1070S、A4070S、A35070S、A1085S、A4085S、A7090、A70090、MH7007、MH7010、XM-7070、XM-7080、BL4000、BL2481、BL3110、BL3450、P-0275、P-0375、P-0775、P-0180、P-0280、P-0480、P-0680等)、三井・デュポンポリケミカル(株)製の「ニュクレル」シリーズ(例えば、AN4214C、AN4225C、AN42115C、N0903HC、N0908C、AN42012C、N410、N1050H、N1108C、N1110H、N1207C、N1214、AN4221C、N1525、N1560、N0200H、AN4228C、AN4213C、N035C)等、「エルバロイAC」シリーズ(例えば、1125AC、1209AC、1218AC、1609AC、1820AC、1913AC、2112AC、2116AC、2615AC、2715AC、3117AC、3427AC、3717AC等)、住友化学(株)の「アクリフト」シリーズ、「エバテート」シリーズ等、東ソー(株)製の「ウルトラセン」シリーズ等、プライムポリマー製の「プライムTPO」シリーズ(例えば、E-2900H、F-3900H、E-2900、F-3900、J-5900、E-2910、F-3910、J-5910、E-2710、F-3710、J-5910、E-2740、F-3740、R110MP、R110E、T310E、M142E等)等も用いることができる。
-(連続相)その他の成分-
連続相は、熱可塑性エラストマー以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、熱可塑性樹脂、ゴム、各種充填剤(例えば、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。
連続相は、熱可塑性エラストマー以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、熱可塑性樹脂、ゴム、各種充填剤(例えば、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。
・(物性)引張弾性率
ビードフィラーの引張弾性率(JIS K7113:1995)は、優れたリム組み性と高い耐衝撃性との両立の観点から、400MPa以上1500MPa以下であることが好ましく、500MPa以上1200MPa以下であることがより好ましく、600MPa以上1000MPa以下であることが更に好ましい。
ビードフィラーの引張弾性率(JIS K7113:1995)は、優れたリム組み性と高い耐衝撃性との両立の観点から、400MPa以上1500MPa以下であることが好ましく、500MPa以上1200MPa以下であることがより好ましく、600MPa以上1000MPa以下であることが更に好ましい。
引張弾性率の測定は、JIS K7113:1995に準拠して行う。詳細には、島津製作所社製、島津オートグラフAGS-J(5KN)を用い、引張速度を100mm/minに設定し、引張弾性率の測定を行う。なお、ビードフィラーの引張弾性率を測定する場合、例えばビードフィラーと同じ材料の測定試料を別途準備して弾性率測定してもよい。
ビードフィラーの引張弾性率の調整は、例えばビードフィラーを構成する材料(例えば非晶性樹脂、熱可塑性エラストマー等)の選択によって調整し得る。
・(物性)シャルピー衝撃強さ
ビードフィラーのシャルピー衝撃強さ(23℃環境)は、高い耐衝撃性を得る観点から、30kJ/m2以上であることが好ましく、50kJ/m2以上がより好ましく、破壊しないこと(NB)がさらに好ましい。
ビードフィラーのシャルピー衝撃強さ(23℃環境)は、高い耐衝撃性を得る観点から、30kJ/m2以上であることが好ましく、50kJ/m2以上がより好ましく、破壊しないこと(NB)がさらに好ましい。
ビードフィラーのシャルピー衝撃強さは、JIS K7111-1:2012に定める手法にのっとり、シャルピー衝撃試験機(安田精機社製、製品名:141型)を用いて、試験片(ノッチ加工あり)の温度23℃の条件で測定する。
例えば、公称振り子エネルギー(ひょう量)を2J、ハンマー持上げ角度を150°の条件で、サンプルに衝突した後に戻った角度を測定することで、衝突前後の角度の差から消費されたエネルギー量(エネルギー吸収量)を算出する。
例えば、公称振り子エネルギー(ひょう量)を2J、ハンマー持上げ角度を150°の条件で、サンプルに衝突した後に戻った角度を測定することで、衝突前後の角度の差から消費されたエネルギー量(エネルギー吸収量)を算出する。
ビードフィラーのシャルピー衝撃強さの調整は、例えばビードフィラーを構成する材料(例えば非晶性樹脂、熱可塑性エラストマー等)の選択によって調整し得る。
[ビードコア:ビードワイヤー]
ビードワイヤーは特に制限されず、例えば従来のゴム製タイヤに用いられる金属製のコード、有機樹脂製のコード等を適宜用いることができる。例えば、金属繊維若しくは有機繊維等のモノフィラメント(単線)、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)で構成される。中でも、金属製のコード(より好ましくは鉄製のコード(スチールコード))が好ましい。
ビードワイヤーは特に制限されず、例えば従来のゴム製タイヤに用いられる金属製のコード、有機樹脂製のコード等を適宜用いることができる。例えば、金属繊維若しくは有機繊維等のモノフィラメント(単線)、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)で構成される。中でも、金属製のコード(より好ましくは鉄製のコード(スチールコード))が好ましい。
本実施形態におけるビードワイヤーとしては、タイヤの耐久性をより向上させる観点からは、モノフィラメント(単線)が好ましい。ビードワイヤーの断面形状、サイズ(直径)等は、特に限定されるものではなく、所望のタイヤに適したものを適宜選定して用いることができる。
ビードワイヤーが複数本のコードの撚り線である場合、複数本のコードの数としては、例えば2本~10本が挙げられ、5本~9本が好ましい。
ビードワイヤーが複数本のコードの撚り線である場合、複数本のコードの数としては、例えば2本~10本が挙げられ、5本~9本が好ましい。
タイヤの耐内圧性と軽量化とを両立する観点からは、ビードワイヤーの太さは、0.3mm~3mmであることが好ましく、0.5mm~2mmであることがより好ましい。ビードワイヤーの太さは、任意に選択した5箇所の断面(ビードワイヤーの長さ方向に対する垂直断面)において測定した太さの数平均値とする。
ビードワイヤー自体の強力は、通常1000N~3000Nであり、1200N~2800Nであることが好ましく、1300N~2700Nであることがさらに好ましい。なお、ビードワイヤーの強力は、引張試験機にてZWICK型チャックを用いて応力-歪曲線を描き、その破断点から算出する。
ビードワイヤー自体の破断伸び(引張破断伸び)は、通常0.1%~15%であり、1%~15%が好ましく、1%~10%が更に好ましい。ビードワイヤーの引張破断伸びは、引張試験機にてZWICK型チャックを用いて応力-歪曲線を描き、歪から求めることができる。
[ビードコア:被覆樹脂層]
ビードコアは、ビードフィラーとの接着性向上の観点及びビードフィラーとビードワイヤーとの剛性段差を軽減する観点から、ビードワイヤーを被覆する被覆樹脂層を有することが好ましい。なお、被覆樹脂層は、ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置される。
ビードコアは、ビードフィラーとの接着性向上の観点及びビードフィラーとビードワイヤーとの剛性段差を軽減する観点から、ビードワイヤーを被覆する被覆樹脂層を有することが好ましい。なお、被覆樹脂層は、ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置される。
被覆樹脂層は樹脂を含む。被覆樹脂層に含まれる樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、及び熱硬化性樹脂が挙げられる。
被覆樹脂層は、成形容易性の観点から、樹脂として、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを含むことが好ましく、熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。熱可塑性エラストマーの中でも特に、ポリアミド系熱可塑性エラストマー及びポリエステル系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を含むことが好ましい。
被覆樹脂層は、成形容易性の観点から、樹脂として、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを含むことが好ましく、熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。熱可塑性エラストマーの中でも特に、ポリアミド系熱可塑性エラストマー及びポリエステル系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を含むことが好ましい。
被覆樹脂層は、樹脂を少なくとも含んでいればよく、本開示の効果を損なわない範囲で、添加剤等の他の成分を含んでもよい。ただし、被覆樹脂層中における樹脂の含有量は、被覆樹脂層の総量に対して、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましい。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、オレフィン系熱可塑性樹脂、ポリウレタン系熱可塑性樹脂、塩化ビニル系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂等を例示することができる。被覆樹脂層において、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、及びオレフィン系熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びポリエステル系熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種がさらに好ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定されるポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、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)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。被覆樹脂層において、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本実施形態に係るビード部材は、ビードフィラーがビードコアに直に接する場合、ビードコアの表面を構成する部材(例えば被覆樹脂層)に含まれる樹脂と、ビードフィラーの連続相に含まれる熱可塑性エラストマーとが、互いに樹脂の主鎖を構成する構成単位中に共通する骨格を有することが好ましい。
ここで、「互いに樹脂の主鎖を構成する構成単位中に共通する骨格を有する」とは、例えば、ビードフィラーの連続相が「ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)」を含有し、且つビードコアの表面部材が「ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)及びポリエステル系熱可塑性樹脂の少なくとも一種」を含有する場合であれば、互いに樹脂の主鎖を構成する構成単位中に共通する骨格(すなわちエステル結合骨格)を有すると言える。
また、同様に、ビードフィラーの連続相とビードコアの表面部材とが以下の樹脂を含む場合が挙げられる。
・両者が「ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性ポリアミドの少なくとも一種」とを含有する場合
・両者が「ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性ポリスチレンの少なくとも一種」とを含有する場合
・両者が「ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性ポリウレタンの少なくとも一種」とを含有する場合
・両者が「オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性オレフィンの少なくとも一種」とを含有する場合
ここで、「互いに樹脂の主鎖を構成する構成単位中に共通する骨格を有する」とは、例えば、ビードフィラーの連続相が「ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)」を含有し、且つビードコアの表面部材が「ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)及びポリエステル系熱可塑性樹脂の少なくとも一種」を含有する場合であれば、互いに樹脂の主鎖を構成する構成単位中に共通する骨格(すなわちエステル結合骨格)を有すると言える。
また、同様に、ビードフィラーの連続相とビードコアの表面部材とが以下の樹脂を含む場合が挙げられる。
・両者が「ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性ポリアミドの少なくとも一種」とを含有する場合
・両者が「ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性ポリスチレンの少なくとも一種」とを含有する場合
・両者が「ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性ポリウレタンの少なくとも一種」とを含有する場合
・両者が「オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPA)」と「オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPA)及び熱可塑性オレフィンの少なくとも一種」とを含有する場合
なお、樹脂の分子構造を構成する構成単位として、同じ化学構造の構成単位を含む熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー(例えば樹脂の原料となるモノマーとして同じ構造のモノマーを用いた熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー)を用いることがより好ましい。
また、樹脂の分子構造を構成する構成単位として、同じ化学構造の構成単位のみを含む熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー(例えば樹脂の原料となるモノマーとして同じ構造のモノマーのみを用いた熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー)を用いることがさらに好ましい。
また、樹脂の分子構造を構成する構成単位として、同じ化学構造の構成単位のみを含む熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー(例えば樹脂の原料となるモノマーとして同じ構造のモノマーのみを用いた熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー)を用いることがさらに好ましい。
ビードコアの表面を構成する部材(例えば被覆樹脂層)に含まれる樹脂と、ビードフィラーの連続相に含まれる熱可塑性エラストマーとが、互いに樹脂の主鎖を構成する構成単位中に共通する骨格を有することで、ビードコアの表面部材とビードフィラーとの親和性が高められ、優れた接着性が発揮される。
被覆樹脂層は、樹脂以外にも他の成分を含んでもよい。他の成分としては、ゴム、各種充填剤(例えば、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。
被覆樹脂層の厚みは、特に限定されない。耐久性に優れる点及び溶着性の観点から、20μm以上1000μm以下であることが好ましく、30μm以上700μm以下であることがより好ましい。
なお、被覆樹脂層の厚みとは、被覆樹脂層におけるビードワイヤー側の表面(例えばビードワイヤーや接着剤層との界面)から、被覆樹脂層における外側の表面(ビードワイヤー側と反対の表面)までの長さのうち、最も短い箇所の長さをさす。
被覆樹脂層の厚みは、ビードワイヤーの長さ方向に対する垂直断面のビデオマイクロスコープ等の顕微鏡による拡大画像を任意の5箇所から取得し、得られた5個の拡大画像からそれぞれ測定される被覆樹脂層の最小厚み部分の厚さを測定し、その数平均値とする。
被覆樹脂層の厚みは、ビードワイヤーの長さ方向に対する垂直断面のビデオマイクロスコープ等の顕微鏡による拡大画像を任意の5箇所から取得し、得られた5個の拡大画像からそれぞれ測定される被覆樹脂層の最小厚み部分の厚さを測定し、その数平均値とする。
[ビードコア:接着剤層]
本実施形態に係るビード部材は、ビードワイヤーと被覆樹脂層との間に接着剤層を有していてもよい。接着剤層の材質は特に制限されず、タイヤのビード部において用いられる接着剤を用いることができる。
本実施形態に係るビード部材は、ビードワイヤーと被覆樹脂層との間に接着剤層を有していてもよい。接着剤層の材質は特に制限されず、タイヤのビード部において用いられる接着剤を用いることができる。
接着剤層は樹脂を含む層(接着樹脂層)であることが好ましく、この樹脂としては熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーが好ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド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、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、及びオレフィン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
接着剤層は、接着剤として酸変性熱可塑性エラストマーを含むことが好ましい。酸変性熱可塑性エラストマーとは、熱可塑性エラストマーの分子の一部に酸基(例えば、カルボキシ基)が導入された熱可塑性エラストマーである。
接着剤層は、熱可塑性エラストマーを単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
接着剤層は、接着剤として酸変性熱可塑性エラストマーを含むことが好ましい。酸変性熱可塑性エラストマーとは、熱可塑性エラストマーの分子の一部に酸基(例えば、カルボキシ基)が導入された熱可塑性エラストマーである。
接着剤層は、熱可塑性エラストマーを単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
接着剤層が樹脂を含む場合、樹脂の含有率は接着剤層全体の50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、75質量%以上であることがさらに好ましい。
接着剤層の平均厚みは、特に制限されないが、走行時の乗り心地及びタイヤの耐久性の観点で、5μm~500μmであることが好ましく、20μm~150μmであることがより好ましく、20μm~100μmであることが更に好ましい。
接着剤層の平均厚みは、ビードワイヤーの長さ方向に対する垂直断面のビデオマイクロスコープ等の顕微鏡による拡大画像を任意の5箇所から取得し、得られた拡大画像から測定される接着剤層の厚みの数平均値とする。各拡大画像における接着剤層の厚みは、最も厚みの小さい部分(ビードワイヤーと接着剤層との間の界面と、接着剤層と被覆樹脂層との間の界面との距離が最小となる部分)で測定される値とする。
また、接着剤層の平均厚みをT1とし、被覆樹脂層の平均厚みをT2としたとき、T1/T2の値としては、例えば0.1以上0.5以下が挙げられ、0.1以上0.4以下が好ましく、0.1以上0.35以下がより好ましい。T1/T2の値が前記範囲であることにより、前記範囲よりも小さい場合に比べて走行時の乗り心地に優れ、前記範囲よりも大きい場合に比べてタイヤの耐久性に優れる。
<タイヤ>
次いで、前記実施形態に係るタイヤ用ビード部材を一対のビード部に有する、本開示の一実施形態に係るタイヤについて説明する。
次いで、前記実施形態に係るタイヤ用ビード部材を一対のビード部に有する、本開示の一実施形態に係るタイヤについて説明する。
[第1の実施形態]
以下、本実施形態に係るタイヤの一例として、ランフラットタイヤを例に挙げ、図面に基づき説明する。
図1には、第1の実施形態のタイヤ10のタイヤ幅方向に沿って切断した切断面の片側が示されている。なお、図中矢印TWはタイヤ10の幅方向(タイヤ幅方向)を示し、矢印TRはタイヤ10の径方向(タイヤ径方向)を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、タイヤ10の回転軸と平行な方向を指し、タイヤ軸方向ともいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ10の回転軸と直交する方向をいう。また、符号CLはタイヤ10の赤道(タイヤ赤道)を示している。
以下、本実施形態に係るタイヤの一例として、ランフラットタイヤを例に挙げ、図面に基づき説明する。
図1には、第1の実施形態のタイヤ10のタイヤ幅方向に沿って切断した切断面の片側が示されている。なお、図中矢印TWはタイヤ10の幅方向(タイヤ幅方向)を示し、矢印TRはタイヤ10の径方向(タイヤ径方向)を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、タイヤ10の回転軸と平行な方向を指し、タイヤ軸方向ともいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ10の回転軸と直交する方向をいう。また、符号CLはタイヤ10の赤道(タイヤ赤道)を示している。
また、第1の実施形態では、タイヤ径方向に沿ってタイヤ10の回転軸側を「タイヤ径方向内側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ10の回転軸と反対側を「タイヤ径方向外側」と記載する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道CL側を「タイヤ幅方向内側」、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道CLと反対側を「タイヤ幅方向外側」と記載する。
図1では、標準リム30(図1では、二点鎖線で示している。)に装着して標準空気圧を充填したときのタイヤ10を示している。ここでいう標準リムとは、JATMA(日本自動車タイヤ協会)のYear Book2017年度版に記載されている、適用サイズにおける標準リムを指す。また、上記標準空気圧とは、JATMAのYear Book2017年度版の最大負荷能力に対応する空気圧である。
なお、以下の説明において、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重(最大負荷能力)のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重(最大負荷能力)に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム(または、”Approved Rim”、”Recommended Rim”)のことである。規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”The Tire and Rim Association Inc.のYear Book ”で、欧州では”The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual”で、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA Year Book”にて規定されている。
なお、図1に示す第1の実施形態のタイヤ10は、偏平率が55以上のタイヤであり、タイヤ断面高さ(タイヤセクションハイト)SHが115mm以上に設定されている。なお、ここでいうセクションハイト(タイヤ断面高さ)SHとは、タイヤ10を標準リム30に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるタイヤ外径とリム径との差の1/2の長さを指す。また、第1の実施形態では、タイヤ10の偏平率を55以上で且つタイヤ断面高さSHを115mm以上に設定しているが、本開示はこの構成に限定されない。
図1に示されるように、タイヤ10は、左右一対のビード部12(図1では、片側のビード部12のみ図示)と、一対のビード部12からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部14と、一方のタイヤサイド部14から他方のタイヤサイド部14へ延びるトレッド部16と、を有している。なお、タイヤサイド部14は、走行時(ランフラット走行時を含む)にタイヤ10に作用する荷重を負担する。
図1に示されるように、一対のビード部12には、ビードコア18がそれぞれ埋設されている。一対のビードコア18には、カーカス22が跨っている。このカーカス22の端部側はビードコア18に係止されている。第1の実施形態のカーカス22は、端部側がビードコア18周りにタイヤ内側から外側へ折り返されて係止されており、折返し部分22Bの端部22Cがカーカス本体部22Aに接している。なお、第1の実施形態では、カーカス22の端部22Cがタイヤサイド部14に対応する範囲(領域)に配置されているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、カーカス22の端部22Cをトレッド部16に対応する範囲、特に、ベルト層24Aに対応する範囲に配置してもよい。
また、カーカス22は、一方のビードコア18から他方のビードコア18へトロイダル状に延びてタイヤ10の骨格を構成している。
カーカス本体部22Aのタイヤ径方向外側には、複数(第1の実施形態では2層)のベルト層24Aが設けられている。このベルト層24Aのタイヤ径方向外側には、キャップ層24Bが設けられている。このキャップ層24Bは、ベルト層24Aの全体を覆っている。
キャップ層24Bのタイヤ径方向外側には、キャップ層24Bの両端部をそれぞれ覆うように一対のレイヤー層24Cが設けられている。なお、本開示は上記構成に限定されず、キャップ層24Bの片側の端部のみをレイヤー層24Cで覆う構成としてもよく、キャップ層24Bの両端部をタイヤ幅方向に連続する一つのレイヤー層24Cで覆う構成としてもよい。また、タイヤ10の仕様に応じて、キャップ層24B及びレイヤー層24Cを省略してもよい。
また、カーカス22、ベルト層24A、キャップ層24B及びレイヤー層24Cには、従来公知のタイヤ(ランフラットタイヤを含む)で用いる各部材の構造を用いることができる。
ベルト層24A、キャップ層24B及びレイヤー層24Cのタイヤ径方向外側には、トレッド部16が設けられている。このトレッド部16は、走行中に路面に接地する部位であり、トレッド部16の踏面には、タイヤ周方向に延びる周方向溝16Aが複数本形成されている。また、トレッド部16には、タイヤ幅方向に延びる図示しない幅方向溝が形成されている。なお、周方向溝16A及び幅方向溝の形状及び本数は、タイヤ10に要求される排水性及び操縦安定性等の性能に応じて適宜設定される。
・ビードフィラー
ビード部12には、ビードコア18からタイヤ径方向外側へカーカス22の外面22Oに沿って延びる、ビードフィラー20が埋設されている。第1の実施形態では、ビードフィラー20は、カーカス本体部22Aと折返し部分22Bとで囲まれた領域に配置されている。なお、カーカス22の外面22Oは、カーカス本体部22Aにおいてはタイヤ外側の面であり、折返し部分22Bにおいてはタイヤ内側の面である。また、第1の実施形態では、ビードフィラー20のタイヤ径方向外側の端部20Aがタイヤサイド部14に入り込んでいる。また、ビードフィラー20は、タイヤ径方向外側に向けて厚みが減少している。
ビード部12には、ビードコア18からタイヤ径方向外側へカーカス22の外面22Oに沿って延びる、ビードフィラー20が埋設されている。第1の実施形態では、ビードフィラー20は、カーカス本体部22Aと折返し部分22Bとで囲まれた領域に配置されている。なお、カーカス22の外面22Oは、カーカス本体部22Aにおいてはタイヤ外側の面であり、折返し部分22Bにおいてはタイヤ内側の面である。また、第1の実施形態では、ビードフィラー20のタイヤ径方向外側の端部20Aがタイヤサイド部14に入り込んでいる。また、ビードフィラー20は、タイヤ径方向外側に向けて厚みが減少している。
図1に示されるビードフィラー20の高さBHは、タイヤ断面高さSHの30~50%の範囲内に設定するのが好ましい。なお、ここでいうビードフィラー20の高さBHとは、タイヤ10を標準リム30に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるビードフィラー20のタイヤ径方向外側の端部20Aからビード部12の先端までの高さ(タイヤ径方向に沿った長さ)を指す。ここで、ビードフィラー20の高さBHがタイヤ断面高さSHの30%以上であることにより、例えばランフラット走行時の耐久性が十分に確保できる。また、ビードフィラー20の高さBHがタイヤ断面高さSHの50%以下であることにより、乗り心地性に優れる。
また、第1の実施形態では、ビードフィラー20の端部20Aをタイヤ10の最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配置している。なお、ここでいうタイヤ10の最大幅位置とは、タイヤ10のタイヤ幅方向に沿って最も幅が広い位置を指している。
・ビードコア
ビードコア18は、図2に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆する被覆樹脂層3とを有する。
なお、上記構成において「並んで配置」とは、タイヤに適用する際に必要な長さに切断したビード部材中で、複数のビードワイヤー1同士が交差しない位置関係にあることを意味する。
ビードコア18は、図2に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆する被覆樹脂層3とを有する。
なお、上記構成において「並んで配置」とは、タイヤに適用する際に必要な長さに切断したビード部材中で、複数のビードワイヤー1同士が交差しない位置関係にあることを意味する。
ここで、図2に示されるビードコア18が取り得る形態について、複数の例を挙げて説明する。
図3Aは、ビードコア18の一部をビードワイヤー1の長さ方向に対して垂直に切断したときの断面を模式的に表す図である。図3Aでは、3本のビードワイヤー1に直に接するよう被覆樹脂層3が設けられている。また、1本のビードワイヤー1を熱溶着しながら、横、縦に段済みし、作製してもよい。
図3Aは、ビードコア18の一部をビードワイヤー1の長さ方向に対して垂直に切断したときの断面を模式的に表す図である。図3Aでは、3本のビードワイヤー1に直に接するよう被覆樹脂層3が設けられている。また、1本のビードワイヤー1を熱溶着しながら、横、縦に段済みし、作製してもよい。
また、ビードコア18が、ビードワイヤー1と被覆樹脂層3との間に配置される接着剤層2を有していてもよい。なお、接着剤層2は前述の接着樹脂層であることが好ましい。
図3Bに示すビードコア18の一部は、3本のビードワイヤー1の表面に接着剤層2がそれぞれ設けられ、さらにその表面に被覆樹脂層3が設けられている。
図3Bに示すビードコア18の一部は、3本のビードワイヤー1の表面に接着剤層2がそれぞれ設けられ、さらにその表面に被覆樹脂層3が設けられている。
さらに、ビードワイヤー1と被覆樹脂層3との間に配置される接着剤層2は、複数本のビードワイヤー1を含むよう連結した態様であってもよい。
図3Cに示すビードコア18の一部は、3本のビードワイヤー1を含むように連結した接着剤層2が設けられた態様であり、さらに連結した接着剤層2の表面に被覆樹脂層3が設けられている。
図3Cに示すビードコア18の一部は、3本のビードワイヤー1を含むように連結した接着剤層2が設けられた態様であり、さらに連結した接着剤層2の表面に被覆樹脂層3が設けられている。
なお、図3A~図3Cではビードワイヤー1が並列に3本並べられた態様を示しているが、その本数は2本以下であっても、4本以上であってもよい。
また、図2に示されるビードコア18は、図3A~図3Cのいずれかに示される3本のビードワイヤー1と被覆樹脂層3と(図3B、図3Cではさらに接着剤層2と)が3層積層された形態となっている。ただし、ビードコア18は、1層で使用しても、2層以上を積層して使用してもよい。その場合、被覆樹脂間溶着することが好ましい。
さらに、ビードコア18が取り得る形態について図3A~図3Cを挙げて説明したが、本開示はこの構成に限定されない。
また、図2に示されるビードコア18は、図3A~図3Cのいずれかに示される3本のビードワイヤー1と被覆樹脂層3と(図3B、図3Cではさらに接着剤層2と)が3層積層された形態となっている。ただし、ビードコア18は、1層で使用しても、2層以上を積層して使用してもよい。その場合、被覆樹脂間溶着することが好ましい。
さらに、ビードコア18が取り得る形態について図3A~図3Cを挙げて説明したが、本開示はこの構成に限定されない。
ビードコア18を作製する方法は、特に制限されない。例えば、図3Bに示すビードコア18を作製する場合であれば、ビードワイヤー1と、接着剤層2を形成する材料と、被覆樹脂層3を形成する材料と、を用いて押出成形法により作製することができる。この場合、接着剤層2の断面の形状は、押出成形に用いる口金の形状を変更する等の方法によって調節することができる。
・サイド補強層
タイヤサイド部14には、カーカス22のタイヤ幅方向内側にタイヤサイド部14を補強するサイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム26が配設されている。このサイド補強ゴム26は、タイヤ10の内圧がパンクなどで減少した場合に車両及び乗員の重量を支えた状態で所定の距離を走行させるための補強ゴムである。
タイヤサイド部14には、カーカス22のタイヤ幅方向内側にタイヤサイド部14を補強するサイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム26が配設されている。このサイド補強ゴム26は、タイヤ10の内圧がパンクなどで減少した場合に車両及び乗員の重量を支えた状態で所定の距離を走行させるための補強ゴムである。
サイド補強ゴム26は、カーカス22の内面22Iに沿ってビードコア18側からトレッド部16側へタイヤ径方向に延びている。また、サイド補強ゴム26は、ビードコア18側及びトレッド部16側に向かうにつれて厚みが減少する形状、例えば、略三日月形状とされている。なお、ここでいうサイド補強ゴム26の厚みとは、タイヤ10を標準リム30に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるカーカス22の法線に沿った長さを指している。
また、サイド補強ゴム26は、トレッド部16側の端部26Aがカーカス22(カーカス本体部22A)を挟んでトレッド部16と重なっている。具体的には、サイド補強ゴム26の端部26Aがベルト層24Aと重なっている。一方、サイド補強ゴム26は、ビードコア18側の端部26Bがカーカス22(カーカス本体部22A)を挟んでビードフィラー20と重なっている。
サイド補強ゴム26は、破断伸びが130~190%の範囲内に設定されることが好ましい。なお、ここでいう「破断伸び」とは、JIS K6251:2010年(ダンベル状3号形試験片使用)に基づいて測定された破断伸び(%)を指す。第1の実施形態では、サイド補強ゴム26を1種類のゴム材で構成しているが、本開示はこの構成に限定されず、サイド補強ゴム26を複数種類のゴム材で構成してもよい。
また、第1の実施形態では、サイド補強層の一例としてゴムを主成分とするサイド補強ゴム26を用いているが、本開示はこの構成に限定されず、サイド補強層を他の材料で形成してもよい。例えば、熱可塑性樹脂等を主成分とするサイド補強層を形成してもよい。なお、サイド補強ゴム26は、他にフィラー、短繊維、樹脂等の材料を含んでもよい。
また、第1の実施形態では、サイド補強層の一例としてゴムを主成分とするサイド補強ゴム26を用いているが、本開示はこの構成に限定されず、サイド補強層を他の材料で形成してもよい。例えば、熱可塑性樹脂等を主成分とするサイド補強層を形成してもよい。なお、サイド補強ゴム26は、他にフィラー、短繊維、樹脂等の材料を含んでもよい。
また、ビードフィラー20のカーカス22を挟んでサイド補強ゴム26と重なる重なり部分28の中点(つまりカーカス22の延在方向に沿ってビードフィラー20の端部20A及びサイド補強ゴム26の端部26B間の中点)Qにおけるサイド補強ゴム26の厚みGBは、サイド補強ゴム26の最大厚みGAの40~80%の範囲内に設定されることが好ましい。このように、サイド補強ゴム26の厚みGBを最大厚みGAの40~80%以下の厚みとすることで、仮に、タイヤサイド部14にバックリング現象が発生した場合であっても、サイド補強ゴム26に破損(一例として、割れ)が生じるのを抑制できる。なお、第1の実施形態では、カーカス22の最大幅位置Pにおけるサイド補強ゴム26の厚みが最大厚みGAとなっているが、本開示はこの構成に限定されない。また、ここでいうカーカス22の最大幅位置とは、カーカス22のタイヤ幅方向に沿って最も幅が広い位置を指す。
タイヤ10を標準リム30に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるサイド補強ゴム26の端部26Bからビード部12の先端までの高さLHは、ビードフィラー20の高さBHの50~80%の範囲内の高さに設定されることが好ましい。ここで、高さLHが高さBHの80%以下であることにより、ランフラット走行時の耐久性が確保され易い。また、高さLHが高さBHの50%以上であることにより、乗り心地性に優れる。
第1の実施形態のタイヤ10では、タイヤ断面高さSHが高いタイヤ10を対象としているため、リムガード(リムプロテクション)を設けていないが、本開示はこの構成に限定されず、リムガードを設けてもよい。
タイヤ10の内面には、一方のビード部12から他方のビード部12にわたって図示しないインナーライナーが設けられている。第1の実施形態のタイヤ10では、インナーライナーの主成分を、一例として、ブチルゴムとしているが、本開示はこの構成に限定されず、インナーライナーの主成分を他のゴム材又は樹脂としてもよい。
また、前記の実施形態では、図1に示されるように、サイド補強ゴム26を1種類のゴム(又は樹脂)で構成しているが、本開示はこの構成に限定されず、サイド補強ゴム26を複数種類のゴム(又は樹脂)で構成してもよい。例えば、サイド補強ゴム26をタイヤ径方向に異なる複数種類のゴム(又は樹脂)を重ねた構成としてもよく、サイド補強ゴム26をタイヤ幅方向に異なる複数種類のゴム(又は樹脂)を重ねた構成としてもよい。
・材質
図1に示されるタイヤ10は、主に弾性材料で構成される。つまり、ビード部12におけるカーカス22の周囲の領域、タイヤサイド部14におけるカーカス22のタイヤ幅方向外側の領域、サイド補強層(サイド補強ゴム26)、トレッド部16におけるベルト層24A、キャップ層24B及びレイヤー層24C以外の領域、等が弾性材料で構成される。
図1に示されるタイヤ10は、主に弾性材料で構成される。つまり、ビード部12におけるカーカス22の周囲の領域、タイヤサイド部14におけるカーカス22のタイヤ幅方向外側の領域、サイド補強層(サイド補強ゴム26)、トレッド部16におけるベルト層24A、キャップ層24B及びレイヤー層24C以外の領域、等が弾性材料で構成される。
弾性材料としては、例えばゴム材料(いわゆるゴムタイヤ)、樹脂材料(いわゆる樹脂タイヤ)等が挙げられる。
特に、図1に示されるタイヤ10においては、上記の各部がゴム材料で構成されたゴムタイヤであることが好ましい。
特に、図1に示されるタイヤ10においては、上記の各部がゴム材料で構成されたゴムタイヤであることが好ましい。
(弾性材料:ゴム材料)
ゴム材料は、ゴム(ゴム成分)を少なくとも含んでいればよく、本開示の効果を損なわない範囲で、添加剤等の他の成分を含んでもよい。ただし、前記ゴム材料中におけるゴム(ゴム成分)の含有量は、ゴム材料の総量に対して、50質量%以上が好ましく、90質量%以上が更に好ましい。
ゴム材料は、ゴム(ゴム成分)を少なくとも含んでいればよく、本開示の効果を損なわない範囲で、添加剤等の他の成分を含んでもよい。ただし、前記ゴム材料中におけるゴム(ゴム成分)の含有量は、ゴム材料の総量に対して、50質量%以上が好ましく、90質量%以上が更に好ましい。
第1の実施形態に係るタイヤに用いるゴム成分としては、特に限定はなく、従来より公知のゴム配合に使用される天然ゴム及び各種合成ゴムを、単独もしくは2種以上混合して用いることができる。例えば、下記に示す様なゴム、もしくはこれらの2種以上のゴムブレンドを使用することができる。
上記天然ゴムとしては、シートゴムでもブロックゴムでもよく、RSS#1~#5の総てを用いることができる。
上記合成ゴムとしては、各種ジエン系合成ゴム及びジエン系共重合体ゴム並びに特殊ゴム及び変性ゴム等を使用できる。具体的には、例えば、ポリブタジエン(BR)、ブタジエンと芳香族ビニル化合物との共重合体(例えばSBR、NBRなど)、ブタジエンと他のジエン系化合物との共重合体等のブタジエン系重合体;ポリイソプレン(IR)、イソプレンと芳香族ビニル化合物との共重合体、イソプレンと他のジエン系化合物との共重合体等のイソプレン系重合体;クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X-IIR);エチレン-プロピレン系共重合体ゴム(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエン系共重合体ゴム(EPDM)及びこれらの任意のブレンド物等が挙げられる。
上記天然ゴムとしては、シートゴムでもブロックゴムでもよく、RSS#1~#5の総てを用いることができる。
上記合成ゴムとしては、各種ジエン系合成ゴム及びジエン系共重合体ゴム並びに特殊ゴム及び変性ゴム等を使用できる。具体的には、例えば、ポリブタジエン(BR)、ブタジエンと芳香族ビニル化合物との共重合体(例えばSBR、NBRなど)、ブタジエンと他のジエン系化合物との共重合体等のブタジエン系重合体;ポリイソプレン(IR)、イソプレンと芳香族ビニル化合物との共重合体、イソプレンと他のジエン系化合物との共重合体等のイソプレン系重合体;クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X-IIR);エチレン-プロピレン系共重合体ゴム(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエン系共重合体ゴム(EPDM)及びこれらの任意のブレンド物等が挙げられる。
また、第1の実施形態に係るタイヤに用いるゴム材料は、目的に応じてゴムに添加物等の他の成分を加えてもよい。
添加物としては、例えば、カーボンブラック等の補強材、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、脂肪酸又はその塩、金属酸化物、プロセスオイル、老化防止剤等が挙げられ、これらを適宜配合することができる。
添加物としては、例えば、カーボンブラック等の補強材、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、脂肪酸又はその塩、金属酸化物、プロセスオイル、老化防止剤等が挙げられ、これらを適宜配合することができる。
ゴム材料で形成されるタイヤは、含まれるゴムが未加硫の状態である未加硫のゴム材料をタイヤの形状に成形し、加熱によってゴムを加硫することで得られる。
・タイヤの製造
第1の実施形態のタイヤ10の製造方法としては、公知のタイヤ成形ドラムの外周に、ゴム材料からなるインナーライナー(不図示)、ビードコア18、ビードフィラー20、コードを弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で被覆したカーカス22、弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で形成されるタイヤサイド部14におけるカーカス22のタイヤ幅方向外側の領域、及びサイド補強ゴム26からなる未加硫のタイヤケースを形成する。
第1の実施形態のタイヤ10の製造方法としては、公知のタイヤ成形ドラムの外周に、ゴム材料からなるインナーライナー(不図示)、ビードコア18、ビードフィラー20、コードを弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で被覆したカーカス22、弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で形成されるタイヤサイド部14におけるカーカス22のタイヤ幅方向外側の領域、及びサイド補強ゴム26からなる未加硫のタイヤケースを形成する。
タイヤケースのトレッド部16にベルト層24Aを形成する方法としては、例えば、前記タイヤケースを回転させながらリールに巻き取ったワイヤー等の部材を巻き出し、ワイヤーをトレッド部16に所定の回数巻き付けてベルト層24Aを形成してもよい。なお、ワイヤーが樹脂で被覆されている場合、加熱及び加圧を行って被覆されている樹脂をトレッド部16に溶着させてもよい。
最後に、ベルト層24Aの外周面に、未加硫のトレッドを貼り付け、生タイヤが得られる。このようにして製造された生タイヤは、加硫成形モールドで加硫成形され、タイヤ10が完成する。
最後に、ベルト層24Aの外周面に、未加硫のトレッドを貼り付け、生タイヤが得られる。このようにして製造された生タイヤは、加硫成形モールドで加硫成形され、タイヤ10が完成する。
[第2の実施形態]
次いで、本実施形態に係るタイヤの別の実施形態について、図面に基づき説明する。
図4には、第2の実施形態のタイヤ110のタイヤ幅方向に沿って切断した切断面の片側が示されている。なお、図中矢印TWはタイヤ110の幅方向(すなわちタイヤ幅方向)を示し、矢印TRはタイヤ110の径方向(すなわちタイヤ径方向)を示す。
次いで、本実施形態に係るタイヤの別の実施形態について、図面に基づき説明する。
図4には、第2の実施形態のタイヤ110のタイヤ幅方向に沿って切断した切断面の片側が示されている。なお、図中矢印TWはタイヤ110の幅方向(すなわちタイヤ幅方向)を示し、矢印TRはタイヤ110の径方向(すなわちタイヤ径方向)を示す。
図4に示されるように、タイヤ110は、左右一対のビード部112(図4では、片側のビード部112のみ図示)と、一対のビード部112からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部114と、一方のタイヤサイド部114から他方のタイヤサイド部114へ延びるトレッド部116と、を有している。
図4に示すタイヤ110は、タイヤ骨格体に相当するタイヤケース140を備えている。タイヤケース140は、弾性材料(好ましくは樹脂材料)を用いて形成され、円環状の形状を有している。タイヤケース140は、ビード部112とタイヤサイド部114とトレッド部116とを含んで構成されている。
また、タイヤサイド部114及びビード部112のタイヤ幅方向外側、ビード部112のタイヤ径方向内側、及びビード部112のタイヤ幅方向内側の一部には保護層122が設けられている。タイヤケース140は、ビード部112、タイヤサイド部114及びトレッド部116が同じ工程で一体的に形成されたものであっても、それぞれ異なる工程で形成された部材を組み合わせたものであってもよいが、生産効率の観点からは一体的に形成されたものであることが好ましい。
また、ビード部112には、ビードコア118からタイヤ径方向外側へ保護層122に沿って延びるビードフィラー120が埋設されている。ビードフィラー120は、タイヤ径方向外側に向けて厚みが減少している。
ビード部112は、リム(図示せず)に接触する部位であり、タイヤ周方向に沿って延びる円環状のビードコア118が埋設されている。ビードコア118が取り得る形態については、前述の第1の実施形態において説明した形態と同様である。
保護層122は、タイヤケース140とリムとの間の気密性を高める等の目的で設けられるものであり、タイヤケース140よりも軟質で且つ耐候性が高いゴム材等の材料で構成されているが、省略してもよい。
トレッド部116は、タイヤ110の接地面に相当する部位であり、ベルト層124A(例えば、補強部材、ベルト部材)が設けられている。さらに、ベルト層124Aの上にはクッションゴム124Bを介してトレッド130が設けられている。ベルト層124A、クッションゴム124B、及びトレッド130の材質は特に制限されず、タイヤの製造に一般的に用いられる材料(例えば、金属ワイヤー、有機樹脂ワイヤー等のワイヤー、樹脂、ゴム材料等)から選択できる。
・材質
タイヤケース140(タイヤ骨格体の一例)は、弾性材料で形成される。つまり、タイヤ骨格体としては、弾性材料としてのゴム材料で形成される態様(いわゆるゴムタイヤ用のタイヤ骨格体)、弾性材料として樹脂材料で形成される態様(いわゆる樹脂タイヤ用のタイヤ骨格体)等が挙げられる。
特に、図4に示されるタイヤ110においては、上記の各部が樹脂材料で構成された樹脂タイヤであることが好ましい。
タイヤケース140(タイヤ骨格体の一例)は、弾性材料で形成される。つまり、タイヤ骨格体としては、弾性材料としてのゴム材料で形成される態様(いわゆるゴムタイヤ用のタイヤ骨格体)、弾性材料として樹脂材料で形成される態様(いわゆる樹脂タイヤ用のタイヤ骨格体)等が挙げられる。
特に、図4に示されるタイヤ110においては、上記の各部が樹脂材料で構成された樹脂タイヤであることが好ましい。
(弾性材料:樹脂材料)
樹脂材料は、樹脂(すなわち樹脂成分)を少なくとも含んでいればよく、本開示の効果を損なわない範囲で、添加剤等の他の成分を含んでもよい。ただし、前記樹脂材料中における樹脂(すなわち樹脂成分)の含有量は、樹脂材料の総量に対して、50質量%以上が好ましく、90質量%以上が更に好ましい。タイヤ骨格体は、例えば樹脂材料を用いて形成することができる。
樹脂材料は、樹脂(すなわち樹脂成分)を少なくとも含んでいればよく、本開示の効果を損なわない範囲で、添加剤等の他の成分を含んでもよい。ただし、前記樹脂材料中における樹脂(すなわち樹脂成分)の含有量は、樹脂材料の総量に対して、50質量%以上が好ましく、90質量%以上が更に好ましい。タイヤ骨格体は、例えば樹脂材料を用いて形成することができる。
タイヤ骨格体に含まれる樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、及び熱硬化性樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系熱硬化性樹脂、ユリア系熱硬化性樹脂、メラミン系熱硬化性樹脂、エポキシ系熱硬化性樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、オレフィン系熱可塑性樹脂、ポリウレタン系熱可塑性樹脂、塩化ビニル系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂等を例示することができる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、及びオレフィン系熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びオレフィン系熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種が更に好ましい。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、オレフィン系熱可塑性樹脂、ポリウレタン系熱可塑性樹脂、塩化ビニル系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂等を例示することができる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、及びオレフィン系熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びオレフィン系熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種が更に好ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定される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)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPEE)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しく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、製造時の成形性等を考慮すると、タイヤ骨格体を形成する樹脂材料としては、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を用いることが好ましく、走行時の乗り心地の観点から、熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。中でも、ポリアミド系熱可塑性エラストマー及びポリエステル系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を含むことがさらに好ましい。
なお、走行時に必要とされる弾性、製造時の成形性等を考慮すると、タイヤ骨格体を形成する樹脂材料としては、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を用いることが好ましく、走行時の乗り心地の観点から、熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。中でも、ポリアミド系熱可塑性エラストマー及びポリエステル系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を含むことがさらに好ましい。
-他の成分-
弾性材料(例えばゴム材料又は樹脂材料)は、所望に応じて、ゴム又は樹脂以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、例えば、樹脂、ゴム、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、補強材等が挙げられる。
弾性材料(例えばゴム材料又は樹脂材料)は、所望に応じて、ゴム又は樹脂以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、例えば、樹脂、ゴム、各種充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ)、老化防止剤、オイル、可塑剤、着色剤、耐候剤、補強材等が挙げられる。
-弾性材料の物性-
弾性材料として樹脂材料を用いる場合(つまり樹脂タイヤ用のタイヤ骨格体の場合)、樹脂材料に含まれる樹脂の融点は、例えば100℃~350℃程度が挙げられ、タイヤの耐久性及び生産性の観点から、100℃~250℃程度が好ましく、120℃~250℃が更に好ましい。
弾性材料として樹脂材料を用いる場合(つまり樹脂タイヤ用のタイヤ骨格体の場合)、樹脂材料に含まれる樹脂の融点は、例えば100℃~350℃程度が挙げられ、タイヤの耐久性及び生産性の観点から、100℃~250℃程度が好ましく、120℃~250℃が更に好ましい。
弾性材料(又は弾性材料を含むタイヤ骨格体)自体のJIS K7113:1995に規定される引張弾性率は、50MPa~1000MPaが好ましく、50MPa~800MPaが更に好ましく、50MPa~700MPaが特に好ましい。弾性材料の引張弾性率が、50MPa~1000MPaであると、タイヤ骨格の形状を保持しつつ、リム組みを効率的に行なうことができる。
弾性材料(又は弾性材料を含むタイヤ骨格体)自体のJIS K7113(1995)に規定される引張強さは、通常、15MPa~70MPa程度であり、17MPa~60MPaが好ましく、20MPa~55MPaが更に好ましい。
弾性材料(又は弾性材料を含むタイヤ骨格体)自体のJIS K7113(1995)に規定される引張降伏強さは、5MPa以上が好ましく、5MPa~20MPaが更に好ましく、5MPa~17MPaが特に好ましい。弾性材料の引張降伏強さが、5MPa以上であると、走行時等にタイヤにかかる荷重に対する変形に耐えることができる。
弾性材料(又は弾性材料を含むタイヤ骨格体)自体のJIS K7113(1995)に規定される引張降伏伸びは、10%以上が好ましく、10%~70%が更に好ましく、15%~60%が特に好ましい。弾性材料の引張降伏伸びが、10%以上であると、弾性領域が大きく、リム組み性を良好にすることができる。
弾性材料(又は弾性材料を含むタイヤ骨格体)自体のJIS K7113(1995)に規定される引張破断伸びは、50%以上が好ましく、100%以上が更に好ましく、150%以上が特に好ましく、200%以上が最も好ましい。弾性材料の引張破断伸びが、50%以上であると、リム組み性が良好であり、衝突に対して破壊し難くすることができる。
弾性材料(又は弾性材料を含むタイヤ骨格体)自体のISO 75-2又はASTM D648に規定される荷重たわみ温度(具体的には0.45MPa荷重時)は、50℃以上が好ましく、50℃~150℃が更に好ましく、50℃~130℃が特に好ましい。弾性材料の荷重たわみ温度が、50℃以上であると、タイヤの製造において加硫を行う場合であってもタイヤ骨格体の変形を抑制するこができる。
・タイヤの製造
タイヤケース140の作製方法は、特に制限されない。例えば、タイヤケース140を赤道面(図4中のCLで示される面)で分割した状態のタイヤケース半体をそれぞれ射出成形法等により作製し、タイヤケース半体同士を赤道面で接合することで作製してもよい。
タイヤケース140のトレッド部116にベルト層124Aを形成する方法としては、例えば、タイヤケース140を回転させながらリールに巻き取ったワイヤー等の部材を巻き出し、ワイヤーをトレッド部116に所定の回数巻き付けてベルト層124Aを形成してもよい。なお、ワイヤーが樹脂で被覆されている場合、加熱及び加圧を行って被覆されている樹脂をトレッド部116に溶着させてもよい。
タイヤケース140のビード部112にビードフィラー120及びビードコア118を形成する方法としては、例えば、予め形成したビードフィラー120及びビードコア118用の円環状の部材を、公知の方法でビード部112に埋め込むことで形成してもよい。
タイヤケース140の作製方法は、特に制限されない。例えば、タイヤケース140を赤道面(図4中のCLで示される面)で分割した状態のタイヤケース半体をそれぞれ射出成形法等により作製し、タイヤケース半体同士を赤道面で接合することで作製してもよい。
タイヤケース140のトレッド部116にベルト層124Aを形成する方法としては、例えば、タイヤケース140を回転させながらリールに巻き取ったワイヤー等の部材を巻き出し、ワイヤーをトレッド部116に所定の回数巻き付けてベルト層124Aを形成してもよい。なお、ワイヤーが樹脂で被覆されている場合、加熱及び加圧を行って被覆されている樹脂をトレッド部116に溶着させてもよい。
タイヤケース140のビード部112にビードフィラー120及びビードコア118を形成する方法としては、例えば、予め形成したビードフィラー120及びビードコア118用の円環状の部材を、公知の方法でビード部112に埋め込むことで形成してもよい。
以上、第1及び第2の実施形態を挙げて本開示のタイヤを説明したが、これらの実施形態は一例であり、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加えて実施することができる。また、本開示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。
[第3の実施形態]
次いで、さらに本実施形態に係るタイヤの別の実施形態について、図面に基づき説明する。
図5には、第3の実施形態のタイヤ210のタイヤ幅方向に沿って切断した切断面の片側が示されている。なお、図中矢印TWはタイヤ210の幅方向(すなわちタイヤ幅方向)を示し、矢印TRはタイヤ210の径方向(すなわちタイヤ径方向)を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、タイヤ210の回転軸と平行な方向を指し、タイヤ軸方向ともいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ210の回転軸と直交する方向をいう。また、符号CLはタイヤ210の赤道(すなわちタイヤ赤道)を示している。
次いで、さらに本実施形態に係るタイヤの別の実施形態について、図面に基づき説明する。
図5には、第3の実施形態のタイヤ210のタイヤ幅方向に沿って切断した切断面の片側が示されている。なお、図中矢印TWはタイヤ210の幅方向(すなわちタイヤ幅方向)を示し、矢印TRはタイヤ210の径方向(すなわちタイヤ径方向)を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、タイヤ210の回転軸と平行な方向を指し、タイヤ軸方向ともいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ210の回転軸と直交する方向をいう。また、符号CLはタイヤ210の赤道(すなわちタイヤ赤道)を示している。
また、第3の実施形態では、タイヤ径方向に沿ってタイヤ210の回転軸側を「タイヤ径方向内側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ210の回転軸と反対側を「タイヤ径方向外側」と記載する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道CL側を「タイヤ幅方向内側」、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道CLと反対側を「タイヤ幅方向外側」と記載する。
図5では、標準リム230(図5では、二点鎖線で示している。)に装着して標準空気圧を充填したときのタイヤ210を示している。ここでいう標準リムとは、JATMA(日本自動車タイヤ協会)のYear Book2017年度版に記載されている、適用サイズにおける標準リムを指す。また、上記標準空気圧とは、JATMAのYear Book2017年度版の最大負荷能力に対応する空気圧である。
なお、以下の説明において、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重(最大負荷能力)のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重(最大負荷能力)に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム(または、”Approved Rim”、”Recommended Rim”)のことである。規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”The Tire and Rim Association Inc.のYear Book ”で、欧州では”The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual”で、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA Year Book”にて規定されている。
なお、図5に示す第3の実施形態のタイヤ210は、偏平率が55以上のタイヤであり、タイヤ断面高さ(タイヤセクションハイト)SHが115mm以上に設定されている。なお、ここでいうセクションハイト(タイヤ断面高さ)SHとは、タイヤ210を標準リム230に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるタイヤ外径とリム径との差の1/2の長さを指す。また、第3の実施形態では、タイヤ210の偏平率を55以上で且つタイヤ断面高さSHを115mm以上に設定しているが、本開示はこの構成に限定されない。
図5に示されるように、タイヤ210は、左右一対のビード部212(図5では、片側のビード部212のみ図示)と、一対のビード部212からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部214と、一方のタイヤサイド部214から他方のタイヤサイド部214へ延びるトレッド部216と、を有している。なお、タイヤサイド部214は、走行時(ランフラット走行時を含む)にタイヤ210に作用する荷重を負担する。
図5に示されるように、一対のビード部212には、ビードコア218がそれぞれ埋設されている。一対のビードコア218には、カーカス222が跨っている。このカーカス222の端部側はビードコア218に係止されている。第3の実施形態のカーカス222は、端部側がビードコア218周りにタイヤ内側から外側へ折り返されて係止されており、折返し部分222Bの端部222Cがカーカス本体部222Aに接している。なお、第3の実施形態では、カーカス222の端部222Cがタイヤサイド部214に対応する範囲(領域)に配置されているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、カーカス222の端部222Cをトレッド部216に対応する範囲、特に、ベルト層224Aに対応する範囲に配置してもよい。
また、カーカス222は、一方のビードコア218から他方のビードコア218へトロイダル状に延びてタイヤ210の骨格を構成している。
カーカス本体部222Aのタイヤ径方向外側には、複数(第3の実施形態では2層)のベルト層224Aが設けられている。このベルト層224Aのタイヤ径方向外側には、キャップ層224Bが設けられている。このキャップ層224Bは、ベルト層224Aの全体を覆っている。
キャップ層224Bのタイヤ径方向外側には、キャップ層224Bの両端部をそれぞれ覆うように一対のレイヤー層224Cが設けられている。なお、本開示は上記構成に限定されず、キャップ層224Bの片側の端部のみをレイヤー層224Cで覆う構成としてもよく、キャップ層224Bの両端部をタイヤ幅方向に連続する一つのレイヤー層224Cで覆う構成としてもよい。また、タイヤ210の仕様に応じて、キャップ層224B及びレイヤー層224Cを省略してもよい。
また、カーカス222、ベルト層224A、キャップ層224B及びレイヤー層224Cには、従来公知のタイヤ(ランフラットタイヤを含む)で用いる各部材の構造を用いることができる。
ベルト層224A、キャップ層224B及びレイヤー層224Cのタイヤ径方向外側には、トレッド部216が設けられている。このトレッド部216は、走行中に路面に接地する部位であり、トレッド部216の踏面には、タイヤ周方向に延びる周方向溝216Aが複数本形成されている。また、トレッド部216には、タイヤ幅方向に延びる図示しない幅方向溝が形成されている。なお、周方向溝216A及び幅方向溝の形状や本数は、タイヤ210に要求される排水性や操縦安定性等の性能に応じて適宜設定される。
・ビードフィラー
ビード部212には、ビードコア218からタイヤ径方向外側へカーカス222の外面222Oに沿って延びるビードフィラー200が埋設されている。具体的には、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域に、ビードフィラー200が埋設されている。
詳細には、第1ビードフィラー201は、ビードコア218よりもタイヤ径方向外側を含む領域に配置されている。第1ビードフィラー201は、ビードコア218が配置されている領域からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。なお、第3の実施形態では、第1ビードフィラー201はビードコア218の表面全部を被覆するように形成されており、つまりビードコア218のタイヤ径方向内側の領域にまで配置されている。
第2ビードフィラー202は、第1ビードフィラー201よりも外側を含む領域に配置されている。なお、タイヤ径方向において第1ビードフィラー201が配置される領域と第2ビードフィラー202が配置される領域とに重なる領域が存在するよう、第2ビードフィラー202が配置されており、かつ第2ビードフィラー202は第1ビードフィラー201のタイヤ幅方向外側の表面の一部と接触している。第2ビードフィラー202は、この第1ビードフィラー201の接触面からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。
なお、第3の実施形態におけるビードフィラー200では、タイヤ径方向内側(すなわちビードワイヤー側)に近いほど、第2ビードフィラー202が占める体積よりも第1ビードフィラー201が占める体積の方が多くなる配置であり、一方で、タイヤ径方向外側(すなわちビードワイヤーと反対側)に近いほど、第1ビードフィラー201が占める体積よりも第2ビードフィラー202が占める体積の方が多くなる配置である。
なお、カーカス222の外面222Oは、カーカス本体部222Aにおいてはタイヤ外側の面であり、折返し部分222Bにおいてはタイヤ内側の面である。また、第3の実施形態では、第2ビードフィラー202のタイヤ径方向外側の端部200Eがタイヤサイド部214に入り込んでいる。
ビード部212には、ビードコア218からタイヤ径方向外側へカーカス222の外面222Oに沿って延びるビードフィラー200が埋設されている。具体的には、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域に、ビードフィラー200が埋設されている。
詳細には、第1ビードフィラー201は、ビードコア218よりもタイヤ径方向外側を含む領域に配置されている。第1ビードフィラー201は、ビードコア218が配置されている領域からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。なお、第3の実施形態では、第1ビードフィラー201はビードコア218の表面全部を被覆するように形成されており、つまりビードコア218のタイヤ径方向内側の領域にまで配置されている。
第2ビードフィラー202は、第1ビードフィラー201よりも外側を含む領域に配置されている。なお、タイヤ径方向において第1ビードフィラー201が配置される領域と第2ビードフィラー202が配置される領域とに重なる領域が存在するよう、第2ビードフィラー202が配置されており、かつ第2ビードフィラー202は第1ビードフィラー201のタイヤ幅方向外側の表面の一部と接触している。第2ビードフィラー202は、この第1ビードフィラー201の接触面からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。
なお、第3の実施形態におけるビードフィラー200では、タイヤ径方向内側(すなわちビードワイヤー側)に近いほど、第2ビードフィラー202が占める体積よりも第1ビードフィラー201が占める体積の方が多くなる配置であり、一方で、タイヤ径方向外側(すなわちビードワイヤーと反対側)に近いほど、第1ビードフィラー201が占める体積よりも第2ビードフィラー202が占める体積の方が多くなる配置である。
なお、カーカス222の外面222Oは、カーカス本体部222Aにおいてはタイヤ外側の面であり、折返し部分222Bにおいてはタイヤ内側の面である。また、第3の実施形態では、第2ビードフィラー202のタイヤ径方向外側の端部200Eがタイヤサイド部214に入り込んでいる。
図5に示されるビードフィラー200の高さBHは、タイヤ断面高さSHの30~50%の範囲内に設定するのが好ましい。なお、ここでいうビードフィラー200の高さBHとは、タイヤ210を標準リム230に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるビードフィラー200のタイヤ径方向外側の端部200Eからビード部212の先端までの高さ(タイヤ径方向に沿った長さ)を指す。ここで、ビードフィラー200の高さBHがタイヤ断面高さSHの30%以上であることにより、例えばランフラット走行時の耐久性が十分に確保できる。また、ビードフィラー200の高さBHがタイヤ断面高さSHの50%以下であることにより、乗り心地性に優れる。
また、第3の実施形態では、ビードフィラー200の端部200Eをタイヤ210の最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配置している。なお、ここでいうタイヤ210の最大幅位置とは、タイヤ210のタイヤ幅方向に沿って最も幅が広い位置を指している。
なお、第1ビードフィラーを形成(例えば射出成形によって形成)する前に、ビードコア及び第2ビードフィラーの少なくとも一方に接着剤を塗布し、被覆樹脂層と第1ビードフィラー、及び第2ビードフィラーと第1ビードフィラーの接着性の向上を図ってもよい。
・ビードコア
ビードコア218は、図6に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆し樹脂Dを含む被覆樹脂層3とを有する。
なお、上記構成において「並んで配置」とは、タイヤに適用する際に必要な長さに切断したビード部材中で、複数のビードワイヤー1同士が交差しない位置関係にあることを意味する。
ビードコア218は、図6に示されるように、並んで配置された複数のビードワイヤー1と、このビードワイヤー1を被覆し樹脂Dを含む被覆樹脂層3とを有する。
なお、上記構成において「並んで配置」とは、タイヤに適用する際に必要な長さに切断したビード部材中で、複数のビードワイヤー1同士が交差しない位置関係にあることを意味する。
ここで、図6に示されるビードコア218が取り得る形態については、前述の第1の実施形態におけるビードコア18と同様であり、ここでは説明を省略する。
・サイド補強層
サイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム226が取り得る形態については、前述の第1の実施形態におけるサイド補強ゴム26と同様であり、ここでは説明を省略する。
サイド補強層の一例としてのサイド補強ゴム226が取り得る形態については、前述の第1の実施形態におけるサイド補強ゴム26と同様であり、ここでは説明を省略する。
・タイヤの製造
第3の実施形態のタイヤ210の製造方法としては、公知のタイヤ成形ドラムの外周に、ゴム材料からなるインナーライナー(不図示)、ビードコア218、ビードフィラー200(第1ビードフィラー201及び第2ビードフィラー202)、コードを弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で被覆したカーカス222、弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で形成されるタイヤサイド部214におけるカーカス222のタイヤ幅方向外側の領域、及びサイド補強ゴム226からなる未加硫のタイヤケースを形成する。
第3の実施形態のタイヤ210の製造方法としては、公知のタイヤ成形ドラムの外周に、ゴム材料からなるインナーライナー(不図示)、ビードコア218、ビードフィラー200(第1ビードフィラー201及び第2ビードフィラー202)、コードを弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で被覆したカーカス222、弾性材料(例えばゴム材料、樹脂材料等)で形成されるタイヤサイド部214におけるカーカス222のタイヤ幅方向外側の領域、及びサイド補強ゴム226からなる未加硫のタイヤケースを形成する。
タイヤケースのトレッド部216にベルト層224Aを形成する方法としては、例えば、前記タイヤケースを回転させながらリールに巻き取ったワイヤー等の部材を巻き出し、ワイヤーをトレッド部216に所定の回数巻き付けてベルト層224Aを形成してもよい。なお、ワイヤーが樹脂で被覆されている場合、加熱及び加圧を行って被覆されている樹脂をトレッド部216に溶着させてもよい。
最後に、ベルト層224Aの外周面に、未加硫のトレッドを貼り付け、生タイヤが得られる。このようにして製造された生タイヤは、加硫成形モールドで加硫成形され、タイヤ210が完成する。
最後に、ベルト層224Aの外周面に、未加硫のトレッドを貼り付け、生タイヤが得られる。このようにして製造された生タイヤは、加硫成形モールドで加硫成形され、タイヤ210が完成する。
以下、第4の実施形態~第6の実施形態のタイヤについて説明する。
以下の説明では、第3の実施形態のタイヤ210と同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
以下の説明では、第3の実施形態のタイヤ210と同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
[第4の実施形態]
図7は、第4の実施形態のタイヤのビード部周辺を拡大して示すタイヤ幅方向断面図である。
第4の実施形態のタイヤは、第1ビードフィラー及び第2ビードフィラーの配置位置を変更したこと以外は第1実施形態のタイヤ210と同様の構成である。
図7に示すように、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域にビードフィラー200Aは埋設されている。第4の実施形態では、第1ビードフィラー201Aは、ビードコア218よりもタイヤ径方向外側を含む領域に配置されている。第1ビードフィラー201Aは、ビードコア218が配置されている領域からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。なお、第4の実施形態では、第1ビードフィラー201Aはビードコア218の表面全部を被覆するように形成されており、つまりビードコア218のタイヤ径方向内側の領域にまで配置されている。
第2ビードフィラー202Aは、第1ビードフィラー201Aよりも外側を含む領域に配置されている。なお、タイヤ径方向において第1ビードフィラー201Aが配置される領域と第2ビードフィラー202Aが配置される領域とに重なる領域が存在するよう、第2ビードフィラー202Aが配置されており、かつ第2ビードフィラー202Aは第1ビードフィラー201Aのタイヤ幅方向内側の表面の一部と接触している。第2ビードフィラー202Aは、この第1ビードフィラー201Aの接触面からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。
なお、第4の実施形態におけるビードフィラー200Aでは、タイヤ径方向内側(すなわちビードワイヤー側)に近いほど、第2ビードフィラー202Aが占める体積よりも第1ビードフィラー201Aが占める体積の方が多くなる配置であり、一方で、タイヤ径方向外側(すなわちビードワイヤーと反対側)に近いほど、第1ビードフィラー201Aが占める体積よりも第2ビードフィラー202Aが占める体積の方が多くなる配置である。
図7は、第4の実施形態のタイヤのビード部周辺を拡大して示すタイヤ幅方向断面図である。
第4の実施形態のタイヤは、第1ビードフィラー及び第2ビードフィラーの配置位置を変更したこと以外は第1実施形態のタイヤ210と同様の構成である。
図7に示すように、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域にビードフィラー200Aは埋設されている。第4の実施形態では、第1ビードフィラー201Aは、ビードコア218よりもタイヤ径方向外側を含む領域に配置されている。第1ビードフィラー201Aは、ビードコア218が配置されている領域からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。なお、第4の実施形態では、第1ビードフィラー201Aはビードコア218の表面全部を被覆するように形成されており、つまりビードコア218のタイヤ径方向内側の領域にまで配置されている。
第2ビードフィラー202Aは、第1ビードフィラー201Aよりも外側を含む領域に配置されている。なお、タイヤ径方向において第1ビードフィラー201Aが配置される領域と第2ビードフィラー202Aが配置される領域とに重なる領域が存在するよう、第2ビードフィラー202Aが配置されており、かつ第2ビードフィラー202Aは第1ビードフィラー201Aのタイヤ幅方向内側の表面の一部と接触している。第2ビードフィラー202Aは、この第1ビードフィラー201Aの接触面からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。
なお、第4の実施形態におけるビードフィラー200Aでは、タイヤ径方向内側(すなわちビードワイヤー側)に近いほど、第2ビードフィラー202Aが占める体積よりも第1ビードフィラー201Aが占める体積の方が多くなる配置であり、一方で、タイヤ径方向外側(すなわちビードワイヤーと反対側)に近いほど、第1ビードフィラー201Aが占める体積よりも第2ビードフィラー202Aが占める体積の方が多くなる配置である。
[第5の実施形態]
図8は、第5の実施形態のタイヤのビード部周辺を拡大して示すタイヤ幅方向断面図である。
第5の実施形態のタイヤは、第1ビードフィラー及び第2ビードフィラーの配置位置を変更したこと以外は第1実施形態のタイヤ210と同様の構成である。
図8に示すように、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域にビードフィラー200Bは埋設されている。第5の実施形態では、第1ビードフィラー201Bはビードフィラー200Bの高さBHの半分程度の高さからタイヤ径方向内側の領域に配置されており、第2ビードフィラー202Bは上記高さからタイヤ径方向外側の領域に配置されている。
第1ビードフィラー201Bは、ビードコア218よりもタイヤ径方向外側を含む領域に配置されている。第1ビードフィラー201Bは、ビードコア218が配置されている領域からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。なお、第5の実施形態では、第1ビードフィラー201Bはビードコア218の表面全部を被覆するように形成されており、つまりビードコア218のタイヤ径方向内側の領域にまで配置されている。
第2ビードフィラー202Bは、第1ビードフィラー201Bよりも外側を含む領域に配置されている。なお、タイヤ径方向において第1ビードフィラー201Bが配置される領域と第2ビードフィラー202Bが配置される領域とに重なる領域は存在しておらず、第2ビードフィラー202Bは第1ビードフィラー201Bのタイヤ径方向におけるもっとも外側の位置(表面)と接触している。第2ビードフィラー202Bは、この第1ビードフィラー201Bの接触面からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。
図8は、第5の実施形態のタイヤのビード部周辺を拡大して示すタイヤ幅方向断面図である。
第5の実施形態のタイヤは、第1ビードフィラー及び第2ビードフィラーの配置位置を変更したこと以外は第1実施形態のタイヤ210と同様の構成である。
図8に示すように、カーカス本体部222Aと折返し部分222Bとで囲まれた領域にビードフィラー200Bは埋設されている。第5の実施形態では、第1ビードフィラー201Bはビードフィラー200Bの高さBHの半分程度の高さからタイヤ径方向内側の領域に配置されており、第2ビードフィラー202Bは上記高さからタイヤ径方向外側の領域に配置されている。
第1ビードフィラー201Bは、ビードコア218よりもタイヤ径方向外側を含む領域に配置されている。第1ビードフィラー201Bは、ビードコア218が配置されている領域からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。なお、第5の実施形態では、第1ビードフィラー201Bはビードコア218の表面全部を被覆するように形成されており、つまりビードコア218のタイヤ径方向内側の領域にまで配置されている。
第2ビードフィラー202Bは、第1ビードフィラー201Bよりも外側を含む領域に配置されている。なお、タイヤ径方向において第1ビードフィラー201Bが配置される領域と第2ビードフィラー202Bが配置される領域とに重なる領域は存在しておらず、第2ビードフィラー202Bは第1ビードフィラー201Bのタイヤ径方向におけるもっとも外側の位置(表面)と接触している。第2ビードフィラー202Bは、この第1ビードフィラー201Bの接触面からタイヤ径方向外側に向かって伸びる形状を有する。
[第6の実施形態]
図9は、第6の実施形態のタイヤのビード部周辺を拡大して示すタイヤ幅方向断面図である。
第6の実施形態のタイヤは、第1ビードフィラーがビードコアのタイヤ径方向内側の領域に配置されていないこと、及び、ビードコアの形状が異なること以外は第3の実施形態のタイヤ210と同様の構成である。
図9に示すように、ビード部212は、9つのビードワイヤー1が接着剤層(不図示)を介して被覆樹脂層3Cで被覆された円環状のビードコア218Cと、ビードフィラー200C(第1ビードフィラー201C及び第2ビードフィラー202C)とを有する。なお、第6の実施形態におけるビード部212では、第1ビードフィラー201Cはビードコア218Cの表面の一部(タイヤ径方向外側の表面)のみに接触するように形成されており、第1ビードフィラー201Cがビードコア218Cのタイヤ径方向内側の領域に配置されていない形態である。
図9は、第6の実施形態のタイヤのビード部周辺を拡大して示すタイヤ幅方向断面図である。
第6の実施形態のタイヤは、第1ビードフィラーがビードコアのタイヤ径方向内側の領域に配置されていないこと、及び、ビードコアの形状が異なること以外は第3の実施形態のタイヤ210と同様の構成である。
図9に示すように、ビード部212は、9つのビードワイヤー1が接着剤層(不図示)を介して被覆樹脂層3Cで被覆された円環状のビードコア218Cと、ビードフィラー200C(第1ビードフィラー201C及び第2ビードフィラー202C)とを有する。なお、第6の実施形態におけるビード部212では、第1ビードフィラー201Cはビードコア218Cの表面の一部(タイヤ径方向外側の表面)のみに接触するように形成されており、第1ビードフィラー201Cがビードコア218Cのタイヤ径方向内側の領域に配置されていない形態である。
以上、第1~第6の実施形態を挙げて本開示を説明したが、これらの実施形態は一例であり、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加えて実施することができる。また、本開示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。
なお、本開示の一実施形態は、以下に示す態様が含まれる。
<1> 少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、前記ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有し、
前記ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、
前記不連続相の引張弾性率Eiが前記連続相の引張弾性率Esよりも高いタイヤ用ビード部材。
<2> 前記不連続相の引張弾性率Eiが、500MPa以上3000MPa以下である<1>に記載のタイヤ用ビード部材。
<3> 前記連続相の引張弾性率Esが、100MPa以上400MPa以下である<1>又は<2>に記載のタイヤ用ビード部材。
<4> 前記不連続相の引張弾性率Eiと前記連続相の引張弾性率Esとの比(Ei/Es)が、500/400乃至3000/100である<1>~<3>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<5> 前記ビードフィラーの引張弾性率が、400MPa以上1500MPa以下である<1>~<4>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<6> 前記非晶性樹脂が、エステル結合を有する非晶性樹脂である<1>~<5>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<7> 前記エステル結合を有する非晶性樹脂が、非晶性ポリエステル系熱可塑性樹脂及び非晶性ポリカーボネート系熱可塑性樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂である<6>に記載のタイヤ用ビード部材。
<8> 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<1>~<7>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<9> 前記ビードフィラーは、前記熱可塑性エラストマーと前記非晶性樹脂との総量100質量部に対する、前記非晶性樹脂の含有量が5質量部以上45質量部以下である<1>~<8>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<10> 前記ビードコアは、前記ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された被覆樹脂層を有する<1>~<9>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<11> 一対のビード部に、<1>~<10>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材を有するタイヤ。
<1> 少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、前記ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有し、
前記ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、
前記不連続相の引張弾性率Eiが前記連続相の引張弾性率Esよりも高いタイヤ用ビード部材。
<2> 前記不連続相の引張弾性率Eiが、500MPa以上3000MPa以下である<1>に記載のタイヤ用ビード部材。
<3> 前記連続相の引張弾性率Esが、100MPa以上400MPa以下である<1>又は<2>に記載のタイヤ用ビード部材。
<4> 前記不連続相の引張弾性率Eiと前記連続相の引張弾性率Esとの比(Ei/Es)が、500/400乃至3000/100である<1>~<3>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<5> 前記ビードフィラーの引張弾性率が、400MPa以上1500MPa以下である<1>~<4>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<6> 前記非晶性樹脂が、エステル結合を有する非晶性樹脂である<1>~<5>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<7> 前記エステル結合を有する非晶性樹脂が、非晶性ポリエステル系熱可塑性樹脂及び非晶性ポリカーボネート系熱可塑性樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂である<6>に記載のタイヤ用ビード部材。
<8> 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<1>~<7>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<9> 前記ビードフィラーは、前記熱可塑性エラストマーと前記非晶性樹脂との総量100質量部に対する、前記非晶性樹脂の含有量が5質量部以上45質量部以下である<1>~<8>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<10> 前記ビードコアは、前記ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された被覆樹脂層を有する<1>~<9>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
<11> 一対のビード部に、<1>~<10>のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材を有するタイヤ。
以下、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。なお、特に断りのない限り「部」は質量基準を表す。
[実施例1~8、比較例1~2]
<ビードコアの作製>
上述の第1の実施形態で示した図3Bに示す態様のビードコアを作製する。
まず、ビードワイヤーとしてモノフィラメント(平均直径φ1.25mmのモノフィラメント、スチール製、強力:2700N、伸度:7%)を用い、このビードワイヤーに、加熱溶融した表1に示す接着樹脂を付着させて接着樹脂層となる層を形成する。
<ビードコアの作製>
上述の第1の実施形態で示した図3Bに示す態様のビードコアを作製する。
まず、ビードワイヤーとしてモノフィラメント(平均直径φ1.25mmのモノフィラメント、スチール製、強力:2700N、伸度:7%)を用い、このビードワイヤーに、加熱溶融した表1に示す接着樹脂を付着させて接着樹脂層となる層を形成する。
次いで、接着樹脂層となる層が形成されたビードワイヤーが3本並んで配置されるよう金型に設置し、接着樹脂層となる層の外周に、押出機にて押し出した表1に示す被覆樹脂を付着させて被覆し、冷却する。なお、押出条件は、ビードワイヤーの温度を200℃、被覆樹脂の温度を240℃、押出速度を30m/分とする。ビードワイヤーが3本並んだ図3Bに示す部材を熱風で溶着しながら、巻回しすることで、9本のビードワイヤーの外周が、接着樹脂層を介して被覆樹脂層で被覆された構造を有するビードコアを作製する。
なお、ビードコアにおける接着樹脂層の厚み(最小部の平均厚み)は50μm、被覆樹脂層の厚み(最小部の平均厚み)は200μmである。また、隣り合うビードワイヤー間の平均距離は200μmである。
なお、ビードコアにおける接着樹脂層の厚み(最小部の平均厚み)は50μm、被覆樹脂層の厚み(最小部の平均厚み)は200μmである。また、隣り合うビードワイヤー間の平均距離は200μmである。
<ビード部材の作製>
上述の第1の実施形態で示した図1及び図2に示す態様のビード部材(ビードコア及びビードフィラーからなる部材)を作製する。
まず、表1に示す種類の熱可塑性エラストマー[A]及び非晶樹脂[B]を、表1に示す比率[A]/[B](質量%)で含むビードフィラー用樹脂材料を準備する。
予めビードフィラー形状を加工した金型に前記ビードコアをセットし、射出成形機にて前記ビードフィラー用樹脂材料を射出することで、ビードコアの外周にビードフィラーが直に接触して配置された構造を有するビード部材を作製する。なお、金型温度は80~110℃、成形温度は200~270℃とする。
上述の第1の実施形態で示した図1及び図2に示す態様のビード部材(ビードコア及びビードフィラーからなる部材)を作製する。
まず、表1に示す種類の熱可塑性エラストマー[A]及び非晶樹脂[B]を、表1に示す比率[A]/[B](質量%)で含むビードフィラー用樹脂材料を準備する。
予めビードフィラー形状を加工した金型に前記ビードコアをセットし、射出成形機にて前記ビードフィラー用樹脂材料を射出することで、ビードコアの外周にビードフィラーが直に接触して配置された構造を有するビード部材を作製する。なお、金型温度は80~110℃、成形温度は200~270℃とする。
・ビードフィラーの断面における連続相と不連続相(海島構造)
ビードフィラーの断面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察することにより、実施例1~8では、熱可塑性エラストマー[A]の連続相(海領域)中に、非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察されると予測される。
また、比較例1では、連続相と不連続相の構造(海島構造)は観察されないと予測される。
また、比較例2では、実施例とは逆に、非晶樹脂[B]の連続相(海領域)中に、熱可塑性エラストマー[A]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察されると予測される。
ビードフィラーの断面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察することにより、実施例1~8では、熱可塑性エラストマー[A]の連続相(海領域)中に、非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察されると予測される。
また、比較例1では、連続相と不連続相の構造(海島構造)は観察されないと予測される。
また、比較例2では、実施例とは逆に、非晶樹脂[B]の連続相(海領域)中に、熱可塑性エラストマー[A]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察されると予測される。
・引張弾性率
非晶樹脂[B]の引張弾性率Ei及び熱可塑性エラストマー[A]の引張弾性率Esの測定を、JIS K7113:1995に準拠して行った。詳細には、株式会社エー・アンド・ディ製、テンシロン万能試験機(RTF-1210)を用い、引張速度を100mm/minに設定し、引張弾性率の測定を行った。結果を表1に示す。
具体的には、射出成形機(日精樹脂工業製、NEX-50)にてシリンダー温度200℃~270℃、金型温度50℃~110℃で、JIS3号の形状に成形し測定試料とした。もしくは110mm×110mm、厚さt=2mmの平板を成形し、(株)ダンベル製、スーパーダンベル(登録商標)にてJIS3号形状に打ち抜いて測定試料を作製した。
非晶樹脂[B]の引張弾性率Ei及び熱可塑性エラストマー[A]の引張弾性率Esの測定を、JIS K7113:1995に準拠して行った。詳細には、株式会社エー・アンド・ディ製、テンシロン万能試験機(RTF-1210)を用い、引張速度を100mm/minに設定し、引張弾性率の測定を行った。結果を表1に示す。
具体的には、射出成形機(日精樹脂工業製、NEX-50)にてシリンダー温度200℃~270℃、金型温度50℃~110℃で、JIS3号の形状に成形し測定試料とした。もしくは110mm×110mm、厚さt=2mmの平板を成形し、(株)ダンベル製、スーパーダンベル(登録商標)にてJIS3号形状に打ち抜いて測定試料を作製した。
熱可塑性エラストマー[A]と非晶樹脂[B]との両方を含むビードフィラー全体の引張弾性率については、以下のようにして算出した。結果を表1に示す。
まず、熱可塑性エラストマー[A]を25質量%と、熱可塑性エラストマー4767N(東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、品名:ハイトレル4767N)を75質量%と、を含む混合樹脂Aを準備する。
次に、混合樹脂A単体、混合樹脂A80質量%と非晶樹脂[B]20質量%との混合物B、混合樹脂A60質量%と非晶樹脂[B]40質量%との混合物C、及び混合樹脂A40質量%と非晶樹脂[B]60質量%との混合物Dについて、それぞれ、前記方法(すなわち、引張弾性率Ei及び引張弾性率Esの測定方法)と同様の方法で引張弾性率を測定する。
前記測定で得られた引張弾性率の値を、非晶樹脂[B]の含有量(質量%)に対してプロットし、最小二乗法で得られた一次関数の切片の値と熱可塑性エラストマー[A]単体における引張弾性率の測定値との差ΔE(すなわち、ΔE=引張弾性率Es-切片)を求める。
そして、前記一次関数をy軸方向に前記差ΔE平行移動させた直線上の値(すなわち、補正後の直線上の値)を、各混合比におけるビードフィラー全体の引張弾性率とする。
まず、熱可塑性エラストマー[A]を25質量%と、熱可塑性エラストマー4767N(東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、品名:ハイトレル4767N)を75質量%と、を含む混合樹脂Aを準備する。
次に、混合樹脂A単体、混合樹脂A80質量%と非晶樹脂[B]20質量%との混合物B、混合樹脂A60質量%と非晶樹脂[B]40質量%との混合物C、及び混合樹脂A40質量%と非晶樹脂[B]60質量%との混合物Dについて、それぞれ、前記方法(すなわち、引張弾性率Ei及び引張弾性率Esの測定方法)と同様の方法で引張弾性率を測定する。
前記測定で得られた引張弾性率の値を、非晶樹脂[B]の含有量(質量%)に対してプロットし、最小二乗法で得られた一次関数の切片の値と熱可塑性エラストマー[A]単体における引張弾性率の測定値との差ΔE(すなわち、ΔE=引張弾性率Es-切片)を求める。
そして、前記一次関数をy軸方向に前記差ΔE平行移動させた直線上の値(すなわち、補正後の直線上の値)を、各混合比におけるビードフィラー全体の引張弾性率とする。
なお、熱可塑性エラストマー[A]が熱可塑性エラストマー5557(東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、品名:ハイトレル5557)である前記混合樹脂Aを60質量%と、非晶樹脂[B]として非晶樹脂270(東洋紡社製、非晶性ポリエステル樹脂、品名:バイロン270)を40質量%と、含む前記混合物Cについて引張弾性率を行った際に作製した測定試料の断面を、原子間力顕微鏡(AFM)で観察した断面画像を図10に示す。図10では、熱可塑性エラストマーを含む混合樹脂Aの連続相(海領域)中に、非晶性樹脂である非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察される。
<ビード部材をビード部として備えるタイヤの作製>
上述の第1の実施形態で示した図1及び図2に示す態様のタイヤ(ランフラットタイヤ)を、前記ビード部材を一対のビード部に用いて作製する。
前記ビード部材、及びポリエチレンテレフタレート製のプライコードからなるカーカスを準備し、これに天然ゴム(NR)とスチレンブタジエンゴム(SBR)との混合ゴム材料を用いたタイヤサイド部(カーカスのタイヤ幅方向外側の領域)、サイド補強ゴム、及びトレッド部、並びに撚り線のベルト層を用いて、生タイヤを作製する。
前記生タイヤについて、160℃、21分の条件で加熱(ゴムの加硫)を行う。
得られるタイヤは、タイヤサイズ225/40R18、トレッド部の厚み10mmである。
上述の第1の実施形態で示した図1及び図2に示す態様のタイヤ(ランフラットタイヤ)を、前記ビード部材を一対のビード部に用いて作製する。
前記ビード部材、及びポリエチレンテレフタレート製のプライコードからなるカーカスを準備し、これに天然ゴム(NR)とスチレンブタジエンゴム(SBR)との混合ゴム材料を用いたタイヤサイド部(カーカスのタイヤ幅方向外側の領域)、サイド補強ゴム、及びトレッド部、並びに撚り線のベルト層を用いて、生タイヤを作製する。
前記生タイヤについて、160℃、21分の条件で加熱(ゴムの加硫)を行う。
得られるタイヤは、タイヤサイズ225/40R18、トレッド部の厚み10mmである。
[実施例9~11]
実施例1において、ビードフィラーを図5及び図6に示す第3の実施形態で示したビードフィラー(つまり第1及び第2ビードフィラーの二部材からなるビードフィラー)に変更したこと以外、同様にしてタイヤを作製する。
なお、具体的には、ビード部材の作製を以下のように変更する。
実施例1において、ビードフィラーを図5及び図6に示す第3の実施形態で示したビードフィラー(つまり第1及び第2ビードフィラーの二部材からなるビードフィラー)に変更したこと以外、同様にしてタイヤを作製する。
なお、具体的には、ビード部材の作製を以下のように変更する。
<ビード部材の作製>
上述の第3の実施形態で示した図5及び図6に示す態様のビード部材(ビードコア、第1ビードフィラー及び第2ビードフィラーからなる部材)を作製する。
まず、表2に示す種類の熱可塑性エラストマー[A]及び非晶樹脂[B]を、表2に示す比率[A]/[B](質量%)で含む第1ビードフィラー用樹脂材料と、表2に示す種類の熱可塑性エラストマー[A]及び非晶樹脂[B]を、表2に示す比率[A]/[B](質量%)で含む第2ビードフィラー用樹脂材料と、を準備する。
次いで、第2ビードフィラー用樹脂材料を用いて、射出成形により、第2ビードフィラーを作製する。次いで、ビードコアと第2ビードフィラーとを、予めビードフィラー形状を加工した金型に設置し、第1ビードフィラー用樹脂材料を射出成形することで、第1ビードフィラーと第2ビードフィラーとが一体となったビード部材を作製する。なお、金型温度は80~110℃、成形温度は200~270℃とする。
上述の第3の実施形態で示した図5及び図6に示す態様のビード部材(ビードコア、第1ビードフィラー及び第2ビードフィラーからなる部材)を作製する。
まず、表2に示す種類の熱可塑性エラストマー[A]及び非晶樹脂[B]を、表2に示す比率[A]/[B](質量%)で含む第1ビードフィラー用樹脂材料と、表2に示す種類の熱可塑性エラストマー[A]及び非晶樹脂[B]を、表2に示す比率[A]/[B](質量%)で含む第2ビードフィラー用樹脂材料と、を準備する。
次いで、第2ビードフィラー用樹脂材料を用いて、射出成形により、第2ビードフィラーを作製する。次いで、ビードコアと第2ビードフィラーとを、予めビードフィラー形状を加工した金型に設置し、第1ビードフィラー用樹脂材料を射出成形することで、第1ビードフィラーと第2ビードフィラーとが一体となったビード部材を作製する。なお、金型温度は80~110℃、成形温度は200~270℃とする。
・ビードフィラーの断面における連続相と不連続相(海島構造)
ビードフィラーの断面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察することにより、実施例9及び10では、第1及び第2ビードフィラーの両者において、熱可塑性エラストマー[A]の連続相(海領域)中に、非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察されると予想される。
また、実施例11では、第1ビードフィラーでは熱可塑性エラストマー[A]の連続相(海領域)中に非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察され、第2ビードフィラーでは連続相と不連続相の構造(海島構造)は観察されないと予想される。
・引張弾性率
非晶樹脂[B]の引張弾性率Ei及び熱可塑性エラストマー[A]の引張弾性率Esの測定を、JIS K7113:1995に準拠して行った。なお、具体的には実施例1での測定方法に準じて測定を行った。結果を表2に示す。
また、熱可塑性エラストマー[A]と非晶樹脂[B]との両方を含むビードフィラー全体の引張弾性率(すなわち、第1のビードフィラー全体の引張弾性率及び第2のビードフィラー全体の引張弾性率)についても、実施例1での算出方法に準じて算出を行った。結果を表2に示す。
ビードフィラーの断面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察することにより、実施例9及び10では、第1及び第2ビードフィラーの両者において、熱可塑性エラストマー[A]の連続相(海領域)中に、非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察されると予想される。
また、実施例11では、第1ビードフィラーでは熱可塑性エラストマー[A]の連続相(海領域)中に非晶樹脂[B]の不連続相(島領域)が点在している構造が観察され、第2ビードフィラーでは連続相と不連続相の構造(海島構造)は観察されないと予想される。
・引張弾性率
非晶樹脂[B]の引張弾性率Ei及び熱可塑性エラストマー[A]の引張弾性率Esの測定を、JIS K7113:1995に準拠して行った。なお、具体的には実施例1での測定方法に準じて測定を行った。結果を表2に示す。
また、熱可塑性エラストマー[A]と非晶樹脂[B]との両方を含むビードフィラー全体の引張弾性率(すなわち、第1のビードフィラー全体の引張弾性率及び第2のビードフィラー全体の引張弾性率)についても、実施例1での算出方法に準じて算出を行った。結果を表2に示す。
〔耐衝撃性(23℃)〕
温度23℃における各ビードフィラーの耐衝撃性を、ビードフィラー全体の引張弾性率の値に基づいて、判定した。結果を表1及び表2に示す。
具体的には、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも低いビードフィラーをA判定とする。一方、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率以上であるビードフィラーをB判定とする。
温度23℃における各ビードフィラーの耐衝撃性を、ビードフィラー全体の引張弾性率の値に基づいて、判定した。結果を表1及び表2に示す。
具体的には、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも低いビードフィラーをA判定とする。一方、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率以上であるビードフィラーをB判定とする。
〔ランフラット走行性〕
各実施例及び比較例におけるタイヤのランフラット走行性を、ビードフィラー全体の引張弾性率の値に基づいて、それぞれ判定した。結果を表1及び表2に示す。
具体的には、実施例1~8及び比較例1~2については、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも高く、かつ、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも低い例をA判定とする。一方、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率以下又は比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率以上である例をB判定とする。
また、実施例9~11については、第1ビードフィラー全体の引張弾性率及び第2ビードフィラー全体の引張弾性率の両方が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも高く、かつ、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも低い例をA判定とする。一方、第1ビードフィラー全体の引張弾性率及び第2ビードフィラー全体の引張弾性率の少なくとも一方が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率以下又は比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率以上である例をB判定とする。
各実施例及び比較例におけるタイヤのランフラット走行性を、ビードフィラー全体の引張弾性率の値に基づいて、それぞれ判定した。結果を表1及び表2に示す。
具体的には、実施例1~8及び比較例1~2については、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも高く、かつ、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも低い例をA判定とする。一方、ビードフィラー全体の引張弾性率が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率以下又は比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率以上である例をB判定とする。
また、実施例9~11については、第1ビードフィラー全体の引張弾性率及び第2ビードフィラー全体の引張弾性率の両方が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも高く、かつ、比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率よりも低い例をA判定とする。一方、第1ビードフィラー全体の引張弾性率及び第2ビードフィラー全体の引張弾性率の少なくとも一方が、比較例1におけるビードフィラー全体の引張弾性率以下又は比較例2におけるビードフィラー全体の引張弾性率以上である例をB判定とする。
〔リム組み性〕
各実施例及び比較例におけるタイヤのリム組み性を、以下のようにしてそれぞれ判定した。結果を表1及び表2に示す。
比較例1については、ビードフィラー全体の引張弾性率が低すぎることでタイヤ形状の保持性が低くなることが予想されるため、C判定とする。
実施例1については、ビードフィラー全体の引張弾性率がやや低めであり、耐衝撃性が得られやすい配合である(具体的には、非晶樹脂[B]が適度に含まれることでビードフィラー全体の引張弾性率が適度な値となる)ことから、リム組み性に優れると予想されるため、A判定とする。
実施例2については、実施例1に比べて非晶樹脂[B]の含有量が多くビードフィラー全体の引張弾性率がやや高いことから、実施例1よりも耐衝撃性が低くなると考えられ、リム組み性が実施例1よりも劣るものの許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。
各実施例及び比較例におけるタイヤのリム組み性を、以下のようにしてそれぞれ判定した。結果を表1及び表2に示す。
比較例1については、ビードフィラー全体の引張弾性率が低すぎることでタイヤ形状の保持性が低くなることが予想されるため、C判定とする。
実施例1については、ビードフィラー全体の引張弾性率がやや低めであり、耐衝撃性が得られやすい配合である(具体的には、非晶樹脂[B]が適度に含まれることでビードフィラー全体の引張弾性率が適度な値となる)ことから、リム組み性に優れると予想されるため、A判定とする。
実施例2については、実施例1に比べて非晶樹脂[B]の含有量が多くビードフィラー全体の引張弾性率がやや高いことから、実施例1よりも耐衝撃性が低くなると考えられ、リム組み性が実施例1よりも劣るものの許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。
比較例2については、非晶樹脂[B]の含有量が多くビードフィラー全体の引張弾性率が高いことから、耐衝撃性が低く、リム組み時に割れが生じやすいことが予想されるため、C判定とする。
実施例4については、非晶樹脂[B]の含有量が実施例1と同じであることから、熱可塑性エラストマー[A]の種類が異なることでビードフィラー全体の引張弾性率が実施例1よりやや高くても、耐衝撃性が得られ、リム組み性に優れると予想されるため、A判定とする。
実施例5については、非晶樹脂[B]の含有量が実施例1及び実施例4と同じであり、ビードフィラー全体の引張弾性率が実施例1と実施例4との間の値であることから、非晶樹脂[B]の種類が実施例1及び実施例4と異なっても、耐衝撃性が得られ、リム組み性に優れると予想されるため、A判定とする。
実施例4については、非晶樹脂[B]の含有量が実施例1と同じであることから、熱可塑性エラストマー[A]の種類が異なることでビードフィラー全体の引張弾性率が実施例1よりやや高くても、耐衝撃性が得られ、リム組み性に優れると予想されるため、A判定とする。
実施例5については、非晶樹脂[B]の含有量が実施例1及び実施例4と同じであり、ビードフィラー全体の引張弾性率が実施例1と実施例4との間の値であることから、非晶樹脂[B]の種類が実施例1及び実施例4と異なっても、耐衝撃性が得られ、リム組み性に優れると予想されるため、A判定とする。
実施例6については、非晶樹脂[B]の含有量が実施例2と同じであることから、非晶樹脂[B]の種類が異なることでビードフィラー全体の引張弾性率が実施例2よりもやや高くても、実施例2と同等の耐衝撃性が得られ、リム組み性が許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。
実施例7については、ビードフィラーの組成が実施例4と同じであるが、被覆樹脂の引張弾性率が実施例4よりも高いため、タイヤ全体としてやや硬くなることでリム組み性が実施例4よりも劣るものの、許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。
実施例8については、ビードフィラーの組成が実施例2と同じであるため、被覆樹脂が非晶性樹脂を含むものであっても、タイヤ全体としてリム組み性が許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。なお、実施例8の被覆樹脂として用いた樹脂は、熱可塑性エラストマー5557(東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、品名:ハイトレル5557)を80質量%と、非晶樹脂270(東洋紡社製、非晶性ポリエステル樹脂、品名:バイロン270)を20質量%と、を含む混合物である。
実施例7については、ビードフィラーの組成が実施例4と同じであるが、被覆樹脂の引張弾性率が実施例4よりも高いため、タイヤ全体としてやや硬くなることでリム組み性が実施例4よりも劣るものの、許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。
実施例8については、ビードフィラーの組成が実施例2と同じであるため、被覆樹脂が非晶性樹脂を含むものであっても、タイヤ全体としてリム組み性が許容範囲であることが予想されるため、B判定とする。なお、実施例8の被覆樹脂として用いた樹脂は、熱可塑性エラストマー5557(東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、品名:ハイトレル5557)を80質量%と、非晶樹脂270(東洋紡社製、非晶性ポリエステル樹脂、品名:バイロン270)を20質量%と、を含む混合物である。
実施例9については、実施例1のビードフィラー及び実施例2のビードフィラーの二部材からなるビードフィラーであることから、実施例1及び実施例2に比べてリム組み性がさらに優れると予想されるため、A判定とする。
実施例10については、実施例2のビードフィラー及び実施例5のビードフィラーの二部材からなるビードフィラーであることから、実施例2及び実施例5に比べてリム組み性がさらに優れると予想されるため、A判定とする。
実施例11については、第1ビードフィラーが実施例9及び実施例10における第1ビードフィラーと同じであり、かつ、第2ビードフィラーが実施例9及び実施例10における第2ビードフィラーよりも全体の引張弾性率が低いものであることから、実施例9及び実施例10と同等のリム組み性又はさらに優れるリム組み性が得られると予想されるため、A判定とする。
実施例10については、実施例2のビードフィラー及び実施例5のビードフィラーの二部材からなるビードフィラーであることから、実施例2及び実施例5に比べてリム組み性がさらに優れると予想されるため、A判定とする。
実施例11については、第1ビードフィラーが実施例9及び実施例10における第1ビードフィラーと同じであり、かつ、第2ビードフィラーが実施例9及び実施例10における第2ビードフィラーよりも全体の引張弾性率が低いものであることから、実施例9及び実施例10と同等のリム組み性又はさらに優れるリム組み性が得られると予想されるため、A判定とする。
表中の成分は、次のとおりである。
(接着樹脂層)
・GQ730:三菱ケミカル社製、無水マレイン酸変性ポリエステル系熱可塑性エラストマー、「プリマロイ-AP GQ730」、融点200℃
(接着樹脂層)
・GQ730:三菱ケミカル社製、無水マレイン酸変性ポリエステル系熱可塑性エラストマー、「プリマロイ-AP GQ730」、融点200℃
(被覆樹脂層、及びビードフィラー)
・5557:東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、「ハイトレル5557」、融点208℃
・6347:東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、「ハイトレル6347」、融点215℃
・270:東洋紡社製、非晶性ポリエステル樹脂、「バイロン270」、ガラス転移点67℃
・S4500:三菱ガス化学社製、非晶性ポリエステル樹脂、「アルテスターS4500」、ガラス転移点110℃
・5557:東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、「ハイトレル5557」、融点208℃
・6347:東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、「ハイトレル6347」、融点215℃
・270:東洋紡社製、非晶性ポリエステル樹脂、「バイロン270」、ガラス転移点67℃
・S4500:三菱ガス化学社製、非晶性ポリエステル樹脂、「アルテスターS4500」、ガラス転移点110℃
表に示した評価結果から分かるように、ビードフィラーに、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み連続相中に点在する不連続相と、が存在し、不連続相の引張弾性率Eiが連続相の引張弾性率Esよりも高い実施例では、この要件を満たさない比較例に比べて、優れたリム組み性と高い耐衝撃性とが両立される。
1 ビードワイヤー
2 接着剤層
3、3C 被覆樹脂層
10、110、210 タイヤ
12、112、212 ビード部
14、114、214 タイヤサイド部
16、116、216 トレッド部
18、118、218、218C ビードコア
20、120、200、200A、200B、200C ビードフィラー
20A、200E 端部
22、222 カーカス
22A、222A 本体部
22B、222B 折返し部分
22C、222C 端部
22I 内面
22O、222O 外面
24A、224A ベルト層
24B、224B キャップ層
24C、224C レイヤー層
26、226 サイド補強ゴム
26A 端部(トレッド部側の端部)
26B 端部(ビードコア側の端部)
30、230 標準リム
122 保護層
124A ベルト層
124B クッションゴム
130 トレッド
140 タイヤケース(タイヤ骨格体)
201,201A,201B,201C 第1ビードフィラー
202,202A,202B,202C 第2ビードフィラー
CL タイヤ赤道面
Q 中点
2 接着剤層
3、3C 被覆樹脂層
10、110、210 タイヤ
12、112、212 ビード部
14、114、214 タイヤサイド部
16、116、216 トレッド部
18、118、218、218C ビードコア
20、120、200、200A、200B、200C ビードフィラー
20A、200E 端部
22、222 カーカス
22A、222A 本体部
22B、222B 折返し部分
22C、222C 端部
22I 内面
22O、222O 外面
24A、224A ベルト層
24B、224B キャップ層
24C、224C レイヤー層
26、226 サイド補強ゴム
26A 端部(トレッド部側の端部)
26B 端部(ビードコア側の端部)
30、230 標準リム
122 保護層
124A ベルト層
124B クッションゴム
130 トレッド
140 タイヤケース(タイヤ骨格体)
201,201A,201B,201C 第1ビードフィラー
202,202A,202B,202C 第2ビードフィラー
CL タイヤ赤道面
Q 中点
Claims (11)
- 少なくともビードワイヤーを有するビードコアと、前記ビードコアに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置されたビードフィラーと、を有し、
前記ビードフィラーは、熱可塑性エラストマーを含む連続相と、非晶性樹脂を含み前記連続相中に点在する不連続相と、を有し、
前記不連続相の引張弾性率Eiが前記連続相の引張弾性率Esよりも高いタイヤ用ビード部材。 - 前記不連続相の引張弾性率Eiが、500MPa以上3000MPa以下である請求項1に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記連続相の引張弾性率Esが、100MPa以上400MPa以下である請求項1又は請求項2に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記不連続相の引張弾性率Eiと前記連続相の引張弾性率Esとの比(Ei/Es)が、500/400乃至3000/100である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記ビードフィラーの引張弾性率が、400MPa以上1500MPa以下である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記非晶性樹脂が、エステル結合を有する非晶性樹脂である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記エステル結合を有する非晶性樹脂が、非晶性ポリエステル系熱可塑性樹脂及び非晶性ポリカーボネート系熱可塑性樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂である請求項6に記載のタイヤ用ビード部材。
- 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7のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記ビードフィラーは、前記熱可塑性エラストマーと前記非晶性樹脂との総量100質量部に対する、前記非晶性樹脂の含有量が5質量部以上45質量部以下である請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
- 前記ビードコアは、前記ビードワイヤーに直に接触するか又は他の層を介して接触して配置された被覆樹脂層を有する請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材。
- 一対のビード部に、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のタイヤ用ビード部材を有するタイヤ。
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