(57)【要約】本発明は、非空気圧タイヤスポーク用組成物に関する。特に、非空気圧タイヤスポーク用組成物から調製された非空気圧タイヤスポークは、優れた機械的特性を有する。【選択図】図２
2021501226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリエステルエラストマー、シラン系界面結合剤、及びシリカ粒子を含む、非空気圧タイヤスポーク用組成物。
【請求項２】
前記シリカ粒子の平均粒径が１００〜３００μｍである、請求項１に記載の非空気圧タイヤスポーク用組成物。
【請求項３】
前記シラン系界面結合剤が、以下の式１で表される化合物、以下の式２で表される化合物、又はその組合せである、請求項１に記載の非空気圧タイヤスポーク用組成物。
【化１】
2021501226.tif 000011
【化２】
2021501226.tif 000012
【請求項４】
前記熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり１〜１８重量部の前記シリカ粒子及び０．１〜２重量部の前記シラン系界面結合剤を含む、請求項１に記載の非空気圧タイヤスポーク用組成物。
【請求項５】
前記熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり２〜１５重量部の前記シリカ粒子及び０．２〜１．５重量部の前記シラン系界面結合剤を含む、請求項４に記載の非空気圧タイヤスポーク用組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物から調製された非空気圧タイヤスポーク。
【請求項７】
引張弾性率が５０〜２００ＭＰａであり、曲げ弾性率が９０〜２００ＭＰａである、請求項６に記載の非空気圧タイヤスポーク。
【請求項８】
熱可塑性ポリエステルエラストマー、シラン系界面結合剤、及びシリカ粒子を混合して、混合物を調製するステップと、前記混合物を成形するステップとを含む、非空気圧タイヤスポークを製造するための方法。
【請求項９】
前記混合を行って、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり１〜１８重量部の前記シリカ粒子及び０．１〜２重量部の前記シラン系界面結合剤を混合する、請求項８に記載の非空気圧タイヤスポークを製造するための方法。
【請求項１０】
前記混合が、１９０〜２２０℃で、６０〜７０ｒｐｍの速度で５〜１０分間行われる、請求項８に記載の非空気圧タイヤスポークを製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、非空気圧タイヤスポーク用組成物に関する。特に、本発明は、最小量の充填剤が熱可塑性ポリエステルエラストマーに均一に分散した、優れた機械的特性を有する非空気圧タイヤスポーク用組成物、及び該組成物から調製された非空気圧タイヤスポークに関する。
【０００２】
［背景技術］
非空気圧タイヤは、タイヤの構造上製造方法が単純であり、タイヤの特定の部分が損傷された場合にも安定な走行が可能なため、次世代タイヤとして注目を集めている。特に、非空気圧タイヤは、継続的な空気圧の管理を必要とする従来のタイヤと異なり、メンテナンスの必要が少なく、パンクによって死亡事故が起こる可能性が少ないという利点を有する。
【０００３】
現在、世界中の様々なタイヤ製造業者が非空気圧タイヤの開発に焦点を置いている。代表的な非空気圧タイヤとしては、ＢｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅのＡｉｒ  Ｆｒｅｅ  Ｃｏｎｃｅｐｔ及びＭｉｃｈｅｌｉｎのＴｗｅｅｌが挙げられる。現在知られている多くの非空気圧タイヤは熱可塑性樹脂又はポリウレタン材料から作製されており、これらのタイヤは発熱に弱く、耐久性及び形状保持性が低いと考えられている。したがって、これらのタイヤの商業化は軍事用及び特殊用途用の車両に限定されている。しかし、タイヤの特徴を鑑みると、タイヤの利用可能性及び利点は、タイヤが一般乗用車に適用されたときに最大限に引き出すことが可能になる。そのため、高速走行用の非空気圧タイヤを開発する試みがなされている。
【０００４】
高速走行用の非空気圧タイヤは様々な構造を有し得る。タイヤのスポーク部分は、タイヤの形状を保ち衝撃を吸収する上で重要な役割を果たす。特に、スポークは、走行中の頻繁な変形及びブレーキをかけた際の発熱を特徴とする。したがって、スポークを構成する材料は、圧縮疲労安定性及び熱安定性が高くなければならない。それに対し、従来の非空気圧タイヤスポーク用材料として主に使用されるポリウレタンは機械的特性が低く、引張強度は４１ＭＰａであり、曲げ弾性率は４８ＭＰａである。この値は、高速走行用の非空気圧タイヤスポークに必要とされる物性を満たすことができないレベルである。したがって、機械的安定性がより高い材料の開発が要求されている。
【０００５】
［発明の開示］
［発明が解決しようとする課題］
したがって、本発明者らは、熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）及び様々な充填剤を混合することによって複合材料を調製し、非空気圧タイヤスポークに最も適する物性を示す組成物について研究した。その結果、シリカ粒子とシラン系界面結合剤を混合することによって、機械的特性が高い組成物が調製された。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、最小量の充填剤が熱可塑性ポリエステルエラストマーに均一に分散した、優れた機械的特性を有する非空気圧タイヤスポークに適した組成物、及び該組成物から調製された非空気圧タイヤスポークを提供することである。
【０００７】
［課題を解決するための手段］
上記の課題を解決するために、本発明は、熱可塑性ポリエステルエラストマー、シラン系界面結合剤、及びシリカ粒子を含む非空気圧タイヤスポーク用組成物を提供する。
【０００８】
さらに、本発明は、上述した非空気圧タイヤスポーク用組成物から調製された非空気圧タイヤスポークを提供する。
【０００９】
さらに、本発明は、熱可塑性ポリエステルエラストマー、シラン系界面結合剤、及びシリカ粒子を混合して混合物を調製するステップと、混合物を成形するステップとを含む、非空気圧タイヤスポークを製造するための方法を提供する。
【００１０】
［発明の効果］
熱可塑性ポリエステルエラストマーに均一に分散した最小量の充填剤を含む、本発明の非空気圧タイヤスポーク用組成物は、優れた機械的特性を有する非空気圧タイヤスポークをもたらすことができる。
【００１１】
その結果、本発明の非空気圧タイヤスポーク用組成物から調製された非空気圧タイヤスポークは、引張弾性率、曲げ弾性率などの機械的特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、試験例１の機械的特性を測定するために調製された試験片の模式図である。（ａ）は引張弾性率を測定するための試験片の図であり、（ｂ）は曲げ弾性率を測定するための試験片の図である。
【図２】図２は、実施例１〜１１及び比較例１で調製された組成物から得られた試験片の引張弾性率を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、シリカ粒子の種類及び含有量に対する引張弾性率及び曲げ弾性率を測定した結果を示すグラフである。
【図４】図４は、シリカ粒子の含有量に対する引張弾性率の変化を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例１〜１１及び比較例１で調製された組成物から得られた試験片の曲げ弾性率を測定した結果を示すグラフである。
【図６】図６は、シリカ粒子の含有量に対する曲げ弾性率の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、比較例１、比較例８、及び実施例１２で調製された組成物から得られた試験片の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。（（ａ）：比較例１、（ｂ）：比較例８、及び（ｃ）：実施例１２）。
【図８】図８は、比較例９〜１３で調製された組成物から得られた試験片の引張弾性率及び曲げ弾性率を測定した結果を示すグラフである。
【００１３】
［発明を実施するための最良の形態］
本発明は、熱可塑性ポリエステルエラストマー、シラン系界面結合剤、及びシリカ粒子を含む、非空気圧タイヤスポーク用組成物を提供する。
【００１４】
（熱可塑性ポリエステルエラストマー）
熱可塑性ポリエステルエラストマーは、ポリエステルブロックコポリマーを含み得る。ポリエステルブロックコポリマーは、ハードセグメント（ａ１）及びソフトセグメント（ａ２）を含み得る。
【００１５】
ハードセグメント（ａ１）は、芳香族ジカルボン酸又はそのエステル誘導体、及びジオール又はそのエステル誘導体でもよい。詳細には、芳香族ジカルボン酸の例としては、テレフタル酸、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、アントラセンジカルボン酸、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、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、５−スルホイソフタル酸、及び３−スルホイソフタル酸ナトリウム塩が挙げられる。さらに、芳香族ジカルボン酸を、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、及び４，４’−ジシクロヘキシルジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、及び／又はアジピン酸、コハク酸、シュウ酸、セバシン酸、ドデカン二酸、及びダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸で部分的に代用してもよい。
【００１６】
ジオールは、１，４−ブタンジオール、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、及びデカメチレングリコールなどの脂肪族ジオール、１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−ジシクロヘキサンジメタノール、及びトリシクロデカンジメタノールなどの脂環式ジオール、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）ジフェニルプロパン、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−ヒドロキシエトキシ）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−テルフェニル、及び４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−クアテルフェニルなどの芳香族ジオールからなる群から選択される少なくとも１つであってもよい。さらに、ジオールは、上述したそのエステル誘導体、例えばアセチル体、アルカリ金属塩などの形態であってもよい。
【００１７】
より詳細には、ハードセグメント（ａ１）は、テレフタル酸及び／又はテレフタル酸ジメチル及び１，４−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレート単位、並びにイソフタル酸及び／又はイソフタル酸ジメチル及び１，４−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンイソフタレート単位からなり得る。
【００１８】
ソフトセグメント（ａ２）は、脂肪族ポリエーテル単位及び／又は脂肪族ポリエステル単位及びポリカーボネート単位からなり得る。
【００１９】
脂肪族ポリエーテル単位の例としては、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コポリマー、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、及びエチレンオキシドとテトラヒドロフランとのコポリマーを挙げることができる。
【００２０】
脂肪族ポリエステル単位の例としては、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、及びポリエチレンアジペートが挙げられる。
【００２１】
ポリカーボネート単位は、以下の式３で表される構造を有していてもよい。
【００２２】
【化１】
2021501226.tif 000003
【００２３】
上記式３中、
Ｒは水素、Ｃ１〜３アルキル基、又はＣ６〜１０アリール基であり、
ｘは２〜２０の整数である。
【００２４】
詳細には、上記式３中、Ｒは水素であってもよく、ｘは６であってもよい。つまり、ポリカーボネート単位はポリ（ヘキサメチレンカーボネート）であってもよい。
【００２５】
熱可塑性ポリエステルエラストマーは、１２０〜２３０℃の融点を有し得る。詳細には、熱可塑性ポリエステルエラストマーは、１４０〜２２０℃の融点を有し得る。
【００２６】
（シラン系界面結合剤）
シラン系界面結合剤は、シリカ粒子の表面の親水性を低下させ、表面を疎水性に改質することによって、シリカ粒子の熱可塑性ポリエステルエラストマーへの分散を改善する作用、シリカ粒子の凝集を防止して、製品の欠陥を低減させる作用、及び製品の機械的特性を改善する作用を果たす。さらに、シラン系界面結合剤は、シリカ粒子の含有量を低下させることによって、コスト面での顕著な利点、並びに機械的特性の改善をもたらす作用を果たし得る。
【００２７】
シラン系界面結合剤は、以下の式１で表される化合物、以下の式２で表される化合物、又はその組合せであってもよい。詳細には、シラン系界面結合剤は、以下の式１で表される化合物又は以下の式２で表される化合物であってもよい。
【００２８】
【化２】
2021501226.tif 000004
【００２９】
【化３】
2021501226.tif 000005
【００３０】
（シリカ粒子）
シリカ粒子は、組成物の剛性及び弾性を改善する作用を果たすように組成物に含まれる。
【００３１】
シリカ粒子の平均粒径は、１００〜３００μｍでもよい。詳細には、シリカ粒子の平均粒径は、２００〜３００μｍ又は２２０〜２８０μｍでもよい。
【００３２】
組成物は、熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり１〜１８重量部のシリカ粒子及び０．１〜２重量部のシラン系界面結合剤を含み得る。詳細には、組成物は、熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり２〜１５重量部、５〜１５重量部、又は５〜１０重量部のシリカ粒子、及び０．２〜１．５重量部、０．５〜１．５重量部、又は０．５〜１．０重量部のシラン系界面結合剤を含み得る。
【００３３】
＜非空気圧タイヤスポーク＞
さらに、本発明は、該組成物から調製された非空気圧タイヤスポークを提供する。非空気圧タイヤスポークは、シリカ粒子が熱可塑性ポリエステルエラストマーに均一に分散した形態であってもよい（図７を参照）。上述したシリカ粒子の均一な分散は、非空気圧タイヤスポークの機械的特性を改善し、製品の欠陥を低減させる効果を生じる。
【００３４】
非空気圧タイヤスポークは、引張弾性率が５０〜２００ＭＰａであり、曲げ弾性率が９０〜２００ＭＰａでもよい。詳細には、非空気圧タイヤスポークは、引張弾性率が８０〜１８０ＭＰａであり、曲げ弾性率が９５〜１７０ＭＰａでもよい。
【００３５】
非空気圧タイヤスポークは、引張弾性率、曲げ弾性率などの機械的特性に優れるため、高速走行用非空気圧タイヤスポークに適している。詳細には、非空気圧タイヤスポークは、産業車両用、軍事車両用、又は高速乗用車用であってもよい。産業非空気圧タイヤスポークは、建設機械用又は輸送機関用であってもよい。
【００３６】
＜非空気圧タイヤスポークを製造するための方法＞
さらに、本発明は、熱可塑性ポリエステルエラストマー、シラン系界面結合剤、及びシリカ粒子を混合して、混合物を調製するステップと、混合物を成形するステップとを含む、非空気圧タイヤスポークを製造するための方法を提供する。
【００３７】
（混合物を調製するステップ）
熱可塑性ポリエステルエラストマー、シリカ粒子、及びシラン系界面結合剤はそれぞれ、非空気圧タイヤスポーク用組成物において上述した通りである。
【００３８】
混合物は、熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり１〜１８重量部のシリカ粒子及び０．１〜２重量部のシラン系界面結合剤を含み得る。詳細には、混合物は、熱可塑性ポリエステルエラストマー１００重量部あたり２〜１５重量部のシリカ粒子及び０．２〜１．５重量部のシラン系界面結合剤を含み得る。
【００３９】
混合は、１９０〜２２０℃で、６０〜７０ｒｐｍの速度で５〜１０分間行ってもよい。詳細には、混合は、２００〜２１０℃で、６５〜７０ｒｐｍの速度で６〜７分間行ってもよい。
【００４０】
（成形するステップ）
成形は、混合するステップで得られた混合物を２００〜２２０℃の金型に入れて成形した後、室温で冷却することによって行われ得る。詳細には、成形は、混合物を２００〜２１０℃の金型に入れて成形した後、２０〜２５℃で５〜１０秒間冷却することによって行われ得る。
【００４１】
［発明の形態］
以下の実施例及び比較例で使用される化合物の製造業者及び製品名を下記に示す。
【００４２】
熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）：Ｋｏｌｏｎ製コペル（ＫＯＰＥＬ）（登録商標）ＫＰ３３４０
シリカ粒子１：Ｓｏｌｖａｙ製ＺＥＯＳＩＬ  ２００ＭＰ（以下「Ｍ」と称する）（平均粒径：２５０μｍ）
シリカ粒子２：Ｒｈｏｄｉａ製Ｚ１１５ＧＲ（以下「Ｚ」と称する）（平均粒径：１００μｍ）
ナノクレイ１：Ｎａｎｏｋｏｒ製ナノクレイＣｌｏｉｓｉｔｅ  Ｎａ＋（以下「Ｎａ」と称する）（平均粒径：１３ｎｍ）
ナノクレイ２：Ｎａｎｏｋｏｒ製ナノクレイＣｌｏｉｓｉｔｅ  １５Ａ（以下「１５Ａ」と称する）（平均粒径：１３ｎｍ）
炭素繊維：Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ製７１９７８１（直径：１００ｎｍ，長さ：２０〜２００μｍ）
シラン系界面結合剤Ｓ：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ製ＮＸＴ（下記式１）
【化４】
2021501226.tif 000006
シラン系界面結合剤Ｎ：Ｅｖｏｎｉｋ製Ｓｉ−６９（下記式２）
【化５】
2021501226.tif 000007
【００４３】
＜実施例１：非空気圧タイヤスポーク用組成物の調製＞
２１０℃に加熱したブラベンダーに、１００重量部の熱可塑性ポリエステルエラストマー及び２重量部のシリカ粒子２を投入した。混合物を、ガラスピペットを使用して０．２重量部のシラン系界面結合剤Ｓ（液相中）をゆっくり加えながら７分間撹拌することによって、非空気圧タイヤスポーク用組成物を調製した。
【００４４】
＜実施例２〜１２＞
シリカ粒子の含有量及び種類並びにシラン系界面結合剤の種類及び含有量を下記の表１に示す通りに変更したことを除いて、各非空気圧タイヤスポーク用組成物を実施例１と同様に調製した。
【００４５】
＜比較例１＞
シリカ粒子及びシラン系界面結合剤を使用せず、熱可塑性ポリエステルエラストマーのみを使用した。
【００４６】
＜比較例２〜６＞
シラン系界面結合剤を使用せず、シリカ粒子の代わりにナノクレイを使用したことを除いて、各組成物を実施例１と同様に調製した。
【００４７】
＜比較例７及び８＞
シラン系界面結合剤を使用せず、シリカ粒子の含有量を表１に示される通りに変更したことを除いて、各組成物を実施例１と同様に調製した。
【００４８】
【表１】
2021501226.tif 000008
【００４９】
＜試験例１：物性の測定＞
実施例１〜１２及び比較例１〜８の組成物を、２００℃に加熱した試験片作製機にそれぞれ注入して溶融させ、金型（すなわち、鋳型）に流し込んだ後冷却することによって、図１（ａ）及び（ｂ）に示される試験片を調製した。図１において、（ａ）は引張弾性率を測定するための試験片の図であり、（ｂ）は曲げ弾性率を測定するための試験片の図である。この場合、引張弾性率を測定するための試験片及び弾性率を測定するための試験片の厚さは３ｍｍであった。
【００５０】
上述のように調製された試験片をそれぞれ、以下の様式で物性測定に供した。結果を図２〜７及び表２に示す。
【００５１】
（（１）引張弾性率）
引張弾性率は、ＩＳＯ５２７に規定される試験条件に従って評価した。上述のように調製された試験片（図１（ａ））を、室温で４８時間静置した。試験片を万能試験機（ＵＴＭ）の引張試験グリップにクランプして、伸び測定モードで破断するまで一定速度で張力をかけた。破断時の値を記録した。
【００５２】
（（２）曲げ弾性率）
曲げ弾性率は、ＩＳＯ１７８に規定される試験条件に従って評価した。上述のように調製された試験片（図１（ｂ））を室温で４８時間静置した。試験片を万能試験機（ＵＴＭ）の屈曲試験治具に配置し、試験機を一定速度で試験片方向に動かし、試験片の曲げ弾性率を記録した。
【００５３】
【表２】
2021501226.tif 000009
【００５４】
図２及び表２に示されるように、シリカ粒子及びシラン系界面結合剤を含む実施例１〜１１の試験片の引張弾性率は、シリカ粒子及びシラン系界面結合剤の含有量の増加に比例して増加した。これはシリカ粒子が引張弾性率を増加させることを示しており、このことはシリカ粒子が熱可塑性樹脂の材料の剛性を改善させる効果を生じることを意味する。
【００５５】
特に、１５重量部のシリカ粒子を含む実施例５〜１１の試験片は引張弾性率が少なくとも１７０ＭＰａと高く、これはシラン系界面結合剤の種類が異なる場合でも同様であった。一方、シリカ粒子を含まない比較例１は８３．４７ＭＰａと最も低い引張弾性率を示したが、この値は従来の非空気圧タイヤスポーク用材料のものと同様である。
【００５６】
図３に示されるように、ナノクレイ（１５Ａ）を含む比較例２の試験片の引張弾性率は約７２ＭＰａであり、熱可塑性樹脂のみを含む比較例１の引張弾性率よりも約１４％低かった。さらに、ナノクレイの含有量が１０〜２０重量部に増加すると、試験片の引張弾性率もそれぞれ９８ＭＰａ及び１６１ＭＰａに増加した。さらに、ナノクレイ（Ｎａ）を含む比較例５及び６の引張弾性率もまた、それぞれ８５ＭＰａ及び１０８ＭＰａに増加した。
【００５７】
図４に示されるように、シラン系界面結合剤を使用せずシリカ粒子のみを含む比較例７及び８の試験片の引張弾性率はそれぞれ７４ＭＰａ及び８８ＭＰａであり、熱可塑性樹脂のみを含む比較例１の８３ＭＰａと同様であった。上記から、シラン系界面結合剤が、組成物の物性を制御するために重要であることが見出された。
【００５８】
図５及び表２に示されるように、シリカ粒子及びシラン系界面結合剤を含む実施例２〜５及び８〜１１の試験片の曲げ弾性率は、シリカ粒子の含有量の増加に比例して増加した。しかし、少量のシリカ粒子を含む実施例１、６及び７の曲げ弾性率は、測定誤差の範囲内で、シリカ粒子を含まない比較例１の曲げ弾性率よりわずかに低いか又はそれと同様であった。このことは引張弾性率の測定と同様に、シリカ粒子が熱可塑性樹脂の材料の剛性を改善させる効果を生じることを意味する。
【００５９】
特に、１５重量部のシリカ粒子を含む実施例５〜１１の試験片の曲げ弾性率は約１６５ＭＰａと高く、シラン系界面結合剤の種類が異なる場合でも同様であった。一方、シリカ粒子及びシラン系界面結合剤を含まない比較例１は１０６ＭＰａと低い曲げ弾性率を示したが、この値は従来の非空気圧タイヤスポーク用材料のものと同様である。
【００６０】
さらに、図３に示されるように、ナノクレイ（１５Ａ）を含む比較例２及び３の試験片の曲げ弾性率は１５９ＭＰａ及び１７８ＭＰａであり、熱可塑性樹脂のみを含む比較例１の１０６ＭＰａと比較して、それぞれ約５０％及び６８％改善された。さらに、ナノクレイ（Ｎａ）を含む比較例５及び６の曲げ弾性率は１５８ＭＰａ及び１６７ＭＰａであり、シリカ粒子及びシラン系界面結合剤を含まない比較例１と比較して、それぞれ約４９％及び５８％改善された。さらに、少量のナノクレイの添加であっても、調製された試験片の剛性は非常に高く増加した。したがって、ナノクレイは非空気圧タイヤスポーク用組成物の充填剤として使用するのに適していない。
【００６１】
図６に示されるように、シリカ粒子のみを含む比較例７及び８の試験片の曲げ弾性率は、それぞれ１３０ＭＰａ及び１８２ＭＰａであった。この値は、シリカ粒子を含まない比較例１の試験片の曲げ弾性率１０６ＭＰａよりも高い値であった。
【００６２】
さらに、表２に示されるように、１５重量部のシリカ粒子を含む実施例１１の引張弾性率及び曲げ弾性率は、２０重量部のシリカ粒子を含む実施例１２のものと同様であった。上記から、１５重量部を超えるシリカ粒子は、組成物の物性を改善させるのに有効ではないことが見出された。
【００６３】
（（３）分散度の測定）
熱可塑性ポリエステルエラストマーのシリカ粒子の分散度を判定するために、走査型電子顕微鏡で試験片の断面を観察した。結果を図７に示す。
【００６４】
図７（ａ）は、シリカ粒子を含まない比較例１の試験片の断面を示す図である。いかなる粒子の形状も観察されず、断面は均一であった。
【００６５】
図７（ｂ）は、シラン系界面結合剤を使用せず、シリカ粒子を含む比較例８の試験片の断面を示す図である。図７（ａ）とは異なり、一部で白色のシリカ粒子の凝集が観察された。この凝集は、シリカ粒子の表面のヒドロキシ基（−ＯＨ）の親水性による、熱可塑性ポリエステルエラストマーとの低親和性によって引き起こされた現象である。シリカ粒子のこのような部分的な凝集は、試験片の均一性を低減させるだけでなく、機械的特性も低下させる場合がある。
【００６６】
図７（ｃ）は、実施例１２の試験片の断面を示す図である。図７（ｂ）とは異なり、シリカ粒子が存在するにもかかわらず凝集現象が顕著に低減された。これは、シリカ粒子の表面が、シラン系界面結合剤とシリカ粒子との反応によって疎水的に改質され、それにより熱可塑性ポリエステルエラストマーとシリカ粒子との間の親和性が増加して、シリカ粒子の樹脂への分散性が増加することを示す。
【００６７】
＜比較例９〜１３：炭素繊維を含む組成物の調製＞
表３に示される量でシリカ粒子の代わりに炭素繊維を使用したこと、及びシラン系界面結合剤を使用しなかったことを除いて、実施例１と同様に各組成物を調製した。
【００６８】
【表３】
2021501226.tif 000010
【００６９】
＜試験例２＞
試験例１と同様に比較例９〜１１の組成物から試験片を調製して、試験例１と同様に引張弾性率及び曲げ弾性率を測定した。結果を図８に示す。
【００７０】
図８に示されるように、１０重量部の炭素繊維が使用された比較例９は引張弾性率１１３ＭＰａを示した。この値は、熱可塑性ポリエステルエラストマーで作製された比較例１と比較して３６％増加していた。さらに、炭素繊維の含有量が１５重量部、２０重量部、２５重量部、及び３０重量部に増加すると、引張弾性率は２４３ＭＰａ、３２０ＭＰａ、２３６ＭＰａ、及び２６３ＭＰａに増加し、その後減少した。特に、試験片の機械的特性は、炭素繊維含有量が２０重量部に増加するまでは改善されたが、その後含有量が２０重量部を超えると減少した。これは、炭素繊維の含有量が２０重量部を超えると炭素繊維の熱可塑性ポリエステルエラストマーへの分散性が低下し、それにより充填効果が低減されるためである。
【００７１】
さらに、炭素繊維の含有量が２０重量部に増加すると、引張弾性率と同様に曲げ弾性率が大幅に改善された。しかし、曲げ弾性率もまた、炭素繊維の含有量が２０重量部を超えると減少した。これは、炭素繊維が熱可塑性ポリエステルエラストマーと複合体を形成するときに炭素繊維含有量が増加するために、炭素繊維の熱可塑性ポリエステルエラストマーへの分散が不均一になることによって引き起こされる問題であると考えられる。さらに、少量の炭素繊維の添加であっても、調製された試験片の剛性は非常に高く増加した。したがって、炭素繊維は非空気圧タイヤスポーク用組成物の充填剤として使用するのに適していない。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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