(57)【要約】【課題】走行抵抗の温度依存性を低減することの可能なソリッドタイヤ用組成物、及びソリッドタイヤを提供する。【解決手段】ソリッドタイヤは、ホイールと同ホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備える。トレッド部を成形するためのソリッドタイヤ用組成物は、ポリウレタン原料と、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有する。ソリッドタイヤのトレッド部は、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールと同ホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えるソリッドタイヤにおける前記トレッド部を成形するためのソリッドタイヤ用組成物であって、
ポリウレタン原料と、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有することを特徴とするソリッドタイヤ用組成物。
【請求項２】
ホイールと同ホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えるソリッドタイヤであって、
前記トレッド部は、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有することを特徴とするソリッドタイヤ。
【請求項３】
前記ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体は、ポリアミドの粉体を含むことを特徴とする請求項２に記載のソリッドタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソリッドタイヤ（中実車輪）のトレッド部を成形するためのソリッドタイヤ用組成物、及びソリッドタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソリッドタイヤは、無人搬送車、フォークリフト等の産業車両の車輪、自動倉庫、立体駐車場、各種製造設備等に備えられる搬送用ローラ、ジェットコースターの車輪等の用途に利用されている。ソリッドタイヤは、ホイールとそのホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えている。トレッド部は、例えば、ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）から構成される（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５０５８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５０５８３号公報
【特許文献３】特開２００８−２１３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ポリウレタン製のトレッド部を有するソリッドタイヤでは、トレッド部の温度に依存して走行抵抗が変化する。これにより、例えば、ソリッドタイヤが装着された走行体の速度調整が困難となる場合がある。このように、ソリッドタイヤにおける走行抵抗の温度依存性を低減する点で未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行抵抗の温度依存性を低減することの可能なソリッドタイヤ用組成物、及びソリッドタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するソリッドタイヤ用組成物は、ホイールと同ホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えるソリッドタイヤにおける前記トレッド部を成形するためのソリッドタイヤ用組成物であって、ポリウレタン原料と、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有する。
【０００７】
上記課題を解決するソリッドタイヤは、ホイールと同ホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えるソリッドタイヤであって、前記トレッド部は、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有する。
【０００８】
上記ソリッドタイヤにおいて、前記ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体としては、ポリアミドの粉体を含む粉体が挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、走行抵抗の温度依存性を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ソリッドタイヤの試験方法を説明する概略図である。
【図２】ソリッドタイヤの温度と、走行抵抗係数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、ソリッドタイヤ用組成物、及びソリッドタイヤの実施形態について説明する。
＜ソリッドタイヤ用組成物＞
ソリッドタイヤ用組成物は、ポリウレタン原料、及びポリウレタンとは異なる樹脂の粉体を含む。ポリウレタン原料の一例としては、ポリウレタンプレポリマーを含有するポリウレタン原料が挙げられる。ポリウレタンプレポリマーは、ポリオールとイソシアネートとの重合反応を所定の段階まで進行させたポリマーである。すなわち、ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）は、ポリウレタンプレポリマーの重合体（硬化物）である。
【００１２】
ポリウレタンプレポリマーを構成するポリオールとしては、例えば、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）等のエーテル系ポリオール、アジペート系ポリオール、ポリカプロラクトン系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等のエステル系ポリオール等が挙げられる。
【００１３】
ポリウレタンプレポリマーを構成するイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）等が挙げられる。
【００１４】
上記のポリウレタンプレポリマーは、単独種を使用してもよく、複数種のポリウレタンプレポリマーをブレンドして使用してもよい。
ポリウレタン原料は、トレッド部の物性を調整し易くするために、鎖延長剤（硬化剤）を含有することが好ましい。鎖延長剤としては、例えば、ジオール類、及びジアミン類から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
【００１５】
ジオール類としては、例えば、１，１，１−トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール（１，４ＢＤ）、ヒドロキノンジ（２−ヒドロキシエチル）エーテル（ＨＱＥＥ）等が挙げられる。
【００１６】
ジアミン類としては、例えば、２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、１，４−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）等が挙げられる。
【００１７】
ポリウレタン原料（ソリッドタイヤ用組成物）中における鎖延長剤の含有量は、イソシアネートが有するイソシアネート基（ＮＣＯ基）と、鎖延長剤が有するヒドロキシル基（ＯＨ基）又はアミノ基（ＮＨ２）との当量比（当量比＝［ＯＨ］／［ＮＣＯ］、又は［ＮＨ２］／［ＮＣＯ］）において、例えば、０．９〜１の範囲が好適である。
【００１８】
＜ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体＞
ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体としては、例えば、ポリアミド６の粉体、ポリアミド６６の粉体、ポリアミド１１の粉体、ポリアミド１２の粉体等のポリアミドの粉体、ポリエチレンの粉体、ポリプロピレンの粉体、ポリエステルの粉体、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂の粉体の粉体が挙げられる。ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体は、単独種を使用してもよく、複数種を組み合わせて使用してもよい。
【００１９】
ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体の平均粒子径は、例えば、５〜５００μｍであることが好ましい。ソリッドタイヤ用組成物中における、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体の含有量は、例えば、ポリウレタンプレポリマー１００質量部に対して５〜３０質量部の範囲であることが好ましい。
【００２０】
＜ソリッドタイヤ用組成物の調製方法＞
ソリッドタイヤ用組成物は、周知の撹拌装置を用いてポリウレタン原料と、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを混合（ポリウレタンプレポリマー中にポリウレタンとは異なる樹脂の粉体を分散）することで調製することができる。ソリッドタイヤ用組成物には、必要に応じて、各種安定剤、粘度調整剤、消泡剤、反応促進剤、反応遅延剤等を含有させることもできる。
【００２１】
＜ソリッドタイヤの製造方法＞
ソリッドタイヤを製造するには、まずソリッドタイヤのホイールとなる芯金を金型のキャビティに配置し、そのキャビティ内にソリッドタイヤ用組成物を注入する。なお、芯金の材質は特に限定されず、その材質としては、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等が挙げられる。続いて、金型を所定時間加熱することにより、ソリッドタイヤ用組成物を硬化させる。これにより、トレッド部が成形されるとともに、成形されたトレッド部が芯金（ホイール）と一体化（接着）されたソリッドタイヤが得られる。
【００２２】
＜ソリッドタイヤ＞
ソリッドタイヤは、ホイールと、そのホイールの外周面を被覆するトレッド部を備えている。トレッド部は、ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）と、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有している。本実施形態では、トレッド部の全体が、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とが含有された成形体により構成されている。
【００２３】
ソリッドタイヤの用途としては、例えば、無人搬送車、フォークリフト等の産業車両の車輪、自動倉庫、立体駐車場、製造設備等に備えられる搬送用ローラ、及びジェットコースター（遊戯機器）の車輪等が挙げられる。
【００２４】
＜作用＞
本実施形態のトレッド部は、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有している。ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体は、温度の上昇に伴ってポリウレタンの反発弾性が高まることを抑制するように作用することで、トレッド部における反発弾性の温度依存性が低減されると推測される。このようにトレッド部における反発弾性の温度依存性が低減されることで、ソリッドタイヤの走行抵抗の温度依存性が低減され易くなる。
【００２５】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）ソリッドタイヤ用組成物は、ホイールとこのホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えるソリッドタイヤにおけるトレッド部を成形するために用いられる。ソリッドタイヤ用組成物は、ポリウレタン原料と、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有している。この構成によれば、ソリッドタイヤにおける走行抵抗の温度依存性を低減することが可能となる。
【００２６】
（２）ソリッドタイヤは、ホイールとこのホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えている。トレッド部は、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有している。この構成によれば、ソリッドタイヤにおける走行抵抗の温度依存性を低減することが可能となる。
【００２７】
（３）ジェットコースターの走行では、所定の位置エネルギーを利用して加速するため、その位置エネルギーに応じてジェットコースターの速度が設定される。ここで、従来のソリッドタイヤをジェットコースターの車輪に用いた場合、車輪の温度に依存して車輪の走行抵抗が変化し易く、これによりジェットコースターの速度も変化し易い。ジェットコースターの速度調整は、例えば、車輪の数を変更することにより可能であるものの、適切な数に設定するのは困難である。特に、冬季では、ジェットコースターの運行状況に応じて車輪の温度が大きく変化し易いため、速度調整が困難となる。このようなジェットコースターの車輪に本実施形態のソリッドタイヤを用いることは、ジェットコースターの速度を安定化し、速度調整を省略又は簡略化する点で有利である。
【００２８】
（変更例）
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記ソリッドタイヤのトレッド部は、内周層と、その内周層に積層されるとともにトレッド部の最外層となる外周層とを含む積層構造により構成されてもよい。この場合、積層構造を構成する層のうち、少なくとも一つの層は、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とが含有される。ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体を含有する層の厚さは、トレッド部の全体の厚さを１００％としたとき、５０％以上であることが好ましく、より好ましくは７０％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である。なお、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体を含有する層の厚さは、ソリッドタイヤの軸方向における層の寸法であり、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体を含有する層が複数層から構成される場合は、その複数層の合計の厚さを示す。
【００２９】
・上記のように積層構造により構成されるトレッド部では、最外層の温度変化が比較的大きいため、ポリウレタンと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有する層は、最外層として適用されることが好ましい。
【００３０】
・前記実施形態では、ポリウレタンプレポリマーを含むポリウレタン原料を用いているが、ポリウレタン原料は、周知のワンショット法や周知のミラブル法のポリウレタン原料に変更することもできる。
【００３１】
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）ジェットコースターの車輪として用いられるソリッドタイヤ。
（ロ）ホイールと同ホイールの外周面を被覆するトレッド部とを備えるソリッドタイヤにおける前記トレッド部を成形するためのソリッドタイヤ用組成物であって、ポリウレタンプレポリマーと、ポリウレタンとは異なる樹脂の粉体とを含有するソリッドタイヤ用組成物。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例及び比較例を説明する。
（実施例１）
ポリウレタンプレポリマー１００質量部と、市販のポリアミドの粉体（ポリアミド６の粉体、平均粒子径：１３μｍ）２０質量部と、鎖延長剤４質量部とを撹拌機を用いて混合することでソリッドタイヤ用組成物を調製した。
【００３３】
次に、ホイールを配置した金型にソリッドタイヤ用組成物を注入し、加熱することによって、ソリッドタイヤを成形した。
（実施例２）
実施例２では、ポリアミドの粉体の配合量を１０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にソリッドタイヤを成形した。
【００３４】
（実施例３）
実施例３では、ポリアミドの粉体の配合量を２５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にソリッドタイヤを成形した。
【００３５】
（比較例１）
ポリウレタンプレポリマー１００質量部と、鎖延長剤４質量部とを撹拌機を用いて混合することでソリッドタイヤ用組成物を調製した。ポリウレタンプレポリマー及び鎖延長剤の種類は、実施例１と同じである。このソリッドタイヤ用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にソリッドタイヤを成形した。
【００３６】
＜試験方法＞
図１に示すように、金属板（鉄板）により構成される路面Ｒ上に、ソリッドタイヤＴを配置する。このとき、ソリッドタイヤＴには、錘Ｗが垂下されることで、路面に向けて５００ｋｇの負荷がかけられる。次に、図１に矢印で示す方向へソリッドタイヤＴを５ｍｍ／ｓｅｃの速度で引っ張ることで、ソリッドタイヤＴを走行させる。このときの走行抵抗力（ｋｇ）を、センサＳ（ロードセル）を用いて測定した。測定した走行抵抗力と上記荷重とを下記式に代入することで走行抵抗係数を算出した。
【００３７】
走行抵抗係数＝走行抵抗力／荷重
なお、ソリッドタイヤＴは、加熱装置又は冷却装置で予め所定の温度に設定するとともに、上記の走行抵抗力の測定の際には、図示を省略した保温用カバー及び温調器を用いてソリッドタイヤＴの温度を保持した。
【００３８】
＜結果＞
図２には、各例のソリッドタイヤＴにおける温度と走行抵抗係数との関係を示している。図２に示す結果から、各実施例のソリッドタイヤＴにおける走行抵抗係数の温度依存性は、比較例１のソリッドタイヤＴよりも低減されていることが分かる。各実施例のソリッドタイヤＴにおいて、０〜８０℃の範囲における走行抵抗係数の最大値と最小値との差（変動幅）は、０．００４以下である。
【図１】
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【図２】
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