(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側の内側環状部と半径方向外側の外側環状部とこの両環状部を連結する支持アームとが熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させた熱可塑性エラストマーから一体に形成された安全タイヤ用中子であり、前記熱可塑性エラストマーが、前記外側環状部において前記架橋エラストマーをリッチにすると共に、前記内側環状部において前記熱可塑性樹脂をリッチにし、かつ前記支持アームにおいて前記架橋エラストマーの分散密度を前記内側環状部から外側環状部にかけて連続的に増加させた傾斜状態にした安全タイヤ用中子。
【請求項２】
前記架橋エラストマーの粒子径が５μｍ以下である請求項１記載の安全タイヤ用中子。
【請求項３】
熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを、半径方向内側の内側環状部と半径方向外側の外側環状部とを互いに連通するように形成した円盤状モールドに注入後、該円盤状モールドを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させながら、前記架橋エラストマーの分散密度が前記外側環状部と内側環状部とで異なる傾斜状態が形成された時点で冷却固化する安全タイヤ用中子の製造方法。
【請求項４】
前記溶融温度が１５０℃〜２６０℃である請求項３記載の安全タイヤ用中子の製造方法。
【請求項５】
前記架橋エラストマーの粒子径が５μｍ以下である請求項３又は４記載の安全タイヤ用中子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全タイヤ用中子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、異なる物性を兼ね備えた複合材料が種々の用途に使用されている。この複合材料としては、例えば、表面を樹脂的にすると共に内部をゴム的にしたもの、一端が樹脂的で他端がゴム的なものなどがある。このように部位によって物性を変化させた複合材料を得る場合には、通常、多層の張り合わせ、接合などの方法が採られるが、この方法では、境界面で物性が不連続となり、その境界面に応力が集中するために耐久性が低下してしまう。
したがって、物性に不連続がない傾斜機能を有する材料が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、外層をタイヤ内面を傷つけないゴム的にし、内層をリム外周面に固定及び座りをよくする樹脂的にしながら内外層の境界の耐久性に優れた安全タイヤ用中子およびその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の安全タイヤ用中子は、半径方向内側の内側環状部と半径方向外側の外側環状部とこの両環状部を連結する支持アームとが熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させた熱可塑性エラストマーから一体に形成された安全タイヤ用中子であり、前記熱可塑性エラストマーが、前記外側環状部において前記架橋エラストマーをリッチにすると共に、前記内側環状部において前記熱可塑性樹脂をリッチにし、かつ前記支持アームにおいて前記架橋エラストマーの分散密度を前記内側環状部から外側環状部にかけて連続的に増加させた傾斜状態にしたことを特徴とする。
このように外側環状部が架橋エラストマーをリッチにして柔らかくしたのでタイヤ内面を傷つけることがなく、内側環状部が熱可塑性樹脂をリッチにして硬くしたのでリム外周面に対する固定・着座を良好にし、かつ支持アームでは内側環状部から外側環状部にかけてエラストマーの分散密度が連続的に増加するようにしたため、物性が連続的変化することで耐久性を向上することができる。
【０００５】
また、本発明の安全タイヤ用中子の製造方法は、熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを、半径方向内側の内側環状部と半径方向外側の外側環状部とを互いに連通するように形成した円盤状モールドに注入後、該円盤状モールドを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させながら、前記架橋エラストマーの分散密度が前記外側環状部と内側環状部とで異なる傾斜状態が形成された時点で冷却固化することを特徴とする。
このように円盤状モールドを熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させて遠心力をかけるため、熱可塑性樹脂よりも比重が大きいエラストマーの微粒子が遠心力下における質量差により外側環状部側へ集まるのに対して、熱可塑性樹脂は内側環状部側に集まり、エラストマーの分散密度を半径方向に連続的に変化させることができる。したがって、外側環状部には柔らかいエラストマーが集まることでタイヤ内面を傷つけることがなく、内側環状部には硬い熱可塑性樹脂が集まることでリム外周面に対する固定・着座を良好にし、かつ外側環状部と内側環状部の連結部では物性が一方向に連続的に変化することで耐久性を向上することができる。
【０００６】
ここで、“傾斜状態”とは、溶融した熱可塑性樹脂中で架橋エラストマーの微粒子が分散し、その分散密度が一方向に連続的に変化した状態をいう（疎の分散から密の分散へ連続的に変化した状態）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示されるように、本発明の安全タイヤ用中子の中子部材１は、熱可塑性樹脂２中にエラストマー３を微細分散させた熱可塑性エラストマーから成形されている。すなわち、熱可塑性樹脂をマトリックスとしてこれに架橋エラストマー粒子が微細に分散した形態の材料から成形されている。この材料の物性は、熱可塑性樹脂と架橋エラストマーとの比率によって変わり、熱可塑性樹脂リッチの場合には樹脂的であり、一方、架橋エラストマーリッチの場合にはゴム的である。また、本発明の安全タイヤ用中子の中子部材は、図１に示されるように、架橋エラストマーの分散密度が一方向に連続的に変化している（すなわち、一方向に行くにつれてエラストマーの分散密度が連続的に大となっている）。
【０００８】
分散したエラストマーの粒子径は、５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜５μｍであるのがよい。５μｍ超では粒子径が大きくなりすぎて分散性が悪化するからである。
【０００９】
この熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）；ポリアミド系樹脂（例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体）、及びそれらのＮ−アルコキシアルキル化物、例えば６−ナイロンのメトキシメチル化物、６−６１０−ナイロンのメトキシメチル化物、６１２−ナイロンのメトキシメチル化物；ポリエステル系樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド酸／ポリブチレートテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル）；ポリニトリル系樹脂（例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体）、ポリメタクリレート系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル）；ポリビニル系樹脂（例えば、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＤＶＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体）；セルロース系樹脂（例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース）；フッ素系樹脂（例えば、ポリフッ素化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体）；イミド系樹脂（例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ））、アイオノマー樹脂などを挙げることができ、２種以上であってもよい。
【００１０】
また、本発明で用いるエラストマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物（例えば、ＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ）；オレフィン系ゴム（例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）；ＩＩＲ、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体；アクリルゴム（ＡＣＭ）；含ハロゲンゴム（例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）；ＣＲ；ヒドリンゴム（ＣＨＲ・ＣＨＣ）；クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）；塩素化ポリエチレン（ＣＭ）；マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ））；シリコンゴム（例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）；含イオウゴム（例えば、ポリスルフィドゴム）；フッ素ゴム（例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）；熱可塑性エラストマー（例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）などを挙げることができ、それらの任意のブレンドであってもよい。
【００１１】
本発明の安全タイヤ用中子を製造するには、熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させてなる熱可塑性エラストマーを後述の円盤状モールドに注入後、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させて遠心力をかけ、傾斜状態が形成された時点で冷却固化することによる。配合割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し架橋エラストマー４０重量部〜２５０重量部であればよい。
【００１２】
上記溶融温度は、１５０℃〜２６０℃である。分散したエラストマーの粒子径は、５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜５μｍであればよい。必要にく応じて、フィラー、顔料等の配合剤を適宜配合してもよい。熱可塑性樹脂を溶融状態にするための加熱は、金属製モールドに強力な交番磁場を与える電磁誘導加熱によるのがよい。電磁誘導加熱は、外部より非接触でモールドにエネルギーを与え、モールド温度をコントロールできるので好ましいからである。
【００１３】
つぎに、本発明の安全タイヤ用中子の具体的適用例を示す。
安全タイヤ用中子１１は、図２に示されるように、空気入りタイヤ１０がパンクしたときに応急な走行を可能にするために空気入りタイヤ１０の内側のリムの外周面Ｒｂにリム１周に亘って設けられる荷重支持用のリング状の成形体である。中子１１は、内径側の内側環状部１２と外径側の外側環状部１３とを有し、この両環状部１２，１３の間を支持アーム１４で連結して構成される。
【００１４】
中子１１は、パンク走行時に空気入りタイヤ１０の内面を傷付けないようにするためにその内面に接する外側環状部１３を柔軟にすると共に、リムの外周面Ｒｂに対する固定および座りをよくするために内側環状部１２を硬くする。
【００１５】
そこで、図３に示すように、中子１１を熱可塑性樹脂エラストマーで製造するとよい。図３において、２０は円盤状モールドであって、この円盤状モールド２０内に熱可塑性樹脂と架橋エラストマーの微細物を入れ、電磁誘導コイル２１で円盤状モールド２０を電磁誘導加熱して熱可塑性樹脂を溶融させると共に円盤状モールド２０を回転させる。これにより、架橋エラストマーの微細物はそのまま熱可塑性樹脂中に分散し、これらの微粒子又は微細物は熱可塑性樹脂よりも比重が大きいので円盤状モールド２０の回転により発生する遠心力により円盤状モールド２０の内側環状部１２と外側環状部１３の間の連通路（支持アーム）を介して半径方向外側に連続的に移行して中子１１の外側環状部１３がエラストマーリッチとなって柔らかくなると共に内側環状部１２が樹脂リッチとなって硬くなる。図３において、矢印Ｍは円盤状モールド２０の回転方向を示す。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の安全タイヤ用中子は、熱可塑性樹脂中に架橋エラストマーを微細分散させた熱可塑性エラストマーから構成するに当たり、外側環状部が架橋エラストマーがリッチになるようにしたのでタイヤ内面を傷つけることがなく、内側環状部が熱可塑性樹脂がリッチになるようにしたのでリム外周面に対する固定・着座を良好にし、かつ支持アームでは架橋エラストマーの分散密度が内側環状部から外側環状部にかけて増加する傾斜状態にしたものであるので、物性が半径方向に連続的変化し耐久性を向上することができる。
また、本発明の安全タイヤ用中子の製造方法は、円盤状モールドに熱可塑性エラストマーを注入した後、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しつつ回転させて遠心力をかけるため、熱可塑性樹脂よりも比重が大きいエラストマーの微粒子が外側環状部側へ集まるのに対して、熱可塑性樹脂は内側環状部側に集まり、エラストマーの分散密度を半径方向に連続的に変化させることができる。したがって、安全タイヤ用中子は柔らかいエラストマーが集まる外側環状部がタイヤ内面に接することで傷つけることがなく、硬い熱可塑性樹脂が集まる内側環状部がリムに装着することでリム外周面に対する固定・着座を良好にし、かつ外側環状部側と内側環状部側の境界では物性が半径方向に連続的に変化することで耐久性を向上することができる。また、本発明によれば、遠心力という手段を適用することでこの安全タイヤ用中子を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の安全タイヤ用中子の中子部材の一例の長手方向縦断面図である。
【図２】  本発明の安全タイヤ用中子を内部に有する空気入りタイヤの一例の子午線方向断面図である。
【図３】  本発明の安全タイヤ用中子の製造方法に使用する円盤状モールドの一例を示す一部切り欠き斜視図である。
【符号の説明】
１  中子部材            ２  熱可塑性樹脂          ３  エラストマー
１０  空気入りタイヤ      １１  中子              １２  内側環状部
１３  外側環状部          Ｒｂ  リムの外周面      ２０  円盤状モールド
２１  電磁誘導コイル
【図１】
0003840338.tif 000002
【図２】
0003840338.tif 000003
【図３】
0003840338.tif 000004