JP2012045790A - Method for manufacturing tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リムに装着されるタイヤの製造方法に係り、特に、少なくとも一部が熱可塑性樹脂材料で形成されたタイヤの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a tire to be attached to a rim, and more particularly, to a method for manufacturing a tire at least partially formed of a thermoplastic resin material.
従来、乗用車等の車両には、ゴム、有機繊維材料、スチール部材などから構成された空気入りタイヤが用いられている。
近年では、軽量化や、成形の容易さ、リサイクルのしやすさから、樹脂材料、特に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーなどをタイヤ材料として用いることが検討されている。
例えば、特許文献1には、熱可塑性の高分子材料を用いて成形された空気入りタイヤが開示されている。
Conventionally, pneumatic tires made of rubber, organic fiber materials, steel members, and the like are used in vehicles such as passenger cars.
In recent years, from the viewpoint of weight reduction, ease of molding, and ease of recycling, the use of resin materials, particularly thermoplastic resins and thermoplastic elastomers, as tire materials has been studied.
For example, Patent Document 1 discloses a pneumatic tire formed using a thermoplastic polymer material.
熱可塑性の高分子材料を用いたタイヤは、ゴム製の従来タイヤと比べて、製造が容易で且つ低コストである。しかし、タイヤ骨格体がカーカスプライなどの補強部材を内装しない均一な熱可塑性高分子材料で形成されている場合には、ゴム製の従来タイヤと比べて、タイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂材料の特性に起因して、耐熱性の観点でなお改良の余地がある(例えば、特許文献1参照)。 A tire using a thermoplastic polymer material is easier to manufacture and lower in cost than a conventional rubber tire. However, when the tire frame is formed of a uniform thermoplastic polymer material that does not include a reinforcing member such as a carcass ply, the thermoplastic resin material that forms the tire frame compared to a conventional rubber tire Due to these characteristics, there is still room for improvement from the viewpoint of heat resistance (see, for example, Patent Document 1).
熱可塑性樹脂材料を含む材料によりタイヤを製造する場合、製造効率を高め低コストを実現しつつ、得られたタイヤは従来のゴム製タイヤと比して遜色のない性能を実現することが求められる。例えば、タイヤには衝撃に対して強い耐性を有することが求められるが、熱可塑性樹脂材料を主たる材料として用いて成形されたタイヤにおいても従来のゴムを用いたタイヤと同等以上耐衝撃性が求められている。
また、一般に、熱可塑性樹脂材料においては、成形体の耐熱性を向上させると、それに伴って成型体自体が硬くなり、タイヤの性能として重要な転がり摩擦抵抗を示す指標である動的粘弾性(tanδ)が適切な値からはずれてしまう傾向にあり、耐熱性と転がり摩擦抵抗のいずれも良好な値に維持されたタイヤの製造は困難であった。
When a tire is manufactured from a material including a thermoplastic resin material, the obtained tire is required to realize performance comparable to that of a conventional rubber tire while increasing manufacturing efficiency and realizing low cost. . For example, a tire is required to have a strong resistance to impact, but a tire formed using a thermoplastic resin material as a main material is required to have an impact resistance equal to or higher than that of a tire using a conventional rubber. It has been.
In general, in the thermoplastic resin material, when the heat resistance of the molded body is improved, the molded body itself is hardened, and dynamic viscoelasticity (an index indicating rolling friction resistance important for tire performance) tan δ) tends to deviate from an appropriate value, and it was difficult to manufacture a tire in which both heat resistance and rolling friction resistance were maintained at good values.
本発明は、前記問題を解決すべくなされたものであり、熱可塑性樹脂材料を用いてなり、耐熱性に優れ、且つ、転がり摩擦抵抗が良好な値に維持されたタイヤの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method for producing a tire that uses a thermoplastic resin material, has excellent heat resistance, and maintains a good rolling friction resistance. For the purpose.
(1)本発明のタイヤの製造方法は、少なくとも熱可塑性樹脂材料を含む材料で形成されたタイヤの製造方法であって、熱可塑性樹脂材料を含む材料を用いて、環状のタイヤ骨格体を成形するタイヤ骨格体成形工程と、得られたタイヤ骨格体を、該タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度(以下、適宜、ガラス転移温度をTgと表記する)以上(Tg+200℃)以下の温度で加熱する加熱工程と、を有する。 (1) A method for manufacturing a tire according to the present invention is a method for manufacturing a tire formed of a material including at least a thermoplastic resin material, and an annular tire skeleton is formed using the material including a thermoplastic resin material. The tire skeleton forming step and the obtained tire skeleton are not less than the glass transition temperature of the thermoplastic resin material contained in the tire skeleton (hereinafter, the glass transition temperature is appropriately expressed as Tg) or more (Tg + 200 ° C.). A heating step of heating at the following temperature.
本発明のタイヤの製造方法は、熱可塑性樹脂材料を含んで構成される環状のタイヤ骨格体を有するタイヤの製造方法である。
なお、本発明における熱可塑性樹脂材料は、熱可塑性を有する樹脂を意味し、従来の天然ゴムや合成ゴム等の加硫ゴムは含まれない。
上記加熱工程の実施により、タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性樹脂材料のモルフォロジーが平衡状態となり樹脂の結晶化が促進され、転がり摩擦係数を好ましい範囲に維持しつつ、弾性が向上し、且つ、耐熱性に優れるものとなると推定される。
The method for producing a tire of the present invention is a method for producing a tire having an annular tire skeleton that includes a thermoplastic resin material.
The thermoplastic resin material in the present invention means a resin having thermoplasticity, and does not include vulcanized rubber such as conventional natural rubber and synthetic rubber.
By carrying out the heating step, the morphology of the thermoplastic resin material contained in the tire skeleton is in an equilibrium state, the crystallization of the resin is promoted, the rolling friction coefficient is maintained within a preferable range, the elasticity is improved, and the heat resistance is increased. It is estimated that it will be excellent in performance.
以下、本発明の好ましい態様を挙げる。
(2)前記加熱工程が、前記前記タイヤ骨格体を、0.2時間〜6時間加熱する工程である前記(1)に記載のタイヤの製造方法。
形成されたタイヤ骨格体を、タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度(Tg)以上(Tg+200℃)以下の温度で、0.2時間〜6時間という時間をかけて加熱条件下におくことにより、樹脂材料中のモルフォロジーが十分に平衡状態となるため、本発明の効果が向上する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be given.
(2) The tire manufacturing method according to (1), wherein the heating step is a step of heating the tire frame body for 0.2 hours to 6 hours.
The formed tire frame is heated under the conditions of 0.2 to 6 hours at the glass transition temperature (Tg) to (Tg + 200 ° C.) of the thermoplastic resin material contained in the tire frame. In this case, the morphology of the resin material is in a sufficiently balanced state, so that the effect of the present invention is improved.
(3) 前記熱可塑性樹脂が熱可塑性エラストマーを含む前記(1)又は(2)に記載のタイヤの製造方法。
熱可塑性樹脂材料として、結晶性で融点の高いハードセグメントを構成するポリマーと非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーとを有する共重合体からなる熱可塑性樹脂エラストマーを用いることで、加熱工程における結晶化の促進が、結晶性で融点の高いハードセグメントを構成するポリマーにおいてのみ行われ、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には大きな影響を与えないことから、耐熱性、弾性の向上とが、柔軟性や転がり摩擦抵抗の低減を伴わず、効果的に達成されるものと考えられる。
(3) The method for manufacturing a tire according to (1) or (2), wherein the thermoplastic resin includes a thermoplastic elastomer.
By using a thermoplastic resin elastomer made of a copolymer having a crystalline polymer having a high melting point and a non-crystalline polymer having a low glass transition temperature as a thermoplastic resin material. In the heating process, crystallization is promoted only in a polymer that forms a crystalline hard segment with a high melting point, and has no significant effect on a polymer that forms an amorphous soft segment with a low glass transition temperature. Therefore, it is considered that improvement in heat resistance and elasticity can be effectively achieved without reducing flexibility and rolling frictional resistance.
(4) 前記熱可塑性エラストマーが、ポリアミド系熱可塑性エラストマーであり、前記加熱工程における加熱温度が40℃〜250℃の範囲であり、加熱時間が0.5時間〜4時間の範囲である前記(3)に記載のタイヤの製造方法。
熱可塑性樹脂材料として、結晶性で融点の高いハードセグメントを構成するポリマーと非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーとを有する共重合体からなり、ハードセグメントを構成するポリマーが、主鎖にアミド結合(−CONH−)有するポリアミド系の熱可塑性エラストマーは、材料の特性に起因して耐熱性を有するとともに、引張弾性率、引張強度及び破断ひずみに優れるという利点がある。このようなポリアミド系熱可塑性エラストマーを材料に含むタイヤ骨格体に用い、これを加熱工程に付することで、タイヤ骨格体の耐熱性が向上する。
(4) The thermoplastic elastomer is a polyamide-based thermoplastic elastomer, the heating temperature in the heating step is in the range of 40 ° C to 250 ° C, and the heating time is in the range of 0.5 hours to 4 hours ( The manufacturing method of the tire as described in 3).
As a thermoplastic resin material, a polymer comprising a polymer comprising a crystalline hard segment having a high melting point and a non-crystalline polymer comprising a soft segment having a low glass transition temperature is used. The polyamide-based thermoplastic elastomer having an amide bond (—CONH—) in the main chain is advantageous in that it has heat resistance due to the properties of the material and is excellent in tensile modulus, tensile strength and breaking strain. The tire frame body including such a polyamide-based thermoplastic elastomer is used in a material and subjected to a heating step, whereby the heat resistance of the tire frame body is improved.
以上説明したように、本発明によれば、熱可塑性樹脂材料を用いてなり、耐熱性に優れ、且つ、転がり摩擦抵抗が良好な値に維持されたタイヤの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a tire that uses a thermoplastic resin material, is excellent in heat resistance, and maintains a good rolling friction resistance.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のタイヤの製造方法は、環状のタイヤ骨格体を成形し後、得られたタイヤ骨格体を、該タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度(Tg)以上(Tg+200℃)以下の温度で加熱する加熱工程を有することを特徴とする。
以下、本発明のタイヤの製造方法について、タイヤの製造に用いる材料とともに、工程順に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the method for producing a tire of the present invention, an annular tire skeleton is molded, and the obtained tire skeleton is converted to a glass transition temperature (Tg) or higher (Tg + 200 ° C.) of a thermoplastic resin material contained in the tire skeleton. It has the heating process heated at the following temperature, It is characterized by the above-mentioned.
Hereinafter, the tire manufacturing method of the present invention will be described in the order of steps together with materials used for manufacturing the tire.
<タイヤ骨格体形成工程>
本発明の製造方法においては、まず、熱可塑性樹脂材料を含む材料でタイヤ骨格体を形成する。
(熱可塑性樹脂材料)
タイヤ骨格体の製造に用いる熱可塑性樹脂材料には特に制限はなく、熱可塑性ポリマーや熱可塑性エラストマーから目的に応じて適宜選択して用いることができる。
なかでも、効果の観点からは、結晶性で融点の高いハードセグメントを構成するポリマーと非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーとを有する共重合体からなる熱可塑性エラストマーが好ましい。
得られるタイヤの弾性や耐熱性を考慮すれば、前記熱可塑性エラストマーは、結晶性で融点の高いハードセグメントを構成するポリマーが、主鎖にアミド結合(−CONH−)、ウレタン結合、スチレン、オレフィンから選ばれる構造を含む単量体を重合させることによって得られる、アミド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、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー及びポリスチレン系熱可塑性エラストマー等が好ましく、これらのなかから1種或いは2種以上を適宜選択して用いればよい。
なかでも、ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、耐熱性に優れるため好ましく、さらに、ポリアミド系熱可塑性エラストマーと、ポリアミド以外の主鎖構造を含む他の熱可塑性エラストマーと、を適宜組み合わせて用いることで、耐熱性のみならず、引張弾性率、引張強度及び破断ひずみが改良されたタイヤを製造しうるタイヤ骨格体が形成される。即ち、ポリアミド系熱可塑性エラストマーと他のエラストマーとを併用すると、両者の含有比を調整することで、タイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂材料の弾性率を容易に所望の範囲に設定することができるため製造コストに優れる。
<Tire skeleton formation process>
In the manufacturing method of the present invention, first, a tire frame is formed of a material including a thermoplastic resin material.
(Thermoplastic resin material)
There is no restriction | limiting in particular in the thermoplastic resin material used for manufacture of a tire frame body, According to the objective, it can select suitably and can use it from a thermoplastic polymer or a thermoplastic elastomer.
Among these, from the viewpoint of effects, a thermoplastic elastomer made of a copolymer having a polymer that forms a crystalline hard segment with a high melting point and a polymer that forms an amorphous soft segment with a low glass transition temperature is preferable. .
Considering the elasticity and heat resistance of the resulting tire, the thermoplastic elastomer is a crystalline polymer having a high melting point, and the main chain is composed of an amide bond (—CONH—), urethane bond, styrene, olefin. Preferred are amide-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, polyolefin-based thermoplastic elastomers, and polystyrene-based thermoplastic elastomers obtained by polymerizing monomers having a structure selected from: Alternatively, two or more types may be appropriately selected and used.
Among these, polyamide-based thermoplastic elastomers are preferable because they are excellent in heat resistance. Furthermore, polyamide-based thermoplastic elastomers are preferably used in combination with other suitable thermoplastic elastomers containing a main chain structure other than polyamide. As a result, a tire skeleton that can produce a tire with improved tensile modulus, tensile strength and breaking strain is formed. That is, when a polyamide-based thermoplastic elastomer and another elastomer are used in combination, the elastic modulus of the thermoplastic resin material forming the tire skeleton can be easily set within a desired range by adjusting the content ratio of both. Therefore, it is excellent in manufacturing cost.
本発明のタイヤの製造方法により製造されるタイヤには、耐久性向上を目的として補強コードを備えていてもよい。
補強コート部材を設ける場合には、タイヤ骨格体形成工程の後に、後述する補強コード層形成工程を実施し、その後、加熱工程に付せばよい。
The tire manufactured by the tire manufacturing method of the present invention may be provided with a reinforcing cord for the purpose of improving durability.
When the reinforcing coat member is provided, a reinforcing cord layer forming step, which will be described later, is performed after the tire skeleton forming step, and then the heating step is performed.
本工程では、熱可塑性樹脂材料、好ましくは、熱可塑性エラストマー、を含む熱可塑性樹脂材料によって環状のタイヤ骨格体を形成する。タイヤ骨格体形成工程では、タイヤ骨格体を、適切な金型を用いて射出成形により一工程で形成することもできるが、2以上のタイヤ骨格体の一部を構成するタイヤ骨格片を別々に作製し、これを接合してタイヤ骨格体としてもよい。
即ち、タイヤ骨格体を形成するに工程は、タイヤ骨格体の一部を構成するタイヤ骨格片を形成するタイヤ骨格片形成工程と、前記タイヤ骨格片の接合面に熱を付与し対となる2以上の前記タイヤ骨格片を融着させて前記タイヤ骨格体を形成するタイヤ骨格片接合工程とを含んでもよい。さらに、タイヤが補強コート部材を有する構成をとる場合には、さらに、前記タイヤ骨格体の外周部に補強コードを周方向に巻回して補強コード層を形成する補強コード巻回工程を行う。
In this step, an annular tire skeleton is formed of a thermoplastic resin material containing a thermoplastic resin material, preferably a thermoplastic elastomer. In the tire skeleton forming step, the tire skeleton can be formed in one step by injection molding using an appropriate mold, but the tire skeleton pieces constituting a part of two or more tire skeletons are separated separately. It is good also as a tire frame body by producing and joining this.
That is, the step of forming the tire frame body includes a tire frame piece forming step of forming a tire frame piece constituting a part of the tire frame body, and a pair of two by applying heat to the joint surface of the tire frame piece. A tire frame piece joining step of forming the tire frame body by fusing the tire frame pieces as described above. Further, when the tire has a configuration having a reinforcing coat member, a reinforcing cord winding step is further performed in which a reinforcing cord is wound around the outer peripheral portion of the tire frame body in the circumferential direction to form a reinforcing cord layer.
本工程を、熱可塑性樹脂材料として、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性樹脂材料を用い、且つ、タイヤ骨格片を成形し、これを接合する工程によりタイヤ骨格体を形成する場合を例に挙げて説明する。
まず、後述する熱可塑性樹脂材料を用いて、タイヤ骨格片を形成する。タイヤ骨格片の形成は、樹脂材料の成型方法として一般的な射出成形、真空成形、圧空成形、メルトキャスティングなどを適用すればよい。
As an example of this process, a thermoplastic resin material containing a polyamide-based thermoplastic elastomer is used as the thermoplastic resin material, and a tire skeleton is formed by molding and joining tire skeleton pieces. I will explain.
First, a tire frame piece is formed using a thermoplastic resin material described later. For the formation of the tire frame piece, a general injection molding, vacuum molding, pressure molding, melt casting, or the like may be applied as a molding method of the resin material.
タイヤ骨格片は、例えば、一つのビード部と一つのサイド部と半幅のクラウン部とを一体として射出成形等で成形された樹脂成形体とすることができる。通常は、タイヤ骨格片は同一形状の円環状のタイヤケース半体として成形され、これを2つ互いに向かい合わせてタイヤ赤道面部分で接合し、タイヤ骨格体が形成される。タイヤ骨格体は、所望により、3以上の部材を接合して形成してもよい。 The tire frame piece can be, for example, a resin molded body formed by injection molding or the like in which one bead portion, one side portion, and a half-width crown portion are integrated. Usually, the tire frame piece is formed as an annular tire case half of the same shape, and two of them are opposed to each other and joined at the tire equatorial plane portion to form a tire frame body. The tire skeleton may be formed by joining three or more members as desired.
熱可塑性樹脂材料で形成されるタイヤ骨格片は、適切な金型を用いて、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、メルトキャスティング等の公知の樹脂成形方法を適用して成形することができる。
前記の如き、2つの同一形状のタイヤ骨格片を2つ接合してタイヤ骨格体を形成する方法によれば、タイヤ骨格片を成形する金型が1種類で済むという利点をも有する。
本発明を適用しうるタイヤ骨格片の製造方法のより具体的な一態様について以下に説明する。
タイヤ骨格片を成形する金型としては、ファンゲートを有する金型を用い、一般的には射出成形により形成される。
形成時の加熱温度は熱可塑性材料の融点以上の温度、例えば、本実施形態に示されるようなポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いる場合には、その融点が160℃〜230℃であるため、160℃以上250℃以下の温度で形成を行えばよい。
The tire skeleton piece formed of the thermoplastic resin material can be molded by applying a known resin molding method such as vacuum molding, pressure molding, injection molding, melt casting, or the like using an appropriate mold.
As described above, according to the method of forming two tire frame pieces by joining two tire frame pieces having the same shape, there is an advantage that only one type of mold for forming the tire frame pieces is required.
A more specific aspect of the method for manufacturing a tire frame piece to which the present invention can be applied will be described below.
As a mold for molding the tire frame piece, a mold having a fan gate is used and is generally formed by injection molding.
The heating temperature at the time of formation is a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic material, for example, when using a polyamide-based thermoplastic elastomer as shown in this embodiment, the melting point is 160 ° C. to 230 ° C. The formation may be performed at a temperature of 250 ° C. or lower.
タイヤ骨格片を構成する熱可塑性樹脂材料としては、成形前駆体である粒状(ペレット状)あるいは粉状(フレーク状)、微粉状(パウダー状)の材料を用い、成形工程の前に、80℃以上120℃以下、2時間〜6時間の範囲で加熱し、前駆体に含有する水分を除去する。この加熱工程が不十分であると、成形工程において、水分の気化が起こり、金型内での圧縮によりガス焼けなどの成形不良と呼ばれる現象が発生する。
熱可塑性材料の溶融温度としては、融点以上の温度であればよく、金型内での流動性を促進し、成形金型の転写性を高めるため、適宜温度を高めて形成させるが、250℃を超える温度で溶融させた場合、熱可塑性材料の分解が促進され、材料そのものの劣化がおこり、成形品の物性に重大な悪影響を及ぼすため、250℃以下の温度で形成させる必要がある。
成形装置としては、一般的なプランジャ方式またはプリプラ方式の射出成形機が用いられる。
As the thermoplastic resin material constituting the tire frame piece, granular (pellet-like) or powder-like (flake-like) or fine-powder-like (powder-like) material that is a molding precursor is used, and 80 ° C. before the molding step. Heating is performed at a temperature of 120 ° C. or lower for 2 hours to 6 hours to remove moisture contained in the precursor. If this heating process is insufficient, moisture is vaporized in the molding process, and a phenomenon called defective molding such as gas burning occurs due to compression in the mold.
The melting temperature of the thermoplastic material may be a temperature equal to or higher than the melting point. In order to promote fluidity in the mold and improve the transferability of the molding mold, the temperature is appropriately increased, but 250 ° C. When the material is melted at a temperature exceeding 1, the decomposition of the thermoplastic material is promoted, the material itself is deteriorated, and the physical properties of the molded product are seriously affected. Therefore, it is necessary to form the material at a temperature of 250 ° C. or lower.
As the molding apparatus, a general plunger type or pre-plastic type injection molding machine is used.
ポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いる場合、熱可塑性樹脂材料はその融点を100℃〜250℃程度に設定することができるため、タイヤ骨格片の成形、或いは、タイヤ骨格片の接合に際して、例えば、タイヤ骨格片の融着工程を300℃以上の温度条件で実施する必要がなく、比較的低温で融着工程を実施できる。このように比較的低温度で融着工程を実施できるため、タイヤ骨格片を構成する樹脂の劣化を防止でき、エネルギー利用率などの観点で、タイヤの生産性を向上させることができる。また、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いたタイヤ骨格片は、融着してタイヤ骨格体を形成した際、タイヤ骨格片同士の接着強度が十分であり、また、融着時の温度によって骨格体自体の性能が劣化することがないため、製造されたタイヤの耐パンク性や耐摩耗性など走行時における耐久性を向上させることができる。 When a polyamide-based thermoplastic elastomer is used, since the thermoplastic resin material can have a melting point of about 100 ° C. to 250 ° C., when forming a tire frame piece or joining a tire frame piece, for example, a tire frame It is not necessary to perform the piece fusion process under a temperature condition of 300 ° C. or higher, and the fusion process can be performed at a relatively low temperature. Thus, since the fusion process can be performed at a relatively low temperature, deterioration of the resin constituting the tire frame piece can be prevented, and the productivity of the tire can be improved from the viewpoint of the energy utilization rate. In addition, the tire skeleton pieces using the polyamide-based thermoplastic elastomer have sufficient adhesion strength between the tire skeleton pieces when fused to form the tire skeleton bodies, and the skeleton bodies themselves depend on the temperature at the time of fusion. Therefore, the durability of the manufactured tire such as puncture resistance and wear resistance can be improved.
タイヤ骨格体形成工程における前記タイヤ骨格片接合工程において、前記タイヤ骨格片の接合面を、タイヤ骨格片を構成する熱可塑性樹脂材料の融点以上(例えば、融点+10℃以上融点+70℃以下)に加熱するように構成することができる。
このように、前記分割体の接合面を、タイヤ骨格片を構成する熱可塑性樹脂材料の融点以上に加熱すると、タイヤ骨格片同士の融着を十分に行うことができるため、タイヤの耐久性を向上させつつ、タイヤの生産性を高めることができる。
タイヤ骨格片接合工程において、タイヤ骨格片を接合し、熱溶融接着することで、タイヤ骨格体を得る。
In the tire frame piece joining step in the tire frame body forming step, the joining surface of the tire frame piece is heated to a temperature equal to or higher than a melting point of the thermoplastic resin material constituting the tire frame piece (for example, a melting point + 10 ° C or higher and a melting point + 70 ° C or lower). Can be configured to.
As described above, when the joining surface of the divided body is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin material constituting the tire frame piece, the tire frame pieces can be sufficiently fused with each other. The productivity of the tire can be increased while improving.
In the tire frame piece joining step, the tire frame piece is obtained by bonding the tire frame pieces and performing hot melt bonding.
本実施形態では、本発明の製造方法に適用されるタイヤは、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体を有することが好ましい。以下、本発明の製造方法を適用するタイヤ骨格体の材料として有用なポリアミド系熱可塑性エラストマーに代表される熱可塑性樹脂材料について説明する。
ここで、「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構成するポリマーと他非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントを構成するポリマーとを有する共重合体からなる熱可塑性樹脂材料であって、ハードセグメントを構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、JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)等や、特開2004−346273号公報に記載のポリアミド系エラストマー等を挙げることができる。
In the present embodiment, the tire applied to the production method of the present invention preferably has an annular tire skeleton formed of a thermoplastic resin material containing a polyamide-based thermoplastic elastomer. Hereinafter, a thermoplastic resin material typified by a polyamide-based thermoplastic elastomer useful as a material for a tire frame body to which the production method of the present invention is applied will be described.
Here, the “polyamide thermoplastic elastomer” is composed of a copolymer having a crystalline polymer having a high melting point and another amorphous polymer having a low glass transition temperature. It means a thermoplastic resin material having an amide bond (—CONH—) in the main chain of the polymer constituting the hard segment. Examples of the polyamide-based thermoplastic elastomer include an amide-based thermoplastic elastomer (TPA) defined in JIS K6418 and a polyamide-based elastomer described in JP-A-2004-346273.
前記ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、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構成し、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構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もよい。前記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)または一般式(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。 The polyamide-based thermoplastic elastomer comprises at least a hard segment having a crystalline and high melting point, and other polymers (for example, polyester or polyether) are non-crystalline and have a soft segment having a low glass transition temperature. Materials. The polyamide thermoplastic elastomer may use a chain extender such as dicarboxylic acid in addition to the hard segment and the soft segment. Examples of the polyamide that forms the hard segment include polyamides produced from monomers represented by the following general formula (1) or general formula (2).
[一般式(1)中、R1は、炭素数2〜20の炭化水素の分子鎖、又は、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。] [In General Formula (1), R 1 represents a molecular chain of a hydrocarbon having 2 to 20 carbon atoms or an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. ]
[一般式(2)中、R2は、炭素数3〜20の炭化水素の分子鎖、又は、炭素数3〜20のアルキレン基を表す。] [In General Formula (2), R 2 represents a molecular chain of a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms or an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms. ]
一般式(1)中、R1としては、炭素数3〜18の炭化水素の分子鎖又は炭素数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又は炭素数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又は炭素数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又は炭素数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又は炭素数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又は炭素数10〜15のアルキレン基が特に好ましい。
前記一般式(1)または一般式(2)で表されるモノマーとしては、ω−アミノカルボン酸やラクタムが挙げられる。また、前記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−アミノカルボン酸やラクタムの重縮合体や、ジアミンカルボン酸とジカルボン酸との共縮重合体等が挙げられる。
In general formula (1), R 1 is preferably a hydrocarbon molecular chain having 3 to 18 carbon atoms or an alkylene group having 3 to 18 carbon atoms, and a hydrocarbon molecular chain having 4 to 15 carbon atoms or 4 carbon atoms. To 15 alkylene groups are more preferable, and hydrocarbon chains having 10 to 15 carbon atoms or alkylene groups having 10 to 15 carbon atoms are particularly preferable. In general formula (2), R 2 is preferably a hydrocarbon molecular chain having 3 to 18 carbon atoms or an alkylene group having 3 to 18 carbon atoms, and a molecular chain or carbon 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 or an alkylene group having 10 to 15 carbon atoms is particularly preferable.
Examples of the monomer represented by the general formula (1) or the general formula (2) include ω-aminocarboxylic acid and lactam. Examples of the polyamide forming the hard segment include polycondensates of these ω-aminocarboxylic acids and lactams, and copolycondensation polymers of diamine carboxylic acids and dicarboxylic acids.
前記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−アミノドデカン酸などの炭素数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−ピロリドンなどの炭素数5〜20の脂肪族ラクタムなどを挙げることができる。
前記ジアミンとしては、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などの炭素数2〜20の脂肪族ジアミンなどのジアミン化合物を挙げることができる。また、ジカルボン酸は、HOOC−(R3)m−COOH(R3:炭素数3〜20の炭化水素、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、ドデカン二酸などの炭素数2〜20 の脂肪族ジカルボン酸を挙げることができる。
前記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。
Examples of the ω-aminocarboxylic acid include 6-aminocaproic acid, 7-aminoheptanoic acid, 8-aminooctanoic acid, 10-aminocapric acid, 11-aminoundecanoic acid, and 12-aminododecanoic acid. And aliphatic ω-aminocarboxylic acid. Moreover, as a lactam, C5-C20 aliphatic lactams, such as lauryl lactam, (epsilon) -caprolactam, udecan lactam, (omega) -enantolactam, 2-pyrrolidone, etc. can be mentioned.
Examples of the diamine include ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2, Examples thereof include diamine compounds such as aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms such as 4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 3-methylpentamethylenediamine, and metaxylenediamine. Further, dicarboxylic acids, HOOC- (R 3) m- COOH (R 3: a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, m: 0 or 1) can be represented by, for example, oxalic acid, succinic acid, glutaric acid And aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms such as adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid.
As the polyamide that forms the hard segment, a polyamide obtained by ring-opening polycondensation of lauryl lactam, ε-caprolactam, or udecan lactam can be preferably used.
また、前記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、ポリエーテルが挙げられ、例えば、ポリエチレングリコール、プ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。 Examples of the polymer that forms the soft segment include polyester and polyether, and examples include polyethylene glycol, propylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and ABA type triblock polyether. Here, the “ABA type triblock polyether” means a polyether represented by the following general formula (3).
[一般式(3)中、x及びzは、それぞれ独立に、1〜20の整数を表す。yは、4〜50の整数を表す。]
[In General Formula (3), x and z each independently represents an integer of 1 to 20. y represents an integer of 4 to 50. ]
前記一般式(3)において、x及びzとしては、それぞれ、1〜18の整数が好ましく、1〜16の整数が更に好ましく、1〜14の整数が特に好ましく、1〜12の整数が最も好ましい。また、前記一般式(3)において、yとしては、それぞれ、5〜45の整数が好ましく、6〜40の整数が更に好ましく、7〜35の整数が特に好ましく、8〜30の整数が最も好ましい。 In the general formula (3), each of x and z is preferably an integer of 1 to 18, more preferably an integer of 1 to 16, particularly preferably an integer of 1 to 14, and most preferably an integer of 1 to 12. . In the general formula (3), each of y is preferably an integer of 5 to 45, more preferably an integer of 6 to 40, particularly preferably an integer of 7 to 35, and most preferably an integer of 8 to 30. .
前記ハードセグメントと前記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。この中でも、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、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特に好ましい。 Examples of the combination of the hard segment and the soft segment include the combinations of the hard segment and the soft segment mentioned above. Among these, lauryl lactam ring-opening polycondensate / polyethylene glycol combination, lauryl lactam ring-opening polycondensate / polypropylene glycol combination, lauryl lactam ring-opening polycondensate / polytetramethylene ether glycol combination, lauryl lactam The ring-opening polycondensate / ABA triblock polyether combination is preferred, and the lauryl lactam ring-opening polycondensate / ABA triblock polyether combination is particularly preferred.
前記ハードセグメントを構成するポリマー(ポリアミド)の数平均分子量としては、溶融成形性の観点から、300〜1500が好ましい。また、前記ソフトセグメントを構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、前記ハードセグメント(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、50:50〜90:10が好ましく、50:50〜80:20が更に好ましい。 The number average molecular weight of the polymer (polyamide) constituting the hard segment is preferably 300 to 1500 from the viewpoint of melt moldability. Moreover, as a number average molecular weight of the polymer which comprises the said soft segment, 200-6000 are preferable from a viewpoint of toughness and low temperature flexibility. Furthermore, the volume ratio (x: y) to the hard segment (x) and the soft segment (y) is preferably 50:50 to 90:10, more preferably 50:50 to 80:20, from the viewpoint of moldability. preferable.
前記ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、前記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。 The polyamide-based thermoplastic elastomer can be synthesized by copolymerizing the polymer forming the hard segment and the polymer forming the soft segment by a known method.
前記ポリアミド系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の宇部興産(株)の「ウベスタXPA」シリーズ(例えば、XPA9063X1、XPA9055X1、XPA9048X2、XPA9048X1、XPA6040X1等)、ダイセル・エポニック(株)の「スタミド」シリーズ(例えば、E40−S3、E47−S1、E47−S3、E55−S1、E55−S3、EX9200、E50−R2)等を用いることができる。 Examples of the polyamide-based thermoplastic elastomer include, for example, a commercially available “Uvesta XPA” series (for example, XPA9063X1, XPA9055X1, XPA9048X2, XPA9048X1, XPA6040X1, etc.) of Ube Industries, Ltd., and “Stamide” of Daicel Eponic Corporation. Series (for example, E40-S3, E47-S1, E47-S3, E55-S1, E55-S3, EX9200, E50-R2) and the like can be used.
熱可塑性樹脂材料としては、前記ポリアミド系熱可塑性エラストマー以外にも、他の熱可塑性エラストマーを併用してもよい。他の熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントを構成するポリマーが、ウレタン、スチレン又はオレフィン等から選ばれる構造を有する単量体を重合させることによって得られる主鎖にウレタン、スチレン又はオレフィン等の骨格を有するポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィンが挙げられる。他の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、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリ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(TPC)、等が挙げられる。 As the thermoplastic resin material, in addition to the polyamide-based thermoplastic elastomer, other thermoplastic elastomers may be used in combination. As another thermoplastic elastomer, the polymer constituting the hard segment has a skeleton such as urethane, styrene or olefin on the main chain obtained by polymerizing a monomer having a structure selected from urethane, styrene or olefin. Examples thereof include polyurethane, polystyrene, and polyolefin. Other thermoplastic elastomers include, for example, polyurethane-based thermoplastic elastomers (TPU), polystyrene-based thermoplastic elastomers (TPS), polyolefin-based thermoplastic elastomers (TPO), polyester-based thermoplastic elastomers (specified in JIS K6418) TPC), and the like.
前記他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品を用いることができる。
前記ポリウレタン系熱可塑性樹脂組成物としては、例えば、市販品のBASF社製の「エラストラン」シリーズ(例えば、ET680、ET880、ET690、ET890、C80A、S80A)等を用いることができる。
前記ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の旭化成社製の「タフテック」シリーズ(例えば、H1031、H1041、H1043、H1051、H1052,H1053,H1082、H1141、H1221、H1272)等を用いることができる。
前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の三井化学社製の「タフマー」シリーズ(例えば、A0550S、A1050S、A4050S、A1070S、A4070S,A35070S、A1085S、A4085S、A7090、A70090、MH7007、MH7010、P275)等を用いることができる。
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、市販品の東レ・デュポン製の「ハイトレル」シリーズ(例えば、3046,5557,6347,4047,4767等)、東洋紡社製「ベルプレン」シリーズ(P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001、S9001等)、三菱化学社製「プリマロイA」シリーズ(A1500N、A1600N、A1700N、A1800N、A1900N等)を用いることができる。
As said other thermoplastic elastomer, a commercial item can be used, for example.
As the polyurethane-based thermoplastic resin composition, for example, a commercially available “Elastollan” series (for example, ET680, ET880, ET690, ET890, C80A, S80A) manufactured by BASF can be used.
As the polystyrene-based thermoplastic elastomer, for example, a commercially available “Tuftec” series manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. (for example, H1031, H1041, H1043, H1051, H1052, H1053, H1082, H1141, H1221, H1272) or the like may be used. it can.
Examples of the polyolefin-based thermoplastic elastomer include, for example, commercially available “Tuffmer” series manufactured by Mitsui Chemicals (for example, A0550S, A1050S, A4050S, A1070S, A4070S, A35070S, A1085S, A4085S, A7090, A700090, MH7007, MH7010, P275) or the like can be used.
Examples of the polyester-based thermoplastic elastomer include a commercially available “Hytrel” series (for example, 3046, 5557, 6347, 4047, 4767, etc.) manufactured by Toray DuPont, and a “Velprene” series (P30B, P40B, Use P40H, P55B, P70B, P150B, P280B, P450B, P150M, S1001, S2001, S5001, S6001, S9001, etc., Mitsubishi Chemical's “Primalloy A” series (A1500N, A1600N, A1700N, A1800N, A1900N, etc.) Can do.
前記熱可塑性樹脂材料として、前記ポリアミド系熱可塑性エラストマー(x)に前記他の熱可塑性エラストマー(y)を併用する場合の両者の質量比(x:y)は任意であるが、例えば、95:5〜55:45であることが好ましい。エラストマーの体積比が上記範囲にあると、ポリアミド系熱可塑性エラストマーと他の熱可塑性エラストマーとがポリアミド系熱可塑性エラストマーを“海”とする海−島構造を形成するため、タイヤの耐久性や耐衝撃性が改良される。他の熱可塑性エラストマーを2種以上併用する場合には、他のエラストマーの総量とポリアミド系熱可塑性エラストマーとの総量が前記範囲に含まれることが好ましい。 As the thermoplastic resin material, when the other thermoplastic elastomer (y) is used in combination with the polyamide-based thermoplastic elastomer (x), the mass ratio (x: y) between the two is arbitrary. For example, 95: It is preferably 5 to 55:45. When the volume ratio of the elastomer is within the above range, the polyamide thermoplastic elastomer and the other thermoplastic elastomer form a sea-island structure in which the polyamide thermoplastic elastomer is “the sea”. Impact is improved. When two or more other thermoplastic elastomers are used in combination, the total amount of the other elastomers and the total amount of the polyamide-based thermoplastic elastomer is preferably included in the above range.
タイヤの製造に用いられる熱可塑性エラストマーの融点としては、タイヤの生産性の観点から100℃〜250℃程度が好ましく、100℃〜200℃が更に好ましい。このように、融点が100℃〜200℃の熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性樹脂材料を用いることで、例えばタイヤの骨格体を、その分割体(骨格片)を融着して形成する場合に、接合部の加熱温度を、タイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂材料の融点以上に設定することができる。この構成によれば、160℃〜250℃の温度範囲で融着された骨格体であってもタイヤ骨格片同士の接着強度が十分となる。接合に際しての加熱温度は、タイヤ骨格片を形成する熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性樹脂材料の融点よりも10℃〜100℃高い温度が好ましく、10℃〜70℃高い温度が更に好ましい。 As melting | fusing point of the thermoplastic elastomer used for manufacture of a tire, about 100 to 250 degreeC is preferable from a viewpoint of the productivity of a tire, and 100 to 200 degreeC is still more preferable. Thus, by using a thermoplastic resin material containing a thermoplastic elastomer having a melting point of 100 ° C. to 200 ° C., for example, when forming a skeleton of a tire by fusing the divided bodies (frame pieces), The heating temperature of the joining portion can be set to be equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin material forming the tire skeleton. According to this configuration, even if the frame body is fused in a temperature range of 160 ° C. to 250 ° C., the adhesion strength between the tire frame pieces is sufficient. The heating temperature at the time of joining is preferably 10 ° C to 100 ° C higher than the melting point of the thermoplastic resin material including the thermoplastic elastomer that forms the tire frame piece, and more preferably 10 ° C to 70 ° C.
また、本発明における熱可塑性樹脂材料中の熱可塑性エラストマーの総含有率は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂材料の総量に対して、50体積%以上が好ましい。熱可塑性エラストマーの総含有率が、熱可塑性樹脂材料の総量に対して、50体積%以上であると該熱可塑性エラストマーの特性を十分に発揮させることができ、タイヤの耐久性や生産性を向上させることができる。前記熱可塑性樹脂材料には、所望に応じて、ゴム、熱可塑性樹脂、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、耐候剤等の各種添加剤を含有させてもよい。 The total content of the thermoplastic elastomer in the thermoplastic resin material in the present invention is not particularly limited, but is preferably 50% by volume or more based on the total amount of the thermoplastic resin material. When the total content of the thermoplastic elastomer is 50% by volume or more based on the total amount of the thermoplastic resin material, the properties of the thermoplastic elastomer can be fully exhibited, and the durability and productivity of the tire are improved. Can be made. The thermoplastic resin material includes various materials such as rubber, thermoplastic resin, various fillers (for example, silica, calcium carbonate, clay), anti-aging agent, oil, plasticizer, colorant, weathering agent, and the like, as desired. An additive may be contained.
タイヤの製造に用いられる熱可塑性樹脂材料のJIS K7113に規定される引張弾性率(以下、特に特定しない限り本明細書で「弾性率」とは引張弾性率を意味する。)としては、100MPa〜1000MPaが好ましく、100MPa〜800MPaがさらに好ましく、100MPa〜700MPaが特に好ましい。ポリアミド系熱可塑性エラストマーの引張弾性率が、100MPa〜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おこなうことができる。 The tensile elastic modulus (hereinafter referred to as “elastic modulus” in the present specification means the tensile elastic modulus unless otherwise specified) as defined in JIS K7113 of a thermoplastic resin material used in the manufacture of tires is 100 MPa to. 1000 MPa is preferable, 100 MPa to 800 MPa is more preferable, and 100 MPa to 700 MPa is particularly preferable. When the tensile modulus of the polyamide-based thermoplastic elastomer is 100 MPa to 1000 MPa, the rim can be assembled efficiently while maintaining the shape of the tire skeleton.
タイヤの製造に用いられる熱可塑性樹脂材料のJIS K7113に規定される引張降伏強さは、5MPa以上が好ましく、5MPa〜20MPaが好ましく、5MPa〜17MPaがさらに好ましい。ポリアミド系熱可塑性エラストマーの引張降伏強さが、5MPa以上であると、走行時など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。 The tensile yield strength specified in JIS K7113 of the thermoplastic resin material used for manufacturing tires is preferably 5 MPa or more, preferably 5 MPa to 20 MPa, and more preferably 5 MPa to 17 MPa. When the tensile yield strength of the polyamide-based thermoplastic elastomer is 5 MPa or more, it can withstand deformation against a load applied to the tire during running.
タイヤの製造に用いられる熱可塑性樹脂材料のJIS K7113に規定される引張降伏伸びは、10%以上が好ましく、10%〜70%が好ましく、15%〜60%がさらに好ましい。ポリアミド系熱可塑性エラストマーの引張降伏伸びが、10%以上であると、弾性領域が大きく、リム組み性をよくすることができる。 The tensile yield elongation defined by JIS K7113 of the thermoplastic resin material used for manufacturing tires is preferably 10% or more, preferably 10% to 70%, and more preferably 15% to 60%. When the tensile yield elongation of the polyamide-based thermoplastic elastomer is 10% or more, the elastic region is large and the rim assembly property can be improved.
タイヤの製造に用いられる熱可塑性樹脂材料のJIS K7113に規定される引張破壊伸び(JIS K7113)としては、50%以上が好ましく、100%以上が好ましく、150%以上がさらに好ましく、200%以上が特に好ましい。ポリアミド系熱可塑性エラストマーの引張破壊伸びが、50%以上であると、リム組み性がよく、衝突に対して破壊しにくくすることができる。 As a tensile fracture elongation (JIS K7113) prescribed | regulated to JISK7113 of the thermoplastic resin material used for manufacture of a tire, 50% or more is preferable, 100% or more is preferable, 150% or more is further more preferable, 200% or more is Particularly preferred. When the tensile elongation at break of the polyamide-based thermoplastic elastomer is 50% or more, the rim assembly property is good and it is possible to make it difficult to break against a collision.
タイヤの製造に用いられる熱可塑性樹脂材料のISO75−2又はASTM D648に規定される荷重たわみ温度(0.45MPa荷重時)としては、50℃以上が好ましく、50℃〜150℃が好ましく、50℃〜130℃がさらに好ましい。ポリアミド系熱可塑性エラストマー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。 As a deflection temperature under load (0.45 MPa load) specified in ISO75-2 or ASTM D648 of a thermoplastic resin material used for manufacturing a tire, 50 ° C. or higher is preferable, 50 ° C. to 150 ° C. is preferable, and 50 ° C. More preferably, ˜130 ° C. When the deflection temperature under load of the polyamide-based thermoplastic elastomer is 50 ° C. or higher, deformation of the tire frame body can be suppressed even when vulcanization is performed in the manufacture of the tire.
<加熱工程>
本工程では、上記タイヤ骨格体形成工程において得られたタイヤ骨格体を加熱処理する。加熱処理は、タイヤ骨格体の形成に用いられた熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度(Tg)よりも高温で行われる。加熱温度は具体的には、樹脂材料のガラス転移温度をTg1としたとき、Tg1℃以上、Tg1+200℃以下の温度範囲であり、好ましくは、Tg1+50℃以上Tg1+150℃以下である。
<Heating process>
In this step, the tire frame body obtained in the tire frame body forming step is heat-treated. The heat treatment is performed at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin material used for forming the tire frame. Specifically, the heating temperature is a temperature range of Tg1 ° C. or higher and Tg1 + 200 ° C. or lower, preferably Tg1 + 50 ° C. or higher and Tg1 + 150 ° C. or lower, where the glass transition temperature of the resin material is Tg1.
なお、本明細書において樹脂材料のTgとは、熱可塑性樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いた場合には、樹脂自体の、熱可塑性エラストマーを用いた場合には、該熱可塑性エラストマーのハードセグメントを構成するポリマーのTgを指す。
Tgは、通常の示差走査熱分析装置を用いて測定することができ、本明細書では、示差走査熱分析装置(リガク社製 示差走査熱量計:DSC)を用いて、25〜400℃の範囲で昇温速度5℃/minで計測した値を採用している。
加熱時間は0.2時間以上6時間以下であることが好ましく、0.5時間以上4時間以下であることがより好ましい。
温度条件、加熱時間条件を上記範囲とすることで、形成されたタイヤ骨格体中で、タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性樹脂材料のモルフォロジーが平衡状態となり樹脂の結晶化が促進され、本発明の効果が発現するものと考えている。
In this specification, the Tg of the resin material refers to the resin itself, if a thermoplastic resin is used as the thermoplastic resin material, the hard segment of the thermoplastic elastomer if the thermoplastic elastomer is used. Refers to the Tg of the constituent polymer.
Tg can be measured using an ordinary differential scanning calorimeter, and in this specification, a differential scanning calorimeter (DSC) manufactured by Rigaku Corporation is used in the range of 25 to 400 ° C. The value measured at a temperature rising rate of 5 ° C./min is adopted.
The heating time is preferably from 0.2 hours to 6 hours, and more preferably from 0.5 hours to 4 hours.
By setting the temperature condition and the heating time condition within the above ranges, in the formed tire frame body, the morphology of the thermoplastic resin material contained in the tire frame body becomes an equilibrium state, and the crystallization of the resin is promoted. We believe that the effect will be manifested.
既述の如く、加熱工程における加熱条件(加熱温度、加熱時間)は、タイヤ骨格体の形成に使用される熱可塑性樹脂材料により適宜選択される。
例えば、熱可塑性樹脂材料としてポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いる場合、ポリアミド系熱可塑性エラストマーのTgが−20℃〜20℃であるため、加熱温度は40℃以上250℃以下であることが好ましく、80℃以上200℃以下であることがより好ましい。また、加熱時間は0.2時間以上6時間以下であることが好ましく、0.5時間以上4時間以下であることがより好ましい。
As described above, the heating conditions (heating temperature, heating time) in the heating step are appropriately selected according to the thermoplastic resin material used for forming the tire frame.
For example, when a polyamide thermoplastic elastomer is used as the thermoplastic resin material, the Tg of the polyamide thermoplastic elastomer is −20 ° C. to 20 ° C., and therefore the heating temperature is preferably 40 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. It is more preferable that the temperature is not lower than 200 ° C and not higher than 200 ° C. The heating time is preferably 0.2 hours or more and 6 hours or less, and more preferably 0.5 hours or more and 4 hours or less.
加熱手段には特に制限はなく、金型中にタイヤ骨格体を配置し、直接加熱する方法、加熱ゾーン中に配置し、赤外線や熱風などの非接触加熱手段により加熱する方法、超音波やマイクロ波を用いて加熱する方法などが挙げられるが、熱量の制御性や、安全性、装置の簡便さなどの観点からは、以下の加熱方法をとることが好ましい。
即ち、射出成形により成形されたタイヤ骨格体またタイヤ骨格片を、熱風乾燥装置内に常圧で所定の加熱温度下に静置し、所定時間で加熱後、成形品を取り出して室温まで冷却させる。
この加熱工程における圧力は、目的とする耐熱性の向上の他に、成形品に含有する水分やモノマー分などの成分の除去を促進させる目的で、通常の真空ポンプ装置を用いて10mmHg以下の減圧状態で加熱したり、また異材質または同一材質の成形品との接着促進を目的とする場合などは、通常のコンプレッサー装置を用いて0.5MPa以上の高圧状態で加熱したりするなど、目的に応じて適宜圧力を設定することもできる。
There is no particular limitation on the heating means, a method in which the tire frame is placed in a mold and directly heated, a method in which the tire frame is placed in a heating zone and heated by a non-contact heating means such as infrared rays or hot air, an ultrasonic wave or a micro Although the method of heating using a wave etc. is mentioned, it is preferable to take the following heating methods from viewpoints of controllability of heat quantity, safety, and simplicity of the apparatus.
That is, a tire skeleton body or tire skeleton piece molded by injection molding is allowed to stand in a hot air drying apparatus at normal pressure and at a predetermined heating temperature. After heating for a predetermined time, the molded product is taken out and cooled to room temperature. .
The pressure in this heating step is reduced to 10 mmHg or less using a normal vacuum pump device for the purpose of promoting the removal of components such as moisture and monomer contained in the molded product in addition to the desired improvement in heat resistance. For the purpose such as heating in a high pressure state of 0.5 MPa or more using a normal compressor device, when the purpose is to promote adhesion with a molded product of a different material or the same material. The pressure can also be set as appropriate.
本実施形態における加熱工程においては、成形品を構成する熱可塑性樹脂材料がガラス転移温度(Tg)以上の温度条件下に配置されるため、ミクロな分子運動がおこりその材料の弾性率は著しく低下する、すなわち軟化する。そのため、加熱工程の実施中に成形品に応力がかかった場合には容易に変形するおそれがある。このため所望されない変形を防止するために、所望の成形品の形状を保持し、かつ加熱温度下において変形のない、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム、チタンなどの材質からなる治具を成形品の形状に沿う形状で配置し、変形を防止することもできる。
この加熱工程を経ることにより、本発明の製造方法により得られたタイヤは、耐熱性と転がり摩擦抵抗の双方を高いレベルで両立しうるものとなる。
In the heating process in this embodiment, since the thermoplastic resin material constituting the molded article is arranged under a temperature condition equal to or higher than the glass transition temperature (Tg), microscopic molecular motion occurs and the elastic modulus of the material is significantly reduced. That is, it softens. Therefore, when stress is applied to the molded product during the heating process, it may be easily deformed. For this reason, in order to prevent undesired deformation, a jig made of a material such as iron, stainless steel, aluminum, titanium, etc., which is not deformed at the heating temperature, is kept in the shape of the molded product. It is also possible to prevent the deformation by arranging in a shape along the line.
By passing through this heating step, the tire obtained by the production method of the present invention can achieve both heat resistance and rolling friction resistance at a high level.
<補強コード層形成工程>
本発明の製造方法により得られるタイヤは、所望により補強コードを設けてもよい。タイヤ骨格体の外周部に補強コードを巻回し、補強コード層を形成することにより、タイヤの耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ(タイヤ骨格体)の周方向剛性が向上する。なお、周方向剛性が向上することで、熱可塑性樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体のクリープ(一定の応力下でタイヤ骨格体の塑性変形が時間とともに増加する現象)が抑制される。
ここでは、所望により設けられる補強コード層形成工程について説明する。
補強コードを設ける補強コード層形成工程は、タイヤ骨格体形成工程の後に実施される。前記加熱工程の前に行っても後に行ってもよいが、補強コード層の安定性、タイヤ骨格体との密着性を考慮すれば、前記加熱工程は、所望により実施される補強コード層形成工程の後に行われることが好ましい。
<Reinforcing cord layer forming process>
The tire obtained by the production method of the present invention may be provided with a reinforcing cord as desired. By winding the reinforcing cord around the outer periphery of the tire frame and forming the reinforcing cord layer, the puncture resistance and cut resistance of the tire and the circumferential rigidity of the tire (tire frame) are improved. In addition, the improvement of the circumferential rigidity suppresses the creep of the tire frame formed of a thermoplastic resin material (a phenomenon in which the plastic deformation of the tire frame increases with time under a certain stress).
Here, the reinforcing cord layer forming step provided as desired will be described.
The reinforcing cord layer forming step for providing the reinforcing cord is performed after the tire frame body forming step. The heating step may be performed before or after the heating step. However, in consideration of the stability of the reinforcing cord layer and the adhesion to the tire frame, the heating step may be performed as required. It is preferable to be performed after.
補強コード層は樹脂材料を含めて構成することができる。補強コード層に樹脂材料を含むことにより、補強コードをクッションゴムで固定する場合と比して、タイヤと補強コード層との硬さの差を小さくできるため、更に補強コードをタイヤ骨格体に密着・固定することができる。上述のように「樹脂材料」とは、熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)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。 The reinforcing cord layer can be configured to include a resin material. By including a resin material in the reinforcing cord layer, the difference in hardness between the tire and the reinforcing cord layer can be reduced compared to the case where the reinforcing cord is fixed with cushion rubber.・ Can be fixed. As described above, the “resin material” is a concept including a thermoplastic resin (including a thermoplastic elastomer) and a thermosetting resin, and does not include vulcanized rubber.
補強コード層に用いることのできる前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
Examples of the thermosetting resin that can be used for the reinforcing cord layer include phenol resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, and polyamide resin.
Examples of the thermoplastic resin include urethane resin, olefin resin, vinyl chloride resin, polyamide resin, and the like.
前記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)、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、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と製造時の成形性等を考慮すると熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。
また、樹脂材料の同種とは、エステル系同士、スチレン系同士などの形態を指す。
Examples of the thermoplastic elastomer include amide-based thermoplastic elastomer (TPA), polyester-based thermoplastic elastomer (TPC), polyolefin-based thermoplastic elastomer (TPO), and polystyrene-based thermoplastic elastomer (TPS) defined in JIS K6418. , Polyurethane thermoplastic elastomer (TPU), crosslinked thermoplastic rubber (TPV), other thermoplastic elastomer (TPZ), and the like. Note that it is preferable to use a thermoplastic elastomer in consideration of elasticity required at the time of traveling, moldability at the time of manufacture, and the like.
Moreover, the same kind of resin material refers to forms, such as ester systems and styrene systems.
補強コード層に用いられる樹脂材料の弾性率(JIS K7113に規定される引張弾性率)は、タイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂の弾性率の0.1倍から10倍の範囲内に設定することが好ましい。前記樹脂材料の弾性率がタイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂材料の弾性率の10倍以下の場合は、クラウン部が硬くなり過ぎずリム組み性が容易になる。また、前記樹脂材料の弾性率がタイヤ骨格体を形成する熱可塑性樹脂材料の弾性率の0.1倍以上の場合には、補強コード層を構成する樹脂が柔らかすぎず、ベルト面内せん断剛性に優れコーナリング力が向上する。
本発明のタイヤの製造方法において、補強コード層に樹脂が含まれる場合には、前記加熱工程は、本工程即ち、補強コード層形成工程の後に行われることが、補強コード密着性の観点から好ましい。
The elastic modulus (tensile elastic modulus defined in JIS K7113) of the resin material used for the reinforcing cord layer is set within a range of 0.1 to 10 times the elastic modulus of the thermoplastic resin forming the tire frame body. It is preferable. When the elastic modulus of the resin material is 10 times or less than the elastic modulus of the thermoplastic resin material forming the tire frame body, the crown portion is not too hard and rim assembly is facilitated. Further, when the elastic modulus of the resin material is 0.1 times or more of the elastic modulus of the thermoplastic resin material forming the tire frame body, the resin constituting the reinforcing cord layer is not too soft and the in-plane shear rigidity Excellent cornering power.
In the tire manufacturing method of the present invention, when the resin is included in the reinforcing cord layer, it is preferable from the viewpoint of the reinforcing cord adhesion that the heating step is performed after this step, that is, the reinforcing cord layer forming step. .
前記タイヤ骨格体形成工程、加熱工程、及び該加熱工程の前又は後に、所望により実施される補強コード層形成工程を含む本発明のタイヤの製造方法によれば、耐熱性に優れ、且つ、転がり摩擦抵抗が適正な値に維持されたタイヤを生産性良く製造することができる。 According to the tire manufacturing method of the present invention including the tire cord body forming step, the heating step, and the reinforcing cord layer forming step that is optionally performed before or after the heating step, the tire has excellent heat resistance and rolling. A tire in which the frictional resistance is maintained at an appropriate value can be manufactured with high productivity.
[第1の実施形態]
以下に、図面に従って本発明のタイヤの製造方法の第1の実施形態に係るタイヤの製造方法について工程順に説明する。
本実施形態のタイヤ10について説明する。図1(A)は、本発明の製造方法により得られるタイヤの一実施形態の断面を示す斜視図である。図1(B)は、リムに装着したビード部の断面図である。図1に示すように、本実施形態に係るタイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
[First Embodiment]
Below, the manufacturing method of the tire which concerns on 1st Embodiment of the manufacturing method of the tire of this invention according to drawing is demonstrated in order of a process.
The tire 10 of this embodiment will be described. FIG. 1A is a perspective view showing a cross section of an embodiment of a tire obtained by the production method of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of the bead portion attached to the rim. As shown in FIG. 1, the tire 10 according to the present embodiment has a cross-sectional shape that is substantially the same as that of a conventional general rubber pneumatic tire.
図1(A)に示すように、タイヤ10は、図1(B)に示すリム20のビードシート部21及びリムフランジ22に接触する1対のビード部12と、ビード部12からタイヤ径方向外側に延びるサイド部14と、一方のサイド部14のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部14のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部16(外周部)と、からなるタイヤケース17を備えている。 As shown in FIG. 1A, the tire 10 includes a pair of bead portions 12 that contact the bead seat portion 21 and the rim flange 22 of the rim 20 shown in FIG. A tire case 17 including a side portion 14 that extends outwardly, and a crown portion 16 (outer peripheral portion) that connects a tire radial direction outer end of one side portion 14 and a tire radial direction outer end of the other side portion 14. I have.
ここで、本実施形態のタイヤケース(タイヤ骨格体)17はポリアミド系エラストマー(宇部興産製 「ウベスタXPA9048X1」:Tg−20℃)を含む熱可塑性樹脂材料で形成されている。本実施形態においてタイヤケース(タイヤ骨格体)17は、単一の熱可塑性樹脂材料で形成されているが、本発明はこの構成に限定されず、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと同様に、タイヤケース17の各部位毎(サイド部14、クラウン部16、ビード部12など)に異なる特徴を有する熱可塑性樹脂材料を用いてもよい。また、タイヤケース17(例えば、ビード部12、サイド部14、クラウン部16等)に、補強材(高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布等)を埋設配置し、補強材でタイヤケース17を補強してもよい。 Here, the tire case (tire frame body) 17 of the present embodiment is formed of a thermoplastic resin material including a polyamide-based elastomer (“Ubesta XPA9048X1” manufactured by Ube Industries, Ltd .: Tg-20 ° C.). In the present embodiment, the tire case (tire frame body) 17 is formed of a single thermoplastic resin material, but the present invention is not limited to this configuration, and is similar to a conventional general rubber pneumatic tire. Moreover, you may use the thermoplastic resin material which has a different characteristic for every site | part (the side part 14, the crown part 16, the bead part 12, etc.) of the tire case 17. FIG. Further, a reinforcing material (polymer material, metal fiber, cord, nonwoven fabric, woven fabric, etc.) is embedded in the tire case 17 (for example, the bead portion 12, the side portion 14, the crown portion 16 and the like), and the reinforcing material is provided. The tire case 17 may be reinforced.
本実施形態のタイヤケース17は、熱可塑性樹脂材料で形成された一対のタイヤケース半体(タイヤ骨格片)17A同士を接合させたものである。タイヤケース半体17Aは、一つのビード部12と一つのサイド部14と半幅のクラウン部16とを一体として射出成形等で成形された樹脂成形体であり、形成された同一形状の円環状のタイヤケース半体17Aを互いに向かい合わせてタイヤ赤道面部分で接合することでタイヤケース(タイヤ骨格体)17が形成される。
なお、タイヤケース17は、2つの部材を接合して形成するものに限らず、3以上の部材を接合して形成してもよい。
The tire case 17 of the present embodiment is obtained by joining a pair of tire case halves (tire frame pieces) 17A formed of a thermoplastic resin material. The tire case half body 17A is a resin molded body formed by injection molding or the like, in which one bead portion 12, one side portion 14, and a half-width crown portion 16 are integrated, and is formed in an annular shape having the same shape. The tire case (tire frame) 17 is formed by joining the tire case halves 17A facing each other and joining the tire equatorial plane portions.
The tire case 17 is not limited to the one formed by joining two members, and may be formed by joining three or more members.
熱可塑性樹脂材料で形成されるタイヤケース半体17Aは、例えば、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、メルトキャスティング等で成形することができる。このため、従来のようにゴムでタイヤケースを成形する場合に比較して、加硫を行う必要がなく、製造工程を大幅に簡略化でき、成形時間を省略することができる。
また、本実施形態では、タイヤケース半体17Aは左右対称形状、即ち、一方のタイヤケース半体17Aと他方のタイヤケース半体17Aとが同一形状とされているので、タイヤケース半体17Aを成形する金型が1種類で済むメリットもある。
The tire case half 17A formed of a thermoplastic resin material can be molded by, for example, vacuum molding, pressure molding, injection molding, melt casting, or the like. For this reason, it is not necessary to perform vulcanization compared to the case where the tire case is molded with rubber as in the prior art, the manufacturing process can be greatly simplified, and the molding time can be omitted.
In the present embodiment, the tire case half body 17A has a symmetrical shape, that is, the one tire case half body 17A and the other tire case half body 17A have the same shape. There is also an advantage that only one type of mold is required.
本実施形態において、図1(B)に示すようにビード部12には、従来一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードからなる円環状のビードコア18が埋設されている。しかし、本発明はこの構成に限定されず、ビード部12の剛性が確保され、リム20との嵌合に問題なければ、ビードコア18を省略することもできる。なお、スチールコード以外に、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などで形成されていてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1 (B), an annular bead core 18 made of a steel cord is embedded in the bead portion 12 as in a conventional general pneumatic tire. However, the present invention is not limited to this configuration, and the bead core 18 can be omitted if the rigidity of the bead portion 12 is ensured and there is no problem in fitting with the rim 20. In addition to the steel cord, an organic fiber cord, a resin-coated organic fiber cord, or a hard resin may be used.
本実施形態では、ビード部12のリム20と接触する部分や、少なくともリム20のリムフランジ22と接触する部分に、タイヤケース17を構成する熱可塑性樹脂材料よりもシール性に優れた材料、例えば、ゴムからなる円環状のシール層24が形成されている。このシール層24はタイヤケース17(ビート部12)とビードシート21とが接触する部分にも形成されていてもよい。タイヤケース17を構成する熱可塑性樹脂材料よりもシール性に優れた材料としては、タイヤケース17を構成する熱可塑性樹脂材料に比して軟質な材料を用いることができる。シール層24に用いることのできるゴムとしては、従来一般のゴム製の空気入りタイヤのビード部外面に用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。また、熱可塑性樹脂材料のみでリム20との間のシール性が確保できれば、ゴムのシール層24は省略してもよく、熱可塑性樹脂材料よりもシール性に優れる他の熱可塑性樹脂を用いてもよい。このような他の熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂等の樹脂やこれら樹脂とゴム若しくはエラストマーとのブレンド物等が挙げられる。 In the present embodiment, a material having a better sealing property than a thermoplastic resin material constituting the tire case 17 at a portion that contacts the rim 20 of the bead portion 12 or at least a portion that contacts the rim flange 22 of the rim 20, for example, An annular seal layer 24 made of rubber is formed. The seal layer 24 may also be formed at a portion where the tire case 17 (beat portion 12) and the bead sheet 21 are in contact with each other. As a material having a better sealing property than the thermoplastic resin material constituting the tire case 17, a softer material can be used as compared with the thermoplastic resin material constituting the tire case 17. As the rubber that can be used for the seal layer 24, it is preferable to use the same type of rubber as that used on the outer surface of the bead portion of a conventional general rubber pneumatic tire. If the sealing property between the rim 20 can be secured only with the thermoplastic resin material, the rubber seal layer 24 may be omitted, and another thermoplastic resin having a sealing property superior to that of the thermoplastic resin material is used. Also good. Examples of such other thermoplastic resins include resins such as polyurethane resins, polyolefin resins, and polystyrene resins, and blends of these resins with rubbers or elastomers.
図1に示すように、クラウン部16には、タイヤケース17を構成する熱可塑性樹脂材料よりも剛性が高い補強コード26がタイヤケース17の周方向に巻回されている。補強コード26は、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部がクラウン部16に埋設された状態で螺旋状に巻回されており、補強コード層28を形成している。補強コード層28のタイヤ径方向外周側には、タイヤケース17を構成する熱可塑性樹脂材料よりも耐摩耗性に優れた材料、例えばゴムからなるトレッド30が配置されている。 As shown in FIG. 1, a reinforcing cord 26 having higher rigidity than the thermoplastic resin material constituting the tire case 17 is wound around the crown portion 16 in the circumferential direction of the tire case 17. The reinforcing cord 26 is wound spirally in a state in which at least a part thereof is embedded in the crown portion 16 in a cross-sectional view along the axial direction of the tire case 17, thereby forming a reinforcing cord layer 28. A tread 30 made of a material having higher wear resistance than the thermoplastic resin material constituting the tire case 17, for example, rubber, is disposed on the outer circumferential side of the reinforcing cord layer 28 in the tire radial direction.
図2を用いて補強コード26によって形成される補強コード層28について説明する。図2は、第1実施形態のタイヤのタイヤケースのクラウン部に補強コードが埋設された状態を示すタイヤ回転軸に沿った断面図である。図2に示されるように、補強コード26は、タイヤケース17の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部がクラウン部16に埋設された状態で螺旋状に巻回されており、タイヤケース17の外周部の一部と共に図2において破線部で示される補強コード層28を形成している。補強コード26のクラウン部16に埋設された部分は、クラウン部16(タイヤケース17)を構成する熱可塑性樹脂材料と密着した状態となっている。補強コード26としては、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント(単線)、又は、スチール繊維を撚ったスチールコードなどこれら繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)などを用いることができる。なお、本実施形態において補強コード26としては、スチールコードが用いられている。 The reinforcing cord layer 28 formed by the reinforcing cord 26 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view along the tire rotation axis showing a state where a reinforcing cord is embedded in the crown portion of the tire case of the tire of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the reinforcing cord 26 is spirally wound in a state in which at least a part is embedded in the crown portion 16 in a sectional view along the axial direction of the tire case 17. A reinforcing cord layer 28 indicated by a broken line portion in FIG. 2 is formed together with a part of the outer peripheral portion 17. The portion embedded in the crown portion 16 of the reinforcing cord 26 is in close contact with the thermoplastic resin material constituting the crown portion 16 (tire case 17). As the reinforcing cord 26, a monofilament (single wire) such as a metal fiber or an organic fiber, or a multifilament (twisted wire) obtained by twisting these fibers such as a steel cord twisted with a steel fiber can be used. In the present embodiment, a steel cord is used as the reinforcing cord 26.
また、図2において埋設量Lは、タイヤケース17(クラウン部16)に対する補強コード26のタイヤ回転軸方向への埋設量を示す。補強コード26のクラウン部16に対する埋設量Lは、補強コード26の直径Dの1/5以上であれば好ましく、1/2を超えることがさらに好ましい。そして、補強コード26全体がクラウン部16に埋設されることが最も好ましい。補強コード26の埋設量Lが、補強コード26の直径Dの1/2を超えると、補強コード26の寸法上、埋設部から飛び出し難くなる。また、補強コード26全体がクラウン部16に埋設されると、表面(外周面)がフラットになり、補強コード26が埋設されたクラウン部16上に部材が載置されても補強コード周辺部に空気が入るのを抑制することができる。なお、補強コード層28は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。 In FIG. 2, the burying amount L indicates the burying amount of the reinforcing cord 26 in the tire rotation axis direction with respect to the tire case 17 (crown portion 16). The embedding amount L of the reinforcing cord 26 in the crown portion 16 is preferably 1/5 or more of the diameter D of the reinforcing cord 26, and more preferably more than 1/2. Most preferably, the entire reinforcing cord 26 is embedded in the crown portion 16. When the embedment amount L of the reinforcing cord 26 exceeds 1/2 of the diameter D of the reinforcing cord 26, it is difficult to jump out of the embedded portion due to the size of the reinforcing cord 26. Further, when the entire reinforcing cord 26 is embedded in the crown portion 16, the surface (outer peripheral surface) becomes flat, and even if a member is placed on the crown portion 16 where the reinforcing cord 26 is embedded, Air can be prevented from entering. The reinforcing cord layer 28 corresponds to a belt disposed on the outer peripheral surface of the carcass of a conventional rubber pneumatic tire.
上述のように補強コード層28のタイヤ径方向外周側にはトレッド30が配置されている。このトレッド30に用いるゴムは、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。なお、トレッド30の代わりに、タイヤケース17を構成する熱可塑性樹脂材料よりも耐摩耗性に優れる他の種類の熱可塑性樹脂材料で形成したトレッドを用いてもよい。また、トレッド30には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、路面との接地面に複数の溝からなるトレッドパターンが形成されている。 As described above, the tread 30 is disposed on the outer peripheral side of the reinforcing cord layer 28 in the tire radial direction. The rubber used for the tread 30 is preferably the same type of rubber as that used in conventional rubber pneumatic tires. Instead of the tread 30, a tread formed of another type of thermoplastic resin material that is more excellent in wear resistance than the thermoplastic resin material constituting the tire case 17 may be used. Further, the tread 30 is formed with a tread pattern including a plurality of grooves on the ground contact surface with the road surface in the same manner as a conventional rubber pneumatic tire.
以下、本発明のタイヤの製造方法について説明する。
(タイヤケース(タイヤ骨格体)成形工程)
まず、射出成形装置などにより、タイヤ半体(タイヤ骨格片)を形成する。
その後、薄い金属の支持リングに支持されたタイヤケース半体同士を互いに向かい合わせる。次いで、タイヤケース半体の突き当て部分の外周面と接するように図を省略する接合金型を設置する。ここで、前記接合金型はタイヤケース半体Aの接合部(突き当て部分)周辺を所定の圧力で押圧するように構成されている。次いで、タイヤケース半体の接合部周辺を、タイヤケースを構成する熱可塑性樹脂材料の融点以上で押圧する。タイヤケース半体の接合部が接合金型によって加熱・加圧されると、前記接合部が溶融しタイヤケース半体同士が融着しこれら部材が一体となってタイヤケース17が形成される。尚、本実施形態においては接合金型を用いてタイヤケース半体の接合部を加熱したが、本発明はこれに限定されず、例えば、別に設けた高周波加熱機等によって前記接合部を加熱したり、予め熱風、赤外線の照射等によって軟化又は溶融させ、接合金型によって加圧して、タイヤケース半体を接合させてもよい。
なお、本実施形態では、タイヤケース17を形成している熱可塑性樹脂材料であるポリアミド系エラストマー(宇部興産製 「ウベスタXPA9048X1」:Tg−20℃)を溶接用熱可塑性樹脂材料として用いている。
Hereinafter, the tire manufacturing method of the present invention will be described.
(Tire case (tire frame) molding process)
First, a tire half (tire frame piece) is formed by an injection molding apparatus or the like.
Thereafter, the tire case halves supported by the thin metal support ring face each other. Next, a joining mold (not shown) is installed so as to be in contact with the outer peripheral surface of the abutting portion of the tire case half. Here, the said joining metal mold | die is comprised so that the periphery of the junction part (butting part) of the tire case half body A may be pressed with a predetermined pressure. Next, the periphery of the joint portion of the tire case half is pressed at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin material constituting the tire case. When the joining portion of the tire case half is heated and pressurized by the joining mold, the joining portion is melted and the tire case halves are fused together, and the tire case 17 is formed by integrating these members. In the present embodiment, the joining portion of the tire case half is heated using a joining mold, but the present invention is not limited to this. For example, the joining portion is heated by a separately provided high-frequency heater or the like. Alternatively, the tire case halves may be joined by softening or melting in advance by irradiation with hot air, infrared rays, or the like, and pressurizing with a joining mold.
In this embodiment, a polyamide-based elastomer (“Uvesta XPA9048X1” manufactured by Ube Industries, Ltd .: Tg−20 ° C.), which is a thermoplastic resin material forming the tire case 17, is used as the thermoplastic resin material for welding.
(補強コード部材巻回工程)
次に、補強コード巻回工程について図3を用いて説明する。図3は、コード加熱装置、及びローラ類を用いてタイヤケースのクラウン部に補強コードを埋設する動作を説明するための説明図である。図3において、コード供給装置56は、補強コード26を巻き付けたリール58と、リール58のコード搬送方向下流側に配置されたコード加熱装置59と、コード26の搬送方向下流側に配置された第1のローラ60と、第1のローラ60をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第1のシリンダ装置62と、第1のローラ60のコード26の搬送方向下流側に配置される第2のローラ64と、及び第2のローラ64をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第2のシリンダ装置66と、を備えている。第2のローラ64は、金属製の冷却用ローラとして利用することができる。また、本実施形態において、第1のローラ60または第2のローラ64の表面は、溶融又は軟化した熱可塑性樹脂材料の付着を抑制するためにフッ素樹脂(本実施形態では、テフロン(登録商標))でコーティングされている。なお、本実施形態では、コード供給装置59は、第1のローラ60または第2のローラ64の2つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。
(Reinforcement cord member winding process)
Next, the reinforcing cord winding process will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of embedding a reinforcing cord in a crown portion of a tire case using a cord heating device and rollers. In FIG. 3, the cord supply device 56 includes a reel 58 around which the reinforcing cord 26 is wound, a cord heating device 59 arranged on the downstream side of the reel 58 in the code conveyance direction, and a first code arranged on the downstream side of the cord 26 in the conveyance direction. 1 roller 60, a first cylinder device 62 that moves the first roller 60 in a direction of moving toward and away from the outer peripheral surface of the tire, and a first roller 60 disposed downstream of the cord 26 in the conveying direction. A second roller 64; and a second cylinder device 66 that moves the second roller 64 in a direction in which the second roller 64 comes into contact with or separates from the tire outer peripheral surface. The second roller 64 can be used as a metal cooling roller. Further, in the present embodiment, the surface of the first roller 60 or the second roller 64 is made of a fluororesin (in this embodiment, Teflon (registered trademark)) in order to suppress adhesion of a molten or softened thermoplastic resin material. ). In the present embodiment, the cord supply device 59 is configured to have two rollers, the first roller 60 or the second roller 64, but the present invention is not limited to this configuration, and either one of the rollers. It is also possible to have only one (that is, one roller).
また、コード加熱装置59は、熱風を生じさせるヒーター70及びファン72を備えている。また、コード加熱装置59は、内部に熱風が供給される、内部空間をコード26が通過する加熱ボックス74と、加熱されたコード26を排出する排出口76とを備えている。 The cord heating device 59 includes a heater 70 and a fan 72 that generate hot air. Further, the cord heating device 59 includes a heating box 74 through which the cord 26 passes through an internal space in which hot air is supplied, and a discharge port 76 for discharging the heated cord 26.
本工程においては、まず、コード加熱装置59のヒーター70の温度を上昇させ、ヒーター70で加熱された周囲の空気をファン72の回転によって生じる風で加熱ボックス74へ送る。次に、リール58から巻き出した補強コード26を、熱風で内部空間が加熱された加熱ボックス74内へ送り加熱(例えば、補強コード26の温度を100〜200℃程度に加熱)する。加熱された補強コード26は、排出口76を通り、図3の矢印R方向に回転するタイヤケース17のクラウン部16の外周面に一定のテンションをもって螺旋状に巻きつけられる。ここで、加熱された補強コード26がクラウン部16の外周面に接触すると、接触部分の熱可塑性樹脂材料が溶融又は軟化し、加熱された補強コード26の少なくとも一部がクラウン部16の外周面に埋設される。このとき、溶融又は軟化した熱可塑性樹脂材料に加熱された補強コード26が埋設されるため、熱可塑性樹脂材料と補強コード26とが隙間がない状態、つまり密着した状態となる。これにより、補強コード26を埋設した部分へのエア入りが抑制される。なお、補強コード26をタイヤケース17の熱可塑性樹脂材料の融点よりも高温に加熱することで、補強コード26が接触した部分の熱可塑性樹脂材料の溶融又は軟化が促進される。このようにすることで、クラウン部16の外周面に補強コード26を埋設しやすくなると共に、効果的にエア入りを抑制することができる。 In this step, first, the temperature of the heater 70 of the cord heating device 59 is raised, and the ambient air heated by the heater 70 is sent to the heating box 74 by the wind generated by the rotation of the fan 72. Next, the reinforcing cord 26 unwound from the reel 58 is fed into a heating box 74 in which the internal space is heated with hot air (for example, the temperature of the reinforcing cord 26 is heated to about 100 to 200 ° C.). The heated reinforcing cord 26 passes through the discharge port 76 and is wound spirally around the outer peripheral surface of the crown portion 16 of the tire case 17 rotating in the direction of arrow R in FIG. Here, when the heated reinforcing cord 26 comes into contact with the outer peripheral surface of the crown portion 16, the thermoplastic resin material in the contact portion is melted or softened, and at least a part of the heated reinforcing cord 26 is outer peripheral surface of the crown portion 16. Buried in At this time, since the heated reinforcing cord 26 is embedded in the molten or softened thermoplastic resin material, the thermoplastic resin material and the reinforcing cord 26 are in a state where there is no gap, that is, in a close contact state. Thereby, the air entering to the portion where the reinforcing cord 26 is embedded is suppressed. In addition, by heating the reinforcing cord 26 to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin material of the tire case 17, melting or softening of the thermoplastic resin material in a portion in contact with the reinforcing cord 26 is promoted. By doing in this way, it becomes easy to embed the reinforcement cord 26 in the outer peripheral surface of the crown part 16, and air entry can be effectively suppressed.
(加熱工程)
次に、補強コード層が形成されたタイヤ骨格体を加熱する。
加熱温度は、前記熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度Tgが−20℃であるため、40℃以上180℃以下の温度範囲で、約0.5時間〜2時間にわたり行われる。加熱工程は、補強コード層が形成されたタイヤ骨格体を、熱源に対して均一に熱が伝播する向きに配置し、熱風式加熱乾燥装置を用いて行われる。
所定時間加熱されたタイヤ骨格体は、加熱処理工程の後、室温になるまで放冷される。
(Heating process)
Next, the tire frame body on which the reinforcing cord layer is formed is heated.
Since the glass transition temperature Tg of the thermoplastic resin material is −20 ° C., the heating temperature is performed in the temperature range of 40 ° C. to 180 ° C. for about 0.5 to 2 hours. The heating process is performed by using a hot air heating and drying apparatus, in which the tire frame body on which the reinforcing cord layer is formed is arranged in a direction in which heat is uniformly propagated to the heat source.
The tire frame body heated for a predetermined time is allowed to cool to room temperature after the heat treatment step.
(タイヤ仕上げ工程)
次に、加熱工程を施したタイヤケース17の外周面に加硫済みの帯状のトレッド30を1周分巻き付けてタイヤケース17の外周面にトレッド30を、接着剤などを用いて接着する。なお、トレッド30は、例えば、従来知られている更生タイヤに用いられるプレキュアトレッドを用いることができる。本工程は、更生タイヤの台タイヤの外周面にプレキュアトレッドを接着する工程と同様の工程である。
(Tire finishing process)
Next, the vulcanized belt-like tread 30 is wound around the outer peripheral surface of the tire case 17 subjected to the heating process by one turn, and the tread 30 is bonded to the outer peripheral surface of the tire case 17 using an adhesive or the like. In addition, the precure tread used for the retread tire conventionally known can be used for the tread 30, for example. This step is the same step as the step of bonding the precure tread to the outer peripheral surface of the base tire of the retreaded tire.
そして、タイヤケース17のビード部12に、加硫済みのゴムからなるシール層24を、接着剤等を用いて接着すれば、タイヤ10の完成となる。 And if the sealing layer 24 which consists of vulcanized rubber is adhere | attached on the bead part 12 of the tire case 17 using an adhesive agent etc., the tire 10 will be completed.
本実施形態のタイヤ10では、タイヤケース17が熱可塑性樹脂材料によって形成されているため、構造が簡素化でき、従来のゴムに比して重量が軽い。このため、本実施形態のタイヤ10を自動車に適用すると、軽量化することができ、燃費を抑えることができる。
また、本実施形態のタイヤ10では、熱可塑性樹脂材料で形成されたタイヤケース17のクラウン部16の外周面に熱可塑性樹脂材料よりも剛性が高い補強コード26が周方向へ螺旋状に巻回されていることから耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ10の周方向剛性が向上する。なお、タイヤ10の周方向剛性が向上することで、熱可塑性樹脂材料で形成されたタイヤケース17のクリープが防止されるという利点をも有する。
In the tire 10 of this embodiment, since the tire case 17 is formed of a thermoplastic resin material, the structure can be simplified and the weight is lighter than that of a conventional rubber. For this reason, if the tire 10 of this embodiment is applied to a motor vehicle, it can reduce in weight and can suppress a fuel consumption.
In the tire 10 of the present embodiment, the reinforcing cord 26 having higher rigidity than the thermoplastic resin material is spirally wound in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the crown portion 16 of the tire case 17 formed of the thermoplastic resin material. Therefore, puncture resistance, cut resistance, and circumferential rigidity of the tire 10 are improved. In addition, it has the advantage that the creep of the tire case 17 formed of the thermoplastic resin material is prevented by improving the circumferential rigidity of the tire 10.
以上、本発明の具体的な態様について第1実施形態を用いて説明したが本発明は上述の態様に限定されるものではない。 As mentioned above, although the specific aspect of this invention was demonstrated using 1st Embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned aspect.
本発明のタイヤは第1実施形態に示されるように以下のように構成することができる。
本発明の製造方法により得られるタイヤは、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、熱可塑性樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体の外周部に補強コードの少なくとも一部が埋設されるように構成することができる。
また、前記補強コード層の径方向外側に前記熱可塑性樹脂材料よりも耐摩耗性を有する材料から形成されるトレッドを設けてもよい。
きる。
As shown in the first embodiment, the tire of the present invention can be configured as follows.
In the tire obtained by the manufacturing method of the present invention, at least a part of the reinforcing cord is embedded in the outer peripheral portion of the tire frame formed of the thermoplastic resin material in a cross-sectional view along the axial direction of the tire frame. Can be configured.
Moreover, you may provide the tread formed from the material which has abrasion resistance rather than the said thermoplastic resin material in the radial direction outer side of the said reinforcement cord layer.
wear.
(作用)
本発明の製造方法により得られた本実施形態のタイヤ10は、熱可塑性樹脂材料によって形成されたタイヤケース17が、成形後に適切な加熱条件で加熱処理されているため、熱可塑性樹脂材料の結晶構造が変化し、特に熱可塑性エラストマーを用いた場合には、ハードセグメントを構成するポリマーの結晶化が促進されるために、耐熱性に優れ、且つ、耐熱性の向上に伴う転がり摩擦抵抗の劣化が抑制されて適切な範囲に維持され、両者が高いレベルで両立する。このため、本実施形態の製造方法により得られたタイヤ10は、耐熱性に優れ、転がり摩擦抵抗が低く、耐久性に優れ、広範な温度範囲において高い操縦安定性が達成される。
(Function)
In the tire 10 of the present embodiment obtained by the manufacturing method of the present invention, since the tire case 17 formed of a thermoplastic resin material is heat-treated under an appropriate heating condition after molding, the crystal of the thermoplastic resin material When the structure changes, especially when a thermoplastic elastomer is used, the crystallization of the polymer that constitutes the hard segment is promoted, so the heat resistance is excellent and the rolling frictional resistance is deteriorated as the heat resistance is improved. Is suppressed and maintained in an appropriate range, and both are compatible at a high level. For this reason, the tire 10 obtained by the manufacturing method of the present embodiment has excellent heat resistance, low rolling friction resistance, excellent durability, and high steering stability in a wide temperature range.
以下、本発明について実施例を用いてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、上述の第1実施形態に従って、実施例及び比較例のタイヤを成形した。この際、タイヤ骨格体を形成する材料及びそのガラス転移温度について下記表1に記載した。さらに、加熱工程における加熱温度、加熱時間についても下記表1に併記した。
各実施例及び比較例の製造方法により得られたタイヤ性能の評価を以下に示す方法で行うとともに、同様の処理を行って得た試験片についても下記の評価を行った。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to this.
First, tires of examples and comparative examples were molded according to the first embodiment described above. At this time, the material forming the tire frame and its glass transition temperature are shown in Table 1 below. Furthermore, the heating temperature and heating time in the heating process are also shown in Table 1 below.
While evaluating the tire performance obtained by the manufacturing method of each Example and a comparative example by the method shown below, the following evaluation was performed also about the test piece obtained by performing the same process.
<試料片の作製>
<実施例1〜8、比較例1〜4>
下記エラストマーを、射出成形機(住友重工社製 SE30D 射出成形機)により成形温度(シリンダ温度)180〜230℃、金型温度60℃として、厚さ2mm、幅30mm、長さ100mmのプレート状サンプルを成形し、得られたプレート状サンプルから、φ6の円形サンプルを打ち抜いて試験片を作製した。
(ポリアミド系熱可塑性エラストマー)
宇部興産社製、「ウベスタXPA9048X1(Tg:−20℃)」(下記表1中、「PE1」と記載)
宇部興産社製、「ウベスタXPA9055X1(Tg:5℃)」(下記表1中、「PE2」と記載)
実施例1〜8の製造方法においては、表1に記載の温度条件、加熱時間で円形サンプルの加熱工程を実施した。
比較例1及び3の製造方法では、加熱工程を行わなかった。また、比較例2及び4の製造方法では、表1に記載のように、本発明に規定する温度条件の範囲外で加熱工程を実施した。
<Preparation of sample piece>
<Examples 1-8, Comparative Examples 1-4>
A plate-like sample of the following elastomer with an injection molding machine (SE30D injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) having a molding temperature (cylinder temperature) of 180 to 230 ° C. and a mold temperature of 60 ° C., a thickness of 2 mm, a width of 30 mm, and a length of 100 mm. From the obtained plate-like sample, a φ6 circular sample was punched to prepare a test piece.
(Polyamide thermoplastic elastomer)
“Uvesta XPA9048X1 (Tg: −20 ° C.)” manufactured by Ube Industries, Ltd. (described as “PE1” in Table 1 below)
“Uvesta XPA9055X1 (Tg: 5 ° C.)” manufactured by Ube Industries, Ltd. (described as “PE2” in Table 1 below)
In the manufacturing method of Examples 1-8, the heating process of the circular sample was implemented on the temperature conditions of Table 1, and the heating time.
In the manufacturing methods of Comparative Examples 1 and 3, no heating step was performed. Moreover, in the manufacturing methods of Comparative Examples 2 and 4, as shown in Table 1, the heating step was performed outside the range of temperature conditions defined in the present invention.
<動的粘弾性の評価>
φ6mm、厚さ2mmの円形サンプルを用いて、ティー・エイ・インスツルメント社製動的粘弾性測定装置(Dynamic Mechanical Analysys DMA)を用いて、30℃―20Hzのtanδを測定した。を測定した。結果を下記表1に記載する。
<Evaluation of dynamic viscoelasticity>
Using a circular sample having a diameter of 6 mm and a thickness of 2 mm, tan δ at 30 ° C. to 20 Hz was measured using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (Dynamic Mechanical Analysis DMA) manufactured by TA Instruments. Was measured. The results are listed in Table 1 below.
<耐熱性、引張強さ、破断伸び、引張弾性率の評価>
同様にして前記プレート状サンプルを打ち抜き、JISK6251−1993に規定されるダンベル状試験片(5号形試験片)を作製した。
島津製作所社製、島津オートグラフAGS−J(5KN)を用いて、引張速度を200mm/minに設定し、前記各試料片の引張弾性率、引張強さ及び破断伸びを測定した。結果を下記表1に示す。
<Evaluation of heat resistance, tensile strength, elongation at break, and tensile modulus>
Similarly, the plate-like sample was punched out to produce a dumbbell-shaped test piece (No. 5 type test piece) defined in JISK6251-1993.
Using a Shimadzu Corp., Shimadzu Autograph AGS-J (5KN), the tensile speed was set to 200 mm / min, and the tensile modulus, tensile strength, and elongation at break of each sample piece were measured. The results are shown in Table 1 below.
本発明の製造方法で形成されたエラストマー成形体は耐熱性が良好であり、また、動的粘弾性(tanδ)の測定結果より転がり摩擦抵抗が適正な値に維持されていることがわかる。即ち、本発明の製造方法における加熱工程を経ることにより、動的粘度弾性(tanδ)が20%以上低減した。これはタイヤの転がり抵抗において、約10%の低減に相当するものであり、このため、本発明の製造方法により得られたタイヤは、使用時の温度条件にかかわらず、走行性能に優れ、タイヤの燃費性能の向上を実現することが可能であることがわかる。
他方、加熱工程を行わないか、或いは、本発明に規定する温度以下の温度条件での加熱工程を行ったエラストマー成形体では、耐熱性及び動的粘弾性のいずれかの値が劣り、比較例1と比較例2、或いは、比較例3と比較例4との対比より、本発明の温度範囲外の加熱工程を行っても、これらの物性がほとんど改良されないことがわかる。
It can be seen that the elastomer molded body formed by the production method of the present invention has good heat resistance, and the rolling friction resistance is maintained at an appropriate value from the measurement result of dynamic viscoelasticity (tan δ). That is, the dynamic viscosity elasticity (tan δ) was reduced by 20% or more through the heating step in the production method of the present invention. This corresponds to a reduction of about 10% in the rolling resistance of the tire. Therefore, the tire obtained by the production method of the present invention has excellent running performance regardless of the temperature conditions during use. It can be seen that it is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle.
On the other hand, in the elastomer molded body in which the heating step is not performed or the heating step is performed under the temperature condition specified in the present invention, either the heat resistance or the dynamic viscoelasticity is inferior, and the comparative example From the comparison between 1 and Comparative Example 2 or Comparative Example 3 and Comparative Example 4, it can be seen that even if a heating step outside the temperature range of the present invention is performed, these physical properties are hardly improved.
10 タイヤ
12 ビード部
16 クラウン部(外周部)
18 ビードコア
20 リム
21 ビードシート
22 リムフランジ
17 タイヤケース(タイヤ骨格体)
24 シール層(シール部)
26 補強コード(補強コード部材)
28 補強コード層
30 トレッド
D 補強コードの直径(補強コード部材の直径)
L 補強コードの埋設量(補強コード部材の埋設量)
10 tire 12 bead portion 16 crown portion (outer peripheral portion)
18 Beadcore
20 Rim 21 Bead sheet 22 Rim flange 17 Tire case (tire frame)
24 Seal layer (seal part)
26 Reinforcement cord (reinforcement cord member)
28 Reinforcing cord layer 30 Tread D Diameter of reinforcing cord (diameter of reinforcing cord member)
L Embedding amount of reinforcement cord (embedding amount of reinforcement cord member)
Claims (4)
熱可塑性樹脂材料を含む材料を用いて、環状のタイヤ骨格体を成形するタイヤ骨格体成形工程と、得られたタイヤ骨格体を、該タイヤ骨格体に含まれる熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度(Tg)以上(Tg+200℃)以下の温度で加熱する加熱工程と、を有するタイヤの製造方法。 A method of manufacturing a tire formed of a material including at least a thermoplastic resin material,
A tire skeleton forming step of forming an annular tire skeleton using a material containing a thermoplastic resin material, and the obtained tire skeleton, the glass transition temperature of the thermoplastic resin material contained in the tire skeleton ( And a heating step of heating at a temperature not lower than (Tg) and not higher than (Tg + 200 ° C.).
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