轮胎

申请号 CN201480018348.1 申请日 2014-03-14 公开(公告)号 CN105189610B 公开(公告)日 2017-12-15
申请人 株式会社普利司通; 发明人 本城温子; 高瞳; 笔本启之;
摘要 提供的是具有用 树脂 材料形成的环状的轮胎骨架体的轮胎,所述树脂材料包含在分子中具有软链段和结晶度为14%至26%的硬链段的聚酰胺系热塑性弹性体。
权利要求

1.一种轮胎,所述轮胎包含:由熔着在一起的多个轮胎骨架片形成且由树脂材料形成的环状的轮胎骨架体;和具有与树脂材料相比较高的刚性且沿轮胎圆周方向螺旋状缠绕在所述环状的轮胎骨架体的外周的补强帘线,
其中所述树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体,所述聚酰胺系热塑性弹性体在分子中包含:(A)聚四亚甲基醚二醇的软链段;和(B)结晶度为19%至26%的硬链段。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中所述聚酰胺系热塑性弹性体的所述硬链段HS的质量与所述软链段SS的质量之比HS/SS为55/45至90/10。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中所述硬链段包含通过使用由下式(1)或下式(2)表示的单体合成的聚酰胺:
式(1)
H2N-R1-COOH,
1
式(1)中,R表示具有2至20个原子分子链,
式(2)
式(2)中,R2表示具有3至20个碳原子的烃分子链。
4.根据权利要求3所述的轮胎,其中R1表示具有2至20个碳原子的亚烷基。
5.根据权利要求3所述的轮胎,其中R2表示具有3至20个碳原子的亚烷基。
6.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中所述硬链段包含由-[CO-(CH2)11-NH]-表示的构成单元。
7.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中所述多个轮胎骨架片是一对胎身半体。

说明书全文

轮胎

技术领域

[0001] 本发明涉及一种安装至轮辋的轮胎,并且特别涉及一种其中至少一部分由树脂材料形成的轮胎。

背景技术

[0002] 传统地,在例如乘用车等的车辆中,使用由橡胶、有机纤维材料、和构件等构成的充气轮胎。传统地用于充气轮胎的通常的橡胶材料在例如耐热性等方面不存在问题。然而,多个步骤,例如混炼、调位(seating)、成型和硫化,通常在轮胎的制造过程中进行,并且需求生产性的改善。
[0003] 为了满足该需求,近年来,从轻量化、容易成型和容易回收的观点,对作为轮胎材料的树脂材料,特别地,热塑性树脂、和热塑性弹性体等的使用,已经进行了研究。例如,日本专利公布如日本专利申请特开(JP-A)No.2003-104008公开了使用热塑性高分子材料形成的充气轮胎。从生产性的改善,例如注射成型能的观点,这些热塑性高分子材料(热塑性树脂)具有很多优势。
[0004] 此外,提出了使用聚酰胺系热塑性弹性体作为热塑性高分子材料的轮胎(见JP-A No.2012-46030)。

发明内容

[0005] 发明要解决的问题
[0006] 与由橡胶形成的传统轮胎相比,使用热塑性高分子材料的轮胎可以以较低的成本而容易地生产。然而,当轮胎骨架体由均一的热塑性高分子材料形成并且不装配有例如胎体帘布层等的补强构件时,与由橡胶形成的传统轮胎相比,从耐压性等度仍存在改善空间。
[0007] 特别地,在由橡胶制成的传统轮胎中,在内压下的轮胎形状通常通过使用胎体或帘布层来保持。另一方面,在如上所述的通过使用高分子材料(树脂)制成的轮胎中,提出了其中例如胎体或帘布层等的补强构件不是不可缺少的组件、并且钢丝帘线用于沿着轮胎圆周方向给轮胎加箍的实施方案。因而,由于会存在其中补强构件不在通过使用了高分子材料形成的轮胎的胎侧部处使用的情况,所以高分子材料要求本身来确保耐压性。
[0008] 鉴于上述状况,本发明的目的是提供一种轮胎,其通过使用树脂材料形成并且具有优异的耐压性。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010] 提供一种具有由树脂材料形成环状的轮胎骨架体的轮胎,其中树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体,所述聚酰胺系热塑性弹性体在分子中包含软链段和结晶度为14%至26%的硬链段。
[0011] 发明的效果
[0012] 根据本发明,可以提供一种由树脂材料形成并且具有优异的耐压性的轮胎。附图说明
[0013] 图1A是表明根据本发明一个实施方案的轮胎的一部分的截面的立体图。
[0014] 图1B是表明安装至轮辋的胎圈部的截面图。
[0015] 图2是沿着轮胎旋转轴获取的截面图,其表明其中补强帘线埋设入根据本发明实施方案的轮胎的胎身的胎冠部的状态。
[0016] 图3是通过使用帘线加热装置和辊来使补强帘线埋设入胎身的胎冠部的操作的说明图。

具体实施方式

[0017] 本发明的轮胎具有由树脂材料形成的环状的轮胎骨架体,其中树脂材料包含聚酰胺系热塑性弹性体,所述聚酰胺系热塑性弹性体在分子中包含软链段和结晶度为14%至26%的硬链段。
[0018] 本发明的轮胎具有优异的针对内压的耐压性,因为本发明中的轮胎骨架体通过包含聚酰胺系热塑性弹性体来构成,所述聚酰胺系热塑性弹性体是在分子中包含软链段和结晶度为14%至26%的硬链段的聚酰胺系热塑性弹性体。此外,本发明的轮胎具有优异的生产性,因为轮胎骨架体可以通过注射成型来制成。
[0019] <<树脂材料>>
[0020] 如上所述,轮胎具有通过使用树脂材料形成的轮胎骨架体。树脂材料至少包含聚酰胺系热塑性弹性体,所述聚酰胺系热塑性弹性体含有在分子中包含软链段和结晶度为14%至26%的硬链段的聚酰胺系热塑性弹性体。
[0021] 尽管树脂材料可以包含除了聚酰胺系热塑性弹性体以外的热塑性弹性体或任意的组分,但是在分子中包含软链段和结晶度为14%至26%的硬链段的聚酰胺系热塑性弹性体的含量优选30质量%以上,更优选50质量%以上,并且特别优选70质量%以上。本说明书的术语“树脂”是涵盖热塑性树脂和热固性树脂、但不涵盖天然橡胶的概念。
[0022] (聚酰胺系热塑性弹性体)
[0023] 本发明中,"聚酰胺系热塑性弹性体"是指由共聚物形成的热塑性树脂材料,所述共聚物包含:结晶性的并且具有高熔点的构成硬链段的聚合物和非结晶性的并且具有低玻璃化转变温度的构成软链段的聚合物,并且其在构成硬链段的聚合物的主链中具有酰胺键(-CONH-)。
[0024] 聚酰胺系热塑性弹性体可以简称为“TPA”(Thermo Plastic Amid elastomer)。
[0025] 聚酰胺系热塑性弹性体可以是其中至少聚酰胺构成具有高熔点的结晶性硬链段并且其它聚合物(例如,聚酯或聚醚)构成具有低玻璃化转变温度的非结晶性软材料的材料。此外,在聚酰胺系热塑性弹性体中,除了硬链段和软链段之外,可以使用例如二羧酸等的扩链剂。用于形成硬链段的聚酰胺的实例包含使用由下式(1)或(2)表示的单体制造的聚酰胺。
[0026] -硬链段-
[0027] 本发明中,硬链段的结晶度为14%至26%。
[0028] 硬链段的结晶度影响制成轮胎的树脂材料的例如弹性和刚性等性能,并且当硬链段的结晶度小于14%时,对于轮胎的耐压性而言树脂材料的刚性太低。当硬链段的结晶度超过26%时,树脂材料的刚性太高,并且例如难以将轮胎安装至轮辋。
[0029] 聚酰胺系热塑性弹性体的硬链段的结晶度优选为15%至26%,并且更优选17%至26%。
[0030] 本发明中,聚酰胺系热塑性弹性体的硬链段的结晶度是通过差示扫描量热仪(DSC)[DSC Q2000,TA Instruments Japan Inc.]以下述方式测量的值。
[0031] 硬链段的结晶部分的熔融热量通过将聚酰胺系热塑性弹性体从0℃以10℃/分钟的速率加热至200℃来测量从而计算结晶度。此时,熔融热量基于从熔融开始温度到熔融完成温度画出的基线来得到。
[0032] 聚酰胺系热塑性弹性体的硬链段的结晶度可以通过形成硬链段的聚酰胺的组成、聚酰胺系热塑性弹性体的合成条件(特别地,温度条件)、轮胎制成期间的诸如注射成型或挤出成型等成型条件、轮胎制成之后的轮胎加热条件、和其他条件来控制。
[0033] 首先,将描述形成硬链段的聚酰胺的分子结构。
[0034] 形成硬链段的聚酰胺的实例可包含:通过使用由下式(1)或下式(2)表示的单体合成的聚酰胺。
[0035] 式(1)
[0036] H2N--R1-COOH
[0037] 在式(1)中,R1表示具有2至20个原子分子链或具有2至20个碳原子的亚烷基。
[0038] 式(2)
[0039]
[0040] 在式(2)中,R2表示具有3至20个碳原子的烃分子链或具有2至20个碳原子的亚烷基。
[0041] 在式(1)中,R1优选具有3至18个碳原子的烃分子链或具有3至18个碳原子的亚烷基,更优选具有4至15个碳原子的烃分子链或具有4至15个碳原子的亚烷基,并且特别优选具有10至15个碳原子的烃分子链或具有10至15个碳原子的亚烷基。此外,在式(2)中,R2优选具有3至18个碳原子的烃分子链或具有3至18个碳原子的亚烷基,更优选具有4至15个碳原子的烃分子链或具有4至15个碳原子的亚烷基,并且特别优选具有10至15个碳原子的烃分子链或具有10至15个碳原子的亚烷基。
[0042] 由式(1)或式(2)表示的单体的实例包含ω-基羧酸和内酰胺。此外,形成硬链段的聚酰胺的实例包含ω-氨基羧酸或内酰胺的缩聚物、和二胺与二羧酸的共缩聚物。
[0043] ω-氨基羧酸的实例包含具有5至20个碳原子的脂族ω-氨基羧酸,例如6-氨基己酸、7-氨基庚酸、8-氨基辛酸、10-氨基癸酸、11-氨基十一烷酸、和12-氨基十二烷酸。内酰胺的实例包含具有5至20个碳原子的脂族内酰胺,例如月桂基内酰胺、ε-己内酰胺、十一内酰胺、ω-庚内酰胺(ω-enantholactam)和2-吡咯烷
[0044] 二胺的实例包含二胺化合物,例如,具有2至20个碳原子的脂族二胺,例如乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、3-甲基五亚甲基二胺、和间二甲苯二胺(meta-xylene diamine)。此外,二羧酸可以由HOOC-(R3)m-COOH(R3:具有3至20个碳原子的烃分子链,m:0或1)表示,并且其实例包含具有2至22个碳原子的脂族二羧酸,例如草酸琥珀酸戊二酸己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸。
[0045] 形成硬链段的聚酰胺的实例包含:通过ε-己内酰胺的开环缩聚获得的聚酰胺(聚酰胺6)、通过十一内酰胺的开环缩聚获得的聚酰胺(聚酰胺11)、通过月桂基内酰胺的开环缩聚获得的聚酰胺(聚酰胺12)、通过12-氨基十二烷酸的缩聚获得的聚酰胺(聚酰胺12)、通过二胺与二元酸的缩聚获得的聚酰胺(聚酰胺66)、或包含间二甲苯二胺作为构成单元的聚酰胺(酰胺MX)。
[0046] 聚酰胺6可以由例如{CO-(CH2)5-NH}n(n是任选的重复单元数)表示,并且例如,n优选2至100,并且更优选3至50。
[0047] 聚酰胺11可以由例如{CO-(CH2)10-NH}n(n是任选的重复单元数)表示,并且例如,n优选2至100,并且更优选3至50。
[0048] 聚酰胺12可以由例如{CO-(CH2)11-NH}n(n是任选的重复单元数)表示,并且例如,n优选2至100,并且更优选3至50。
[0049] 聚酰胺66可以由例如{CO(CH2)4CONH(CH2)6NH}n(n是任选的重复单元数)表示,并且例如,n优选2至100,并且更优选3至50。
[0050] 包含间二甲苯二胺作为构成单元的酰胺MX可以由例如以下构成单元(A-1)[在(A-1)中,n是任选的重复单元数)表示,并且例如,n优选2至100,并且更优选3至50。
[0051]
[0052] 聚酰胺系热塑性弹性体优选具有由-[CO-(CH2)11-NH]-表示的单元结构的聚酰胺(聚酰胺12)作为硬链段。如上所述,聚酰胺12可以通过月桂基内酰胺的开环缩聚或通过12-氨基十二烷酸的缩聚获得。
[0053] -软链段-
[0054] 形成软链段的聚合物可以是例如聚酯或聚醚。聚醚的实例包含例如,聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、和ABA型三嵌段聚醚二醇。这些单独或以其两种以上的组合使用。也可以使用例如通过使聚醚用氨等终止获得的聚醚二胺。例如,可使用ABA-型三嵌段聚醚二胺。
[0055] 此处,“ABA型三嵌段聚醚二醇”包含由以下式(3)表示的聚醚。
[0056] 式(3)
[0057]
[0058] 在式(3)中,x和z各自独立地表示1至20的整数。y表示4至50的整数。
[0059] 在式(3)中,x和z各自优选1至18的整数,更优选1至16的整数,特别优选1至14的整数,并且最优选1至12的整数。此外,在式(3)中,y优选5至45的整数,更优选6至40的整数,特别优选7至35的整数,并且最优选8至30的整数。
[0060] 另外,“ABA型三嵌段聚醚二胺”包含由下式(N)表示的聚醚二胺。
[0061] 式(N)
[0062]
[0063] 在式(N)中,XN和ZN各自独立地表示1至20的整数。YN表示4至50的整数。
[0064] 在式(N)中,XN和ZN分别优选1至18的整数,更优选1至16,特别优选1至14,并且最优选1至12。在式(N)中,YN优选5至45的整数,更优选6至40,特别优选7至35,并且最优选8至30。
[0065] 软链段优选为包含源于四亚甲基醚二醇(TMG)的构成单元的聚合物,并且特别地,从改善轮胎的耐压性的观点,优选包含源于四亚甲基醚二醇(TMG)的构成单元的共聚物。可以与源于四亚甲基醚二醇(TMG)的构成单元形成共聚物的其他构成单元不特别限定,并且包含源于上述乙二醇(EG)和丙二醇(PG)等的构成单元。
[0066] 具体而言,包含源于四亚甲基醚二醇(TMG)的构成单元的共聚物的实例包含例如包含源于TMG的构成单元和源于PPG的构成单元的共聚物,例如二元共聚物(例如,PTMG/PPG)和三聚物(例如,PPG/PTMG/PPG、PTMG/PPG/PEG)。
[0067] 硬链段和软链段的组合的实例包含上述任意的硬链段和上述任意的软链段的任意组合。
[0068] 其中,月桂基内酰胺的开环缩聚物与聚乙二醇的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物与聚丙二醇的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物与聚四亚甲基醚二醇的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物与ABA型三嵌段聚醚的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物与ABA型三嵌段聚醚二胺的组合、氨基十二烷酸的缩聚物与聚乙二醇的组合、氨基十二烷酸的缩聚物与聚丙二醇的组合、氨基十二烷酸的缩聚物与聚四亚甲基醚二醇的组合、氨基十二烷酸的缩聚物与ABA型三嵌段聚醚的组合、和氨基十二烷酸的缩聚物与ABA型三嵌段聚醚二胺的组合是优选的。此外,月桂基内酰胺的开环缩聚物与ABA型三嵌段聚醚的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物与ABA型三嵌段聚醚二胺的组合、氨基十二烷酸的缩聚物与ABA型三嵌段聚醚的组合、和氨基十二烷酸的缩聚物与ABA型三嵌段聚醚二胺的组合是特别优选的。
[0069] 形成软链段的聚合物可以包含例如具有6至22个碳原子的支链状饱和二胺、具有6至16个碳原子的支链状脂环族二胺、或降片烷二胺等二胺作为单体单元。此外,具有6至22个碳原子的支链状饱和二胺、具有6至16个碳原子的支链状脂环族二胺、或降冰片烷二胺可以单独或以其相互的组合使用,或以与上述ABA型三嵌段聚醚或ABA型三嵌段聚醚二胺的组合使用。
[0070] 具有6至22个碳原子的支链状饱和二胺的实例包含例如,2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、己二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基戊烷、2-甲基-1,5-二氨基戊烷、和2-甲基-1,8-二氨基辛烷。
[0071] 具有6至16个碳原子的支链状脂环族二胺的实例包含例如,5-氨基-2,2,4-三甲基-1-环戊烷甲基胺、5-氨基-1,3,3-三甲基环己烷甲基胺。这些二胺可以是顺式或反式异构体,或其任意的混合物。
[0072] 降冰片烷二胺的实例包含例如,2,5-降冰片烷二甲基胺、2,6-降冰片烷二甲基胺、或其任意的混合物。
[0073] 此外,形成软链段的聚合物可以包含除了上述二胺以外的其他二胺化合物作为单体单元。其他二胺化合物的实例包含例如,脂族二胺,例如乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、或3-甲基戊烷亚甲基二胺;脂环族二胺,例如双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)丙烷、1,3-双(氨基甲基)环己烷、或1,4-双(氨基甲基)环己烷;和芳香族二胺,例如间二甲苯二胺或对二甲苯二胺。
[0074] 上述二胺可以单独或以其两种以上的组合使用。
[0075] -扩链剂-
[0076] 如上所述,对于聚酰胺系热塑性弹性体,除了硬链段和软链段以外,还可以使用例如二羧酸等的扩链剂。作为二羧酸,可以使用选自脂族、脂环族或芳香族二羧酸,或它们任意的衍生物的至少一种。
[0077] 二羧酸的具体实例包含:具有2至25个碳原子的直链脂族二羧酸,例如己二酸、癸烷二羧酸、草酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、或十二烷二酸;脂族二羧酸,例如通过将由甘油三酸酯的分馏获得的饱和脂肪酸二聚得到的具有14至48个碳原子的二聚脂族二羧酸、或二聚脂族二羧酸的加氢产物;脂环族二羧酸,例如1,4-环己烷二羧酸;和芳香族二羧酸,例如对苯二甲酸或间苯二甲酸。
[0078] -分子量-
[0079] 在本发明中,包含于树脂材料中的聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量优选为10,000至300,000。
[0080] 由于聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量大于或等于10,000,能够使树脂材料的刚性增加,导致轮胎的耐压性的改善。此外,由于聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量小于或等于300,000,防止树脂材料的过度刚性,并且获得容易注射成型的材料。
[0081] 聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量更优选为10,000至200,000。聚酰胺系热塑性弹性体的重均分子量可以通过凝胶渗透色谱仪(GPC)来测量,并且GPC系统例如TOSOH CORPORATION的“HLC-8320 GPC EcoSEC”是可得的。
[0082] 从熔融成型性的观点,形成硬链段的聚合物(聚酰胺)的数均分子量优选300至15,000。从韧性和低温挠性的观点,形成软链段的聚合物的数均分子量优选200至6,000。
[0083] 在聚酰胺系热塑性弹性体中,从轮胎的耐压性的观点,硬链段(HS)的质量与软链段(SS)的质量之比(HS/SS)优选55/45至90/10,并且更优选55/45至85/15。
[0084] 相对于聚酰胺系热塑性弹性体的总量,在聚酰胺系热塑性弹性体中的硬链段的含量优选5至95质量%,更优选10至90质量%,并且特别优选15至90质量%。
[0085] 相对于聚酰胺系热塑性弹性体的总量,在聚酰胺系热塑性弹性体中的软链段的含量优选10至95质量%,更优选10至90质量%,并且特别优选10至90质量%。
[0086] 当使用扩链剂时,其含量优选设定为这样:形成软链段的单体的羟基或氨基的摩尔数几乎等于扩链剂的羧基的摩尔数。
[0087] 聚酰胺系热塑性弹性体可以通过使用公知的方法来使形成硬链段的聚合物和形成软链段的聚合物聚合来合成。例如,聚酰胺系热塑性弹性体可以通过使形成硬链段的单体(例如,诸如12-氨基十二烷酸等的ω-氨基羧酸或诸如月桂基内酰胺等的内酰胺)、形成软链段的单体(例如,ABA型三嵌段聚醚或ABA型三嵌段聚醚二胺)、和扩链剂(例如,己二酸或癸烷二羧酸)在容器中聚合来获得。特别地,当ω-氨基羧酸用作形成硬链段的单体时,可以通过在大气压下进行熔融聚合或在大气压下进行熔融聚合接着在减压下进行熔融聚合来完成合成。当内酰胺用作形成硬链段的单体时,弹性体可以通过以下方法来制造,所述方法包含:在适当的量的的共存下,在0.1至5MPa的压力下熔融聚合,接着在大气压下熔融聚合和/或在减压下熔融聚合。这些合成反应可以以分批方法或连续方法来进行。对于上述合成反应,如果适当的话,分批型反应罐、单槽型或多槽型连续反应装置、和管状连续反应装置等可以单独或以其相互的组合使用。
[0088] 在制造聚酰胺系热塑性弹性体时,从硬链段的结晶度为14%至26%的观点,聚合温度优选150℃至300℃,并且更优选160℃至280℃。聚合时间可以由在要合成的聚酰胺系热塑性弹性体的聚合平均分子量与其聚合温度之间的关系适当地确定,并且优选0.5小时至30小时,更优选0.5小时至20小时。
[0089] 在制造聚酰胺系热塑性弹性体时,如果必要,为了调节分子量且在成型加工期间使熔融粘度稳定,可以添加添加剂,例如:单胺或二胺,例如月桂胺、硬脂胺、六亚甲基二胺或间二甲苯二胺;或单羧酸或二羧酸,例如乙酸、苯甲酸硬脂酸、己二酸、癸二酸、和十二烷二酸。这些添加剂可以考虑诸如要获得的聚酰胺系热塑性弹性体的分子量和粘度等性能而适当地选择,只要添加剂不会不利地影响本发明的有利效果。
[0090] 在制造聚酰胺系热塑性弹性体时,如果必要,可以使用催化剂。催化剂的实例包含:含有选自由P、Ti、Ge、Zn、Fe、Sn、Mn、Co、Zr、V、Ir、La、Ce、Li、Ca和Hf组成的组的至少一种的化合物。
[0091] 催化剂的实例包含例如,无机磷化合物、有机化合物、有机锆化合物和有机化合物。
[0092] 具体而言,无机磷化合物的实例包含:含磷的酸,例如磷酸、焦磷酸、多磷酸、亚磷酸、或次膦酸;含磷的酸的金属盐;和含磷的酸的碱土金属盐。
[0093] 有机钛化合物的实例包含烷基钛[例如四丁氧基钛、或四异丙氧基钛]。
[0094] 有机锆化合物的实例包含烷氧基锆[例如四丁氧基锆(也称为“Zr(OBu)4”或“Zr(OC4H8)4”)]。
[0095] 有机锡化合物的实例包含二锡氧烷化合物[例如1-羟基-3-异硫氰酸酯基-1,1,3,3-四丁基二锡氧烷]、乙酸锡、二月桂酸二丁基锡、和水合氧化氢氧化丁基锡(butyltin hydroxide oxide hydrate)。
[0096] 只要这些条件可以快速地提供目标产物,则对催化剂的添加量和添加时机没有特别限制。
[0097] 作为聚酰胺系热塑性弹性体,优选的组合例如是,月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇/己二酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇/己二酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚二醇/己二酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚乙二醇/癸烷二羧酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚丙二醇/癸烷二羧酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/聚四亚甲基醚二醇/癸烷二羧酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/癸烷二羧酸的组合、月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚乙二醇/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚丙二醇/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚二醇/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚乙二醇/癸烷二羧酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚丙二醇/癸烷二羧酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚二醇/癸烷二羧酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/癸烷二羧酸的组合、和氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合。
[0098] 此外,特别优选的组合是月桂基内酰胺的开环缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚/己二酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/ABA型三嵌段聚醚二胺/癸烷二羧酸的组合、氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚二醇/己二酸的组合、和氨基十二烷酸的缩聚物/聚四亚甲基醚二醇/癸烷二羧酸的组合。
[0099] 作为聚酰胺系热塑性弹性体,可以使用优选方面的组合,其中构成单元的组合、构成比、和分子量等如上所述。
[0100] 树脂材料可以包含各种添加剂,例如橡胶、各种填料(例如,二氧化、碳酸和粘土)、防老剂、油、增塑剂着色剂、耐候稳定剂、和补强材料。对在树脂材料(轮胎骨架体)中的添加剂的含量没有特别限制,并且只要添加剂不损害本发明的有利效果,则可以适当地使用添加剂。当添加例如添加剂等的除了树脂以外的组分时,相对于树脂材料的总量,在树脂材料中的树脂组分的含量优选50质量%以上,并且更优选90质量%以上。在树脂材料中的树脂组分的含量是通过从树脂组分的总量减去各种添加剂的总含量之后的剩余部分。
[0101] (树脂材料的物理性能)
[0102] 下一步,将描述制成轮胎骨架体的树脂材料的优选的物理性能。在本发明中的轮胎骨架体通过使用上述树脂材料来形成。
[0103] 树脂材料(轮胎骨架体)本身的熔点(或软化点)通常是约100℃至约350℃,优选约100℃至约250℃,并且从轮胎的生产性的观点,优选约120℃至250℃,并且更优选120℃至
200℃。
[0104] 因而,当轮胎的轮胎骨架体例如通过将其分割体(divided bodies)(骨架片(frame fragment))熔着来制成时,通过使用熔点为120℃至250℃的树脂材料,即使通过在120℃至250℃的范围内的环境温度下熔着来形成分割体,也可以获得轮胎骨架片之间充分的粘合强度。因此,本发明的轮胎在行驶时耐久性优越,例如抗爆破性能或耐磨耗性。加热温度优选比制成轮胎骨架片的树脂材料的熔点(或软化点)高10℃至150℃,并且更优选高
10℃至100℃。
[0105] 树脂材料可以通过添加各种添加剂并且通过公知的方法(例如熔融混合)适当地混合来获得。
[0106] 如果必要,通过熔融混合获得的树脂材料可以以粒料形式使用。
[0107] 树脂材料(轮胎骨架体)本身的JIS K7113:1995中定义的拉伸屈服强度优选为5MPa以上,优选5MPa至20MPa,并且更优选5MPa至17MPa。当树脂材料的拉伸屈服强度为5MPa以上时,轮胎可以忍受由于在行驶时其上的负荷而导致的变形
[0108] 树脂材料(轮胎骨架体)本身的JIS K7113:1995中定义的拉伸屈服伸长率优选为10%以上,优选10%至70%,并且更优选15%至60%。当树脂材料的拉伸屈服伸长率为10%以上时,材料的弹性区域可以变大,导致其气密性改善。
[0109] 树脂材料(轮胎骨架体)本身的JIS K7113:1995中定义的拉伸断裂伸长率优选为50%以上,优选100%以上,更优选150%以上,并且特别优选200%以上。当树脂材料的拉伸断裂伸长率为50%以上时,材料的气密性优异,并且可以抑制树脂的碰撞破坏性
(collisional destruction)。
[0110] 树脂材料(轮胎骨架体)本身的ISO 75-2或ASTM D648中定义的载荷挠曲温度(load deflection temperature)(在0.45MPa载荷下)优选为50℃以上,优选50℃至150℃,并且更优选50℃至130℃。当树脂材料的载荷挠曲温度为50℃以上时,即使在制造轮胎时进行硫化,也可以抑制轮胎骨架体的变形。
[0111] 现在根据附图描述本实施方案的轮胎。
[0112] 对本实施方案的轮胎10进行描述。图1A是根据本发明一个实施方案的轮胎的一部分的截面的立体图。图1B是安装至轮辋的胎圈部的截面图。如图1A中所示,根据本实施方案的轮胎10具有与传统的通常橡胶充气轮胎的那些实质上相同的截面形状。
[0113] 如图1A中所示,轮胎10包含由以下构成的胎身17:各自与图1B中所示的轮辋20的胎圈座21和轮辋凸缘22接触的一对胎圈部12;从胎圈部12向轮胎径向的外侧延伸的胎侧部14;和连接一个胎侧部14的轮胎径向的外端和另一个胎侧部14的轮胎径向的外端的胎冠部
16(外周部)。
[0114] 在根据本实施方案的胎身17中,例如,可以使用其中各添加剂包含在分子中包含软链段和结晶度为14%至26%的硬链段的聚酰胺系热塑性弹性体的树脂材料。
[0115] 尽管根据本实施方案的胎身17由单一树脂材料形成,但本发明不限于该构成,并且与传统的通常橡胶制成的充气轮胎相似地,具有不同的特性的热塑性树脂材料可以用于胎身17的各部分(例如胎侧部14、胎冠部16和胎圈部12)。补强材料(例如由聚合物材料或金属形成的纤维、帘线、无纺布和织物)可以配置为埋设入胎身17(例如,在胎圈部12中,在胎侧部14中,或在胎冠部16中),以便用补强材料来补强胎身17。
[0116] 根据本实施方案的胎身17通过将由树脂材料形成的一对胎身半体(half part)(轮胎骨架片)17A彼此结合来形成。胎身半体17A通过以下来形成:将具有相同的形状并且通过将一个胎圈部12、一个胎侧部14和半宽度胎的冠部16作为一体通过注射成型等成型获得的环形胎身半体17A放置为彼此面对,并且将所述半体在轮胎赤道面部彼此结合。胎身17不限于通过将两个构件结合获得,并且可以通过将三个以上的构件结合来形成。
[0117] 由树脂材料形成的胎身半体17A可以通过例如真空成型、加压成型、注射成型、或熔铸来成型。因此,当与其中胎身由橡胶成型的传统情况相比时,不必要的是进行硫化,结果生产过程可以明显地简化,并且可以节约成型时间。
[0118] 在本实施方案中,胎身半体17A具有对称形状,即,一个胎身半体17A和另一个胎身半体17A具有相同的形状;因此,在胎身半体17A可以仅使用一种模具来成型的方面存在优势。
[0119] 在本实施方案中,如图1B中所示,与传统通常的充气轮胎相似,将由钢丝帘线形成的环形胎圈芯18埋设入各胎圈部12中。然而,本发明不限于该构成;只要确保了胎圈部12的刚性并且安装至轮辋20不存在问题,则胎圈芯18可以省略。除了钢丝帘线以外,胎圈芯可以由有机纤维帘线、树脂覆盖的有机纤维帘线、或硬质树脂等来形成。
[0120] 在本实施方案中,由与构成胎身17的树脂材料相比具有较高的密封性的材料例如橡胶形成的环状密封层24设置在接触轮辋20的胎圈部12的一部分上或至少在接触轮辋20的轮辋凸缘22的胎圈部12的一部分上。密封层24也可以设置在其中胎身17(胎圈部12)和胎圈座21彼此接触的部分中。与构成胎身17的树脂材料相比较软的材料可以用作与构成胎身17的树脂材料相比具有较高的密封性的材料。作为用于密封层24的橡胶,优选使用:与对传统通常的橡胶制成的充气轮胎的胎圈部的外表面使用的橡胶相同种类的橡胶。此外,可以使用与树脂材料相比具有较高的密封性的其它热塑性树脂(热塑性弹性体)。其它热塑性树脂的实例包含:树脂,例如聚氨酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系热塑性树脂、和聚酯树脂;和任意的这些树脂与橡胶或弹性体的共混物。也可以使用热塑性弹性体,并且其实例包含聚酯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、聚苯乙烯系热塑性弹性体、和聚烯烃系热塑性弹性体;和这些弹性体的任意的组合和任意的这些弹性体与橡胶的共混物。
[0121] 如图1A中所示,在胎冠部16中,将与构成胎身17的树脂材料相比具有较高的刚性的补强帘线26沿胎身17的圆周方向缠绕。在沿着胎身17的轴向的截面图中,以其中补强帘线26的至少一部分埋设入胎冠部16中的状态,将补强帘线26螺旋缠绕从而形成补强帘线层28。由与构成胎身17的树脂材料相比具有较高的耐磨耗性的材料例如橡胶形成的冠部30配置在补强帘线层28的轮胎径向的外周侧上。
[0122] 以下将参考图2描述由补强帘线26形成的补强帘线层28。图2是沿着轮胎旋转轴的截面图,其表明其中补强帘线埋设入根据本实施方案的轮胎的胎身的胎冠部的状态。如图2中所示,在沿着胎身17的轴向的截面图中,以其中补强帘线26的至少一部分埋设入胎冠部16中的状态,将补强帘线26螺旋地缠绕;并且与胎身17的外周部的一部分一起形成由图2中的虚线指定的补强帘线层28。埋设入胎冠部16中的补强帘线26的部分与构成胎冠部16(胎身17)的树脂材料紧密接触。金属纤维或有机纤维等的单丝(单线)或例如由钢纤维构成的钢丝帘线等的其中纤维绞合的复丝(加捻线)可以用作补强帘线26。在本实施方案中,钢丝帘线用作补强帘线26。
[0123] 在图2中的埋设深度L表示在轮胎旋转轴方向上在胎身17(胎冠部16)中的补强帘线26的埋设深度。在胎冠部16中的补强帘线26的埋设深度L优选为补强帘线26的直径D的1/5以上,并且更优选大于补强帘线26的直径D的1/2。最优选的是,整个补强帘线26埋设入胎冠部16中。当补强帘线26的埋设深度L大于补强帘线26的直径D的1/2时,由于补强帘线26的尺寸,补强帘线26难以从埋设部掉出。当补强帘线26整个埋设入胎冠部16中时,表面(外周面)变平,因此,即使当构件放置在其中埋设了补强帘线26的胎冠部16时,也可以抑制空气进入补强帘线附近的区域。补强帘线层28对应于配置在传统橡胶制成的充气轮胎的胎体的外周面上的带束部。
[0124] 如上所述,冠部30配置在补强帘线层28的轮胎径向的外周侧上。优选的是,与用于传统橡胶制成的充气轮胎相同种类的橡胶用作用于冠部30的橡胶。也可以使用:由与构成胎身17的树脂材料相比具有较高的耐磨耗性的其它种类的树脂材料形成的冠部,来代替冠部30。在冠部30中,与传统橡胶制成的充气轮胎相似,由多个沟槽组成的冠部图案形成在与路面接触的接触面上。
[0125] 以下将描述本实施方案的轮胎的制造方法。
[0126] (胎身形成步骤)
[0127] 首先,胎身半体通过使用如上所述含有聚酰胺系热塑性弹性体的树脂材料来形成。优选通过注射成型来进行这些胎身的形成。在形成时,从使聚酰胺系热塑性弹性体的硬链段的结晶度为14%至26%的观点,优选将树脂材料注射进在200℃至250℃下的金属模具中。此外,温度为30℃至80℃的注射进金属模具中的熔融的树脂优选在冷却30秒以上之后来移除。
[0128] 然后,将由薄金属支承环支承的胎身半体配置为彼此面对,随后,放置在图中未示出的结合模具,从而与其中胎身半体彼此接触的部分的外周面接触。此处,构成结合模具从而使用预定的压力来加压胎身半体17A的结合部(接触部)处或附近的区域。然后,将胎身半体的结合部处或附近的区域在构成胎身的树脂材料的熔点(或软化点)以上的温度下加压。当将胎身半体的结合部通过结合模具加热和加压时,结合部熔融,并且胎身半体彼此熔合,结果构件一体化从而形成胎身17。虽然胎身半体的结合部在本实施方案中使用结合模具来加热,但本发明不限于该构成;结合部的加热可以使用例如分开提供的高频加热器来进行,或胎身半体可以通过以下来结合:将结合部预先通过施加热或红外线的照射等来软化或熔融,和将结合部使用结合模具来加压。
[0129] (补强帘线构件缠绕步骤)
[0130] 下一步,将使用图3来描述补强帘线缠绕步骤。图3是解释使用帘线加热装置和辊来使补强帘线埋设入胎身的胎冠部的操作的说明图。在图3中,帘线供给设备56包含:其上缠绕了补强帘线26的卷轴58、在卷轴58的帘线供给方向的下游侧配置的帘线加热装置59、在补强帘线26供给方向的下游侧配置的第一辊60、用于沿其中第一辊与轮胎的外周面接触并且远离外周面的方向移动第一辊60的第一圆筒单元62、在第一辊60的补强帘线26供给方向的下游侧配置的第二辊64、和用于沿第一辊与轮胎的外周面接触并且远离外周面的方向移动第二辊64的第二圆筒单元66。第二辊64可以用作由金属形成的冷却辊。在本实施方案中,鉴于抑制熔融的或软化的树脂材料的粘附,第一辊60或第二辊64的表面由氟树脂(在本实施方案的情况下,TEFLON(注册商标))覆盖。虽然在本实施方案中构成帘线供给设备56以具有第一辊60和第二辊64的两个辊,但本发明不限于该构成,并且可以构成帘线供给设备以仅具有这些辊之一(即,单一辊)。
[0131] 帘线加热装置59包含产生热风的加热器70和风扇72。帘线加热装置59包含:其中供给了热空气并且其中补强帘线26经过其内部空间的加热箱74、和排出加热的补强帘线26的排出口76。
[0132] 在该步骤中,首先,帘线加热装置59的加热器70的温度升高,并且将由加热器70加热的加热器70附近的空气通过由风扇72的旋转产生的空气流输送至加热箱74。然后,将从卷轴58抽出的补强帘线26供给至其内部空间由热空气加热的加热箱74的内部,因此加热补强帘线26(例如,将补强帘线26的温度升高至约100℃至约200℃)。将加热的补强帘线26经过排出口76,并且使用恒定张力螺旋缠绕在沿图3中的箭头R的方向旋转的胎身17的胎冠部16的外周面周围。此处,作为加热的补强帘线26与胎冠部16的外周面接触的结果,在接触部处的树脂材料熔融或软化,并且加热的补强帘线26的至少一部分埋设入胎冠部16的外周面中。在此过程中,因为加热的补强帘线26埋设入熔融或软化的树脂材料中,所以树脂材料和补强帘线26变为其中在树脂材料与补强帘线26之间不留空间的状态,即,紧密接触的状态。
因此,抑制了空气进入其中埋设了补强帘线26的部分。通过将补强帘线26加热至高于胎身
17的树脂材料的熔点的温度,促进了在接触补强帘线26的部分中的树脂材料的熔融或软化。通过使用该构成,促进了补强帘线26埋设在胎冠部16的外周面中,并且可以有效抑制空气的进入。
[0133] 补强帘线26的埋设深度L可以通过补强帘线26的加热温度、施加至补强帘线26的张力、从第一辊60施加的压力等来调节。在本实施方案中,补强帘线26的埋设深度L设定为补强帘线26的直径D的1/5以上。补强帘线26的埋设深度L更优选大于直径D的1/2,并且仍更优选的是,埋设整个补强帘线26。
[0134] 以此方法,将补强帘线层28通过以下形成在胎身17的胎冠部16的外周侧上:将加热的补强帘线26缠绕在胎冠部16的外周面上以致加热的补强帘线26埋设入胎冠部16的外周面中。
[0135] 将带状的硫化的冠部30缠绕在胎身17的外周面上一周,并且将冠部30使用例如粘合剂结合至胎身17的外周面。例如,用于翻新轮胎的迄今已知的预固化冠部可以用作冠部30。该步骤是与将预固化的冠部结合至翻新轮胎的壳体(casing)的外周面的步骤相似的步骤。
[0136] 轮胎10可以通过使用例如粘合剂来使由硫化橡胶形成的密封层24结合至胎身17的胎圈部12来完成。
[0137] 另外,加热轮胎10的退火处理(anneal treatment)也可以在轮胎10的完成之后来进行。轮胎的完成之后的退火处理也能够调节树脂材料中包含的聚酰胺系热塑性弹性体的硬链段的结晶度。退火处理中的加热温度优选为从玻璃化转变温度至140℃,并且更优选50℃至140℃。在加热轮胎10之后,优选逐渐冷却至室温(例如,25℃)。
[0138] (作用)
[0139] 根据本实施方案的轮胎10具有优异的耐压性,因为胎身17由包含其分子中具有软链段和结晶度为14%至26%的硬链段的聚酰胺系热塑性弹性体的树脂材料来形成。此外,因为与由传统的橡胶制成的轮胎相比,轮胎10具有较简单的结构,因此其重量小。因此,根据本实施方案的轮胎10具有优异的耐磨耗性和耐久性。此外,因为胎身17可以注射成型,所以显示了优异的生产性。
[0140] 在根据本实施方案的轮胎10中,在由树脂材料形成的胎身17的胎冠部16的外周面上,将与树脂材料相比具有较高的刚性的补强帘线26沿圆周方向螺旋状缠绕,结果改善了耐刺穿性、耐割性和在轮胎10的圆周方向上的刚性。同时,在轮胎10的圆周方向上的刚性的改善防止由树脂材料形成的胎身17的蠕变。
[0141] 在沿着胎身17的轴向的截面图(图1中所示的截面)中,补强帘线26的至少一部分埋设入由树脂材料形成的胎身17的胎冠部16的外周面中,并且与树脂材料紧密接触,结果抑制了在制造时的空气的进入,并且抑制了由于例如在行驶时施加的力而造成的补强帘线26的移动。因此,抑制了补强帘线26、胎身17和冠部30之间的剥离,并且改善了轮胎10的耐久性。
[0142] 在其中构成补强帘线层28以包含如上所述的树脂材料的情况下,可以使补强帘线26与胎身17更紧密地接触并且固定至胎身17,这是因为与其中补强帘线26使用缓冲橡胶来固定的情况相比,可以使胎身17与补强帘线层28之间的硬度差较小。因此,可以有效地防止上述空气的进入,并且可以有效地抑制在行驶时的补强帘线构件的移动。
[0143] 在其中补强帘线26是钢丝帘线的情况下,补强帘线26可以容易地通过加热与树脂材料分离并且在处理轮胎时回收,因此,从轮胎10的回收性的观点,存在优势。此外,因为树脂材料具有与硫化橡胶相比较低的损耗系数(tanδ),在补强帘线层28中包含大量的树脂材料可以提高轮胎的滚动性。与硫化橡胶相比,就高的面内剪切刚性、在使用该轮胎行驶时的优异的操纵稳定性、和优异的耐磨耗性而言,树脂材料具有优势。
[0144] 如图2中所示,因为补强帘线26的埋设深度L设定为其直径D的1/5以上,有效地抑制在制造时的空气的进入,并且进一步抑制由于在行驶时施加的力而造成的补强帘线26的移动。
[0145] 因为与路面接触的冠部30由与聚酰胺系热塑性弹性体相比具有较高的耐磨耗性的橡胶材料形成,所以改善了轮胎10的耐磨耗性。
[0146] 因为由金属材料形成的环形胎圈芯18埋设入胎圈部12中,所以与传统的橡胶制成的充气轮胎相似,胎身17牢固地固定至轮辋20,即,轮胎10牢固地固定至轮辋20。
[0147] 因为将由与构成胎身17的树脂材料相比具有较高的密封性的橡胶材料形成的密封层24配置在接触轮辋20的胎圈部12的区域中,所以可以进一步改善轮胎10与轮辋20之间的密封性。
[0148] 虽然其中将补强帘线26加热以致在接触加热的补强帘线26的胎身17的表面的部分熔融或软化的构成用于上述实施方案,但本发明不限于该构成;可以使用热风产生装置来代替加热补强帘线26,从而加热其中要埋设补强帘线26的胎冠部16的外周面,并且补强帘线26可以在之后埋设入胎冠部16中。
[0149] 虽然在本实施方案中帘线加热装置59的热源包含加热器和风扇,但本发明不限于该构成,并且可以采用其中补强帘线26直接由辐射热(例如,红外线)来加热的构成。
[0150] 又进一步,虽然其中将埋设有补强帘线26的树脂材料熔融或软化的区域使用由金属形成的第二辊64来强制冷却的构成用于本实施方案,但本发明不限于该构成;也可以采用其中将冷空气直接施加至热塑性树脂材料熔融或软化的区域从而强制冷却和固体化树脂材料熔融或软化的区域的构成。
[0151] 又进一步,其中加热补强帘线26的构成用于本实施方案,但例如,可以采用其中补强帘线26的外周由与胎身17相同的树脂材料来覆盖的构成。在此情况下,通过当覆盖后的补强帘线在胎身17的胎冠部16上缠绕时将覆盖的树脂材料与补强帘线26一起加热,在将补强帘线埋设入胎冠部16中时,可以有效地抑制空气的进入。
[0152] 从生产的观点,螺旋缠绕补强帘线26是容易的。然而,例如,也可以考虑其中补强帘线26在宽度方向上不连续的方法。
[0153] 虽然根据本实施方案的轮胎10是所谓的无内胎轮胎,其中通过将胎圈部12安装至轮辋20上,气室在轮胎10与轮辋20之间形成。然而,本发明不限于该构成,并且可以采用完整的内胎形状。根据本实施方案的轮胎可以是具有如JP-A No.2012-46030的第二实施方案(图4和图5)中所示的使用了包含由树脂材料覆盖的帘线构件的补强帘线构件的实施方案。
[0154] 虽然参考实施方案在以上描述了进行本发明的模式,但该实施方案仅是实例,并且可以在不偏离本发明的主旨的范围内实施各种修改。当然,本发明的保护范围不限于这些实施方案。
[0155] 实施例
[0156] 通过使用实施例将更具体地描述本发明。然而本发明不限于这些实施例。
[0157] <聚合物的合成>
[0158] -聚酰胺PA12的合成-
[0159] 向装配有搅拌器、温度计扭矩计、压力计、氮气入口、压力控制装置和聚合物出口的50-升压力容器中添加14.95kg月桂基内酰胺、1.09kg 12-氨基十二烷酸和1.96kg癸烷二羧酸。将压力容器的内部加热高至280℃,并且将所添加的组分搅拌2小时。
[0160] 然后,将压力容器的内部充分地氮气吹扫,接着在供给氮气的同时在280℃下聚合2小时(聚合反应A),并且获得了两个末端均是羧基的聚酰胺PA12(NYLON 12)。注意,NYLON是商标。
[0161] -聚酰胺系热塑性弹性体TPA 1的合成-
[0162] 聚合反应A以与PA 12的合成相同的方式完成,然后,将3.39kg PTMG(聚四亚甲基醚二醇;平均分子量650)添加至PA 12(14.61kg)。然后,在添加5.1g催化剂[Zr(OC4H8)4]之前将混合物加热高至200℃,并且在开始搅拌之后,将压力容器的内部加热高至260℃且通过真空抽真空。然后,在3小时的搅拌下完成聚合反应,从而获得聚酰胺系热塑性弹性体TPA 1。
[0163] -聚酰胺系热塑性弹性体TPA 2的合成-
[0164] 向装配有搅拌器、温度计、扭矩计、压力计、氮气入口、压力控制装置和聚合物出口的50-升压力容器中添加11.24kg 12-氨基十二烷酸、3.21kg ABA-型三嵌段聚醚二胺(商品名“XTJ-542”,Huntsman Corporation)和0.67kg己二酸。
[0165] 然后,在将压力容器的内部充分地氮气吹扫之后,在供给氮气的同时,将压力容器中的压力调节至0.05MPa,并且其中的温度从室温升至240℃。在调节至0.05MPa的压力容器中的压力下,在240℃下进行2小时的聚合。
[0166] 然后,在氮气的流速缓慢之后,将容器的内部通过真空泵来抽真空,接着在240℃下聚合5.5小时,从而获得聚酰胺系热塑性弹性体TPA 2。
[0167] -聚酰胺系热塑性弹性体TPA 3的合成-
[0168] 向装配有搅拌器、温度计、扭矩计、压力计、氮气入口、压力控制装置和聚合物出口的50-升压力容器中添加7.9kg 12-氨基十二烷酸、8.54kg ABA-型三嵌段聚醚二胺(商品名“XTJ-542”,Huntsman Corporation)和1.56kg己二酸。
[0169] 然后,在将压力容器的内部充分地氮气吹扫之后,在供给氮气的同时,将压力容器中的压力调节至0.05MPa,并且其中的温度从室温升至240℃。在调节至0.05MPa的压力容器中的压力下,在240℃下进行2小时的聚合。
[0170] 然后,在氮气的流速缓慢之后,将容器的内部通过真空泵来抽真空,接着在240℃下聚合5.5小时,从而获得聚酰胺系热塑性弹性体TPA 3。
[0171] 在PA 12、和TPA 1至TPA 3的合成中,月桂基内酰胺、12-氨基十二烷酸、癸烷二羧酸、己二酸和Zr(OC4H8)4全是来自ALDRICH CHEMICAL COMPANY,INC.的试剂。PTMG来自Wako Pure Chemical Industries,Ltd.。
[0172] <轮胎制作>
[0173] [实施例1]
[0174] 根据上述实施方案,实施例1的轮胎通过在250℃下将TPA 1注射成型来制作。
[0175] [实施例2]
[0176] 将实施例1中制作的轮胎进行在150℃下加热3小时的退火处理,从而制作了实施例2的轮胎。此时,作为制成胎身的材料,使用表1中的“聚合物种类”栏中记载的材料。
[0177] [实施例3]
[0178] 根据上述实施方案,实施例3的轮胎通过在250℃下将TPA 2注射成型来制作。
[0179] [实施例4]
[0180] 将实施例3中制作的轮胎进行在150℃下加热3小时的退火处理,从而制作了实施例4的轮胎。
[0181] [比较例1]
[0182] 根据上述实施方案,在200℃下将TPA 3注射成型来制作比较例1的轮胎。
[0183] [实施例5]
[0184] 将比较例1中制作的轮胎进行在150℃下加热3小时的退火处理,从而制作了实施例5的轮胎。
[0185] [比较例2]
[0186] 根据上述实施方案,在250℃下将PA 12注射成型来制作比较例2的轮胎。
[0187] [结晶度的测量]
[0188] 聚酰胺PA12的结晶度和聚酰胺系热塑性弹性体TPA 1至TPA 3的硬链段的结晶度通过使用由TA Instruments Japan Inc.生产的DSC Q2000以下述方式来测量。
[0189] 通过将弹性体TPA 1至TPA 3从0℃以10℃/分钟的速率加热至200℃,测量硬链段的结晶部分的熔融热量来计算结晶度。还测量PA 12的结晶部分的熔融热量来计算结晶度。
[0190] 结果在表1中的“结晶度(%)”行中列出。
[0191] 基于从熔融开始温度到熔融完成温度画出的基线来得到熔融热量。
[0192] [耐压性(安全性)]
[0193] 将各个实施例和比较例中制作的轮胎安装或企图安装至轮辋,而比较例2的轮胎不能安装至轮辋。
[0194] 将安装至轮辋的实施例和比较例中的轮胎用加压空气填充,并且测量其爆破压力。此时,评价各轮胎的耐压性,并且将其以比较例1中的轮胎的爆破压力指定为100的指数表达来表示。结果在表1中的“安全性”行中列出。表1中的“安全性”行中的数值越大表示耐压性越好。
[0195] [表1]
[0196]
[0197] 在表1中,“HS结构”表示形成TPA 1至TPA 3的硬链段的聚合物、或PA 12是NYLON 12(NYLON是注册商标)。“SS结构”表示形成TPA 1至TPA 3的硬链段的聚合物是PTMG、或PPG/PTMG/PPG。
[0198] 表1中的“HS/SS”表示TPA 1至TPA 3的硬链段(HS)的质量与软链段(SS)的质量之比。
[0199] 表1中记载的结果显示了其中轮胎中聚酰胺系热塑性弹性体的硬链段的结晶度在14%至26%的范围之外的比较例在耐压性方面劣于实施例。
[0200] 2013年3月29日提交的日本专利申请No.2013-074648的公开内容通过参考的方式并入本文。
[0201] 本说明书中记载的所有文献、专利申请和技术标准通过参考的方式以好似各单独的文献、专利申请或技术标准具体地和单独地表明为通过参考的方式并入的同样的程度并入本文。
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