JP2021146544A - Laminate, method for manufacturing the same, and airless tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム層と樹脂層とが積層された積層体、その製造方法及びエアレスタイヤに関する。 The present invention relates to a laminate in which a rubber layer and a resin layer are laminated, a method for producing the same, and an airless tire.
従来、ゴムと樹脂とを接着した積層体が、様々な用途に用いられている。近年では、エアレスタイヤの開発に、このような積層体が用いられている。エアレスタイヤは、車軸に固定されるハブ部と、地面に接触するトレッドリングと、ハブ部とトレッドリングとを接続する多数のスポークとを含む。トレッドリングはゴム材料で形成されており、スポークは、樹脂材料で形成されており、両者は接着剤を介して接合されている。したがって、スポークとトレッドリングとの積層部は、上述の積層体に相当する。 Conventionally, a laminate obtained by adhering rubber and resin has been used for various purposes. In recent years, such laminates have been used in the development of airless tires. The airless tire includes a hub portion fixed to the axle, a tread ring in contact with the ground, and a large number of spokes connecting the hub portion and the tread ring. The tread ring is made of a rubber material, the spokes are made of a resin material, and the two are joined via an adhesive. Therefore, the laminated portion of the spoke and the tread ring corresponds to the above-mentioned laminated body.
ところで、トレッドリングの内周面にスポークを接着する際には、まず、トレッドリングの内周面が脱脂され、その後、プライマーの塗布やバフ研磨等による前処理が行われる。その後、トレッドリングの内周面に、接着剤が塗布される。したがって、積層体を準備するためには、接着剤を塗布する工程や、それに伴う環境設備が必要であった。 By the way, when the spokes are adhered to the inner peripheral surface of the tread ring, the inner peripheral surface of the tread ring is first degreased, and then pretreatment by applying a primer, buffing or the like is performed. After that, an adhesive is applied to the inner peripheral surface of the tread ring. Therefore, in order to prepare the laminate, a process of applying an adhesive and associated environmental equipment were required.
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、製造に際して工程や設備を簡素化するのに役立つ積層体、その製造方法及びエアレスタイヤを提供することを主たる課題としている。 The present invention has been devised in view of the above problems, and its main object is to provide a laminate, a manufacturing method thereof, and an airless tire, which are useful for simplifying processes and equipment in manufacturing.
本発明は、ゴム層と樹脂層との積層体であって、前記ゴム層は表面処理層を含み、前記表面処理層が、接着剤の層を介在することなく、前記樹脂層と直接接合されている、積層体である。 The present invention is a laminate of a rubber layer and a resin layer, the rubber layer includes a surface treatment layer, and the surface treatment layer is directly bonded to the resin layer without interposing a layer of an adhesive. It is a laminated body.
本発明の他の態様では、前記表面処理層が、塩素化された層であっても良い。 In another aspect of the present invention, the surface treatment layer may be a chlorinated layer.
本発明の他の態様では、前記表面処理層の厚さが１〜１５μｍであっても良い。 In another aspect of the present invention, the thickness of the surface treatment layer may be 1 to 15 μm.
本発明の他の態様では、前記ゴム層は、粘着付与剤を含有するものでも良い。 In another aspect of the present invention, the rubber layer may contain a tackifier.
本発明の他の態様では、前記粘着付与剤の軟化点が６０〜１５０℃であっても良い。 In another aspect of the present invention, the softening point of the tackifier may be 60 to 150 ° C.
本発明の他の態様では、前記粘着付与剤の酸価が１２０以下であっても良い。 In another aspect of the present invention, the acid value of the tackifier may be 120 or less.
本発明の他の態様では、前記粘着付与剤が合成樹脂であっても良い。 In another aspect of the present invention, the tackifier may be a synthetic resin.
本発明の他の態様では、前記ゴム層が熱可塑性エラストマーを含有しても良い。 In another aspect of the present invention, the rubber layer may contain a thermoplastic elastomer.
本発明の他の態様では、前記熱可塑性エラストマーが、ポリエステル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及びポリアミド系熱可塑性エラストマーの群から選ばれる少なくとも１種であっても良い。 In another aspect of the present invention, the thermoplastic elastomer may be at least one selected from the group of polyester-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, and polyamide-based thermoplastic elastomers.
本発明の他の態様では、前記熱可塑性エラストマーの融点が１００〜１５０℃であっても良い。 In another aspect of the present invention, the melting point of the thermoplastic elastomer may be 100 to 150 ° C.
本発明の他の態様では、前記熱可塑性エラストマーが結晶性樹脂であっても良い。 In another aspect of the present invention, the thermoplastic elastomer may be a crystalline resin.
本発明の他の態様では、前記樹脂層がポリエステル樹脂で形成されても良い。 In another aspect of the present invention, the resin layer may be formed of a polyester resin.
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の積層体の製造方法であって、前記ゴム層を形成するためのゴム部材を準備する工程と、前記ゴム部材の少なくとも一部に前記表面処理層を形成する工程と、前記ゴム部材に接着剤を塗布することなしに、液状の樹脂を、前記ゴム部材の前記表面処理層に接触させる工程と、前記樹脂を硬化させて前記樹脂層と前記ゴム層とを接合させる工程とを含む、積層体の製造方法である。 Another aspect of the present invention is the method for producing a laminate according to any one of the above, which comprises a step of preparing a rubber member for forming the rubber layer and a surface treatment of at least a part of the rubber member. A step of forming a layer, a step of bringing a liquid resin into contact with the surface treatment layer of the rubber member without applying an adhesive to the rubber member, and a step of curing the resin to form the resin layer and the resin layer. It is a method of manufacturing a laminated body including a step of joining with a rubber layer.
本発明の他の態様では、上記いずれかに記載の積層体を含む、エアレスタイヤであっても良い。 In another aspect of the present invention, an airless tire may be an airless tire containing the laminate described in any of the above.
本発明は、上記の構成を採用したことにより、製造工程や設備を簡素化するのに役立つ積層体、その製造方法及びエアレスタイヤを提供することができる。 By adopting the above configuration, the present invention can provide a laminate, a manufacturing method thereof, and an airless tire that are useful for simplifying a manufacturing process and equipment.
以下、本発明の実施形態が図面に基づき説明される。図面は、発明の内容の理解を助けるために、誇張表現や、実際の構造の寸法比とは異なる表現が含まれることが理解されなければならない。また、各実施形態を通して、同一又は共通する要素については同一の符号が付されており、重複する説明が省略される。さらに、実施形態及び図面に表された具体的な構成は、本発明の内容理解のためのものであって、本発明は、図示されている具体的な構成に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It must be understood that the drawings include exaggerated expressions and expressions that differ from the dimensional ratio of the actual structure in order to help the understanding of the content of the invention. Further, throughout each embodiment, the same or common elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted. Furthermore, the specific configurations shown in the embodiments and drawings are for understanding the contents of the present invention, and the present invention is not limited to the specific configurations shown.
［積層体の全体構造］
図１には、本実施形態の積層体１の部分断面図が示される。図１に示されるように、本実施形態の積層体１は、ゴム層２と樹脂層３とが積層されている。ゴム層２は表面処理層４を含み、この表面処理層４が、接着剤の層を介在することなく、樹脂層３と直接接合されている。なお、図１において、符号Ｂは、ゴム層２と樹脂層３との間の界面を示している。
[Overall structure of laminated body]
FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the laminated
［表面処理層］
表面処理層４は、ゴム層２中の樹脂層３側に、局部的に形成されている。本実施形態の表面処理層４は、例えば、塩素化された層として形成されている。このような表面処理層４は、ゴム層２の中で塩素が存在している領域として特定され得る。
[Surface treatment layer]
The
表面処理層４は、例えば、樹脂層３と接合される前の加硫済のゴム層２の表面に、塩素系のプライマーを塗布することによって容易に形成される。このようなプライマーとしては、特に限定されないが、例えば、トリクロロイソシアルヌル酸を使用した製品名「ケムロック７７０１」（ロード・ファー・イーストコーポレーション社製）等がある。なお、プライマーを塗布するのに先立ち、ゴム層２の表面が脱脂されても良い。
The
表面処理層４は、ゴム層２と樹脂層３との接合に、何らかの化学結合要素を生み出していると推察される。発明者らは、集束イオンビーム（FIB−SEM）にて種々の積層体１を分析した。その結果、ゴム層２と樹脂層３との接合をより強固にするためには、表面処理層４の厚さ（界面Ｂから測定される厚さ）は、１μｍ以上であるのが望ましいことが判明した。表面処理層４の厚さが小さすぎると、ゴム層２の表面の凹凸が少なくなること、及び、接着に必要な反応因子が少なくなるため、樹脂層３との接合強度が十分に得られないおそれがある。また、意外にも、表面処理層４の厚さが大きすぎても、樹脂層３との接合強度が十分に得られないおそれがある。これは、ゴム層２の強度が小さくなり、ゴム層２が破壊することになり接着強度が小さくなるためと推察される。このような観点より、表面処理層４の厚さは、１５μｍ以下とされるのが望ましい。なお、表面処理層４の厚さは、例えば、プライマーの塗布を繰り返す回数と正の相関があり、この塗布の回数によって調整が可能である。
It is presumed that the
なお、ゴム層２の中に、表面処理層４とそれ以外の部分との明確な界面は現れないが、ゴム層２の中で、界面Ｂから最も離れた塩素の位置を特定し、それらを繋ぎ合わせることで、実質的に、表面処理層４の厚さを特定することができる。
Although a clear interface between the
以上のように、本実施形態の積層体１は、ゴム層２と樹脂層３との接合に接着剤が介在しないため、接着剤を塗布する工程や、それに伴う環境設備を不要する利点をもたらす。以下、各部が詳細に説明される。
As described above, the
［ゴム層のゴム成分］
ゴム層２は、ゴム成分を含む。ゴム成分としては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレン系ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、一種類のゴムで構成されても良いし、二種類以上がブレンドされてもよい。
[Rubber component of rubber layer]
The
［ゴム層中の粘着性付与剤］
好ましい態様では、ゴム層２は、ゴム成分以外に、粘着付与剤を含有しても良い。粘着付与剤は、ゴム層２と樹脂層３との接着性をさらに向上するのに役立つ。粘着付与剤としては、例えば、天然樹脂や合成樹脂が挙げられ、好ましくは、合成樹脂が用いられる。この合成樹脂としては、例えば、石油系樹脂やアルキルフェノール樹脂等が好適である。
[Adhesive-imparting agent in rubber layer]
In a preferred embodiment, the
石油系炭化水素樹脂としては、例えば、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族／芳香族共重合系石油樹脂等が挙げられる。脂肪族系石油樹脂は、炭素数４〜５個相当の石油留分（Ｃ５留分）であるイソプレンやシクロペンタジエンなどの不飽和モノマーをカチオン重合することにより得られる樹脂であり（Ｃ５系石油樹脂とも称される。）、水添したものであってもよい。芳香族系石油樹脂は、炭素数８〜１０個相当の石油留分（Ｃ９留分）であるビニルトルエン、アルキルスチレンなどのモノマーをカチオン重合することにより得られる樹脂であり（Ｃ９系石油樹脂とも称される。）、水添したものであってもよい。脂肪族／芳香族共重合系石油樹脂は、上記Ｃ５留分とＣ９留分を共重合することにより得られる樹脂であり（Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂とも称される。）、水添したものであってもよい。 Examples of the petroleum-based hydrocarbon resin include an aliphatic petroleum resin, an aromatic petroleum resin, and an aliphatic / aromatic copolymer petroleum resin. The aliphatic petroleum resin is a resin obtained by cationically polymerizing an unsaturated monomer such as isoprene or cyclopentadiene, which is an petroleum fraction (C5 fraction) equivalent to 4 to 5 carbon atoms (C5 petroleum resin). Also referred to as), it may be hydrous. Aromatic petroleum resins are resins obtained by cationically polymerizing monomers such as vinyltoluene and alkylstyrene, which are petroleum fractions (C9 fractions) equivalent to 8 to 10 carbon atoms (also known as C9 petroleum resins). It may be watered.) The aliphatic / aromatic copolymer petroleum resin is a resin obtained by copolymerizing the above C5 fraction and C9 fraction (also referred to as C5 / C9 fraction), and is hydrolyzed. There may be.
アルキルフェノール系樹脂としては、アルキルフェノール（例えば、ｐ−ｔ−ブチルフェノール）とアセチレンの重縮合物であるアルキルフェノールアセチレン系樹脂、アルキルフェノール（例えば、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔ−オクチルフェノール、ｐ−ｔ−ドデシルフェノール）とホルムアルデヒドの重縮合物であるアルキルフェノールホルムアルデヒド系樹脂が挙げられ、特にはアルキルフェノールホルムアルデヒド系樹脂が好ましい。 Examples of the alkylphenol resin include an alkylphenol acetylene resin which is a polycondensate of alkylphenol (for example, pt-butylphenol) and acetylene, and an alkylphenol (for example, pt-butylphenol, pt-octylphenol, pt-dodecyl). Examples thereof include an alkylphenol formaldehyde-based resin which is a polycondensate of phenol) and formaldehyde, and an alkylphenol formaldehyde-based resin is particularly preferable.
粘着付与剤は、軟化点が高温であるとゴム練り工程において、ゴム成分中に十分に分散しないおそれがある。このような観点より、粘着付与剤の軟化点は、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１００℃以下とされる。逆に、粘着付与剤の軟化点が低すぎると、ゴムに混ぜたときにべた付きが大きく混ざり難い他、接合箇所の耐熱性が低くなるおそれがある。このような観点より、粘着付与剤の軟化点は、好ましくは６０℃以上、より好ましくは７０℃以上とされる。なお、本明細書において、樹脂の軟化点は、ＪＩＳ Ｋ ６２２０−１：２００１に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度として定義される。 If the softening point is high, the tackifier may not be sufficiently dispersed in the rubber component in the rubber kneading step. From this point of view, the softening point of the tackifier is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. On the other hand, if the softening point of the tackifier is too low, it may become sticky when mixed with rubber and may be difficult to mix, and the heat resistance of the joint may be lowered. From this point of view, the softening point of the tackifier is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher. In this specification, the softening point of the resin is defined as the temperature at which the ball has dropped by measuring the softening point defined in JIS K 6220-1: 2001 with a ring-shaped softening point measuring device.
粘着付与剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、例えば、１〜１５重量部とされ、より好ましくは１〜１０重量部とされる。粘着付与剤の配合量が１重量部未満では、粘着付与剤を添加したことによる樹脂との接着性向上効果があまり期待できない。逆に、粘着付与剤の配合量が１５重量部を超えると、ゴム材料の耐スコーチ性が悪化し、成形加工性が低下するおそれがある。 The blending amount of the tackifier is, for example, 1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of the tackifier is less than 1 part by weight, the effect of improving the adhesiveness with the resin due to the addition of the tackifier cannot be expected so much. On the contrary, if the blending amount of the tackifier exceeds 15 parts by weight, the scorch resistance of the rubber material may deteriorate and the molding processability may deteriorate.
粘着付与剤の酸価は、例えば、１２０以下とされるのが望ましい。粘着付与剤の酸価が大きいと、酸化されやすく粘度安定性が悪くなる他、樹脂層３との接着性が悪くなる傾向がある。一方、粘着付与剤の酸価は、小さい程よいため下限値は特に設定しなくても良い。なお、本明細書において、樹脂の酸価とは、樹脂の１ｇ中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムの量のミリグラム数であり、電位差滴定法（ＪＩＳ Ｋ ００７０：１９９２）により測定された値として定義される。
The acid value of the tackifier is preferably 120 or less, for example. When the acid value of the tackifier is high, it is easily oxidized and the viscosity stability is deteriorated, and the adhesiveness with the
［ゴム層中の熱可塑性エラストマー］
ゴム層２は、ゴム成分以外に、さらに、熱可塑性エラストマーを含有しても良い。このように、ゴム層２に、熱可塑性エラストマーを添加した場合、ゴム層２に高い接着耐久性が付与される。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリエステル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及びポリアミド系熱可塑性エラストマーの群から選ばれる少なくとも１種とされるのが望ましい。
[Thermoplastic elastomer in the rubber layer]
The
上記熱可塑性エラストマーは、ゴム層２の加硫前に添加される。したがって、熱可塑性エラストマーは、加硫時にゴム成分と相溶する必要があることから、加硫温度より低い融点を有することが望ましい。また、熱可塑性エラストマーの融点が低すぎると加硫時に揮発するおそれがある。このような観点より、熱可塑性エラストマーの融点は、１００〜１５０℃の範囲とされるのが望ましい。
The thermoplastic elastomer is added before the
熱可塑性エラストマーとしては、特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましい。なかでも、後述のポリエステル系樹脂との親和性を考慮すると、エステル結合を有する結晶性樹脂が、ゴム層２により高い接着耐久性を付与する点で好適である。このような結晶性樹脂は、不連続相（海島構造における島領域）を構成し、フィラーと同様に粒子形状を成した状態で存在するものと推察される。そのため、粒子状に存在する結晶性樹脂によって、ゴム層２の弾性や剛性が高められ、ひいては、その強度が向上するものと推察される。
As the thermoplastic elastomer, a polyester-based thermoplastic elastomer is particularly preferable. Among them, in consideration of the affinity with the polyester resin described later, the crystalline resin having an ester bond is preferable in that it imparts high adhesive durability to the
エステル結合を有する結晶性樹脂としては、結晶性のポリエステル系熱可塑性樹脂、結晶性のポリカーボネート系熱可塑性樹脂、結晶性のポリウレタン系熱可塑性樹脂等が挙げられ、結晶性ポリエステル系熱可塑性樹脂又は結晶性ポリカーボネート系熱可塑性樹脂が好ましい。結晶性樹脂の市販品としては、例えば、東洋紡（株）の結晶性ポリエステル樹脂「バイロン」シリーズ、東レ（株）の「ハイトレル」シリーズ等が挙げられる。 Examples of the crystalline resin having an ester bond include a crystalline polyester-based thermoplastic resin, a crystalline polycarbonate-based thermoplastic resin, a crystalline polyurethane-based thermoplastic resin, and the like, and the crystalline polyester-based thermoplastic resin or crystals. A polycarbonate-based thermoplastic resin is preferable. Examples of commercially available crystalline resins include Toyobo Co., Ltd.'s crystalline polyester resin "Byron" series and Toray Industries, Inc.'s "Hytrel" series.
以上のように、熱可塑性エラストマーが添加されたゴム層２は、それ自体の強度の向上によって、ゴム層２に負荷が加えられた際、表面処理層４の補強のみならず、樹脂層３との界面Ｂでのズレの発生等が抑制される。したがって、ゴム層２と樹脂層３との間に高い接着耐久性が得られるものと推察される。
As described above, the
ゴム層２において、熱可塑性エラストマーの添加量は、特に限定されないが、多すぎると加硫時間が速くなる他、ゴムの粘度が低くなって加工性が悪化するおそれがある。このような観点より、熱可塑性エラストマーの添加量は、ゴム成分１００重量部に対して、例えば、１０重量部以下程度が好適である。
The amount of the thermoplastic elastomer added to the
本実施形態のゴム層２を構成するゴム組成物には、上記成分以外にも、ゴム材料の製造に一般に使用される配合剤、例えば、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイルやワックス等の可塑剤、粘着付与剤、加硫剤（硫黄、有機過酸化物など）、加硫促進剤等が適宜配合されても良い。
In addition to the above components, the rubber composition constituting the
［樹脂層］
樹脂層３を構成する高分子材料は特に限定されるものではないが、樹脂（又はエラストマー）として、注型法又は射出法で成型が可能であるものが好ましい。
[Resin layer]
The polymer material constituting the
このような樹脂（又はエラストマー）としては、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール、フッ素樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。上記の高分子材料のうち、成型・加工性や、材料設計の自由度の観点から、好ましくはポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が好ましく、さらに好ましくはポリエステル樹脂が好ましい。 Examples of such resins (or elastomers) include polyolefins, polyvinyl chlorides, polystyrenes, methacrylic resins, polycarbonates, polyamides, polyimides, polyacetals, fluororesins, urea resins, phenolic resins, polyesters, polyurethanes, epoxy resins, and melamine resins. , Silicon resin and the like. Among the above polymer materials, polyurethane resin, polyamide resin, polyester resin and the like are preferable, and polyester resin is more preferable, from the viewpoint of moldability / processability and degree of freedom in material design.
［製造方法］
次に、本実施形態の積層体１の製造方法が、図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照しつつ、説明される。本実施形態の製造方法は、ゴム層２を形成するためのゴム部材２ａを準備する工程と、ゴム部材２ａの少なくとも一部に表面処理層４を形成する工程と、ゴム部材２ａに接着剤を塗布することなしに、液状の樹脂３ａを、ゴム部材２ａの表面処理層４に接触させる工程と、樹脂３ａを硬化させて樹脂層３とゴム層２とを接合させる工程とを含む。
[Production method]
Next, the method for manufacturing the
図２（Ａ）に示されるように、ゴム部材２ａは、予め、別工程で所定形状に加硫成型される。
As shown in FIG. 2A, the
図２（Ｂ）に示されるように、表面処理層４は、例えば、準備されたゴム部材２ａの少なくとも一部（具体的には、樹脂層３と接合されることになる表面）を、塩素化することにより形成される。より具体的には、ゴム部材２ａの前記表面に、塩素が導入される。
As shown in FIG. 2B, in the
図２（Ｃ）に示されるように、表面処理されたゴム部材２ａは、例えば、金型Ｍのキャビティ５にセットされる。この際、キャビティ５には、樹脂３ａを供給することができるように、空きスペース６が残されている。また、ゴム部材２ａの表面処理層４は、キャビティ５の空きスペース６に面するように位置決めされる。
As shown in FIG. 2C, the surface-treated
そして、図２（Ｄ）に示されるように、キャビティ５の空きスペース６に、液状の樹脂３ａが供給される。これにより、ゴム部材２ａの表面処理層４に、液状の樹脂３ａが接触する。なお、樹脂３ａの供給方法に関しては、熱硬化性樹脂を注入すること、又は、熱可塑性樹脂を射出することのいずれでもよい。
Then, as shown in FIG. 2D, the
キャビティ５の空きスペース６に供給された樹脂３ａを硬化させることにより、図１に示したように、ゴム層２と樹脂層３とが、接着剤の層を介在することなしに直接接合した積層体１を得ることができる。なお、樹脂３ａの硬化は、採用される樹脂に応じて、加熱工程又は冷却工程を採用することができる。
By curing the
［エアレスタイヤ］
次に、本実施形態の積層体１を用いたエアレスタイヤが説明される。
図３は、エアレスタイヤを車軸方向からみた部分正面図であり、図４は、そのIV−IV線断面図である。図３及び図４に示されるように、エアレスタイヤ１０は、車軸に固定されるハブ部１１と、地面に接触させるための環状のトレッドリング１２と、ハブ部１１とトレッドリング１２とを接続するスポーク部１３とを含む。
[Airless tires]
Next, an airless tire using the
FIG. 3 is a partial front view of the airless tire as viewed from the axle direction, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV thereof. As shown in FIGS. 3 and 4, the
ハブ部１１は、例えば、金属材料で形成されている。
The
トレッドリング１２は、ゴム材料で形成されている。トレッドリング１２は、その周方向剛性等を高めるために、例えば、内部に補強コード層２０を備えても良い。トレッドリング１２は、そのタイヤ半径方向の内周面側に、表面処理層４が形成されている。表面処理層４は、塩素化処理によって形成されている。
The
スポーク部１３は、樹脂材料（例えば、ポリエステル系樹脂）から形成されている。本実施形態のスポーク部１３は、例えば、タイヤ半径方向外側のアウター部１４と、タイヤ半径方向内側のインナー部１５と、複数のスポークエレメント１６とを一体的に含む。
The
アウター部１４は、トレッドリング１２の内周面（すなわち、表面処理層４）に接合された環状体である。アウター部１４の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．５〜５．０mm程度であり、より好ましくは１．０〜３．mm程度とされる。インナー部１５は、ハブ部１１の外周面に接合された環状体である。各スポークエレメント１６は、それぞれ、アウター部１４とインナー部１５との間のタイヤ半径方向に延びて、これらを互いに接続している。
The
そして、トレッドリング１２の表面処理層４とアウター部１４とは、図４に示されるように、接着剤の層を介在することなく、直接接合されている。したがって、本実施形態のエアレスタイヤ１０は、トレッドリング１２及びアウター部１４が、それぞれ、ゴム層２及び樹脂層３に相当しており、本発明の積層体１を利用して製造されている。
Then, as shown in FIG. 4, the
本実施形態のエアレスタイヤ１０の製造方法は、次のとおりである。
まず、環状のトレッドリング１２が加硫成型されて準備される。次に、トレッドリング１２の内周面に表面処理層４が形成される。表面処理層４は、例えば、塩素化処理により形成される。次に、トレッドリング１２及びハブ部１１が、金型のキャビティ（いずれも図示省略）にセットされる。これらの部材がセットされた後、金型のキャビティは、スポーク部１３を成型するための空きスペースを残している。この空きスペースに、液状の樹脂が供給される。この樹脂を硬化させることにより、トレッドリング１２の表面処理層４と樹脂とが、接着剤の層を介することなく、直接接合したエアレスタイヤ１０が得られる。
The manufacturing method of the
First, the
以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な開示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、種々変更して実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned specific disclosure, and is various within the scope of the technical idea described in the claims. It can be changed and implemented.
以下、本発明のより具体的かつ非限定的な実施例が説明される。
表１のゴム配合等に基づき、複数種類のゴム組成物が準備された。これらを、それぞれ温度１７０℃、圧力５ＭＰａの条件で１２分間プレス加硫し、４mm×１２０mm×１５０mmのシート状の加硫ゴムを得た。この加硫ゴムをイソプロパノールで脱脂し、ゴム層のサンプルを得た。
Hereinafter, more specific and non-limiting examples of the present invention will be described.
A plurality of types of rubber compositions were prepared based on the rubber formulations and the like shown in Table 1. These were press vulcanized for 12 minutes under the conditions of a temperature of 170 ° C. and a pressure of 5 MPa, respectively, to obtain a sheet-shaped vulcanized rubber having a size of 4 mm × 120 mm × 150 mm. This vulcanized rubber was degreased with isopropanol to obtain a sample of the rubber layer.
次に、表面処理層を形成するために、上記ゴム層のサンプル表面に、塩素化剤を含む表面処理剤「ケムロック７７０１」（ロード・ファー・イーストコーポレーション社製の商品名）を塗布した。表面処理剤の溶剤が蒸発揮散した後、同様の操作が計３回繰り返された。 Next, in order to form the surface treatment layer, a surface treatment agent "Chemlock 7701" (trade name manufactured by Lord Far East Corporation) containing a chlorinating agent was applied to the sample surface of the rubber layer. After the solvent of the surface treatment agent was vaporized and dispersed, the same operation was repeated a total of three times.
以上の処理が施されたゴム層のサンプルを、金型のキャビティに入れ、キャビティの空きスペースに、ポリエステル系樹脂を射出成形した。樹脂層の厚さは３mmに調整された。 The rubber layer sample subjected to the above treatment was placed in a cavity of a mold, and a polyester resin was injection-molded in an empty space of the cavity. The thickness of the resin layer was adjusted to 3 mm.
樹脂層の硬化後、金型からポリエステル樹脂層とゴム層とからなる積層体を取り出し、幅２５mm、長さ１００mmの短冊状の試料が、積層体のサンプルとして切り出された。 After the resin layer was cured, the laminate composed of the polyester resin layer and the rubber layer was taken out from the mold, and a strip-shaped sample having a width of 25 mm and a length of 100 mm was cut out as a sample of the laminate.
そして、積層体におけるゴム層と樹脂層との界面での接着力を評価するために、剥離試験（Ｔ字剥離）が行われた。剥離試験は、ＪＩＳ Ｋ ６８５４に準拠し、２３℃かつ湿度５５％の室温環境下と、高温環境下（８０℃）とでそれぞれ行われた。 Then, a peeling test (T-shaped peeling) was performed in order to evaluate the adhesive force at the interface between the rubber layer and the resin layer in the laminated body. The peeling test was carried out in accordance with JIS K 6854 in a room temperature environment of 23 ° C. and a humidity of 55% and in a high temperature environment (80 ° C.), respectively.
また、参考までに、以下の２つの試験が行われた。 For reference, the following two tests were conducted.
［成形加工性］
表１の各未加硫のゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ ６３００に記載されている振動式加硫試験機（キュラストメーター）を用い、測定温度１３０℃で加硫試験を行って、時間とトルクとをプロットした加硫速度曲線を得た。次に、加硫速度曲線のトルクの最小値をＭＬ、最大値をＭＨ、その差（ＭＨ−ＭＬ）をＭＥとしたとき、ＭＬ＋０．１ＭＥに到達する時間ｔ１０（スコーチタイム）（分）が計算された。表１では、比較例１のスコーチタイムを１００として、それぞれの実施例の結果が指数表示されている。数値が大きい程、スコーチタイムが長く、成形加工性に優れることを示す。
[Moldability]
Each unvulcanized rubber composition in Table 1 was subjected to a vulcanization test at a measurement temperature of 130 ° C. using a vibration type vulcanization tester (curast meter) described in JIS K 6300, and the time and torque were obtained. And was plotted to obtain a vulcanization rate curve. Next, when the minimum value of the torque of the vulcanization rate curve is ML, the maximum value is MH, and the difference (MH-ML) is ME, the time t10 (scorch time) (minutes) to reach ML + 0.1ME is calculated. Was done. In Table 1, the results of each example are displayed exponentially, with the scorch time of Comparative Example 1 as 100. The larger the value, the longer the scorch time and the better the moldability.
［破壊強度］
加硫されたゴム層から６号ダンベル型試験片を切り出し、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１０「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、２５℃雰囲気下にて引張試験を実施し、破断強度ＴＢ（ＭＰａ）、破断時伸びＥＢ（％）が測定された。そして、ＴＢ×ＥＢ／２（ＭＰａ％）の値が算出された。算出した値は、比較例１を１００とする指数に変換された。表１において、数値が大きい程、破壊強度に優れることを示す。
テストの結果が、表１に示される。
[destruction strength]
A No. 6 dumbbell type test piece is cut out from the vulcanized rubber layer, and a tensile test is carried out in an atmosphere of 25 ° C. in accordance with JIS K 6251: 2010 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber-How to determine tensile properties". Then, the breaking strength TB (MPa) and the elongation at break EB (%) were measured. Then, the value of TB × EB / 2 (MPa%) was calculated. The calculated value was converted into an exponent with Comparative Example 1 as 100. In Table 1, the larger the value, the better the fracture strength.
The results of the test are shown in Table 1.
テストの結果、実施例１〜６の積層体は、剥離試験において、ゴム層にて材料破壊が生じており、ゴム層と樹脂層との間の界面では剥離は生じなかった。一方、比較例１では、樹脂層とゴム層との間（すなわち接着剤の層）にて、界面剥離が生じていた。したがって、実施例の積層体は、ゴム層と樹脂層との間に接着剤が介在していなくても、高い接着強度が得られていることが確認できた。 As a result of the test, in the peeling test, the laminates of Examples 1 to 6 had material fracture in the rubber layer, and no peeling occurred at the interface between the rubber layer and the resin layer. On the other hand, in Comparative Example 1, interfacial peeling occurred between the resin layer and the rubber layer (that is, the adhesive layer). Therefore, it was confirmed that the laminated body of the example obtained high adhesive strength even if no adhesive was interposed between the rubber layer and the resin layer.
また、実施例は、比較例１に比べて、成形加工性や破壊強度においても、遜色ないことが確認できた。 In addition, it was confirmed that the examples were not inferior to the comparative example 1 in terms of moldability and fracture strength.
次に、表１の配合のゴム層及び樹脂層を用いて、エアレスタイヤを試作し、それらについてドラム耐久テストが行われた。ドラム耐久テストでは、ドラム試験機を用い、荷重２．０ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件で、エアレスタイヤに損傷が生じるまでの走行距離が測定された。その結果は、表１の最下段に、実施例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きい程、耐久性が優れていることを示す。テストの結果、実施例のエアレスタイヤは、優れた耐久性を発揮することが確認できた。 Next, an airless tire was prototyped using the rubber layer and the resin layer having the formulations shown in Table 1, and a drum durability test was performed on them. In the drum durability test, a drum tester was used to measure the mileage until the airless tire was damaged under the conditions of a load of 2.0 kN and a speed of 60 km / h. The results are displayed at the bottom of Table 1 as an index with Example 1 as 100. The larger the value, the better the durability. As a result of the test, it was confirmed that the airless tire of the example exhibited excellent durability.
１ 積層体
２ ゴム層
３ 樹脂層
４ 表面処理層
１０ エアレスタイヤ
1
Claims (14)
前記ゴム層は表面処理層を含み、
前記表面処理層が、接着剤の層を介在することなく、前記樹脂層と直接接合されている、
積層体。 It is a laminate of a rubber layer and a resin layer,
The rubber layer includes a surface treatment layer and contains a surface treatment layer.
The surface treatment layer is directly bonded to the resin layer without interposing a layer of an adhesive.
Laminated body.
前記ゴム層を形成するためのゴム部材を準備する工程と、
前記ゴム部材の少なくとも一部に前記表面処理層を形成する工程と、
前記ゴム部材に接着剤を塗布することなしに、液状の樹脂を、前記ゴム部材の前記表面処理層に接触させる工程と、
前記樹脂を硬化させて前記樹脂層と前記ゴム層とを接合させる工程とを含む、
積層体の製造方法。 The method for producing a laminate according to any one of claims 1 to 12.
The process of preparing the rubber member for forming the rubber layer and
A step of forming the surface treatment layer on at least a part of the rubber member, and
A step of bringing a liquid resin into contact with the surface treatment layer of the rubber member without applying an adhesive to the rubber member.
A step of curing the resin and joining the resin layer and the rubber layer is included.
Method for manufacturing a laminate.
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