Шина

Шина

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к шине для монтажа на ободе и, в частности, относится к шине, в которой по меньшей мере часть произведена из материала смолы.

Уровень техники

Пневматические шины, скомпонованные из резины, органических волокнистых материалов, стальных элементов, и тому подобного, традиционно используются в транспортных средствах, таких как автомобили.

В последнее время использование материалов смол, в частности, термопластичных смол, термопластичных эластомеров, и тому подобного, в качестве материалов для шин, исследуется с точки зрения снижения массы, легкости формования, и легкости повторного использования.

Например, патентный документ 1 (Японская выложенная заявка на патент (JP-A) №2003-104008) и патентный документ 2 (JP-A № H03-143701) описывают пневматическую шину, сформованную с использованием термопластичного полимерного материала.

Документы уровня техники

Патентные документы

Патентный документ 1: JP-A №2003-104008

Патентный документ 2: JP-A № Н03-143701

Раскрытие изобретения

Проблемы, решаемые в изобретении

Шины с использованием термопластичного полимерного материала гораздо легче производятся и имеют меньшую стоимость, чем традиционные резиновые шины. Кроме того, поскольку шины, в которых используется термопластичный полимерный материал, обладают избыточной эластичностью, а также имеют более простую структуру, чем традиционные шины, выполненные из резины, это создает преимущество, обеспечивая снижение массы произведенной шины.

Однако, хотя шины, в которых используется термопластичный полимерный материал, обладают избыточной эластичностью, еще имеется возможность для улучшения в отношении характеристики удержания газа, такого как воздух, в шине.

В традиционной вулканизированной пневматической шине, с целью улучшения характеристики удержания газа, в качестве слоя, удерживающего газ, используется каучук на основе IIR (каучукоподобный сополимер изобутилена и изопрена (бутилкаучук)). Однако удерживающий газ слой, сформованный на основе IIR-каучука, является тяжелым и не подходит для использования в шинах, в которых полимерный материал используется с целью снижения массы. Когда удерживающий газ слой, сформованный на основе IIR-каучука, обеспечивается для шины, в которой используется полимерный материал, требуется вулканизационный клей для связывания удерживающего газ слоя с телом каркаса шины. При использовании вулканизационного клея для связывания удерживающего газ слоя указанным способом возникают многочисленные ограничения в процессе производства, такие как ограничение времени вулканизационного формования.

С учетом указанных выше обстоятельств, целью изобретения является обеспечение шины, сформированной из материала смолы, которая имеет небольшую массу и отличные характеристики удержания газа в теле каркаса шины.

Средства решения проблемы

Шина согласно изобретению содержит по меньшей мере кольцевое тело каркаса шины, которое сформировано из материала смолы и имеет слоистую структуру, при этом тело каркаса шины содержит по меньшей мере один слой, удерживающий газ.

Преимущества изобретения

Как разъяснено выше, согласно изобретению может быть получена шина, сформированная из материала смолы, которая имеет небольшую массу, и отличные характеристики удержания газа в теле каркаса шины.

Краткое описание чертежей

Фигура 1А представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий поперечное сечение части шины, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фигура 1В представляет собой поперечное сечение борта покрышки, смонтированной на ободе.

На фигуре 2 приведена увеличенная диаграмма, иллюстрирующая барьерный слой для газа в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления 1-1.

Фигура 3 является поперечным сечением, взятым вдоль оси вращения шины в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления 1-1, и иллюстрирующим состояние, в котором армирующий корд внедрен в коронную часть каркаса покрышки.

Фигура 4 представляет собой графическое изображение, поясняющее операцию внедрения армирующего корда в коронную часть каркаса покрышки с использованием устройства нагревания корда и роликов.

Фигура 5А представляет собой поперечное сечение, взятое вдоль направления ширины шины в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фигура 5В является увеличенным поперечным сечением, взятым вдоль направления ширины шины для борта покрышки, в смонтированном состоянии обода на шине.

Фигура 6 является увеличенным графическим изображением, иллюстрирующим барьерный слой для газа в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления 1-2.

На фигуре 7 показано поперечное сечение, взятое вдоль направления ширины шины, иллюстрирующее периферию армирующего слоя шины в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления 1-2.

На фигуре 8 показано графическое изображение, поясняющее структуру «салями» удерживающего газ слоя.

Фигура 9 представляет собой СЭМ-изображение, где показана структура удерживающего газ слоя в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления 2-1.

Фигура 10 представляет собой СЭМ-изображение, где показана структура удерживающего газ слоя в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления 3-1.

Осуществление изобретения

Как описано выше, шина согласно изобретению содержит по меньшей мере кольцевое тело каркаса шины, которое сформировано из материала смолы и имеет слоистую структуру, при этом тело каркаса шины содержит по меньшей мере один слой, удерживающий газ.

Шина согласно изобретению содержит кольцевое тело каркаса шины, сформированное из материала смолы. Термин "материал смолы" означает понятие, которое охватывает термопластичные смолы (которые охватывают термопластичные эластомеры) и термореактивные смолы, и не охватывает вулканизированную резину. Благодаря тому, что шины согласно изобретению имеют тело каркаса шины, сформированное из материала смолы, устраняется потребность в процессе вулканизации, который является существенной стадией для традиционных шин, выполненных из резины, что дает возможность получать, например, тело каркаса шины с использованием литья под давлением или тому подобного. Таким образом, имеется возможность упростить производственный процесс, что дает возможность снизить затраты времени и средств. Кроме того, тело каркаса шины, сформированное из материала смолы, имеет более простую структуру, чем традиционные шины, выполненные из резины, что дает преимущество более легкой массы. Это обеспечивает улучшение сопротивления истиранию и сопротивления качению для шины.

Шина согласно изобретению имеет тело каркаса шины со слоистой структурой и содержит слой, удерживающий газ. Шина согласно изобретению имеет удерживающий газ слой в теле каркаса шины, что обеспечивает улучшение характеристики удержания газа, например, воздуха, азота, или тому подобного, для тела каркаса шины. Таким образом, шину согласно изобретению можно эффективно использовать в качестве пневматической шины, в которой тело каркаса шины смонтировано на ободе, и газ заполняет пространство, ограниченное телом каркаса шины и ободом. В то же время улучшение характеристик удержания газа для шины также улучшает характеристику сохранения внутреннего давления в шине.

Далее следует объяснение относительно вариантов осуществления удерживающего газ слоя и материалов, содержащихся в слое, удерживающем газ, и относительно материалов смолы, содержащихся в теле каркаса шины согласно изобретению, и затем конкретные примеры вариантов осуществления шин согласно изобретению, со ссылкой на чертежи.

[Слой, удерживающий газ]

Шина согласно изобретению содержит слой, удерживающий газ. Слой, удерживающий газ, может быть слоем, который имеет коэффициент газопроницаемости при 80°C (ниже называется просто "коэффициент газопроницаемости") равный 2,0×10^-15 см³·см/(см²·с·Па) или меньше. Ограничение коэффициента газопроницаемости величиной 2,0×10^-15 см³·см/(см²·с·Па) или меньше обеспечивает достаточное улучшение характеристики удержания газа в теле каркаса шины при толщине пленки, которая демонстрирует достаточную эластичность в качестве элемента конструкции шины. С точки зрения характеристик удержания газа для тела каркаса шины, коэффициент газопроницаемости удерживающего газ слоя предпочтительно составляет 1,0×10^-15 см³·см/(см²·с·Па) или меньше. Отличные характеристики удержания газа в удерживающем газ слое также имеют то преимущество, что имеют высокие барьерные свойства для проникновения влаги.

Коэффициент газопроницаемости удерживающего газ слоя можно измерить, например, согласно документу JIS K7126-1:2006 (Способ А: метод перепада давления). Более конкретно, устройство измерения газопроницаемости "GTR-30X" (производство фирмы GTE Tec Corporation) может быть использовано для измерения коэффициента газопроницаемости, в следующих условиях: температура ячейки 80°C, и абсолютный перепад давления 0,30 Па.

В настоящем изобретении тело каркаса шины имеет слоистую структуру из по меньшей мере двух или более слоев в радиальном направлении шины. Достаточно, чтобы слой, удерживающий газ, составлял один слой или несколько слоев слоистой структуры тела каркаса шины. С точки зрения характеристик удержания газа, в таких случаях удерживающий газ слой предпочтительно сформирован непрерывно по всей области коронной части и боковых частей тела каркаса шины, а именно, по всей области в направлении вдоль окружности и в направлении ширины тела каркаса шины. Слой, удерживающий газ, может быть расположен в любой наиболее удаленной наружной, промежуточной или крайней внутренней стороне, в радиальном направлении шины в слоистой структуре тела каркаса шины; однако с точки зрения легкости конструкции и эффективного улучшения характеристик удержания газа, удерживающий газ слой предпочтительно расположен на внутренней стороне, в радиальном направлении шины, тела каркаса шины, и более предпочтительно, расположен на крайней внутренней стороне, или в положении второго слоя от крайней внутренней стороны, в радиальном направлении шины. В настоящем изобретении армирующий корд для армирования тела каркаса шины не является существенным элементом конструкции; однако в случаях, когда армирующий корд навит на тело каркаса шины, таких как в вариантах, описанных ниже, указанный слой, удерживающий газ, предпочтительно предусмотрен в радиальном направлении глубже внутрь, чем слой армирующего корда, для того чтобы отсутствовал контакт с армирующим кордом.

Предпочтительно слой, удерживающий газ, обладает определенной степенью эластичности. Эластичность слоя, удерживающего газ, можно определить со стандартным напряжением при 4% удлинении растяжения в испытании одноосного удлинения при растяжении (JIS K7161-1994 Определение характеристик растяжения пластиков). Напряжение слоя, удерживающего газ, при 4% удлинении с растяжением, с точки зрения улучшения долговечности тела каркаса шины и слоя, удерживающего газ, находится в связи с модулем упругости тела каркаса шины, и предпочтительно составляет 70 МПа или меньше, и более предпочтительно 50 МПа или меньше, особенно предпочтительно 40 МПа или меньше. Отсутствуют конкретные минимальные ограничения напряжения слоя, удерживающего газ, при 4% удлинении с растяжением.

Толщина слоя, удерживающего газ, с точки зрения характеристик удержания газа, предпочтительно является настолько большой, насколько возможно, и предпочтительно определяется с учетом эластичности (модуля упругости) удерживающего газ слоя. С точки зрения баланса свойств удержания газа и эластичности, толщина слоя, удерживающего газ, предпочтительно составляет от 20 мкм до 300 мкм, и более предпочтительно от 20 мкм до 100 мкм.

Способ формирования слоя, удерживающего газ, конкретно не ограничивается, слой может интегрально формоваться телом каркаса шины, или материал, который образует слой, удерживающий газ, может быть предусмотрен внутри тела каркаса шины, после того как форма тела каркаса шины будет сформована. Способ формования может быть любым подходящим известным методом, таким как соэкструзия, литье под давлением, раздувное формование или тому подобное. В тех случаях, когда слой, удерживающий газ, прикрепляется к телу каркаса шины в последующем, может быть дополнительно предусмотрен, например, адгезивный слой для соединения вместе слоя, удерживающего газ, и тела каркаса шины.

Материал для формирования слоя, удерживающего газ, конкретно не ограничивается, до тех пор, пока этот материал будет способен давать коэффициент газопроницаемости, указанный выше; однако, с точки зрения уменьшения массы шины, и долговечности тела каркаса шины и удерживающего газ слоя, предпочтительно используется материал смолы, особенно предпочтительно используется термопластичная смола. Здесь термин "материал смолы" означает понятие, охватывающее термопластичные смолы и термореактивные смолы, и не охватывающее вулканизированную резину. Примеры термореактивных смол включают, например, фенольные смолы, карбамидные смолы, меламиновые смолы, эпоксидные смолы, полиамидные смолы и тому подобные.

Примеры термопластичных смол включают, например, уретановые смолы, олефиновые смолы, хлорвиниловые смолы и полиамидные смолы. Среди указанных смол предпочтительными, с точки зрения характеристик газового барьера, являются термопластичные смолы на основе полиамидов или сополимер этилена и винилового спирта (иногда в последующем называется "EVOH") в качестве термопластичных смол, используемых в слое, удерживающем газ. С точки зрения характеристик газового барьера, в качестве термопластичной смолы на основе полиамидов, предпочтительно используются полиамидные смолы, которые являются продуктом поликонденсации ε-капролактама (иногда в последующем называется "полиамид-6"), с раскрытием цикла, или полиамиды, имеющие метаксилолдиамин в качестве структурного звена (иногда в последующем называется "полиамид MX"), причем с учетом термостойкости, полиамид-6 является предпочтительным.

<Сополимер этилена и винилового спирта (EVOH)>

Сополимер этилена и винилового спирта конкретно не ограничивается, и среди сополимеров этилена и винилового спирта их характеристики сближаются со свойствами полиэтилена с увеличением доли этилена в композиции и снижением доли винилового спирта в композиции. Таким образом, хотя улучшается эластичность самого EVOH, снижается температура плавления и ухудшаются характеристики газового барьера. С другой стороны, когда доля этилена в композиции становится меньше, а доля винилового спирта в композиции увеличивается, ухудшается влияние на эластичность; однако температура плавления возрастает, и происходит значительное улучшение характеристик газового барьера. С точки зрения баланса свойств эластичности и газового барьера EVOH, содержание этилена в EVOH предпочтительно составляет приблизительно от 28 мол. % до 40 мол. %.

Сополимер этилена и винилового спирта может быть использован индивидуально, или в комбинации из двух или более его типов, имеющих различную молекулярную массу, состав композиции или тому подобное.

Текучесть EVOH при рассмотрении перерабатываемости EVOH при формировании, в частности устойчивости при экструзии в виде тонкой пленки, предпочтительно соответствует величине текучести расплава (MFR), измеренной при 250°C под нагрузкой 5005 г согласно стандарту ASTMD 1238 (в дальнейшем называется "MFR (250°C/5005 г)"), равной 3,0 или больше. Отсутствуют конкретные ограничения верхнего предела MFR (250°C/5005 г) для EVOH, и обычно величина MFR равна 20 или меньше.

Промышленные продукты, такие как "EVAL" серии Е-104, F-101, G-151 (произведенные на фирме Kuraray Co., Ltd.), могут быть использованы в качестве EVOH, и с точки зрения характеристик газового барьера, предпочтительный продукт выбирают с содержанием этилена 50% или меньше.

Слой, удерживающий газ, может быть выполнен таким образом, чтобы содержать сополимер этилена и винилового спирта и эластомер. Выполнение удерживающего газ слоя, содержащее сополимер этилена и винилового спирта и эластомер, обеспечивает увеличение эластичности слоя, удерживающего газ, по сравнению со случаями, в которых удерживающий газ слой сформирован с использованием только сополимера этилена и винилового спирта. Кроме того, благодаря достаточной прочности и адгезионной способности удерживающего газ слоя, содержащего сополимер этилена и винилового спирта и эластомер, имеется то преимущество, что можно сделать слой, удерживающий газ, более тонким.

В варианте осуществления, с использованием комбинации сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, коэффициент газопроницаемости слоя, удерживающего газ, при 80°C предпочтительно составляет 7,5×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше. Ограничение коэффициента газопроницаемости слоя, удерживающего газ, величиной 7,5×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше обеспечивает достаточное улучшение характеристик удержания газа для тела каркаса шины. С точки зрения характеристик удержания газа для тела каркаса шины, более предпочтительно коэффициент газопроницаемости слоя, удерживающего газ, составляет 7,5×10^-15 см³·см/(см²·с·Па). Отличные характеристики удержания газа в слое, удерживающем газ, также имеют то преимущество, что создают высокий барьер для проникновения влаги.

В указанном выше варианте осуществления, предпочтительно слой, удерживающий газ, обладает определенной степенью эластичности. Эластичность слоя, удерживающего газ, можно определить со стандартным напряжением при 4% удлинении растяжения в испытании одноосного удлинения при растяжении (JIS K7161-1994 Определение характеристик растяжения пластиков). С точки зрения улучшения долговечности тела каркаса шины и слоя, удерживающего газ, модуль упругости слоя, удерживающего газ, находится в связи с модулем упругости тела каркаса шины, предпочтительно под напряжением, при 4% удлинении с растяжением, равном 40 МПа или меньше, и более предпочтительно 30 МПа или меньше. Отсутствуют конкретные минимальные ограничения напряжения слоя, удерживающего газ, при 4% удлинении с растяжением.

В варианте осуществления с использованием комбинации сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, сополимер этилена и винилового спирта конкретно не ограничивается, и среди сополимеров этилена и винилового спирта, их характеристики сближаются со свойствами полиэтилена с увеличением доли этилена в композиции и уменьшением доли винилового спирта в композиции. Таким образом, хотя улучшается эластичность самого EVOH, снижается температура плавления и ухудшаются характеристики газового барьера. С другой стороны, когда доля этилена в композиции становится меньше, и с увеличением доли винилового спирта в композиции, ухудшается влияние на эластичность; однако температура плавления возрастает, и происходит значительное улучшение характеристик газового барьера. С точки зрения баланса свойств эластичности и газового барьера EVOH, содержание этилена в EVOH предпочтительно составляет приблизительно от 25 мол. % до 50 мол. %, и предпочтительно составляет от 27 мол. % до 40 мол. %.

Сополимер этилена и винилового спирта может быть использован индивидуально, или в комбинации из двух или более его типов, имеющих различную молекулярную массу, состав композиции или тому подобное.

В варианте осуществления с использованием комбинации сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, промышленные продукты, такие как "EVAL" серии L-101, F-101, H-101, E-105 и G-156 (произведенные на фирме Kuraray Co., Ltd.), могут быть использованы в качестве EVOH.

В варианте осуществления с использованием комбинации сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, с точки зрения характеристик газового барьера, коэффициент газопроницаемости сополимера этилена и винилового спирта предпочтительно составляет 7,5×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше, и более предпочтительно 7,5×10^-15 см³·см/(см²·с·Па) или меньше.

<Эластомер>

Отсутствуют конкретные ограничения для эластомера, который может быть использован в удерживающем газ слое, и может быть использован, например, термопластичный эластомер. Примеры термопластичных эластомеров включают термопластичные эластомеры на основе полиамидов (TPA), термопластичные эластомеры на основе полиэфиров (TPC), термопластичные эластомеры на основе полиолефинов (TPO), термопластичные эластомеры на основе полистирола (TPS), термопластичные эластомеры на основе полиуретанов (TPU) и термопластичные поперечно сшитые резины (TPV), а также другие термопластичные эластомеры (TPZ), которые определены в документе JIS K6418, и предпочтительно являются термопластичными эластомерами на основе полиолефинов.

Эластичность эластомера можно определить со ссылкой на напряжение при 4% удлинении с растяжением согласно документу JIS K7161-1994 Определение характеристик растяжения пластиков. С точки зрения улучшения долговечности тела каркаса шины и слоя, удерживающего газ, напряжение эластомера при 4% удлинении с растяжением, находится в связи с модулем упругости тела каркаса шины, и предпочтительно составляет 10 МПа или меньше, и более предпочтительно 5 МПа или меньше.

Примеры термопластичных эластомеров на основе полиолефинов включают, например, этилен-бутиленовый сополимер, этилен-пропиленовый сополимер (EPR), модифицированный этилен-бутиленовый сополимер, этилен-этилакрилатный сополимер (EEA), модифицированный EEA, модифицированный EPR, модифицированный тройной этилен-пропилен-диеновый сополимер (EPDM), ионсодержащий полимер, α-олефиновый сополимер, модифицированный изопреновый каучук (IR), модифицированный стирол-этилен-бутилен-стироловый сополимер (SEBS), галоидированный изобутилен-параметилстироловый сополимер, модифицированный акриловой кислотой полиэтилен, этилен-винилацетатный сополимер, и их кислотно-модифицированные продукты, и смеси, содержащие вышеуказанное, как основные компоненты. Они могут быть использованы индивидуально, или как смеси из двух или более указанных компонентов.

В качестве эластомера может быть использован модифицированный эластомер, или смесь модифицированного эластомера и немодифицированного эластомера. В частности, предпочтительным является продукт, модифицированный ангидридом кислоты, таким как ангидрид малеиновой кислоты, алкиловым эфиром акриловой кислоты, таким как глицидилметакрилат, его эпоксидным или модифицированным продуктом, обеспечивающий получение структуры мелкодисперсного сплава с сополимером этилена и винилового спирта в качестве базового полимера, и тому подобное.

В удерживающем газ слое, в случае, когда содержание эластомера относительно сополимера этилена и винилового спирта является слишком малым, тогда невозможно получить эффект достаточного улучшения эластичности и долговечности, благодаря составлению смеси с полиолефином; однако, в случае, когда содержание эластомера является слишком большим, иногда фаза «моря» превращается в фазу «островов» и наоборот (структура «острова в море» описана ниже), и характеристики газового барьера могут ухудшаться. Таким образом, соотношение компонента эластомера относительно сополимера этилена и винилового спирта предпочтительно составляет от 10% до 48% по объему, и более предпочтительно от 25% до 45% по объему.

Отмечается, что в случаях, когда в качестве эластомера используется модифицированный эластомер, такой как модифицированный кислотой эластомер, получаются выгодные эффекты от использования небольших количеств удельной энергии в ходе смешения и вымешивания (диспергирование), и не требуется передовая технология для смешения и вымешивания; однако, в случае больших количеств компаундированных компонентов, может происходить гелеобразование смолы, и в ходе экструзии может наблюдаться неудовлетворительный внешний вид, такой как шероховатость (наросты). С этих точек зрения, в случаях, когда в качестве эластомера используется модифицированный эластомер, содержание модифицированного эластомера в сополимере этилена и винилового спирта предпочтительно составляет 20% по объему или меньше, например, от 5% по объему до 20% по объему. В частности, в изобретении предпочтительно от 40% по объему до 100% по объему эластомера в сополимере этилена и винилового спирта составляет модифицированный кислотой эластомер.

Обычно сополимер этилена и винилового спирта и различные эластомеры, такие как описанные выше эластомеры на основе полиолефинов, не совместимы друг с другом. В изобретении образование совместимого состояния, а именно, хорошо диспергированного состояния, в указанной не совместимой системе позволяет достичь цели изобретения. Однако для образования совместимого состояния важно модифицировать по меньшей мере часть эластомера, ангидридом малеиновой кислоты или тому подобным, причем среднее кислотное число (степень модификации кислотой) во всем эластомере, используемом для получения хорошо диспергированного состояния, предпочтительно составляет 3,0 мг CH₃ONa/г или больше.

Чем больше кислотное число эластомера, тем лучше диспергированное состояние; однако вязкость полученного сополимера этилена и винилового спирта возрастает с увеличением кислотного числа, при этом ухудшается влияние на перерабатываемость при формовании. Поэтому с целью уменьшения какого-либо роста вязкости из-за указанного увеличения кислотного числа, предпочтительно кислотное число эластомера находится на нижнем пределе диапазона, в котором можно получить хорошо диспергированное состояние, и таким образом, среднее кислотное число всего используемого эластомера предпочтительно составляет 7,5 мг CH₃ONa/г или меньше.

Даже при таком же среднем кислотном числе, в случае высокого кислотного числа модифицированного эластомера, содержащегося в используемом эластомере, даже если среднее кислотное число снижено путем смешения указанного модифицированного эластомера с немодифицированным эластомером, может образоваться инородное гелевое вещество, предположительно благодаря локальной гиперактивации в процессе экструзии. Следовательно, кислотное число используемого модифицированного эластомера предпочтительно составляет 15,0 мг CH₃ONa/г или меньше.

А именно, например, в соответствии с сопоставлением между смешанным эластомером А, имеющим среднее кислотное число всего эластомера около 5 (=30×17/100), который получен путем смешения модифицированного кислотой эластомера, имеющего кислотное число 30 мг CH₃ONa/г, с немодифицированным эластомером в массовом соотношении 17:83, и смешанным эластомером В, имеющим среднее кислотное число всего эластомера около 5, который получен путем смешения модифицированного кислотой эластомера, имеющего кислотное число 10, с немодифицированным эластомером в массовом соотношении 50:50, их эксплуатационная стабильность значительно различается, даже если вязкость и размер диспергированных частиц сополимера этилена и винилового спирта, полученного из этих эластомеров, окажутся эквивалентными. В смешанном эластомере А в процессе экструзии иногда образуется инородное гелевое вещество. С другой стороны, может быть получена удовлетворительная стабильность для смешанного эластомера В. Следовательно, кислотное число используемого модифицированного эластомера предпочтительно составляет 15,0 мг CH₃ONa/г или меньше. Отмечается, что нижний предел кислотного числа модифицированного эластомера представляет собой нижний предел среднего кислотного числа описанного выше эластомера, 3 мг CH₃ONa/г.

В качестве немодифицированного эластомера могут быть использованы промышленные продукты, например, такие как "TAFMER А", серия α-олефиновых эластомеров (производство фирмы Mitsui Chemicals, Inc). В качестве модифицированного кислотой эластомера могут быть использованы промышленные продукты, например, такие как "TAFMER М", серия α-олефиновых эластомеров (производство фирмы Mitsui Chemicals, Inc).

<Структура «салями»>

Эластичность и долговечность улучшаются путем составления смеси эластомера с сополимером этилена и винилового спирта; однако ухудшение характеристик газового барьера является неизбежным. Тем не менее, путем формирования структуры мелкодисперсного сплава сополимера этилена и винилового спирта с эластомером, и в особенности за счет принятия так называемой структуры «салями», в которой фаза «островов» эластомера диспергирована в фазе «моря» сополимера этилена и винилового спирта, а также сополимер этилена и винилового спирта диспергирован в виде разбросанных точек внутри фазы «островов» эластомера (фаза «прудов»), любое ухудшение характеристик газового барьера из-за составления смеси эластомера можно подавить, и таким образом, указанная структура является предпочтительной.

Доля фазы сополимера этилена и винилового спирта, находящейся в виде разбросанных точек внутри фазы «островов» эластомера (фаза «прудов») относительно общего количества сополимера этилена и винилового спирта (сумма сополимера этилена и винилового спирта, составляющего фазу «моря», и сополимера этилена и винилового спирта, присутствующего в форме разбросанных точек внутри фазы «островов» эластомера (фаза «прудов»)) (в последующем эта доля называется "пропорция диспергирования формы разбросанных точек"), предпочтительно составляет приблизительно от 2,5% по объему до 30% по объему, и более предпочтительно от 5% по объему до 20% по объему. Регламентирование этой доли в диапазоне от 2,5% по объему до 30% по объему обеспечивает получение достаточного эффекта за счет наличия формы разбросанных точек фазы сополимера этилена и винилового спирта внутри фазы «островов» эластомера, и обеспечивает характеристики газового барьера, которые не ухудшаются из-за того, что становится слишком мало фазы сополимера этилена и винилового спирта, играющей роль фазы «моря».

Что касается размера фазы «островов» эластомера и размера фазы сополимера этилена и винилового спирта внутри фазы «островов» эластомера, то размер частиц фазы «островов» эластомера предпочтительно составляет приблизительно от 0,4 мкм до 4,0 мкм. Размер фазы сополимера этилена и винилового спирта (фаза «прудов»), присутствующей в виде разбросанных точек внутри фазы «островов» эластомера, предпочтительно составляет приблизительно от 0,05 мкм до 1,0 мкм, и более предпочтительно от 0,1 мкм до 0,5 мкм. Размер каждой фазы можно измерить, например, с использованием сканирующего электронного микроскопа.

Сополимер этилена и винилового спирта может включать, в качестве компонента смолы, другой компонент смолы, отличающийся от сополимера этилена и винилового спирта, и в таких случаях, с целью сохранения характеристик газового барьера, сополимер этилена и винилового спирта предпочтительно составляет 70% или больше от всей массы компонента смолы в сополимере этилена и винилового спирта.

Смесь сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, и в частности смесь сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, которая имеет морфологию структуры «острова в море», такой как описано выше, можно получать, например, следующими способами (1) или (2):

(1) Способ, в котором сополимер этилена и винилового спирта и полиолефин смешивают вместе в специфическом соотношении для составления смеси и вымешивают, чтобы получить маточную смесь, и затем эту маточную смесь и сополимер этилена и винилового спирта смешивают и вымешивают.

(2) Способ, в котором сополимер этилена и винилового спирта и полиолефиновую смесь вымешивают в расплаве с использованием интенсивного сдвига.

Примеры комбинаций сополимера этилена и винилового спирта и эластомера, с целью формирования структуры «салями», включают комбинацию промышленных продуктов EVOH "L-101", произведены на фирме Kuraray Co., Ltd., и "TAFMER MH7010", произведены на фирме Mitsui Chemicals, Inc. (соотношение при составлении смеси: 60:40 (по объему)); или комбинацию промышленных продуктов EVOH "F-101", произведены на фирме Kuraray Co., Ltd., и "HPR AR201", произведены на фирме Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd. (соотношение при составлении смеси 60:40 (по объему)).

<Термопластичная смола на основе полиамида>

Примеры термопластичных смол на основе полиамидов включают полиамиды, которые формируют жесткий фрагмент из термопластичных эластомеров на основе описанных ниже полиамидов. Предпочтительные примеры термопластичных смол на основе полиамидов, используемых в удерживающем газ слое, с точки зрения характеристик газового барьера, включают полиамид (полиамид-6), который является продуктом поликонденсации ε-капролактама с раскрытием цикла, или полиамид, имеющий м-ксилолдиамин, в качестве структурного звена (полиамид MX), и предпочтительно представляет собой полиамид-6 в связи с его термостойкостью.

Полиамид-6 может быть представлен, например, формулой {CO-(CH₂)₅-NH}_n. Полиамид MX, имеющий м-ксилолдиамин в качестве структурного звена, может быть представлен, например, структурной формулой (А-1) ниже (в которой n в (А-1) означает число повторяющихся звеньев). Промышленный продукт, такой как "UBE Nylon" 102 В или 1011FB, произведенный на фирме Ube Industries, Ltd., например, может быть использован в качестве полиамида-6. Промышленный продукт, такой как MX Nylon-S S6011, S6021, или S6001, произведенный на фирме Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., например, может быть использован в качестве полиамида MX.

Термопластичная смола на основе полиамида может быть гомополимером, сформированным только из структурных звеньев, описанных выше, или может быть сополимером из структурных звеньев, описанных выше, и другого мономера. В случае сополимера, относительное содержание описанного выше структурного звена, в каждой термопластичной смоле на основе полиамидов, предпочтительно составляет 60 масс. % или больше.

В качестве материала, входящего в слой, удерживающий газ, можно использовать композицию смолы, включающую указанные термопластичные смолы на основе полиамидов, и описанный выше эластомер.

В таких случаях, шина согласно изобретению может иметь конфигурацию, включающую по меньшей мере кольцевое тело каркаса шины, которое сформировано из материала смолы и имеет слоистую структуру, при этом тело каркаса шины содержит по меньшей мере один слой, удерживающий газ, который включает композицию смолы, состоящую из термопластичной смолы на основе полиамида и эластомера, и имеет коэффициент газопроницаемости 2,0×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше при 80°C.

В случаях, когда используется комбинация термопластичной смолы на основе полиамида и эластомера, включение термопластичной смолы на основе полиамида и эластомера, обеспечивает повышение эластичности слоя, удерживающего газ, по сравнению со случаями, в которых слой, удерживающий газ, сформирован с использованием только термопластичной смолы на основе полиамида. При значении коэффициента газопроницаемости слоя, удерживающего газ, больше чем 2,0×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) невозможно достижение достаточного улучшения характеристик удержания газа для тела каркаса шины.

В случаях, когда используется комбинация термопластичной смолы на основе полиамида и эластомера, коэффициент газопроницаемости слоя, удерживающего газ, (коэффициент газопроницаемости композиции смолы) предпочтительно составляет 1,0×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше. Ограничение коэффициента газопроницаемости величиной 1,0×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше обеспечивает достижение достаточного улучшения характеристик удержания газа для тела каркаса шины. Отличные характеристики удержания газа в удерживающем газ слое также имеют то преимущество, что создают высокий барьер для проникновения влаги.

В случаях, когда используется комбинация термопластичной смолы на основе полиамида и эластомера, с точки зрения характеристик газового барьера, коэффициент газопроницаемости используемой термопластичной смолы на основе полиамида предпочтительно составляет 2,0×10^-14 см³·см/(см²·с·Па) или меньше, и бо