JP2000127720A - 縫い込まれた導電性の糸条を含むトレッドを有するタイヤ - Google Patents

縫い込まれた導電性の糸条を含むトレッドを有するタイヤ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的電気抵抗の大きいゴム組成物からなる
外周を円周方向に取り囲むゴムトレッド構造を有し、し
かも発生する静電荷を地面に逃がす手段を有する、カー
ボンブラック強化ゴムカーカスを構成部材とするゴムタ
イヤを提供する。 【解決手段】 例えば炭素繊維フィラメント糸のような
電気伝導性の糸条を、そのトレッド構造を通して縫い込
むことにより、例えばシリカで強化された比較的電気抵
抗の大きいタイヤ・トレッド外表面から、カーボンブラ
ック強化ゴムカーカスに至るまで導電性の通路を創り、
車両で発生する静電気が地面に逃げ易くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的電気抵抗率
の大きいゴム組成物からの、外周を取り囲むゴムトレッ
ド構造を具えるカーボンブラック強化ゴムカーカスから
構成されるゴムタイヤおよびその製造に関する。このタ
イヤトレッド構造は、そのトレッド構造を通して縫い込
まれ、そしてそのトレッドの内表面からその外表面まで
延在している導電性のフィラメント糸を有している。そ
れによって、そのトレッドを通して、トレッドの外表面
からそのタイヤのカーカスに至る導電性の通路が創られ
る。
【0002】実際には、このトレッド構造の底面は、そ
のタイヤのカーカスの少なくとも一つのカーボンブラッ
ク強化ゴム成分と繋がっており、それによってそのタイ
ヤトレッドの外表面からタイヤのビード部分に至る、従
ってタイヤが取り付けられるように設計されている金属
リムに至る比較的導電性の通路が与えられる。
【0003】
【従来の技術】標準的には、硫黄硬化性の、また場合に
よっては硫黄硬化された、ジエン系エラストマーである
各種ゴムのブレンドであるゴムレッドを有する空気入り
ゴムタイヤが普通製造されている。
【0004】ゴムタイヤのトレッドはキャップ/ベース
構造に作られていることが多く、その場合そのトレッド
の外側の部分がキャップであり、そのトレッド・キャッ
プと支持タイヤカーカスの間のそのトレッドの下の部分
がベースである。そのキャップ部分は、普通、接地する
ように設計されており、従ってそれに関連する諸性質を
有しており、またベース部分は、一般に、そのタイヤカ
ーカスを覆って、通常そのキャップを支持するように設
計されており、従って接地用でない。このようなキャッ
プ/ベース構造は、この技術分野の習熟者には良く知ら
れている。
【0005】タイヤの大半の構成部材用のゴム組成物
は、標準的には、実質的な量の強化用カーボンブラック
充填材によって強化されており、それによりそのような
タイヤを使用している移動車両から道路へ静電気を散逸
させるために比較的小さい電気抵抗率を有している。こ
のような現象は、この技術分野の習熟者には良く知られ
ていると考えられる。
【0006】しかし、時により、実質的な量の比較的非
導電性の、例えば沈降性シリカのような充填材を含み、
そのために、カーボンブラック強化材を含むとしても、
例えば20phr以下のような極く少ない量でしか含ま
ないゴム組成物のトレッドを提供することが望まれる。
このようなトレッドは、カーボンブラックの添加水準が
低いので、比較的電気抵抗率が大きく、従って乗物で発
生する静電気がそのタイヤを通して道路へ散逸すること
に抵抗を示す。実際、この比較的電気抵抗の大きいゴム
組成物は、単体構造のトレッド、トレッド・キャップお
よび/またはトレッド・ベースである。このような現象
は、この技術分野の習熟者には良く知られていると考え
られる。
【0007】トレッド・キャップの外表面への、電気抵
抗の小さい通路を提供する様々な方法が提案されてき
た。例えば、米国特許第1,797,545号、同第
2,267,503号および同第2,641,294号
明細書;並びに以下の特許公開明細書、即ちフランス特
許第1,198,271号、同第1,251,273
号、同第1,279,913号および同第1,546,
488号明細書;ドイツ特許DE第44 17914号
明細書;スイス特許第597,008号明細書;および
特願昭57‐194,109号および特開平1‐29
3,208号公報を参照されたい。
【0008】従って、単体構造トレッド用組成物、或い
はトレッド・キャップおよび/またはトレッド・ベース
用ゴム組成物が比較的大きい電気抵抗率を有するタイヤ
・トレッド構造の場合、特にそれが約20phr以下の
カーボンブラックしか含まない場合、そのタイヤ・トレ
ッドの外表面からそのタイヤ・トレッドの内表面に至
る;またはキャップ/ベース構造の場合には、場合に応
じて、そのトレッド・キャップもしくはトレッド・ベー
スの内表面に至る比較的電気抵抗の小さい適切な通路を
提供することが望まれる。
【0009】本明細書で用いられる、“例えばシリカの
ような、電気的に比較的非導電性の強化用充填材で実質
的に或いは定量的に強化された”という用語および同様
の用語は、一般に、タイヤ・トレッドとの関連で、また
は、キャップ/ベース構造の場合でのトレッド・キャッ
プおよび/またはトレッド・ベースとの関連で用いら
れ、約30から約100phr、時として望ましくは約
30から約90phrの電気的に非導電性の充填材を含
み、そして場合によってはカーボンブラックを含んでい
ても良いが、そのカーボンブラックは約20phr以下
である、という意味である。しばしば、非導電性充填材
/カーボンブラックの比は、少なくとも2/1、そして
時には少なくとも10/1でさえある。
【0010】“カーボンブラックで強化された”という
用語は、カーボンブラックで強化されているそのタイヤ
カーカスゴムのゴム成分が、定量的な量、普通少なくと
も25phrのカーボンブラック強化材を含み、そして
含まれているとしても極く少量の、例えばシリカのよう
な比較的非導電性の強化用充填材を含んでいる、という
意味である。カーボンブラックとこのような非導電性充
填材の重量比は、例えば少なくとも5/1である。
【0011】本発明の説明において、単体構造ゴム組成
物のトレッドおよびキャップ/ベースゴム組成物のトレ
ッドが提示される。このトレッド・キャップゴム組成物
は、特にトレッド・キャップが接地するようにされてお
り、そして摩耗耐久性の大きいゴム組成物を要求するの
で、そのトレッド・ベースゴム組成物とは異なっている
のが普通である。このことは、この技術分野の習熟者に
よって理解されているものである。トレッド構造では、
タイヤ・サイドウォールまで延在し、そして普通その一
部をおおっているトレッド・ウイングが用いられること
が多い。本発明の説明と請求の範囲では、このようなト
レッド・ウイングを排除することを意図するものではな
いが、単体構造トレッドゴム組成物およびトレッド・キ
ャップ/ベースゴム組成物の説明は、一般に、トレッド
・ウイングゴム組成物は、単体構造トレッドゴム組成物
またはトレッド・キャップあるいはベースゴム組成物と
同じであっても或いは異なっていてもよいという了解の
下に、そのトレッドのトレッド・ウイング以外の部分に
向けられている。
【0012】タイヤ・トレッドのフットプリント(foot
print)とは、使用時に路面に接触するようにされてい
るトレッドの部分のことである。このフットプリント
は、本発明の説明に関する限り、そのタイヤがリム、ま
たは荷重の掛かった条件下での乗物に取り付けられてい
るかいないに関わらず、そのタイヤ・トレッドを指すも
のである。
【0013】本明細書で用いられる“phr”という用
語は、通常の慣例に従い、“ゴム100重量部当たりの
個々の材料の部数”を意味する。本明細書での説明で、
ゴムとエラストマーは互換的に用いられる。
【0014】本明細書での説明において“加硫された
(vulcanized)”または“加硫性(vulcanizable)”と
いう用語は、しばしば“硬化された(cured)”もしく
は“硬化性(curable)”という用語と互換的に用いら
れる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明はの主たる目的
は、比較的電気抵抗の大きいゴム組成物からなる外周を
取り囲むゴムトレッド構造を有し、しかも発生する静電
荷を地面に逃がす手段を有する、カーボンブラック強化
ゴムカーカスを構成成分とするゴムタイヤおよびその製
造法を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、二つの
個別のサイドウォール、および二つの空間的に離れたビ
ード部分を含み、そして(a)電気抵抗率の大きい単体
構造ゴム組成物または(b)キャップ/ベース構造、望
ましくは同時押出成形されたキャップ/ベース構造のも
のである外周を円周方向に取り囲むゴムトレッドを支持
する、カーボンブラック強化ゴムカーカスを構成成分と
する空気入りゴムタイヤが提供され;ここで、そのトレ
ッド・キャップおよび/またはトレッド・ベースゴム組
成物は、電気抵抗率が大きく;そのトレッドの外表面ま
たは場合によりトレッド・キャップは接地するように設
計されており、そしてそのゴム組成物(一つまたは複
数)の高い電気抵抗率は、そのタイヤがWDK110テ
ストで測定した値として少なくとも20,000メガ‐
オームの電気抵抗を有することで立証されるものであ
り;そのトレッドが、接地するように設計されているそ
のトレッドの外表面から導電性のタイヤカーカスに至る
導電性通路を創り、それによりWDK110テストで測
定した値として約1オームから約10,000メガ‐オ
ームの範囲内の電気抵抗を有するタイヤを作るために、
そのトレッドを通して縫い込まれた導電性の可撓性フィ
ラメント糸条を有することを特徴とする。
【0017】それ故、上記の説明は、トレッドを通して
縫い込まれた導電性糸を含まず、従って、大きい電気抵
抗を有するタイヤになる、電気抵抗率の大きいトレッド
を有するタイヤの第1特性化、およびそのトレッドを通
して縫い込まれた導電性糸を含み、従って実質的に電気
抵抗の小さいタイヤになる、同じタイヤの第2特性化に
ついての説明である。
【0018】本発明のさらなる態様では、押出成形され
た未硬化のゴムトレッド・ストリップ[ここで、トレッ
ド・ストリップは(a)20phr未満のカーボンブラ
ック強化材を含む単体構造ゴム組成物または(b)キャ
ップ/ベース構造のものであって、そのトレッド・キャ
ップもしくはそのトレッド・ベースのゴム組成物が20
phr未満のカーボンブラック強化材を含む]を通して
導電性の可撓性フィラメント糸条を縫い込む工程;その
トレッド・ストリップを、カーボンブラック強化ゴムタ
イヤカーカスの上に重ねてそれらのアセンブリーを創る
工程、およびそのアセンブリーを適当な金型の中で昇温
下において硬化して、WDK110テストで測定した値
として約1オームから約10,000メガ‐オームの範
囲内の電気抵抗を有するタイヤを作る工程を含んでなる
タイヤの製造法が提供される。
【0019】未硬化トレッドストックを通して縫糸を縫
い込む工程で大切な一つの態様は、そのステッチング
(縫い込まれた連続した糸)が、最終的には、接地用に
設計されているトレッド・リブもしくはトレッド・ラグ
になるトレッドストック中の希望の位置に、特定的に置
かれるか或いは位置決めされることである。
【0020】従って、そのフィラメントのステッチング
が、接地するように設計され、そしてそのタイヤ・カー
カス/トレッドストック・アセンブリーが成形され硬化
されると形が決まるタイヤトレッド・リブもしくはタイ
ヤトレッド・ラグの予め決められた所在に応じて縫糸の
位置を調整することにより、そのトレッドストック中で
の位置が決められる方法が提供される。
【0021】実際には、縫糸はトレッドの囲りを取り囲
んで延びている複数の連続したステッチングの形を取っ
ており、接地するように設計されているタイヤ・トレッ
ドのフットプリントのところに少なくとも一つのステッ
チングを提供し;ここで、各ステッチングは、その縫糸
の各ステッチングのある一つのセグメントがそのトレッ
ドの内表面の一部をおおって延在しており、そしてその
縫糸の各ステッチングのある一つのセグメントが接地す
るように設計されているタイヤ・トレッドの外面の一部
分をおおって延在するように、そのトレッドを通して延
び在している。
【0022】本発明の実施において、様々なステッチン
グ立体配置が用いられ、そしてその縫い込み法が限定さ
れるとか、縫い込みで創られる縫い目が特定のステッチ
ング立体配置に限定されることを意図するものではな
く、多くの製造業者からの様々な工業用ミシンが、多様
なステッチング立体配置を提供し得ることが認められ
る。例えば、そのステッチングは開ループ構造でも閉ル
ープ構造でもよく、多くの工業用ミシンで多種多様の開
ループもしくは閉ループ縫製立体配置を提供し得ること
が認められる。事実、工業用ミシンは、縫製作業中に、
同時に二本の糸を使用し、その場合、一本の糸はそのミ
シンの針の目を通り、そしてもう一本の糸は縫製される
べきピースの反対側のスプールから供給されると考えら
れる。
【0023】例えば、閉ループステッチングの場合、こ
のステッチングは一連の連結された縫糸の閉ループを形
成しており、この縫糸ループは実質的にタイヤトレッド
の囲りを取り囲んで延びており、そして場合に応じて、
単体構造タイヤトレッドあるいはトレッド・ベースの内
表面からそのタイヤ構造の外表面までそのトレッドを通
し縫いすることにより創られ、その縫糸ループのセグメ
ントはそのトレッドの外表面とそのトレッドの内表面上
でお互いに向き合っている。本発明の目的には、閉ルー
プ・ステッチングは説明したようなステッチングに限定
されるものではなく、使用される特別のミシンに適合す
るような任意のステッチングであってもよい。
【0024】実際には、接地するように設計されたトレ
ッドの外表面の一部をおおって延びている閉ループ縫糸
ステッチングのセグメントは切れ、摩滅し、あるいは摩
損して、そのトレッドの内表面上のセグメントで連結さ
れている、複数の特定の順次並んだ開ループ縫糸ステッ
チングを形成しており、その場合、その開ループ縫糸の
少なくとも一端が接地するように設計されたそのトレッ
ドの外表面で終わっている。
【0025】あるいはまた、この縫糸はトレッド構造を
通し縫いして開ループを形成しており、これは、トレッ
ドの外表面の縫糸のセグメントが、そのトレッドの内表
面上のセグメントと直接向き合っていないという意味
で、“矩形波立体配置の縫糸(rectangular wave confi
guration of the thread)”と呼ばれることがよくあ
る。かくして、この縫われた糸条の立体配置は閉ループ
の外見を持たない。開ループ・ステッチングが用いられ
るとしても、考えられる縫製法あるいは縫製機械に依存
して様々な変形があり得るので、ここで説明する特定例
に限定することを意図するものではない。
【0026】一般に、閉ループと開ループのステッチン
グ構造は、この技術分野の習熟者に良く知られていると
考えられるが、それでも各種工業用ミシンで用いられる
縫製法と立体配置は非常に複雑である。上記で論議した
ように、本発明は特定の縫製技術もしくは立体配置に必
ずしも限定されることを意図するものではない。
【0027】本発明の一つの態様では、トレッドの外表
面上の閉ループもしくは開ループのセグメントは切れた
り、摩滅したり、あるいは摩損したりして無くなり、従
ってその縫糸の末端はトレッドの表面で終わることにな
る。このステッチング立体配置は、タイヤトレッドの外
表面で連結されていない一連の開ループになる。かくし
て、この縫糸もしくはこのようなステッチングはトレッ
ド構造の外表面まで延びており、その縫糸ループの開端
は、接地するように設計されているトレッド構造の外表
面上で終わっており、そしてそこに位置している。
【0028】本発明の一つの態様では、該トレッドの比
較的絶縁性の(電気抵抗の大きい)ゴム組成物部分は、
約30から約100phrの非導電性(電気絶縁性)
の、例えば沈降シリカのような強化用充填材と、0ある
いは5phrから約20phrのカーボンブラック含ん
でいてもよい。
【0029】一つの態様では、このトレッドの比較的電
気絶縁性のゴム組成物は、カーボンブラックを使用する
とすれば、シリカ/カーボンブラックの重量比は少なく
とも1.2/1、望ましくは少なくとも2/1であり、
そしてしばしば少なくとも10/1であるのが望ましい
場合が多い。
【0030】本発明のステッチング用のフィラメント糸
として、それらの電気抵抗が比較的低い限り、様々な材
料が用いられる。幾つかのフィラメント材料は、そのタ
イヤのタイプ、用途およびサービスに或る程度依存し
て、多かれ少なかれ物理的寿命が長い。例えば、(即
ち、例えば、その組成物あるいは被覆材、シェルあるい
は外装の中に、導電性材料の分散物のような導電性の素
子もしくは材料を含有させることにより導電性にされ
た)導電性である(例えば、ナイロン、アラミド、ポリ
エステル、レーヨンのような)コードを含めて、炭素繊
維のフィラメント、織物用合成繊維、カーボンブラック
の分散物を含んでいる超高分子量ポリエチレン(ポリエ
チレンは約4百万から7百万の範囲の重量平均分子量を
有する)、さらにまたその他の導電性材料のフィラメン
ト糸である。本発明は、上記の代表的材料に限定するこ
とを意図するものではないが、大半の場合、望ましくは
非‐金属繊維の糸であるのが望ましいが、このフィラメ
ントの一つまたはそれ以上の材料が微粒子状金属分散物
を含んでいてもよい。
【0031】WDK110テストは、導電性の金属リム
(即ち:スチール・リム)に取り付けられたタイヤの電
気抵抗を測定する方法である。このテストでは、タイヤ
トレッドのフットプリントが導電性の金属プレート(即
ち:スチール・プレート)に押し付けられる。そのプレ
ートとリムを銅線で装置に連結する。電圧を加え、そし
て、そのプレートとリムの間の電気抵抗をその装置のオ
ーム計で読み取る。このWDK110テストに関する説
明は、WDK Leitlinien Index(1998年5月)に見ら
れる。
【0032】本発明で用いられる導電性糸条は、単一フ
ィラメント(モノフィラメント)または一緒にケーブル
化した(撚った)複数のフィラメントから構成されるて
いてもよい。
【0033】上記で指摘したように、この縫糸は様々な
方法でトレッド構造を通して縫い込まれ、そしてこれら
の縫糸は、適した自動機械によって機械的に縫い込まれ
るのが望ましい。
【0034】次の物に限定はされないが、様々なジエン
系エラストマーおよびその組み合せが、このタイヤトレ
ッド構造の構成部材(即ち、単体構造タイヤトレッド、
トレッド・キャップおよびトレッド・ベース)中で用い
られる。
【0035】このようなジエン系エラストマーに、共役
ジエン炭化水素の単独重合体および共重合体、および共
役ジエンと、例えばスチレンおよびα‐メチルスチレン
のような芳香族ビニル化合物との共重合体がある。各種
ジエン類の代表的なものは、例えばイソプレンとブタジ
エンである。各種エラストマーの代表的なものは、例え
ばシス‐1,4‐ポリイソプレン(天然、および合
成)、シス‐1,4‐ポリブタジエン、乳化重合で合成
された共重合体および有機溶液重合で合成された共重合
体のようなスチレン/ブタジエン‐共重合体、イソプレ
ン/ブタジエン‐共重合体、スチレン/イソプレン‐共
重合体、3,4‐ポリイソプレン、約30から約85パ
ーセントのビニル基を含む比較的高ビニルのポリブタジ
エン、およびスチレン/イソプレン/ブタジエン三元共
重合体である。
【0036】実際には、このタイヤは、押出しされたト
レッドストックをゴムタイヤ・カーカスの上に組み上げ
ることにより一部組み立てられる。このような組立工程
と組み上げ工程は、この技術分野の習熟者には良く知ら
れている。
【0037】タイヤ・アセンブリーは適した金型の中
で、高温条件下、例えば約140℃から180℃の範囲
内の温度で硬化される。少なくとも一つのタイヤトレッ
ド構成部材を通して縫い込まれた導電性縫糸は、比較的
電気抵抗の大きいタイヤトレッドに比べて、比較的電気
抵抗の小さい通路を提供し、かくして地面とタイヤビー
ド部分、従ってタイヤが取り付けられているその乗物の
ホイールの金属リムとの間で静電気を消散させるための
通路を提供する。
【0038】実際には、運転に使用されるにつれて、そ
のタイヤトレッドの外表面が磨り減って、その導電性ト
レッドの一部が少なくとも一部は磨り落ちた後でも、そ
のトレッド末端の少なくとも一部は地面と接触できるの
で、静電気を消散させる通路はそのトレッド・キャップ
の外表面上の残存トレッドの露出された部分(一つまた
は複数)で維持されると考えられる。
【0039】添付された図面は本発明をさらに理解する
ために提供されるもので、本発明をこれら図面が提示す
る物に限定することを意図するものではない。これらの
図中で説明されるステッチングは、非常に簡略化された
説明であると理解すべきである。前記で考察したよう
に、工業用ミシンは、多くの縫製工程、方法、および得
られる縫い込まれた糸の立体配置を与える。かくして、
強調しなければならない点は、これら図面中の縫い込ま
れた糸の立体配置は、一般的な理解のためだけに示され
ており、実際には、この縫い込まれた糸の立体配置は、
実質的に異なっていることもあることである。
【0040】図面を参照して説明すると、未硬化ゴムト
レッドストック(1)の断面が示されており、このスト
ックは、この代表的図面では、大きい電気抵抗を有し、
普通接地するように設計されいて、そのタイヤを組み立
てて、適した型の中で成形し、硬化した後にはトレッド
・キャップ(2)になるであろう部分;(そのタイヤト
レッドストックが単体構造ゴム組成物でなければ)その
トレッドの下にあるトレッド・ベース(3)、およびト
レッド・キャップ(2)とトレッド・ベース(3)の両
方の外側にあり、そしてサイドウォール(5)の部分に
重なっているトレッド・ウイング(4)または“ミニウ
イング”としばしば呼ばれる部分を有している。
【0041】あるいは、また、このトレッドはミニウイ
ング(4)無しで提供されてもよく、サイドウォール
(5)がトレッドの部分に重なっていてもよいが、本発
明の目的にはこのような構造は推奨されない。
【0042】導電性縫糸(6)は、このトレッドストッ
ク(1)のボディーを通して、従ってトレッド・ベース
(3)とトレッド・キャップ(2)の両方を通して縫い
込まれて、開ループステッチング(図3A)または閉ル
ープステッチング(図3B)、またはそのトレッド外表
面上の縫糸が切り取られている開ループステッチング
(図3C)を形成しているように示されている。
【0043】図3A、3Bおよび3Cは、単に例示のた
めの図であり、そしてステッチング立体配置の多くの変
形が用いられ得ることを理解すべきである。縫い糸
(6)で、セグメント(7)はトレッド・キャップ
(2)の外表面(8)の小部分をおおって延びており、
そして小さいセグメント(9)がそのトレッド・ベース
の内表面の(10)の小部分をおおって延びている。
【0044】一つの態様では、接地するように設計され
ている未硬化トレッドストックの外表面上の閉ループス
テッチングの外面セグメント(7)が切り取られること
があり、または、図2に示されているように、硬化トレ
ッド上で、例えば研磨装置もしくは切取装置(15)に
より削ぎ取られて、一連の個々に連結された開ループを
形成し、その縫糸(6)の末端(11)だけがそのトレ
ッド・キャップ(2)の外表面(8)まで延びているよ
うになることもある。
【0045】この様式で、そしてこの例では、その縫糸
が比較的電気抵抗の大きいトレッド・キャップ(2)の
外表面(8)から、そのトレッド・ベースの内表面(1
0)に至るまで比較的電気抵抗の小さい通路を提供する
ことが示される。
【0046】あるいは、また、キャップ/ベース構造の
トレッドのトレッド・ベース(3)は、比較的電気抵抗
の大きい非‐導電性のゴム組成物の役割を果すこともあ
る。図1中のミニウイング(4)はトレッド・ストック
(1)の個別のゴム構成部材であるように描かれている
が、このミニウイング(4)は、実際には一体構造で延
びていて、トレッド・ベース(3)と同じゴム構成部材
である場合もあると理解すべきである。
【0047】図1のトレッド・キャップ(2)は、限定
はされないが、例えばシリカのような比較的非導電性の
充填材で実質的に強化されており、即ちこの図面の場合
には、約20から約90phrの非導電性の充填材と、
極く少量(即ち、約20phr以下)のカーボンブラッ
クで強化されている。
【0048】かくして、このトレッド・キャップ(2)
は電気抵抗が比較的大きく、そして縫糸(6)が、それ
により、トレッド・ストック(1)を通して電気抵抗の
小さい通路を提供する。
【0049】この例のトレッド構造では、そのトレッド
構成部材の全て、即ちトレッド・ベース(3)、トレッ
ド・キャップ(2)およびミニウイング(4)は、一般
的実施法では、複合押出成形機で同時押出成形され、ト
レッド・ストリップ複合材(1)を作る。
【0050】このタイヤ構造物は、図2に示されている
ステッチング・バージョンを一例として、トレッド・キ
ャップ(2)のリブ(13)の外表面上の縫い込まれた
糸(6)を有するタイヤ(12)を作るために、適した
金型の中で成形され、硬化される。上記で論議したよう
に、このような縫い込み立体配置は、単に例として提示
されるものである。
【0051】このタイヤを適した導電性で剛い金属リム
に取り付け、空気を入れ、それ自身を乗物のホイールに
取り付けて地面を横切って回転させると、そのリムとト
レッド・キャップ(2)のリブ(13)の外表面との間
に、従って地面との間に、道路と接触する上述の縫い込
まれた糸条により電気を消散させる通路が創られる。
【0052】トレッド・リブ(13)の接地用外表面上
のトレッド・キャップ(2)の外表面が、(上記で考察
したように、既に削ぎ取られたり、切り取られたりして
いない限り)摩滅するにつれて、そのトレッド外表面
(8)での縫糸(7)のセグメントも摩滅するが、それ
でもまだその縫糸の一部(6)、特にその縫糸の端(1
1)が路面と接触するために残っていると予想される。
【0053】導電性の糸条を縫い込むことにより、比較
的非導電性の外表面からの導電性通路を創ることは、新
規で且つ進歩性があると考えられる。実際には、この縫
糸のフィラメント(一本または複数本)は、様々な可撓
性、およびゴム組成物との相溶性、さらには様々な電気
抵抗を提供するために、或る程度はゴム組成物それ自身
に、そして意図される用途およびそのタイヤ・トレッド
それ自身の役割に依存して、その直径と組成を変えて注
文製造される。
【0054】本発明における著しい新規性は、そのトレ
ッド・ストックを通して導電性の縫糸を縫い込むという
考え方が、押出成形機のダイの変更も含めて、極く小さ
いとしても、そのタイヤトレッド・ゴムの組成物に対す
る妥協および面倒な追加のタイヤ組み上げ工程(そのタ
イヤ・カーカス上へのトレッドの組み上げ)もなく、タ
イヤトレッド・ストックの押出成形性に有意の不利益を
及ぼさないという点にあると考えられる。
【0055】本発明の新規なさらなる面は、縫糸を、そ
のトレッド上の予め決められた特定の位置に設定するこ
と、そしてまた特定のタイヤに対してどのようなステッ
チングが望まれるかに依存してのテッチング立体配置
(即ち:開ループ、閉ループ、切り取りもしくは摩滅ル
ープ)の選別と選択の多様性、さらにまた同じタイヤに
一つ以上のステッチング立体配置を提供することの両方
における適応性が可能になることである。
【0056】実際には、様々な非導電性強化用充填材が
用いられ、典型的なそのような充填材はシリカである
が、本発明の実施は、唯一の適切な非導電性の強化用充
填材としてシリカに限定することを意図するものではな
いことを理解すべきである。
【0057】代表的なシリカ充填材は、限定を意図する
ものではないが、例えば沈降シリカである。ゴム組成物
の強化材にこのようなシリカを使用することは、この技
術分野の習熟者には良く知られている。
【0058】代表的な沈降シリカは、例えば、限定せず
に示すと、PPGインダストリーズ社(PPG Industrie
s)からHi-Silという登録商標で、210、243など
の商品番号で市販されているシリカ;ローン・プーラン
社(Rhone-Poulenc)から市販されている、例えばゼオ
シル(Seosil)1165MPのようなシリカ;デグッサ
社(Degussa AG)から、例えばVN2、VN3およびB
V3370GRなどの商品名で市販されているシリカ;
およびJ.M.フーバー社(J. M. Huber)からのゼオ
ポール(Zeopol)8746などである。
【0059】シリカ強化材、特に定量的シリカ強化材が
タイヤトレッド用に希望される場合には、微粒子状の沈
降シリカをカップリング剤、即ちシリカ・カップラーと
よく呼ばれている物と共に用いるのが普通であり、その
多くはカップリング剤またはカップラーとしてこの技術
分野の習熟者に普通知られているところの、シリカ表面
とゴムエラストマー分子の両方と反応する能力のある化
合物で、シリカにゴムに対する強化効果を持たせる。
【0060】実際には、このタイヤは、この技術分野で
の熟練者には直ぐ明かになる各種の方法で組み立てら
れ、整形され、成形され、そして硬化される。
【0061】
【実施例】本発明は、以下の実施例を参照することによ
り、より良く理解されるであろう。実施例中、部および
パーセントは、特に断らない限り、重量で表される。
【0062】実施例1 この実施例は、本発明の考え方を例示、説明するために
提示される。本実施例で、タイヤA、BおよびCと名付
けられた空気入りゴムタイヤは265/35R18タイ
プおよびサイズで調製された。これらタイヤは、全て、
同一のカーボンブラック強化ゴムカーカスと関連のビー
ドおよびサイドウォールを有している。
【0063】この実施例では、これらのタイヤは、サイ
ドウォールの上にトレッドのある構造であるが、トレッ
ドそれ自身は同時押出成形されたキャップ/ベース/ミ
ニウイング構造である。
【0064】これらのトレッドは、全て、同じ硬化トレ
ッド・デザインもしくは表面立体配置のラグおよびグル
ーブを有している。特に、そして本実施例では、タイヤ
A、BおよびCは、同時押出成形された(i)トレッド
・キャップおよび(ii)トレッド・ベースから構成さ
れるトレッド構造を有しており;そのトレッド・キャッ
プゴムはシリカで定量的に強化されており、そして極く
少量のカーボンブラックを含んでおり、またそのトレッ
ド・ベースはカーボンブラックで定量的に強化されてい
る。
【0065】タイヤ“A”は電気抵抗の大きいトレッド
を有する対照タイヤであり、従って電気抵抗の大きいタ
イヤであるが、そのタイヤを通して縫い込まれた如何な
る導電性ステッチングも有していない。
【0066】実験タイヤ“B”は、そのトレッド・スト
ックをタイヤ・カーカスに組み上げる前に、図3Aに類
似の開ループ・ステッチングにより縫い込まれた導電性
フィラメント糸条を有している。
【0067】実験タイヤ“C”は、そのトレッド・スト
ックをタイヤ・カーカスに組み上げる前に、図3Aに類
似の開ループ・ステッチングにより縫い込まれた導電性
フィラメント縫糸を有しているが、そのトレッド・スト
ックの外表面上のその縫糸のセグメントが図3Cのよう
に切り取られている点が異なる。
【0068】この縫糸は、約1mmの直径を有してお
り、そして多数の撚られた炭素繊維材料のフィラメント
から構成されている。適切な型の中での硬化後のこれら
タイヤは、全て、リブおよびグルーブ立体配置のトレッ
ドを有している。
【0069】これらタイヤは、WDK110テストに従
って電気抵抗が評価される。トレッド・キャップ用の組
成物は、次の表1に示された材料を含んでいる。このト
レッド・ベースは天然ゴム、シス‐1,4‐ポリブタジ
エンから構成されており、約50phrのカーボンブラ
ックで強化されている。
【0070】上記の同時押出成形されたトレッドはタイ
ヤカーカス上に適切に組み上げられ、そしてそのアセン
ブリーはタイヤ用金型の中で約160℃の温度において
約15分間硬化され、リブおよびグルーブのトレッド立
体配置のトレッドを有する硬化された空気入りゴムタイ
ヤが作られた。
【0071】
【表1】
【0072】1)グッドイヤー社から入手した、スチレ
ン含有量が約40パーセントである、乳化重合で合成し
たSBR。 2)グッドイヤー社から入手した、イソプレン含有量が
約50パーセントで、Tgが約−45℃であるイソプレ
ン/ブタジエン共重合体エラストマー。
【0073】3)グッドイヤー社から入手したブデン
(Budene:登録商標)1207のシス‐1,4‐ポリブ
タジエンゴム。 4)天然ゴム(シス‐1,4‐ポリイソプレン)。
【0074】5)ゴム加工オイルは、E‐SBR中に約
9.4部存在しており、このE‐SBRの量は乾燥重量
と記載されている(オイルを含まない)、さらに約15
部の追加のゴム加工オイル、可塑剤、樹脂およびワック
スを添加した。
【0075】6)ジ‐アリール‐パラフェニレンジアミ
ンおよびジヒドロ‐トリメチルキノリン系酸化防止剤。 7)ローン‐プーラン社からゼオシル1165MPとい
う商品名で入手したシリカ。
【0076】8)デグッサ社からX50Sの商品名で市
販されている、ビス‐3‐(トリエトキシシリルプロピ
ル)テトラスルフィド(活性50%):テトラスルフィ
ドとカーボンブラックN330の50/50混合物であ
る(従って活性50%と考えられる)。
【0077】WDK110テストを用いて、タイヤAお
よびBの電気抵抗を測定した。測定の結果(平均値)は
次の表2に示される。
【0078】
【表2】
【0079】1)メガオーム。 これらの電気抵抗の測定は、非導電性トレッドに導電性
のステッチングを縫い込むと適切な電気的通路を提供す
ることができ、そのトレッドの外表面とタイヤ・カーカ
スとの間のそのタイヤの電気抵抗が劇的に低下すること
を明示している。
【0080】本発明の実施においては、非導電性強化用
充填材として、沈降シリカが用いられる。このようなシ
リカが本発明の実施で用いられる場合、普通、シリカ・
カップラーと組合せて用いられることを理解すべきであ
る。
【0081】以上、本発明を例示する目的で、特定の代
表的態様とその細部を示したが、この技術分野の習熟者
には、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに、そ
の中でさまざまな変更と修正がなされ得ることが明らか
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、トレッド・ストックを通して縫い込ま
れた導電性糸を含むキャップおよびベース構成部材のタ
イヤトレッドストック複合材の透視断面図であり、ここ
でそのトレッドストックは、キャップ/ベース構造の代
りに単体構造ゴム組成物であってもよいことを理解すべ
きである。
【図2】図2は、トレッドストックを通して縫い込まれ
た導電性糸を含むリブおよびグルーブデザインのキャッ
プ/ベース構造のトレッドを有する、成形、硬化された
タイヤの透視断面図であり、ここでそのトレッド・スト
ックは、キャップ/ベース構造の代りに単体構造ゴム組
成物であってもよいことを理解すべきである。
【図3】図3A、3Bおよび3Cは、図1の断面で取っ
たトレッドストックの断面を示し、図3Aは開ループス
テッチングを有する導電性縫糸を描いており、図3Bは
閉ループステッチングを有する導電性縫糸を描いてお
り、そして図3Cはそのトレッドの外表面上のその縫糸
が切り取られている縫い込みトレッド・ストックを示し
ている。
【符号の説明】
1 トレッド・ストック 2 トレッド・キャップ 3 トレッド・ベース 4 ミニウイング 5 サイドウォール 6 導電性縫糸 7 ステッチングの外面セグメント 8 トレッドキャップの外表面 9 ステッチングの内表面セグメント 10 トレッド・ベースの内表面 11 導電性縫糸の末端 14 ビード 15 研磨装置もしくは切取装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 21/00 C08L 21/00 (71)出願人 590002976 1144 East Market Stre et,Akron,Ohio 44316− 0001,U.S.A. (72)発明者 ピエール・マリー・ジャン・ドーヴィスタ ー ベルギー王国ベ−6700 アーロン,リュ ー・ジェ・キュルト 15

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二つの個別のサイドウォール、および二
    つの空間的に離れたビード部分を含み、そして(a)電
    気抵抗率の大きい単体構造ゴム組成物または(b)キャ
    ップ/ベース構造である外周を円周方向に取り囲むゴム
    トレッドを支持するカーボンブラック強化ゴムカーカス
    を構成成分とする空気入りゴムタイヤであって;該トレ
    ッド・キャップおよび/またはトレッド・ベースのゴム
    組成物は大きな電気抵抗率を有し;そのトレッド、また
    は、場合によってはそのトレッド・キャップの外表面が
    接地するように設計されており、そして該ゴム組成物
    (一つまたは複数)の高い電気抵抗率は、該タイヤがW
    DK110テストで測定した値として少なくとも20,
    000メガ‐オームの電気抵抗を有することで立証され
    るものであり;該トレッドが、トレッドの外表面から導
    電性のタイヤカーカスに至る導電性通路を創るために、
    そしてそれによりWDK110テストで測定した値とし
    て約1オームから約10,000メガ‐オームの範囲内
    の電気抵抗を有するタイヤを作るために、該トレッドを
    通して縫い込まれている導電性の可撓性フィラメント糸
    条を有することを特徴とする、上記の空入りゴムタイ
    ヤ。
  2. 【請求項2】 押出成形された未硬化のゴムトレッド・
    ストリップ[ここで、該トレッド・ストリップは(a)
    20phr未満のカーボンブラック強化材を含む単体構
    造ゴム組成物または(b)キャップ/ベース構造のもの
    であって、そのトレッド・キャップもしくはトレッド・
    ベースのゴム組成物は20phr未満のカーボンブラッ
    ク強化材を含む]を通して導電性の可撓性フィラメント
    糸条を縫い込む工程;該トレッド・ストリップを、カー
    ボンブラック強化ゴムタイヤカーカスの上に重ねてそれ
    らのアセンブリーを創る工程、および該アセンブリーを
    適当な金型の中で昇温下において硬化して、WDK11
    0テストで測定した値として約1オームから約10,0
    00メガ‐オームの範囲内の電気抵抗を有するタイヤを
    作る工程を含んでなることを特徴とするタイヤの製造
    法。
  3. 【請求項3】 フィラメントのステッチングが、接地す
    るように設計され、そしてタイヤ・カーカス/トレッド
    ・ストック・アセンブリーが成形され、硬化されると形
    が決まるタイヤトレッド・リブもしくはタイヤトレッド
    ・ラグの予め決められた所在に応じて縫糸の位置を調整
    することにより、そのトレッドストック中での位置が決
    められることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 トレッドが単体構造ゴム組成物のもので
    あることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りゴム
    タイヤ。
  5. 【請求項5】 トレッドが、カーボンブラック強化材を
    約5から約20phrの量で含んでいる単体構造ゴム組
    成物のものであることを特徴とする、請求項2または3
    に記載の方法に従って製造された空気入りゴムタイヤ。
  6. 【請求項6】 トレッドが、トレッドキャップがカーボ
    ンブラック強化材を約5から約20phrの量で含んで
    いるキャップ/ベース構造のものであることを特徴とす
    る、請求項2または3に記載の方法。
  7. 【請求項7】 請求項2、3または6に記載の方法に従
    って製造されていることを特徴とするタイヤ。
  8. 【請求項8】 トレッドがキャップ/ベース構造のもの
    であり、該トレッドキャップのゴム組成物がカーボンブ
    ラック強化材を5から約20phrの量で含んでいるこ
    とを特徴とする、請求項1または2に記載の空気入りゴ
    ムタイヤ。
  9. 【請求項9】 トレッドがキャップ/ベース構造のもの
    であり、該トレッドキャップのゴム組成物がカーボンブ
    ラック強化材を5から約20phrの量で含んでいるこ
    とを特徴とする、請求項2に記載の方法に従って製造さ
    れた空気入りゴムタイヤ。
  10. 【請求項10】 トレッドがキャップ/ベース構造のも
    のであり、該トレッドベースのゴム組成物がカーボンブ
    ラック強化材を5から約20phrの量で含んでいるこ
    とを特徴とする、請求項1または2に記載の空気入りゴ
    ムタイヤ。
  11. 【請求項11】 トレッドがキャップ/ベース構造のも
    のであり、該トレッドベースのゴム組成物がカーボンブ
    ラック強化材を5から約20phrの量で含んでいる、
    請求項2に記載の方法に従って製造されていることを特
    徴とする空気入りゴムタイヤ。
  12. 【請求項12】 縫糸がトレッドの囲りを取り囲んで延
    びている複数の連続したステッチングの形を取ってお
    り、接地するようにされているタイヤ・トレッドの一部
    の所に少なくとも一つのステッチングを提供し;ここ
    で、各ステッチングは、該縫糸の各ステッチングのある
    一つのセグメントが該トレッドの内表面の一部の上をお
    おって延在しており、また該縫糸の各ステッチングのあ
    る一つのセグメントが接地するようにされているタイヤ
    ・トレッドの外表面の一部をおおって延在するように、
    該トレッドを通して延在していることを特徴とする、請
    求項1に記載の空気入りゴムタイヤ。
  13. 【請求項13】 縫糸が、トレッドの囲りを取り囲んで
    延在している複数の連続したステッチングの形を取って
    おり、接地するようにされているタイヤ・トレッドの一
    部の所に少なくとも一つのステッチングを提供し;ここ
    で、各ステッチングは、該縫糸の各ステッチングのある
    一つのセグメントが該トレッドの内表面の一部をおおっ
    て延在しており、また該縫糸の各ステッチングのある一
    つのセグメントが接地するようにされているタイヤ・ト
    レッドの外表面の一部をおおって延在するように、該ト
    レッドを通して延在していることを特徴とする、請求項
    2または3に記載の方法に従って製造された空気入りゴ
    ムタイヤ。
  14. 【請求項14】 縫糸が、トレッドの囲りを取り囲んで
    延びている複数の連続したステッチングの形を取ってお
    り、接地するようにされているタイヤ・トレッドのフッ
    トプリントの所に少なくとも一つのステッチングを提供
    し;ここで、各ステッチングは、該縫糸の各ステッチン
    グのある一つのセグメントが該トレッドの内表面の一部
    をおおって延在しており、また該縫糸の各ステッチング
    のある一つのセグメントが接地するようにされているタ
    イヤ・トレッドの外表面の一部をおおって延在するよう
    に、該トレッドを通して延在していることを特徴とす
    る、請求項7に記載の空気入りゴムタイヤ。
  15. 【請求項15】 接地するようにされているトレッドの
    外表面の一部をおおって延在している縫糸ステッチング
    のセグメントが切れ、摩滅し、あるいは摩損して、該ト
    レッドの内表面上に、それらセグメントで連結されてい
    る、複数の順次並んだ開ループ縫糸ステッチングを形成
    しており;その場合、該開ループの縫糸の少なくとも一
    端が接地するようにされている該トレッドの外表面で終
    わっていることを特徴とする、請求項1に記載の空気入
    りゴムタイヤ。
  16. 【請求項16】 接地するようにされているトレッドの
    外表面の一部をおおって延在している縫糸ステッチング
    のセグメントが切れ、摩滅し、あるいは摩損して、該ト
    レッドの内表面上に、それらセグメントで連結されてい
    る、複数の順次並んだ開ループ縫糸ステッチングを形成
    しており;その場合、該開ループの縫糸の少なくとも一
    端が接地するようにされている該トレッドの外表面で終
    わっている、請求項2または3に記載の方法に従って製
    造されていることを特徴とする空気入りゴムタイヤ。
  17. 【請求項17】 接地するようにされているトレッドの
    外表面の一部をおおって延在している縫糸ステッチング
    のセグメントが切れ、摩滅し、あるいは摩損して、該ト
    レッドの内表面上に、それらセグメントで連結されてい
    る、複数の順次並んだ開ループ縫糸ステッチングを形成
    しており;その場合、該開ループの縫糸の少なくとも一
    端が接地するようにされている該トレッドの外表面で終
    わっていることを特徴とする、請求項7に記載の空気入
    りゴムタイヤ。
  18. 【請求項18】 ステッチングが閉ループ構造の形を取
    っていることを特徴とする、請求項6に記載の空気入り
    ゴムタイヤ。
  19. 【請求項19】 縫糸が、トレッドの囲りを取り囲んで
    延在している複数の連続した開ループ・ステッチングの
    形で該トレッドを通して縫い込まれており、ここで各ス
    テッチングは、該縫糸のセグメントが該トレッドの内表
    面の一部をおおって延在しており、そして各ステッチン
    グの縫糸の少なくとも一部分が、接地するようにされて
    いる該トレッドの外表面まで、該表面をおおうことなく
    延在するように、該トレッドを通して延在していること
    を特徴とする、請求項1に記載の空気入りゴムタイヤ。
  20. 【請求項20】 縫糸が、トレッドの囲りを取り囲んで
    延びている複数の連続した開ループ・ステッチングの形
    で該トレッドを通して縫い込まれており、ここで各ステ
    ッチングは、その縫糸のセグメントが該トレッドの内表
    面の一部分の上に延在しており、そして各ステッチング
    の縫糸の少なくとも一部分が、接地するようにされてい
    る該トレッドの外表面まで、該表面をおおうことなく延
    在するように、該トレッドを通して延在していることを
    特徴とする、請求項2または3に記載の方法に従って製
    造されたタイヤ。
  21. 【請求項21】 ステッチングが、トレッドの内表面の
    一部の上に縫糸の少なくとも一つのセグメントを有し、
    そして接地するようにされている該トレッドの外表面の
    一部の上に該縫糸の少なくとも一つのセグメントを有し
    ている開ループ構造の形を取っていることを特徴とす
    る、請求項1に記載のタイヤ。
  22. 【請求項22】 ステッチングが、トレッドの内表面の
    一部の上に縫糸の少なくとも一つのセグメントを有し、
    そして接地するようにされている該トレッドの外表面の
    一部の上に該縫糸の少なくとも一つのセグメントを有し
    ている開ループ構造の形を取っていることを特徴とす
    る、請求項2または3に記載の方法に従って製造された
    タイヤ。
  23. 【請求項23】 縫糸が撚られたマルチ‐フィラメント
    構造のものであることを特徴とする、請求項1に記載の
    空気入りゴムタイヤ。
  24. 【請求項24】 縫糸が撚られたマルチ‐フィラメント
    構造のものであることを特徴とする、請求項2または3
    に記載の方法に従って製造されるた空気入りゴムタイ
    ヤ。
  25. 【請求項25】 縫糸がモノフィラメント構造のもので
    あることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りゴム
    タイヤ。
  26. 【請求項26】 縫糸がモノフィラメント構造のもので
    あることを特徴とする、請求項2または3に記載の方法
    に従って製造された空気入りゴムタイヤ。
  27. 【請求項27】 フィラメント状縫糸が、炭素繊維、導
    電性材料の分散物を含んでいるかおよび/または導電性
    材料の被覆材、シェルあるいは外装を有する合成布帛繊
    維、並びにカーボンブラックの分散物を含んでいる平均
    分子量が約4百万から約7百万の範囲内の超高分子量ポ
    リエチレンの少なくとも一種から構成される非金属繊維
    のものであることを特徴とする、請求項1に記載の空気
    入りゴムタイヤ。
  28. 【請求項28】 フィラメント状縫糸が、炭素繊維、導
    電性合成布帛繊維(そのコードを含む)、およびカーボ
    ンブラックの分散物を含んでいる平均分子量が約4百万
    から約7百万の範囲の超高分子量ポリエチレンの少なく
    とも一種から構成される非金属繊維のものであることを
    特徴とする、請求項2または3に記載の方法に従って製
    造された空気入りゴムタイヤ。
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