JP2009107616A - 高伸長性切断抵抗バリア - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの切断抵抗を著しく向上させると共に、構造上の損傷を最小限に抑えつつ全体的な登坂力を与える。
【解決手段】本発明のタイヤは、カーカス１０と、クラウン部１４と、ショルダ３０と、サイドウォールと、ビード領域３２と、ビード領域３２内に位置する２つのビード１２と、アラミド繊維、ポリアミド繊維、液晶性芳香族ポリエステル、炭素繊維、ガラス繊維、および金属繊維を含む群のうちの少なくとも２つでなる少なくとも１つのコードと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの組み立てに関する方法および装置の分野に関し、特に、タイヤ用の高伸長性切断抵抗バリアに関する方法および装置に関する。

当技術分野では、道路の破片による損傷に対して抵抗を有するタイヤを提供しようとすることは公知である。このことは多くの異なる方法で行うことができる。

現在のタイヤサイドウォール補強構成によってもたらされるタイヤの切断抵抗は低レベルである。タイヤの切断抵抗を著しく向上させると共に、かなりの構造上の損傷を最小限に抑えつつ全体的な登坂力を与える必要が生じている。

本発明の一実施態様によれば、関連する車両タイヤに使用される一方向ファブリックは、アラミド／ポリアミド6.6のマージコードを含み、ファブリックは、関連するタイヤにおいてプライ角度に対してある角度を有する。

本発明の他の実施態様によれば、タイヤは、カーカスと、クラウン部と、ショルダと、サイドウォールと、ビード領域と、ビード領域内に位置する２つのビードと、アラミド繊維、ポリアミド繊維、液晶性芳香族ポリエステル、炭素繊維、ガラス繊維、および金属繊維を含む群のうちの少なくとも２つでなる少なくとも１つのコードと、を含む。

本発明の他の実施態様によれば、コードは、マージコードと、ハイブリッドと、コアインサーションと、を含む群から選択される。

本発明の他の実施態様によれば、コードは、一方向、二方向、多方向のフィルム、ウィーブおよびニットを含む群から選択される。

本発明の他の実施態様によれば、コードはマージコードである。

本発明の他の実施態様によれば、コードはアラミド繊維およびポリアミド繊維からなる。

本発明の他の実施態様によれば、コードはコアインサーションである。

本発明の他の実施態様によれば、コードは、約５ｅｐｉ〜約４０ｅｐｉのコード密度、約零撚り係数〜１０撚り係数、および約４４０ｄｔｅｘ〜約１００００ｄｔｅｘのコード質量を有する。

本発明の他の実施態様によれば、コードはプライ角度に対してある角度を有し、コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する。

本発明の他の実施態様によれば、タイヤは、バイアス、ラジアル、ＯＴＲ（オフロード）、航空機、レーシング、農業、ＡＴＶ（全地形型車両）、ＭＴ（中型トラック）、ＬＴ（軽トラック）、および乗用車のタイヤを含む群から選択される。

本発明の他の実施態様によれば、コードはプライ角度に対してある角度を有し、コードは約５５°から約４５°の間の角度を有する。

本発明の他の実施態様によれば、タイヤは、カーカスと、クラウン部と、ショルダと、サイドウォールと、ビード領域と、ビード領域内に位置する２つのビードと、アラミド繊維およびポリアミド繊維を含む少なくとも１つのコードと、を含み、コードは、マージコードと、ハイブリッドと、コアインサーションと、を含む群から選択され、コードはプライ角度に対してある角度を有し、コードは約１３０°から約４５°の間の角度を有する。

本発明の１つの利点は、タイヤのサイドウォール切断抵抗が向上することである。

本発明の他の利点は、かなりの構造上の損傷を最小限に抑えつつ全体的な登坂力が向上することである。

「定義」
以下の語は、本明細書に与えられる説明全体にわたって使用されることがあり、一般に、本明細書に記載された他の説明と矛盾するかまたは他の説明によって明確に示されないかぎり以下の意味が与えられる。

「軸線方向の」または「軸線方向に」は、本明細書では、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を指すのに使用される。

「ビード」は、プライコードで覆われ、構成リムに合うようにフリッパ、チッパ、エイペックス、トウガード、チェーファーのような他の補強部材を含むように形作られるかまたは含まないように形作られる環状の引っ張り部材を有する、タイヤの部分を意味する。

「ベルト」は、少なくとも部分的に１つまたは２つ以上の可とう性材料から形成されたバンドを指す。

「ベルト構造」は、トレッドの下方に位置し、ビードに固定されず、タイヤの赤道面に対して傾斜したコードを有する、織物または不織布の互いに平行なコードの少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。ベルト構造は、制限層として働く比較的小さい角度に傾斜した互いに平行なコードのプライを含んでもよい。

「バイアスタイヤ」（クロスプライ）は、カーカスプライ内の補強コードが、タイヤをビードからビードへ対角方向に横切ってタイヤの赤道面に対して約２５°〜６５°の角度に延びるタイヤを意味する。複数のプライが存在する場合、プライコードは交互の層として互いに逆の角度に延びる。

「カーカス」は、プライの上方のベルト構造、トレッド、アンダートレッド、サイドウォールゴムとは別のタイヤ構造であるが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。

「コード」は、タイヤのプライを構成する補強ストランドの１つを意味する。

「コード角度」は、コードによって形成される、赤道面に対する、タイヤの平面図で左右の鋭角を意味する。「コード角度」は、硬化済みであるが膨張させられていないタイヤで測定される。

「ｄｔｅｘ」は、デシテックス、すなわち１００００ｍ当たり１ｇである。

「ＥＰＩ」は１インチ当たり端部数を意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸線に垂直でありかつタイヤのトレッドの中心を通過する平面を意味する。

「ファブリック」は、撚ることができ、高弾性率材料の（やはり撚ることのできる）複数の多数のフィラメントで構成された、網状の伸長するコードを意味する。

「繊維」は、フィラメントの基本要素を形成する天然または人工の物質の単位である。繊維は、その直径または幅の少なくとも１００倍の長さを有することを特徴とする。

「フロータ」は、ビードの周りを覆わないプライ構成部材として定義される。

「マージ」は、２つ以上の互いに異なる繊維束の物理組み合わせを指す。

「プライ」は、タイヤに関してはゴムで被覆された互いに平行なコードの連続的な層を意味し、また、糸またはコードに関しては撚り糸を意味する。本明細書では、意味は文脈によって決まる。

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸から半径方向に向かうかまたは半径方向に離れる方向を意味するのに使用される。

「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへ延びるプライコードがタイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度に配置される、ベルトが巻かれるかまたは周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。

「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードとの間の部分を意味する。

「トレッド」は、タイヤケーシングに結合されたときに、タイヤが正常に膨張する際や常用荷重を受ける際に道路に接触するタイヤの部分を含む、成形されたゴム構成部材を意味する。

「撚り」は、糸の単位長さ当たりの、巻きの軸線周りの数を意味し、１インチ当たり巻き数はＴＰＩである。

「撚り係数」は、同じ材料のいくつかの異なるカウントについて、単位長当たり撚り数を判定するのを助ける単位である。これは、材料中の繊維のらせん構造の傾斜角である。

「糸」は、以下の形態で生じる。１）撚り合わされた数本の繊維、２）撚られずに配置された数本のフィラメント、３）ある程度撚られて配置された数本のフィラメント、４）撚られるかまたは撚られない単一のフィラメント（モノフィラメント）、５）撚られるかまたは撚られない材料の狭いストリップ

本発明の各実施形態を例示することのみのために示され、かつ本発明の各実施形態を制限するためのものではない図面を参照すると、図１は、カーカス１０と、ビード１２と、クラウン１４と、第１のプライ２０と、右側の第２のプライ１８と、左側の第２のプライ３４と、ショルダ３０と、ビード領域３２と、折り返し端部２２と、ビードコア２４と、ベルト２８と、を含むタイヤを示している。図６および７は、マージコード（merge cord）１６およびコアインサーション（core insertion）３６を示している。

引き続き図１、６、および７を参照すると、本発明は、既存のプライに代わるものであってよいし、あるいはそうでなくてもよい耐荷重性または非耐荷重性プライとしてのファブリックコードを包含している。一実施形態では、コードはアラミド／ポリアミド6.6のマージコード１６である。マージコード１６は、ローブが１つおきに異なる材料であるハイブリッドコードと呼ぶこともできる。したがって、本発明の一実施形態では、マージコード１６には、アラミドとポリアミド6.6とが交互に配置されている。本発明の一実施形態では、コード１６は、プライ角度に対して４５°から５５°の間の角度を有している。本発明の一実施形態では、コード１６は一方向ファブリックである。他の実施形態では、コードは、プライ角度に対して４５°から１３５°の間の角度を有している。しかし、この角度が約０°から約１８０°の間であってよいことを理解されたい。

引き続き図１、６、および７を参照すると、本発明は、図７に示されているようにコアインサーション３６であってもよい。この実施形態では、コアインサーション３６の中心は外部と異なる材料である。本発明の一実施形態では、コアインサーション３６はプライ角度に対して４５°から５５°の角度を有している。本発明の一実施形態では、コアインサーション３６は一方向ファブリックである。他の実施形態では、コードはプライ角度に対して４５°から１３５°の角度を有している。しかし、この角度が約０°から約１８０°の間であってよいことを理解されたい。上記の２つのパラグラフでは、本発明が一方向ファブリックとして記載されているが、次の構成、すなわち、二方向、多方向のウィーブ（紡績：weave）、フィルムおよびニットのうちのどれでも有効であることを理解されたい。他の実施形態では、本発明は、図７に示されているコアインサーション３６と同様なハイブリッドであってよい。ただし、ハイブリッドは繊維同士の間に空間を有している。

次に図２〜５を参照すると、本発明では以下の試験データが与えられる。図２に示されているサイドウォール衝撃試験で試験されたタイヤについては以下の構成情報が与えられる。

１．６Ｚ５５０−Ｗｒａｎｇｌｅｒ ＭＴ／Ｒ（最大静止摩擦／補強）−Ｋ１７１Ｈ、８５°で（２）１５００／２＋（１）１０００／２
２．６Ｚ６０９１−ＢＦ Ｇｏｏｄｒｉｃｈ（登録商標） Ｍｕｄ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｔ／Ａ ＫＭ
３．３プライ ７Ｚ５０２１Ａ−”Ｅ”モールド−Ｋ１７１Ｈ、４５°で（２）２０００／２＋分割１０００／２（本発明の一実施形態）
４．７Ｚ５０２１Ｄ−”Ｅ”モールド−Ｋ１７１Ｈ、４５°で（２）２０００／３＋分割マージコード１０００／２（本発明の他の実施形態）
５．７Ｚ５０２１Ｅ−”Ｅ”モールド−Ｋ１７１Ｈ、（２）１５００／２＋（１）１０００／２＠８５°＋４５°で分割１０００／２（本発明の他の実施形態）。試験条件は以下のとおりであった。リム：８．５×１７；膨張：３５ｐｓｉおよび１５ｐｓｉ；チズル：１／２インチ；固定重量：１２６ポンド；ＲＦＰターゲット（サイドウォール衝撃抵抗、段階４）：ＢＦ Ｇｏｏｄｒｉｃｈ（登録商標） Ｍｕｄ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｔ／Ａ ＫＭに対して１３０％。試験結果は、図２に示されており、本発明が、この例ではサイドウォール衝撃時に＋５７％の向上を示すことを示している。

次に図２および４を参照すると、試験は、オフロード膨張により近い状態での衝撃抵抗をよりうまく読み取るように１５ｐｓｉで実施された。ＢＦＧ（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ（登録商標））に対する割合は、２段階平均破壊高さに基づくものである。このフォーマットでは、サイドウォール衝撃抵抗のターゲットに対する性能の測定を試みることが示されている。３５ｐｓｉでのＷｒａｎｇｌｅｒ ＭＴ／Ｒ、６Ｚ５５５０の性能は、パンク高さが３．０インチであった。１５ｐｓｉ膨張では、カーカスの可とう性が高くなるため、パンク高さが高くなることが予想されたが、６Ｚ５５５０は１５ｐｓｉでは等しいかまたはわずかに低くなった。平均１５ｐｓｉパンク高さは２．７５インチであった。ＢＦ Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｍｕｄ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｔ／Ａ ＫＭ、６Ｚ６０９１の性能は、平均パンク高さが４．０インチであった。１５ｐｓｉ膨張では、カーカスの可とう性が高くなるため、パンク高さが高くなることが予想されたが、６Ｚ６０９１は１５ｐｓｉでは等しいかまたはわずかに低くなった。平均１５ｐｓｉパンク高さは３．５インチであった。３５ｐｓｉでの７Ｚ５０２１Ａ（本発明の一実施形態）の性能は、平均パンク高さが３．７５インチであったが、ＢＦＧの性能４．０インチを満たさず、ＢＦＧに対して９４％であった。１５ｐｓｉでは、７Ｚ５０２１Ａは、改善されたパンク抵抗を示した。その平均パンク高さは４．５インチになり、ＭＴ／Ｒの３．０インチとＢＦＧの３．５インチを上回った。１５ｐｓｉでは、ＢＦＧに対する７Ｚ５０２１Ａの性能は１２９％であった。

引き続き図２および４を参照すると、３５ｐｓｉでの本発明（７Ｚ５０２１Ｄ）の性能は、７Ｚ５０２１Ａよりずっと優れており、ＭＴ／ＲとＢＦＧの両方を上回った。本発明の性能は、ＢＦＧに対して１１３％であった。１５ｐｓｉでは、本発明は、パンク抵抗のずっと顕著な向上を示した。その平均パンク高さは５．５インチになり、ＭＴ／Ｒの３．０インチとＢＦＧの３．５インチを著しく上回った。１５ｐｓｉでは、ＢＦＧに対する本発明の性能は１５７％であった。７Ｚ５０２１Ｅは、その性能が１５ｐｓｉでは、３５ｐｓｉと比べてわずかに低下したという点で、ＭＴ／ＲおよびＢＦＧと同じ通常のトレッドの性能を示した。７Ｚ５０２１Ｅは、両方の膨張時にＭＴ／Ｒを著しく上回ったが、ＢＦＧとは同一であり、どちらの膨張時にもＢＦＧに対して１００％であった。７Ｚ５０２１Ｅは、３５ｐｓｉで７Ｚ５０２１Ａを上回ったが、１５ｐｓｉでは著しく下回った。このデータは、分割１０００／２＠４５°と分割マージコードＥＰＩ＠４５°がどちらも、Ｗｒａｎｇｌｅｒ ＭＴ／Ｒと比べて改善されたサイドウォール靭性を示すはずであることを示している。

引き続き図１〜７を参照すると、本発明は多数の形態で構成することができる。一例として、ただし本発明を制限するものではないが、本発明の構成部材のうちの２つは、ケブラー（登録商標）、すなわちデュポンから市販されているアラミドと、ナイロン、すなわちポリアミドであってよい。本発明のいくつかの実施形態では、以下のもの、すなわち、カーカス単一プライとしての、コアインサーションとしてのナイロンコアを有するケブラー、マージコード単一プライとしてのケブラーおよびナイロン、マージコード単一プライとしてのケブラーおよびＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ケブラーフロータを有するコアインサーション単一プライとしてのナイロンコアを有するケブラー、ケブラーフロータを有するマージコード単一プライとしてのケブラーおよびナイロン、ケブラーフロータを有するマージコード単一プライとしてのケブラーおよびＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ならびにカーカス内のケブラー・ポリエチレンマージは本発明の一部とみなされる。しかし、妥当な工学判定を使用して選択されるかぎり、アラミド繊維、ポリアミド繊維、液晶性芳香族ポリエステル、炭素繊維、ガラス繊維、および金属繊維の任意の組み合わせを使用できることを理解されたい。様々な組み合わせの角度が０°から１８０°の間であることも理解されたい。

上記に様々な実施形態について説明した。当業者には、上記の方法および装置に本発明の一般的な範囲から逸脱せずに変更および修正を組み込んでよいことが明らかになろう。そのような修正および変更はすべて、添付の特許請求の範囲またはその均等物の範囲内であるかぎり含まれるものとする。

使用例以外では、あるいは他の指摘がないかぎり、本明細書および特許請求の範囲で使用される、原料の数量を表すすべての数、反応条件などは、すべての例において語「約」によって修正されるものと理解されたい。したがって、逆の指摘がないかぎり、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本発明によって得られることが求められる所望の特性に応じて変えることのできる近似値である。少なくとも、特許請求の範囲の均等物の原則の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは少なくとも、報告された有効数字の数を考慮し、通常の丸め技術を使用することによって、解釈すべきである。

本発明の広義の範囲を示す数値範囲およびパラメータが近似値であるにもかかわらず、特定の例に記載された数値はできるだけ厳密に報告されている。しかし、あらゆる数値は本来、それぞれの試験測定に見られる標準偏差によって必然的に生じる誤差を含んでいる。

タイヤの切り欠き図である。 本発明のサイドウォール衝撃の改善を示すグラフである。 ３５ｐｓｉ（１平方インチ当たりポンド数）でパンクが起こった高さを示す他のグラフである。 １５ｐｓｉでパンクが起こった高さを示す他のグラフである。 ３５ｐｓｉおよび１５ｐｓｉにおける平均パンク高さを示す他のグラフである。 マージコードの斜視図である。 コアインサーションの斜視図である。

符号の説明

１０ カーカス
１２ ビード
１４ クラウン
１６ マージコード
１８ 右側の第２のプライ
２０ 第１のプライ
２２ 折り返し端部
２４ ビードコア
２８ ベルト
３０ ショルダ
３２ ビード領域
３４ 左側の第２のプライ

Claims (20)

1. 関連する車両タイヤに使用される一方向ファブリックにおいて、
   アラミド／ポリアミド6.6のマージコードを含み、前記ファブリックは、前記関連するタイヤにおいてプライ角度に対してある角度を有することを特徴とする一方向ファブリック。
2. タイヤにおいて、
   カーカスと、
   クラウン部と、
   ショルダと、
   サイドウォールと、
   ビード領域と、
   前記ビード領域内に位置する２つのビードと、
   アラミド繊維、ポリアミド繊維、液晶性芳香族ポリエステル、炭素繊維、ガラス繊維、および金属繊維を含む群のうちの少なくとも２つでなる少なくとも１つのコードと、含むことを特徴とするタイヤ。
3. 前記コードは、マージコードと、ハイブリッドと、コアインサーションと、を含む群から選択される、請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記コードは、一方向、二方向、多方向のフィルム、ウィーブおよびニットを含む群から選択される、請求項３に記載のタイヤ。
5. 前記コードはマージコードである、請求項４に記載のタイヤ。
6. 前記コードはアラミド繊維およびポリアミド繊維からなる、請求項５に記載のタイヤ。
7. 前記コードは、コアインサーションである、請求項４に記載のタイヤ。
8. 前記コードはアラミド繊維およびポリアミド繊維からなる、請求項７に記載のタイヤ。
9. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する、請求項２に記載のタイヤ。
10. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する、請求項３に記載のタイヤ。
11. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する、請求項４に記載のタイヤ。
12. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する、請求項６に記載のタイヤ。
13. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する、請求項８に記載のタイヤ。
14. 前記タイヤは、バイアス、ラジアル、ＯＴＲ、航空機、レーシング、農業、ＡＴＶ、ＭＴ、ＬＴ、および乗用車のタイヤを含む群から選択される、請求項８に記載のタイヤ。
15. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約５５°から約４５°の角度を有する、請求項９に記載のタイヤ。
16. タイヤにおいて、
    カーカスと、
    クラウン部と、
    ショルダと、
    サイドウォールと、
    ビード領域と、
    ビード領域内に位置する２つのビードと、
    アラミド繊維およびポリアミド繊維を含む少なくとも１つのコードと、を含み、前記コードは、マージコードと、ハイブリッドと、コアインサーションと、を含む群から選択され、前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３０°から約４５°の間の角度を有するタイヤ。
17. 前記コードは、一方向、二方向、多方向のフィルム、ウィーブおよびニットを含む群から選択される、請求項１６に記載のタイヤ。
18. 前記コードはハイブリッドからなる、請求項４に記載のタイヤ。
19. 前記コードはアラミド繊維およびポリアミド繊維からなる、請求項１８に記載のタイヤ。
20. 前記コードはプライ角度に対してある角度を有し、前記コードは約１３５°から約４５°の間の角度を有する、請求項１９に記載のタイヤ。

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