JP2012507439A - タイヤサイドウォール切断抵抗性布、その布を含むタイヤ、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
i)シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸と、
ii)切断抵抗性ステープル繊維と、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントとを含み、無機繊維を含まない、または実質的に含まない少なくとも1つの単糸と
を有し、
布は、切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントが18〜65パーセントの空隙領域を有するように、布のゴムへの接着を改善するコーティングをさらに有する。
Description
i)シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸と、
ii)切断抵抗性ステープル繊維と、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントとを含み、無機繊維を含まない、または実質的に含まない少なくとも1つの単糸と
を有する少なくとも1つのプライ撚糸を含み、
布は、切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントが18〜65パーセントの空隙領域を有するように、布のゴムへの接着を改善するコーティングをさらに有している。
a)
i)シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸と、
ii)切断抵抗性ステープル繊維と、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントとを含み、無機繊維を含まない、または実質的に含まない少なくとも1つの単糸と
を有する少なくとも1つのプライ撚糸を提供し、
b)プライ撚糸を、18〜65パーセントの空隙領域を有する布へと編み、または織り、
c)タイヤサイドウォールコンポーネントの空隙領域を18〜65パーセントの範囲に維持しながら、布のゴムへの接着を改善するコーティングを布に適用する
ことを含む、切断抵抗性サイドウォールコンポーネントを製造する方法にも関する。
本発明は、シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸を含むテキスタイル布を含む切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントに関する。「タイヤサイドウォールコンポーネント」とは、タイヤのサイドウォール、すなわち、タイヤのビードとトレッド間の領域に用いることのできる材料を意味する。通常、これは、タイヤサイドウォールに挿入されているが、ビードには取り付けられていないゴム材料で含浸されたテキスタイル布のストリップ;またはタイヤの片側の一方のビードからタイヤのクラウンを横断しタイヤのもう一方の側まで位置づけられるがいずれのビードにも取り付けられていないゴム含浸テキスタイル布の保護エンベロープである。「ビード」とは、ホイールリムに適合する、フリッパー、チッパー、エイペックス、トウガードおよびチェーファー等のその他補強要素のある、またはない、プライコードにより包まれ、成形された環形引張部材を含むタイヤの部分を意味する。「トレッド」とは、タイヤが通常に膨張し通常の荷重がかかるときに道路と接触するタイヤの部分を意味する。「クラウン」とは、タイヤトレッドの幅制限内のタイヤの部分を意味する。「カーカス」とは、ベルト構造、トレッド、アンダートレッドおよびプライ上のサイドウォールゴムとは別であるが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。
好ましい一実施形態において、タイヤサイドウォールコンポーネントに用いるテキスタイル布は編布である。「編」とは、ニードルまたはワイヤにより、1つ以上の糸の一連のループをインターロックにより製造可能な構造、例えば、経編(例えば、トリコット、ミラネーゼまたはラッシェル)および横編(例えば、円形または平坦)を含むことを意味する。編構造は、タイヤの製造中、布の糸の可動性を増大するため、布の可撓性および膨張性が改善されるものと考えられる。切断抵抗性および可撓性は、編物の目の詰りに影響され、目の詰りを調整すれば、任意の特定の必要性を満たすことができる。切断抵抗性と可撓性という非常に効率的な組み合わせは、例えば、単一ジャージーニット、テリー、リブをはじめとするその他編物で知見されており、その他編物を用いることができる。他の実施形態において、タイヤサイドウォールコンポーネントに用いるテキスタイル布は、織布である。「織」とは、少なくとも2つの糸を典型的に直角で織る、すなわち、インターレーシングまたはインターウィービングすることにより作製された任意の布を含むことを意味する。通常、かかる布は、経糸と呼ばれる1組の糸を、横またはフィル糸と呼ばれる他の組の糸でインターレーシングすることにより作製される。織布は、実質的にあらゆる織り方、例えば、平織り、クロウフット織り、バスケット織り、サテン織り、綾織り、アンバランス織り等を有することができる。平織りが最も一般的である。
18〜65パーセントの空隙領域を有するテキスタイル布は、布のゴムへの接着力を改善するためにコーティングをさらに有している。コーティングをテキスタイル布に適用した後、得られるコートされた布は、18〜65パーセントの空隙領域を保持し、切断抵抗性タイヤサイドウォールを形成する。コーティングのない布同様、ある好ましい実施形態において、コーティング後の布は、25〜65パーセント、ある実施形態においては、30〜65パーセントの空隙領域を有する。一方、ある好ましい実施形態においては、コーティング後の布は、40〜65パーセントの空隙領域を有する。好ましい実施形態において、コーティングは、エポキシ樹脂サブコートおよびレゾルシノール−ホルムアルデヒドトップコートを含む。
プライ撚糸は、シース/コア構造を有する少なくとも1つの単糸を含み、シースは、有機切断抵抗性ステープル繊維であり、コアは、少なくとも1つの無機フィラメントである。「糸」とは、一緒にスパンまたは撚糸されて、連続ストランドを形成するステープル繊維の集合体を意味する。本明細書で用いる糸とは、通常、単糸として当該技術分野において知られたものを指し、これは、織る、または編むといった操作に好適なテキスタイル材料の最も単純なストランドである。スパンステープル糸は、多少の撚りによりステープル繊維から形成でき、連続マルチフィラメント糸は、撚りあり、またはなしで形成することができる。撚りが単糸に存在するときは、それは全て同方向である。
テキスタイル布の糸は、プライ撚糸の形態で存在する。本明細書で用いる「プライ撚糸」および「プライ糸」という言い回しは、区別なく用いることができ、一緒に撚った、またはプライした2つ以上の糸、すなわち、単糸のことを指す。撚単糸(ステープル糸と共に用いるときは、「単」糸としても一般的に知られている)を一緒に撚って、プライ撚糸を作製することは、当該技術分野においては周知されている。各単糸は、例えば、集めたステープル繊維は、スパンステープル糸として当該技術分野において公知のものへとスパンされる。「少なくとも2つの別の単糸を一緒に撚る」という言い回しは、2つの単糸を、一方の糸が他方を完全にカバーせずに、一緒に撚ることを意味する。これは、プライ撚糸を、第1の単糸が、第2の単糸周囲を完全に覆っているカバーまたはラップド糸から区別するものであり、得られる糸の表面は、第1の単糸をただ露出している。図9に、単糸20および23から作製されたプライ撚糸24を示す。図8は、プライ撚糸に用いる単糸20の図であり、単糸は、シース/コア構造を有していて、シースは、切断抵抗性ステープル繊維21と、無機繊維コア22である。図面は、そのサイズのフィラメント、特に、無機繊維コアに限定しようとするものではなく、多くの場合、全体の単糸よりも非常に小さいであろう。単糸は、明瞭にするために図示されていないが、さらに撚ってあってもよい。ある実施形態において、プライ撚糸は、少なくとも2つの異なる単糸を含む。プライ撚糸は、糸またはその糸から作製された布の機能または性能が所望の用途について損なわれない限りは、他の材料を含むことができる。
プライ撚糸は、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントを含有する単糸を含む。これは、コアとしてエラストマーフィラメントと、シースとしてステープル繊維とを有するシース/コア単糸の形態を含むことができる。ただし、エラストマーフィラメントが実際に、シースにより完全にカバーされていることは重要でない。
好ましい切断抵抗性ステープル繊維は、パラ−アラミド繊維である。パラ−アラミド繊維とは、パラ−アラミドポリマーからできた繊維を意味する。ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)(PPD−T)が好ましいパラ−アラミドポリマーである。PPD−Tは、p−フェニレンジアミンおよび塩化テレフタロイルのモル対モル重合から得られるホモポリマー、同じく、少量の他のジアミンを、p−フェニレンジアミンに、少量の他の二酸塩化物を、塩化テレフタロイルに組み込むことから得られるコポリマーを意味する。通例、他のジアミンおよび他の二酸塩化物は、約10モルパーセントまで、あるいはこれよりやや多くの量のp−フェニレンジアミンまたは塩化テレフタロイルを、他のジアミンおよび二酸塩化物が、重合反応を阻害する反応基を有していない場合に限って、用いることができる。PPD−Tはまた、他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸塩化物、例えば、塩化2,6−ナフタロイルあるいは塩化クロロ−またはジクロロテレフタロイルを組み込むことから得られるコポリマーも意味し、ただし、他の芳香族ジアミンおよび芳香族二酸塩化物が、パラ−アラミドの特性に悪影響を及ぼさない量で存在する場合に限る。
ある実施形態において、無機フィラメントコアは、単一フィラメントとすることができ、ある実施形態において、無機フィラメントコアは、マルチフィラメントとしてよい。ある好ましい実施形態において、特定の状況に必要または望ましい場合には、単一金属フィラメントまたはいくつかの金属またはガラスフィラメントが好ましい。
本発明はまた、非耐荷重性の切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント、具体的には、トレッド領域、トレッド領域の第1の端部から第1のビード領域まで延在する第1のサイドウォール領域およびトレッド領域の第2の端部から第2のビード領域まで延在する第2のサイドウォール領域を有するタイヤであって、第1のサイドウォールに位置する布の面に多方向の切断抵抗性を付与するテキスタイル布の単層の形態で、本明細書に記載された切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントを含み、布は、いずれのビードも覆っていない、タイヤにも関する。ある実施形態において、布は、タイヤの保護エンベロープを形成し、第1のサイドウォール領域に位置する布は、第1のビード領域からトレッド領域の第1の端部まで延在し、トレッド領域をトレッド領域の第2の端部まで横断し、そして第2のサイドウォール領域を第2のビードエリアまで横断しているが、いずれのビードも覆っていない。
本発明はまた、
a)
i)シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸と、
ii)切断抵抗性ステープル繊維と、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントとを含み、無機繊維を含まない、または実質的に含まない単糸と
を有する少なくとも1つのプライ撚糸を提供し、
b)前記プライ撚糸を、18〜65パーセントの空隙領域を有する布へと編み、または織り、
c)タイヤサイドウォールコンポーネントの空隙領域を18〜65パーセントに維持しながら、布のゴムへの接着を改善するコーティングを布に適用する
ことを含む、切断抵抗性サイドウォールコンポーネントを製造する方法にも関する。
切断抵抗性。タイヤ用途に用いる材料の切断抵抗性を測定するのに標準化された方法はない。最も近い標準的な方法は、ASTM 1790−04、「Standard Test Method for Measuring Cut Resistance of Materials Used in Protective Clothing」である。この方法には、タイヤ内圧によるサイドウォール張力に関連する境界条件をシミュレートすることができないという制限があった。タイヤラミネートを試験する新しい方法を開発するのに、試験および分析プロトコルを開発する基礎としてASTM 1790−04を用いた。この試験において、試料を指定した荷重まで伸張し、次に、試料をプラスチックマンドレルで刃先に押しつけ、最後に試料が切断されるか、または刃が3.50インチ(88.9mm)動くまで、指定した力をかけた刃先を、試料を横断させて1回引く。刃先は、長さ3.75インチ(95.25mm)の鋭い刃を有するステンレススチールナイフ刃である。各試験について新たな刃先を用いる。試料は、ゴムとコード複合体0.25インチ×5.00インチ(6.35mm×127mm)の矩形断面である。マンドレルは、2つの溝が表面に切られた硬質プラスチックでできている。水平溝によって、試料が刃先と共に動き続け、垂直溝によって、刃先が試料を貫く。試料張力をモニタリングすることにより切断を記録する。張力がゼロに落ちると、試料は切断されている。試料に張力がかかる程度は、試料構造に応じて異なる。適正な荷重を求めるために、5つの0.25インチ×5.00インチの試料を引っぱり、荷重対歪み曲線を記録する。試料を2.5%伸張する平均荷重を記録し、この荷重を用いて、切断試験において試料に張力をかける。タイヤの非耐荷重部材にとって、一定の歪み境界条件は、一定の荷重条件より適切と思われた。
切断抵抗性ポリマーステープル繊維シースおよび無機繊維コアを有する第1の単糸と、切断抵抗性ステープル繊維および少なくとも1つのエラストマーフィラメントを有する第2の単糸とを含むプライ撚糸は、Prickettによる米国特許第6,952,915号明細書に開示されたプロセスを用いて作製される。
実施例1の布は、段階的プロセスによりコートされる。布は、まず、プライマーエポキシド溶液に浸漬し、溶液の粘度を調整すると、糸間の空隙領域を詰めることなく、布の糸を実質的に完全に覆うことができる。プライマーを布上で乾燥させ、布が大きく収縮したり、空隙領域がなくなったりするのを防ぐだけの十分な張力を加える。布を、レゾルシノール−ホルムアルデヒドラテックスのトップコートに浸漬し、再び、ラテックスの粘度を調整すると、糸間の空隙領域を詰めることなく、布の糸を実質的に完全に覆うことができる。トップコートを布上で乾燥させ、布が大きく収縮したり、空隙領域がなくなったりするのを防ぐだけの十分な張力を加える。測定するとき、未コートの布の空隙領域と、乾燥したコーティングを有する布の空隙領域の差は、25パーセント未満である。
プライ撚糸を含むタイヤコンポーネントを有するラジアルタイヤは、次のとおりにして作製することができる。タイヤ組立を少なくとも2つの段階で実施する。第1の段階の組立は、平らな折り畳み式スチール組立ドラムで行われる。チューブレスライナを適用してから、ボディプライをドラムの端部で下へ折り返す。スチールビードを適用し、ライナ/プライを上へ折り返す。この時点で、必要なら、プライ撚シース/コア糸を含むコートされた編布、またはプライ撚シース/コア糸を含むコードを含む布を、一方のビードから他方へ、実質的に連続表面の形態で、タイヤに組み込む。チェーファーおよびサイドウォールを、押出し機で組み合わせ、それらを一緒に組立体として適用する。再び、必要なら、サイドウォールインサートをこの時点で加えることができ、インサートは、プライ撚シース/コア糸を含むコートされた編布、またはプライ撚シース/コア糸を含むコードを含む布から作製されている。ドラムが折り畳まれ、タイヤを第2の段階へ進める準備が整う。
Claims (15)
- テキスタイル布を含み、前記布の単層が、前記布の面に多方向の切断抵抗性を与え、
前記布は、
i)シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸と、
ii)切断抵抗性ステープル繊維と、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントとを含み、無機繊維を含まない、または実質的に含まない少なくとも1つの単糸と
を有する少なくとも1つのプライ撚糸をさらに含み、
前記布は、切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントが18〜65パーセントの空隙領域を有するように、前記布のゴムへの接着を改善するコーティングをさらに有する、伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。 - 25〜65パーセントの空隙領域を有する請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 30〜65パーセントの空隙領域を有する請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 40〜65パーセントの空隙領域を有する請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 前記コーティングが、エポキシ樹脂サブコートおよびレゾルシノール−ホルムアルデヒドトップコートを含む請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 前記プライ撚糸線密度が、1200〜3400デニール(1300〜3800dtex)である請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 前記坪量が、1平方ヤード当たり1.9〜11オンス(64〜373g/m2)である請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 前記単糸が、少なくとも1つの他の単糸と、14.4〜33.6のTexシステム撚り係数(1.5〜3.5の綿番手撚り係数)でプライ撚糸されている請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 前記連続エラストマーフィラメントが、弛緩状態において、17〜560dtex(15〜500デニール)の線密度を有する請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 前記布が編物である請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- タイヤサイドウォールのビード領域の上に配置されたインサートの形態にある請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- 第1のビード領域から第1のサイドウォール領域の中をタイヤトレッド領域の第1の端部まで延在し、前記タイヤトレッド領域を前記タイヤトレッド領域の第2の端部まで横断し、そして第2のサイドウォール領域を第2のビードエリアまで横断するタイヤインサートの形態にある請求項1に記載の伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネント。
- トレッド領域と、前記トレッド領域の第1の端部から第1のビード領域まで延在する第1のサイドウォール領域と、前記トレッド領域の第2の端部から第2のビード領域まで延在する第2のサイドウォール領域とを有するタイヤであって、少なくとも前記第1のサイドウォールに位置する布インサートの形態にある請求項1に記載の切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントを含むタイヤ。
- 前記第1のサイドウォール領域に位置する前記布インサートが、前記第1のビード領域から前記トレッド領域の前記第1の端部まで延在し、前記トレッド領域を前記トレッド領域の前記第2の端部まで横断し、そして前記第2のサイドウォール領域を前記第2のビードエリアまで横断する請求項13に記載のタイヤ。
- a)
i)シース/コア構造を有し、シースが切断抵抗性ポリマーステープル繊維を含み、コアが無機繊維を含む少なくとも1つの単糸と、
ii)切断抵抗性ステープル繊維と、少なくとも1つの連続エラストマーフィラメントとを含み、無機繊維を含まない、または実質的に含まない少なくとも1つの単糸と
を有する少なくとも1つのプライ撚糸を提供し、
b)前記プライ撚糸を、18〜65パーセントの空隙領域を有する布へと編み、または織り、
c)前記タイヤサイドウォールコンポーネントの空隙領域を18〜65パーセントの範囲に維持しながら、前記布のゴムへの接着を改善するコーティングを布に適用する
ことを含む、伸展性のある切断抵抗性タイヤサイドウォールコンポーネントの製造方法。
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