JP2015504803A - フェルトを含むトレッドを有するタイヤ - Google Patents

Abstract

フェルトを有するトレッド付きのタイヤであって、該フェルトの繊維が、紡織繊維、無機繊維及びこれらの混合物から選択される繊維であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、トレッドを有するタイヤに関する。
タイヤ製造業者は、タイヤの挙動、耐摩耗性や転がり抵抗等のタイヤ性能を損なわずにウェットグリップ性能を向上させることを常に目指している。
特に濡れた路面での良好な走行性能を得るには、刻み目（平均幅２mm以上の溝及び/又は平均幅２mm未満の細溝（サイプ）)によって互いに分離されたトレッドパターンエレメントで形成されたトレッドパターンを、タイヤトレッドに設けることが周知のやり方である。この刻み目は例えば成形により得られる。こうして形成されたトレッドパターンエレメントは、走行中に路面と接触することになる接触面と、刻み目の境界を画する側面とを有し、側面と接触面とが交わる箇所は、特に路面が濡れている際にタイヤを路面と容易に接触させるエッジコーナーを形成する。更に一般的に言うならば、エッジコーナーは、走行中のトレッドパターンエレメントと地面との幾何学的な接触限界と定義される。
トレッドパターンエレメントは、タイヤの周方向に非連続のエレメント（ブロック）と、周方向に連続しているエレメント（リブ）とに区別される。更に、トレッドパターンエレメントには、更なるエッジコーナーを形成するために１つ以上の細溝（サイプ）を設けることができ、各細溝はトレッドパターンエレメントの少なくとも一方の側面に出現することも、しないことも可能である。定義上、細溝とは、２mm未満の幅で互いに隔てられた相対する主要な面により境界が画されるスペースである。

発明の簡単な説明
本発明の主題はトレッドを有するタイヤであり、トレッドのトレッドパターンエレメントの少なくとも一部がフェルトで構成され、該フェルトの繊維が、紡織繊維、無機繊維及びこれらの混合物の群から選択される繊維であることを特徴とするタイヤである。
非常に驚くべきことに、このようなフェルトで作製されたトレッドパターンエレメントが濡れた走行面と接触すると、濡れた地面でのトレッドのグリップ性能が大幅に向上できることを本出願人は発見した。
第１の実施形態では、トレッドのフェルトエレメントが外面の放射状に存在し、タイヤトレッドのトレッドパターンエレメントの接触面の一部を構成する。
好ましくは、フェルトエレメントが、トレッドの周方向リブの少なくとも一部の接触面を構成するとよい。
別の実施形態によると、フェルトエレメントが、軸方向に配置されるトレッドパターンエレメントによる少なくとも１つのアセンブリーの接触面を構成することができる。
好ましくは、フェルトの見掛密度は0.15より大きく、更に好ましくは0.25より大きい。0.15以下では、タイヤスレッドでの使用にはフェルトの粘着が不十分となる。
更に詳細には、本発明は、自転車等の非モーター系車両、乗用車タイプのモーター車両、SUV（「スポーツ用多目的車」）、二輪車（とりわけオートバイ）、航空機、並びに、バン、「ヘビーデューティー」車両、即ち、地下鉄、バス、ぬかるんだ道路輸送用車両（大型トラック、トラクター、トレーラー）又はオフロード車両、例えば農業用車両もしくは地ならし機から選択される産業用車両、或は、他の輸送用又は運搬用車両に装備することを意図したタイヤに関する。
添付の図面は、フェルトを合体したタイヤトレッドの実施形態を示す。

フェルトを合体したタイヤトレッドの第１の実施形態を示す軸方向断面図である。 フェルトを合体したタイヤトレッドの第２の実施形態を示す。 フェルトを合体したタイヤトレッドの第３の実施形態を示す。 フェルトを合体したタイヤトレッドの第４の実施形態を示す。 トレッドの一部で、その中のいくつかのブロックにフェルトが合体されている、非常に概略的な上面図である。

発明の詳細な説明
本明細書において、特に明示されていない限り、記載のパーセント（％）はすべて質量％である。
更に、「ａとｂの間」という表現で示される数値範囲は、ａより大きくｂより小さい値の範囲（即ち、ａとｂという端点は含まれない）であり、一方、「ａからｂ」という表現で表される数値範囲は、ａからｂまでの数値範囲（即ち、厳密な端点ａとｂを含む）を意味する。
「phr」という用語は、エラストマー100部に対する質量部を意味すると解される。
「〜をベースとした」組成物という表現は、使用した様々な構成成分からなる混合物及び／又は反応生成物を含む組成物であって、組成物製造の様々な段階、とりわけ製造及び架橋又は加硫の段階で、ベース成分のなかで少なくとも一部が互いに反応するか、又は反応を意図されている組成物を意味すると解される。

本明細書において使用した測定と試験
摩擦係数の測定
動摩擦係数は、L. Busse, A. Le Gal及びM. Kuppel（Modelling of Dry and Wet Friction of Silica Filled Elastomers on Self-Affine Road Surfaces, Elastomer Friction、2010、51、８頁）に記載の方法と同じ方法で測定した。硬化前の厚みが２mmのフェルトで被覆した厚み６mmの正方形ゴム支持体（50mmｘ50mm）を成形後、加硫して試験片を作製する。フェルトの厚みは硬化中に変化する。例えば、Laoureux社のフェルトPLB40の場合は1.4mmになる。型締め後、150℃に加熱したプラテンを有する成形機に入れ、50分間16barで加圧する。
測定に使用された路面はBBTMタイプ（規格NF P 98-137）のアスファルトコンクリート製の本物の路面から回収したコアである。ディウェッティング（dewetting）現象が起こらないように、また、路面と材料との間に二次的なグリップ力が現れないようにするため、路面+試験片の系を、界面活性剤（Sinnozon：CASNo.25155-30-0）の５％水溶液に浸水させる。該水溶液の温度は恒温槽で調整する。試験片を、路面の水平面と平行に滑り運動をさせる。滑り運動の速度SRは0.03m/secとする。垂直応力σ_nは100kPaである。これらの条件は以下「濡れた路面条件」と表す。路面上の試験片の動きに対抗する接線応力σ_tを連続的に測定する。垂直応力σ_nに対する接線応力σ_tの比が動摩擦係数μとなる。後述の表に示す値は、連続的な動作条件のもと、接線応力σ_tの値が安定した後に得られた動摩擦係数の値である。

フェルト
本発明のタイヤは、トレッドパターンエレメント又はその一部が、紡織繊維、無機繊維及びこれらの混合物の群から選択される繊維で構成されたフェルトで作られたトレッドを有することが必須の特徴である。
このフェルトエレメントの存在により、タイヤのウェットグリップを大幅に向上させることが可能となる。
ここでは、「フェルト」又は繊維でできた「不織布」は、繊維からなるベール、ウェブ又はマットで構成された製造品を意味すると解され、該繊維の分散は方向性があっても、無作為でもよく、繊維が三次元に絡み合ったり混ざり合っている。
このようなフェルトの製造方法は周知であるが、特にはニードル打ちやパディングで製造される。
フェルトの繊維は、天然原料の紡織繊維から選択され、例えば、絹、綿、竹、セルロース、羊毛及びこれらの混合物の群から選択できる。
羊毛フェルトの例としては、Laoureux社の「ＰＬＢ」及び「ＭＬＢ」フェルトが挙げられる。これらのフェルトは見掛密度が0.20と0.44の間のものが販売されている。

また、フェルトの繊維は合成紡織繊維の群、例えば、ポリエステル、ポリアミド、炭素、アラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール繊維及びこれらの混合物の群から選択できる。
フェルトのポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート（インビスタ社のPET、Dacron）繊維、ポリブチレンテレフタレート（PBT）繊維、ポリエチレンナフタレート（PEN）繊維、及びこれらの混合物の群から選択することが好ましい。
アラミド繊維で構成されたフェルトの例として、Du Pont de Nemours社のNomex（登録商標、メタ-アラミド：ポリ（m-フェニレンイソフタルアミド）繊維で略称MPD-I）で製造されたフェルトを挙げることができる。
また、フェルトの繊維としては、例えばガラス繊維やバサルト（玄武岩）繊維などの無機繊維の群から選択することもできる。
フェルトは、前記の同じ群又は異なる群から選ばれた数種類の繊維でも差異なく構成することができる。

（本発明の実施例）
図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交し、Ｘ軸はタイヤの円周方向（normal circumferential）、Ｙ軸は軸方向、Ｚ軸は半径方向をしめす。
「実質的に円周の向き」という用語は、円周方向Ｘから５度を超えて逸脱していない平均的方向を意味すると解される。

図１は、本発明の１つの実施形態によるタイヤを表し、参照番号１で図示されている。従来より、タイヤ１０は、２つの壁面Ｆと２つのビードＢによって延ばされたクラウンＳを有する。
２本のビードワイヤー１２はビードＢに埋め込まれている。この２本のビードワイヤー１２は、タイヤの半径方向の正中面Ｍに対して対称に配置されている。
各ビードワイヤー１２は基準軸に対して対称の回転を示す。この基準軸はＹ方向と実質的に平行で、タイヤの回転軸と実質的に一致する。
また、タイヤ１はカーカス補強材３０を有し、その末端がビードワイヤー１２に巻きつけられている。表示する実施例におけるカーカス補強材は、実質的に半径方向に配置された織物補強プライを１枚以上有する。
クラウンＳは、刻み目又は溝２２及び２４によって分断されているトレッドパターン１８及び２０を有するトレッド１４と、垂直方向の（normal）クラウン補強材２６とを有する。中央のトレッドパターン２０は２つの溝２４に囲まれ、円周リブとなる。
この円周リブ２０の半径方向の外側部分と接触面はフェルト２８で構成され、フェルト２８はタイヤトレッド全周にわたり円周方向に延びる。

図２は、本発明の別の実施形態による図１と類似したタイヤ２の軸方向断面図を示す。この軸方向断面図において、タイヤトレッド１４のブロック又はトレッドパターンエレメント５４、５６、５８、６０及び６２は、フェルト６４で構成されている。このフェルトは、タイヤのクラウン全体にわたり半径方向及び円周方向に延びている。ゴム製の下層（図示せず）をフェルトとクラウン補強材の間に設けてもよい。
図３は、本発明の別の実施形態による図１と類似したタイヤ３の軸方向断面図を示す。この実施形態においては、凹部（cavity）２９にフェルト２８０が充填されている。凹部２９は、連続的又は非連続的に円周方向に延びている。
図４は、本発明の別の実施形態による図２と類似したタイヤ４の軸方向断面図を示す。タイヤ４のトレッドには、複数の凹部５４０、５６０、５８０、６００及び６２０が互いに軸方向にブロック状に配置されている。凹部はそれぞれがフェルト６４０で充填されている。凹部は円周方向に５mmと30mmの間の距離にわたって延びている。円周方向の凹部の数は１０から２０台である。この凹部の数は、フェルトを充填した凹部を有するブロックからなる軸方向の少なくとも１つのアセンブリーが、通常の走行条件下で常に接触部分にあるような数である。
図５は、図４の実施形態と類似したトレッドを非常に概略的に示した上面部分図である。トレッド１４は、走行面５と、円周方向の溝７と軸方向の溝８によって区画が定められたブロック６からなるアセンブリーとを有する。ブロック６では、２つのゴム部6.1の間にフェルト6.2が配置されている。この実施形態では、図４に示す実施形態とは異なり、含浸フェルト6.2がブロック６の側面の一部を構成する。

これらのタイヤのブランク（blanks）は、タイヤの異なるエレメントを順次積み重ねることにより通常の方法で製造される。フェルト細片は円周方向又は軸方向、或は凹部の中に配置することができる。次いで、ブランクを加硫用の型に入れて、従来どおり型締めの間にトレッドの成形を行なってから、ブランクの加硫を行う。
試験
一方はタイヤトレッドの標準的な混合物による試験片、他方はLaoureux社の羊毛フェルトPLB40で構成された試験片の摩擦係数を、上記記載の条件下で測定した。以下に、１００を基準として結果を示す。即ち、コントロールの摩擦係数を１００という任意の値とする。１００を超える結果はグリップ性能が優れていることを表す。
トレッドのコントロール混合物（Ａ）の組成を、下記表１に示す。

（１）ＳＢＲ溶液（乾燥ＳＢＲ基準の含有量：スチレン41％、1,2-ポリブタジエン単位24％、トランス-1,4-ポリブタジエン単位51％（Tg＝-25℃）
（２）ＳＢＲ溶液（乾燥ＳＢＲ基準の含有量：スチレン29％、1,2-ポリブタジエン単位５％、トランス-1,4-ポリブタジエン単位80％（Tg＝-56℃）
（３）シリカ（Rhodia社のZeosil 1165MP）
（４）ＴＥＳＴＰカップリング剤（Degussa社のSi69）
（５）カーボンブラックN234
（６）ＴＤＡＥ油、Hansen & Rosenthal社のVivatec 500
（７）C₅/C₉樹脂、Cray Valley社のWingtack STS
（８）N-(1,3-ジメチルブチル)-N-フェニル-パラ-フェニレンジアミン（Flexsys社のSantoflex 6-PPD）
（９）ＤＰＧ＝ジフェニルグアニジン（Flexsys社のPerkacit DPG）
（１０）酸化亜鉛（工業用グレードUmicore）
（１１）ステアリン（Uniqema社のPristerene)
（１２）N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド（Flexsys社のSantocure CBS）
濡れた路面条件下、滑り速度0.03m/s、１barの常圧で３通りの温度（５℃、25℃、45℃）での動摩擦係数を測定した。結果を表２に示す。

表２に示す結果より、混じり物のない羊毛フェルトで構成した試験片により、特に高温におけるウェットグリップ性能が著しく向上できることがわかる。
記載の一連の実施形態において、フェルトで作製したトレッドの一部は、横滑りを防ぐインサートとみなすことができる。

Claims (10)

1. トレッドを有するタイヤで、前記トレッドのトレッドパターンエレメントの少なくとも一部がフェルトで構成され、前記フェルトの繊維が、紡織繊維、無機繊維及びこれらの混合物の群から選択される繊維であることを特徴とするタイヤ。
2. 前記トレッドの前記フェルトエレメントが外面に放射状に存在し、前記トレッドのトレッドパターンエレメントの接触面の一部を構成する、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記トレッドの前記フェルトエレメントが外面に放射状に存在し、前記トレッドの円周方向リブの少なくとも一部の接触面を構成する、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記トレッドの前記フェルトエレメントが外面に放射状に存在し、軸方向に配置された前記トレッドパターンエレメントによる少なくとも１つのアセンブリーの接触面を構成する、請求項１〜３のいずれか１項記載のタイヤ。
5. 前記フェルトの繊維が、絹、綿、セルロース、竹、羊毛繊維及びこれらの混合物の群から選択される、請求項１〜４のいずれか１項記載のタイヤ。
6. 前記フェルトの繊維が羊毛繊維である、請求項５記載のタイヤ。
7. 前記フェルトの繊維が、ポリアミド、アラミド、炭素、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリ塩化ビニル繊維及びこれらの混合物の群から選択される、請求項１〜６のいずれか１項記載のタイヤ。
8. 前記フェルトの前記ポリエステル繊維が、ポリエチレンテレフタレート（PET）繊維、ポリブチレンテレフタレート（PBT）繊維、ポリエチレンナフタレート（PEN）繊維、及びこれらの混合物の群から選択される、請求項７記載のタイヤ。
9. 前記フェルトの繊維が、ガラス繊維及びバサルト繊維の群から選択される無機繊維である、請求項１〜８のいずれか１項記載のタイヤ。
10. 前記フェルトの見掛密度が0.15より大きく、好ましくは0.25より大きい、請求項１〜９のいずれか１項記載のタイヤ。

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