JP2016128316A - 空気入りタイヤのキャッププライ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性が向上し、軽量化されたキャッププライを有する空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】本発明は、空気入りタイヤのキャッププライにおいて、フィルム層と、前記フィルム層の周囲を覆うコーティング部と、前記コーティング部の周囲を覆うゴムトッピング層（ｔｏｐｐｉｎｇｌａｙｅｒ）とを含むことを特徴とする。このキャッププライは、トレッドとベルトとの間に複数個が提供されることができ、１つのキャッププライは、隣接する他のキャッププライと間隔を空けて配置されるとよい。【選択図】図２
Description
本発明は、空気入りタイヤのキャッププライ及びその製造方法に関する。
一般に、タイヤは自動車の全体荷重を支える支持機能、車両の駆動力及び制動力を路面に伝達する動力伝達機能、不規則な路面により発生する外部からの衝撃を緩和する衝撃緩和機能、車両の進行方向によって位置を転換する位置転換機能などを有することができる。
車両に用いられる一般のラジアルタイヤは、複数の層が積層された構造を有し、一般に最外郭からトレッド（Ｔｒｅａｄ）、ベルト（Ｂｅｌｔ）、ボディプライ（Ｂｏｄｙ Ｐｌｙ）、インナーライナ（Ｉｎｎｅｒ Ｌｉｎｅｒ）が順次積層された構造を有することができる。そして、トレッドとベルト層との間にはベルトの動きを最小化し、走行安定性を向上させるキャッププライ（Ｃａｐ ｐｌｙ）が提供され得る。
図１は、従来の空気入りタイヤのキャッププライ１の構造を示す図である。
既存の空気入りタイヤを構成するキャッププライ１は、合成繊維であるナイロンに一定の撚りをかけて作った経糸コード２と、経糸コード２と直交する緯糸コード３とからなる織造された繊維を用いた。しかしながら、交差する構造を有するコード２、３の厚さは０．８〜１．６ｍｍであって、追加的なゴムトッピング４の処理時にキャッププライ１の厚さが過度に増加し得る。そして、これにより空気入りタイヤの重量が増加し、製造コストが増加するという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐久性が向上し、軽量化されたキャッププライを有する空気入りタイヤを提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明は、空気入りタイヤのキャッププライであって、フィルム層と、前記フィルム層の周囲を覆うコーティング部と、前記コーティング部の周囲を覆うゴムトッピング層（ｔｏｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ）とを含むことを特徴とする。
本発明は、空気入りタイヤのキャッププライの製造方法であって、フィルムを切断してフィルム層を形成する段階と、前記フィルム層をコーティングしてコーティング層を形成する段階と、前記コーティング層にゴムトッピング液を塗布してゴムトッピング層を形成する段階とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、耐久性が向上し、軽量化されたキャッププライを有する空気入りタイヤを提供できるという効果を奏する。
以下、本技術思想を実現するための具体的な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、関連する公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本技術思想の要旨を曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
図２は、本発明の一側面によるキャッププライ２０を含む空気入りタイヤ１００を部分的に切り欠いて示す斜視図であり、図３は、図２の空気入りタイヤ１００の断面図である。
図２及び図３を参照すれば、本発明の一実施形態による空気入りタイヤ１００は、トレッド１０、ボディプライ３０、ビード４０、アペックス５０、インナーライナ６０、サイドウォール８０、ベルト７０、そしてキャッププライ２０を含むことができる。
トレッド１０は、路面と接触する部分であって、車両の制動、駆動力を地面に伝達できる。ボディプライ３０は、タイヤ内部のコード（Ｃｏｒｄ）層で荷重を支持し、路面の衝撃を吸収できる。ビード４０は、スチールワイヤ（Ｓｔｅｅｌ Ｗｉｒｅ）にゴムを被覆した四角又は六角形状のワイヤ束で空気入りタイヤ１００をリム（Ｒｉｍ）に定着及び固定させることができる。アペックス５０は、ビード４０の分散を最小化し、外部の衝撃からビード４０を保護する機能をする。
インナーライナ６０は、チューブの代わりに最も内側に位置し、空気漏れを防止できる。ベルト７０は、トレッド１０とボディプライ３０層との間に位置し、外部の衝撃緩和及びトレッド１０の接地面を広く維持して走行安定性を向上させることができる。
本実施形態による空気入りタイヤ１００は、一例として、偏平比５５以下、荷重指数９０以上、速度指数Ｈ−ｓｐｅｅｄ以上の高速走行タイヤ及び偏平比６５以上、幅１７５未満の電池自動車用タイヤであり得る。しかしながら、実施形態による空気入りタイヤ１００の構造が前述したことに限定されるものではなく、この他にも多様な構成を含んでもよく、前述した構成の一部が省略されてもよい。
本実施形態によるキャッププライ２０は、ベルト７０層間の分離現象を防止できる。また、本実施形態によるキャッププライ２０は、走行時のベルト７０の動きを最小化して走行安定性を高めるためのものであって、トレッド１０及びベルト７０の間に提供され得る。
図４は、本発明の一側面による空気入りタイヤ１００のキャッププライ２０を示す図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。
図４及び図５を参照すれば、キャッププライ２０は、複数個がベルト７０の上側に付着され得る。例えば、図２に示すように、１つのキャッププライ２１は、隣接する他のキャッププライ２２と間隔を置いて配置され得る。複数のキャッププライ２１、２２が間隔なく配置される場合、隣接するキャッププライ２１、２２の間に重複区間が発生し、境界面の接着力が減少し得る。
しかしながら、本実施形態のように、キャッププライ２１、２２を互いに間隔を置いて配置すれば、キャッププライ２１、２２が互いに重なるように付着されるのが防止され得る。従って、境界面の接着力の減少現象も防止され得る。このとき、キャッププライ２０間の間隔は約３ｍｍであり得る。これを超える場合には、キャッププライ２０の補強効果が減少し得る。キャッププライ２０は、フィルム層２０１、コーティング層２０２及びゴムトッピング層２０３を含むことができる。
フィルム層２０１は、キャッププライ２０の耐久性を向上させる骨組みとしての機能をするものであって、溶融紡糸方式で製造されたフィルムであり得る。フィルム層２０１は、溶融が可能な高分子物質で製作され得、前記高分子物質は、一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ナイロン６、ナイロン６６などであり得る。そして、フィルム層２０１の厚さは、０．２〜１．０ｍｍであり得る。
また、フィルム層２０１の表面粗さは、１０〜１００ｎｍを有することができる。更に、フィルム層２０１と他の隣接ゴムとの接着力は、１０．０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であり得る。また、フィルム層２０１の熱収縮率は、１６０℃で１５分間放置時に４．０％以内であり得る。更に、フィルム層２０１の密度は、１〜２．３ｋｇｆ／ｃｍ３以上であり得る。
そして、フィルム層２０１内の屈曲疲労性は４０％以上であり得、これよりも小さな場合には、空気入りタイヤの１００の走行時に持続的な疲労によるフィルムの破れ現象が発生する確率が増加し得る。
コーティング層２０２は、フィルム層２０１の表面をコーティングする部分であって、フィルム層２０１の周囲全体を覆う形態であり得る。コーティング層２０２は、接着性を有するゴム系接着液であり得る。コーティング層２０２は、フィルム層２０１が隣接ゴムと硫黄により架橋されるようにすることができる。コーティング層２０２は、一例として、Ｒｅｓｏｃｉｎｏｌ Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ Ｌａｔｅｘであり得る。この際に用いられるＬａｔｅｘは、Ｖｉｎｙｌ Ｐｙｒｉｄｉｎｅ Ｌａｔｅｘ重量比が１．８〜６．０％の間であり得る。
ゴムトッピング層２０３は、コーティング層２０２の表面に塗布される層であって、コーティング層２０２の周囲を覆うことができ、Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋの重量比が１０〜１５ＰＨＲであるＮＲ系天然ゴムであり得る。ゴムトッピング層２０３は、紫外線のような光やその他の他の物質からコーティング層２０２が破壊されるのを防止できる。また、ゴムトッピング層２０３は、フィルム層２０１を補強することによって、キャッププライ２０の構造的安定性を向上させることができる。そして、そのためにゴムトッピング層２０３は、コーティング層２０２の形成後に直ちにコーティング層２０２の表面に形成され得る。
表１は、前述した構造を有するキャッププライ２０を複数個３ｍｍの間隔でベルト７０に付着させた後、５５／７０Ｒ１９サイズの電気車用空気入りタイヤ１００に適用して試験した結果表である。
実験方法は、以下の通りである。
（ａ）負荷耐久力の評価
空気入りタイヤ１００にリムの装着後、空気圧を２６ｐｓｉ注入する。一般のタイヤの場合、初期速度１２０ｋｍ／ｈｒ、スノータイヤの場合、１１０ｋｍ／ｈｒでスタートし、最大荷重の８５％を加えて４時間走行させた後、５％の荷重を増加させて６時間試験する。その後、最大荷重を加えて２４時間一定速度で走行した後、２時間毎に８．５％の荷重を加えて事故時まで走行する。
空気入りタイヤ１００にリムの装着後、空気圧を２６ｐｓｉ注入する。一般のタイヤの場合、初期速度１２０ｋｍ／ｈｒ、スノータイヤの場合、１１０ｋｍ／ｈｒでスタートし、最大荷重の８５％を加えて４時間走行させた後、５％の荷重を増加させて６時間試験する。その後、最大荷重を加えて２４時間一定速度で走行した後、２時間毎に８．５％の荷重を加えて事故時まで走行する。
（ｂ）速度耐久力の評価
空気入りタイヤ１００にリムの装着後、空気圧を３２ｐｓｉ注入する。一般のタイヤの場合、初期速度１４０ｋｍ／ｈｒ、スノータイヤの場合、１３０ｋｍ／ｈｒでスタートし、最大荷重の８５％を４時間加えながら、２時間８０ｋｍ、その後、２時間の放置後、初期の１４０ｋｍ／ｈｒから３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈｒ増加させて事故時まで走行する。
空気入りタイヤ１００にリムの装着後、空気圧を３２ｐｓｉ注入する。一般のタイヤの場合、初期速度１４０ｋｍ／ｈｒ、スノータイヤの場合、１３０ｋｍ／ｈｒでスタートし、最大荷重の８５％を４時間加えながら、２時間８０ｋｍ、その後、２時間の放置後、初期の１４０ｋｍ／ｈｒから３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈｒ増加させて事故時まで走行する。
（ｃ）高速／高荷重耐久力の評価
空気入りタイヤ１００にリムの装着後、空気圧を３２ｐｓｉ注入する。一般のタイヤの場合、初期速度１４０ｋｍ／ｈｒ、スノータイヤの場合、１３０ｋｍ／ｈｒでスタートし、最大荷重の８５％を加えて４時間走行させた後、５％の荷重を増加させて６時間試験する。その後、２４時間放置させる。その後、空気圧を２５ｐｓｉに減少させ、初期荷重の１００％で１．５時間、１４０ｋｍ／ｈｒの時間で試験した後、２時間毎に８．５％の荷重を加えて事故時まで走行する。
空気入りタイヤ１００にリムの装着後、空気圧を３２ｐｓｉ注入する。一般のタイヤの場合、初期速度１４０ｋｍ／ｈｒ、スノータイヤの場合、１３０ｋｍ／ｈｒでスタートし、最大荷重の８５％を加えて４時間走行させた後、５％の荷重を増加させて６時間試験する。その後、２４時間放置させる。その後、空気圧を２５ｐｓｉに減少させ、初期荷重の１００％で１．５時間、１４０ｋｍ／ｈｒの時間で試験した後、２時間毎に８．５％の荷重を加えて事故時まで走行する。
（ｄ）隣接ゴムとの接着力
キャッププライ２０と隣接ゴムとの接着力を評価する方法として隣接ゴムを１．５〜２．５ｍｍ程度のシート状で準備する。
キャッププライ２０と隣接ゴムとの接着力を評価する方法として隣接ゴムを１．５〜２．５ｍｍ程度のシート状で準備する。
隣接ゴムにキャッププライ２０を付着した後、１６０℃、２０分、１８ｋｇｆ／ｃｍ２加硫圧力の条件下で加硫した後、最小４時間放置させる。その後、隣接ゴムとキャッププライ２０の接着力を評価する。
表１のように、フィルム層２０１を含むキャッププライ２０の場合、厚さが０．５ｍｍに減少したにも拘らず、負荷耐久力、速度耐久力、高速／高荷重耐久力が織造されたコード構造を有するキャッププライ（比較例１、２）よりも更に向上したことが分かる。また、空気入りタイヤ１００の全体重量は減少したことが確認できる。
以下では、本発明の一側面による空気入りタイヤ１００のキャッププライ２０の製造方法について説明する。
本発明の一側面によるキャッププライ２０のフィルム層２０１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ナイロン−６、ナイロン−６６のような高分子物質が溶融紡糸されることによって製作され得、その後、上下に配置されるスリットローラなどにより一定幅で切断（Ｓ１０）され得る。
一定の形態で加工されたフィルム層２０１は、ＲｅｓｏｃｉｎｏｌＦｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ Ｌａｔｅｘのようなゴム系接着液でコーティング（Ｓ２０）され得、これにより、フィルム層２０１の全体周囲面にコーティング層２０２が形成され得る。この際に用いられるＬａｔｅｘは、ＶｉｎｙｌＰｙｒｉｄｉｎｅ Ｌａｔｅｘ重量比が１．８〜６．０％の間であり得る。フィルム層２０１の形状加工（切断）が完了した後にコーティング段階（Ｓ２０）が行われるので、フィルム層２０１の表面全体にコーティングが行われ得る。
コーティング段階（Ｓ２０）が完了すれば、コーティング層２０２の表面にはゴムトッピング液が直ちに塗布され得、これにより、コーティング層２０２の全体周囲面にゴムトッピング層２０３が形成され得る。コーティング層２０２に塗布されるゴムトッピング液は、一例として、ＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋの重量比が１０〜１５ＰＨＲであるＮＲ系天然ゴムであり得る。
このとき、コーティング段階（Ｓ２０）の後、ゴムトッピング液が直ちに塗布（Ｓ３０）されることにより、ＲＦＬコーティング層が紫外線などのような外部環境や破壊物質などにより破壊されるのが防止され得る。また、ゴムトッピング液のＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋの重量比が１０〜１５ＰＨＲの範囲以内であるため、ゴムトッピング液の流動性が大きく、これにより、コーティング層２０２に容易に塗布され得る。
本発明の一側面によるキャッププライ２０は、従来の交差構造を有するコードをフィルム層２０１に変更することによって厚さが減少し得、軽量化され得る。そして、フィルム層２０１が均一な厚さの直六面体形状を有し、コーティング（Ｓ２０）及びゴムトッピング液の塗布（Ｓ３０）過程が容易に遂行され得る。また、最終的なキャッププライ２０も均一な厚さ及び形態を有し得るので、ベルト７０と空気入りタイヤ１００の構造的安定性を向上させることができる。
そして、ゴムトッピング液は流動性を有するので、コーティング層２０２に均一、且つ、円滑に塗布され得る。これにより、キャッププライ２０の製造時間及び製造コストが減少し得る。また、フィルム層２０１、接着力を有するコーティング層２０２、ゴムトッピング層２０３が積層された構造を有することによって、構造的強度が確保され得る。
以上で説明した実施形態は、本技術思想の一部の例を説明したものに過ぎず、本技術思想の範囲は、説明された実施形態に限定されるものではなく、この分野における通常の技術者によって本技術思想の範囲内での多様な変更、変形又は置換が可能であり、そのような実施は、何れも本技術思想の範囲に属するものと見なすべきである。
１０ トレッド
２０ キャッププライ
３０ ボディプライ
４０ ビード
５０ アペックス
６０ インナーライナ
７０ ベルト
８０ サイドウォール
１００ 空気入りタイヤ
２０１ フィルム層
２０２ コーティング層
２０３ ゴムトッピング層
２０ キャッププライ
３０ ボディプライ
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５０ アペックス
６０ インナーライナ
７０ ベルト
８０ サイドウォール
１００ 空気入りタイヤ
２０１ フィルム層
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２０３ ゴムトッピング層
Claims (10)
- フィルム層と、
前記フィルム層の周囲を覆うコーティング部と、
前記コーティング部の周囲を覆うゴムトッピング層（ｔｏｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ）と、
を含む空気入りタイヤのキャッププライ。 - 前記キャッププライは、
トレッドとベルトとの間に複数個が提供されることができ、
１つのキャッププライは、隣接する他のキャッププライと間隔を空けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤのキャッププライ。 - 前記ゴムトッピング層は、
流動性を有するゴムトッピング液が前記フィルム層の表面に塗布されることによって形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤのキャッププライ。 - 前記フィルム層は、
合成高分子物質で製作されることができ、前記合成高分子物質は、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ナイロン６、ナイロン６６の何れか１つであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の空気入りタイヤのキャッププライ。 - フィルムを切断してフィルム層を形成する段階と、
前記フィルム層をコーティングしてコーティング層を形成する段階と、
前記コーティング層にゴムトッピング液を塗布してゴムトッピング層を形成する段階と、
を含む空気入りタイヤのキャッププライの製造方法。 - 前記フィルム層は、
合成高分子物質を溶融紡糸して製作でき、前記合成高分子物質は、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ナイロン６、ナイロン６６の何れか１つであることを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤのキャッププライの製造方法。 - 前記コーティング層を形成する段階で、前記コーティングは、前記フィルム層の周囲全体面に行われることを特徴とする請求項５又は６に記載の空気入りタイヤのキャッププライの製造方法。
- 前記ゴムトッピング層を形成する段階は、
前記コーティング層を形成する段階の後に直ちに行われることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の空気入りタイヤのキャッププライの製造方法。 - 前記コーティング層を形成する段階で、
前記フィルム層にコーティングされるコーティング液は、Ｒｅｓｏｃｉｎｏｌ Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ Ｌａｔｅｘであり得、前記Ｌａｔｅｘは、Ｖｉｎｙｌ Ｐｙｒｉｄｉｎｅ Ｌａｔｅｘ重量比が１．８〜６．０％の間であることを特徴とする請求項５〜８の何れか一項に記載の空気入りタイヤのキャッププライの製造方法。 - 前記ゴムトッピング液は、
Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋの重量比が１０〜１５ＰＨＲであるＮＲ系天然ゴムであることを特徴とする請求項５〜９の何れか一項に記載の空気入りタイヤのキャッププライの製造方法。
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