JP2017521574A - 車両用空気タイヤのベルトバンドにおいて補強材として使用するためのハイブリッドコード - Google Patents

Abstract

本発明は、一緒に撚り合わせられる末端を有する少なくとも２つのスレッドからなる、車両用空気タイヤのベルトバンドにおいて補強材として使用するためのハイブリッドコードに関する。少なくとも１つの第１のスレッドは、特定のスレッド繊度を有する高弾性スレッドであり、かつ別のスレッドは低弾性スレッドであり、前記別の低弾性スレッドは第１のスレッドよりも低いスレッド繊度を有する。本発明は、ハイブリッドコード中の高弾性スレッドの割合が８０〜９５重量％であること、高弾性スレッドのスレッド繊度と別の低弾性スレッドのスレッド繊度との差異が≧８００ｄｔｅｘであること、および高弾性スレッドの破断伸びが１％〜８％の範囲であり、かつ低弾性スレッドの破断伸びが９％〜３０％の範囲であることを特徴とする。

Description

本発明は、少なくとも１つの第１のヤーンが、特定のヤーン繊度を有する高弾性ヤーンであり、かつさらなるヤーンが低弾性ヤーンであり、およびこのさらなる低弾性ヤーンが第１のヤーンよりも低いヤーン繊度を有する、末端で一緒に撚り合わせられる少なくとも２つのヤーンを含んでなる、車両用空気タイヤのベルトバンドにおいて補強材として使用するためのハイブリッドコードに関する。また本発明は、補強材としてそのようなハイブリッドコードを有するベルトバンドを有する車両用空気タイヤにも関する。

そのようなハイブリッドコードは、国際公開第９７／０６２９７号パンフレットから既知である。高弾性ヤーンはアラミドヤーンであり、他方、低弾性ヤーンはポリアミドヤーンである。ハイブリッドコードは、純粋に材料を基準にして低伸展性を有するアラミドヤーンの特定の構造的伸びを可能にするように構成される。

「高弾性ヤーン」という用語は、高弾性材料からなるヤーンを意味する。「低弾性ヤーン」という用語は、低弾性材料からなるヤーンを意味する。この場合、低弾性ヤーンおよび高弾性ヤーンは、以下の表１に記載される（ｍＮ／ｔｅｘ）の値を基準にして定義される。１％伸びおよび２％伸びのためにヤーンにそれぞれ適用されなければならない力が決定されて、ｔｅｘのヤーン繊度に正規化される。これは、ＡＳＴＭ Ｄ８８５に従って決定される。

車両用空気タイヤの場合、特に、それらが高速で使用される場合、運転中に生じる遠心力によるタイヤのリフトを防ぐために、一般に空気不浸透性の内部層と、補強材を含有し、かつサイドウォール上のタイヤのクラウンの領域からビード領域へ達し、かつ耐張性ビードコアに巻き付けることによってそこで固定されるラジアルカーカスと、外部で放射状に位置し、かつトレッド溝を有するゴムトレッドと、ゴムトレッドとカーカスとの間にあり、ベルトバンドを提供するブレーカーベルトとを含んでなる車両用空気タイヤが知られている。ベルトバンドは１層以上の層として形成されてもよく、ベルトの少なくとも端部を被覆し、かつ平行におよび実質的に円周方向に延在し、かつゴムに埋め込まれるコードの形態の補強材を含有する。

タイヤの製造中、バンドは、未加硫ゴム混合物に埋め込まれ、かつベルトに巻き上げられるか、または巻き付けられる補強材と共にプライの形態で適用される。そのようなプライに関して、一般に熱的に前処理される実質的に平行に存在するスレッドの形態の補強材の群によって、および／または埋め込みゴムに対するより良好な接着性のために、当業者に既知の含浸によって補強材はゴムに埋め込まれるが、ゴム混合物によって被覆されるためにカレンダーまたは押出機を通して縦方向に延在する。タイヤの成形および加硫中、タイヤは、持ち上がり／ブランクがフラットドラム上に巻き上げられる場合、一般に、未加硫ブランクと比較してショルダー領域において２％まで、および中央領域において４％まで伸長される。

バンドの補強材は、成形プロセス中に十分な上昇を可能にし、かつタイヤの製造中の加硫モールドにおいて、タイヤが正確に形成されることを可能にするように意図され、およびそれらは、タイヤの完成後、運転中に良好な高速抵抗を保証するように意図される。

多種多様なコードが、バンド用の補強材としてすでに提案されている。したがって、例えば、欧州特許第Ｂ０３３５５８８号明細書、欧州特許第Ｂ０６６１１７９号明細書および欧州特許第Ｂ１４７５２４８号明細書は、ベルトバンドにおける補強性コード用に、高弾性率および低弾性率を有するヤーンから一緒に撚り合わせられるハイブリッドコードを開示する。これらの文献に記載されたハイブリッドコードは特定の力−伸び特性を有する。引張力／伸び図において、コードは最初に、低い伸びに対して浅い傾きの曲線を有し、次いで、曲線は、より高い伸びに対して、不釣り合いに強く上昇する。後者の領域において、わずかなさらなる伸びが力の多大な消費を伴う。これらの力−伸び特性は、成形プロセスおよび加硫中の上昇を可能にし、およびタイヤに高速抵抗を与える。

独国特許出願公開第１０２００６０３１７８０Ａ１号明細書も、アラミドヤーンがナイロンヤーンよりも薄い、アラミドヤーンおよびナイロンヤーンを含んでなるハイブリッドコードを開示する。しかしながら、この構造設計の場合、フィリングヤーンとして機能し、かつ構造的に伸張性にするためにらせん状にアラミドヤーンを幾何学的に曲げるナイロンヤーンが、アラミドヤーンの伸びを妨げることが見出された。したがって、アラミドヤーンは、所望されるより前にあらかじめ加硫され、必要とされる伸びは達成されない。

本発明は、製造時に高価ではない車両用空気タイヤのベルトバンド用のハイブリッドコードを単純な手段によって提供する目的に基づき、かつベルトバンドにおいてこのハイブリッドコードを含んでなるタイヤの高速抵抗を改善する。

この設定された目的は、ハイブリッドコード中の高弾性ヤーンの割合が８０〜９５重量％であることによって、さらなる低弾性ヤーンのヤーン繊度と比較した高弾性ヤーンのヤーン繊度の差異が≧８００ｄｔｅｘであることによって、および高弾性ヤーンの破断伸びが１％〜８％の範囲にあり、かつ低弾性ヤーンの破断伸びが９％〜３０％の範囲にあることによって、本発明に従って達成される。

ベルトバンドにおいて使用するための本発明による浸漬ハイブリッドコードの力−伸び曲線を示す。

本発明によるハイブリッドコードは、低弾性ヤーンと比較して高弾性ヤーンのヤーン繊度に関する極端な不均整によって識別されるが、ハイブリッドコード中の高弾性材料の割合は非常に高く、かつ８０〜９５重量％である。高弾性材料のヤーンは「厚く」され、他方、低弾性材料からなる第２のヤーンは、高弾性のヤーンと比較して極めて「薄く」される。ハイブリッドコード中のヤーン繊度に関するこのような極端な非均整は、驚くべきことに、ベルトバンドでの使用に非常に適していることが分かった。ハイブリッドコードは、約３％〜４％伸びのように、ほとんど力を消費することのない上昇のために必要な伸展性、次いで、非常に低い伸展性のみを有する。

最初は、非常に低いヤーン繊度を有する低弾性ヤーンが主に機能する。これは加熱モールド中でのグリーンタイヤの残りの上昇のために特に有利である。より高い伸びのためには、厚い高弾性ヤーンが主に機能し、それによって、高速での周囲成長は小さいままである。ハイブリッドコードは、要求される必要条件に最適に順応し、残りの上昇と、高速での周囲成長がほとんどないこととを可能にする。

本発明によるハイブリッドコードは、低弾性ヤーンおよび少なくとも１種以上の高弾性ヤーンを含んでなる。

破断伸びは、ＡＳＴＭ Ｄ８８５に従って決定される。

高弾性ヤーンの破断伸びが３％〜６％の範囲にあり、かつ低弾性ヤーンの破断伸びが１５％〜２５％の範囲にある場合、有利である。

このコードが同一繊度の２種の高弾性ヤーンおよび低い繊度の１種の低弾性ヤーンを含んでなる場合、有利である。生じたより高い不均整によって、力／伸び曲線の所望のより浅い初期領域がもたらされる。

ハイブリッドコード中の高弾性ヤーンの割合が８５〜９５重量％であり、かつさらなる低弾性ヤーンのヤーン繊度と比較した高弾性ヤーンのヤーン繊度の差異が≧１１５０ｄｔｅｘである場合、好都合である。生じたより高い不均整によって、力／伸び曲線の所望のさらにより浅い初期領域がもたらされる。

ハイブリッドコード中の高弾性ヤーンの割合が９０〜９５重量％であり、かつさらなる低弾性ヤーンのヤーン繊度と比較した高弾性ヤーンのヤーン繊度の差異が≧１４００ｄｔｅｘである場合、有利である。最適条件まで、より高いアラミドの割合および低弾性材料との比較における大きい差異によって、力／伸び曲線の一層より浅い初期領域が生じる。

有利には、高弾性ヤーンは、以下に記載される材料の１種からなる：炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩、芳香族ポリアミド。

有利には、低弾性ヤーンは、ポリアミドまたはポリエステルからなる。ポリアミド（ＰＡ）は、ポリアミド４．６、ＰＡ６、ＰＡ６．６、ＰＡ１０．１０、ＰＡ１１および／またはＰＡ１２、好ましくは、ＰＡ６．６またはＰＡ１０．１０であってよい。ポリエステルは、ポリエステルポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）、ポリプロピレンナフタレート（ＰＰＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高弾性低収縮ＰＥＴ（ＨＭＬＳ−ＰＥＴ）、特に熱可塑性ポリエステルおよび／または架橋不飽和ポリエステルであってよい。

１つの特定の実施形態において、ハイブリッドコードは、構造アラミド１６８０×２＋ナイロン７００×１または構造炭素繊維１６００×２＋ナイロン７００×１を有する。それぞれ１６８０ｄｔｅｘおよび１６００ｄｔｅｘの繊度を有する２つの撚られたアラミドヤーンまたは炭素繊維ヤーンは、それぞれ、７００ｄｔｅｘの繊度を有するナイロンヤーンと一緒に末端で撚り合わせられる。

本発明の別の実施形態において、ハイブリッドコードは、構造アラミド１６８０×２＋ナイロン４７０×１または構造炭素繊維１６００×２＋ナイロン４７０×１を有する。それぞれ１６８０ｄｔｅｘおよび１６００ｄｔｅｘの繊度を有する２つの撚られたアラミドヤーンまたは炭素繊維ヤーンは、それぞれ、４７０ｄｔｅｘの繊度を有するナイロンヤーンと一緒に末端で撚り合わせられる。

本発明のさらに別の実施形態において、ハイブリッドコードは、構造アラミド１６８０×２＋ナイロン２３５×１または構造炭素繊維１６００×２＋ナイロン２３５×１を有する。それぞれ１６８０ｄｔｅｘおよび１６００ｄｔｅｘの繊度を有する２つの撚られたアラミドヤーンまたは炭素繊維ヤーンは、それぞれ、２３５ｄｔｅｘの繊度を有するナイロンヤーンと一緒に末端で撚り合わせられる。

本発明は、多プライブレーカーベルトと、外部で放射状にベルトを被覆し、かつ補強材として上記実施形態の１つ以上によるハイブリッドコードを含んでなるベルトバンドとを有する構造のラジアル型の車両用空気タイヤにも関する。

好ましい代表的な実施形態は、それぞれ１６８０ｄｔｅｘのヤーン繊度を有する２種のアラミドヤーンを含んでなり、かつ４７０ｄｔｅｘのヤーン繊度を有するナイロンヤーンを含んでなるハイブリッドコードである。アラミドヤーンは、それぞれＺ方向またはＳ方向のいずれかにおいて、３００Ｔ／ｍ（１メートルあたりのターン）の巻数を有する下撚を有する。ナイロンヤーンも、アラミドヤーンの撚り方向に対応して、３００Ｔ／ｍの巻数の下撚を有する。

２種のアラミドヤーンおよび１種のナイロンヤーンが、その撚り方向が個々のヤーンと反対方向であるように末端で撚られてハイブリッドコードを形成する。したがって、例えば、ヤーンの撚り方向Ｓによって、コードは方向Ｚで撚られる。コードの巻数は３００Ｔ／ｍである。

図１は、ベルトバンドにおいて使用するための本発明による浸漬ハイブリッドコードの力−伸び曲線を示す。「浸漬」は、コードが撚られ、必要であれば織られた後、当業者に既知の方法で浸漬溶液中に含浸され、それによって、ゴムに優しい仕上げが提供され、かつ温度の影響下で伸縮することを意味する。

構造アラミド１６８０×２＋ナイロン２３５×１、アラミド１６８０×２＋ナイロン４７０×１およびアラミド１６８０×２＋ナイロン７００×１の本発明による３種のハイブリッドコードならびに構造アラミド１６８０×２＋ナイロン１４００×１の従来技術のハイブリッドコードの力−伸び曲線を示す。特に本発明によるコードのアラミド１６８０×２＋ナイロン４７０×１およびアラミド１６８０×２＋ナイロン７００×１は、従来技術のコードよりも浅く、したがって、より有利な約３％〜４％伸びまでの伸展を有することは明らかである。さらに、さらなる伸展において、本発明による２種の上記コードは、より高い弾性率を有し、すなわち、従来技術のコードよりも有意に急激に上昇し、これはタイヤの高速抵抗に有利な影響を与える。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの第１のヤーンが、特定のヤーン繊度を有する高弾性ヤーンであり、かつさらなるヤーンが低弾性ヤーンであり、および前記さらなる低弾性ヤーンが前記第１のヤーンよりも低いヤーン繊度を有する、末端で一緒に撚り合わせられる少なくとも２つのヤーンを含んでなる、車両用空気タイヤのベルトバンドにおいて補強材として使用するためのハイブリッドコードにおいて、
   前記ハイブリッドコード中の前記高弾性ヤーンの割合が８０〜９５重量％であること、前記さらなる低弾性ヤーンの前記ヤーン繊度と比較した高弾性ヤーンのヤーン繊度の差異が≧８００ｄｔｅｘであること、および高弾性ヤーンの破断伸びが１％〜８％の範囲にあり、かつ前記低弾性ヤーンの破断伸びが９％〜３０％の範囲にあることを特徴とする、ハイブリッドコード。
2. 前記高弾性ヤーンの前記破断伸びが３％〜６％の範囲にあり、かつ前記低弾性ヤーンの前記破断伸びが１５％〜２５％の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドコード。
3. 同一繊度の２種の高弾性ヤーンおよび１種の低弾性ヤーンを含んでなることを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッドコード。
4. 前記ハイブリッドコード中の前記高弾性ヤーンの前記割合が８５〜９５重量％であり、かつ前記さらなる低弾性ヤーンの前記ヤーン繊度と比較した高弾性ヤーンのヤーン繊度の差異が≧１１５０ｄｔｅｘであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
5. 前記ハイブリッドコード中の前記高弾性ヤーンの前記割合が９０〜９５重量％であり、かつ前記さらなる低弾性ヤーンの前記ヤーン繊度と比較した高弾性ヤーンのヤーン繊度の差異が≧１４００ｄｔｅｘであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
6. 前記高弾性ヤーンが、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩または芳香族ポリアミドからなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
7. 前記低弾性ヤーンが、ポリアミドまたはポリエステルからなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
8. 構造アラミド１６８０×２＋ナイロン７００×１または構造炭素繊維１６００×２＋ナイロン７００×１を有することを特徴とする、請求項１〜３、６または７のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
9. 構造アラミド１６８０×２＋ナイロン４７０×１または構造炭素繊維１６００×２＋ナイロン４７０×１を有することを特徴とする、請求項１〜４、６または７のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
10. 構造アラミド１６８０×２＋ナイロン２３５×１または構造炭素繊維１６００×２＋ナイロン２３５×１を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハイブリッドコード。
11. 多プライブレーカーベルトと、外部で放射状に前記ベルトを被覆し、かつ補強材として請求項１〜１０のいずれか一項に記載のハイブリッドコードを含んでなるベルトバンドとを有する構造のラジアル型の車両用空気タイヤ。

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