JP2018505938A - 改善された特性を有するガラス−樹脂マルチ複合補強材 - Google Patents
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Abstract
Description
・Tg2で表されるそのガラス転移温度が20℃より高い熱可塑性材料(12)の層が、モノフィラメントを被覆し、又は幾つか存在する場合には、各モノフィラメントを個別に被覆するか又は全部若しくは少なくとも一部のモノフィラメントをまとめて被覆することと、
・モノフィラメントは、又は幾つか存在する場合にはモノフィラメントの全部若しくは少なくとも一部は、
・温度Tg1が190℃以上であり、
・A(M)で表される20℃で測定された破断伸びが.0%以上であり、
・E(M)で表される20℃で測定された初期引張りモジュラスが35GPaより大きい
という特徴を有することと、を特徴とする。
・温度Tg1は、190℃以上であり、
・20℃で測定された破断伸びA(M)は、4.0%以上であり、
・20℃で測定された初期引張りモジュラスE(M)は、35GPaより大きい。
R=E複合体*I円形断面=E複合体*I正方形断面
ここでI円形断面=π*DM 4/64及びI正方形断面=a4/12である。
a=DM*(π/6)0.25
に従って容易に導き出される。
Ec=r/(Rc+r)
曲げ時の圧縮破断応力は、δcで表され、以下の式を用いた計算によって得られる(ここでEは初期引張りモジュラスである)。
δc=Ec*E
・国際特許分類の意味における「積層体」又は「多層積層体」:平坦な又は平坦ではない形態の、互いに接触した少なくとも2つの層を含むあらゆる製品であり、層は互いに接合又は接続されている場合も、されていない場合もあり、「接合」又は「接続」という表現は、具体的には接着剤結合による、全ての接合又は組立ての手段を含むように広く解釈すべきである。
・「ジエン」ゴム:ジエンモノマーから、すなわち共役又は非共役のいずれであれ2つの炭素−炭素二重結合を持つモノマーから少なくとも部分的に得られる(すなわちホモポリマー又はコポリマー)あらゆるエラストマー(単一エラストマー又はエラストマー混合物)である。
本発明に適したGRCモノフィラメントの製造の例、次いでこれらのGRCモノフィラメントに基づくマルチ複合補強材の例及び多層積層体の例、最後に空気式タイヤにおける補強要素としてのその使用を以下で説明する。
・ガラス繊維(フィラメント)の直線配列を作製し、この配列を送り方向に搬送する。
・真空チャンバ内で、真空の作用で繊維の配列を脱気する。
・真空チャンバの出口において、脱気の後、真空下で含浸チャンバを通過させて繊維の配列に熱硬化性樹脂又は樹脂組成物を液体状態で含浸させ、ガラスフィラメント及び樹脂を含むプリプレグを得る。
・プリプレグを所定の面積及び形状の断面を有するサイズ処理ダイに通して、これにモノフィラメント(例えば円形断面を有するモノフィラメント又は矩形断面を有するストリップ)の形状を与える。
・ダイの下流で、UV照射チャンバ内で、UV光の作用下で樹脂を重合する。
・次いでこのようにして得られたモノフィラメントを貯蔵のために巻き取る。
・モノフィラメントが照射チャンバを通過する速度(Sir)は、50m/分より高い。
・モノフィラメントが照射チャンバを通過する継続時間(Dir)は、1.5秒以上である。
・照射チャンバは、照射管と呼ばれるUV光透過性の管(石英管又は好ましくはガラス管など)を備え、モノフィラメントは形成中にこれを通って移動し、この管は、管を通って流れる不活性ガス、好ましくは窒素のストリームを有する。
12:熱可塑性材料
20:多層積層体
100:設備
101:ガラスフィラメント
102:架橋樹脂
110:リール
111:繊維
112:配列
113:真空チャンバ
113a:入口配管
113b:出口配管
114:含浸チャンバ
115:フィードタンク
116:含浸タンク
117:含浸組成物
118:出口配管
119:サイズ処理手段
120:サイズ処理ダイ
121:液体複合モノフィラメント
122:照射チャンバ
123:ガラス管
124:UV照射装置
125:GRCモノフィラメント
126:レシーバ、最終巻取りリール
200:空気式タイヤ
201:ゴム
202:クラウン
203:側壁
204:ビード
205:ビードワイヤ
206:ベルト
207:カーカス補強体
208:折返し部
209:ホイールリム
R−1、R−2、R−3、R−4、R−5、R−6、R−7:マルチ複合補強材
Claims (29)
- 架橋樹脂(102)内に埋め込まれたガラスフィラメント(101)を含むガラス−樹脂複合体(「GRC」と略記)で作られ、そのガラス転移温度がTg1で表される1つ又はそれ以上のモノフィラメント(10)を含む、マルチ複合補強材(R1、R2)であって、
・Tg2で表されるそのガラス転移温度が20℃より高い熱可塑性材料(12)の層が、前記モノフィラメントを被覆し、又は幾つか存在する場合には、各モノフィラメントを個別に被覆するか又は全部若しくは少なくとも一部のモノフィラメントをまとめて被覆することと、
・前記モノフィラメント、又は幾つか存在する場合にはモノフィラメントの全部若しくは少なくとも一部は、
・温度Tg1が190℃以上であり、
・A(M)で表される20℃で測定された破断伸びが4.0%以上であり、
・E(M)で表される20℃で測定された初期引張りモジュラスが35GPaより大きい、
という特徴を有することを特徴とする、マルチ複合補強材。 - Tg1は、195℃より高く、好ましくは200℃より高いことを特徴とする、請求項1に記載のマルチ複合補強材。
- Tg2は、50℃より高く、好ましくは70℃より高いことを特徴とする、請求項1〜請求項2のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- A(M)は、4.2%より大きく、好ましくは4.4%より大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- E(M)は、40GPaより大きく、好ましくは42GPaより大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントは、DMTA法によって190℃で測定したE’190(M)で表される複素弾性係数の実部を有し、これは30GPaより大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- E’190(M)は、33GPaより大きく、好ましくは36GPaより大きいことを特徴とする、請求項6に記載のマルチ複合補強材。
- 比E’(Tg2’-25)(M)/E’20(M)が、0.85より大きく、好ましくは0.90より大きく、E’20(M)及びE’(Tg2’-25)(M)は、それぞれ20℃及び(Tg2’−25)に等しい℃で表される温度でDMTAによって測定された、前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントの複素弾性係数の実部であり、Tg2’は、DMTAによって測定された前記樹脂のガラス転移温度であることを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 比E’(Tg2’-10)(M)/E’20(M)が、0.80より大きく、好ましくは0.85より大きく、E’20(M)及びE’(Tg2’-10)(M)は、それぞれ20℃及び(Tg2’−10)に等しい℃で表される温度でDMTAによって測定された、前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントの複素弾性係数の実部であり、Tg2’は、DMTAによって測定された前記樹脂のガラス転移温度であることを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントは、3.0%より大きい、好ましくは3.5%より大きい、曲げ時の圧縮弾性変形を有することを特徴とする、請求項1〜請求項9のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントは、1000MPaより大きい、好ましくは1200MPaより大きい、曲げ時の圧縮破断応力を有することを特徴とする、請求項1〜請求項10のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントは、60%と80%との間、より好ましくは65%と75%との間の重量含有量のガラスフィラメントを有することを特徴とする、請求項1〜請求項11のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントは、1.8と2.1との間の密度(g/cm3)を有することを特徴とする、請求項1〜請求項12のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントの前記架橋樹脂(102)は、ビニルエステル樹脂であることを特徴とする、請求項1〜請求項13のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には全部若しくは少なくとも一部の前記モノフィラメントの前記架橋樹脂(102)は、3.0GPaより大きく、好ましくは3.5GPaより大きい、20℃で測定した初期引張りモジュラスを有することを特徴とする、請求項1〜請求項14のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には各モノフィラメントのDMで表される直径は、0.2mmと2.0mmとの間、好ましくは0.3mmと1.5mmとの間であることを特徴とする、請求項1〜請求項15のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記モノフィラメント、又はいくつか存在する場合には各モノフィラメントを被覆する前記熱可塑性材料の層のEmで表される最小厚さは、0.05mmと0.5mmとの間、好ましくは0.1mmと0.4mmとの間であることを特徴とする、請求項1〜請求項16のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記熱可塑性材料は、ポリマー又はポリマー組成物であることを特徴とする、請求項1〜請求項17のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 前記ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド及びこのようなポリマーの混合物から成る群から、好ましくはポリエステル、ポリエーテルイミド及びこのようなポリマーの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項18に記載のマルチ複合補強材。
- 20℃で測定された前記熱可塑性材料の初期引張りモジュラスは、500MPaと2500MPaとの間、好ましくは500MPaと1500MPaとの間であることを特徴とする、請求項1〜請求項19のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 20℃で測定した前記熱可塑性材料の弾性伸びは、5%より大きく、好ましくは8%より大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項20のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 20℃で測定された前記熱可塑性材料の破断伸びは、10%より大きく、好ましくは15%より大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項21のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- A(R)で表される20℃で測定されたその破断伸びが、3.0%以上であり、好ましくは3.5%以上であることを特徴とする、請求項1〜請求項22のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- E(R)で表される20℃で測定されたその初期引張りモジュラスが、9GPaより大きく、好ましくは12GPaより大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項23のいずれかに記載のマルチ複合補強材。
- 2層のゴム組成物の間にそれらに接触して配置された請求項1〜請求項24のいずれかに記載の少なくとも1つのマルチ複合補強材を含む、多層積層体。
- 請求項1〜請求項24のいずれかに記載のマルチ複合補強材又は請求項25に記載の多層積層体を含む、プラスチック又はゴムで作られた完成品又は半製品。
- 請求項1〜請求項24のいずれかに記載のマルチ複合補強材又は請求項25に記載の多層積層体を含む、空気式又は非空気式タイヤ。
- 前記マルチ複合補強材又は前記多層積層体は、前記タイヤのベルト内又は前記タイヤのカーカス補強体内に存在することを特徴とする、請求項27に記載のタイヤ。
- 前記マルチ複合補強材又は前記多層積層体は、前記タイヤのビード領域内に存在することを特徴とする、請求項27に記載のタイヤ。
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