JP2019517627A - 高モジュラス片撚りナイロン６．６糸 - Google Patents

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Abstract

2.0と2.8 cN/dtexとの間である4%伸長での引張応力値を有する高モジュラス片撚りナイロン6.6糸を、成形したゴム複合体中の強化材として用いる。コードの最小熱収縮は4%であって、最大熱収縮は7%である。

Description

本発明は、空気入りタイヤおよびメカニカルラバー製品中の強化材としての高モジュラスナイロン6.6撚り糸に関する。
ナイロン6.6糸が、低い初期モジュラスおよびより高い最終モジュラスを意味するバイエラスティック [bi-elastic]引張特性を有することは周知である。低い初期モジュラスは、タイヤ引揚げ/膨張 [lifting/expansion]プロセスを、生タイヤにおいていかなる歪みもなく行うことを可能とし、高い最終モジュラス（低モジュラスから高モジュラスへの転移点後のモジュラス）は、空気入りラジアルタイヤ（PCRおよびLT）中のキャッププライとして高速タイヤ耐久性を向上する。
米国特許第3,343,363号において、25と60 g/dとの間の初期モジュラスおよび、室温にて7.0g/dより高い強靭性を有する片撚りナイロン6.6ストランド/糸およびコードが、タイヤ強化材として開示されている。初期モジュラス値は、ASTM A1380-61Tに従って決定される。
米国特許第3,849,976号において、熱延伸プロセスの間、高温にて高い延伸を付加することによって得られた60g/dより高いL5モジュラスを有する高モジュラスナイロン6.6シングルプライ、ツープライおよびスリープライコードが、タイヤ強化材として開示されている。
米国特許第4,284,117号において、片撚りナイロン、ポリエステル、レイヨンおよびアラミド糸が、空気入りラジアルタイヤ中のキャッププライ強化材として開示されている。
高モジュラス片撚り糸を得るために、通常モジュラス（4%伸長にて1.25 cN/dtex未満の引張応力レベル、または4%伸長にて31.25 cN/dtexもしくは35.4 g/d未満の引張モジュラスレベル）を有する現行の通常ナイロン6.6糸が用いられている。通常モジュラス糸から調製されたそれらの片撚り糸は、高温での過剰な延伸のため、非常に高い剛性および低い屈曲疲労耐性を有していた。
本発明の目的は、空気入りタイヤおよびメカニカルラバー製品中の強化材として高モジュラスを有する片撚りストランドを製造することにある。
特許文献から分かるように、ナイロン糸およびコードの初期モジュラスまたはLASE（特定伸長での負荷 [Load At Specified Elongation]）値は、高温にて、高い延伸を負荷することによって増大できる。緩和状態（研究室条件下で解放切断端で調節された）後であっても大方維持された安定（不可逆的）特性を得るために、ナイロン6.6糸またはコードを250℃より高い温度に暴露する必要があった。それらの条件下（高温下の高い延伸）、糸およびコードはより剛直になり、それらの屈曲および圧縮疲労耐性を部分的に損失する。
本発明によれば、ナイロン6.6糸は、230〜250℃の温度範囲にて5%より多く、かつ、12%より少なく伸長され、糸（ストランド）あたり150 gと500 gとの間の巻繊張力でボビンまたはスプールに巻き付けられる。同じ条件が、ロールとしての片撚り糸織物に対しても有効である。
本発明によれば、高モジュラス片撚り糸を製造するために、通常モジュラスのナイロン6.6原糸の代わりに、高モジュラスナイロン6.6原糸を用い、その結果、疲労耐性が向上する。
ナイロン6.6原糸の4%での引張応力値は1.30 cN/dtexより高く、好ましくは1.35と1.60 cN/dtexとの間である（ASTM D885-16に従って引張試験機で決定される）。
高モジュラスを有する高延伸糸は、ボビン中でその特性を維持する。なぜならば、それらは緩和することが許されず、タイヤにおいて著しい緩和（モジュラス降下）を経験することなく使用されるからである。
高延伸織物における高モジュラス糸（ストランド）も、ロール中でその特性を維持する。なぜならば、それらは緩和することが許されず、タイヤにおいて著しい緩和（モジュラス降下）を経験することなく使用されるからである。
高モジュラスナイロン6.6撚り糸の引張特性は、24℃での巻繊張力および55%相対湿度 (ASTM D885-16)下、スプール（巻き戻しなし）上で２４時間調節後に決定する。調節後、撚り糸は、スプールから巻き戻した後、１分以内に試験する。
織物の場合、試験タビー [tabby]は、上記と同じ条件下、タビーとして（織物のタビーから糸を分離や切り出すことなく）調節される。調節後、タビーから切り出された糸を１分以内に試験する。
そのような片撚り糸は、2.0 cN/dtex（51 g/dtexおよび56.7 g/dモジュラス）から2.8 cN/dtex（71.4 g/dtexおよび79.3 g/dモジュラス)の4%伸長での応力および4.0%から7.0%の177℃での熱収縮を有する。
4%伸長での応力は、下式に従って決定される。
［数１］
4%伸長での応力 (cN/dtex) = 4%伸長での張力 (cN)/線密度 (dtex)
糸の呼びdtexは、線密度（例えば、1400x1構成 [construction]に対して1400）とみなされる。
モジュラス値は、4%伸長での応力値に２５をかけて、100%伸長に必要な応力値を求めることによって算出する。
糸およびコードの熱収縮は、177℃にて0.045 g/dtexの初荷重下、２分間の暴露時間で、テストライト [Testrite]熱収縮テスターで決定した。
本発明によれば、コードの熱収縮は、4%および7%、好ましくは5.0%および6.5%の限度内である。
本発明によれば、コードの総呼びdtexは、300と4000 dtexとの間で変化し得る。
本発明によれば、最適な拘束力および屈曲疲労耐性を有するために、糸の撚り係数を、下式に従って、30と50、好ましくは35と45との間に調節する。
［数２］
撚り係数= (t/m x SQRT (tex/1000)
高モジュラスナイロン6.6撚り糸（ストランド）は、空気入りタイヤおよびメカニカルラバー製品中の強化材として使用し得る。
定義：
Dtex：10,000メートル長の糸のグラム重量
デニール：9,000メートル長の糸のグラム重量
g/d：グラム/デニール
g/dtex：グラム/dtex
線密度：g/dtexまたはg/d（デニール）として、単位長あたり重量
4%伸長でのモジュラス：g/dまたはg/dtexとして、（4%伸長での応力）x25
L5モジュラス：5%伸長でのモジュラス、g/dまたはg/dtexとして、（5%伸長での応力) x20
強靭性：破断力/総線密度 (g/dtex)
撚り：メートルあたり撚り (t/mまたはtpm)

Claims (5)

  1. 4%伸長で、（ASTM D885-16に従って引張試験機で決定されて）1.30 cN/dtexより高く、好ましくは1.35と1.60 cN/dtexとの間の引張応力値を有するポリアミド6.6原糸から調製される、浸漬されかつヒートセットされたポリアミド6.6片撚り糸（撚りストランド）であって、
    （ASTM D885-16に従って引張試験機で決定された）4%伸長での引張応力が2.0 cN/dtexより高く、かつ、2.8 cN/dtexより低く；および
    177℃にて0.045 g/dtexの初荷重下、２分間の暴露時間で、決定した熱収縮が、4.0%より大きく、かつ、7.0%より小さいこと
    を特徴とする、片撚り糸。
  2. 原糸の4%伸長での応力値が、好ましくは1.35 cN/dtexより高く、かつ、1.50 cN/dtexより低い、請求項１の片撚り糸。
  3. 好ましくは、5.0から6.5%の熱収縮を有する、請求項１の片撚り糸。
  4. 最小で300 dtexかつ最大で4000 dtexのdtexを有する、請求項１の片撚り糸。
  5. 下式に従って算出され、最小で30かつ最大で50、好ましくは35と45との間での撚り係数を有する、請求項１の片撚り糸。
    ［数１］
    撚り係数= (t/m x SQRT (tex/1000)
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