JP2023527444A - 軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤ - Google Patents

軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤ Download PDF

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Abstract

本発明は、軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤに関する。本発明によれば、薄い厚さと軽い重量を有し、かつ優れた耐久性を有するゴム補強材が提供される。前記ゴム補強材は、タイヤを軽量化し、かつ向上した転がり抵抗性を発現することができる。

Description

本発明は、タイヤの重量を低減し得る軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそのようなゴム補強材を含むタイヤに関する。
自動車の性能が次第に向上し、道路状況が改善されるにつれ、自動車の高速走行時に、タイヤの安定性と耐久性を維持することが求められている。また、環境問題、エネルギー問題および燃料効率などを考慮して、軽いながらも耐久性に優れるタイヤが求められている。このような要求を満たすための１つの方案として、タイヤのゴム補強材として使用されるタイヤコードに対する研究が活発に進められている。
タイヤコードは、使用される部位および役割によって区分することができる。例えば、タイヤコードはタイヤを全体的に支持するカーカスと、高速走行による荷重支持および変形を防止するベルトと、ベルトの変形を防止するキャッププライとに、大まかに区分することができる（図１を参照）。
タイヤコードに使用される素材としては、ナイロン、レーヨン、アラミド、およびポリエステルなどが挙げられる。
一般に、タイヤコードは、ゴムとの接着のためにゴム成分と共に圧延される。すなわち、タイヤの製造工程にて圧延工程を伴う。しかし、タイヤの製造工程にてタイヤコードとゴムの接着のための圧延工程が適用される場合、工程コストが増加するのであり、圧延によりタイヤの密度が必要以上に増加することでタイヤの重量が不必要に増加する。
タイヤコードにゴムを圧延する工程では、一般に、固体状態のゴムを使用する。しかし、このような固体状態のゴムの圧延によって形成された製品は２００μｍ以下、特に５μｍ～３０μｍ程度の薄い薄膜形態に作られることが難しく、このような製品がゴム補強材として使用される場合、タイヤの厚さおよび重量が増加する。
最近、タイヤ製造会社ではタイヤの超軽量化および補強材の軽量化のために、ゴム層の厚さを減少させようとしている。転がり抵抗（ｒｏｌｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、Ｒ／Ｒ）はタイヤの重量と関連があり、自動車の燃料消費と二酸化炭素の排出に大きな影響を及ぼす。例えば、転がり抵抗（Ｒ／Ｒ）が大きいほど、自動車の走行時に必要なエネルギーが増加する。また、自動車の回転、傾斜、加速に対する抵抗は、自動車の重量と密接な関連がある。したがって、タイヤの軽量化により自動車を軽量化し、その結果としてエネルギー消費が減少するようにする研究も進められている。
本発明は、薄い厚さを有しかつ優れた耐久性を有するタイヤ用ゴム補強材を提供する。
また、本発明は、薄い厚さを有しかつ優れた耐久性を有するゴム補強材の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記ゴム補強材を含むタイヤを提供する。
本発明の一実施形態によれば、
繊維基材と、
前記繊維基材上に配置された接着層と、
前記接着層上に配置されたゴムコンパウンド層と、を含み、
前記ゴムコンパウンド層は２μｍ～２００μｍの厚さ、１５０秒～２２０秒のｔ５０値、および３００秒～３５０秒のｔ９０値を有する、ゴム補強材が提供される。
ここで、前記ｔ５０値は、ＡＳＴＭ Ｄ２０８４の標準試験法によりレオメータで測定される前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の５０％に到達するのにかかる時間（秒）であり、前記ｔ９０値は、前記最大架橋密度の９０％に到達するのにかかる時間（秒）である。
本発明の他の一実施形態によれば、
繊維基材を準備する段階と、
繊維基材上に接着層を形成する段階と、
前記接着層上にゴムコンパウンド液を塗布し、熱処理してゴムコンパウンド層を形成する段階と、を含み、
前記ゴムコンパウンド液は、５０～１２０℃および３０～５０ｒｐｍ下で前記ゴムコンパウンド液に含まれるいずれか１つの成分を添加した後、３０～１２０秒間攪拌しながら順次混合して準備する、前記ゴム補強材の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の一実施形態によれば、前記ゴム補強材を含むタイヤが提供される。
以下、本発明の実施形態によるゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤについてより詳しく説明する。
本明細書において特に定義しない限り、すべての技術的用語および科学的用語は、本発明の属する通常の技術者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本発明で説明に使用される用語は、単に、特定の具体例を効果的に記述するためであり、本発明を制限することを意図するものではない。
本明細書で使用される単数の形態は、文脈上明らかに反する意味を示さない限り複数の形態も含む。
本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および／または群の存在や付加を除外させるものではない。
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定の実施例を例示して下記にて詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、前記思想および技術的範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものとして理解しなければならない。
本明細書において、例えば「～上に」、「～上部に」、「～下部に」、「～隣に」などでもって２つの部分の位置関係が説明される場合、「すぐに」または「直接」という表現が使用されない限り、２つの部分の間に１つ以上の他の部分が位置し得る。
本明細書において、例えば「～後に」、「～に続いて」、「～次に」、「～前に」などでもって時間的前後関係が説明される場合、「すぐに」または「直接」という表現が使用されない限り、連続していない場合を含むこともできる。
本明細書で「少なくとも１つ」という用語は、１つ以上の関連項目から提示可能なすべての組み合わせを含むものと理解されなければならない。
本明細書において「第１」、「第２」などの序数を含む用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で用いられ、この用語によって限定されるものではない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第２構成要素は第１構成要素と命名され得、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名され得る。
Ｉ．ゴム補強材
発明の一実施形態によれば、
繊維基材と、
前記繊維基材上に配置された接着層と、
前記接着層上に配置されたゴムコンパウンド層と、を含み、
前記ゴムコンパウンド層は２μｍ～２００μｍの厚さ、１５０秒～２２０秒のｔ５０値、および３００秒～３５０秒のｔ９０値を有する、ゴム補強材が提供される。
（ここで、前記ｔ５０値は、ＡＳＴＭ Ｄ２０８４の標準試験法によりレオメータで測定される、前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の５０％に到達するのにかかる時間（秒）であり、前記ｔ９０値は、前記最大架橋密度の９０％に到達するのにかかる時間（秒）である。）
本発明者らは鋭意研究の結果、前記物性のゴムコンパウンド層を含むゴム補強材は、薄い厚さを有し、かつ優れた耐久性を示し得ることが確認された。
前記実施形態のゴム補強材は、前記ゴムコンパウンド層を含み均一な物性を示し、かつゴムに対して優れた接着力を有するため、タイヤの製造工程で圧延工程を経ずとも、ゴムと強力に接着され得る。したがって、前記ゴム補強材は、タイヤの製造コストを低減することができ、圧延によりタイヤの密度と重量が不必要に増加することを防止することができる。
また、前記ゴム補強材はゴムに対する優れた接着力を有し、グリーンタイヤの製造時にエアポケット（ａｉｒ ｐｏｃｋｅｔ）が減少してタイヤの不良率を下げることができる。
前記ゴム補強材は、薄い厚さを有することで、タイヤの超軽量化のためにゴム層の厚さを減少させようとする要求を満たすことができる。さらに、前記ゴム補強材は、タイヤの転がり抵抗を下げることができ、自動車の燃費を改善することができる。特に、前記ゴム補強材は、電気自動車の燃費改善および走行性能を向上させることができる。
図２および図４は、本発明の一実施形態によるゴム補強材２０１、３０１に対する概略的な断面図である。
前記ゴム補強材２０１、３０１は、繊維基材２１０、１１０、前記繊維基材２１０、１１０上に配置された接着層２２０および前記接着層２２０上に配置されたゴムコンパウンド層２３０を含む。
本発明の実施形態によれば、前記繊維基材は、合撚糸１１０などの繊維ヤーン（ｙａｒｎ）、および経糸（ｗａｒｐ ｙａｒｎ）と緯糸（ｗｅｆｔ ｙａｒｎ）で製織されたテキスタイル基材２１０のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
前記繊維ヤーンは、２本以上の下撚り糸１１１、１１２が上撚りされてなる合撚糸１１０であってもよい。前記下撚り糸は、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステル、および綿からなる群より選択される１種以上の素材を含むことができる。
前記合撚糸は、互いに異なる素材である下撚り糸が上撚りされてなるハイブリッド合撚糸を含む。例えば、前記ハイブリッド合撚糸は、ナイロン下撚り糸およびアラミド下撚り糸を含みうる。
図３を参照すると、合撚糸１１０は、第１の下撚り糸１１１および第２の下撚り糸１１２を含み、第１の下撚り糸１１１と第２の下撚り糸１１２とは、一緒に上撚りされている。第１の下撚り糸１１１は第１の撚り方向を有し、第２の下撚り糸１１２は第２の撚り方向を有し、第１の下撚り糸１１１と第２の下撚り糸１１２とは、一緒に第３の撚り方向に上撚りされている。ここで、第２の撚り方向は第１の撚り方向と同じ方向であってもよく、第３の撚り方向は前記第１の撚り方向の反対方向であってもよい。しかし、撚り方向はこれに限定されるものではない。第１の撚り数と第２の撚り数とは、同じであるか、または異なってもよい。第１の下撚り糸１１１と第２の下撚り糸１１２とは、例えば、１５０～５００ＴＰＭ（ｔｗｉｓｔ ｐｅｒ ｍｅｔｅｒ）の撚り数を有しうる。
前記テキスタイル基材２１０において、前記経糸および前記緯糸は、それぞれ独立して、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステル、および綿からなる群より選択される１種以上の素材を含むことができる。
好ましくは、前記経糸は、ナイロン、レーヨン、アラミド、およびポリエステルからなる群より選択される１種以上の素材を含むことができる。また、好ましくは、前記緯糸は、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステル、および綿からなる群より選択される１種以上の素材を含むことができる。
一方、前記ゴム補強材２０１、３０１は、前記繊維基材２１０、１１０上に配置された前記接着層２２０を含む。
前記接着層２２０は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）を含む。
例えば、前記接着層２２０は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および溶剤を含む接着コーティング液によって形成することができる。
前記レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックスは、接着成分として作用する。レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックスは、特に、繊維基材２１０、１１０とゴム成分との親和性および接着力を向上させる。これによって、前記接着層２２０は、繊維基材２１０、１１０とゴムコンパウンド層２３０との内的な接着力を向上させるとともに、ゴム補強材２０１、３０１とゴム（例えば、トレッドなど）との外的な接着力を向上させる。
したがって、前記繊維基材２１０、１１０とゴムコンパウンド層２３０とが互いに分離せず安定的にくっ付けられうることから、タイヤ１０１の製造過程で不良率を下げることができる。
一方、前記ゴム補強材２０１、３０１は、前記接着層２２０に配置されたゴムコンパウンド層２３０を含む。
前記ゴムコンパウンド層２３０は、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群より選択される１種以上の弾性重合体を含むことができる。
前記ゴムコンパウンド層２３０は、前記弾性重合体を含む液体状態のゴムコンパウンド液を前記接着層２２０上に塗布することで形成されうる。これによって、前記ゴム補強材２０１、３０１は、固体状態のゴムを使用する圧延工程によっては達成しにくい、薄い厚さのゴムコンパウンド層２３０を有することができる。ゴムコンパウンド層２３０の厚さが薄くなることによって、それを含むゴム補強材２０１、３０１および前記ゴム補強材を含むタイヤ１０１の軽量化にも、寄与することができる。
前記ゴムコンパウンド層２３０は、弾性重合体、硫黄、加硫促進剤、および加硫遅延剤を含むゴムコンパウンド液で形成することができる。
前記弾性重合体は、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群より選択される１種以上のゴムであり得る。例えば、前記弾性重合体は、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソブチレンゴム（ＩＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム、およびネオプレンゴムからなる群より選択される１種以上のゴムであり得る。
前記ゴムコンパウンド液は、素練り剤、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂、および酸化防止剤からなる群より選択される１種以上の添加剤をさらに含むことができる。
前記ゴムコンパウンド液は、トルエン、ナフサ、メタノール、キシレン、およびテトラヒドロフランの中から選択される少なくとも１つの溶媒を含むことができる。
前記ゴムコンパウンド層２３０は、２μｍ～２００μｍ、あるいは５μｍ～１５０μｍ、あるいは５μｍ～１００μｍ、あるいは５μｍ～５０μｍ、あるいは１０μｍ～４０μｍ、あるいは２０μｍ～４０μｍの厚さｔ１を有する。
図２に示すように、ゴムコンパウンド層２３０の厚さｔ１は、接着層２２０と接するゴムコンパウンド層２３０の一面から、接着層２２０とは反対の側に位置するゴムコンパウンド層２３０の他面までの最長距離として測定される。
従来のゴム補強材は、繊維基材上にゴム基材が圧延されてゴム層が形成されるので、前記ゴム層は、通常、１ｍｍ以上の厚さ、少なくとも０．８ｍｍ以上の厚さを有する。
これに対して、前記ゴムコンパウンド層２３０は、前記ゴムコンパウンド液によって形成され、２００μｍ以下の薄い厚さを有しうる。したがって、ゴム補強材２０１、３０１の全体の厚さが薄くなり、さらに、ゴム補強材２０１、３０１を含むタイヤ１０１の厚さが薄くなりうる。
前記ゴムコンパウンド層２３０の厚さが薄すぎると、ゴムコンパウンド層２３０が十分な粘着性と接着力を有することができず、タイヤの製造時の不良率が高くなり、タイヤの耐久性が低下することがある。したがって、前記ゴムコンパウンド層２３０は、２μｍ以上、あるいは５μｍ以上、あるいは１０μｍ以上、あるいは２０μｍ以上の厚さｔ１を有することが好ましい。
ただし、前記ゴムコンパウンド層２３０の厚さが厚すぎると、薄い厚さのゴム補強材２０１を提供するための発明目的に合致しなくなりうる。特に、ゴムコンパウンド層２３０の厚さｔ１が厚すぎると、溶媒の揮発の過程で、前記ゴムコンパウンド層２３０内に気泡が形成され、ゴム補強材２０１が均一な厚さを有することが難しくなりうる。そして、これを適用したタイヤ内にエアポケットが発生してタイヤの品質が低下し、不良率が高くなりうる。また、ゴムコンパウンド層２３０を厚く形成するために、コーティング作業を数回行わなければならないので工程の効率が低下しうる。したがって、前記ゴムコンパウンド層２３０は、２００μｍ以下、あるいは１５０μｍ以下、あるいは１００μｍ以下、あるいは５０μｍ以下、あるいは４０μｍ以下の厚さｔ１を有することが好ましい。
特に、前記ゴムコンパウンド層２３０は、１５０秒～２２０秒のｔ５０値および３００秒～３５０秒のｔ９０値を有する。
ここで、前記ｔ５０値は、ＡＳＴＭ Ｄ２０８４の標準試験法によりレオメータで測定される、前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の５０％に到達するのにかかる時間（秒）であり、前記ｔ９０値は、前記最大架橋密度の９０％に到達するのにかかる時間（秒）である。前記ｔ９０値は、加硫の最適時間（ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｉｍｅ）を意味し、前記ｔ５０値は、加硫のハーフタイム（ｈａｌｆ－ｔｉｍｅ）を意味する。
前記ｔ５０およびｔ９０値などの加硫特性（ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）は、本発明の属する技術分野における通常の方法を用いて測定することができる。例えば、前記加硫特性は、レオメータ（例えば、「ｖｕｌｃａｍｅｔｅｒ」）を用いて測定することができる。前記加硫特性は、文献『Ｍａｔａｄｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ ｓ．ｒ．ｏ（２００７）Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ．ＶＥＲＴ，ｐｐ．７１－７６』を参照して測定することができる。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド層２３０が適切な加硫速度で形成され、本発明で達成しようとする物性（特に、優れた接着性）を均一に発現できるために、前記ｔ９０値は３００秒以上であり、前記ｔ５０値は１５０秒以上であることが好ましい。前記ｔ９０値と前記ｔ５０値が小さすぎる場合、ゴムの加硫反応開始時間が非常に速くなり、早期加硫による接着力の低下が誘発されうる。
ただし、前記ゴムコンパウンド層２３０が形成される加硫の最適時間および加硫のハーフタイムが必要以上に長くなる場合、未加硫が発生するという問題が生じうる。したがって、前記ｔ９０値は３５０秒以下であり、前記ｔ５０値は２２０秒以下であることが好ましい。
好ましくは、前記ゴムコンパウンド層２３０が有する前記ｔ９０値は、３００秒～３５０秒、あるいは３０５秒～３４５秒、あるいは３０５秒～３４０秒、あるいは３１０秒～３４０秒であり得る。また、前記ゴムコンパウンド層２３０が有する前記ｔ５０値は、１５０秒～２２０秒、あるいは１６０秒～２２０秒、あるいは１７０秒～２１０秒、あるいは１８０秒～２１０秒であり得る。
一方、自動車用タイヤについては、自動車の静電気安全事故防止のために、火災安全標準の静電気基準（ＫＦＳ ４４０）による１．０×１０9ｏｈｍ／ｓｑ．未満の表面固有抵抗を有することが求められる。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド層２３０は、４．０×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．～８．０×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．の表面固有抵抗を有し、前記基準を満たす静電気特性を示すことができる。
好ましくは、前記ゴムコンパウンド層２３０は、４．０×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．～８．０×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．、あるいは４．１×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．～７．８×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．、あるいは４．２×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．～７．５×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．の表面固有抵抗を有しうる。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド層２３０は優れた接着性を示しうる。前記接着性は接着力で表される。例えば、前記ゴムコンパウンド層２３０は、ＡＳＴＭ Ｄ４３９３の標準試験法による１７．０Ｎ／ｉｎｃｈ以上、あるいは１７．０Ｎ／ｉｎｃｈ～１７．５Ｎ／ｉｎｃｈの接着力を示しうる。ここで、前記接着力は、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｌａｍｐｅ（Ｇｒｉｐ、ＣＡＴ．Ｎｏ．２７１２－０４１）を用いたＰＥＥＬテスト方法（Ｃｒｏｓｓ Ｈｅａｄ Ｓｐｅｅｄは１２５ｍｍ／ｍｉｎ）で測定した値である。
前記ゴムコンパウンド層２３０の接着力が１７．０Ｎ／ｉｎｃｈ以上である場合、タイヤの製造過程にてゴム補強材が流れ落ちる現象なしにゴムに付着し、タイヤ製造工程が安定的に行われうる。前記ゴムコンパウンド層２３０の接着力が１７．０Ｎ／ｉｎｃｈ未満の場合、タイヤの製造過程にてゴム補強材の流れ落ち現象による不良が発生しうるのであり、グリーンタイヤの製造の際、エアポケットが発生してタイヤの不良率が増加しうる。
前記実施形態によるゴム補強材２０１は、タイヤ１０１のキャッププライ９０、ベルト５０、およびカーカス７０のうちの少なくとも１つに適用され得る。
ＩＩ．ゴム補強材の製造方法
本発明の他の一実施形態によれば、
繊維基材を準備する段階と、
繊維基材上に接着層を形成する段階と、
前記接着層上にゴムコンパウンド液を塗布し、熱処理してゴムコンパウンド層を形成する段階と、を含み、
前記ゴムコンパウンド液は、５０～１１０℃および３０～５０ｒｐｍ下で前記ゴムコンパウンド液に含まれる、いずれか１つの成分を添加した後、３０～１２０秒間攪拌しながら順次混合して準備される、前記『ＩＩ．ゴム補強材』の製造方法が提供される。
前記繊維基材２１０、１１０に関する事項は、『Ｉ．ゴム補強材』の項目で上述した内容に代える。
前記繊維基材２１０、１１０上に接着層２２０を形成する段階を行うことができる。
前記接着層２２０は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および溶剤を含む接着コーティング液によって形成されうる。
例えば、前記繊維基材２１０、１１０を前記接着コーティング液に浸漬することによって、前記繊維基材２１０、１１０上に接着コーティング液を塗布することができる。または、前記繊維基材２１０、１１０を前記接着コーティング液に通過させることによって浸漬工程が行われる。このような浸漬は、張力、浸漬時間および温度を調節できる浸漬装置で行われうる。
その他にも、ブレードあるいはコーターを用いてコーティング、または噴射器を用いた噴射によって、前記繊維基材２１０、１１０上に前記接着コーティング液を塗布することができる。
前記接着層２２０を形成する段階は、前記繊維基材２１０、１１０上に前記接着コーティング液を浸漬または塗布し、１３０～２５０℃で８０～１２０秒間熱処理する工程をさらに含むことができる。熱処理は、通常の熱処理装置で行われる。熱処理によって、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）についての硬化および固定がなされることで、接着層２２０が形成されうる。このような熱処理によって、接着層２２０が、より安定的に形成されうる。
次に、前記接着層２２０上にゴムコンパウンド液を塗布し熱処理して、前記接着層２２０上にゴムコンパウンド層２３０を形成する段階を行うことができる。
前記ゴムコンパウンド液は、弾性重合体、硫黄、加硫促進剤、および加硫遅延剤を含むことができる。
前記弾性重合体は、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群より選択される１種以上のゴムであり得る。例えば、前記弾性重合体は、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソブチレンゴム（ＩＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム、およびネオプレンゴムからなる群より選択される１種以上のゴムであり得る。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド液は、６０～７０ＰＨＲ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｒｕｂｂｅｒ）の天然ゴム、３０～４０ＰＨＲのスチレン－ブタジエンゴム、１～５ＰＨＲの硫黄、１～５ＰＨＲの加硫促進剤、０．１～０．５ＰＨＲの加硫遅延剤を含むことが好ましい。
つまり、均一な厚さと物性を有する前記ゴムコンパウンド層２３０を形成するために、前記ゴムコンパウンド液は、上記含有量の範囲の成分を含むことが好ましい。前記含有量の範囲を満たさないゴムコンパウンド液は、均一な厚さにコーティングされず、これによって、疲労性能の低下を誘発することができる。そして、上記含有量の範囲を満たさない場合、前記ゴムコンパウンド層２３０は、１５０秒～２２０秒の前記ｔ５０値および３００秒～３５０秒の前記ｔ９０値を有することができず、接着性の低下をもたらす。
前記加硫促進剤および加硫遅延剤の種類は、特に限定されない。本発明の属する技術分野にて前記加硫促進剤および加硫遅延剤として作用しうる化合物が適用されうる。非制限的な例として、前記加硫促進剤としてはＮ－ｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド（Ｎ－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌ－２－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｅ－ｓｕｌｆｅｎａｍｉｄｅ、ＴＢＢＳ）、１，３－ジフェニルグアニジン（１，３－ｄｉｐｈｅｎｙｌｇｕａｎｉｄｉｎｅ、ＤＰＧ）などがされうるのであり、前記加硫遅延剤としてはＮ－（シクロヘキシルチオ）フタルイミド（Ｎ－（ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｔｈｉｏ）ｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ）などがされうる。
特に、前記ゴムコンパウンド層２３０を非常に薄く形成し、かつ構成成分を均一に分散するために、前記ゴムコンパウンド液を準備する工程での温度、攪拌速度、および各成分を添加した後、攪拌時間を設定する必要がある。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド液は、５０～１１０℃および３０～５０ｒｐｍ下で、前記ゴムコンパウンド液に含まれるいずれか１つの成分を添加した後、３０～１２０秒間攪拌しながら順次に混合して準備することが好ましい。
前記ゴムコンパウンド液の準備工程が５０℃未満の温度、あるいは３０ｒｐｍ未満の攪拌速度、あるいは３０秒未満の攪拌時間で行われる場合、高分散のゴムコンパウンド液を得にくい。前記ゴムコンパウンド液に含まれる成分が均一に分散できない場合、均一な厚さにコーティングされず、そのために、疲労性能と接着性の低下を誘発しうる。
ただし、前記ゴムコンパウンド液の準備工程が、１１０℃超の温度、あるいは５０ｒｐｍ超の攪拌速度、あるいは１２０秒超の攪拌時間で行われる場合、１５０秒～２２０秒の前記ｔ５０値および３００秒～３５０秒の前記ｔ９０値を有することができず、適正水準の接着性を有することができない。
前記ゴムコンパウンド液の準備においては、プロペラ式撹拌機（ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ｔｙｐｅ ａｇｉｔａｔｏｒ）などの通常の混合手段が用いられる。前記混合手段の使用に当たっては、撹拌機の直径、媒質の密度、媒質に伝達しようとする攪拌力などを考慮して攪拌速度を調節することができる。非制限的な例として、本発明の製造例における前記ゴムコンパウンド液の製造に当たっては、１０Ｌ容量のプロペラ式撹拌機（容器の直径１００ｃｍ、プロペラの直径８０ｃｍ、プロペラの長さ１２０ｃｍ）が用いられた。
好ましくは、前記ゴムコンパウンド液に含まれる各成分の特性により、前記温度、前記攪拌速度および攪拌時間を調節することができる。
非制限的な例として、前記ゴムコンパウンド液は、
６０～７０ＰＨＲの天然ゴムを６０～７０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で１００～１２０秒間混合する段階（ａ）と、
前記段階（ａ）の混合物を含む組成物に３０～４０ＰＨＲのスチレン－ブタジエンゴムを添加した後、１００～１１０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（ｂ）と、
前記段階（ｂ）の混合物を含む組成物に１～５ＰＨＲの硫黄および０．５～２．５ＰＨＲの第１加硫促進剤を添加した後、５０～６０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（ｃ）と、
前記段階（ｃ）の混合物を含む組成物に０．５～２．５ＰＨＲの第２加硫促進剤および０．１～０．５ＰＨＲの加硫遅延剤を添加した後、７０～８０℃の温度および４０～４５ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（ｄ）と、含む。
一方、前記ゴムコンパウンド液には、本発明の属する技術分野における通常の添加剤をさらに含むことができる。
一例として、前記ゴムコンパウンド液は、素練り剤（しゃく解剤）、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂、および酸化防止剤からなる群より選択される１種以上の添加剤をさらに含むことができる。
前記素練り剤、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂および酸化防止剤の種類は特に限定されない。本発明の属する技術分野にて前記添加剤として作用しうる化合物が適用されうる。非制限的な例として、前記素練り剤としては２，２’－ジベンズアミドジフェニルジスルフィド（２，２’－ｄｉｂｅｎｚａｍｉｄｏｄｉｐｈｅｎｙｌｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）などが適用されうるのであり、前記活性剤としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ステアリン酸（ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ）などが適用されうるのであり、前記老化防止剤としては重合した２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ２，２，４－ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ－１，２－Ｄｉｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ、ＴＭＤＱ）、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン（Ｎ－（１，３－ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｕｔｙｌ）－Ｎ’－ｐｈｅｎｙｌ－ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、６ＰＰＤ）などが適用されうるのであり、前記酸化防止剤としてはワックスなどが適用されうる。
非制限的な例として、前記添加剤をさらに含む前記ゴムコンパウンド液は、
６０～７０ＰＨＲの天然ゴムおよび０．１～０．５ＰＨＲの素練り剤を６０～７０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で１００～１２０秒間混合する段階（１）と、
前記段階（１）の混合物を含む組成物に３０～４０ＰＨＲのスチレン－ブタジエンゴムを添加した後、１００～１１０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（２）と、
前記段階（２）の混合物を含む組成物に５０～５５ＰＨＲのカーボンブラックおよび５～１０ＰＨＲのプロセスオイルを添加した後、９０～１００℃の温度および２５～３５ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（３）と、
前記段階（３）の混合物を含む組成物に５～１０ＰＨＲの活性剤および０．５～２．５ＰＨＲの第１老化防止剤を添加した後、１００～１１０℃の温度および３５～４５ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（４）と、
前記段階（４）の混合物を含む組成物に５～１０ＰＨＲの石油樹脂、０．５～２．５ＰＨＲの第２老化防止剤および１～５ＰＨＲの酸化防止剤を添加した後、９０～１００℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（５）と、
前記段階（５）の混合物を含む組成物に１～５ＰＨＲの硫黄および０．５～２．５ＰＨＲの第１加硫促進剤を添加した後、５０～６０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（６）と、
前記段階（６）の混合物を含む組成物に０．５～２．５ＰＨＲの第２加硫促進剤および０．１～０．５ＰＨＲの加硫遅延剤を添加した後、７０～８０℃の温度および４０～４５ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（７）と、を含む。
前記ゴムコンパウンド液には、前記弾性重合体を溶解可能な溶媒をさらに含むことができる。例えば、前記溶媒は、トルエン、ナフサ、メタノール、キシレン、およびテトラヒドロフランの中から選択される少なくとも１つを含むことができる。
前記ゴムコンパウンド液を前記接着層２２０上に塗布する方法は特に限定されず、公知のコーティング方法が適用され得る。
例えば、ゴムコンパウンド層２３０の形成のために、接着層２２０が形成された繊維基材２１０、１１０を前記ゴムコンパウンド液に浸漬することができる。浸漬によって接着層２２０上にゴムコンパウンド液が塗布される。
コーティング方法としては、グラビア（ｇｒａｖｕｒｅ）コーティング、マイクログラビア（ｍｉｃｒｏ ｇｒａｖｕｒｅ）コーティング、コンマコーティング（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｉｎｇ）などが挙げられる。例えば、コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いたコンマコーティング（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｉｎｇ）によって前記ゴムコンパウンド液が接着層２２０上に塗布されうる。この際、コーティングは、溶媒が揮発できる温度、例えば、６５～１００℃の温度条件で行われうる。
前記接着層２２０上に前記ゴムコンパウンド液を塗布した後、熱処理する過程がさらに行われる。前記熱処理は、通常の熱処理装置で行われうる。熱処理のために、５０～１６０℃の温度下で３０～１５０秒間熱を印加しうる。
前記ゴムコンパウンド液の単位面積当たりの塗布量は７５～３００ｇ／ｍ2、または１００～２００ｇ／ｍ2であり得る。前記接着層２２０に対する前記ゴムコンパウンド液の単位面積当たりの塗布量を上記範囲に調節することで、厚さが薄く、かつゴムに対して優れた接着性を有し、耐久性に優れたゴム補強材２０１、３０１を製造することができる。
前記ゴムコンパウンド層２３０は、２μｍ～２００μｍ、あるいは５μｍ～１５０μｍ、あるいは５μｍ～１００μｍ、あるいは５μｍ～５０μｍ、あるいは１０μｍ～４０μｍ、あるいは２０μｍ～４０μｍの厚さｔ１を有しうる。
一方、前記ゴムコンパウンド層２３０の形成後に、選択的にスリッティング（ｓｌｉｔｔｉｎｇ）段階を行うことができる。前記スリッティング段階は、板状に製作された前記ゴム補強材２０１、３０１を、必要に応じて、または使用目的に適合するように裁断する段階である。前記スリッティング、通常のカッターナイフまたはヒーティングナイフを用いて行うことができる。
上記方法で製造されたゴム補強材２０１、３０１は、ワインダで巻き取られうる。
ＩＩＩ．タイヤ
本発明のさらに他の一実施形態によれば、上述したゴム補強材を含むタイヤが提供される。
図１は、本発明の一実施形態によるタイヤ１０１の部分切開図である。
図１を参照すると、タイヤ１０１は、トレッド（ｔｒｅａｄ）１０、ショルダー（ｓｈｏｕｌｄｅｒ）２０、サイドウォール（ｓｉｄｅ ｗａｌｌ）３０、ビード（ｂｅａｄ）４０、ベルト（ｂｅｌｔ）５０、インナーライナ（ｉｎｎｅｒ ｌｉｎｅｒ）６０、カーカス（ｃａｒｃａｓｓ）７０、およびキャッププライ（ｃａｐｐｌｙ）９０を含む。
トレッド１０は、直接に路面と接触する部分である。トレッド１０は、キャッププライ９０の外側に付いている強力なゴム層で、耐摩耗性に優れたゴムからなる。トレッド１０は、自動車の駆動力および制動力を地面に伝達する直接的な役割を果たす。トレッド１０領域には、グルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）８０が形成されている。
ショルダー２０は、トレッド１０の角部分で、サイドウォール３０と連結される部分である。ショルダー２０は、サイドウォール３０とともに、タイヤの中で最も弱い部分の１つである。
サイドウォール３０は、トレッド１０とビード４０とを連結するタイヤ１０１の側部で、カーカス７０を保護し、タイヤに側面安定性を提供する。
ビード４０は、カーカス７０の端部に巻かれる鋼線が入っている領域で、鋼線にゴム膜を被覆し、コードを包む構造からなる。ビード４０は、タイヤ１０１をホイールリム（ｗｈｅｅｌ ｒｉｍ）に装着して固定する役割を果たす。
ベルト５０は、トレッド１０とカーカス７０との中間に位置するコード層である。ベルト５０は、外部からの衝撃や外的条件による、カーカス７０などの内部構成要素についての損傷を防止する役割を果たし、トレッド１０の形状を偏平に維持してタイヤ１０１と路面との接触が、最上の状態に維持されるようにする。ベルト５０は、本発明の他の一実施形態によるゴム補強材２０１を含むことができる（図２参照）。
インナーライナ６０は、チューブレス（ｔｕｂｅｌｅｓｓ）タイヤにてチューブの代わりに使用されるもので、空気透過性がないかまたは非常に少ない特殊ゴムで作られる。インナーライナ６０は、タイヤ１０１に充填された空気が漏れないようにする。
カーカス７０は、強度が強い合成繊維からなるコードが複数枚重なって作られるのであり、タイヤ１０１の骨格を形成する重要な部分である。カーカス７０は、タイヤ１０１が受ける荷重と衝撃に耐えて空気圧を維持する役割を果たす。カーカス７０は、本発明の他の一実施形態によるゴム補強材２０１を含むことができる。
グルーブ８０は、トレッド領域にある太い溝（ｖｏｉｄ）を指称する。グルーブ８０は、濡れた路面の走行時にタイヤの排水性を高め、タイヤの接地力を高める機能をする。
キャッププライ９０は、トレッド１０の下の保護層であって、内部の他の構成要素を保護する。キャッププライ９０は、高速走行車両に必須のものとして適用される。特に、自動車の走行速度の増加に伴い、タイヤのベルト部分が変形して乗り心地が低下するなどの問題が発生しており、ベルト部分の変形を防止するキャッププライ９０の重要性が増加している。キャッププライ９０は、本発明の他の一実施形態によるゴム補強材２０１からなる。
本発明の一実施形態によるタイヤ１０１は、ゴム補強材２０１を含む。ゴム補強材２０１はキャッププライ９０、ベルト５０およびカーカス７０のうちの少なくとも１つに適用され得る。
本発明によれば、薄い厚さと軽い重量を有しかつ優れた耐久性を有するゴム補強材が提供される。前記ゴム補強材は、タイヤを軽量化しながらも向上した転がり抵抗性を発現することができる。
本発明の一実施形態によるタイヤの部分切開図である。 本発明の他の一実施形態によるゴム補強材に対する概略的な断面図である。 合撚糸の概略図である。 本発明のさらに他の一実施形態によるゴム補強材に対する概略的な断面図である。
以下、発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。しかし、下記の実施例は単なる例示であって、本発明はこれによって限定されるものではない。
＜製造例１＞
以下の段階（１）～段階（７）によりゴムコンパウンド液を製造した。
前記ゴムコンパウンド液の製造において、１０Ｌ容量のプロペラ式撹拌機（容器の直径１００ｃｍ、プロペラの直径８０ｃｍ、プロペラの長さ１２０ｃｍ、モデル名ＳＵＰＥＲ－ＭＩＸＭＲ２０３、製造会社ＨＡＤＯ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）を用いた。
６０ＰＨＲの天然ゴム（ＴＳＲ分類基準２０ ＧｒａｄｅであるＳＩＲ２０）および０．１ＰＨＲの素練り剤（Ｓｔｒｕｋｔｏｌ Ａ８６）を７０℃の温度および４０ｒｐｍの攪拌下で１２０秒間混合した［段階（１）］。
前記段階（１）から得られた混合物に４０ＰＨＲのスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ－１５０２）を添加した後、１１０℃の温度および４０ｒｐｍの攪拌下で６０秒間混合した［段階（２）］。
前記段階（２）から得られた混合物に５０ＰＨＲのカーボンブラック（Ｃｏｒａｘ（登録商標）Ｎ３３０）および６ＰＨＲのプロセスオイル（パラフィン系、Ｐ－２、ＭＩＣＨＡＮＧ）を添加した後、１００℃の温度および３５ｒｐｍの攪拌下で６０秒間混合した［段階（３）］。
前記段階（３）から得られた混合物に５ＰＨＲの第１活性剤（ＺｎＯ）、２ＰＨＲの第２活性剤（ステアリン酸）、および１．５ＰＨＲの第１老化防止剤（ＴＭＤＱ）を添加した後、１１０℃の温度および４５ｒｐｍの攪拌下で６０秒間混合した［段階（４）］。
前記段階（４）から得られた混合物に７ＰＨＲの石油樹脂（ＨＩＫＯＴＡＣＫ（登録商標）Ｐ－９０）、１ＰＨＲの第２老化防止剤（６ＰＰＤ）および２．５ＰＨＲの酸化防止剤（ワックス）を添加した後、１００℃の温度および４０ｒｐｍの攪拌下で６０秒間混合した［段階（５）］。
前記段階（５）から得られた混合物を２時間常温（２５℃）で放置した後、配合した。次に、７０℃の温度および４０ｒｐｍの攪拌下で１２０秒間配合した［段階（５．５）］。
前記段階（５．５）から得られた混合物に３．４ＰＨＲの硫黄および０．８５ＰＨＲの第１加硫促進剤（ＴＢＢＳ）を添加した後、６０℃の温度および４０ｒｐｍの攪拌下で３０秒間混合した［段階（６）］。
前記段階（６）から得られた混合物に０．６ＰＨＲの第２加硫促進剤（ＤＰＧ）および０．２ＰＨＲの加硫遅延剤（Ｎ－（ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｔｈｉｏ）ｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ）を添加した後、８０℃の温度および４５ｒｐｍの攪拌下で３０秒間混合した［段階（７）］。
＜製造例２＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において温度を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：６０℃
－段階（２）：１１０℃
－段階（６）：５０℃
－段階（７）：７０℃
＜製造例３＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において攪拌速度（ｒｐｍ）を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：３５ｒｐｍ
－段階（２）：３５ｒｐｍ
－段階（６）：３０ｒｐｍ
－段階（７）：４０ｒｐｍ
＜製造例４＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において混合物の配合時間を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：１００秒
－段階（２）：４５秒
－段階（６）：６０秒
－段階（７）：６０秒
＜製造例５＞
前記段階（１）、段階（２）および段階（３）において天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴムおよびカーボンブラックの含有量を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：天然ゴム７０ＰＨＲ
－段階（２）：スチレン－ブタジエンゴム３０ＰＨＲ
－段階（３）：カーボンブラック５５ＰＨＲ
＜比較製造例１＞
前記段階（６）および段階（７）において温度を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（６）：４５℃
－段階（７）：７０℃
＜比較製造例２＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において温度を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：７５℃
－段階（２）：１２０℃
－段階（６）：７０℃
－段階（７）：９０℃
＜比較製造例３＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において攪拌速度（ｒｐｍ）を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：２５ｒｐｍ
－段階（２）：３５ｒｐｍ
－段階（６）：３５ｒｐｍ
－段階（７）：４０ｒｐｍ
＜比較製造例４＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において攪拌速度（ｒｐｍ）を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：４５ｒｐｍ
－段階（２）：４０ｒｐｍ
－段階（６）：４５ｒｐｍ
－段階（７）：５５ｒｐｍ
＜比較製造例５＞
前記段階（１）、段階（２）、段階（６）、および段階（７）において混合物の配合時間を以下のように変更したことを除いて、前記製造例１と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
－段階（１）：１００秒
－段階（２）：１２０秒
－段階（６）：１５０秒
－段階（７）：６０秒
＜実施例１～５＞
（１）テキスタイル基材の準備
１２６０ｄｅのナイロンフィラメント（第１の下撚り糸）と１５００ｄｅのアラミドフィラメント（第２の下撚り糸）を準備した。ケーブルコーダーを用いて前記第１および第２フィラメントに対する下撚り（反時計方向）および上撚り（時計方向）を同時に行い、３００ＴＰＭの撚り数を有する合撚糸１１０を製造した。
前記合撚糸１１０を経糸（ｗａｒｐ ｙａｒｎ）に使用し、綿糸を緯糸（ｗｅｆｔ ｙａｒｎ）に使用して織物を製織することで、厚さ０．０４ｍｍのテキスタイル基材２１０を製造した。
（２）接着層の形成
前記テキスタイル基材２１０を１５重量％のレゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および８５重量％の溶剤（水、Ｈ2Ｏ）を含む接着コーティング液に浸漬した後、１５０℃で１００秒間熱処理して接着層２２０を形成した。
（３）ゴムコンパウンド層の形成
次に、コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層２２０上に製造例中のいずれか１つのゴムコンパウンド液を、単位面積当たりの塗布量１２０～１３０ｇ／ｍ2で塗布した後、７０℃の温度で溶媒を揮発させてゴムコンパウンド層２３０が形成されたゴム補強材２０１を製造した。
（４）裁断
前記ゴム補強材２０１を１０ｍｍ幅に裁断して、キャッププライ９０用ゴム補強材を製造した。前記裁断のためにカッターナイフが使用された。
（５）タイヤの製造
裁断したゴム補強材を２０５／５５Ｒ１６規格のタイヤの製造に適用した。前記タイヤ製造のために、１３００Ｄｅ／２ｐｌｙ ＨＭＬＳタイヤコードを含むボディプライおよびスチールコード（ｓｔｅｅｌ ｃｏｒｄ）ベルトが使用された。
具体的には、インナーライナゴム上にボディプライ用ゴムを積層し、ビードワイヤーおよびベルト部を積層した後、前記製造されたゴム補強材を投入し、トレッド部、ショルダー部およびサイドウォール部の形成のためのゴム層を順次形成して、グリーンタイヤを製造した。前記グリーンタイヤを加硫金型に入れ、１７０℃で１５分間加硫してタイヤを製造した。
＜比較例１～５＞
前記ゴムコンパウンド層の形成において、ゴムコンパウンド液として比較製造例中のいずれか１つから得られたものを使用したことを除いて、前記実施例１～５と同様の方法でゴム補強材およびそれを含むタイヤを製造した。
＜試験例＞
（１）厚さ
実施例および比較例によるゴム補強材において、繊維基材およびゴムコンパウンド層の厚さｔ１を株式会社ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社）製のノギス（ｖｅｒｎｉｅｒ ｃａｌｉｐｅｒｓ）を用いて測定した。
（２）ゴムコンパウンド層の加硫特性（ｔ５０、ｔ９０）
実施例および比較例によるゴム補強材からゴムコンパウンド層の試験片を採取した。ＡＳＴＭ Ｄ２０８４の標準試験法によりレオメータ（ＭＤＲ２０００、Ａｌｐｈａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を用いて前記試験片に対するｔ５０値およびｔ９０値を測定した。
（３）粘着性
ＡＳＴＭ Ｄ２９７９の標準試験法により、以下の条件下で前記ゴムコンパウンド層の粘着性（ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔａｃｋ ｏｆ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）をテストした。
－円柱の直径：１０ｍｍ
－荷重：３００ｇｆ
－引き剥がし速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
－開始荷重：１０ｇｆ
－試験開始荷重速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
－目標荷重到達速度：０．２ｍｍ／ｍｉｎ
－維持時間：２０ｓｅｃ
（４）接着力
ＡＳＴＭ Ｄ４３９３の標準試験法により前記ゴムコンパウンド層の接着性（ｓｔｒａｐ ｐｅｅｌ ａｄｈｅｓｉｏｎ）をテストした。前記テストは、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｌａｍｐｅ（Ｇｒｉｐ、ＣＡＴ．Ｎｏ．２７１２－０４１）を用いて１２５ｍｍ／ｍｉｎのＣｒｏｓｓ Ｈｅａｄ Ｓｐｅｅｄ下で行った。
（５）疲労強度保持率
疲労強度保持率は、曲げ疲労試験（ｂｅｎｄｉｎｇ ｆａｔｉｇｕｅ ｔｅｓｔ）により測定された。試験片は３０ｃｍの長さと１インチの幅で製作した。加硫は１７０℃下で１５分間行った。試験前に前記試験片を曲がる疲労試験装置のプーリー（ｐｕｌｌｅｙ）に装着した後、１００℃下で３０分間放置した。そして、ＲＰＭ１５０、１００℃、プーリーサイズ1インチ（ｐｕｌｌｅｙ ｓｉｚｅ １ ｉｎｃｈ）の条件下にて、前記試験片を２５、０００サイクルでベンディングした。ここで、前記プーリーサイズ（ｐｕｌｌｅｙ ｓｉｚｅ）は、前記試験片にかかるプーリー（ｐｕｌｌｅｙ）の直径を意味する。前記試験片が有する前記走行前の接着力を基準として前記走行後の接着力を比較した結果を疲労強度保持率という。
（６）表面固有抵抗
３０ｃｍの長さと１インチの幅で製作された試験片に対して、電気抵抗測定装置（モデル名：Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔｅｒ １５５０Ｃ、製造会社：ＦＵＬＫＥ社）を用いて表面固有抵抗を測定した。
Figure 2023527444000002
Figure 2023527444000003
上記表１および表２を参照すると、製造例１～５のゴムコンパウンド液を適用して形成されたゴムコンパウンド層は、比較製造例１～５のゴムコンパウンド液を適用して形成されたものに比べて、優れた加硫特性（ｔ５０、ｔ９０）、粘着性および接着力を有し、かつ高い疲労強度保持率と低い表面固有抵抗を有していることが確認された。
（７）タイヤの物性評価
圧延工程により製造されたタイヤコード（８４０デニールの繊度を有するナイロン素材のツープライヤーン(two-ply yarn)を経糸として使用、２５個／ｉｎｃｈの経糸密度）を適用した２０５／６０ Ｒ１６規格のタイヤを参考例として準備した。
参考例と実施例１のタイヤに対して以下の物性を測定した。実施例１のタイヤが有する物性値は参考例のタイヤの物性値を基準（１００％）として換算した値である。
－材料重量：実施例１のゴム補強材および参考例のタイヤコードの重量
－タイヤ重量：実施例１および参考例のタイヤの重量
－高速走行性：米国ＦＭＶＳＳ １３９Ｈの標準試験法により測定
－耐久力Ｉ：米国ＦＭＶＳＳ １３９Ｅの標準試験法により測定
－耐久力ＩＩ：ヨーロッパＥＣＥ－Ｒ１１９の標準試験法により測定
－転がり抵抗性（ＲＲｃ）：ＩＳＯ ２８５８０の標準試験法により測定
Figure 2023527444000004
上記表３を参照すると、実施例１のタイヤは、本発明の実施形態によるゴム補強材を含むことによって参考例のタイヤに比べて、軽くかつ高速走行性、耐久力、転がり抵抗性に優れていることが確認された。
１０ トレッド
２０ ショルダー
３０ サイドウォール
４０ ビード
５０ ベルト
６０ インナーライナ
７０ カーカス
８０ グルーブ
９０ キャッププライ
１０１ タイヤ
１１０ 合撚糸
１１１ 第１の下撚り糸
１１２ 第２の下撚り糸
２０１、３０１ ゴム補強材
２１０ テキスタイル基材
２２０ 接着層
２３０ ゴムコンパウンド層

Claims (15)

  1. 繊維基材と、
    前記繊維基材上に配置された接着層と、
    前記接着層上に配置されたゴムコンパウンド層と、を含み、
    前記ゴムコンパウンド層は２μｍ～２００μｍの厚さ、１５０秒～２２０秒のｔ５０値、および３００秒～３５０秒のｔ９０値を有する、ゴム補強材。
    （ここで、前記ｔ５０値は、ＡＳＴＭ Ｄ２０８４の規格の試験法によりレオメータで測定される前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の５０％に到達するのにかかる時間（秒）であり、前記ｔ９０値は、前記最大架橋密度の９０％に到達するのにかかる時間（秒）である。）
  2. 前記ゴムコンパウンド層は２０μｍ～４０μｍの厚さを有する、請求項１に記載のゴム補強材。
  3. 前記ゴムコンパウンド層は、４．０×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．あるいは８．０×１０8ｏｈｍ／ｓｑ．の表面固有抵抗を有する、請求項１に記載のゴム補強材。
  4. 前記ゴムコンパウンド層は、ＡＳＴＭ Ｄ４３９３の規格の試験法による１７．０Ｎ／ｉｎｃｈ以上の接着力を有する、請求項１に記載のゴム補強材。
  5. 前記繊維基材は、繊維ヤーン（ｙａｒｎ）およびテキスタイル基材のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のゴム補強材。
  6. 前記接着層は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）を含む、請求項１に記載のゴム補強材。
  7. 繊維基材を準備する段階と、
    繊維基材上に接着層を形成する段階と、
    前記接着層上にゴムコンパウンド液を塗布し、熱処理して、ゴムコンパウンド層を形成する段階と、を含み、
    前記ゴムコンパウンド液は、５０～１１０℃および３０～５０ｒｐｍ下で前記ゴムコンパウンド液に含まれるいずれか１つの成分を添加した後、３０～１２０秒間攪拌しながら順次混合して準備される、ゴム補強材の製造方法。
  8. 前記ゴムコンパウンド液は、弾性重合体、硫黄、加硫促進剤、および加硫遅延剤を含む、請求項７に記載のゴム補強材の製造方法。
  9. 前記弾性重合体は、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソブチレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴムおよびネオプレンゴムからなる群より選択される１種以上のゴムを含む、請求項８に記載のゴム補強材の製造方法。
  10. 前記ゴムコンパウンド液は、６０～７０ＰＨＲ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｒｕｂｂｅｒ）の天然ゴム、３０～４０ＰＨＲのスチレンブタジエンゴム、１～５ＰＨＲの硫黄、１～５ＰＨＲの加硫促進剤、および０．１～０．５ＰＨＲの加硫遅延剤を含む、請求項８に記載のゴム補強材の製造方法。
  11. 前記ゴムコンパウンド液は、
    ６０～７０ＰＨＲの天然ゴムを６０～７０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で１００～１２０秒間混合する段階（ａ）と、
    前記段階（ａ）の混合物を含む組成物に３０～４０ＰＨＲのスチレンブタジエンゴムを添加した後、１００～１１０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（ｂ）と、
    前記段階（ｂ）の混合物を含む組成物に１～５ＰＨＲの硫黄および０．５～２．５ＰＨＲの第１加硫促進剤を添加した後、５０～６０℃の温度および３０～４０ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（ｃ）と、
    前記段階（ｃ）の混合物を含む組成物に０．５～２．５ＰＨＲの第２加硫促進剤および０．１～０．５ＰＨＲの加硫遅延剤を添加した後、７０～８０℃の温度および４０～４５ｒｐｍの攪拌下で３０～６０秒間混合する段階（ｄ）と、を含んで準備される、請求項８に記載のゴム補強材の製造方法。
  12. 前記ゴムコンパウンド液は、素練り剤、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂、および酸化防止剤からなる群より選択される１種以上の添加剤をさらに含む、請求項８に記載のゴム補強材の製造方法。
  13. 前記ゴムコンパウンド層は２μｍ～２００μｍの厚さからなる、請求項７に記載のゴム補強材の製造方法。
  14. 請求項１に記載のゴム補強材を含む、タイヤ。
  15. 前記ゴム補強材がキャッププライ、ベルトおよびカーカスのうちの少なくとも１つに適用された、請求項１４に記載のタイヤ。
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