JP5492211B2 - 一体形補強パッチ - Google Patents

Description

本発明は、概略的には、損傷したタイヤ部分を補修するためのタイヤ補修用パッチ及び方法に関し、詳細には、耐久性のあるタイヤ補修を容易にするタイヤ補修用パッチ及びタイヤ補修方法に関する。

補修用パッチをタイヤの損傷部分に張り付けることは、一般に知られている。このような補修を容易にするため、損傷領域内のタイヤ補強材の損傷部分を実質的に除去することによって、このようなパッチの張り付け前に損傷領域を前処理することも又慣例である。次に、インナーライナと呼ばれる空気を通さない（空気不透過性）層と関連し、損傷領域の周りに位置するタイヤの内面をクリーニングすると共に／或いは軽くバフ磨きしてタイヤとパッチの接着性又は密着性を促進するのが良い。次に、パッチを接着剤によりタイヤの前処理された内面に張り付ける。

現行のパッチは、タイヤとパッチ補強材層（これは、パッチ補強材、例えばケーブル又はコードを納めている）との間に介在して配置される相当な量のゴム材料を提供する。相当な量の介在したゴム材料は、パッチ補強材をタイヤ補強材から隔離するよう働く。パッチは、一般に、ポリエステル又はナイロンコード補強材を含み、これら補強材は、低い引張弾性率、例えば２〜４ギガパスカル（ＧＰａ）を有するものとして特徴付けられ、従って、高い引張弾性率補強材によって達成される場合よりも任意所与の引張力において一層細長い（即ち、延伸する）。タイヤ補強材とパッチ補強材との間に介在して位置するゴムの量並びに低引張弾性率補強材の使用は、パッチが向上した補修及びパッチ性能を達成するのを阻止すると考えられる。過剰のゴムは、タイヤ作動中、損傷したコードと隔離されたパッチ補強材との間における剪断力の伝達に関して非効率をもたらす。さらに、介在したゴムは、一般に、タイヤ作動中、発熱を生じやすくなる。さらに、低引張弾性率によって特徴付けられているパッチ補強材の使用により、タイヤ作動中、剪断力を損傷タイヤコードからパッチ補強材に伝達する際の効率が減少する場合がある。したがって、以下の内容は、少なくとも上述の問題を改善する改良型補修用パッチを開示する。

本発明の特定の実施形態は、更生又は山掛けタイヤを形成する方法を含む。このような方法の特定の実施形態は、タイヤの内面を損傷部分の周囲に沿ってバフ磨きしてパッチ受け入れ面を形成するステップを有し、内面は、タイヤパッチの補強材を損傷したタイヤ補強材から約３ミリメートル以下の距離のところに配置するのに十分な深さまでバフ磨きされる。別のステップは、あらかじめ組み立てられたパッチをタイヤの内面に沿ってパッチ受け入れ面に張り付けることによって損傷部分を被覆するステップを含み、タイヤパッチは、損傷部分を覆うよう寸法決めされており、このようなパッチは、空気不透過性層とパッチのタイヤ接触面との間に介在して設けられた補強材層を含み、パッチ補強材は、補強材層内に納められると共に損傷タイヤ補強材から約３ミリメートル以下の距離のところに位置決めされる。更に別のステップは、パッチを硬化させてこれをタイヤに取り付けるステップを含む。

本発明の特定の実施形態は、タイヤ補修用パッチを含み、このパッチは、空気不透過性層と、複数本の補強材を備えた補強材層とを有し、複数本の補強材の各々は、高引張弾性率を有するものとして特徴付けられる。このパッチは、タイヤ接触面を更に有し、複数本の補強材の大部分と接触面との間の距離は、３ｍｍ以下である。

本発明の上述の目的、特徴及び利点並びに他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示されている本発明の特定の実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。なお、図中、同一の参照符号は、本発明の同一の部分を示している。

本発明の実施形態と関連した損傷タイヤ部分の部分等角図である。 本発明の実施形態に従ってパッチ張り付けのために前処理された図１の２‐２線に沿って見たタイヤの損傷部分の部分断面図である。 本発明の実施形態としてのタイヤパッチの断面図である。 本発明の実施形態に従って図３のパッチの張り付けによって補修された図２の損傷タイヤ部分の部分断面図である。 図３のタイヤパッチの一部分の平面図であり、その層のうちの３つが本発明の実施形態としてのタイヤパッチの組み立て中で示されている図である。 図５のタイヤパッチの一部分の平面図であり、本発明の実施形態としてのタイヤパッチの組み立て中における側部ガムストリップの配置の仕方を示す図である。 図６のタイヤパッチの一部分の平面図であり、本発明の実施形態としてのタイヤパッチの組み立て中における端部ガムストリップの配置の仕方を示す図である。 図７のタイヤパッチの一部分の平面図であり、本発明の実施形態としてのタイヤパッチの組み立てを完了するための接着剤の配置の仕方を示す図である。 高引張弾性率補強材層に隣接して位置決めされた第２の補強材層を有する本発明の変形実施形態としてのタイヤパッチの断面図である。

本発明の特定の実施形態は、損傷したタイヤ部分を補修するための方法及び装置を提供する。以下に更に説明するように、本発明者は、タイヤ補修用パッチの補強材とタイヤ内の損傷補強材との間の距離を減少させると共に／或いは高引張弾性率を有するものとして特徴付けられるパッチ補強材を提供することによってタイヤ耐久性に関して少なくとも約５０％の改善が達成されたということを発見した。これは、補修タイヤの耐久性に対して顕著な改良結果である。

タイヤの損傷部分を補修するこのような方法の特定の実施形態は、補修のために損傷した領域を前処理する又は準備するステップを有するのが良い。特定の実施形態は、損傷タイヤ部分と関連した凹部を形成するステップを有するのが良く、開口部は、１本又は２本以上の損傷タイヤ補強材と関連した複数個の断端を備えている。さらに別の実施形態では、このような方法は、損傷タイヤ部分と関連した開口部を形成するステップを有するのが良く、開口部は、１本又は２本以上の損傷タイヤ補強材と関連した複数個の断端を有する。タイヤが損傷すると、多くの場合、タイヤ補強材のうちの１本又は２本以上も又損傷する。補修に先立って、補修に備えて損傷タイヤ部分を前処理する。このような前処理は、損傷部の少なくとも一部分を除去するステップを有する場合がある。この前処理は、損傷タイヤ補強材の損傷部分を除去するステップを含む。したがって、特定の実施形態では、タイヤ補強材は、この補強材がタイヤの非損傷部分に達するまで除去される。他の補強材及びゴムを含む任意他の損傷部も又除去するのが良い。最終的には、損傷部分の前処理により、タイヤの厚さを部分的に貫通した凹部又はタイヤの厚さを貫通した開口部が形成されるのが良い。タイヤ厚さの一部分だけを補修することが望ましい場合には凹部を形成するのが良い。損傷領域を補修するために例えばタイヤのサイドウォール又はショルダに沿ってタイヤを貫通することが望ましい場合には開口部を形成するのが良い。このような開口部は、特定の実施形態では、パッチの張り付けに続いて開口部への充填剤の良好な施工を容易にするようこの開口部がタイヤの外部に向かって延びるにつれて拡大するよう形成されるのが良い。損傷は、タイヤサイドウォールに沿って又はタイヤショルダに沿って生じる場合があり、損傷部は、一般に、タイヤトレッドとサイドウォールとの間に位置する。損傷は又、トレッド領域に生じる場合がある。損傷補強材は部分的に、開口部を形成するよう除去されるので、このような補強材の断端は、開口部の周囲に沿って位置する。

このような補修方法の特定の実施形態は、補修のためのタイヤの前処理として（補修に備えてタイヤの準備として）、タイヤの内面を損傷部分の周囲に沿ってバフ磨きしてパッチ受け入れ面を形成するステップを有し、内面は、タイヤパッチの補強材を損傷したタイヤ補強材から約３ミリメートル以下の距離のところに配置するのに十分な深さまでバフ磨きされる。インナーライナをタイヤの内面に沿って損傷タイヤ部分の周囲沿いにバフ磨きすることが一般的である。任意公知のツールによって達成可能なバフ磨きは、手動で又は自動的に、タイヤ内面をクリーニングすると共に適正なパッチ接着又は密着を容易にするために表面を粗くする。しかしながら、このようなバフ磨き深さは、本発明によれば、大したことがらではない。

特定の実施形態によれば、バフ磨きステップは、損傷領域の周囲からインナーライナ並びに他のゴムをバフ磨きしてパッチ補強材を損傷タイヤ部分のタイヤ補強材に密接して位置決めするための深さを持つパッチ受け入れ面を形成するステップを含む。これにより、タイヤ補強材からパッチ補強材への剪断力の伝達の効率及び利便性が増す。換言すると、タイヤ補強材とパッチ補強材が近くに位置決めされていればいるほど、剪断荷重がそれだけ一層迅速にパッチ補強材に伝達され、それによりタイヤとパッチとの間の剪断変形が減少する。というのは、タイヤ補強材とパッチ補強材との間に存在する変形可能なゴムが少ないからである。したがって、損傷領域の内周部は、特定のパッチの補強材を損傷タイヤ部分と関連したタイヤ補強材から５ｍｍ未満のところに位置決めすることができる深さまでバフ磨きされる。特定の実施形態では、バフ磨き深さは、タイヤ補強材とパッチ補強材との間に３ｍｍ未満の距離を達成する。さらに別の実施形態では、この距離は、２ｍｍ以下である。さらに別の実施形態では、この距離は、１ｍｍ以下である。バフ磨き深さは、実質的にゼロである場合であっても良く、即ち、タイヤ補強材上のゴムの厚さであって良く、従って、補強材が少なくとも部分的に露出状態になることが想定される。さらに、バフ磨き輪郭形状は、所望の深さ（損傷部分の最も近いところ）からタイヤのバフ磨きされていない内面（開口部から最も遠くに位置する）まで次第に延びるのが良い。バフ磨き輪郭形状は、段付き（即ち、なだらかではない）であっても良い。

このような方法の特定の実施形態は、あらかじめ組み立てられたパッチをタイヤの内面に沿ってパッチ受け入れ面に張り付けることによって損傷部分を被覆するステップを含み、タイヤパッチは、損傷部分を覆うよう寸法決めされており、このようなパッチは、空気不透過性層とパッチのタイヤ接触面との間に介在して設けられた補強材層を含み、パッチ補強材は、補強材層内に納められると共に損傷タイヤ補強材から約３ミリメートル以下の距離のところに位置決めされる。特定の実施形態では、パッチは、タイヤ接触面と補強材層との間に介在して位置する接着剤層を有し、接着剤層は、接触面の一部をなす。接着剤層は、タイヤへの補修用パッチの取り付けを容易にするために少なくとも部分的に未硬化状態であるのが良い。特定の実施形態では、補強材層及び空気不透過性層は、あらかじめ硬化される。したがって、タイヤの損傷領域を覆っているパッチが提供される。パッチは、損傷領域に対して、パッチが損傷領域の周囲に沿ってタイヤに実質的に係合するように寸法決めされている。本発明では、パッチは、空気の透過を阻止するよう損傷領域を封止するが、パッチ補強材をパッチ取り付け時にタイヤ補強材と密接して関連するようパッチタイヤ接触面の近くに配置する。パッチは、取り付け時、タイヤの内面を越えて約３ｍｍ以下延びるのが良い（即ち、タイヤの内部内に延びる）。他の実施形態では、パッチは、タイヤの内面を越えて約２ｍｍ以下、他の実施形態では１ｍｍ以下延びるのが良い。さらに別の実施形態では、パッチは、タイヤの内面とほぼ面一をなす。

特定の実施形態では、パッチは、空気不透過性バリヤ層、補強材層及び接着剤層を有する。このような実施形態では、パッチ厚さは、約４〜６ｍｍ以下である。バリヤ層は、加圧時にタイヤの内部からの空気の透過を阻止するよう働き、このようなバリヤ層は、当業者には知られているように、ブチルゴム又はこのような目的に適した任意他の材料で作られるのが良い。バリヤ層は、任意所望の補強材、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン又はアラミドコード若しくはスチールケーブルを含むのが良いことが想定される。接着剤層は、未硬化状態又は少なくとも部分未硬化状態で接着性を備えた公知のゴムであればどのようなものから成っていても良い。他の実施形態では、接着剤層は、厚さが１ｍｍ以下である。さらに別の実施形態では、接着剤層は、厚さが約０．５ｍｍ以下である。接着剤層は、一実施形態では、補強材層に取り付けられる。

補強材層は、一般に、パッチが取り付けられるタイヤからの荷重を受け取るための補強材を含む。特定の実施形態では、パッチ補強材は、高い引張弾性率を持つものとして特徴付けられ、即ち、同一の引張力を受けた場合に他の補強材よりも変形度が小さい補強材である。高引張弾性率は、約８ギガパスカル（ＧＰａ）以上のものとして定量化される。他の実施形態では、高引張弾性率補強材の測定値は、少なくとも約１０ＧＰａである。さらに別の実施形態では、高引張弾性率補強材の測定値は、少なくとも約１５ＧＰａ、２０ＧＰａ又は２２ＧＰａである。特定の実施形態では、高引張弾性率補強材は、例えば、アラミド若しくはガラス繊維コード又はスチールケーブルから成るが、ハイブリッド材料を含む他の材料で構成された他の補強材を使用することができる。

アラミドコードは、特定の実施形態では、少なくとも約２０ＧＰａの引張弾性率を持つものとして特徴付けられ、他の実施形態では、少なくとも２３ＧＰａの引張弾性率を持つものとして特徴付けられる。さらに別の実施形態では、アラミドコード弾性率は、約２０〜２３ＧＰａである。特定の実施形態では、約０．７ｍｍアラミドコード補強材は、約２２ＧＰａの引張弾性率を有する。このようなアラミドコードは又、代表的には約３４０ＭＰａであるのが良い極限強さを持つものとして特徴付けられる。ただし、他の極限強さを利用しても良い。アラミド補強材を収容した層は、特定の実施形態では、このような補強材の長さ方向に垂直な方向に測定してこのような層の１インチ（２．５４ｃｍ）の離隔間隔で配置された少なくとも平均で約２６本のアラミドコード補強材（即ち、１インチ当たり最小約２６個の端部）を有するのが良い。

スチールケーブルは、特定の実施形態では、少なくとも約１２０ＧＰａの引張弾性率を持つものとして特徴付けられ、他の実施形態では、少なくとも１８０ＧＰａの引張弾性率を持つものとして特徴付けられる。さらに別の実施形態では、スチールケーブルの弾性率は、約１２０〜１８０ＧＰａである。特定の実施形態では、約０．７ｍｍスチールケーブル補強材は、約１８０ＧＰａの引張弾性率を有する。このようなスチールコードは又、代表的には約３８０ＭＰａであるのが良い極限強さを持つものとして特徴付けられる。ただし、他の極限強さを利用しても良い。スチール補強材を収容した層は、特定の実施形態では、このような補強材の長さ方向に垂直な方向に測定してこのような層の１インチ（２．５４ｃｍ）の離隔距離で配置された少なくとも平均で約８〜９本のスチールコード補強材（即ち、１インチ当たり最小約８〜９個の端部）を有するのが良い。

高引張弾性率補強材を提供することにより、パッチは、より好都合には、タイヤ補強材から引張荷重を受け取り、このような引張荷重は、パッチ補強材とタイヤ補強材との間のゴムの剪断によって伝達される。その他の点においては、パッチ補強材は、タイヤ作動中、過度に伸長する場合があり、これにより撓み及び発熱を容易にすることができる。特定の実施形態では、補強材は、断熱ゴムで被覆され、或る特定の実施形態では、断熱ゴムは、約０．３〜０．６ｍｍの外部被膜を提供する。

特定の実施形態では、補強材層は、高引張弾性率補強材層として特徴付けられることが推定される。特定の実施形態では、高引張弾性率層は、最小有効引張弾性率を持つものとして特徴付け可能である。この層の最小有効引張弾性率は、この層内における１インチ当たりの補強材の間隔又は補強材の端部数と関連したこの層の断面領域内に存在する補強材のパーセント量に直接的に関連している。例えば、補強材層又はプライ内の補強材の配置状態は、１インチ当たりの端部の特定の量（即ち、補強材の長さ方向に垂直な方向に測定してこの層の各１インチ幅についての補強材の平均本数）を有するものとして通常説明される。１インチ当たりの端部（又は補強材）の量を知ることにより、平均の補強材間隔も又分かる。したがって、この層内の補強材間隔によって定められるようにこの層の断面内に存在する補強材のパーセント量にこのような補強材の引張弾性率を乗算すると、その層に関する最小有効引張弾性率が求まる。補強材層は、両方の補強材及びスキム又は断熱ゴムで構成されているので、この層は、補強材の構成率が１００％未満であり、従って、この層の有効引張弾性率は、補強材の引張弾性率よりも低い。

一実施形態では、最小有効引張弾性率を求めるには、先ず最初に、補強材層内における補強材の特定の小刻みな間隔に沿う補強材層の断面積を求めるのが良く、このような間隔は、例えば、隣り合う補強材相互間における中心線間距離から成るのが良い。この層の所定の断面積を求めるには、補強材高さ（即ち、厚さ又は直径）に所定の層断面領域内における補強材の間隔を乗算するのが良い。このような断面領域内に含まれる補強材のパーセント量は、所定の領域内に含まれた全補強材断面積をその層の所定の断面積で除算して得られた値と等価である。今や、補強材のパーセント量に補強材の引張弾性率を乗算することにより補強材層に関する最小有効引張弾性率を得ることができる。したがって、その結果得られた有効引張弾性率は、補強材の有効引張弾性率よりも低い。というのは、補強材相互間に介在して位置する断熱ゴムの引張弾性率は、相対的に無視でき、従って、この計算において考慮には入れられない。

一例を挙げると、補強材層が２０ＧＰａの引張弾性率を有すると共に１インチ当たり２８個の端部が存在する状態でこの層内に配置された０．７ｍｍ直径のアラミドコード補強材を含む場合、補強材の間隔は、１／２８インチ又は０．９ｍｍに等しく、コード（補強材）の断面積は、０．３８ｍｍ²に等しく、総面積は、０．７ｍｍ×０．９ｍｍ、即ち、０．６３ｍｍ²に等しい。このことから推定されることとして、この層に関する最小有効引張弾性率は、約１２ＧＰａに等しく、これは、２０ＧＰａの補強材引張弾性率に特定の補強材間隔内に存在するパッチ補強材の断面積のパーセント量を乗算することによって得られる（０．３８ｍｍ²／０．６３ｍｍ²＝０．６１、即ち６１％）。したがって、特定の実施形態では、高引張弾性率補強材層は、約５ＧＰａの最小有効引張弾性率を持つものとして、他の実施形態では、約６ＧＰａ、１０ＧＰａ又は１２ＧＰａの最小有効引張弾性率によって特徴付けられる。

他の実施形態では、パッチは、バリヤ層と補強材層との間に介在して設けられたカバー層を有する。さらに別の実施形態では、１つ又は２つ以上のガムストリップが補強材層を周囲環境及びタイヤの他の部分から断熱するために補強材層の周囲に沿って位置決めされるのが良い。パッチは、特定の実施形態では、接着剤層なしでパッチの種々の層を組み立ててこれを硬化させることによって形成される。次に、未硬化接着剤層を硬化の後にパッチに張り付けるのが良く又は硬化中に張り付けて接着剤層を部分的に硬化させるのが良い。

タイヤパッチ受け入れ領域へのパッチの張り付けの次に、このような方法の特定の実施形態は、充填剤をタイヤの外部に沿って開口部に塗布してパッチを硬化させてこれをタイヤに取り付けるステップを含む。パッチは、一般に硬化されてこれが通常、当該技術分野において知られている種々の手段によってホストタイヤに取り付けられ、このような手段としては、例えば、タイヤを硬化のためのオートクレーブ内に配置するステップ又はパッチをスポット硬化機械で局所的に硬化させてこれをタイヤに取り付けるステップが挙げられる。

図１〜図９に示されている例示の実施形態に従って上述の方法を追加の細部を伴って以下に説明すると共に応用する。タイヤパッチ及び補修方法は、このような図に示されているタイヤサイドウォールを補修するために利用されるが、このパッチは、タイヤのトレッド領域下の損傷領域を補修するために使用できることが想定される。

図１を参照すると、タイヤ１０は、例示の実施形態に従ってタイヤサイドウォールに損傷部分１２がある状態で示されている。一般に、サイドウォールに沿って又はショルダ領域（即ち、トレッドエッジとサイドウォールとの間の領域）に沿って生じるタイヤの損傷を補修することができるが、タイヤに沿う他の場所、トレッド領域に沿う他の場所、タイヤベルト又はトレッドの下でタイヤ内面に沿うタイヤ補修用パッチの張り付けを必要とする場合のある他の場所で起こる他の損傷を補修することができる。損傷部分（領域）１２は、タイヤから損傷材料、例えば、損傷した補強材１９及び任意他の周囲のゴムや組織の損傷部分を除去して補修凹部又は開口部を形成することによって補修のために前処理されるのが良い。タイヤのサイドウォールに沿って損傷部分１２と関連して開口部１８が形成されている。開口部１８は、外面１４と内面１６との間に延び、このような開口部は、タイヤ補強材断端１９ａを備えた周囲１２ａを有している。開口部１８に代えて、タイヤ１０の厚さを部分的にしか貫通しない凹部を形成しても良い。タイヤ補強材１９も又、タイヤの半径方向に延びている状態で示されている。

図２を参照すると、損傷タイヤ部分の断面が示されており、損傷タイヤ部分は、開口部１８を形成することによって補修のための前処理が施されている。開口部１８の外側部分は、充填剤４０を受け入れるよう前処理されるのが良い。図示の実施形態では、開口部１８は、これが外面１４に近づくにつれて拡大するよう前処理されている。これは、開口部１８の周囲１２ａを面取りして角度が付けられた、傾斜した、テーパした又は丸形の側面１８ａを提供することによって達成され、それにより、表面積の増加に起因して充填剤４０とタイヤとの間の取り付け具合の向上が容易になる。したがって、側面１８ａのテーパは、任意の幾何学的形状によって達成できることが想定される。これは又、充填剤４０とパッチ２０との間の空気の取り込みを減少させることができる。開口部に代えて凹部が形成される場合、側面１８ａを形成してこれにテーパを付けるこのステップは、実施されない。ただし、パッチ受け入れ面の下に存在するボイドをなくす目的でパッチ張り付けに先立って凹部内に充填剤を配置するのが良い。

タイヤ１０の内部に沿って、内面１６は、開口部１８又は凹部を備えるのが良い損傷タイヤ部分１２周りにパッチ受け入れ面１６ａを提供するようバフ磨きされる。この表面は、パッチ２０との接着性又は密着性を促進するよう比較的粗いのが良い。図示の例示の実施形態では、受け入れ面１６ａは、非バフ磨き内面１６と損傷部分１２との間に延びるなだらかな又は滑らかな輪郭形状を有し、この輪郭形状は、弧状又は直線状であるのが良い。しかしながら、他の実施形態では、パッチ受け入れ面１６ａの輪郭形状は、例えば段付きの又は角張った移行部又は縁部を有することにより急であっても良い。この実施形態では、タイヤ内面１６は、インナーライナと通称されている空気を通さない（空気不透過性）層に沿って形成されている。

また、内面１６は、パッチ補強材２６ａと損傷部分１２と関連した任意のタイヤ補強材１９を密接させるのを容易にするために特定の深さＤ_Bまでバフ磨きされていることが示されている。これは、耐久性のあるタイヤ補修を達成するために行われている。深さＤ_Bは、図４に示されているように、パッチ補強材２６ａを下に位置するタイヤ補強材１９から距離Ｄ_Rだけ離れたところに配置しやすくする。特定の実施形態では、距離Ｄ_Rは、３ｍｍ以下であり、他の実施形態では、２ｍｍ以下であり、さらに別の実施形態では、１ｍｍ以下である。

図４を参照すると、内面１６をバフ磨きした後、パッチ２０をタイヤ内面１６に沿って且つ実質的にパッチ受け入れ面１６ａ内に配置する。セメントと通称されている溶剤をパッチ２０とタイヤ１０との間に配置してこれらの接着又は密着を促進するのが良い。パッチ２０の張り付けに続き、充填剤４０を開口部１８の外側部分内に配置して開口部１８を実質的に満たす。上述したように、開口部に代えて凹部を形成した場合、充填剤４０をパッチ２０の張り付けに先立って凹部の一部分を埋めるよう塗布するのが良い。

図３を参照すると、タイヤ補修用パッチ２０が例示の実施形態として示されている。パッチ２０は、タイヤ１０の内部と関連可能な第１の表面３２及びタイヤ１０の損傷部分１２に係合する第２の表面を提供する。図示の実施形態では、パッチ２０は、空気不透過性バリヤ層２２を有している。バリヤ層２２は、ブチルゴムで形成されるのが良く又は所望の不透過性並びにタイヤ作動中に裂けを生じないで機能するのに十分な可撓性を提供できる任意他のゴム又は材料で作られても良い。本願において用いられるゴムは、天然ゴムコンパウンドと合成ゴムコンパウンドの両方を意味している。補強材層２６とバリヤ層２２の取り付けを容易にする目的で、図６に例示的に示されているようにカバー層２４を補強材層２６とバリヤ層２２との間に介在して設けるのが良い。

補強材層２６は、一般に、ゴム断熱材２６ｂで被覆されたパッチ補強材２６ａを有する。特定の実施形態では、パッチ補強材２６ａは、高引張弾性率を有するものとして特徴付けられ、即ち、同一の引張力を受けた場合に他の補強材よりも変形度が小さい補強材である。高引張弾性率は、約８ギガパスカル（ＧＰａ）以上のものとして定量化される。他の実施形態では、高引張弾性率補強材の測定値は、約１０ＧＰａ以上である。さらに別の実施形態では、高引張弾性率補強材の測定値は、約１５ＧＰａ以上である。さらに別の実施形態では、高引張弾性率補強材の測定値は、約２０ＧＰａ又は２２ＧＰａ以上である。

特定の実施形態では、高引張弾性率補強材は、アラミド若しくはガラス繊維コード又はスチールケーブルから成る。アラミド及びスチール補強材の特定の実施形態については上述してある。しかしながら、補強材層２６で用いられる高引張弾性率補強材２６ａは、高引張弾性率を持つ任意他の材料で形成されても良い。さらに、補強材層２６は、高引張弾性率補強材又はフィラメントと他の引張弾性率が高くはない補強材又はフィラメントの両方で形成されたハイブリッド補強材から成っていても良い。例えば、高引張弾性率補強材は、アラミド（高引張弾性率材料）及びナイロン（低引張弾性率材料）補強材又はフィラメントから成っていても良い。このような例では、０．７ｍｍアラミド‐ナイロン補強材２６ａは、少なくとも約８〜１０ＧＰａの引張弾性率を有する。引張弾性率が高くはない他の材料としては、ポリエステルが挙げられる。さらに別の実施形態では、補強材層２６は、高引張弾性率補強材と低引張弾性率補強材の両方で形成されても良い。高引張弾性率補強材を提供することにより、パッチは、より好都合には、タイヤとパッチとの間の撓み（即ち、弾性）を減少させることによって補強材からの荷重を受け取る。

補強材層２６の補強材２６ａは、一般に、所望に応じて層２６内に分布して配置される。このような分布は、１インチ当たりの断端（即ち、補強材）の量を提供するものとして一般的に表現され又は定量化されており、このことは、補強材２６ａの長手方向に垂直な方向に測定して層２６の各１インチについて、平均で、指定された本数の補強材２６ａが存在することを意味している。上述したように、補強材層２６は、高引張弾性率補強材、例えばアラミド又はスチールで作られている。特定の実施形態では、補強材層２６は、１インチ当たり少なくとも２０個の端部を提供するよう配置されたアラミド補強材２６ａで作られている（即ち、層２６内におけるアラミド補強材２６ａの分布状態は、１インチ当たり２０本以上の補強材を提供する）。他の実施形態では、アラミド補強材層２６は、１インチ当たり２６個以上の端部を有する。さらに別の実施形態では、アラミド補強材層２６は、１インチ当たり２６〜３０個の端部を有する。

特定の実施形態では、補強材層２６は、高引張弾性率補強材層であるものとして説明される場合がある。上述したように、高引張弾性率補強材層２６は、最小有効引張弾性率を有するものとして特徴付け可能である。特定の実施形態では、補強材層２６は、少なくとも約５ＧＰａの最小有効引張弾性率を持つものとして特徴付け可能である。別の実施形態では、補強材層２６の最小有効引張弾性率は、少なくとも約６ＧＰａ、１０ＧＰａ又は１２ＧＰａである。

特定の実施形態では、図９に例示的に示されているように、第２の補強材層２７を高引張弾性率補強材層の内側に沿って配置するのが良い。第２の層２７中の補強材は、このような補強材の形式が高引張弾性率材料であるものとして特徴付けされるかどうかとは無関係に、任意形式の補強材で構成できる。特定の実施形態では、このような材料は、ナイロン、ポリエステル又はアラミドであるのが良い。このような実施形態では、パッチ２０の厚さは、５〜６ｍｍであるのが良い。他の実施形態では、第２の補強材層２７が設けられていない場合、パッチ２０の厚さは、４〜５ｍｍであるのが良い。他の実施形態では、パッチ２０は、４ｍｍ未満又は６ｍｍを超える厚さを有するのが良いことが想定される。

パッチ２０をタイヤ１０に張り付ける際、特定の実施形態では、パッチ補強材２６ａは、タイヤ補強材１９の長手方向の向きに実質的に平行である。さらに、特定の実施形態では、パッチ２０は、パッチ補強材２６ａの長さ方向がタイヤ補強材１９の長さ方向と実質的に同一の方向に延びるようタイヤ１０に張り付けられ、このタイヤ補強材は、特定の実施形態では、図１に例示的に示されているようにタイヤ１０の実質的に半径方向に延びるのが良い。実質的にという用語は、パッチ補強材とタイヤ補強材との差が約５〜１０°以下であることを示している。パッチ２０は、他のタイヤ補強材の向き（角度）を持つタイヤに張り付け可能であり、従って、タイヤ補強材に対して他の方向に張り付け可能であることが想定される。

特定の実施形態では、パッチ２０は、例えば図３の例示の実施形態に示されているように、損傷部分の周囲を覆うと共にこれとオーバーラップするよう損傷部分１２に張り付けられる。特定の実施形態では、パッチ２０の長さ方向端部（即ち、パッチの両端部であり、パッチ補強材は、これら端部間に長手方向に延びる）は、タイヤと約５０ｍｍ以上だけオーバーラップする。本明細書において説明したこのような方法及びパッチの使用は、任意サイズのオーバーラップ状態で、特定の実施形態では、パッチの長さ方向端部だけが損傷部分（又はタイヤ）とオーバーラップする場合に可能であるということが想定される。

追加の材料、例えばガムストリップ２８を補強材層２６の側部の周りに配置して層２６を断熱すると共に／或いは補強材層２６を越える一様なパッチ厚さを提供するのが良い。図７及び図８に示されている実施形態を参照すると、隆起した補強材端部を達成する目的で、側部ストリップ２８ａが補強材層２６の側部に被着されると共に端部ストリップ２８ｂが補強材層２６の端部の上にこれらを覆って部分的に被着されている。隆起した補強材断端は、パッチ耐久性を向上させ、従って、断端は、タイヤ補強材１９に沿って働く剪断力から隔離された状態になる。ガムストリップ２８は、カバー層２４を形成するために用いられた材料と同一の材料から成るのが良い。最後に、タイヤ１０へのパッチ２０の取り付けを容易にする目的で、接着剤層が補強材層２６の上方に且つバリヤ層２２の縁部まで延びる状態で配置され、それにより、パッチ２０を実質的に覆っている。これは、図９に記載されたステップにも示されている。任意の利用可能な接着ゴムを用いることができる。作動にあたり、バリヤ層２２、カバー層２４、補強材層２６及びガムストリップ２８をあらかじめ硬化させ、その後、未硬化接着剤層３０を硬化済み組立体に沿って位置決めしてパッチ２０を提供する。しかしながら、他の実施形態では、パッチの硬化中に接着剤層３０を被着させて部分的に硬化した接着剤層３０を備えたパッチ２０を提供しても良い。また、他の実施形態では、パッチ２０は、接着剤層３０を備えていなくても良く、従って、接着剤層３０を用いないでタイヤ１０に張り付けられることが想定される。

パッチ補強材２６とタイヤ補強材１９との間の密な関係の達成を容易にするため、パッチ補強材断熱材２６ｂ及び接着層３０の厚さを制御する。パッチ補強材の厚さをＴ_Iと称し、接着層の厚さをＴ_Aと称する。上述したように、タイヤ内面１６も又、パッチ補強材とタイヤ補強材との間の密な関連性の達成を容易にする目的で損傷部分２６の周囲に隣接してＤ_Bの深さまでバフ磨きされる。したがって、Ｄ_Bの深さまでのバフ磨きの際、材料の厚さは、タイヤ補強材１９とバフ磨きされた内面１６ａとの間に存在したままであるのが良く、これをＴ_Oと称する。パッチ補強材２６ａをタイヤ補強材１９から３ｍｍ以下の距離Ｄ_Rのところに位置決めすることが望ましいので、Ｄ_R＝Ｔ_I＋Ｔ_A＋Ｔ_O≦３ｍｍであることが推定される。３ｍｍ以下の間隔の達成を容易にする際、種々の実施形態では、断熱材の厚さＴ_Iは、０．３〜０．６ｍｍであり、接着剤層の厚さＴ_Aは、約０．５ｍｍであることが想定される。さらに、厚さＴ_I，Ｔ_A，Ｔ_Oは、これら全ての合計が３ｍｍ以下である限り、任意の長さのものであって良い。これから推定されることとして、Ｔ_Oは、タイヤ内面１６がタイヤ補強材１９を露出させるようバフ磨きされていると仮定して約ゼロであって良く、或いは、３ｍｍ未満の任意他の寸法であって良い。

取り付け時、特定の実施形態では、パッチ２０は、タイヤ内面１６とほぼ面一をなしたままであるのが良く又はタイヤ内面１６を越えてタイヤ内に内方に延びるのが良い。したがって、特定の実施形態では、パッチ２０（又はタイヤパッチ内面３２）は、タイヤの内面１６を越えて約３ｍｍ以下延びる。他の実施形態では、パッチ２０は、タイヤの内面１６を越えて約２ｍｍ以下延び、他の実施形態では、１ｍｍ以下延びる。

本発明の改良結果を確認するため、数回の試験を行った。具体的に説明すると、タイヤ耐久性試験を行ったが、このような試験中、特定形態のパッチで補修されたタイヤを１００ｐｓｉの状態に加圧した状態で１時間当たり１００キロメートル（Ｋｐｈ）の一定速度で走行させた。また、荷重を２８００Ｋｇの最大定格荷重の８５％で始まって５％刻みで増大させた。用いたタイヤは、負荷範囲Ｇの２７５／８０Ｒ２２．５サイズのトラック用タイヤであった。各タイヤの損傷部分は、サイドウォールの上方に沿って位置し、幅が２５ｍｍ、高さが７０ｍｍの領域で構成されていた。４つの形態のパッチを試験して試験条件下における破損前の各補修タイヤの走行可能距離を求めた。結果を４つのポリエステル補強材プライ（層）を備えた従来型パッチについて得られた結果に対して標準化した。試験した全てのパッチをタイヤカーカス補強材に対して整列させてパッチ補強材がタイヤの半径方向に延びている（例えば図１に示されている）タイヤカーカス補強材と実質的に同一の長さ方向に延びるようにした。結果は次の通りであった。スチールパッチ補強材しか備えていない本発明のパッチを用いたタイヤの場合、標準化された走行距離は、従来型パッチで補修されたタイヤによって得られた距離の１４７％であった。スチールパッチ補強材及びナイロンパッチ補強材から成る本発明のパッチを用いたタイヤの場合、標準化走行距離は、１７０％であった。最後に、アラミドパッチ補強材しか備えていない本発明のパッチを用いたタイヤの場合、標準化走行距離は、１６５％であった。本発明のパッチは、少なくとも、従来型タイヤ補修用パッチと比較してほぼ５０％の改善結果をもたらすことが容易に確認できる。

本発明をその特定の実施形態と関連して説明したが、このような説明は例示であって、本発明を限定するものではないことは理解されるべきである。したがって、本発明の範囲及び内容は、特許請求の範囲の記載にのみ基づいて定められるべきである。

Claims (15)

1. タイヤの損傷部分を補修する方法であって、
   前記タイヤの内面を前記損傷部分の周囲に沿ってバフ磨きしてパッチ受け入れ面を形成するステップであって、前記内面は、タイヤパッチの複数本の補強材を損傷したタイヤ補強材から３ミリメートル以下の距離のところに配置するのに十分な深さまでバフ磨きされるステップと、
   あらかじめ組み立てられたパッチを前記タイヤの前記内面に沿って前記パッチ受け入れ面に張り付けることによって前記損傷部分を被覆するステップであって、前記タイヤパッチは、前記損傷部分を覆うよう寸法決めされており、このようなパッチは、空気不透過性層と前記パッチのタイヤ接触面との間に介在して設けられた補強材層を含み、前記複数本のパッチ補強材は、前記補強材層内に納められると共に前記パッチが前記パッチ受け入れ面に張り付けられたときに前記損傷タイヤ補強材から３ミリメートル以下の距離のところに位置決めされ、前記複数本のパッチ補強材のそれぞれの補強材は、少なくとも１０Ｇｐａの高引張弾性率を有することにより特徴付けられるステップと、
   前記パッチを硬化させてこれを前記タイヤに取り付けるステップと、を備えている、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記内面は、タイヤパッチ補強材を損傷したタイヤ補強材から２ミリメートル以下の距離のところに配置するのに十分な深さまでバフ磨きされる、
   請求項１記載の方法。
3. 前記高引張弾性率補強材は、アラミド又はスチールである、
   請求項１記載の方法。
4. 前記パッチは、前記タイヤ接触面と前記補強材層との間に介在して設けられた接着剤層を有し、前記接着剤層は、前記接触面の一部をなしている、
   請求項１記載の方法。
5. 前記補強材層は、１２ＧＰａの最小有効引張弾性率を有する高引張弾性率層であるとして特徴付けられる、
   請求項１記載の方法。
6. 前記補強材層は、１０ＧＰａの最小有効引張弾性率を有する
   請求項５記載の方法。
7. 前記空気不透過性層と前記補強材層との間に介在して設けられたカバー層を更に有する、
   請求項１記載の方法。
8. １本又は２本以上のガムストリップが前記補強材層と前記接触面との間で前記補強材層の周囲の少なくとも一部分に沿って張り付けられ、前記補強材層の中間部分には、前記１本又は２本以上のガムストリップがないままである、
   請求項１記載の方法。
9. 複数本のナイロン補強材を備えた第２の補強材層を更に有する、
   請求項１記載の方法。
10. 前記内面は、前記タイヤ補強材と前記パッチ受け入れ面との間に存在したままのタイヤ材料の厚さを提供するような深さまでバフ磨きされる、
    請求項１記載の方法。
11. 前記パッチの前記補強材層は、前記損傷領域の幅を越えて延びている、
    請求項１記載の方法。
12. 前記複数本のパッチ補強材は、スチールであり、前記スチールパッチ補強材は、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり平均で少なくとも端部８個分だけ前記補強材層に沿って側方に間隔をおいて配置され、前記スチールパッチ補強材は、少なくとも１２０ＧＰａの引張弾性率を有するものとして特徴付けられている、
    請求項１記載の方法。
13. 前記複数本のパッチ補強材は、アラミドパッチ補強材であり、前記アラミドパッチ補強材は、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり平均で少なくとも端部２６個分だけ前記補強材層に沿って側方に間隔をおいて配置され、前記スチールパッチ補強材は、少なくとも２０ＧＰａの引張弾性率を有するものとして特徴付けられている、
    請求項１記載の方法。
14. 前記１本又は２本以上のガムストリップは、前記周囲の前記少なくとも一部分を形成する前記補強材層の互いに反対側の長手方向端部に張り付けられている、
    請求項８記載の方法。
15. 前記１本又は２本以上のガムストリップは、実質的に前記補強材層の周囲に沿って延び、前記補強材層の中間部分には、前記１本又は２本以上のガムストリップがないままである、
    請求項１４記載の方法。

Images