JP6082876B2 - ポリエステル層を備えた補強要素 - Google Patents

ポリエステル層を備えた補強要素 Download PDF

Info

Publication number
JP6082876B2
JP6082876B2 JP2015514433A JP2015514433A JP6082876B2 JP 6082876 B2 JP6082876 B2 JP 6082876B2 JP 2015514433 A JP2015514433 A JP 2015514433A JP 2015514433 A JP2015514433 A JP 2015514433A JP 6082876 B2 JP6082876 B2 JP 6082876B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reinforcing element
reinforcing
adhesive
layer
surface layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015514433A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015525259A (ja
Inventor
エレーヌ デコーズ
エレーヌ デコーズ
ダヴィド ドアノー
ダヴィド ドアノー
エーヴ−アンヌ フィリオル
エーヴ−アンヌ フィリオル
リナ ヘナオ
リナ ヘナオ
ジェローム プルピーテル
ジェローム プルピーテル
ザヴィエ カリーズ
ザヴィエ カリーズ
ファルザネー アレフィ−コンセリ
ファルザネー アレフィ−コンセリ
オリヴィエ カルトン
オリヴィエ カルトン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1255097A external-priority patent/FR2991344B1/fr
Priority claimed from FR1259755A external-priority patent/FR2996806B1/fr
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Michelin Recherche et Technique SA France filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of JP2015525259A publication Critical patent/JP2015525259A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6082876B2 publication Critical patent/JP6082876B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/02Carcasses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/0005Pretreatment of tyres or parts thereof, e.g. preheating, irradiation, precuring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/38Textile inserts, e.g. cord or canvas layers, for tyres; Treatment of inserts prior to building the tyre
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B25/042Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of natural rubber or synthetic rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/10Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/16Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/046Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/0005Pretreatment of tyres or parts thereof, e.g. preheating, irradiation, precuring
    • B29D2030/0011Surface activation of tyres or parts thereof, e.g. by plasma treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/38Textile inserts, e.g. cord or canvas layers, for tyres; Treatment of inserts prior to building the tyre
    • B29D2030/383Chemical treatment of the reinforcing elements, e.g. cords, wires and filamentary materials, to increase the adhesion to the rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

本発明は、タイヤ、特に乗用車、二輪車又は航空機用タイヤのテキスタイル補強要素に関する。
半径方向カーカス補強材を有するタイヤは、トレッド、各々がビードワイヤを有する2つのビード、ビードをトレッドに連結する2つのサイドウォール、及びカーカス補強材とトレッドとの間に円周方向に配置されたベルト又はクラウン補強材を有する。カーカス補強材及びクラウン補強材は、例えばポリエステルで作られたテキスタイル繊維から成る補強要素を含む場合がある。これらテキスタイル繊維は、一般に、もろより糸又は織布の形態を取っている。繊維は、補強プライを形成するためにゴムマトリックス中に埋め込まれる。
もろより糸の場合、テキスタイルモノフィラメント繊維から成る紡績糸を過剰加撚(オーバーツイスティング:所定の撚り数よりも多く撚ること)して過剰加撚糸を形成する。次に、数本の過剰加撚糸を互いに撚り合わせてもろより糸を形成する。
織布の場合、数本のもろより糸を、織編により1本又は2本以上のよこ糸を用いて組み付けて織布を形成する。
かかるもろより糸の化学的処理方法は、先行技術から知られている。
この方法の実施の際、まず最初に、補強要素を接着プライマで被覆する。接着プライマは一般に、エポキシ及びイソシアネートを主成分とする水溶液から成っている。
次に、接着プライマで被覆された補強要素を接着剤で被覆し、この接着剤は、レスシノール、ホルムアルデヒド及びラテックスを含み、かかる接着剤は、RFL接着剤とも呼ばれている。
接着プライマにより、補強要素とRFL接着剤との結合品質を向上させることができ、他方、RFL接着剤により、補強要素と架橋状態にあるゴムマトリックスとの接着を保証することができる。
したがって、この方法は、補強要素を被覆する2つの化学的ステップを含み、それにより、この方法は、比較的時間がかかりしかも高価になる。
さらに、エポキシ及び/又はイソシアネートの使用により、或る程度の大規模な環境的且つ毒物学的安全措置を講じる必要がある。確かに、不純物が接着プライマ、特にエピクロロヒドリンを含む浴中に存在するのが通例であり、製品をかかる接着プライマから保護する必要があり又はこれを適当な仕方で除去する必要がある。
本発明の目的は、接着プライマが用いられていない補強要素を提供することにある。
この目的のため、本発明の一要旨は、補強要素であって、補強要素は、結晶化度Tc及び酸素元素の原子百分率Pcを備えた表面層と、結晶化度Ti及び酸素元素の原子百分率Piを備えた内側層とを有し、Ti/Tc≧1.10且つPi/Pc<1が満たされ、表面層及び内側層は各々、ポリエステルで作られていることを特徴とする補強要にある。
補強要素の表面層は、接着プライマの使用を回避した上でゴムマトリックスと補強要素の優れた接着を得ることができるようにする物理的及び化学的特性を有する。
表面層は、ポリエステルの外面の下に位置する補強要素の材料の一部分を意味している。表面層の厚さは、ポリエステルの外面から測定される。
表面層は、比較的高い極性、即ち、内側層の酸素元素の原子百分率よりも高い酸素元素の原子百分率を有する。かくして、表面層は、接着剤の湿潤性及び補強要素中への接着剤の拡散を向上させる比較的高い親水性を示す。さらに、表面層は、接着剤と化学的に反応することができる極性基を担持することができる。
表面層は、比較的低い結晶化度を有する。かくして、表面層の組織化が比較的行われていないので、それにより、補強要素中への接着剤の良好な拡散が可能である。
本発明の補強要素の層状構造により、各表面の機能と内側層の機能を分けることができる。かくして、表面層は、接着機能を有し、他方、内側層は、その固有の機械的性質に起因して補強機能を有する。
ポリエステルは、一般に、半晶質であり、従って、一方において、結晶質領域を有し、他方において、非晶質領域を有する。
「ポリエステルで作られた層」という表現は、各層が少なくとも50重量%のポリエステル、好ましくは75重量%のポリエステル、より好ましくは90重量%のポリエステルを含む。ポリエステルで作られた各層は、かくして、ポリエステルに加えて、特に添加剤を形成する時点で添加剤を含むのが良く、これら添加剤は、補強要素の特定の性状に応じて、例えば、老化しないよう保護するための作用剤、可塑剤、充填剤、例えばシリカ、クレー、タルク、又はカオリンであることが可能である。
有利には、Ti/Tc≧1.20、好ましくはTi/Tc≧1.45、より好ましくはTi/Tc≧1.60、更により好ましくはTi/Tc≧1.80である。
有利には、Pi/Pc≦0.95、好ましくはPi/Pc≦0.85、より好ましくはPi/Pc≦0.75である。
かくして、表面層の結晶化度を減少させると共に酸素元素のその原子百分率を増大させることによって、補強要素とゴムマトリックスの接着性が一段と高められる。
一実施形態では、表面層の厚さは、0.5μm以上である。有利には、この厚さは、10μm以下であり、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは1μm以下である。
別の実施形態では、この厚さは、好ましくは1μm以上である。有利には、この厚さは、10μm以下、好ましくは5μm以下である。
さらに別の実施形態では、この厚さは、5μm以上である。有利には、この厚さは、10μm以下である。
表面層の他の好ましい特性によれば、
‐Tc≦30%、好ましくはTc≦25%、より好ましくはTc≦21%、
‐Pc≧27%、好ましくはPc≧30%、より好ましくはPc≧32%である。
かかる値により、ゴムマトリックスへの補強要素の優れた接着が可能である。
内側層の他の好ましい特性によれば、
‐Ti≦50%、好ましくはTi≦45%、より好ましくはTi≦40%、
‐Pi≦27%、好ましくはPi≦26%、より好ましくはPi≦25%である。
内側層の結晶化度が低ければ低いほど、例えばプラズマトーチ処理方法を用いた適当な処理方法によって低い結晶化度を有する表面層をそれだけ一層得やすくなる。
同様に、内側層の酸素元素の原子百分率が高ければ高いほど、例えばプラズマトーチ処理方法を用いた適当な処理方法によって酸素元素の高い原子百分率を有する表面層をそれだけ一層容易に得ることができる。
一実施形態では、補強要素は、モノフィラメント又は要素フィラメントである。各モノフィラメントは、好ましくは、30μm以下の直径を有する。
一実施形態では、補強要素は、1本又は2本以上のマルチフィラメント繊維を含む。
マルチフィラメント繊維は、オプションとして互いに絡み合った数本のモノフィラメント又は要素フィラメントから成る。各繊維は、50〜2000本のモノフィラメントから成る。
一変形例では、補強要素は、マルチフィラメント繊維の1本又は2本以上のもろより糸から成る。もろより糸は、数本の過剰加撚した糸を撚り合わせることによって得られ、各過剰加撚糸は、マルチフィラメント繊維を過剰加撚することによって得られる。
別の変形例では、補強要素は、マルチフィラメント繊維の過剰加撚糸から成る。
一実施形態では、補強要素は、繊維の織布から成る。かかる織布は、好ましくは、1本又は2本以上のよこ糸を用いて織編により互いに組み付けられた数本の繊維のもろより糸から成る。一変形例として、繊維の織布は、繊維の2つの層から成り、各層の繊維は、1つの層から次の層に互いに異なる方向に沿って延びている。
別の実施形態では、補強要素は、フィルムから成る。フィルムは、特に、厚さと他の寸法のうちの最も小さなものの比が0.1未満の任意の薄い層を有している。好ましくは、フィルムの厚さは、0.05〜1mm、より好ましくは0.1〜0.7mmである。例えば、0.20〜0.60mmのフィルム厚さは、大抵の仕様にとって完全に満足のいくものであることが判明した。
一実施形態では、マルチフィラメント繊維、繊維の織布、フィルム、又はモノフィラメント繊維は、全体が、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートから選択された材料で作られ、好ましくは、全体がポリエチレンテレフタレートで作られる。
別の実施形態では、マルチフィラメント繊維、繊維の織布、フィルム、又はモノフィラメントは、ポリエステルで作られた第1の部分及び第1の部分の材料とは異なる材料で作られた第2の部分を含む。
「異なる材料」(異種材料)という表現は、第1の部分の材料とは同一ではない材料を意味するものと理解されたい。かくして、例えば、性質の異なる、特に第1の部分の結晶化度とは異なる結晶化度を有するポリエステルは、異なる材料である。
好ましくは、第1の部分の材料は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートから選択され、好ましくは、ポリエチレンテレフタレートである。
好ましくは、第2の部分の材料は、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、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)又はポリプロピレンナフタレート(PPN)、ポリアミド、例えば芳香族ポリアミド、ポリケトン、セルロース、又はこれら材料の混合物から選択される。
オプションとして、補強要素は、表面層を直接被覆する接着剤の層を有する。
接着剤により、ゴムマトリックスへの補強要素の接着が可能である。「直接」という用語は、表面層と接着剤の層との間に挿入される層が存在しないことを意味するものと理解されたい。特に、補強要素は、接着プライマ、特にエポキシ樹脂を含むプライマの層を備えていない。
好ましくは、接着剤は、熱硬化性型のものである。一変形例として、他形式の接着剤、例えば熱可塑性接着剤を使用することができる。
硬化性接着剤の中で、少なくとも1種類のフェノール、例えばレゾルシノール及び少なくとも1種類のアルデヒド、例えばホルムアルデヒドを含む接着剤が言及される。
好ましくは、接着剤は、少なくとも1種類のジエンエラストマーを含む。かかるエラストマーにより、接着剤の生状態及び/又は硬化状態におけるゴムマトリックスとの粘着性を向上させることができる。
有利には、ジエンエラストマーは、天然ゴム、スチレン/ブタジエンコポリマー、ビニルピロリジン/スチレン/ブタジエンターポリマー、及びこれらジエンエラストマーの混合物から選択される。
補強要素をゴムマトリックスに接着させるために他形式の接着剤を用いることができる。
本発明の別の要旨は、ゴムマトリックス中に埋め込まれた上述したテキスタイル補強要素を少なくとも1つ含む補強プライにある。
ゴムマトリックスは、少なくとも、ジエンエラストマー、補強用充填剤、加硫系、及び種々の添加剤を含む。
ゴムマトリックスの「ジエンエラストマー」は、一般に、少なくとも部分的にジエンモノマー(モノマーは、共役状態にあっても良く又はそうでなくても良い2つの炭素‐炭素二重結合を含む)に起因して生じるエラストマー(即ち、ホモポリマー又はコポリマー)を意味するものと理解されたい。
特に好ましくは、ゴムマトリックスのジエンエラストマーは、ポリブタジエン(BR)、合成ポリイソプレン(IR)、天然ゴム(NR)、ブタジエンコポリマー、イソプレンコポリマー、及びこれらエラストマーの混合物から成るジエンエラストマー(本質的に不飽和ジエンエラストマー)の群から選択される。かかるコポリマーは、より好ましくは、ブタジエン/スチレンコポリマー(SBR)、イソプレン/ブタジエンコポリマー(BIR)、イソプレン/スチレンコポリマー(SIR)、イソプレン/ブタジエン/スチレンコポリマー(SBIR)、及びかかるコポリマーの混合物から成る群から選択される。
ゴムマトリックスは、単一のジエンエラストマー又は数種類のジエンエラストマーの混合物を含む場合があり、ジエンエラストマーは、ジエンエラストマー以外の任意種類の合成エラストマー又はエラストマー以外のポリマー、例えば熱可塑性ポリマーと組み合わせて使用されることが可能である。
補強用充填剤として、好ましくは、カーボンブラック又は無機充填剤が用いられる。具体的に説明すると、従来タイヤで用いられている全てのカーボンブラック、特にHAF、ISAF、又はSAF型のブラックがカーボンブラックとして適当である。かかるブラックの非限定的な例として、N115、N134、N234、N330、N339、N347、及びN375ブラックを挙げることができる。しかしながら、カーボンブラックは、当然のことながら、補強用充填剤、特に他の無機充填剤とのブレンドとして使用できる。かかる無機充填剤は、シリカ、特に高い分散性のシリカ、例えばデギュッサ(Degussa)社から入手できるUltrasil 7000及びUltrasil 7005を含む。
また、ゴムマトリックス中に使用することができる無機充填剤の例として、水酸化(酸化)アルミニウム、アルミノシリケート、酸化チタン、及びシリコン酸化物又は窒化物、国際公開第99/28376号(又は米国特許第6,610,261号明細書)、国際公開第00/73372号(又は米国特許第6,747,087号明細書)、国際公開第02/053634号(又は米国特許出願公開第2004/0030017号明細書)、国際公開第2004/003067号、及び同第2004/056915号に記載されているような補強型の全てを挙げることができる。
最後に、当業者であれば理解されるように、このセクション中に記載した補強用無機充填剤と等価な充填剤として、別の性状、特に有機性状の補強用充填剤を用いることができる。ただし、この補強用充填剤が無機層、例えばシリカで被覆されていること又はこの補強用充填剤がこの充填剤とエラストマーとの間の結合部を形成するために結合剤の使用を必要とするその表面のところに官能部位、特にヒドロキシル部位を有することを条件とする。
また、標的用途に応じて補強用充填剤に、例えば着色タイヤのサイドウォール又はトレッドに用いることができる不活性(非補強用)充填剤、例えばクレー粒子、ベントナイト、タルク、チョーク、及びカオリンを追加することが可能である。
ゴムマトリックスは、タイヤの製造用のエラストマー組成物に慣例的に用いられている標準の添加剤、例えば可塑剤、性状が芳香族であるにせよ非芳香族であるにせよいずれかのエキステンダー油、増量剤、保護剤、例えばオゾン劣化防止ワックス、化学的オゾン劣化防止剤、疲労防止剤、補強用樹脂、メチレン受容体(例えば、フェノール系ノボラック樹脂)、又はメチレン供与体(例えば、HMT又はH3M)のうちの全て又は幾つかを更に含むのが良い。
ゴムマトリックスは、硫黄か硫黄供与体かのいずれか及び/又はペルオキシド及び/又はビスマレイミド、加硫促進剤、加硫活性剤、及び他の加硫遅延剤を主成分とする加硫系を更に含む。
本発明のもう1つの目的は、上述した補強要素を少なくとも1つ含むゴム完成品にある。
好ましくは、ゴム完成品は、タイヤである。
本発明の内容は、非限定的な例として与えられているに過ぎず、図面を参照して行われる以下の説明を読むと良好に理解されよう。
本発明の完成品、この場合タイヤの断面図である。 本発明の補強要素を有する図1のタイヤの補強プライの縦断面詳細図である。 酸素原子と関連した理論的なピーク(実線で示されている)及び測定ピーク(破線で示されている)を示すPET材料のX線光電子スペクトルを示す図である。 炭素原子と関連した理論的なピーク(実線で示されている)及び測定ピーク(破線で示されている)を示すPET材料のX線光電子スペクトルを示す図である。 図2の要素の表面層(実線で示されている)及び内側層(破線で示されている)の赤外線スペクトルを示す図である。 補強要素を処理するプラントの略図である。 プラズマフローを発生させる装置の略図である。 本発明の補強要素を得ることができるようにする処理方法のステップを示す図である。
図1には、全体を参照符号1で指示された本発明のタイヤが示されている。
タイヤ1は、乗用車、4×4、及びSUV(スポーツユーティリティビークル)型の自動車向きであるが、二輪車、例えばモーターサイクル若しくは自転車又はバン、ヘビーテューティ型車両(即ち、地下鉄車両、バス、重量物運搬車両(トーリー、トラクタ、トレーラ)及びオフロード車)、農業機械、又は土木工学機械、航空機、及び他の輸送又は取り扱い車両向きでもある。
タイヤ1は、トレッド3を載せたクラウン2、2つのサイドウォール4、及び2つのビード5を有し、これらビード5の各々は、ビードワイヤ6で補強されている。カーカス補強材7が各ビード5内で2つのビードワイヤ6周りに巻かれ、この補強材7の折り返し部又は巻き上げ部8が例えばタイヤ1の外側寄りに位置し、タイヤ1は、この場合、そのリム9に取り付けられた状態で示されている。クラウン2は、この場合、少なくとも1枚の補強プライ10から成るクラウン補強材又はベルト10によって補強されている。補強プライ10は、トレッド3とカーカス補強材7との間に半径方向に配置されている。
図1に示されているタイヤ1では、トレッド3、補強プライ10、及びカーカス補強材7は、これら部分が説明を簡単にすると共に図面を分かりやすくするために図1の略図では故意に分離されている場合であっても、互いに接触状態にある場合があり又はそうではない場合がある。これら部分は、例えば硬化後の集成体の接着性を最適化するようになった当業者には周知のタイガムによって少なくともこれらのうちの一部分について物理的に分離される場合がある。
補強プライ10が図2に示されている。
補強プライ10は、ゴムマトリックスを形成する2つのガム塊M1,M2を有し、これらガム塊相互間には、補強要素Rが挿入されている。かくして、補強要素Rは、ゴムマトリックス中に埋め込まれている。
以下に説明する方法によって要素Rを得ることができる。要素Rは、テキスタイルであり、即ち、非金属製である。
要素Rは、この実施例では、全体がポリエステルで作られ、この場合、“Mylar”及び“Melinex”という名称として(デュポン・テイジン・フィルムズ(DuPont Teijin Films))で市販されているポリエチレンテレフタレート(PET)で作られたフィルム(膜)を有し、好ましくは、国際公開第2010/115861号パンフレットに記載されたフィルムに一致する。要素Rは、0.35mmに等しい厚さを有する。要素Rは、RFL型の接着剤の層(図示せず)を有する。RFL接着剤の層は、要素Rを直接被覆し、即ち、このRFL接着剤層は、要素Rと接触状態にある。
このPETで作られた要素は、2つの外面S1,S2を有し、これら外面の各々の下には表面層C1,C2が配置されている。要素Rは、表面層C1,C2相互間に挿入された中間層C3を更に有している。接着剤の層は、各外面S1,S2を直接被覆している。
各表面層C1,C2及び中間層C3は、PETで作られている。
各表面層C1,C2は、0.5μm以上の厚さEを有する。各表面層C1,C2の厚さEは、例えば10μm以下、好ましくは5μm以下、より好ましくは1μm以下である。
別の実施形態では、各表面層C1,C2の厚さEは、1μm以上である。各表面層C1,C2の厚さEは、例えば10μm以下、好ましくは5μm以下である。
更に別の実施形態では、各表面層C1,C2の厚さEは、例えば1.5μm以上である。各表面層C1,C2の厚さEは、例えば10μm以下である。
酸素元素の原子百分率の測定
酸素元素の原子百分率をX線光電子分光法(XPS)によって測定する。
表面層の酸素元素の原子百分率を本発明に従って酸素元素について直接測定する。
内側層の酸素元素の原子百分率を全体が内側層の材料と同一の材料で作られた要素について測定する。一変形例として、内側層の酸素元素の原子百分率を、本発明に従って、最初に表面層を除去し、例えば、5μm以上、好ましくは10μm以上の材料の厚さ分を除去した要素について測定する。
分子、この場合PETにおける当業者には知られているように、原子の電子のエネルギーは、その隣の原子の影響を受けるので、同一の元素の一部をなすが、同一の化学官能基には含まれない種々の原子を識別することが可能である。かくして、PETの種々の原子に対応したエネルギーは、以下の文献から知られており、これによりXPSスペクトルから、種々の元素の原子百分率を測定することが可能である(エス・プチ‐ボイリュー(S. Petit-Boileau),ドクトラル・シーシス・オブ・ザ・ユニバーシテ・ピュエール・エト・マリエ・キュリエ(Doctoral thesis of the Universite Pierre et Marie Curie ),2003年;エム・アサンドゥレサ(M. Asandulesa),アイ・トパラ(I. Topala),ブイ・ポホアタ(V. Pohoata),エヌ・ドゥミトラスキュ(N. Dumitrascu),ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(J. Appl. Phys.),2010年,第108巻,093310;エヌ・ケー・チュン(N. K. Cuong),エヌ・サエキ(N. Saeki),エス・カタオカ(S. Kataoka),エス・ヨシカワ(S. Yoshikawa),表面科学(Hyomen Kagaku),日本表面科学会会誌(J. of The Surface Science Society of Japan),2002年,第23巻,p.202〜208;エイチ・クランプ(H. Krump),アイ・ヒューデック(I. Hudec),エム・ジャッソ(M. Jasso),イー・デイズ(E. Dayss),エイ・エス・リュイト(A. S. Luyt),アプライド・サーフェス・サイエンス(Applied Surface Science),2006年,第252巻,p.4264〜4278;及びエム・リジェーネ(M. Lejeune),エフ・ブラテグノル(F. Bretagnol),ジー・セッコーネ(G. Ceccone),ピー・コルポ(P. Colpo),エフ・ロッシ(F. Rossi),サーフェス・アンド・コーティングス・テクノロジー(Surface & Coatings Technology),2006年,第200巻,p.5920〜5907)。
かくして、PETユニットの酸素原子の2つの形式(エステル官能基のC=O及びC−O)と関連したピークの面積を測定する。酸素元素と関連したこれらピークは、530〜536eVであり、図3に示されている。ピークPO1は、C−O結合の酸素原子と関連し、ピークPO2は、C=O結合の酸素原子と関連している。
PET中に存在する他の元素と関連したピークの面積も又測定する。具体的に言えば、PETユニットの炭素原子の3つの形式(エステル鎖からのベンゼン炭素、C=O、及び炭素)に対応したピークの面積を測定する。炭素原子と関連したこれらピークは、280〜292eVであり、図4に示されている。ピークPC1は、O=C−O結合の炭素原子と関連し、ピークPC2は、C−O結合の炭素原子と関連し、ピークPC3は、C−C及びC−H結合の炭素原子と関連している。
プラズマフローによる処理に続き他の元素、例えば窒素が存在する場合があり、プラズマフロー中、ガスは、空気又は窒素から成る。各ピークの面積は、これと関連した各元素の原子百分率に対応している。
酸素原子と関連したピークの原子百分率を計算するのに、酸素原子と関連したピークの面積とスペクトルの酸素及び炭素原子と関連したピークの面積及び該当する場合には酸素、炭素、及び窒素原子と関連したピークの面積の比を取る。この比の計算のために用いられる面積は、スコフィールド(Scofield)断面積である。数値シミュレーションに用いられる基底線は、シャーリー(Shirley)型のものである。収集後、曲線を好ましくは調整する。
表面層C1,C2の酸素元素の原子百分率Pcは、27%以上であり、好ましくは30%以上であり、より好ましくは32%以上であり、この実施例では、35%に等しい。
内側層C3(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)のスペクトルの酸素元素の原子百分率Piは、27%以下であり、好ましくは26%以下であり、より好ましくは25%以下であり、この実施例では、25%に等しい。
内側層(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)の酸素元素の原子百分率Piと表面層の酸素元素の原子百分率Pcの比Pi/Pcは、厳密に言えば、1未満であり、それどころか0.95以下であり、好ましくは0.85以下であり、より好ましくは0.75以下である。具体的に説明すると、上述の場合、Pi/Pc=25/35=0.71である。
かくして、各表面層C1,C2は、厳密に言えば、内側層C3(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)の酸素元素の原子百分率Piよりも高い酸素元素の原子百分率Pcを有する。
結晶化度の測定
補強要素の表面層の結晶化度Tcを赤外分光法、例えばATR(減衰全反射)赤外分光法によって測定し、そのスペクトルが図5に示されている。
表面層の結晶化度Tcを本発明に従って補強要素について直接測定する。
補強要素の内側層の結晶化度Tiをディファレンシャルエンタルピー分析法(differential enthalpy analysis)又は一変形例として赤外分光法、例えばATR(減衰全反射)赤外分光法によって測定する。
内側層の結晶化度Tiを全体が内側層の材料と同一の材料で作られた要素について測定する。一変形例として、内側層の結晶化度Tiを、本発明に従って、最初に表面層を除去し、例えば、5μm以上、好ましくは10μm以上の材料の厚さ分を除去した要素について測定する。
ディファレンシャルエンタルピー分析法による測定の場合、規格ASTM・D3418に従ってスペクトルを収集する。次に、各結晶化及び溶融ピークのそれぞれの面積A1,A2を測定する。結晶化度Tは、関係式T=(A2−A1)/(ΔH*・G)によって与えられ、この関係式において、ΔH*は、J・g-1で表された100%結晶ポリエステルの比融解熱であり、Gは、K・s-1で表されたディファレンシャルエンタルピー分析中の温度勾配である。
赤外線分光測定法の場合、サンプル中への赤外線ビームの侵入深さを制限すると共に補強要素の外側層に対する測定を実施するためにブルーカ・ベルテックス・70‐2・フーリエ(Bruker Vertex 70-2 Fourier)変換分光計及びゲルマニウム結晶が用いられ、この外側層は、表面層の厚さよりも小さい厚さを有する。
好ましくはスペクトルの修正なしで1090〜1110cm-1相互間のピーク(ピークは、理論上、1102cm-1における「エステル引き伸ばしゴーシェ」C=O結合に対応している)の最大強度I1、即ちゼロに対するピークの高さを測定する。このピークは、PETの非晶質部分に特有である。
好ましくはスペクトルの修正なしで1115〜1130cm-1相互間のピーク(ピークは、理論上、1123cm-1における「エステル引き伸ばしトランス」C=O結合に対応している)の最大強度I2、即ちゼロに対するピークの高さを測定する。このピークは、PETの結晶質部分に特有である。
内側層C3(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)の結晶化度Ti、この場合、Ti=38%が更に知られている。確かに、これを上述したようなディファレンシャルエンタルピー分析法により絶対的な仕方で測定することができる。
層C3(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)のスペクトルのI1/I2比により、結晶化度Ti=38%について基準I1/I2比、この場合I1/I2=107を得ることができる。かくして、サンプルの結晶化度を測定するため、サンプルのI1/I2を測定し、この実施例では、I1/I2=57.7であり、Tcを上述の基準I1/I2比から計算し、このI1/I2比は、サンプルの結晶化度に比例している。かくして、この実施例では、Tc=38・57.7/107=20%が得られる。
かくして、この実施例では、表面層C1,C2の結晶化度Tcは、30%以下であり、好ましくは25%以下であり、より好ましくは21%以下であり、この場合、20%に等しい。内側層C3(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)の結晶化度Tiは、50%以下であり、好ましくは45%以下であり、より好ましくは40%以下であり、この場合、38%に等しい。
内側層(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)の結晶化度と表面層の結晶化度TcのTi/Tc比は、1.20以上、好ましくは1.45以上、より好ましくは1.60以上、更により好ましくは1.80以上である。確かに上述の場合、Ti/Tc=38/20=1.9である。
かくして、各表面層C1,C2は、結晶化度Tcを有し、内側層C3(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)は、Ti/Tc≧1.10を満たす結晶化度Tiを有する。
図6には、本発明の補強要素を得ることができるプラズマ処理方法、特にプラズマトーチを用いた処理方法を実施することができるようにする要素Rを処理するプラントが示されている。このプラントは、全体が参照符号20で示されている。
プラント20は、プラズマフローを発生させる2つの装置22a,22bを有し、更に補強要素Rを被覆する装置24を有している。
プラズマにより、電圧を受けたガスから、ガス状態の分子、イオン、及び電子を含む熱流束を発生させることができる。有利には、プラズマは、低温プラズマ型のものである。非平衡プラズマとも呼ばれるかかるプラズマは、温度が主として電子の運動に起因するようなものである。低温プラズマを熱的プラズマとも呼ばれている高温プラズマから区別しなければならず、この高温プラズマでは、電子及び更にイオンは、このプラズマに或る特定の性質、特に低温プラズマの性質とは異なる熱的性質を与える。
各装置22a,22bは、図7に詳細に示されているプラズマトーチ26を有する。各装置22a,22bは、各表面S1,S2をそれぞれ処理するようになっている。装置24は、接着剤、この場合、RFL型の接着剤を収容した浴28を有する。
特に独国特許第4439031号明細書から当業者に知られている従来方法に従ってRFL型の接着剤を製造する。このようにして製造されたRFL接着剤を10℃〜20℃で貯蔵し、そしてその製造後、10日間の期間内にこれを用いなければならない。
プラント20は、参照符号30,32でそれぞれ示された2つの上流側及び下流側貯蔵ロールを更に有する。上流側ロール30は、未処理の補強要素Rを支持し、ロール32は、装置22a,22bによってプラズマ処理されて装置24によって接着剤で被覆された補強要素Rを支持している。装置22a,22b,24は、この順序で、補強要素Rの走行方向に見てロール30,32相互間に配置されている。装置22a,22bは、補強要素Rの走行方向に見て装置24に関して上流側に配置されている。
図7には、プラズマフローを発生させる装置22a、この場合、プラズマトリート・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュテンクテル・ハフツング(Plasmatreat GmbH)により市販されているプラズマトーチ26が示されている。装置22bは、装置22aと同一である。装置22aには360V未満の電圧及び15〜25kHzの周波数を有する交番電流を流す。
装置22aは、プラズマフローを発生させるためのチャンバ36にガスを供給する供給手段34を有すると共にチャンバ36内で発生したプラズマをプラズマフロー42、この場合、プラズマジェットの形態で放出する放出手段38を更に有している。装置22aは、チャンバ36内に回転電気アーク46を発生させる手段44を更に有している。
供給手段34は、ガスがチャンバ36に入るようにするためのガス入口ダクト48を含む。電気アークを発生させる手段44は、電極50を含む。放出手段38は、プラズマフロー42のための出口オリフィス52を含む。
図8には、本発明の補強要素Rを製造することができるようにするプラズマ処理方法の主要なステップ100〜300を示す流れ図が示されている。
ステップ100の際、表面S1をプラズマトーチ26によって生じたフロー42に当てる。このステップ100中、要素Rを連続的に処理する。処理方法を大気圧で実施する。
減圧チャンバの設置と組み合わされた減圧プラズマの使用を必要とする方法とは異なり、大気圧プラズマの使用により比較的簡単且つ安価な工業プラントを構築することができる。
フロー42を少なくとも1種類の酸化成分を含むガスから得る。「酸化成分」という用語は、ポリエステル中に存在する化学官能基の酸化度を増大させることができる任意の成分を意味しているものと理解されたい。
有利には、酸化成分は、二酸化炭素(CO2)、一酸化炭素(CO)、硫化水素(H2S)、硫化炭素(CS2)、二酸素(O2)、窒素(N2)、塩素(Cl2)、アンモニア(NH3)、及びこれら成分の混合物から選択される。好ましくは、酸化成分は、二酸素O2)、窒素(N2)、及びこれら成分の混合物から選択される。より好ましくは、酸化成分は空気である。
この場合、フロー42は、2400L/hの流量で空気と窒素の混合物から得られる。
オリフィス52は、処理されるべき要素Rと対向して、この場合、表面S1と対向して配置されている。オリフィス52は、表面S1から一定の距離Dを置いたところに配置されている。例えば、この距離は40mm以下、好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下である。好ましくは、この距離Dは、3mm以上である。
要素Rは、毎分100メートル以下、好ましくは毎分50メートル以下、より好ましくは毎分30メートル以下の平均速度Vでプラズマフローに対して動くようになっている。平均速度Vは、当てるべき表面に対するプラズマフロー42の走行した距離をこの距離を走行するのに要した所定の持続時間、この特定の場合、30秒で除算して得られる比に等しい。要素Rに対するフローの運動は、直線であっても良く湾曲していても良く、或いはこれら2つの組み合わせであっても良い。この特定の場合、プラズマフローは、表面S1の全体を露出させるよう要素Rに対してブストロフェドン形運動を有する。
好ましくは、平均速度V及び距離Dは、V≦−5・D+110であるようなものでああり、Dは、mmで表され、Vは、m・min-1で表される。V及びDに関するこれら条件により、この方法の効率を向上させることができる。この方法の効率を向上させるため、速度V及び距離D以外の極めて多数のパラメータ、例えばプラズマサイクル時間(PCT)、ガスの性状、又はプラズマトーチのパルス周波数を変化させることが可能である。
この場合、D=6mmであり、V=70m・min-1である。
次に、ステップ200において、表面S2をステップ100と同様な仕方で装置22bによって生じたプラズマのフローに当てる。
次に、ステップ300において、ステップ100及びステップ200後、補強要素R、この場合各表面S1,S2を浴28からの接着剤で被覆する。好ましくは、ステップ100及びステップ200で処理された補強要素Rを接着剤で直接被覆する。
図示されていない他の次のステップも又実施するのが良い。一例を挙げると、過剰の接着剤を除去するために排出ステップ(例えば、ブローイング、寸法規制によって)を実施し、次に例えばオーブンに通す(例えば、180℃で30分間)ことによって乾燥ステップを実施し、最後に熱処理ステップ(例えば、230℃で30分間)を実施することが可能である。
当業者であれば容易に理解されるように、補強要素Rと補強要素Rが埋め込まれているゴムマトリックスとの間の限定的な接着が本発明のタイヤの最終の硬化中、限定的に提供される。
比較試験
試験片の調製
本発明による補強要素及び本発明によらない補強要素を有する試験片を比較した。
補強要素として、デュポン・テイジン・フィルムズ社により“Mylar A190”という名称で市販されていて、結晶化度が38%に等しく、酸素元素の原子百分率が26%に等しいPETフィルムを用いた。
補強要素と接触状態にある種々のプライ及びゴムマトリックスに用いられた試験ガムは、1種類又は2種類以上のジエンエラストマー、この場合、天然ゴム、カーボンブラック、可塑化剤、粘着付与樹脂、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(6‐PPD)、ステアリン酸、N‐シクロヘキシル‐2‐ベンゾチアジルスルフェンアミド(CBS)、及び可溶性硫黄を含む。
各試験片は、次の順序で、即ち、試験プライ、試験織布、試験ゴムマトリックス、及び本発明によるPETフィルム又は本発明にはよらないPETフィルムを有する。
上述の試験ガムから作られたガムの2つのストリップ相互間に例えば独国特許第4439031号明細書に記載されているような従来型RFL接着剤で接着状態で被覆された斜文織ナイロンテキスタイル織布を挿入して試験プライを作る。ナイロンテキスタイル織布は、ミリケン(Milliken)社により“Milliken Europe-Nylon twill-Z19,Cloth-N-094/1-72-N-094/1-72 ”という商品名で市販されている。
試験テキスタイル織布は、例えば独国特許第4439031号明細書に記載されているような従来型RFL接着剤で接着状態で被覆されると共に98y/dmに等しいヤーン密度を備えたナイロン織布140/2 250/250である。
モールド内に次のものを、この順序で、即ち、試験プライ、試験織布、試験ゴムマトリックス、及びPETフィルムを配置する。試験片を組み付けてプラズマにオプションとして当てられたPETの表面が試験ゴムマトリックスと接触関係をなすようにする。Mylarのストリップを試験片の一方の縁を覆って試験ゴムマトリックスとPETフィルムとの間に挿入して剥離イニシエータを形成する。
各試験片を1.5barの圧力下で15分間160℃の温度でプレス内で硬化させる。硬化後、各試験片を10分間冷却させる。
剥離試験の具体化
剥離試験を規格ASTM/D‐4393‐98に従って実施する。かくして、PETフィルムを100mm/minの一定の交差速度で試験片の残部から徐々に剥がす。
次に、剥離外観を表すスコアを以下の表1に従って判定する。かくして、接着性が良好であれば良好であるほど、フィルムを剥ぎ取り度がそれだけ一層低く(フィルムがガムで覆われている度合いがそれだけ一層高く)しかも外観スコアがそれだけ一層高い。
Figure 0006082876
第1の比較試験
第1の比較試験では、接着プライマ及びRFL接着剤で被覆されたPETフィルムを有する試験片(試験片A)と接着プライマを用いないでRFL接着剤だけで被覆されたPETフィルムを有する試験片(試験片B)を比較する。本発明によらない各試験片A,Bでは、Ti=Tc=38%であり、Pi=Pc=26%である。
プライマは、水、49%水酸化ナトリウム、ナガセ・ケミカルズ(Nagase Chemicals)社製の“DENACOL EX-512”という名称で市販されているポリグリセロールポリグリシジルエーテル、及び界面活性剤、この場合シアナミド(Cyanamid)社製の“AOT”という名称で市販されている5%水溶液としてのスルホコハク酸ジオクチルナトリウムを含む。
RFL接着剤は、上述したとおりのものである。
この第1の試験では、PETフィルムを接着プライマ及びRFL接着剤(試験片A)で被覆し又は接着プライマなしでRFL接着剤だけで(試験片B)被覆する。各フィルムを数秒後に対応の浴から取り出し、各浴後に、フラットクランプによりその幅にわたってオーブン内で2分20秒間215℃で吊り下げる。
試験片Aは、5に等しい外観スコアを有し、試験片Bは、0に等しい外観スコアを有する。したがって、接着プライマの層は、補強要素Rと試験片の試験ガム塊との間の良好な接着性を得る上で必要である。
第2の比較試験
第2の比較試験では、PETフィルムを用いて調製された数個の試験片を比較したが、かかる数個の比較し検体の表面をプラズマトーチ又は誘電体バリヤ放電(DBD)装置に当てた。
DBD装置は、一様な発光放電を形成するよう誘電体で覆われた2つの電極を有する。DBD装置により発生するプラズマフローで運ばれる数ワットオーダの電力(P=U.I.cosψ但し、U=20kV、I=1mAである)は、プラズマトーチにより生じるプラズマフローで運ばれる電力よりも約100倍弱い。PETフィルムを電極に対して0.18m/minの最大速度で動くことができるガラスプレート上に被着させる。プラズマフローの温度は、周囲温度に近い温度のままである。
プラズマトーチは、プラズマトリート・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュテンクテル・ハフツングにより市販され、大気プラズマフローは、少なくとも1種類の酸化成分を含むガス、この場合空気と窒素の混合物から得られる。
表面層の酸素元素の原子百分率Pcは、上述の手順に従ってXPS分析法により定められる。結果は、以下の表2にまとめられている。
Figure 0006082876
表面層の結晶化度Tcは、上述した手順に従って赤外分光法、特にATR赤外分光法によって定められる。結果は、以下の表3にまとめられている。
Figure 0006082876
これら結果から、比較的高い酸素元素の原子百分率Pcを有する(即ち、これについては、Pi/Pc<1である)と共に比較的低い結晶化度Tcを有する(即ち、これについては、Ti/Tc≧1.1である)を表面層だけが試験ゴムマトリックスの補強要素の接着性に好都合であることが推定される。条件3及び条件4の下では、試験ゴムマトリックスに適正に接着するほど低い結晶化度を備えていない表面層が得られ、但し、これは、内側層(又は全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素)の酸素元素の原子百分率Pcよりも高い酸素元素の原子百分率Pcを有している。
第3の比較試験
第3の比較試験では、100%のアモルファス化度を有し、接着プライマ及びRFL接着剤で被覆されたPETフィルムを有する試験片(試験片I)と、100%のアモルファス化度を有し、接着プライマを用いないでRFL接着剤だけで被覆されたPETフィルムを有する試験片(試験片II)を比較する。
剥離試験後、試験片Iは、5に等しい外観スコアを有し、試験片IIは、0に等しい外観スコアを有する。かくして、表面層のアモルファス化度、より正確に言えば全体的アモルファス化度は、補強要素と試験ゴムマトリックスとの良好な接着性を可能にするには十分ではない。
比較試験の結論
かくして、低い結晶化度又は高い酸素元素の原子百分率は、補強要素とゴムマトリックスとの良好な接着を可能にし、従って、接着プライマを省くことができるには十分ではない。しかしながら、比較的低い結晶化度と比較的高い酸素元素の原子百分率の組み合わせにより、補強要素とゴムマトリックスとの優れた接着が可能であり、従って、接着プライマを省くことができる。
本発明は、上述の実施形態には限定されない。
注目されるように、内側層の結晶化度Ti及び酸素元素の原子百分率Piを測定するため、表面層の化学的及び物理的改変が表面処理に起因している場合、この表面処理を受けていない補強要素、即ち、全体が内側層の材料と同一の材料で作られている要素についてこの結晶化度及びこの酸素元素の原子百分率を測定することが可能である。
マルチフィラメントファイバ、モノフィラメント、又はこれら繊維の織布を用いて本発明を実施することができる。
マルチフィラメント繊維の場合、表面層は、1本又は2本以上のマルチフィラメントを含み、このマルチフィラメント又はこれらマルチフィラメントは、内側層を形成する内側マルチフィラメントに対して最も外側に位置する。
織布の場合、繊維をプラズマフローに当てるステップに続き、本発明に従って処理された繊維から織布を組み立てることが可能である。一変形例として、プラズマ処理されていない繊維から織布を組み立てることが可能である。組立て状態の繊維を含む織布をプラズマフローに当てる。
また、マルチフィラメント繊維、繊維の織布、フィルム、又はモノフィラメントがポリエステルで作られた第1の部分及び第1の部分の材料とは異なる材料で作られた第2の部分を有することが想定できる。例えば、ポリエステルで作られた1本又は2本以上のマルチフィラメント繊維の第1の過剰加撚糸及びアラミドで作られた1本又は2本以上のマルチフィラメント繊維又は第1の過剰加撚糸の性状とは異なる性状のポリエステルで作られた第2の過剰加撚糸を有するもろより糸を用いることができる。
プラズマを発生させる3つ以上の装置、例えば、4つの装置が特にマルチフィラメント繊維の場合、繊維の周囲全体を処理するために提供されても良い。一変形例として、繊維の運動方向周りの円形経路周りに可動的に設けられたプラズマフローを発生させる単一の装置が設けられても良い。
また、繊維の2つの互いに異なる円周部分を各プラズマフローに当てるよう配置された2つのフロー発生装置相互間に繊維をそれ自体回転させても良い。
また、フィルムの場合、フィルムの2つの表面を同時に当て又はフィルムの単一の表面だけを当てるようにしても良い。
上述し又は上記において想到される種々の実施形態及び変形例の特徴をこれらが互いに両立することを条件として組み合わせることも可能である。

Claims (10)

  1. 補強要素(R)において、前記補強要素は、結晶化度Tc及び酸素元素の原子百分率Pcを備えた表面層(C1,C2)と、結晶化度Ti及び酸素元素の原子百分率Piを備えた内側層(C3)とを有し、Ti/Tc≧1.10且つPi/Pc<1が満たされ、前記表面層(C1,C2)及び前記内側層(C3)は各々、ポリエステルで作られている、補強要素(R)。
  2. Ti/Tc≧1.20である、請求項1記載の補強要素(R)。
  3. Pi/Pc≦0.95である、請求項1又は2記載の補強要素(R)。
  4. 前記表面層(C1,C2)の厚さ(E)は、0.5μm以上である、請求項1〜3のうちいずれか一に記載の補強要素(R)。
  5. Tc≦30%である、請求項1〜4のうちいずれか一に記載の補強要素(R)。
  6. Pc≧27%である、請求項1〜5のうちいずれか一に記載の補強要素(R)。
  7. Ti≦50%である、請求項1〜6のうちいずれか一に記載の補強要素(R)。
  8. Pi≦27%である、請求項1〜7のうちいずれか一に記載の補強要素(R)。
  9. 補強プライ(10)において、前記補強プライは、ゴムマトリックス(M1,M2)中に埋め込まれた請求項1〜8のうちいずれか一に記載の補強要素(R)を少なくとも1つ含む、補強プライ(10)。
  10. ゴム完成品(1)において、前記ゴム完成品は、請求項1〜8のうちいずれか一に記載の補強要素(R)を少なくとも1つ含む、ゴム完成品(1)。
JP2015514433A 2012-06-01 2013-05-24 ポリエステル層を備えた補強要素 Expired - Fee Related JP6082876B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1255097A FR2991344B1 (fr) 2012-06-01 2012-06-01 Procede de traitement d'un element de renfort textile par plasma.
FR1255097 2012-06-01
FR1259755A FR2996806B1 (fr) 2012-10-12 2012-10-12 Element de renfort a couches en polyester.
FR1259755 2012-10-12
PCT/EP2013/060697 WO2013178539A1 (fr) 2012-06-01 2013-05-24 Elément de renfort à couches en polyester

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015525259A JP2015525259A (ja) 2015-09-03
JP6082876B2 true JP6082876B2 (ja) 2017-02-22

Family

ID=48485195

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015514432A Pending JP2015521241A (ja) 2012-06-01 2013-05-24 プラズマによるテキスタイル補強要素の処理方法
JP2015514433A Expired - Fee Related JP6082876B2 (ja) 2012-06-01 2013-05-24 ポリエステル層を備えた補強要素

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015514432A Pending JP2015521241A (ja) 2012-06-01 2013-05-24 プラズマによるテキスタイル補強要素の処理方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20150141578A1 (ja)
EP (2) EP2855133A1 (ja)
JP (2) JP2015521241A (ja)
KR (1) KR20150016981A (ja)
CN (2) CN104411479A (ja)
WO (2) WO2013178538A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3013622B1 (fr) 2013-11-28 2016-06-24 Michelin & Cie Procede de traitement d'un element de renfort a section aplatie
FR3013625B1 (fr) 2013-11-28 2016-06-24 Michelin & Cie Element de renfort a section aplatie
DE102015001903A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Reifens
DE102017222894A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Festigkeitsträgers zur Verstärkung von Gummiprodukten, Festigkeitsträger sowie Verwendung des Festigkeitsträgers
IT202000015664A1 (it) 2020-06-29 2021-12-29 Pirelli Processo di produzione di un componente di rinforzo per uno pneumatico, e relativo processo di produzione di pneumatici

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6119343A (ja) * 1984-07-05 1986-01-28 Shin Etsu Chem Co Ltd タイヤコ−ド平織状物の低温プラズマ処理方法
JPS62163805A (ja) * 1986-01-13 1987-07-20 Bridgestone Corp 重荷重用ラジアルタイヤ
US4948485A (en) * 1988-11-23 1990-08-14 Plasmacarb Inc. Cascade arc plasma torch and a process for plasma polymerization
JPH03220369A (ja) * 1990-01-22 1991-09-27 Teijin Ltd 芳香族ポリアミド繊維の処理方法
US5053246A (en) * 1990-03-30 1991-10-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for the surface treatment of polymers for reinforcement-to-rubber adhesion
DE4439031C2 (de) 1994-11-02 1996-08-22 Siegfried Lanitz Polymerbeschichtetes Mehrschichtmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2695634B2 (ja) * 1996-02-13 1998-01-14 平岡織染株式会社 低温プラズマ処理された印刷用スクリーン基布包装物
ES2194351T3 (es) * 1997-09-29 2003-11-16 Dow Global Technologies Inc Sustratos termoplasticos aromaticos hidrogenados amorfos con adhesion mejorada.
JP4374137B2 (ja) 1997-11-28 2009-12-02 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン−ミシュラン エ コムパニー アルミナ充填剤およびそのような充填剤を含むゴム組成物
JP4991063B2 (ja) 1999-05-28 2012-08-01 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン ジエンエラストマー及び強化酸化チタンに基づくタイヤ用ゴム組成物
EP1311600A2 (fr) 2000-07-31 2003-05-21 Société de Technologie Michelin Bande de roulement pour pneumatique
DE60128590T2 (de) 2001-01-02 2008-01-31 Société de Technologie Michelin Kautschukmischung auf der basis eines dienelastomers und eines verstärkenden siliciumcarbids
KR20040070285A (ko) * 2001-12-27 2004-08-06 토요 보세키 가부시기가이샤 열가소성 수지 필름 및 그의 제조 방법
FR2841560B1 (fr) 2002-07-01 2006-02-03 Michelin Soc Tech Composition de caoutchouc a base d'elastomere dienique et d'un nitrure de silicium renforcant
JP4633471B2 (ja) 2002-12-19 2011-02-16 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン 補強アルミノシリケートに基づくタイヤゴム組成物
SK50132005A3 (sk) * 2005-02-18 2006-09-07 Matador, A. S. Zariadenie na prípravu pogumovaného textilného kordu vhodného na použitie ako vinutého prekrývacieho nárazníka
JP2007239161A (ja) * 2006-03-13 2007-09-20 Teijin Techno Products Ltd 改質繊維の製造方法
JP4607826B2 (ja) * 2006-06-28 2011-01-05 河村産業株式会社 アラミド−ポリエステル積層体
FR2944227B1 (fr) 2009-04-09 2013-08-16 Soc Tech Michelin Stratifie multicouches pour bandage pneumatique
JP5614372B2 (ja) * 2011-05-31 2014-10-29 信越化学工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP2013223985A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Adoweru:Kk 電気絶縁用フィルム

Also Published As

Publication number Publication date
CN104411479A (zh) 2015-03-11
US20150151578A1 (en) 2015-06-04
US20150141578A1 (en) 2015-05-21
WO2013178538A1 (fr) 2013-12-05
EP2855133A1 (fr) 2015-04-08
WO2013178539A1 (fr) 2013-12-05
JP2015525259A (ja) 2015-09-03
KR20150016981A (ko) 2015-02-13
JP2015521241A (ja) 2015-07-27
CN104364071A (zh) 2015-02-18
EP2855134A1 (fr) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6518266B2 (ja) 多複合体平面補強材
JP6082876B2 (ja) ポリエステル層を備えた補強要素
JP6797136B2 (ja) 多複合体平面補強材
KR102348477B1 (ko) 타이어용 다중-복합물 보강재
JP6728194B2 (ja) 改善された特性を有するガラス−樹脂マルチ複合補強材
KR101876609B1 (ko) 폴리알데히드 및 플로로글루시놀을 기본으로 한 수성 접착제 조성물
JP5782514B2 (ja) 複合補強材
US20150030851A1 (en) Composite reinforcer sheathed with a rubber self-adhesive polymer layer
KR102360510B1 (ko) 개선된 유리-수지로부터 제조된 다중복합체 보강재
US20140051312A1 (en) Rubber composite reinforced with a textile material provided with a thermoplastic adhesive
KR20120005500A (ko) 열가소성 중합체 필름에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어
EP2431195B1 (en) Tire and method for making a tire or tire component
BR112014018045B1 (pt) laminado multicamada utilizável para o reforço de uma cinta de pneumático
JP2015511277A (ja) ゴム自己接着性ポリマー層でシーズした複合補強材
US20130240104A1 (en) Tire, the Sidewalls of which are Reinforced with a Film of Multiaxially Stretched Thermoplastic Polymer
JP6896634B2 (ja) 改良されたベルト構造体を有するラジアルタイヤ
US10543624B2 (en) Process for treating a reinforcing element having a flattened cross-section
US10377180B2 (en) Reinforcing element having a flattened cross-section
FR2996806A1 (fr) Element de renfort a couches en polyester.
FR2991344A1 (fr) Procede de traitement d'un element de renfort textile par plasma.

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6082876

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees