JP6139190B2 - 融着コードを有する空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｔｉｒｅ）に関する。

背景
中型トラック用ラジアル（ＲＭＴ）タイヤ（ｒａｄｉａｌ ｍｅｄｉｕｍ ｔｒｕｃｋ ｔｉｒｅ）のトレッドは、路面の石やその他の鋭利な物体によってパンクさせられる。多くの場合、パンクは、ベルトパッケージ（ｂｅｌｔ ｐａｃｋａｇｅ）を貫通してタイヤを破損するほどには深くないが、ベルトバッケージのスチール補強コードを水や空気にさらすには十分に深く、このような曝露は、ベルトパッケージを腐食させ（ｃｏｒｒｏｄｅ）得る。この問題は、タイヤが複合的な使用状態で、すなわち、部分的に舗装面で、また部分的に非舗装面で使用される場合、さらに悪化する。錆は、補強プライの強度に重大な影響を与えないが、リトレッドの準備のためにトレッドがタイヤから削り取られた際に最も上の（ｔｏｐ）ベルトに過剰の腐食が認められる場合、タイヤの多くは廃棄される。さらに、パンク部分から侵食された（ｆｒｅｔｔｅｄ）スチールコードを取り除く際の困難性のために、最も上のスチールベルトにおけるパンクは、リトレッドプロセスを複雑にし得る。

概要
本発明は、少なくとも１対の平行な環状ビード、前記ビードの周りに巻かれた（ｗｒａｐｐｅｄ ａｒｏｕｎｄ）少なくとも１つのカーカスプライ、タイヤのクラウン部（ｃｒｏｗｎ ａｒｅａ）において前記カーカスプライの上に（ｏｖｅｒ）配置された少なくとも２つのベルトもしくはブレーカー、前記ベルトもしくはブレーカーの上に（ｏｖｅｒ）配置されたトレッド、および前記トレッドと前記ビードとの間に配置されたサイドウォールを含み、半径方向における最も上のベルトもしくはブレーカーが有機ポリマーコードで補強されている空気入りタイヤであって、有機ポリマーコードが化学的に融着されている（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ｆｕｓｅｄ）、空気入りタイヤに関する。

本発明にしたがって製造された空気入りタイヤの実施形態の断面図である。 タイヤに使用される最も上のブレーカーの図である。 損傷した最も上のブレーカーの写真を示す。 損傷した最も上のブレーカーの写真を示す。

定義
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、タイヤの「赤道面」は、タイヤの回転の軸に垂直であり、タイヤトレッドの中心を通る面であり、「軸方向の」および「軸方向に」という用語は、タイヤの回転の軸に平行である方向を意味し、「半径方向の」および「半径方向に」という用語は、タイヤの回転の軸に半径方向に向かっている、または当該軸から半径方向に離れる方向を意味する。「デニール」は、ヤーン（ｙａｒｎ）に撚りが付与される前のヤーン９，０００メートルのグラム単位の質量を意味すると理解される。「デシテックス（Ｄｅｃｉｔｅｘ）」または「デシテックス（Ｄｔｅｘ）」は、ヤーンに撚りが付与される前のヤーン１０，０００メートルのグラム単位の質量を意味すると理解される。

説明
少なくとも１対の平行な環状ビード、前記ビードの周りに巻かれた少なくとも１つのカーカスプライ、タイヤのクラウン部で前記カーカスプライの上に配置された少なくとも２つのベルトもしくはブレーカー、前記ベルトもしくはブレーカーの上に配置されたトレッド、および前記トレッドと前記ビードとの間に配置されたサイドウォールを含み、半径方向における最も上のベルトもしくはブレーカーが有機ポリマーコードで補強されている空気入りタイヤであって、有機ポリマーコードが化学融着されている、空気入りタイヤが開示される。

図１を参照して、１対の実質的に非伸長性の（ｉｎｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ）ビードコア１１を有する空気入りＲＭＴタイヤ１０の一部が示されており、これらビードコアは、ビードコア１１間に延在している少なくとも１つの半径方向（ラジアル）カーカスプライ１２で、軸方向に相隔てられている。カーカスプライは、それぞれのビードコアの周りに軸方向にそして半径方向に外向きに折り込まれており（ｆｏｌｄｅｄ）、互いに実質的に平行であってかつタイヤの赤道面（ＥＰ）と７０°と９０°の間に含まれる角度をなすコード（複数）によって補強されている。

タイヤ１０のクラウン部１４は、タイヤトレッド１３の半径方向内側に位置するベルトアセンブリ１５によって補強されている。

ベルトアセンブリ１５ａは、本質的に剛性（ｒｉｇｉｄ）であり、通常４つの同心のベルトプライ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを含む。ベルトプライは、当業者にブレーカーとしても知られている。ベルトプライ中のコード補強部材は、通常はタイヤの赤道面に対して５°と３５°の間に含まれる角度を有する。第２および第３のベルト、１６ｂおよび１６ｃの補強部材は交差しており、一方、最も上のベルトプライ１６ｄの補強部材は、赤道面に対して、第３のベルトのものと同じ方向を有していてもよい。

タイヤを補強するベルトプライのコードは、任意の好適な材料、例えば、スチール、レーヨン、ポリエステル、ポリアミドまたは芳香族ポリアミドから作られ得る。

最も上のベルトプライ（最も上のブレーカーとしても知られる）を補強するために用いられるコードを本明細書で記載される化学融着コードで置き換えることは、本発明の範囲内にある。

化学融着コードは、コードの個々の繊維（複数）を共に融着し、それを比較的堅く（ｓｔｉｆｆ）かつ耐侵食性にさせるように、化学薬品にさらされた（ｅｘｐｏｓｅｄ）有機繊維コードを含む。

一実施形態において、有機繊維コードは、ポリエステル、アラミド、ポリアミド（ナイロン）またはポリケトンコードである。一実施形態において、有機繊維コードは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維コードである。一実施形態において、有機繊維コードはＰＥＴである。

有機繊維コードは、タイヤにおける使用に適したコード重量を有する。コードは、コードを形成するために適切に撚られた、一または複数の繊維ヤーンを含み得る。コードの重量は、６０００から１２０００デシテックスの範囲であり得る。

一実施形態において、有機繊維コードは、液体の溶液または分散液の形態のイソシアネートにさらされる。一実施形態において、イソシアネートは、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサンまたは同様のものなどの有機溶媒に溶解される。一実施形態において、イソシアネートは、水性分散液に分散される。

イソシアネートは、個々のコード繊維を共に化学融着する効果をもたらすのに十分な濃度で有機繊維コードにさらされる。一実施形態において、イソシアネートは、溶液の全重量に基づいて、１５から２５質量パーセントの範囲の濃度で、有機溶媒溶液中で用いられる。一実施形態において、イソシアネートは、分散液の全重量に基づいて、１５から２５質量パーセントの範囲の濃度で、水性分散液中で用いられる。

一実施形態において、イソシアネートはブロックイソシアネートである。ブロックイソシアネートは、限定されるものではないが、カプロラクタムブロックメチレン−ビス−（４−フェニルイソシアネート）、例えば、ＥＭＳ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｇｒｉｌｏｎ，Ｉｎｃ．から入手できるＧｒｉｌｂｏｎｄ−ＩＬ６、ならびに米国特許第3,226,276号；同第3,268,467号；および同第3,298,984号；（これらの３件は、参照により全体的に本明細書に組み込まれる）に開示されたとおりのフェノールホルムアルデヒドブロックイソシアネートを含めて、ＲＦＬ接着剤浸漬（ＲＦＬ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｄｉｐｓ）で用いられることが知られた任意の好適なブロックイソシアネートであってもよい。ブロックイソシアネートとして、１種または複数のイソシアネートと１種または複数の種類のイソシアネートブロッキング剤との間の反応生成物が用いられてもよい。イソシアネートには、モノイソシアネート、例えば、フェニルイソシアネート、ジクロロフェニルイソシアネートおよびナフタレンモノイソシアネート、ジイソシアネート、例えば、トリレンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、アルキルベンゼンジイソシアネート、ｍ−キシレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、３，３−ジメトキシフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、１−アルコキシベンゼン−２，４−ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、ジフェニレンジイソシアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート、ジフェニルエタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネートなど、ならびにトリイソシアネート、例えば、トリフェニルメタントリイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシアネートなどが含まれる。イソシアネートブロッキング剤には、フェノール類、例えば、フェノール、クレゾール、およびレゾルシノール、第三級アルコール類、例えば、ｔ−ブタノールおよびｔ−ペンタノール、芳香族アミン類、例えば、ジフェニルアミン、ジフェニルナフチルアミンおよびキシリジン、エチレンイミン類、例えば、エチレンイミンおよびプロピレンイミン、イミド類、例えば、コハク酸イミド、およびフタルイミド、ラクタム類、例えば、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、およびブチロラクタム、尿素類、例えば、尿素およびジエチレン尿素、オキシム類、例えば、アセトキシム、シクロヘキサノキシム、ベンゾフェノンオキシム、およびα−ピロリドンが含まれる。

一実施形態において、有機繊維コードは、イソシアネートの溶液または分散液中にコードを浸漬することによってイソシアネートにさらされる。いずれの場合でも、乾燥有機繊維コードは、個々のコード繊維間の空隙へのイソシアネート含有液の本質的に完全な浸透を可能にするのに十分な速度でイソシアネート浸漬液の浴を通って引かれる（ｄｒａｗｎ）。このように、イソシアネートは繊維表面積のすべてに触れ、繊維表面の本質的に全面的な湿潤が達成されることが意図される。このような浸透および湿潤を達成するためのイソシアネート浸漬液を通るコード移動の適切な速度は、過度の実験なしに当業者によって決定され得る。

イソシアネート浴で浸漬後、繊維コードは熱および／または空気にさらされ、溶媒（またはイソシアネートの水性分散液の場合は水）の除去を可能にする。十分な熱および時間が、個々のコード繊維をイソシアネートの影響下で共に融着させるために用いられる。この化学融着コードは、保存のためにスプールに巻かれる。

イソシアネートで処理される場合、タイヤにおいて最も上のブレーカーとして用いられる場合に侵食を回避するように、個々のコード繊維が十分に共に融着されることが意図される。特に、化学融着コードは、使用中に最も上のブレーカーへの損傷についての侵食に耐性であり、かつタイヤのリトレッド前の最も上のベルトにおけるパンク部分の修理中に侵食に耐性であるように、十分に融着される。一実施形態において、化学融着コードは、その太さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）の７５パーセントにわたって（ｔｈｒｏｕｇｈ）融着される。一実施形態において、化学融着コードは、その太さの９０パーセントにわたって融着される。一実施形態において、化学融着コードは、その太さの９５パーセントにわたって融着される。

イソシアネートで処理された化学融着コードは、コードの有機繊維およびイソシアネートを含む。水性分散液の場合の分散剤など、浸漬液からの、他の残存材料が含まれてもよい。したがって、これらの他の材料が、個々のコード繊維を共に化学融着することに関与することは企図されない。それで、存在する他の材料は繊維の化学融着に実質的に関与しないことを前提として、コードは、コード繊維とイソシアネートとから本質的になると言うこともできる。

タイヤにおける使用のために、化学融着コードは、ゴムコンパウンドとともにカレンダー加工されて、最も上のブレーカーを形成する。カレンダー加工前に、化学融着コードは、当技術分野で知られているようにＲＦＬ（レゾルシノールホルムアルデヒドラテックス）型接着剤で処理されて、化学融着コードとゴムコンパウンドとの間の良好な接着を得ることができる。ＲＦＬ接着剤は、浸漬工程によって塗布され、化学融着コードの外面の少なくとも一部に配されたＲＦＬ接着剤はそのまま残される。化学融着コード上に好適なゴムコンパウンドをカレンダー加工することは、当技術分野で知られているように行われる。図２は、最も上のブレーカー１６ｄの断面を示す。化学融着コード１８（複数）は、カレンダー加工プロセスの後に、実質的に平行で、かつゴムコンパウンド２０中に埋め込まれている。最も上のブレーカーは、図１に示されるタイヤ１０を製造するために、当技術分野で公知であるように通常のタイヤ構築プロセスで用いられる。

本発明は、以下の非限定的な例によってさらに例証される。

例
この例では、リトレッド可能な（ｒｅｔｒｅａｄａｂｌｅ）トラックタイヤで化学融着コードを使用する効果を例証する。ポリエチレンテレフタレートコードを有機溶媒中の２０質量パーセントのイソシアネート溶液で処理して、融着コードを形成した。次いで、このコードをゴムコンパウンド中にカレンダー加工して、ラジアル中型トラックタイヤにおける最も上のブレーカーとして製作した。このタイヤに圧力をかけ（ｓｔｒｅｓｓｅｄ）、最も上のベルトにパンクを形成した。次いで、タイヤトレッドをリトレッドのために削り取り、露出したブレーカーのパンクを残した。パンクは、研削砥石を用いて容易に修理し、融着繊維の侵食はなかった。

図３および図４は、研削後の損傷ブレーカーのパンク部分の写真である。図３では、融着コードで作ったブレーカー（１，２）の修理部分は、侵食を示さないが、スチールコードで作ったブレーカー（３）の修理部分は明らかな侵食を示す。図４は、より大きい倍率で図３の融着コードブレーカーの部分を示す。図４の写真１および写真２は、図３の写真１に対応し、図４の写真３および写真４は、図３の写真２に対応する。写真により、融着コードが研削後でさえもそれらの統合性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を保持することが明らかであり、これは、イソシアネートによる実質的に完全な浸透に起因する高度の融着を示す。

本発明を具体的に例証および説明してきたが、当業者は、本発明が本発明の精神から逸脱することなく様々に変更および実施され得ることを理解する。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

１０ タイヤ
１１ ビードコア
１２ カーカスプライ
１３ トレッド
１４ クラウン部
１５ ベルトアセンブリ
１６ ベルトプライ
１８ 化学融着コード
２０ ゴムコンパウンド
ＥＰ タイヤの赤道面

Claims (2)

1. 少なくとも１対の平行な環状ビード、前記ビードの周りに巻かれた少なくとも１つのカーカスプライ、タイヤのクラウン部において前記カーカスプライの上に配置された少なくとも２つのベルトもしくはブレーカー、前記ベルトもしくはブレーカーの上に配置されたトレッド、および前記トレッドと前記ビードとの間に配置されたサイドウォールを含み、半径方向における最も上のベルトもしくはブレーカーが処理されたポリエステルコードで補強されている空気入りタイヤの製造方法であって、
   有機溶媒および水から選ばれるキャリアー中に１５〜２５質量パーセントのイソシアネートを含む液に、ポリエステルコードを浸漬する工程と、
   前記キャリアーを除去して前記処理されたポリエステルコードを作成するために、前記浸漬したコードを加熱する工程と、を有し、
   前記処理されたポリエステルコードがポリエステル繊維とイソシアネートとからなり、前記繊維が、コード太さの少なくとも７５パーセントにわたってイソシアネートにより接合されていることを特徴とする、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記処理されたポリエステルコードの外面の少なくとも一部の上にＲＦＬ接着剤を配する工程、を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。