JP7037614B2 - 織物ストリップを含むタイヤ - Google Patents

Description

本発明はタイヤに関するものであり、より詳しくは、製造工程が単純であり、製造工程時のコストが削減され、タイヤの重量が減少し、本発明のタイヤを使用して走行時に転がり抵抗の減少を通じて燃費が向上した織物ストリップを含む乗用車用ラジアルタイヤに関するものである。

一般的に乗用車、ＳＵＶ、及びミニバン用のラジアルタイヤは、スチールベルト構造物（２層～３層のベルト層）を有し、その上にナイロン（Ｎｙｌｏｎ６６）、ポリエステル（ＰＥＴ）又はアラミドハイブリッド（アラミド及びナイロン）で製造された熱収縮の可能な円周方向の補強ベルト構造物を含んでいる。

特に、補強ベルト用織物（テキスタイル）は、主にナイロンコードが使用されており、具体的には、ナイロンは原料チップ（ｃｈｉｐ）を押出設備で熱放射（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ）して素線径のフィラメントを抜き出した後、冷却と熱処理を通じて多段延伸（Ｄｒａｗｉｎｇ）を行う。こうして得られた原糸は撚糸設備を通じて撚糸（Ｔｗｉｓｔｉｎｇ）後、製織（Ｗｅａｖｉｎｇ）を行う。最終的にナイロンコードは、ゴムと一緒に圧延（Ｃａｌｅｎｄａｒｉｎｇ）と裁断（Ｃｕｔｔｉｎｇ）過程を経て補強ベルト構造物を形成する。

前記の補強ベルト構造物は、タイヤのケーシングに円周方向に０°又は５°以内の角度で平行に配列されており、高速で遠心力によるタイヤの成長に抵抗する役割を担う。

現在のラジアルタイヤは、走行耐久性及び操縦安定性などの既存の性能を維持しつつ、重量減少による燃費向上と製造コスト削減が求められている。

しかし、タイヤの補強ベルト構造物に含まれているゴム層の厚さを減少させることによってタイヤの重量を減少させることは、常套的な方法であり、重量減少及びコスト削減の効果が少ない。

本発明の目的は、製造工程が単純であり、製造工程時のコストが削減され、タイヤの重量が減少し、本発明のタイヤを使用して走行時に転がり抵抗の減少を通じて燃費が向上したタイヤを提供することにある。

本発明の一実施例によると、互いに平行に配列された複数本の経糸、及び経糸を編んで製織する緯糸を含む織物ストリップを補強ベルト層に含み、緯糸は経糸に接着されたものであるタイヤを提供する。

織物ストリップは、織物ストリップをトッピング（ｔｏｐｐｉｎｇ）するトッピングゴムを含まなくてもよい。

織物ストリップの経糸は、０．５％～１０％の熱収縮率を有する、ポリアミド又はポリエステルを含むことができる。

織物ストリップの緯糸は、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むことができる。

織物ストリップの緯糸は、粘着剤エマルジョンを追加したり、低融点材料を適用したりして熱処理されてもよい。

織物ストリップは、厚さが０．４ｍｍ～１．０ｍｍであり、幅が５ｍｍ～２００ｍｍであり、織物ストリップ内の経糸の本数は、４本～５００本であってもよい。

織物ストリップの経糸は、ＲＦＬ（レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス）接着剤及び粘着剤エマルジョンを適用して熱処理されてもよい。

本発明のタイヤは、製造工程が単純であり、製造工程時のコストが削減され、タイヤの重量が減少し、本発明のタイヤを使用して走行時に転がり抵抗の減少を通じて燃費が向上する効果がある。

本発明の一実施例に係るタイヤを概略的に図示した半断面図である。 従来の技術による補強ベルト構造物を概略的に示す図である。 従来の技術による補強ベルト構造物を撮影した写真である。 本発明の織物ストリップを概略的に示す図である。 本発明に係る織物ストリップを撮影した写真である。 織物ストリップを用いてタイヤを製造する過程を示す図である。 従来の補強ベルト構造物を適用した比較例と織物ストリップを適用した実施例において、加硫後、空気（ａｉｒ）捕集が発生するかどうかを観察した写真である。 従来の補強ベルト構造物を適用した比較例と織物ストリップを適用した実施例において、加硫後、空気（ａｉｒ）捕集が発生するかどうかを観察した写真である。

以下、本発明をより詳しく説明する。

本発明の一実施例に係るタイヤは、織物ストリップを補強ベルト層に含む。

図１は、タイヤを概略的に図示した半断面図である。以下、タイヤに関して図１を参考にして説明する。

タイヤは、トレッド部１とサイドウォール部２とビード部３とを含む。左右一対のビード部３の間には、カーカス層４が架設され、カーカス層４のタイヤ幅方向両端部がそれぞれビード部３の周りにタイヤの内側から外側に巻き上がる。カーカス層４の外側には、スチールベルト層５及び補強ベルト層６が設置され、カーカス層４の内側には、インナーライナー（図示せず）が配置される。

本発明は、従来のテキスタイルコードとゴム圧延物からなる補強ベルト構造物を代替して、粘着性及び配列安定性を向上させたテキスタイルコードからなる織物ストリップを適用したものである。それを通じて、既存の乗用車用ラジアルタイヤの性能を維持しつつ、製造工程を単純化し、製造工程時のコストを削減し、タイヤの重量を減少させ、本発明のタイヤを使用して走行時に転がり抵抗の減少を通じて燃費が向上する効果が得られる。

具体的には、図２は、従来の技術による補強ベルト構造物を概略的に示す図であり、図３は、従来の技術による補強ベルトをテキスタイルコードが表示されるように撮影した写真であり、図４は、本発明の織物ストリップを概略的に示す図であり、図５は、本発明の織物ストリップをテキスタイルコードが表示されるように撮影した写真である。

図２を参考にすると、従来の補強ベルト用テキスタイルコードは、ゴムとの圧延のために織物に製織されるべきであり、この時、テキスタイルコードである経糸１１が、図３のように平行に配列を維持するために緯糸１２が使用される。緯糸１２は、補強ベルト用テキスタイルコードである経糸１１よりも直径が小さく伸び率が高く、経糸１１対比で９０°方向にジグザグに位置する。より具体的には、前記緯糸１２の直径は、前記経糸１１の直径の１／５０～１／２と小さいものが好ましい。前記のように緯糸１２の直径が経糸１１の直径の１／５０～１／２と小さい場合、タイヤの製造過程において緯糸と緯糸の間に空いた空間が非常に狭くて、前記空いた空間に気泡が発生するエア不適合（ａｉｒ ｉｎａｄｅｑｕａｔｅ）が生じることなく、タイヤの耐久性に優れた効果がある。

前記緯糸１２は、経糸１１と粘着力がなくてくっついておらず、自由度（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）がある。また、従来の補強ベルト用テキスタイルコードは、ゴムとの圧延によってテキスタイルコードの片面又は両面にトッピングゴム１３を含む。

一方、図４及び図５を参考にすると、本発明において補強ベルト層に適用される織物ストリップは、互いに平行に配列された複数本の経糸２１、及び経糸２１を編んで製織する緯糸２２を含む。この時、緯糸２２は経糸２１に接着される。

即ち、織物ストリップは、緯糸２２が経糸２１に接着されて、粘着性及び配列安定性が向上することによって、ゴムとの圧延工程無しに直ちにスチールベルト層５とトレッド部１との間に直接位置させることにより、補強ベルト層６のトッピングゴム１３を大胆になくしてタイヤの重量を大きく減少させることができる。これにより、織物ストリップは織物ストリップをトッピング（ｔｏｐｐｉｎｇ）するトッピングゴム１３を含まなくてもよい。

織物ストリップの経糸２１は、補強ベルト層６の特性上、熱収縮が可能でなければならないので、ポリアミド又はポリエステルを含むことができる。ポリアミドとしては、ナイロン６（Ｎｙｌｏｎ６）又はナイロン６６（Ｎｙｌｏｎ６６）を例に挙げられ、ポリエステルとしては、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）、又はポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）を例に挙げられる。また、アラミドとナイロンのハイブリッド、アラミドとポリエステルのハイブリッドなども熱収縮が可能なので、使用することができる。

また、織物ストリップの経糸２１の熱収縮率は、０．５％～１０％であってもよく、熱収縮率は、標準試験法に基づいてＴｅｓｔｒｉｔｅ装置を使用して測定することができる。経糸２１の熱収縮率が０．５％未満である場合、加硫時に熱収縮によってベルト及びカーカスなどを十分に圧着させることができない虞がある。

緯糸２２は、織物ストリップの配列を維持するために使用され、緯糸２２の材質は、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であってもよい。

ただし、緯糸２２は、既存の緯糸１２とは異なり、トッピングゴム１３がなくて相対的に経糸２１の配列がばらばらになりかねないため、それを防ぐために、緯糸２２と経糸２１の接触部位を結合させて自由度がないように固定させるための粘着剤２３を含む。粘着剤２３を通じて、緯糸２２が経糸２１に接着される。

粘着剤２３は、例えば、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂などの粘着剤エマルジョンを追加したり、低融点繊維（Ｌｏｗ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ）又は低融点ポリエステル（Ｌｏｗ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）などの低融点材料を適用して熱処理されたものであってもよい。

織物ストリップの厚さは、０．４ｍｍ～１．０ｍｍと経糸２１の直径と同一であり、幅は５ｍｍ～２００ｍｍ水準で自由に調整が可能であり、織物ストリップ内の経糸２１の本数は、４本～５００本まで可能である。従来の補強ベルト構造物の長さは、安定した圧延加工性を確保するためには、少なくとも３００ｍ以上、好ましくは、６００ｍ以上でなければならないが、織物ストリップは、圧延工程無しにタイヤ成形工程に直ちに適用することができるので、加工性を確保するための最小の長さに制限はない。

図６は、織物ストリップを用いてタイヤを製造する過程を示す図であり、図６を参考にすると、織物ストリップは、トッピングゴム圧延工程無しにタイヤ成形工程に直ちに適用されるので、成形時にスチールベルト層５のゴム層と直接接触される。したがって、織物ストリップの経糸２１が十分な粘着性を持たなければ成形作業ができないので、織物ストリップの経糸２１は、例えば、ＲＦＬ（レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス）接着剤及びエポキシ樹脂又はアクリル樹脂などの粘着剤エマルジョンを適用して熱処理されることにより、経糸２１は十分な粘着性を有することができる。また、そのために、ＲＦＬ接着剤にテルペン系樹脂及び各種粘着剤の添加も可能である。

これにより、織物ストリップは粘着性を有しているので、圧延及び裁断工程無しにタイヤ成形工程に直ちに適用することができる。

以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるよう、本発明の実施例について詳しく説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態にて具現されてよく、ここで説明する実施例に限定されない。
［製造例：織物ストリップの製造］

従来の補強ベルト構造物と本発明の織物ストリップとの比較試験は、２０５／５５Ｒ１６サイズの乗用車タイヤで行われた。補強ベルト構造物は、タイヤ圧延、裁断、成形、及び加硫の過程を経て製造され、織物ストリップは、タイヤ成形（図４参考）、及び加硫の過程を経て製造されたが、圧延及び裁断工程が省略されたことを除いては、通常の方法で製造された。
［実験例：織物ストリップが適用されたタイヤの試験結果］

織物ストリップが適用されたタイヤは、補強ベルトで約５０％の重量が減少して、タイヤ上で約２％の重量減少効果が得られ、転がり抵抗は約１％向上して、燃費向上に有利であると判断される。

図７及び図８は、それぞれ、従来の補強ベルト構造物を適用した比較例と織物ストリップを適用した実施例において、加硫後、空気（ａｉｒ）捕集が発生するかどうかを観察した写真である。図７及び図８を参考にすると、既存の無圧延フィルム（Ｆｉｌｍ）方式の補強ベルト構造物は、図７のように、タイヤ上で空気（ａｉｒ）が通り抜ける通路がなくて加硫後、空気が捕集される問題があったが、織物ストリップは、フィルム方式ではないので、図８のように、空気捕集による問題は発見されなかった。

以上で本発明の好ましい実施例について詳しく説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ スチールベルト層
６ 補強ベルト層
１１、２１ 経糸
１２、２２ 緯糸
１３ トッピングゴム
２３ 粘着剤

Claims (6)

1. 互いに平行に配列された複数本の経糸、及び前記経糸を編んで製織する緯糸を含む織物ストリップを補強ベルト層に含み、
   前記緯糸は粘着剤エマルジョンを含み、
   前記緯糸は前記経糸に接着されたものであり、
   前記緯糸は、補強ベルト用テキスタイルコードである経糸よりも直径が小さく、高い伸び率を有し、前記経糸対比で９０°方向にジグザグに位置している、
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記織物ストリップは、前記織物ストリップをトッピング（ｔｏｐｐｉｎｇ）するトッピングゴムを含まないものである、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記織物ストリップの経糸は、０．５％～１０％の熱収縮率を有する、ポリアミド又はポリエステルを含むものであり、
   前記熱収縮率は、標準試験法に基づいてＴｅｓｔｒｉｔｅ装置を使用して測定したものである、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記織物ストリップの緯糸は、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むものである、請求項１に記載のタイヤ。
5. 前記織物ストリップは、厚さが０．４ｍｍ～１．０ｍｍであり、幅が５ｍｍ～２００ｍｍであり、前記織物ストリップ内の経糸の本数は、４本～５００本であるものである、請求項１に記載のタイヤ。
6. 前記織物ストリップの経糸は、ＲＦＬ（レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス）接着剤及び粘着剤エマルジョンを適用して熱処理されたものである、請求項１に記載のタイヤ。

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