JP7402337B2 - 空気入りタイヤの補強層用コードの処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤの補強層用コードの処理方法に関する。
近年、空気入りタイヤ研究の分野における優先事項の１つは、空気入りタイヤが車室の内外で生み出す騒音を低減することである。
上記必要性は、転がり抵抗を下げることを目的として空気入りタイヤの重量を低減させる動向と対立する。実際、当業者に知られているように、空気入りタイヤの重量を低減させることは、これに伴う転がり抵抗の点での改善があるにもかかわらず、それでも、動作中に生み出される騒音レベルの増加につながる。
当業者に知られているように、補強プライは、一般に、カーカス内、ベルト内、およびキャッププライ内の補強材料として使用される。特に、前記キャッププライは、ベルトとトレッドベルトとの間に配置されている。
空気入りタイヤの分野における研究の一環は、転がり抵抗および生み出される騒音の両方の点で改善を得ることを目的として、長い期間、空気入りタイヤのキャッププライ用の新たな補強プライの研究に集中してきた。
特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）コードから構成される補強プライを含むキャッププライが作製されており、その各コードは、５００～３０００ｄｔｅｘの線密度を有するモノ（シングル）フィラメントを含む。
上記のプライを使用して作製されたキャッププライは、軽量かつ騒音が少ないという要件を満たしているが、ある機械的性質の中でも特に、高速耐久性に関して重大な問題を有している。
本発明の発明者は、より低い重量およびより低いレベルの騒音に関して利点を有することに加えて、要求されるレベルの高速耐久性をも保証する、キャッププライ用のプライのモノフィラメントコードの処理法を生み出した。
本発明の目的は、空気入りタイヤの補強層用ポリエチレンテレフタレートコードの処理方法を得ることであって、前記方法は、（ａ）モノフィラメントコードが接着剤溶液に浸漬される、接着剤溶液コーティングステップと、（ｂ）接着剤樹脂で覆われたコードが１２０～１８０℃の温度の乾燥オーブン内に保持される、乾燥ステップと、（ｃ）前記乾燥ステップから生じたコードが、２３０～２６０℃の温度で３０～９０秒間、オーブン内に配置される、熱接着ステップと、を含み、かつ、前記方法は、前記熱接着ステップ中にモノフィラメントコードが８～１２ｍＮ／ｄｔｅｘの加撚張力（ twisting tension）を受けることを特徴とする。
好ましくは、前記熱接着ステップは、２３５～２５０℃の温度で実施される。
好ましくは、前記熱接着ステップは、４０～８０秒間持続する。
好ましくは、前記コード各々の線密度は、１０００～２０００ｄｔｅｘである。
好ましくは、前記コード各々の撚り係数（twist factor）は、７０～１８０、より好ましくは１２０～１６０である。
撚り係数は、次の式、Ｔｆ＝ａ×Ｎｔ×Ｔ０．５で表される（式中、ａ＝８．５１３×１０－３、Ｎｔは、撚りレベル（１メートル当たりの撚り数）であり、Ｔは、コードの線密度（ｄｔｅｘ）である）。
本発明のさらなる目的は、本発明の方法に従って処理されたモノフィラメントコードを備えるプライを使用して作製されたキャッププライを得ることである。
本発明のさらなる目的は、キャッププライを備える空気入りタイヤを得ることであり、該空気入りタイヤにおいて、そのプライは、本発明の方法に従って処理されたモノフィラメントコードを備える。
以下は、純粋に実例として提示した例示的かつ非限定的な実施形態である。
４つのキャッププライ（Ａ－Ｄ）を作製した。キャッププライＡは、マルチフィラメントコードで作製した補強プライを含む比較例であり、現在採用されている解決法を代表する。キャッププライＢおよびＣは、本発明に係る補強プライを含み、一方、キャッププライＤは、モノフィラメントコードが、添付の特許請求の範囲内で公表した特性から逸脱する処理を受けている限りにおいて比較例である。
特に、キャッププライＢおよびＣの補強プライは、１０００～２０００ｄｔｅｘの線密度および７０～１４０の撚り係数を特徴とするＰＥＴのモノフィラメントコードを使用して作製した。
対照的に、キャッププライＡの補強プライは、一般的に採用されている慣行に従って、デュアルフィラメントＰＥＴコードを使用して作製した。各ＰＥＴフィラメントは、１１００ｄｔｅｘの線密度、及び１０４の撚り係数値を有する。
キャッププライはそれぞれ、ゴム化合物の２つの層の間にプライを埋設して作製した。
以下の表Ｉには、キャッププライの製造に使用した化合物のｐｈｒ単位での組成を記録している。
天然ゴムは、天然由来のシス－１，４－ポリイソプレンゴムである。
加硫促進剤は、ＴＢＢＳ（Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアジルスルフェンアミド）である。
このようにして作製したキャッププライは、弾性率および耐久性の測定を受けさせた。
コードの弾性率は、動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ：dynamic mechanical analyzer）を使用して測定した。この値は、１０Ｎの予荷重（preload）および５２Ｈｚの周波数の下、３０～１６０℃の温度範囲で測定された貯蔵弾性率に基づいて計算される。弾性率は、動的力（Ｎ）と動的加撚張力（％）との比率として計算される。
耐久性評価は、以下に説明する疲労度測定方法に基づいて行った。
有機材料コードが、コードの平行層を生成するような方法でゴム母材内に沈漬した。このようにして、テスト用のゴムサンプルを作成した。ゴムサンプルは、幅５０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、高さ５．５ｍｍを有する。
コードの本数は５０本／５０ｍｍであり、コード間の距離は２．５ｍｍであり、コードの中心と表面との間の距離は１．５ｍｍである。続いて、ゴムサンプルを滑車から吊り下げ、コードの軸方向に５０Ｋｇ／インチ（１９．７Ｋｇ／ｃｍ）の荷重を加え、１００ｒｐｍの回転数で加撚張力および圧縮力を周期的に加え、引張強度の低下が８０％に到達するまで、サイクル数を増やす。次いで、上記の条件に到達するために要するサイクル数に基づいて耐久性が計算される。
上記のキャッププライ（Ａ～Ｄ）を使用し、異なるキャッププライを使用する限りにおいてのみ、互いに異なる４つのタイヤ（Ｐａ～Ｐｄ）を作製した。
Ｐａ～Ｐｄ空気入りタイヤは、転がり抵抗、騒音および重量の測定を受けさせた。
転がり抵抗は、ＡＳＴＭ Ｄ５９９２規格に従って測定した。
騒音測定は、ＩＳＯ３７４４認定の、寸法が８ｍ（長さ）×６ｍ（幅）×３．５ｍ（高さ）の半無響室内で実施した（音響パワー試験）。
空気入りタイヤは、外部ＢＰＮ（英国式振り子ナンバー：British Pendulum Number）承認試験に使用されるアスファルトを模した樹脂シェルでコーティングされたドラム上で、空気入りタイヤキャリアによって装荷した。測定機器は、騒音の指向性を評価するために、同一角度間隔で配置された１１個のマイクロフォンで構成されていた。アルゴリズム（本願人が開発した）によれば、８０Ｋｍ／ｈでの予測外部ＢＰＮ値（ｒ２＝０．９）を計算することが可能になる。
次表の表IIは、コードおよびその作製方法、各々のキャッププライおよび各々の空気入りタイヤの技術的特性を示している。本発明の利点をより明確に示すために、表IIにおいて、いくつかの値は比較例（キャッププライＡ）の相対値を指標としており、また、空気入りタイヤの特性のうち幾つかは、基準（Ｒｅｆ．）として空気入りタイヤＰａのそれぞれ対応する値における変動として示されている。
これらの測定により、空気入りタイヤＰｂ～Ｐｄは、以下のことが確認された：（i）転がり抵抗は、空気入りタイヤＰａのそれと比較して２％低い；（ii）騒音は、空気入りタイヤＰａによるものよりも０．４～０．７ｄＢ低い；（iii）重量は、空気入りタイヤＰａよりも軽い。
さらに、表IIに報告された値は、本発明の方法が、重量および騒音に関する要求を満たすことに加えて、キャッププライＡに含まれる代表的なプライの値に匹敵する耐久性値をどのように確保するかを示している。実際、本発明に従って作製されたキャッププライＢおよびＣに関する値は、本発明による方法とは異なる方法を使用して作製されたキャッププライＤの値よりも著しく高い高速耐久性値を有する。特に、熱接着ステップ中に、キャッププライＤに関連するプライのコードは、特許請求の範囲請求項１に必須の特徴として示されるものよりも低い加撚張力を受けた。
要約すると、本発明の目的であるこの方法は、上記理由により高速耐久性を妥協することなく、関連する空気入りタイヤの重量の減少および騒音の減少を確保することができるプライを製造するという大きな利点を有する。
Claims (8)
- 空気入りタイヤの補強層用の処理されたモノフィラメントのポリエチレンテレフタレートコードの製造方法であって、（ａ）前記モノフィラメントのコードが接着剤溶液に浸漬される、接着剤溶液コーティングステップと、（ｂ）接着剤樹脂で覆われた前記コードが１２０～１８０℃の温度の乾燥オーブン内に保持される、乾燥ステップと、（ｃ）前記乾燥ステップから生じた前記コードが、２３０～２６０℃の温度で３０～９０秒間、オーブン内に配置される、熱接着ステップと、を含み、前記熱接着ステップ中に前記モノフィラメントの前記コードが８～１２ｍＮ／ｄｔｅｘの張力を受けることを特徴とする、方法。
- 請求項１に記載の方法において、前記熱接着ステップは、２３５～２５０℃の温度で実施されることを特徴とする、方法。
- 請求項１または２に記載の方法において、前記熱接着ステップは４０～８０秒間持続することを特徴とする、方法。
- 請求項１～３のいずれか一項に記載の方法において、前記コード各々の線密度は、１０００～２０００ｄｔｅｘであることを特徴とする、方法。
- 請求項１～４のいずれか一項に記載の方法において、前記コード各々の撚り係数は、７０～１８０であることを特徴とする、方法。
- 請求項１～５のいずれか一項に記載の方法において、前記コード各々の撚り係数は、１２０～１６０であることを特徴とする、方法。
- 請求項１～６のいずれか一項に記載の方法を用いて得られた処理されたモノフィラメントコードを備えるプライにより作製された、キャッププライ。
- 請求項７に記載のキャッププライを備える、空気入りタイヤ。
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