JP7411796B2 - タイヤのゴム補強材、その製造方法およびこれを含むタイヤ - Google Patents

タイヤのゴム補強材、その製造方法およびこれを含むタイヤ Download PDF

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Description

関連出願との相互参照
本出願は、２０１９年１２月２６日付の韓国特許出願第１０－２０１９－０１７５６５５号、および２０２０年１２月１６日付の韓国特許出願第１０－２０２０－０１７６５３８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
技術分野
本発明は、タイヤコード、その製造方法およびこれを含むタイヤに関する。
最近、自動車の性能が向上し、道路の状況が改善されるにつれ、自動車の走行速度が次第に増加していて、高速走行の際にもタイヤの安定性および耐久性を維持できるようにすることが必要である。このために、タイヤのゴム補強材として使用されるタイヤコードに関する研究が活発に進められている。
タイヤコードは、使用される部位および役割によって、カーカス、ベルト、キャッププライに大きく区分されうるのであり、これに使用される素材には、ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルなどがある。
この時、前記素材からなるタイヤコードは、一般に、ゴムとの接着のために、ゴム成分と共に圧延される。つまり、タイヤの製造過程にて圧延工程が伴うが、タイヤの製造過程にてタイヤコードとゴムとの接着のための圧延工程が適用される場合、工程費用が増加し、圧延によってタイヤの密度が必要以上に増加して、タイヤの重量が不必要に増加しうる。
また、タイヤコードにゴムを圧延する工程では、一般に固体状態のゴムが使用されるが、このような固体状態のゴムの圧延によって形成された製品は、２００μｍ以下、特に５μｍ～３０μｍ程度の薄い薄膜形態に作られにくく、このような製品が補強材として使用される場合、タイヤの厚さおよび重量が増加する。
一方、最近、タイヤ製造業者では、タイヤの超軽量化および補強材の軽量化のためにゴム層の厚さを減少させようとする。転がり抵抗（Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、Ｒ／Ｒ）はタイヤの重量に関連があり、自動車の燃料消費と二酸化炭素の排出に大きな影響を及ぼす。例えば、転がり抵抗（Ｒ／Ｒ）が大きいほど、自動車の走行時に必要なエネルギーが増加する。また、自動車の回転、傾斜、加速に対する抵抗は、自動車の重量と密接な関係がある。したがって、タイヤの軽量化により自動車を軽量化し、その結果、エネルギー消費を減少させる研究も進められている。
このため、厚さが薄いながらもゴムとの接着力に優れた新たなタイヤコードの開発が要求されている。
本発明は、薄い厚さを有しながらも優れた耐久性を有するタイヤコードを提供する。
また、本発明は、薄い厚さを有しながらも優れた耐久性を有するタイヤコードの製造方法を提供する。
さらに、本発明は、前記タイヤコードを含むタイヤを提供する。
本明細書では、ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステル、のうちの少なくとも１つを含む経糸を用いて、経糸間密度が６５％以上、または単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３５本以上に製織された繊維基材と、前記繊維基材上に形成された接着層と、前記接着層上に形成されたゴムコーティング層と、を含み、前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含み、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２である、タイヤコードが提供される。
また、本明細書では、(1)ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含む経糸を用いて、経糸間密度が６５％以上に、または単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３５本以上に製織された繊維基材を用意する段階；(2)前記繊維基材上に接着層を形成する段階；および、(3)前記接着層上にゴムコーティング液を塗布し熱処理して、ゴムコーティング層を形成する段階；を含み、前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含み、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２である、タイヤコードの製造方法が提供される。
さらに、本明細書では、前記タイヤコードを含むタイヤが提供される。
以下、発明の具体的な実施形態によるタイヤコード、その製造方法およびこれを含むタイヤについてより詳細に説明する。
本明細書で使用される用語「経糸」および「緯糸」は、互いに交差してタイヤコードの一構成である繊維基材を織り込むのに用いられる構成を意味する。交差に関連する各糸の方向は相対的であり、したがって、緯糸と経糸も相対的な呼称でありうる。
本明細書で使用される用語は、単に例示的な実施例を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」、「備える」または「有する」などの用語は、実施された特徴、数字、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものについての存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。
本発明は、多様な変更が加えられて様々な形態を有し得るが、特定の実施例を例示して下記に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、前記思想および技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物乃至代替物を含むことが理解されなければならない。
本出願に係る一例において、本出願は、タイヤコードに関する。
具体的には、発明の一実施形態によれば、ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含む経糸を用いて、経糸間密度が６５％以上、または単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３５本以上に製織された繊維基材；および前記繊維基材上に形成された接着層；および前記接着層上に形成されたゴムコーティング層；を含み、前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含み、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２である、タイヤコードが提供されうる。
本発明者らは、タイヤコードに関する研究を進行させて、上述した成分を含むタイヤコードが薄い厚さを有しながらも優れた耐久性を有するという点につき、実験を通して確認して、発明を完成した。
また、前記実施形態のタイヤコードは、ゴムに対して優れた接着力を有するため、タイヤの製造過程で圧延工程を経なくても、ゴムと強力に接着可能であり、圧延工程を経ていないため、タイヤの製造費用が減少し、圧延によってタイヤの密度が必要以上に増加すること、およびタイヤの重量が不必要に増加することを防止することができる。
前記実施形態のタイヤコードがタイヤのキャッププライ、ベルトまたはカーカスなどに用いられる場合、圧延工程が省略可能でタイヤの製造工程が単純化され、タイヤの厚さおよび全体の重量が減少できる。また、タイヤコードの粘着性が大きく増大して、グリーンタイヤの製造時、エアポケット（Ａｉｒ ｐｏｃｋｅｔ）が減少してタイヤの不良率が減少しうる。
また、前記実施形態のタイヤコードがタイヤに使用される場合、薄い厚さを有しながらも優れたゴム補強性能を有するタイヤコードによってタイヤの重量が減少して転がり抵抗（Ｒ／Ｒ）が低くなり、これによって、自動車の燃費が改善されるだけでなく、二酸化炭素の排出量も低くなりうる。
前記実施形態のタイヤコードは、繊維基材を含み、前記繊維基材は、ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含むフィラメントを経糸として用いることができる。ここで、前記経糸を用いて製織を進行させるが、製織時に経糸間密度６５％以上、または単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）３５本以上として進行させることができる。
前記経糸間密度は、インチ(ｉｎｃｈ)あたり経糸の占める面積を示し、具体的には、｛（経糸１本の幅（ｉｎｃｈ）＊ｉｎｃｈあたりの経糸本数（ｎ））／ｉｎｃｈ｝＊１００（％）で表すことができる。前記幅は、幅と同じ意味で使用され、タイヤコードの場合、その断面が事実上円形であるため、前記幅は、厚さと混用されうる。
一つの例において、前記経糸間密度の下限は、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、または９５％以上であってもよい。そして、前記経糸間密度の上限は特に制限されないが、例えば、１００％未満、具体的には９９％以下、９８％以下、９７％以下、９６％以下、または９５％以下であってもよい。経糸間密度の範囲が前記範囲を満足する場合、安定した接着層を形成し疲労性能を確保することができ、ゴムコーティング層との結合力を向上させる役割を有することができる。特に、前記経糸間密度が６５％未満の場合には、接着力が不安定であり、ゴムコーティング層が流れ落ちるという問題がある。
一つの例において、前記単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）は、３５本以上、４０本以上、４５本以上、５０本以上、５５本以上、６０本以上、または６５本以上であってもよい。そして、前記単位面積あたりの経糸本数の上限は特に制限されないが、例えば、９０本以下、８５本以下、８０本以下、７５本以下、７０本以下、６５本以下、または６０本以下であってもよい。単位面積あたりの経糸本数が前記範囲を満足する場合、安定した接着層を形成し疲労性能を確保することができ、ゴムコーティング層との結合力を向上させる役割を有することができる。特に、前記単位長さあたりの経糸本数が３５本未満の場合、接着力が不安定であり、ゴムコーティング層が流れ落ちるという問題がある。
一つの例において、前記繊維基材は、経糸間密度が６５％以上であり、同時に単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３５本以上で製織された繊維基材であってもよい。このように前記経糸間密度と経糸本数を同時に満たす場合、先に言及した接着力、結合力、耐疲労性能をより安定的に確保することができる。具体的な経糸間密度と経糸本数は、上述した通りである。
一つの例において、前記繊維基材は、前記経糸間密度より低い緯糸間密度を有することができる。上述した経糸間密度と同様に、前記緯糸間密度は、ｉｎｃｈあたりの緯糸の占める面積を示し、具体的には｛（緯糸１本の幅（ｉｎｃｈ）＊ｉｎｃｈあたりの緯糸本数（ｎ））／ｉｎｃｈ｝＊１００（％）で確認される。
一つの例において、前記繊維基材は、３～２５％範囲の緯糸密度を有することができる。具体的には、前記繊維基材の緯糸密度の下限は、例えば、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、または１５％以上であってもよい。そして、前記繊維基材の緯糸密度の上限は、例えば、２４％以下、２３％以下、２２％以下、２１％以下、２０％以下、１９％以下、１８％以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、または１０％以下であってもよい。緯糸密度が前記範囲未満の場合、熱処理またはゴムコーティング工程の際、経糸を安定的に固定できずに製織物が捩れることで、不良が発生しうる。そして、前記緯糸密度が前記範囲を超える場合、熱処理の際、製品の幅の調節が難しくなり、接着力が相対的に低くなりうる。接着力が低くなる理由は、タイヤの製造の際、緯糸は経糸を固定する役割を果たすと同時に、ゴム内のガスが抜け出る通路として機能するが、過剰の緯糸が用いられる場合、その分だけ、タイヤの内部で異物として作用し、経糸がゴムに当たる面積が減少するからである。
一つの例において、前記繊維基材は、前記単位長さあたりの緯糸本数よりも低い、単位長さあたりの緯糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）を有することができる。
一つの例において、前記繊維基材は、５～３０本の範囲の緯糸本数（単位長さあたりの緯糸本数：ｎ／ｉｎｃｈ）を有することができる。具体的には、前記繊維基材が有する緯糸本数の下限は、例えば、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１１本以上、１２本以上、１３本以上、１４本以上、１５本以上、１６本以上、１７本以上、１８本以上、１９本以上、または２０本以上であってもよい。そして、前記繊維基材緯糸本数の上限は、例えば、２９本以下、２８本以下、２７本以下、２６本以下、２５本以下、２４本以下、２３本以下、２２本以下、２１本以下、２０本以下、１９本以下、１８本以下、１７本以下、１６本以下、または１５本以下であってもよい。緯糸本数が前記範囲未満の場合、熱処理またはゴムコーティング工程時、経糸を安定的に固定できず製織物が捩れながら不良が発生しうる。そして、緯糸本数が前記範囲を超える場合には、熱処理時、製品の幅の調節が難しくなり、接着力が相対的に低くなりうる。接着力が低くなる理由は、タイヤの製造時、緯糸は経糸を固定する役割を果たすと同時に、ゴム内のガスが抜け出る通路として機能するが、過剰の緯糸が用いられる場合、その分タイヤの内部で異物として作用し、経糸がゴムに当たる面積が減少するからである。
一方、前記経糸には、撚りが与えられうる。
ここで、撚りの単位はＴＰＭで、Ｔｗｉｓｔ ｐｅｒ ｍｅｔｅｒと定義し、撚りの程度は、１ｍあたりの撚り数を基準として、０から最大２５０ＴＰＭまでの撚りが与えられる。
前記経糸に撚りが与えられる場合、タイヤコードの集束性が向上し疲労性能が良くなるという役割を有することができる。
一つの例において、前記ナイロン、レーヨン、アラミドおよびＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含む繊維（経糸および／または緯糸）は、３００～１５００ｄｅの繊度を有することができる。具体的には、前記繊度は、その下限が３５０ｄｅ以上、４００ｄｅ以上、４５０ｄｅ以上、５００ｄｅ以上、５５０ｄｅ以上、６００ｄｅ以上、６５０ｄｅ以上、７００ｄｅ以上、７５０ｄｅ以上、８００ｄｅ以上、８５０ｄｅ以上、９００ｄｅ以上、９５０ｄｅ以上、１０００ｄｅ以上、１０５０ｄｅ以上、１１００ｄｅ以上、１１５０ｄｅ以上、または１２００ｄｅ以上であってもよい。そして、前記繊度の下限は、例えば、１４５０ｄｅ以下、１４００ｄｅ以下、１３５０ｄｅ以下、１３００ｄｅ以下、１２５０ｄｅ以下、１２００ｄｅ以下、１１５０ｄｅ以下、１１００ｄｅ以下、１０５０ｄｅ以下、１０００ｄｅ以下、９５０ｄｅ以下、９００ｄｅ以下、８５０ｄｅ以下、８００ｄｅ以下、７５０ｄｅ以下、または７００ｄｅ以下であってもよい。
例えば、繊度３００～１５００ｄｅの、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含むフィラメントに０～２５０ＴＰＭの撚りを与えた経糸を使用することができる。
一方、前記実施形態の繊維基材は、例えば、０．１０ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以上、０．３０ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以上、または０．４０ｍｍ以上の厚さを有することができる。そして、前記厚さの上限は、例えば、０．６０ｍｍ以下、０．５５ｍｍ以下、０．５０ｍｍ以下、０．４５ｍｍ以下、または０．４０ｍｍ以下であってもよい。前記繊維基材が上述した範囲の厚さを有する場合、一定の強力、破断伸び率を有し、安定した接着層を形成することができる。
一方、前記実施形態のタイヤコードは、上述した繊維基材上に形成された接着層を含むことができる。
前記接着層は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）を含むことができ、例えば、前記接着層は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および溶剤を含む接着コーティング液によって形成される。
前記レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックスは「ＲＦＬ」ともいい、接着成分として作用することができる。レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックスは、特に、繊維基材とゴム成分との間の親和度および接着力を向上させて、タイヤコード内の繊維基材とゴムコーティング層との接着力を向上させることができる。
これによって、タイヤコード内の繊維基材とゴムコーティング層とが互いに分離されず安定的に付着可能であり、前記タイヤコードがタイヤに適用される場合、タイヤの製造過程にて不良発生を防止することができる。また、加硫後に完成したタイヤにおいてタイヤコードとゴム（例えば、トレッドなど）が１つに接着されて優れた接着力を維持することができる。
一方、前記実施形態のタイヤコードは、前記接着層上に形成されたゴムコーティング層を含むことができる。
この時、前記ゴムコーティング層は、ゴムコーティング液を前記接着層に塗布して形成されるが、固体状態のゴムを使用する圧延工程によっては達成しにくい薄い厚さのゴムコーティング層を有することができ、ゴムコーティング層の厚さが薄くなるにつれて、これを含むタイヤコードおよび前記タイヤコードを含むタイヤの軽量化にも寄与することができる。
具体的には、前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含む弾性重合組成物および溶媒を含むゴムコーティング液によって形成され、前記弾性重合組成物は、弾性重合体および添加剤を含むことができる。
弾性重合組成物は、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）およびイソブチレンゴム（ＩＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴムおよびネオプレンゴムの中から選択された少なくとも１つの弾性重合体を含むことができる。
また、添加剤として、例えば、カーボンブラック、パラフィンオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤、活性剤、粘着剤、接着剤などを含むことができる。
前記溶媒は、弾性重合体を溶解できる物質であれば、その種類に特別な制限があるわけではなく、例えば、トルエン、ナフサ、メタノール、キシレンおよびテトラヒドロフランの中から選択された少なくとも１つを含むことができる。
一方、前記ゴムコーティング液は、前記ゴムコーティング液の全体の重量に対して、１０～３０重量％の弾性重合組成物；および７０～９０重量％の溶媒；を含むことができる。
前記ゴムコーティング液において弾性重合組成物の濃度が１０重量％未満であれば、ゴムコーティング層の厚さが薄くなって粘着性および接着力が満足に発現され得ない可能性があり、それによって、タイヤの製造特性の低下および走行時のタイヤ不良の問題が発生しうる。
一方、前記ゴムコーティング液において弾性重合組成物の濃度が３０重量％を超えると、粘度の上昇によって接着液の撹拌性が低下してゴムコーティング液の分散性が低くなり、これによってコーティング性の低下、コーティング厚さの不均一などの問題がもたらされうる。
一方、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２であってもよいが、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量を前記範囲に調節する場合、厚さが薄いながらも、ゴムに対して優れた接着性を有し、耐久性に優れたタイヤコードを提供することができる。具体的には、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量の下限は、例えば、８０ｇ／ｍ２以上、８５ｇ／ｍ２以上、９０ｇ／ｍ２以上、９５ｇ／ｍ２以上、１００ｇ／ｍ２以上、１０５ｇ／ｍ２以上、１１０ｇ／ｍ２以上、１１５ｇ／ｍ２以上、１２０ｇ／ｍ２以上、１２５ｇ／ｍ２以上、１３０ｇ／ｍ２以上、１３５ｇ／ｍ２以上、１４０ｇ／ｍ２以上、１４５ｇ／ｍ２以上、１５０ｇ／ｍ２以上、１５５ｇ／ｍ２以上、１６０ｇ／ｍ２以上、１６５ｇ／ｍ２以上、１７０ｇ／ｍ２以上、１７５ｇ／ｍ２以上、１８０ｇ／ｍ２以上、１８５ｇ／ｍ２以上、１９０ｇ／ｍ２以上、１９５ｇ／ｍ２以上、または２００ｇ／ｍ２以上であってもよい。そして、前記ゴムコーティング層の塗布量の上限は、例えば、２９０ｇ／ｍ２以下、２８０ｇ／ｍ２以下、２７０ｇ／ｍ２以下、２６０ｇ／ｍ２以下、２５０ｇ／ｍ２以下、２４０ｇ／ｍ２以下、２３０ｇ／ｍ２以下、２２０ｇ／ｍ２以下、２１０ｇ／ｍ２以下、２００ｇ／ｍ２以下、１９０ｇ／ｍ２以下、１８０ｇ／ｍ２以下、１７０ｇ／ｍ２以下、または１６０ｇ／ｍ２以下であってもよい。
前記接着層に対する前記ゴムコーティング層の面積あたりのゴムの塗布量が前記範囲未満の場合、ゴム表面に空隙が発生するか、前記タイヤコードを用いてタイヤを製造する際、タイヤの品質低下などの問題点が発生しうる。そして、塗布量が前記範囲を超える場合、タイヤの重量が増加して転がり抵抗（Ｒ／Ｒ）が高くなり、これによって、自動車の燃費が低下するだけでなく、二酸化炭素の排出量も高くなりうる。
一方、前記ゴムコーティング層は、０．０１～０．２０ｍｍ、または０．０２～０．２０ｍｍ、または０．０４～０．１０ｍｍの厚さを有することができる。
従来のタイヤコードは、繊維基材上にゴム基材が圧延されてゴム層が形成されるので、一般に１ｍｍ以上の厚さ、少なくとも０．８ｍｍ以上の厚さを有する。
これに対し、前記実施形態のゴムコーティング層は、ゴムコーティング液によって形成されるため、０．２ｍｍ以下の薄い厚さを有することができる。これによって、タイヤコードの全体の厚さが薄くなり、ひいては、前記タイヤコードを含むタイヤの厚さが薄くなる。
前記ゴムコーティング層の厚さが０．０１ｍｍ未満の場合、ゴムコーティング層が十分な粘着性および接着力を有することができず、前記タイヤコードがタイヤに適用される場合、タイヤの製造特性が低下し、タイヤの耐久性の発現が難しくなり、ひいては、タイヤに不良が発生しうる。
また、前記ゴムコーティング層の厚さが０．２０ｍｍを超えると、タイヤコードの厚さが増加してタイヤの厚さが増加しうる。特に、溶媒が揮発する過程でゴムコーティング層内に気泡が発生してタイヤコードが均一な厚さを有しにくく、これをタイヤに適用した際、タイヤ内にエアポケット（Ａｉｒ Ｐｏｃｋｅｔ）が発生してタイヤの品質が低下し、および不良率が高くなりうる。さらに、厚いゴムコーティング層形成のためにコーティング作業を数回行わなければならないというデメリットがあることから工程上非効率的であり、タイヤの品質低下および不良率がもたらされうる。
一方、前記タイヤコードは、ＡＳＴＭ Ｄ８８５の規格の試験法による２．０～１５．０ｇ／ｄ、または８．０～１３．０ｇ／ｄの切断強度を有することができる。
また、前記タイヤコードは、ＡＳＴＭ Ｄ８８５の規格の試験法による１０～３０％、または２０～２５％の破断伸び率を有することができる。
そして、前記タイヤコードは、ＡＳＴＭ Ｄ４３９３規格の試験法による接着力評価時、１０ｋｇｆ以上、または１５ｋｇｆ以上の接着力を有することができる。
一つの例において、前記タイヤコードは、１プライ（ｐｌｙ）構造であってもよい。つまり、前記タイヤコードは、上述した原糸１本に撚りを与えて製造されたタイヤコードであってもよい。１プライ構造を有する場合、タイヤコードの薄い厚さを確保し軽量化するのに有利である。また、上述した経糸および緯糸関連の密度と本数を満足するのに有利である。
本出願に係る他の一例において、本出願は、タイヤコードの製造方法に関する。
具体的には、発明の他の実施形態によれば、ナイロン、レーヨン、アラミドおよびＰＥＴを含むポリエステル、のうちの少なくとも１つを含む経糸を用いて、経糸間密度が６５％以上に、または単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３５本以上に製織された繊維基材を用意する段階；前記繊維基材上に接着層を形成する段階；および前記接着層上にゴムコーティング液を塗布し熱処理して、ゴムコーティング層を形成する段階；を含み、前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含み、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２である、タイヤコードの製造方法が提供される。
前記繊維基材に関する内容は、前記一実施形態に関して上述した内容を含む。
一方、前記経糸を用いて繊維基材を用意する段階の前に、ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステル、のうちの少なくとも１つを含む経糸に撚りを与える段階をさらに含むことができる。
撚りの程度は、１ｍあたりの撚り数を基準として、０から最大２５０ＴＰＭまで撚りを与えることができる。
上述のように、繊維の撚りに関連して、本出願の製造方法は、原糸１本に撚りを与えて１プライ構造を製造するものであってもよい。
一方、接着層は、前記繊維基材上に形成され、前記接着層は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および溶剤を含む接着コーティング液によって形成される。この時、接着層を形成する段階は、繊維基材上に接着コーティング液を塗布し熱処理する段階を含むことができる。
繊維基材上に接着コーティング液を塗布する方法には特別な制限があるわけではなく、例えば、繊維基材を接着コーティング液に浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）することによって、繊維基材上に接着コーティング液が塗布されるようにする。あるいは、繊維基材が接着コーティング液を通過することによって、浸漬工程が行われてもよい。このような浸漬工程は、張力、浸漬時間および温度が調節可能な浸漬装置（Ｄｉｐｐｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）で行われうる。
また、浸漬工程だけでなく、ブレードまたはコーターを用いたコーティングまたは噴射機を用いた噴射によって繊維基材上に接着コーティング液が塗布されてもよい。
一方、前記接着層を形成する段階は、繊維基材上に接着コーティング液を塗布し、１３０～２５０℃で８０～１２０秒間熱処理する工程をさらに含むことができる。ここで、熱処理は、熱処理装置で行われ、熱処理によってレゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）が硬化および固定されて接着層が完成されうる。このような熱処理によって接着層がより安定的に形成されうる。
一方、前記接着層の形成後、前記接着層上にゴムコーティング液を塗布し熱処理して、ゴムコーティング層を形成することができる。
前記ゴムコーティング液は、弾性重合組成物および溶媒を含むことができ、前記弾性重合組成物は、弾性重合体および添加剤を含むことができる。
弾性重合組成物は、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）およびイソブチレンゴム（ＩＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴムおよびネオプレンゴムの中から選択された少なくとも１つの弾性重合体を含むことができる。
また、添加剤として、例えば、カーボンブラック、パラオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤、活性剤、粘着剤、接着剤などを含むことができる。
前記溶媒は、弾性重合体を溶解できる物質であれば、その種類に特別な制限があるわけではなく、例えば、トルエン、ナフサ、メタノール、キシレンおよびテトラヒドロフランの中から選択された少なくとも１つを含むことができる。
一方、前記ゴムコーティング液は、前記ゴムコーティング液の全体の重量に対して、１０～３０重量％の弾性重合組成物；および７０～９０重量％の溶媒；を含むことができる。
前記ゴムコーティング液における弾性重合組成物の濃度が１０重量％未満であれば、ゴムコーティング層の厚さが薄くなって粘着性および接着力がまともに発現され得ないことがありうるのであり、それによって、タイヤの製造特性の低下および走行時のタイヤ不良の問題が発生しうる。
一方、前記ゴムコーティング液において弾性重合組成物の濃度が３０重量％を超えると、粘度の上昇によって接着液の撹拌性が低下してゴムコーティング液の分散性が低くなり、これによってコーティング性の低下、コーティング厚さの不均一などの問題がもたらされる。
一方、前記ゴムコーティング液を接着層上に塗布する方法には、特別な制限があるわけではなく、公知のコーティング方法が適用可能である。
例えば、ゴムコーティング層形成のために、接着層でコーティングされた繊維基材をゴムコーティング液に浸漬することができる。このような浸漬によって接着層上にゴムコーティング液が塗布されうる。
コーティング方法としては、グラビア（Ｇｒａｖｕｒｅ）コーティング方法、マイクログラビア（Ｍｉｃｒｏ ｇｒａｖｕｒｅ）コーティング方法、コンマコーティング（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｉｎｇ）などがあり、例えば、コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いたコンマコーティング（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｉｎｇ）によってゴムコーティング液が接着層上に塗布される。ここで、コーティングは、６５～１００℃の温度条件で行われ、このような温度は、溶媒が揮発できる最低温度に相当する。
一方、前記接着層上にゴムコーティング液を塗布後、熱処理する過程をさらに含むことができる。
この時、熱処理は、熱処理装置で行われ、熱処理のために、５０～１６０℃の温度で３０～１５０秒間熱が印加される。
一方、ゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２であってもよいし、前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量を前記範囲に調節して、厚さが薄いながらもゴムに対して優れた接着性を有して耐久性に優れたタイヤコードを製造することができる。具体的な塗布量は、上述した通りである。
一方、前記ゴムコーティング層は、０．０１～０．２０ｍｍ、または０．０２～０．２０ｍｍ、または０．０４～０．１０ｍｍの厚さを有することができる。前記ゴムコーティング層の厚さが０．０１ｍｍ未満の場合、ゴムコーティング層が十分な粘着性および接着力を有することができずタイヤの製造特性が低下し、ひいては、タイヤに不良が発生しうる。また、ゴムコーティング層の厚さが０．２０ｍｍを超える場合、タイヤコードの厚さが増加してタイヤの厚さが増加しうる。
一方、前記ゴムコーティング層の形成後、任意選択的にスリッティング（ｓｌｉｔｔｉｎｇ）段階が実施されうる。
必要に応じて、または使用目的に適合するように、板状に製作されたタイヤコードを裁断する段階をさらに含むことができるが、このような裁断をスリッティング（ｓｌｉｔｔｉｎｇ）という。スリッティング段階は省略されてもよいし、裁断、またはスリッティング方法に特別な制限があるわけではない。
例えば、通常のカッターナイフ（Ｃｕｔｔｅｒ Ｋｎｉｆｅ）またはヒーティングナイフ（Ｈｅａｔｉｎｇ Ｋｎｉｆｅ）を用いてタイヤコードを裁断することによってスリッティングが行われる。
一方、前記製造方法を経て製造されたタイヤコードは、ワインダに巻き取られうる。
本出願に係るさらに他の一例において、本出願は、タイヤに関する。
具体的には、発明のさらに他の実施形態によれば、前記タイヤコードを含むタイヤが提供されうる。
前記タイヤコードは、例えば、タイヤのキャッププライ、ベルトおよびカーカスなどに適用可能であり、前記タイヤコードは、ゴムに対して優れた接着力を有し、既存の圧延工程なしでも、ゴムと容易にくっ付きうる。
前記タイヤコードがキャッププライに用いられる場合、圧延工程が省略可能でタイヤの製造工程が単純化され、また、キャッププライの粘着性が大きく増大して、グリーンタイヤの製造時、エアポケット（Ａｉｒ ｐｏｃｋｅｔ）が減少してタイヤの不良率が減少されうる。これとともに、圧延工程を経ていないため、薄くて軽いタイヤが作られうる。
本発明によれば、薄い厚さを有しながらも優れた耐久性を有するタイヤコードが提供されうる。
また、本発明によれば、薄い厚さを有しながらも優れた耐久性を有するタイヤコードの製造方法が提供されうる。
さらに、本発明によれば、前記タイヤコードを含むタイヤが提供される。
発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記の実施例によって限定されるのではない。
実施例および比較例
実施例１
６３０ｄｅ(デニール)の総繊度を有するナイロンに２００ＴＰＭの撚りを与え、経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が５８本、経糸密度は９０％とする繊維基材（厚さ：約０．４０ｍｍ）を製織した。この際、緯糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）は８本、緯糸密度は４．８％とした。
以後、前記繊維基材を１５重量％のレゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および８５重量％の溶剤（水、Ｈ２Ｏ）を含む接着コーティング液に浸漬した後、１５０℃で１００秒間熱処理して接着層を形成した。
この後、コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層上にゴムコーティング層を単位面積あたりの塗布量１２０～１３０ｇ／ｍ２で塗布し、７０℃の温度で溶媒を揮発させて、０．０４～０．０５ｍｍの厚さのゴムコーティング層が形成されたタイヤコードを製造した。
この際、前記ゴムコーティング層は、ゴムコーティング液を前記接着層に塗布して形成し、前記ゴムコーティング液は、トルエン１００の重量比の溶媒に、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、天然ゴム１００重量部に対して、カーボンブラック２０～５０重量部、 パラオイル５～１０重量部、酸化亜鉛２～８重量部、ステアリン酸２～８重量部、老化防止剤（ＲＵＢＢＥＲ ＡＮＴＩＯＸＩＤＡＮＴＳ、ＢＨＴ）１～５重量部、硫黄２～８重量部、および加硫促進剤（ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ、ＺｎＢＸ）１～３重量部を含む弾性重合組成物を２０～４０％の濃度で分散させて製造した。
実施例２
１２６０ｄｅの総繊度を有するナイロンに１５０ＴＰＭの撚りを与え、経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が４２本、経糸密度は８４％とする繊維基材を製織した。
この後、前記繊維基材を１５重量％のレゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および８５重量％の溶剤（水、Ｈ２Ｏ）を含む接着コーティング液に浸漬した後、１５０℃で１００秒間熱処理して接着層を形成した。
この後、コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層上にゴムコーティング層を単位面積あたりの塗布量１３０～１４０ｇ／ｍ２で塗布し、７０℃の温度で溶媒を揮発させて、０．０６～０．０７ｍｍの厚さのゴムコーティング層が形成されたタイヤコードを製造した。
この際、前記ゴムコーティング層は、実施例１と同一のゴムコーティング液を使用した。
実施例３
８００ｄｅの総繊度を有するＰＥＴに１５０ＴＰＭの撚りを与え、経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）５０本、経糸密度は７１％とする繊維基材を製織した。
以後、前記繊維基材を１５重量％のレゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）および８５重量％の溶剤（水、Ｈ２Ｏ）を含む接着コーティング液に浸漬した後、１５０℃で１００秒間熱処理して接着層を形成した。
この後、コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層上にゴムコーティング層を単位面積あたりの塗布量１５０～１６０ｇ／ｍ２で塗布し、７０℃の温度で溶媒を揮発させて、０．０７～０．０８ｍｍの厚さのゴムコーティング層が形成されたタイヤコードを製造した。
この際、前記ゴムコーティング層は、ゴムコーティング液を前記接着層に塗布して形成し、実施例１と同様の方法でタイヤコードを製造した。
比較例１
６３０ｄｅの総繊度を有するナイロンに２００ＴＰＭの撚りを与え、経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３４本、経糸密度は５３％とする繊維基材を用いることを除けば、前記実施例１と同様の方法でタイヤコードおよびタイヤを製造した。
比較例２
１２６０ｄｅの総繊度を有するナイロンに１５０ＴＰＭの撚りを与え、経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３０本、経糸密度は６０％とする繊維基材を用いることを除けば、前記実施例１と同様の方法でタイヤコードおよびタイヤを製造した。
比較例３
８００ｄｅの総繊度を有するＰＥＴに１５０ＴＰＭの撚りを与え、経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が３４本、経糸密度は４７％とする繊維基材を用いることを除けば、前記実施例１と同様の方法でタイヤコードおよびタイヤを製造した。
比較例４
コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層上にゴムコーティング層を単位面積あたりの塗布量４５～５０ｇ／ｍ２で塗布し、７０℃の温度で溶媒を揮発させて、０．０１～０．０２ｍｍの厚さのゴムコーティング層を形成したことを除けば、前記実施例１と同様の方法でタイヤコードを製造した。
比較例５
コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層上にゴムコーティング層を単位面積あたりの塗布量６５～７０ｇ／ｍ２で塗布し、７０℃の温度で溶媒を揮発させて、０．０２ｍｍの厚さのゴムコーティング層を形成したことを除けば、前記実施例２と同様の方法でタイヤコードを製造した。
比較例６
コンマコーター（ｃｏｍｍａ ｃｏａｔｅｒ）を用いて、前記接着層上にゴムコーティング層を単位面積あたりの塗布量６５～７０ｇ／ｍ２で塗布し、７０℃の温度で溶媒を揮発させて、０．０２ｍｍの厚さのゴムコーティング層を形成したことを除けば、前記実施例３と同様の方法でタイヤコードを製造した。
実験例
＜実験例１：切断強度および破断伸び率の測定＞
ＡＳＴＭ Ｄ８８５試験方法により、インストロン試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐ．、Ｃａｎｔｏｎ、Ｍａｓｓ）を用いて、２５０ｍｍ（横１０ｍｍｘ縦２５０ｍｍ）のサンプル１０個に対して３００ｍ／ｍｉｎの引張速度を加えることによって、タイヤコードの切断強力（Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ Ｂｒｅａｋ）および破断伸び率をそれぞれ測定した。
次に、各サンプルの切断強力をタイヤコードの全体の繊度で割ることによって、各サンプルの切断強度（ｇ／ｄ）を求めた。次に、１０個のサンプルについての切断強度および破断伸び率の平均値をそれぞれ算出することによって、ゴムコーティング層を有するタイヤコードの切断強度および破断伸び率を得た。また、４．５ｋｇｆの荷重での伸び率、および６．８ｋｇｆの荷重での伸び率をそれぞれ測定した。
Figure 0007411796000001
前記表１によれば、本発明の実施例によるタイヤコードを用いる場合、強力、切断強度および破断伸び率において、比較例に比べて優れた特性を示すことを確認することができた。
＜実験例２：接着力の測定＞
ＡＳＴＭ Ｄ４３９３の試験方法により、タイヤのカーカス層に対する実施例および比較例で製造されたタイヤコードの接着剥離強度を測定した。
具体的には、０．６ｍｍの厚さのゴムシート、コード地、０．６ｍｍの厚さのゴムシート、コード地、０．６ｍｍの厚さのゴムシートを順に積層して試料を製造した後、６０ｋｇ／ｃｍ２の圧力にて１７０℃で１５分間加硫した。次に、加硫された試料を裁断して１インチの幅を有する試験片を製造した。このように製造された試験片に対して、万能材料試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ社）を用いて、２５℃で１２５ｍｍ／ｍｉｎの速度にて剥離試験を行って、カーカス層に対するタイヤコードの接着力を測定した。この際、剥離時に発生する荷重の平均値を接着力として算定した。
Figure 0007411796000002
前記表２によれば、本発明の実施例によるタイヤコードを用いる場合、比較例のタイヤコードに比べて、ゴムに対して優れた接着力を有することを確認することができた。

Claims (12)

  1. ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含む経糸を用いて、経糸間密度が６５％以上に、かつ、単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が５８本以上に製織された繊維基材と、
    前記繊維基材上に形成された接着層と、
    前記接着層上に形成されたゴムコーティング層と、を含み、
    前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含み、
    前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２であり、
    前記ゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、弾性重合組成物及び溶媒を含むゴムコーティング液の塗布量であり、
    ＡＳＴＭ Ｄ８８５の標準試験法による１０～１５．０ｇ／ｄの切断強度を有し、
    ＡＳＴＭ Ｄ８８５の標準試験法による２３．５５～３０％の破断伸び率を有する、
    タイヤのゴム補強材。
  2. 前記繊維基材は、０．１０～０．６０ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載のタイヤのゴム補強材。
  3. 前記ゴムコーティング層は、０．０１～０．２０ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載のタイヤのゴム補強材。
  4. 前記接着層は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）を含む、請求項１に記載のタイヤのゴム補強材。
  5. ＡＳＴＭ Ｄ４３９３標準試験法による接着力評価の際に１０ｋｇｆ以上の接着力を有する、請求項１に記載のタイヤのゴム補強材。
  6. ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含む経糸を用いて、経糸間密度が６５％以上に、かつ、単位長さあたりの経糸本数（ｎ／ｉｎｃｈ）が５８本以上に製織された繊維基材を用意する段階；
    前記繊維基材上に接着層を形成する段階；および
    前記接着層上にゴムコーティング液を塗布し熱処理して、ゴムコーティング層を形成する段階；を含み、
    前記ゴムコーティング層は、合成ゴムまたは天然ゴムを含み、
    前記接着層に対するゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、７５～３００ｇ／ｍ２であり、
    前記ゴムコーティング層の単位面積あたりの塗布量は、弾性重合組成物及び溶媒を含むゴムコーティング液の塗布量であり、
    ＡＳＴＭ Ｄ８８５の標準試験法による１０～１５．０ｇ／ｄの切断強度を有し、
    ＡＳＴＭ Ｄ８８５の標準試験法による２３．５５～３０％の破断伸び率を有する、
    タイヤのゴム補強材の製造方法。
  7. 前記繊維基材は、０．１０～０．６０ｍｍの厚さを有する、請求項６に記載のタイヤのゴム補強材の製造方法。
  8. 前記ゴムコーティング層は、０．０１～０．２０ｍｍの厚さを有する、請求項６に記載のタイヤのゴム補強材の製造方法。
  9. 前記ゴムコーティング液は、合成ゴムまたは天然ゴムを含む弾性重合組成物１０～３０重量％と、溶媒７０～９０重量％とを含む、
    請求項６に記載のタイヤのゴム補強材の製造方法。
  10. 前記接着層は、レゾルシノール－ホルムアルデヒド－ラテックス（ＲＦＬ）を含む、請求項６に記載のタイヤのゴム補強材の製造方法。
  11. ナイロン、レーヨン、アラミド、および、ＰＥＴを含むポリエステルのうちの少なくとも１つを含む経糸に撚りを与える段階をさらに含む、請求項６に記載のタイヤのゴム補強材の製造方法。
  12. 請求項１～５のいずれか１項に記載のタイヤのゴム補強材を含むタイヤ。
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