JP6069753B2 - タイヤベルトの補強用に使用し得る多層ラミネート - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、ラジアルカーカス補強材を有するタイヤのような特にゴム製の最終物品または半製品用の補強用要素として使用し得る多層ラミネートに関する。
本発明は、さらに詳細には、そのようなラミネートの、そのようなタイヤのクラウンにおいての、特に侵襲または穿孔から保護するための層としての使用に関する。
知られている通り、ラジアルカーカス補強材を有するタイヤは、トレッド、2つの非伸長性ビード、これらのビードをトレッドに連結する2つの可撓性側壁、および上記カーカス補強材とトレッドの間に円周方向に配置された硬質クラウン補強材即ち“ベルト”を含む。
特に、このベルトは、一般にトレッドの下に位置し、ベルトの残余を外的侵襲、引裂きまたは他の穿孔から保護する役割を有する1枚以上の“保護”クラウンプライを含み得る。このことは、例えば、重量物運搬車両または地ならし機用タイヤのベルトにおける一般的な例である。
この多層ラミネートは、ゴム組成物の2枚の層間に配置された多軸延伸ポリマーフィルムからなり、可撓性で且つ高変形性の構造を有する;この構造は、予期に反して、金属コードで補強した通常の保護織布材の穿孔の作用に対する抵抗性と等価の穿孔の作用に対する高い抵抗性を、著しく低い厚さにもかかわらず示すことが判明している。
この多層ラミネートに関する調査研究の継続中に、本出願法人は、予期に反して、上記の出願WO 2010/115861号において説明されているタイヤの転がり抵抗性を、上記ラミネートの実際の構造に影響を与える改良によってさらに低下させ得ることを見出した。
本発明のタイヤは、特に、乗用車、4×4類または“SUV”(スポーツ用多目的車)タイプの自動車用;また、オートバイまたは自転車のような二輪車用;或いは、バン類、“重量物運搬車”(即ち、地下鉄列車、バス、重量物道路輸送車両(トラック、トラクター、トレーラー)、重量農業車両または地ならし機のような道路外車両、航空機、または他の輸送もしくは操作車両から選ばれた産業用車両用に意図し得る。
本発明の多層ラミネートは、特に、特に上記の車両用に意図するタイヤのベルトにおいて使用することができる。
本特許出願においては:
・“ゴム”または“エラストマー”(2つの用語は同義であるとみなす)とは、任意のタイプのエラストマー(ジエンまたは非ジエン)を意味するものと理解されたい;
・“ジエンゴム”とは、ジエンモノマーに、即ち、2個の炭素‐炭素二重結合(共役型または共役型ではないのいずれか)を担持するモノマーに少なくとも一部由来する任意のエラストマー(単独のエラストマーまたはエラストマー混合物) (即ち、ホモポリマーまたはコポリマー)を意味するものと理解されたい;
・“層”は、他の寸法に対して相対的に小さい厚さを有し、厚さ対最大の他の寸法の比が0.5よりも低い、好ましくは0.1よりも低いストリップまたは任意の他の三次元要素を意味するものと理解されたい;
・“補強用スレッド”とは、その断面に対して長い長さを有し、ゴムマトリックスの伸長中の特性を補強し得る任意の長くて細いストランド、任意の個々のフィラメント、任意のマルチフィラメント繊維またはそのようなフィラメントの任意のアッセンブリ或いは合撚糸(folded yarn)またはコードのような繊維を意味するものと理解されたい;このスレッドは、直線状または非直線状、例えば、撚り状もしくは縮れ状であり得る;
・“ラミネート”または“多層ラミネート”とは、国際特許分類の意味の範囲内において、互いに接触している平坦または非平坦形の少なくとも2つの層を含む任意の生産物を意味し、これらの層は、互いに結合または接合させてもまたはさせなくてもよいことを理解されたい;“結合させる”または“接合させる”なる表現は、特に接着結合による結合または組立ての全ての手段を包含するものとして広く解釈すべきである。
“aとbの間”なる表現によって示される値の間隔は、いずれも、aよりも大きくからbよりも小さいまでに及ぶ値の範囲を示し(即ち、限界値aおよびbを除く);一方、“a〜b”なる表現によって示される値の範囲は、いずれも、aからbまでに及ぶ値の範囲を意味する(即ち、厳格な限界値aおよびbを含む)。
上記したように、本発明の多層ラミネートは、高モジュラスを有するゴム組成物の2つの層の間に配置され且つこれらの2つのゴム組成物層と接触している少なくとも1つのポリマーフィルムを含むという本質的な特徴を有する;これらのフィルムおよび層を、下記で詳細に説明する。
好ましくは、使用するフィルムは、該当する引張方向(勿論、フィルム面にある)の如何にかかわらず、1000MPaよりも高い(特に、1000MPaと4000MPaの間)、さらにより好ましくは2000MPaよりも高い伸長中のモジュラス(Eで示す)を示す。2000MPaと4000MPaの間のモジュラスEの値は、特にタイヤの補強にとってはとりわけ望ましい。
好ましくは、熱可塑性ポリマーフィルム、より好ましくは多軸延伸熱可塑性ポリマーフィルム、即ち、上述した出願WO 2010/115861号に記載されているような2以上の方向に配向させて延伸したフィルムを使用する。
使用する熱可塑性ポリマーの融点は、特にタイヤを補強する場合、好ましくは100℃よりも高く、より好ましくは150℃よりも高く、特に200℃よりも高くあるように選定する。
本発明の多層ラミネートに適する多軸延伸PETまたはPEN熱可塑性ポリマーフィルムの例は、例えば、品名“Mylar”および“Melinex”(DuPont Teijin Films社)または品名“Hostaphan”(Mitsubishi Polyester Film社)として販売されている二軸延伸PETフィルム、或いは品名“Teonex”(DuPont de Nemours社)として販売されている二軸延伸PENフィルムである。
このジエンエラストマーは、さらに好ましくは、ポリブタジエン(BR)、天然ゴム(NR)、合成ポリイソプレン(IR)、ブタジエンコポリマー、イソプレンコポリマーおよびこれらのエラストマーの混合物からなる群から選ばれる;そのようなコポリマーは、特に、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)およびイソプレン/ブタジエン/スチレンコポリマー(SBIR)からなる群から選ばれる。
本発明の関連において使用することができ、今日まで、ベルトの領域よりも剛性であるタイヤの領域において、特に、これらタイヤのビードにおいて通常保持されている極めて高いモジュラスを有するゴム組成物、さらにまた、その詳細な配合は、例えば、特許文献WO 2005/113259号(またはUS 8 033 311号)およびWO 2005/113887号(またはUS 2008/0318077号)に記載されている。
例えば、芳香性または非芳香性いずれかの任意の増量剤オイル、ジエンエラストマーに対するその可塑化特性について知られている任意の可塑剤を使用し得る。
・25℃よりも高い、特に30℃と100℃の間のTg (規格ASTM D3418に従いDSCによって測定);
・50℃よりも高い、特に50℃と150℃の間の軟化点(例えば、規格ISO 4625に従い環球法によって測定);
・400g/モルと2000g/モルの間、特に500g/モルと1500g/モルの間の数平均分子量(Mn) (例えば、ポリスチレン標準によるSEC (サイズ排除クロマトグラフィー)によって測定)。
好ましくは、特に上記多層ラミネートのタイヤベルト用の保護または補強用構造体としての使用においては、本発明の多層ラミネートは、それぞれ2.5mmおよび10cmよりも大きい、より好ましくはそれぞれ5mmおよび20cmよりも大きい幅および長さを示す。
本発明の多層ラミネートは、任意のタイプのゴム製の最終物品または半製品における、特に全てのタイプの車両用、特に、乗用車または産業用車両(バン類、重量物運搬車両、地ならし機、航空機または他の輸送もしくは操作車両のような)用を意図するタイヤにおける補強用要素として使用し得る。
また、もう1つの可能性ある実施態様によれば、クラウンの2つの保護構造体(本発明の多層ラミネート)10aを、クラウン補強用構造10bの半径方向両側に配置し得る。
・500MPaよりも高い伸長モジュラスE;
・100MPaよりも高い最高引張応力σmax;
・5%と10%の間の降伏点Yp;
・20%よりも高い破断点伸びEb。
これらの試験により、本発明のラミネートが、通常のモジュラス(Ms) (即ち、ほぼ10MPa)を有するゴム層を含む従来技術のラミネートと比較して、少なくとも等価の穿孔に対する抵抗性、即ち、通常の金属繊維の厚さと比較して著しく低減された厚さを有する観点からは、両タイプのラミネートの穿孔に対する優れた抵抗性を示していることを実証した。
ドリフトスラストの測定に当っては、各タイヤは、適切なサイズの車輪に装着し、2.4バールに膨張させた。各タイヤを、適切な自動機械(MTS社が販売している“フラットトラック”タイプの機械)上で、80km/時の一定速度で走行させる。“Z”で示す荷重を1°のドリフト角度に対して変動し、コーナリング剛性即ち“D”で示すドリフトスラスト(スラストをゼロドリフトにおいて補正)を、既知の方法で、センサーを使用して、車輪に対する横方向力をこの荷重Zの関数として記録することによって測定した;ドリフトスラストは、原点におけるD(Z)曲線の勾配である。
・本発明のタイヤにおける改良された道路挙動と同義である、実質的に増強されたドリフトスラスト(ほぼ+15%);
・著しく少ない量で且つ著しく少なく発生している亀裂の開始による、極めて強力なコーナリング下での耐久性の改良;
・当業者にとっては全く有意である、転がり抵抗性の有意の低下(−3%、即ち、トン当りほぼ250gの節減)。
Claims (12)
- フィルム面にあると考えられる引張方向の如何にかかわらず、500MPaよりも高いヤング率(Eで示す)を有する少なくとも1つのポリマーフィルムを含み、該フィルムが2層のゴム組成物の間に、これら2層のゴム組成物と接触して配置される、多層ラミネートであって、前記ゴム組成物の各層が、架橋状態において、30MPaよりも高い、10%伸びで伸長中の割線モジュラス(Msで示す)を示すことを特徴とする前記多層ラミネート。
- 前記ゴムが、ポリブタジエン、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ブタジエンコポリマー、イソプレンコポリマーおよびこれらエラストマーの混合物からなる群から選ばれるジエンゴムである、請求項1記載の多層ラミネート。
- ゴム組成物の各層が、50〜100phrの天然ゴムを含む、請求項2記載の多層ラミネート。
- ゴム組成物の各層が、5phrと30phrの間の量の可塑剤を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の多層ラミネート。
- ゴム組成物の各層の前記割線モジュラスMsが、30MPaと150MPaの間である、請求項1〜4のいずれか1項記載の多層ラミネート。
- 前記ポリマーフィルムが、フィルム面にあると考えられる引張方向の如何にかかわらず、1000MPaよりも高いヤング率Eを示す、請求項1〜5のいずれか1項記載の多層ラミネート。
- 前記ポリマーフィルムが、フィルム面にあると考えられる引張方向の如何にかかわらず、80MPaよりも高い最大引張応力(σmaxで示す)を示す、請求項1〜6のいずれか1項記載の多層ラミネート。
- 前記ポリマーフィルムが、熱可塑性ポリマーフィルムであり、該熱可塑性ポリマーフィルムが、150℃にて30分後に、5%よりも低い、長さにおける相対的収縮を示す、請求項1〜7のいずれか1項記載の多層ラミネート。
- 前記熱可塑性ポリマーが、ポリエステルまたはポリアミドである、請求項1〜8のいずれか1項記載の多層ラミネート。
- 前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートである、請求項9記載の多層ラミネート。
- 請求項1〜10のいずれか1項記載の多層ラミネートを含むタイヤ。
- 前記多層ラミネートが、前記タイヤのベルトを補強する、請求項11記載のタイヤ。
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