JP2019533596A

JP2019533596A - 異なるナイロン６．６構成を持つ新規キャッププライストリップ

Info

Publication number: JP2019533596A
Application number: JP2017567661A
Authority: JP
Inventors: メフメト・サデッティン・フィダン
Original assignee: Kordsa Teknik Tekstil AS
Current assignee: Kordsa Teknik Tekstil AS
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2019-11-21
Also published as: US20180339554A1; BR112017028481A2; MX2017016664A; CN108472994A; RU2017146382A; WO2018070952A1; EP3526060A1; KR20190069266A

Abstract

本発明は、異なる構成を有する交互ナイロンコードで作製された新規タイヤコード織物またはストリップに関する。そのような新規タイヤコード織物またはストリップは、空気入りラジアルタイヤ中のベルトパッケージ上のゼロ度らせん巻キャッププライとして用いると、高速耐久性およびトレッド分離耐性を向上する。

Description

本発明は、異なる構成を有する交互ナイロンコードで作製した新規タイヤコード織物またはストリップに関する。そのような新規タイヤコード織物またはストリップは、空気入りラジアルタイヤ中でベルトパッケージ上のゼロ度らせん巻キャッププライとして使用すると、高速耐久性およびトレッド分離耐性を向上する。

高速条件下、タイヤの外径は、スチールコードベルトパッケージおよびトレッドによって発生する遠心力のため、増大する。そのような直径増大、すなわち、タイヤ拡張 [tire growth]はベルトエッジコードのパンタグラフ運動 [pantographic movements]を増進し、亀裂発生、亀裂伝播、および最終的にベルトエッジ分離を招く。

一方、高速条件下、ベルトエッジでの温度上昇は、テキスタイルキャッププライストリップの局所接着劣化を生じ、局所キャッププライ−トレッド分離をもたらし、引き続き、短時間で、不均一な応力分布により、ベルトエッジ分離を生じる。

ベルトパッケージ上に円周状に巻きつけられたキャッププライ層は、クロスプライスチールコード層で作製された重いベルトパッケージ上に圧縮力（拘束力）を負荷することで、高速条件下、過度のタイヤ拡張を防止する。拘束力を促進するために、通常、高コード数 (epdm)のキャッププライストリップを用いる（例えば、ナイロン、1400x2, 110 epdmまたはナイロン 1400x1, 140 epdmなど）。

現在、最も広汎に用いられているキャッププライ材料は、タイヤの赤道面に対して0から5度にて、ベルトパッケージ上にらせん状に巻きつけられた、マルチプライナイロン6.6または単層ハイブリッドコード（例えば、アラミド／ナイロンハイブリッドコード）である。

ナイロンコードは、屈曲および軸圧縮下での優れた疲労耐性、ならびに、タイヤ形成時に容易な加工を可能にするバイエラスティック引張特性を有する。さらに、高速条件下での使用温度を上昇する収縮力発生は、ベルトエッジ分離耐性および高速耐久性を向上する。

バイエラスティック引張挙動を有する高低モジュラスの糸を含むハイブリッドコードも高速タイヤ中のキャッププライとして用いられていることは周知である。ハイブリッドコードの低モジュラス成分は、その高い拡張性のため、過度の緊密コード形成なく、容易なベルトパッケージ引揚げ [lifting]を可能にし、高モジュラス成分は、使用条件において有効になる。キャッププライとしてハイブリッドコードを用いることによって、キャッププライ層の総厚およびゴム含量を減らすことができ、ハイブリッドコードの高モジュラス成分は、拘束力を促進し、高速耐久性を向上する。

米国特許第4,284,117号は、コードではなく、単糸から形成されたナイロンキャッププライを記載する。そのキャッププライは、従来のキャッププライよりも薄く、優れた柔軟性および放熱特性を有する。

米国特許第5,115,853号は、ベルト拘束構造の放射状外側に配置されたキャッププライ構造を有するラジアルタイヤを記載する。そのキャッププライ構造は、280tpm以下のコード撚りを有する420x2の横並びのナイロンコードを含む。

米国特許出願公開第2006/0237113号は、互いに撚り合わされた少なくともひとつの高弾性率フィラメントおよび少なくともひとつの低弾性率フィラメントを含むハイブリッドコードである、少なくともひとつの第1の伸長エレメントを交互に配置して作製されたゼロ度ベルト強化層を記載する。少なくともひとつの第２の伸長エレメントの弾性率は、前記少なくともひとつの第１の伸長エレメントよりも低い。

米国特許第6,799,618号は、ベルトアッセンブリーに対して放射状外側に重ね合されたテキスタイルキャッププライ構造が、ナイロンおよびアラミドを含む材料で作製されているコードで強化されていることを記載する。コードの初期伸長にて、主に負荷を負う糸はナイロン糸であり、適当な伸長後、主に負荷を負う糸はアラミド糸である。

本発明は、異なる構成、つまり、ツーまたはスリープライ構成を有する第１コードおよびシングルプライ撚り糸としての第２のものを有する交互ナイロン6.6コードを含む新規タイヤコード織物またはストリップに関する。そのようなコード織物ストリップは、ツーまたはスリープライコードの高衝撃エネルギー吸収特と、シングルプライよりナイロン6,6糸の高い初期モジュラスとを組み合わせる。

そのような新規タイヤコード織物またはストリップは、空気入りラジアルタイヤ中のゼロ度らせん巻キャッププライとして用いると、高速耐久性、トレッド分離耐性および衝撃耐性を向上する。

周知なように、ナイロン6.6は、優れた疲労耐性およびバイエラスティック引張挙動を有し、緊密タイヤコードの形成なく引揚げプロセスを可能にし、高速条件下十分な拘束力を提供する。しかしながら、ナイロン6.6コードの低い初期モジュラスにより、ベルトパッケージ上への十分な拘束力を達成するためには、キャッププライとして高いepdm（デシメートルあたり末端 [ends per decimeter]）の織物またはストリップを用いなければならない（図１）。

一方、そのような織物またはストリップのコード−コード間距離（リベットエリア）は狭過ぎ、焦げなしにコード間へのゴム浸透を困難にする。さらに、ゴム亀裂が、高せん断応力による動的条件下狭いリベットを有するコード間で容易に開始する。

本発明によれば、キャッププライストリップにおいて、異なる構成を有するナイロン6.6コードは、異なるモジュラス（またはLASE）および異なる熱収縮力値を有する。硬化プロセスにおける引揚げ（膨張）[lifting (expansion)]の間、シングルプライ撚りナイロン6.6糸（高モジュラス、低拡張性）は、高撚りツーまたはスリープライコード（低モジュラス、高拡張性コード）のものよりもより高く負荷される。より高いコード張力に加えて、高負荷下の低撚りシングルプライ撚りナイロン6.6糸は、硬化温度にてより高い熱収縮力（縮小力）を生じる。より高いコード負荷およびより高い熱収縮力の結果として、シングルプライ撚りナイロン6.6糸は、ツーまたはスリープライコードよりも、より多くスキムコンパウンドに浸透する。

シングルプライ撚り糸およびツーまたはスリープライ撚りコードのスキムコンパウンドへの浸透差 (H)の結果として、モノプライキャップストリップ層は、部分的に二層（波状）キャップストリップになる（図２）。

定義：
コード：ツープライ以上の糸と一緒に撚り合わせて形成された強化エレメント
デニール：9,000メートル長の糸のグラム重量
Dtex：10,000メートル長の糸のグラム重量
LASE: 負荷伸長曲線における特定伸長での負荷
7% LASE: 7%伸長での負荷
線密度：g/dtexまたはg/d（デニール）として、単位長あたり重量
拘束力：タイヤ拡張を防ぐためにドライビング中にキャッププライによってベルトパッケージ上に負荷される力
総線密度：コードのプライ糸の呼び線密度の合計
ツープライコード：ツープライ糸を互いに撚り合わせて調製したコード
スリープライコード：スリープライ糸を互いに撚り合わせて調製したコード
撚り：メートルあたりの糸またはコードの軸周りの回転数 (t/mまたはtpm)
撚り係数単位：tpm．dtex1/2
経糸：すべての織物において、長さ方向に、かつ、織物端に平行に通り、緯糸と織り交ぜられる、一組の糸またはコード

図１は、硬化プロセス後のクロスプライスチールコードベルトパッケージ上の従来（先行技術）のナイロンキャッププライの断面図である。ａはクロスプライスチールコードベルトパッケージである。ｂはベルトパッケージ上の従来のキャッププライである。ｃはトレッドである。図２は、硬化プロセス後のクロスプライスチールコードベルトパッケージ上の本発明のナイロンキャッププライの断面図である。ａはクロスプライスチールコードベルトパッケージである。ｂはベルトパッケージ上の本発明のキャッププライである。ｃはトレッドである。図３は、（１）硬化プロセス前、（２）硬化プロセス後の、クロスプライスチールコードベルトパッケージ上の本発明のナイロンキャッププライコードおよび糸配置の断面図である。Ａ：高撚り係数、低モジュラスおよび高拡張性を有するツープライナイロン6.6コードＢ：低撚り、高モジュラスおよび低拡張性を有するシングルプライ撚りナイロン6.6糸Ｈ：ゴムマトリクス中のＡとＢとの浸透差図４は、硬化プロセス後のコード−コード間距離（リベットエリア、間隙）変化を示す。Ｓ１：膨張および硬化のプロセス前のＡとＢとの間のコード−コード間距離Ｓ２：膨張および硬化のプロセス後のＡとＢとの間のコード−コード間距離Ｓ３：膨張および硬化のプロセス後のＡとＡとの間のコード−コード間距離Ｓ４：膨張および硬化のプロセス後のＢとＢとの間のコード−コード間距離図５および図６は（１）硬化プロセス前、（２）硬化プロセス後の、より低いdtexシングルプライ撚りナイロン6,6糸である以外は、図３および図４と同様である。図７は、（１）硬化プロセス前、（２）硬化プロセス後の、1+2+1キャッププライコードおよび糸配置を示す。（１）膨張および硬化のプロセス前のA+B+B+A+B+B+A+…コード配置（２）膨張および硬化のプロセス後のA+B+B+A+B+B+A+…コード配置図８は、（１）硬化プロセス前、（２）硬化プロセス後の、2+1+2キャッププライコードおよび糸配置を示す。（１）膨張および硬化のプロセス前のA+A+B+A+A+B+A+A+…コード配置（２）膨張および硬化のプロセス後のA+A+B+A+A+B+A+A+…コード配置

本発明によれば、空気入りラジアルタイヤのベルトパッケージ上に円周方向にらせん状に巻き付けられたキャッププライ織物またはキャッププライストリップは、経糸として交互ナイロン6.6コードおよびナイロン6,6シングルプライ撚り糸を有し、
− 垂直方向の糸シフト（二層またはジグザグフォーメーション、図３、４、５および６）による、高い平均ストリップモジュラスおよびコード間の増大したコード−コード間距離および糸−糸間距離（より少ないせん断応力）により高速耐久性を向上し；
− 高撚りおよび高拡張性ナイロンコード（上位コードは衝撃に、より多く応答し、下位コードはタイヤ拡張に、より多く応答する。）の高いエネルギー吸収によりベルトパッケージの衝撃耐性を向上し；および
− キャッププライの波状表面構造によりトレッド−キャッププライ分離耐性も向上する。ジグザグ表面は、キャッププライとトレッドコンパウンドとの間の機械的結合も促進する。

ナイロン6,6コードは、ツーまたはスリープライコード構成を有する。交互に配置された糸はシングルプライ撚り糸である。

円周中心線（またはタイヤの赤道面）に対するらせん巻キャッププライストリップの角度は、0から5°である。

上記の利点を得るために、下式（１ａ）に従って決定されるナイロン6,6コードの撚り係数は、最小で10,000、かつ、最大で15,000である。

［数１］
撚り係数 = コード撚り (tpm)x（コードの総線密度、dtex）^1/2 (1a)

同様の下記式（１ｂ）に従って、シングルプライ撚り糸の撚り係数は、最小で5,000、かつ、最大で8,000である。

［数２］
撚り係数 = 糸のプライ撚り (tpm)x（糸の総線密度、dtex）^1/2 (1b)

本発明によれば、シングルプライ撚りナイロン6,6糸の撚り係数は、同じキャッププライストリップにおけるコードの撚り係数よりも、少なくとも5,000単位少ない（例えば、1400x2, 250/250tpm, および1400x1, 180tpm）。

撚り係数差が5,000単位未満であれば、波状キャッププライ表面をタイヤのベルトパッケージ上に作り出せない。

本発明によれば、前記コードの総線密度は、最小で700dtex、かつ、最大で5,000dtexであって、前記シングルプライ撚り糸の線密度は最小で350dtex、かつ、最大で3,000dtexである。それらの線密度限界は、過度のゴム切断および高すぎるゴムゲージ [rubber gauge]を防止する。過度のゴム切断は、キャッププライコードおよび糸とベルト層のスチールコードとの接触ならびに摩擦誘発破壊をもたらし。頂部領域の高すぎるゴムゲージ [rubber gauge]は、高い発熱と増大した転がり抵抗を引き起こす。

前記シングルプライ撚り糸の線密度は、前記コードの総線密度より最大で50%低い。

本発明によれば、キャッププライストリップ中で互いに平行なコードおよび糸の並びは、以下：A+B+A+B+A+B+…などの交互形態であり、Ａはツーまたはスリープライナイロン6,6コードであって、Ｂは、シングルプライ撚りナイロン6,6糸である（図３、４、５および６）。そのようなキャッププライストリップは、硬化プロセス後に均一な波状表面を作り出し、トレッドコンパウンドに強く結合して高速条件下のトレッド分離耐性を向上する。

本発明によれば、キャッププライストリップ中で互いに平行な高低撚りナイロンコードの並びは、以下：A+B+B+A+B+B+A+B+B+…などの交互形態であり、Ａはツーまたはスリープライナイロン6,6コードであって、Ｂは、シングルプライ撚りナイロン6,6糸である（図７）。

本発明によれば、キャッププライストリップ中で互いに平行なコードおよび糸の並びは、以下：A+A+B+A+A+B+A+A+B+…などの交互形態であり、Ａはツーまたはスリープライナイロン6,6コードであって、Ｂは、シングルプライ撚りナイロン6,6糸である（図８）。

本発明によれば、ストリップ中のコード数は、最小で70 epdm （デシメートルあたり末端 [ends per decimeter]）である。コード数が70 epdmより低い場合、トレッドに対する機械的結合に対する表面波形の効果は十分ではない。

本発明によれば、キャッププライストリップの幅は、8から25mm、好ましくは10から15 mmである。

Claims

空気入りラジアルタイヤのベルトパッケージ上に円周状に巻きつけられ、平行、交互に織られたナイロン6,6コードおよびシングルプライ撚りナイロン6,6糸で作製されたキャッププライストリップであって、
− 下式に従って決定された前記ナイロン6,6コードの撚り係数が、少なくとも10,000、かつ、最大で15,000であり、
［数１］
撚り係数 = コード撚り (tpm)x（コードの総線密度、dtex）^1/2；
− 前記シングルプライナイロン6,6糸の撚り係数が、同じキャッププライストリップにおけるナイロン6,6コードの撚り係数よりも、少なくとも5,000単位低い
ことを特徴とする、キャッププライストリップ。
前記ナイロン6,6コードがツープライコードである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記ナイロン6,6コードがスリープライコードである、請求項１のキャッププライストリップ。
下式に従って決定される前記シングルプライ撚りナイロン6,6糸の撚り係数が、最小で5,000、かつ、最大で8,000である、請求項１のキャッププライストリップ。
［数２］
撚り係数 = 糸のプライ撚り (tpm)x（糸の総線密度、dtex）^1/2
前記ナイロン6,6コードの線密度が、最小で700 dtex、かつ最大で5,000 dtexである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記シングルプライ撚りナイロン6,6糸の線密度が、最小350 dtexで、かつ、最大で3,000 dtexである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記シングルプライ撚りナイロン6,6糸の線密度が、前記ナイロン6,6コードの総線密度の50%未満ではない、請求項１のキャッププライストリップ。
前記ストリップ中のナイロン6,6コード（A)およびシングルプライ撚りナイロン6,6糸（B)の配置が、以下：A+B+A+B+A+Bなどである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記ストリップ中のナイロン6,6コード（A)およびシングルプライ撚りナイロン6,6糸（B)の配置が、以下：A+B+B+A+B+B+A+B+B+Aなどである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記ストリップ中のナイロン6,6コード（A)およびシングルプライ撚りナイロン6,6糸（B)の配置が、以下：A+A+B+A+A+B+A+A+Bなどである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記ストリップ中のコード数が最小で70 epdm（デシメートルあたり末端）である、請求項１のキャッププライストリップ。
前記キャッププライストリップの幅が最小で8 mm、かつ、最大で25mmである、請求項１のキャッププライストリップ。
前記キャッププライストリップの幅が最小で10 mm、かつ、最大で15mmである、請求項１のキャッププライストリップ。