JP5687337B2 - 補強のための直線テキスタイル構造を含むエラストマー製品 - Google Patents

Description

本発明は、補強のための直線テキスタイル構造を含むエラストマー製品に関する。

ホース、コンベヤーベルト、駆動ベルトおよび空気式車両タイヤ等の多様なエラストマー製品は、補強のための強化部材として直線テキスタイル構造を含む。直線テキスタイル構造は、例えば、織、不織スクリムまたはニットとしてエラストマー製品中に存在するヤーン、スレッドまたはコードであってよい。それらは、構造および材料に関して様々な形態で当業者に知られている。

空気式車両タイヤは、概して、ベルトプライのためのカーカス材料として、そしてベルトバンデージとして、ビード領域において、ヤーンまたはコードとして直線テキスタイル構造を利用している。ヤーンまたはコードは、ゴム化強化部材プライの形態でタイヤに利用できるよう、タイヤ製造中、ゴム混合物に埋め込まれる。

空気式車両タイヤ、特に、高速サービス用空気式車両タイヤにおけるベルトバンデージの目的は、操作中に生じる遠心力によるタイヤの上昇を防ぐことである。空気式車両タイヤ（概して、不透気内側層と、強化部材を含み、側壁を通ってタイヤの頂点領域からビード領域に達し、通常、引張り強さを有するビードコア周囲を包むことによりそこに固定されるラジアルカーカスと、プロファイリング溝を備えた放射状の外側ゴムトレッドと、ゴムトレッドとカーカスとの間のベルトとを含む）におけるベルトバンデージの位置は、ベルトとトレッドの間である。ベルトバンデージは、シングル−またはマルチ−プライ構造を有していてよく、ベルトエッジを少なくともカバーし、平行に、実質的には円周方向に延在し、ゴム混合物に埋め込まれたコードの形態にある強化部材を含む。タイヤ製造中に、ベルトバンデージは、ベルトに巻かれる、またはスプールされる、ゴムの未加硫混合物に埋め込まれた強化部材を含むプライの形態で適用される。かかるプライの強化部材は、概して、当業者に知られたやり方で埋め込みゴムに良好に接合させるために、熱で、かつ／または含浸により前処理し、ゴム混合物で覆うために、カレンダまたは押出し機に長手方向に通過させた、一組の実質的に平行なストランド形の強化部材により、ゴムに埋め込まれる。既存のタイヤ構築装置による成形およびタイヤの加硫中に、タイヤは、概して、ショルダ領域において、グリーンタイヤをフラットドラムに巻くときの未加硫グリーンタイヤに比べて、上昇により、２％まで、中央領域において、４％まで膨張する。ベルトバンデージに用いる強化部材は、従って、この上昇を可能とすると有利であるが、同様に、ベルトエッジを少なくとも下げるために、タイヤ加硫中に好適な収縮特性を有していなくてはならない。

これまで、エラストマー製造物品、特に、空気式車両タイヤのベルトバンデージにおいて強化部材に用いる材料は、化石型原材料（石油）を主に（直接）ベースとするテキスタイル型強化部材、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アラミドおよびナイロンまたはそれらのヤーンから形成されたハイブリッドコードであった。レーヨンまたはリオセルをベースとするという点で、石油ベースでないテキスタイル型の強化部材を用いることも知られている。それらは、天然ポリマー、すなわち、セルロースから製造される。

合成繊維等の石油ベースの原材料に起因するエラストマー製品における割合を減少することにより、環境および資源への負担を最小にするのが望ましい。しかし、同時に、製品に必要とされる特性が損なわれてはならない。

しかしながら、綿等の天然繊維のゴム業界での使用は制限されている。というのは、それらは、連続フィラメントの構成を有さず、繊維としての品質がかなり変化するからである。天然繊維はまた、収縮しないため、空気式車両タイヤのベルトバンデージにおいて強化部材として用いるには不適である。

まさに、セルロースをベースとする、すなわち、石油をベースとしない繊維としてのレーヨンは可能な変形例と考えられる。しかしながら、その製造プロセスが、環境的に問題があり、同じく、収縮の欠如が、ベルトバンデージとしての特定の使用について有害因子であることから、レーヨンは不利である。

水分に対して感受性があり、強化部材の破壊強度が水分の吸収により減少するため、レーヨンはさらに不利である。さらに、レーヨンは調達するのにコストが大きい。

本発明は、製品品質を犠牲にすることなく、環境および資源への負担を最小にすることについてさらに改善された、補強のための直線テキスタイル構造を含むエラストマー製品を提供することを目的とする。

本発明のこの目的は、直線テキスタイル構造が、ポリアミド１０．１０（ＰＡ１０．１０）の繊維を含有すると達成されることを見出した。

ポリアミド１０．１０は、１，１０−デカメチレンジアミンと１，１０−デカン二酸（セバシン酸）から形成された重縮合製品であり、両モノマー共ヒマシ油より得られるものである。従って、ポリアミド１０．１０は、石油でなく１００％天然資源をベースとするものであるため、環境および資源への負担が最小になる。ヒマシ油は、食品プラントまたはフィードプラントとしては用いられないヒマシ油プラントのシードから得られる。さらに環境に優しい性質を際立たせることは、ヒマシ油プラントは、他の作物と競合しない条件下で発育するという事実である。さらに、ポリアミド１０．１０繊維は、天然繊維に比べて一定した品質を有し、連続−フィラメント繊維として得られる。一定した品質によって、製品および処理一貫性が確保される。

ポリアミド１０．１０は、高い機械的強度および耐化学薬品性を有する。また、低い水吸収性も有するため、水分があっても、破壊強度等の良好な特性が保持される。

他の利点は、ポリアミド１０．１０は、エラストマー製品に頻繁に用いられるポリアミド６．６に非常に似ていることである。このことにより、例えば、用いる接合系を保持しながら、ポリアミド６．６をポリアミド１０．１０に容易に換えることができる。

本発明の一実施形態において、直線テキスタイル構造は、ツイストマルチフィラメントヤーンであり、エラストマー製品に望ましい特性を、製造パラメータにより達成することができる。

本発明の１つの好ましい展開において、マルチフィラメントヤーンは、１００〜５０００ｄｔｅｘの範囲の繊度および１００〜６００ｔ／ｍの範囲のツイストを有する。この型のマルチフィラメントヤーンは、製造し易く、例えば、空気式車両タイヤにおいて強化部材として用いることができる。

本発明の変形実施形態において、直線テキスタイル構造は、２本以上の相互エンドツイストマルチフィラメントヤーンのコードであり、個々のマルチフィラメントヤーンはそれぞれ、２５０〜４０００ｄｔｅｘの範囲の繊度および１００〜６００ｔ／ｍの範囲の第１のツイストを有し、１００〜６００ｔ／ｍの範囲のツイストレートで一緒にエンドツイストされたものである。従って、ポリアミド１０．１０は、ポリアミド６．６またはポリエステルと同様に用いられる。好ましくは、コードにおいて一緒にエンドツイストされた２本または３本のマルチフィラメントヤーンである。

コード中のマルチフィラメントヤーンは全て、ポリアミド１０．１０からなるものとすることができる。これには、コード全体を、環境および資源への負担を最小にする材料からなるものとするという利点がある。

しかし、コードの少なくとも１本のマルチフィラメントヤーンが、ポリアミド１０．１０からなるものではないものとすることもできる。いわゆるハイブリッドコードがこれに該当する。このハイブリッドコードは、環境に優しく、資源への負担を最小にするように少なくとも部分的に設計され、ポリアミド１０．１０からなるものではないヤーンの材料を特定して選択することにより、定義されたやり方でコードを変えることが可能となるというさらなる利点を有する。

ポリアミド１０．１０からなるものではない少なくとも１本のヤーンは、好ましくは、ポリエステル（例えば、ＰＥＴまたはＰＥＮ）、ポリアミド１０．１０以外のポリアミド型、アラミドまたはポリケトン（例えば、Ａｒｓｅｌｏｎ（登録商標））のマルチフィラメントヤーンであってよい。しかしながら、レーヨンまたはリオセル等の天然ポリマーあるいは天然繊維から製造された繊維を用いるのが特に好ましい。ハイブリッドコード全体は、石油をベースとしない材料で作製され、ヤーンの材料を好適に選択することにより定義されたやり方でその特性を調整することができる。

本発明によるエラストマー製品は、好ましくは、空気式車両タイヤである。空気式車両タイヤは、大量製品であり、石油をベースとする材料の石油をベースとしない材料への交換は、資源への負担を最小にするのに関して、特に大きな影響をもたらす。また、ポリアミド１０．１０の繊維を含むタイヤにおけるテキスタイル構造は、高い耐久性をもたらすことが分かっている。

ポリアミド１０．１０の繊維を含む直線テキスタイル構造は、ポリアミド１０．１０の収縮挙動および熱安定性が、特に、プラスの効果を有するため、空気式車両タイヤのベルトバンデージに好ましくは用いる。

例えば、乗用車タイヤは、以下の構造のハイブリッドコードから形成されたベルトバンデージを含むことができ、マルチフィラメントヤーンの少なくとも１つが、ポリアミド１０．１０である。

バージョンＡ：
レーヨン：繊度１１００ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト３８０ｔ／ｍ
ポリアミド１０．１０：繊度７００ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト３８０ｔ／ｍ
２本のマルチフィラメントヤーンのエンドツイスト：３８０ｔ／ｍ

バージョンＢ：
リオセル：繊度１６７０ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト２５０ｔ／ｍ
ポリアミド１０．１０：繊度１４００ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト３８０ｔ／ｍ
２本のマルチフィラメントヤーンのエンドツイスト：３８０ｔ／ｍ

バージョンＣ：
レーヨン：繊度１１００ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト３８０ｔ／ｍ
ポリアミド１０．１０：繊度７００ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト３８０ｔ／ｍ
ポリアミド１０．１０：繊度７００ｄｔｅｘ×１、第１のツイスト３８０ｔ／ｍ
３つのマルチフィラメントヤーンのエンドツイスト：３８０ｔ／ｍ

上述したハイブリッドコードから形成されたバンデージを含むタイヤは、環境および資源への負担を最小にすることに関して改善されている。

Claims (10)

1. 補強のための直線テキスタイル構造を含むエラストマー製品であって、前記直線テキスタイル構造が、ポリアミド１０．１０の繊維を含むことを特徴とするエラストマー製品。
2. 前記直線テキスタイル構造が、ツイストマルチフィラメントヤーンであることを特徴とする請求項１に記載のエラストマー製品。
3. 前記マルチフィラメントヤーンが、１００〜５０００ｄｔｅｘの範囲の繊度および１００〜６００ｔ／ｍの範囲のツイストを有することを特徴とする請求項１または２に記載のエラストマー製品。
4. 前記直線テキスタイル構造が、２本以上の相互エンドツイストマルチフィラメントヤーンのコードであり、個々の前記マルチフィラメントヤーンが、それぞれ、２５０〜４０００ｄｔｅｘの範囲の繊度および１００〜６００ｔ／ｍの範囲の第１のツイストを有し、１００〜６００ｔ／ｍの範囲のツイストレートで一緒にエンドツイストされたことを特徴とする請求項１に記載のエラストマー製品。
5. 前記コードが、２本または３本のエンドツイストマルチフィラメントヤーンからなることを特徴とする請求項４に記載のエラストマー製品。
6. 前記コードの前記マルチフィラメントヤーンが全てポリアミド１０．１０からなることを特徴とする請求項４または５に記載のエラストマー製品。
7. 前記コードの少なくとも１本のマルチフィラメントヤーンがポリアミド１０．１０からなるものではないことを特徴とする請求項４または５に記載のエラストマー製品。
8. 前記少なくとも１本のマルチフィラメントヤーンが、ポリエステル、ポリアミド１０．１０以外のポリアミド型、アラミド、ポリケトン、好ましくは天然ポリマーまたは天然繊維から製造された繊維からなることを特徴とする請求項７に記載のエラストマー製品。
9. 空気式車両タイヤであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のエラストマー製品。
10. 前記直線テキスタイル構造が、前記ベルトバンデージにあることを特徴とする請求項９に記載のエラストマー製品。