(57)【要約】  下記を含むことを特徴とする、タイヤ用の補強要素として使用し得る、ジエンゴムマトリックスに直接接着させることのできる複合補強材(R‐2)：  ・１本以上の補強用スレッド(２０)、特に、炭素鋼コード；  ・上記スレッドもしくは各スレッドを個々に、または複数のスレッドを集合的に被覆する、ガラス転移温度がプラスである熱可塑性ポリマー、特に、6,6 ポリアミドの第１層(２１)；および、  ・上記第１層を被覆する、ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)と、ガラス転移温度がマイナスである官能化不飽和熱可塑性スチレン(“TPS”)エラストマー(該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する)、特に、エポキシ化SBSエラストマーとを含む組成物の第２層(２２)。  そのような複合補強材の製造方法、およびそのような複合補強材を組込んでいるゴム物品または半製品、特に、タイヤ。
2013509501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記、
・１本以上の補強用スレッド；
・前記スレッドもしくは各スレッドを個々に、または複数のスレッドを集合的に被覆する、ガラス転移温度がプラスである熱可塑性ポリマーの第１層；および、
・前記第１層を被覆する、ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)と、ガラス転移温度がマイナスである官能化不飽和熱可塑性スチレンエラストマーとを含み、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する組成物の第２層、
を含むことを特徴とする、複合補強材。
【請求項２】
前記熱可塑性ポリマーのガラス転移温度が、＋20℃よりも高い、請求項１記載の補強材。
【請求項３】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーのガラス転移温度が、−20℃よりも低い、請求項１または２記載の補強材。
【請求項４】
前記熱可塑性ポリマーと不飽和熱可塑性スチレンエラストマー間のガラス転移温度における差が、60℃よりも大きい、請求項１〜３のいずれか１項記載の補強材。
【請求項５】
前記熱可塑性ポリマーが、脂肪族ポリアミドまたはポリエステルである、請求項１〜４のいずれか１項記載の補強材。
【請求項６】
前記熱可塑性ポリマーが、6,6 ポリアミドである、請求項５記載の補強材。
【請求項７】
前記PPEが、150℃よりも高い、好ましくは180℃よりも高いガラス転移温度を有する、請求項１〜６のいずれか１項記載の補強材。
【請求項８】
前記PPEが、ポリ(2,6‐ジメチル−1,4‐フェニレンエーテル)である、請求項１〜７のいずれか１項記載の補強材。
【請求項９】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、スチレンブロックおよびジエンブロックを含むコポリマーである、請求項１〜８のいずれか１項記載の補強材。
【請求項１０】
前記ジエンブロックが、イソプレンまたはブタジエンブロックである、請求項９記載の補強材。
【請求項１１】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、スチレン/ブタジエン(SB)、スチレン/イソプレン(SI)、スチレン/ブタジエン/ブチレン(SBB)、スチレン/ブタジエン/イソプレン(SBI)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/ブタジエン/ブチレン/スチレン(SBBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/ブタジエン/イソプレン/スチレン(SBIS)の各ブロックコポリマー、およびこれらのコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる、請求項１０記載の補強材。
【請求項１２】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、SB、SI、SBS、SISの各ブロックコポリマーおよびこれらコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる、請求項１１記載の補強材。
【請求項１３】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、SBSエラストマーである、請求項１２記載の補強材。
【請求項１４】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、エポキシ化エラストマーである、請求項１〜１３のいずれか１項記載の補強材。
【請求項１５】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、5質量％と50質量％の間の量のスチレンを含む、請求項１〜１４のいずれか１項記載の補強材。
【請求項１６】
前記第２層のエラストマー組成物中のPPEの質量含有量が、不飽和熱可塑性スチレンエラストマー中に存在するスチレンの質量含有量の0.05倍と5倍の間、好ましくは0.1倍と2倍の間を示す、請求項１〜１５のいずれか１項記載の補強材。
【請求項１７】
前記第２層のエラストマー組成物中のPPEの質量含有量が、不飽和熱可塑性スチレンエラストマー中に存在するスチレンの質量含有量の0.2倍と1.5倍の間を示す、請求項１６記載の補強材。
【請求項１８】
前記第１層の最小厚が、1μmと2mmの間である、請求項１〜１７のいずれか１項記載の補強材。
【請求項１９】
前記第２層の最小厚が、1μmと2mmの間である、請求項１〜１８のいずれか１項記載の補強材。
【請求項２０】
前記第２層の最小厚が、0.02μm〜1μmの範囲内にある、請求項１〜１８のいずれか１項記載の補強材。
【請求項２１】
前記補強用スレッドが、金属線である、請求項１〜２０のいずれか１項記載の補強材。
【請求項２２】
前記金属線が、炭素鋼線である、請求項２１項記載の補強材。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか１項記載の複合補強材を含むゴム物品または半製品。
【請求項２４】
請求項１〜２２のいずれか１項記載の複合補強材を含む空気式タイヤ。
【請求項２５】
ジエンゴムマトリックスに接着させることのできる複合補強材の製造方法であって、少なくとも下記の工程、
・１本以上の補強用スレッドを、プラスのガラス転移温度を有する前記熱可塑性ポリマーの層で被覆する工程；
・ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)とガラス転移温度がマイナスである官能化不飽和熱可塑性スチレンエラストマーとを含み、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する組成物の第２層を、そのようにして被覆した前記スレッドもしくは各スレッド上に個々にまたは複数のスレッド上に集合的に付着させる工程；および、
・アッセンブリを熱‐酸化処理に供して前記２つの層を一緒に結合させる工程、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２６】
前記熱可塑性ポリマーのガラス転移温度が、＋20℃よりも高い、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーのガラス転移温度が、−20℃よりも低い、請求項２５または２６記載の方法。
【請求項２８】
前記熱可塑性ポリマーと前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーとのガラス転移温度の差が、60℃よりも大きい、請求項２５〜２７のいずれか１項記載の方法。
【請求項２９】
前記熱可塑性ポリマーが、脂肪族ポリアミド、またはポリエステルである、請求項２５〜２８のいずれか１項記載の方法。
【請求項３０】
前記PPEが、150℃よりも高い、好ましくは180℃よりも高いガラス転移温度を有する、請求項２５〜２９のいずれか１項記載の方法。
【請求項３１】
前記PPEが、ポリ(2,6‐ジメチル‐1,4‐フェニレンエーテル)である、請求項２５〜３０のいずれか１項記載の方法。
【請求項３２】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、スチレンブロックとジエンブロックを含むコポリマーである。請求項２５〜３１のいずれか１項記載の方法。
【請求項３３】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、スチレン/ブタジエン(SB)、スチレン/イソプレン(SI)、スチレン/ブタジエン/ブチレン(SBB)、スチレン/ブタジエン/イソプレン(SBI)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/ブタジエン/ブチレン/スチレン(SBBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/ブタジエン/イソプレン/スチレン(SBIS)の各ブロックコポリマー、およびこれらのコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる、請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、SB、SI、SBS、SISの各ブロックコポリマーおよびこれらコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、SBSエラストマーである、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーが、エポキシ化エラストマーである、請求項１〜３５のいずれか１項記載の方法。
【請求項３７】
前記PPEが、ポリ(2,6‐ジメチル−1,4‐フェニレンエーテル)である、請求項２５〜３６のいずれか１項記載の方法。
【請求項３８】
前記第２層を、有機溶媒中に溶解した前記不飽和熱可塑性スチレンエラストマーとPPEを含有するコーティング浴に通すことによって付着させる、請求項２５〜３７のいずれか１項記載の方法。
【請求項３９】
有機溶媒が、トルエンである、請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記複合補強材を架橋する最終工程をさらに含む、請求項２５〜３９のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、例えば空気式タイヤのようなジエンゴム物品または半製品を補強するのに使用することのできる補強用要素または補強材、特に、金属補強材の分野である。
本発明は、さらに詳細には、少なくとも１本のコア、特に、金属コアからなり、このコアが熱可塑性材料の１以上の層でシーズまたは被覆されているハイブリッドまたは複合タイプの補強材に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属補強材を、例えば、ポリアミドまたはポリエステルのような熱可塑性材料でシーズすることは、特に、これらの補強材を酸化または磨耗のような種々のタイプの外的侵襲から保護するために或いはこれらの補強材を一緒に結合させることによって各種のスレッド群またはコードのようなスレッドアッセンブリを構造的に強化し、従って、特に、これら補強材の座屈抵抗性を増強させる目的において、極めて長い間知られている。
【０００３】
そのような複合補強材は、空気式タイヤのようなゴム物品におけるその使用と一緒に、多くの特許文献に記載されている。
特許出願 EP 0 962 576号は、例えば、耐摩耗性を改良する目的で、ポリエステルまたはポリアミドのような熱可塑性材料によってシーズした鋼製またはアラミド繊維製の補強材を記載している。
特許出願 FR 2 601 293号は、金属コードをポリアミドによってシーズしてこの金属コードを空気式タイヤビード内のビードワイヤーとして使用することを記載しており、このシーズ処理は、有利なことに、このビードワイヤーの形状が、このビードワイヤーが補強するタイヤのビードの構造および操作条件に適応するのを可能にしている。
【０００４】
また、特許文献 FR 2 576 247号およびUS 4,754,794号は、金属コードまたはスレッドを記載しており、これらのスレッドまたはコードを、一方ではこれらのスレッドまたはコード間の距離を調整する、また、他方では擦りによる磨耗または腐蝕のリスクを排除する目的でもって、異なる融点を有する２種または３種でさえの異なる熱可塑性材料(例えば、ポリアミド類)によって二重にシーズしてまたは三重にさえシーズして、これらのスレッドまたはコードを空気式タイヤビード内のビードワイヤーとして使用している。
【０００５】
ポリエステルまたはポリアミド材料によってそのようにしてシーズしたこれらの補強材は、耐腐蝕性、耐摩耗性および構造的剛性という上記の利点は別にして、その後、ジエンゴムマトリックスに、少なくとも１種のジエンエラストマー、例えば、天然ゴムを含むRFL (レゾルシノール・ホルムアルデヒド・ラテックス)接着剤と称する単純な織物用接着剤を使用して結合させることができるというこれら補強材の無意味ではない利点を有し、これらの接着剤は、ポリエステルまたはポリアミド繊維のような織物繊維とジエンゴムとの間に満足し得る接着をもたらすことが知られている。
【０００６】
従って、黄銅によるような接着性金属層によってコーティングされてなく、さらにまた、コバルト塩のような金属塩を含有しないゴムマトリックスを取巻いている金属補強材を使用することが有利であり得る；金属塩は、知られている通り、接着特性を経時的に保持するのに必要であるが、一方ではゴムマトリックス自体のコストを、他方ではゴムマトリックスの酸化およびエージング感受性を有意に増大させる(例えば、特許出願 WO 2005/113666号を参照されたい)。
【０００７】
しかしながら、上記RFL接着剤は、欠点がない訳ではない：特に、RFL接着剤は、主物質として、ホルムアルデヒド、即ち、このタイプの製品に関するヨーロッパ法規の最近の変更によって接着剤組成物から長期に亘って排除することが望ましいという物質を含有している。
従って、ジエンゴム物品の設計者、特に、タイヤ製造業者は、現在、上記の欠点の全部または幾つかを軽減することのできる新たな接着剤系または新たな補強材を見出すことを目標としている。
【発明の概要】
【０００８】
今回、研究中に、本出願人等は、ゴムに直接接着させることができ、上記の目的を達成することを可能にする新規な複合補強材を発見した。
結果として、本発明の第１の主題は、下記を含むことを特徴とする複合補強材である：
・１本以上の補強用スレッド；
・上記スレッドもしくは各スレッドを個々にまたは複数のスレッドを集合的に被覆する、ガラス転移温度がプラスである熱可塑性ポリマーの第１層；および、
・上記第１層を被覆する、ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)と、ガラス転移温度がマイナスである官能化不飽和熱可塑性スチレン(“TPS”)エラストマーとを含み、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する組成物の第２層。
【０００９】
予期に反して、この熱可塑性スチレンエラストマー組成物の存在が、本発明の複合補強材がタイヤにおいて広く使用されているエラストマーマトリックスまたは組成物のようなジエンエラストマーマトリックスまたは組成物に直接且つ強力に接着することを確実に可能にすることを見出した。
【００１０】
本発明のもう１つの主題は、上記複合補強材の製造方法でもあり、該方法は、少なくとも下記の工程を含む：
・１本以上の補強用スレッドを、プラスのガラス転移温度を有する上記熱可塑性ポリマーの層で被覆する工程；
・ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)と、ガラス転移温度がマイナスである官能化不飽和熱可塑性スチレン(“TPS”)エラストマーとを含み、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する組成物の第２層を、そのようにして被覆した上記スレッドもしくは各スレッド上に個々に、または複数のスレッド上に集合的に付着させる工程；および、
・アッセンブリを熱‐酸化処理に供して前記２つの層を一緒に結合させる工程。そのようにして被覆した上記スレッド上に付着させる工程；および、
・アッセンブリを熱‐酸化処理に供して上記２つの層を一緒に結合させる工程。
【００１１】
また、本発明は、本発明の複合補強材の、ゴム物品または半製品、特に、タイヤ、特に、乗用車タイプの自動車；SUV (“スポーツ用多目的車”)；二輪車(特に自転車およびオートバイ)；航空機；または、バン類、“重量”車両(即ち、地下鉄列車、バス、道路輸送車(トラック、トラクター、トレーラー)、農業用および土木工事機械のような道路外車両)、および他の輸送または操作用車両から選ばれる産業用車両に装着することを意図するタイヤにおける補強用要素としての使用にも関する。
【００１２】
また、本発明は、それ自体、本発明に従う複合補強材を含む任意のゴム物品または半製品、特に、任意のタイヤにも関する。
本発明およびその利点は、以下の説明および実施態様をこれらの実施態様に関連する添付図面と一緒に考慮すれば容易に理解し得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従う複合補強材の１つの例を、断面において略図的に示す。
【図２】本発明に従う補強材のもう１つの例を、断面において略図的に示す。
【図３】本発明に従う補強材のもう１つの例を、断面において略図的に示す。
【図４】本発明に従う補強材のもう１つの例を、断面において略図的に示す。
【図５】本発明に従う複合補強材を組込んでいる本発明に従うラジアルカーカス補強材を有するタイヤを、半径断面において略図的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本説明においては、他で明確に断らない限り、示す百分率(%)は、全て質量％である。
さらにまた、“aとbの間”なる表現によって示される値の範囲は、いずれも、aよりも大きいから出発しbよりも小さいに至る値の範囲を示し(即ち、限界値aと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から出発しbに至る値の範囲を意味する(即ち、厳格な限定値aおよびbを含む)。
【００１５】
不飽和ゴム組成物に直接接着させることができ、特に、タイヤのようなジエンゴム物品を補強するのに使用することができる本発明の複合補強材は、結果として、下記を含むという特徴を有する：
・少なくとも１本の補強用スレッド(即ち、１本以上の補強用スレッド)；
・上記スレッドもしくは各スレッドを個々に、または複数のスレッドを集合的に被覆する、ガラス転移温度(以下、Tg1で示す)がプラス(即ち、0℃よりも高い)である熱可塑性ポリマーの第１層；および、
・上記第１層を被覆する、ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)と、ガラス転移温度(以下、Tg2で示す)がマイナス(即ち、0℃よりも低い)である不飽和で且つ官能化タイプの熱可塑性スチレン(“TPS”)エラストマーを含み、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する組成物の第２層。
【００１６】
換言すれば、本発明の複合補強材は、１本の補強用ヤーンまたは複数本の補強用ヤーンを含み、各補強用ヤーンは、２つの異なる熱可塑性ポリマーの重ね合せ層によって(個々にまたは集合的に)被覆されている。本発明の補強材の構造を、以下で詳細に説明する。
【００１７】
本出願においては、用語“補強用スレッド”は、一般に、その断面(この断面の形状、例えば、円形、楕円形、長方形、正方形、それとも平面形の如何にかかわらない)に対して大きい長さを有する任意の細長い要素を意味するものと理解されたい；このスレッドは、直線または非直線、例えば、撚り形または波形であり得る。
【００１８】
この補強用スレッドは、任意の既知の形状を有し得る。例えば、大直径(例えば、好ましくは50μm以上)の個々のモノフィラメント、個々のリボン、マルチフィラメント繊維(典型的には30μm未満の小直径を有する複数の個々のフィラメントからなる)、一緒に撚り合せた複数本の繊維から形成された織物合撚糸(textile folded yarn)、一緒にケーブル被覆または撚り合せた複数本の繊維またはモノフィラメントから形成された繊維または金属コード、或いは、例えば、一緒に集束させた、例えば直線または非直線いずれかの主方向に沿って配列させた複数本のこれらのモノフィラメント、繊維、合撚糸またはコードを含むバンドまたはストリップのようなスレッドの束、列であり得る。
上記または各補強用スレッドは、好ましくは5mmよりも小さい、特に、0.1〜2mmの範囲内の直径を有する。
【００１９】
好ましくは、上記補強用スレッドは、金属補強用スレッド、特に、タイヤ用のスチールコードにおいて使用する鋼線のような炭素鋼線である。しかしながら、他のタイプの鋼、例えば、ステンレススチールを使用することも勿論可能である。炭素鋼を使用する場合、その炭素含有量は、好ましくは0.4%と1.2%の間、特に0.5%と1.1%の間である。本発明は、特に、標準強度またはNT (“普通引張(Normal Tensile)”)強度、高強度またはHT (“高引張(High Tensile)”)強度、超高強度またはSHT (“超高引張(Super High Tensile)”)強度、或いは極超高強度またはUHT (“極超高引張(Ultra High Tensile)”)強度を有するスチールコードタイプの任意の鋼に当てはまる。
【００２０】
上記の鋼は、黄銅または亜鉛の層のような接着性層でコーティングし得る。しかしながら、光沢のある、即ち、コーティングしていない鋼も使用し得る。さらにまた、本発明によれば、本発明に従う金属補強材によって補強することを意図するゴム組成物は、もはや、その配合においてコバルト塩のような金属塩の使用を必要としない。
【００２１】
第１層即ち上記または各補強用ヤーンを被覆するシーズは、定義により、好ましくは＋20℃よりも高い、より好ましくは＋30℃よりも高い、プラスのTg (Tg1)を有する熱可塑性ポリマーによって形成する。さらにまた、この熱可塑性ポリマーの融点(Tm)は、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℃よりも高い。
【００２２】
この熱可塑性ポリマーは、好ましくは、ポリアミド、ポリエステルおよびポリイミドからなる群のから、特に、脂肪族ポリアミドおよびポリエステルからなる群から選ばれる。ポリエステルのうちでは、例えば、PET (ポリエチレンテレフタレート)、PEN (ポリエチレンナフタレート)、PBT (ポリブチレンテレフタレート)、PBN (ポリブチレンナフタレート)、PPT (ポリプロピレンテレフタレート)およびPPN (ポリプロピレンナフタレート)を挙げることができる。脂肪族ポリアミドのうちでは、特に、ポリアミド4,6、6、6,6、11および12を挙げることができる。この熱可塑性ポリマーは、好ましくは脂肪族ポリアミド、より好ましくは6,6ポリアミド(即ち、ナイロン‐6,6)である。
【００２３】
第２層即ち上記第１層を被覆するシーズは、何よりもまず、官能化不飽和熱可塑性スチレンエラストマーを含む組成物によって形成され、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステルの各基または官能基を担持する。
好ましくは、上記官能基はエポキシド基である、即ち、上記熱可塑性エラストマーは、エポキシ化エラストマーである。
上記エラストマーのTg (Tg2)は、定義によれば、マイナス、好ましくは−20℃よりも低く、より好ましくは−30℃よりも低い。
従って、また、本発明の好ましい実施態様によれば、上記第１層の熱可塑性ポリマーと上記第２層の不飽和TPSエラストマーとの間のガラス転移温度の差(Tg1−Tg2)は、40℃よりも大きく、より好ましくは60℃よりも大きい。
【００２４】
ここで、TPS (熱可塑性スチレン)エラストマーは、スチレンベースのブロックコポリマーの形の熱可塑性エラストマーであることを思い起されたい。これらの熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリマーとエラストマーの中間の構造を有し、知られている通り、エラストマー軟質配列、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレンまたはポリ(エチレン/ブチレン)配列が結合したポリスチレン硬質配列から構成される。
【００２５】
このことが、知られている通り、TPSコポリマーが、一般に、２つのガラス転移ピーク、即ち、TPSコポリマーのエラストマーブロックに関連する第１(低い、Tg2に相当するマイナスの温度)ピークと、一方のTPSコポリマーの熱可塑性(スチレンブロック)部分に関連する第２(高い、プラスの温度、典型的にはおよそ80℃以上で)ピークの存在に特徴を有する理由である。
【００２６】
これらのTPSエラストマーは、多くの場合、１つの軟質セグメントよって連結された２つの硬質セグメントを有するトリブロックエラストマーである。硬質および軟質セグメントは、線状形で或いは星型または枝分れ構造で配列させ得る。また、これらのTPSエラストマーは、１つの軟質セグメントに結合した１つの硬質セグメントを有するジブロックエラストマーでもあり得る。典型的には、これらのセグメントまたはブロックの各々は、最低でも５個よりも多い、一般的には10個よりも多い基本単位(例えば、スチレン/イソプレン/スチレンブロックコポリマーの場合のスチレン単位とイソプレン単位)を有する。
【００２７】
用語“スチレン”は、本説明においては、非置換または置換いずれかの任意のスチレン系モノマーを意味するものと理解すべきである。置換スチレンのうちでは、例えば、以下を挙げることができる：メチルスチレン(例えば、α‐メチルスチレン、β‐メチルスチレン、p‐メチレンスチレンおよびtert‐ブチルスチレン)およびクロロスチレン(例えば、モノクロロスチレンおよびジクロロスチレン)。
【００２８】
注記すれば、本発明の複合補強材において使用するTPSエラストマーの１つの本質的な特徴は、上記TPSエラストマーが不飽和であるという事実である。“TPSエラストマー”なる表現は、定義によれば、また、周知の通り、エチレン系不飽和基を含有するTPSエラストマーであると理解されたい、即ち、上記TPSコポリマーは、炭素‐炭素二重結合(共役型または非共役型のいずれか)を含有する。逆に、飽和TPSエラストマーは、勿論、そのような二重結合を含有していないTPSエラストマーである。
【００２９】
本発明の複合補強材において使用するTPSエラストマーの第２の本質的な特徴は、このTPSエラストマーが、官能化されており、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステルの各基または官能基から選ばれる官能基を担持することである。１つの特に好ましい実施態様によれば、このTPSエラストマーは、エポキシ化エラストマー、即ち、１個以上のエポキシド基を担持するエラストマーである。
【００３０】
好ましくは、上記不飽和エラストマーは、スチレン(即ち、ポリスチレン)ブロックと、ジエン(即ち、ポリジエン)ブロック、特に、イソプレン(ポリイソプレン)またはブタジエン(ポリブタジエン)ブロックとを含むコポリマーである。そのようなエラストマーは、特に、スチレン/ブタジエン(SB)、スチレン/イソプレン(SI)、スチレン/ブタジエン/ブチレン(SBB)、スチレン/ブタジエン/イソプレン(SBI)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/ブタジエン/ブチレン/スチレン(SBBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/ブタジエン/イソプレン/スチレン(SBIS)の各ブロックコポリマー、およびこれらコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる。
【００３１】
さらに好ましくは、この不飽和エラストマーは、スチレン/ブタジエン(SB)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン(SI)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)の各ブロックコポリマー、およびこれらコポリマーのブレンドからなる群から選ばれるジブロックまたはトリブロックタイプのコポリマーである。
【００３２】
スチレンブロックとジエンブロックを含む不飽和TPSエラストマーは、例えば、特許出願WO 2008/080557号、WO 2008/145276号、WO 2008/145277号、WO 2008/154996号およびWO 2009/007064号に記載されており、特にタイヤ用に意図する気密またはセルフシーリング組成物において使用されている。
【００３３】
本発明のもう１つの好ましい実施態様によれば、上記不飽和TPSエラストマー中のスチレン含有量は、5％と50%の間である。上記の範囲外では、意図する技術的効果、即ち、一方の上記熱可塑性ポリマーの層に対しての、また、他方の上記補強材の使用を意図するジエンエラストマーに対しての接着性妥協点がもはや最適でなくなるリスクが存在する。これらの理由により、スチレン含有量は、さらに好ましくは、10%と40%の間である。
【００３４】
上記TPSエラストマーの数平均分子量(Mn)は、好ましくは5000g/モルと500 000g/モルの間、より好ましくは7000g/モルと450 000g/モルの間である。
エポキシ化された、例えば、SBSのような不飽和TPSエラストマーは、既知であり、例えば、Daicel社から品名“Epofriend”として商業的に入手可能である。
【００３５】
次に、上記組成物の第２層は、上述した不飽和TPSエラストマーと組合せて、少なくとも１種のポリ(p‐フェニレンエーテル) (またはポリ(1,4‐フェニレンエーテル))ポリマー (“PPE”と略記する)を含むというもう１つの本質的な特性を有する。
【００３６】
PPE熱可塑性ポリマーは当業者にとって周知である；これらポリマーは、室温(20℃)で固体であり、スチレンポリマーと相溶性のある樹脂であり、特に、TPSエラストマーのTgを上昇させるのに使用されている(例えば、”Thermal, Mechanical and Morphological Analyses of Poly(2,6‐dimethyl‐1,4‐phenylene oxide)/Styrene‐Butadiene‐Styrene Blends”, by Tucker, Barlow and Paul, Macromolecules, 21, 1678‐1685, (1988)を参照されたい)。
好ましくは、本発明において使用するPPEは、150℃よりも高い、より好ましくは180℃よりも高いガラス転移温度 (以下Tg3で示す)を有する。その数平均分子量 (Mn)は、好ましくは、5000g/モルと100 000g/モルの間である。
【００３７】
数平均分子量(Mn)は、SEC (立体排除クロマトグラフィー)により、既知の方法で測定する。試験標本を、先ず、約1g/lの濃度でテトラヒドロフラン中に溶解し、その後、溶液を、0.45μmの有孔度を有するフィルター上で、注入前に濾過する。使用する装置は、WATERS Allianceクロマトグラフである。溶出溶媒はテトラヒドロフランであり、流量は0.7ml/分であり、系の温度は35℃であり、分析時間は90分である。４本のWATERS “STYRAGEL”カラムセット(HMW7カラム、HMW6Eカラムおよび２本のHT6Eカラム)を直列で使用する。ポリマー試験標本溶液の注入容量は、100μlである。検出器は、WATERS 2410示差屈折計であり、クロマトグラフデータを処理するその関連ソフトウェアは、WATERS MILLENNIUMシステムである。算出した平均分子量を、ポリスチレン標準によって得られた較正曲線と対比する。
【００３８】
本発明の複合補強材において使用し得るPPEポリマーの非限定的な例としては、特に、ポリ(2,6‐ジメチル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジメチル‐コ‐2,3,6‐トリメチル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ‐(2,3,6‐トリメチル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジエチル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐メチル‐6‐エチル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐メチル‐6‐プロピル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ‐(2,6‐ジプロピル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐エチル‐6‐プロピル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジラウリル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジフェニル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジメトキシ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(1,6‐ジエトキシ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐メトキシ‐6‐エトキシ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐エチル‐6‐ステアリルオキシ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジクロロ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐メチル‐6‐フェニル‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐エトキシ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2‐クロロ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(2,6‐ジブロモ‐1,4‐フェニレンエーテル)、ポリ(3‐ブロモ‐2,6‐ジメチル‐1,4‐フェニレンエーテル)、これらそれぞれのコポリマー、並びにこれらのホモポリマーまたはコポリマーのブレンドからなる群から選ばれるポリマーを挙げることができる。
【００３９】
１つの特定の好ましい実施態様によれば、使用するPPEは、ポリフェニレンオキシド (または短縮してPPO)としても知られているポリ(2,6‐ジメチル‐1,4‐フェニレンエーテル)である。そのような商業的に入手可能なPPE即ちPPOポリマーは、例えば、Asahi Kasei社からの品名“Xyron S202”のPPEまたはSabic社からの品名“Noryl SA120”のPPEである。
【００４０】
好ましくは、本発明の複合補強材の第２層を形成する組成物においては、PPEポリマーの量を、PPEの質量含有量が、TPSエラストマー自体中に存在するスチレンの質量含有量の0.05倍と5倍の間、より好ましくは0.1倍と2倍の間であるように調整する。推奨する最低値よりも低いと、上記複合補強材のゴムに対する接着性が低下し得、一方、上記の最高値よりも高いと、第２層を脆性化するリスクが存在し得る。
これらの全ての理由により、PPEの質量含有量は、さらに好ましくは、TPSエラストマー中のスチレンの質量含有量の0.2倍と1.5倍の間である。
【００４１】
また、上述した第２層または組成物は、各種添加剤を、PPEの量に対して好ましくは30質量％未満、より好ましくは20質量％未満、さらにより好ましくは10質量％未満の量で含み得る。
そのような添加剤は、例えば、不飽和TPSエラストマー以外の熱可塑性エラストマー、例えば、TPEエラストマー、または上記の第１層において使用するポリマーのような熱可塑性ポリマーであり得る；これらのエラストマーまたはポリマーの添加によって、例えば、第２層の剛性を調節して、特に、上記第１と第２層間に存在し得る剛性勾配を小さくすることを意図する。また、そのような添加剤は、カーボンブラックまたはシリカのような補強用充填剤；非補強用または不活性充填剤；組成物を着色するのに使用し得る着色剤；オイルのような可塑剤；および、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、UV安定剤または他の安定剤のような保護剤であり得る。
【００４２】
上記各熱可塑性ポリマーのガラス転移温度(Tg1およびTg2)は、例えば、また、本出願において明記した特段の指摘を除いて、ASTM D3418 (1999年)規格に従い、DSC (示差走査熱量測定法)によって既知の方法で測定する。
【００４３】
本明細書に添付した図１は、本発明に従う複合補強材の第１の例を、断面において極めて略図的に示している(特定の縮尺で描いていない)。R‐1で示すこの複合補強材は、例えば、炭素鋼製の比較的大直径(例えば、0.10mmと0.50mmの間)を有する単一フィラメントまたはモノフィラメントからなる補強用スレッド(１０)からなり、スレッド(１０)は、例えば、ポリアミドまたはポリエステルから製造したプラスのガラス転移温度(Tg1)を有する熱可塑性ポリマーの第１層(１１)によって被覆されており、この層の最小厚は、図１にEm1で示している。PPEと、マイナスのガラス転移温度(Tg2)を有する、例えば、エポキシ化タイプのSBS、SBBS、SISまたはSBISの官能化不飽和TPSとを含む組成物の第２層(１２)は、第１層(１１)を被覆しており、図１にEm2で示す最小厚を有する。
【００４４】
図２は、本発明に従う複合補強材の第２の例を、断面において略図的に示している。R‐2で示すこの複合補強材は、例えば、炭素鋼製の一緒に撚り合せたまたはケーブル被覆した比較的大直径(例えば、0.10mmと0.50mmの間)を有する２本の単一フィラメントまたはモノフィラメント(２０a、２０b)から実際になる補強用スレッド(２０)からなっている。補強用スレッド(２０)は、例えば、6,6 ポリアミドまたはポリエステルから製造し、最小厚Em1を有するプラスのガラス転移温度(Tg1)を有する熱可塑性ポリマーの第１層(２１)内に被覆されている。PPEと、マイナスのガラス転移温度(Tg2)を有する、例えば、エポキシ化SBSまたはSISの官能化不飽和TPSエラストマーとを含む組成物の、Em2の最小厚を有する第２層(２２)は、第１層(２１)を被覆している。
【００４５】
図３は、本発明に従う複合補強材のもう１つの例を、断面において略図的に示している。R‐３で示すこの複合補強材は、各々が、例えば、鋼または炭素製の一緒に撚り合せたまたはケーブル被覆した比較的大直径(例えば、0.10mmと0.50mmの間)を有する２本のモノフィラメント(３０a、３０b)からなる３本の補強用スレッド(３０)からなっている。例えば、上記３本の配列させた補強用スレッド(３０)によって形成したアッセンブリは、プラスのガラス転移温度(Tg1)を有する熱可塑性ポリマー、例えば、ポリアミドまたはポリエステルの第１層(３１)によって被覆されている。PPEと、マイナスのガラス転移温度(Tg2)を有する、例えば、エポキシ化タイプのSBS、SBBS、SISまたはSBISの官能化不飽和TPSエラストマーとを含む組成物の第２層(３２)は、第１層(３１)を被覆している。
【００４６】
図４は、本発明に従う複合補強材のもう１つの例を、断面において略図的に示している。この複合補強材R‐４は、中心線またはコア線(４１a)と該中心線の周りにらせん状に一緒に巻付けた同じ直径を有する6本のフィラメント(４１b)とを有する(1本＋6本)構成のスチールコードからなる補強用スレッド(４０)を含む。この補強用スレッドまたはコード(４０)は、6,6 ポリアミドの第１層(４２)で被覆されており、この第１層自体は、PPEと、官能化、例えば、エポキシ化SBSエラストマーとを含む組成物の第２層(４３)によって被覆されている。
【００４７】
例えば、上記図１〜４において略図的に示している複合補強材のような本発明に従う複合補強材においては、上記２つの層の最小厚(Em1およびEm2)は、本発明の特定の製造条件に応じて、極めて広く変動し得る。
第１層の最小厚Em1は、好ましくは1μmと2mmの間、より好ましくは10μmと1mmの間である。
【００４８】
本発明の特定の実施態様によれば、第２層の最小厚Em2は、第１層の最小厚と同程度の数値を有し得るか(例えば1μmと2mmの間、特に10μmと1mmの間の厚さを有する厚い第２層の場合)、或いは明確に異なり得る。
もう１つの特定の実施態様によれば、第２層は、例えば、押出によらないでコーティングまたはスプレー法或いは他の薄または超薄付着法によって付着させ、例えば、0.02μmと1μmの間、特に0.05μmと0.5μmの間の厚さを有する薄いまたは超薄接着層によって形成させ得る。
【００４９】
複数本の補強用スレッドを使用する場合、第１および第２層は、例えば上記で説明した図１、２および４に示しているように、補強用スレッドの各々上に個々に付着させ得る(注：これらの補強用スレッドは、単一であっても或いは単一でなくてもよい)。しかしながら、第１および第２層は、例えば図３に示しているように、適切に整列させた、例えば、主方向に沿って配列させた複数本の補強用スレッド上に集合的に付着させてもよい。
【００５０】
本発明の複合補強材は、少なくとも下記の工程を含む特定の方法によって製造する：
・第１工程において、少なくとも１本(即ち、１本以上)の補強用スレッドを、先ず、プラスのガラス転移温度を有する熱可塑性ポリマーの上記第１層で被覆する；
・次に、第２工程において、ポリ(p‐フェニレンエーテル) (“PPE”)と、マイナスのガラス転移温度を有する官能化不飽和熱可塑性スチレン(TPS)エラストマーとを含み、該エラストマーは、エポキシド、カルボキシルおよび酸無水物または酸エステル基から選ばれる官能基を担持する組成物の第２層を、そのようにして被覆した上記補強用スレッド(１本以上)上に付着させる；そして、
・最後に、アッセンブリを熱‐酸化処理に供して上記２つの層を一緒に結合させる。
【００５１】
最初の２工程は、当業者にとって既知の方法で、インラインまたは他の方式で連続して実施する。例えば、これらの工程は、単純に、上記補強用スレッドを、適切な温度に加熱した押出ヘッド内の適切な直径のダイに通すか、或いは適切な有機溶媒(または溶媒混合物)中に前以って溶解したTPSエラストマーとPPEを(一緒にまたは別々に)含有するコーティング浴内に通すことからなる。
【００５２】
第１の可能性ある好ましい実施態様によれば、単数または複数の上記補強用スレッドを、それぞれの押出ヘッドに通す前に、例えば誘導加熱によってまたはIR照射によって予熱する。各押出ヘッドを出た時点で、そのようにしてシーズした単数または複数の補強用スレッドを、その後、例えば、低温の空気または他のガスを使用して或いはスレッド(１本以上)が水浴に、次いで、乾燥工程に通ることによって、それぞれのポリマー層が固化するように十分に冷却する。
【００５３】
一例としては、約0.6mmの直径を有する補強用スレッド、例えば、一緒に撚り合せた直径0.3mmの２本の個々のモノフィラメントから単純になる金属コード(例えば、図２に示すような)を、約0.4mmに等しい最大厚を有する6,6 ポリアミド第１層で被覆して、約1mmの総直径を有するシーズした補強用スレッドを、２つのダイを含む押出/シーズ処理ライン上で得る；第１ダイ(カウンターダイまたは上流ダイ)は約0.65mmに等しい直径を有し、第２ダイ(または下流ダイ)は約0.95mmに等しい直径を有し、両ダイは約300℃に加熱した押出ヘッド内に置かれている。上記ポリアミドは、押出機内で290℃の温度で溶融し、そのようにして、シーズ処理ヘッドを通過するときの補強用スレッドを、典型的に数十cm3/分の押出ポンプ速度において典型的には数十m/分のスレッド操作速度で被覆する。この第１のシーズ処理ダイを出た時点で、スレッドを、上記ポリアミドがその非晶質状態に固化し凝固するための、低温水を満たした冷却タンク中に浸漬し、その後、例えば、巻取りリールをオーブン内で加熱することによって乾燥させる。
【００５４】
その後、ポリアミドでそのようにして被覆したスレッドを、上記PPEと官能化不飽和TPSエラストマーを含む組成物によって、第２層において意図した厚さに適応させた１つの実施態様に従い被覆する。
例えば、第２層の意図する厚さが約0.1mmである場合、6,6 ポリアミドで被覆したスレッドを、シーズ処理ヘッドを例えば230℃の温度に加熱し、直径1.1mmの第１カウンターダイと直径1.2mmの第２ダイを装着した押出‐シーズ処理ラインに逆に通し得る。上記官能化不飽和TPSエラストマー/PPEブレンドは、第２押出ヘッド内で現場製造し得る；従って、上記２成分は、例えば、２基の異なる供給ホッパーによって供給する。また、上記ブレンドは、粒状形の初期予備ブレンドの形で得ることもできる。押出機内で、例えば、約220℃の温度に加熱したこのブレンドは、そのようにして、上記スレッドを、典型的には数cm3/分〜数十cm3/分の押出ポンプ産出量において典型的には数m/分〜数十m/分の操作速度で上記シーズ処理ヘッドを通ることによって被覆する。
【００５５】
上記の２つの連続するシーズ処理工程においては、上記コード(補強用スレッド)を、有利には、押出ヘッドに通す前に、例えば、高周波発生器にまたは加熱用トンネルに通すことによって予熱する。
【００５６】
第２の例としては、第２層の意図する厚さが極めて実質的に小さく、例えば、数十ナノメートルに等しい場合、熱可塑性ポリマー(例えば、6,6 ポリアミド)で被覆したスレッドは、例えば、数m/分または数十m/分の速度で、また、数cmまたは数十cmの長さに亘って、1kgの質量でプレスし且つ適切な有機溶媒(好ましくはトルエン)中に希釈した官能化TPSエラストマー/PPEブレンド(例えば、1〜10質量％、好ましくは1〜5質量％の濃度を有する)を連続して吸収させた２枚のウールベーズ(wool baize)要素間を通過し、この方法で、スレッド全体をTPSエラストマー(例えば、エポキシ化SBS)の超薄層で被覆する。
【００５７】
次の工程は、上記２つの層間の結合を改良することを意図する熱‐酸化処理からなる。用語“熱‐酸化処理”は、定義によれば、酸素、例えば、空気中の酸素の存在下での加熱処理を意味するものと理解されたい。そのような工程は、上記熱可塑性ポリマー第１層への上記TPS第２層の最適の接着を得るのを可能にする(例えば、真空加熱処理は、効果がないことが判明している)。
【００５８】
第２の操作後、例えば、上述したシーズ処理ヘッドまたはコーティング浴(浴の場合は溶媒を蒸発させた後)を出ると直ぐに、本発明の特定の実施態様に応じて、複合スレッドは、例えば長さ数メートルのトンネル炉を通り、その中で空気中の加熱処理を受ける。
処理温度は、例えば、場合に応じての数秒〜数分の処理時間において150℃と300℃の間である；処理時間が短いほど温度は高いことおよび上記加熱処理は、必ずしも、使用する熱可塑性材料に再溶融を或いは過剰の軟化をもたらす必要はないことを理解されたい。
そのようにして完成させた本発明の複合補強材は、有利には、例えば空気中で冷却して、望ましくない粘着問題を回避すると共に、最終の巻取りリール上に巻上げる。
【００５９】
当業者であれば、上記処理の温度および時間を、本発明の特定の操作条件に応じて、特に製造した複合補強材の正確な性質に応じて、特に、上記処理が、個々に使用したモノフィラメント、数本のモノフィラメントまたはそのようなモノフィラメントの１群を含むコード或いはストリップのようなコードのいずれに対するのかに応じて、如何にして調整するかは承知していることであろう。
特に、当業者であれば、処理温度および処理時間を変更して、継続的な近似化により、本発明の特定の実施態様毎に最良の接着結果を得る操作条件を見出すという利益を有するであろう。
【００６０】
上記で説明した本発明に従う方法の工程には、上記補強材、より正確には、その組成物第２層を三次元架橋させて、特にこの複合補強材を典型的には100℃よりも高い比較的高温において最終的に使用することを意図する場合に、その固有凝集力をさらに増進させる最終処理を追加し得る。
【００６１】
この架橋は、任意の既知の方法によって、例えば、イオンまたは電子衝撃のような物理的架橋方法によって、或いは化学的架橋方法によって、例えば、架橋剤(例えば、アマニ油)を、上記組成物に、例えば、押出加工しながら混入することによってまたは加硫(即ち、イオウベースの)系を上記組成物に混入することによって実施し得る。
また、架橋は、本発明の複合補強材により補強を意図するタイヤ(または、より一般的にはゴム物品)を製造する間にも、そのようなタイヤ(または物品)を製造するのに使用するのに使用するジエンゴム組成物中に存在し本発明の複合補強材と接触する固有の架橋系によって生じ得る。
【００６２】
本発明の複合補強材は、直接、即ち、何らの追加の接着系を必要としないで、例えばタイヤにおけるジエンゴムマトリックス用の補強要素として使用することができる。有利なことに、本発明の複合補強材は、全てのタイプの車両用の、特に、乗用車または重量車のような産業用車両用のタイヤを補強するのに使用し得る。
【００６３】
１つの例として、本明細書に添付した図５は、乗用車用の本発明に従うタイヤの半径断面を極めて略図的に示している(特定の縮尺に準じて描いていない)。
このタイヤ１は、クラウン補強材即ちベルト６によって補強されたクラウン２、２つの側壁３および２つのビード４を有し、これらのビード４の各々は、ビードワイヤー５によって補強されている。クラウン２は、トレッド(この略図には示していない)が取付けられている。カーカス補強材７は、各ビード４内の２本のビード線５の周りに巻付けられており、この補強材７の上返し８は、例えば、タイヤ１の外側に向って位置しており、この場合、タイヤリム９上に取付けて示している。カーカス補強材７は、それ自体知られている通り、コード、いわゆる“ラジアル”コード、例えば、繊維または金属コードによって補強されている少なくとも１枚のプライからなる、即ち、これらのコードは、実際上、互いに平行に配置されて一方のビードから他方のビードに延びて円周正中面(２つのビード４からの中間距離に位置しクラウン補強材６の中央を通るタイヤの回転軸に対して垂直の面)と80°と90°の間の角度をなしている。
【００６４】
本発明のこのタイヤ１は、例えば、そのクラウンまたはカーカス補強材の少なくとも１つが本発明に従う複合補強材を含むという本質的な特徴を有する。本発明のもう１つの可能性ある実施態様によれば、その実施態様は、本発明に従う複合補強材から製造し得るビードワイヤー５である。
【００６５】
本発明の実施態様
試験 1：複合補強材の製造
本発明に従うまたは従わない複合補強材を、先ず、以下の方法で製造した。出発補強用スレッドは、10mmのらせんピッチで一緒に撚り合せた直径0.30mmの２本の個々のスレッドまたはモノフィラメントからなる1×2構造での標準鋼(0.7質量％の炭素含有量を有する)から製造されたタイヤ用のスチールコードであった。コード直径は0.6mmであった。
【００６６】
このコードを、6,6 ポリアミド(DuPont de Nemours社からのZYTEL E40 NC010；約260℃に等しい融点Tm)で被覆した、被覆は、押出‐シーズ処理ラインにおいて、上記コードを300℃の温度に加熱し且つ２つのダイ(直径0.63mmの上流ダイと直径0.92mmの下流ダイ)を含む押出ヘッドに通すことによって実施した。押出機(20cm3/分のポンプ速度)内で約290℃の温度に加熱したポリアミドは、そのようにして、30m/分の速度で通過する上記スレッド(高周波発生器に通すことによって約280〜290℃に予熱した)を被覆した。シーズ処理ヘッドを出た時点で、得られた複合補強材は、5℃の水を満たした冷却用タンクに連続して移動し、ポリアミドが、空気ノズルを使用して乾燥させる前に、その非晶質状態に固化した。
【００６７】
製造のこの段階は、そのポリアミド第１層でのみシーズされた初期スチールコードからなる対照複合補強材(従って、本発明に従わない)をもたらした。この対照複合補強材(R‐5で示す)は、約1.0mmの総直径を有していた(即ち、１回のシーズ処理)。
【００６８】
次に、第２工程において、エポキシ化SBS熱可塑性エラストマー(Daicel社からの“Epofriend AT501”)とPPE (Asahi Kasei社からの“Xyron S202”)のブレンド(質量比1：0.3)を含む組成物の第２層を、上記のようにシーズしたコード上に、数十ナノメートルの所望最小厚でもって以下の方法で付着させた。6,6 ポリアミドで被覆したコードを、コーティング浴内で、約4m/分の速度で、また、約15cmの長さに亘って、1kgの質量でプレスし且つトルエン中でそれぞれ1.5質量％と5質量％の濃度でもって希釈した上記２つのポリマーPPEとエポキシ化SBSのブレンドを連続して吸収させた２枚のウールベーズ(wool baize)要素間に通して、この方法で、スレッド全体をエラストマー組成物の超薄層によって被覆した。その後、そのようにしてシーズした補強材を乾燥させ、蒸発により溶媒を除去する。
【００６９】
上記で使用した３種のポリマーのガラス転移温度Tg1、Tg2およびTg3は、それぞれ、約＋50℃、−84℃および＋215℃に等しかった(Mettler Toledo社からの822‐2 DSC装置；ヘリウム雰囲気；室温(20℃)から100℃に予熱し(20℃/分で)、次いで、20℃/分にて−140℃から＋300℃までのDSC曲線を最終的に記録する前に、−140℃に急速冷却した試験標本)。
【００７０】
この第２のシーズ処理操作後、アッセンブリ(二重シーズ被覆した複合補強材)は、トンネル炉に、270℃の温度に加熱した周囲雰囲気において3m/分で通すことによって約100秒間の熱‐酸化処理を受けた。この製造の最終段階は、そのポリアミド第１層によって、さらに、上記TPSエラストマーとPPEを含むエラストマー組成物のその第２層によってシーズされた初期スチールコードからなる本発明に従う複合補強材をもたらした。この方法で製造した本発明に従う複合補強材(図２に略図的に示しているような補強材R‐2)は、約1.0mmの最終直径を有していた。
【００７１】
上記の試験における熱‐酸化処理の最良の操作条件を決定するために、４通りの処理時間(50秒、100秒、200秒および400秒)における160℃から280℃までの温度範囲を、前以って検証していた。
【００７２】
試験 2：接着試験
その後、ゴムと上記で製造した複合補強材との結合の質を、上記補強材を加硫物とも称する加硫ゴム組成物から引き抜くのに要する力を測定する試験によって評価した。このゴム組成物は、天然ゴム、カーボンブラックおよび標準添加剤をベースとする、金属タイヤベルトプライのカレンダー加工において使用する通常の組成物であった。
【００７３】
加硫物は、200mm×4.5mmを計測し3.5mmの厚さを有し、硬化前に互いに対して適用した２枚のシーズからなるゴムブロックであった(得られたブロックの厚さは、その場合、7mmであった)。このブロックの引抜きにおいては、複合補強材(総計で15本のストランド)を未硬化状態の２枚のゴムシートの間に等間隔で離して閉じ込め、各複合補強材の一端がこれらのシートのいずれかの側面上にその後の引張試験のための十分な量突出するようにした。その後、上記補強材を含むブロックを適切なモールド内に入れ、次いで、圧力下に硬化させた。当業者の裁量に委ねる硬化温度および硬化時間を、意図する試験条件に適応させた。例えば、本例においては、ブロックを、16バールの圧力下に160℃で15分間硬化させた。
【００７４】
硬化させた後、そのように加硫ブロックと15本の補強材からなる試験標本を適切な引張試験装置の顎(jaws)の間に置いて各補強材をゴムから所定の引張速度および所定の温度(例えば、本例においては、それぞれ、50mm/分および20℃)で個々に引張った。接着レベルは、補強材を試験標本から引抜くための引抜き力(Fmaxで示す)を測定することによって特性決定した(このレベルは、15回の引張試験の平均である)。
【００７５】
驚くべきことに、本発明の複合補強材は、RFL接着剤を含有しないという事実にもかかわらず、ナイロンシーズ被覆対照複合補強材(R‐5)について測定し、また、通常のRFL接着剤を使用して結合させた対照引抜き力よりも70%高い特に20℃での高い引抜き力Fmaxを有することが判明した。同じ試験条件下において、ナイロンでシーズ被覆したがRFL接着剤(またはあらゆる他の接着剤)を含有しない対照複合補強材(R‐5)は、ゴムへの接着を示さなかった(実際にゼロの引抜き力)。
【００７６】
結論として、本発明の複合補強材は、得られた極めて高い接着レベルにより、ポリアミドまたはポリエステルのような熱可塑性材料でシーズ被覆し、知られている通り、ゴムに接着するのを確保するためにはRFL接着剤の使用を必要とする従来技術の複合補強材に対する特に有用な代替品を構成する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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