(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーバーレイを含むタイヤであって、
（ｉ）前記タイヤのショルダー部分を除くクラウン部分中の前記オーバーレイは、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、前記補強用短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ前記繊維は、前記オーバーレイ内において互いに実質的に平行に整列させられて配向し、前記配向は、円周方向、子午線方向、半径方向、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、そして
（ｉｉ）前記タイヤの前記オーバーレイのショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、前記コードは、前記タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤ。
【請求項２】
前記補強用短繊維がクラウン部分中の唯一の補強用繊維であり、かつ前記連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせがショルダー部分中の唯一の補強用繊維である請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
少なくとも１つのＸＹまたはＸＺ層中の前記補強用短繊維が円周方向配向で存在する、請求項１記載のタイヤ。
【請求項４】
少なくとも１つのＸＹまたはＹＺ層中の前記補強用短繊維が子午線方向配向で存在する、請求項１記載のタイヤ。
【請求項５】
少なくとも１つのＸＺまたはＹＺ層中の前記補強用短繊維が半径方向配向で存在する、請求項１記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ騒音を低減するタイヤオーバーレイ組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車およびトラックのタイヤ性能の改善に対する必要性が引き続き存在する。重要な性能属性には、騒音、操縦性、耐摩耗性、転がり抵抗、および乗心地が含まれる。タイヤ会社は自動車およびトラックのタイヤから発せられる騒音を低減しようと努めていることから、タイヤ騒音の低減は、業界の焦点となりつつある。例えば、欧州連合は、タイヤからの通過騒音を著しく低減するための法制を整備しつつある。
【０００３】
特定の繊維が、高性能タイヤ製造において利用されてきた。米国特許出願公開第２００２／００６９９４８号明細書は、タイヤ表面に対して概ね垂直な角度での短繊維の使用を教示している。これらの構成の目的は、操縦性および／または加速性の改善であると言われている。米国特許出願公開第２００７／０２２１３０３号明細書は、トレッドの方向剛性を高める構成において短繊維を利用する。これらの繊維は、トレッドの長手方向の円周方向に対してやや垂直に整列させられると言われている。米国特許第４，８７１，００４号明細書は、短い不連続のフィブリル化されたアラミド繊維をゴム中に分散させた、アラミド補強エラストマーを開示している。この特許に開示された配置は、横方向（軸方向または円周方向）の剛性およびモジュラスを最大化すると言われている。しかしながら、これらの配置が騒音低減のために有益であるとは教示されていない。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１０／０２３６６９５号明細書は、硬化エラストマーとエラストマー１００重量部当たり０．１〜１０部の繊維とを含む複合トレッドブロックを有するタイヤに関し、当該繊維は１ｄｔｅｘ当たり少なくとも６グラムのテナシティおよび１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２００グラムのモジュラスを有するものとして特徴付けられる。前記繊維の大部分（major portion）は、道路表面と接触するタイヤトレッドから生じる騒音が低減されることとなるような方向に配向させられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、オーバーレイプライを含むタイヤであって、
（ｉ）オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
（ｉｉ）タイヤのクラウン中のオーバーレイの部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤに関する。
【０００６】
本発明はさらに、オーバーレイを含むタイヤであって、
（ｉ）タイヤのクラウン部分中のオーバーレイは、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
（ｉｉ）タイヤのオーバーレイのショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】タイヤ座標系を描写したものである。
【図２】タイヤ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示すオーバーレイ領域のタイヤ断面図の一部である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示すオーバーレイ領域のタイヤ断面図の一部である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示すオーバーレイ領域のタイヤ断面図の一部である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示すタイヤのオーバーレイ領域のタイヤ断面図を描写している。
【図７】一般的な方向の平面の配向を描写している。
【図８】２方向の平面の配向を描写している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
車両のタイヤの騒音は多くの源から発生する。図１は、この騒音が如何にして発生するかを説明する際、および本明細書で使用される方向を定義するのに有用である。図１は、トレッドブロック１１を有するタイヤを１０として一般的に示し、さらにこのタイヤに関する主要座標軸を示している。円周方向は、進行方向すなわちＸである。子午線方向はＹとして示され、半径方向はＺとして示される。子午線方向は、場合によっては軸方向または横方向と称される。空間的関係を明確にするために述べると、道路表面はＸＹ平面にある。タイヤはまた、トレッドブロック１１に支持を提供するサブトレッドと呼ばれる構成要素を、トレッドの直下において使用する。サブトレッドは、トレッドブロックと、オーバーレイ（キャッププライとも呼ばれる）、ベルトまたはブレーカーのいずれかである第１の補強層との間にある。
【０００９】
図２において２０として一般的に示されているのは、サイドウォール部分２１およびクラウン部分２２の２つの主要部分を含むタイヤ断面である。タイヤサイドウォールは、タイヤビード２３からトレッド２９までの領域である。「クラウン」とは、タイヤトレッド幅限界内のタイヤ部分を意味する。タイヤショルダー２１ａおよび２１ｂは、トレッド端の真下のサイドウォール上部である。ビード２３は、リムフランジ上にタイヤが位置するところに設置される。ビードは、非伸張性の環状物にされた高張力鋼線からなる。ビードは、プライを固定しかつホイールのリム上に集成体を保持する働きをする。ビードの形状または輪郭は、リム上でタイヤが搖動または滑動するのを防ぐようにホイールのフランジと合致する。カーカスコード２４は、タイヤに強度および耐荷力を付与する。「カーカス」とは、プライ上のベルト構造物、トレッド、アンダートレッド、およびサイドウォールゴムを除くがビードを含むタイヤ構造物を意味する。カーカスは、場合によってはケースと呼ばれる。カーカスコードは、それらをビードワイヤー２３の周りに巻くことにより固定される。図２には、ホイールリム２５も示されている。「トレッド」とは、タイヤが標準的に膨らまされて標準荷重下にあるときに道路と接触するタイヤの部分を意味する。「ベルト」は、タイヤクラウン中のトレッドのすぐ下にある、タイヤコード材料の狭い層である。トラックタイヤにおいては、ベルトは一般的にブレーカーと呼ばれる。オーバーレイ２６は、タイヤ鋼ベルト１８の外向き面とタイヤトレッド２９の下との間に設置される補強層である。従来オーバーレイは、タイヤの円周方向に伸びる連続フィラメントコードを含む。
【００１０】
本発明の第１の実施形態は、オーバーレイを含むタイヤであって、
（ｉ）オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在する補強用ポリマー短繊維とを含み、当該短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤトレッド騒音を減少させることとなるように選択され、そして
（ｉｉ）クラウン中のタイヤオーバーレイ部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤである。
【００１１】
図３は、この第１の実施形態を描写するものであり、カーカス２４およびベルト１８を含むタイヤ部分を３０として一般的に示す。ベルトの上にオーバーレイがある。タイヤショルダー領域２１ａにおいて、オーバーレイは、エラストマーおよび補強用ポリマー短繊維３１を含む。クラウン領域においては、オーバーレイは、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコード３２を含む。短繊維は、純粋に例示目的のために子午線方向に配向させられているものとして示されていることに留意されたい。
【００１２】
本発明の第２の実施形態は、オーバーレイを含むタイヤであって、
（ｉ）タイヤクラウン部分オーバーレイは、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜８部の繊維の量で存在する補強用ポリマー短繊維とを含み、当該短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤトレッド騒音を減少させることとなるように選択され、そして
（ｉｉ）タイヤオーバーレイショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤである。
【００１３】
図４は、第２の実施形態を描写するものであり、カーカス２４およびベルト１８を含むタイヤ部分を４０として一般的に示す。ベルトの上にオーバーレイがある。タイヤショルダー領域２１ａにおいて、オーバーレイは、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコード３２を含む。タイヤクラウン領域においては、オーバーレイは、エラストマーおよび補強用ポリマー短繊維３１を含む。
【００１４】
図５は、本発明の第３の実施形態を描写するものであり、オーバーレイを含むタイヤ部分を５０として一般的に示す。当該オーバーレイにおいては、オーバーレイショルダー部分２１ａおよびオーバーレイクラウン部分は両方とも、エラストマーと補強用ポリマー短繊維３１との混合物と、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコード３２とを含む。
【００１５】
図６は、本発明の第４の実施形態を描写するものであり、タイヤの断面を６０として一般的に示す。オーバーレイの一方の半分、すなわち第１の半分（Ｈ１）は、ショルダー部分２１ａａおよびクラウン部分６３ａａを含む。オーバーレイの第１の半分はさらに、エラストマーおよび補強用ポリマー短繊維３１を含む。オーバーレイの他方の半分、すなわち第２の半分（Ｈ２）は、ショルダー部分２１ａｂおよびクラウン部分６３ａｂを含む。オーバーレイの第２の半分はさらに、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせ３２を含む。Ｈ１およびＨ２の位置は、車両に設置された時にタイヤの内側になるかまたは外側になるかに関して相互交換可能である。
【００１６】
さらに別の実施形態において、タイヤオーバーレイプライは、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ当該繊維はオーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択される。当該オーバーレイ中には、連続フィラメントポリマー繊維も連続金属ストランドも存在しない。
【００１７】
短繊維または連続繊維を含むエラストマー部分は、１つの部品から、または当該部分の幅にわたってもしくは当該部分の厚さを通してのいずれかで互いに隣接して位置決めされる複数の部品から形成され得る。
【００１８】
短繊維
エラストマー中の短繊維が、オーバーレイの一構成要素を構成する。短繊維を含むオーバーレイ中の層の短繊維配向および平面配置の慎重な選択により、特定の騒音低減課題に対処するようにオーバーレイ設計をカスタマイズすることが可能である。一部のタイヤ構成において、繊維は、オーバーレイ内において子午線方向に実質的に整列させられている。特定のタイヤにおいて、短繊維は、実質的に円周方向に互いに実質的に整列させられている。特定のタイヤにおいて、短繊維は、実質的に半径方向に互いに実質的に整列させられている。実質的にとは、層内の短繊維の５０％超が、一方向に配向させられていることを意味する。より好ましくは、層内の短繊維の７０％超が、一方向に配向させられている。最も好ましくは、層内の短繊維の８５％超が、一方向に配向させられている。整列させられているまたは配向させられているとは、繊維の長寸法が整列方向に配向させられることとなるように繊維が配置されていることを意味する。この繊維整列は、短繊維を含むタイヤオーバーレイ領域に異方性機械的剛性特性を付与する。一部の実施形態において、短繊維の長さは０．１〜８ｍｍであり、他の実施形態において、それは０．１〜３ｍｍである。
【００１９】
整列させられた繊維を含有するオーバーレイ層はまた、異なる平面配置で配向させられ得る。例えば、図７は、オーバーレイ層のＸＹ平面配向を描写している。これらの層は、子午線方向（Ｙ）に配向させられた繊維、円周方向（Ｘ）に配向させられた繊維、または子午線方向（Ｙ）および円周方向（Ｘ）の配向の間を交互に繰り返すように配置された繊維を含有し得るであろう。繊維配向は、同様に、図８に描写されるような異なる平面配向を有するオーバーレイ層の異なる部分について異なり得、特に、２つの補強方向を含み得るであろう。例えば、ＸＺ平面において、繊維は、円周方向（Ｘ）または半径方向（Ｚ）であり得るであろうが、ＸＹ平面においては、繊維は円周方向（Ｘ）または子午線方向（Ｙ）であり得るであろう。ＹＺ平面（図示していない）においては、繊維は子午線方向（Ｙ）または半径方向（Ｚ）であり得るであろう。例えば、オーバーレイ中で子午線方向および円周方向に配向させられた繊維ならびにオーバーレイ内において半径方向に配向させられた繊維は、騒音を低減することにおいて非常に有効であることが分かっている。他方において、オーバーレイ内において繊維を円周方向に配向させることは最も容易になし得るが、騒音低減においてより小さい相対利益を提供し得る。これらの２つの状況の間において、オーバーレイ構造物中で多くの可能な繊維配向が存在する。例えば、図８をさらに参照すると、オーバーレイのＸＺ平面内の繊維は、円周方向（Ｘ）と半径方向（Ｚ）との間において何らかの角度で配向させられ得るであろう。同様に、オーバーレイのＸＹ平面内の繊維は、円周方向（Ｘ）と子午線方向（Ｙ）との間において何らかの角度で配向させられ得るであろう。押出ダイを含む機械設備および製造システムの適切な選択が、各サブトレッドの押出形材中に所望の繊維配向を結果としてもたらすであろう。
【００２０】
ＸＹ、ＹＺ、またはＸＺ平面内の層中の繊維配向は、直交することが好ましいが、繊維はまた、円周方向、子午線方向または半径方向のいずれかに対して５〜８５度の間の角度で直交せずに整列させられ得る。より好ましくは、繊維は、１５〜７０度の間の角度で整列させられる。そのようなバイアス角配向は、２方向にエラストマーシートを圧延することにより達成され得る。
【００２１】
本発明の別の態様は、本明細書に記載される複合オーバーレイを製造するための方法に関し、当該方法は、エラストマーと補強用繊維との混合物を圧延または押出しすることにより１つ以上の層を製造する工程を含む。一部の実施形態において、当該方法は、複数の層を統合する工程をさらに含む。
【００２２】
したがって、エラストマー中の繊維の制御された配向が存在する本発明は、無作為または等方性の補強を示すカーボンブラックまたは他の微粒子によって補強されたゴム配合物とは異なるものである。短繊維補強は、短繊維、フロックまたはパルプを用いて加えられる。一部の実施形態においては、短繊維またはパルプのモジュラスが高ければ高いほど、得られる性能はより良好である。したがって、アラミド繊維およびパルプなどの高モジュラス繊維が、オーバーレイの平面内に有利に配置され得る。しかしながら、アラミドに加えて、子午線方向のオーバーレイ剛性を高める任意の短繊維またはパルプが、ある程度まで機能するであろうということに留意されたい。例示的な短繊維としては、芳香族ポリアミド、芳香族コポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアゾール、およびそれらの混合物などのポリマーから作製されるものが挙げられる。そのような繊維は、繊維の配合中に直接使用されてもよいし、繊維がエラストマーの一部と予めブレンドされて濃縮物とされたプレミックスまたはマスターバッチとして添加されてもよい。
【００２３】
本発明のタイヤオーバーレイは、エラストマー１００重量部当たり０．１〜１０部（ｐｈｒ）の短繊維、フロック、またはパルプを有する硬化エラストマーを含む。一部の実施形態において、短繊維含有量は、１〜８ｐｈｒまたはさらには２〜６ｐｈｒである。当該繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティおよび１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスを有する。一部の実施形態において、当該繊維は、１ｄｔｅｘ当たり５００〜１１００グラムのテナシティを有する。短繊維は、フロック、パルプ、および他の切り刻まれた繊維形態を形成するための連続繊維から製造され得、本明細書において述べられる場合、別段の言及がない限り、これらの形態のいずれもが繊維として見なされ得る。一部の繊維は、５〜１０，０００、より好ましくは１０〜５０００の長さ対直径比を有する。本発明に関して本明細書において述べられる場合、１５マイクロメートル未満の直径を有する短繊維には、フロックとして知られるパルプおよび繊維が含まれる。フロックは、連続繊維を、約０．１〜８ミリメートル、より好ましくは約０．１〜６ミリメートルの短い長さに切断することにより作製される。そのような繊維の製造は、当業者にはよく知られている。これらの繊維のいくつか（接着促進剤がコーティングされたものを含む）は、市販されている。
【００２４】
本発明において使用される一部の繊維は、パルプの形態にある。パルプは、場合によってはより長い繊維を切り刻むことにより製造される、フィブリル化繊維を含む。アラミドパルプは、例えば、アラミド繊維を精製することにより作製され得、一部の実施形態においては平均長さが約０．１〜４ミリメートルである約８ミリメートルまでの長さ分布を有する。市販のアラミドパルプとしては、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ  ＤＥ，（ＤｕＰｏｎｔ）からのＫｅｖｌａｒ（登録商標）パルプ、およびＴｅｉｊｉｎ（商標）Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）パルプが挙げられる。マイクロパルプとして知られるパルプの別の形態は、米国特許出願公開第２００３／０１１４６４１号明細書に従って製造され得る。短繊維はまた、金属またはセラミックのものであり得る。
【００２５】
コード
オーバーレイのショルダー部分および／またはクラウン部分はまた、オーバーレイ構造物の第２の構成要素としてコードを含有する。当該コードは、連続ポリマーフィラメント、金属ワイヤーストランドまたはその両方を含み得る。本明細書で使用される場合、「フィラメント」とは、比較的柔軟な、巨視的に均一な物体であって、長さとその物体の長さに垂直なその物体の断面領域を横切る幅との高い比を有する物体を意味する。本明細書において、用語「繊維」は、用語「フィラメント」と相互交換可能に使用される。コードは、単一のポリマーフィラメントもしくはワイヤーストランドまたは複数のポリマーフィラメントもしくはワイヤーストランドであり得る。一部の実施形態においては、２つ以上のコードが、マージコードを形成するために撚り合わされ得る。マージコードは、場合によってはケーブルコードまたはハイブリッドコードと称される。マージコードの例は、米国特許第５，５５１，４９８号明細書；同第４，１７６，７０５号明細書；同第４，８０７，６８０号明細書；および同第４，８７８，３４３号明細書；ならびに米国特許出願公開第２００９／０１５９１７１号明細書によって例示されている。当該コードは、タイヤの周りに円周方向に配置される。
【００２６】
好ましい金属ワイヤーは鋼である。典型的な鋼組成は、０．６０％〜１．１％の炭素含有量、０．２０〜０．９０％の範囲のマンガン含有量および０．１０〜０．９０％の範囲のケイ素含有量を含む。他の元素（例えば、硫黄、リン、クロム、ホウ素、コバルト、ニッケルおよびバナジウム）は、それぞれ０．５％より低いレベルで存在し得る。
【００２７】
鋼ワイヤーは、１つ以上の対称軸を含む断面を有し得る。例えば、楕円または矩形の断面は、２つの対称軸を有しており、三角形の断面は、３つの対称軸を有している。好ましい実施形態において、鋼ワイヤー断面は、円形または実質的に円形である。
【００２８】
一部の実施形態において、ワイヤーの主要断面寸法は、０．０４ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは０．０７ｍｍ〜０．６０ｍｍである。この寸法は、円形断面の場合には、直径である。ワイヤーには、典型的に、ゴムに対する親和力を付与するコーティングが設けられている。そのようなコーティングには、ゴム中の硫黄原子と反応し得るもの（例えば、銅、亜鉛およびそのような金属の合金（例えば、真鍮））が含まれる。好ましい実施形態において、ポリアミド糸がハイブリッドコードの外面を構成する場合は亜鉛がコーティング基材として使用され、その他の場合は真鍮が好ましいコーティング材料である。
【００２９】
短繊維または連続繊維を含むエラストマー構成要素は、１つの部品から、または互いに隣接して位置決めされる複数の部品から形成され得る。
【００３０】
繊維ポリマー
エラストマー構成要素の短繊維およびコード構成要素の連続フィラメントにおいて使用されるポリマー材料は、高強度繊維をもたらす任意のポリマーから作製され得る。好適なポリマー材料は、芳香族ポリアミド、芳香族コポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアゾール、およびそれらの混合物である。好適な非ポリマー材料は、ガラス繊維、炭素繊維およびセルロース系繊維である。一部の繊維はナノチューブの形態にあり得る。単層および多層ナノチューブの両方が好適である。好ましい芳香族ポリアミドは、パラ−アラミドである。ポリマーがポリアミドである場合、一部の実施形態においてはアラミドが好ましい。用語「アラミド」とは、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香族環に直接連結しているポリアミドを意味する。好適なアラミド繊維としては、いずれもＴｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄから入手可能なＴｗａｒｏｎ（登録商標）、Ｓｕｌｆｒｏｎ（登録商標）、Ｔｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）、Ｋｏｌｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．からのＨｅｒａｃｏｎ（商標）またはＤｕＰｏｎｔから入手可能なＫｅｖｌａｒ（登録商標）が挙げられる。アラミド繊維は、Ｍａｎ−Ｍａｄｅ  Ｆｉｂｒｅｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ  ２，Ｓｅｃｔｉｏｎ  ｔｉｔｌｅｄ  Ｆｉｂｒｅ−Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ，ｐａｇｅ  ２９７，Ｗ．Ｂｌａｃｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８に記載されている。アラミド繊維およびそれらの製造は、米国特許第３，７６７，７５６号明細書；同第４，１７２，９３８号明細書；同第３，８６９，４２９号明細書；同第３，８６９，４３０号明細書；同第３，８１９，５８７号明細書；同第３，６７３，１４３号明細書；同第３，３５４，１２７号明細書；および同第３，０９４，５１１号明細書にも開示されている。
【００３１】
一部の実施形態において、好ましいアラミドは、パラ−アラミドである。１つの好ましいパラ−アラミドは、ＰＰＤ−Ｔと呼ばれるポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である。ＰＰＤ−Ｔとは、ｐ−フェニレンジアミンとテレフタロイルクロリドとのモル対モル（ｍｏｌｅ−ｆｏｒ−ｍｏｌｅ）重合の結果として生じるホモポリマーを意味し、さらに、ｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンを組み込むことおよびテレフタロイルクロリドと共に少量の他の二酸塩化物を組み込むことの結果として生じるコポリマーをも意味する。原則として、他のジアミンおよび他の二酸塩化物は、他のジアミンおよび二酸塩化物が重合反応を妨げる反応基を何ら有さないものであるという条件でのみ、ｐ−フェニレンジアミンまたはテレフタロイルクロリドの約１０モルパーセントほどまでの量で、または恐らくはそれよりも僅かに多い量で使用され得る。ＰＰＤ−Ｔはまた、他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸塩化物（例えば、２，６−ナフタロイルクロリドまたはクロロもしくはジクロロテレフタロイルクロリドまたは３，４’−ジアミノジフェニルエーテルなど）の組み込みの結果として生じるコポリマーをも意味する。
【００３２】
アラミドと共に添加剤が使用され得、１０重量％以上ほどまでの他のポリマー材料がアラミドとブレンドされ得ることが見出された。アラミドのジアミンの代わりに１０パーセント以上ほどの他のジアミンを有するコポリマー、またはアラミドの二酸塩化物の代わりに１０パーセント以上ほどの他の二酸塩化物を有するコポリマーが使用され得る。
【００３３】
ポリマーがポリオレフィンである場合、一部の実施形態においてはポリエチレンまたはポリプロピレンが好ましい。ポリオレフィン繊維は、繊維およびエラストマーを配合するため、配合物を圧延または押出しするため、または配合物をタイヤ集成体において硬化させるために必要とされる加工温度がポリオレフィンの融点未満である場合にのみ使用され得る。用語「ポリエチレン」とは、好ましくは１００万を超える分子量の主として線状のポリエチレン材料を意味し、当該ポリエチレン材料は、主鎖炭素原子１００個当たり５個の変性単位を超えない少量の鎖分岐またはコモノマーを含有し得、さらにまた、約５０重量パーセント以下の１種以上のポリマー添加剤（例えば、アルケン−１−ポリマー、特に、低密度ポリエチレン、プロピレンなど）または低分子量添加剤（例えば、一般的に組み込まれる酸化防止剤、滑剤、紫外線遮断剤、着色剤など）を当該ポリエチレン材料と混合して含有し得る。そのようなポリエチレンは、長鎖ポリエチレン（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｃｈａｉｎ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＥＣＰＥ）または超高分子量ポリエチレン（ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＵＨＭＷＰＥ）として一般的に知られている。ポリエチレン繊維の調製は、米国特許第４，４７８，０８３号明細書、同第４，２２８，１１８号明細書、同第４，２７６，３４８号明細書および同第４，３４４，９０８号明細書で扱われている。高分子量線状ポリオレフィン繊維は市販されている。ポリオレフィン繊維の調製は、米国特許第４，４５７，９８５号明細書で扱われている。
【００３４】
一部の好ましい実施形態において、ポリアゾールは、ポリアレナゾール（ｐｏｌｙａｒｅｎａｚｏｌｅ）（例えば、ポリベンザゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚａｚｏｌｅ）およびポリピリダゾール（ｐｏｌｙｐｙｒｉｄａｚｏｌｅ））である。好適なポリアゾールとしては、ホモポリマーが挙げられ、さらにまたコポリマーも挙げられる。ポリアゾールと共に添加剤が使用され得、１０重量％ほどまでの他のポリマー材料がポリアゾールとブレンドされ得る。また、ポリアゾールのモノマーの代わりに１０パーセント以上ほどの他のモノマーを有するコポリマーも使用され得る。好適なポリアゾールホモポリマーおよびコポリマーは、知られている手順（例えば、米国特許第４，５３３，６９３号明細書、同第４，７０３，１０３号明細書、同第５，０８９，５９１号明細書、同第４，７７２，６７８号明細書、同第４，８４７，３５０号明細書、および同第５，２７６，１２８号明細書に記載されている手順またはそれらから導き出される手順）によって作製され得る。
【００３５】
好ましいポリベンザゾールとしては、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾチアゾール、およびポリベンゾオキサゾール、より好ましくは、１デニール当たり３０グラム（ｇｐｄ）以上の糸テナシティを有する繊維を形成し得るようなポリマーが挙げられる。一部の実施形態において、ポリベンザゾールがポリベンゾチオアゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｔｈｉｏａｚｏｌｅ）である場合、好ましくは、それはポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール）である。一部の実施形態において、ポリベンザゾールがポリベンゾオキサゾールである場合、好ましくは、それはポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）、より好ましくはＰＢＯと呼ばれるポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）である。
【００３６】
好ましいポリピリダゾールとしては、ポリピリドイミダゾール、ポリピリドチアゾール、およびポリピリドオキサゾール、より好ましくは３０ｇｐｄ以上の糸テナシティを有する繊維を形成し得るようなポリマーが挙げられる。一部の実施形態において、好ましいポリピリダゾールは、ポリピリドビスアゾールである。１つの好ましいポリ（ピリドビスオザゾール）（ｐｏｌｙ（ｐｙｒｉｄｏｂｉｓｏｚａｚｏｌｅ））は、ＰＩＰＤと呼ばれるポリ（１，４−（２，５−ジヒドロキシ）フェニレン−２，６−ピリド［２，３−ｄ：５，６−ｄ’］ビスイミダゾールである。好適なポリピリダゾール（ポリピリドビスアゾールを含む）は、知られている手順（例えば、米国特許第５，６７４，９６９号明細書に記載されている手順）によって作製され得る。
【００３７】
本明細書で使用される場合、用語「ポリエステル」は、反復単位の少なくとも８５％がエステル単位の形成によって結合が生成されたジカルボン酸とジヒドロキシアルコールとの縮合物であるポリマーを包含するように意図される。これには、芳香族、脂肪族、飽和、および不飽和の二酸およびジアルコールが含まれる。本明細書で使用される場合、用語「ポリエステル」は、コポリマー（例えば、ブロック、グラフト、ランダムおよび交互コポリマー）、ブレンド、およびそれらの変性物も包含する。一部の実施形態において、好ましいポリエステルには、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレート）、および液晶ポリエステルが含まれる。ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）は、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリ（エチレングリコール）、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸などを含めた種々のコモノマーを含み得る。これらのコモノマーに加えて、トリメシン酸、ピロメリト酸、トリメチロールプロパンおよびトリメチロロエタン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｏｅｔｈａｎｅ）、ならびにペンタエリスリトールのような分岐剤が使用され得る。ポリ（エチレンテレフタレート）は、知られている重合技術によって、テレフタル酸またはその低級アルキルエステル（例えば、ジメチルテレフタレート）のいずれかおよびエチレングリコールまたはこれらのブレンドもしくは混合物から得られ得る。別の潜在的に有用なポリエステルは、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）である。ＰＥＮは、知られている重合技術によって、２，６  ナフタレンジカルボン酸およびエチレングリコールから得られ得る。
【００３８】
液晶ポリエステルもまた、本発明で使用され得る。本明細書において「液晶ポリエステル」（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ：ＬＣＰ）とは、米国特許第４，１１８，３７２号明細書に記載されるようなＴＯＴ試験またはその任意の妥当な変形を用いて試験された場合に異方性であるポリエステルを意味する。液晶ポリエステルの１つの好ましい形態は、「全芳香族」であり、すなわち、（エステル基などの結合基を除いて）ポリマー主鎖中の基は全てが芳香族であるが、芳香族でない側基は存在し得る。
【００３９】
Ｅ−ガラスは、市販の低アルカリガラスである。１つの典型的な組成は、５４重量％のＳｉＯ2、１４重量％のＡｌ2Ｏ3、２２重量％のＣａＯ／ＭｇＯ、１０重量％のＢ2Ｏ3および２重量％未満のＮａ2Ｏ／Ｋ2Ｏからなる。一部の他の材料もまた、不純物レベルで存在し得る。
【００４０】
Ｓ−ガラスは、市販のマグネシア−アルミナ−ケイ酸塩ガラスである。この組成物は、Ｅ−ガラスよりも剛性が高く、強く、高価であり、ポリマーマトリックス複合材料中で一般的に使用されている。
【００４１】
炭素繊維は市販されており、当業者にはよく知られている。一部の実施形態において、これらの繊維は、直径が約０．００５〜０．０１０ｍｍであり、主として炭素原子からなる。
【００４２】
セルロース系繊維は、セルロースエステル（ホルメートおよびアセテート）の液晶溶液を紡糸し、次に鹸化して再生セルロース系繊維を生成することにより作製され得る。
【００４３】
エラストマー
本明細書で使用される場合、用語「ゴム」および「エラストマー」は、別段の規定がない限り、相互交換可能に使用され得る。用語「ゴム組成物」、「配合ゴム」および「ゴム配合物」は、「種々の成分および材料とブレンドまたは混合されたゴム」をいうために相互交換可能に使用され得、このような用語は、ゴム混合またはゴム配合技術分野の当業者にはよく知られている。用語「硬化させる」および「加硫させる」は、別段の規定がない限り、相互交換可能に使用され得る。本発明の記載において、用語「ｐｈｒ」は、ゴム（すなわち、エラストマー）１００重量部当たりのそれぞれの材料の部数をいう。
【００４４】
本発明のエラストマーには、天然ゴム、合成天然ゴムおよび合成ゴムの両方が含まれる。合成ゴム配合物は、一般的な有機溶媒によって溶解される任意のものであり得、数ある中で特に、ポリクロロプレンおよび硫黄変性クロロプレン、炭化水素ゴム、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、スチレンブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、フルオロエラストマー、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブチルおよびハロブチルゴムなどが挙げられ得る。天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリイソプレンゴムおよびポリブタジエンゴムが好ましい。ゴムの混合物もまた利用され得る。
【００４５】
タイヤの製造
一部の態様において、本発明は、本明細書に記載される複合オーバーレイを製造するための方法に関し、当該方法は、エラストマーと補強用短繊維との混合物を圧延または押出しすることにより１つ以上の層を製造する工程を１つの工程として含む。当該方法は、エラストマー中の短繊維の層の複数を統合する工程をさらに含み得る。異なる層は、同じ繊維配向を有していても有していなくてもよい。そのような複合層を圧延、押出しおよび統合する方法は、当業者にはよく知られており、後述される。オーバーレイは、当業者によく知られている手段によって形成され得る。
【００４６】
繊維の整列は、いくつかのよく知られている方法によって達成され得る。１つの方法は、エラストマーを配合するための原料（ポリマー、繊維、および他の添加剤）の高剪断混合、それに続くロール練りおよび／または圧延を含む。高剪断混合は、繊維および他の添加剤がエラストマー中に均一に分散されることを確実にする。この段階において、エラストマー内の繊維は、無作為に配向させられている。配合プロセスの第１段階は、ポリマーの素練りまたは分解を含む。天然ゴムは開放形練りロール機で分解され得るが、逆回転羽根を有する高剪断ミキサー（例えば、ＢａｎｂｕｒｙまたはＳｈａｗミキサー）を用いることがより一般的なやり方である。場合によっては、別個の予備素練り工程が使用され得る。合成ゴムについては、配合物がポリマーブレンドを含有する場合にのみ、予備素練りが必要である。この後に、成分のほとんどがゴムに組み込まれた時点でのマスターバッチングが続く。これは、ゴム中の完全かつ均一な成分の分散を確実にする。混合プロセスの間は、温度を可能な限り低く保つことが重要である。この工程で含まれない成分は、硬化系を構成するものである。これらは通常最後の工程において、普通はより低い温度で添加される。
【００４７】
典型的な混合プロセスの例は、次のとおりである。これは、ネオプレン型ゴム中へのエラストマー中に分散されたＫｅｖｌａｒ（登録商標）パルプ（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＥＥ））の２段階混合についてである。
【００４８】
第１段階
ネオプレンの半分、次いでＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＥＥ、最後に残りのネオプレンおよび酸化マグネシウムを、混合しながら逐次添加する。１〜１．５分間、効果的に混合する。（もしあれば）ばら繊維を添加する。少なくとも３０秒混合する。充填剤、可塑剤、酸化防止剤および他の添加剤を添加する。所望の温度を達成するために必要に応じてミキサー速度を高め、繊維の良好な分散が得られるまで混合を続ける。１０５〜１１０℃を超えない排出温度（ｄｕｍｐｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で第１段階配合物を分出しし、冷却させる。
【００４９】
第２段階
冷却された第１段階の半分、続いて酸化亜鉛、硬化剤および第１パス混合物の残りを逐次添加する。１００〜１０５℃で分出しロール機中に空ける。
【００５０】
エラストマー配合についてのさらなる情報は、Ｔｈｅ  Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｈｉｒｔｅｅｎｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｂｙ  Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｗａｌｋ，ＣＴの第４９６〜５０７頁、ならびに米国特許第５，３３１，０５３号明細書；同第５，３９１，６２３号明細書；同第５，４８０，９４１号明細書および同第５，８３０，３９５号明細書に含まれている。
【００５１】
一部の状況のもとでは、成分の混合は、ロール練りによっても達成され得る。繊維の整列は、熱および圧力下で行われる圧延および／または分出しプロセスの間に達成される。カレンダーは、ゴム配合物を薄いシートへと絞る、１組の複数の大直径ロールである。
【００５２】
別のアプローチは、単一のプロセスにおいて原料が混合されシートへと押出しされる押出プロセスを使用することである。押出機は、スクリューおよびバレル、スクリュー駆動装置、ヒーターならびにダイからなる。押出機は、配合物に熱および圧力を印加する。押出ダイチャネルの設計および形状寸法の適切な選択により、それぞれオーバーレイ中の円周方向、子午線方向および半径方向に対応する、押出物内のＸ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に、繊維が整列させられ得る。先細ダイにおいてはダイ出口に向かってチャネル厚さが低減し、その結果繊維は縦方向（押出しされたシートの平面内の円周方向）に整列させられる。ダイ集成体へのじゃま板の挿入は、押出しされたシートの平面内で横方向（子午線方向）に整列した繊維を結果としてもたらすであろう。チャネル開口部の厚さがダイの出口面に向かって増大するダイ設計は、押し出されたシートの平面に対して垂直な繊維配向（半径方向）を与えるであろう。タイヤトレッドについては、ダイ断面プロファイルは、所望のトレッド設計に適合され、トレッドは、単一の部分からなるものとして押し出され得る。そのようなトレッドにおいては、全ての繊維が、選択されたダイによって支配される方向に整列させられる。異なる繊維配向がトレッドを横切る異なる部分または区域で望まれる場合は、その時は、複数のダイヘッドが必要とされ、各ダイは、その区域に適した所望の繊維配向を与えるように選択される。
【００５３】
タイヤ製造においては３つの主要な段階、すなわち、構成要素組立、プレス、および硬化が存在する。構成要素組立においては、ドラムまたはシリンダーが、その上に種々の構成要素が載せられる道具として使用される。組立の間に、種々の構成要素は、接合（ｓｐｌｉｃｅｄ）されるか接着剤で接着される。タイヤ構成要素のレイアップについての典型的な順序は、まずゴムシートインナーライナーを位置決めすることである。そのようなライナーは、低空気透過性を結果としてもたらす添加剤を加えて配合される。これにより、タイヤ内の空気をシールすることが可能になる。第２の構成要素は、ゴムおよび接着促進剤がコーティングされた圧延ボディプライファブリックまたはコードの層である。１つまたは複数のボディプライは、ドラムにおいて下に折り返される。鋼ビードが適用され、ライナープライが上に折り返されてそれによりビードを包む。ビードゴムは、強度および靭性を最大化するための添加剤を含む。次に、アペックスが位置決めされる。アペックスは、ビードと噛み合って堅いビードと柔らかいインナーライナーおよびボディプライの集成体との間にクッションを提供する三角形の押出形材である。この後に、一対のチェーファーストリップおよびサイドウォールが続く。これらは、タイヤをリム上に装着した時に摩損に耐えるものである。次いでドラムは縮められ、第１段階集成体は、第２の構成要素組立段階への準備が整った状態となる。
【００５４】
第２段階の組立ては、鋼リング上に装着された膨張可能ブラダー上で行われる。未加硫の第１段階集成体が、リングの上に取り付けられ、ブラダーがそれをベルトガイド集成体まで膨張させる。次いで、耐パンク性を付与するための鋼ベルトが所定の位置に設置される。このベルトは、ゴム層、密接に間隔をおいて設けられた鋼コードの層、および第２のゴム層からなる圧延されたシートである。鋼コードは、ラジアルタイヤ構成においては放射状に、そしてバイアスタイヤ構成においては対向する角度で配向させられる。乗用車タイヤは、通常、２つまたは３つのベルトを用いて作製される。オーバーレイは一番上のベルトの上に適用される。本明細書に記載される複合オーバーレイについては、配向させられた繊維を含有する短繊維エラストマーストリップ構成要素および連続フィラメントコード構成要素は、例えば図３〜５のとおり、所望の場所に位置決めされる。エラストマー中に繊維を整列させるための技術は、混合／配合工程の間に剪断条件を発生させる方法である。そのような方法には、練り、圧延、射出成型および押出が含まれる。これらの技術の例は、米国特許第６，１０６，７５２号明細書（射出成型）；同第６，８９９，７８２号明細書（押出）および同第７，００５，０２２号明細書（押出およびニードリング（ｎｅｅｄｌｉｎｇ））において見出され得る。
【００５５】
次いで、最終構成要素であるサブトレッド層およびトレッドブロック層のトレッドゴム形材が適用される。トレッド集成体はそれをベルトに統合するためにローラー掛けされ、次いで完成集成体（グリーンカバー）が機械から取り外される。多くのより高い性能のタイヤは、鋼ベルトによる機械的摩耗からトレッドを隔離するために、ベルトパッケージとトレッドとの間に、任意選択の押出しされたクッション構成要素を含む。所望される場合は、タイヤ構築プロセスは自動化され得、いくつもの組立ポイントに沿って各構成要素が別個に適用される。レイアップに続いて、集成体は、全ての構成要素を統合して最終タイヤ寸法に非常に近い形にするためにプレスされる。
【００５６】
最終タイヤ形状へのエラストマーの硬化または加硫は、熱金型内で行われる。この金型には、タイヤトレッドパターンが彫り込まれている。未加硫タイヤ集成体は下側の金型ビードシート上に設置され、ゴムブラダーが未加硫タイヤ中に挿入され、ブラダーが約２５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力まで膨張する間、金型は閉鎖されている。これによって未加硫タイヤが金型中に流入し、トレッドパターンを帯びる。ブラダーには、再循環する熱移動媒体（例えば、蒸気、熱水または不活性ガス）が充填される。硬化温度および硬化時間は、異なるタイヤの種類およびエラストマー調合物について変化するものであるが、典型的な値は、硬化温度が摂氏約１５０〜１８０度で、硬化時間が約１２〜２５分である。大型タイヤについては、硬化時間ははるかにより長くなり得る。硬化の終了時に圧力が完全に抜かれ、金型が開放され、金型からタイヤが取り外される。タイヤは、タイヤが冷却する間タイヤを十分に膨張させた状態に保つ後硬化インフレーター（ｐｏｓｔ−ｃｕｒｅ  ｉｎｆｌａｔｏｒ）上に設置され得る。
【実施例】
【００５７】
本発明を以下の実施例によって例示する。以下の実施例は、例示となるように設計されているものであり、本質的に、限定するように設計されているものではない。以下の実施例において、全ての部、割合、および百分率は、別段の指示がない限り重量による。
【００５８】
組成および寸法の両方において同一である試験体を、オーバーレイ組成物および構造物を代表するために使用した。従来タイヤの構成においては、異なる組成がこの構成要素部分のために使用され得る。
【００５９】
上に記載したものと同様のゴム配合物を全ての実施例において使用した。このゴムで、練りおよび圧延によってシートを形成した。
【００６０】
比較例Ａ
本実施例において、１インチ当たり３２本の経糸（１ｃｍ当たりおよそ１３本の経糸）でナイロン６６の連続フィラメントコードを含むゴムシートを、配合ゴムストリップに組み込んだ。このストリップを、インナーライナー、カーカスおよびベルト構成要素を所定の位置に有するタイヤを模倣した円筒形成形ゴム複合材料の上に設置した。マンドレル上でこれらの構成要素を組み立て、熱および圧力下でゴムを硬化させて、タイヤを代表する硬化ゴムシリンダーを得た。
【００６１】
実施例１
実施例１は、ショルダーに比較例Ａのナイロンコードを含みかつ中央にアラミド短繊維（Ｋｅｖｌａｒ  ＥＥ（登録商標））を含むタイヤオーバーレイを模擬したものである。
【００６２】
使用したＫｅｖｌａｒ  ＥＥ（登録商標）は、ＤｕＰｏｎｔから市販されているマージ１Ｆ７２２であり、これを、ゴム１００部当たり３部のレベルで使用した。ゴムの組成は、比較例Ａについてと同じであった。この繊維を、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｇｕｉｄｅにおいて２パス混合（ｔｗｏ  ｐａｓｓ  ｍｉｘ）について記載されたものと同様の方法によってゴム配合物に組み込んだ。次いで、繊維を含有するこの配合物を、繊維を整列させるために練り、これでシートを形成した。円筒形金型マンドレルの上に、比較例Ａの２つの第２のシートストリップ（両端に各１つのストリップ）を設置した。配合されたＫｅｖｌａｒ  ＥＥ（登録商標）エラストマーを含む第１のストリップを、マンドレルの中央部分の周りに設置した。次いで、熱および圧力下でゴムを硬化させて、５．２５インチ（１３３．３ｍｍ）の内径および０．１８７５インチ（４．７６ｍｍ）の厚さを有する硬化ゴムシリンダーを得た。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＥＥ中の繊維は、フープ方向に整列させた。
【００６３】
実施例２
実施例２は、オーバーレイ全体がアラミド短繊維およびゴムを含むタイヤオーバーレイを模擬したものである。Ｋｅｖｌａｒ  ＥＥ（登録商標）エラストマーおよびゴム材料は、実施例１についてと同じであった。
【００６４】
タイヤから発せられる騒音を模擬するための上記の試料の試験は、比較例Ａの設計と比較した場合の実施例１および２の設計による著しい騒音低減を実証するであろう。
次に、本発明の態様を示す。
１.  オーバーレイプライを含むタイヤであって、
（ｉ）前記オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、前記補強用短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ前記繊維は、前記オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、前記配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
（ｉｉ）前記タイヤのクラウン中のオーバーレイの部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、前記コードは、前記タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤ。
２.  前記補強用短繊維が、円周方向、子午線方向、半径方向、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される配向で存在する、上記１に記載のオーバーレイ。
３.  前記補強用短繊維が、少なくとも１つのＸＹまたはＸＺ層中の円周方向配向の前記補強用短繊維、少なくとも１つのＸＹまたはＹＺ層中の子午線方向配向の前記補強用短繊維、および少なくとも１つのＸＺまたはＹＺ層中の半径方向配向の前記補強用短繊維からなる群から選択される、上記２に記載のオーバーレイプライ。
４.  オーバーレイを含むタイヤであって、
（ｉ）前記タイヤのクラウン部分中の前記オーバーレイは、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、前記補強用短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ前記繊維は、前記オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、前記配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
（ｉｉ）前記タイヤの前記オーバーレイのショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、前記コードは、前記タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤ。
５.  前記補強用短繊維が、円周方向、子午線方向、半径方向、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される配向で存在する、上記４に記載のオーバーレイ。
６.  前記補強用短繊維が、少なくとも１つのＸＹまたはＸＺ層中の前記補強用短繊維が円周方向配向で存在する、少なくとも１つのＸＹまたはＹＺ層中の前記補強用短繊維が子午線方向配向で存在する、および少なくとも１つのＸＺまたはＹＺ層中の前記補強用短繊維が半径方向配向で存在する、の群から選択される、上記５に記載のオーバーレイプライ。
７.  連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドの存在しないオーバーレイプライを含むタイヤであって、前記オーバーレイが、エラストマーとエラストマー１００部当たり０．１〜１０部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、前記短繊維は、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも２グラムのテナシティ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスおよび０．１〜８ｍｍの長さを有し、かつ前記繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、前記配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択される、
タイヤ。
８.  前記補強用短繊維が、円周方向、子午線方向、半径方向、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される配向で存在する、上記７に記載のオーバーレイ。
９.  前記補強用短繊維が、少なくとも１つのＸＹまたはＸＺ層中の円周方向配向の前記補強用短繊維、少なくとも１つのＸＹまたはＹＺ層中の子午線方向配向の前記補強用短繊維、および少なくとも１つのＸＺまたはＹＺ層中の半径方向配向の前記補強用短繊維からなる群から選択される、上記８に記載のオーバーレイプライ。
１０.  タイヤショルダーによって引き起こされる騒音を減少させる方法であって、
（ａ）前記騒音を引き起こしている機構を特定する工程と、
（ｂ）タイヤオーバーレイ用にエラストマー配合物を供給する工程と、
（ｃ）前記エラストマー配合物中に、工程（ａ）で特定された前記機構に基づいてタイヤ騒音を低減するように適合された配向を有するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維を導入する工程と
を含む、方法。
１１.  タイヤオーバーレイのクラウン中に、工程（ｃ）の前記ショルダー配合物に隣接して配置される連続補強繊維を含むコードを導入する工程（ｄ）をさらに含む、上記１０に記載の騒音を減少させる方法。
１２.  タイヤショルダーによって引き起こされる騒音を減少させる方法であって、
（ａ）前記騒音を引き起こしている機構を特定する工程と、
（ｂ）タイヤオーバーレイのクラウン用にエラストマー配合物を供給する工程と、
（ｃ）前記エラストマー配合物中に、工程（ａ）で特定された前記機構に基づいてタイヤ騒音を低減するように適合された配向を有するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維を導入する工程と、
（ｄ）タイヤオーバーレイのショルダー中に、工程（ｃ）の前記クラウン配合物に隣接して配置される連続補強繊維を含むコードを導入する工程と
を含む、方法。
１３.  複合オーバーレイを含むタイヤを製造するための方法であって、前記複合オーバーレイはさらに、
エラストマーと前記エラストマー１００重量部当たり０．１〜１０部のポリマーまたは非ポリマー短繊維とを含み、前記繊維は、０．１〜８ｍｍの長さ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも６グラムのテナシティおよび１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスを有するものとして特徴付けられ、前記繊維の大部分は、タイヤの円周に対して実質的に平行であるかまたは直交する平面内で実質的に配向させられており、
前記方法は、
（ａ）ポリマーまたは非ポリマー短繊維、エラストマーおよび他の添加剤を含む未硬化エラストマーを、高剪断ミキサー、練りロール機または押出機において配合する工程と、
（ｂ）前記未硬化エラストマーを、圧延または押出しして、前記繊維が所望の方向に整列させられている１つ以上の層またはシートにする工程と、
（ｃ）ドラム上でタイヤ集成体の第１段階構成要素を順次組み立てる工程と、
（ｄ）ブラダープレスツール上に順次、タイヤ集成体の第２段階構成要素を組み立てる工程であって、工程（ｂ）の前記シートがオーバーレイのショルダー部分に設置されることを含む、工程と、
（ｅ）前記タイヤ集成体を金型に入れ、熱および圧力によって前記エラストマー配合物を硬化させる工程と
を含む、方法。
１４.  複合オーバーレイを含むタイヤを製造するための方法であって、前記複合オーバーレイはさらに、
エラストマーと前記エラストマー１００重量部当たり０．１〜８部のポリマーまたは非ポリマー短繊維とを含み、前記繊維は、０．１〜８ｍｍの長さ、１ｄｔｅｘ当たり少なくとも６グラムのテナシティおよび１ｄｔｅｘ当たり少なくとも１０グラムのモジュラスを有するものとして特徴付けられ、前記繊維の大部分は、タイヤの円周に対して実質的に平行であるかまたは直交する平面内で実質的に配向させられており、
前記方法は、
（ａ）短繊維、エラストマーおよび他の添加剤を含む未硬化エラストマーを、高剪断ミキサー、練りロール機または押出機において配合する工程と、
（ｂ）前記未硬化エラストマーを、圧延または押出しして、前記繊維が所望の方向に整列させられている１つ以上の層またはシートにする工程と、
（ｃ）ドラム上でタイヤ集成体の第１段階構成要素を順次組み立てる工程と、
（ｄ）ブラダープレスツール上に順次、タイヤ集成体の第２段階構成要素を組み立てる工程であって、工程（ｂ）の前記シートがオーバーレイのクラウン部分に設置されることを含む、工程と、
（ｅ）前記タイヤ集成体を金型に入れ、熱および圧力によって前記エラストマー配合物を硬化させる工程と
を含む、方法。
【図１】
0006335193.tif 000002
【図２】
0006335193.tif 000003
【図３】
0006335193.tif 000004
【図４】
0006335193.tif 000005
【図５】
0006335193.tif 000006
【図６】
0006335193.tif 000007
【図７】
0006335193.tif 000008
【図８】
0006335193.tif 000009