CN104884269A - 充气轮胎和充气轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎(1)设置有：胎体(9)，其从胎面部(7)经由一对胎侧部(5)环状地延伸到一对胎圈部(3)；胎圈填胶(13)，其布置在埋设于胎圈部(3)内的胎圈芯(11)的轮胎径向外侧，其特征在于，充气轮胎(1)的内表面(15)的至少一部分包括植绒加工区域(21)，在植绒加工区域(21)中，利用粘接剂使许多短纤维(17)固定地附着，并且植绒加工区域(21)的轮胎径向内端(21a)布置在胎圈填胶(13)的轮胎径向外端(13a)的轮胎径向内侧且与胎趾(23)向轮胎径向外侧相距开给定的间隔(h)。

Description

充气轮胎和充气轮胎的制造方法

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎和该充气轮胎的制造方法。

背景技术

已知充气轮胎在构造上会发生由轮胎内部的圆管(circular tube)长度引起的空腔共鸣现象。空腔共鸣音是令人不愉快的车室内噪音的起因之一。为了降低这种空腔共鸣音，已提出了利用粘接剂将多个短纤维固定于轮胎的内表面的技术(例如，参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-82387号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于如上述这种利用粘接剂将许多短纤维固定于轮胎的内表面的轮胎，在使用期间存在部分短纤维剥离而结果损害吸音效果的情况。

因此，本发明的目的是提供一种固定于轮胎的内表面的短纤维的耐剥离性得到改善的充气轮胎，还提供这种充气轮胎的制造方法。

用于解决问题的方案

实现本发明以解决以上问题，本发明的充气轮胎具有利用粘接剂将许多短纤维固定于所述充气轮胎的内表面的至少一部分而成的植绒加工区域。所述植绒加工区域的轮胎径向内端配置在所述胎圈填胶的轮胎径向外端的轮胎径向内侧且被配置成与胎趾向轮胎径向外侧相距给定的间隔。注意本发明中规定的尺寸等是在不施加负荷的情况下将安装在适用轮辋上的充气轮胎充填到预定压力的无负荷状态下测量的。“适用轮辋”指的是由以下标准规定的对应于各轮胎的尺寸的轮辋，例如是JATMA的“标准轮辋”、TRA的“设计轮辋”或者ETRTO的“测量轮辋”。前述“预定压力”指的是以下标准中记载的作为与具有适用尺寸的单个轮胎的“最大负荷能力”对应的空气压力(最大空气压力)的压力，例如，JATMA的最大空气压力，TRA的表“各冷充填压力的轮胎负荷限制(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中记载的最大值，或者ETRTO的“充填压力(INFLATION PRESSURE)”。

发明的效果

本发明能够提供一种固定于轮胎的内表面的短纤维的耐剥离性得到改善的充气轮胎，还提供这种充气轮胎的制造方法。

附图说明

图1是根据本发明的一实施方式的充气轮胎的宽度方向截面图。

图2是示出了分别安装有本发明的实施例和比较例的轮胎的乘用车行进时车内音的频谱的图表。

图3是根据本发明的其它实施方式的充气轮胎的宽度方向截面图。

具体实施方式

以下将参照附图说明实施方式。应当注意的是轮胎的各部分的构成不限于以下说明。

图1示出了处于在不施加负荷的情况下将安装在适用轮辋R上的轮胎充填至预定压力的无负荷状态的充气轮胎(以下也被简称为“轮胎”)1。如图所示，轮胎1包括左右一对胎圈部3、左右一对胎侧部5和在胎侧部5、5之间连续延伸并形成接地面7a的胎面部7。通过一个或多个胎体帘布层形成的胎体9包括主体部9a和折返部9b，主体部9a从胎面部7经由一对胎侧部5环状地延伸到埋设于一对胎圈部3的胎圈芯11，折返部9b从主体部9a连续引导并绕着胎圈芯11折返以向轮胎径向外侧延伸。包括多个带束层12a的带束12设置于胎体9的冠部区域的轮胎径向外侧。胎圈填胶13在胎体的主体部9a与折返部9b之间设置于胎圈芯11的轮胎径向外侧。

许多短纤维17例如利用聚氨酯系(urethane-based)粘接剂固定于轮胎1的内表面15以形成(多个)植绒加工区域21。短纤维17能够降低由轮胎1引起的空腔共鸣音。植绒加工区域21的轮胎径向内端21a位于胎圈填胶13的轮胎径向外端13a的轮胎径向内侧，并与胎趾23向轮胎径向外侧相距给定的间隔h。在此示例中，h为10mm。此外，在此示例中，植绒加工区域21的轮胎径向内端21a位于充气轮胎1的外表面16与适用轮辋R的分离点d的轮胎径向内侧。注意市场有售的粘接剂或压敏粘接剂可以用作粘接剂和聚氨酯系粘接剂。轮胎1的内表面15通常由内衬橡胶制成；可选择地，内表面的至少一部分可以由其它材料形成。

在使用期间可能反复多次在轮辋R上安装轮胎和从轮辋R移除轮胎。在这种情况下，如果植绒加工区域21位于胎趾23附近的轮胎内表面上，则归因于与例如杆等的轮胎安装/拆卸工具干涉，固定于轮胎1的内表面15的短纤维17将部分剥离。这可能导致吸音效果的损失。此外，固定在胎趾23附近的短纤维17将被卷入(caught)轮辋R与接触轮辋R的轮胎表面之间从而引起剥离。因此，对于本实施方式的轮胎1，植绒加工区域21形成为与胎趾23向轮胎径向外侧相距给定的间隔h，使得能够防止短纤维17的剥离。出于同样的理由，给定的间隔h优选地为10mm或更大。此外，出于同样的理由，给定的间隔h优选地大于从胎圈填胶13的轮胎径向内端13b到胎趾23的轮胎径向上的距离。换言之，当植绒加工区域21的轮胎径向内端21a位于刚性的胎圈填胶13的轮胎径向外端13a的轮胎径向内侧时，能够改善耐剥离性。此外，保持与胎趾23向轮胎径向外侧相距给定的间隔能够减小短纤维被轮辋/轮胎接触区域卷入的可能性，从而降低了短纤维17被卷入而剥离的可能性。因而，能够防止短纤维17自植绒加工区域21的轮胎径向内端21a起的剥离。因此，能够改善固定于轮胎的内表面的短纤维17的耐剥离性。

使用粘接剂的短纤维17的剥离可能始于植绒加工区域21的轮胎径向内端21a，即，植绒加工区域21与内表面的没有受到植绒加工的区域之间的边界。因此，通过将边界定位在刚性高且变形小的部分，本实施方式的轮胎1能够抑制短纤维17的剥离。同样地，通过将植绒加工区域21的轮胎径向内端21a定位在胎圈填胶13的轮胎径向外端13a的轮胎径向内侧，本实施方式的轮胎1增加了耐剥离性。此外，出于同样的理由，将植绒加工区域21的轮胎径向内端21a定位在外表面16与轮辋R的分离点d的轮胎径向内侧，从而进一步改善了耐剥离性。换言之，植绒加工区域21与内表面的没有受到植绒加工的区域之间的边界被定位在刚性高且变形小的部分。因而，能够可靠地改善固定于轮胎1的内表面15的短纤维17的耐剥离性。

这里，在有效地减小轮胎1中发生的空腔共鸣音方面，优选地在占据轮胎1的内表面15的总表面面积的25％或更多的部分上形成植绒加工区域21。短纤维优选地以每一平方厘米有100个或更多的平均密度固定于植绒加工区域21。

此外，短纤维17优选地使用平均直径D为1μm或更大且500μm或更小和平均长度L为0.5mm或更大且10mm或更小的短纤维。此外，短纤维17平均长度L与平均直径D之比(L/D)优选地为5或更大且2000或更小。具体地，当L小于0.5mm或L/D小于5时将减小降低空腔共鸣音的效果，L超过10mm或L/D超过2000使得短纤维彼此缠绕形成球(块)，这将使得无法实现足够的短纤维的吸音效果。当D小于1μm时，多个短纤维在生产加工时破断，降低了生产性。另一方面，超过500μm的D归因于轮胎重量的增加而增大了转动阻力，这将影响安装有这种轮胎的车辆的燃料效率。

此外，短纤维17可以使用有机合成纤维、无机纤维、再生纤维、天然纤维等。有机合成纤维的示例包括由诸如聚乙烯、聚丙烯、和聚丁烯等的聚烯烃、诸如尼龙等的脂肪族聚酰胺、诸如凯芙拉等的芳香族聚酰胺、诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚琥珀酸乙二醇酯(polyethylenesuccinate)和聚甲基丙烯酸甲酯等的聚酯、间同-1,2-聚丁二烯、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、聚苯乙烯及其共聚物等制成的纤维。由于这些有机合成纤维通常是便宜的、化学稳定的和与聚氨酯系粘接剂相容，因此这些有机合成纤维适合用于本发明的轮胎。此外，例如，碳纤维、玻璃纤维等可以用作以上的无机纤维。例如由人造丝、铜氨纤维等制成的纤维可以用作以上的再生纤维。例如由棉、绢、羊毛等制成的纤维可以用作以上的天然纤维。

以下将说明充气轮胎的制造方法。本制造方法适合用于例如上述轮胎1的制造。

充气轮胎1的制造方法包括将粘接剂涂布于轮胎1的内表面15的粘接剂涂布步骤和将许多短纤维17附着于内表面15的涂布了粘接剂的部分的短纤维附着步骤。在粘接剂涂布步骤中，通过喷涂或使用刷具等来将粘接剂涂布于硫化轮胎的内表面15的至少一部分。之后，在短纤维附着步骤中，将许多短纤维附着于轮胎的内表面15的涂布了粘接剂的部分。可以通过各种方法例如使用静电植绒加工来使短纤维附着。静电植绒加工是使得通过静电力将短纤维以直角植入供纤维附着的表面的短纤维带电的技术。使用该技术，能够容易地将许多短纤维立设于轮胎的内表面。

如果在粘接剂涂布步骤之前涂布遮蔽构件例如遮蔽带，则可以更可靠地仅对期望的区域进行植绒加工。在遮蔽步骤中，将遮蔽带配置于硫化轮胎的内表面的未附着有粘接剂和短纤维17的部分。在上述轮胎1的示例中，将多片遮蔽带设置在从胎趾23沿轮胎径向延伸10mm的范围。设置的多片遮蔽带的轮胎径向上端的部分与植绒加工区域21的轮胎径向内端21a对应。多片遮蔽带以如下方式配置(附着)：从植绒加工区域21的轮胎径向内端21a延伸并在绕着胎趾23折返之后覆盖外表面16。这能够容易地和更可靠地防止粘接剂和短纤维17的附着。具体地，可以以从内表面15越过胎趾23延伸到外表面16的方式来配置遮蔽构件，从而便于在遮蔽步骤中的作业和防止短纤维附着于轮胎外表面16。随后，在短纤维附着步骤之后将遮蔽带剥离，从而移除附着于遮蔽带的外表面的粘接剂和短纤维17。因而，可以将短纤维17仅附着于期望的部分。

参照图示示例而做出以上说明。然而，本发明不限于上述实施方式，可以在权利要求的范围内进行适当的变化。例如，如图3所示，植绒加工区域21可以仅形成在除了轮胎赤道面E附近(轮胎宽度方向上的中央区域)之外的胎侧部5的内表面。利用这种结构，例如，当轮胎的胎面部7损坏引起爆胎(flat tire)时，能够易于进行修理。此外，植绒加工区域21可以形成在彼此分离开的多个区域(例如，条纹图案(striped pattern))。结果，即使当粘接剂伴随短纤维17从轮胎的内表面15部分剥离时，粘接剂的剥离也难以扩大，可以抑制吸音效果的显著降低。

实施例

接下来，试验性地制造本发明的轮胎，并且以下将说明耐剥离性的性能评价。对于比较例1至比较例6和实施例1至实施例12的轮胎，利用粘接剂将厚度为20旦尼尔(直径：50μm)且长度为4.0mm的尼龙短纤维固定于各轮胎的内表面以形成(多个)植绒加工区域。

<耐剥离性评价>

将表1中示出的比较例1至比较例6和实施例1至实施例12的轮胎中的每一个轮胎以无负荷状态放置在60℃的环境中一个月以老化。之后，将每个轮胎反复进行10次与轮辋的安装和拆卸，并在对轮胎施加由JATMA规定的最大负荷(允许施加于轮胎的最大质量)的情况下在鼓试验机上行驶10000km。确定(多个)植绒加工区域21是否从轮胎径向内端(21a)剥离，并且如果存在剥离部位的话，那么测量剥离部位的面积。表1中示出了结果。注意表1中的植绒加工区域[mm]表示从胎趾到(多个)植绒加工区域的轮胎径向内端的轮胎径向上的距离。对于比较例1、比较例3和比较例5的轮胎，植绒加工区域形成于轮胎的整个内表面。

表1

表1中的结果示出了，不管轮胎尺寸如何，将(多个)植绒加工区域的轮胎径向内端定位于胎圈填胶的轮胎径向外端的轮胎径向内侧以及将(多个)植绒加工区域的轮胎径向内端定位于与胎趾向轮胎径向外侧间隔开10mm的部分，在短纤维的耐剥离性方面是有效的。此外，发现：如果将(多个)植绒加工区域的轮胎径向内端定位于轮辋分离点的轮胎径向内侧以及定位于胎圈填胶的轮胎径向内端的轮胎径向外侧，在短纤维的耐剥离性方面是有效的。

<空腔共鸣音降低性能评价>

使用表1中示出的比较例1、实施例2和内表面未受到植绒加工的比较例7的轮胎(尺寸：195/65R15)来评价空腔共鸣音的降低性能。

各轮胎均以压力为预定压力的100％的状态安装于轮辋(6J-15)，并装配于2000cc级乘用车。由一名乘员(作为驾驶员)(重量约450kg)以50km/h的速度在粗糙沥青路面行驶，利用安装于驾驶员耳部处的麦克风测量车内音。图2示出了测量结果的频谱。如图2所示，与比较例7的轮胎相比，由空腔共鸣引起的225Hz和235Hz附近的峰值在实施例2和比较例1的轮胎中较小，这发挥了降低空腔共鸣音的效果。

产业上的可利用性

因而，本发明能够提供一种具有固定于轮胎的内表面的短纤维的耐剥离性得到改善的充气轮胎，以及能够得到这种充气轮胎的充气轮胎的制造方法。

附图标记说明

1   充气轮胎

3   胎圈部

5   胎侧部

7   胎面部

9   胎体

11  胎圈芯

13  胎圈填胶

15  内表面

16  外表面

17  短纤维

21  植绒加工区域

21a 植绒加工区域的轮胎径向内端

23  胎趾

d   分离点

Claims (6)

1.一种充气轮胎，其具有胎体和胎圈填胶，所述胎体从胎面部经由一对胎侧部环状地延伸到一对胎圈部，所述胎圈填胶设置在埋设于所述胎圈部内的胎圈芯的轮胎径向外侧，所述充气轮胎具有利用粘接剂将许多短纤维固定于所述充气轮胎的内表面的至少一部分而成的植绒加工区域，

其中，所述植绒加工区域的轮胎径向内端配置在所述胎圈填胶的轮胎径向外端的轮胎径向内侧且被配置成与胎趾向轮胎径向外侧相距给定的间隔。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述给定的间隔为10mm或更大。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述植绒加工区域的轮胎径向内端位于所述充气轮胎的外表面与适用轮辋的分离点的轮胎径向内侧。

4.一种充气轮胎的制造方法，其包括将粘接剂涂布于充气轮胎的内表面的至少一部分的粘接剂涂布步骤和将许多短纤维附着于涂布了所述粘接剂的所述内表面的短纤维附着步骤，所述充气轮胎的制造方法还包括遮蔽步骤，所述遮蔽步骤在所述粘接剂涂布步骤之前，将遮蔽构件至少配置于所述内表面的从胎趾向轮胎径向外侧延伸了10mm的部分。

5.根据权利要求4所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，在所述遮蔽步骤中，所述遮蔽构件以从所述内表面越过所述胎趾延伸到所述充气轮胎的外表面的方式配置。

6.根据权利要求4或5所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，在所述短纤维附着步骤中，通过静电植绒加工来附着许多短纤维。