CN114619805A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在轮胎内表面附着有脱模剂的状态下粘贴吸音件，由此能兼顾空气保持性和吸音件的粘接性而不会使轮胎生产率恶化的充气轮胎及其制造方法。一种使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化的充气轮胎，在胎面部(1)的内表面沿轮胎周向经由粘接层(7)固定有吸音件(6)，至少在吸音件(6)的固定区域利用电子显微镜检测出的脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
Description
本申请是申请日为2017年11月14日、申请号为201780085633.9、发明名称为：“充气轮胎及其制造方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎及其制造方法，更详细而言，涉及一种在轮胎内表面附着有脱模剂的状态下粘贴吸音件，由此能兼顾空气保持性和吸音件的粘接性而不会使轮胎生产率恶化的充气轮胎及其制造方法。
背景技术
产生轮胎噪声的原因之一中存在由填充于轮胎空腔部的空气的振动所引起的空腔共鸣声。在车辆行驶时与路面接触的轮胎的胎面部因路面的凹凸而振动，该振动使轮胎空腔部内的空气振动而产生该空腔共鸣声。在该空腔共鸣声中存在成为噪声的频率范围，使此频率范围的噪声等级水平下降对于降低轮胎噪声是重要的。
作为使由这样的空腔共鸣现象所产生的噪声降低的方法，提出了在轮胎内表面通过弹性固定带将由海绵等多孔质材料形成的吸音件装接于胎面部的内周面的方案(例如，参照专利文献1)。然而，在吸音件的固定依赖于弹性固定带的情况下，存在高速行驶时弹性固定带变形的问题。
另一方面，在使用气囊来硫化生胎时，在气囊和生胎的内表面容易粘贴气囊，因此通过在生胎的内表面涂布脱模剂，防止生胎和气囊粘贴。在这种情况下，若要将吸音件直接粘接并固定于轮胎内表面，则存在附着有脱模剂的轮胎内表面与吸音件的粘接性差，吸音件容易剥离的问题。
与之相对，提出了在生胎的内表面涂布脱模剂，在将该生胎硫化后通过对轮胎内表面进行抛光来去除脱模剂的方案(例如，专利文献2)。然而，通过进行那样的抛光，也减薄了内衬的厚度，因此存在空气保持性恶化的问题。此外，提出了在生胎的内表面预先粘贴膜，在粘贴了该膜的状态下在生胎的内表面涂布脱模剂，在将该生胎硫化后通过将膜剥离来去除脱模剂的方案(例如，专利文献3)。然而，在硫化后需要将膜剥离的工序，制造时间增加，因此存在轮胎生产率恶化的问题。除此之外，提出了清洗附着有脱模剂的轮胎内表面的方案，但通过这样的方法无法充分地去除脱模剂，并且存在轮胎生产率差的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4281874号公报
专利文献2：日本专利第4410753号公报
专利文献3：日本特开2015-107690号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种在轮胎内表面附着有脱模剂的状态下粘贴吸音件，由此能兼顾空气保持性和吸音件的粘接性而不会使轮胎生产率恶化的充气轮胎及其制造方法。
技术方案
用于实现上述目的的本发明的充气轮胎是使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化的充气轮胎，其特征在于，在胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件，至少在该吸音件的固定区域利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
本发明的充气轮胎的制造方法是使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来硫化生胎的充气轮胎的制造方法，其特征在于，在硫化结束的充气轮胎的胎面部的内表面固定吸音件时，使至少在该吸音件的固定区域利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm，在该吸音件的固定区域沿轮胎周向经由粘接层固定所述吸音件。
有益效果
在本发明中，通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化，能使至少转印在吸音件的固定区域的脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。这样，在使微量的脱模剂附着于轮胎内表面的情况下，脱模剂阻碍空气从轮胎内表面透过，空气保持性良好，另一方面，能充分地确保轮胎内表面与吸音件的粘接性。此外，根据本发明，与像以往那样进行轮胎内表面的抛光的情况、在轮胎内表面粘贴膜的情况、清洗轮胎内表面的情况不同，不会使轮胎生产率恶化。其结果是，能兼顾空气保持性和吸音件的粘接性而不会使轮胎生产率恶化。
在本发明中，优选的是，粘接层的剥离粘接力为5N/20mm～100N/20mm。由此，能在良好地保持吸音件的固定强度的同时，可使吸音件的粘贴作业和废弃轮胎时的拆解作业变得容易进行。粘接层的剥离粘接力依据JIS-Z0237进行测定。即，贴合厚度为25μm的PET膜，对双面粘接片进行衬里补强。将该衬里补强后的粘接片切割成20mm×200mm的方形而制作试验片。将剥离衬里从该试验片剥离，使2kg的辊往复一次，将露出的粘接面粘贴在作为被粘物的不锈钢(SUS304、表面精加工BA)板。将其在23℃(标准状态)、RH50％的环境下，保持30分钟之后，使用拉伸试验机，依据JIS-Z0237，在23℃、RH50％的环境下，以剥离角度180°、拉伸速度300mm/分钟的条件，测定对SUS板的180°剥离粘接力。
在本发明中，优选的是，粘接层由双面胶带形成，该粘接层的总厚度为10μm～150μm。由此，能确保对于成型时的变形的随动性。
在本发明中，优选的是，粘接层由仅包含粘接剂的双面胶带或包含粘接剂和无纺布的双面胶带形成。在仅包含粘接剂的双面胶带的情况下，不阻碍散热，因此能抑制高速耐久性的恶化，并且对于轮胎的变形的随动性优异。此外，在包含粘接剂和无纺布的双面胶带的情况下，能兼顾高速耐久性和随动性。
在本发明中，优选的是，吸音件的宽度方向的中心位置配置在相对于轮胎赤道±10mm的范围。通过如上所述地配置吸音件，不会使轮胎均匀性恶化。特别是，更优选的是，配置在相对于轮胎赤道±5mm的范围。
在本发明中，优选的是，吸音件的体积为轮胎的内腔体积的10％～30％。由此，能进一步获得由吸音件实现的吸音效果。这样，通过增大吸音件的体积，能获得优异的噪声降低效果，而且，即使是大型的吸音件，也能长期确保良好的粘接状态。轮胎的内腔体积是将轮胎轮辋组装于正规轮辋，并在填充了正规内压的状态下，在轮胎和轮辋之间形成的空腔部的体积。“正规轮辋”是指在包含轮胎所基于的规格的规格体系中，该规格按轮胎来规定的轮辋，例如，如果是JATMA则设为标准轮辋，如果是TRA则设为“Design Rim”，或者如果是ETRTO则设为“Measuring Rim”。不过，在轮胎为新车装接轮胎的情况下，则使用组装有该轮胎的原厂车轮来求出空腔部的体积。“正规内压”是指，在包含轮胎所依据的规格的规格体系中，各规格是按轮胎进行确定的气压，如果是JATMA则为最高气压，如果是TRA则为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，如果是ETRTO则为“INFLATION PRESSURE”，但是在轮胎为装接于新车的轮胎的情况下设为显示于车辆的气压。
在本发明中，优选的是，吸音件的硬度为80N～150N，吸音件的拉伸强度为90kPa以上，吸音件的断裂伸长率为200％以上。具有这种物理性质的吸音件，对于由轮胎的充气引起的膨胀、接地转动引起的粘接面的剪切应变的耐久性优异。吸音件的硬度、吸音件的拉伸强度以及吸音件的断裂伸长率是依据JIS-K6400进行测定的。
在本发明中，优选的是，吸音件在轮胎周向的至少一处具有缺失部。由此，能长时间经受由轮胎充气产生的膨胀、由接地转动引起的粘接面的剪切应变。
在本发明中，优选的是，在气囊形成涂层的工序中，涂层的覆盖时间t(hour)和温度T(℃)满足t≥-0.0571T+9.14且10℃≤T≤180℃的条件。由此，在具有涂层的气囊中，能缩短涂敷脱模剂的时间，并且防止气囊使用期限的缩短。
附图说明
[图1]是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的立体剖面图。
[图2]是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的赤道线剖面图。
[图3]是放大表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的一部分的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。图1～图3是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的图。图1中，本实施方式的充气轮胎具备：胎面部1，在轮胎周向延伸并形成为环状；一对侧壁部2，配置于胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3，配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧。并且，在由胎面部1、侧壁部2和胎圈部3围成的空腔部4中装接有图2所示的环状的吸音件6。该吸音件6配置于轮胎内表面5的与胎面部1对应的区域。
在轮胎内表面5的与胎面部1对应的区域沿着轮胎周向经由粘接层7固定有吸音件6。吸音件6由具有连续气泡的多孔质材料构成，并具有基于其多孔质结构的规定的吸音特性。作为吸音件6的多孔质材料，使用发泡聚氨酯为好。另一方面，作为粘接层7没有特别限定，例如，可以使用粘接剂、双面胶带。
如图3所示，在上述充气轮胎中，在轮胎内表面5与粘接层7之间存在脱模剂的转印层8。即，从轮胎径向内侧开始按顺序层叠有吸音件6、粘接层7、脱模剂的转印层8。通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来硫化生胎，在硫化结束的充气轮胎中，该脱模剂的转印层8被转印至该轮胎内表面5。如此一来，转印的脱模剂未被转印至轮胎内表面5的整个面，而是散布于轮胎内表面5。
在图3示出的脱模剂的转印层8的厚度g在轮胎内表面5的至少吸音件6的固定区域为0.1μm～100μm。该脱模剂的转印层8的厚度g可以使用电子显微镜进行检测。在利用电子显微镜测定脱模剂的转印层8的厚度g时，使用将上述充气轮胎沿轮胎宽度方向切出的样品，对该样品中的多处(例如，轮胎周向四处以及轮胎宽度方向三处)的厚度进行测定。然后，将在上述多处所测定的测定值平均，由此计算出脱模剂的转印层8的厚度g(平均厚度)。
作为由脱模剂形成的转印层8中可配合的成分，例如，可以举出含有有机硅成分作为有效成分的成分。作为有机硅成分，可列举出聚有机硅氧烷类，例如，可列举出二烷基聚硅氧烷、烷基苯基聚硅氧烷、烷基芳烷基聚硅氧烷、3，3，3-三氟丙基甲基聚硅氧烷等。二烷基聚硅氧烷例如是，二甲基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、甲基异丙基聚硅氧烷，甲基十二烷基聚硅氧烷。烷基苯基聚硅氧烷例如是，甲基苯基聚硅氧烷、二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物。烷基芳烷基聚硅氧烷例如是，甲基(苯乙基)聚硅氧烷、甲基(苯丙基)聚硅氧烷。这些聚有机硅氧烷类可以并用一种或者两种以上。
如上所述，通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化，能使至少转印在吸音件6的固定区域的脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。这样，在使微量的脱模剂附着于轮胎内表面5的情况下，脱模剂阻碍空气从轮胎内表面5透过，空气保持性良好，另一方面，能充分地确保轮胎内表面5与吸音件6的粘接性。在此，若转印至吸音件6的固定区域的脱模剂的厚度小于0.1μm，则不会提高空气保持性，若该厚度大于100μm，则吸音件6的粘接性恶化，不会获得充分的耐久性。
此外，与像以往那样进行轮胎内表面的抛光的情况、在轮胎内表面粘贴膜的情况、清洗轮胎内表面的情况不同，不会使轮胎生产率恶化。其结果是，能兼顾空气保持性和吸音件6的粘接性而不会使轮胎生产率恶化。与之相对，通过上述的以往的方法，在去除附着于轮胎内表面的脱模剂的情况下，附加各工序的作业时间，因此与像本发明那样在附着有脱模剂的状态下固定吸音件的情况相比，轮胎生产率会恶化。
在上述充气轮胎中，粘接层7的剥离粘接力为5N/20mm～100N/20mm为好。这样，通过适当地设定粘接层7的剥离粘接力，能在良好地保持吸音件6的固定强度的同时，可容易进行吸音件6的粘贴作业和废弃轮胎时的拆解作业。作为形成粘接层7的粘接剂，可以列举出丙烯酸系粘接剂、橡胶系粘接剂、有机硅系粘接剂，粘接层7由这些粘接剂中的任一种构成为好。特别是，优选有机硅系粘接剂，即使残留脱模剂，也没有粘接的温度依赖性，因此与吸音件6的粘接性优异。此外，丙烯酸系粘接剂的耐热性优异，因此适用于高速区域。
粘接层7构成为由双面胶带形成，粘接层7的总厚度为10μm～150μm为好。通过这样构成粘接层7，能够确保对于成型时的变形的随动性。在此，若粘接层7的总厚度小于10μm，则双面胶带的强度不足，不能充分地确保与吸音件6的粘接性，若粘接层7的总厚度超过150μm，则在高速行驶时阻碍散热，因此高速耐久性容易恶化。
优选的是，粘接层7由仅包含粘接剂的双面胶带，或者，包含粘接剂和无纺布的双面胶带形成。在仅包含粘接剂的双面胶带的情况下(在没有作为支承粘接剂的支承体的基材的双面胶带的情况下)，不阻碍散热，因此能抑制高速耐久性的恶化，并且对于轮胎的变形的随动性良好。此外，在包含粘接剂和无纺布的双面胶带的情况下(在作为基材具有无纺布的双面胶带的情况下)，能兼顾高速耐久性和随动性。在此，在基材由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)这样的硬质材料形成的情况下，相对于轮胎的变形，在基材与粘接剂、或在轮胎与粘接剂之间容易发生剥离，导致吸音件6的脱落。此外，在基材的断裂强度、断裂伸长率低的情况下，有时基材自身会损伤。在基材由丙烯酸泡沫形成的情况下，厚度变大，因此高速耐久性容易恶化。
在上述充气轮胎中，优选的是，吸音件6的硬度为80N～150N，吸音件6的拉伸强度为90kPa以上，吸音件6的断裂伸长率为200％以上。具有这种物理性质的吸音件6，对于由轮胎的充气引起的膨胀、接地转动引起的粘接面的剪切应变的耐久性优异。在此，若吸音件6的硬度小于80N，则因行驶时的离心力导致吸音件6容易压缩变形，若吸音件6的硬度超过150N，则有时无法与行驶时的轮胎的变形随动而断裂。
优选的是，吸音件6的宽度方向的中心位置配置在相对于轮胎赤道±10mm的范围，更优选的是，配置在相对于轮胎赤道±5mm的范围。通过如上所述地配置吸音件6，不会使轮胎均匀性恶化。
优选的是，吸音件6的体积为轮胎的内腔体积的10％～30％。此外，更优选的是，吸音件6的宽度为轮胎接地宽度的30％～90％。由此，能进一步获得由吸音件6实现的吸音效果。在此，若吸音件6的体积小于轮胎的内腔体积的10％，则无法适当地获得吸音效果。此外，若吸音件6的体积大于轮胎的内腔体积的30％，则由空腔共鸣现象产生的噪声的降低效果固定，不能期望更进一步的降低效果。
如图2所示，优选的是，吸音件6在轮胎周向的至少一处具有缺失部9。缺失部9是指在轮胎圆周上不存在吸音件6的部分。通过在吸音件6设置缺失部9，能长时间经受由轮胎充气产生的膨胀、由接地转动引起的粘接面的剪切应变，能有效地缓和在吸音件6的粘接面产生的剪切应变。这种缺失部9在轮胎圆周上设置一处或三至五处为好。就是说，当在轮胎圆周上的两处设置缺失部9时，由于质量不平衡，轮胎均匀性会明显恶化，当在轮胎圆周上的六处以上设置缺失部9时，制造成本会明显增加。
需要说明的是，在轮胎圆周上的两处以上设置缺失部9的情况下，吸音件6在轮胎周向中断，但即使是在这种情况下，例如，如果用由双面胶带形成的粘接层7之类的其他层叠物将多个吸音件6互相连结，则能作为一体的构件来使用这些吸音件6，因此，能容易地进行向轮胎内表面5的粘贴作业。
接着，对本发明的充气轮胎的制造方法进行说明。在硫化生胎时，预先在气囊覆盖(优选烘烤涂布)脱模剂，在气囊的外表面形成由脱模剂形成的涂层。在该气囊的外表面形成涂层的工序，例如，在涂布脱模剂后在150℃下保存一个小时、在90℃下保存四个小时或在常温下保存八个小时的条件下同时进行施工。此外，在气囊的外表面形成涂层的工序在一次以上且三次以下的范围内进行实施。使用如上所述地形成有涂层的气囊来硫化生胎。然后，在该硫化结束的轮胎中，在胎面部1的轮胎内表面5的吸音件6的固定区域沿轮胎周向经由粘接层7固定吸音件6。
如上所述，通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化，能使至少转印在吸音件6的固定区域的脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。如上所述，在使微量的脱模剂附着于轮胎内表面5的情况下，脱模剂阻碍空气从轮胎内表面5透过，空气保持性良好，另一方面，能充分地确保轮胎内表面5与吸音件6的粘接性。此外，与像以往那样进行轮胎内表面的抛光的情况、在轮胎内表面粘贴膜的情况、清洗轮胎内表面的情况不同，不会使轮胎生产率恶化。其结果是，能兼顾空气保持性和吸音件6的粘接性而不会使轮胎生产率恶化。
特别是，优选的是，在气囊的外表面形成涂层的工序中，涂层的覆盖时间t(hour)和温度T(℃)满足t≥-0.0571T+9.14且10℃≤T≤180℃的条件。此外，更优选的是，将温度T设为90℃，将覆盖时间t设为4小时，进一步优选的是，将温度T设为150℃，将覆盖时间t设为1小时。通过满足这样的条件，在具有涂层的气囊中，能缩短涂敷脱模剂的时间，并且防止气囊使用期限的缩短。在此，温度T(℃)越高，能在越短时间内形成涂层，但气囊容易劣化，缩短气囊使用期限。
[实例]
制作出：轮胎尺寸为275/35ZR20，在胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件的充气轮胎中，如表1所示设定了脱模剂的去除方法、向轮胎内表面涂布脱模剂、硫化时具备由脱模剂形成的涂层的气囊的使用、轮胎内表面的脱模剂的厚度(μm)的比较例1～5以及实例1～3的轮胎。
对于比较例1，在轮胎内表面涂布脱模剂，不进行脱模剂的去除作业。此外，对于比较例2～4，在轮胎内表面涂布脱模剂，在硫化工序结束后进行了脱模剂的去除作业。具体而言，在比较例2中，通过抛光来去除轮胎内表面的脱模剂，在比较例3中，通过剥离预先贴于轮胎内表面的膜来去除轮胎内表面的脱模剂，在比较例4中，通过清洗轮胎内表面来去除轮胎内表面的脱模剂。
需要说明的是，在表1中，轮胎内表面的脱模剂的厚度(μm)是使用扫描电子显微镜(SEM-EDX)，来对制作工序结束后的各试样轮胎的轮胎周向四处以及轮胎宽度方向三处的脱模剂的厚度进行了测定，并将这些测定值平均后的值。
按照下述试验方法，对这些试验轮胎的吸音件的粘接性、空气保持性以及轮胎生产率进行评价，并将其结果一并表示于表1。
吸音件的粘接性：
在此所说的吸音件的粘接性表示对轮胎内表面与吸音件的粘接面的剥离的评价。将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，在行驶速度80km/h、气压160kPa、载荷8.5kN、行驶距离6480km的条件下，用转鼓试验机实施行驶试验后，通过目测确认有无吸音件的脱落或剥离。用“◎”表示无吸音件的脱落以及剥离的情况，用“○”表示吸音件的剥离小于吸音件整体的1/8的情况，用“Δ”表示吸音件的剥离为吸音件整体的1/8以上且小于1/4的情况，用“×”表示吸音件的剥离为吸音件整体的1/4以上的情况。
空气保持性：
将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，在气压270kPa、温度21℃的条件下放置了24小时后，设初始气压为250kPa，历经42天，测定气压，求出第15天至第42天的气体泄漏量的斜率。评价结果使用测定值的倒数，以将比较例1设为100的指数来表示。该指数值越大，意味着空气保持性越优异。需要说明的是，若指数值为“98”以上，则维持以往水平的空气保持性。
轮胎生产率：
对于各试验轮胎，测定了制作一条轮胎所需要的制作时间(分钟)。评价结果使用测定值的倒数，以将比较例1设为100的指数来表示。该指数值越大，意味着轮胎生产率越优异。
[表1]
根据该表1可知，实例1～3的充气轮胎与比较例1相比，不会使轮胎生产率恶化，维持了空气保持性的同时改善了吸音件的粘接性。
另一方面，在比较例2中，进行了轮胎内表面的抛光，因此轮胎生产率恶化，内衬的厚度变薄，由此空气保持性也恶化。在比较例3中，将膜粘贴于轮胎内表面且在硫化后将膜剥离，因此轮胎生产率恶化。在比较例4中，虽然清洗了轮胎内表面，但不能完全地去除轮胎内表面的脱模剂，在轮胎内表面残留较多脱模剂，因此吸音件的粘接性降低。在比较例5中，由于将转印至轮胎内表面的脱模剂的厚度设定得较厚，因此吸音件的粘接性的改善效果不充分。
符号说明
1 胎面部
2 侧壁部
3 胎圈部
4 空腔部
5 轮胎内表面
6 吸音件
7 粘接层
8 转印层
9 缺失部
Claims (8)
1.一种充气轮胎，使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化，所述充气轮胎的特征在于，
在胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件，至少在所述吸音件的固定区域利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm，所述吸音件由发泡聚氨酯构成。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述粘接层的剥离粘接力为5N/20mm～100N/20mm。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述粘接层由双面胶带形成，所述粘接层的总厚度为10μm～150μm。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述粘接层由仅包含粘接剂的双面胶带或包含粘接剂和无纺布的双面胶带形成。
5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述吸音件的宽度方向的中心位置配置在相对于轮胎赤道±10mm的范围。
6.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述吸音件的体积为所述轮胎的内腔体积的10％～30％。
7.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述吸音件的硬度为80N～150N，所述吸音件的拉伸强度为90kPa以上，所述吸音件的断裂伸长率为200％以上。
8.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述吸音件在轮胎周向的至少一处具有缺失部。
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