JP2010188779A

JP2010188779A - タイヤ

Info

Publication number: JP2010188779A
Application number: JP2009032979A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nozaki; 優介野▲崎▼; Hiroyuki Teratani; 裕之寺谷; Kiichiro Suzumori; 基一郎鈴森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】吸音材としての良好な性能を保持しつつ、吸音材とタイヤ内面との貼着強度を向上させたタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤは、タイヤ内面と、不織布１２からなる吸音材１１とを、磁力の作用により貼着してなることを特徴とし、前記磁力は、前記タイヤ内面と前記不織布１２との間に配置される磁性シート１５によって発生するものや、前記不織布１２を構成する繊維の表面にコーティングされた磁性材料によって発生する。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁力の作用により貼着された吸音材を具えたタイヤに関する。

リム組みされ、車両に取り付けられたタイヤでは、車両の走行中にトレッド部が路面の凹凸に衝接して振動することによって、タイヤ内腔に充填された空気が空洞共鳴する。この空洞共鳴は、いわゆるロードノイズの主たる原因であり、その共鳴周波数の多くは１８０〜３００Ｈｚの範囲内に存在する。こうしたロードノイズが、車室内に伝達されると、他の周波数帯域の騒音とは異なり、鋭く高いピーク値を取るため、車室内の乗員にとって耳障りな騒音となる。

かかる空洞共鳴を抑制してロードノイズを低減するべく、例えば、特許文献１には、有機繊維を絡み合わせた不織布からなる制振シート（吸音材）を配したタイヤが提案されている。こうした不織布を吸音材として採用する際には、車両走行中に剥離しないよう、通常この不織布の一面とタイヤ内面とを接着剤や両面粘着テープなどを用いて貼着する。

通常、タイヤ内面には加硫成形工程で用いたシリコンオイルのような離型剤が残存しているため、そのままではこの離型剤が吸音材の貼着強度を低下させる要因となりかねない。したがって、吸音材をタイヤ内面に貼着する際には、バフ研磨などによってこのタイヤ内面に付着した離型剤を予め除去する必要がある。

特開平８−１３２８１６号公報

しかしながら、こうしたバフ研磨を施すと、研磨時に余剰ゴム粉が発生する可能性があり、また均一な研磨を実現するにはより複雑な装置を要する。これら離型剤や余剰ゴム粉の除去が不充分であると、吸音材の貼着強度が低下するおそれがあるため、さらに工程数を増やさざるを得ない。吸音材の貼着強度の向上を図るために、不織布の密度を高めるという手段も採り得るが、本来的な要求性能である吸音性が低下するおそれがあり、好適な手段とは言い難い。

そこで、本発明は、吸音材としての良好な性能を保持しつつ、吸音材とタイヤ内面との貼着強度を向上させたタイヤを提供することを目的としている。

本発明者は、上記課題を解決すべく、磁力の作用によってタイヤ内面と吸音材とを貼着するタイヤを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明のタイヤは、タイヤ内面と、不織布からなる吸音材とを、磁力の作用により貼着してなることを特徴とする。

前記磁力は、前記タイヤ内面と前記不織布との間に配置される磁性シートによって発生するものであってもよく、前記不織布を構成する繊維の表面にコーティングされた磁性材料によって発生するものであってもよい。
また、前記磁力は、前記タイヤ内面を形成するゴムに埋設された磁性材料と、前記不織布を構成する繊維に交絡されたスチールコードとによって発生するものであってもよい。

さらに、前記不織布を構成する繊維は、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、ポリベンゾイミダゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリビニルアルコール、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、炭素繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、金属繊維からなる群より選択されるのが望ましい。

本発明のタイヤによれば、タイヤ内面に磁力の作用によって吸音材が強固に貼着されてなるため、タイヤ内面に残存しがちな離型剤を予め除去することなく、充分な貼着力を発揮させることができる。したがって、加硫工程を経た後における離型剤の除去工程を省略することが可能となり、タイヤ製造工程の簡略化を容易に実現することができる。

リム組みした、本発明に係る代表的なタイヤのタイヤ幅方向断面図である。図１に示すタイヤのタイヤ周方向断面図である。図１で示す吸音材１１の貼着の一実施態様である拡大模式図である。

以下、本発明について、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明に係る代表的なタイヤをリムＲに装着して構成した際の、タイヤとリムＲの組立体のタイヤ幅方向における断面を示している。図２は、図１に示すタイヤ１のタイヤ周方向断面図である。

本発明のタイヤ１は、慣例に従い、路面に接地するトレッド部２と、このトレッド部２の両側部からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部３、３と、各サイドウォール部３、３のタイヤ径方向内側に設けられ、リムＲに嵌合される一対のビード部４、４とでタイヤ本体部５を構成している。このタイヤ本体部５の内部には、各ビード部４、４に埋設したビードコア６、６間にトロイド状に延びてタイヤ本体部５の骨格構造をなす、例えばラジアル構造のカーカス７と、このカーカス７のクラウン域の外周側に位置し、トレッド部２を補強するベルト８とが配設されている。また、タイヤ本体部５の内面側、すなわちタイヤ１とリムＲとにより画定されるタイヤ内腔９に面する側には空気不透過性のインナーライナ１０が配設されている。

インナーライナ１０の内面上には、不織布からなる１枚の帯状の吸音材１１が、全周にわたって吸音材１１を構成する不織布の一平面とタイヤ内面とを、磁力の作用により貼着することで形成されてなる。これにより、タイヤ内腔９で生じた空洞共鳴に伴う充填空気の振動エネルギーを、吸音材１１を構成する不織布の内部振動エネルギーに変換し、そして熱エネルギーとして消費させ、空洞共鳴音の低減を達成している。

次に、上記貼着の態様を具体的に示す。まず、図３に図１で示した吸音材１１の貼着の第一の態様である拡大模式図を示す。吸音材１１とタイヤ内面との間に磁性シート１５が配設される。磁性シート１５は、磁性材料を樹脂等と配合してシート形状が付与されている。磁性材料としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトおよびこれらの合金などの導電性を有する金属、ＺｒＦｅ₂、ＦｅＢｅ₂、ＦｅＲｈなどの導電性を有する金属間化合物、化学式：ＭＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃（Ｍは、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎなどの金属）で表されるフェライト、およびこれらの混合物であるＭｎ−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライト、ＦｅＭｎ₂Ｏ₄などのマンガナイト、化学式：ＭＯ・Ｃｏ₂Ｏ₃（Ｍは、Ｆｅ、Ｎｉなどの金属）で表されるコバルタイトなどの絶縁性を有する金属酸化物などが挙げられる。かかる磁性シートの厚さは０．５〜２ｍｍ、保磁力は８００〜４０００（ｋＡ／ｍ）であるのが望ましい。

通常、ベルト８には、補強性をより強化させるためにスチールコードが埋設されている。従って、図３に示すように、タイヤ内面上に上記磁性シート１５を配置するだけで、磁性シート１５と上記スチールコードとの間に磁力が発生し、この磁力の作用によって吸音材１１とタイヤ内面とが強固に貼着されることとなる。

なお、吸音材１１と磁性シート１５との間は、通常、接着剤などを用いて接着する。接着剤としては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム系のラテックス接着剤、水性高分子−イソシアネート系の接着剤、またはアクリル系、合成樹脂系の粘着テープなどが挙げられる。特に、両面粘着テープを用いる接着がより簡易な方法として好適であり、吸音材１１が両面粘着テープを介して磁性シート１５に接着させることができる。

次に、吸音材１１の貼着の第二の態様（図示せず）を説明する。該態様では、吸音材１１の不織布を構成する繊維１２の表面に、磁性材料をコーティングする。磁性材料は上記磁性シート１５で採用し得る磁性材料と同様のものを用いることができる。これにより、繊維１２の表面にコーティングされた磁性材料とベルト８に埋設されたスチールコードとの間に磁力が発生し、この磁力の作用によって吸音材１１とタイヤ内面とが強固に貼着されることとなる。しかも、繊維１２に磁性材料をコーティングすることで、繊維１２自体の剛性を強化することができ、吸音材１１の耐久性を向上できるという付随効果も得られる。

さらに、吸音材１１の貼着の第三の態様（図示せず）を説明する。該態様では、吸音材１１の不織布が、繊維１２にスチールコードを交絡されてなる。そしてベルト８には、予め磁化されたスチールコードを埋設する。これによって、この交絡されたスチールコードとベルト８に埋設された磁化されたスチールコードとの間に磁力が発生し、この磁力の作用によって吸音材１１とタイヤ内面とが強固に貼着されることとなる。また、吸音材１１内の随所に繊維１２に絡み合って存在するスチールコードによって、圧縮応力に対する吸音材１１全体の耐久性を向上させることも可能となる。

なお、上記第一の態様〜第三の態様のほか、その他の態様として磁石を利用してもよい。具体的には吸音材１１の上面から磁石を直接配設する。配設位置は、吸音材１１上面の複数箇所であるのが望ましい。これによって、吸音材１１上面に配設された磁石とベルト８に埋設されたスチールコードとの間に磁力が発生し、この磁力の作用によって磁石が吸音材１１を上面から押圧する形態となり、より簡便な方法で吸音材１１とタイヤ内面とが貼着されることとなる。

このように、いずれの貼着態様であっても、加硫工程を経た後における離型剤の除去工程を必要とすることなく、タイヤ内面に吸音材を強固に貼着することが可能となり、タイヤ製造工程を簡略化することができる。

上記不織布は繊維から構成されてなり、この繊維としては、レーヨン又はアラミド等の有機繊維であっても、ガラスまたはカーボン等の無機繊維であってもよく、具体的には、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、ポリベンゾイミダゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリビニルアルコール、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、炭素繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、金属繊維が挙げられる。なかでも、良好な熱寸法安定性および好適な加工性等を付与する観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。なお、これら繊維の長さは任意に設定することができる。

上記不織布の平均密度は、通常５〜２０ｋｇ／ｍ³、好ましくは１０〜１５ｋｇ／ｍ³であるのが望ましい。上記範囲内の平均密度であれば、好適な低密度を実現することとなり、良好な吸音性能を保持することができる。また、上記不織布の平均厚みは、通常１０〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍであるのが望ましい。このような範囲内の平均厚みであれば、吸音材として所望の効果を充分に発揮することができる。

上記不織布はウェブを作製し、必要に応じてスチールコードを混合し、あるいは磁性材料をコーティングした後、繊維１２同士を結合させることにより製造する。繊維１２の結合方法としては、具体的には、ニードルパンチ法などを用いて互いに物理的に絡み合わせてもよく、サーマルボンディング法や、接着剤を用いるケミカルボンド法などを用いて互いに結合させてもよい。これらの方法は、複数を組み合わせて用いることもできる。なかでも、接着剤を用いるケミカルボンド法が好適である。このように、不織布の繊維（およびスチールコード）を互いに絡み合わせたり結合させたりすることで、一本一本の繊維１２を好適な空隙を保持したまま外れ難くすることができ、タイヤ負荷転動時に不織布を構成する繊維１２の脱落をより有効に抑制することができる。

上記ケミカルボンド法に用いる接着剤としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エストラマー系樹脂などが挙げられる。より具体的には、エポキシ樹脂系、またはポリイミド樹脂系などが好適である。これらは良好な熱硬化性を有しているため、高速走行時にタイヤが発熱したとしても、不織布の変形をより確実に抑制して吸音効果をさらに有効に保持することができる。

この際、上記接着剤の使用量は、上記繊維が接着剤により結合してなる不織布の総重量１００質量％中、通常２０〜５０質量％、好ましくは３０〜４０質量％の範囲内の量である。接着剤の使用量が上記範囲内であると、繊維間をより充分に結合することができ、不織布から繊維が脱落したり不織布がタイヤ内面から剥れたりするのを有効に防止するとともに、充分な吸音効果を奏する繊維量を適度に確保して、不織布の重量が大きくなり過ぎることによるタイヤのユニフォーミティの悪化を回避することができる。

なお、上記図面では、不織布を構成する繊維１２はその一本一本が吸音材１１の平面方向に配向してなるものを示すが、これに限定されず、吸音材１１の厚さ方向に配向してなるものであってもよい。繊維１２が厚さ方向に配向してなるものであると、タイヤ内面に対する上下方向への圧縮剛性を飛躍的に向上させることができ、吸音を効果的に発揮する領域を夫々の繊維周辺に保持していることから、より良好な吸音効果も発揮することができる。

以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

[実施例１、比較例１]
表１に示す不織布を、図１のタイヤ構成に従ってタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを作製するとともに、バフ研磨をせず、図３に従って吸音材を貼着した。なお、吸音材と磁性シートとの間は、アクリル性粘着剤（Ｎｏ．５０００Ｎ（Ｃ）；日東電工社製）を用いて接着した。得られたタイヤをサイズ１５×５１／２Ｊのリムに取り付けてタイヤ車輪として車両に装着し、空気圧：２１０ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重：３．９２ｋＮを適用した状態で、各種性能の評価に供した。結果を表１に示す。

《空気透過性》
上記得られたタイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）に空気を２３０ＫＰａで充填し、２５℃５０％ＲＨ環境下で１週間放置した後の内圧を測定し、比較例１を１００として指数表示した。

《走行後剥がれ》
上記得られたタイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）を速度６０ｋｍ／ｈで３００００ｋｍ走行させた後、２週間放置した際における吸音材の剥がれの有無を目視により観察した。

表１によれば、実施例１は、バフ研磨をすることなく吸音材とタイヤ内面とを強固に貼着できるので、有効に剥がれを防止できることがわかる。

１タイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５タイヤ本体部
６ビードコア
７カーカス
８ベルト
９タイヤ内腔
１０インナーライナ
１１吸音材
１２繊維
１５磁性シート
Ｒリム

Claims

タイヤ内面と、不織布からなる吸音材とを、磁力の作用により貼着してなることを特徴とするタイヤ。
前記磁力が、前記タイヤ内面と前記不織布との間に配置される磁性シートによって発生する請求項１に記載のタイヤ。
前記磁力が、前記不織布を構成する繊維の表面にコーティングされた磁性材料によって発生する請求項１または２に記載のタイヤ。
前記磁力が、前記タイヤ内面を形成するゴムに埋設された磁性材料と、前記不織布を構成する繊維に交絡されたスチールコードとによって発生する請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ。
前記不織布を構成する繊維が、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、ポリベンゾイミダゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリビニルアルコール、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、炭素繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、金属繊維からなる群より選択される請求項３または４に記載のタイヤ。