JP2010188782A

JP2010188782A - タイヤ

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Publication number: JP2010188782A
Application number: JP2009033061A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nozaki; 優介野▲崎▼; Kazuto Fujita; 一人藤田
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】吸音性能を良好に保持しつつ、車両走行中におけるタイヤからの剥離を有効に防止する吸音材を具えたタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ１は、タイヤ内面に不織布からなる吸音材１１を貼着してなり、前記不織布の曲げ剛性が１．０〜２０．０Ｎ／１０ｍｍであることを特徴とし、前記不織布が結合剤により結合してなる繊維１２で構成されてなり、かつ前記不織布の総重量１００質量％中に、前記繊維１２が６０〜８０質量％、前記結合剤が２０〜４０質量％の量で含まれるタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行時におけるタイヤからの剥離を防止し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、車両走行中にタイヤから剥離しないよう、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が、不織布はその密度が低いほど吸音効果が向上する傾向にある。

特開平８−１３２８１６号公報

しかしながら、不織布の密度を低くすると、車両走行中に発生する遠心力によってつぶされ易くなる上、タイヤ内面との接着面積を充分に確保しづらくなるために剥がれやすいという問題が生じる。その一方、不織布の密度を高めると、タイヤ内面との接着面積を増大させてタイヤからの剥離を防止し得る反面、吸音性能が低下したり、蓄熱性が高まったりするおそれがあり、特に高速耐久性が充分に満たされない傾向にある。したがって、上記のように吸音材を接着剤や両面粘着テープによって貼着しても、吸音性能を低下させることなく吸音材のタイヤからの剥離を充分に防止するのは困難である。

そこで、本発明は、吸音性能を良好に保持しつつ、車両走行中におけるタイヤからの剥離を有効に防止する吸音材を具えたタイヤを提供することを目的としている。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、特定の曲げ剛性を有する不織布を吸音材として具えるタイヤを見出し、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、タイヤ内面に不織布からなる吸音材を貼着してなり、前記不織布の曲げ剛性が１．０〜２０．０Ｎ／１０ｍｍであることを特徴とする。

また、前記不織布は結合剤により結合してなる繊維で構成されてなり、かつ
前記不織布の総重量１００質量％中に、前記繊維が６０〜８０質量％、前記結合剤が２０〜４０質量％の量で含まれるのが望ましい。
さらに、前記結合剤は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エストラマー系樹脂から選ばれるものであってもよい。

本発明のタイヤによれば、必ずしも不織布の密度を高めることなくタイヤ内面との接着力を向上させることができる吸音材を具えているので、吸音性能を良好に保持したまま車両走行中におけるタイヤからの剥離をより有効に防止することができる。

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。

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。
なお、本明細書において、不織布の曲げ剛性とは、不織布の押し込み量１０ｍｍあたりの不織布への押し込み力（Ｎ）として算出される値（単位：Ｎ／１０ｍｍ）を意味する。

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、１．０〜２０．０Ｎ／１０ｍｍの曲げ剛性を有する不織布から構成される１枚の帯状の吸音材１１が、全周にわたって不織布の一平面とタイヤ内面とが接合するよう配設されている。タイヤ内面に吸音材を配置した際には、通常曲げ外力が付加されることとなるが、このように不織布が上記範囲内の曲げ剛性を有することで、この曲げ外力に対する反発力を強化させることができ、タイヤ内面に対する吸音材自体の押力をより強化させることが可能となる。これにより、吸音材自体が自らタイヤ内面に貼り付けられる力、いわゆる自己貼付力が向上されることとなり、タイヤ内面との接着をより強固なものとすることができる。したがって、吸音材のタイヤ内面との接着力の強化を図るために、必ずしも不織布の密度を高めることはない。なお、吸音材１１の配設位置は図１に示す態様に限定されず、タイヤ内腔９の任意の位置に配設してもよい。

上記不織布は、結合剤により結合してなる繊維で構成されてなるのが好ましい。この場合、かかる不織布はウェブを作製した後、結合剤を用いることによって繊維１２同士を結合させる方法、いわゆるケミカルボンド法などにより製造される。このように、結合剤によって不織布を構成する繊維１２を互いに結合させることで、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。

上記結合剤は、上記結合剤により結合してなる繊維で構成されてなる不織布の総重量１００質量％中に２０〜４０質量％、好ましくは２５〜３５質量％、より好ましくは３０〜３５質量％の量で含まれるのが望ましい。このように、不織布における結合剤の含有量を上記範囲内とすることにより、繊維間を充分に結合して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、不織布に所望の曲げ剛性を付与することが可能となり、吸音材とタイヤ内面との接着をより強固なものとすることができる。また、充分な吸音効果を奏する繊維量を適度に確保することができ、不織布の総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も可能となる。

上記結合剤としては、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。具体的には、熱硬化性樹脂としては、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリイミド系やポリベンズイミダゾール系のポリアロマティックス、ポリエステル樹脂系が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、エマルジョン型や溶液型の酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアルコール系、ブチラールまたはアセタールやホルマールなどのポリビニルアセタール系、塩化ビニル樹脂系、エマルジョン型または溶液型や反応型のアクリル樹脂系、シアノアクリレート系、嫌気性のポリエーテルアクリレート系、第二世代アクリル樹脂系、ＥＶＡ系やＰＥ系のポリエチレン系、セルロース系が挙げられる。エラストマー系樹脂としては、溶液型やラテックス型のクロロプレンゴム系、溶液型やラテックス型のニトリルゴム系、溶液型やラテックス型のＳＢＲ系、ＳＢＳ・ＳＩＳ系、ポリサルファイド系、ブチルゴム系、シリコーンゴム系が挙げられる。そのほか複合系樹脂として挙げられる、ビニル・フェノリック、エポキシ・フェノリック、クロロプレン・フェノリック、ニトリル・フェノリック、ナイロン・エポキシ、ニトリルエポキシなども用いることができる。これらのなかでも、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、不織布の変形がより確実に抑制され、吸音効果をさらに有効に保持することができる。

上記不織布を構成する繊維１２は、上記不織布の総重量１００質量％中に６０〜８０質量％、好ましくは６５〜７５質量％、より好ましくは６０〜７０質量％の量で含まれるのが望ましい。繊維の含有量が上記範囲内でれば充分な吸音効果を奏する繊維量を適度に確保することができる。このように、繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、所望量の接着剤を含有させることが可能となって、繊維間を充分に結合して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、不織布に所望の曲げ剛性を付与することができ、吸音材とタイヤ内面との接着をより強固なものとすることができる。

上記繊維１２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、パラ系アラミドやメタ系アラミドなどの芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、セルロース、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やメタ系アラミドが好ましい。なお、これら繊維１２の長さは任意に設定することができる。また、繊維１２の配向方向は特に制限されず、繊維１２の一本一本が吸音材１１の平面方向に配向してなるものであってもよく、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。

上記不織布の平均密度は、必ずしも低くする必要がなく、通常１０〜１５ｋｇ／ｍ³である。上述したように、不織布の低密度化を図ることなく、良好な吸音性能を保持しつつ、タイヤ内面との接着性を強化させることが可能である。また、上記不織布の平均厚みは、通常１０〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍ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、上述したような吸音材としての効果を充分に発揮することができる。

上記不織布から構成される吸音材は、その一平面を通常タイヤ内面に接着するのが望ましく、接着方法としては、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を用いてインナーライナの内面に化学的に接着する方法などを採用してもよい。また、未加硫のタイヤ本体に吸音材を貼り付ける場合には、かかる接着テープや接着剤により仮固定した後に、加熱及び加圧による加硫成形により、吸音材をインナーライナの内面に含浸させて物理的に固定してもよい。なかでも、両面粘着テープを用いる接着が好適であり、吸音材１１が両面粘着テープを介してタイヤ内面に容易に接着させることができる。本発明に用いる上記不織布１１であれば、良好な吸音性能を保持しつつタイヤ内面との接着力を充分に強化することができるので、上記のような接着剤の効果とも相まって、吸音材１１のタイヤ内面からの剥がれをより有効に防止することが可能となる。

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１〜５、比較例１〜２]
表１に示す結合剤を用いて各不織布を作製して、以下の方法により各種特性を評価した。かかる不織布からなる吸音材を図１のタイヤ構成に従ってタイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤに貼着し、サイズ１７×７ＪＪ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、以下の方法により各種性能の評価に供した。結果を表１に示す。

《不織布の平均密度》
表１に示す不織布の平均密度（ｋｇ／ｍ³）を、不織布の目付（ｇ／ｍ²）／不織布厚み（ｍｍ）により規定した。

《繊維量および結合剤量》
作製した不織布総重量１００質量％中における繊維の量（質量％）および結合剤の量（質量％）を各々測定した。

《不織布の曲げ剛性》
不織布の曲げ剛性を、下記式に従い、不織布の押し込み量１０ｍｍあたりの不織布への押し込み力（Ｎ）として算出した。
押し込み力（Ｎ）／押し込み量（１０ｍｍ）

《厚み》
上記不織布からなる吸音材の、タイヤ内面に対する上下方向の厚み（ｍｍ）を測定した。

《吸音効果》
上記タイヤを装着した上記車両を、速度６０ｋｍ／ｈ、距離３０，０００ｋｍでアスファルト走行させた際における運転席での車内騒音を測定し、周波数分析（ｄＢ）した。２３０Ｈｚ付近に見られるピークが空洞共鳴のピークである。数値が大きい程、吸音効果に優れることを示す。

《走行後剥がれ》
上記走行時厚み保持性を評価した後、上記タイヤを２週間放置し、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、比較例１〜２に比べ、不織布の曲げ剛性が１．０〜２０．０Ｎ／１０ｍｍの範囲内である実施例１〜５は、良好な吸音効果を保持しつつタイヤ内面からの剥がれを有効に防止していることがわかる。
さらに、実施例１〜２に比べ、結合剤を特定の量で含有させた不織布を採用した実施例３〜５は、より好適な範囲の曲げ剛性を実現し、より優れた吸音効果を発揮しつつタイヤ内面からの剥がれを有効に防止していることがわかる。

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
Ｒリム

Claims

タイヤ内面に不織布からなる吸音材を貼着してなり、前記不織布の曲げ剛性が１．０〜２０．０Ｎ／１０ｍｍであることを特徴とするタイヤ。
前記不織布が結合剤により結合してなる繊維で構成されてなり、かつ
前記不織布の総重量１００質量％中に、前記繊維が６０〜８０質量％、前記結合剤が２０〜４０質量％の量で含まれることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
前記結合剤が、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エストラマー系樹脂から選ばれることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ。