JP2019515824A - 車両ホイール用防音セルフシールタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
「車両ホイール用防音セルフシールタイヤ」と題される工業発明の特許出願に添付される。Milanに本社があるイタリアの企業であるPIRELLI TYRE S.P.A.を代理する。代理人:選任書を参照されたい。
セルフシールタイヤは、タイヤに穴を開けるとがった物体に付着可能なシールエラストマー組成物の少なくとも1つの層を内部に含むタイヤである。シールエラストマー組成物は、とがった物体が放出または除去されるときに穴の内部に引き込まれるように作製され、それによって穴自体がシールされ、タイヤからの空気の漏れが防止される。
自動車産業では、運転者および同乗者の快適さの改善、特に車両、特に高性能車両の騒音の低減に対する要求が高まっている。さらに、騒音がより少ないことに加えて、同時にセルフシール性であるタイヤ、すなわち穴あき事象においてセルフシールが得られ安全に走行できるタイヤを有する必要性が感じられる。
カーカス構造と;
上記カーカス構造に対して半径方向外側位置にあるトレッドバンドと;
カーカス構造に対して半径方向内側位置に取り付けられた気密エラストマー材料の層(ライナー)と;
気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられ、トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するシールエラストマー組成物の層と;
任意選択で、シール組成物の層の半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられた自己支持フィルムと;
シールエラストマー組成物の層の、または存在する場合には自己支持フィルムの、半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられた騒音低減要素とを含み、
上記騒音低減要素が、独立マクロ気泡を好ましくは有する独立気泡発泡ポリオレフィン材料を含む、車両ホイール用防音セルフシールタイヤである。
i)加硫され成形されたタイヤであって、少なくとも:
カーカス構造と;
カーカス構造に対して半径方向外側位置にあるトレッドバンドと;
カーカス構造に対して半径方向内側位置に取り付けられた気密エラストマー材料の層(ライナー)とを含むタイヤを提供することと;
ii)気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部に、トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するシールエラストマー組成物の層を取り付けて、セルフシールタイヤを提供することであって、任意選択で、シール組成物の層の半径方向内側面に自己支持フィルムが取り付けられていることと;
iii)独立気泡発泡ポリオレフィン材料を含む騒音低減要素を提供することであって、独立気泡発泡ポリオレフィン材料は、好ましくは独立マクロ気泡を有し、任意選択で穿孔されることと;
iv)上記セルフシールタイヤの任意選択の自己支持フィルムの半径方向内側面の少なくとも一部を任意選択でクリーニングすることと;
v)タイヤの任意選択の自己支持フィルムの半径方向内側面の、任意選択でクリーニングされた少なくとも一部に、および/または上記騒音低減要素の半径方向外側になる表面に、接着剤を任意選択で塗布することと;
vi)上記騒音低減要素の任意選択で粘着付与された表面を、エラストマーシール組成物の層の半径方向内側面の少なくとも一部に接着し、または、存在する場合には自己支持フィルムの半径方向内側面の任意選択でクリーニングされ粘着付与された少なくとも一部に接着して、防音セルフシールタイヤを提供することとを含む。
i)加硫され成形されたセルフシールタイヤであって、少なくとも:
カーカス構造と;
カーカス構造に対して半径方向外側位置にあるトレッドバンドと;
カーカス構造に対して半径方向内側位置に取り付けられた気密エラストマー材料の層(ライナー)と;
気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部の上に取り付けられ、トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するシールエラストマー組成物の層と;
シール組成物の層の半径方向内側面に取り付けられた自己支持フィルムとを含むタイヤを提供することと;
iii)独立気泡発泡ポリオレフィン材料を含む騒音低減要素を提供することであって、独立気泡発泡ポリオレフィン材料は、好ましくは独立マクロ気泡を有し、任意選択で穿孔されることと;
iv)任意選択で、上記タイヤの自己支持フィルムの半径方向内側面の少なくとも一部をクリーニングする、またはフィルムを除去することと;
v)存在する場合には自己支持フィルムの半径方向内側面の任意選択でクリーニングされた少なくとも一部に、および/または上記騒音低減要素の半径方向外側になる表面に、接着剤を任意選択で塗布することと;
vi)上記騒音低減要素の任意選択で粘着付与された表面を、存在する場合には自己支持フィルムの半径方向内側面の任意選択でクリーニングされ粘着付与された少なくとも一部に接着し、またはフィルムが除去された場合は、エラストマーシール組成物の層に直接接着して、防音セルフシールタイヤを提供することとを含む。
添付の図面は、示唆するために提供され、したがって非限定的な目的でのみ提供される。
「phr」(“parts per hundred of rubber”(ゴム100部当たりの部数)の頭字語)という用語は、全エラストマーベース100重量部当たりの重量部を示している。全エラストマーベース100部の計算に、任意の添加剤(任意のエラストマー樹脂または伸展油など)は考慮されない。
本発明による防音シールシーリング(seal-sealing)タイヤは、個別にまたは別のものとの組合せで採用される以下の好ましい特徴の少なくとも1つを示すことができる。
(a)少なくとも1つの不飽和スチレン系熱可塑性エラストマー、および/または
(b)少なくとも1つのジエンエラストマー;
(c)任意選択で少なくとも1つの架橋剤;
(d)少なくとも1つの粘着付与樹脂、
(e)任意選択で少なくとも1つの可塑剤、
(f)任意選択で少なくとも1つの補強用フィラー、
(g)任意選択で少なくとも1つの均質剤、および
(h)任意選択で少なくとも1つの素練り促進剤を含む。
(a)20phr〜100phrの少なくとも1つの不飽和スチレン熱可塑性エラストマー、
(b)0〜80phrの少なくとも1つの天然または合成ジエンエラストマー、
(c)0.1〜6phrの少なくとも1つの架橋剤、
(d)20〜200phr、好ましくは30phr〜150phrの少なくとも1つの粘着付与樹脂、および任意選択で
(e)10〜200phr、好ましくは20〜60phrの可塑剤(油または液体ポリマー)、および
(f)1〜40phr、好ましくは5〜30phrの少なくとも1つの補強用フィラーを含む。
(b)55〜95phrの1つ以上の天然または合成ジエンエラストマー、
(b’)5〜45phrの1つ以上の予備架橋したエラストマー、
(d)5〜50phrの少なくとも1つの粘着付与樹脂、および
(f)1〜40phrの少なくとも1つの補強用フィラーを含むことができる。
(c)0.1〜6phrの少なくとも1つの架橋剤、および/または
(e)25〜65phrの可塑剤(油または液体ポリマー)、および/または
(g)約1phr〜約20phrの少なくとも1つの均質剤、および/または
(h)0.05phr〜1phrの少なくとも1つの素練り促進剤をさらに含むことができる。
国際公開第2011064698号に記載の:
40〜80phr、好ましくは50phr〜70phrの合成または天然のエラストマー、
20phr〜60phr、好ましくは30phr〜50phrのエラストマーブロックポリマー、好ましくはスチレン−ブタジエンエラストマー(SBR)、
40〜60phr、好ましくは50phr〜60phrのプロセスオイル、
15〜60phr、好ましくは20phr〜40phrの少なくとも1つの粘着付与剤;および
1phr〜40phr、好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1つの補強用フィラーを含む組成物(これらの成分は、その説明の中で定義されている);
国際公開第2013093608号に記載の
少なくとも約20phrの少なくとも1つの不飽和スチレン熱可塑性エラストマー、
0〜80phrの少なくとも1つのジエンエラストマー;
約0.1phr〜約6phrの架橋剤を含む組成物(これらの成分は、その説明の中で定義されている);
米国特許出願公開第2012180923号に記載の
主要エラストマーとしての不飽和ジエンエラストマー;
30〜90phrの炭化水素樹脂;
Tg(ガラス転移温度)が−20℃未満である0〜60phrの液体可塑剤、および
0〜30phr未満の補強用フィラーを含む組成物(これらの成分は、その説明の中で定義されている);
米国特許第8609758号に記載の
主要エラストマーとしてのスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS);
200phrを超える希釈油(thinning oil)、および
ガラス転移温度(Tg)が0℃よりも高温の20phrを超える炭化水素樹脂
を含む組成物(これらの成分は、その説明の中で定義されている);
国際公開第2009143895号に記載の
55〜95phr、好ましくは65〜90phrの少なくとも1つの天然または合成のエラストマー;
5〜45phr、好ましくは10〜35phrの少なくとも1つの予備架橋したエラストマー、好ましくはスチレン−ブタジエンエラストマー;
5〜50phr、好ましくは20phr〜40phrの少なくとも1つの粘着付与剤、および
1〜40phr、好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1つの補強用フィラーを含む組成物(これらの成分は、その説明の中で定義されている);
米国特許出願公開第2004194862号に記載の
0.2〜20重量部の過酸化物、および
5〜50重量部の、エチレン/α−オレフィン液体ポリマー、液体ポリブタジエン、および液体ポリイソプレンからなる群から選択される少なくとも1つ、
50重量%以上のポリイソブチレンを含有する100重量部のゴムを含む組成物(これらの成分は、その説明の中で定義されている)
であってよい。
ポリアミド(たとえばYokohamaの欧州特許第1435301号、本出願人の国際公開第2011064698号に記載のもの、任意選択で、たとえばGoodyearの米国特許出願2009/0084482号におけるようなエラレストマーと混合もされる)、好ましくは、延伸されていない(キャストされた)ことが好ましいナイロン6、ナイロン12、ナイロン6,6、または米国特許出願公開第2012/0180923号に記載のArkemaより“Pebax”として販売される屈曲性ポリエステルセグメントを有するポリアミドブロックコポリマーから選択されるポリアミド;
ポリオレフィン(本出願人のイタリア特許出願第102015000086751号、およびたとえばMichelinの米国特許出願公開第2010/0300593号に記載されるようなもの、これらの全体が参照により本明細書に援用される)、好ましくはエチレン、プロピレン、C4−C20α−オレフィン、好ましくはC4−C10α−オレフィンのホモポリマーおよびコポリマー、ならびにそれらの混合物から選択されるポリオレフィン、より好ましくはエチレンホモポリマーおよびコポリマーおよびそれらの混合物から選択され、このようなポリオレフィンが4グラム/10分未満、好ましくは2グラム/10分未満、より好ましくは1.5グラム/10分未満、さらにより好ましくは1グラム/10分未満のメルトフローインデックス(MFI)(ASTM D1238、190℃/2.16Kg)を有するポリオレフィン;
たとえば本出願人の国際公開第2011064698号出願に記載のようなポリエステル;
たとえば、任意選択で高分子量可塑剤と混合される米国特許出願公開第2012/234449号に記載のもの、および米国特許出願公開第2010/0300593号(どちらもMichelin)に記載のものなどの塩素化ポリマー(PVC、PVDC);
たとえばMichelinの米国特許出願公開第2012/0199260号に記載のようなフッ素化エチレン−プロピレン(FEP)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素化ポリマー、好ましくはPTFE;
その全体が参照により本明細書に援用される国際公開第2015079384号に記載されるようなポリウレタン(TPU)、好ましくはTPUポリエーテル、
から選択される少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、80%、90%、およびそれを超える1つ以上のポリマーを含む熱可塑性フィルムである。
a)カーカス構造と、半径方向外側位置で上記カーカス構造に取り付けられたトレッドバンドと、半径方向内側位置で上記カーカス構造に取り付けられた気密エラストマー材料の層(ライナー)と、気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられ、トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するエラストマーシール組成物の層と、シール組成物の層の半径方向内側面に取り付けられた自己支持フィルムとを含むグリーンタイヤを、形成ドラム上に形成することと;
b)膨張可能な加硫チャンバーを配置することと;
c)上記グリーンタイヤ内で上記膨張可能なチャンバーを膨張させて、グリーンタイヤの形成、成形、および加硫を行い、加硫され成形されたセルフシールタイヤを得ることとを含む。
比較用タイヤと比較して本発明のタイヤのキャビティ音減衰およびセルフシール性能を評価するために、以下により詳細に記載されるように、完成した加硫セルフシールタイヤの自己支持フィルムの内面に騒音低減材料のストリップを取り付けることによって試料タイヤを作製した。
本出願人によって製造されたセルフシールタイヤのScorpion(商標)Verdeを使用した(比較用試料1)。このタイヤは、235/55R18のサイズを有し、騒音低減要素を除いたすべてのグリーン部品を組み立て、続いて成形および加硫を行うことによって作製された。
標準的な条件下で成形および加硫を行った後、タイヤの半径方向最内面、すなわちナイロンの自己支持フィルムの内面を、石けん水中に浸した軟質研磨用スポンジでクリーニングして、汚染物質を除去した。
それぞれ:
前述の規定のシール複合材料を含み、騒音低減要素は含まない(比較用C1−タイヤScorpion(商標)Verde);
前述の規定のシール複合材料および開放マイクロ気泡ポリウレタン騒音低減要素Bを含む(比較用試料C2);
前述の規定のシール複合材料および穿孔された独立マクロ気泡ポリエチレン騒音低減要素Aを含む(本発明のINV1、INV2およびINV3の試料)、
試料タイヤの防音性能を比較した。
衝撃試験(ハンマー試験)
基本的に品質タイプの試験であるこの内部試験は、キャビティ音の減衰における有効性に基づく材料の予備的選択のために使用される。
この試験では、半無響室中で、騒音低減材料を有さない比較用タイヤC1、または従来のポリウレタン材料を含む比較用タイヤC2と比較される、本発明による防音セルフシールタイヤ(試料INV3)の騒音減衰性能が比較される。
この試験では、騒音低減要素を有さない比較用タイヤ(C1)、または従来のポリウレタン材料を含む比較用タイヤ(C2)と比較される、本発明によるセルフシールタイヤINV3の道路上での騒音減衰性能が比較される。
自動車のテストドライバーは、前述の運転条件において、同乗者室内で感じた騒音レベルに関して以下の意見を表した。
3.0barの圧力まで膨張させた本発明によるタイヤ275/45 R20 110W(試料INV3)に対して室内疲労試験を行い、この室内疲労試験は、80Km/hの一定速度、25℃の温度、1380Kgの一定荷重で、直径2.0mの道路上を400時間回転させ、80時間の間隔で、タイヤを停止させ取り外した後に騒音低減層の完全性を検査することで構成された。本発明によるタイヤINV3は、中間劣化の兆候を示さず、所定の400時間を超えても騒音低減層の剥離や損傷が見られなかった。
本発明による防音セルフシールタイヤ(試料INV3)について、前述の半無響室中の疲労試験の前後に、音響性能を測定した。
比較用試料のタイヤC2および本発明によるINV3を標準リム上に取り付け、2.4barの圧力まで膨張させた。
40mmの長さを有する直径3、4、5mmの釘(タイヤ1つ当たり12本)を:
厚さ約18ミクロンのポリアミドフィルムおよび表2による3.6mmのシール組成物を有し騒音低減要素を有さないセルフシール複合材料(比較用C1);
厚さ約18ミクロンのポリアミドフィルムおよび表2による3.6mmのシール組成物およびポリウレタン騒音低減材料Bを有するセルフシール複合材料(比較用C2);
厚さ約18ミクロンのポリアミドフィルムおよび表2の3.6mmシール組成物および本発明による穿孔された独立マクロ気泡ポリエチレン騒音低減材料Aを有する(INV3)セルフシール複合材料
をそれぞれ含むタイヤのトレッド中に打ち込んだ。
Claims (14)
- 車両ホイール用防音セルフシールタイヤであって:
カーカス構造と;
前記カーカス構造に対して半径方向外側位置にあるトレッドバンドと;
前記カーカス構造に対して半径方向内側位置に取り付けられた気密エラストマー材料の層(ライナー)と;
前記気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられ、前記トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するシールエラストマー組成物の層と;
任意選択で、前記シール組成物の層の半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられた自己支持フィルムと;
前記シールエラストマー組成物の層、または存在する場合には前記自己支持フィルムの、半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられた騒音低減要素とを含み、
前記騒音低減要素が、独立マクロ気泡を好ましくは有する少なくとも1つの独立気泡発泡ポリオレフィン材料を含む、車両ホイール用防音セルフシールタイヤ。 - 前記シールエラストマー組成物が、
(a)少なくとも1つの不飽和スチレン系熱可塑性エラストマー、および/または
(b)少なくとも1つのジエンエラストマー;
(c)任意選択で少なくとも1つの架橋剤;
(d)少なくとも1つの粘着付与樹脂、
(e)任意選択で少なくとも1つの可塑剤、
(f)任意選択で少なくとも1つの補強用フィラー、
(g)任意選択で少なくとも1つの均質剤、および
(h)任意選択で少なくとも1つの素練り促進剤
を含む、請求項1に記載のタイヤ。 - 前記シールエラストマー組成物が:
(a)20phr〜100phrの少なくとも1つの不飽和スチレン熱可塑性エラストマーと、
(b)0〜80phrの少なくとも1つの天然または合成ジエンエラストマーと、
(c)0.1〜6phrの少なくとも1つの架橋剤と、
(d)20〜200phr、好ましくは30phr〜150phrの少なくとも1つの粘着付与樹脂と、任意選択で
(e)10〜200phr、好ましくは20〜60phrの可塑剤と、
(f)1〜40phr、好ましくは5〜30phrの少なくとも1つの補強用フィラーとを含む;または
(b)55〜95phrの1つ以上の天然または合成ジエンエラストマーと、
(b’)5〜45phrの1つ以上の予備架橋したエラストマーと、
(d)5〜50phrの少なくとも1つの粘着付与樹脂と、
(f)1〜40phrの少なくとも1つの補強用フィラーと
を含む、請求項1または2に記載のタイヤ。 - 前記シールエラストマー組成物の層が、1.5mmを超え、好ましくは2mmを超え、および/または5mm未満、好ましくは4mm未満の厚さを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記自己支持フィルムが存在し、1つ以上のポリアミド、または1つ以上のポリオレフィンを含む熱可塑性フィルムである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記発泡ポリオレフィン材料が、ASTM D3576に準拠して少なくとも1.5mm、より好ましくは少なくとも3mm、さらにより好ましくは少なくとも4mmの平均サイズを有する独立マクロ気泡を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記発泡ポリオレフィン材料が独立マクロ気泡を有し、方法BS 4443/1 Met.4に準拠して測定して25mm中に30未満、好ましくは20未満、より好ましくは10未満の気泡数を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 独立気泡を有する前記発泡ポリオレフィン材料が、エチレン、プロピレン、C4−C20α−オレフィンホモポリマーおよびコポリマー、またはそれらの混合物から選択され、好ましくはエチレンホモポリマーおよびコポリマーまたはそれらの混合物から選択されるポリオレフィン材料の発泡によって得られ、好ましくは前記ポリオレフィン材料は0.940g/cm3以下の密度、好ましくは0.910〜0.940g/cm3の間の密度を有する低密度ポリエチレン(LDPE)である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記発泡ポリオレフィン材料が40Kg/m3以下、好ましくは30Kg/m3以下、より好ましくは25Kg/m3以下の密度を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 独立気泡を有し、好ましくは独立マクロ気泡を有する前記発泡ポリオレフィン材料が、
前記材料自体の表面10cm2当たり、少なくとも1個の穿孔、好ましくは、少なくとも5個、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個の穿孔を含む;および/または
前記穿孔によって開放された気泡を少なくとも10%、好ましくは少なくとも20%、より好ましくは少なくとも25%含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のタイヤ。 - 前記穿孔された発泡ポリオレフィン材料の前記穿孔が、0.01mmを超え、好ましくは0.1mmを超え、好ましくは0.5mmを超える平均幅を有する、請求項10に記載のタイヤ。
- 前記発泡ポリオレフィン材料の厚さが少なくとも5mm、好ましくは5〜50mm、より好ましくは7〜40mm、さらにより好ましくは10〜30mmである、請求項1〜11のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 車両ホイール用防音セルフシールタイヤの製造方法であって:
i)加硫され成形されたタイヤであって、少なくとも:
カーカス構造と;
前記カーカス構造に対して半径方向外側位置にあるトレッドバンドと;
前記カーカス構造に対して半径方向内側位置に取り付けられた気密エラストマー材料の層とを含むタイヤを提供することと;
ii)前記気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部に、前記トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するシールエラストマー組成物の層を取り付けて、セルフシールタイヤを提供することであって、任意選択で、前記シール組成物の層の半径方向内側面に自己支持フィルムが取り付けられていることと;
iii)独立気泡発泡ポリオレフィン材料を含む騒音低減要素を提供することであって、前記独立気泡発泡ポリオレフィン材料は、好ましくは独立マクロ気泡を有し、任意選択で穿孔されることと;
iv)前記セルフシールタイヤの任意選択の前記自己支持フィルムの半径方向内側面の少なくとも一部を任意選択でクリーニングすることと;
v)前記タイヤの任意選択の前記自己支持フィルムの半径方向内側面の、任意選択でクリーニングされた前記少なくとも一部に、および/または前記騒音低減要素の半径方向外側になる表面に、接着剤を任意選択で塗布することと;
vi)前記騒音低減要素の任意選択で粘着付与された前記表面を、前記エラストマーシール組成物の層の半径方向内側面の少なくとも一部に接着し、または、存在する場合には前記自己支持フィルムの半径方向内側面の任意選択でクリーニングされ粘着付与された少なくとも一部に接着して、防音セルフシールタイヤを提供することと、
を含む製造方法。 - 車両ホイール用防音セルフシールタイヤの製造方法であって:
i)加硫され成形されたセルフシールタイヤであって、少なくとも:
カーカス構造と;
前記カーカス構造に対して半径方向外側位置にあるトレッドバンドと;
前記カーカス構造に対して半径方向内側位置に取り付けられた気密エラストマー材料の層と;
前記気密エラストマー材料の層の半径方向内側面の少なくとも一部に取り付けられた、前記トレッドバンドの少なくとも一部において軸方向に延在するシールエラストマー組成物の層と;
前記シール組成物の層の半径方向内側面に取り付けられた自己支持フィルムとを含むタイヤを提供することと;
iii)独立気泡発泡ポリオレフィン材料を含む騒音低減要素を提供することであって、前記独立気泡発泡ポリオレフィン材料は、好ましくは独立マクロ気泡を有し、任意選択で穿孔されることと;
iv)任意選択で、前記タイヤの前記自己支持フィルムの半径方向内側面の少なくとも一部をクリーニングする、または前記フィルムを除去することと;
v)存在する場合には前記自己支持フィルムの半径方向内側面の任意選択でクリーニングされた前記少なくとも一部に、および/または前記騒音低減要素の半径方向外側になる表面に、接着剤を任意選択で塗布することと;
vi)前記騒音低減要素の任意選択で粘着付与された前記表面を、存在する場合には前記自己支持フィルムの半径方向内側面の任意選択でクリーニングされ粘着付与された前記少なくとも一部に接着し、または前記フィルムが除去された場合は、前記エラストマーシール組成物の層に直接接着して、防音セルフシールタイヤを提供することと、
を含む製造方法。
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