JP2020093776A - シーラント層及び吸音材層を含むタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】パンク発生時の自己修復（セルフシーリング）ができると共に、騒音低減性能を有するタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１は、タイヤ１の内側面に取り付けられた吸音材層３と、タイヤ１の内側面と吸音材層３との間に配置され、吸音材層３をタイヤ１の内側面に取り付けるシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）を有するシーラント層２とを含む。タイヤ１は、タイヤ１の内側面に塗布されたシーラント層２の上に吸音材層３を取り付けて、パンク発生時の自己修復ができるとともに、騒音低減性能を有し、吸音材の平均気孔サイズを増加させることにより、シーラントと吸音材との間の比表面積を減らしてシーラントの流動性を向上させた。【選択図】図１

Description

本発明は、シーラント層及び吸音材層を含むタイヤに関するものであって、より詳しくは、タイヤの内側面に塗布されたシーラント層の上に、吸音材層を取り付けて、パンク発生時の自己修復(self repairing; self sealing)ができるとともに、騒音低減性能を有するタイヤに関するものである。

自動車性能の進展は、高速走行に対する一般ドライバーの欲望を刺激し、そのために、様々な自動車部品及び装置が共に発展してきた。高速走行時のタイヤのパンクは、ドライバーと同乗者の安全を大きく脅かし、車両が操向性を失って、周辺の人や物に危害を与える大事故につながる可能性がある。これを防止するために、タイヤの内側に、パンクした穴を補修することができるシーラント（Ｓｅａｌａｎｔ）を入れる技術や、パンクしたタイヤがペチャンコにならないように、堅い補助物質を加える技術（Ｒｕｎ−ｆｌａｔ）を用いたタイヤが開発され実用化された。

一方、自動車の騒音に関連して、政府による規制強化や電気自動車のニーズが高まるにつれて、タイヤから発生する騒音低減の要求がますます増加する傾向にある。しかし、最近のタイヤの開発動向は、タイヤ路面に接触するトレッド部が広幅からなっており、タイヤの側面に該当するサイドウォール（Ｓｉｄｅ ｗａｌｌ）の高さが低い（タイヤの扁平率が低い）ＵＨＰ（Ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）タイヤが脚光を浴びている。

このようなタイヤは、構造的な特性に起因し、サイドウォールの剛性が増加して路面から伝達された衝撃を、タイヤ自体の構造で適切にダンピング（Ｄａｍｐｉｎｇ）する（減衰させる）役割を果たすことができないことから、騒音の誘発に関わる音圧を上昇させる結果を招く。このことは、タイヤ内部（Ｃａｖｉｔｙ）で空気振動を発生させて車両の内部まで騒音が伝達され、ドライバーがこれを感知するようになり、走行時の乗り心地を低下させるということの原因となる（以下、空気振動に伴う騒音は、まとめて、「共鳴音」と呼ぶ）。これにより、タイヤメーカーでは、開放型セル（open cell；連通気泡）を有しているポリウレタン材質の発泡体（吸音材）を活用して、タイヤ内部から発生する騒音を低減させるタイヤを提案している。

しかし、一般的なタイヤとは異なり、自己修復タイヤは、内部に高分子物質が塗布されているため、その物質の上にタイヤ内部の騒音を低減させることができる吸音材を装着する場合、パンク部位の修復性能が急激に低下してしまい、固有の役割を果たすことができなくなる。また、吸音材を他の部位に装着する場合、特にサイドウォール部に吸音材を装着する場合、タイヤとホイールの結合に干渉が生じて吸音材が破損する。ホイールに吸音材を装着する場合にも、騒音低減性能が著しく低下してしまい、本来の機能ができなくなる可能性がある。

そこで、自己修復タイヤに吸音材を装着することで、パンクが発生した際に特殊物質が自己修復を行うことができるとともに、取り付けられた吸音材によって共鳴音を低減させることもできるというタイヤの開発が求められる。

日本特許5475727（KR10-1356402B） 国際公開WO2011/009909A（特表2012-533669）

本発明の目的は、タイヤの内側面に塗布されたシーラント層の上に吸音材層を取り付けることで、パンク発生時の自己修復(セルフシーリング; self sealing)ができるとともに騒音低減性能を有しており、吸音材の平均気孔サイズを増加させることにより、シーラントに接触しうる、吸音材の体積あたりの比表面積を減らしてシーラントの流動性を向上させるのであり、釘がタイヤとシーラントを貫通して吸音材に到達した際にも、釘の表面に接触しうる、吸音材の体積あたりの比表面積を減少させて、吸音材の微細な小片がシーラントの機能を低下させることを防止し、騒音低減性能も維持することができるタイヤを提供することである。

本発明の一実施例に係るタイヤは、タイヤの内側面に取り付けられた吸音材層と、前記タイヤの内側面と前記吸音材層との間に配置され、前記吸音材層を前記タイヤの内側面に付着させるシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）を有するシーラント層とを含み、前記吸音材層は、平均気孔サイズが１，２００μｍ〜２，４００μｍである第１多孔性材料を含む。

前記吸音材層は、前記第１多孔性材料の上に積層された第２多孔性材料をさらに含み、前記第１多孔性材料の片方の面は、前記シーラント層によって前記タイヤの内側面に取り付けられ、前記第１多孔性材料のもう片方の面に前記第２多孔性材料が積層されてもよい。

前記第２多孔性材料は、平均気孔サイズが１００μｍ〜１，２００μｍであってもよい。

前記第１多孔性材料は、密度が２５ｋｇ／ｍ^３〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、硬度が１０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであり、引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であり、伸長率が７０％以上であり、前記第２多孔性材料は、密度が２０ｋｇ／ｍ^３〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、硬度が１０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであり、引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であり、伸長率が７０％以上であってもよい。

前記吸音材層の厚さは２０ｍｍ〜６０ｍｍであり、前記第１多孔性材料の厚さは、前記吸音材層全体の厚さの３０長さ％〜９０長さ％であってもよい。

本発明のタイヤは、タイヤの内側面に塗布されたシーラント層の上に吸音材層を取り付けて、パンク発生時の自己修復ができる上、騒音低減性能を有し、吸音材の平均気孔サイズを増加させることにより、シーラントと吸音材との間の比表面積を減らしてシーラントの流動性を向上させ、釘がタイヤとシーラントを貫通して吸音材に到達した時も、釘の表面と吸音材の付着比表面積を減少させて、吸音材の微細な小片がシーラントの機能を低下させることを防止し、騒音低減性能も維持することができる。

本発明の一実施例に係るタイヤの、タイヤ幅方向に切断した断面斜視図である。 本発明の他の一実施例に係るタイヤの、図１と同様の切断斜視図である。 実験例1でタイヤの騒音測定の結果を示すグラフである。

以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について添付の図面を参照し詳しく説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で具現することができ、ここで説明する実施例及び図面に限定されない。

本発明の一実施例に係るタイヤは、タイヤの内側面に取り付けられた吸音材層と、前記タイヤの内側面と前記吸音材層との間に配置されるシーラントを有するシーラント層とを含む。

前記タイヤは、インナーライナーの内側面（タイヤのキャビティ）に、特殊な高分子物質を有するシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）が塗布されているため、タイヤトレッドの部位にて、釘や鋭い異物によってパンクが発生した場合、前記シーラントがパンク部位をすぐに修復して空気漏れを防ぐので、運転中に道路の路肩に車を止めてタイヤを交換することなしに走行が可能な、シーラントタイヤである。

また、前記タイヤは、内部に、発泡体、すなわち多数の気孔を有する多孔性材料が取り付けられているため、走行中にタイヤ内部の空気層が、タイヤ路面から発生する振動によって加振されて生じる、共鳴音を低減させるサイレント（ｓｉｌｅｎｔ）タイヤである。

しかし、このような２つの性能を同時に達成するためには、次のような問題がある。すなわち、一般的な吸音材は、ポリウレタンなどの素材を発泡（Ｆｏａｍｉｎｇ）させて製造されることにより、多数の微細な気孔が密に分布している。この吸音材をタイヤインナーライナーに塗布されているシーラントの上に取り付けると、釘などの異物がタイヤを貫通した際、前記吸音材層まで到達するようになり、釘が抜ける際、前記シーラントのべたべたする特性によって、前記吸音材の微細な小片がくっ付いて一緒に取れてしまい、こうした吸音材の微細な小片が前記シーラントの修復能力を阻害させる要因として働く虞がある。また、シーラント層の上にて微細な気孔が密に形成されている吸音材層と、シーラントの上層とが密に物理的に結合されて、シーラントの流動性を低下させるようになることで、前記シーラントの機能を低下させる虞がある。

こうした問題を解決するために、前記吸音材を、前記インナーライナーの配置箇所以外の、前記シーラントが塗布されていない位置に配置したり、ホイールに巻いておいたりすると、前記吸音材の吸音性能が著しく低下する可能性がある。また、前記タイヤを前記ホイールに装着する際にも、邪魔になって、使用上、問題を生じる可能性がある。

また、前記吸音材層と前記シーラント層を分離させるためには、別途の構造物を設けたり、前記吸音材層が走行中に圧縮された際に前記シーラント層と結合しないようにする、別途の構造物を設けたりする必要がある。ところが、別途の構造物を設けることは、回転するタイヤには適さない技術である。

そこで、本発明のタイヤは、前記吸音材の平均気孔サイズを増加させることにより、前記シーラントと前記吸音材との間の比表面積を減らして前記シーラントの流動性を向上させ、釘が前記タイヤと前記シーラントを貫通して前記吸音材層に到達した時も、釘の表面と前記吸音材の付着比表面積を減少させて、前記吸音材の微細な片が前記シーラントの機能を低下させることを防止し、騒音低減性能も維持できるようにしたものである。

図１は、本発明の一実施例に係る空気圧タイヤの切断斜視図である。図１を参照すると、本発明に係るタイヤ１は、内側面に塗布されたシーラント層２及び前記シーラント層２の上に取り付けられた吸音材層３を含む。

前記シーラント層２は、前記タイヤ１の内側面に塗布され、前記タイヤ１が内側にインナーライナーを含む場合、前記シーラント層２は、前記インナーライナーの上に位置することができる。

前記シーラント層２は、前記タイヤ１の内側面の一部又は全面に塗布されてもよく、好ましくは、前記タイヤ１の接地面に対応する内側面のみに塗布されてもよい。これは、前記タイヤ１が異物によって主に貫通される部分が、前記タイヤ１の接地面であるからである。これにより、前記シーラント層２の幅は、前記タイヤ１トレッド部の幅に対して１００％〜１２０％（長さ％）であってもよい。

また、前記シーラント層２の厚さは２ｍｍ〜８ｍｍであってもよい。前記シーラント層２の厚さが前記範囲内である場合、前記シーラントの流れ特性に影響を与えることなく、釘又は突起によって発生するパンクに対して確実に自己修復を行うことができる。

前記シーラント層２としては、ゴム成分を含むシーラント組成物を架橋反応させたものを用いたり、架橋されたゴム成分を含むシーラント組成物を架橋なしで用いたりすることができる。前記シーラント組成物としては、粘着性を有するものであれば特に限定されず、タイヤ１のパンクのシーリングに用いられる通常のゴム組成物を使用することができる。

ただし、一例として、前記シーラント組成物としては、ブチル系ゴムを主成分として含むシーラント組成物を使用することができるのであり、その他にも、天然ゴム系化合物、シリコーン(silicone)系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物又はエチレン系化合物を含むシーラント組成物も使用することができる。

前記ブチル系ゴムとしては、ブチルゴム（ＩＩＲ）、又は臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）などのハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）などを使用することができる。

また、前記シーラント組成物は、ゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などのジエン系ゴムなどをさらに含むこともできる。ただし、流動性などの観点から、前記シーラント組成物のゴム成分中における前記ブチル系ゴムの含有量は、９０重量％以上であることが好ましい。

前記シーラント組成物は、ポリイソブチレンをさらに含むことができ、前記ポリイソブチレンは、１，０００ｇ／ｍｏｌ〜１０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有することができる。また、前記ポリイソブチレンは、前記ゴム成分１００重量部に対して、１００重量部〜５００重量部で含まれてもよい。前記ポリイソブチレンの含有量が１００重量部未満であると、物質の流れ性が低下する虞があり、５００重量部を超過すると、前記物質の形態安定性が低下する虞がある。

一方、前記シーラント組成物は、液状ポリマーをさらに含むことができる。前記液状ポリマーは、液状ポリブテン、液状ポリイソブテン、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエン、液状ポリα−オレフィン、液状イソブチレン、液状エチレンα−オレフィン共重合体、液状エチレンプロピレン共重合体、液状エチレンブチレン共重合体などであってもよい。前記液状ポリマーは、前記ゴム成分１００重量部に対して、５０重量部〜１，０００重量部で含まれてもよく、より詳しくは、１５０重量部〜５００重量部で含まれてもよい。前記液状ポリマーの含有量が５０重量部未満である場合、物質の流れ性が低下する虞があり、１，０００重量部を超過する場合、前記物質の形態安定性が低下する虞がある。

前記シーラント組成物は、無機添加剤をさらに含むことができる。前記無機添加剤は、前記シーラント組成物の補強性を調節するためのものであり、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ、及びこれらの混合物からなる群から選択されるものを使用することができる。ここで、前記無機添加剤は、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０重量部〜１００重量部で含まれてもよく、好ましくは、３０重量部〜６０重量部で含まれてもよい。

また、前記シーラント組成物は、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、接着剤、及びこれらの混合物、からなる群から選択される添加剤をさらに含むことができる。

前記加硫剤は、前記シーラント組成物の架橋を助けるものであり、前記ゴム成分１００重量部に対して、１重量部〜２０重量部で含まれてもよく、好ましくは、５重量部〜１０重量部で含まれてもよい。

前記加硫剤としては、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、ビスマレイミド類、ベンゾキノン誘導体、フェノリック加硫剤、酸化マグネシウムなどの酸化金属酸化物を用いることができる。前記硫黄系加硫剤は、粉末硫黄（Ｓ）、不溶性硫黄（Ｓ）、沈降硫黄（Ｓ）、コロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ）硫黄などの無機加硫剤を用いることができる。

前記加硫促進のための加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか一つを使用することができる。ここで、前記加硫促進剤は、前記ゴム成分１００重量部に対して、０重量部〜１０重量部で含まれてもよく、好ましくは、３重量部〜５重量部で含まれてもよい。

前記加硫促進助剤は、前記加硫促進剤と併用して、その促進効果を完全なものにするために用いられる配合剤であって、酸化亜鉛とステアリン酸を共に使用することができる。前記酸化亜鉛と前記ステアリン酸を共に使用する場合、適切な加硫促進助剤としての役割を果たすために、それぞれ前記ゴム成分１００重量部に対して、１重量部〜５重量部及び０．５重量部〜３重量部で使用することができる。

また、前記シーラント組成物の接着力を向上させるための接着剤としては、フェノール系レジン、ロジン（ｒｏｓｉｎ）系樹脂、又はテルペン（ｔｅｒｐｅｎｅ）系樹脂などの天然樹脂系と、クマロン-インデン樹脂などの石油樹脂、又はアルキルフェノール系（ノボラック）樹脂などの合成樹脂をベースとするものを使用することができる。ここで、接着剤は、前記ゴム成分１００重量部に対して、０重量部〜１０重量部で含まれてもよく、好ましくは、３重量部〜５重量部で含まれてもよい。

一方、前記吸音材層３は、前記タイヤ１の内部空間で発生する共鳴騒音を低減するためのものであって、前記吸音材層３は、前記タイヤ１の円周方向に延長したシート形状であってもよい。すなわち、前記吸音材層３は、シート形状で、前記タイヤ１の円周方向に沿って延長し、その両端が互いに合わされて、前記タイヤ１のようにリング形状になってもよい。

また、前記吸音材層３は、２０ｍｍ〜６０ｍｍ、より詳しくは、３０ｍｍ〜６０ｍｍまたは３５ｍｍ〜６０ｍｍの厚さを有し、前記タイヤ１トレッド部の幅に対して、１０％〜１２０％の幅を有することができる。前記吸音材層３の厚さが３５ｍｍ未満、３０ｍｍ未満または２０ｍｍ未満である場合、騒音低減性能が低下する虞があり、６０ｍｍを超過する場合、走行時のタイヤ内部にて、吸音材の側を向いているリム表面との摩擦によって、吸音材が磨滅する虞がある。

前記吸音材層３は、平均気孔サイズが１，２００μｍ〜２，４００μｍである第１多孔性材料３１を含む。

すなわち、前記第１多孔性材料３１の平均気孔サイズは、従来吸音材として使用される多孔性材料の平均気孔サイズに比べて大きいものであって、これにより、前記シーラント層２と前記吸音材層３との間の比表面積を減らして前記シーラントの流動性を向上させ、釘などの異物が前記タイヤ１と前記シーラント層２を貫通して前記吸音材層３に到達した時も、釘の表面と前記第１多孔性材料３１の付着比表面積を減少させて、前記第１多孔性材料３１の微細な片が前記シーラントの機能を低下させることを防止し、騒音低減性能も維持することができる。

前記第１多孔性材料３１の平均気孔サイズが１，２００μｍ未満である場合、表面に接するシーラントの流動性が低下する虞があり、２，４００μｍを超過する場合、走行時の吸音材の耐久性が低下する虞がある。

前記多孔性材料は、多孔性不織布、多孔性フォーム（ｆｏａｍ）及びこれらの積層体からなる群から選択されるいずれか一つであってもよい。

具体的には、前記多孔性不織布は、ポリエステル系不織布又はポリスチレン系不織布であってもよく、前記多孔性フォームは、ポリエーテルポリオールを原料とするポリウレタンフォームであるエーテル系ポリウレタンフォーム、ポリエステルポリオールを原料とするポリウレタンフォームであるエステル系ポリウレタンフォーム、ポリエステルポリエーテルポリオールを原料とするポリウレタンフォームであるエーテル／エステル系ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの合成樹脂フォーム、エチレンプロピレンゴムフォーム（ＥＰＤＭフォーム）、ニトリルゴムフォーム（ＮＢＲフォーム）などのゴムフォームであってもよい。

前記ポリウレタンフォームは、一般的にポリイソシアネート化合物（ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）とポリオール（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）をウレタン反応させて製造することができる。

前記吸音材層３は、前記第１多孔性材料３１の上に積層された第２多孔性材料３２をさらに含むことができる。

図２は、本発明の他の一実施例に係る空気圧タイヤの切断斜視図であって、前記第２多孔性材料３２をさらに含む場合について図示する。

前記図２を参照すると、前記第１多孔性材料３１の片方の面は、前記シーラント層２によって前記タイヤ１の内側面に取り付けられ、前記第１多孔性材料３１のもう片方の面に前記第２多孔性材料３２が積層される。

前記第２多孔性材料３２は、平均気孔サイズが１００μｍ〜１，２００μｍであってもよく、より詳しくは、３００μｍ〜１，０００μｍであってもよい。

すなわち、前記第２多孔性材料３２の平均気孔サイズは、前記第１多孔性材料３１の平均気孔サイズよりも小さいものである。これにより、前記第１多孔性材料３１は、前記平均気孔サイズが前記第２多孔性材料３２に比べて相対的に大きくて、前記シーラント層２の流動性妨害を最小限に抑えながら、騒音低減に貢献し、前記第２多孔性材料３２は、前記平均気孔サイズが前記第１多孔性材料３１に比べて相対的に小さくて、前記第１多孔性材料３１よりも大きい騒音低減性能を有することができる。

ここで、前記第１多孔性材料３１の厚さは、前記吸音材層３全体の厚さの１０長さ％〜１００長さ％であってもよく、より詳しくは、３０長さ％〜９０長さ％であってもよい。前記第１多孔性材料３１の厚さが前記吸音材層３全体の厚さの１０長さ％未満である場合、貫通した釘が第２多孔性材料３２に触れるようになって、釘が抜ける際、吸音材の微細な片も一緒に抜けてしまい自己修復性能を低下させる虞があり、１００長さ％である場合、１００長さ％未満である場合よりも騒音低減性能が低下する虞がある。

また、前記第１多孔性材料３１は、密度が２５ｋｇ／ｍ^３〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、硬度が１０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであり、引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であり、伸長率が７０％以上であってもよい。

前記第１多孔性材料３１の密度が２５ｋｇ／ｍ^３未満である場合、耐久性が低下する虞があり、４０ｋｇ／ｍ^３を超過する場合、吸音材の重量が増加して、タイヤの性能に影響を与える可能性がある。前記第１多孔性材料３１の硬度が１０ｋｇｆ未満又は２０ｋｇｆを超過する場合、工程性が低下する虞がある。前記第１多孔性材料３１の引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２未満である場合、耐久性が低下する虞があり、記第１多孔性材料３１の伸長率が７０％未満である場合、耐久性が低下する虞がある。

前記第２多孔性材料３２は、密度が２０ｋｇ／ｍ^３〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、硬度が１０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであり、引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であり、伸長率が７０％以上であってもよい。

前記第２多孔性材料３２の密度が２０ｋｇ／ｍ^３未満である場合、耐久性が低下する虞があり、４０ｋｇ／ｍ^３を超過する場合、重量が増加して、タイヤの性能に影響を与える可能性がある。前記第２多孔性材料３２の硬度が１０ｋｇｆ未満又は２０ｋｇｆを超過する場合、工程性が低下する虞がある。前記第２多孔性材料３２の引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２未満である場合、耐久性が低下する虞があり、記第２多孔性材料３２の伸長率が７０％未満である場合、耐久性が低下する虞がある。

前記第１多孔性材料３１と前記第２多孔性材料３２は、様々な方法で取り付けることができる。一例として、前記第２多孔性材料３２は、接着剤又は両面接着テープなどにより、前記第１多孔性材料３１の上に取り付けられてもよい。

前記第２多孔性材料３２は、前記平均気孔サイズ又は前記密度などが異なるだけで、その材質などについては、前記第１多孔性材料３１と同じなので、その繰り返す説明は省略する。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について詳しく説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で具現することができ、ここで説明する実施例によって限定されるものではない。

［製造例：タイヤの製造］
下記表1のような物性を有する第１多孔性材料と第２多孔性材料を準備した。

−試験片：ＪＩＳ Ｋ６４００−１：2004の規定にしたがい、厚さ20mmで、幅及び長さ 200mmの試験片を、ウレタンフォームのスラブから切り出した。
−硬度：ＪＩＳ Ｋ６４００−２：2012
D法（25％定圧縮して、20秒後の力を求める方法）で求めた。
−引張強さ、伸び：ＪＩＳ Ｋ６４００−５：2012
−密度：ＪＩＳ Ｋ７２２２
−平均気孔サイズ：後述する乾式法開孔径試験（乾式AOS法）により求めた。この際は、試験片について、厚さのみ変更して5mmとした。

また、ブチルゴム１００重量部、ポリイソブチレン４００重量部、カーボンブラック添加剤４０重量部、及び硫黄系加硫剤２重量部を混合してシーラント組成物を製造し、これを１９５／６５Ｒ１５規格のタイヤの内側面に塗布した後、下記表２に示したように、多孔性材料を取り付けてタイヤを製造した。

下記表２において、比較例１は、前記吸音材層を含まない場合であり、比較例２は、前記第２多孔性材料のみを取り付けて吸音材層を形成したものであり、実施例１は、前記第１多孔性材料のみを取り付けて吸音材層を形成したものであり、実施例２は、前記第１多孔性材料をシーラント層に取り付けた後、前記第１多孔性材料の上に前記第２多孔性材料を、接着剤を用いて接着させて積層させて吸音材層を形成したものである。前記比較例２、実施例１及び実施例２の吸音材層全体の厚さは同一である。

［実験例：タイヤの性能測定］
前記製造されたタイヤについて、騒音、シーリング効果、高速耐久試験及び付着耐久試験を行い、その結果を下記表３及び図３に示した。前記図３において比較例は、前記比較例２を示す。

−騒音試験：突起物通過（Ｃｌｅａｔ ｉｍｐａｃｔ）試験装置を用いて、一定の間隔で突起物を通過しながら、タイヤ／ホイールの中心軸からの垂直方向の力の大きさの変化を通じて、タイヤ内部の共鳴音を測定した（突起物通過試験装置：タイヤ又はタイヤとサスペンションの結合体が突起物の衝撃を受けた時、車軸又はサスペンションの振動応答と振動減衰を測定する試験機）。

−シーリング効果：シーラントが塗布されたタイヤの自己修復性能を確認するために、特殊作製された小型（胴直径２．５ｍｍ）、中型（胴直径３．４ｍｍ）、大型（胴直径５．０ｍｍ）の釘を、それぞれ３個ずつ、合計９つの釘を用い、タイヤ内部にシーラントが塗布されているトレッド部位に突き刺してから抜いた後、30分後に、空気圧を測定した。初期の空気圧と同一で空気漏れがない場合を１００％と表示した。

−高速及び付着耐久試験：２４０ｋｍ／ｈの高速走行において一定の繰り返し周期で１００ｋｍ／ｈで減速及び加速で３４時間試験を行った後、吸音材層の付着性及び形状を維持しているかどうかについて、すなわち、剥離がないかどうか、及び、全体的な変形がないかどどうかについて、目視で評価した。

前記表３及び図３を参照すると、実施例１及び実施例２で製造されたタイヤの場合、前記比較例２で製造されたタイヤに比べて、シーリング効果が改善されたことがわかる。これは前記実施例１及び実施例２で製造されたタイヤは、前記第１多孔性材料を吸音材層として適用することにより、シーラントと吸音材との間の比表面積を減らしてシーラントの流動性を向上させ、釘がタイヤとシーラントを貫通して吸音材に到達した時も、釘の表面と吸音材の付着比表面積を減少させて、吸音材の微細な小片がシーラントの機能を低下させることを防止したからである。

また、前記実施例１及び実施例２で製造されたタイヤの場合、前記比較例１で製造されたタイヤに比べて、騒音性能が改善され、前記実施例２で製造されたタイヤの場合、前記実施例１で製造されたタイヤに比べて、騒音性能がさらに改善されたことがわかる。これは吸音材の平均気孔サイズを増加させることにより、シーラントの機能を低下させることを防止するのみならず、騒音低減性能も向上させる効果を得たものと考えられる。よって、タイヤの規格ごとに要求される吸音効果については、第１多孔性吸音材と第２多孔性吸音材の比率を調整したり、第２多孔性吸音材の厚さを調整したりすることにより、その効果のレベルを調整することができる。

本発明の好ましい一実施形態においては、下記のとおりである。

本実施形態のセルフシーリング(self sealing)・サイレントタイヤ１０は、乗用車用、または、バス・トラック用の通常の空気入りタイヤ(pneumatic tire)１と、その内面に、タイヤの全周にわたって貼り付けられるセルフシーリング・吸音部材２０とからなる。このセルフシーリング・吸音部材２０は、空気入りタイヤ１のインナーライナー１１の内面に貼り付けられるシーラント層２と、この内側に積層される多孔性の吸音材層３とからなる細長い積層シート材であり、タイヤのトレッド部１２をカバーする幅を有している。セルフシーリング・吸音部材２０は、タイヤの成形の後に、タイヤの内側に、トレッドに沿って貼り付けるようにして装着することができる。この装着の際、細長い積層シート材は、その両端が繋（つな）ぎ合わされて、リング状となる。この繋ぎ合わせのためには、細長い積層シート材の吸音材層３の両端について、ホットメルト接着剤などによる接着、超音波などを用いた溶着、または、縫合やステープラーによる結着を行うことができる。

吸音材層３には、樹脂またはゴムの連続気泡（open-cell）の発泡体シート、または、立体的な不織布、または、これらによる積層シートを用いることができる。発泡体シートとしては、非硬質のウレタンフォーム、ポリエチレンフォームもしくはその他の（非架橋または架橋の）ポリオレフィンフォームなどを用いることができ、また、ＥＰＤＭやニトリルゴムなどのゴムやエラストマーによる発泡体シートを用いることもできる。ここで、軟質ウレタンフォームを構成するジオールなどのポリオールとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、またはＴＨＦなどを重合させたポリエーテル鎖、及び／または、ポリエステル鎖を含むものを用いることができる。ポリエステル鎖としては、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸などと、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオールなどとを重縮合させたものや、ポリカプロラクトンなどを用いることができる。ウレタンフォームを製造するためのポリオールの分子量（GPC-光散乱法での重量平均分子量）は、例えば１，０００〜１０，０００でありうる。軟質ウレタンフォームのためのポリイソシアネートには、TDI, MDI, HDIなどの一般的なものを用いることができる。なお、軟質ウレタンフォームのシートとしては、連続コンベア上にて連続発泡させたスラブ品を切り出して用いることができる。

軟質ウレタンフォームとしては、特には、ポリオールとして、特許文献１（日本特許5475727）の方法により製造したものを用いることができる。すなわち、水酸基価が22〜36mgKOH/g（分子量が３０００〜３５００）であるポリプロピレングリコール７０〜９５重量％（特には約９０重量％）と、水酸基価が260〜325mgKOH/gであるポリカプラクトンジオール５〜３０重量％（特には約１０重量％）とからなるポリオール原料１００重量部に、MDIなどのポリイソシアネート２０〜３５重量部（特には３０〜３５重量部）を反応させて得ることができる。

吸音材層３をなす発泡体シートとしては、スキン・コア構造を有さず、気泡の径などが、表層及び芯部を通じて、均一であるものを用いるのが好ましい。また、製造・配合条件の調整や、製造後の適当な処理により、完全に連通気泡としたもの、例えば、立体網状体としたものを用いることができる。また、立体的な不織布も、繊維同士の融着や交絡などにより、同様の立体網状体としたものを用いることができる。不織布の製造には、スパンボンド法、メルトブローン法、エアレイド法などを用いることができる。

吸音材層３は、シーラント層２に接する第１多孔性材料層３１を少なくとも含み、第１多孔性材料層３１のみからなるか、または、タイヤ外側（シーラント層２の側）の第１多孔性材料層３１と、タイヤ内側（タイヤ中心の側）の第２多孔性材料層３２とからなる。第１多孔性材料層３１は、平均気孔サイズが、１，０００μｍ以上、１，２００μｍ以上、または１，４００μｍ以上であって、２，６００μｍ以下、２，４００μｍ以下、または２，２００μｍ以下である。第２多孔性材料層３１は、平均気孔サイズが、７０μｍ以上、１００μｍ以上、１５０μｍ以上、２００μｍ以上、または３００μｍ以上であって、１，５００μｍ以下、１，２００μｍ以下、または１，０００μｍ以下である。第１多孔性材料層３１の平均気孔サイズは、第２多孔性材料層３２の平均気孔サイズよりも、１，０００μｍ以上、７００μｍ以上、または、５００μｍ以上、大きい。

ここで、平均気孔サイズは、ジオテキスタイルの乾式法開孔径試験（乾式AOS法）により、次のようにして求めることができる。まず、５ｍｍの厚さの多孔体シートを切り出し、開孔径試験機（丸東製作所(株)の「AOS孔径分布試験装置SI-35」）に取り付ける。50グラムの均一な粒径のガラスビーズを多孔体シートの上に置き、装置全体を１０分間振動させる。この間に多孔体シートを通過したガラスビーズの質量を測定し、通過質量百分率を求める。この作業を、粒径の異なる数種の標準粒径ガラスビーズを用いて順次繰り返すことにより、ガラスビーズの粒径と透過率との間の関係を示す一連の曲線を求める。そして、この一連の曲線から、ガラスビーズの通過質量百分率が５％となるときの粒径を求め、この値（開孔径分布の95％径）を、多孔体シート試料の平均気孔サイズとすることができる。

平均気孔サイズは、上記の乾式法開孔径試験（乾式AOS法）により測定が難しい場合は、実体顕微鏡などにより得られる切片の画像を解析することにより、次のようにして、求めることができる。まず、厚み方向、及び、これに垂直な方向に、液体窒素で凍結した試料をミクロトームで切断する。次いで、デジタル実体顕微鏡（KEYENCE CORPORATIONのVHX-6000）で観察した画像を、付属の画像解析ソフトを用いて、適宜処理することにより、開口の短径の分布を求める。そして、Ｄ_５０（開口面積の累積で５０％となるところでの開口径）を平均気孔サイズとする。

第１多孔性材料層３１及び第２多孔性材料３２は、いずれも、硬度（ＪＩＳ Ｋ６４００−２：2012のＤ法）が、７ｋｇｆ以上、１０ｋｇｆ以上または１２ｋｇｆ以上であって、２５ｋｇｆ以下、２０ｋｇｆ以下または１８ｋｇｆ以下でありうる。また、第１多孔性材料層３１及び第２多孔性材料３２は、いずれも、引張試験（ＪＩＳ Ｋ６４００−５：2012）による引っ張り強さが０．７ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上または０．９ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であって、５ｋｇｆ／ｃｍ^２以下または３ｋｇｆ／ｃｍ^２以下でありうる。また、この引張試験により伸びが６０％以上、７０％以上または８０％以上で、５００％以下または４００％以下でありうる。第１多孔性材料層３１及び第２多孔性材料３２は、いずれも、密度が、１５ｋｇ／ｍ^３以上、２０ｋｇ／ｍ^３以上または２５ｋｇ／ｍ^３以上であって、４５ｋｇ／ｍ^３以下、４０ｋｇ／ｍ^３以下または３５ｋｇ／ｍ^３以下でありうる。また、第２多孔性材料３２の密度は、第１多孔性材料層３１の密度よりも、５ｋｇ／ｍ^３以上、大きいのでありうる。

吸音材層３の厚さ寸法は、１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上または３０ｍｍ以上であって、乗用車用のタイヤの場合に、７０ｍｍ以下、６０ｍｍ以下または５０ｍｍ以下で、例えば２５ｍｍ〜６０ｍｍであり、トラック用またはバス用のタイヤの場合に１００ｍｍ以下、８０ｍｍ以下または６０ｍｍ以下でありうる。シーラント層２の厚さ寸法は、１．５ｍｍ以上、２ｍｍ以上または３ｍｍ以上であって、１０ｍｍ以下、８ｍｍ以下、または７ｍｍ以下でありうる。第１多孔性材料層３１の厚み寸法は、シーラント層２の厚さ寸法の１．１倍以上、１．３倍以上または１．５倍以上でありうる。また、吸音材層３が第１多孔性材料層３１と第２多孔性材料層３２とからなる場合、第２多孔性材料層３２の厚さ寸法は、吸音材層３の厚さ寸法の２０〜５０％、２０〜４５％または２５〜４０％でありうる。

シーラント層２は、イソプレンの含有量が、例えば１〜５モル％、特には１〜３モル％であるブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム（ハロゲン含有量が１〜５％、特には１〜３％）を架橋可能なゴム成分として含み、このゴム成分は、加硫などにより架橋されている。ここでのゴム成分には、ブチル系ゴム（ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム）以外のジエン系ゴムを１〜１０重量％の範囲で、特には１〜５重量％の範囲で含むこともできる。なお、シーラント層２のゴム成分として、場合によっては、特許文献２（WO2011/009909A）に記載されたような、スチレンブロックと、イソプレンやイソブチレンなどのブロックとからなる熱可塑性エラストマーを用いることもできる。

シーラント層２は、さらに、ゴム成分１００重量部に対して、１００〜５００重量部、特には２００〜５００重量部または３００〜５００重量部の粘着性の液状ポリマーと、好ましくは２０〜７０重量部の充填剤とを含む。充填剤には、タイヤのトレッドなどに用いられているものを用いることができ、特には、シリカ（例えば窒素吸着比表面積（ISO 9277:2010）が１５０〜３００ｍ^２／ｇのもの）、または、カーボンブラック（例えばＮ１１０〜Ｎ９９１のいずれか）を用いることができる。

液状の粘着性ポリマーとしては、重量平均分子量（GPC-光散乱法）が１，０００〜２０，０００または１，０００〜１０，０００である、イソブチレン、1-ブテン、並びに、αオレフィンなどから選択される重合体または共重合体を挙げることができ、より具体的には、ポリイソブチレン、ポリ1-ブテン、エチレンαオレフィン共重合体、水素化エチレンαオレフィン（1-デセン）共重合体などを挙げることができる。

一具体例においては、下記のとおりである。

HANKOOK TIRE & TECHNOLOGY CO.,LTD.のKINERGY ECO K425モデル中、乗用車用の低燃費タイヤである195/65R15 91Hを用い、この内面に、下記のような、リング状のセルフシーリング・吸音部材２０を装着した。この装着のためには、小型転圧ローラーを用い、タイヤの内側からトレッドの側へと向かって、順次に押し付けた。なお、装着の前に、リング状とするために、細長い積層シートの両端に、ウレタン用の２液エポキシ樹脂接着剤を塗布して貼り合わせ、一晩、４０℃の恒温機中に放置した。

・寸法
幅：220mm シーリング層２の厚さ：5mm 吸音材層３の厚さ：35mm
・吸音材層３の材料（第１多孔性材料、及び、第２多孔性材料）
特許文献１（日本特許5475727）の実施例２に準拠して、表１に示すとおりの物性及び平均気孔サイズが得られるようにした。すなわち、数平均分子量３０００（水酸基換算）のポリプロピレングリコール９０重量％と、ポリカプロラクトンジオール１０重量％とからなるポリオールと、ジイソシアネートとしてのMDIと、架橋剤としてグリセリンとを用い、これらの配合比率を適宜に調整した。

・シーリング層２の材料
ゴム成分：イソプレンが2.3モル％であるブチルゴム（ARLANXEOのRegular X_Butyl(登録商標) RB402）100重量部
液状粘着性ポリマー：重量平均分子量が4200であるポリイソブチレン（TRiiSOのBraskem PIB 240）400重量部
充填剤：カーボンブラック（N339）40重量部
硫黄系加硫剤：Miwon Commercial Co., Ltd.の硫黄製品MIDAS SP325

・シーリング層２の材料の混合・加硫条件
４Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄系加硫剤以外の原料の全量を５分間、１５０℃にて混練り（ベース練り）した。次に、硫黄系加硫剤を加えてから、混練りしつつ３分間で１７０℃にまで昇温し、さらに、この温度で10分間放置してから取り出した。

上記表３の結果を得るための評価には、具体的には、KR10-1385096Bに記載の試験装置を用いた。詳しくは、直径１．７ｍの鋼鉄製ドラムを用い、その外周面に、幅１０ｍｍで高さ１０ｍｍ（断面が正方形）の、１本の剛直な横方向突起を、ドラム幅全体に延びるように取り付けておいた。そして、上記のセルフシーリング・吸音部材２０を装着した乗用車用タイヤ（195/65R15 91H）に、内圧２２０ｋＰａ（相当圧）を充填し、ロード５．０ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件下に定速で転動させた。そして、スピンドルに作用する力から、上下方向のタイヤ軸力（Ｆｚ）を求め、増減（騒音レベル）をデシベル（ｄＢ）にて表示した。

以上、本発明の好ましい実施例について詳しく説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、後述する請求範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

１：タイヤ
２：シーラント層
３：吸音材層
３１：第１多孔性材料
３２：第２多孔性材料

Claims (5)

1. タイヤの内側面に取り付けられた吸音材層と、
   前記タイヤの内側面と前記吸音材層との間に配置され、前記吸音材層を前記タイヤの内側面に付着させるシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）を有するシーラント層とを含み、
   前記吸音材層は、平均気孔サイズが１，２００μｍ〜２，４００μｍである第１多孔性材料を含むものであるタイヤ。
2. 前記吸音材層は、前記第１多孔性材料の上に積層された第２多孔性材料をさらに含み、
   前記第１多孔性材料の片方の面は、前記シーラント層によって前記タイヤの内側面に取り付けられ、前記第１多孔性材料のもう片方の面に前記第２多孔性材料が積層されるものである、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記第２多孔性材料は、平均気孔サイズが１００μｍ〜１，２００μｍである、請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記第１多孔性材料は、密度が２５ｋｇ／ｍ^３〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、硬度が１０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであり、引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であり、伸長率が７０％以上であり、
   前記第２多孔性材料は、密度が２０ｋｇ／ｍ^３〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、硬度が１０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであり、引張強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であり、伸長率が７０％以上であるものである、請求項２に記載のタイヤ。
5. 前記吸音材層の厚さは２０ｍｍ〜６０ｍｍであり、
   前記第１多孔性材料の厚さは、前記吸音材層全体の厚さの３０長さ％〜９０長さ％であるものである、請求項２に記載のタイヤ。
   

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