WO2011083622A1 - 環状吸音材およびタイヤ - Google Patents

環状吸音材およびタイヤ Download PDF

Info

Publication number
WO2011083622A1
WO2011083622A1 PCT/JP2010/069801 JP2010069801W WO2011083622A1 WO 2011083622 A1 WO2011083622 A1 WO 2011083622A1 JP 2010069801 W JP2010069801 W JP 2010069801W WO 2011083622 A1 WO2011083622 A1 WO 2011083622A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
absorbing material
heat
annular sound
sound absorbing
tire
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/069801
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　篤
永田　万亀男
一平 相馬
サンフォード エリオット ホーキンス
Original Assignee
帝人ファイバー株式会社
株式会社アコースティックイノベーションズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 帝人ファイバー株式会社, 株式会社アコースティックイノベーションズ filed Critical 帝人ファイバー株式会社
Priority to JP2011548922A priority Critical patent/JPWO2011083622A1/ja
Publication of WO2011083622A1 publication Critical patent/WO2011083622A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D16/00—Producing articles with corrugations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/0061—Accessories, details or auxiliary operations not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C19/002—Noise damping elements provided in the tyre structure or attached thereto, e.g. in the tyre interior

Definitions

  • the present invention relates to an annular sound absorbing material that can be used in a tire air chamber and a tire including the annular sound absorbing material in an air chamber.
  • An object of the present invention is to provide an annular sound absorbing material that can be used in an air chamber of a tire, an annular sound absorbing material having an excellent noise reduction effect, and a tire provided with the annular sound absorbing material in an air chamber. It is in.
  • an annular sound absorbing material including a fiber structure and having a thickness of 1 mm or more, wherein the fiber structure satisfies the following requirement (1): Is provided.
  • the length of the annular sound absorbing material in the central axis direction is preferably 250 mm or more.
  • the annular sound absorbing material is preferably annular.
  • the inelastic crimped short fibers are preferably made of polyester fibers.
  • the heat-fusible component of the said heat bondable composite staple fiber consists of copolymerized polyester.
  • the average density of the fiber structure is preferably in the range of 20 to 200 kg / m 3 .
  • a sheet-like material is laminated on the fiber structure.
  • the sheet-like material is preferably a nonwoven fabric having a thickness of 0.01 to 5 mm.
  • annular sound absorbing material that can be used in an air chamber of a tire, and has an excellent noise reduction effect, and an excellent noise reduction provided with the annular sound absorbing material in the air chamber.
  • a tire having an effect is provided.
  • Materials used for the inelastic crimped short fibers used in the present invention include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polytrimethylene terephthalate (PTT), and polylactic acid (PLA). And short fibers made of these copolymers, mixed cotton of these short fibers, or composite short fibers made of two or more of the above polymer components. Further examples include polyamides such as nylon 6 and nylon 66, other polyamides, synthetic fibers such as polyolefin, acrylic and modacrylic, and rayon, and natural fibers such as silk, cotton, hemp and wool. Furthermore, the bristles etc.
  • short fibers which physically loosened textiles, such as clothing, and returned to the cotton or the hair-like single fiber can also be used.
  • short fibers made of polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate are particularly preferable from the viewpoint of fiber forming property and the like.
  • spiral crimps are imparted by using composite fibers obtained by bonding polymers having different heat shrinkage rates to side-by-side types
  • spiral crimps are imparted by anisotropic cooling
  • the number of crimps is Various methods may be used such as imparting mechanical crimping by a conventional indentation crimper method so as to be 3 to 40 pieces / 2.54 cm (preferably 7 to 15 pieces / 2.54 cm). It is optimal to provide mechanical crimping in terms of cost and the like.
  • the single fiber diameter is preferably in the range of 20 to 200 ⁇ m. If the single fiber diameter is smaller than 20 ⁇ m, sufficient rigidity may not be obtained. On the other hand, if the single fiber diameter is larger than 200 ⁇ m, sufficient sound absorption characteristics may not be obtained.
  • the single fiber cross-sectional shape of the inelastic crimped short fiber may be a normal round cross section, or may be an irregular cross section such as a triangle, a square, or a flat shape.
  • the single fiber diameter uses a value converted to a round cross section.
  • the outer diameter dimension shall be measured.
  • various stabilizers, ultraviolet absorbers, thickeners, branching agents, matting agents, colorants, other various improving agents, and the like may be blended in the polymer as necessary.
  • the fiber length of the inelastic crimped short fiber is preferably in the range of 5 to 100 mm. If the fiber length is less than 5 mm, the entanglement between the fibers may be reduced, and sufficient strength and rigidity may not be obtained. Conversely, if the fiber length is greater than 100 mm, process stability may be impaired.
  • the heat-sealing component of the heat-adhesive composite short fiber needs to have a melting point lower by 40 ° C. or more than the polymer component constituting the inelastic crimped short fiber. If this temperature difference is less than 40 ° C., the adhesion becomes insufficient, and the fiber structure is hard to handle and has no possibility of achieving the object of the present invention.
  • polyurethane elastomer polyurethane elastomer
  • polyester elastomer inelastic polyester polymer copolymer (copolyester polymer), polyolefin polymer and copolymer thereof
  • polyvinyl examples thereof include alcohol-based polymers.
  • polyurethane elastomers include low melting point polyols having a molecular weight of about 500 to 6,000, such as dihydroxy polyether, dihydroxy polyester, dihydroxy polycarbonate, dihydroxy polyester amide, and the like, and organic diisocyanates having a molecular weight of 500 or less, such as p, p. '-Diphenyl methane diisocyanate, tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenyl methane isocyanate, xylylene isocyanate, 2,6-diisocyanate methyl caproate, hexamethylene diisocyanate, etc.
  • low melting point polyols having a molecular weight of about 500 to 6,000, such as dihydroxy polyether, dihydroxy polyester, dihydroxy polycarbonate, dihydroxy polyester amide, and the like
  • organic diisocyanates having a molecular weight of 500 or less, such as p, p. '-D
  • glycol It is a polymer obtained by reaction with amino alcohol or triol.
  • these polymers particularly preferred is a polyurethane using polytetramethylene glycol, poly- ⁇ -caprolactam or polybutylene adipate as a polyol.
  • examples of the organic diisocyanate include p, p′-bishydroxyethoxybenzene and 1,4-butanediol.
  • the polyester elastomer a block copolymer polyether ester having polybutylene terephthalate as a hard component and polyoxybutylene glycol as a soft segment is preferable.
  • the polyester portion constituting the hard segment is polybutylene terephthalate in which the main acid component is terephthalic acid and the main diol component is a butylene glycol component.
  • a part of this acid component (usually 30 mol% or less) may be substituted with another dicarboxylic acid component or an oxycarboxylic acid component.
  • a part of the glycol component (usually 30 mol% or less) It may be substituted with a dioxy component other than the butylene glycol component.
  • the polyether part which comprises a soft segment may be the polyether substituted by dioxy components other than butylene glycol.
  • Copolyester polymers include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid and sebacic acid, aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid and / or fats such as hexahydroterephthalic acid and hexahydroisophthalic acid.
  • a co-polymer containing a predetermined number of cyclic dicarboxylic acids and aliphatic or alicyclic diols such as diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, and paraxylene glycol, with addition of oxyacids such as parahydroxybenzoic acid as desired.
  • Polymerized polyesters and the like can be mentioned. For example, polyesters obtained by adding and copolymerizing isophthalic acid and 1,6-hexanediol in terephthalic acid and ethylene glycol can be used.
  • examples of the polyolefin polymer include low density polyethylene, high density polyethylene, and polypropylene.
  • a copolymer polyester polymer (copolyester) is particularly preferable.
  • various stabilizers, ultraviolet absorbers, thickeners, branching agents, matting agents, colorants, other various improving agents, and the like may be blended in the above-described polymer as necessary.
  • the non-elastic polyester as described above is preferably exemplified as the counterpart component of the heat-sealing component.
  • the heat fusion component occupies at least a half of the surface area.
  • the weight ratio is suitably in the range of 30/70 to 70/30 in terms of the composite ratio of the heat fusion component and the non-elastic polyester.
  • a heat-fusion component and inelastic polyester are side-by-side and a core-sheath type, More preferably, it is a core-sheath type. In this core-sheath type heat-adhesive composite short fiber, the non-elastic polyester becomes the core and the heat-adhesive component becomes the sheath, but the core may be concentric or eccentric.
  • the single fiber diameter is preferably in the range of 20 to 50 ⁇ m.
  • Such heat-adhesive composite short fibers are preferably cut to a fiber length of 3 to 100 mm.
  • the non-elastic crimped short fibers and the heat-adhesive composite short fibers are mixed and heat-treated, so that the heat-adhesive composite short fibers are heat-sealed in a crossed state, and A fiber structure is formed in which the heat-bonded composite short fibers and the inelastic crimped short fibers intersect with heat-bonded fixing points.
  • the weight ratio between the inelastic crimped short fibers and the heat-bonded composite short fibers needs to be 90/10 to 10/90.
  • the ratio of the heat-bonding composite short fibers is less than this range, the fixing points are extremely reduced, the fiber structure is not loose, and the moldability is poor.
  • the ratio of the heat-bonding composite short fibers is larger than this range, the number of bonding points becomes excessive, and the handling property and moldability in the heat treatment process are lowered.
  • the thickness of the fiber structure is 1 mm or more (preferably 1 to 50 mm), and the heat-adhesive composite staple fiber and the crimped staple fiber are arranged in the thickness direction of the fiber structure. It is important to do.
  • arranged in the thickness direction means that the total number of fibers arranged in parallel to the thickness direction of the fiber structure is (B), and the thickness direction of the fiber structure is On the other hand, when (A) is the total number of fibers arranged vertically, B / A is 1.5 or more. That is, in the present invention, since the constituent fibers are arranged in parallel to the thickness direction of the fiber structure, it is possible to obtain a sound-absorbing fiber structure having excellent sound absorption and rigidity characteristics and good moldability. it can. In addition, when the constituent fibers are arranged in the thickness direction, when forming in an annular shape, the fiber orientation is shifted little by little, and a uniform molded product is possible.
  • the thickness of the tire in the road surface installation direction hardly changes, and stable performance can be obtained.
  • the constituent fibers when the constituent fibers are arranged in the plane direction of the fiber structure (when B / A is less than 1.5), the ring cannot be formed uniformly, and the effect of the present invention is sufficiently obtained. It is not played, and the sound absorption characteristics are insufficient.
  • the layer of the sound absorbing material is peeled off due to vibration, the effect is reduced, the thickness is increased, and the tire is contacted.
  • a method for producing such a fiber structure is not particularly limited, and a conventionally known method may be arbitrarily employed.
  • a crimped short fiber and a heat-bondable composite short fiber are mixed and uniformly mixed with a roller card.
  • a preferred example is a method of forming a fixing point by heat fusion by spinning a web as a straight web and then heat-treating the web while folding it into an accordion shape using a heat treatment machine as shown in FIG.
  • an apparatus disclosed in JP-T-2002-516932 (commercially available, for example, Strut equipment manufactured by Struto Co.) may be used.
  • reference numeral 1 is a web
  • reference numeral 2 is a conveyor
  • reference numeral 3 is a heater
  • reference numeral 4 is a fiber structure.
  • the fiber structure thus obtained is preferably compression-molded (pressed).
  • the fiber structure used in the present invention has a resilience due to the rigidity of the fiber itself when pressed because the constituent fibers are arranged in the thickness direction of the fiber structure. Since it is very high, the density is increased from the surface layer side, and the shape is like a corrugated cardboard structure, so that the rigidity is increased. Moreover, since the density on the surface layer side is increased, the adhesiveness with a sheet-like material such as a nonwoven fabric described later is also improved.
  • the heating temperature is 110 to 220 ° C., preferably 130 to 200 ° C.
  • reference numeral 4 is the fibrous structure
  • D T is the thickness direction of the fibrous structure
  • F is the inelastic crimped short fibers Alternatively, it indicates a heat-bondable composite short fiber
  • reference numeral 5 indicates a web crest.
  • the average density of such a fiber structure is preferably in the range of 20 to 200 kg / m 3 . If this density is less than 20 kg / m 3 , sufficient rigidity may not be obtained. On the other hand, if the average density exceeds 200 kg / m 3 , it becomes plate-like and subsequent molding becomes difficult, and sound may be reflected, which may make it impossible to use as an annular sound absorbing material and increase the weight. It is not preferable for tire applications.
  • the average density is a value obtained by taking 10 samples having a size of 2500 mm 2 or more, calculating the density, and calculating the average value.
  • the thickness of the fiber structure of the present invention is preferably 1 mm or more. More preferably, it is 1.5 to 40 mm. If the thickness is less than 1 mm, the sound absorbing property is inferior and the rigidity is low. The thickness needs to be appropriately determined depending on the rigidity of the structure, formability, and the size of the cavity inside the tire.
  • heat treatment can be performed by the compression molding (press molding).
  • symbol 4 is a fiber structure and the code
  • the surface of the fiber structure on which the sheet-like material is bonded is a surface perpendicular to the thickness direction of the fiber structure (that is, the arrangement direction of the constituent fibers of the fiber structure).
  • the fiber length of the fiber which comprises a fiber structure is less than 5 mm.
  • the fibers when the fibers are arranged in the thickness direction of the fiber structure, it is common to laminate while compressing the sheet-like material, but the thickness is high because the rigidity in the thickness direction is high. Can be secured, and weight reduction can be achieved.
  • it when bonding a sheet-like thing to a fiber structure, it may be single side
  • the sheet-like material a nonwoven fabric by a direct spinning method such as spunbond, melt blow, or flash bond, a nonwoven fabric by a short fiber structure by a spunlace, airlaid, or card method, or a combination thereof
  • the thickness of the sheet is preferably 0.01 to 5 mm. Particularly preferred is 0.1 to 2 mm.
  • Materials used include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polytrimethylene terephthalate (PTT), polylactic acid (PLA), and polyesters typified by these copolymers.
  • polyamides such as nylon 6 and nylon 66, other synthetic fibers such as polyolefin, acrylic and modacrylic, rayon fibers and the like.
  • the air permeability of the sheet-like material is preferably 5 to 200 cm 3 / cm 2 / sec.
  • the sound from the road surface entering the tire is reduced by reducing the surface of the annular sound absorbing material. Is greatly attenuated when passing through the sound absorbing material.
  • the sheet-like material is a film-like material having an air permeability of less than 5 cm 3 / cm 2 / sec, when combined with a highly rigid fiber structure, a structure that reflects sound is undesirable.
  • the air permeability of the sheet-like material is larger than 200 cm 3 / cm 2 / sec, the air permeability is high, and sound absorption by the fiber structure can be expected, but particularly in the case of low frequency noise (500 Hz or less). Sound absorption may not be obtained.
  • a sheet-like thing can also be installed in the back surface and the intermediate
  • the adhesive layer is preferably a non-woven fabric made of a hot-melt type resin or low-melting resin fiber that is melted and bonded for the first time by heat, such as powder, sheet, or net.
  • the composition of the low melting point resin or the low melting point resin fiber may be a polyester, polyolefin, polyurethane, polyacrylic resin or the like.
  • a highly ventilated sheet-like material can be bonded on the sheet-like material or on the opposite side of the sheet-like material via a fiber structure.
  • the fibers constituting the fiber structure are arranged in the thickness direction of the fiber structure (that is, the direction perpendicular to the sheet-like material), the fiber structure and the sheet-like material are excellent. Peel strength is obtained.
  • the peel strength between the fiber structure and the sheet is preferably 5 N / 25 mm or more (more preferably 6 to 30 N / 25 mm) per density of 0.01 kg / m 3 . This peel strength is measured by the following method.
  • a rectangular sample piece of 25 mm ⁇ 150 mm is taken, and the interface between the sheet-like material and the fiber structure is peeled from the sample piece by about 50 mm in parallel to the long piece.
  • the peeled sheet and the fiber structure are attached to a tensile tester [for example, Tensilon (trade name)], peeled off at a speed of 200 mm / min, and the peel strength at this time is determined.
  • a tensile tester for example, Tensilon (trade name)
  • this peel strength is less than 5 N / 25 mm per density of 0.01 kg / m 3
  • the sheet-like material peels off due to centrifugal force or vibration, and the original sound absorption is obtained. You may not be able to.
  • the annular sound absorbing material of the present invention can be manufactured, for example, by the following manufacturing method. That is, as described above, after inelastic crimped staple fibers and heat-adhesive composite staple fibers are mixed and spun as a uniform web with a roller card, the web is formed using a heat treatment machine as shown in FIG. Necessary after obtaining a fiber structure having a thickness of 1 mm or more in which the constituent fibers are arranged in the thickness direction of the fiber structure by heat-treating while folding into an accordion shape to form fixing points by heat fusion.
  • thermoforming temperature is usually about 100 to 230 ° C., preferably about 110 to 200 ° C.
  • Thermoforming can be processed by a hot stove or hot press, etc., but heat treatment is performed under moist heat treatment to efficiently produce a uniform product even with a low-aeration sheet-like material bonded. It is possible.
  • wet heat treatment refers to a wet heat thermoforming treatment of the fiber structure with high heat steam. The wet heat treatment conditions such as temperature and time may be appropriately determined.
  • the dimensions are not particularly limited, but as shown in FIG. 5, when used in the air chamber of the tire, the length of the annular sound-absorbing material in the central axis direction is 250 mm or more, preferably A range of 300 to 900 mm and an outermost diameter of 300 to 800 cm are preferable.
  • reference numeral 7 denotes an annular sound absorbing material
  • reference numeral 8 denotes a surface fastener attached to the annular sound absorbing material.
  • the annular sound absorbing material of the present invention may be added with known functional processing such as water repellent processing, flameproof processing, flame retardant processing, and negative ion generation processing. Such an annular sound-absorbing material has very good sound-absorbing properties, and when the sheet-like material is laminated on the fiber structure, the sheet-like material is difficult to peel off and has excellent rigidity.
  • the tire of the present invention is a tire provided with the above-described annular annular sound absorbing material in the air chamber of the tire.
  • annular sound absorbing material in the air chamber of the tire, an excellent noise reduction effect during traveling can be obtained.
  • FIG. 6 it is preferable to attach the tire so that the air chamber of the tire is partitioned by the annular sound absorbing material because an excellent noise reduction effect is obtained.
  • the method for fixing the annular sound absorbing material to the tire or the wheel is not particularly limited, such as bonding, heat welding, or a method using a clamp. It is preferable that the fixing method is detachable at a possible level.
  • the hook-and-loop fastener 8 is installed on the annular sound-absorbing material 7 and the tire 9 (or the wheel) using sewing or an adhesive while ensuring safety. Is also detachable and can be easily repaired or replaced if the tire needs to be repaired from the inside for some reason or if the annular sound absorbing material deteriorates.
  • an appropriate attachment can be installed between the tire and the sound absorbing material, and the two can be connected.
  • annular sound absorbing material can be used for any purpose other than tires.
  • the said tire can be used for various tires, such as a passenger car, a truck, a motorcycle, an aircraft, a bicycle, and a rear car.
  • each measurement item in an Example was measured with the following method.
  • the average value was calculated
  • B / A The fiber structure is cut in the thickness direction, and in the cross section, the total number of fibers (0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 45 ° in FIG. 2) arranged parallel to the thickness direction is (B), and the fibers B / A was calculated with (A) being the total number of fibers (45 ° ⁇ ⁇ 90 ° in FIG. 1) arranged perpendicular to the thickness direction of the structure.
  • the measurement of the number was carried out by observing 30 fibers for each of 10 arbitrary positions with a transmission optical microscope, and counting the number.
  • Rigidity (hardness measurement) A rubber hardness tester (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., spring type hardness tester), model: FP was used for measurement (15 mm ⁇ compression stiffness measurement).
  • Density (g / cm 3 ) Web basis weight (g / cm 2 ) / Fibre structure thickness (cm)
  • the average density is a value obtained by taking ten samples having a size of 2500 mm 2 (a square having a side of 50 mm), calculating the density, and calculating the average value.
  • Example 1 50% by weight of Teijin Fibers Limited, polyethylene terephthalate (PET) short fibers (1.7 dtex ⁇ 51 mm, 9 crimps / 2.54 cm, single fiber cross-sectional shape: round cross section), manufactured by Teijin Fibers Limited 50% by weight of a core-sheath type heat-bonded composite fiber (2.2 dtex ⁇ 51 mm, number of crimps 9 / 2.54 cm, single fiber cross-sectional shape: round cross-section) was used.
  • the core-sheath type heat-sealable composite fiber is a copolymer polyester having a melting point of 110 ° C.
  • annular mold similar to a tire shape that can form the sound absorbing material in an annular shape was used.
  • the produced roll-shaped sound absorbing material was cut into a rectangle, and then set in this mold while being compressed. In that case, it arrange
  • die was air-cooled with the electric fan. Thereafter, the annular sound absorbing material was taken out of the mold to obtain a molded product.
  • the surface hardness of the central portion on the tire side was 20 before molding (before heat treatment with the mold): 90, 90 for molded products (heat treated with the mold), and the average density was 41.5 kg / He was m 3.
  • the thickness of the annular sound absorbing material was 20 mm, the length of the annular sound absorbing material in the central axis direction was 550 mm, and the outer diameter was 570 mm.
  • the hook side of a hook-and-loop fastener having a width of 2 cm was sewn to both ends of the annular sound absorbing material.
  • the loop side of the hook-and-loop fastener having a width of 2 cm was adhered to the vicinity of the bead portion inside the tire with an adhesive.
  • the tires to which the annular sound absorbing material was attached were attached to a passenger car (four in total, one on each of the left and right front and rear wheels), and the vehicle exterior noise was measured as described in (4) above.
  • Table 1 shows the evaluation results of outside noise.
  • road noise at that time was greatly reduced as compared with Comparative Example 1 in which no annular sound absorbing material was attached.
  • Example 2 A fiber structure having a basis weight of 600 g / m 2 and a thickness of 25 mm was obtained by the same fiber blending as in Example 1. This had an arrangement (B / A) of 4.5 and an average density of 24 kg / m 3 . Otherwise, an annular sound absorbing material was produced in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, the vehicle exterior noise measurement shown in (4) above was performed. Table 1 shows the measurement results of the measured outside noise. In the running test on the highway, the road noise in the vehicle was greatly reduced as compared with Comparative Example 1 in which the annular sound absorbing material was not attached.
  • Example 3 The same fiber structure as in Example 1 was used, and then the same spunbond meltblown nonwoven fabric as in Example 1 was repeated twice as in Example 1 so that the front and back surfaces were coated with the spunbond meltblown nonwoven fabric. Then, an annular sound absorbing material was prepared in the same manner as in Example 1, and mounted on a tire, and the sound absorbing performance was measured. Table 1 shows the measurement results of the measured outside noise. In the running test on the highway, the road noise in the vehicle was greatly reduced as compared with Comparative Example 1 in which the annular sound absorbing material was not attached.
  • the surface hardness was 20 before shaping
  • the thickness of the annular sound absorbing material was 20 mm, the length of the annular sound absorbing material in the central axis direction was 550 mm, and the outer diameter was 570 mm.
  • Example 4 The same fiber structure as in Example 1 was used, and then the same spunbond meltblown nonwoven fabric as in Example 1 was bonded to the inner side of the annular sound absorbing material in the same manner as in Example 1, and the opposite side was bonded. On the surface, a sheet-like product in which one piece of spunbonded nonwoven fabric 50 g / m 2 (Toyobo Co., Ltd., air permeability: 150 cm 3 / cm 2 / sec) was bonded was prepared. An annular sound-absorbing material was prepared and mounted on a tire, and the sound-absorbing performance was measured. Table 1 shows the measurement results of the measured outside noise.
  • Example 5 In Example 1, an annular sound-absorbing material was prepared without bonding the spunbond meltblown nonwoven fabric to the fiber structure, and then the annular sound-absorbing material was produced in the same manner as in Example 1, and the sound-absorbing performance was attached to the tire. It was measured. Table 1 shows the measurement results of the measured outside noise. In the running test on the highway, the road noise in the vehicle was greatly reduced as compared with Comparative Example 1 in which the annular sound absorbing material was not attached. In addition, in the cyclic
  • Table 1 shows the vehicle exterior noise measurement results shown in (4) above on the chassis die at a speed of 50 km / h with a tire not equipped with an annular sound absorbing material.
  • a spunbonded melt blown nonwoven fabric manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.
  • a PE powderer is applied to the fiber structure at a rate of 20 g / m 2.
  • a roll-shaped sound-absorbing material in which a spunbond meltblown nonwoven fabric is bonded to one side of a fiber structure by carrying out thermocompression bonding and cooling using a belt-type laminating equipment while simultaneously unwinding from different unwinding ports was made.
  • the air permeability of the spunbond meltblown nonwoven fabric was 50 cm 3 / cm 2 / sec.
  • annular sound absorbing material that can be used in the air chamber of a tire and has an excellent noise reducing effect, and an excellent noise reducing effect that includes the annular sound absorbing material in the air chamber. Is obtained.
  • the annular sound-absorbing material of the present invention can be applied to various tires such as passenger cars, trucks, motorcycles, airplanes, bicycles, rear cars, etc., and its industrial value is extremely large.
  • Non-elastic crimped short fiber or heat-adhesive composite short fiber D T : Fiber structure thickness direction D F : Non-elastic crimped short fiber or heat-adhesive composite short fiber arrangement direction 1: Web 2: Conveyor 3: Heater 4: Fiber structure 5: Mountain of web 6: Sheet-like material 7: Annular sound absorbing material 8: Hook fastener 9: Tire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

　タイヤの空気室内に用いることのできる環状吸音材であって優れた騒音低減効果を有する環状吸音材、および該環状吸音材を空気室内に備えてなる、優れた騒音低減効果を有するタイヤを提供する。　繊維構造体を含み、かつ肉厚が１ｍｍ以上の環状吸音材であって、上記繊維構造体が下記の要件（１）を満足する環状吸音材。　（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０～１０／９０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と上記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ上記熱接着性複合短繊維と上記非弾性捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列してなる繊維構造体。

Description

環状吸音材およびタイヤ
　本発明は、タイヤの空気室内に用いることのできる環状吸音材および該環状吸音材を空気室内に備えてなるタイヤに関するものである。
　自動車のタイヤは、走行時に回転して路面に接触する際、大きな騒音を発生するので、かかる騒音の対策として、今までタイヤの空気室内に抵抗バリアを設ける方法、タイヤの空気室内にバッフルを設ける方法、タイヤの空気室を仕切ることにより内圧を互いに異ならせる方法などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
　しかしながら、このような技術においては、自動車のタイヤとして用いた際、走行時の騒音低減効果および耐久性の点でまだ十分とはいえなかった。
特表２００８－５４３６７５号公報 特開平８－２８２２２０号公報 特開昭６２－５０２０３号公報
　本発明の目的は、タイヤの空気室内に用いることのできる環状吸音材であって、優れた騒音低減効果を有する環状吸音材、および該環状吸音材を空気室内に備えてなるタイヤを提供することにある。
　本発明者らは、上記課題を達成するため鋭意検討した結果、非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを用いて、繊維が厚さ方向に配列しかつ熱固着点を有する、環状の繊維構造体を得た後、該繊維構造体をタイヤの空気室内に備えることにより、優れた騒音低減効果が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
　かくして、本発明によれば「繊維構造体を含み、かつ肉厚が１ｍｍ以上の環状吸音材であって、上記繊維構造体が下記の要件（１）を満足することを特徴とする環状吸音材。」が提供される。
　（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０～１０／９０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と上記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ上記熱接着性複合短繊維と上記非弾性捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列してなる繊維構造体。
　その際、環状吸音材において、該環状吸音材の中心軸方向の長さが２５０ｍｍ以上であることが好ましい。
　また、上記環状吸音材が円環状であることが好ましい。
　また、上記非弾性捲縮短繊維がポリエステル系繊維からなることが好ましい。
　また、上記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなることが好ましい。
　また、上記繊維構造体の平均密度が２０～２００ｋｇ／ｍ３の範囲内にあることが好ましい。
　また、上記繊維構造体にシート状物が積層されてなることが好ましい。
　その際、上記シート状物が厚さ０．０１～５ｍｍの不織布であることが好ましい。
　次に、本発明によれば、上記の環状吸音材をタイヤの空気室内に備えてなることを特徴とするタイヤが提供される。
　その際、上記環状吸音材により、タイヤの空気室が仕切られていることが好ましい。
　また、上記環状吸音材を走行中の安全性を確保できるレベルで着脱自在にタイヤの空気室内に備えていることが好ましい。
　本発明によれば、タイヤの空気室内に用いることのできる環状吸音材であって、優れた騒音低減効果を有する環状吸音材、および該環状吸音材を空気室内に備えてなる、優れた騒音低減効果を有するタイヤが提供される。
本発明で用いられる繊維構造体を作成するための熱処理機の一例を示す側面図である。 繊維構造体における後記のＢ／Ａの測定方法を説明するための模式図である。 ウエブをアコーディオン状に折りたたんだものを模式的に示す図である。 繊維構造体にシート状物を積層したものを模式的に示す図である。 本発明に係る環状吸音材を模式的に示す図である。 本発明に係るタイヤの断面を模式的に示す断面構成図である。
　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　本発明で使用する非弾性捲縮短繊維に用いられる素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）や、これらの共重合体からなる短繊維ないしそれら短繊維の混綿体、または上記ポリマー成分のうちの２種類以上からなる複合短繊維等を挙げることができる。さらに、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他のポリアミド、ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維やレーヨン、および絹、綿、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。さらに、衣料等の繊維製品を、物理的にほぐし、綿または毛状の単繊維に戻した反毛等も使用できる。
　これらの短繊維のうち、繊維形成性等の観点から、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートからなる短繊維が特に好ましい。
　この場合の捲縮付与方法としては、熱収縮率の異なるポリマーをサイドバイサイド型に貼り合わせた複合繊維を用いてスパイラル状捲縮を付与、異方冷却によりスパイラル状捲縮を付与、捲縮数が３～４０個／２．５４ｃｍ（好ましくは７～１５個／２．５４ｃｍ）となるように通常の押し込みクリンパー方式による機械捲縮を付与など、種々の方法を用いればよいが、嵩高性、製造コスト等の面から機械捲縮を付与するのが最適である。
　ここで、上記非弾性捲縮短繊維において、単繊維径が２０～２００μｍの範囲内であることが好ましい。上記単繊維径が２０μｍよりも小さいと、充分な剛性が得られないおそれがある。逆に、上記単繊維径が２００μｍよりも大きいと、充分な吸音特性が得られないおそれがある。
　上記非弾性捲縮短繊維の単繊維横断面形状は、通常の丸断面でもよいし、三角、四角、扁平などの異型断面であってもよい。なお、単繊維横断面形状が異型の場合、上記単繊維径は丸断面に換算した値を使用するものとする。さらに、丸中空断面の場合は外径寸法を測定するものとする。さらに、ポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘剤、分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。
　また、上記非弾性捲縮短繊維の繊維長としては、５～１００ｍｍの範囲内であることが好ましい。上記繊維長が５ｍｍよりも小さいと、繊維間の絡みが低下し充分な強度、剛性が得られないおそれがある。逆に、上記繊維長が１００ｍｍよりも大きいと、工程安定性が損なわれるおそれがある。
　次に、熱接着性複合短繊維の熱融着成分は、上記の非弾性捲縮短繊維を構成するポリマー成分より、４０℃以上低い融点を有することが必要である。この温度差が４０℃未満では接着が不十分となる上、腰のない取り扱いにくい繊維構造体となり、本発明の目的が達せられないおそれがある。
　ここで、熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマーの共重合物（共重合ポリエステル系ポリマー）、ポリオレフィン系ポリマー及びその共重合物、ポリビニルアルコール系ポリマー等を挙げることができる。
　このうち、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００～６,０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ’－ジフェニールメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化ジフェニールメタンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、２，６－ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコールアミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。
　これらのポリマーのうちで、特に好ましいのはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、またはポリ－ε－カプロラクタムあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合の有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ’－ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４－ブタンジオールを挙げることができる。
　ポリエステル系エラストマーとしては、ポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。むろん、この酸成分の一部（通常、３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってよい。
　共重合ポリエステル系ポリマーとしては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および／またはヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加した共重合ポリエステル等を挙げることができ、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイソフタル酸および１，６－ヘキサンジオールを添加共重合させたポリエステル等が使用できる。
　また、ポリオレフィンポリマーとしては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
　上記の熱融着成分の中でも、共重合ポリエステル系ポリマー（共重合ポリエステル）が特に好ましい。なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘剤、分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。
　熱接着性複合短繊維において、熱融着成分の相手側成分としては上記のような非弾性のポリエステルが好ましく例示される。その際、熱融着成分が、少なくとも１／２の表面積を占めるものが好ましい。重量割合は、熱融着成分と非弾性ポリエステルが、複合比率で３０／７０～７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、特に限定されないが、熱融着成分と非弾性ポリエステルとが、サイドバイサイド、芯鞘型であるのが好ましく、より好ましくは芯鞘型である。この芯鞘型の熱接着性複合短繊維では、非弾性ポリエステルが芯部となり、熱接着成分が鞘部となるが、この芯部は同心円状、若しくは、偏心状であってもよい。
　かかる熱接着性複合短繊維において、単繊維径としては２０～５０μｍの範囲内であることが好ましい。かかる熱接着性複合短繊維は、繊維長が３～１００ｍｍに裁断されていることが好ましい。
　本発明においては、上記非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿させ、加熱処理することにより、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体が形成される。
　この際、非弾性捲縮短繊維と熱接着複合短繊維との重量比率は９０／１０～１０／９０である必要がある。熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より少ない場合は、固着点が極端に少なくなり、繊維構造体の腰がなく、成型性が不良となる。一方、熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より多い場合は、接着点が多くなり過ぎ、熱処理工程での取扱い性、成型性などが低下する。
　さらに、本発明においては、上記繊維構造体の厚さが１ｍｍ以上（好ましくは１～５０ｍｍ）であり、かつ上記熱接着性複合短繊維と上記捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列していることが肝要である。
　ここで、「厚さ方向に配列している」とは、繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｂ）とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ａ）とするとき、Ｂ／Ａが１．５以上であることである。
　すなわち、本発明においては、構成繊維が繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されているため、吸音、剛性特性に優れなお且つ成型性の良好な吸音用繊維構造体を得ることができる。また、構成繊維が厚み方向に配列していると、環状に成形する場合、繊維配向が少しずつずれることで、均一な成形品が可能となる、また、タイヤ等に装着して使用した場合、繊維構造体内においてタイヤの路面設置方向への厚みが変化しにくく安定した性能を得ることができる。
　一方、構成繊維が繊維構造体の面方向に配列している場合（Ｂ／Ａが１．５未満の場合）は、環状への成形が均一にできず、また、本発明の効果が充分に奏されず、吸音特性が不十分であり、長期使用においては振動により吸音材の層が剥離して効果が落ちるとともに厚みが増加しタイヤ等へ接触することとなる。
　このような繊維構造体を製造する方法には特に限定はなく、従来公知の方法を任意に採用すれば良いが、例えば捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿し、ローラーカードにより均一なウエブとして紡出した後、図１に示すような熱処理機を用いて、ウエブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させる方法などが好ましく例示される。例えば、特表２００２－５１６９３２号公報に示された装置（市販のものでは、例えばＳｔｒｕｔｏ社製Ｓｔｒｕｔｏ設備など）などを使用するとよい。
　なお、図１において、符号１はウエブ、符号２はコンベア、符号３はヒータ、符号４は繊維構造体である。
　かくして得られる繊維構造体は、圧縮成形（プレス加工）されていることが好ましい。
　本発明に用いられる繊維構造体は、図２～３に示すように、構成繊維が該繊維構造体の厚さ方向に配列されているため、プレス加工した場合、繊維自体の剛性により反発性が非常に高いため、表層側より密度がアップすることとなり、あたかもダンボール構造のような形状となるため、剛性がアップすることとなる。また、表層側の密度がアップするため、後記する不織布などのシート状物との接着性も向上することとなる。
　なお、圧縮成形（プレス成形）の温度条件としては、加熱温度が１１０～２２０℃、好ましくは１３０～２００℃である。
　なお、図２において、符号４は繊維構造体、ＤＴは繊維構造体の厚さ方向、ＤＦは非弾性捲縮短繊維または熱接着性複合短繊維の配列方向、Ｆは非弾性捲縮短繊維または熱接着性複合短繊維を示し、また、図３において、符号５は、ウエブの山を示す。
　かかる繊維構造体の平均密度は２０～２００ｋｇ／ｍ３の範囲にあることが好ましい。この密度が２０ｋｇ／ｍ３未満では、充分な剛性が得られないおそれがある。逆に、平均密度が２００ｋｇ／ｍ３を超えると、板状となり、その後の成型が困難になる他、音が反射するようになり、環状吸音材として使用できなくなるおそれがあるとともに、重量増加となりタイヤ用途等には好ましくない。ここで、平均密度とは、２,５００ｍｍ２以上の大きさのサンプルを１０枚採取して、密度を算出しその平均値を算出した値である。
　また、本発明の繊維構造体の厚さとしては、１ｍｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは、１．５～４０ｍｍである。厚さが１ｍｍより薄い場合は、吸音性に劣り、また、剛性も低くなる。厚みは構造体の剛性、成形性およびタイヤ内部の空洞のサイズによって適当に決定される必要がある。
　本発明に用いられる繊維構造体において、剛性を高めるために繊維構造体の表面に熱を付与し表面を溶融させることは好ましいことである。この熱処理は、上記圧縮成形（プレス成形）により実施することができる。
　また、剛性を高めるために、図４に示すように、繊維構造体にシート状物を積層することは好ましいことである。
　なお、図４において、符号４は繊維構造体、符号６はシート状物である。
　その際、シート状物を貼り合せる繊維構造体の面は、繊維構造体の厚み方向（すなわち繊維構造体の構成繊維の配列方向）と垂直な面であることが好ましい。かかる面にシート状物を貼りあわせることにより、繊維構造体を構成する繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列しているので、繊維がアンカー効果を発揮し繊維構造体内で剥離しにくい。なお、繊維構造体を構成する繊維の繊維長が５ｍｍ未満であるとこの効果が低くなるおそれがある。また、繊維構造体の厚み方向に繊維が配列している場合、シート状物をラミネートする際、圧縮しながらラミネートすることが一般的であるが、厚み方向に対しての剛性が高いため、厚みを確保でき、軽量化が達成できる。
　なお、シート状物を繊維構造体に貼り合わせる場合、片面であっても両面であってもよい。
　ここで、上記シート状物としては、スパンボンドまたはメルトブローまたはフラッシュボンド等の直接紡糸法による不織布や、スパンレースまたはエアレイドまたはカード法による短繊維構造体による不織布、さらには、それらを組み合わせた物などが好ましい。また、強度や経済性、使用時の作業性を考慮すると、シート状物の厚さは０．０１～５ｍｍが好ましい。特に好ましくは、０．１～２ｍｍである。使用する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維やレーヨン繊維等が挙げられる。
　以上のように、少なくとも繊維構造体の片面にシート状物を積層することにより、シート状物側からの入射音に対する吸音性能が飛躍的に向上する。なお、この場合、シート状物の通気度は、５～２００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃが好ましく、これにより、環状吸音材の表面を低通気にすることで、タイヤ内に入った路面からの音が本吸音材を通過する際に大きく減衰する。シート状物が、通気度５ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ未満の通気度がほとんど無いフィルム状の物であると、剛性の高い繊維構造体と組み合わせた場合、音が反射する構造となり、好ましくない。逆に、シート状物の通気度が２００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃより大であると、通気性が高く、繊維構造体による吸音性は期待できるが、特に低周波の騒音（500Hz以下）において大きな吸音性が得られないおそれがある。
　なお、シート状物は、片面以外に裏面や繊維構造体内部の中間層に設置することも可能である。
　繊維構造体とシート状物を貼り合せる方法としては、単に繊維構造体とシート状物を加熱プレスする方法や、機械的にニードル等により接合する方法、または、接着層を設ける方法等がある。接着層としては、粉体又はシート状、ネット状等で、熱により初めて溶融接着されるホットメルトタイプの樹脂や低融点樹脂繊維からなる不織布が好ましい。なお、低融点樹脂または低融点樹脂繊維の組成としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリアクリル系等の樹脂でもよい。
　また、上記シート状物の上や、上記シート状物とは繊維構造体を介して反対側に、高通気のシート状物を貼り合せることもできる。
　本発明において、繊維構造体を構成する繊維が、該繊維構造体の厚さ方向（すなわち、シート状物に対して垂直方向）に配列しているので、繊維構造体とシート状物との優れた剥離強度が得られる。かかる繊維構造体とシート状物との剥離強度としては、密度０．０１ｋｇ／ｍ３あたり５Ｎ／２５ｍｍ以上（より好ましくは６～３０Ｎ／２５ｍｍ）であることが好ましい。なお、この剥離強度は、以下の方法により測定される。
　すなわち、２５ｍｍ×１５０ｍｍの長方形の試料片を取り、試料片からシート状物と繊維構造体との界面を長片に平行に約５０ｍｍ剥がす。剥がしたシート状物と繊維構造体を引張り試験機〔例えばテンシロン（商品名）〕に取り付け、速度２００ｍｍ／分で引き剥がし、このときの剥離強度を求める。この剥離強度が密度０．０１ｋｇ／ｍ３あたり５Ｎ／２５ｍｍ未満である場合は、タイヤ等で使用した場合、遠心力や振動等でシート状物が剥離してしまい、本来の吸音性を得ることができないおそれがある。
　本発明の環状吸音材は、例えば以下の製造方法により製造することができる。すなわち、前述のように、非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿し、ローラーカードにより均一なウエブとして紡出した後、図１に示すような熱処理機を用いて、ウエブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させることにより、構成繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列した、厚さ１ｍｍ以上の繊維構造体を得た後、必要に応じて、繊維構造体の少なくとも表面および／または裏面に上記シート状物を貼り合せた後、または、それらを合わせたのみで金型により円環状に熱成型することで環状吸音材を製造することが可能である。この場合の熱成型温度は、通常、１００～２３０℃、好ましくは１１０～２００℃程度である。
　また、熱成形は、熱風炉や、熱プレス等により加工できるが、熱処理を湿熱処理下で行うことで、低通気のシート状物を貼り合せた物でも効率的に且つ均一な製品を製造することが可能である。この場合「湿熱処理」とは、高熱蒸気による繊維構造体の湿熱熱成形処理をいう。温度、時間などの湿熱処理条件は適宜決めればよい。
　かくして得られた環状吸音材において、寸法は特に制限されないが、図５に示すように、タイヤの空気室内で用いる上で、環状吸音材の中心軸方向の長さが２５０ｍｍ以上であり、好ましくは３００～９００ｍｍの範囲、最外径が３００～８００ｃｍの範囲内であることが好ましい。
　なお、図５において、符号７は環状吸音材、符号８は該環状吸音材に取り付けられた面ファスナーである。
　また、本発明の環状吸音材は、撥水加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。
　かかる環状吸音材は、吸音性が極めて良好で、また、繊維構造体にシート状物が積層されている場合にはシート状物が剥離しにくく、しかも優れた剛性を有する。
　次に、本発明のタイヤは、上記の円環状の環状吸音材を、タイヤの空気室内に備えてなるタイヤである。タイヤの空気室内に上記環状吸音材を備えることにより、走行時に優れた騒音低減効果が得られる。その際、図６に模式的に示すように、環状吸音材によりタイヤの空気室が仕切られるように取り付けると優れた騒音低減効果が得られ好ましい。タイヤまたはホイールに接触した状態で使用される場合、騒音低減効果があまり得られないおそれがある。特に、環状吸音材が、タイヤのトレッド部内壁に接触する場合は、振動が直接伝わり、かつ、路面摩擦およびタイヤ素材の変形による熱が直接環状吸音材に伝わり、耐久性等が低下するおそれがある。
　なお、上記の環状吸音材をタイヤまたはホイールに固定する方法は、接着、熱溶着、クランプを用いる方法など特に限定されず、さらに固定後に着脱が可能であるなしに限定されないが、安全性を確保できるレベルで着脱自在な固定方法であることが好ましい。例えば、図６に示すように、面ファスナー８を、縫製や接着剤等を使用し環状吸音材７とタイヤ９（またはホイール）にオスメスの面ファスナーを設置することで、安全性を確保しながらも着脱自在となり、何らかの要因でタイヤを内側から修理する必要がある場合や環状吸音材が劣化した場合、容易に修理したり交換したりできる。また、タイヤと吸音材との間に適切なアタッチメントを設置し、二つを連結することも出来る。
　なお、上記の環状吸音材をタイヤ用途以外の用途に用いることは何ら差しつかえない。また、上記タイヤは、乗用車、トラック、オートバイ、航空機、自転車、リヤカーなど各種のタイヤに用いることができる。
　次に、本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）融点
　Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製、熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（２）捲縮数
　ＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．１２に記載の方法により測定した。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（３）Ｂ／Ａ
　繊維構造体を厚さ方向に切断し、その断面において、厚さ方向に対して平行に配列されている繊維（図２において０°≦θ≦４５°）の総本数を（Ｂ）とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維（図１において４５°＜θ≦９０°）の総本数を（Ａ）としてＢ／Ａを算出した。なお、本数の測定は、任意の１０ヶ所について各々３０本の繊維を透過型光学顕微鏡で観察し、その数を数えた。
（４）騒音測定
　測定環境として、半無響室内に設置されたシャシダイナモメーター（シングルローラータイプ）を用い、車両の定常走行を模擬して騒音測定を行った。タイヤの駆動はシャシダイのモーターを用い、車のエンジンは使用しなかった。
　試験速度は５０ｋｍ／ｈで車両左前のタイヤ側方にマイクを設置した。測定地点は、タイヤより1.875m離れ高さ0.3mで測定。また、測定値は３回実施しその平均とした、なお、計測時間は5秒間行い，その間の最高値を記録。車両はトヨタ　エスティマ、タイヤサイズ及びメーカーとしては、Michelin Pilot Primacy 205/60/R16を使用した。
（５）繊維構造体およびシート状物の厚さ（ｍｍ）
　ＪＩＳ　Ｋ６４００により測定した。
（６）剛性（硬度測定）
　ゴム硬度計（高分子計器株式会社製、スプリング゛式硬さ試験機）、形式：FPを使用して測定した（１５mmΦの圧縮剛性測定）。
（７）繊維構造体の平均密度（ｇ／cｍ３）
　下記式により密度（ｇ／cｍ３）を求めた。
　密度（ｇ／cｍ３）＝ウエブの目付け（ｇ／cｍ２）／繊維構造体の厚さ（ｃｍ）
　次に、平均密度は、２,５００ｍｍ２（１辺が５０ｍｍの正方形）の大きさのサンプルを１０枚採取して、密度を算出しその平均値を算出した値である。
（８）通気度
　フランジール法によって測定。単位はｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃで示した。
　［実施例１］
　帝人ファイバー（株）製、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維（１．７ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、捲縮数９ケ／２．５４ｃｍ、単繊維断面形状：丸断面）を５０重量％、帝人ファイバー（株）製、芯鞘型熱融着複合繊維（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、捲縮数９ケ／２．５４ｃｍ、単繊維断面形状：丸断面）を５０重量％用いた。なお、この芯鞘型熱融着複合繊維は、融点が１１０℃の共重合ポリエステル（テレフタル酸とイソフタル酸とを６０／４０（モル％）で混合した酸成分と、エチレングリコールとジエチレングリコールとを８５／１５（モル％）で混合したジオール成分とからなる。）を鞘成分に配し、通常のポリエチレンテレフタレートを芯成分に配したものである。これら２タイプの繊維を開繊、混綿し、ローラーカード、クロスレイ、ローラーカードの順に通し、次にＳｔｒｕｔｏ社製、Ｓｔｒｕｔｏ設備を使用し、ウエブを図３のようにアコーディオン状に折りたたみ大部分の繊維を厚み方向に配列（Ｂ／Ａ＝４．７）させた後、１７０℃で加熱処理を施し、目付け８００ｇ／ｍ２、厚さ３０ｍｍの繊維構造体を得た。このものの平均密度は、２６．７ｋｇ／ｍ３であった。
　次に、シート状物として目付け３０ｇ／ｍ２、厚さ０．３ｍｍの特殊長繊維不織布（旭化成社製、“プレシゼ”（商品名）、素材：ポリエチレンテレフタレート繊維）を巻き出しながら、一方、ＰＥ（ポリエチレン）バウダーを上記繊維構造体に２０ｇ／ｍ２散布しながら異なる巻き出し口より同時に巻きだしながら、ベルトタイプのラミネート設備を利用して加熱圧着、冷却を実施することにより、繊維構造体の片面に特殊長繊維不織布を貼り合せたロール状の吸音材を作製した（図４参照）。なお、特殊長繊維不織布の通気度は、８０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであった。
　次いで、吸音材を環状に成形できる、タイヤ形状に類似した円環状の金型を使用し、作製したロール状の吸音材を長方形に裁断したのち、圧縮しながらこの金型にセットした。その際、シート状物が環の外側に位置するよう配置した。そして、１２０℃の湿熱缶にて１５分熱処理した後、金型を扇風機で空冷した。その後、金型より環状吸音材を取り出して成形品を得た。
　得られた環状吸音材において、タイヤ側中央部の表面硬度は、成形前（金型で熱処理する前）：２０、成形品（金型で熱処理したもの）は９０、平均密度は４１．５ｋｇ／ｍ３であった。また、環状吸音材の肉厚は２０ｍｍ、環状吸音材の中心軸方向の長さは５５０ｍｍ、外径は５７０ｍｍであった。
　次いで、環状吸音材の両端部に巾２ｃｍの面ファスナーのフック側を縫着した。一方、タイヤ内側のビード部付近に接着剤で巾２ｃｍの面ファスナーのループ側を接着した。
　次いで、環状吸音材を取り付けた上記タイヤを乗用車に取り付け（前後輪左右１個ずつ計４個）、上記（４）に示す車外騒音の測定を行った。車外騒音の評価結果を表１に示す。また、加えて８０ｋｍ／ｈの速度で高速道路を走行したが、その時のロードノイズは、環状吸音材を装着しない比較例１と比較し、大きく低減した。また、走行時や路面の継ぎ目を乗り越える際の振動も低下したように感じられ、カーブでのハンドリングも非常にスムースであった。
［実施例２］
　実施例１と同様な繊維配合にて、目付け６００ｇ／ｍ２、厚さ２５ｍｍの繊維構造体を得た。このものの配列（Ｂ／Ａ）は４．５、平均密度は２４ｋｇ／ｍ３であった。それ以外は、実施例１と同様にして環状吸音材を作製した。実施例１と同様に上記（４）に示す車外騒音の測定を行った。測定した車外騒音の評価結果を表１に示す。高速道路での走行テストでは、車内のロードノイズは、環状吸音材を装着しない比較例１と比較し、大きく低減した。
　なお、面ファスナー装着前の得られた環状吸音材において、表面硬度は、成形前：１８、成形品は８５であった。また、環状吸音材の肉厚は１５ｍｍ、環状吸音材の中心軸方向の長さは５５０ｍｍ、外径は５７０ｍｍであった。
［実施例３］
　実施例１と同様の繊維構造体を使用し、次に実施例１と同様のスパンボンドメルトブロー不織布を実施例１と同様なことを２回繰返して、表面及び裏面がスパンボンドメルトブロー不織布で被覆されたシート状物を作成、その後、実施例１と同様にして環状吸音材を作製し、タイヤに装着し吸音性能を測定した。測定した車外騒音の評価結果を表１に示す。高速道路での走行テストでは、車内のロードノイズは、環状吸音材を装着しない比較例１と比較し、大きく低減した。
　なお、面ファスナー装着前の得られた環状吸音材において、表面硬度は、成形前：２０、成形品は９０であった。また、環状吸音材の肉厚は２０ｍｍ、環状吸音材の中心軸方向の長さは５５０ｍｍ、外径は５７０ｍｍであった。
［実施例４］
　実施例１と同様の繊維構造体を使用し、次に実施例１同様のスパンボンドメルトブロー不織布を実施例１と同様にして環状吸音材とした場合の内側になるほうに貼りあわせ、反対側の面には、スパンボンド不織布５０ｇ／ｍ２品（東洋紡株式会社製、通気度：１５０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ）を１枚貼り合わせたシート状物を作製し、その後、実施例１と同様にして環状吸音材を作製し、タイヤに装着し吸音性能を測定した。測定した車外騒音の評価結果を表１に示す。高速道路での走行テストでは、車内のロードノイズは、環状吸音材を装着しない比較例１と比較し、大きく低減した。
　なお、面ファスナー装着前の得られた環状吸音材において、表面硬度は、成形前：２５、成形品は９５であった。また、環状吸音材の肉厚は２０ｍｍ、環状吸音材の中心軸方向の長さは５５０ｍｍ、外径は５７０ｍｍであった。
［実施例５］
　実施例１において、スパンボンドメルトブロー不織布を繊維構造体に貼り合せることなしに、環状吸音材を作成し、その後、実施例１と同様にして環状吸音材を作製し、タイヤに装着し吸音性能を測定した。測定した車外騒音の評価結果を表１に示す。高速道路での走行テストでは、車内のロードノイズは、環状吸音材を装着しない比較例１と比較し、大きく低減した。
　なお、面ファスナー装着前の得られた環状吸音材において、表面硬度は、成形前：１５、成形品は７０であった。また、環状吸音材の肉厚は２０ｍｍ、環状吸音材の中心軸方向の長さは５５０ｍｍ、外径は５７０ｍｍであった。
［比較例１］
　環状吸音材を装着しないタイヤでの速度50ｋｍ／ｈにおけるシャシダイ上での上記(4）に示す車外騒音測定結果を表１に示す。
［比較例２］
　実施例１と同様の原綿配合にて開繊、混綿し、ローラーカード、クロスレイ、ローラーカードの順に通し、重ねたまま１７０℃で加熱処理を施し、目付け８００ｇ／ｍ２、厚さ３０ｍｍの繊維構造体を得た。（Ｂ／Ａ＝０．９）。このものの平均密度は、２６．７ｋｇ／ｍ３であった。
　次に、シート状物として目付け３０ｇ／ｍ２、厚さ０．３ｍｍスパンボンドメルトブロー不織布（旭化成社製）を巻き出しながら、一方、ＰＥ（ポリエチレン）バウダーを上記繊維構造体に２０ｇ／ｍ２散布しながら異なる巻き出し口より同時に巻きだしながら、ベルトタイプのラミネート設備を利用して加熱圧着、冷却を実施することにより、繊維構造体の片面にスパンボンドメルトブロー不織布を貼り合せたロール状の吸音材を作製した。なお、スパンボンドメルトブロー不織布の通気度は、５０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであった。
　次いで、吸音材を環状に成形できる、タイヤ形状に類似した金型を使用し、作製したロール状の吸音材を長方形に裁断したのち、圧縮しながらこの金型にセットしようとしたが、本シートは金型に添うことなく、くの字型に折れ曲がり、均一にセットすることができず、タイヤ形状に成形することが出来なかった。また、表面の剛性も不十分であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明によれば、タイヤの空気室内に用いることのできる環状吸音材であって優れた騒音低減効果を有する環状吸音材、および該環状吸音材を空気室内に備えてなる、優れた騒音低減効果を有するタイヤが得られる。本発明の環状吸音材は、乗用車、トラック、オートバイ、航空機、自転車、リヤカーなど各種のタイヤに適用でき、その工業的価値は極めて大である。
　Ｆ　：非弾性捲縮短繊維または熱接着性複合短繊維
　ＤＴ　：繊維構造体の厚さ方向
　ＤＦ　：非弾性捲縮短繊維または熱接着性複合短繊維の配列方向
　１　：ウエブ
　２　：コンベア
　３　：ヒータ
　４　：繊維構造体
　５　：ウエブの山
　６　：シート状物
　７　：環状吸音材
　８　：面ファスナー
　９　：タイヤ
 

Claims (11)

  1. 　繊維構造体を含み、かつ肉厚が１ｍｍ以上の環状吸音材であって、上記繊維構造体が下記の要件（１）を満足することを特徴とする環状吸音材。
    　（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０～１０／９０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と上記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ上記熱接着性複合短繊維と上記非弾性捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列してなる繊維構造体。
  2. 　環状吸音材において、環状吸音材の中心軸方向の長さが２５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の環状吸音材。
  3. 　上記環状吸音材が円環状である、請求項１に記載の環状吸音材。
  4. 　上記非弾性捲縮短繊維がポリエステル系繊維からなる、請求項１に記載の環状吸音材。
  5. 　上記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなる、請求項１に記載の環状吸音材。
  6. 　上記繊維構造体の平均密度が２０～２００ｋｇ／ｍ３の範囲内にある、請求項１に記載の環状吸音材。
  7. 　上記繊維構造体にシート状物が積層されてなる、請求項１に記載の環状吸音材。
  8. 　上記シート状物が厚さ０．０１～５ｍｍの不織布である、請求項７に記載の環状吸音材。
  9. 　請求項１～８のいずれかに記載の環状吸音材を、タイヤの空気室内に備えてなることを特徴とするタイヤ。
  10. 　上記環状吸音材により、タイヤの空気室が仕切られてなる、請求項９に記載のタイヤ。
  11. 　上記環状吸音材を走行中の安全性を確保できるレベルで着脱自在にタイヤの空気室内に備えてなる、請求項９に記載のタイヤ。
     
PCT/JP2010/069801 2010-01-05 2010-11-08 環状吸音材およびタイヤ WO2011083622A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011548922A JPWO2011083622A1 (ja) 2010-01-05 2010-11-08 環状吸音材およびタイヤ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-000653 2010-01-05
JP2010000653 2010-01-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011083622A1 true WO2011083622A1 (ja) 2011-07-14

Family

ID=44305362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/069801 WO2011083622A1 (ja) 2010-01-05 2010-11-08 環状吸音材およびタイヤ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2011083622A1 (ja)
WO (1) WO2011083622A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113242800A (zh) * 2018-12-17 2021-08-10 株式会社普利司通 充气轮胎

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56167505A (en) * 1980-04-26 1981-12-23 Messerschmitt Boelkow Blohm Pneumatic tire
JP2008254658A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ
JP2009137568A (ja) * 2007-11-13 2009-06-25 Bridgestone Corp タイヤ
JP2009186825A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Teijin Fibers Ltd 吸音構造体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56167505A (en) * 1980-04-26 1981-12-23 Messerschmitt Boelkow Blohm Pneumatic tire
JP2008254658A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ
JP2009137568A (ja) * 2007-11-13 2009-06-25 Bridgestone Corp タイヤ
JP2009186825A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Teijin Fibers Ltd 吸音構造体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113242800A (zh) * 2018-12-17 2021-08-10 株式会社普利司通 充气轮胎

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011083622A1 (ja) 2013-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008068799A (ja) 吸音材および車両用フロアーシート
JP5075679B2 (ja) フィルタ不織布
JP2008089620A (ja) 吸音材およびその取付け方法および繊維製品
JP5886063B2 (ja) 吸音材の製造方法
JP2007025044A (ja) 吸音材
KR20200088443A (ko) 부직포, 및 이것을 표피재로서 이용한 복합 흡음재
JP2002161464A (ja) 軽量吸音材
JP5155016B2 (ja) 吸音材用繊維構造体の製造方法および吸音材の製造方法
JP2009186825A (ja) 吸音構造体
JP7184537B2 (ja) 繊維構造体
JP3166607U (ja) 被覆材
JP2004145180A (ja) 吸音構造体
JP3968648B2 (ja) 吸音材
WO2011083622A1 (ja) 環状吸音材およびタイヤ
JP5676226B2 (ja) 車両用クッション材
JP3148056U (ja) 衣料用保温材
JP5591612B2 (ja) 真空断熱材用芯材および該芯材を用いた真空断熱材
JP2006098890A (ja) 吸音材およびその製造方法
JP3972296B2 (ja) 吸音材及び車両用内装材
KR102228540B1 (ko) 경량화와 흡음성이 향상된 부직포 및 이의 제조방법
JP5143110B2 (ja) 吸音材
JP2008290642A (ja) 吸音材およびその製造方法
JP3136608U (ja) 内装材
JP3705420B2 (ja) 吸音材
JP5638784B2 (ja) ダクト材およびダクト

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10842137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011548922

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10842137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1