CN105829145A - 具有自密封壁和低噪音水平的轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮胎(1)，所述轮胎(1)包括两个胎侧(2)、在径向上设置在胎面(4)外部的胎冠(3)、胎体型的增强结构(5)和至少一个支撑层(6)，胎侧和胎冠的内表面形成内壁(10)，所述内壁(10)的至少一部分覆盖有自密封组合物层(7)，其中自密封组合物层(7)的自由表面的至少一部分覆盖有吸收声能粒子(9)的排列(8)。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎，所述轮胎包括两个胎侧，在径向上设置在胎面外部的胎冠，胎体型增强结构，至少一个胎冠增强件，胎侧和胎冠的内表面形成内壁，所述内壁的至少部分覆盖有自密封组合物层。
背景技术
已知的是设置有自密封化合物内层的轮胎(特别是在胎冠区域)，所述自密封化合物旨在渗入和填充轮胎中的任何开口或孔。申请WO2010/009849描述了这种设置有自密封弹性体组合物的轮胎的实施例，所述自密封弹性体组合物可以特别地用作充气物体中的防刺穿层，其包括至少：例如主要弹性体、不饱和的二烯弹性体、在30和90phr之间的烃类树脂；0至30phr以下的填料。防刺穿层有利地与气密层(例如基于丁基橡胶)相结合以在充气物体的内部形成气密和防刺穿层。
已经发现这种防刺穿层的有效性与所施用产品的粘度指数相关联。此外，这种层经常具有高水平的粘性。这种水平的粘性允许自密封产品很好地粘附至轮胎的内壁。同时，它对于轮胎腔中存在的任何粒子提供了粘性支持。因此合理高数量的这种粒子可以粘附至内壁。如果未安装的轮胎放在多灰尘或不清洁的环境中，可以发现一定量的粒子，各种灰尘或废物粘至内壁。
也已知设置有降低行驶噪音的设备或装置的轮胎。大多数时间噪声衰减器由具有许多空隙的泡沫制成并且或者靠着胎面内壁或者靠着轮辋放置。这些***物由于其大的体积而具有相当大的质量。这些***物也构成了车轮中额外的部件。
文献EP2554617描述了设置有粘合至轮胎内部在胎面下面的噪音降低泡沫层的轮胎。在施用泡沫层之前将硅基粘合剂施用至接收表面。分两个阶段(一个阶段为施用泡沫层的阶段)的该申请的方法涉及难于处理的层的棘手处理，所述阶段是复杂的、昂贵的并承受不确定性。
最后，设置有粘合至具有自密封性质的层的噪音衰减内层的轮胎是已知的。文献EP2562009描述了这种包括吸音多孔材料的轮胎的一个实施例。多孔材料经由轮胎壁内表面上的内层的密封内衬层而粘合至内壁。密封材料的层含有100至400重量份的聚异丁烯，10份/100重量份的无机添加剂和1至15重量份的硫化剂/100重量份的丁基橡胶。描述的排列使得可以通过影响噪音能量的分布而降低内部噪音。然而，多孔材料以层的形式排列。现在，尝试施用噪音降低层以将其精确布置在提供粘度支持的自密封层上存在极大的技术困难，因为待准备施用的层需要能够传送至轮胎的内部区域然后在层在整个圆周上时施用。这种施用涉及复杂的且昂贵的工业设备。噪音降低层的性能由于层的表面上活性表面积小而在本质上也受到限制。
因此需要具有自密封层的轮胎，所述轮胎不具有现有技术解决方案的缺点。还需要设置有降低行驶噪音影响而对车轮质量没有影响的装置的轮胎。
本发明提供用于减轻这些不同缺点的各种技术方法。
发明内容
首先，本发明的第一目的为提供具有自密封层的轮胎，粒子或灰尘不能够粘附至所述自密封层。
本发明的另一目的为提供设置有降低噪音水平的自密封层的轮胎。
本发明的还另一目的为提供设置有降低噪音水平而不显著增加质量的自密封层的轮胎。
为此目的，本发明首先提供轮胎，所述轮胎包括两个胎侧，在径向上设置在胎面外部的胎冠，胎体型增强结构，至少一个胎冠增强件，胎侧和胎冠的内表面形成内壁，所述内壁的至少一部分覆盖有自密封组合物层，并且自密封组合物层的自由表面的至少一部分覆盖有声能吸收粒子的排列。
这种解决方案提供防刺穿轮胎固有的优点，而不具有施用粒子的不希望的粘内壁。出于同样原因，噪音降低层的存在使得可以降低或消除腔的噪音。最后，轮胎提供了最终用户感知的内部噪音(路面噪音)的水平的降低。
本发明使得可以使用相当薄的抗噪音材料的排列而提供有效的抗空腔效果，这显著地比具有以层、块或环形式的泡沫***物的解决方案重量更轻(对于相似的泡沫密度)。在实验室中进行的测试显示出质量降低大约30％至60％。
有利地，声能吸收粒子的排列为不连续的排列。
根据一个有利的实施方案，布置声能吸收粒子的排列使得其从一个胎肩至另一个胎肩充分地覆盖轮胎的内表面。
有利地，声能吸收粒子的排列包括平均尺寸在0.5cmx0.5cmx0.5cm和7cmx7cmx7cm之间的粒子或颗粒。
在一个有利的替代形式中，声能吸收粒子排列的粒子或颗粒具有任意几何形状或限定的形状如立方体、金字塔、球形。
粒子可以更优选采取这样的形式：长丝布置在支撑物上并且非常接近而出于同样的理由没有结合在一起，类似于等同于毛皮的结构。
当材料采取长丝的形式时，长丝优选具有的横截面小于或等于1.5mmx1.5mm并且长/宽比大于5，优选大于10。
粒子不连续的布置。这提供了泡沫与内部空气接触面积的增加并因此增加了噪音波吸收能力。由于粒子的不规则几何形状，这种不连续性还破坏了轮胎内部空气柱，因此使得可以降低声音强度。
最后，粒子的不连续排列使得可以获得轮胎内部表面的更有效的面积覆盖。
有利地，粒子或颗粒随机分散或以有意组织的方式进行分散。
根据另一替代形式，声能吸收粒子的排列具有在3mm和100mm之间，更优选在10mm和50mm之间的平均厚度。
还根据另一有利的实施方案，声能吸收排列的粒子的材料选自聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、三聚氰胺、聚氯丁二烯，EPDM橡胶，乙烯-乙烯基醋酸酯，密度为非发泡聚苯乙烯的2％、5％或10％的发泡聚苯乙烯、填充物和它们的混合物。
优选地，如上限定的粒子材料是膨胀的。
优选地，构成自密封组合物层的材料选自在文献WO2010/009849和WO2010/012413中提及的那些。
这种轮胎包括自密封产品层，也就是说绝大多数刺穿对于内部充气压力没有影响。换句话说，当物体刺入胎面并穿过胎面时，自密封产品围绕该物体的周围进行密封。如果刺入的物体在胎面中不能保持不动，则自密封产品将填充孔并因此阻止内部压力下降。
本发明还提供一种对于如上限定的轮胎施用声能吸收粒子排列的方法，所述方法包括以下步骤：
-获得设置有自密封组合物层的轮胎，所述自密封组合物在轮胎的内壁上形成粘附膜；
-将声能吸收粒子的排列施用至粘附膜的至少一部分。
粒子材料可以包括非均匀的外观和尺寸的特征。
粒子材料优选在轮胎硫化之后施用。
根据一个有利的实施方案，该施用步骤通过在粘附膜上喷涂粒子而进行。
附图说明
所有实施方案的细节在以下通过仅以非限制性实施例的方式给出的附图1至4补充的说明书给出，在附图中：
-图1为根据本发明的轮胎的示意性横截面图；
-图2为图1的轮胎的子午线平面截面图；
-图3为说明具有隔音泡沫的轮胎和不具有隔音泡沫的轮胎中噪音水平随着轮胎频率变化的实施例的图表；
-图4显示了对于两个实施例车辆的腔模式的比较。
具体实施方式
定义：
在本文中，“颗粒”或“粒子”意指用于吸收声压的离散的元件。有利地使用具有不同外观的粒子从而对于声能的多个频率分布提供有效地吸收效果。粒子沿着轮胎的内壁排列以形成或多或少均匀且或多或少连续的排列。
“声能吸收粒子的排列”意指包括或多或少连续排列的多个离散颗粒或粒子的表面。由于粒子的形状以及由于通过喷涂进行施用，因此在某些粒子之间可能存在间隙。粒子的排列有利地是随机的。粒子可以具有在其尺寸和/或其几何形状方面不同或相同的几何外观。
“腔模式”意指如在图3的实施例中示出的振动模式：轮胎在非常粗糙的表面上行驶刺激了轮胎的结构并且还刺激了轮胎腔的内部空气。在轮胎腔内部中存在的空气柱根据其一种或多种的自然刺激模式进行振动。第一自然模式，由术语“第一腔模式”表示，通常对于汽车轮胎在200Hz和250Hz之间，这取决于轮胎的尺寸。在共振时，在车轮上产生声压，这可以引起该车轮振动。然后这些振动传递至车轮的中心，接着传递至车辆的内部，通过车辆的结构进行传播。由于这是结构性声音振动，因此车辆的结构可以对整体性能具有较大的影响。图4显示了对于两种车辆声音分布的两个实施例。识别每个情境下的腔模式，清楚地显示出车辆的行为相对于腔模式如何不同。
图1为根据本发明的轮胎1的一个实施方案的示意性描述，轮胎1以横截面方式示出并安装在轮辋11上。颗粒或粒子9靠着内壁10(特别是在轮胎胎面4的下方)分布。使用如在图2的实施方案中示出的具有非均匀尺寸和外观特征的粒子9使得可以形成粒子9的排列，粒子9的非均匀外观提供了跨越大范围的声频的噪音减弱潜力。对于粒子9，或者使用数个限定的外观，每种限定的外观根据施用的粒子按比例使用，或者使用多个随机的外观。
图2显示了粒子9沿着轮胎内壁10分布的一个非限制性实施例。非均匀几何形状和尺寸的粒子9集中在轮胎胎面4的附近，基本上从一个胎肩至另一个胎肩，使得胎侧2的内壁少量或没有覆盖。由粒子覆盖的区域的位置和范围根据多个参数而变化，特别是根据自密封层7的范围而变化，从而最佳地覆盖自密封层7。
根据不同的实施方案，可以使用多种材料以形成粒子9。有利地使用一种或多种如下材料：聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、三聚氰胺、聚氯丁二烯、EPDM橡胶，乙烯-乙烯基醋酸酯和它们的混合物。每个粒子可以由一种或多种材料制成。多种性质和/或形状和/或外观和/或尺寸的粒子可以施用至一个且相同的轮胎。
为了将粒子9的排列施用至轮胎1的内壁10，需要成品且硫化状态的具有自密封组合物层7的轮胎。自密封组合物层在轮胎的内壁10上形成高粘附膜，粒子9持久地粘附至自密封组合物层。粒子9通过喷涂而施用至内壁10。这些粒子仅粘附至由自密封层覆盖的区域，使得其它区域保持没有粒子。
以上给出的图和描述用于说明本发明而非限制本发明。特别地，本发明及其不同的替代形式通过结合包括在轮胎胎面处的粒子排列的一个特定的实施方案进行了描述。
然而，对于本领域人员来说明显的是本发明可以扩展到其它实施方案，其中作为替代，根据所寻求的声音特征，设想粒子在较大或较小的区域上排列。
在图2所示的实施例中，施用区域从轮胎的一个胎肩至另一胎肩延伸。根据第一替代形式，施用区域在胎侧2的至少一部分上延伸。在另一替代形式中，施用区域基本上对应于胎面4的中心部分。根据其它替代形式，粒子的排列以狭窄圆周条带的形式施用。
在权利要求中的附图标记是非限制性的。动词“包括”和“具有”不排除除了在权利要求中列出的那些元件之外存在的元件。
Claims (14)
1.轮胎(1)，所述轮胎(1)包括两个胎侧(2)、在径向上设置在胎面(4)外部的胎冠(3)、胎体型的增强结构(5)，至少一个胎冠增强件(6)，胎侧和胎冠的内表面形成内壁(10)，所述内壁(10)的至少一部分覆盖有自密封组合物层(7)，其特征在于自密封组合物层(7)的自由表面的至少一部分覆盖有声能吸收粒子(9)的排列(8)。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中声能吸收粒子(9)的排列(8)是非连续排列。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中布置声能吸收粒子(9)的排列(8)使得其从一个胎肩至另一个胎肩充分地覆盖轮胎的内表面(10)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于声能吸收粒子(9)的排列(8)包括平均尺寸在0.5cmx0.5cmx0.5cm和7cmx7cmx7cm之间的粒子(9)或颗粒。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于声能吸收粒子(9)的排列(8)的粒子(9)或颗粒具有任意几何形状或限定的形状。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的轮胎，其特征在于粒子(9)或颗粒随机分布或以组织的方式分布。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于声能吸收粒子(9)的排列(8)具有在3mm和100mm之间的厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于声能吸收粒子的排列具有在10mm和50mm之间的厚度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中声能吸收排列(8)的粒子(9)的材料选自聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、三聚氰胺、聚氯丁二烯，EPDM橡胶，乙烯-乙烯基醋酸酯，密度为非发泡聚苯乙烯的2％、5％或10％的发泡聚苯乙烯、填充物和它们的混合物。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中粒子材料为膨胀的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中粒子材料具有非均匀外观和尺寸的特征。
12.用于将声能吸收粒子(9)的排列施用至根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎(1)的方法，所述方法包括以下步骤：
-获得设置有在轮胎的内壁(10)上形成粘附膜的自密封组合物层(7)的轮胎(1)；
-将声能吸收粒子(9)的排列(8)施用至粘附膜(7)的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的用于施用吸收层的方法，其中该施用步骤通过在粘附膜上喷涂粒子(9)进行。
14.根据权利要求12所述的方法，其中粒子材料在轮胎硫化之后施用。
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