JP2012000990A - フォーム製ノイズダンパーを有する空気入りタイヤの製造法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フォーム製ノイズダンパーを有するタイヤの製造法。
【解決手段】シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパー22をグリーンタイヤのグリーンインナーライナー16の露出バージン表面上に配置し、バリア層20をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き、グリーンタイヤを硬化し、そしてバリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる。
【選択図】図1
【解決手段】シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパー22をグリーンタイヤのグリーンインナーライナー16の露出バージン表面上に配置し、バリア層20をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き、グリーンタイヤを硬化し、そしてバリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる。
【選択図】図1
Description
他の出願との関連
本願は、2010年6月21日出願の出願第12/819,535号の一部継続出願である。
本願は、2010年6月21日出願の出願第12/819,535号の一部継続出願である。
本発明は、タイヤの硬化中にフォーム製ノイズダンパーを保護する方法に関する。ここでフォーム製ノイズダンパーはインナーライナー表面上に配置されている。
定義
“カーカス”とは、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、及びプライ上のサイドウォールゴム以外のタイヤ構造を意味する。ただし、ビードは含まれる。
定義
“カーカス”とは、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、及びプライ上のサイドウォールゴム以外のタイヤ構造を意味する。ただし、ビードは含まれる。
“インナーライナー”とは、タイヤの内表面を形成し、タイヤ内に膨らませるための流体を収容するエラストマー又はその他の材料の層(一つ又は複数)を意味する。チューブタイプタイヤの“インナーライナー”は多くの場合“スキージー”と呼ばれ、チューブレスタイヤのインナーライナと区別される。
“空気入りタイヤ”とは、ビード及びトレッドを有し、ゴム、化学物質、ファブリック及びスチール又はその他の材料で製造された一般的にドーナツ形(通常、開円環)の積層機械装置を意味する。自動車のホイールに装着されると、タイヤは、そのトレッドを通じて牽引力を提供するほか、自動車荷重を支持する流体も収容する。
“トレッド”とは、成形されたゴムコンポーネントを意味し、タイヤのケーシングに接合されると、タイヤに正常に空気が入った状態で且つ正常の荷重下にある場合、路面と接触するタイヤの部分を含む。すなわち踏み跡である。
“硬化”及び“加硫”という用語は、別途記載のない限り、互換語とする。
“グリーン”及び“未硬化” という用語は、別途記載のない限り、互換語とする。
“バージン表面”とは、硬化の有無にかかわらず、クリーニング処理に付されていない、また離型剤と接触していない表面を意味する。
“グリーン”及び“未硬化” という用語は、別途記載のない限り、互換語とする。
“バージン表面”とは、硬化の有無にかかわらず、クリーニング処理に付されていない、また離型剤と接触していない表面を意味する。
政府規則及び消費者の嗜好は、乗用車のタイヤから生じる容認可能なノイズレベルの削減を強く求め続けている。ロードノイズの一つの発生源は、タイヤの最内面とリムに囲まれた空気室内の共鳴である。タイヤノイズを削減するための一つのタイプの努力は、空気室における空気振動由来の音を減衰させることで、この努力は主に、タイヤカーカスに隣接するタイヤの最内面を変更することに焦点を当てて行われてきた。一つのアプローチでは、発泡材料をノイズダンパーとして内部空洞に配置する。これはタイヤのインナーライナーにフォームを貼り付けることによって行われ、200〜300Hzのタイヤ空洞共鳴によるノイズの削減に効果がある。しかしながら、そのようなフォーム製ノイズダンパーをタイヤのインナーライナーに貼り付けることには問題が多い。
空気入りグリーンタイヤのカーカスは、低弾性ゴムに包み込まれた柔軟性高弾性コードの一連の層として構築される。インナーライナーはタイヤの最内面を形成するように配置される。グリーンタイヤは、加硫プレス内でタイヤを強制的に膨張させる加硫ブラダー(curing bladder)を用いて硬化される。硬化中、インナーライナーはカーカスと共に膨張し、加硫金型の刻み目に押し付けられて、タイヤのトレッドが形成される。すべてのコンポーネントも、相互間の実質的凝集結合がもたらされるように同時硬化される。
空気入りチューブレスタイヤのインナーライナーは、典型的には、その良好なバリア特性のために高重量割合のハロブチルゴムを含有する化合物から形成される。タイヤの硬化前、インナーライナーの内面全体及び/又は加硫ブラダーの外表面は離型剤でコーティングされる。離型剤は、インナーライナーの表面に使用される場合は“ライニング・セメント(lining cement)”、加硫ブラダー上で使用される場合は“ブラダー潤滑剤”又は“ブラダースプレー”と一般的に呼ばれている。離型剤は、硬化後インナーライナーが損傷されないように加硫ブラダーをインナーライナーから除去するのを容易にする。空気入りチューブタイプタイヤのインナーライナー(スキージー)は、典型的には、チューブがナイロンと直接接触するのを防止するためのプライ被覆素材の薄層である。これらのインナーライナーは、バリア特性が必要とされないため、通常ハロブチルゴムは含有していない。
そこで、硬化されたインナーライナーにフォーム製ノイズダンパーを接着する前に、従来技術の方法では、成形操作に由来してインナーライナー表面上に存在する汚染物質を除去してインナーライナーをきれいにする必要がある。特に、離型剤はインナーライナー表面から除去されなければならない。溶剤が通常このクリーニング操作のために使用されてきた。離型剤の除去に効果的な溶剤は、有害大気汚染物質を含有する。従って、これらの溶剤は環境規制の対象となり、規制は近年一段と厳しくなっている。そこで、厳しい環境規制に従うために、インナーライナー表面の溶剤クリーニングの必要性を排除するのが望ましいであろう。その上、溶剤クリーニングはその有害性のために労働集約的でコストもかかることから、溶剤クリーニング工程の排除によって著しいコスト節約も実現できる。あるいは、フォーム製ノイズダンパーを適用するためのインナーライナーの準備には、接着に適切な表面を提供するためのインナーライナーのバフ研磨が含まれていてもよい。例えば米国特許第7,669,628号参照。
本発明は、フォーム製ノイズダンパーを有するタイヤの製造法に向けられる。該方法は、
シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤのグリーンインナーライナーの露出バージン表面上に配置し;
バリア層をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、前記シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き;
グリーンタイヤを硬化し;そして
バリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる工程を含む。
シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤのグリーンインナーライナーの露出バージン表面上に配置し;
バリア層をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、前記シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き;
グリーンタイヤを硬化し;そして
バリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる工程を含む。
添付の図面は、本明細書中に取り込まれ、その一部を構成するものであるが、本発明の態様を図示し、上記の本発明の概要及び以下の詳細な説明とともに、本発明を説明する役割を果たす。
図1は、本発明の態様を示す断面図である。
図2は、正確な縮尺ではないが、インナーライナーのロールシートの全円周表面とフォーム製ノイズダンパーの全円周表面の両方を覆い、プルタブを提供するのに十分な長さのバリア層のストリップのアセンブリを示す平面図である。
図3は、準備されたインナーライナー、バリア層及びフォーム製ノイズダンパー(図2に示されているとおり)の、タイヤビルディングドラム上への配置を概略的に示す斜視図である。
図4は、正確な縮尺ではないが、硬化タイヤのフォーム製ノイズダンパーを露出させるためにインナーライナーから剥がしたバリア層のストリップのアセンブリを示す平面図である。
図5は、インナーライナー表面に接着されたフォーム製ノイズダンパーを有する、バリア層除去後の(図4に示されているとおり)硬化タイヤを示す部分断面図である。
本発明によれば、グリーンタイヤのインナーライナーに接着されたフォーム製ノイズダンパーは、保護バリア層をフォーム製ノイズダンパーの上に被せ、その保護バリアをグリーンバージンインナーライナー表面に接着することによって、離型剤による汚染及び硬化プロセスの過酷な圧力及び温度から保護される。一態様において、保護バリア層は、成形及び硬化プロセス中にタイヤ材料と共に伸縮するように適応された熱成形性フィルムである。一態様において、保護バリア層は薄いゴムシートである。一態様において、バリア層は、感圧接着剤(PSA)でコーティングされており、これをグリーンバージンインナーライナー表面に圧着することにより、熱成形性フィルムを確実に、そして剥離できるように接着することができる。所望によるPSAは、インナーライナーへのライニング・セメントの高圧スプレー中にバリア層が動くのを防止するのに特に有効である。本発明は図面を参照することによってさらに良く理解することができる。
数個の図面全部を通して、類似コンポーネントを参照するのに類似参照番号が使用されている。類似参照番号は、硬化及び未硬化(グリーン)状態両方のコンポーネントを参照するのに使用されている。
図1は、本発明に従ってタイヤを構築した後の未硬化又は“グリーン”タイヤアセンブリ10の断面図である。グリーンタイヤアセンブリ10は、最外面に配置されたトレッド13を有するカーカス12を含む。トレッド13は、硬化タイヤの動作中に路面に接触するタイヤアセンブリ10の部分である。硬化中、点線で示された溝115は、金型によって型押しされてトレッドになる。当該技術分野で公知の通り、カーカス12は、一つ又は複数プライのコードを含むことができ、カーカスはグリーンタイヤ10のビード部14を包み込んでいる。インナーライナー16は、空気室24に面するようにカーカス12の内側に配置されている。圧縮されたフォーム製ノイズダンパー22は、インナーライナー16の半径方向内向きのグリーンバージン表面28上に配置される。本発明によれば、フォーム製ノイズダンパー22は、インナーライナー16のグリーンバージン表面28に接着された除去可能なバリア層20で圧縮及び保護される。本明細書中でさらに記載する通り、グリーンタイヤ10の硬化後、バリア層20は、フォーム製ノイズダンパー22及びインナーライナー16から除去されるので、フォーム製ノイズダンパー22は応力緩和され、その最大体積にまで膨張する。
タイヤアセンブリ10の形成は、グリーン状態すなわち未硬化状態のインナーライナー16をグリーンタイヤカーカス12に隣接してアセンブルし、フォーム製ノイズダンパー22をインナーライナー16のグリーンバージン表面28上に配置し、そしてバリア層20をその上に被せることによって圧縮フォーム製ノイズダンパー22を圧縮し、バリア層20の接着端27をグリーンインナーライナー16のグリーンバージン表面28に接着することを含む。グリーントレッドストリップ13は、タイヤカーカス12の最外面に隣接してアセンブルされる。次に、このグリーンタイヤアセンブリ10を加硫金型(図示せず)に入れる。その際、グリーントレッドストリップ13は金型表面(図示せず)に対向して配置され、バリア層20は最内層となるように金型表面から最も遠くに配置される。フォーム製ノイズダンパーはインナーライナー16とバリア層20との間に配置されている。
典型的には、全コンポーネントを金型内に入れる前に、離型剤(図示せず)をグリーンインナーライナー16及びバリア層20の上に適用する。離型剤は、ライニング・セメントとも呼ばれるが、一般的に高圧スプレーによって適用される。ライニング・セメントタイプの離型剤の例は、有機ポリシロキサン−又はシリコーン−ベースの材料、例えば粉末マイカ又は結晶シリカ入りのポリジメチルシロキサンなどである。一態様において、感圧接着剤(図示せず)をバリア層20とインナーライナー16のグリーンバージン表面28の間に適用して、高圧ライニング・セメントスプレーがバリア層20及びフォーム製ノイズダンパー22の位置をずらさないようにする。
保護されたフォーム製ノイズダンパーを備えたグリーンアセンブリ10を金型に入れた後、膨張可能な加硫ブラダー(図示せず)をインナーライナー16及びバリア層20に対して膨張させて、グリーンタイヤアセンブリ10を金型表面に押し込み、グリーントレッドストリップ13を金型表面に形成されているトレッドパターンに圧着させる。タイヤアセンブリ10が膨張した加硫ブラダーからの圧力を受けている間、タイヤアセンブリ10を硬化するのに足る時間、加硫温度を金型に適用する。バリア層20は、離型剤による汚染及びグリーンタイヤ10の硬化中のタイヤ金型の過酷な圧力及び温度環境から圧縮フォーム製ノイズダンパー22を保護する。硬化が完了したら加硫ブラダーの空気を抜き、インナーライナー16及びバリア層20から取り去る。
本発明の方法の一態様は、図2〜3をさらに参照しながら説明することができる。図2に示されているように、インナーライナー16をビルディングドラム32上に配置する前に、フォーム製ノイズダンパー22をグリーンインナーライナー16の長手方向中心軸に対して対称に配置する。フォーム製ノイズダンパー22の幅より広いがグリーンインナーライナー16の幅より狭い幅を有するバリア層20を、フォーム製ノイズダンパー22がグリーンインナーライナー16とバリア層20の間に挟まれるように、グリーンインナーライナー16の長手方向中心軸に対して対称に配置する。バリア層20のエッジ27をグリーンインナーライナー16のグリーンバージン表面28に圧着し、バリア層20をグリーンインナーライナー16に確実に、そして除去できるように接着させる。同時に、フォーム製ノイズダンパー22をバリア層20によって、その完全膨張状態から圧縮状態に圧縮する。一態様において、硬化後バリア層20の容易な除去を促進するために、プルタブを提供するのに十分な突出部又は“はみ出し部”30が存在する。あるいは、はみ出し部は含まれない。
図3に示されているように、はみ出し部30を形成するために、ドラム32に配置する際、バリア層20の一端をグリーンインナーライナー16の一端より約2cm〜20cm長くする。硬化後の視覚的検出を容易にするには、はみ出し部30を着色して、インナーライナー16の黒と対比をなすようにすればよい。
グリーンタイヤアセンブリ10は、ドラム32から取り外し、フォーム製ノイズダンパー22を保護するバリア層20を付けたまま保管することもできる。次に最内面26にライニング・セメントをバリア層20を完全に又は部分的に覆う形でスプレーし、グリーンアセンブリ10を加硫プレスに入れて従来的に硬化する。図4は、加硫プレスから取り出した後の硬化タイヤアセンブリ110を示す。硬化タイヤアセンブリ110をプレスから取り出した後、ライニング・セメントを除去するためにタイヤの内部を吸引してもよい。ライニング・セメントは一般的にバリア層20に緩く付着している。図4から分かるように、次に、例えばバリア層120の突出端130を引くことによって、バリア層120を手で単一片として除去する。フォーム製ノイズダンパー122が露出する。ライニング・セメントは付着していない。バリア層120の除去後、フォーム製ノイズダンパー122は応力緩和されて、その最大体積にまで膨張する。
フォーム製ノイズダンパー22のドラム32への適用は、フォームに過剰なストレスをかけ、フォームに望ましくない引裂をもたらしうる。ドラム32上でのフォームの引裂を防止するには、フォーム製ノイズダンパーの断面にドラムの円周方向に対して直角に少なくとも一つのスリット又は切込み(ノッチ)を入れればよい。一つ又は複数のスリット又は切込みは、フォーム製ノイズダンパー22のドラム32への適用時に引裂を防止するのに十分なフォームの深さにまで入れることができる。
図2及び3に示されているようなバリア層20の適用は、バリア層が、伸縮し、タイヤ構築プロセス中に加わるストレスに耐え抜く材料で製造されている場合に使用可能である。タイヤ構築プロセスを耐え抜くに足る伸縮性を持たない材料で製造されたバリア層の場合、タイヤ構築プロセス中にバリア層を適用するのではなく、その代わりにバリア層20を、タイヤ構築プロセス後、フォーム製ノイズダンパー22の上及び完了してはいるが未硬化のグリーンタイヤのインナーライナーのバージングリーン表面に適用すればよい。フォーム製ノイズダンパー22も同様に、所望に応じて、及びフォームの伸縮能力及びタイヤ構築プロセスのストレスに耐える能力に応じて、タイヤ構築プロセス中に適用しても、プロセス後にグリーンタイヤに適用してもよい。タイヤ構築プロセス後に適用されたバリア層を有するそのようなグリーンタイヤは、その後インナーライナー表面が前述のように保護された状態でタイヤ金型内で硬化されることになる。
一態様において、バリア層は熱成形性フィルムである。グリーンタイヤの構築及び硬化中、インナーライナーと共に膨張するために、熱成形性フィルムはネッキングの性質を示すべきである。これは元の形状に戻ることなく伸縮できる材料の能力のことである。フィルムは少なくとも一方向、好ましくは通常縦方向(MD)及び横方向(CD)と呼ばれる両方向にネッキングを示すのが都合がよい。ネッキング力は、クロスヘッド速度20インチ/分での室温試験に従って、1インチ幅のストリップについて、少なくとも一方向、好ましくは両方向に、都合よくは約25lbf(ポンドフォース)未満、さらに都合よくは約20lbf未満である。非延伸フィルムが望ましいが、部分延伸フィルムも使用できる。非延伸フィルムは、縦及び横の両方向における本質的に等しいネッキング力を特徴としうる。
さらに、熱成形性フィルムは、タイヤアセンブリの硬化温度、一般的に約121℃(250°F)〜約200℃(392°F)の範囲、より高い融点を示すべきである。熱成形性フィルムはさらに、製造の容易性のために、インナーライナーから単一片として除去されるのに十分な強度も有すべきである。例示的態様において、熱成形性フィルムは、フィルムの容易な除去を促進するためにプルタブを形成するようにはみ出させることができ、フィルムのはみ出し部分は一緒に融合しないようにする。一態様において、熱成形性フィルムは約5ミル(127μm)未満、例えば約3ミル(76.2μm)未満の厚さを有する。別の態様において、熱成形性フィルムは、約0.6ミル(15μm)を超える、例えば0.75ミル(19μm)を超える厚さを有する。およそ0.75ミル〜2ミル厚のナイロン6及びナイロン6,6フィルムは、本発明の例示的な熱成形性フィルムとして機能しうる。フィルムの例は、ペンシルバニア州ポッツビルのHoneywell,International社から市販されている多目的ナイロン6フィルムのCAPRAN(登録商標)ナイロン;フッ素化エチレンプロピレン(FEP)フィルム、例えばDuPont Films社製のTEFLON(登録商標)FEPフルオロカーボンフィルム又はAirtech International,Inc.社製A4000;1−フェニル−3−メチル−5−ピラゾロン(PMP)フィルム、例えばHoneywell社製PMP Release Film;及びExopack Canada社から入手できるナイロン6,6フィルムのC917 DARTEK(登録商標)などである。これらの例示的フィルム(1インチ幅)のネッキング力、最大引張強さ、%伸び及び厚さを以下の表1に示す。例示的な熱成形性フィルムは、非延伸又はほんの部分延伸フィルムで、縦及び横両方向に20lbf未満のネッキング力を示すものである。
一態様において、バリア層は、タイヤのインナーライナーに接着された接着性の除去可能なインナーゴムストリップである。
この態様において、除去可能なゴムストリップとしてのバリア層は、(A)約50〜約100、好ましくは約60〜約90重量部のブチルゴムと、対応して(B)約50〜約0、好ましくは約40〜約10重量部のエチレン/プロピレン/非共役ジエンターポリマーゴムのゴム混合物からなる。
この態様において、除去可能なゴムストリップとしてのバリア層は、(A)約50〜約100、好ましくは約60〜約90重量部のブチルゴムと、対応して(B)約50〜約0、好ましくは約40〜約10重量部のエチレン/プロピレン/非共役ジエンターポリマーゴムのゴム混合物からなる。
当然のことながら、ゴムストリップは、従来のゴム配合成分、例えばプロセス油、促進剤、従来の硫黄硬化剤、顔料、カーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸、粘着付与樹脂、及び可塑剤なども含有することができる。
本発明の実施において、前記ゴムストリップは、未硬化のゴムストリップがグリーン又は未硬化のタイヤ構造物の一部としてインナーライナー上に構築されるという意味で、タイヤと同時加硫されることが求められる。従って、タイヤを製造するための成形及び硬化操作において、該ストリップとグリーンタイヤは実質的に同時に硬化する。
一態様において、同時硬化されたゴムストリップのバリア層は、手又は機械によって都合よく引き剥がすことができるように、タイヤの内表面に対して約10ポンド/リニア・インチ(1.8Kg/リニアcm)未満の比較的低い接着力と、グリーンタイヤの内表面に適切に接着又は粘着するように約10〜約30ニュートンの範囲の粘着値とを有する。
接着性の除去可能なゴムストリップは、典型的には約0.01〜約0.1インチ(0.025〜0.25cm)、好ましくは約0.02〜約0.08インチ(0.05〜0.2cm)の範囲の厚さを有する。ゴムストリップをインナーライナー上に有するタイヤが成形及び硬化された後、バリア層として同時硬化されたゴムストリップは、単に手で又は手動もしくは自動装置によって除去できる。ゴムシートは、タイヤの更なる加工前にそれが実際に除去されたかどうか容易に分かるように、顔料による色分けをしてタイヤ自体の色と対比させることができる。
ゴムストリップ用のブチルゴムは、一般的にイソブチレンとイソプレンの混合物(主要部分はイソブチレン)を重合することによって製造されるタイプのものである。該ブチルゴムは、典型的には、200,000を超える、好ましくは約200,000〜約600,000の範囲、さらに好ましくは約200,000〜約400,000の範囲の平均分子量を有する。
加硫ゴムタイヤ自体は、天然ゴム及び合成ゴム及びそれらの混合物又はブレンドのような様々な硫黄硬化性ゴムでありうる。例えば、ゴム状ブタジエン/スチレンコポリマー、ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、シス−1,4−ポリイソプレン(天然又は合成)、ポリブタジエン、イソプレン/ブタジエンコポリマー、ブチルゴム、クロロ又はブロモブチルゴムのようなハロゲン化ブチルゴム、エチレン/プロピレンコポリマー又はエチレン/プロピレン/ジエンターポリマー(EPDM)の少なくとも一つでありうる。典型的には、各種ポリマーは、通常の硫黄硬化法及び処方によって硬化又は加硫される。
特に、タイヤの他の部分はそのようなゴムでもよいが、ゴムストリップが同時加硫されるタイヤのインナーライナーバージン表面は、典型的には及び好ましくは、ブチルタイプのゴム、天然ゴム、又はそれらの混合物からなる。そのようなブチルタイプのゴムは、ブチルゴム又はクロロブチルもしくはブロモブチルゴムのようなハロブチルゴムの少なくとも一つから都合よく選ぶことができる。
バリア層として使用されるゴムストリップの処方例を表2に示す。この例の場合、ゴムストリップは、以下の処方、すなわち表2aの成分をバンバリーミキサー内で混合し、得られた混合物を表2bの成分と共にミルで混合するという処方に従って製造できる。
例えば、そのような樹脂は、炭化水素モノマーを、塩化アルミニウム又は三フッ化ホウ素又は三フッ化ホウ素エーテラートなどの触媒の存在下で重合することによって製造することができる。そのようなモノマーは、例えば、4〜6個の炭素原子を含有するジオレフィン及びモノオレフィン炭化水素の混合物でありうる。例えば、ピペリレンを、5〜6個の炭素原子を含有するメチル分枝α−オレフィンと共重合させることができる。
所望によるPSA(感圧接着剤)は、インナーライナーのゴムと適合性のあるゴムベースの接着剤である。接着剤の分野では知られているように、PSAは、典型的には主にポリマー系と一つ又は複数の粘着付与剤と一つ又は複数の可塑剤とを含む。本発明では、PSAのポリマー系は、インナーライナーのゴムと適合するようにゴムベースである。理論に拘束されるのではないが、タイヤアセンブリの硬化中、PSAは、粘着付与剤及び/又はその他の材料の移動、及び/又は高温でのPSAの分解のために、PSAとしての地位を失うと考えられている。熱成形性フィルムを除去する際、すべて又は一部のPSA、又はPSAであったものは、フィルムと共に除去されうる、及び/又は一部又はすべてのPSAはインナーライナー上に又はインナーライナーの一部として残りうる。ここでも理論に拘束されるのではないが、PSA組成物がインナーライナーのゴムと適合性のあるゴムを基にしたものであれば、硬化中、分解していくPSAは、全部又は一部がインナーライナー表面に移動することによって硬化バージンインナーライナー表面の一部になることができる。あるいは、それは凝集結合された表面コーティングを残すかもしれないが、そのコーティングは、それ自体インナーライナータイプのゴムであり、離型剤も付着していない。従って、硬化バージンインナーライナー表面と本質的に同じである。従って、例示的態様において、PSAは、タイヤのインナーライナーと凝集結合するか又はその一部になるために、タイヤの加硫中に硬化可能である。
一態様において、PSAは、天然ゴムベース、ブチルゴムベース、ハロブチルゴムベース又はポリブタジエンゴムベースの接着剤、又はそれらの組合せであろう。それはこれらのゴムが一般的に使用されているタイヤ材料だからである。“ゴムベース”とは、そのゴムがPSAの主成分、すなわち最大量存在する成分であることを意味する。更なる例示的態様において、PSAは永久グレードのホットメルトPSAである。PSAの例は、ミネソタ州ヴァドナイス・ハイツのH.B.Fuller Company社から、製品番号HL2201Xの下、永久グレードのホットメルトPSAとして市販されている。別のPSAは、3M(以前のEmtech)社製の製品番号G1110である。PSAは、熱成形性フィルムをインナーライナー表面に確実に接着させながらも、なおかつタイヤアセンブリの硬化後は熱成形性フィルムをそれから除去することも可能にする。
PSAは、熱成形性フィルム上に任意の所望の方法、例えば溶媒コーティング又はホットメルト押出コーティングによってコーティングすることができる。フィルムは予備コーティングされた状態で購入することもできる。PSA被覆フィルムは、特定の接着剤タイプに適切な任意の圧力によって接着させることができる。例えば、手で押さえてPSAをインナーライナーに接着させてもよいし、又は1インチローラーなどのローラーをPSA被覆フィルムの表面に沿って転がしてPSAを接着させてもよい。
バリアフィルムが除去された硬化タイヤ110を図5に示す。図5において、タイヤ110は、トレッド113、硬化中にトレッド113に付与されたトレッド溝113、カーカス112、ビード114、及びインナーライナー116を備えた状態で示されている。フォーム製ノイズダンパー122は、図5に示されているように、インナーライナー116の内側に、トレッド113の半径方向内向きに固定されている。従って、走行中容易に変形し、ステアリング安定性などの走り性能に影響を与えないために、ダンパーの材料は、好ましくは軽量低密度の柔軟性材料、例えば発泡ゴム、発泡合成樹脂、気泡プラスチックなどである。発泡材料(又はスポンジ材料)の場合、連続気泡型及び独立気泡型が使用できるが、連続気泡型が好適である。例えば、エーテルベースのポリウレタンフォーム、エステルベースのポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどのような合成樹脂フォーム;クロロプレンゴムフォーム、エチレン−プロピレンゴムフォーム、ニトリルゴムフォーム、シリコーンゴムフォームなどのようなゴムフォームが使用できる。特に、適切なフォームは、タイヤ成形プロセス中に存在する高温及び圧力環境に耐えることができなければならない。一態様において、連続気泡型発泡材料、さらに詳しくはポリウレタンフォームが使用される。
一態様において、シリコーンゴムフォームが使用される。一態様において、シリコーンゴムフォームは、0.01〜0.4の範囲の比重を有する。一態様において、シリコーンゴムフォームは、0.015〜0.3の範囲の比重を有する。一態様において、シリコーンゴムフォームは、0.025〜0.25の範囲の比重を有する。適切なシリコーンゴムは、6.5ポンド/ft3の密度(比重0.1)を有するMagnifoam MF1−6535のようなものである。
シリコーンゴムフォームを利用する態様においては、シリコーンゴムフォームのインナーライナーへの接着を確実にするために接着剤の使用が必要である。接着剤は、シリコーンゴムフォームを適用する前にインナーライナーに適用される。一態様において、接着剤はアクリル系接着剤である。適切なアクリル系接着剤は、3M社から6038接着剤転写テープとして市販されている。
タイヤが使用される環境によっては、タイヤを膨らますためにタイヤ空洞を満たす空気が湿っており、閉鎖空洞内で結露する可能性がある。そこで、エーテルベースのポリウレタンのような加水分解されにくい発泡材料を使用するのが適切である。
さらに、水がノイズダンパー内に浸透するのを防止するために、好ましくは撥水処理を発泡材料に施すことができる。また、好ましくは防カビ処理も施すことができる。
なおさらに、廃タイヤの焼却時に発生する排ガス中に有毒物質が存在しないように、ハロゲンを含まない原料を使用して発泡材料を製造するのが好適である。
なおさらに、廃タイヤの焼却時に発生する排ガス中に有毒物質が存在しないように、ハロゲンを含まない原料を使用して発泡材料を製造するのが好適である。
一定量の発泡材料をタイヤ空洞内に配置することにより、空洞内の空気の共鳴を制御することができ、トレッド部分の振動も削減される。従って、走行中にタイヤから発生するノイズを削減することができる。特に、200〜300Hzの周波数で測定されるタイヤ空洞共鳴によるノイズの削減が望ましい。
フォーム製ノイズダンパーは、200〜300Hzのタイヤ空洞共鳴によるノイズレベルを削減するのに適切な比重及び寸法を有している。一態様において、該フォームは0.005〜0.06(5〜60kg/m3)の範囲より大きい比重を有する。一態様において、フォーム製ノイズダンパーはタイヤの半径方向に10〜50mmの厚さを有する。一態様において、フォーム製ノイズダンパーはタイヤの軸方向に30〜150mmの幅を有する。一態様において、フォーム製ノイズダンパーはタイヤの円周方向に配置される。
フォーム製ノイズダンパー22は、インナーライナーに、トレッドの半径方向内向きに固定され、インナーライナー16のグリーンゴムに接着固定される。タイヤが硬化すると、フォーム製ノイズダンパー122及びインナーライナー16の硬化ゴムは接着結合する。あるいは、フォーム製ノイズダンパー122は、フォームに直接塗布された接着剤又は両面接着テープを用いて固定される。
接着剤に関しては、一態様において、ベーステープを有し、その片面に接着材料のコート又は層を、もう片面にも接着材料のコート又は層を有する接着テープが使用できる。一態様においては、ベーステープを持たず、二層の異なる接着材料のみで構成される接着テープが使用できる。一態様においては、単層の接着材料のみで構成される接着剤が使用できる。
接着テープの場合、ベーステープは例えば、ポリエステルのようなプラスチックフィルム;アクリルフォームのようなプラスチックフォームのシート;不織布;織布などでありうる。
接着材料に関しては、例えば、天然ゴム及び/又は合成ゴムと添加剤、例えば粘着付与剤、柔軟剤、抗老化剤などを含むゴムベースの接着剤;アクリルエステルと異なるガラス転移温度を有する多官能モノマーとの複数のコポリマーを含むアクリル系感圧接着剤(高耐熱タイプ、難燃タイプ及び低温接着タイプの感圧接着剤を含有する);シリコーンゴムと樹脂を含むシリコーン系感圧接着剤;ポリエーテル接着剤;ポリウレタン接着剤などが適切に使用できる。
熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂などを含む熱硬化性接着剤の使用は、生産効率を考慮すると好ましくない。なぜならば、該接着剤は、約30分間、約130℃にまで加熱する必要があるからである。
接着材料に関しては、同じ接着材料を使用することも可能であるが、異なるタイプの接着材料を使用することが望ましいであろう。例えば、タイヤゴムに強力に接着するゴム系接着剤、及びノイズダンパーに強力に接着するアクリル系感圧接着剤を接着テープの各面に又は隣接して使用する。
本発明を以下の非制限的実施例によってさらに説明する。
実施例1
本実施例では、インナーライナーコンパウンドに貼り付けたポリウレタンフォームの硬化の影響を示す。
本実施例では、インナーライナーコンパウンドに貼り付けたポリウレタンフォームの硬化の影響を示す。
ポリウレタンフォームストリップ(比重0.03〜0.05g/cm3)をグリーンインナーライナーコンパウンドのシートに適用し、層構造を形成した。次に、その層構造をブラダーモールド(bladder mold)中で100psiの圧力下150℃で23分間硬化させた。圧力解放後、硬化層構造を点検したところ、フォームは扁平化し、その元の形状に回復しないことが分かった。
実施例2
本実施例では、インナーライナーコンパウンドに貼り付けたシリコーンゴムフォームの硬化の影響を示す。
本実施例では、インナーライナーコンパウンドに貼り付けたシリコーンゴムフォームの硬化の影響を示す。
シリコーンゴムフォームストリップ(Roger Corporation社のMF1−6535、密度0.1g/cm3)をグリーンインナーライナーコンパウンドのシートに適用し、層構造を形成した。次に、その層構造をブラダーモールド中で100psiの圧力下150℃で23分間硬化させた。圧力解放後、硬化層構造を点検したところ、フォームはその元の形状に回復したが、ゴムのインナーライナーコンパウンドに接着していないことが分かった。
実施例3
本実施例では、グリーンタイヤのインナーライナーに貼り付けたシリコーンゴムフォームの硬化の影響を示す。
本実施例では、グリーンタイヤのインナーライナーに貼り付けたシリコーンゴムフォームの硬化の影響を示す。
シリコーンゴムフォームストリップ(Roger Corporation社のMF1−6535、密度6.5ポンド/ft3、3M社の両面アクリレート接着剤3M−3068付き)を完全構築されたグリーンタイヤのインナーライナーの頭頂部に貼り付けた。シリコーン離型剤スプレーを適用(塗布)し、次いでタイヤをタイヤ金型中で260psiの圧力下169℃で14分間硬化させた。金型から取り出すと、フォームはその元の形状に回復したが、離型剤のために触ると濡れていた。
実施例4
本実施例では、グリーンタイヤのインナーライナーに貼り付けた保護シリコーンゴムフォームの硬化の影響を示す。
本実施例では、グリーンタイヤのインナーライナーに貼り付けた保護シリコーンゴムフォームの硬化の影響を示す。
シリコーンゴムフォームストリップ(Roger Corporation社のMF1−6535、密度6.5ポンド/ft3、3M社の両面アクリレート接着剤3M−3068付き)を完全構築されたグリーンタイヤのインナーライナーの頭頂部に貼り付けた。該フォームを2ミル厚のDartek C917ナイロン6,6フィルムで覆った。このフィルムはフォームを覆うのに十分な幅で、フィルム端はインナーライナー表面に接着された。シリコーン離型剤スプレーを適用(塗布)し、次いでタイヤをタイヤ金型中で260psiの圧力下169℃で14分間硬化させた。金型から取り出した後、フィルムを除去してフォームを露出させた。フォームはその元の形状に回復し、離型剤も付着していなかった。
実施例1〜4の結果から分かるように、グリーンタイヤに適用されたシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーは、その元の形状に回復することが可能であり、従って硬化中にグリーンタイヤが経験する温度及び圧力条件を耐え抜いている。それはその融点(204℃)が硬化条件より高いためである。これに対し、ポリウレタンフォーム製ノイズダンパーは、その融点が硬化条件より低いためにこれらの条件を耐え抜けず、扁平化したままであった。効果的なノイズダンパーとなるために、フォーム製ノイズダンパーはその完全発泡状態にまで十分膨張すべきであるため、このことは重要である。
バリアフィルムの使用はさらに、シリコーンゴムフォームをシリコーン離型剤スプレーの影響からも保護した。
本発明を、その一つ又は複数の態様を記載することによって説明してきたが、そしてまたそのような態様をかなり詳細に記載してきたが、それらは、添付のクレームの範囲をそのような詳細に減縮又は限定することを意図したものでは決してない。追加の利益及び変更は当業者には容易に思い浮かぶであろう。従って、本発明は、その広い側面において、提示及び記載された特定の詳細、代表的装置及び方法及び例示的実施例に限定されない。従って、一般的発明概念の範囲から逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱をなすことは可能である。
本発明を、その一つ又は複数の態様を記載することによって説明してきたが、そしてまたそのような態様をかなり詳細に記載してきたが、それらは、添付のクレームの範囲をそのような詳細に減縮又は限定することを意図したものでは決してない。追加の利益及び変更は当業者には容易に思い浮かぶであろう。従って、本発明は、その広い側面において、提示及び記載された特定の詳細、代表的装置及び方法及び例示的実施例に限定されない。従って、一般的発明概念の範囲から逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱をなすことは可能である。
[本発明の態様]
1.フォーム製ノイズダンパーを有するタイヤの製造法であって、
シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤのグリーンインナーライナーの露出バージン表面上に配置し;
バリア層をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、前記シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き;
グリーンタイヤを硬化し;そして
バリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる工程を含む方法。
1.フォーム製ノイズダンパーを有するタイヤの製造法であって、
シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤのグリーンインナーライナーの露出バージン表面上に配置し;
バリア層をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、前記シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き;
グリーンタイヤを硬化し;そして
バリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる工程を含む方法。
2.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出バージン表面上に配置する前に、露出バージン表面に接着剤を適用し、接着剤をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーとバージン表面との間に置く工程をさらに含む、1記載の方法。
3.バリア層の少なくとも一端をグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面に接着する工程をさらに含む、1記載の方法。
4.バリア層が熱成形性フィルムである、1記載の方法。
4.バリア層が熱成形性フィルムである、1記載の方法。
5.バリア層がナイロンフィルムである、1記載の方法。
6.バリア層がゴムストリップである、1記載の方法。
7.バリア層が、ブチルゴム及びエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムを含むゴムストリップである、1記載の方法。
6.バリア層がゴムストリップである、1記載の方法。
7.バリア層が、ブチルゴム及びエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムを含むゴムストリップである、1記載の方法。
8.バリア層がゴムストリップであり、ゴムストリップがグリーンインナーライナーと同時加硫される、1記載の方法。
9.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが0.01〜0.4の範囲の比重を有する、1記載の方法。
9.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが0.01〜0.4の範囲の比重を有する、1記載の方法。
10.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが0.015〜0.3の範囲の比重を有する、1記載の方法。
11.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが0.025〜0.25の範囲の比重を有する、1記載の方法。
11.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが0.025〜0.25の範囲の比重を有する、1記載の方法。
12.フォーム製ノイズダンパーが接着剤を用いてバージン表面に固定される、1記載の方法。
13.フォーム製ノイズダンパーが両面テープを用いてバージン表面に固定される、1記載の方法。
13.フォーム製ノイズダンパーが両面テープを用いてバージン表面に固定される、1記載の方法。
14.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが少なくとも一つの断面スリット又は切込みを含み、前記少なくとも一つのスリット又は切込みは、グリーンタイヤの円周方向に対して直角である、1記載の方法。
15.バリア層が、タイヤ構築プロセス中、タイヤビルディングドラム上に適用される、1記載の方法。
16.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが、タイヤ構築プロセス中、タイヤビルディングドラム上に適用される、1記載の方法。
16.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーが、タイヤ構築プロセス中、タイヤビルディングドラム上に適用される、1記載の方法。
17.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパー及びバリア層が、タイヤ構築プロセス中、タイヤビルディングドラム上に適用される、1記載の方法。
18.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパー及びバリア層が、既に構築されたグリーンタイヤに適用される、1記載の方法。
18.シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパー及びバリア層が、既に構築されたグリーンタイヤに適用される、1記載の方法。
10 タイヤアセンブリ
12 カーカス
13 トレッド
14 ビード部
16 インナーライナー
20 バリア層
22 フォーム製ノイズダンパー
24 空気室
27 接着端
28 バージン表面
30 はみ出し部分
32 ビルディングドラム
110 硬化タイヤアセンブリ
112 カーカス
113 トレッド
114 ビード
115 溝
116 インナーライナー
120 バリア層
122 フォーム製ノイズダンパー
12 カーカス
13 トレッド
14 ビード部
16 インナーライナー
20 バリア層
22 フォーム製ノイズダンパー
24 空気室
27 接着端
28 バージン表面
30 はみ出し部分
32 ビルディングドラム
110 硬化タイヤアセンブリ
112 カーカス
113 トレッド
114 ビード
115 溝
116 インナーライナー
120 バリア層
122 フォーム製ノイズダンパー
Claims (5)
- フォーム製ノイズダンパーを有するタイヤの製造法であって、
シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤのグリーンインナーライナーの露出バージン表面上に配置し;
バリア層をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーの上に配置し、前記シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーをグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面とバリア層との間に置き;
グリーンタイヤを硬化し;そして
バリア層を除去してシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出させる工程を特徴とする方法。 - シリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーを露出バージン表面上に配置する前に、露出バージン表面に接着剤を適用し、接着剤をシリコーンゴムフォーム製ノイズダンパーとバージン表面との間に置く工程をさらに特徴とする、請求項1に記載の方法。
- バリア層の少なくとも一端をグリーンタイヤインナーライナーのバージン表面に接着する工程をさらに特徴とする、請求項1に記載の方法。
- バリア層が熱成形性フィルムであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- バリア層がナイロンフィルム又はゴムストリップであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
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