JP2015166134A - 吸音タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音性能を向上させることができるタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤの内表面に吸音体が接着された吸音タイヤの製造方法であって、タイヤの内表面上に、液状の、光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を塗布する、粘着剤塗布工程と、前記粘着剤塗布工程で塗布した前記光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を、光または熱で硬化させる、粘着剤硬化工程と、前記粘着剤硬化工程の前、最中または後に、吸音体を前記硬化型粘着剤と付着させる、吸音体付着工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、内表面に吸音体が接着された吸音タイヤの製造方法に関するものである。

タイヤ内部の円管長さに起因する空洞共鳴音を低減することを目的として、タイヤ内面上に吸音体が接着されたタイヤが知られている。例えば特許文献１では、両面粘着テープを介して吸音体（制音体）をタイヤの内腔面に固着させたタイヤが提案されている。

特開２００７−１１２３９５号公報

現在、より吸音性能の高いタイヤが求められている。発明者が鋭意研究した結果、上述した従来タイヤでは、両面粘着テープが、特にタイヤのサイド部で、タイヤの内表面形状に追従しにくく、また、微視的に見ると、両面粘着テープと吸音体との接触面積を十分大きくすることができないため、タイヤ内表面に対する吸音体の密着性が低くなり、吸音性能を十分に発揮できなくなる場合があることが判明した。

この発明は、上述した問題点を解決することを課題とするものであり、吸音性能を十分向上させることができるタイヤを提供することを目的とするものである。

この発明の吸音タイヤの製造方法は、タイヤの内表面上に、液状の、光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を塗布する、粘着剤塗布工程と、前記接着材塗布工程で塗布した光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を、光または熱で硬化させる、粘着剤硬化工程と、前記粘着剤硬化工程の前、最中または後に、吸音体を前記硬化型粘着剤と付着させる、吸音体付着工程と、を含むことを特徴とする。
この吸音タイヤの製造方法によれば、吸音性能を十分向上させることができる。
なおここでいう「光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を塗布する」とは、光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を散布等することも含むものとする。

ここで、この発明の吸音タイヤの製造方法は、前記粘着剤硬化工程の後に前記吸音体付着工程を行うことが好ましい。
このように、粘着剤を硬化させて粘着性を高めた状態で吸音体付着工程を行うことによって、タイヤ内表面に対する吸音体の密着性が高まり、吸音性能をより向上させることができる。

また、この発明の吸音タイヤの製造方法は、前記吸音体を短繊維で構成することが好ましい。
この場合には、吸音性能を一層向上させることができる。

この発明の吸音タイヤの製造方法によれば、吸音性能を十分向上させることができる。

この発明の吸音タイヤの製造方法の一実施形態によって製造されるタイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。 この発明の吸音タイヤの製造方法の一実施形態を説明するための、タイヤのトレッド部付近を拡大した状態で示す模式図である。なお、タイヤ内部のカーカス等は図示を省略している。 比較例タイヤ及び実施例タイヤの空洞共鳴音の音圧レベルを示す図である。

図１に、この発明の吸音タイヤの製造方法の一実施形態によって製造されるタイヤ１を例示説明する。
タイヤ１は、一対のビード部７間に跨ってラジアル方向に配置したコードによる、一枚以上のカーカスプライにて形成されたカーカス２と、カーカス２のクラウン域の外周側に配設されて、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる金属コードからなるベルトプライで構成される、ここでは二層の傾斜ベルト層３と、傾斜ベルト層３の外周側に配設されて、タイヤ周方向に向けて延びる有機繊維コードからなる補強層で構成される、ここでは一層のベルト補強層４と、ベルト補強層４の外周側に配設されて、トレッド接地面を形成するトレッド５と、ビード部７からタイヤ半径方向外側に伸びる一対のサイドウォール部６とを具える。

そして、図１に示すように、タイヤの内表面８には、吸音体を構成する多数の短繊維１１が、光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤（以下、総称して「硬化型粘着剤」ともいう）によって、ビード部７付近を除いたタイヤ幅方向全範囲で、タイヤ全周にわたって接着されている。ただし、この範囲は上記に限らず、目的に応じ適宜設定することができる。
この短繊維１１は、タイヤ１で発生する空洞共鳴音を吸収することができる。

ここからは、この発明の吸音タイヤの製造方法の一実施形態を例示説明する。
まず、生タイヤを加硫モールドで加硫成形して、図２（ａ）のような加硫済みのタイヤ１を製造する。ここで、加硫済みのタイヤをモールドから容易に取り外すことができるように、加硫前に、タイヤの内外表面にシリコン系等の離型材を塗布する場合がある。この場合には、後述する硬化型粘着剤の塗布を容易とする観点から、硬化型粘着剤を塗布する前に、該離型材を拭き取ることが好ましい。

次に、粘着剤塗布工程として、図２（ｂ）のように、タイヤ１の内表面８上の、短繊維１１を接着させる領域、すなわち、ビード部７を除いたタイヤ幅方向全範囲に、タイヤ全周にわたって、液状の、光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤１２を塗布する。ただし、この範囲は上記に限らず、目的に応じ適宜設定することができる。また塗布は、刷毛、スプレー、スリットノズルコータ、またはスロットダイコータ等で行うことができる。
このように、タイヤ１の内表面８上に塗布する硬化型粘着剤１２を液状とすることで、粘着剤１２の濡れ性が高まり、タイヤ内表面全体に粘着剤１２が行き渡り含浸することにより、タイヤ内表面と粘着剤との接触面積を大きくして粘着力を高めることができ、後述するように、タイヤ内表面に対する吸音体の密着性を高めて吸音性能を高めることができる。

ここで、両面粘着テープを用いて吸音体を接着させる場合には、両面粘着テープを貼り始めた位置や貼り終えた位置に、端部ができる場合がある。このような場合には、走行時に、該端部が起点となって両面粘着テープが剥離するおそれがある。
一方、両面粘着テープの前記端部を無くすために、両面粘着テープを、貼り始め位置と貼り終わり位置とが重なるように貼り付けると、両面粘着テープの厚みを均一にすることができず、タイヤのユニフォミティに影響を与えるおそれがあった。
これに対し、液状の硬化型粘着剤を用いた本発明によれば、剥離の起点となる前記端部を無くし、かつ硬化型粘着剤の厚みが均一となるようにすることができる。

さらに、両面粘着テープを用いた場合には、該テープとタイヤ内表面との間にエアが混入するおそれがあった。これに対し、この発明では、液状の粘着剤とタイヤ内表面との間にエアが混入することもない。その結果としても、本発明によれば、タイヤ内表面と粘着剤との剥離を有効に抑制することができ、その結果、タイヤ内表面と吸音体との剥離も有効に抑制することができる。

そして、粘着剤硬化工程として、上記のようにして塗布した硬化型粘着剤を光または熱で硬化させる。図２（ｃ）に示す例では、硬化型粘着剤１２はラジカル発生剤として光ラジカル発生剤を含んでおり、光１０１の照射によって硬化させている。光１０１には、紫外線、可視光線、赤外線、及びＸ線等の電磁波、並びにα線、γ線、及び電子線等の粒子線等を用いることができる。そして、接着力の向上及びコスト低減の観点から、紫外線１０１の照射は、紫外線ランプによって、365nmの波長を中心とする紫外線を50〜300mW/cm²の照射強度で、1.5〜2秒間（75〜600mJ/cm²の積算光量）行うことが好ましい。
一方、硬化型粘着剤１２にラジカル発生剤として熱ラジカル発生剤を含ませて、加熱によって硬化させることもできる。この場合には、熱ラジカル発生剤に効率よくラジカルを発生させる観点から、100〜130℃で5〜20分加熱することが好ましい。
この工程により、液状であった粘着剤に粘性を持たせ、ペースト状とすることができる。また当該工程後の粘着力は、例えば20N/25mm以上とすることができる。

ここで、硬化型粘着剤には、光硬化型粘着剤を使用することが好ましい。これにより、粘着剤を塗布した後、ただちに粘着剤を硬化させることができ、その結果、粘着剤が垂れることを防止できるとともに、硬化型粘着剤の厚みをより均一にすることができる。
なお、この工程では、硬化型粘着剤に光または熱を加える前後に、室温でタイヤを放置させる工程を含むことも可能である。

この実施形態では、上述した粘着剤硬化工程後に、吸音体付着工程として、図２（ｄ）のように、吸音体（この実施形態では短繊維１１）を硬化型粘着剤１２に付着させ、吸音体を硬化型粘着剤１２と接着させる。
ここで、この実施形態のように、吸音体を短繊維で構成することで、吸音性能を一層向上させることができる。また一般に、短繊維は上記のような液状の硬化型粘着剤との相性が良いので、この点からも吸音性能を良好にすることができる。
なお、短繊維１１の付着は種々の方法で行うことができ、例えば静電植毛を利用することができる。静電植毛とは、短繊維を帯電させて、静電気力によって付着対象の表面上に短繊維を垂直に植毛する技術であり、この技術を用いることで、多数の短繊維をタイヤの内表面に立設させることが容易にでき、曲面であるタイヤの内表面にも確実に短繊維を植毛することができる。
ここで、吸音体付着工程は、粘着剤硬化工程の前、最中または後のいずれにも行うことができる。粘着剤硬化工程の前に吸音体付着工程を行う場合には、例えば、硬化型粘着剤を塗布した後、室温で放置させて、その後吸音体をタイヤの内表面に付着させ、光または熱を加えて硬化型粘着剤を硬化させる。
しかしながら、上述した実施形態のように、粘着剤硬化工程の後に吸音体付着工程を行うことが好ましい。このように、粘着剤を硬化させて粘着性を高めた状態で吸音体付着工程を行うことによって、粘着剤の粘着性が最大限に発現されてタイヤ内表面に対する吸音体の密着性が高まり、吸音性能をより向上させることができる。

一般に、硬化型粘着剤１２には硬化剤が含まれている。このため、硬化型粘着剤１２は、例えば室温で放置させて、一定の養生期間（例えば１時間〜４日）を経ることで、架橋が生成されて、より硬くなる。
そこで、この実施形態では、吸音体付着工程の後に、養生工程として、室温でタイヤを、例えば１時間〜４日放置させている。上述の通り、吸音体付着工程では、硬化型粘着剤を吸音体に浸透させやすくすることができる。その後、養生工程を経ることで、硬化型粘着剤１２が締まり、吸音体が脱着しにくくなり、剥離に対してより大きな抗力を発揮することができるようになる。その結果、吸音性能を長期にわたって維持することができる。
なお、アミンやスズ等の金属を触媒としてさらに用いてもよい。これらを用いることで養生工程の時間を制御することが可能になる。

なお、この発明では、光硬化型粘着剤や熱硬化型粘着剤として、例えば、アクリル系粘着剤を使用することができる。なお、アクリル系粘着材とは、アクリル酸エステルおよびメタアクリル酸エステルと呼ばれる単量体（モノマー）を原料とした粘着剤の総称をいう。他にも、例えばエポシキ系、シリコーン系、ウレタン系粘着剤を使用することもできる。
そして、上記の硬化型粘着剤に、テルペン樹脂等の粘着付与樹脂（タッキファイヤー）を配合することもできる。
さらに、硬化型粘着剤に含めることができる硬化剤として、例えば、イソシアネート化合物、及びエポキシ化合物を使用することができる。

吸音体としては、短繊維の他に、スポンジ、硬質ウレタン発泡体、軟質ウレタン発泡体、EPDM発泡体、ポリエチレンフォーム等を用いることもできる。
上記短繊維としては、有機合成繊維、無機繊維、再生繊維、天然繊維等を用いることができる。
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等を用いることができる。これらの有機合成繊維は一般に、安価であり、化学的に安定しており、ウレタン系の接着剤と相性が良いことから、本発明に係る吸音タイヤの製造方法で使用するのに好適である。
無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等の繊維を、再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等を、天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等を用いることができる。

なお、短繊維は、平均直径Ｄが１μｍ以上５００μｍ以下、平均長さＬが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の短繊維を用いることが好ましい。また短繊維の平均長さＬと平均直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）を５以上２０００以下とすることが好ましい。すなわち、Ｌが０．５ｍｍ未満またはＬ／Ｄが５未満の場合には、空洞共鳴音を低減する効果が小さくなるおそれがあり、Ｌが１０ｍｍを超える場合またはＬ／Ｄが２０００を超える場合には、短繊維同士が絡み合ってダマ（塊）ができ、短繊維が吸音効果を十分に発揮できないおそれがある。そしてＤを１μｍ未満とすると、短繊維の製造工程で糸切れが多発して生産性が低下する場合がある。一方Ｄが５００μｍを超えると、タイヤの重量増加によって転がり抵抗が大きくなり、タイヤを装着した車両の燃費が悪化するおそれがある。
また、吸音効果を高める観点から、タイヤの内表面８の短繊維１１が設けられる部分には、１平方センチメートル当り１００本以上の平均密度で短繊維を設けることが好ましい。

以下に示す仕様の下、実施例タイヤ、比較例タイヤをそれぞれ試作し、各試作タイヤについて空洞共鳴音の評価を行ったので、以下に説明する。

実施例タイヤ１は、サイズが２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤの内表面上の、ビード部を除いたタイヤ幅方向全範囲に、タイヤ全周にわたって、液状のアクリル系の光硬化型粘着剤を塗布し、その後紫外線の照射により当該光硬化型粘着剤を硬化させた後、静電植毛加工を用いて、太さ１５デニール（φ４５μｍ）、長さ２．５ｍｍのナイロン製短繊維約２０ｇをタイヤ内表面に付着させて製造した。

実施例タイヤ２は、液状のアクリル系の光硬化型粘着剤の代わりに、液状のアクリル系の熱硬化型粘着剤を塗布し、その後加熱により当該光硬化型粘着剤を硬化させている点を除いて、実施例タイヤ１と同じ方法で製造した。

実施例タイヤ３は、紫外線の照射により光硬化型粘着剤を硬化させる前に、静電植毛加工を用いて、ナイロン製短繊維をタイヤ内表面に付着させている点を除いて、実施例タイヤ１と同じ方法で製造した。

実施例タイヤ４は、紫外線の照射により光硬化型粘着剤を硬化させている間に、静電植毛加工を用いて、ナイロン製短繊維をタイヤ内表面に付着させている点を除いて、実施例タイヤ１と同じ方法で製造した。

実施例タイヤ５は、ナイロン製短繊維ではなく、厚さ2.5mmのスポンジをタイヤ内表面上の、ビード部を除いたタイヤ幅方向全範囲に、タイヤ全周にわたって付着させている点を除いて、実施例タイヤ１と同じ方法で製造した。

一方、比較例タイヤ１は、サイズが２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤの内表面上に、何も加工していないものである。

＜空洞共鳴音評価＞
上述した実施例タイヤ及び比較例タイヤを、ＪＡＴＭＡ規格に定める適用リム（６．５ＪＪ−１６）に装着してリム組みして、２０００ｃｃクラスの乗用車両に装着した。アスファルトで舗装された荒れた路面上のコース上において、上記車両を、内圧２２０ｋＰａ、１名乗車の条件下、５０ｋｍ／時で走行させ、空気入りタイヤの空洞共鳴音をドライバーの耳元に設置したマイクロホンで測定し、その音圧レベル（ｄＢ（Ａ））を評価した。評価結果を図３及び表１に示す。図３は比較例タイヤ１と実施例タイヤ１の比較を示したものである。

表１に示す吸音効果は、最も顕著に車内騒音の差が現れる２３５Ｈｚ付近のピークにおける音圧レベルの低減量（ｄＢ（Ａ））を示す。音圧レベルの低減量が大きいほど、空洞共鳴音を低減させる効果が高いことを示す。

表１から、実施例タイヤ１〜５が、比較例タイヤ１に比して、高い吸音効果を有することが明らかとなった。

１：空気入りタイヤ、 ２：カーカス、 ３：傾斜ベルト層、 ４：ベルト補強層、
５：トレッド、 ６：サイドウォール部、 ７：ビード部 ８：タイヤの内表面、
１１：短繊維（吸音体）、 １２：光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤、
１０１：紫外線

Claims (3)

1. タイヤの内表面に吸音体が接着された吸音タイヤの製造方法であって、
   タイヤの内表面上に、液状の、光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を塗布する、粘着剤塗布工程と、
   前記粘着剤塗布工程で塗布した前記光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を、光または熱で硬化させる、粘着剤硬化工程と、
   前記粘着剤硬化工程の前、最中または後に、吸音体を前記硬化型粘着剤と付着させる、吸音体付着工程と、
   を含むことを特徴とする、吸音タイヤの製造方法。
2. 前記粘着剤硬化工程の後に前記吸音体付着工程を行う、請求項１に記載の吸音タイヤの製造方法。
3. 前記吸音体を短繊維で構成する、請求項１または２に記載の吸音タイヤの製造方法。
   

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