(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内部空洞に面するブチルゴムをベースとする内部ライナー、前記ブチルゴムをベースとする内部ライナー上に配置した接着層および前記ブチルゴムをベースとする内部ライナーに前記接着層によって結合させた騒音抑制発泡体のストリップを含むタイヤであって、前記接着層がシラン化ポリエーテルをベースとすることを特徴とする前記タイヤ。
【請求項２】
前記シラン化ポリエーテルが、アルコキシシラン官能性テレケリックポリエーテルである、請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記アルコキシシランが、メチルジメトキシシランである、請求項２記載のタイヤ。
【請求項４】
前記ポリエーテルが、ポリオキシプロピレンである、請求項１〜３のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項５】
前記抑制発泡体ストリップの発泡体が、連続気泡ポリウレタン発泡体である、請求項１〜４のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項６】
前記発泡体ストリップが、円周方向に連続しているストリップである、請求項１〜５のいずれか１項記載のタイヤ。
【請求項７】
下記の工程を含む、騒音抑制発泡体のストリップを新品タイヤのブチルゴムをベースとする内部ライナーの表面に付着させる方法：
・シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤の層を前記内部ライナーの表面におよび／または前記発泡体ストリップの半径方向外側表面に適用する工程；
・前記発泡体ストリップを前記内部ライナーの表面に対して配置する工程；および、
・前記接着剤の層を架橋させる工程。
【請求項８】
騒音抑制発泡体の前記ストリップを前記タイヤの内部ライナーの前記表面に付着させる前に、下記の工程を含む、請求項７記載の方法：
・前記タイヤの内部ライナーの前記表面を高圧水ジェットで処理して前記表面を清浄する工程；および、
・前記内部ライナーの前記表面を乾燥させる工程。
【請求項９】
前記発泡体ストリップが、円周方向に連続しているストリップである、請求項７〜８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記接着剤を、スプレー塗布によって適用する、請求項７〜９のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、タイヤ、さらに詳細には、これらタイヤの内表面上に、回転するときのタイヤの内部空洞内に含まれる空気の共鳴に関連する空洞騒音を抑制することを意図する発泡体のストリップを含むタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
特に電気的に推進された車両の出現による自動車技術の発展は、車両の乗客コンパートメント内での許容可能な騒音に関する消費者の要求を増大させている。
空洞騒音は、この騒音が完全な可聴周波数帯域にあるので、特に不愉快であり得る。
【０００３】
タイヤの内部空洞内に抑制発泡体を配置することは既知である；例えば、US 7 975,749 B2号を参照されたい。しかしながら、発泡体のこのストリップを強固に且つ耐久的に付着させることが必要である。内部ライナーの表面における離型剤の存在またはこれら離型剤の痕跡は、文献FP 2 554 617 A2号が実証しているように、多くの接着結合系がその接着強度を損失する状態にしている。また、上記発泡体/内部ライナーアッセンブリは、特に高温および高湿度レベルでの困難な走行条件にも耐えなければならない。
【０００４】
上記EP文献は、タイヤの内部空洞に面する内部ライナー、その内部ライナー上に配置した接着層および上記内部ライナーに上記接着層によって結合させた騒音抑制発泡体のストリップを含むタイヤを開示しており、このタイヤにおいて、上記接着層はシリコーン接着剤である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの目的は、上記接着層がシラン化ポリエーテルをベースとすることに特徴を有する同様なタイヤである。
【０００６】
そのような接着層の使用は、何らの溶媒または何らのイソシアネートも含まない利点を有する。また、そのような接着層の使用は、上記発泡体ストリップの湿度条件および高温条件下においてさえの付着を改良することも可能にする。
【０００７】
好ましくは、上記シラン化ポリエーテルは、アルコキシシラン官能性テレケリックポリエーテルである。
例えば、上記アルコキシシランは、メチルジメトキシシランである。
上記ポリエーテルは、有利には、ポリオキシプロピレンであり得る。
【０００８】
上記抑制発泡体ストリップの上記発泡体は、有利には、連続気泡ポリウレタン発泡体である。
１つの好ましい実施態様によれば、上記発泡体ストリップは、円周方向に連続しているストリップである。
【０００９】
もう１つの主題によれば、本発明は、下記の工程を含む、騒音抑制発泡体のストリップを新品タイヤの内部ライナーの表面に付着させる方法に関する：
・シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤の層を上記内部ライナーの表面におよび/または上記発泡体ストリップの半径方向外側表面に適用する工程；
・上記発泡体ストリップを上記内部ライナーの上記表面に対して配置する工程；および、
・上記接着剤の層を架橋させる工程。
【００１０】
有利には、騒音抑制発泡体の上記ストリップを上記タイヤの内部ライナーの上記表面に付着させる工程の前に、下記の工程を含む：
・前記タイヤの内部ライナーの前記表面を高圧水ジェットで処理して前記表面を清浄する工程；および、
・前記内部ライナーの前記表面を乾燥させる工程。
この処理は、使用した殆どの離型剤を除去することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従う、ラジアルカーカス補強材を有する自動車用の空気式タイヤまたはタイヤの半径断面の１つの例を、極めて略図的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
本出願においては、特に明確に断らない限り、示す全てのパーセント(%)は質量パーセントである。
【００１３】
さらにまた、“aとbの間”なる表現によって示される値の範囲は、いずれも、aよりも大きくからbよりも小さいまでに至る値の範囲を示し(即ち、限界値aとbは除外する)、一方、“a〜b”なる表現によって示される値の範囲は、いずれも、aからbまでに至る値の範囲を意味する(即ち、厳格な限定値aおよびbを包含する)。
【００１４】
シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤
本出願法人は、シラン化ポリエーテルをベースとする新規な接着剤群の使用が、ポリウレタン発泡体のストリップの、ブチルゴムをベースとし、その表面上に、タイヤの加硫中に使用した離型剤の痕跡を含むタイヤ内部ライナーへの接着結合を改良することを可能にすることを見出した。
【００１５】
使用する接着剤は、鎖末端においてメトキシシラン官能化している下記のポリオキシプロピレンをベースとする：
【化１】
0006580595.tif 000002
【００１６】
高分子量ポリオキシプロピレンは、先ず、２つの鎖末端においてアルキル基によって官能化し、次いで、ヒドロシラン化して、最後にメチルジメトキシシラン官能性テレケリックポリエーテルを得る。
【００１７】
これらのポリマーは、シリコーン(耐エージング性)およびポリウレタン(物質の凝集性)の各利点を比較的良好に兼ね備えている。
【００１８】
シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤またはシーラントの典型的な配合物は、上記官能性ポリエーテル以外に、以下の成分を含み得る：充填剤(１種以上)、可塑剤、顔料、接着促進剤、脱水剤、触媒、チキソトロピック剤、並びに必要に応じての酸化防止剤および/または使用に応じてのUV安定剤。
【００１９】
１つの配合物の例(Kaneka DKB−5−シーラント) (1) を、下記の表に示す：
0006580595.tif 000003
(1) MS−ポリマーシーラント (2010)中のCABOT-CAB−O−SIL TS-720；
phr：エラストマー、この場合、シラン化ポリエーテルの100質量部当りの質量部；
pcm：100gの接着剤に対しての質量%。
【００２０】
シラン化ポリエーテル(シリル末端化ポリエーテル即ちSTPE)をベースとする接着剤の適用後、このシラン化ポリエーテルは、空気由来の水分と重合する (2)。
【００２１】
この重合は、下記の２工程で実施する：
工程１：メトキシシランのシラノールへの加水分解による転換：
【化２】
0006580595.tif 000004
【００２２】
工程２：シロキサンブリッジを形成するためのメトキシシランとのシラノールの縮合：
【化３】
0006580595.tif 000005
(2) CRAY VALLEY：一成分水分硬化性メトキシシランシーリング剤(Moisture Curing Methoxysilane Seal) (2001)。
【００２３】
シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤は、特に、Bostik社から商業的に入手可能である：BOSTIK−Simson−ISR−7,003、この接着剤は、一成分接着剤である。
【００２４】
内部ライナー
ブチルゴムは、一般に、イソブチレンのホモポリマーまたはイソブチレンとイソプレンのコポリマー(このブチルゴムはジエンエラストマーに属する)、さらにまた、これらのホモポリマーおよびイソブチレンとイソプレンのコポリマーのハロゲン化、特に、一般的には臭素化または塩素化誘導体を意味するものと理解されたい。
【００２５】
本発明の実施において特に適するブチルゴムの例としては、イソブチレンとイソプレンのコポリマー(IIR)、ブロモイソブチレン/イソプレンコポリマー(BIIR)のようなブロモブチルゴムおよびクロロイソブチレン/イソプレンコポリマー(CIIR)のようなクロロブチルゴムが挙げられる。
【００２６】
上記の定義を拡大すれば、イソブチレンとスチレンの各誘導体のコポリマー、例えば、Exxon社によって販売されているEXXPRO名称のエラストマーが属する臭素化イソブチレンとメチルスチレンのコポリマー(BIMS)も名称“ブチルゴム”の下に包含される。
【００２７】
文献WO 2012/010667 (A1)号は、特に、ブチルゴムをベースとする内部ライナー用の組成物配合の例を含む。
【００２８】
ポリウレタン発泡体
上記騒音抑制ストリップの発泡体は、通常、連続気泡ポリウレタン発泡体である。このポリウレタンは、ポリエステルまたはポリエーテルをベースとし得る。好ましくは、その密度は、0.010g/cm3と0.040とg/cm3の間である。
そのような発泡体の商業的例は、Metzeler Schaum GmbH社からのMetzeler 023である。
この発泡体は、極めて軽量で可撓性のストリップである。
【００２９】
図面の説明
一葉の添付図面は、本発明に従う、ラジアルカーカス補強材を有する自動車用の空気式タイヤまたはタイヤの半径断面の１つの例を、極めて略図的に示している；このタイヤは、硬化(即ち、加硫)状態にある。
【００３０】
抑制発泡体のストリップを備えたタイヤ
図１からのタイヤ１は、クラウン補強材即ちベルト６によって補強されたクラウン領域２、２枚の側壁３および２本の非伸張性ビード４を含み、これらのビード４の各々は、ビードワイヤー５によって補強されている。クラウン領域２は、２ヵ所の肩部(２a、２b)によって横方向に範囲が定められ、トレッド(この略図においては、簡素化のため図示していない)が登載しており、ベルト６は、例えば、金属コードによって補強された少なくとも２枚の重ね合せ、交差させたプライからなる。カーカス補強材７は、各ビード４内の２本のビードワイヤー５の周りに巻付けられており、この補強材７の上返し８は、例えば、上記タイヤの外側に向って位置しており、この場合、そのリム９上に取付けて示している。カーカス補強材７は、それ自体知られている通り、“ラジアル”コードと称するコード、例えば、繊維または金属コードによって補強されている少なくとも１枚のプライからなる、即ち、これらのコードは、実際上、互いに平行に配置されて一方のビードから他方のビードに延びて、円周正中面(２本のビード４の中間に位置しクラウン補強材６の中央を通るタイヤの回転軸に対して垂直の面)と80°と90°の間の角度をなしている。
【００３１】
また、このタイヤ１は、周知の通り、膨張空洞１１と接触してタイヤの半径方向内面を定めている内部ゴム層１０(一般に“内部ライナー”と称する)も含む。この気密層１０は、タイヤ１を膨張させ、加圧状態を保つことを可能にする。その気密特性は、比較的低い速度の圧力損失を担保するのを可能にし、通常の操作状態においては、十分な時間、通常は数週間または数か月間タイヤを膨張状態に保つことを可能にする。
【００３２】
本発明に従うこのタイヤは、空洞１１の面上で、空洞騒音を部分的に吸収し得るポリウレタン発泡体のストリップ１２によって少なくとも部分的に被覆されているその内壁１０を有する。このタイヤは、この層１２と内部ライナー１０との間に、シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤の層１３が存在していることに特徴を有する。接着剤の層１３は、抑制発泡体の層１２を所定位置に保持するのを確実にする。
【００３３】
本発明の１つの実施可能な実施態様によれば、上記層１２は、図１において示しているように、そのままその半径方向内面において、気密層１０の１部分のみを、この場合、好ましくはタイヤのクラウン領域において被覆し得る。
【００３４】
抑制発泡体のストリップの位置決め
抑制発泡体のストリップを取付けるべきタイヤ１は、新品タイヤ、即ち、即使用可能な加硫タイヤである。このタイヤは、追加の製造段階において、抑制発泡体のストリップを取付けるように選定される。
【００３５】
上記ポリウレタン発泡体は、通常、大サイズのブロックとして製造され、その後、製造業者により、意図する用途において所望される寸法に切断される。
【００３６】
図１の例では、上記発泡体ストリップの寸法は、軸幅において100〜150mm程度、半径方向高さにおいて25〜35mm程度であり、2m程度の、即ち、タイヤの内部ライナーの内部円周の長さを有する。
【００３７】
上記発泡体ストリップを位置決めする最初の工程は、好ましくは、タイヤの内表面、即ち、上記内部ライナーの壁を、高圧水ジェットによって洗浄することである。この洗浄は、タイヤの加硫前にこの表面に置かれた離型剤の殆んどを排除して、タイヤからの加硫モールド硬化痕跡物の剥離を容易にすることである。
洗浄後、上記内部ライナーの表面を乾燥させる。
【００３８】
その後、シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤の層を、上記内部ライナーの表面および/または上記発泡ストリップの半径方向外側表面に適用する。この適用は、らせん形状または正弦形状いずれかの１個以上の接着剤のビーズを適用することからなる。また、接触表面の全てに亘って均一層を適用することも可能である。また、スプレー塗布による接着剤の適用も可能である；この場合、その塗布を高温で実施してスプレー処理を有利に機能させ得る(接着剤の粘度低下)。
【００３９】
上記発泡体のストリップを上記内部ライナーの表面に対して位置付けする。
好ましくは、上記内部ライナーと上記発泡体の２つの接触表面を、例えば縫い合せによりプレスする。
その後、接着剤の層を、上述したように、周囲温度において架橋せしめる。
【００４０】
発泡ストリッピングは、先ず、２つの末端を接着結合させることによってリングに形成し得る；また、この接着結合は、タイヤ内での位置付け後にも実施し得る。
【００４１】
上述のような発泡体の位置付けは、唯一の典型的な実施態様である。また、文献FP 1 381 528 B1号に記載されているような、均一または非均一形状の数本の連続または非連続発泡ストリップを接着結合させることも可能である。
【００４２】
上記接着剤層の架橋は、２つの高品質の結合を産み出す：第１は、上記ポリウレタン発泡体と上記接着剤間の結合であり；この結合は、上記ポリウレタン発泡体の連続気泡を通っての浸透性(interpenetrating)ネットワークに関連する；第２は、上記接着剤と上記内部ライナー間の結合であり、この結合もアルコキシシラン官能性オリゴマーの重縮合に由来する浸透性ネットワークに関連する。
【００４３】
特に、上記内部ライナーおよび上記シラン化ポリエーテル接着剤の高分子は、部分的に相溶性であり、高分子間の分子間拡散が、上記接着剤ビーズが上記内部ライナーに対して接触したときに起こることを可能にしている。
【００４４】
さらにまた、この拡散は、上記(まだ架橋していない)シラン化ポリエーテルの良好な可動性により、また、他方では接着接着剤、脱水剤および可塑剤でさえ(これら３つは疑似溶媒として作用する)のような小分子の存在により有利に機能する。この分子間拡散は、ほんの極めて表面的ではあるものの、シラン化ポリエーテルの架橋後、最終的には浸透性ネットワークを生み出すことが可能である。小さい厚さに亘っての相関の消失および相関の発生による上記２つの材料各々の分子のこの絡み合いは、観察され、測定された良好な接着の原因でなければならない。
【００４５】
試験
手作業剥離試験
接着剤のビーズをおよそ25mm幅および200mm長さのタイヤのストリップ(断面)上に置き、次いで、スパチュラで広げ、同様な長さの発泡体のストリップを接触させ、その後、縫い合せによってタイヤの上記ストリップに対してプレスした。接着剤の架橋後、そのようにして作成した試験標本を手作業で剥離し、破損の部位を判定した。
【００４６】
湿気エージングおよび疲労試験
湿気エージング試験および疲労試験用の作成試験標本は、およそ25mm幅および200mm長さのタイヤのストリップ(断面)からなり、その上に、直径で4mmの接着剤のビーズを中心で且つ長さ全体に亘って付着させる(内部ライナーの内面)。完全な内部ライナー/接着剤/ポリウレタン発泡体アッセンブリを作成するよりはむしろビーズを付着させる利点は、接着剤と内部ライナー間の結合を検討することである。特に、この結合は、より構造的であり、接着剤/発泡体結合よりも高い性能を有する。従って、ビーズ剥離結果は、そのような、接着剤結合発泡体ストリップを有する完全アッセンブリの剥離値よりもより識別性が高い。
【００４７】
また、疲労試験も実施した。
タイヤの断面に由来するストリップは、下記の条件下に応力を受け、接着剤のビーズがないまま残る：
・動的交互ねじり試験；
・+６度と−6度の間で変動し得る角度；
・応力周波数：20Hz；
・周囲温度：60℃；
・湿度：100%相対湿度(RH)；
・サイクル数：5×106 (およそ3日間の試験)
【００４８】
試験結果
内部ライナーとポリウレタン発泡体間の接着結合性能の比較を、シリコーンをベースとする接着剤およびシラン化ポリエーテルをベースとする接着剤について実施した：
・シリコーン接着剤：HENKEL−Loctite−5970 (一成分)；
・シリル過ポリエーテル接着剤：BOSTIK-Simson-ISR-7003 (一成分)；
・参照ポリウレタン発泡体：METZELER−Metzonor−023 (METZELERデータシートからの情報：密度 = 23±2kg/m3 (NF EN ISO 845)および圧縮永久歪み <10% (NF EN ISO 1856))。
【００４９】
最初の手作業剥離試験は、接着剤層を乾燥させた4日後に実施した。結果は、双方の接着剤において、発泡体が引裂けていることを示している。凝集破壊は、上記ポリウレタン発砲体において生じている。
【００５０】
下記の表１は、湿気エージング後の接着結合結果を示している。
表１
0006580595.tif 000006
RH：相対湿度
【００５１】
シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤においての、さらに、シリコーン接着剤においての接着結合は、湿気エージングによっては低下してなく、さらにまた、より高い値を有すると共に有利な破壊パターンを保持している：すべての場合において、凝集破壊が上記接着剤において観察されており、内部ライナーと接着剤ビーズ間の界面における接着破壊は観察されていない。
【００５２】
下記の表２は、破壊試験後の比較の結果を示す。
表２
0006580595.tif 000007
【００５３】
疲労試験後の剥離結果は、シラン化ポリエーテルをベースとする接着剤の極めて良好な挙動を実証している。疲労のない対照は、接着結合の良好な再現性を裏付け、結果として、この群の接着剤に関する全ての接着結果にもたらされる良好な信頼を担保することを可能にしている。
【符号の説明】
【００５４】
１    タイヤ
２    クラウン領域
２a、２b    肩部
３    側壁
４    ビード
５    ビードワイヤー
６    クラウン補強即ちベルト
７    カーカス補強材
８    カーカス補強材の上返し
９    タイヤリム
１０    内部ライナー(気密層)
１１    膨張空洞
１２    騒音抑制層のストリップ
１２    接着剤剤の層
【図１】
0006580595.tif 000008