专利名称：降低轮胎噪声的装置以及安装有该装置的充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及降低轮胎噪声的装置以及安装有该装置的充气轮胎，更详 细地说，涉及在严寒环境下也能发挥其功能的、低温性能优异的降低轮胎 噪声的装置，以及安装有该装置的充气轮胎。
背景技术：
一直以来，为了降低在轮胎运行中轮胎空腔部内发出的空腔共振噪声， 而在胎面部的内面配置由多孔材料形成的吸音体已经广为人知。作为用于 将该吸音体固定在胎面部的内面的方法，有多种提案。其中，日本特开
2006-306285号公报所公开的降低轮胎噪声的装置，是将吸音体预先固定在 由热塑性树脂形成的带状带式部件上，然后将该带状带式部件弯曲成环状， 并利用该带式部件的弹性回复力将吸音部件压附在胎面内面而成的装置， 因而吸音部件的脱卸操作简便。
但是，在严寒环境下使用该降低轮胎噪声的装置时，由热塑性树脂形 成的带式部件由于低温而脆性破坏，所以存在吸音体从胎面部的内面脱落 的问题。因此，该降低轮胎噪声的装置有在严寒环境下不能发挥本来作为 降低轮胎噪声的装置的功能等问题。
发明内容
本发明的目的是解除上述的现有问题，提供即使在严寒环境下使用时， 吸音体也不会从胎面部的内面脱落的、低温性能优异的降低轮胎噪声的装 置，以及安装有该装置的充气轮胎。
实现上述目的的本发明的降低轮胎噪声的装置，是具有由多孔材料形成的吸音体和用于保持该吸音体的带式部件，并且利用将所述带式部件弯 曲成环状时的弹性回复力在轮胎内面安装所述吸音体的降低轮胎噪声的装 置，其特征在于，在该装置中，所述带式部件由在热塑性树脂中M有弹 性体的热塑性弹性体组合物构成。
另外，在上述构成中，优选如以下(1)~(7)所述那样地构成。
(1) 将所述带式部件配置在所述吸音体的一面，同时在所述吸音体的 另一面与所述带式部件的圃周方向对应地间断配置卡止部件，使这些卡止 部件贯通所述吸音体，与所述带式部件热熔接。
(2) 由在热塑性树脂中分散有弹性体的热塑性弹性体组合物构成所述 卡止部件。
(3) 由与所述带式部件同种的热塑性弹性体组合物构成所述卡止部件。
(4) 所述卡止部件与所述带式部件的熔点之差为2ox:以内。
(5) 所述带式部件的抗弯刚度为7.5 ~ 34.0 Nm2。
(6) 所述吸音体是由沿圓周方向一体地连续的环状体形成的。
(7) 所述吸音体是由沿圆周方向被分割成数个的数个分割片构成的， 这些分割片沿所述带式部件的圆周方向间断配置。
另外，本发明的充气轮胎的特征在于，在胎面部的内面安装有上述的 降低轮胎噪声的装置。
根据上述的本发明，因为用于固定在轮胎内面安装的吸音体的环状的 带式部件由在热塑性树脂中a有弹性体的热塑性弹性体组合物构成，且 该热塑性弹性体组合物的玻璃化转变温度与热塑性树脂比较，是充分低的， 所以即使在严寒环境下使用时，也不会发生带式部件脆性破坏。因此可以 防止吸音体从胎面部内面脱落，并发挥本来的降低噪声的效果。
图l是显示充气轮胎中安装有本发明的实施方式的降低轮胎噪声的装 置的状态的剖面图。
图2a是将本发明的其它实施方式的降低轮胎噪声的装置展开成平面图2b是将本发明的其它实施方式的降低轮胎噪声的装置展开成平面 状而显示其一部分的平面图。
图3a 图3c是显示本发明的实施方式的卡止部件与带式部件的热熔 接中的一系列工序的部分剖面图。
图4a和图4b是分别显示本发明的实施方式的降低轮胎噪声的装置的 立体图。
具体实施例方式
以下，对于本发明的实施方式参考附图进行详细说明。
图l是显示充气轮胎中安装有本发明的实施方式的降低轮胎噪声的装 置的状态的剖面图。如图1所示，降低轮胎噪声的装置1包括由多孔材 料以沿轮胎圆周方向连续的环状体的形式成形而成的吸音体2、沿外周面 粘结保持该吸音体2的带式部件3。保持该吸音体2的带状部件3弯曲成 环状，利用其弹性回复力而使吸音体2安装在充气轮胎4的胎面部5的内 面。图中6显示轮辋。
在本发明的降低轮胎噪声的装置1中，带式部件3由热塑性弹性体构 成。所谓热塑性弹性体，是弹性体M在热塑性树脂中而成的。这样，带 式部件3的材料，作为其构成，通过用在热塑性树脂中^有弹性体的热 塑性弹性体組合物代替现有的热塑性树脂，使得由于该热塑性弹性体组合 物所具有的低温性能，故而即使在严寒环境下使用时，带式部件3也不会 脆性破坏。因此，可以防止吸音体2从胎面部5的内面脱落，并发挥本来 的降低噪声的效果。
作为构成上述热塑性弹性体组合物的热塑性树脂，优选使用例如，聚 酰胺系树脂[例如，尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙46(N46)、尼龙ll(Nll)、 尼龙12(N12)、尼龙610(N610)、尼龙612(N612)、尼龙6/66共聚物(N6/66)、 尼龙6/66/610共聚物(N6/66/610)、尼龙MXD6(MXD6)、尼龙6T、尼龙6/6T 共聚物、尼龙66/PP共聚物、尼龙66/PPS共聚物和它们的N-烷氧基烷基化物[例如，尼龙6的曱氧基甲基化物、尼龙6/610共聚物的曱氧基甲基化 物、尼龙612的曱氡基甲基化物、聚酯系树脂[例如，聚对苯二甲酸丁二 醇酯(PBT)、聚对&曱酸乙二醇酯(PET)、聚间&曱酸乙二醇酯(PEI)、 PET/PEI共聚物、聚芳酯(PAR)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、液晶聚酯、 聚氧亚烷基二酰亚胺二i^/聚对苯二曱酸丁二醇酯共聚物等芳香族聚酯]、 聚腈系树脂[例如，聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯共聚物 (AS)、(曱基)丙烯腈/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯腈/苯乙烯/丁二烯共聚物、 聚甲基丙烯酸酯系树脂例如，聚甲基丙烯酸曱酯(PMMA)、聚曱基丙烯酸 乙酯l、聚乙烯基系树脂[例如，聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/ 乙烯共聚物(EVOH)、聚偏l，l-二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、氯乙 烯/偏l，l-二氯乙烯共聚物、偏l，l-二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、偏l，l-二 氯乙烯/丙烯腈共聚物、纤维素系树脂[例如，乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维 素、氟系树脂[例如，聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟 氯乙烯(PCTFE)、四氟乙烯(ETFE)/乙烯共聚物，酰亚胺系树脂[例如芳香 族聚酰亚胺(PI)]等。
另外，作为构成上述热塑性弹性体组合物的弹性体，优选使用例如， 二烯系橡胶及其氢化物[例如，天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、环氧化 天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、 丁二烯橡胶(BR，高顺式BR和低顺 式BR)、 丁腈橡胶(NBR)、氩化NBR、氩化SBR]、烯烃系橡胶[例如，乙 丙橡胶(EPDM, EPM)、马来酸改性乙丙橡胶(M-EPM)、 丁基橡胶(IIR)、 异丁烯与芳香族乙烯基化合物或二烯系单体的共聚物、丙烯酸橡胶(ACM)、 离聚物l、含卣素橡胶[例如，Br-IIR、 C1-IIR、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚 物的溴化物(Br-IPMS)、氯丁二烯橡胶(CR)、氯醚橡胶(CHR)、氯磺化聚 乙烯橡胶(CSM)、氯化聚乙烯橡胶(CM)、马来酸改性氯化聚乙烯橡胶 (M-CM)]、硅橡胶[例如，曱基乙烯M橡胶、二曱絲橡胶、甲基苯基乙 烯M橡胶、含硫橡胶[例如聚硫醚橡胶、氟橡胶[例如，偏l，l-二氟乙烯 系橡胶、含氟乙烯基醚系橡胶、四氟乙烯-丙烯系橡胶、含氟珪系橡胶、含 氟磷腈系橡胶、热塑性弹性体[例如，苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酰胺系弹性体]等。
在上述特定热塑性树脂与弹性体的相容性不同的情况下，可以使用适
当的相容剂作为第3成分来使两者相容化。通过在热塑性树脂与弹性体的 混合体系中混合相容剂，从而使热塑性树脂与弹性体的表面张力降低。其 结果是，因为形成^:相的橡胶粒径变得孩t细，所以两成分的特性分别可 以更有效地发挥。作为这样的相容剂， 一般可以采用具有热塑性树脂和弹 性体两者或一者的结构的共聚物，或者具有可以与热塑性树脂或弹性体反 应的环氧基、羰基、卤素基团、氨基、噁唑啉基、羟基等的共聚物的结构 的物质。它们可以根据混合的热塑性树脂与弹性体的种类不同来选定。作 为该相容剂而通常使用的物质，可以列举苯乙烯/乙烯-丁烯嵌段共聚物 (SEBS)及其马来酸改性物、EPDM、 EPM、 EPDM/苯乙烯或EPDM/丙烯 腈接枝共聚物及其马来酸改性物、苯乙烯/马来酸共聚物、反应性四氯化碳 等。对该相容剂的配合量不特别限制。作为该相容剂的配合量，优选相对 于100重量份聚合物成分(热塑性树脂与弹性体总计)，相容剂为0.5 ~ 10重 量份。
对上述热塑性树脂与弹性体的组成比不特别限制。适当确定它们的组 成比，使得其形成弹性体作为不连续相而分歉在该热塑性树脂的基质中的 结构即可。热塑性树脂与弹性体的组成比优选为重量比90/10 ~ 30/70。
在本发明中，可以在上述热塑性树脂和热塑性弹性体组合物中混合上 i^目容剂等其它聚合物。混合其它聚合物的目的是为了改良热塑性树脂与 弹性体的相容性、为了改进材料的成形加工性、为了提高耐热性、为了降 低成本等。作为其中所使用的材料，可以例示例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯(PS)、 ABS、 SBS、聚碳酸酯(PC)等。另外，只要不损害作 为带式部件3的必要特性，还可以任意配合一般在聚合物配合物中配合的 填充剂(碳酸钓、氧化钛、氧化铝等)，炭黑、白炭黑等增强剂，软化剂， 增塑剂，加工助剂，颜料，染料，抗老化剂等。
这样得到的热塑性弹性体组合物，具有下述结构，即，弹性体成分作 为不连续相而^t在热塑性树脂的基体中的结构。通过采取该结构，热塑性弹性体组合物可以兼有充分的柔软性和作为连续相的树脂层的效果所产 生的充分刚性。进而在成形时，无论弹性体成分的多少，都可以获得与热 塑性树脂同等的成形加工性。
另外，将上述弹性体与热塑性树脂混合时，可以进行动态硫化。对将 上述弹性体动态硫化时的硫化剂、硫化助剂、硫化条件(温度、时间)等， 根据添加的弹性体的组成来适当确定即可，不特别限制。
作为硫化剂，可以使用一般的橡胶硫化剂(交联剂)。具体地说，作为 硫系硫化剂，可以例示粉末硫、沉淀性硫、高介軟性硫、表面处理硫、不 溶性硫、二硫代二吗啉、烷基苯酚二硫化物等。作为使用的硫化剂的分量，
例如，可以使用0.5 4phr左右。这里，所谓"phr"是指相对于100重量 份弹性体成分的重量份。
另外，根据需要，还可以添加硫化促进剂。作为硫化促进剂，可以使 用醛氨系、胍系、噻唑系、次磺酰胺系、秋兰姆系、二硫代M甲酸盐系、 硫脲系等一般的硫化促进剂。作为使用的硫化促进剂的分量，例如，可以 使用0.5 2phr左右。
另外，作为硫化促进助剂，可以并用一般的橡胶用助剂，例如，可以 使用氧化锌(5phr左右)，硬脂酸、油酸和它们的锌盐(2 4phr左右)等。
热塑性弹性体组合物的制造方法是，预先将热塑性树脂与弹性体(橡胶 的情况下是未硫化物)用双螺杆混炼挤出机等进行熔融混炼，使弹性体作为 ^L相(域，domain)^L在形成连续相(基质)的热塑性树脂中。在将弹性体 进行硫化时，可以在混炼下添加硫化剂，使弹性体动态硫化。另外，热塑 性树脂或弹性体中的各种配合剂(除硫化剂之外)可以在上述混炼中添加， 但优选在混炼之前预先混合。作为将热塑性树脂与弹性体进行混炼时所使 用的混炼机，不特别限制。例如，可以使用螺杆挤出机、捏合机、班伯里 混炼机、双螺杆混炼挤出机等。其中在将热塑性树脂与弹性体进行混炼和 将弹性体进行动态硫化时，优选使用双螺杆混炼挤出机。进而可以使用2 种以上混炼机，依次进行混炼。作为熔融混炼的条件，只要温度为热塑性 树脂熔融的温度以上即可。另外，混炼时的剪切速度优选为1000 ~ 7500秒"。整个混炼的时间为30秒~10分钟，另外在添加石危化剂的情况下， 添加后的硫化时间优选为15秒~5分钟。上述方法所制作的聚合物组合物 可以通过注射成形、挤出成形等通常的热塑性树脂成形方法来制成所需的 形状。
在本发明的降低轮胎噪声的装置1中，为了固定吸音体2和带式部件 3，可以使用粘结剂、粘合带等来固定。但是，有时构成吸音体2的多孔材 料与粘结剂、粘合带所含有的成分进行反应而分解。优选如下所述那样用 卡止部件来固定。
即，如图1、图2a和图2b所示，在吸音体2的一面(在图中是吸音体 的外周面)配置带式部件3。然后，自吸音体2的另一面(在图中是吸音体的 内周面)与带式部件3的圆周方向对应地间断配置卡止部件7，用该卡止部 件7贯通吸音体2来固定即可。然后，通过将卡止部件7与带式部件3热 熔接来进行该固定即可。
图3a ~图3c是显示将图2a的R部中的卡止部件7与带式部件3进行 热熔接的方法的一例的图。首先，如图3a所示，在吸音体2的内周面侧配 置板状的卡止部件7。接着，如图3b所示，将超声波熔接机的振动用焊头 (horn)ll按压在卡止部件7上，使卡止部件7呈弯曲状态。然后，将该被 弯曲的前端部分进行局部加热。这样，如图3c所示，卡止部件7贯通吸音 体2，与带式部件3热熔接。由此，得到图4所示的形态的降低轮胎噪声 的装置l。
上述卡止部件7与带式部件3同样地，可以由在热塑性树脂中^t有 弹性体的热塑性弹性体组合物构成。更优选卡止部件7与带式部件3由同 种热塑性弹性体组合物构成。由此，可以确保卡止部件7与带式部件3的 一体性，从而提高降低轮胎噪声的装置l的耐久性。
在这种情况下，构成卡止部件7与带式部件3的热塑性弹性体组合物 的熔点之差为20"C以内即可。优选选定该熔点之差为IO"C以内的材料。由 此，可以确实地确保卡止部件7与带式部件3的一体性。
在本发明中，将带式部件3的抗弯刚度调整为7.5 34.0Nm2即可，优部件3弯曲成环状，将 吸音体2保持在胎面部5的内面时的压接力。因此，可以防止轮胎运行中 吸音体2在胎面部5的内面移动、从胎面部5的内面脱落。
上述带式部件3的抗弯刚度，是用构成带式部件3的热塑性弹性体在 80X:的弹性模量(N/m2)、与由带式部件3的剖面积计算出的剖面惯性矩 (second moment of area) (1114)的积表示的。此外，在本发明的降低轮胎 噪声的装置l中，带式部件3的剖面形状形成为长方形或梯形。
在上述实施方式中，显示吸音体3是沿圆周方向连续的环状体的情况。 但是，在本发明的降低轮胎噪声的装置l中，如图4b所例示的那样，也可 以是吸音体3由数个分割片的组合构成，沿带式部件3的圆周方向间断配 置那样地固定这些分割片的情况。
在这种情况下，构成吸音体2的数个分割片可以在相互之间分别改变 圆周方向长度、厚度。由此，可以有效地降低轮胎空腔部内所产生的空腔 共振噪声。
本发明的充气轮胎4如图1所例示的那样，是将上述降低轮胎噪声的 装置1安装在胎面部5的内面而构成的。这样构成的充气轮胎4即使在严 寒环境下使用时，也因为带式部件3由热塑性弹性体构成，故而不会脆性 破坏，所以可以防止吸音体2从胎面部5的内面脱落，从而可以发挥本来 的降低噪声效果。
此外，在上述实施方式中，例示了对吸音体2在外周面侧配置带式部 件3、在内周面侧配置卡止部件7的情况。但是，也可以与此相反地在吸 音体2的内周面侧配置带式部件3 ，在吸音体2的外周面侧配置卡止部件7 。
如上所述，在本发明的降低轮胎噪声的装置1中，用于将吸音体2安 装保持在轮胎内面的带式部件3，是由在热塑性树脂中M有弹性体的热 塑性弹性体组合物构成的。因为该热塑性弹性体组合物的玻璃化转变温度 显著低于热塑性树脂，故而即使在严寒状态下也不会脆性破坏，所以由于 该热塑性弹性体组合物的优异低温性能，从而即使在严寒环境下使用轮胎， 也不会发生带式部件3脆性破坏而引起吸音体2脱落。实施例
为了研究构成带式部件的材料不同造成的低温性能差异，制成200条 构成材料为热塑性树脂(聚丙烯)的现有例的带式部件。另外，同样地制成 200条构成材料为相对于100重量份该热塑性树脂(聚丙烯)分散了 20重量 份的弹性体(乙丙橡胶)的热塑性弹性体的本发明的带式部件。此外，在各 带式部件中，带式部件的剖面形状为宽20mm、厚lmm的长方形。
从这2种带式部件各200条中，分别任意选择10条，对于这些各IO 条带式部件，依据JIS K7216来测定"50%脆化温度"。这里所谓"50% 脆化温度"，是指相当于带式部件的半数的50%由于撞击变形而断裂的温 度。计算这些测定值的平均值，其结果是，现有例的带式部件的50%脆化 温度为O"C。与此相对，本发明的带式部件的50%脆化温度为-39匸。
由该结果可以确认，使用热塑性弹性体作为带式部件的构成材料的本 发明的降低轮胎噪声的装置，比使用热塑性树脂作为带式部件的构成材料 的现有的降低轮胎噪声的装置的低温耐久性优异。
权利要求
1.一种降低轮胎噪声的装置，是具有由多孔材料形成的吸音体和用于保持该吸音体的带式部件，并且利用将所述带式部件弯曲成环状时的弹性回复力在轮胎内面安装所述吸音体的降低轮胎噪声的装置，在该装置中，所述带式部件由在热塑性树脂中分散有弹性体的热塑性弹性体组合物构成。
2. 根据权利要求l所述的降低轮胎噪声的装置，构成为将所述带式 部件配置在所述吸音体的一面，并且在所述吸音体的另一面与所述带式部 件的圆周方向对应地间断配置卡止部件，使这些卡止部件贯通所述吸音体， 与所述带式部件热熔接。
3. 根据权利要求2所述的降低轮胎噪声的装置，由在热塑性树脂中分 散有弹性体的热塑性弹性体组合物构成所述卡止部件。
4. 根据权利要求3所述的降低轮胎噪声的装置，由与所述带式部件同 种的热塑性弹性体组合物构成所述卡止部件。
5. 根据权利要求2所述的降低轮胎噪声的装置，所述卡止部件与所述 带式部件的熔点之差为20X:以内。
6. 根据权利要求l所述的降低轮胎噪声的装置，所述带式部件的抗弯 刚度为7.5 ~ 34.0 Nm2。
7. 根据权利要求l所述的降低轮胎噪声的装置，所述吸音体由沿圆周 方向一体地连续的环状体构成。
8. 根据权利要求l所述的降低轮胎噪声的装置，所述吸音体由沿圆周 方向被分割成数个的数个分割片构成，这些分割片沿所述带式部件的圆周 方向间断配置。
9. 一种充气轮胎，在胎面部的内面安装有权利要求1~8的任一项所 述的降低轮胎噪声的装置。
全文摘要
本发明提供一种降低轮胎噪声的装置，具有吸音体(2)和带式部件(3)，其中，用于固定安装在轮胎内面的吸音体(2)的环状的带式部件(3)，是由在热塑性树脂中分散有弹性体的热塑性弹性体组合物构成的。这样，即使在严寒环境下使用时，吸音体(2)也不会从胎面部(5)的内面脱落，因此可得到优异的低温性能。
文档编号B60C5/00GK101607513SQ20091014936
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月18日 优先权日2008年6月20日
发明者丹野笃, 仓森章 申请人:横滨橡胶株式会社