充气轮胎 技术领域 本发明涉及一种充气轮胎， 更具体而言是涉及一种兼有刺穿密封性能和防噪音性 能的充气轮胎。
背景技术 以往， 大家广泛知道的充气轮胎是在充气轮胎胎面部的内周面预先设置涂有粘稠 流动性密封胶液的密封层， 当该轮胎因碾过钉子等而被刺穿时， 使密封胶液流入该钉子受 离心力作用拔出后形成的刺穿孔内， 从而进行自我密封。
但其存在以下问题 ： 因为密封胶液具有流动性， 所以由于高速行驶时的离心力作 用， 密封胶液会沿着胎面部的内壁面聚集到轮胎宽度方向的中部区域， 致使胎肩区域的密 封性变差而无法发挥刺穿密封功能。
为了解决此类问题， 专利文献 1、 2 等提出了这样一种充气轮胎 ： 使密封胶液渗入 海绵之类有连续气孔的多孔性材料， 再将这种浸渍了密封胶液的多孔性材料层状粘贴在胎 面部的内周面。采用该充气轮胎， 不仅解决了高速行驶时由于密封胶液较多集中在轮胎胎 面中央区域而导致刺穿密封性能下降的问题， 而且因含有连续气孔的多孔性材料具有可吸 收轮胎空腔内产生的共鸣噪音从而可消音的特性， 因此还能发挥防噪音性能。
但是， 由于多孔性材料中浸渍了密封胶液使相当多的连续气孔被堵塞， 因而现有 这种充气轮胎的防噪音性能并未得到充分发挥。
现有技术文献
专利文献
【专利文献 1】 日本专利特开昭 54-6206 号公报
【专利文献 2】 日本专利特开 2003-326926 号公报
发明内容 发明拟解决的问题
本发明目的在于解决上述现有问题， 提供一种兼有优良刺穿密封性能和防噪音性 能的充气轮胎。
能达成上述目的的本发明充气轮胎包括以下第 (1) 项所述结构。
(1) 一种充气轮胎， 在与胎面部对应的轮胎内周面上设置含有粘性密封胶液的密 封层， 在该密封层的内周面上， 通过可阻止上述密封胶液渗透的隔离层配置由多孔性材料 构成的吸音层， 且将该吸音层在轮胎宽度方向上的宽度 W1 设为上述密封层在轮胎宽度方向 上的宽度 W2 的 50％～ 95％。
另外， 本发明充气轮胎更好是更具体地采用以下第 (2) 项～第 (7) 项中任意一项 所述结构。
(2) 根据上述第 (1) 项所述的充气轮胎， 将上述密封层在轮胎宽度方向上的宽度 W2 设为埋设在上述胎面部内的带束层最大宽度 W3 的 80 ～ 120％。
(3) 根据上述第 (1) 项或第 (2) 项所述的充气轮胎， 上述密封层每单位周向长度的 质量 Ms 与上述吸音层每单位周向长度的质量 Ma 满足下式关系。
0.08 ≤ Ma/Ms ≤ 0.5
(4) 根据上述第 (1) 项至第 (3) 项中任意一项所述的充气轮胎， 在轮胎内周面上安 装有上述吸音层， 在该吸音层的内周面或外周面上配置有弹性增强带。
(5) 根据上述第 (1) 项至第 (4) 项中任意一项所述的充气轮胎， 上述密封层含有主 要成分为聚丁烯和萜烯树脂的凝胶片。
(6) 根据上述第 (1) 项至第 (5) 项中任意一项所述的充气轮胎， 上述隔离层含有主 要成分为热塑性树脂的树脂薄膜。
(7) 根据上述第 (1) 项至第 (6) 项中任意一项所述的充气轮胎， 至少在上述吸音层 外周面的两端部设置沿轮胎周向延伸的突条。
发明的效果
根据本发明的充气轮胎， 在对应胎面的轮胎内周面密封层内周侧设置吸音层， 该 吸音层在轮胎宽度方向上的宽度 W1 相当于密封层在轮胎宽度方向上的宽度 W2 的 50 ～ 95％， 所以高速行驶时， 由于离心力作用， 该吸音层对密封层在轮胎径向外侧方向上的压力 将增加， 因而可抑制密封层中胎肩区域内的密封胶液向轮胎中心区域一侧流动， 从而借助 密封层能够良好维持刺穿密封性能。另外， 由于隔离层阻止了密封层中的密封胶液向吸音 层渗透， 从而确保了吸音层的多孔结构， 因而能发挥良好的防噪音性能。 附图说明 图 1 是表示包括本发明实施方式的充气轮胎的子午线方向剖面图。
图 2(a)、 (b) 分别是表示本发明充气轮胎其他实施方式的重要部位的轮胎子午线 方向剖面图。
图 3(a)、 (b) 分别是表示本发明充气轮胎其他实施方式的重要部位的轮胎子午线 方向剖面图。
图 4(a) 至 (d) 分别是模式化表示本发明充气轮胎中所用吸音层的实施方式的立 体图。
图 5 是表示包括本发明其它实施方式的充气轮胎的子午线剖面图。
图 6(a)、 (b) 是表示本发明充气轮胎所用包括另一种实施方式的吸音层的模式 图， 其中 (a) 为轮胎子午线方向剖面图， (b) 为立体图。
附图标记说明
1 胎面部
2 胎圈部
3 侧壁部
4 内衬层
5 密封层
6 带束层
7 吸音层
8 隔离层
9 帘布层 10 弹性增强带 11 突条 T 充气轮胎 A 密封层两端附近区域 W1 吸音层 7 在轮胎宽度方向上的宽度 W2 密封层 5 的宽度 W3 带束层 6 的最大宽度具体实施方式
下面， 参照图纸对本发明充气轮胎的结构进行详细说明。
图 1 是表示采用本发明实施方式的充气轮胎的子午线方向剖面图， 充气轮胎 T 在 胎面部 1 的左右两侧将侧壁部 3、 3 与胎圈部 2、 2 设置为彼此相连， 在该轮胎内侧通过帘布 层 9 设置内衬层 4。帘布层 9 的外周侧设有带束层 6。并且， 在与胎面部 1 的轮胎内面对应 的区域设置涂有粘稠流动性密封胶液的密封层 5， 在该密封层 5 的内侧， 通过可阻止密封胶 液渗透的隔离层 8 配置由多孔性材料构成的吸音层 7。
本发明充气轮胎由于是上述结构， 所以高速行驶时， 吸音层 7 在离心力作用下将 密封层 5 压向轮胎外侧， 从而可抑制其密封胶液向轮胎宽度方向的中央区域流动， 使之能 够停留在两端附近区域 ( 图 1 中所示区域 A)。另外， 由于吸音层 7 在外周侧配置了隔离层， 密封胶液不会浸透到多孔结构中， 因而多孔结构的空间容积得以保持， 从而能够发挥其原 有的功能即吸音功能。
为了确保上述吸音层 7 的作用效果， 必须将吸音层 7 在轮胎宽度方向上的宽度 W1 设为密封层 5 宽度 W2 的 50 ～ 95％。可进一步优选将吸音层 7 在轮胎宽度方向上的宽度 W1 设为密封层 5 宽度 W2 的 70 ～ 92％。吸音层 7 在轮胎宽度方向上的宽度 W1 若小于密封层 5 宽度 W2 的 50％， 则基于吸音层 7 的离心力将局部作用在密封层上， 从而无法使密封胶液停 留在胎肩区域。此外， 若大于 95％， 则效果达到饱和， 反而会增加轮胎整体重量， 因此不理 想。
另外， 为了良好发挥因碾过钉子而被刺穿时的自我密封性能， 优选将密封层 5 的 宽度 W2 设为埋设在胎面部 1 内的带束层 6 最大宽度 W3 的 80 ～ 120％。
为了使行驶时吸音层 7 因离心力而产生的挤压力有效作用于密封层 5 上， 优选密 封层 5 每单位周向长度的质量 Ms 与吸音层 7 每单位周向长度的质量 Ma 满足下式关系 (a)。 更优选满足下式关系 (b)。
0.08 ≤ Ma/Ms ≤ 0.5.........(a)
0.1 ≤ Ma/Ms ≤ 0.3.........(b)
吸音层 7 在材料上并无特别限制， 可优选具有连续气孔的多孔性结构材料， 例如 最好使用聚氨酯泡沫塑料。此外， 还可使用由多条纤维随意缠绕而成的无纺垫等。
至于吸音层 7 的形状， 作为其在轮胎子午线方向上的剖面形状， 一般可使用图 1 所 示长方形。此外， 由于轮胎扁平率及轮廓形状不同， 密封层 5 中的密封胶液因离心力而产生 的移动状况将不一样， 因此考虑到这些因素， 也可采用图 2(a) 或图 2(b) 所示变形方式。图 2(a) 所示吸音层是在轮胎中心区域隆起成为近似纺锤形的形状。采用这种形 状后， 可有效阻止像低扁平率轮胎那样密封胶液明显向轮胎中心流动的情况。图 2(b) 所示 吸音层是在吸音层 7 的轮胎宽度方向两端附近隆起成为近似纺锤形的形状。特别在轮胎胎 面轮廓半径较小的情况下， 这种形状对阻止密封胶液从密封层宽度方向两端附近区域 ( 例 如图 1 中所示区域 A) 向轮胎中心移动非常有效。
此外， 为了防止用轮胎拆装机更换轮胎时吸音层 7 端部因撬棍撬起而发生破损 等， 也可采用图 3(a) 或图 3(b) 所示端部厚度逐渐变薄的变形方式。
图 3(a) 所示吸音层是图 1 所示轮胎子午线方向剖面形状为长方形的吸音层的一 种变形， 呈现为吸音层 7 的端部厚度逐渐减薄的形状。图 3(b) 所示吸音层是图 2(a) 所示 吸音层的一种变形， 呈现为轮胎中心区域隆起成为近似纺锤形、 同时端部厚度逐渐减薄的 形状。
图 4(a) 至 (d) 是表示设置了隔离层 8 的吸音层 7 的立体图。
图 4(a) 的实施方式是将剖面为长方形的吸音层 7 形成为圆筒形， 然后在其外周层 压隔离层 8 并形成为一体。此外， 图 4(b) 所示实施方式是吸音层 7 同样形成为圆筒形， 其 外周面以轮胎赤道部为最大直径， 并采用向外周侧隆起成为桶状的外形轮廓。通过这种隆 起成为桶状的外形轮廓， 可方便地与充气轮胎 T 的内周面相吻合。 图 4(c) 的实施方式是在形成为圆筒形的吸音层 7 外周面上， 以绕行全周的方式附 设弹性增强带 10。采用这种结构后， 弹性增强带 10 具有的弹力将作用于轮胎内面， 从而可 使吸音层 7 牢固固定在轮胎内面。这种弹性增强带 10 也可沿圆筒形吸音层 7 的内周面以 绕行全周的方式设置。
图 4(d) 的实施方式是采用带状多孔性材料沿轮胎周向螺旋状地多次缠绕， 形成 环状吸音层 7。 作为这种构造的带状多孔性材料， 其宽度可取 10 ～ 60mm( 优选 15 ～ 45mm)， 厚度可取 10 ～ 30mm。此外， 螺旋状地缠绕带状多孔性材料时， 可将宽度方向上相邻同侧边 缘的间隔设在 1 ～ 50mm( 优选 2 ～ 30mm) 范围之内。配置成这种间隔后， 可抑制由于多孔 性材料相互接触而产生的摩耗损伤。
隔离层 8 的使用目的在于使密封胶液不渗透到吸音层 7， 因此只要对密封胶液具 有非渗透性即可。
该隔离层 8 优选含有主要成分为热塑性树脂的树脂薄膜。其中， 更优选以下树脂 薄膜 ： 含有弹性体能在热塑性树脂中弥散分布的热塑性弹性体组合物。
隔离层 8 的形成方法并无特别限制， 可将主要成分为热塑性树脂的树脂组合物形 成为薄膜等片状物， 将该片状物粘贴在吸音层外侧， 并用粘接剂或热粘接等方法将其两端 部互相粘接。或者也可采用管状成形法将上述树脂组合物形成为筒状， 将其覆盖在吸音层 外面， 并通过加热等方法进行热收缩从而紧贴在吸音层上。
图 5 表示本发明的其它实施方式。
在图 5 所示空气轮胎中， 至少在吸音层 7 外周侧的宽度方向两端部设置沿轮胎周 向连续延伸的突条 11。设置这种突条 11 后， 可阻止密封层 5 中宽度方向两端附近区域 ( 图 1 中所示区域 A) 内的密封胶液在离心力作用下向轮胎中心移动。突条 11 也可如图 6(a) 所 示使前端变尖， 也可如图 6(b) 所示在除两端部之外的轮胎中心附近也进行设置。
密封层 5 的密封胶液只要是粘稠性的流动胶体便无特别限制， 可使用目前已知的
产品等作为刺穿密封用密封剂。 例如， 可优选使用主要成分为聚丁烯和萜烯树脂的凝胶片， 因为其流动性较低。此外， 也可以是硅类化合物、 聚氨酯类化合物、 苯乙烯类化合物或乙烯 类化合物。
设置含有上述凝胶片等成分的密封层时， 优选例如在形成轮胎之后， 在胎面部的 内周面涂布密封胶液， 这种方式较为简单。 实施例 制备本发明实施例 1 的充气轮胎， 其参数为 ： 轮胎尺 195/65R15ES300， 轮胎结构如 图 1 所示， 轮胎内周长＝ 1887mm， 带束层最大宽度 W3 ＝ 165mm， 密封层宽度 W2 ＝ 160mm( 厚 度 3.5mm、 质量 750g)， 吸音层宽度 W1 ＝ 130mm( 厚度 15mm、 质量 100g)。
该实施例 1 充气轮胎的吸音层选用有连续气孔的聚氨脂泡沫塑料， 在吸音层外侧 设置含有热塑性弹性体树脂、 厚度为 0.1mm 的隔离层。此外， 密封层每单位周向长度的质量 Ms 和吸音层每单位周向长度的质量 Ma 之间的关系为 Ma/Ms ＝ 0.13。
作为比较例 1， 制备在实施例 1 所示轮胎中未设置吸音层和隔离层的充气轮胎。
将实施例 1 和比较例 1 的各测试轮胎安装到排气量 2000cc 的轿车上， 以时速 100km 连续行驶 2 小时后， 分别测量轮胎中心部及胎肩部的密封层厚度， 并以行驶前的厚度 为指数 100 进行评价， 将其结果显示在表 1 中。
此外， 在上述测试行驶中测量车厢内的噪音大小， 并列出 1/3 倍频程为 250Hz 频段 时的噪音值。
其结果如表 1 所示。
由结果可知， 实施例 1 轮胎与比较例 1 轮胎相比， 其胎肩部与中心部的密封层差异 明显较小， 且车内噪音也有所改善。
表1