タイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、騒音低減装置およびタイヤ
【課題】タイヤ内面にバンド部材を用いて装着されても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形を有効に抑制するタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを提供すること。
【解決手段】タイヤとホイールのリムとの間に装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォームであって、密度が７〜４０ｋｇ／ｍ３であり、単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上であることを特徴とするタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム５、該フォーム５がリング状バンド部材に固定されてなる騒音低減装置、および該装置を保持したタイヤ１０。
【解決手段】タイヤとホイールのリムとの間に装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォームであって、密度が７〜４０ｋｇ／ｍ３であり、単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上であることを特徴とするタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム５、該フォーム５がリング状バンド部材に固定されてなる騒音低減装置、および該装置を保持したタイヤ１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤとホイールのリムとの間に装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、騒音低減装置およびタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいて、騒音を発生させる原因の一つにタイヤ内部に充填された空気の振動による空洞共鳴音がある。この空洞共鳴音は、タイヤを転動させたときにトレッド部が路面の凹凸によって振動し、トレッド部の振動がタイヤ内部の空気を振動させることによって生じるものである。
【０００３】
このような空洞共鳴現象による騒音を低減する手法として、タイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部内に吸音材を配設することが提案されている（特許文献１および特許文献２）。具体的な吸音材として、発泡ウレタン、吸音フェルト、発泡アルミニウムなどが挙げられているが、発泡ウレタンが用いられることが多い。
【０００４】
特に、特許文献２には、密度０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３（５０〜２００ｋｇ／ｍ３）に調整された熱伝導材混合発泡ウレタンが開示されている。そのような発泡ウレタンは、剛性を向上させることにより、圧縮（へたり）等の変形を防止するために密度が高く設定されている。しかしながら、発泡ウレタンの欠け・裂け等の破損が起こった。また、高密度、すなわち重量の重いものをタイヤ内面に装着することは、燃費および走行安定性の観点から好ましいことではない。
【０００５】
近年、特許文献３に見られるように、吸音材のタイヤ内面への装着性を向上させるため、タイヤ内面に対しバンド部材を用いて吸音材を装着する方法が提案されている。しかしながら、バンド部材を用いると、前記吸音材の欠け・裂け等の問題が顕著に生じやすい。
【特許文献１】特開昭６４−７８９０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１０４３１４号公報
【特許文献３】特開２００３−２２６１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形を有効に抑制するタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はまた、タイヤ用軟質ポリウレタンフォームの欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形が有効に抑制される騒音低減装置およびタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォームであって、密度が７〜４０ｋｇ／ｍ３であり、単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上であることを特徴とするタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、該タイヤ用軟質ポリウレタンフォームがリング状バンド部材に固定されてなる騒音低減装置、および該騒音低減装置を保持したタイヤに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームは、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形が有効に抑制される。
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームはまた、軽量なため、当該ポリウレタンフォームを装着したタイヤは車の燃費性能や走行安定性を損なうものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームは単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（単位；Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上、特に０．３３以上、好ましくは０．３５〜０．９０、より好ましくは０．３９〜０．７０、最も好ましくは０．４０〜０．６５である。本発明においては、単位密度あたりの引裂強さを上記範囲とすることによって、密度が比較的小さくても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形）が有効に抑制される。以下、本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを単に「ＰＵフォーム」と呼ぶものとする。
【００１１】
単位密度あたりの引裂強さとは、測定された密度および引裂強さから算出される値であり、引裂強さを密度で除することによって得られる値である。そのような値が小さすぎると、たとえ引裂強さとして比較的大きい値を達成しても、欠け・裂け等の破損が発生し、タイヤでの使用に耐えない。単位密度あたりの引裂強さが前記範囲より小さいと、たとえ引裂強さが比較的大きくても、破損が起こるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のメカニズムに基づくものと考えられる。例えば、単位密度あたりの引裂強さが比較的小さく、かつ引裂強さが比較的大きいとき、密度は比較的大きい。一般的には、密度が大きいと、破損は起こり難い傾向であり、さらに引裂強さが大きいと、破損は一層起こり難くなると考えられる。しかしながら、タイヤの内部等のような高速下で転動するところでは、たとえ引裂強さが比較的大きくても、密度の増大は一般的原則に反して破損を誘導する因子として作用する。その結果、単位密度あたりの引裂強さが前記範囲より小さいと、たとえ引裂強さが比較的大きくても、破損が起こるものと考えられる。
【００１２】
本明細書中、密度はＪＩＳ Ｋ７２２２に準じて測定された値を用いているが、当該規格によって測定されなければならないというわけではなく、上記規格と同様の原理・原則に従って測定可能な方法であれば、いかなる方法によって測定されてもよい。
【００１３】
本発明のＰＵフォームの密度は７〜４０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１０〜３０ｋｇ／ｍ３である。一般に、密度は小さくすると、ＰＵフォームの機械的強度は低下するので、破損は起こり易いことが知られているが、本発明においては上記のように比較的小さく設定しても、ＰＵフォームの破損を有効に抑制できる。
【００１４】
また引裂強さは、試験片の形状を「切込みなしアングル形試験片」としてＪＩＳ Ｋ６４００−５に準じて測定された値を用いている。
【００１５】
本発明のＰＵフォームの引裂強さは、上記単位密度あたりの引裂強さを達成する限り特に制限されず、３〜２８Ｎ／ｃｍ、特に３〜２４Ｎ／ｃｍが好ましい。本発明において引裂強さが大きいということだけでは十分でない。すなわち引裂強さとしてたとえ比較的大きい値を達成しても、単位密度あたりの引裂強さが前記範囲内でない限り、欠け・裂け等の破損が起こる。
【００１６】
本発明のＰＵフォームのセル数は、上記単位密度あたりの引裂強さが達成されれば、特に制限されず、密度を減少させることによって単位密度あたりの引裂強さを増大させる観点からは、２５個／２５ｍｍ以上が好ましい。セル数は２５ｍｍあたりの個数で示すものとする。
【００１７】
セル数は、ＪＩＳ Ｋ６４００−１ 付属書１に準じて測定された値を用いている。
【００１８】
本発明のＰＵフォームは、例えば、少なくともポリオール成分、ポリイソシアネート成分及び発泡剤、必要により整泡剤、触媒、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤等の添加剤を含有するウレタンフォーム原料組成物を、ワンショット法などの公知の製造方法によって反応および発泡させて得ることができる。例えば、ワンショット法では、各成分をミキシングチャンバーに同時に加えると同時に強力な撹拌によって混合し、ＰＵフォームを製造する。
【００１９】
ＰＵフォームの密度、引裂強さ、およびセル数は、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤および整泡剤の種類および添加量、原料撹拌度合い、およびミキシングチャンバー、原料供給タンクおよび配管の圧力等を調整することによって制御可能である。
【００２０】
ＰＵフォームは、例えば、主原料であるポリオール成分の種類により、ポリエステルウレタンフォーム、ポリエーテルウレタンフォームおよびポリエステルエーテルウレタンフォームに大別され、本発明においてはいずれのＰＵフォームであってもよい。単位密度あたりの引裂強さの制御の観点からは、ポリエステルウレタンフォームおよびポリエーテルウレタンフォームが好ましい。
【００２１】
ポリエステルウレタンフォームは、引裂強さが比較的大きく、比較的高密度のものにおいても前記単位密度あたりの引裂強さを達成できるため、密度１８〜４０ｋｇ／ｍ３程度のものが好ましく採用される。ポリエステルウレタンフォームにおいて密度が１８ｋｇ／ｍ３未満であると、圧縮（へたり）等の変形が起こる。一方で密度が４０ｋｇ／ｍ３を越えると、自重が過度に増加するため好ましくない。特に好ましい密度は、１８〜３０ｋｇ／ｍ３である。また、ポリエステルウレタンフォームはセル数のコントロールが容易であり、セル数を増大させることによって、密度を適度に減少させ、これによって単位密度あたりの引裂強さを増大させる観点からすれば、セル数の大きなもの、２５個／２５ｍｍ以上のものが好ましく用いられ、特に４０〜１００個のものが好ましい。ポリエステルウレタンフォームにおいてセル数が２５個／２５ｍｍ未満であると、引裂強さの低下が見られ、前記単位密度あたりの引裂強さを達成し難い。一方でセル数が１００個／２５ｍｍを越えると、特に性能的には問題はないが、生産安定性が低下する。
【００２２】
ポリエーテルウレタンフォームは、生産安定性に優れ、幅広いレンジのフォームの製造が安定して可能であるため、密度７〜２０ｋｇ／ｍ３程度のものが好ましく採用される。ポリエーテルウレタンフォームにおいて密度が７ｋｇ／ｍ３未満であると、機械的強度が不足するため、破損が起こる。一方で密度が１８ｋｇ／ｍ３を越えると、単位密度あたりの引裂強さが低下し、破損が起こる。特に好ましくは、密度１０〜１８ｋｇ／ｍ３である。またポリエーテルウレタンフォームのセル数は、コントロール容易性の観点から、２５個以上のものが好ましく用いられ、特に３０〜８０個のものが好ましい。
【００２３】
本発明のＰＵフォームの製造に用いるポリオール成分は、１分子中に２個以上の水酸基を有するもので、従来からポリウレタンフォームを製造するために使用されているものであればいずれのものでもよい。このようなポリオール成分として、例えばポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリエステルエーテルポリオールを挙げることができる。ポリオール成分は一種又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２４】
ポリエーテルポリオールはポリエーテルウレタンフォームの製造に使用されるポリオール成分であり、１分子中に活性水素原子を２個以上有する化合物を開始剤として、これにアルキレンオキサイドを付加重合させたものを使用することができる。ここに使用する活性水素原子を２個以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、蔗糖等を挙げることができる。アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を挙げることができる。１分子中に活性水素原子を２個以上有する化合物及びアルキレンオキサイドは、それぞれ一種以上を用いてよい。ポリエーテルポリオールは、グリセリン系ポリエーテルポリオールが好ましく、特にグリセリンを開始剤として、これにプロピレンオキサイドを付加重合させたものが好ましい。
【００２５】
ポリエーテルポリオールにはビニル系ポリマー微粒子が均一に分散されていてもよい。ビニル系ポリマーとしては、例えばアクリロニトリル、スチレン等のビニル系モノマーを重合させて得られるポリマー、ビニル系モノマーと、当該ビニル系モノマーと共重合可能なモノマーとを共重合させて得られコポリマーを挙げることができる。
【００２６】
ポリエステルポリオールはポリエステルウレタンフォームの製造に使用されるポリオール成分であり、ポリカルボン酸と、１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物とを重縮合させることによって得られるものである。ポリカルボン酸としては１分子中に２個以上のカルボキシル基を有する化合物が使用され、具体的には、例えばアジピン酸、マレイン酸、コハク酸、マロン酸、フタル酸などが使用可能である。１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物としては、上記ポリエーテルポリオールの開始剤として使用される活性水素原子を２個以上有する化合物と同じ化合物を使用することができる。ポリカルボン酸及び１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物は、それぞれ一種以上を用いてよい。ポリエステルポリオールは、公知の方法で製造することができる。
【００２７】
ポリエステルエーテルポリオールはポリエステルエーテルウレタンフォームの製造に使用されるポリオール成分であり、前記ポリエーテルポリオールに無水フタル酸等のジカルボン酸無水物を反応させて生じる半エステルを脱水縮合したり、かかる半エステルに塩基性触媒等の存在下に、エポキシドを付加して得られるもの等を挙げることができる。
【００２８】
ポリイソシアネート成分は、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合物である限り、特に制限されるものではなく、例えば、脂肪族系、芳香族系等のポリイソシアネートが単独または２種以上混合して用いられる。脂肪族系ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイシソシアネート等が挙げられる。芳香族系ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートの混合物、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート等が挙げられる。通常好ましく用いられるのは、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートの混合物（ＴＤＩ−８０、ＴＤＩ−６５）、またはジフェニルメタンジイソシアネートである。
【００２９】
発泡剤としては、ポリウレタンフォームの分野で従来から発泡剤として使用されているものが使用可能であり、環境的には水のみを用いるのが好ましい。水はポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することにより化学発泡剤として使用される。通常使用される発泡剤の量は、ポリオール成分１００質量部に対して１〜７質量部が好ましく、本発明の密度を現出させる観点からは、２〜６質量部が好ましい。また、発泡剤として適宜物理発泡剤を使用することができる。物理発泡剤として、メチレンクロライドやクロロフルオロカーボン類や、ヒドロキシクロロフルオロカーボン類（ＨＣＦＣ−１３４ａ等）、炭化水素類（シクロペンタン等）、炭酸ガス、液化炭酸ガス、その他の発泡剤が発泡助剤として水と併用して使用される。物理発泡剤の使用量は、ポリオール成分１００質量部に対して２０質量部以下であるのが発泡の安定上好ましく、引裂強さを著しく低下させないためには、特に１０質量部以下であるのが好ましい。
【００３０】
触媒、整泡剤としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられている一般的なものを用いることができ、その添加量も、軟質ポリウレタンフォームの製造に通常採用される量で良い。本発明では、上記添加成分以外に、本発明の軟質ポリウレタンフォームの性能を損なわない範囲において、難燃剤、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、その他の添加剤を添加しても良い。
【００３１】
そのようなＰＵフォームは例えば、市販の倉敷紡績社製「クララフォーム」シリーズ等として入手可能である。
【００３２】
本発明のＰＵフォームは、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面に装着されてタイヤ転動時の空洞共鳴音を抑制する、いわゆる騒音低減材として使用されるものである。
【００３３】
本発明のＰＵフォームがタイヤ内面に装着されたタイヤの一例を表す要部拡大図を図１に示す。図１において、タイヤ１０は、トレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えており、トレッド部１の内面に本発明のＰＵフォーム５が装着されている。なお、後で詳述するバンド部材は図１中、図示しない。
【００３４】
ＰＵフォームの形状は、特に制限されるものではないが、バンド部材を用いて装着されることを考慮すれば、厚み３〜３０ｍｍ程度が好ましく、特に５〜１５ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満であると、バンド部材への取付け性が低下する。また、３０ｍｍを越えると面外曲げの強制変位に対して表面応力が大きくなり、裂け・欠けが発生しやすい。また、幅は、タイヤのカーカス層外周側に配される補強層、いわゆるベルト層の最大幅の５０〜１５０％程度であり、好ましくは８０〜１３０％である。なお、ＰＵフォームの幅とは、ＰＵフォームをタイヤに装着した時におけるタイヤ回転軸方向の長さである。
【００３５】
ＰＵフォームの装着方法は、当該ＰＵフォームがタイヤ内面に装着される限り、特に制限されるものではなく、例えば、（１）ＰＵフォームを接着剤または粘着テープによって直接的にタイヤ内面に貼り付ける方法、および（２）バンド部材を用いてＰＵフォームをタイヤ内面に装着する方法等が挙げられる。好ましくは上記（２）の方法を採用する。バンド部材を用いて一般的なウレタンフォームを装着すると、ウレタンフォームに欠け・裂け等の破損が顕著に起こるが、本発明においてはそのようなバンド部材、特にリング状バンド部材を用いても、破損を有効に抑制できるためである。なお、上記バンド部材への取付け性を考慮すれば、ＰＵフォームの硬度は、６０〜１５０Ｎ程度が好ましく、特に８０〜１２０Ｎが作業性がよい。なお、硬度はＪＩＳ Ｋ ６４００−２：Ｄ法を用いた値である。
【００３６】
上記方法（２）を採用する場合において、ＰＵフォームはバンド部材に固定され、騒音低減装置を構成する。詳しくは、騒音低減装置はＰＵフォームがリング状バンド部材に固定された構成になっている。騒音低減装置の具体例を図２（Ａ）〜（Ｄ）に示す。図２（Ａ）〜（Ｄ）中、同じ符号は同じ部材を意味するものとする。
【００３７】
図２（Ａ）において、騒音低減装置２０ａはリング状バンド部材６の内周面の全周にわたってＰＵフォーム５を連続して有してなり、通常ＰＵフォーム５は連結部７を有している。
図２（Ｂ）において、騒音低減装置２０ｂはリング状バンド部材６の外周面の全周にわたってＰＵフォーム５を連続して有してなり、通常ＰＵフォーム５は連結部７を有している。
【００３８】
図２（Ｃ）において、騒音低減装置２０ｃはＰＵフォームを１２個の分割片５から構成させ、これら分割片をリング状バンド部材６の内周面に対して周方向に並べて配置している。この場合、分割片と分割片との間には隙間を設けることが好ましい。ウレタン同士の接着部分が無くなり、接着剤の必要がなくなるためである。また、ＰＵフォーム同士を略等間隔に配置することにより、周方向の重量バランスを均一に保つことができる。図２（Ｃ）においてＰＵフォームの分割片の個数は１２個であるが、特に制限されず、例えば、３〜２０個であってよい。
【００３９】
図２（Ｄ）において、騒音低減装置２０ｄはＰＵフォームを１２個の分割片５から構成させ、これら分割片をリング状バンド部材６の外周面に対して周方向に並べて配置している。この場合、図２（Ｃ）においてと同様の理由で、分割片と分割片との間には隙間を設けることが好ましい。また、ＰＵフォーム同士を略等間隔に配置することにより、周方向の重量バランスを均一に保つことができる。図２（Ｄ）においてＰＵフォームの分割片の個数は１２個であるが、特に制限されず、例えば、３〜２０個であってよい。
【００４０】
騒音低減装置を構成するリング状バンド部材は弾性復元力を有する材料から構成されていればよく、リング形状への成形性の観点からは熱可塑性樹脂、特にポリプロピレンからなっていることが好ましい。バンド部材が熱可塑性樹脂からなっていると、紐状のバンド部材の両端を熱融着させることによって、リング状バンド部材を簡便に成形可能である。
【００４１】
ＰＵフォームのバンド部材に対する固定化はいかなる手段によって達成されてよく、例えば、接着剤や粘着テープを用いて固定化を達成してもよいし、またはポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなる樹脂層を、ＰＵフォームにおけるバンド部材との接触面に予め形成しておき、当該樹脂層の熱融着によって固定化を達成してもよい。後者の場合における樹脂層の熱融着には超音波溶着機を用いることが好ましい。
【００４２】
いかなる固定化手段を用いる場合においても、ＰＵフォームとバンド部材との固定化は、ＰＵフォームとバンド部材との接触面全面において達成されてもよいし、または当該接触面において局部的に達成されてもよい。
【００４３】
騒音低減装置の寸法、すなわちリング状バンド部材およびＰＵフォームの寸法は、ＰＵフォームがタイヤの内面、特にトレッド部の内面に装着・保持され、かつ騒音低減効果を奏する限り特に制限されるものではない。特にリング状バンド部材を真円としたときの直径は、通常、装着されるべきタイヤの内径と略同等又は小さくされる。
【００４４】
騒音低減装置の製造に際しては、紐状バンド部材の所定位置にＰＵフォームを固定した後、紐状バンド部材の両端を熱融着等によって連結してもよいし、または紐状バンド部材の両端を熱融着等によって連結した後、得られたリング状バンド部材の所定位置にＰＵフォームを固定してもよい。
【００４５】
騒音低減装置は、リング状バンド部材が弾性復元力を有するため、外力によって変形されながらタイヤ内に挿入されても、外力が除かれると、リング状バンド部材はタイヤ周方向に連続的に延在するように復元する。その結果として騒音低減装置はタイヤ内面に保持され、ＰＵフォームがタイヤ内面、特にトレッド部内面に装着・保持される。また騒音低減装置はタイヤに対して着脱自在であり、その着脱作業は簡便である。
【００４６】
図２（Ａ）に示す騒音低減装置２０ａを備えたタイヤ１０ａの要部拡大図を図３（Ａ）に示す。図２（Ａ）に示す騒音低減装置２０ａはリング状バンド部材６の内周面にＰＵフォーム５を有するため、タイヤへの装着時には、図３（Ａ）に示すようにリング状バンド部材６はＰＵフォーム５とトレッド部１との間に配置される。図２（Ｃ）に示す騒音低減装置２０ｃを備えたタイヤにおいて、ＰＵフォームが存在するところの要部拡大図も、図３（Ａ）に示すものと略同様である。
【００４７】
図２（Ｂ）に示す騒音低減装置２０ｂを備えたタイヤ１０ｂの要部拡大図を図３（Ｂ）に示す。図２（Ｂ）に示す騒音低減装置２０ｂはリング状バンド部材６の外周面にＰＵフォーム５を有するため、タイヤへの装着時には、図３（Ｂ）に示すようにリング状バンド部材６はＰＵフォーム５の上に配置される。図２（Ｄ）に示す騒音低減装置２０ｄを備えたタイヤにおいて、ＰＵフォームが存在するところの要部拡大図も、図３（Ｂ）に示すものと略同様である。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
市販のポリウレタンフォーム（倉敷紡績社製：「クララフォーム ２８１」）を用いた。当該軟質ポリウレタンフォームを裁断し、幅１５０ｍｍ×厚さ２０ｍｍ×長さ１４０ｍｍの寸法のボード状ポリウレタンフォームを１２個用意した。
【００４９】
次いで、図２（Ｃ）に示すタイプの騒音低減装置を製作した。詳しくは、１２個のボード状ポリウレタンフォームをポリプロピレン製の紐状バンド部材（幅２０ｍｍ×厚さ２ｍｍ×タイヤ内周長）の所定位置に略等間隔に配置し、接着剤（スーパーＸ；セメダイン社製）を用いて固定し、紐状バンド部材の両端を熱融着によって連結した。
【００５０】
（実施例２〜３および比較例１〜２）
ポリウレタンフォームとして以下に示す市販品を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、騒音低減装置を製作した。
実施例２「クララフォーム ２４１（倉敷紡績社製）」；
実施例３「クララフォーム ３８Ｍ８Ｓ（倉敷紡績社製）」；
実施例４「クララフォーム ３８Ｍ４Ｋ（倉敷紡績社製）」；
実施例５「クララフォーム ３１１ＳＳ（倉敷紡績社製）」；
比較例１「クララフォーム ３３０ＮＣ（倉敷紡績社製）」；
比較例２「クララフォーム ３８Ｈ２（倉敷紡績社製）」。
【００５１】
（評価）
・破損
実施例および比較例の騒音低減装置をそれぞれタイヤサイズ２１５／５５Ｒ１６のタイヤに装着した。詳しくは、騒音低減装置を外力によって変形しながらタイヤ内空洞部に挿入し、外力を除き、リング状バンド部材をタイヤ周方向に連続的に延在するように復元させて、ポリウレタンフォームをトレッド部内面に装着・保持させた）。騒音低減装置を装着したタイヤを、ドラム試験機にて空気圧１２０ｋＰａ、荷重８．１Ｎ、周囲温度３８±３℃、ドラム径φ１７０７ｍｍ、および速度８１ｋｍ／ｈの条件で８０時間走行させた。その後、タイヤから騒音低減装置を取り出し、目視により全てのボード状ポリウレタンフォームの欠け・裂けを観察し、以下の基準に従って評価した。
◎；欠け／裂けは全くなかった；
○；欠け／裂けがわずかに観察されたが、欠け片は最大長１０ｍｍ未満のものであり、裂けは深さ５ｍｍ未満のものであり、実用上問題なかった；
×；欠け／裂けが観察され、欠け片は全長１０ｍｍ以上３０ｍｍ未満のものであり、裂けは深さ５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満のものであり、実用上問題があった；
××；欠け／裂けが観察され、欠け片は全長３０ｍｍ以上のものであり、裂けは深さ１０ｍｍ以上のものであった。
【００５２】
破損についての詳しい発生部位を以下に示す。
実施例１では、コーナー部および端辺部において欠けや僅かな裂けが見られた。
実施例２では、コーナー部および端辺部において欠けや裂けは全く見られなかった。
実施例３では、コーナー部および端辺部において欠けや裂けは全く見られなかった。
実施例４では、コーナー部において１カ所だけ僅かな欠けが見られたが、その他の部位において欠けや裂けは全く見られなかった。
実施例５では、コーナー部において１カ所だけ欠けが見られたが、その他の部位において欠けや裂けは全く見られなかった。
比較例１ではコーナー部において深い裂けが見られ、端辺部において数カ所の大きな欠けが見られた。
比較例２ではコーナー部において大きな欠けが見られた。
【００５３】
【表１】
【００５４】
密度、引裂強さおよびセル数は前記した方法により測定した。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームは、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面に装着される騒音低減材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームがタイヤ内面に装着されたタイヤの一例を表す要部拡大図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを有する騒音低減装置の一例を示す概略見取り図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）に示す騒音低減装置を備えたタイヤの要部拡大図であり、（Ｂ）は図２（Ｂ）に示す騒音低減装置を備えたタイヤの要部拡大図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：トレッド部、２：ビード部、３：サイドウォール部、５：タイヤ用軟質ポリウレタンフォーム（ＰＵフォーム）、６：リング状バンド、７：連結部、１０：１０ａ：１０ｂ：タイヤ、２０ａ：２０ｂ：２０ｃ：２０ｄ：騒音低減装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤとホイールのリムとの間に装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、騒音低減装置およびタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいて、騒音を発生させる原因の一つにタイヤ内部に充填された空気の振動による空洞共鳴音がある。この空洞共鳴音は、タイヤを転動させたときにトレッド部が路面の凹凸によって振動し、トレッド部の振動がタイヤ内部の空気を振動させることによって生じるものである。
【０００３】
このような空洞共鳴現象による騒音を低減する手法として、タイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部内に吸音材を配設することが提案されている（特許文献１および特許文献２）。具体的な吸音材として、発泡ウレタン、吸音フェルト、発泡アルミニウムなどが挙げられているが、発泡ウレタンが用いられることが多い。
【０００４】
特に、特許文献２には、密度０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３（５０〜２００ｋｇ／ｍ３）に調整された熱伝導材混合発泡ウレタンが開示されている。そのような発泡ウレタンは、剛性を向上させることにより、圧縮（へたり）等の変形を防止するために密度が高く設定されている。しかしながら、発泡ウレタンの欠け・裂け等の破損が起こった。また、高密度、すなわち重量の重いものをタイヤ内面に装着することは、燃費および走行安定性の観点から好ましいことではない。
【０００５】
近年、特許文献３に見られるように、吸音材のタイヤ内面への装着性を向上させるため、タイヤ内面に対しバンド部材を用いて吸音材を装着する方法が提案されている。しかしながら、バンド部材を用いると、前記吸音材の欠け・裂け等の問題が顕著に生じやすい。
【特許文献１】特開昭６４−７８９０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１０４３１４号公報
【特許文献３】特開２００３−２２６１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形を有効に抑制するタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はまた、タイヤ用軟質ポリウレタンフォームの欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形が有効に抑制される騒音低減装置およびタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォームであって、密度が７〜４０ｋｇ／ｍ３であり、単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上であることを特徴とするタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム、該タイヤ用軟質ポリウレタンフォームがリング状バンド部材に固定されてなる騒音低減装置、および該騒音低減装置を保持したタイヤに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームは、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面にバンド部材を用いて装着されても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形が有効に抑制される。
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームはまた、軽量なため、当該ポリウレタンフォームを装着したタイヤは車の燃費性能や走行安定性を損なうものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームは単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（単位；Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上、特に０．３３以上、好ましくは０．３５〜０．９０、より好ましくは０．３９〜０．７０、最も好ましくは０．４０〜０．６５である。本発明においては、単位密度あたりの引裂強さを上記範囲とすることによって、密度が比較的小さくても、欠け・裂け等の破損や圧縮（へたり）等の変形）が有効に抑制される。以下、本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを単に「ＰＵフォーム」と呼ぶものとする。
【００１１】
単位密度あたりの引裂強さとは、測定された密度および引裂強さから算出される値であり、引裂強さを密度で除することによって得られる値である。そのような値が小さすぎると、たとえ引裂強さとして比較的大きい値を達成しても、欠け・裂け等の破損が発生し、タイヤでの使用に耐えない。単位密度あたりの引裂強さが前記範囲より小さいと、たとえ引裂強さが比較的大きくても、破損が起こるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のメカニズムに基づくものと考えられる。例えば、単位密度あたりの引裂強さが比較的小さく、かつ引裂強さが比較的大きいとき、密度は比較的大きい。一般的には、密度が大きいと、破損は起こり難い傾向であり、さらに引裂強さが大きいと、破損は一層起こり難くなると考えられる。しかしながら、タイヤの内部等のような高速下で転動するところでは、たとえ引裂強さが比較的大きくても、密度の増大は一般的原則に反して破損を誘導する因子として作用する。その結果、単位密度あたりの引裂強さが前記範囲より小さいと、たとえ引裂強さが比較的大きくても、破損が起こるものと考えられる。
【００１２】
本明細書中、密度はＪＩＳ Ｋ７２２２に準じて測定された値を用いているが、当該規格によって測定されなければならないというわけではなく、上記規格と同様の原理・原則に従って測定可能な方法であれば、いかなる方法によって測定されてもよい。
【００１３】
本発明のＰＵフォームの密度は７〜４０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１０〜３０ｋｇ／ｍ３である。一般に、密度は小さくすると、ＰＵフォームの機械的強度は低下するので、破損は起こり易いことが知られているが、本発明においては上記のように比較的小さく設定しても、ＰＵフォームの破損を有効に抑制できる。
【００１４】
また引裂強さは、試験片の形状を「切込みなしアングル形試験片」としてＪＩＳ Ｋ６４００−５に準じて測定された値を用いている。
【００１５】
本発明のＰＵフォームの引裂強さは、上記単位密度あたりの引裂強さを達成する限り特に制限されず、３〜２８Ｎ／ｃｍ、特に３〜２４Ｎ／ｃｍが好ましい。本発明において引裂強さが大きいということだけでは十分でない。すなわち引裂強さとしてたとえ比較的大きい値を達成しても、単位密度あたりの引裂強さが前記範囲内でない限り、欠け・裂け等の破損が起こる。
【００１６】
本発明のＰＵフォームのセル数は、上記単位密度あたりの引裂強さが達成されれば、特に制限されず、密度を減少させることによって単位密度あたりの引裂強さを増大させる観点からは、２５個／２５ｍｍ以上が好ましい。セル数は２５ｍｍあたりの個数で示すものとする。
【００１７】
セル数は、ＪＩＳ Ｋ６４００−１ 付属書１に準じて測定された値を用いている。
【００１８】
本発明のＰＵフォームは、例えば、少なくともポリオール成分、ポリイソシアネート成分及び発泡剤、必要により整泡剤、触媒、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤等の添加剤を含有するウレタンフォーム原料組成物を、ワンショット法などの公知の製造方法によって反応および発泡させて得ることができる。例えば、ワンショット法では、各成分をミキシングチャンバーに同時に加えると同時に強力な撹拌によって混合し、ＰＵフォームを製造する。
【００１９】
ＰＵフォームの密度、引裂強さ、およびセル数は、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤および整泡剤の種類および添加量、原料撹拌度合い、およびミキシングチャンバー、原料供給タンクおよび配管の圧力等を調整することによって制御可能である。
【００２０】
ＰＵフォームは、例えば、主原料であるポリオール成分の種類により、ポリエステルウレタンフォーム、ポリエーテルウレタンフォームおよびポリエステルエーテルウレタンフォームに大別され、本発明においてはいずれのＰＵフォームであってもよい。単位密度あたりの引裂強さの制御の観点からは、ポリエステルウレタンフォームおよびポリエーテルウレタンフォームが好ましい。
【００２１】
ポリエステルウレタンフォームは、引裂強さが比較的大きく、比較的高密度のものにおいても前記単位密度あたりの引裂強さを達成できるため、密度１８〜４０ｋｇ／ｍ３程度のものが好ましく採用される。ポリエステルウレタンフォームにおいて密度が１８ｋｇ／ｍ３未満であると、圧縮（へたり）等の変形が起こる。一方で密度が４０ｋｇ／ｍ３を越えると、自重が過度に増加するため好ましくない。特に好ましい密度は、１８〜３０ｋｇ／ｍ３である。また、ポリエステルウレタンフォームはセル数のコントロールが容易であり、セル数を増大させることによって、密度を適度に減少させ、これによって単位密度あたりの引裂強さを増大させる観点からすれば、セル数の大きなもの、２５個／２５ｍｍ以上のものが好ましく用いられ、特に４０〜１００個のものが好ましい。ポリエステルウレタンフォームにおいてセル数が２５個／２５ｍｍ未満であると、引裂強さの低下が見られ、前記単位密度あたりの引裂強さを達成し難い。一方でセル数が１００個／２５ｍｍを越えると、特に性能的には問題はないが、生産安定性が低下する。
【００２２】
ポリエーテルウレタンフォームは、生産安定性に優れ、幅広いレンジのフォームの製造が安定して可能であるため、密度７〜２０ｋｇ／ｍ３程度のものが好ましく採用される。ポリエーテルウレタンフォームにおいて密度が７ｋｇ／ｍ３未満であると、機械的強度が不足するため、破損が起こる。一方で密度が１８ｋｇ／ｍ３を越えると、単位密度あたりの引裂強さが低下し、破損が起こる。特に好ましくは、密度１０〜１８ｋｇ／ｍ３である。またポリエーテルウレタンフォームのセル数は、コントロール容易性の観点から、２５個以上のものが好ましく用いられ、特に３０〜８０個のものが好ましい。
【００２３】
本発明のＰＵフォームの製造に用いるポリオール成分は、１分子中に２個以上の水酸基を有するもので、従来からポリウレタンフォームを製造するために使用されているものであればいずれのものでもよい。このようなポリオール成分として、例えばポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリエステルエーテルポリオールを挙げることができる。ポリオール成分は一種又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２４】
ポリエーテルポリオールはポリエーテルウレタンフォームの製造に使用されるポリオール成分であり、１分子中に活性水素原子を２個以上有する化合物を開始剤として、これにアルキレンオキサイドを付加重合させたものを使用することができる。ここに使用する活性水素原子を２個以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、蔗糖等を挙げることができる。アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を挙げることができる。１分子中に活性水素原子を２個以上有する化合物及びアルキレンオキサイドは、それぞれ一種以上を用いてよい。ポリエーテルポリオールは、グリセリン系ポリエーテルポリオールが好ましく、特にグリセリンを開始剤として、これにプロピレンオキサイドを付加重合させたものが好ましい。
【００２５】
ポリエーテルポリオールにはビニル系ポリマー微粒子が均一に分散されていてもよい。ビニル系ポリマーとしては、例えばアクリロニトリル、スチレン等のビニル系モノマーを重合させて得られるポリマー、ビニル系モノマーと、当該ビニル系モノマーと共重合可能なモノマーとを共重合させて得られコポリマーを挙げることができる。
【００２６】
ポリエステルポリオールはポリエステルウレタンフォームの製造に使用されるポリオール成分であり、ポリカルボン酸と、１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物とを重縮合させることによって得られるものである。ポリカルボン酸としては１分子中に２個以上のカルボキシル基を有する化合物が使用され、具体的には、例えばアジピン酸、マレイン酸、コハク酸、マロン酸、フタル酸などが使用可能である。１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物としては、上記ポリエーテルポリオールの開始剤として使用される活性水素原子を２個以上有する化合物と同じ化合物を使用することができる。ポリカルボン酸及び１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物は、それぞれ一種以上を用いてよい。ポリエステルポリオールは、公知の方法で製造することができる。
【００２７】
ポリエステルエーテルポリオールはポリエステルエーテルウレタンフォームの製造に使用されるポリオール成分であり、前記ポリエーテルポリオールに無水フタル酸等のジカルボン酸無水物を反応させて生じる半エステルを脱水縮合したり、かかる半エステルに塩基性触媒等の存在下に、エポキシドを付加して得られるもの等を挙げることができる。
【００２８】
ポリイソシアネート成分は、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合物である限り、特に制限されるものではなく、例えば、脂肪族系、芳香族系等のポリイソシアネートが単独または２種以上混合して用いられる。脂肪族系ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイシソシアネート等が挙げられる。芳香族系ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートの混合物、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート等が挙げられる。通常好ましく用いられるのは、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートの混合物（ＴＤＩ−８０、ＴＤＩ−６５）、またはジフェニルメタンジイソシアネートである。
【００２９】
発泡剤としては、ポリウレタンフォームの分野で従来から発泡剤として使用されているものが使用可能であり、環境的には水のみを用いるのが好ましい。水はポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することにより化学発泡剤として使用される。通常使用される発泡剤の量は、ポリオール成分１００質量部に対して１〜７質量部が好ましく、本発明の密度を現出させる観点からは、２〜６質量部が好ましい。また、発泡剤として適宜物理発泡剤を使用することができる。物理発泡剤として、メチレンクロライドやクロロフルオロカーボン類や、ヒドロキシクロロフルオロカーボン類（ＨＣＦＣ−１３４ａ等）、炭化水素類（シクロペンタン等）、炭酸ガス、液化炭酸ガス、その他の発泡剤が発泡助剤として水と併用して使用される。物理発泡剤の使用量は、ポリオール成分１００質量部に対して２０質量部以下であるのが発泡の安定上好ましく、引裂強さを著しく低下させないためには、特に１０質量部以下であるのが好ましい。
【００３０】
触媒、整泡剤としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられている一般的なものを用いることができ、その添加量も、軟質ポリウレタンフォームの製造に通常採用される量で良い。本発明では、上記添加成分以外に、本発明の軟質ポリウレタンフォームの性能を損なわない範囲において、難燃剤、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、その他の添加剤を添加しても良い。
【００３１】
そのようなＰＵフォームは例えば、市販の倉敷紡績社製「クララフォーム」シリーズ等として入手可能である。
【００３２】
本発明のＰＵフォームは、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面に装着されてタイヤ転動時の空洞共鳴音を抑制する、いわゆる騒音低減材として使用されるものである。
【００３３】
本発明のＰＵフォームがタイヤ内面に装着されたタイヤの一例を表す要部拡大図を図１に示す。図１において、タイヤ１０は、トレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えており、トレッド部１の内面に本発明のＰＵフォーム５が装着されている。なお、後で詳述するバンド部材は図１中、図示しない。
【００３４】
ＰＵフォームの形状は、特に制限されるものではないが、バンド部材を用いて装着されることを考慮すれば、厚み３〜３０ｍｍ程度が好ましく、特に５〜１５ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満であると、バンド部材への取付け性が低下する。また、３０ｍｍを越えると面外曲げの強制変位に対して表面応力が大きくなり、裂け・欠けが発生しやすい。また、幅は、タイヤのカーカス層外周側に配される補強層、いわゆるベルト層の最大幅の５０〜１５０％程度であり、好ましくは８０〜１３０％である。なお、ＰＵフォームの幅とは、ＰＵフォームをタイヤに装着した時におけるタイヤ回転軸方向の長さである。
【００３５】
ＰＵフォームの装着方法は、当該ＰＵフォームがタイヤ内面に装着される限り、特に制限されるものではなく、例えば、（１）ＰＵフォームを接着剤または粘着テープによって直接的にタイヤ内面に貼り付ける方法、および（２）バンド部材を用いてＰＵフォームをタイヤ内面に装着する方法等が挙げられる。好ましくは上記（２）の方法を採用する。バンド部材を用いて一般的なウレタンフォームを装着すると、ウレタンフォームに欠け・裂け等の破損が顕著に起こるが、本発明においてはそのようなバンド部材、特にリング状バンド部材を用いても、破損を有効に抑制できるためである。なお、上記バンド部材への取付け性を考慮すれば、ＰＵフォームの硬度は、６０〜１５０Ｎ程度が好ましく、特に８０〜１２０Ｎが作業性がよい。なお、硬度はＪＩＳ Ｋ ６４００−２：Ｄ法を用いた値である。
【００３６】
上記方法（２）を採用する場合において、ＰＵフォームはバンド部材に固定され、騒音低減装置を構成する。詳しくは、騒音低減装置はＰＵフォームがリング状バンド部材に固定された構成になっている。騒音低減装置の具体例を図２（Ａ）〜（Ｄ）に示す。図２（Ａ）〜（Ｄ）中、同じ符号は同じ部材を意味するものとする。
【００３７】
図２（Ａ）において、騒音低減装置２０ａはリング状バンド部材６の内周面の全周にわたってＰＵフォーム５を連続して有してなり、通常ＰＵフォーム５は連結部７を有している。
図２（Ｂ）において、騒音低減装置２０ｂはリング状バンド部材６の外周面の全周にわたってＰＵフォーム５を連続して有してなり、通常ＰＵフォーム５は連結部７を有している。
【００３８】
図２（Ｃ）において、騒音低減装置２０ｃはＰＵフォームを１２個の分割片５から構成させ、これら分割片をリング状バンド部材６の内周面に対して周方向に並べて配置している。この場合、分割片と分割片との間には隙間を設けることが好ましい。ウレタン同士の接着部分が無くなり、接着剤の必要がなくなるためである。また、ＰＵフォーム同士を略等間隔に配置することにより、周方向の重量バランスを均一に保つことができる。図２（Ｃ）においてＰＵフォームの分割片の個数は１２個であるが、特に制限されず、例えば、３〜２０個であってよい。
【００３９】
図２（Ｄ）において、騒音低減装置２０ｄはＰＵフォームを１２個の分割片５から構成させ、これら分割片をリング状バンド部材６の外周面に対して周方向に並べて配置している。この場合、図２（Ｃ）においてと同様の理由で、分割片と分割片との間には隙間を設けることが好ましい。また、ＰＵフォーム同士を略等間隔に配置することにより、周方向の重量バランスを均一に保つことができる。図２（Ｄ）においてＰＵフォームの分割片の個数は１２個であるが、特に制限されず、例えば、３〜２０個であってよい。
【００４０】
騒音低減装置を構成するリング状バンド部材は弾性復元力を有する材料から構成されていればよく、リング形状への成形性の観点からは熱可塑性樹脂、特にポリプロピレンからなっていることが好ましい。バンド部材が熱可塑性樹脂からなっていると、紐状のバンド部材の両端を熱融着させることによって、リング状バンド部材を簡便に成形可能である。
【００４１】
ＰＵフォームのバンド部材に対する固定化はいかなる手段によって達成されてよく、例えば、接着剤や粘着テープを用いて固定化を達成してもよいし、またはポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなる樹脂層を、ＰＵフォームにおけるバンド部材との接触面に予め形成しておき、当該樹脂層の熱融着によって固定化を達成してもよい。後者の場合における樹脂層の熱融着には超音波溶着機を用いることが好ましい。
【００４２】
いかなる固定化手段を用いる場合においても、ＰＵフォームとバンド部材との固定化は、ＰＵフォームとバンド部材との接触面全面において達成されてもよいし、または当該接触面において局部的に達成されてもよい。
【００４３】
騒音低減装置の寸法、すなわちリング状バンド部材およびＰＵフォームの寸法は、ＰＵフォームがタイヤの内面、特にトレッド部の内面に装着・保持され、かつ騒音低減効果を奏する限り特に制限されるものではない。特にリング状バンド部材を真円としたときの直径は、通常、装着されるべきタイヤの内径と略同等又は小さくされる。
【００４４】
騒音低減装置の製造に際しては、紐状バンド部材の所定位置にＰＵフォームを固定した後、紐状バンド部材の両端を熱融着等によって連結してもよいし、または紐状バンド部材の両端を熱融着等によって連結した後、得られたリング状バンド部材の所定位置にＰＵフォームを固定してもよい。
【００４５】
騒音低減装置は、リング状バンド部材が弾性復元力を有するため、外力によって変形されながらタイヤ内に挿入されても、外力が除かれると、リング状バンド部材はタイヤ周方向に連続的に延在するように復元する。その結果として騒音低減装置はタイヤ内面に保持され、ＰＵフォームがタイヤ内面、特にトレッド部内面に装着・保持される。また騒音低減装置はタイヤに対して着脱自在であり、その着脱作業は簡便である。
【００４６】
図２（Ａ）に示す騒音低減装置２０ａを備えたタイヤ１０ａの要部拡大図を図３（Ａ）に示す。図２（Ａ）に示す騒音低減装置２０ａはリング状バンド部材６の内周面にＰＵフォーム５を有するため、タイヤへの装着時には、図３（Ａ）に示すようにリング状バンド部材６はＰＵフォーム５とトレッド部１との間に配置される。図２（Ｃ）に示す騒音低減装置２０ｃを備えたタイヤにおいて、ＰＵフォームが存在するところの要部拡大図も、図３（Ａ）に示すものと略同様である。
【００４７】
図２（Ｂ）に示す騒音低減装置２０ｂを備えたタイヤ１０ｂの要部拡大図を図３（Ｂ）に示す。図２（Ｂ）に示す騒音低減装置２０ｂはリング状バンド部材６の外周面にＰＵフォーム５を有するため、タイヤへの装着時には、図３（Ｂ）に示すようにリング状バンド部材６はＰＵフォーム５の上に配置される。図２（Ｄ）に示す騒音低減装置２０ｄを備えたタイヤにおいて、ＰＵフォームが存在するところの要部拡大図も、図３（Ｂ）に示すものと略同様である。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
市販のポリウレタンフォーム（倉敷紡績社製：「クララフォーム ２８１」）を用いた。当該軟質ポリウレタンフォームを裁断し、幅１５０ｍｍ×厚さ２０ｍｍ×長さ１４０ｍｍの寸法のボード状ポリウレタンフォームを１２個用意した。
【００４９】
次いで、図２（Ｃ）に示すタイプの騒音低減装置を製作した。詳しくは、１２個のボード状ポリウレタンフォームをポリプロピレン製の紐状バンド部材（幅２０ｍｍ×厚さ２ｍｍ×タイヤ内周長）の所定位置に略等間隔に配置し、接着剤（スーパーＸ；セメダイン社製）を用いて固定し、紐状バンド部材の両端を熱融着によって連結した。
【００５０】
（実施例２〜３および比較例１〜２）
ポリウレタンフォームとして以下に示す市販品を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、騒音低減装置を製作した。
実施例２「クララフォーム ２４１（倉敷紡績社製）」；
実施例３「クララフォーム ３８Ｍ８Ｓ（倉敷紡績社製）」；
実施例４「クララフォーム ３８Ｍ４Ｋ（倉敷紡績社製）」；
実施例５「クララフォーム ３１１ＳＳ（倉敷紡績社製）」；
比較例１「クララフォーム ３３０ＮＣ（倉敷紡績社製）」；
比較例２「クララフォーム ３８Ｈ２（倉敷紡績社製）」。
【００５１】
（評価）
・破損
実施例および比較例の騒音低減装置をそれぞれタイヤサイズ２１５／５５Ｒ１６のタイヤに装着した。詳しくは、騒音低減装置を外力によって変形しながらタイヤ内空洞部に挿入し、外力を除き、リング状バンド部材をタイヤ周方向に連続的に延在するように復元させて、ポリウレタンフォームをトレッド部内面に装着・保持させた）。騒音低減装置を装着したタイヤを、ドラム試験機にて空気圧１２０ｋＰａ、荷重８．１Ｎ、周囲温度３８±３℃、ドラム径φ１７０７ｍｍ、および速度８１ｋｍ／ｈの条件で８０時間走行させた。その後、タイヤから騒音低減装置を取り出し、目視により全てのボード状ポリウレタンフォームの欠け・裂けを観察し、以下の基準に従って評価した。
◎；欠け／裂けは全くなかった；
○；欠け／裂けがわずかに観察されたが、欠け片は最大長１０ｍｍ未満のものであり、裂けは深さ５ｍｍ未満のものであり、実用上問題なかった；
×；欠け／裂けが観察され、欠け片は全長１０ｍｍ以上３０ｍｍ未満のものであり、裂けは深さ５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満のものであり、実用上問題があった；
××；欠け／裂けが観察され、欠け片は全長３０ｍｍ以上のものであり、裂けは深さ１０ｍｍ以上のものであった。
【００５２】
破損についての詳しい発生部位を以下に示す。
実施例１では、コーナー部および端辺部において欠けや僅かな裂けが見られた。
実施例２では、コーナー部および端辺部において欠けや裂けは全く見られなかった。
実施例３では、コーナー部および端辺部において欠けや裂けは全く見られなかった。
実施例４では、コーナー部において１カ所だけ僅かな欠けが見られたが、その他の部位において欠けや裂けは全く見られなかった。
実施例５では、コーナー部において１カ所だけ欠けが見られたが、その他の部位において欠けや裂けは全く見られなかった。
比較例１ではコーナー部において深い裂けが見られ、端辺部において数カ所の大きな欠けが見られた。
比較例２ではコーナー部において大きな欠けが見られた。
【００５３】
【表１】
【００５４】
密度、引裂強さおよびセル数は前記した方法により測定した。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームは、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内面に装着される騒音低減材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームがタイヤ内面に装着されたタイヤの一例を表す要部拡大図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、本発明のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームを有する騒音低減装置の一例を示す概略見取り図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）に示す騒音低減装置を備えたタイヤの要部拡大図であり、（Ｂ）は図２（Ｂ）に示す騒音低減装置を備えたタイヤの要部拡大図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：トレッド部、２：ビード部、３：サイドウォール部、５：タイヤ用軟質ポリウレタンフォーム（ＰＵフォーム）、６：リング状バンド、７：連結部、１０：１０ａ：１０ｂ：タイヤ、２０ａ：２０ｂ：２０ｃ：２０ｄ：騒音低減装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤとホイールのリムとの間に装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォームであって、密度が７〜４０ｋｇ／ｍ３であり、単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上であることを特徴とするタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項２】
セル数が２５個／２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項３】
タイヤ内面にバンド部材を用いて装着されることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項４】
単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３５〜０．９０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームがリング状バンド部材に固定されてなる騒音低減装置。
【請求項６】
請求項５に記載の騒音低減装置を備えたタイヤ。
【請求項１】
タイヤとホイールのリムとの間に装着されるタイヤ用軟質ポリウレタンフォームであって、密度が７〜４０ｋｇ／ｍ３であり、単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３０以上であることを特徴とするタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項２】
セル数が２５個／２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項３】
タイヤ内面にバンド部材を用いて装着されることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項４】
単位密度（ｋｇ／ｍ３）あたりの引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）が０．３５〜０．９０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用軟質ポリウレタンフォームがリング状バンド部材に固定されてなる騒音低減装置。
【請求項６】
請求項５に記載の騒音低減装置を備えたタイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１３７２５３（Ｐ２００７−１３７２５３Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３３５６８（Ｐ２００５−３３３５６８）
【出願日】平成１７年１１月１８日（２００５．１１．１８）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１８日（２００５．１１．１８）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
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