CN101516645A - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供充气轮胎及其制造方法，所述充气轮胎在使用由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜作为防透气层时，能防止轮胎制造时发生膜剥离。本发明的充气轮胎在胎体层的轮胎内腔侧配置由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜，在该膜的轮胎内腔侧配置第1橡胶层使得其覆盖该膜，并将该第1橡胶层的宽度方向的端部配置在膜的宽度方向的端部的外侧。

Description

充气轮胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及充气轮胎及其制造方法，所述充气轮胎使用由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜作为防透气层，更详细地说，涉及能防止轮胎制造时发生膜剥离的充气轮胎及其制造方法。

背景技术

近年来，有人提出了使用由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜作为防透气层而配置在轮胎内面(例如，参考专利文献1和专利文献2)。

但是，在将这样的膜配置在轮胎内面而形成的未硫化轮胎进行成型的情况中，有时由于膜自身所具有的收缩力而造成在硫化之前膜自轮胎内面剥离。因此，期望在制造具有由膜形成的防透气层的充气轮胎时防止膜剥离。

专利文献1：日本国特开平8-217923号公报

专利文献2：日本国特开平11-199713号公报

发明内容

本发明的目的是提供充气轮胎及其制造方法，所述充气轮胎在使用由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜作为防透气层时，能防止轮胎制造时发生膜剥离。

用于实现上述目的的本发明的充气轮胎的特征在于，在胎体层的轮胎内腔侧配置由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜，在该膜的轮胎内腔侧配置第1橡胶层使得其覆盖所述膜，并将该第1橡胶层的宽度方向的端部配置在所述膜的宽度方向的端部的外侧。

另外，用于实现上述目的的本发明的充气轮胎的制造方法的其特征在于，在胎体层的轮胎内腔侧配置由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜，在该膜的轮胎内腔侧配置第1橡胶层使得其覆盖所述膜，并将该第1橡胶层的宽度方向的端部配置在所述膜的宽度方向的端部的外侧，从而成型未硫化轮胎，然后将该轮胎进行硫化。

根据本发明，因为在使用由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的膜作为防透气层时，通过在该膜的轮胎内腔侧配置第1橡胶层使得其覆盖膜，并将第1橡胶层的宽度方向的端部配置在膜的宽度方向的端部的外侧而成型未硫化轮胎，然后将该轮胎进行硫化，从而防止在未硫化轮胎的状态下自第1橡胶层向膜的胎体层侧流入空气，所以即使在膜自身的收缩力大于胎体层的收缩力的情况下，也可以防止轮胎制造时发生膜剥离。

本发明中，优选第1橡胶层自膜的宽度方向的端部突出的长度为3mm以上。由此，可以充分确保第1橡胶层的密封性，从而提高防止膜剥离的效果。

除了上述第1橡胶层之外，优选在膜的胎体层侧配置第2橡胶层，从而将该膜的至少一部分夹在第1橡胶层与第2橡胶层之间。由此，可以提高成型时膜的胎体层侧的粘附力。

附图说明

图1是显示由本发明的实施方式所形成的充气轮胎的子午线半剖面图。

图2是显示本发明中防透气层的一例的示意图。

图3是显示本发明中防透气层的其它例子的示意图。

图4的(a)～(e)是显示本发明中膜的各种叠层方式的概略图。

符号说明

1胎面部

2胎侧

3.胎圈部

4.胎体层

5.胎圈芯

6.带束层

7.防透气层

11膜

11e膜的宽度方向的端部

12橡胶层(第1橡胶层)

12e橡胶层的宽度方向的端部

13橡胶层(第2橡胶层)

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的结构进行详细说明。图1显示由本发明的实施方式所形成的充气轮胎，1为胎面部，2为胎侧部，3为胎圈部。在左右一对的胎圈部3、3之间架设胎体层4，该胎体层4的端部绕胎圈芯5自轮胎内侧折回到外侧。胎面部1的胎体层4的外周侧埋设了多层带束层6。配置这些带束层6，使得增强帘线相对于轮胎圆周方向倾斜，且增强帘线在层间互相交叉。

对上述充气轮胎，在胎体层4的轮胎内腔侧配置防透气层7。如图2的示意图所示，防透气层7是由由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物所形成的膜11、和叠层在膜11的轮胎内腔侧使得其覆盖该膜11的橡胶层12(第1橡胶层)构成的。或者，如图3的示意图所示，防透气层7也可以是由由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物所形成的膜11、叠层在膜11的轮胎内腔侧使得其覆盖该膜11的橡胶层12(第1橡胶层)、以及叠层在膜11的胎体层侧使得其覆盖该膜11的橡胶层13(第2橡胶层)构成的。任一情况下，橡胶层12的宽度方向的端部12e均配置在膜11的宽度方向的端部11e的外侧。即，橡胶层12覆盖膜11的宽度方向的端部11e。

可以通过在成型转鼓的周围配置膜11与橡胶层12的叠层体，或膜11、橡胶层12与橡胶层13的叠层体，在叠层体上贴合胎体层、胎圈芯、胎圈填胶、胎侧橡胶等轮胎构成部件而成型出1次生胎，使1次生胎膨径成环型并贴合带束层、胎面橡胶而成型出2次生胎(未硫化轮胎)，然后将该2次生胎进行硫化，从而得到如上述那样结构的充气轮胎。

这样，因为在使用由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的膜11作为防透气层时，通过在膜11的轮胎内腔侧配置橡胶层12使得其覆盖膜11，并将该橡胶层12的宽度方向的端部12e配置在膜11的宽度方向的端部11e的外侧而成型未硫化轮胎，然后将该轮胎进行硫化，从而防止在未硫化轮胎的状态下自橡胶层12向膜11的胎体层4侧流入空气，所以即使在膜11的收缩力大于胎体层4的收缩力的情况下，也可以防止轮胎制造时膜11发生剥离。即，因为如果在未硫化轮胎的状态下膜11的端部11e在外部露出，则可能在膜11与同它相邻的橡胶部件之间流入空气，所以由于膜11的收缩力而造成膜11容易剥离。与此相对，在将膜11的端部11e用橡胶层12进行密封的情况下，因为膜11的胎体层侧不会进入空气，所以膜11可维持密合状态。

图4(a)～(e)是显示膜的各种叠层方式的概略图。此外，图4(a)～(e)是概略性地显示将配置在成型转鼓周围的部件沿包含转鼓轴的平面进行切断后的剖面图。

图4(a)显示膜11与轮胎内腔侧的橡胶层12的叠层体。优选橡胶层12自膜11的宽度方向的端部11e突出的长度L为3mm以上。如果该突出长度L不足3mm则难以充分确保橡胶层12的密封性。对硫化后的轮胎，突出长度L是沿着橡胶层12的形状测定的。突出长度L的优选范围为3mm～50mm，更优选的范围为5mm～40mm。

图4(b)显示膜11与轮胎内腔侧的橡胶层12的叠层体。其中，包含将橡胶层12在转鼓轴方向分割而得的多个橡胶层21～23。作为配置在膜11的宽度方向的两端部的橡胶层22、23，可以使用例如，在橡胶中埋设有多根有机纤维帘线的所谓修整层。这样，作为轮胎内腔侧的橡胶层12，可以使用仅由橡胶构成的橡胶层，或在橡胶中埋设有帘线的橡胶层。

图4(c)显示膜11、轮胎内腔侧的橡胶层12与胎体层侧的橡胶层13的叠层体(夹层结构)。除了轮胎内腔侧的橡胶层12之外，可以通过在膜11的胎体层侧配置橡胶层13，使该膜11的至少一部分被橡胶层12与橡胶层13夹持，从而提高成型时膜11的胎体层侧的粘附力。

图4(d)显示膜11、轮胎内腔侧的橡胶层12与胎体层侧的橡胶层13的叠层体(夹层结构)。其中，橡胶层12、13分别是由在圆周方向卷绕的带状材料31构成的。这样，橡胶层12、13既可以由1片薄片构成，又可以由窄幅的带状材料构成。

图4(e)显示膜11、轮胎内腔侧的橡胶层12与胎体层侧的橡胶层13的叠层体(夹层结构)。其中，将轮胎内腔侧的橡胶层12与轮辋中垫胶层41和胎侧橡胶层42进行贴合。这时，轮辋中垫胶层41、胎侧橡胶层42发挥防止膜11的端部11e露出的作用。

在上述充气轮胎中，可以使接合层介于膜11与轮胎内腔侧的橡胶层12或胎体层侧的橡胶层13之间。对接合层的种类不特别限制，只要选自对膜与橡胶层两者接合性均优异的接合层即可。

轮胎内腔侧的橡胶层12的空气渗透系数(每单位厚度的透气度)优选大于膜11的空气渗透系数。这里所谓空气渗透系数是通过依据JIS K7126“塑料膜和片的透气度试验方法(A法)”的测定方法，使用空气作为气体而测定的。通过轮胎内腔侧的橡胶层12使用透气性相对较高的材料，可以将硫化时产生的反应气体释放到轮胎内腔侧，从而防止硫化后膜11发生剥离。轮胎内腔侧的橡胶层12优选使用将橡胶成分中的丁基橡胶配合量限制在60重量％以下的橡胶组合物。如果丁基橡胶配合量超过60重量％则空气渗透系数减小。

轮胎内腔侧的橡胶层12的厚度优选在成型时材料的状态为0.1mm～3.0mm。如果轮胎内腔侧的橡胶层12过薄则防止膜11剥离的效果不充分，相反如果过厚则造成重量增加。另一方面，对膜11的厚度不特别限制，可以选自0.002mm～0.7mm的范围。

以下，对本发明所使用的膜进行说明。该膜可以是由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物构成的。

作为本发明所使用的热塑性树脂，可以列举例如，聚酰胺系树脂[例如，尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙46(N46)、尼龙11(N11)、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、尼龙6T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚物、尼龙66/PPS共聚物]、聚酯系树脂[例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEI)、聚对苯二甲酸丁二醇酯/1，4-丁二醇共聚物、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酸/聚对苯二甲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)、甲基丙烯腈/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，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯/丙烯酸甲酯树脂(EMA)]、聚乙烯基系树脂[例如，乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚1，1-二氯乙烯(PDVC)、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯/1，1-二氯乙烯共聚物、1，1-二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物]、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1，1-二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、四氯乙烯/乙烯共聚物(ETFE)]，酰亚胺系树脂[例如芳香族聚酰亚胺(PI)]等。

作为本发明所使用的弹性体，可以列举例如，二烯系橡胶及其氢化物[例如，NR、IR、环氧化天然橡胶、SBR、BR(高顺式BR和低顺式BR)、NBR、氢化NBR、氢化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、含卤素橡胶[例如，Br-IIR、Cl-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(CHC、CHR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氯化聚乙烯(CM)、马来酸改性氯化聚乙烯(M-CM)]、硅橡胶[例如，甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶]、含硫橡胶[例如聚硫醚橡胶]、氟橡胶[例如，1，1-二氟乙烯系橡胶、含氟乙烯基醚系橡胶、四氟乙烯-丙烯系橡胶、含氟硅系橡胶、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、聚酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酰胺系弹性体]等。

对本发明所使用的热塑性弹性体组合物，热塑性树脂成分(A)与弹性体成分(B)的组成比可以根据膜的厚度、柔软性的平衡来适当确定，优选的范围为10/90～90/10，更优选为20/80～85/15(重量比)。

本发明所涉及的热塑性弹性体组合物中，作为除上述必需成分(A)和(B)之外的第三成分，可以混合增容剂等其它聚合物和配合剂。混合其它聚合物的目的是为了改良热塑性树脂成分与弹性体成分的相容性、为了改进材料的膜成型加工性、为了提高耐热性、为了降低成本等，作为其中所使用的材料，可列举例如，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、SBS、聚碳酸酯等。

可以通过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，使弹性体成分分散在形成连续相的热塑性树脂中，从而得到上述热塑性弹性体组合物。在将弹性体成分进行硫化时，可以在混炼下添加硫化剂，从而使弹性体动态硫化。另外，热塑性树脂或弹性体成分中的各种配合剂(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，可列举螺杆挤出机、捏合机、班伯里混炼机、双螺杆混炼挤出机等。尤其在将树脂成分与橡胶成分进行混炼和将橡胶成分进行动态硫化时优选使用双螺杆混炼挤出机。还可以使用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2500～7500/秒。整个混炼的时间为30秒～10分钟，另外在添加硫化剂的情况下，添加后的硫化时间优选为15秒～5分钟。上述方法所制作的热塑性弹性体组合物通过利用树脂用挤出机进行成型、或进行压延成型来进行膜化。膜化方法可以利用通常的将热塑性树脂或热塑性弹性体进行膜化的方法。

这样得到的热塑性弹性体组合物的薄膜采取弹性体在热塑性树脂的基体中作为不连续相分散的结构。通过采取该状态的分散结构，可以将杨氏模量设定为1～500MPa的范围，从而获得作为轮胎构成部件适度的刚性。

上述热塑性树脂或热塑性弹性体组合物可以成型成片或膜而以单体形式埋设在轮胎内部，也可以为了提高与相邻的橡胶的接合性而叠层接合层。作为构成该接合层的接合用聚合物的具体例，可以列举分子量100万以上、优选为300万以上的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸甲酯树脂(EMA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)等丙烯酸酯共聚物类和它们的马来酸酐加成物，聚丙烯(PP)及其马来酸改性物，乙烯/丙烯共聚物及其马来酸改性物，聚丁二烯系树脂及其马来酸酐改性物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)，氟系热塑性树脂，聚酯系热塑性树脂等。它们可以按照常规方法，例如利用树脂用挤出机进行挤出而成型成片状或膜状。对接合层的厚度不特别限制，但为了使轮胎轻量化而厚度较少为好，优选为5μm～150μm。

以上，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但应理解成在不脱离附加的权利要求所规定的本发明的精神和范围的限度内，可以对此进行各种变化、代替和置换。

实施例

对轮胎尺寸为205/70R15的充气轮胎，防透气层使用由在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜，从而制作仅使该防透气层的结构分别不同的比较例1～2和实施例1～4的轮胎。

比较例1的轮胎是将膜配置在胎体层的轮胎内腔侧，在该膜的轮胎内腔侧配置橡胶层，并将该橡胶层的宽度方向的端部配置在距膜的宽度方向的端部15mm的内侧而得的轮胎。比较例2的轮胎是将膜配置在胎体层的轮胎内腔侧、在该膜的轮胎内腔侧配置橡胶层、并使该橡胶层的宽度方向的端部与膜的宽度方向的端部一致而得的轮胎。

实施例1的轮胎是将膜配置在胎体层的轮胎内腔侧，在该膜的轮胎内腔侧配置橡胶层，并将该橡胶层的宽度方向的端部配置在距膜的宽度方向的端部3mm的外侧而得的轮胎。实施例2的轮胎是将膜配置在胎体层的轮胎内腔侧，在该膜的轮胎内腔侧配置橡胶层，并将该橡胶层的宽度方向的端部配置在距膜的宽度方向的端部10mm的外侧，同时使其它橡胶层介于膜与胎体层之间而得的轮胎。实施例3、4的轮胎除了轮胎内腔侧的橡胶层的突出长度L分别为45mm、55mm之外，与实施例2具有相同结构。在比较例1～2和实施例1～4中，轮胎内腔侧的橡胶层使用二烯系橡胶，其厚度为0.5mm。

将具有上述结构的比较例1～2和实施例1～4的轮胎进行成型，然后放置3小时，调查膜剥离的状况，将其结果示于表1。对评价结果，用“A”表示完全未剥离的情况，用“B”表示轮胎圆周上的一部分发生剥离的情况，用“C”表示轮胎圆周上的整个区域发生剥离的情况。

[表1]

	比较例1	比较例2	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
							有无膜	有	有	有	有	有	有
有无轮胎内腔侧橡胶层	有	有	有	有	有	有
							有无胎体层侧橡胶层	无	无	无	有	有	有
突出长度L(mm)	-15	0	3	10	45	55
							膜剥离的状况	C	B	A	A	A	A

正如由该表1所明确的那样，实施例1～4的轮胎未见膜剥离，但比较例1～2的轮胎产生膜剥离。此外，如实施例3、4那样，轮胎内腔侧的橡胶层的突出长度L越大则轮胎重量越增加。

Claims (8)

1.一种充气轮胎，其特征在于，在胎体层的轮胎内腔侧配置由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜，在该膜的轮胎内腔侧配置第1橡胶层使得其覆盖该膜，并将该第1橡胶层的宽度方向的端部配置在所述膜的宽度方向的端部的外侧。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，第1橡胶层自所述膜的宽度方向的端部突出的长度为3mm以上。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，在所述膜的胎体层侧配置第2橡胶层，使得该膜的至少一部分被第1橡胶层与第2橡胶层夹持。

4.根据权利要求2所述的充气轮胎，在所述膜的胎体层侧配置第2橡胶层，使得该膜的至少一部分被第1橡胶层与第2橡胶层夹持。

5.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于，在胎体层的轮胎内腔侧配置由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物形成的膜，在该膜的轮胎内腔侧配置第1橡胶层使得其覆盖该膜，并将该第1橡胶层的宽度方向的端部配置在所述膜的宽度方向的端部的外侧，从而成型未硫化轮胎，然后将该轮胎进行硫化。

6.根据权利要求5所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，第1橡胶层自所述膜的宽度方向的端部突出的长度为3mm以上。

7.根据权利要求5所述的充气轮胎的制造方法，对所述未硫化轮胎，在所述膜的胎体层侧配置第2橡胶层，使得该膜的至少一部分被第1橡胶层与第2橡胶层夹持。

8.根据权利要求6所述的充气轮胎的制造方法，对所述未硫化轮胎，在所述膜的胎体层侧配置第2橡胶层，使得该膜的至少一部分被第1橡胶层与第2橡胶层夹持。

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