CN114312156A - 一种复合支撑胶及自体支撑轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合支撑胶及自体支撑轮胎，属于防爆轮胎领域。该复合支撑胶设于内衬层与胎体层之间，包括过渡支撑胶与主体支撑胶；过渡支撑胶位于内衬层与主体支撑胶之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与内衬层的压缩拉伸弹性模量相近，形状为长方形；主体支撑胶位于过渡支撑胶与胎体层之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与胎体层的压缩拉伸弹性模量相近。本发明应用于自体支撑轮胎方面，解决现有自体支撑轮胎因单种胶作为支撑胶无法满足轮胎各个部位的性能要求，导致轮胎出现老化行驶、低气压行驶、零气压行驶下的脱层现象，及轮胎舒适性差和轮胎爆胎的技术问题，具有舒适性高，耐久性好，可以降低轮胎重量，降低轮胎的滚动阻力的特点。

Description

一种复合支撑胶及自体支撑轮胎

技术领域

本发明属于防爆轮胎领域，尤其涉及一种复合支撑胶及自体支撑轮胎。

背景技术

随着科学技术的飞速发展和人们对汽车性能要求的提高，普通性能的轮胎已不能满足人们追求安全、舒适、静音等性能的要求。现有的自体支撑轮胎在其胎侧部位增加一种强而硬的支撑橡胶，来保证其零气压耐久性能，然而，其同时也牺牲了轮胎的静音舒适性能。具体的，现有自体支撑轮胎虽然可以实现零气压耐久性能，但是在正常胎压下行驶静音舒适性能差，使驾乘者驾乘体验感差，同时，因其支撑胶厚度设计不均匀，在零气压下行驶导致应力集中，生热过快。

一般的自体支撑轮胎的胎侧内支撑胶使用单胶种设计，单胶种设计的优点在于压出预口型简易，工艺相对简单，但由于轮胎内衬层、胎体部位的材料种类和尺寸各不相同，支撑胶、内衬层和胎体胶的弹性模量各不相同甚至相差较大，导致在受到相同大小的力时各部件的变形不同，轮胎行驶过程中容易产生剪切应力集中而导致局部生热过高，因此，单胶种设计因无法满足轮胎各个部位的性能要求，从而导致轮胎在后期使用过程中出现老化行驶、低气压行驶、零气压行驶下的脱层现象，且实际过程中还会导致轮胎舒适性差和轮胎爆胎等问题的出现。

发明内容

本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

本发明提出一种复合支撑胶及自体支撑轮胎，解决了现有自体支撑轮胎因单种胶作为支撑胶无法满足轮胎各个部位的性能要求，从而导致轮胎出现老化行驶、低气压行驶、零气压行驶下的脱层现象，及轮胎舒适性差和轮胎爆胎的技术问题，在保证缺气行驶支撑性的前提下，支撑胶厚度小，具有舒适性高，耐久性好，可以降低轮胎重量，降低轮胎的滚动阻力的特点。

本发明一方面公开了一种复合支撑胶，设于内衬层与胎体层之间，包括过渡支撑胶与主体支撑胶；

所述过渡支撑胶位于所述内衬层与所述主体支撑胶之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与所述内衬层的压缩拉伸弹性模量相近，形状为长方形；

所述主体支撑胶位于所述过渡支撑胶与所述胎体层之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与所述胎体层的压缩拉伸弹性模量相近。

在其中一些实施例中，所述过渡支撑胶的压缩拉伸弹性模量为2.2-3.5，所述主体支撑胶的压缩拉伸弹性模量为2.5-5.8。

在其中一些实施例中，所述主体支撑胶的形状为梯形。

在其中一些实施例中，所述过渡支撑胶的厚度h为所述复合支撑胶厚度H的0.22-0.45。

在其中一些实施例中，所述过渡支撑胶的胶料硬度为60-70。

在其中一些实施例中，所述过渡支撑胶的厚度为3-5mm；所述主体支撑胶的硬度为55-65，所述主体支撑胶的厚度为3-5mm。

在其中一些实施例中，所述主体支撑胶的形状为月牙形。

在其中一些实施例中，所述过渡支撑胶的胶料硬度为50-60，所述过渡支撑胶的厚度为0.8-1.5mm；所述主体支撑胶的硬度为55-65，所述主体支撑胶的厚度为12-18mm。

在其中一些实施例中，所述过渡支撑胶的胶料硬度为55-65，所述过渡支撑胶的厚度为1.5-3.0mm；所述主体支撑胶的硬度为60-70，所述主体支撑胶的厚度为8-12mm。

本发明另一方面还提供一种自体支撑轮胎，内衬层与胎体层之间设有上述任一技术方案所述的复合支撑胶。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种复合支撑胶和自体支撑轮胎，可以解决轮胎脱层与支撑性不足及内部开裂的问题，在保证缺气行驶支撑性的前提下，支撑胶厚度小，具有舒适性高，耐久性好，可以降低轮胎重量，降低轮胎的滚动阻力的特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的复合支撑胶的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的另一复合支撑胶的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的自体支撑轮胎的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的自体支撑轮胎的胎侧中心位置测温曲线；

附图说明：1、胎体层；2、主体支撑胶；3、过渡支撑胶；31、过渡支撑胶左端点；32、过渡支撑胶中间点；33、过渡支撑胶右端点；4、内衬层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本发明实施例提供了一种复合支撑胶，图1-2为根据本发明实施例的复合支撑胶的结构示意图。该复合支撑胶设于内衬层4与胎体层1之间，包括过渡支撑胶3与主体支撑胶2；过渡支撑胶3位于内衬层4与主体支撑胶2之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与内衬层4的压缩拉伸弹性模量相近，可选的，过渡支撑胶3的压缩拉伸弹性模量为2.2-3.5，形状为长方形，主要提供内衬层4与支撑胶主体之间的柔性过度，减小内衬层4与主体支撑之间的剪切应力集中问题；主体支撑胶2位于过渡支撑胶3与胎体层1之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与胎体层1的压缩拉伸弹性模量相近，可选的，主体支撑胶2的压缩拉伸弹性模量为2.5-5.8，主要是提供零气压状态下的支撑性能。过渡支撑胶3的设置承担了大部分柔性过度的功能性，使得在应力加载过程中，各部位受力更加均匀，变形量相接近，减小了行驶过程中轮胎各部件之间的剪切应力，防止各部位变形量不同而导致某一部件应力集中过高，导致材料断裂和各部件的脱层分开问题，大大提升轮胎的低气压耐久性能，使得支撑胶主体的硬度可以提升但厚度可以降低，在保证缺气行驶支撑性的前提下，降低支撑胶厚度，相比于单胶种支撑胶，可以降低轮胎重量，降低轮胎的滚动阻力。

如图1所示，主体支撑胶2的形状为梯形。通过限定主体支撑胶2的形状为梯形使得复合支撑胶的整体形状呈等厚梯形结构，该结构有利于保证轮胎支撑性能的情况下，提高轮胎的舒适性及降低噪音，进一步的，通过两个胶种的使用，克服了材料断裂和各部件的脱层分开问题，降低轮胎重量，降低轮胎的滚动阻力。可选的，过渡支撑胶3的厚度h为复合支撑胶厚度H的0.22-0.45；过渡支撑胶3的胶料硬度为60-70；过渡支撑胶3的厚度为3-5mm；主体支撑胶2的硬度为55-65，主体支撑胶2的厚度为3-5mm。需要说明的是，通过进一步限定过渡支撑胶3的胶料硬度，同时结合主体支撑胶2的形状为梯形，在该状态下，支撑胶厚度减薄，且轮胎的支撑耐久性能好，舒适性高，降低轮胎重量，降低轮胎的滚动阻力。该实施例具体限定了过渡支撑胶3的胶料硬度及厚度，以及主体支撑胶2的的胶料硬度及厚度，可以理解的是，过渡支撑胶3的胶料硬度还可以是61、62、63、64、65、66、67、68、69及其范围内的任意点值，厚度还可以是3.5mm、4mm、4.5mm及其范围内的任意点值；主体支撑胶2的胶料硬度还可以是56、57、58、59、60、61、62、63、64及其范围内的任意点值，厚度还可以是3.5mm、4mm、4.5mm及其范围内的任意点值。

如图2所示，主体支撑胶2的形状为月牙形。可选的，过渡支撑胶3的胶料硬度为50-60，过渡支撑胶3的厚度为0.8-1.5mm，关于该厚度，过渡支撑胶左端点31处的厚度h1为复合支撑胶左端点处的厚度H1的0.088，过渡支撑胶中间点32处的厚度h2为复合支撑胶中间点处(即复合支撑胶最厚处)的厚度H2的0.072，过渡支撑胶右端点33处的厚度h3为复合支撑胶右端点处的厚度H3的0.079；主体支撑胶2的硬度为55-65，主体支撑胶2的厚度为12-18mm。可选的，当过渡支撑胶3的胶料硬度为55-65，过渡支撑胶3的厚度为1.5-3.0mm，关于该厚度，过渡支撑胶左端点31处的厚度h1为复合支撑胶左端点处的厚度H1的0.19，过渡支撑胶中间点32处的厚度h2为复合支撑胶中间点处的厚度H2的0.21，过渡支撑胶右端点33处的厚度h3为复合支撑胶右端点处的厚度H3的0.079；主体支撑胶2的硬度为60-70，主体支撑胶2的厚度为8-12mm。该技术方案提供了当过渡支撑胶3的胶料硬度不同时，如何限定过渡支撑胶3的厚度及主体支撑胶2的硬度和厚度，以尽量保证在保持支撑性能的前提下，保证轮胎的舒适性。

本发明另一方面还提供一种自体支撑轮胎，如图3所示，内衬层4与胎体层1之间设有上述任一技术方案的复合支撑胶。需要说明的是，过渡层硬度为65±5，胎体胶硬度为59±5，各部件胶料硬度差超过6就会产生强大的剪切应力，为了规避这种剪切力，我们采用硬度过渡设计，设计过渡支撑胶3进行硬度过渡。因支撑胶部件的特殊性，过渡支撑胶3硬度与主体支撑胶2硬度差集≥4时，就会出现剪切应力过大状况。因此，进一步限定，轮胎的内衬层4、过渡支撑胶3、主体支撑胶2及胎体的胶料硬度差值不大于6。

实施例

各实施例的复合支撑胶的硬度、厚度、压缩拉伸弹性模量及形状见表1。

表1支撑胶参数

性能测试

对上述实施例所列举的复合支撑胶进行零气压下部件内部升温测试，结果如图4所示。

对上述实施例所列举的复合支撑胶进行耐久性及舒适性测试，结果如表2所示。

表2性能测试结果

以上结果可见，通过过渡支撑胶3的使用，在轮胎缺气耐久性能和单胶种厚支撑胶的性能相近，但支撑胶的厚度降低，体现在车辆中为舒适性大大提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种复合支撑胶，设于内衬层与胎体层之间，其特征在于，包括过渡支撑胶与主体支撑胶；

所述过渡支撑胶位于所述内衬层与所述主体支撑胶之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与所述内衬层的压缩拉伸弹性模量相近，形状为长方形；

所述主体支撑胶位于所述过渡支撑胶与所述胎体层之间，胶料的压缩拉伸弹性模量与所述胎体层的压缩拉伸弹性模量相近。

2.根据权利要求1所述的复合支撑胶，其特征在于，所述过渡支撑胶的压缩拉伸弹性模量为2.2-3.5，所述主体支撑胶的压缩拉伸弹性模量为2.5-5.8。

3.根据权利要求1所述的复合支撑胶，其特征在于，所述主体支撑胶的形状为梯形。

4.根据权利要求3所述的复合支撑胶，其特征在于，所述过渡支撑胶的厚度h为所述复合支撑胶厚度H的0.22-0.45。

5.根据权利要求3所述的复合支撑胶，其特征在于，所述过渡支撑胶的胶料硬度为60-70。

6.根据权利要求5所述的复合支撑胶，其特征在于，所述过渡支撑胶的厚度为3-5mm；所述主体支撑胶的硬度为55-65，所述主体支撑胶的厚度为3-5mm。

7.根据权利要求1所述的复合支撑胶，其特征在于，所述主体支撑胶的形状为月牙形。

8.根据权利要求7所述的复合支撑胶，其特征在于，所述过渡支撑胶的胶料硬度为50-60，所述过渡支撑胶的厚度为0.8-1.5mm；所述主体支撑胶的硬度为55-65，所述主体支撑胶的厚度为12-18mm。

9.根据权利要求7所述的复合支撑胶，其特征在于，所述过渡支撑胶的胶料硬度为55-65，所述过渡支撑胶的厚度为1.5-3.0mm；所述主体支撑胶的硬度为60-70，所述主体支撑胶的厚度为8-12mm。

10.一种自体支撑轮胎，其特征在于，内衬层与胎体层之间设有权利要求1-9任一项所述的复合支撑胶。

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