CN101137496A - 充气轮胎的制造方法以及充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种充气轮胎的制造方法，其对在以热塑性树脂为主要成分的薄膜层上设有未硫化的橡胶层的生胎进行硫化。在将未硫化的橡胶层成形在薄膜层上时，将至少一根未硫化橡胶带材顺次贴合在薄膜层上来使未硫化橡胶层成形。

Description

充气轮胎的制造方法以及充气轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎的制造方法以及充气轮胎，更详细地说，涉及能够降低在使用以热塑性树脂为主要成分的薄膜层时的故障发生率的充气轮胎的制造方法以及用该制造方法制造出的充气轮胎。
背景技术
已提出了一种充气轮胎，其中：为了使轮胎轻型化，取代以往的橡胶，由以热塑性树脂为主要成分的薄膜层构成作为空气透过防止层而面向轮胎空腔部配置的气密层(例如，参照专利文献1)。
在由以热塑性树脂为主要成分的薄膜层构成的上述气密层中，当残留在其与相邻的橡胶层之间的空气没有分散到周围而作为气泡残留时，较之使用了橡胶的气密层，更容易产生所谓的气泡故障(因气泡导致的膨胀)，即由于在轮胎硫化后膨胀的气泡中的空气而局部鼓出到轮胎空腔部内，从而存在故障发生率高的问题。
专利文献：日本特开平10-35232号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能降低在使用以热塑性树脂为主要成分的薄膜层时的故障发生率的充气轮胎的制造方法以及充气轮胎。
为了达成上述目的，本发明的充气轮胎的制造方法，是对在以热塑性树脂为主要成分的薄膜层上设置有未硫化的橡胶层的生胎进行硫化的充气轮胎的制造方法，其特征在于：将至少一根未硫化橡胶带材顺次贴合在上述薄膜层上来使上述未硫化的橡胶层成形。
本发明的充气轮胎，其特征在于：是用上述制造方法制造出的。
根据上述本发明，为了使未硫化的橡胶层成形而使用未硫化橡胶带材，并将其贴合在以热塑性树脂为主要成分的薄膜层上，所以能够以均匀的张力容易地将未硫化橡胶带材贴附在薄膜层上。因此，能够避免产生折皱。另一方面，由于残留的空气被收纳在狭窄的未硫化橡胶带材的宽度内，所以能够防止产生较大的气泡。并且，在将未硫化橡胶带材按压并压接在薄膜层上时，能够容易地将残留在薄膜层和未硫化橡胶带材之间的空气沿未硫化橡胶带材的宽度方向压出。因此，能够抑制因气泡中的空气膨胀而导致薄膜层胀出，降低因该胀出而导致的故障的发生率。
附图说明
图1是表示用本发明的充气轮胎的制造方法制造出的充气轮胎的一个示例的局部剖视图。
图2是表示在本发明的充气轮胎的制造方法中、将由以热塑性树脂为主要成分的薄膜层构成的气密层安装在成形滚筒上的状态的说明图。
图3是表示在本发明的充气轮胎的制造方法中、在气密层上使由未硫化橡胶带材构成的粘接用橡胶层成形的状态的说明图。
图4是表示一边将未硫化橡胶带材卷绕在气密层上一边进行按压的工序的说明图。
图5是表示在本发明的充气轮胎的制造方法中、在成形滚筒上使第一成形体成形的状态的说明图。
图6是表示在本发明的充气轮胎的制造方法中、使第一成形体膨胀从而压接在第二成形体上、使生胎成形的工序的说明图。
图7是表示将未硫化橡胶带材以使其宽度方向两端部重合的方式贴合在气密层上的示例的立体说明图。
图8是表示使剖面为梯形的未硫化橡胶带材的宽度方向两端部重合的状态的剖视图。
图9是表示在气密层上使未硫化的帘布层成形时所使用的未硫化橡胶带材的一个示例的放大剖视图。
图10是表示在气密层上使未硫化的帘布层成形时所使用的未硫化橡胶带材的另一个示例的放大剖视图。
图11是表示使宽度方向两端面对接从而进行贴合的未硫化橡胶带材的一个示例的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
图1示出了由本发明的充气轮胎制造方法制造出的充气轮胎的一个示例，1是胎面部，2是胎侧部，3是胎圈部。
在左右胎圈部3之间，延伸设置有将沿轮胎径方向延伸的加强帘线在轮胎圆周方向上以规定间隔配置并埋设在橡胶层中的环状的帘布层4，该帘布层的两端部绕埋设于胎圈部3的环状的胎圈芯5，以将沿口填胶6夹在其中的方式从轮胎内侧向外侧折回。在帘布层4的内侧，隔着用于确保其与帘布层4的良好粘接的环状粘接用橡胶层7配置有环状的气密层8。
面向轮胎空腔部V而配置的气密层8，以热塑性树脂为主要成分，由在该热塑性树脂中混合了合成橡胶而得到的热塑性合成橡胶组合物制成的薄膜层构成，并取代以往的橡胶层而使用以热塑性树脂为主要成分的薄膜层，由此谋求轮胎的轻型化。作为热塑性合成橡胶组合物，可以使用在构成气密层8的薄膜层中所使用的以往公知的组合物(例如，参照日本特开平10-35232号公报)，例如，作为主要成分的热塑性树脂可举出聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等，作为合成橡胶可举出二烯类橡胶、烯烃类橡胶等。
在胎面部1的帘布层4的外周侧，设置有多个轮胎带束层9。在轮胎带束层9的外周侧配设有胎面橡胶层10。在胎侧部2的帘布层4的外侧配置有胎侧橡胶层11。在胎圈部3的帘布层4的折回部外侧设置有缓冲橡胶层12。
下面，参照图2～图6，说明用本发明的制造方法制造图1的充气轮胎的方法。
首先，如图2所示，在成形滚筒21上安装以热塑性树脂为主要成分的筒状薄膜层8’。接下来，如图3所示，在薄膜层8’上使未硫化的粘接用橡胶层7’成形。这时，将一根未硫化橡胶带材M，一边以宽度方向两端面M1相接触的方式沿成形滚筒21的圆周方向(轮胎圆周方向)呈螺旋状地卷绕在薄膜层8’上，一边顺次贴合在薄膜层8’上，从而使未硫化的粘接用橡胶层7’成形。另外，在图3中，为了使图容易观察，以将未硫化橡胶带材M的宽度方向两端面M1之间打开的状态进行显示。
另外，如图4所示，一边以从其长度方向一端侧开始顺次贴附在薄膜层8’上的方式对未硫化橡胶带材M进行卷绕，一边从该贴附完的未硫化橡胶带材M的长度方向一端侧开始通过旋转自如的压辊(按压装置)22将未硫化橡胶带材M顺次按压在薄膜层8’上，这样在将未硫化橡胶带材M压接在薄膜层8’上的同时，将未硫化带材M和薄膜层8’之间的空气压出到外部。
在使未硫化的粘接用橡胶层7’成形之后，和以往相同地，安装：未硫化的帘布层4’、安装了未硫化的沿口填胶6’的胎圈芯5、未硫化的缓冲橡胶层12’、未硫化的胎侧橡胶层11’，从而使筒状的第一成形体23成形(参照图5)。
将第一成形体23从成形滚筒21上取下，如图6所示安装在修整滚筒24上并施加内压，由此将第一成形体23膨胀成圆环状，从而将其压接在配置于第一成形体23的外周侧的、在未硫化的轮胎带束层9’的外周侧贴合有未硫化的胎面橡胶层10’而成的环状的第二成形体25的内周侧，使生胎成形。在模具内对该生胎进行加压加热并进行硫化，得到图1的充气轮胎。
以往，未硫化的粘接用橡胶层7’，是作业者将一片未硫化橡胶片呈筒状地卷绕在薄膜层8’上而成形得到的。在未硫化的粘接用橡胶层7’的成形之后，用压辊顺次将未硫化的粘接用橡胶层7’按压在薄膜层8’上，这样在将未硫化的粘接用橡胶层7’按压在薄膜层8’上的同时，压出并排除残留在未硫化的粘接用橡胶层7’和薄膜层8’之间的空气。
但是，由于未硫化橡胶片具有宽度(左右的片端之间的距离)，所以当左右的卷绕张力不同时会产生折皱。因此，经常会出现不能有效地将残留在未硫化的粘接用橡胶层7’和薄膜层8’之间的空气排出到片材末端的情况，空气以较大的气泡残留在未硫化的粘接用橡胶层7’和薄膜层8’之间。该残留的空气在生胎的硫化后会膨胀，这就是使薄膜层局部鼓出的原因。
在上述的本发明中，为了使未硫化的粘接用橡胶层7，成形使用未硫化橡胶带材M，并将其顺次贴合在薄膜层8’上，所以在用压辊22将未硫化橡胶带材M顺次按压并压接在薄膜层8’上时，能够容易地将残留在薄膜层8’和未硫化的粘接用橡胶层7’之间的空气沿未硫化橡胶带材M的宽度方向压出。另外，未硫化橡胶带材M的宽度远远窄于以往所使用的未硫化橡胶片，所以卷绕张力不会左右不相同，所以能够避免产生折皱。并且，残留的空气Ai(参照图7)被收纳在未硫化橡胶带材M的宽度内，所以能够防止产生较大的气泡。因此，能够抑制因残留的空气的膨胀而引起薄膜层(气密层)8向轮胎空腔部V内局部鼓出的情况，降低鼓出故障的发生率。
在本发明中，作为未硫化橡胶带材M的宽度W，优选设为5mm～50mm的范围。当未硫化橡胶带材M的宽度W小于5mm时，因过细而在卷绕时容易产生破碎成很多段等问题，并且在卷绕未硫化橡胶带材M来使未硫化的粘接用橡胶层7’成形时的时间也会增加，所以损害了成形性。当未硫化橡胶带材M的宽度W超过50mm时，难以有效排除残留的空气。更优选为7mm～20mm，进一步优选为7mm～15mm。
将未硫化橡胶带材M以使其宽度方向两端面Ml对接地接触的方式贴合在薄膜层8’上，这从轮胎重量的方面考虑优选。由于在硫化过程中被加热的橡胶会流动，所以在对接的宽度方向两端面Ml之间，也可以存在很少的间隙。
另外，也可以取代宽度方向两端面Ml的对接，而如图7、8所示，将未硫化橡胶带材M以其宽度方向两端部Ma、Mb重合的方式进行贴合。在重合的部分上会产生高度差，但是由于硫化过程中的橡胶流动，高度差几乎消失，所以不会构成问题。
在这样使未硫化橡胶带材M的宽度方向两端部Ma、Mb重合的情况下，优选将未硫化橡胶带材M的宽度方向两端部Ma、Mb的重合量S与未硫化橡胶带材M的宽度W之比S/W设为0.5以下。当比S/W超过0.5、即重合量较多时，会导致轮胎重量的不必要的增加，并且在卷绕未硫化橡胶带材M来使未硫化的粘接用橡胶层7’成形时的时间也会增加，所以不优选。更优选将S/W设为0.2以下。
另外，在使未硫化橡胶带材M的宽度方向两端部Ma、Mb重合的情况下，如图8所示，未硫化橡胶带材M具有与薄膜层8’接触的一个宽度方向端部Ma、和接触在一个宽度方向端部Ma上的另一个宽度方向端部Mb。这时，优选将未硫化橡胶带材M的一个宽度方向端部Ma的边缘E的厚度t设为0.1mm～1.1mm的范围。当一个宽度方向端部Ma的厚度t小于0.1mm时，对未硫化橡胶带材M进行挤压成形时的未硫化橡胶带材M的形状就会不稳定，所以难以得到所希望的宽度尺寸的未硫化橡胶带材M。当一个宽度方向端部Ma的厚度t超过1.1mm时，重合部分的高度差变大，会导致空气存留在此处。
当在薄膜层8’上使未硫化的粘接用橡胶层7’成形时，从提高成形效率的方面来看，优选如上述那样将一根未硫化橡胶带材M呈螺旋状地卷绕，但是也可以使用多根未硫化橡胶带材来使未硫化的粘接用橡胶层7’成形。另外，也可以使用多根未硫化橡胶带材，使它们沿成形滚筒21的宽度方向或者使之倾斜，一边顺次在成形滚筒圆周方向上错开一边进行贴附。
作为未硫化橡胶带材M的剖面形状，只要能够没有障碍地使未硫化粘接用橡胶层7’成形，可以是任何形状，例如可优选列举平行四边形、长方形、梯形。
另外，在上述实施方式中，将整个未硫化的粘接用橡胶层7’用未硫化橡胶带材M进行成形，但是在未硫化的粘接用橡胶层7’和薄膜层8’之间产生的气泡，特别容易产生在气囊膨胀时最后接触的区域，即，从法线NL与帘布层4的交点P开始算起沿着帘布层4向胎圈部3侧20mm之内的区域K(参照图1)，其中，所述气囊在硫化时从轮胎内侧进行按压，所述法线是从宽度最宽的轮胎带束层9A的边缘9Ae向帘布层4引出的法线。因此，也可以仅将未硫化的粘接用橡胶层7’的至少与该区域K相当的部分用未硫化橡胶带材M进行成形。
用本发明的制造方法制造出的充气轮胎，并不限定于上述图1所示的轮胎，例如也可以没有粘接用橡胶层7，而在帘布层4的内侧直接配置气密层8。在这种情况下，使用多根如图9所示的、在未硫化橡胶层r中埋设有加强帘线f的未硫化橡胶带材N，将它们以沿成形滚筒21的宽度方向(轮胎宽度方向)延伸的状态，以顺次局部重合在薄膜层8’上的方式，在成形滚筒21的圆周方向上(轮胎圆周方向)错开地贴附一圈，使埋设有加强帘线f的未硫化的帘布层成形。
图9所示的未硫化橡胶带材N，设为梯形状，从而将未硫化橡胶带材N的与薄膜层8’接触的一个宽度方向端部Na的边缘Ne处的厚度t设为0.1mm～1.1mm的范围。根据需要，也可以如图10所示，使用使加强帘线f偏向未硫化橡胶层r中的一侧(在图中为上侧)的未硫化橡胶带材N。
另外，在不使未硫化橡胶带材N的宽度方向两端部Na、Nb重合，而使宽度方向两端面N1接触地进行贴合的情况下，也可以使用如图11所示的剖面为长方形、剖面为平行四边形的带材。
本发明，优选用于充气轮胎的制造，特别是将以热塑性树脂为主要成分的薄膜层应用于气密层8的充气轮胎，但是在制造将以热塑性树脂为主要成分的薄膜层作为加强部件等配置在轮胎内、并在其外侧设置仅由橡胶构成的橡胶层或埋设有加强帘线的橡胶层的充气轮胎时，也能良好地使用。
实施例
将轮胎尺寸均设为195/65R15，通过本发明方法1～4和以往方法制造出具有如图1所示的构造的各100个试验轮胎，所述本发明方法1～4使用宽度W、比S/W以及厚度t如表1所示的未硫化橡胶带材M，在由薄膜层构成的气密层上使未硫化的粘接用橡胶层成形，所述以往方法使用1片未硫化橡胶片(宽度60mm、厚度1.0mm)，在由薄膜层构成的气密层上使未硫化的粘接用橡胶层成形。
另外，同样将轮胎尺寸设为195/65R15，通过本发明方法5制造出没有粘接用橡胶层的具有图1的构造的100个试验轮胎，所述本发明方法5使用宽度W、比S/W以及厚度t如表1所示的、具有加强帘线(聚酯帘线)的多个未硫化橡胶带材，在由薄膜层构成的气密层上直接使未硫化的帘布层成形。
在各100个试验轮胎中，对由薄膜层构成的气密层的膨胀故障的发生率进行调查，得到表1所示的结果。
表1
宽度W(mm) S/W 厚度t(mm) 故障发生率(％)
以往方法 - - - 6
本发明方法1 50 0.1 1.0 1
本发明方法2 10 0.5 1.0 1
本发明方法3 10 0 1.0 1
本发明方法4 15 0.2 0.5 0
本发明方法5 10 0.2 0.3 2
从表1中可知，用本发明的方法制造出的充气轮胎，薄膜层的膨胀故障的发生率低，能够降低故障发生率。
具有上述的优良效果的本发明的充气轮胎的制造方法，能够极其有效地用于制造在以热塑性树脂为主要成分的薄膜层上设有橡胶层的安装在车辆上的充气轮胎。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种充气轮胎的制造方法，它是对在以热塑性树脂为主要成分的薄膜层上设有未硫化的橡胶层的生胎进行硫化的充气轮胎的制造方法，其特征在于：一边将宽度为5mm～50mm的至少一根未硫化橡胶带材从该至少一根未硫化橡胶带材的长度方向一端侧顺次贴附在薄膜层上，一边从该贴附的至少一根未硫化橡胶带材的长度方向一端侧将该至少一根未硫化橡胶带材用按压装置顺次按压在薄膜层上，这样将上述至少一根未硫化橡胶带材顺次贴合在上述薄膜层上来使上述未硫化的橡胶层成形。
2.(删除)
3.如权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：以其宽度方向两端面接触的方式对上述至少一根未硫化橡胶带材进行贴合。
4.如权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：以其宽度方向两端部重合的方式对上述至少一根未硫化橡胶带材进行贴合。
5.如权利要求4所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述至少一根未硫化橡胶带材的宽度方向两端部的重合量S与该至少一根未硫化橡胶带材的宽度W之比S/W为0.5以下。
6.如权利要求4或5所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述至少一根未硫化橡胶带材的重合的宽度方向两端部，由与上述薄膜层接触的一个宽度方向端部、和接触在该一个宽度方向端部上的另一个宽度方向端部构成，上述一个宽度方向端部的边的厚度为0.1mm～1.1mm。
7.如权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述薄膜层由在热塑性树脂中混合了合成橡胶的热塑性合成橡胶组合物构成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：所述未硫化的橡胶层由埋设有加强帘线的未硫化橡胶层构成，上述至少一根未硫化橡胶带材由埋设有加强帘线的未硫化橡胶带材构成。
9.如权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述薄膜层是面向轮胎的空腔部而配置的气密层。
10.如权利要求9所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述未硫化的橡胶层是配置在上述气密层和配置于该气密层的外侧的未硫化的帘布层之间的未硫化的粘接用橡胶层，将上述至少一根未硫化橡胶带材沿轮胎圆周方向呈螺旋状地贴附在薄膜层上。
11.如权利要求9所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述未硫化的橡胶层是埋设有加强帘线的未硫化的帘布层，上述至少一根未硫化橡胶带材由埋设有加强帘线的多个未硫化橡胶带材构成，将该多个未硫化橡胶带材以沿轮胎宽度方向延伸的状态，以顺次地局部重合在薄膜层上的方式，一边沿圆周方向错开一边贴附一圈。
12.一种充气轮胎，其特征在于：它是用权利要求1至11中任一项所述的充气轮胎的制造方法制造出的充气轮胎。

Claims (12)

1.一种充气轮胎的制造方法，它是对在以热塑性树脂为主要成分的薄膜层上设置有未硫化的橡胶层的生胎进行硫化的充气轮胎的制造方法，其特征在于：将至少一根未硫化橡胶带材顺次贴合在上述薄膜层上来使上述未硫化的橡胶层成形。
2.如权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：一边将上述至少一根未硫化橡胶带材从该至少一根未硫化橡胶带材的长度方向一端侧顺次贴附在薄膜层上，一边从该贴附的至少一根未硫化橡胶带材的长度方向一端侧将该至少一根未硫化橡胶带材用按压装置顺次按压在薄膜层上。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述至少一根未硫化橡胶带材的宽度为5mm～50mm，并以其宽度方向两端面接触的方式对该至少一根未硫化橡胶带材进行贴合。
4.如权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述至少一根未硫化橡胶带材的宽度为5mm～50mm，并以其宽度方向两端部重合的方式对该至少一根未硫化橡胶带材进行贴合。
5.如权利要求4所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述至少一根未硫化橡胶带材的宽度方向两端部的重合量S与该至少一根未硫化橡胶带材的宽度W之比S/W为0.5以下。
6.如权利要求4或5所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述至少一根未硫化橡胶带材的重合的宽度方向两端部，由与上述薄膜层接触的一个宽度方向端部、和接触在该一个宽度方向端部上的另一个宽度方向端部构成，上述一个宽度方向端部的边缘的厚度为0.1mm～1.1mm。
7.如权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述薄膜层由在热塑性树脂中混合了合成橡胶的热塑性合成橡胶组合物构成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：所述未硫化的橡胶层由埋设有加强帘线的未硫化橡胶层构成，上述至少一根未硫化橡胶带材由埋设有加强帘线的未硫化橡胶带材构成。
9.如权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述薄膜层是面向轮胎的空腔部而配置的气密层。
10.如权利要求9所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述未硫化的橡胶层是配置在上述气密层和配置于该气密层的外侧的未硫化的帘布层之间的未硫化的粘接用橡胶层，将上述至少一根未硫化橡胶带材沿轮胎圆周方向呈螺旋状地贴附在薄膜层上。
11.如权利要求9所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：上述未硫化的橡胶层是埋设有加强帘线的未硫化的帘布层，上述至少一根未硫化橡胶带材由埋设有加强帘线的多个未硫化橡胶带材构成，将该多个未硫化橡胶带材以沿轮胎宽度方向延伸的状态，以顺次地局部重合在薄膜层上的方式，一边沿圆周方向错开一边贴附一圈。
12.一种充气轮胎，其特征在于：它是用权利要求1至11中任一项所述的充气轮胎的制造方法制造出的充气轮胎。
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