CN101466558B - 预硫化胎面及使用该预硫化胎面的翻新轮胎 - Google Patents

Abstract

通过最优化预硫化胎面的背面槽的截面形状来提供一种能够在从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能的同时增强陆部的刚性并且在行驶期间显著降低预硫化胎面从基胎剥离的可能性的预硫化胎面和使用该预硫化胎面的翻新轮胎。预硫化胎面(1)具有在将作为轮胎的接地面的前表面上沿轮胎的圆周方向延伸的周向槽(2)以及在将被粘贴到基胎(3)的背面上沿轮胎的圆周方向延伸的背面槽(4)，随着胎面承载面的磨损，背面槽从胎面承载面露出。当在沿轮胎的宽度方向的截面中观察时，该背面槽(4)具有大致梯形形状，并且背面槽的宽度恒定或者从背面槽的底部(5)向开口部(6)渐缩。使用该预硫化胎面以形成翻新轮胎。

Description

预硫化胎面及使用该预硫化胎面的翻新轮胎

技术领域

本发明涉及预硫化胎面及使用该预硫化胎面的翻新轮胎，该预硫化胎面具有在将作为轮胎的接地面的前表面上沿轮胎的圆周方向延伸的周向槽、以及在将被粘贴到基胎的背面上沿轮胎的圆周方向延伸的背面槽，随着胎面承载面(tread surface)的磨损，背面槽从胎面承载面露出。特别地，本发明旨在在不降低从轮胎的磨损寿命的初期到末期的湿地性能(wetperformance)的情况下有效地防止预硫化胎面从基胎(basetire)剥离。

背景技术

翻新轮胎作为再生轮胎而广为人知。以下面的方式形成翻新轮胎：从用过的轮胎去除胎面或胎面及一部分带束层从而形成基胎，然后，将由新的材料制成的胎面重新粘贴到基胎。作为翻新轮胎的制造方法，提出了使基胎和生胎面胶彼此接合然后在模具中被硫化的方法，以及在长模具中预先硫化胎面胶并且形成花纹从而形成预硫化胎面，并且通过以较低的温度和粘贴面上的低压力硫化来将如此形成的预硫化胎面粘贴到基胎的方法(例如，参照日本特开平10-119054号公报)。

如新轮胎的情况那样，为了确保湿地性能，翻新轮胎在将作为接地面的胎面部上设置有多个周向槽。然而，随着胎面承载面的磨损，周向槽的槽深度和槽面积减小，这不可避免地导致湿地性能的降低。为了抑制这种湿地性能的降低，提出一种具有在前表面上沿轮胎的圆周方向延伸的周向槽和在将被粘贴到基胎的背面上沿圆周方向延伸的背面槽的预硫化胎面(例如，参照日本特开平1-317807号公报)。在使用这种预硫化胎面的轮胎中，随着胎面部的磨损并且当前面槽的槽容积降低时，背面槽从胎面承载面露出，这能够在一定程度上防止湿地性能的降低。另外，在日本特开平1-317807号公报所述的预硫化胎面中，设置有从背面槽通向前表面的通气孔，使得防止预硫化胎面从基胎剥离的效果增强，该剥离在翻新轮胎中容易出现。此外，提出了设置有在轮胎的宽度方向上具有足够槽宽的背面槽从而进一步提高湿地性能的预硫化胎面及使用该预硫化胎面的翻新轮胎(参照日本特开平5-155202号公报)。

发明内容

在粘贴了日本特开平1-317807号公报和日本特开平5-155202号公报所公开的预硫化胎面的翻新轮胎中，即使胎面承载面的磨损随着行驶而进行从而减少前面槽的槽面积，新的背面槽也从胎面承载面露出，使得能够补偿槽的总容积的减少，并且能够长时间维持湿地性能。另外，在上述传统翻新轮胎中，设置从背面槽通向前表面的通气孔，使得防止预硫化胎面从基胎剥离的效果增强，该剥离容易在翻新轮胎中出现。然而，背面槽的开口部附近的陆部(land portion)的刚性不足，从而当轮胎在载荷下转动时在背面槽的开口部附近的陆部产生过大的应变，使得预硫化胎面、特别是背面槽的开口部附近的预硫化胎面部分很可能从基胎剥离。

因此，本发明的目的是通过最优化预硫化胎面的背面槽的截面形状来提供一种能够在从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能的同时增强陆部的刚性并且在行驶期间显著降低预硫化胎面从基胎剥离的可能性的预硫化胎面和使用该预硫化胎面的翻新轮胎。

为了实现上述目的，本发明提供一种预硫化胎面，其具有：在将作为轮胎的接地面的前表面上沿轮胎的圆周方向延伸的周向槽；和在将被粘贴到基胎的背面上沿轮胎的圆周方向延伸的背面槽，随着胎面承载面的磨损，背面槽从所述胎面承载面露出，其中，当在沿轮胎的宽度方向的截面中观察时，背面槽具有大致梯形形状(trapezoidal shape)，并且背面槽的宽度恒定或者从背面槽的底部向开口部渐缩。注意，应该以如下方式设计周向槽和背面槽：在前表面上的周向槽由于胎面承载面的磨损而消失之前，背面槽从胎面承载面露出。这种构造使得可以通过最优化预硫化胎面的背面槽的截面形状来提供一种能够在从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能的同时增强陆部的刚性并且在行驶期间显著降低预硫化胎面从基胎剥离的可能性的预硫化胎面和使用该预硫化胎面的翻新轮胎。这里使用的术语“大致梯形形状”不仅是指具有一对平行的对边的形状(包括大致长方形形状)，而且还指具有介于槽底部和槽壁之间的弧形曲线部的形状。

背面槽在开口部处的宽度与背面槽在底部处的宽度之比优选在1:1～1:2的范围内。

背面槽在底部处的宽度优选在2.0mm～6.0mm的范围内。

背面槽在开口部处的宽度优选在1.0mm～6.0mm的范围内。

优选设置从背面槽通向前表面的通气孔。

通气孔的开口面积优选在0.5mm²～3.0mm²的范围内。

优选在轮胎的整个圆周的每八分之一圆周中沿背面槽设置至少一个通气孔。

背面槽优选具有位于槽底部和槽壁之间的曲线部，该曲线部的曲率半径R在下面的范围内：(背面槽在底部处的宽度)/2>R>0.5mm。这里使用的术语“曲线部”是指限定大致梯形形状的顶点的部分。

此外，本发明的翻新轮胎的特征在于使用具有上述特征的预硫化胎面。

根据本发明，可以通过最优化预硫化胎面的背面槽的截面形状来提供一种能够在从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能的同时增强陆部的刚性并且在行驶期间显著降低预硫化胎面从基胎剥离的可能性的预硫化胎面和使用该预硫化胎面的翻新轮胎。

附图说明

图1是根据本发明的典型预硫化胎面的截面图。

图2是图1中示出的预硫化胎面的一部分的截面立体图。

图3是示出背面槽的截面形状和截面剪切应变之间的相关性的曲线图。

图4是图1中示出的预硫化胎面的一部分的俯视图。

图5是使用图1、图2和图4中示出的预硫化胎面的翻新轮胎的沿宽度方向的截面图。

图6是示出验证背面槽的截面形状和剥离发生之间的相关性的鼓试验(drum test)结果的曲线图。

附图标记说明

1          预硫化胎面

2          周向槽

3          基胎

4          背面槽

5          槽底部

6          开口部

7         槽壁

8         通气孔

9         曲线部

具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的实施方式。图1是根据本发明的典型预硫化胎面的截面图。图2是图1中示出的预硫化胎面的一部分的截面立体图。图4是图1中示出的预硫化胎面的一部分的俯视图。图6是示出验证背面槽的截面形状和剥离发生之间的相关性的鼓试验的曲线图。

图1、图2和图4中示出的预硫化胎面1具有在将作为轮胎的接地面的前表面上沿轮胎的圆周方向延伸的周向槽2、以及在将被粘贴到基胎3的背面上沿轮胎的圆周方向延伸的背面槽4，随着胎面承载面的磨损，该背面槽从胎面承载面露出。为了从轮胎的磨损寿命的初期到末期维持湿地性能，应该以如下方式设计周向槽2和背面槽4：在前表面上的周向槽2被完全磨掉之前背面槽4从胎面承载面露出。原因在于，如果在胎面部的磨损在进行并且周向槽2完全磨掉之前背面槽4没有从胎面承载面露出，则轮胎的湿地性能显著降低直到背面槽4从胎面承载面露出为止。

另外，如图1和图2所示，当在沿轮胎的宽度方向的截面中观察时，背面槽4具有大致梯形，背面槽4的宽度恒定或者从槽的底部5向开口部6渐缩。在粘贴了设置有这种背面槽4的预硫化胎面1的基胎3中，背面槽的形状使得难以产生由于轮胎在载荷下转动时的应变导致的截面剪切，从而降低了基胎3和背面槽4的开口部6的附近部分之间产生破裂的可能性，因此降低了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。

图3示出了由有限元方法分析背面槽4的截面形状和剪切应变之间的相关性的结果。利用分别具有以下预硫化胎面的四种翻新轮胎进行有限元法的分析：

不具有背面槽的预硫化胎面；

设置有背面槽4的预硫化胎面，该背面槽4具有大致梯形的截面形状和从底部5到开口部6恒定的宽度(以下，称为“长方形背面槽”)；

设置有背面槽4的预硫化胎面，该背面槽4具有大致梯形的截面形状和从底部5到开口部6渐缩的宽度(以下，称为“倒梯形背面槽”)；以及

设置有背面槽4的预硫化胎面，该背面槽4具有大致梯形的截面形状和从开口部6向底部5渐缩的宽度(以下，称为“梯形背面槽”)。

图3中示出的曲线图的横轴表示以背面槽4的开口部6处的槽宽度的中心位置为原点的左右位置。纵轴表示在各位置的截面剪切应变。纵轴的正值表示施加拉伸应力，而负值表示施加压缩应力。限定在与纵轴平行的虚线之间的区域与背面槽4的开口部6对应。从图3中示出的结果可以得出，设置有背面槽4的预硫化胎面的截面剪切应变比没有设置背面槽4的预硫化胎面的截面剪切应变大。此外，使用设置有梯形背面槽4的预硫化胎面的翻新轮胎的截面剪切应变比使用设置有长方形背面槽的预硫化胎面的翻新轮胎的截面剪切应变大，并且使用设置有长方形背面槽的预硫化胎面的翻新轮胎的截面剪切应变比使用设置有倒梯形背面槽的预硫化胎面的翻新轮胎的截面剪切应变大。

这样，本发明的预硫化胎面1能够在从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能的同时增强陆部的刚性并且显著降低当轮胎在载荷下转动时预硫化胎面从基胎剥离的可能性。特别地，当槽宽从槽底部5向开口部6极大地渐缩时，与槽宽恒定的情况相比，更加难以产生由于应变导致的截面剪切，从而降低了在轮胎在载荷下转动期间在基胎3和背面槽4的槽壁7的附近部分之间产生破裂的可能性，因此，进一步降低了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。

背面槽在底部5处的宽度A与背面槽在开口部6处的宽度B之比优选在1:1到2:1的范围内，更优选在1.1:1到1.5:1的范围内。当槽宽A与槽宽B之比大于1.5:1时，即，当在底部的槽宽A是在开口部的槽宽B的两倍时，背面槽的形状使得在轮胎在载荷下转动期间难以产生由于应变导致的截面剪切，从而进一步降低了在基胎3和背面槽4的开口部6的附近部分之间产生破裂的可能性，因此进一步降低了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。然而，同时，开口部6将太窄，使得在通过硫化形成背面槽并且从模具拉出该背面槽时，背面槽4可能破损。另一方面，当槽宽A与槽宽B之比小于1:1时，即当在开口部的槽宽B比在底部的槽宽A大时，背面槽的形状使得在轮胎在载荷下转动期间更容易产生由应变导致的截面剪切，从而进一步增加了在基胎3和背面槽4的开口部6的附近部分之间产生破裂的可能性，因此显著地增加了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。

背面槽4在底部5处的宽度A优选在2.0mm～6.0mm的范围内，更优选在2.0mm～4.0mm的范围内。当在底部5处的槽宽A小于2.0mm时，槽宽太小而不能确保充分的吸水效果，因此不能确保充分的湿地性能。另一方面，当在底部5处的槽宽A大于6.0mm时，尽管可以充分确保吸水效果，但是陆部的刚性降低，使得在干湿路面上的操纵性能均下降，并且在轮胎在载荷下转动期间在预硫化胎面和基胎之间产生陆部的过大的应变。结果，预硫化胎面1可能从基胎3剥离。

此外，背面槽4在开口部6处的宽度B优选在1.0mm～6.0mm的范围内，更优选在1.5mm～4.0mm的范围内。当在开口部6处的槽宽B小于1.0mm时，预硫化胎面的粘贴基胎的背面的面积增加，使得在轮胎在载荷下转动期间陆部的刚性增加，从而进一步降低了在基胎3和背面槽4的开口部6的附近部分之间产生破裂的可能性，因此进一步降低了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。然而，同时，开口部6将太窄，使得当通过硫化形成背面槽并从模具拉出该背面槽时，背面槽4可能破损。另一方面，当开口部6处的槽宽B大于6.0mm时，将粘贴基胎3的面积减少，陆部的刚性降低，使得在轮胎在载荷下转动期间产生胎面部的过大的应变，从而增加了在基胎3和背面槽4的槽壁7的附近部分之间产生破裂的可能性，因此显著地增加了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。

优选设置从背面槽4通向前表面的通气孔8。原因在于，在使预硫化胎面粘贴到基胎过程中，在高温高压的硫化期间，即使生胶(green rubber)的流动性增加并且将流入到背面槽4中，仍由通向轮胎的接地面的通气孔8对背面槽4加压，这防止了橡胶流入到背面槽4中。因此，使用本发明的预硫化胎面1的翻新轮胎具有足够的深度的背面槽4并且能够从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能。

在该情况下，通气孔8的开口面积优选在0.5mm²～3.0mm²的范围内。当通气孔8的开口面积小于0.5mm²时，从外部通往通气孔的压力不能充分起作用，使得可能不能防止橡胶流入到背面槽4中。另一方面，当通气孔8的开口面积大于3.0mm²时，从外部通往通气孔的压力的确能够充分起作用，从而防止橡胶流入到背面槽4中。然而，由于陆部的刚性降低，因此，在轮胎在载荷下转动期间，在胎面部中产生过大的应变，从而增加了在基胎3和背面槽4的槽壁7的附近部分之间产生破裂的可能性，因此增加了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。

优选地，在轮胎的整个圆周的每八分之一圆周中沿背面槽4设置至少一个通气孔8。当更低密度地设置通气孔8时，从外部通向通气孔的压力不能充分作用在背面槽中，并且不能防止橡胶流入到背面槽4中。另外，在行驶期间，在背面槽的附近重复地产生应变，从而产生热，使得背面槽中的压力增加，然而，由于通气孔不足，使得压力可能不能充分地降低，预硫化胎面1可能从基胎3剥离。应当注意，尽管图2示出了在宽度方向上具有圆形截面的通气孔的实施方式，但是通气孔的形状不限于圆形，而是可以为椭圆形或非圆形。

背面槽优选具有位于槽底部和槽壁之间的曲线部9，该曲线部9的曲率半径R在以下范围内：

(背面槽在底部处的宽度A)/2>R>0.5mm。

当曲率半径R小于0.5mm时，存在在曲线部9中产生由于应变导致的破裂的较高风险，从而显著地增加了预硫化胎面1从基胎3剥离的可能性。另一方面，当曲率半径R大于A/2时，在磨损寿命初期，背面槽在轮胎的宽度方向上的槽宽窄，存在暂时降低湿地性能的可能性。

图5是使用预硫化胎面的翻新轮胎在宽度方向上的截面图。

上述说明仅示出了本发明的可能的实施方式的一部分。这些构造可以相互结合，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变型。

实施例

将具有如下结构的预硫化胎面粘贴到基胎从而形成轮胎尺寸为11R22.5的翻新轮胎：该预硫化胎面设置有三个周向槽和两个背面槽，周向槽的槽宽为13.0mm，背面槽在底部处的槽宽为4.0mm，背面槽在开口部处的宽度与背面槽在底部处的宽度之比恒定或不恒定。为每一槽宽比制备三个轮胎。将各上述实验轮胎安装在尺寸为8.25的轮辋上从而形成施加700kPa的空气压力(相对压力)的轮胎/轮辋组件。在轮胎载荷为2500kN、行驶速度为60km/h的条件下，在鼓试验机上对各轮胎/轮辋组件进行行驶距离为20,000km的试验。目视观察行驶后的各轮胎，以确认是否存在预硫化胎面的剥离，并且获得各槽宽比的剥离发生率。试验结果如图6所示。

从图6中示出的评价结果可以得出，槽宽恒定或者从底部向开口部渐缩的背面槽能够有效地防止翻新轮胎的预硫化胎面从基胎剥离。

产业上的可利用性

如从以上发明明显看出的那样，可以通过最优化预硫化胎面的背面槽的截面形状来提供一种能够在从磨损寿命的初期到末期维持湿地性能的同时增强陆部的刚性并且在行驶期间显著降低预硫化胎面从基胎剥离的可能性的预硫化胎面和使用该预硫化胎面的翻新轮胎。

Claims (7)

1.一种预硫化胎面，其具有：在将作为轮胎的接地面的前表面上沿所述轮胎的圆周方向延伸的周向槽；和在将被粘贴到基胎的背面上沿所述轮胎的圆周方向延伸的背面槽，随着胎面承载面的磨损，所述背面槽从所述胎面承载面露出，其中，当在沿所述轮胎的宽度方向的截面中观察时，所述背面槽为其槽宽度从所述背面槽的底部至开口部相同的长方形形状或其槽宽度从所述背面槽的底部向开口部渐缩的梯形形状；

所述背面槽在所述开口部处的宽度与所述背面槽在所述底部处的宽度之比在1∶1～1∶2的范围内；

所述背面槽具有位于该槽底部和槽壁之间的曲线部，该曲线部的曲率半径R在下面的范围内：(所述背面槽在所述底部处的宽度)/2＞R＞0.5mm。

2.根据权利要求1所述的预硫化胎面，其特征在于，所述背面槽在所述底部处的宽度在2.0mm～6.0mm的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的预硫化胎面，其特征在于，所述背面槽在所述开口部处的宽度在1.0mm～6.0mm的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述 的预硫化胎面，其特征在于，设置从所述背面槽通向所述前表面的通气孔。

5.根据权利要求4所述的预硫化胎面，其特征在于，所述通气孔的开口面积在0.5mm²～3.0mm²的范围内。

6.根据权利要求4或5所述的预硫化胎面，其特征在于，在所述轮胎的整个圆周的每八分之一圆周中沿所述背面槽设置至少一个通气孔。

7.一种翻新轮胎，其特征在于，所述翻新轮胎使用权利要求1至6中任一项所述的预硫化胎面。

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