CN101765520A - 具有自密封层的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种呈径向向内张开的环形形式的无内胎轮胎，所述轮胎具有外壁和内壁，其特征在于，至少部分内壁覆盖有自密封层，所述自密封层包括邵氏0硬度小于35的热塑性苯乙烯(TPS)类弹性体。

Description

具有自密封层的轮胎

技术领域

本发明涉及一种无内胎轮胎，该轮胎的内壁上设置有自密封层从而在使用中封堵任何穿孔。

背景技术

刺孔的问题，即如何允许车辆能不顾一个或多个轮胎压力的大量缺失或完全缺失而持续行进，或者如何避免穿孔后的空气缺失，能够一直回溯到装备有充气轮胎的车轮使用的最初时期。

通常提出的一种解决方案是在轮胎内壁上增加自密封层。

为了能够使用，这种自密封层必须满足许多物理和化学性质的条件。具体地，它必须能够贯穿轮胎的整个使用寿命在非常宽的运行温度范围内有效。它必须能够在导致穿孔的物体(被大家称为“钉子”)保持在相应位置时封堵穿孔或小孔。在钉子被移走之后，自密封层必须能够填满所述小孔。优选地，自密封层的材料不会全部地穿过轮胎壁以至于在外部形成突起或“塞子”。这些塞子对于避免泄露是有效的，但是如果由于某种原因塞子被削掉，那么就不再能封堵住泄露。

文献US 4 426 468提出了一种用于轮胎的自密封层，该自密封层基于交联高分子重量丁基橡胶，该橡胶的配方进行调整从而满足断裂应力、断裂伸长的给定数值以及交联密度特性，并且由此具体地防止自密封层的材料穿过轮胎壁进入到钉子移走之后留下的小孔中。

文献EP 1 090 069B1公开了一种自密封合成物，该合成物以重量计包括100份苯乙烯基热塑性弹性体、110-190份粘结剂、80-140份液体增塑剂以及2-20份添加剂。该文献没有提供有关合成物物理特性的任何信息。

发明内容

本发明的一个主题是一种径向向内张开的环形形式并且具有外壁和内壁的无内胎轮胎，其特征在于，至少部分内壁覆盖有自密封层，该自密封层包括邵氏0硬度小于35的热塑性苯乙烯(TPS)类弹性体。

有利地，自密封层的邵氏0硬度小于20并且更优选地小于10。

本发明的另一个主题是类似的轮胎，自密封层具有小于0.01Mpa的动态模量G*，该G*在10Hz频率以及60℃温度下测量。

申请人发现，与现有技术文献中指示内容相反，包括热塑性苯乙烯类弹性体的极柔软自密封层的使用不仅是可行的，而且提供了良好的穿孔密封特性，特别是在导致穿孔的钉子被移走或拔除之后。

有利地，在某些应用中，自密封层在面向内腔的侧面上覆盖有薄膜。该薄膜能够基本上限制自密封层的材料在钉子移走之后穿过轮胎壁的倾向。这层薄膜的存在允许使用比现有技术文献中推荐的材料硬度更低的自密封材料，而不会损害穿孔情况下的有效性。所述薄膜优选为热塑性薄膜并且更优选为可伸展薄膜。

有利地，热塑性薄膜的厚度小于100μm并且优选地在5到50μm之间，取决于轮胎的类型。

热塑性薄膜的这种极小厚度赋予其可忽略的重量以及极大弹性。这种热塑性薄膜可以是聚丙烯(PP)薄膜。

可伸展热塑性薄膜可从包括聚乙烯(PE)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜以及聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜的组中选择。由这三种材料制成的薄膜非常广泛地用作专业及家庭应用中的拉伸薄膜。

有利地，自密封层的厚度大于0.3mm并且优选地在0.5mm到10mm之间，取决于应用。该层的厚度取决于所涉及轮胎的类型。对于重型货车和农用车辆，该厚度在2到5mm之间。对于民用工程车辆中使用的轮胎，该厚度在2到10mm之间。对于乘用车辆，该厚度在0.5到4mm之间。最后，对于力车轮胎，该厚度为0.4到2mm并且优选地约为1mm。

有利地，TPS是自密封层的主要弹性体。

TPS弹性体具有能够接受极高含量填充油的优点并且同时具有良好的延展性及抗拉强度特性，并且由此得到的弹性体合成物具有适用于小孔密封应用的机械特性。

有利地，TPS弹性体可从包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)、苯乙烯/乙烯-乙烯-丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物以及这些共聚物的混合物的组中选择。

优选地，TPS弹性体从包括SEBS共聚物、SEPS共聚物以及这些共聚物的混合物中选择出来。

有利地，自密封层包括数量大于200phr(每百份橡胶或者弹性体，以重量计的份数)的填充油。

所述填充油可从包括聚烯烃油、石蜡油、环烷油、芳香族油、矿物油以及这些油的混合物的组中选择。

优选地，填充油是含量在500到900phr之间的聚异丁烯油。

在根据本发明的轮胎中，自密封层可被设置到轮胎胎冠上，并且自密封层可以延伸到轮胎赤道，或者从一个侧壁延伸到另一个侧壁，至少延伸到当轮胎处于安装位置时与轮辋凸缘的边缘附近相对应的径向位置。自密封层或者由自密封层和可伸展热塑性薄膜组成的自密封叠层的范围不仅取决于所涉及轮胎发生穿孔的风险，而且取决于这些风险与所述轮胎重量之间的折衷。

发明的另一个主题是一种将自密封叠层施加到无内胎力车轮胎内壁的方法，其中：

-将轮胎内外翻转，从而将内壁翻到环面外侧并且将外壁翻到环面内侧；

-使轮胎的外环面壁延展；

-将自密封装置施加到轮胎的内壁；并且

-将轮胎内外翻转，从而将内壁和外壁翻回到它们的最初位置

自密封层由此极为有利地处在压力状态下，所述压力状态有助于自密封操作。

通过接下来的描述并且参考附图，本发明的其它特征和优点将会变得清楚，所述附图显示了作为非限制性示例的本发明实施例。

附图说明

接下来的描述中给出了所有的实施例细节，附有图1到14，其中：

图1示意性地显示了结合有根据本发明的自密封层的轮胎的径向横截面；

图2显示了结合有根据本发明的自密封叠层的力车轮胎的局部径向横截面；

图3和图4示意性地显示了在存在穿孔物体以及该物体被移走之后根据本发明的自密封层的密封机理；

图5和图6示意性地显示了在穿孔物体或钉子被移走之后根据本发明的自密封叠层的密封机理；

图7显示了将自密封层施加到力车轮胎的第一步骤；

图8显示了内外翻转之后的力车轮胎；

图9显示了设置在膨胀鼓上的内外翻转的力车轮胎；

图10显示了使内外翻转轮胎膨胀的阶段；

图11显示了膨胀的内外翻转力车轮胎；

图12显示了自密封层的施加；

图13显示了图12中的轮胎被翻回到正常的圆形；以及

图14显示了图13中的轮胎被翻回到正常的圆形。

具体实施方式

邵氏0硬度值是根据ASTM D 2240标准而获得。在压头施加后10秒进行测量。

弹性体材料的动态特性是通过Alpha Technologies公司的RPA2000流变仪而获得。样本放置于两个纹状双锥形板之间的腔内。在封闭之后，腔的体积大约4.5cm³。一个板是固定的，而另一个板绕着中心以正弦曲线方式摆动。施加大约20％的变形并且在0.03Hz与33Hz之间进行频率扫描。腔内的施加温度为60℃。用到的结果是动态剪切模量G*和损耗系数tanδ，其中：

以及tanδ＝G”/G’

G*：动态剪切模量，单位MPa；

G’：真实剪切模量，单位MPa；

G”：损耗模量，单位MPa；以及

δ：施加的变形与测量的应力之间的相位偏移。

动态模量和邵氏0硬度是用于表现弹性体材料机械特性的两种方法。它们的结果相互关联，但是并不相同，特别是在极低刚度材料的情况下。这两种方法特别适用于表现极低刚度材料的特征，例如本文中描述的自密封层材料。

材料的伸长模量被理解为：在23℃下测量、在第一次拉伸中(即，没有调节性循环)、对于给定单轴延伸变形ε所获得的表观正切伸长模量；拉动率是500mm.min^-1(ASTM D412标准)。该模量被称为模量E：

$E=\frac{\mathrm{\σ}}{\mathrm{\ϵ}}=\frac{F}{S_0\mathrm{\ϵ}};$

其中S₀是测试件的最初横截面，F是在所涉及的变形时测得的拉伸力，以及σ＝F/S₀是所涉及的变形时的拉伸力除以测试件的最初横截面S₀。

术语σ_B和ε_B被理解为表示材料测试件在断裂时测得的应力和伸长(σ_B被校正到测试件的最初横截面S₀)。

图1示意性地显示了结合有根据本发明的自密封层的充气轮胎或者客用车辆轮胎的径向横截面。

轮胎1包括被胎冠加强件或带6所加强的胎冠2、两个侧壁3以及两个胎圈4，每个胎圈4都被胎圈钢丝5所加强。胎冠2的顶部被胎面(该示意性附图中没有显示)所覆盖。胎体加强件7围绕着每个胎圈4中的胎圈钢丝5缠绕，该加强件7的翻转部8例如向着轮胎1外部展开，该翻转部8在这里显示成配合到它的轮辋9上。如本质上所公知的，胎体加强件7由至少一个帘布层构成，该帘布层被称为“径向”帘线的帘线例如织物或金属帘线所加强，也就是说这些帘线在实际当中被设置成彼此平行并且从一个胎圈延伸到另一个从而形成与轮胎旋转轴线成80°到90°之间的角度。气密层10从一个轮圈延伸到另一个轮圈，并且相对于胎体加强件7位于径向内侧。

轮胎1的特征在于它的内壁包括自密封层11。根据本发明的一个实施例，自密封层11覆盖整个气密层10并且基本上构成了轮胎的整个内壁。自密封层同样从一个侧壁延伸到另一个侧壁，当充气轮胎处于安装位置时至少从与轮辋凸缘的端部相对应的径向高度开始延伸。根据另一个优选实施例，自密封层11可仅仅覆盖气密层(层10)的一部分，例如仅仅覆盖轮胎的胎冠区域，或者至少从胎冠区域延伸到轮胎侧壁的中点(轮胎赤道)。

气密层(厚度为0.7到0.8mm)是基于丁基橡胶，其具有用于内部衬垫的常用配方，所述内部衬垫通常在一般轮胎中限定出轮胎的径向内部表面用于保护胎体加强件不会受到来自于轮胎内部空间的空气散布。该气密层10由此能够使轮胎1被充气并且保持压力。气密层的密封特性能够确保相对低速的掉压，使其能够在正常操作情况下保持充气轮胎足够长的时间，通常是数个星期或者数个月。

图2显示了包括根据本发明的自密封叠层的力车轮胎。

轮胎20包括两个侧壁21和胎冠22。胎体加强件(未示出)在侧壁和胎冠中、从一个胎圈延伸到另一个胎圈。胎面24设置在胎冠处的胎体加强件上。该轮胎包括根据本发明的自密封叠层25。该叠层25包括自密封层26，该自密封层与轮胎1中的自密封层相类似并且涂覆有可伸展热塑性薄膜27。可伸展热塑性薄膜与轮胎内腔的空气相接触。叠层25基本上只围绕着轮胎20的胎冠22延伸。

图3和4高度示意性地显示了在穿孔物体存在时以及该物体被移走之后根据本发明的自密封层的密封机理。这两个附图显示了轮胎1的侧壁3的一部分S的放大部分。

在图3中，穿孔物体15完全地穿过轮胎的侧壁3，形成裂缝17a。穿孔物体或者钉子保留在原位置上并且箭头显示出由轮胎1的内腔12中的充气压力P_i所产生的应力方向。该充气压力P_i使自密封层处于流体静力学压缩状态，自密封层的弹性拉伸模量越低或者动态剪切模量越低，该流体静力学压缩状态就越理想。这些力将自密封层材料施加到穿孔物体15并且封堵裂缝17a。

同一图3显示了钉子15被移走之后的裂缝17b，此时侧壁3的材料30以及其它材料层中的裂缝的两个边缘部完全地闭合在一起。在这种情况下，同一流体静力学压力确保了自密封材料层中裂缝17b的边缘部的闭合以及由此封堵该裂缝17b。

应当知道的是，当钉子保留在原位置时，气密层10使得穿过裂缝17a的泄漏率受到极大限制。然而，当钉子被移走时，该气密层完全不能封堵裂缝17b，并且轮胎事实上通常瞬间地变平。

图4显示了一种情况，其中穿孔物体被移走之后，在轮胎侧壁3结构中产生的裂缝的边缘部充分地移动分开并且留下了有限尺寸的真实孔。这种小孔通常具有几毫米的直径。在这种情况下，用于封堵这个裂缝17b的驱动力还是由充气压力P_i在自密封层中产生的流体静力学压力。这些力引起裂缝中的移位从而使裂缝被靠近裂缝的自密封层材料所填满。这样获得了裂缝的良好密封。

自密封层材料的动态模量和/或邵氏0硬度越低，这种移位就越容易。这些移位由此需要自密封层材料具有高的断裂伸长率以及高的断裂应力，从而能够填满裂缝而不会断裂。在根据本发明的材料的情况下，断裂伸长率大于500％并且最好大约800％，以及断裂应力大于0.2MPa是符合要求的。

根据本发明的自密封层在机械特性方面以非常类似于弹性材料的方式表现出来。与具有更大粘性的机械特性的常规自密封层相比，这种特性给予根据本发明的自密封层相当大的优势。这种优势在穿孔物体被移走时、特别是在穿孔物体已经保留在原位置上几个小时或者几天以及甚至更长时得到了论证。在这种情况下，常规自密封层的材料主要是需要时间在穿孔物体周围完全松弛，并且它的粘性抵抗着流体静力学压力，所述压力倾向于使材料流入到由于移走而产生的裂缝中。这会导致在相当长时间内的密封缺乏，尤其是在与穿孔物体的粘结或者附着减弱时。当穿孔物体被移走时，这种密封缺乏非常容易听得到。

相反地，根据本发明的自密封层以尤其纯粹的弹性方式表现出来，并且在移走期间，通过流体静力学压力的作用，它们的响应是瞬间发生的。再也不会观察到这种密封缺陷。

图5和6高度示意性地显示了在穿孔物体被移走之后根据本发明的自密封层和自密封叠层的密封机理。这两个附图再次显示了与图1中所示相类似的、轮胎侧壁3的一部分S的放大部分。

图5显示了没有可伸展热塑性薄膜时在穿孔物体被移走之后形成塞子34的机理。裂缝32的尺寸使得被充气压力P_i推动的自密封层11的材料直接穿过侧壁3，形成了外部上的突起或者塞子。这个塞子通常令人满意地封堵住泄露，但是它完全地暴露到轮胎外侧并且当塞子破裂时轮胎容易逐步地或者立刻地变平。形成塞子的另一个结果是轮胎内部自密封层材料的量降低，由此损害了该层的效果。

图6显示了可伸展热塑性薄膜27设置到自密封层26的外表面从而形成根据本发明的自密封叠层的情况。在这种情况下，热塑性薄膜27的存在在机械方面增强了自密封层并且有助于将自密封材料限制在轮胎的一部分S的内壁3中。自密封层26的材料不会完全地穿过裂缝36并且在外部没有塞子形成。根据应用，可伸展热塑性薄膜的类型可以改变，特别是它们的厚度。应当知道的是，热塑性薄膜优选地可以伸展或者可以拉伸，并且具有极小厚度，由此伸展刚度也极低。这使得薄膜能够在所有家庭应用中显著地达到目的。该极低伸展刚度使得所述薄膜能够包住穿孔物体而不会降低自密封层的有效性并且使得所述薄膜能够伸展而不会收缩。由此，当穿孔物体取出时，可伸展热塑性薄膜27趋于位于裂缝36内并且由此以机械方式增强自密封层26的材料。该穿孔示意性地显示在区域38中。由此，可以观察到根据本发明的叠层的两个部分之间真实的协同作用。

热塑性薄膜还具有保护外部表面免受灰尘的优点。在力车轮胎的情况下，该薄膜使得轮胎能够以一般的方式进行折叠而没有任何问题。

热塑性苯乙烯(TPS)类弹性体是苯乙烯基嵌段共聚物形式的热塑性弹性体。

在热塑性聚合物与弹性体之间设置中间结构，如公知那样，它们由通过弹性体软嵌段交联的聚苯乙烯硬嵌段构成，例如聚丁二烯、聚异戊二烯或者聚(乙烯-丁烯)嵌段。它们通常是三嵌段弹性体，其具有通过一个软段交联的两个硬段。硬段及软段可被设置成线性方式，或者设置成星状或分支结构。

优选地，根据本发明的自密封层包括从由苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)、苯乙烯/乙烯-乙烯-丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物以及这些共聚物的混合物组成的组中选择出来的TPS弹性体。

更优选地，所述弹性体选自包括SEBS共聚物、SEPS共聚物以及这些共聚物的混合物的组。

根据本发明的另一个优选实施例，TPS弹性体中的苯乙烯含量为5到50％之间。

在指示最小值以下，弹性体的热塑性性质存在着显著变弱的风险，而在推荐最大值以上，合成物的弹性会受到不利的影响。出于这些原因，苯乙烯含量更优选地在10到40％之间，特别是在15％到35％之间。

优选地，TPS弹性体的玻璃转化温度(T_g，根据ASTM D3418测量)在-20℃以下，更优选地在-40℃以下。

这些最低温度之上的T_g值意味着自密封合成物自身的更高T_g可能降低自密封合成物在极低温度下使用时的性能。对于这种使用，TPS弹性体的T_g更优选地始终在-50℃以下。

TPS弹性体的算术平均分子量(由M_n表示)优选地在50000到500000g/mol之间，更优选地在75000到450000g/mol之间。在指示最小值以下，TPS弹性体链之间的内聚会由于稀释(稀释剂的量)而存在被减弱的风险。此外，使用温度的增大会存在不利地影响机械性能的风险，特别是断裂性能，由此导致降低的“热”性能。此外，过高的分子量M_n对于在推荐填充油含量的组分灵活性而言是不利的。由此，已经发现，处于250000到400000范围内的M_n是尤其适合的，特别适用于充气轮胎中自密封合成物的使用。

TPS弹性体的算术平均分子量(M_n)以公知的方式通过SEC(空间排阻色谱法)确定。样本首先溶解于浓度为1g/L的四氢呋喃中，随后溶液在注入之前在孔隙度为0.45μm的过滤器上过滤。所使用的设备为WATERSAlliance的色层谱仪。洗脱溶剂是四氢呋喃，流速为0.7ml/min，系统温度为35℃以及分析时间为90分钟。使用一套四个串联的WATERS色谱柱，即一个STYRAGEL HMW7色谱柱，一个STYRAGEL HMW6E色谱柱以及两个STYRAGEL HT6E色谱柱。聚合体样本溶液的注入体积为100μl。检测器是WATERS 2410示差折射仪，用于处理色层谱仪数据的相关软件是WATERS MILLENIUM系统。计算出的平均分子量与通过聚苯乙烯基准而获得的校准曲线相关联。

TPS弹性体可全部由弹性体基体构成或者当包括一种或多种其它弹性体时以重量计的主要部分(优选地大于50％，更优选地大于70％)由基体构成，无论热塑性与否，例如二烯烃型弹性体。

根据一个优选实施例，TPS弹性体是单一弹性体，并且单一热塑性弹性体存在于自密封合成物中。

为了获得根据本发明的动态模量和/或邵氏硬度，自密封层优选地包括极高含量使用的填充油(增塑油)，大于200phr(也就是，每100份橡胶或弹性体以重量计超过200份)。

可以使用任何的填充油，优选是一种具有弱极性性质、能够使弹性体(特别是热塑性弹性体)伸展或塑化的填充油。

在室温(23℃)下，这些相对粘性的油是液体(即，是具有最终能够呈现出它们容器形状的能力的物质)，尤其与自然状态为固体的树脂(特别是粘性树脂)不同。

优选地，填充油从由聚烯烃油(即，由烯烃、单烯烃、二烯烃的聚合作用所形成)、石蜡油、环烷油(低粘度或高粘度)、芳香族油、矿物油以及这些油的混合物组成的组中选择出来。

更优选地，使用聚异丁烯油、特别是聚异丁烯(PIB)油、石蜡油或者这些油的混合物。

作为示例，聚异丁烯油具体地由Univar以名称“Dynapak Poly”(例如“Dynapak Poly 190”)售出，由BASF以名称“Glissopal”(例如“Glissopal 1000”)或者“Oppanol”(例如：Oppanol B12”)售出；石蜡油由Exxon以名称“Telura 618”或者由Repsol以名称“Extensol51”售出。

填充油的算术平均分子量(M_n)优选地在200到30000g/mol之间，更优选地在300到10000g/mol之间。

对于过低的M_n数值，存在着油转移到自密封合成物外部的风险，而过高的M_n数值会使得该合成物变得过于粘稠。M_n数值在400到3000g/mol被证明对于指定应用、特别是对于充气轮胎中的使用而言是一种良好的折衷。

填充油的算术平均分子量(M_n)通过SEC而确定。样本首先溶解于浓度为1g/L的四氢呋喃中，随后溶液在注入之前在孔隙度为0.45μm的过滤器上过滤。所使用的设备为WATERS Alliance的色层谱仪。洗脱溶剂是四氢呋喃，流速为1ml/min，系统温度为35℃以及分析时间为30分钟。使用一套两个WATERS色谱柱，商业名称为“STYRAGEL HT6E”。聚合体样本溶液的注入体积为100μl。检测器是WATERS 2410示差折射仪，用于处理色层谱仪数据的相关软件是WATERS MILLENIUM系统。计算出的平均分子量与通过聚苯乙烯基准而获得的校准曲线相关联。

在随后的描述及实施方式的启示下，本领域技术人员将会知晓如何根据自密封层的特定使用情况，特别是根据自密封层所应用的轮胎类型来调整填充油的量。

优选地，填充油含量在500到900phr之间。在指示最小值以下，自密封合成物存在着对于特定应用而言具有过高刚度的风险，而在推荐最大值以上，存在着合成物具有不足内聚的风险。

填充有高水平的油的TPS弹性体(例如SEPS或者SEBS)是公知的并且是商业可供的。例如，产品可以是由Vita ThermoplasticElastomers或者VTC(“VTC TPE group”)出售的名称为“Dryflex”(例如“Dryflex 967100”)或者“Mediprene”(例如“Mediprene 500 000M”)的产品，以及由Multibase出售的名称为“Multiflex”(例如“MultiflexG00”)的产品。

具体地在用于医疗、制药或者化妆品应用中发展起来的这些产品可以针对挤压或模制而成的TPEs按照常规方式进行处理，例如可以从以珠或者颗粒状形式获得的原材料开始。

设置有如上所述的自密封层11的图1中的轮胎1可在硫化前或硫化后生产出来。

在第一种情况下(即，在轮胎硫化之前)，自密封合成物以传统方式简单地施加到期望的位置，从而形成层11。硫化随后以传统方式进行。TPS弹性体能够很好地经受与硫化步骤相关的应力。

对于轮胎领域技术人员而言，一种有利的制造方法变型包括例如：在轮胎制造鼓被气密层以及随后的轮胎结构的其它部分覆盖之前，以具有适当厚度(例如3mm)薄片的形式将自密封层平坦地、直接地沉积到轮胎制造鼓上。

在第二种情况下(即，在轮胎硫化之后)，自密封层通过过任何适当方式(例如通过粘结、通过喷射或者通过适当厚度薄膜的挤压或吹塑)而施加到固化的充气轮胎的内侧。施加热的自密封产品能够提高自密封层与轮胎内壁之间的粘结强度。该内壁可以被清洁或者未被清洁，根据情况而定。

如果必要的话，当热塑性薄膜具有过低的软化温度而不能经受硫化时，该热塑性薄膜可在硫化之后施加到自密封层。薄膜的极大柔性以及它的可伸展性使得这种施加容易进行。此外，这些薄膜可具有进一步利于这种施加的粘性。

下面结合图7到14描述根据本发明的自密封叠层在力车轮胎内壁上的施加。如引用的专利US4 424 295中所强调的，由于这种类型轮胎的极大柔韧性，因此在硫化之后难于将自密封产品层沉积到力车轮胎的内侧。根据本发明的方法使得这种施加能够容易地完成。

图7显示了根据本发明的用于将自密封叠层施加到力车轮胎的施加方法的第一步骤。具体地，该轮胎20包括两个侧壁21和胎面24，并且具有内壁28和外壁29。第一步骤包括将轮胎内外翻转从而使得内壁28处于轮胎外侧以及外壁29处于内侧。内外翻转操作按照图7中所示箭头表示的方向上进行。

在力车轮胎的情况下，由于胎圈钢丝的极大柔韧性，使其容易折叠，因此这种内外翻转的操作非常简单。这种内外翻转操作可以手动完成。

图8显示了内外翻转的轮胎20。

接下来，内外翻转的轮胎20被设置在膨胀鼓50上(在图9中示意性地显示)，该膨胀鼓具有两个凸缘51和52以及薄膜53，所述凸缘被设计用于容纳轮胎的胎圈23，所述薄膜用于密封由鼓、凸缘和薄膜所形成的凹腔54。

凹腔54随后膨胀，同时使两个凸缘51和52靠近在一起，如图10所示。凹腔54的内部压力P_C使薄膜53压靠着轮胎外壁29。图10的两个箭头显示了使两个凸缘51，52靠近在一起的运动方向。

在图11中，使两个凸缘51和52靠近在一起的运动已被完成并且凹腔54中的内部压力升高到数值P_f。该压力P_f是轮胎标准充气压力P_i的0.5到3倍。优选地，该压力基本上大于轮胎20的标准充气压力从而使轮胎20的胎体加强件处于一种超过使用期间轮胎通常承受的伸展状态。

该充气压力P_f还具有以下优点：给予了由此内外翻转安装的轮胎20以足够充分的整体刚度，从而能够将自密封叠层25施加到内壁28。

在施加叠层25之前，可以在轮胎上进行清洁操作。该清洁操作可以是通过刷净轮胎来简单地去除灰尘，或者可以使用水、酒精或者任何其它适当物质及方法。

图12显示了轮胎20，其中叠层25沉积在内壁28上。叠层通过将薄片挤压成期望宽度和厚度、沉积到保护膜(例如硅化膜)上并且在卷盘上缠绕而事先制成。在施加到轮胎期间，薄片层围绕着轮胎缠绕，在薄片施加期间剥去硅化保护膜并且使轮胎旋转。随后施加热塑性薄膜27。

优选地，在缠绕之前，热塑性薄膜27以叠层卷盘被卷绕的方式施加到薄片的自由壁上，以便于施加到轮胎20，所述施加在单一操作中进行。

自密封层还可通过缠绕厚度及宽度小于期望尺寸的条带而被施加。

最后，自密封材料26可直接挤压到轮胎内壁28上并且热塑性膜27随后被卷绕在上面。

在叠层25被施加之后，轮胎通过第二次内外翻转操作而翻回到正常的圆形，如图13中所示。随后获得了图14中所示的轮胎。

应当知道的是，叠层25的自密封层26在内外翻转操作之后处于与轮胎20正常形状所占据空间以及与凹腔54的瘪掉相关联的压缩状态，叠层25的自密封层26无任何特定压力地设置在充气到P_f的轮胎内壁28上。由于是在凹腔54中的压力超过标定充气压力P_i的情况下进行施加，因此当轮胎20充气到其标定充气压力时，该压缩状态必须被保持。这种压缩状态对自密封层26和自密封叠层25的有效性是极为有利的。当标定充气压力Pi为2bar时，施加的压力可以高达6bar。

本发明的示例性实施例被生产用于52-559尺寸的力车轮胎。由SEBS弹性体(15％Kraton G1654产品)基体以及1000M_n(85％Dynapack 190)的聚异丁烯(PIB)油构成的1mm厚自密封材料层被沉积到这些轮胎的内壁上。厚度为35μm的聚乙烯拉伸薄膜也被施加。叠层的重量约为100g，该材料的邵氏0硬度大约为8并且它的动态模量G*在60℃时小于10000Pa。

这些轮胎被直径1.8mm的钉子、引起损坏的各种其它尖锐针尖以及物体(例如，直径2mm的刺穿钻头)刺穿。压力被监测5天。发现对于1.8mm钉子的3个穿孔为零泄漏(也就是，掉压与轮胎刺穿之前相等)。由其它物体产生的泄露是细微的并且能够适应循环式使用。

本发明并不局限于所描述及显示的示例，并且可以对其进行各种改进，而不会脱离由权利要求所限定的范围。

Claims (16)

1.一种呈径向向内张开的环形形式的无内胎轮胎，所述轮胎具有外壁和内壁，其特征在于，至少部分内壁覆盖有自密封层，所述自密封层包括邵氏0硬度小于35的热塑性苯乙烯(TPS)类弹性体。

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述自密封层的邵氏0硬度小于20并且优选地小于10。

3.一种呈径向向内张开的环形形式的无内胎轮胎，所述轮胎具有外壁和内壁，其特征在于，至少部分内壁覆盖有自密封层，所述自密封层包括动态模量G*小于0.01MPa的热塑性苯乙烯类(TPS)弹性体，所述G*在10Hz频率以及60℃温度测量的。

4.如权利要求1到3任一所述的轮胎，其特征在于，所述自密封层在面向轮胎内腔的侧面上覆盖有薄膜。

5.如权利要求4所述的轮胎，其特征在于，所述薄膜是从包括聚乙烯(PE)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜以及聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜的组中选择出来的可伸展热塑性薄膜。

6.如前述任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，TPS是自密封层的主要弹性体。

7.如前述任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，TPS弹性体从包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)、苯乙烯/乙烯-乙烯-丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物以及这些共聚物的混合物的组中选择。

8.如权利要求7所述的轮胎，其特征在于，TPS弹性体从包括SEBS共聚物、SEPS共聚物以及这些共聚物的混合物的组中选择。

9.如前述任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，自密封层包括数量大于200phr(每百份橡胶或者弹性体以重量计的份数)的填充油。

10.如前述任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，还包括气密层，所述气密层由对充气气体基本上气密的橡胶合成物组成并且基本上覆盖所述轮胎的整个内壁，其中，自密封层在面向轮胎内腔的侧面上至少部分地覆盖所述气密层。

11.如前述任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，所述自密封层设置在所述轮胎的胎冠处。

12.如前述任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎适用于力车。

13.如权利要求12所述的轮胎，其特征在于，所述自密封层的厚度在0.6到1.5mm之间并且优选地在0.8到1.2mm之间。

14.一种将自密封叠层施加到根据权利要求12或13的力车轮胎内壁的方法，其中：

-将轮胎内外翻转，从而使内壁翻到环面外侧并且将外壁翻到环面内侧；

-使轮胎的外环面壁延展；

-将自密封装置施加到轮胎的内壁上；并且

-将轮胎内外翻转，从而将内壁和外壁翻回到它们的最初位置。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述延展由内部压力产生。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，当轮胎具有给定的标准充气压力时，内部压力在所述标准压力的0.5到3倍之间。

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