CN101778715A - 自封式充气轮胎的制造方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自封式充气轮胎的制造方法和装置，在不使用有机溶剂和昂贵的装置的情况下就可使硫化成型后的充气轮胎具有无厚度偏差的、厚度均匀的密封层和其覆盖片层。向硫化成型后的充气轮胎T的内面倾注粘液性密封材料，一边使所述充气轮胎围绕轮胎轴旋转，一边借助离心力使所述密封材料扩散成片状，形成密封层11，然后向该密封层11的内侧表面倾注由未固化的橡胶系材料或树脂系材料形成的覆盖材料，一边使所述充气轮胎T围绕轮胎轴旋转，一边借助离心力使所述覆盖材料扩散成片状，形成覆盖片层，再照射电子束、红外线、紫外线或超声波使该覆盖片12固化。
Description
技术领域
本发明涉及自封式充气轮胎的制造方法和装置，更详细地说，涉及不使用有机溶剂、不使用高精度的厚度控制装置，就可以制造轮胎内面设置无厚度偏差的、厚度均匀的密封层和其覆盖片层的充气轮胎的自封式充气轮胎的制造方法和装置。
背景技术
作为具有防爆胎功能的充气轮胎，在专利文献1中公开了一种制造方法，其中，在硫化成型前的未硫化轮胎的内面上内贴配合了过氧化物的橡胶层和没配合过氧化物的橡胶层，通过硫化，借助过氧化物使前一橡胶层分解形成密封层，而后者作为覆盖密封层的覆盖片层形成。
但在该制造方法中，用于形成密封层的橡胶成分被过氧化物分解时，产生大量的分解气体，该分解气体滞留在密封层与覆盖片层之间，造成密封层不均匀，所以在硫化成型后需要进行脱气工序，存在生产率不太好的问题。
为了省略这种脱气工序，对硫化成型后的充气轮胎形成密封层和覆盖片层的方法是有利的。但由于密封材料粘度高，具有粘液性，所以为了在轮胎内面作为均匀的片材贴附，需要在密封材料中添加有机溶剂，使粘度下降，从而易于操作。因此，在轮胎内面涂布密封材料之后要除去有机溶剂，需要进行该麻烦的处理，或者在残留有有机溶剂时，有机溶剂在轮胎使用过程中挥发而造成安全性的问题。另外，在不使用有机溶剂的条件下涂布密封材料时，需要用于将高粘度的密封材料加工成带状的高压装置，或者为了在轮胎内面形成均匀的片，需要可使排出密封材料的排出喷嘴进行复杂动作的高精度控制装置，所以存在生产成本过高的问题。
专利文献1：日本国特开2003-72329号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种自封式充气轮胎的制造方法和装置，其在使硫化成型后的充气轮胎具有无厚度偏差的、厚度均匀的密封层和其覆盖片层、制造自封式充气轮胎时，在不使用有机溶剂和昂贵的装置的条件下就容易制造自封式充气轮胎。
实现上述目的的本发明的自封式充气轮胎的制造方法，其特征在于，向硫化成型后的充气轮胎的内面倾注粘液性密封材料，一边使所述充气轮胎围绕轮胎轴旋转，一边借助离心力使所述密封材料扩散成片状，形成密封层，然后向该密封层的内侧表面倾注由未固化的橡胶系材料或树脂系材料形成的覆盖材料，一边使所述充气轮胎围绕轮胎轴旋转，一边借助离心力使所述覆盖材料扩散成片状，形成覆盖片层，照射电子束、红外线、紫外线或超声波使该覆盖片层固化。
所述充气轮胎的旋转速度为650～1800rpm，此外，密封材料和覆盖材料的粘度是100～5000Pa·s较好，这样可以借助离心力形成均匀的片。另外，所述密封材料的比重比所述覆盖材料的比重大较好，这样可以在密封层和覆盖片层之间形成稳定的界面。
另外，所述覆盖片层的厚度优选是所述密封层厚度的1/5～1/2，由此可以稳定地将密封层固定在轮胎内面上。另外，将上述密封材料倾注到轮胎内面的方法，可以预先将密封材料冻结粉碎成粉末状，再喷射倾注。
实现上述目的的本发明的自封式充气轮胎的制造装置，其特征在于，设置有用于把持硫化成型后的充气轮胎、并使该充气轮胎以轮胎轴为中心旋转驱动的旋转驱动装置，在该旋转驱动装置把持的充气轮胎的侧部，以分别可以出入所述充气轮胎空洞部的方式设置有密封材料的排出喷嘴、覆盖材料的排出喷嘴、和用于照射电子束、红外线、紫外线或超声波的照射机构。
根据本发明的制造方法，将倾注到硫化成型后的充气轮胎的内面上的粘液性密封材料和未硫化的覆盖材料，在将充气轮胎围绕轮胎轴旋转的同时，借助离心力分别扩散成片状，所以密封层和覆盖片层均可以在轮胎圆周方向上形成均匀的厚度，并且由于对覆盖片层照射电子束、红外线、紫外线或超声波使其固化，所以不使用有机溶剂和高精度装置就可以在轮胎内面形成厚度均匀的密封层和覆盖片层。
另外，根据本发明的制造装置，可以顺利地实施上述本发明的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的充气轮胎的制造装置的一例实施方式的示意说明图。
图2A～C是表示本发明的自封式充气轮胎的制造方法的工序的示意说明图，A是密封材料的倾注工序，B是覆盖材料的倾注工序，C是覆盖片层的固化工序。
附图标记说明
1：旋转驱动装置
4：密封材料用排出喷嘴
5：覆盖材料用排出喷嘴
6：电子束照射机构
11：密封层
12：覆盖片层
T：充气轮胎
具体实施方式
本发明中使用的密封材料，可以使用在充气轮胎的补胎中通常使用的橡胶组合物。作为构成该橡胶组合物的主要成分的橡胶成分，可以是作为轮胎材料使用的任一种橡胶，例如，可以将天然橡胶、聚异丁烯(异丁橡胶)、丁基橡胶(异丁烯/异戊二烯橡胶)、异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶等橡胶单独或多种组合使用。在这些橡胶中，特别是丁基橡胶比其他橡胶耐透气性更优异，所以优选。另外，在由丁基橡胶形成的密封材料中，根据需要还可以混入聚丁烯等橡胶以外的聚合物。另外，在橡胶组合物中可以配合无机填充剂，可以列举出例如，炭黑、二氧化硅、氧化锌等。另外，根据需要还可以配合硬脂酸、石蜡油等其他配合剂。
作为优选的橡胶组合物，可以列举出相对于丁基橡胶100重量份，添加了30～300重量份聚丁烯和适量无机填充剂的橡胶组合物。这种橡胶组合物，可以根据需要预先与过氧化物反应以分解，从而调节流动性和粘液性。另外，作为密封材料，可以使用干燥并固化后的胶乳。作为胶乳，优选天然橡胶胶乳，但也可以是在水中乳化分散的丁苯橡胶(SBR)等合成橡胶。
本发明中使用的覆盖材料可以是未固化的橡胶系材料或树脂系材料中的任一种。作为橡胶系材料，可以列举出例如，在高分子量二烯系弹性体中配合了低分子量液态聚丁二烯、液态聚丁烯、液态乙烯/丙烯共聚物等，并在所得的橡胶成分中配合硫系交联剂而成的材料。作为树脂系材料，可以列举出例如，聚酰胺系树脂[例如，尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙6/66共聚物、尼龙6/66/610共聚物、尼龙MXD6、尼龙6T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚物、尼龙66/PPS共聚物以及它们的N-烷氧基烷基化物例如，尼龙6的甲氧基甲基化物、尼龙6/610的甲氧基甲基化物、尼龙612的甲氧基甲基化物]，聚酯系树脂[例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、PET/PEI共聚物、聚芳酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、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、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、聚甲基丙烯酸乙酯]，聚乙烯基系树脂[例如，乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、乙烯醇/乙烯共聚物、聚偏1，1-二氯乙烯、聚氯乙烯、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、1，1-二氯乙烯/丙烯腈共聚物]，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，聚偏1，1-二氟乙烯、聚氟乙烯、聚氟氯乙烯、四氯乙烯/乙烯共聚物]，酰亚胺系树脂[例如，芳香族聚酰亚胺]等。此外，还可以根据需要在这些覆盖材料中添加炭黑等填充剂、各种配合剂。
在向硫化后的充气轮胎的内面涂布密封材料、覆盖材料时，赋予充气轮胎的旋转速度只要可产生足以使密封材料、覆盖材料均匀扩散展开的离心力即可，没有特殊限定，优选为650～1800rpm，更优选为800～1200rpm。旋转速度低于650rpm时，有时难以均匀扩散展开，另外，高于1800rpm时则呈效果基本饱和的状态。
作为用于借助离心力扩散展开成片状的密封材料、覆盖材料的粘度，优选为100～5000Pa·s，更优选为500～3000Pa·s。当密封材料、覆盖材料的粘度低于100Pa·s时，在充气轮胎停止旋转时，密封层、覆盖片层受重力作用而流动，不能保持膜厚，密封层、覆盖片层的厚度出现不均匀。另外，当密封材料、覆盖材料的粘度高于5000Pa·s时，难以借助离心力进行片状扩散展开。
密封材料和覆盖材料，除了上述的粘度调节以外，还优选调节比重，使密封材料的比重比覆盖材料的比重大。通过这样调节比重，可以在充气轮胎旋转时使密封层在外层侧、覆盖片层在内层侧，两材料之间互不干涉稳定层叠。
将密封材料、覆盖材料倾注到充气轮胎的内面的操作均可以使用排出喷嘴来进行。其中密封材料的排出，可以以粘性液状物排出，也可以预先将密封材料冻结粉碎成粉末状，从排出喷嘴喷射倾注该粉末状密封材料。以粉末状喷射出的密封材料，撞到并附着在加热状态或常温状态的硫化后的充气轮胎的内表面上，容易形成均匀厚度的片状。
图1示出了本发明的充气轮胎的制造装置的一例立体示意图。
图1中，1是旋转驱动装置，由支撑部2和驱动轴3构成，支撑部2借助3根臂状物2a从外围侧把持硫化后的充气轮胎T，驱动轴3与该支撑部2的轴心相连。旋转驱动装置1以驱动轴3和轮胎轴一致的方式把持充气轮胎，从而使该充气轮胎围绕轮胎轴旋转驱动。
在旋转驱动装置1支撑的充气轮胎T的侧部，设置有面对胎圈部的开口部的密封材料用排出喷嘴4、覆盖材料用排出喷嘴5、和电子束照射机构6。这些排出喷嘴4、5和电子束照射机构6分别以可以彼此独立地在充气轮胎T的外侧和空洞内的位置交替来回移动的方式设定。电子束照射机构6是用于赋予覆盖材料固化能量的机构，可以用具有同样作用功能的红外线照射机构、紫外线照射机构、超声波照射机构替换。
本发明中，自封式充气轮胎T，可以使用上述图1的制造装置，经图2A～C的工序制造。
首先，如图2A那样，将硫化成型后的硫化过的充气轮胎T安装到轮胎支撑部2上，向轮胎空洞内插入密封材料用排出喷嘴4，倾注预先设定的规定量的密封材料。该倾注操作，可以在轮胎T静止状态下进行，但在旋转时倾注可以缩短密封材料的扩散时间。
如果在密封材料倾注后、或一边倾注一边使轮胎T高速旋转，则密封材料借助离心力沿胎面内面在轮胎宽度方向和轮胎圆周方向扩散展开，从而在轮胎内面形成厚度基本均匀的密封层11。作为充气轮胎T的旋转速度，如前所述，优选650～1800rpm。
对密封层11的厚度没有特殊限定，但优选2～8mm，更优选为3～7mm。厚度比2mm薄时，当遇到钉子等的扎刺时，难以切实地堵住孔洞，另外，厚度比8mm厚时，堵洞效果并没有改变，轮胎重量增加，没有好处。
接着使排出喷嘴4后退，然后如图2B所示，将覆盖材料用排出喷嘴5插入到轮胎空洞内，在密封层11的内侧表面倾注覆盖材料。该倾注操作可以在轮胎T旋转时进行，也可以在停止状态进行。
通过在密封层11上倾注覆盖材料之后高速旋转或一边倾注一边高速旋转，使得覆盖材料借助离心力沿轮胎宽度方向和轮胎圆周方向扩展成厚度基本均匀的覆盖片层12。此时的轮胎旋转速度可以与密封材料中的情况相同。
覆盖片层12的厚度是密封层11的厚度的1/5～1/2较好。通过使覆盖片层12的厚度是密封层11的厚度的1/5以上，可以抑制覆盖片层固化后密封层流动、分布不均匀。覆盖片层12的厚度比密封层11厚度的1/2厚时，上述效果饱和，而轮胎重量增加，没有好处。覆盖片层12的厚度优选为0.5～5mm，更优选为0.5～3mm。
在密封层11上层叠形成覆盖片层12之后，使排出喷嘴5后退，如图2C那样，通过在轮胎空洞内插入电子束照射机构6，一边旋转轮胎T一边照射电子束，可以使覆盖片层12固化。
之后使电子束照射机构后退，然后从旋转驱动装置1上卸下充气轮胎T，从而得到自封式充气轮胎。
Claims (7)
1.一种自封式充气轮胎的制造方法，向硫化成型后的充气轮胎的内面倾注粘液性密封材料，一边使所述充气轮胎围绕轮胎轴旋转，一边借助离心力使所述密封材料扩散成片状，形成密封层，然后向该密封层的内侧表面倾注由未固化的橡胶系材料或树脂系材料形成的覆盖材料，一边使所述充气轮胎围绕轮胎轴旋转，一边借助离心力使所述覆盖材料扩散成片状，形成覆盖片层，照射电子束、红外线、紫外线或超声波使该覆盖片层固化。
2.根据权利要求1所述的自封式充气轮胎的制造方法，所述充气轮胎的旋转速度为650～1800rpm。
3.根据权利要求1或2所述的自封式充气轮胎的制造方法，所述密封材料和覆盖材料的粘度是100～5000Pa·s。
4.根据权利要求1、2或3所述的自封式充气轮胎的制造方法，所述密封材料的比重比所述覆盖材料的比重大。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的自封式充气轮胎的制造方法，所述覆盖片层的厚度是所述密封层厚度的1/5～1/2。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的自封式充气轮胎的制造方法，先将倾注前的所述密封材料冻结粉碎成粉末状，再将该密封材料喷射倾注。
7.一种自封式充气轮胎的制造装置，设置有用于把持硫化成型后的充气轮胎、并使该充气轮胎以轮胎轴为中心旋转驱动的旋转驱动装置，在该旋转驱动装置把持的充气轮胎的侧部，以分别可以出入所述充气轮胎空洞部的方式设置有密封材料的排出喷嘴、覆盖材料的排出喷嘴、和用于照射电子束、红外线、紫外线或超声波的照射机构。
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