CN101903149A - 充气轮胎的制造方法 - Google Patents
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Abstract
在由多个分割体2构成的圆筒状刚性内模1的整个外周面上配置的、由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的膜12上叠层胎体层13等轮胎构成部件，成型生胎G，将该生胎G和刚性内模1一起配置在硫化模具的内部，然后加热到预定温度，从内周侧对膜12施压使之膨胀，使生胎G硫化，由此向硫化模具的内周面按压轮胎构成部件的未硫化橡胶，并使其沿着圆周方向流动，从而可以矫正轮胎构成部件的体积不均衡，使发挥气囊作用的膜12附着在轮胎内周面上并接合，变成轮胎的内层。
Description
技术领域
本发明涉及充气轮胎的制造方法，更详细地说，涉及可以有效制造重量轻且具有防透气性能优异的内层，一致性优异的充气轮胎的充气轮胎制造方法。
背景技术
现已提出了各种通过在金属制刚性内模的外周面上成型生胎，然后将成型的生胎和刚性内模一起配置在硫化模具的内部进行硫化，从而制造充气轮胎的方法(例如，参照专利文献1、2)。根据使用这样的刚性内模的制造方法，不需要以往使用的橡胶制气囊，可以省略将成型的生胎从成型鼓上取下等工序。此外，与使用气囊制造的情况相比，具有可以使硫化后的轮胎内周面以高精度形成预定形状的优点。
但由于在硫化中仅仅介由硫化模具从外侧按压生胎，所以作用在生胎内周面上的按压力小。因此例如，如果轮胎内周面上的轮胎构成部件的体积上有不均衡(unevenness)，则难以充分矫正该不均衡，在提高硫化后的轮胎的一致性方面存在限制。
此外，如果生胎的内周面被按压到刚性内模的外周面上，则在硫化后的轮胎的内周面上会残留有构成刚性内模的分割体之间的间隙痕迹，存在外观品质降低的问题。
此外，生胎的内层(最内周面)主要使用丁基橡胶，为了使该内层与刚性内模的外周面容易剥离，需要涂布剥离剂等的额外操作。
进而由丁基橡胶形成的内层，为了确保充分的防透气性能而需要具有一定的厚度，所以不利于轮胎轻量化。因此需要防透气性能优异且重量轻的内层。
专利文献1：日本特开2001-88143号公报
专利文献2：日本特开2003-340824号公报
发明内容
本发明的目的在于提供可以有效制造重量轻且具有防透气性能优异的内层，一致性优异的充气轮胎的制造方法。
实现上述目的的本发明的充气轮胎的制造方法，其特征在于，在由多个分割体构成的圆筒状刚性内模的外周面上配置的膜上叠层轮胎构成部件，成型生胎，将该生胎和刚性内模一起配置在设置在硫化装置中的硫化模具的内部，然后将所述刚性内模和硫化模具加热到预定温度，从内周侧对所述膜施压使之膨胀，使生胎硫化，并且使该膜附着在轮胎内周面上并接合，然后将硫化后的轮胎从硫化装置中取出，从该硫化后的轮胎中取出刚性内模，其中，所述膜是由热塑性树脂形成的，或是由热塑性树脂与弹性体混合而成的热塑性弹性体组合物形成的。
其中，还可以将上述膜预先成型为筒状，将该筒状膜外插在上述刚性内模上，从而配置在刚性内模的外周面上。此外，还可以一边将空气从上述硫化模具的内部吸引到外部，一边使配置在硫化模具内部的生胎硫化。通过例如电热体将上述刚性内模和硫化模具加热到预定温度。
本发明的充气轮胎的制造方法，在由多个分割体构成的圆筒状刚性内模的外周面上配置的、由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的膜上叠层轮胎构成部件，成型生胎，将该生胎和刚性内模一起配置在被设置在硫化装置中的硫化模具的内部，然后将所述刚性内模和硫化模具加热到预定温度，从内周侧对所述膜施压使之膨胀，使生胎硫化，由此向硫化模具的内周面按压轮胎构成部件的未硫化橡胶，并使其沿着圆周方向流动，所以如果轮胎构成部件的体积不均衡，则可以矫正该不均衡。由此可以提高制造的轮胎的一致性。
这样，膜发挥了以往的气囊的作用，同时在生胎硫化时，膜附着在轮胎内周面上并接合，成为轮胎的内层。由于该膜由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成，所以与由丁基橡胶形成的以往的内层相比，重量轻，且气体阻挡性良好，制造出的轮胎重量轻，且具有优异的防透气性能。
此外，由于将成型的生胎与刚性内模一起设置在硫化模具的内部，所以不需要以往那样的将生胎从成型鼓上取下的操作，容易将生胎配置在硫化模具内部的预定位置。进而作为内层的膜可发挥轮胎内周面和刚性内模外周面之间的剥离材料的作用，所以不需要涂布剥离剂等的额外操作。这样就可以减少工序数目，提高生产性。
附图说明
图1是本发明使用的刚性内模的主视图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是用于例示将膜配置在图1的刚性内模的外周面上的状态的上半部分纵剖面图。
图4是用于例示在图1的刚性内模的外周面上成型生胎的状态的上半部分纵剖面图。
图5是用于例示图4的生胎硫化时的状态的纵剖面图。
图6是图5的B-B剖面图。
图7是图6的局部放大图。
图8是用于例示从硫化后的轮胎中取出刚性内模的工序的上半部分纵剖面图。
图9是用于例示图8的下一个工序的上半部分纵剖面图。
图10是用于例示本发明制造的充气轮胎的子午线半剖面图。
附图标记说明
1刚性内模
2分割体
7硫化装置
8a弧部
8b侧片
9背段
11充气轮胎
12膜
13胎体层
G生胎
具体实施方式
下面，基于图中所示的实施方式来说明本发明的充气轮胎的制造方法。此外，对同一部件在硫化前和硫化后使用相同符号。
图10例示出了本发明制造的充气轮胎11。该充气轮胎11在一对胎圈部14之间架设了胎体层13，胎体层13夹着胎圈填胶16、围绕胎圈芯15的周围从内侧折到外侧。在胎体层13的内周侧作为防止空气透过的内层设置了膜12。在胎体层13的外周侧设置了构成胎侧部17的橡胶部件和构成胎面部19的橡胶部件。
在胎面部19的胎体层13的外周侧上以遍及轮胎圆周方向的整个圆周的方式设置了带束层18。构成带束层18的增强帘线相对于轮胎圆周方向倾斜配置，且叠层的上下带束层18以增强帘线彼此交叉的方式配置。通过本发明制造的充气轮胎1并不限于图10的结构，也可以在制造其他结构的充气轮胎时使用。
该充气轮胎11结构上的重大特征是，内层从以往的丁基橡胶替换成膜12。膜12的厚度为例如0.005～0.2mm。
本发明所使用的膜12是由热塑性树脂或在热塑性树脂中混合了弹性体的热塑性弹性体组合物构成的。
作为热塑性树脂，可以列举例如，聚酰胺系树脂[例如，尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙46(N46)、尼龙11(N11)、尼龙12(N12)、尼龙610(N610)、尼龙612(N612)、尼龙6/66共聚物(N6/66)、尼龙6/66/610共聚物(N6/66/610)、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]、聚酯系树脂[例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEI)、聚对苯二甲酸丁二醇酯/1，4-丁二醇共聚物、PET/PEI共聚物、聚芳酯(PAR)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、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(AS)、甲基丙烯腈/苯乙烯共聚物、甲基丙烯腈/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(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯/丙烯酸甲酯树脂(EMA)]、聚乙烯基系树脂[例如，乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚1，1-二氯乙烯(PDVC)、聚氯乙烯(PVC)、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]、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1，1-二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、四氯乙烯/乙烯共聚物(ETFE)]，酰亚胺系树脂[例如芳香族聚酰亚胺(PI)]等。
作为弹性体，可以列举例如，二烯系橡胶及其氢化物[例如，NR、IR、环氧化天然橡胶、SBR、BR(高顺式BR和低顺式BR)、NBR、氢化NBR、氢化SBR]、烯烃系橡胶[例如，乙丙橡胶(EPDM，EPM)、马来酸改性乙丙橡胶(M-EPM)]、丁基橡胶(IIR)、异丁烯与芳香族乙烯基化合物或二烯系单体的共聚物、丙烯酸橡胶(ACM)、离聚物、含卤素橡胶[例如，Br-IIR、Cl-IIR、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物的溴化物(Br-IPMS)、氯丁二烯橡胶(CR)、氯醚橡胶(CHC、CHR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氯化聚乙烯(CM)、马来酸改性氯化聚乙烯(M-CM)]、有机硅橡胶[例如，甲基乙烯基硅氧烷橡胶、二甲基硅氧烷橡胶、甲基苯基乙烯基硅氧烷橡胶]、含硫橡胶[例如聚硫醚橡胶]、氟橡胶[例如，1，1-二氟乙烯系橡胶、含氟乙烯基醚系橡胶、四氟乙烯-丙烯系橡胶、含氟硅系橡胶、含氟磷腈系橡胶]、热塑性弹性体[例如，苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酰胺系弹性体]等。
本发明所使用的热塑性弹性体组合物中，热塑性树脂成分(A)与弹性体成分(B)的重量比要根据膜的厚度、柔软性的平衡来适当确定。例如，热塑性树脂成分(A)的重量相对于热塑性树脂成分(A)和弹性体成分(B)的总重量的比例优选为10～90％，更优选为20～85％。
本发明使用的热塑性弹性体组合物中，作为除上述必需成分(A)和(B)之外的第三成分，可以混合增容剂等其它聚合物和配合剂。混合其它聚合物的目的是为了改良热塑性树脂成分与弹性体成分的相容性、为了改进材料的膜成型加工性、为了提高耐热性、为了降低成本等，作为其中所使用的材料，可列举例如，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、SBS、聚碳酸酯等。
由上述热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的膜12，由于高分子链的面取向性优异而具有良好的气体阻挡性。这样该充气轮胎11，由于使用气体阻挡性比丁基橡胶优异的膜12作为内层，所以可以得到比以往的充气轮胎优异的防透气性能。
并且以往的由丁基橡胶形成内层的厚度为例如0.5～5.0mm，但该膜12的厚度为0.005～0.2mm左右。因此，可以使内层大幅轻量化，大大促进充气轮胎11的轻量化。
下面对该充气轮胎11的制造方法进行说明。本发明使用图1、图2所例示那样的刚性内模1。该圆筒状刚性内模1由在圆周方向上被分割成多个的分割体2构成。分割体2进而以在宽度方向上将圆筒圆周面分割为2部分的方式构成。作为刚性内模1的材料，可以例示出铝、铝合金等的金属。
这些分割体2介由旋转机构3固定在对向配置的圆盘状支撑片5a、5b的边缘部，形成圆筒状。即将圆筒圆周面在宽度方向上分割成2部分的一侧分割体2沿着对向配置的支撑片5a、5b中的一侧支撑片5a的边缘部被配置成环状，将圆筒圆周面在宽度方向上分割成2部分的另一侧分割体2沿着另一侧的支撑片5b的边缘部配置成环状。
对向配置的支撑片5a、5b的圆中心位置以贯穿中心轴4的方式固定。中心轴4和一对支撑片5a、5b介由固定在中心轴4的外周面上的支撑肋6固定在一起。
这样由形成圆筒状的多个分割体2构成的刚性内模1如后面所述那样，各分割体2以旋转机构3为转动中心，以径向扩大和径向缩小的方式移动。
为了成型生胎G，通过轴支撑中心轴4将该形成圆筒状的刚性内模1安装在成型装置等中。这里，如图3所例示的那样，以覆盖刚性内模1的整个外周面的方式配置膜12。例如，将带状的膜12以缠绕在刚性内模1的外周面上的方式配置在刚性内模1的外周面上。或者将膜12预先成型为筒状，再将该筒状膜12外插到刚性内模1上，从而配置在刚性内模1的外周面上。
接着，如图4所例示的那样，在膜12上叠层胎体层13、胎圈芯15、胎圈填胶16、胎侧部17的橡胶部件、带束层18、胎面部19的橡胶部件等轮胎构成部件而成型生胎G。将胎体层13围绕胎圈芯15的周围折回等成型方法以与以往同样的方式进行。在生胎G的成型中，还可以加热或冷却使膜12适当收缩。
接着，如图5所例示的那样，将已成型的生胎G和刚性内模1一起配置在被设置在硫化装置7中的硫化模具的内部的预定位置。该硫化模具由在轮胎圆周方向被分割成多个的弧部8a、和上下的环状侧片8b构成。
在载置各弧部8a的下部壳体7b上固定有下侧的侧片8b，在弧部8a的背面上安装了具有倾斜面的背段9。上部壳体7a上固定有具有倾斜面的引导部件10和上侧的侧片8b。
将保持有生胎G的刚性内模1的中心轴4的下端部插入到下部壳体7b的中心孔中，然后使上部壳体7a向下移动。在向下移动的同时，向下移动的引导部件10的倾斜面与背段9的倾斜面抵接，随着引导部件10向下移动，背段9和弧部8a一起慢慢地向中心轴4移动。即处于径向扩大状态的各弧部8a以径向缩小的方式移动而组成环状。并且，在组成环状后的弧部8a的上侧的内周缘部上配置了向下移动来的上侧侧片8b。中心轴4的上端部变成插入到上部壳体7a的中心孔的状态。
这样，由于成型后的生胎G和刚性内模1一起被设置在硫化模具的内部，所以不需要象以往那样从成型鼓上取下生胎G的操作，省略了工序。此外，由于上部壳体7a、下部壳体7b的中心孔以预定的精度形成，所以仅通过插入刚性内模1的中心轴4就可以确定位置，可以容易地以较高的精度将生胎G配置在成型模具内部的预定位置。由此可以提高生产性，有效制造充气轮胎11。
然后，如图6所例示的那样，将刚性内模1和硫化模具加热到预定温度，通过从膜12的内周侧供给空气a来施压，使膜12呈膨胀状态，使生胎G硫化。如图7所例示的那样，从相邻的分割体2之间的缝隙喷出的空气a进入到分割体2的外周面和膜12的内周面之间。
由此，将轮胎构成部件中的未硫化橡胶向弧部(硫化模具)8a的内周面按压，与此相伴，使之沿着弧部8a的圆周方向流动。因此，即使生胎G的轮胎构成部件的体积不均衡，也可以矫正该不均衡，可以提高制造的充气轮胎11的一致性。
此外，通过从膜12的内周侧供给空气a来施压，可以在各弧部8a和上下侧片8b的组装后进行，也可以在组装之前进行一定程度施压，还可以一边组装一边施压。
这样，使发挥以往的气囊作用的膜12在生胎G硫化的同时附着在轮胎内周面上并接合，从而制造出以膜12作为内层的充气轮胎11。为了使膜12和轮胎内周面的接合力更加牢固，还可以预先在膜12的外周面上设置接合层。本发明不使用以往的气囊，不需要气囊的维护，所以有利于提高生产性。
可以借助各种热源进行刚性内模1和硫化模具的加热，例如，可以使用埋设在刚性内模1和硫化模具内的电热体。通过电热体来加热可以精密控制温度。此外，还可以在刚性内模1上设置冷却装置。
在该硫化工序中，将生胎G的外周面成型出由弧部8a所确定的形状，通过膨胀的膜12而在内周面上附着膜12，从而成型。因此，不会象以往的使用橡胶制的气囊的制造方法和在刚性内模的外周面上按压生胎的制造方法那样在硫化后的充气轮胎的内周面上残留不需要的痕迹，可以形成光滑的表面，所以提高了外观品质。
此外，还可以强制将空气从硫化模具的内部吸引到外部，例如，使用真空泵来抽真空，在负压状态下使生胎G硫化。由此可以除去叠层的轮胎构成部件间的空气和轮胎构成部件(橡胶部件)中的空气，所以可以防止由于制造出的充气轮胎11中进入空气而造成的不良情况，可以提高品质。
然后将已硫化的充气轮胎11与刚性内模1一起从硫化装置7中取出，接着从该已硫化的充气轮胎11中取出刚性内模1。取出刚性内模1时，首先如图8所例示的那样，在刚性内模1的宽度方向两侧，分别保持各分割体2的旋转机构3，分别解除旋转机构3和支撑片5a、5b之间的卡合。在此状态下将一支撑片5a从中心轴4上取下，将该支撑片5a、和固定有旋转轴4的另一支撑片5b向已硫化的充气轮胎11的外侧移动。
然后如图9所例示的那样，将宽度方向一方侧(图9中的右侧)的分割体2以旋转机构3为中心，以使圆筒状刚性内模1径向缩小的方式向轮胎内侧转动。然后，将宽度方向另一侧(图9中的左侧)的分割体2以旋转机构3为中心，以使圆筒状刚性内模1径向缩小的方式向轮胎内侧转动。这样使分割体2向轮胎内侧转动之后，将其向充气轮胎11的外侧移动并取下。
由于膜12容易从分割体2上剥离，所以与以丁基橡胶作为内层的充气轮胎相比，可以顺利地取下刚性内模1。由于该膜12的优异的剥离性，所以不需要在轮胎内周面和刚性内模1(分割体2)之间涂布剥离剂等的额外操作，对提高生产性更加有利。
此外在将刚性内模1组装成圆筒状时，只要进行与图8、图9所例示的拆分刚性内模1的步骤相反的步骤即可。
如上所述，本发明巧妙地利用了由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的膜12，使其发挥气囊、轮胎的内层、与刚性内模1(分割体2)的剥离材料的功能。由此可以有效制造重量轻且具有优异的防透气性能的内层、一致性优异的充气轮胎11。
上述实施方式以制造子午线轮胎的情况进行了举例，但本发明也可以在制造斜交轮胎的情况中使用。
Claims (4)
1.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于，在配置在由多个分割体构成的圆筒状刚性内模的外周面上的膜上叠层轮胎构成部件，成型生胎，将该生胎和刚性内模一起配置在设置在硫化装置中的硫化模具的内部，然后将所述刚性内模和硫化模具加热到预定温度，从内周侧对所述膜施压使之膨胀，使生胎硫化，并且使该膜附着在轮胎内周面上并接合，然后将硫化后的轮胎从硫化装置中取出，从该硫化后的轮胎中取出刚性内模，其中，所述膜是由热塑性树脂形成的，或是由热塑性树脂与弹性体混合而成的热塑性弹性体组合物形成的。
2.如权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，预先将所述膜成型为筒状，然后将该筒状膜外插在所述刚性内模上，从而配置在刚性内模的外周面上。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，一边将空气从所述硫化模具的内部吸引到外部，一边使配置在硫化模具内部的生胎硫化。
4.如权利要求1～3的任一项所述的充气轮胎的制造方法，通过电热体将所述刚性内模和硫化模具加热到预定温度。
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