CN101965269A - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供可提高轮胎构成部件(1)的连接部(2)的耐久性以及轮胎的均匀性的充气轮胎及其制造方法。对于该充气轮胎，在轮胎构成部件(1)的连接部(2)被覆熔接有由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜(3)。且该充气轮胎的制造方法是：在轮胎成型鼓上将配置在内衬层(14)的连接部(2)和胎体层(13)的连接部(2)上的薄膜(3)进行加热，使构成薄膜(3)的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物热熔融。

Description

充气轮胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及充气轮胎及其制造方法，更详细地说，涉及可提高轮胎构成部件的连接部的耐久性的充气轮胎及其制造方法。

背景技术

一般而言，轮胎构成部件大多为片状，其端部彼此连接而将轮胎构成部件进行组装。这种连接部的接合方法，包括将轮胎构成部件的端部彼此相互重合的重叠方式和将轮胎构成部件的端部彼此对接的对接方式。

在这些轮胎构成部件中，内衬层、胎体层是通过在轮胎成型鼓上沿轮胎圆周方向配置、并将其轮胎圆周方向的端部彼此连接来形成的。因此，在使该成型体膨径的成型时的提升工序、使未硫化轮胎在硫化模具内膨径的硫化时的提升工序中，沿轮胎圆周方向向连接部施加大的剪切力。因此，对于内衬层、胎体层的连接部，如图6所示，可以采用将轮胎构成部件1的端部1a彼此相互重合的重叠方式。该端部1a彼此的重叠宽度x被设定为能够充分吸收由剪切力产生的偏差量的大小。

当该重叠宽度x较小时，对于充气压保持在高压的重载荷用充气轮胎，在胎肩部负有大的负荷。因此，胎肩部的胎体部件的连接部2发生开口，配置在胎体层内周侧的内衬橡胶、接合橡胶进入连接部2。这就是发生胎面胶破坏的所谓漏气故障的原因。

但是，当为了确保连接部2的粘接强度，而使端部1a彼此的重叠宽度x过大时，连接部2的刚性就会局部增大，因此轮胎旋转时的振动变大，轮胎的均一性(均匀性)恶化。因此，为了兼顾耐久性和均一性，端部1a彼此的重叠宽度x设定在何种程度成为重要课题。

为了解决该问题，提出了在胎体层等轮胎构成部件的端部，突出地形成厚度变薄至约1/2的耳橡胶，使该耳橡胶彼此重合而连接的提案(例如，参照专利文献1)。但是，在该提案的方法中，由于需要用于在端缘形成耳橡胶的工序，因此生产率下降。进而，在连接操作时薄质的耳橡胶易于产生弯曲，因此有在连接部包入空气、耐久性下降的问题。

专利文献1：日本特开2001-322403号公报

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供可提高轮胎构成部件连接部的耐久性的充气轮胎及其制造方法。本发明的另一目的是提供可以改善轮胎的均匀性、同时提高轮胎构成部件连接部的耐久性的充气轮胎及其制造方法。

用于实现上述目的的本发明的充气轮胎，包含下述构成：片状的轮胎构成部件沿轮胎圆周方向配置，并且其轮胎圆周方向的端部彼此连接，所述充气轮胎的特征在于，在上述轮胎构成部件的连接部被覆熔接有由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜。

进而，在上述构成中，优选以下(1)～(5)所述的构成。

(1)上述连接部以使上述端部彼此相互对接的对接方式构成，并且以跨越上述端部之间的表面的方式被覆上述薄膜。

(2)上述连接部以使上述端部彼此相互对接的对接方式构成，并且上述薄膜夹入上述端部之间。

(3)在上述薄膜的表面配置粘接层，使该粘接层面对上述轮胎构成部件。

(4)使硫化后的轮胎的上述薄膜的厚度为10～1500μm，并且使上述连接部中的上述薄膜相对轮胎圆周方向的总被覆宽度为20～150mm。

(5)使上述轮胎构成部件形成内衬层或胎体层。在该情况下，优选用丁基系橡胶组合物构成上述内衬层。

另外，本发明充气轮胎的制造方法的特征在于，在轮胎成型鼓上配置内衬层，并且在该内衬层的连接部被覆由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜，接着在上述内衬层的外周卷绕胎体层，并且在该胎体层的连接部以夹入由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜的方式对接接合，然后将上述内衬层的连接部和上述胎体层的连接部进行加热，使上述薄膜热熔融。

根据本发明的充气轮胎，由于在轮胎构成部件的连接部被覆熔接了由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜，因此连接部的接合强度可以通过该薄膜的被覆而提高，在轮胎成型时、轮胎硫化时的提升工序中，可抑制连接部的开口。此外，由于在熔接时，构成薄膜的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物流入连接部的空隙并进行填充，因此对于硫化后的轮胎，连接部的粘接强度被进一步加强，从而可以提高轮胎的耐久性。

并且，由于这样提高了连接部的粘接强度，因此可以使连接部以对接方式形成。即使对于连接部以重叠方式形成的情况，由于可使重叠宽度尽可能地小，因此可以改善轮胎的均匀性。

另外，根据本发明的充气轮胎的制造方法，在轮胎成型鼓上配置内衬层，所述内衬层的连接部被覆了由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜，在该内衬层的外周配置胎体层，所述胎体层的连接部以夹入由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜的方式对接接合，并且将内衬层的连接部和胎体层的连接部进行加热，使薄膜热熔融，因此在轮胎成型时的提升工序之前，可以通过热塑性树脂或热塑性弹性体组合物的热熔接使内衬层和胎体层的连接部的强度进一步坚固。因此即使对于轮胎成型时提升率高的轮胎，也可以切实地防止提升工序中的连接部的开口。

附图说明

图1是显示本发明实施方式的充气轮胎的一例的半剖面图。

图2是说明本发明实施方式的轮胎构成部件连接部的加热处理前或硫化前和加热处理后或硫化后的构造的局部剖面图。

图3A～图3E是分别显示本发明的其他实施方式的轮胎构成部件连接部的加热处理前或硫化前的构造的局部剖面图。

图4A和图4B是分别与本发明的其他实施方式的图3对应的局部剖面图。

图5A和图5B是分别显示本发明实施方式的薄膜与粘接层的叠层方式的局部剖面图。

图6是显示现有的轮胎构成部件连接部的构造的局部剖面图。

附图标记说明

1  轮胎构成部件

2  连接部

3  薄膜

4  粘接层

13 胎体层

14 内衬层

具体实施方式

以下，对于本发明的构成，参照附图进行详细地说明。

图1是显示本发明实施方式的一例充气轮胎在硫化后的轮胎的状态的半剖面图。

在图1中，10为胎面部，11为胎侧部，12为胎圈部。在轮胎的内侧，胎体层13从胎面部10分别经过左右的胎侧部11延长至胎圈部12。该胎体层13以分别在胎圈部12将两端部折回的方式配置。在该胎体层13的内侧设置有作为防透气层的内衬层14。另外，在该胎体层13的外周侧设置有2层带束层15。

在上述轮胎构成部件中，胎体层13以在多条胎体帘线上被覆涂敷橡胶的方式构成，所述胎体帘线在与轮胎圆周方向大致正交的方向上排列。内衬层14由丁基系橡胶组合物的橡胶片构成。这些轮胎构成部件，分别以1张或多张片状材料沿轮胎圆周方向排列，并且以轮胎圆周方向的端部彼此相互连接的方式构成。并且，如以下说明的那样，该连接部以被覆熔接由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜的方式构成。

图2显示本发明实施方式的轮胎构成部件的连接部的构造。图2中的上一幅图显示加热处理前或硫化前的状态。图2中的下一幅图显示加热处理后或硫化后的状态。即，对于本发明的充气轮胎，如图2中的上一幅图所示，轮胎构成部件1、1的连接部2通过由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜3被覆。如图2中的下一幅图所示，该薄膜3通过连接部2的加热处理或硫化操作而熔融。薄膜3熔融后的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物流入连接部2的空隙，并填充该空隙，由此轮胎构成部件1、1的端部彼此热熔接。

并且，图2中的上一幅图的实施方式显示出轮胎构成部件1的连接部2的接合方式为轮胎构成部件1、1的端部彼此相互对接的对接方式的情况。但是，对于本发明的充气轮胎，还有连接部2的接合方式为如图4A所示的重叠方式的情况。

本发明的充气轮胎如下述那样，通过在轮胎成型鼓上，在轮胎构成部件1的连接部2上被覆薄膜3，可以提高连接部2的接合强度，抑制轮胎成型时提升工序中的连接部2的开口。因此，优选在该提升工序之前，通过预先在轮胎成型鼓上加热连接部2，而将热塑性树脂或热塑性弹性体组合物熔融，使轮胎构成部件1的端部彼此熔接。由此，即使对于提升率高的轮胎，也可以切实地抑制轮胎成型时的提升工序中的连接部2的开口。

而且，由于这样提高了连接部2的粘接强度，因此连接部2可以以对接方式形成。此外，即使对于连接部2以重叠方式形成的情况，由于可使重叠宽度x尽可能地小，因此可以改善轮胎的均匀性。

在本发明中，对连接部2中薄膜3的被覆方式没有特别地限定。如上述那样，如图2中的上一幅图和图4A所示，除了以跨越轮胎构成部件1的端部之间的一侧的表面的方式被覆以外，也可以如图3A和图4B所示，以跨越轮胎构成部件1的端部之间的两侧的表面的方式被覆。另外，如图3B所例举的那样，使轮胎构成部件1的端部形成锥面，可以将这些锥面呈对面设置。

此外，连接部2以使轮胎构成部件1的端部彼此相互对接的对接方式形成，而且如图3C～图3E所例示，也可以将薄膜3夹入端部之间。由此，可以进一步提高连接部2的粘接强度。

作为构成上述薄膜3的热塑性树脂，可以优选使用例如聚酰胺系树脂〔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(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〕和它们的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共聚物的甲氧基甲基化物、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(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEI)、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〕，聚乙烯系树脂〔例如，乙酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚偏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、1，1-二氯乙烯/丙烯腈共聚物(ETFE)〕，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(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯氟乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/乙烯共聚物〕，酰亚胺系树脂〔例如，芳香族聚酰亚胺(PI)〕等。

另外，本发明中使用的热塑性弹性体组合物可以将上述热塑性树脂与弹性体进行掺混来构成。

作为构成热塑性弹性体组合物的弹性体，可以优选使用例如，二烯系橡胶及其氢化物〔例如，天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、环氧化天然橡胶、丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR、高顺式BR和低顺式BR)、丁腈橡胶(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或二烯系单体共聚物、丙烯酸橡胶(ACM)、离聚物〕，含卤素橡胶〔例如，Br-IIR、CI-IIR、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物的溴化物(Br-IPMS)、氯丁橡胶(CR)、氯醚橡胶(CHR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氯化聚乙烯橡胶(CM)、马来酸改性氯化聚乙烯橡胶(M-CM)〕，硅橡胶〔例如，甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶〕，含硫橡胶〔例如，聚硫橡胶〕，氟橡胶〔例如，1，1-二氟乙烯系橡胶、含氟乙烯醚系橡胶、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、酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酰胺系弹性体〕等。

当上述特定的热塑性树脂与弹性体的相容性不同时，可以使用适当的相容剂作为第3成分而使两者相容。通过在掺混体系中混合相容剂，热塑性树脂与弹性体的表面张力降低，其结果是，形成分散层的橡胶粒径变得微细，从而可以更有效地发挥两成分的特性。作为这样的相容剂，一般可以采用具有热塑性树脂和弹性体这两者或一者的结构的共聚物、或者具有可以与热塑性树脂或弹性体反应的环氧基、羰基、卤素基、氨基、

唑啉基、羟基等的共聚物的结构。这些相容剂只要根据混合的热塑性树脂和弹性体的种类来选定即可，通常使用的相容剂可以列举苯乙烯/乙烯·丁烯嵌段共聚物(SEBS)及其马来酸改性物、EPDM、EPM、EPDM/苯乙烯或EPDM/丙烯腈接枝共聚物及其马来酸改性物、苯乙烯/马来酸共聚物、反应性酚噻

(フェノキシン)等。对上述相容剂的配合量没有特别地限定，优选相对于100重量份聚合物成分(热塑性树脂和弹性体的合计量)为0.5～10重量份。

在热塑性弹性体组合物中，对特定的热塑性树脂与弹性体的组成比没有特别地限定。只要按照形成弹性体作为不连续相分散在热塑性树脂的基质中的结构那样进行适当确定即可。该组成比的优选范围以重量比计为90/10～30/70。

在本发明中，在不损害作为薄膜3的必要特性的范围下，可以在构成薄膜3的热塑性树脂和热塑性弹性体组合物中混合上述相容剂等其他聚合物。混合其他聚合物的目的有改良热塑性树脂与弹性体的相容性、改善材料的成型加工性、提高耐热性和降低成本等，作为在其中使用的材料，可以列举例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS、SBS、或聚碳酸酯(PC)等。另外，只要不损害作为薄膜3的必要特性，也可以任意地配合一般在聚合物配合物中配合的填充剂(碳酸钙、氧化钛、和氧化铝等)、炭黑、白炭黑等增强剂、软化剂、增塑剂、加工助剂、颜料、染料、和抗老化剂等。

在本发明中，为了使薄膜3与轮胎构成部件1的粘接性牢固，优选如图5A所示，在薄膜3的一面配置粘接层4，并使该粘接层4面对轮胎构成部件1。优选粘接层4的材料每次都根据轮胎构成部件1的种类而选定。

此外，为了使薄膜3与周围的橡胶的粘接性牢固，也可以如图5B所示，在薄膜3的两面配置粘接层4。由此，可以进一步强化连接部2的粘接强度。

对于本发明的充气轮胎，优选进行调节，以使在硫化后的轮胎中，薄膜3的厚度为10～1500μm、优选为500～1000μm。进而，优选进行调节，以使连接部2中的薄膜3的总被覆宽度w(覆盖上表面和下表面的最大宽度)为20～150mm、优选为30～60mm。如果薄膜3的厚度小于10μm，则连接部2的粘接强度变得不足。如果薄膜3的厚度大于1500μm，则不能充分得到轮胎均匀性的改善效果。另外，如果薄膜3的总被覆宽度w小于20mm，则与上述同样，连接部2的强度变得不足。如果薄膜3的总被覆宽度w大于150mm，则不能充分得到轮胎均匀性的改善效果。

另外，在本发明的充气轮胎中，优选对于内衬层14和胎体层13应用本发明，所述内衬层14和胎体层13的轮胎构成部件1中的连接部2在轮胎成型时的提升工序中承受最大的剪切力。因此，对于本发明的充气轮胎，优选至少在内衬层14和胎体层13的连接部2上被覆由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜3。

此外，本发明优选用于在内衬层14中使用了丁基系橡胶组合物的充气轮胎。其理由是：丁基系橡胶组合物与普遍使用的二烯系橡胶组合物相比，粘接性差，因此对于在内衬层14中使用了丁基系橡胶组合物的轮胎，连接部2易于开口，因而通过应用本发明，可以抑制内衬层14的连接部2的开口，显著地表现出耐久性的提高效果。

另外，本发明可以优选用于在内衬层14中使用了热塑性树脂或热塑性弹性体组合物的充气轮胎。其理由是：对于本发明的充气轮胎，由于在胎体层13的连接部2配置了由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜3，因此通过用与构成内衬层14的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物同质的材料来构成该薄膜3的材料，可使胎体层13的连接部2与内衬层14熔接，确保连接部2的牢固的粘接力。

另外，如上所述，对于连接部2的轮胎故障，轮胎成型时提升率大的轮胎或充气压高的轮胎有更显著的表现。因此，当将本发明应用于卡车或公共汽车等重载荷用的充气轮胎时，可以发挥特别优异的效果。

本发明充气轮胎的制造方法的特征在于，在轮胎成型鼓上配置内衬层14，并且在内衬层14的连接部2被覆由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜3，接着在内衬层14的外周卷绕胎体层13，并且在胎体层13的连接部2以夹入由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜3的方式对接接合，然后将内衬层14的连接部2和胎体层13的连接部2进行加热，使薄膜3热熔融。

由此，在轮胎成型时的提升工序之前，可以通过热塑性树脂或热塑性弹性体组合物的热熔接使内衬层14和胎体层13的连接部2的强度进一步牢固，因此即使对于提升率高的轮胎，也可以切实地防止提升工序中的连接部2的开口。

因此，胎体层13的连接部2的对接间隔为1mm左右，即使胎体层13的连接部2的重叠宽度x为1～2mm左右，在轮胎成型时的提升工序中也可以切实地防止连接部2的开口。特别地，当利用热塑性树脂或热塑性弹性体组合物构成内衬层14时，内衬层14和胎体层13的连接部更为牢固地一体化，因此可以进一步提高耐久性。

实施例

使轮胎尺寸为275/80R22.5，轮胎构造如图1所示，并使除胎体层13以外的其它全部方式均通用，胎体层13的连接部2的构造、薄膜3的总被覆宽度w、薄膜3表面的粘接层的有无、轮胎成型时薄膜3的热熔融的有无分别如表1所示的那样有所不同，从而分别制造在连接部2没有配置薄膜3的现有轮胎(现有例)、和在连接部2上配置了薄膜3的本发明轮胎(实施例1～7)。并且，在各轮胎的内衬层14中使用了丁基橡胶。在本发明轮胎的薄膜3中使用了包含尼龙6/66与Br-IPMS的掺混物的热塑性弹性体组合物。该薄膜3的厚度为700μm。

对于这8种轮胎，利用以下的试验方法进行胎体层连接部的开口状况(以下，称为连接部的开孔)、均匀性和耐久性的评价。作为其评价结果，采用以现有例为100的指数在表1中示出。数值越大，表示越优异。

〔连接部的开孔的评价〕

对于各轮胎，通过目测来观察胎体层连接部的开口状况(发生个数和大小)。以其结果来评价连接部的开孔。

〔均匀性的评价〕

将各轮胎组装在轮辋上(轮辋尺寸：22.5×7.50)，并且填充900kPa的气压，按照JASO C607来测定均匀性(RFV)。以其结果来评价均匀性。

〔耐久性的评价〕

将各轮胎组装在轮辋上(轮辋尺寸：22.5×7.50)，并且填充900kPa的气压。使用室内转鼓试验机(转鼓直径：1707mm)，在载荷荷重为47.36kN，速度为45km/h的条件下行驶，直至胎肩部发生漏气故障。用该行驶距离来评价耐久性。

[表1]

由表1可知，本发明轮胎与现有轮胎相比，在连接部的开孔被抑制的同时，均匀性和耐久性得到提高。

Claims (8)

1.一种充气轮胎，包含下述构成：片状的轮胎构成部件沿轮胎圆周方向配置，并且其轮胎圆周方向的端部彼此连接，

在所述轮胎构成部件的连接部被覆熔接有由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，所述连接部以使所述端部彼此相互对接的对接方式构成，所述薄膜跨越所述端部之间的表面。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，所述连接部以使所述端部彼此相互对接的对接方式构成，所述薄膜夹入所述端部之间。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，在所述薄膜的表面配置粘接层，该粘接层以面对所述轮胎构成部件的方式配置。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，硫化后的轮胎的所述薄膜的厚度为10～1500μm，且所述连接部中的所述薄膜相对轮胎圆周方向的总被覆宽度为20～150mm。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，所述轮胎构成部件是内衬层或胎体层。

7.根据权利要求6所述的充气轮胎，所述内衬层包含丁基系橡胶组合物。

8.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于，在轮胎成型鼓上配置内衬层，并且在该内衬层的连接部被覆由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜，接着在所述内衬层的外周卷绕胎体层，并且使该胎体层的连接部以夹入由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物形成的薄膜的方式对接接合，然后对所述内衬层的连接部和所述胎体层的连接部进行加热，使所述薄膜热熔融。

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