CN103831918B - 充气轮胎的制造方法及充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种通过使硫化温度条件最佳化来兼顾耗油性能和湿地制动性能的充气轮胎及其制造方法。解决方法为，本发明的充气轮胎的制造方法包含硫化工艺，当将所述硫化工艺中的所述胎面部的外表面的温度设定成To（℃）、将所述胎侧部的外表面的温度设定成So（℃）时，满足To/So＝1.00‑1.10（1），并且，当将所述胎面部的内表面的温度设成Ti（℃）时，满足To/Ti＝0.70‑0.90（2）。

Description

充气轮胎的制造方法及充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种包含将未硫化的生胎在模具内加热硫化的硫化工艺的充气轮胎的制造方法，该未硫化的生胎具备：一对胎圈部；胎侧部，其从各胎圈部向轮胎径向外侧延伸；胎面部，其与各胎侧部的轮胎径向外侧端连接而构成踏面。

背景技术

近年来，随着对环境保护意识的提高，对低耗油轮胎的需要有增加的趋势，因此提出了用于降低滚动阻力的各种方法。特别是，公知的有对胎面橡胶混合了高比率的二氧化硅的轮胎，这种轮胎能降低充气轮胎的滚动阻力，进而能提高耗油性能。

此外，充气轮胎的低耗油性能与在硫化时赋予胎面表面的热量有关联，通过抑制该热量，能够改善低耗油性能。然而，近年的轮胎市场上，不局限在低耗油性能上，还要求兼顾湿地制动性能。不过，低耗油性能与湿地制动性能之间存在二律背反的关系，事实是难以兼顾二者的。

下述专利文献1中记载了通过如下的充气轮胎的制造方法来制造降低滚动阻力的充气轮胎的技术，该充气轮胎的制造方法包括加热工艺，该加热工艺由内侧加热和外侧加热构成，其中，内侧加热为将生胎装填在模具内，在生胎的轮胎内腔填充高温的加热介质，并从轮胎内腔侧加热生胎，外侧加热为加热模具而从轮胎外面侧加热生胎；在该加热工艺中，进行将模具温度控制在140-165℃范围的模具温度控制。

此外，下述专利文献2中记载了如下的充气轮胎的制造方法，即：将未硫化轮胎的胎面部的轮胎外面的硫化温度设定在130℃-170℃的范围，将未硫化轮胎的胎面部的轮胎内面的硫化温度设定为轮胎外面的硫化温度的55％-95％的范围。该专利文献中记载的技术是要求提高侧面刚性和驾驶稳定性的赛车轮胎的特有的课题，即:防止增大侧面刚性结果所产生的、位于胎面部和胎侧部边界的区域内的胎体帘线的断裂，从而提高耐久性。

此外，下述专利文献3中记载了如下技术，即：在蒸汽硫化方法等中，硫化过程中凝结的蒸汽作为液态冷凝水滞留于轮胎下方侧等，由此导致在轮胎的内面侧的上方侧和下方侧发生温度不匀，从而助长了妨碍最佳硫化等的轮胎性能的降低，为了改善该情况，使轮胎硫化时的内模具的内成形面部温度在各个区域不同而硫化轮胎。

此外，下述专利文献4中记载了如下技术，即：为了生产效率良好地引出充气轮胎的每个部位的性能，用与硫化时的胎面和胎侧等各部位的构成配料相对应的不同的硫化温度来分别进行硫化的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-42561号公报

专利文献2：日本特开2012-158232号公报

专利文献3：日本特开2000-43048号公报

专利文献4：日本特开平2-223409号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，上述各个现有技术中存在如下问题。即，对专利文献1中记载的技术而言，不过是为了谋求胶带用帘布的顶覆橡胶的交联密度的增加和均匀化而调整硫化模具的温度、即轮胎外表面的温度，并不是着眼于轮胎内表面温度或胎侧外表面温度等。

另外，对专利文献2中记载的技术而言，其是为了解决赛车轮胎的特有课题的技术，通过将帘布层设置成斜裁角构造来提高胎侧的刚性，但对胎侧的硫化温度等既未记载也未启示。

另外，对专利文献3中记载的技术而言，由于将轮胎内表面的硫化温度和轮胎外表面的硫化温度设定为大致相等，因此试图通过抑制胎侧的硫化温度来防止过硫化，但未提高低耗油性能。

而且，对专利文献4中记载的技术而言，由于主要把重点只放在了硫化时的轮胎外表面的温度调整，因此对轮胎的内表面的硫化条件等既未记载也未启示。

本发明是鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于，提供一种通过使硫化温度条件最佳化来兼顾耗油性能和湿地制动性能的充气轮胎及其制造方法。

解决课题的方法

本发明人对用于兼顾充气轮胎的耗油性能和湿地制动性能的硫化条件，经过反复的精心研究，发现：(1)将硫化工艺中的胎面部的外表面的温度和胎侧部的外表面的温度设定在特定的范围内，且(2)通过将胎面部的外表面的温度和胎面部的内表面的温度设定在特定的范围内，即将硫化工艺中的胎面部的外表面的温度、胎侧部的外表面的温度、以及胎面部的内表面的温度设定成一体的不可分割的关系，由此能够更均衡地兼顾低耗油性能和湿地制动性能。本发明是基于上述发现而做出的，具备如下结构。

即，本发明的充气轮胎的制造方法是，一种包含将未硫化的生胎在模具内加热硫化的硫化工艺的充气轮胎的制造方法，该未硫化的生胎具备：一对胎圈部；胎侧部，其从各胎圈部向轮胎径向外侧延伸；胎面部，其与各胎侧部的轮胎径向外侧端连接而构成踏面，其特征在于：当将所述硫化工艺中的所述胎面部的外表面的温度设定成To(℃)、将所述胎侧部的外表面的温度设定成So(℃)时，

满足To/So＝1.00-1.10(1)，

并且，将所述胎面部的内表面的温度设定成Ti(℃)时，

满足To/Ti＝0.70-0.90(2)。

在本发明中，通过使硫化工艺中的胎面部的外表面的温度To(℃)、胎侧部的外表面的温度So(℃)、以及胎面部的内表面的温度Ti(℃)满足上述(1)、(2)的关系，即通过将硫化工艺中的To、So、以及Ti设定成一体的不可分割的关系，能够制造更均衡地兼顾低耗油性能和湿地制动性能的充气轮胎。另一方面，在(1)中，如果To/So不足1.00，则硫化后的轮胎发生硫化不足(under cure)，如果To/So超过1.10，则赋予胎面表面的热量变得过大，从而低耗油性能恶化。此外，在(2)中，如果To/Ti不足0.70，硫化后的轮胎发生硫化不足(undercure)，如果超过0.90，则To的热量变得过多，因此导致不能发挥低耗油性能。

在本发明中，作为测量温度To的胎面部的外表面的位置，可以列举胎面的胎肩部分。此外，作为测量温度So的胎侧部的外表面的位置，可以列举与模具相接触的胎侧的最大宽度部分。此外，作为测量温度Ti的胎面部的内表面的位置，可以列举与To的测量位置相对应的胎面的内面部分。

在上述充气轮胎的制造方法中，所述胎面部的外表面的温度To(℃)为160℃以下。根据该结构，如果To(℃)超过160℃，则胎面外表面的热量变得过多，因此导致不能发挥低耗油性能。

在上述充气轮胎的制造方法中，所述胎面部的内表面的温度Ti(℃)为大于185℃的温度。根据该结构，如果Ti(℃)不足185℃，则轮胎内面侧形成硫化不足，因此导致形成不了轮胎。

本发明的充气轮胎是根据所述任一记载的制造方法而制造的，所以能够更均衡地兼顾耗油性能和湿地制动性能，能够在所谓的分级制度(等级制度)中形成为具有优异的耗油性能及湿地制动性能的充气轮胎。

附图说明

图1是表示本发明的轮胎的一例的轮胎子午线剖面图。

图2是概念性地表示用于轮胎的硫化的模具的剖面图。

附图标记说明

1 胎圈部

2 胎侧部

3 胎面部

6 胎面橡胶

7 胎冠顶部

8 胎面基部

9 轮胎

10 模具

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方案进行说明。图1所示的轮胎9为具备如下的空气轮胎，该空气轮胎据具备：一对胎圈部1；胎侧部2，其从各胎圈部1向轮胎径向外侧延伸；胎面部3，其与各胎侧部2的轮胎径向外侧端连接而构成踏面。在胎圈部1配置有环状的胎圈芯1a。

胎体帘布层4从胎面部3经胎侧部2至胎圈部1，其端部藉由胎圈芯1a被折回。胎体帘布层4由至少一层帘布层片(carcass ply)构成。该帘布层用顶覆橡胶包覆胎体帘线而形成，该胎体帘线相对于轮胎圆周方向以大致90°的角度延伸。

带束层5在胎面部3被贴合在帘布层4的外侧，并被胎面橡胶6从外侧覆盖。带束层5由多层(本实施方案中为两层)带束层片构成。各带束层片用顶覆橡胶包覆胶带用帘布而形成，该胶带用帘布相对于轮胎圆周方向倾斜而延伸，并且该胶带用帘布在层片(ply)之间以相反的方向相互交叉的方式层积。

对胎面橡胶6而言，可以仅以1层构成，也可以由具有轮胎径向内侧的胎面基部、和位于其外周侧的胎冠顶部的所谓的胎冠基部(Cap Base)结构而构成。

图1所示的轮胎9为未硫化状态的生胎，在后述的硫化工艺中成形为产品轮胎的形状(参照图2)，并且在其胎面表面形成各种胎面花纹。

在轮胎9的硫化成形中，使用如图2所示的模具10。在该模具10，轮胎9以未硫化的状态被设置，并且通过对该模具10内的轮胎9实施加热加压来进行硫化。

模具10具备：胎面型部11，其与轮胎9的踏面接触；下半模部12，其与朝向下方的轮胎外面接触；上半模部13，其与朝向上方的轮胎外面接触。这些通过设置于周围的开关机构(未图示)来在闭模状态和模具开放状态之间自如地进行位移，该开关机构的构造是公知的。此外，在模具10设置具有电热器或蒸汽夹套等热源的热板(未图示)，据此进行各模具部的加热。

在模具10的中心部设置有与轮胎同轴的中心机构14，在其周围设置有胎面模具部11、下半模部12以及上半模部13。中心机构14具有橡皮袋状的气囊15、沿轮胎轴向延伸的中柱(center post)16，在中柱16设置有把持气囊15的端部的上部夹持器(clamp)17和下部夹持器18。

另外，在中心机构14设置有上下延伸的介质供给道21，该介质供给道21用于向气囊15内供给加热介质，并且该介质供给道21的上端形成有喷出口22。介质供给道21与供给配管24相连接，该供给配管24用于流通从加热介质供给源23供给的加热介质、或从加压介质供给源26供给的加压介质。加热介质根据阀25的开关操作而供给，加压介质根据阀28的开关操作而供给。

此外，在中心机构14设置有上下延伸的介质排出路31，该介质排出路31用于排出气囊15内的、混合了加热介质和加压介质的高温高压流体，在该介质排出路31的上端形成有回收口32。在介质排出路31连接有用于流通高温高压流体的排出配管34，并在排出配管34设置有操纵其开关的流量阀33。泵35也可以使用使高温高压流体强制循环的方法，即：将流过介质排出路31的高温高压流体经由介质供给道21而再供给至气囊15的内部。

以下，对使用模具10而硫化成形轮胎9的顺序进行说明。首先，如图2所示，在模具10内安装轮胎9，通过膨胀的气囊15将轮胎9成形为接近金型10的内部形状。据此，轮胎9被气囊15所保持，并且分别与胎面型部11、下半模部12以及上半模部13贴合在一起。

接下来，进行由外侧加热和内侧加热构成的加热工艺，其中，外侧加热为加热模具10而从轮胎外面侧加热轮胎9；内侧加热为向模具10内的气囊15供给高温加热介质而从轮胎内面侧加热轮胎9。

模具10是通过上述的蒸汽夹套等被事先加热的，据此进行外侧加热。对内侧加热而言，在成形轮胎9后，是通过向气囊15内供给加热介质来进行的，该加热介质经由介质供给道21被供给。在规定时间供给加热介质之后，继续向气囊15内供给加压介质，用高压对轮胎9进行加压。作为加热介质，例如可以使用蒸汽或高温水；作为加压介质，例如可以使用氮气等惰性气体或蒸汽。

当对模具10内的轮胎9实施加热加压时，将供于外侧加热的胎面型部11的温度、和内侧加热的温度以同时满足以下的(1)、(2)：

To/So＝1.00-1.10(1)

To/Ti＝0.70-0.90(2)

(To为硫化工艺中的胎面部的外表面的温度(℃)、So为胎侧部的外表面的温度(℃)、Ti为胎面部的内表面的温度(℃))的方式来调整。对供于外侧加热的胎面型部11的温度而言，可以通过控制设置于模具10的电热器或蒸汽夹套等热源的温度来进行。此外，对内侧加热的温度而言，可以通过调整加热介质的供给时间来进行。优选地，作为可以同时满足上述(1)、(2)的To、So以及Ti的温度范围可以列举140℃To(℃)≦160℃、130℃So(℃)≦160℃、185℃Ti(℃)≦205℃。

本发明的充气轮胎是通过上述的制造方法而制造的，因此能够更均衡地兼顾耗油性能和湿地制动性能。特别是本发明的充气轮胎，通过使胎面部的硫化条件最佳化来提高耗油性能，并且通过使胎侧部的硫化条件最佳化来提高湿地制动性能，同时抑制胎侧部的过硫化。本发明的制造方法可适用于具有各种尺寸、形状的充气轮胎的制造方法。但是，在通过将帘布层设置成斜裁角构造等来提高了刚性的赛车轮胎中，由于不需要通过使硫化条件最佳化来提高胎侧部的刚性，所以本发明的制造方法作为除了赛车轮胎之外的充气轮胎的制造方法是特别有用的。

本发明并不限定于上述实施方案，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。

实施例

实施例1-5、比较例1-6

为了具体表示本发明的结构和效果，使用图2中记载的硫化模具10，对轿车用轮胎(轮胎尺寸：195/65R15、15×6JJ)实施了硫化。在各实施例和比较例中，当对模具10内的轮胎9实施加热加压时，将供于外侧加热的胎面型部11的温度、和内侧加热的温度调节为表1中记载的To、So以及Ti。

另外，以完成硫化的新的轮胎(轮胎尺寸：195/65R15、15×6JJ)作为测试对象，通过测量滚动阻力来评价了耗油性能。滚动阻力是，使用滚动阻力测量用转鼓(drum)，并以国际规格ISO28580(JISD4234)为基准，在气压为210kPa、负载为4.82kN、试验温度为23℃、试验速度为80km/h的条件下进行了测量的。将比较例1的结果为100进行了指数评价。数值越小表示耗油性能越优异。结果如表1所示。

进而，以完成硫化的新的轮胎(轮胎尺寸：195/65R15、15×6JJ)作为测试对象，评价了湿地制动性能。评价方法为：在实用车(日本国内产4门轿车)上安装四个新的轮胎，在水深为2-3mm的路面上行驶，以100km/h的速度测量了磨损系数，并评价了湿地制动性能。将比较例1的结果为100进行了指数评价，数值越大表示耗油性能越优异。结果如表1所示。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4	比较例5	比较例6
												胎面部外表面温度To(℃)	160	160	140	160	160	180	180	185	185	170	140
胎侧部外表面温度So(℃)	160	160	140	155	150	180	180	180	170	140	150
												胎面部内表面温度Ti(℃)	193	186	186	186	186	193	186	200	200	183	205
温度比To/So	1.00	1.00	1.00	1.03	1.07	1.00	1.00	1.03	1.09	1.21	0.93
												温度比To/Ti	0.83	0.86	0.75	0.86	0.86	0.93	0.97	0.93	0.93	0.93	0.68
低耗油性能	90	88	86	85	84	100	100	100	98	-	-
												湿地制动性能	99	99	100	103	102	100	101	95	101	-	-

从表1的结果可知，通过实施例1-5的制造方法所制造的充气轮胎，与通过比较例1-6的制造方法所制造的充气轮胎相比，不仅耗油性能优异，且湿地制动性能也优异。另外，由于在比较例5－6中制造的充气轮胎硫化不足，所以无法测量滚动阻力和湿地制动性能。

Claims (2)

1.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于，包含将未硫化的生胎在模具内加热硫化的硫化工艺，该未硫化的生胎具备：一对胎圈部；胎侧部，其从各胎圈部向轮胎径向外侧延伸；胎面部，其与各胎侧部的轮胎径向外侧端连接而构成踏面，

当将所述硫化工艺中的所述胎面部的外表面的温度设定成To(℃)、将所述胎侧部的外表面的温度设定成So(℃)时，

满足To/So＝1.00-1.10(1)，

并且，当将所述胎面部的内表面的温度设定成Ti(℃)时，

满足To/Ti＝0.70-0.90(2)，

所述胎面部的外表面的温度To(℃)为160℃以下，

并且所述胎面部的内表面的温度Ti(℃)为超过185℃的温度。

2.一种根据权利要求1所述的制造方法所制造的充气轮胎。