CN104114379B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供耐久性优异的充气轮胎(82)。轮胎(2)具备粘着片材层(28)。该粘着片材层(28)具备夹持部(58)以及露出部(60)。夹持部(58)被胎面(4)的基层(32)与顶层(34)夹持。露出部(60)与胎体(12)层叠。通过使橡胶组合物交联而获得粘着片材层(28)。该橡胶组合物含有增粘剂。夹持部(58)的宽度(W1)优选为5mm以上20mm以下。露出部(60)的宽度(W2)优选为10mm以上20mm以下。粘着片材层(28)的厚度优选为0.5mm以上2.0mm以下。粘着片材层(28)的粘着力与顶层(34)的粘着力之比优选为1.30以上。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎。详细而言，本发明涉及胎面具备基层及顶层的轮胎。
背景技术
典型的胎面具备基层及顶层。基层由粘合性优异的交联橡胶构成。顶层由耐磨损性优异的橡胶构成。作为基层及顶层的成型方法，已知绕带方法。在绕带方法中，将由未交联橡胶构成的条状的第一带卷绕成螺旋状，由此成型为基层用的层叠体。在该层叠体上，将由其它未交联橡胶构成的条状的第二带卷绕成螺旋状，由此成型为顶层用的层叠体。利用未交联橡胶所具有的粘着性，将顶层用的层叠体与基层用的层叠体接合，使两者一体化。日本特开2002-160508公报中公开了该绕带方法。
专利文献1：日本特开2002-160508公报
当对第二带进行卷绕时，有时会发生该第二带未与基层用的层叠体充分接合的情况。不充分的接合容易在胎面的端部的附近产生。在接合不充分的情况下，空气会残留于两层叠体之间。使得包括该胎面的生胎被废弃。
在生胎的成型时，胎面的端部有时层叠于胎体。即使在该端部与胎体之间，也会产生因接合不良而引起的空气的残留。产生该残留的生胎会被废弃。
近年来，对低耗油性能优异的轮胎的需求高涨。该轮胎中采用能够抑制滚动阻力的顶层。该顶层的粘着指数低。在具备该顶层的生胎的成型过程中，特别容易产生接合不良。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种成型时难以产生部件间的接合不良的充气轮胎。
本发明所涉及的充气轮胎具备：
(1)胎面，其具备基层以及位于上述基层的径向外侧且与上述基层层叠的顶层；
(2)一对胎侧，它们分别从胎面的端部大致朝径向内侧延伸；
(3)一对胎圈，它们分别位于大致比胎侧靠径向内侧的位置；
(4)胎体，其沿着胎面及胎侧而架设于两胎圈之间；以及
(5)一对粘着片材层，它们的一部分被基层与顶层夹持，剩余的部分在胎侧的轴向内侧与胎体层叠。
优选地，粘着片材层中的被基层与顶层夹持的部分的宽度为5mm以上20mm以下。优选地，粘着片材层中的与胎体层叠的部分的宽度为10mm以上20mm以下。
优选地，粘着片材层的厚度为0.5mm以上2.0mm以下。
优选地，粘着片材层的粘着力与顶层的粘着力之比为1.30以上。
优选地，顶层的损失正切值tanδ为0.30以下，顶层的复弹性模量E﹡为10.5以上。在如下条件下对损失正切值tanδ以及复弹性模量E﹡进行测量：初始应变为10％，动应变为±2％，频率为10Hz，变形模式为拉伸，温度为30℃。
在本发明所涉及的充气轮胎中，利用粘着片材层将基层与顶层牢固地接合在一起。在该轮胎中，还利用粘着片材层将胎面与胎体牢固地接合在一起。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的充气轮胎的一部分的剖视图。
图2是示出图1的轮胎的一部分的放大剖视图。
图3是示出图1的轮胎的粘着片材层的立体图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图并基于优选的实施方式对本发明进行详细说明。
图1中示出了充气轮胎2。在图1中，上下方向为轮胎2的径向，左右方向为轮胎2的轴向，与纸面垂直的方向为轮胎2的周向。在图1中，单点划线CL表示轮胎2的赤道面。除了胎面4的花纹以外，该轮胎2的形状相对于赤道面对称。
该轮胎2具备胎面4、胎侧6、边口部8、胎圈10、胎体12、带束14、束带16、边缘束带18、内衬层20、隔离胶22、缓冲层24、防擦布26以及粘着片材层28。该轮胎2为无内胎型轮胎。本实施方式所涉及的轮胎2装配于轿车。
胎面4呈向径向外侧突出的形状。胎面4形成有与路面接触的胎面表面。在胎面表面刻设有沟30。由该沟30形成胎面花纹。胎面4具有基层32和顶层34。顶层34位于基层32的径向外侧。顶层34层叠于基层32。基层32由粘接性优异的交联橡胶构成。基层32的典型的橡胶基材为天然橡胶。顶层34由耐磨损性、耐热性以及抓地性优异的交联橡胶构成。
胎侧6从胎面4的端部大致朝径向内侧延伸。该胎侧6的径向外侧端与胎面4接合。在该接合部位，胎侧6位于胎面4的轴向外侧。该轮胎2具有SOT构造(sidewall-over-tread构造)。胎侧6的径向内侧端与边口部8接合。胎侧6由耐切割性以及耐光性优异的交联橡胶构成。该胎侧6用于防止胎体12的损伤。胎侧6具备肋36。肋36朝轴向外侧突出。肋36用于防止供该轮胎2装配的轮辋的凸缘的损伤。
边口部8大致位于胎侧6的径向内侧。在轴向上，边口部8位于比胎圈10及胎体12更靠外侧的位置。边口部8由耐磨损性优异的交联橡胶构成。边口部8与轮辋的凸缘抵接。
胎圈10位于胎侧6的径向内侧。胎圈10具备胎圈芯38、以及从该胎圈芯38朝径向外侧延伸的三角胶40。胎圈芯38为环状，包括被卷绕的非伸缩性的线材。线材的典型的材质为钢。三角胶40朝径向外侧而变得尖细。三角胶40由高硬度的交联橡胶构成。
胎体12包括第一胎体帘布42以及第二胎体帘布44。第一胎体帘布42以及第二胎体帘布44架设于两侧的胎圈10之间，并沿着胎面4及胎侧6。第一胎体帘布42绕胎圈芯38从轴向内侧朝轴向外侧折返。在第一胎体帘布42，通过上述折返而形成有主部46和折返部48。第二胎体帘布44绕胎圈芯38从轴向内侧朝轴向外侧折返。在第二胎体帘布44，通过上述折返而形成有主部50和折返部52。在径向上，第一胎体帘布42的折返部的端部位于比第二胎体帘布44的折返部的端部更靠外侧的位置。
虽未进行图示，但胎体帘布42、44分别包括贴胶和并列的多根帘线。各帘线相对于赤道面所成的角度的绝对值为45°至90°，进而为75°至90°。换言之，该胎体12具有子午线构造。帘线由有机纤维构成。作为优选的有机纤维，能够举例示出聚酯纤维、尼龙纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维以及芳纶纤维。胎体12可以由一层胎体帘布形成。
带束14位于胎体12的径向外侧。带束14与胎体12层叠。带束14对胎体12进行加强。带束14包括内侧层54以及外侧层56。根据图1明确可知，在轴向上，内侧层54的宽度略大于外侧层56的宽度。虽未进行图示，但内侧层54及外侧层56分别包括贴胶和并列的多根帘线。各帘线相对于赤道面倾斜。倾斜角度的绝对值通常为10°以上35°以下。内侧层54的帘线相对于赤道面的倾斜方向与外侧层56的帘线相对于赤道面的倾斜方向相反。帘线的优选材质为钢。可以将有机纤维用于帘线。优选地，带束14的轴向宽度为轮胎2的最大宽度的0.7倍以上。带束14可以具备3层以上的层。
束带16位于带束14的径向外侧。在轴向上，束带16的宽度大于带束14的宽度。虽未进行图示，但该束带16由帘线与贴胶构成。帘线卷绕成螺旋状。该束带16具有所谓的无缝构造。帘线实质上沿周向延伸。帘线相对于周向的角度为5°以下，进而为2°以下。由于带束14被该帘线约束，因此带束14的翘曲(lifting)得以抑制。帘线由有机纤维构成。作为优选的有机纤维，举例示出尼龙纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维以及芳纶纤维。
带束14及束带16构成加强层。可以仅由带束14构成加强层。也可以仅由束带16构成加强层。
边缘束带18位于带束14的径向外侧，且位于带束14的端部的附近。虽未进行图示，但该边缘束带18由帘线与贴胶构成。帘线卷绕成螺旋状。该束带16具有所谓的无缝构造。帘线实质上沿周向延伸。帘线相对于周向的角度为5°以下，进而为2°以下。由于带束14被该帘线约束，因此带束14的翘曲得以抑制。帘线由有机纤维构成。作为优选的有机纤维，举例示出尼龙纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维以及芳纶纤维。
内衬层20在赤道面CL的附近与胎体12的内周面接合。内衬层20由交联橡胶构成。将空气遮蔽性优异的橡胶用于内衬层20。内衬层20的典型的橡胶基材为丁基橡胶或卤化橡胶。内衬层20对轮胎2的内压进行保持。
隔离胶22位于胎侧6的轴向内侧。隔离胶22被胎体12与内衬层20夹持。隔离胶22由粘接性优异的交联橡胶构成。隔离胶22与胎体12牢固地接合，也与内衬层20牢固地接合。借助隔离胶22抑制在胎侧6的轴向内侧的、内衬层20相对于胎体12的剥离。
缓冲层24在带束14的端部的附近与胎体12层叠。缓冲层24由软质的交联橡胶构成。缓冲层24对带束14的端部的应力进行吸收。利用该缓冲层24抑制带束14的翘曲。
防擦布26位于胎圈10的附近。若将轮胎2组装于轮辋，则该防擦布26与轮辋抵接。通过该抵接对胎圈10的附近进行保护。在该实施方式中，防擦布26与边口部8为一体。因此，防擦布2的材质与边口部8的材质相同。防擦布2可以由布与含浸于该布的橡胶构成。
如图2所示，粘着片材层28的一部分被基层32与顶层34夹持。以下，将该部分称作夹持部58。粘着片材层28中的夹持部58以外的部分与胎体12层叠。以下，将该部分称作露出部60。
通过使橡胶组合物交联而获得粘着片材层28。该橡胶组合物(交联前)的粘着性优异。由于该橡胶组合物的粘着性优异，因此，在生胎成型时，基层32与顶层34借助夹持部58而充分接合。夹持部58对基层32与顶层34之间的空气的残留进行抑制。在生胎成型时，胎面4借助露出部60而与胎体12充分接合。露出部60对胎面4与胎体12之间的空气的残留进行抑制。在该轮胎2的制造过程中，生胎的不良率低。
对于具备粘着片材层28的轮胎2而言，即使在顶层34的损失正切值tanδ为0.30以下、且复弹性模量E﹡为10.5以上的情况下，也能够对空气的残留进行抑制。对于损失正切值tanδ为0.30以下、且复弹性模量E﹡为10.5以上的顶层34而言，能够有助于轮胎2的低油耗。以“JIS K 6394”的规定为基准对损失正切值tanδ及复弹性模量E﹡进行测量。测量条件如下。
粘弹性分光仪：岩本制造所的“VESF-3”
初始应变：10％
动应变：±2％
频率：10Hz
变形模式：拉伸
测量温度：30℃
因粘着片材层28的橡胶组合物含有增粘剂，因此能够提高粘着片材层28的粘着性。从粘着性的观点出发，优选增粘剂的量相对于橡胶基材的100质量份为1质量份以上，特别优选为5质量份以上。该增粘剂的量优选为10质量份以下。
以下示出粘着片材层28的优选的组分的一例。
天然橡胶：40质量份
聚丁二烯：60质量份
炭黑：50质量份
增粘剂：5质量份
矿物油：10质量份
防老化剂：3质量份
石蜡：2质量份
硬脂酸：3质量份
氧化锌：3质量份
硫磺：2质量份
硫化促进剂NS：1.5质量份
从对空气残留的抑制的观点出发，粘着片材层28的粘着力与顶层34的粘着力之比优选为1.30以上，更优选为1.50以上，特别优选为1.75以上。该比优选为2.5以下。
利用东洋精机制造所的品名为“PICMA粘度测试仪(tack test)”的商品对粘着力进行测量。测量条件如下。
上升速度：30mm/min
测量时间：2.5秒
温度：23℃
湿度：55％
优选地，粘着片材层28的橡胶组合物的穆尼粘度(ML1+4(100℃))为45以上。利用该穆尼粘度为45以上的橡胶组合物能够抑制空气的残留。根据该观点，穆尼粘度特别优选为60以上。穆尼粘度优选为80以下。
基层32的粘着力与顶层34的粘着力之比优选为1.10以上1.80以下。胎体12的贴胶的粘着力与顶层34的粘着力的比优选为1.10以上1.65以下。
图2中由箭头W1示出的是夹持部58的宽度。宽度W1优选为5mm以上20mm以下。利用宽度W1为5mm以上的夹持部58对基层32与顶层34之间的空气的残留进行抑制。根据该观点，宽度W1特别优选为10mm以上。对于具有宽度W1为20mm以下的夹持部58的轮胎2而言，其重量轻，且能够以低廉的成本获得。进而，对于具有宽度W1为20mm以下的夹持部58的轮胎2而言，能够获得良好的接地形状。良好的接地形状有利于耐磨损性。根据该观点，宽度W1特别优选为15mm以下。
图2中由箭头W2示出的是露出部60的宽度。宽度W2优选为10mm以上20mm以下。利用宽度W2为10mm以上的露出部60对胎面4与胎体12之间的空气的残留进行抑制。根据该观点，宽度W2特别优选为13mm以上。对于具有宽度W2为20mm以下的露出部60的轮胎2而言，其重量轻，且能够以低廉的成本获得。进而，对于具有宽度W2为20mm以下的露出部60的轮胎2而言，其耐久性优异。根据该观点，宽度W2特别优选为17mm以下。
图3中示出进行成型工序之前的粘着片材层28。在成型工序中，在基层32的端部的上，沿周向对该粘着片材层28进行卷绕。卷绕圈数为1圈。
粘着片材层28的宽度W优选为15mm以上40mm以下。利用宽度为15mm以上的粘着片材层28对空气的残留进行抑制。根据该观点，宽度W特别优选为20mm以上。对于具有宽度W为40mm以下的粘着片材层28的轮胎2而言，能够以低廉的成本获得。根据该观点，宽度W特别优选为35mm以下。
粘着片材层28的厚度T优选为0.5mm以上2.0mm以下。利用厚度T为0.5mm以上的粘着片材层28对空气的残留进行抑制。根据该观点，厚度T特别优选为1.0mm以上。对于具有厚度T为2.0mm以下的粘着片材层28的轮胎2而言，能够以低廉的成本获得。根据该观点，厚度T特别优选为1.5mm以下。
在该轮胎2的制造过程中，将带束14的内侧层54以及外侧层56卷绕于成型机的转鼓上。将束带16卷绕于该带束14上。对该转鼓供给条状的橡胶带，并将该橡胶带卷绕层叠为螺旋状，由此对基层32进行成型。将粘着片材层28卷绕于该基层32的端部的附近。将粘着片材层28的一部分卷绕于基层32上，并将其剩余的部分卷绕于转鼓上。对该转鼓供给其它的橡胶带，并将该橡胶带卷绕层叠为螺旋状，由此对顶层34进行成型。粘着片材层28的一部分被基层32与顶层34夹持。使带束14、束带16、胎面4以及粘着片材层28与在其他阶段成型的胎体12接合。对于粘着片材层28中的未被基层32与顶层34夹持的部分而言，使其与胎体12层叠、接合。
在本发明中，在将轮胎组装于正规轮辋、且对轮胎填充空气以使其达到正规内压的状态下，对轮胎的各部件的尺寸及角度进行测量。在测量时，不对轮胎施加载荷。在本说明书中，正规轮辋是指在轮胎所依据的规格下规定的轮辋。JATMA规格下的“标准轮辋”、TRA规格下的“Design Rim”以及ETRTO规格下的“Measuring Rim”为正规轮辋。在本说明书中，“正规内压”是指在轮胎所依据的规格下规定的内压。JATMA规格下的“最高气压”、TRA规格下的“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的“最大值”、以及ETRTO规格下的“INFLATION PRESSURES”为正规内压。在轿车用轮胎的情况下，在内压为180kPa的状态下对尺寸及角度进行测量。
实施例
以下，虽然利用实施例使本发明的效果变得更加明显，但是不应当基于该实施例的记载而对本发明进行限定性的解释。
[实施例1]
制作了图1所示的充气轮胎。该轮胎的尺寸为“235/45R1894Y”。该轮胎具备粘着片材层。当将后述的比较例2中的顶层的粘着力设为100时，该粘着片材层的粘着力的指数为140。该粘着片材层的损失正切值tanδ为0.30，该粘着片材层的复弹性模量E﹡为10.5。该粘着片材层的厚度T为0.5mm。该粘着片材层的夹持部的宽度W1为5mm，该粘着片材层的露出部的宽度W2为10mm。
[比较例1]
除了不设置粘着片材层以外，其它与实施例1相同，由此获得比较例1的轮胎。
[实施例2-4]
除了如下述表1所示那样设定粘着片材层的厚度T以外，其它与实施例1相同，由此获得实施例2-4的轮胎。
[实施例5-9]
除了如下述表2所示那样设定宽度W1及W2以外，其它与实施例1相同，由此获得实施例5-9的轮胎。
[实施例10]
除了如下述表3所示那样设定粘着片材层的厚度T以及宽度W1和W2以外，其它与实施例1相同，由此获得实施例10的轮胎。
[实施例11-12]
除了通过对粘着片材层的组分进行变更而如下述表3所示那样设定其粘着力以外，其它与实施例1相同，由此获得实施例11-12的轮胎。
[实施例13]
除了通过对顶层的组分进行变更而如下述表3所示那样设定其复弹性模量E﹡以外，其它与实施例1相同，由此获得实施例13的轮胎。
[比较例2]
除了通过对顶层的组分进行变更而如下述表3所示那样设定其损失正切值tanδ，并未设置粘着片材层以外，其它与实施例1相同，由此获得比较例2的轮胎。
[不良率]
制作了100个生胎。目视观察这些生胎，将在胎面的端部附近残留有空气的生胎评价为不良。算出各轮胎的不良率，并基于下述基准评定等级。
A：不良率为1％以下。
B：不良率超过1％且为5％以下。
C：不良率超过5％。
下述表1-3中示出了其结果。
[接地形状]
将轮胎组装于正规轮辋，对该轮胎填充空气以使内压达到230kPa。使该轮胎负载4.2kN的载荷，利用静态试验机对接地形状进行了测量。基于以下基准对各轮胎的测量结果评定等级。
A：接地形状良好。
B：接地形状略微不良。
C：接地形状不良。
下述表1-3中示出了其结果。
[耐久性]
将轮胎组装于正规轮辋，对该轮胎填充空气以使内压达到230kPa。将该轮胎装配于转鼓式行驶试验机，使轮胎负载4.14kN的纵向载荷。使该轮胎以80km/h的速度在半径为1.7m的转鼓上行驶。对直至轮胎损坏为止的行驶距离进行了测量。基于测量结果对各轮胎评定等级。下述表1-3中示出了其结果。
[滚动阻力]
将轮胎组装于正规轮辋，利用滚动阻力试验机在下述测量条件下对滚动阻力进行了测量。
内压：230kPa
载荷：4.41kN
速度：80km/h
基于下述基准对各轮胎的测量结果评定等级。
A：滚动阻力为110以下。
B：滚动阻力超过110且为114以下。
C：滚动阻力超过114。
下述表1-3中示出了其结果。
[操纵稳定性]
将轮胎组装于正规轮辋，对该轮胎填充空气以使内压达到230kPa。将该轮胎装配于排气量为4300cc的轿车。使驾驶员在赛车环道上驾驶该轿车。使该驾驶员基于以下基准对操纵稳定性评定等级。
A：操纵稳定性良好。
B：操纵稳定性略微不良。
C：操纵稳定性不良。
下述表1-3中示出了其结果。
[表1]
表1评价结果
[表2]
表2评价结果
[表3]
表3评价结果
如表1-3所示，各实施例的轮胎的各项性能优异。根据该评价结果可知，本发明的优越性明显。
产业上的利用可能性
本发明所涉及的充气轮胎能够装配于各种车辆。
附图标记的说明
2…轮胎；4…胎面；6…胎侧；8…边口部；10…胎圈；12…胎体；14…带束；16…束带；18…边缘束带；20…内衬层；22…隔离胶；24…缓冲层；26…防擦布；28…粘着片材层；32…基层；34…顶层；58…夹持部；60…露出部。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，其中，所述充气轮胎具备：
胎面，该胎面具备基层以及位于该基层的径向外侧且与该基层层叠的顶层；
一对胎侧，该一对胎侧分别从所述胎面的端部大致朝径向内侧延伸；
一对胎圈，该一对胎圈分别位于大致比所述胎侧更靠径向内侧的位置；
胎体，该胎体沿着所述胎面及所述胎侧而架设于两胎圈之间；以及
一对粘着片材层，该一对粘着片材层的一部分被所述基层与所述顶层夹持，剩余的部分在所述胎侧的轴向内侧与所述胎体层叠，
所述粘着片材层的粘着力与所述顶层的粘着力之比为1.30以上。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，
所述粘着片材层的被所述基层与所述顶层夹持的部分的宽度、即从所述粘着片材层的靠近所述顶层的一端至所述粘着片材层与所述顶层的边界为止的距离为5mm以上20mm以下。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中，
所述粘着片材层的与所述胎体层叠的部分的宽度、即从所述粘着片材层的远离所述顶层的一端至所述粘着片材层与所述顶层的边界为止的距离为10mm以上20mm以下。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，
所述粘着片材层的厚度为0.5mm以上2.0mm以下。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，
在如下条件，即：初始应变为10％、动应变为±2％、频率为10Hz、变形模式为拉伸、温度为30℃的条件下测量的所述顶层的损失正切值tanδ为0.30以下且复弹性模量E﹡为10.5以上。
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