CN104284784A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎,其使用以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶的层叠体作为内衬层,其具有优异的耐久性,能够在轮胎开始使用后,防止该薄膜或接合橡胶在该层叠体片的搭接部的附近出现裂纹、剥离。本发明的充气轮胎,将以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶层叠而成的层叠体片的轮胎周向端部重叠搭接形成内衬层而成,其中作为所述重叠搭接的层叠体片,使用的是如下一种形态的层叠体片:其轮胎周向端部的至少一个端部,由呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线构成。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
更详细地说,涉及一种充气轮胎,将以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶层叠而成的层叠体片的轮胎周向端部重叠搭接形成内衬层而成,其具有优异的耐久性,能够在轮胎开始使用后,防止接合橡胶在该层叠体片的搭接部附近出现裂纹。
背景技术
近年来,有业者提出使用以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶的层叠体片作为内衬层的充气轮胎,并进行了研究(专利文献1)。
通常,为了制造这种充气轮胎,采用以下的制造工艺,即将以热塑性树脂为主要成分的防透气层用薄膜与在该以热塑性树脂为主要成分的薄膜上硫化粘合的橡胶(接合橡胶)片的层叠体片卷绕在轮胎成型鼓上并重叠搭接,然后供给轮胎的硫化成型工序。
但是,将呈卷筒状卷体而被卷起来的、由以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶构成的层叠体片从卷筒状卷体拉出,切取所需要长度,卷绕在轮胎成型鼓上,在该鼓上等进行重叠搭接,再进行硫化成型,制造出轮胎时,轮胎开始行驶后,构成内衬层的以热塑性树脂为主要成分的薄膜与在该薄膜上硫化粘合了的接合橡胶有时会发生剥离。
用图对其进行说明的话就是,如图3(a)所示,将由以热塑性树脂为主要成分的薄膜2和接合橡胶3构成的层叠体片1,用刀具切取所需要尺寸(长度),在轮胎成型鼓(未图示)上,在其两端部设置搭接部S并重叠搭接,做成环状。层叠体片材1的搭接分为:使用1片时,将其两端部搭接,使其整体形成为环状,或者使用多片时,将它们的相互间的端部相互搭接,使其整体形成为环状。
然后,再卷绕制造轮胎所需要的构件(未图示),然后用胶囊硫化成型。硫化成型后,如图3(b)中的模型图所示,形成由以热塑性树脂为主要成分的薄膜2和接合橡胶3构成的内衬层10,在搭接头部S附近,形成有以热塑性树脂为主成分的薄膜2露出的部分和埋设在接合橡胶中的部分。该以热塑性树脂为主要成分的薄膜2是用来构成防透气层2a的,在该图中,上方为轮胎内腔侧,箭头D所示的方向为轮胎周向。
图3(c)是示意性地显示图3(b)所示的内衬层的搭接部附近的防透气层和接合橡胶层的形态的俯视图。该图3(a)~(c)中,E1、E2分别表示重叠搭接的层叠体片1的周向两端部的边缘线。
然后,轮胎开始使用后,在接合橡胶3出现裂纹的现象特别容易发生在图3(b)所示的以热塑性树脂为主要成分的薄膜2(防透气层2a)露出的前端部附近4等处。
其原因、特别是在以热塑性树脂为主要成分的薄膜2(防透气层2a)与接合橡胶3之间(界面)出现裂纹的原因可能在于,通常以热塑性树脂为主要成分的薄膜2(防透气层2a)的刚性较高,因此上下被该薄膜2(防透气层2a)夹住的接合橡胶会被固定,其变形被抑制,但上下未被该薄膜2(防透气层2a)夹住的该薄膜2的前端部附近4的接合橡胶上变形没有被抑制,产生较大的应力。此外,也可能是由于以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶层的硫化粘合力有时不够大。
另一方面,以热塑性树脂为主要成分的薄膜2与接合橡胶的硫化粘合力足够大的情况下,应力变形会集中在接合橡胶3内的图3(b)中以C表示的部位附近,频繁出现裂纹。该应力变形集中在接合橡胶露出到表面的图3(b)中以上述C表示的部位附近,并因在该部分上,在接合橡胶层3产生了具有轮胎周向的变形方向的应力变形,这可能是在接合橡胶层的该C附近出现裂纹的原因(图3(c)中显示了应力的方向)。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特开2009-241855号公报
发明内容
发明拟解决的问题
本发明的目的在于,鉴于上述问题,提供一种充气轮胎,其使用以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶的层叠体作为内衬层,其具有优异的耐久性,能够在轮胎开始使用后,防止该薄膜或接合橡胶在该层叠体片的搭接部的附近出现裂纹。
发明内容
为达成上述课题,本发明的充气轮胎具有下述(1)的结构。
(1)一种充气轮胎,将以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶层叠而成的层叠体片的轮胎周向端部重叠搭接形成内衬层而成,其特征在于,作为所述重叠搭接的层叠体片,使用如下一种形态的层叠体片:其轮胎周向端部的至少一个端部,由呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线构成。
此外,在本发明的充气轮胎中,优选包含以下(2)~(7)的任一结构。
(2)根据上述(1)所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈锯齿形状的三角波形为俯视时以通过该三角波形的顶点并且与轮胎周向平行的直线为对称线的线对称形状。
(3)根据上述(1)所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈锯齿形状的三角波形为俯视时以通过该三角波形的顶点并且与轮胎周向平行的直线为对称线的非线对称形状。
(4)根据上述(3)所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈锯齿形状的三角波形为俯视时该三角波形的一边与轮胎周向平行的形状。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述重叠搭接的层叠体片的两端部,具有所述呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述重叠搭接在轮胎周向上的重叠长度即使在最小部分也为5mm以上。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线,是利用激光进行加工而形成。
发明的效果
根据上述权利要求1所述的本发明的充气轮胎,可提供一种充气轮胎,将以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶层叠的层叠体片的轮胎周向端部重叠搭接形成内衬层而成,其具有优异的耐久性,能够在轮胎开始使用后,防止接合橡胶在该层叠体片的搭接部附近出现裂纹。
根据权利要求2至7中任一项所述的本发明的充气轮胎,可具有上述权利要求1所述的本发明的效果,并且可以更切实且有效地获得该效果。
附图说明
图1(a)是示意性地显示本发明的充气轮胎中内衬层的搭接部附近的防透气层与接合橡胶层的一方式例的俯视图,图1(b)是图1(a)的X-X剖面图。该图1显示了在将防透气层与接合橡胶层的层叠体的端部相互搭接时,作为层叠体片,使用了具有如下一种形态的层叠体片的示例:其两个端部具有呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线。
图2(a)~图2(c)分别是示意性地显示本发明的充气轮胎中内衬层的搭接部附近的防透气层与接合橡胶层的另一方式例的图,图2(a)~图2(c)中,上方分别为俯视图,下方分别为X-X剖面图。
图3(a)~图3(c)是用于说明现有技术中所存在的问题的图,图3(a)是表示将以热塑性树脂为主要成分的薄膜与在该以热塑性树脂为主要成分的薄膜上硫化粘合的接合橡胶层叠而成的层叠体片,切取规定长度,卷绕于轮胎成型鼓上,将该层叠体片的两个端部重叠搭接了的状态的模型图,图3(b)是表示在图3(a)所示状态下进行轮胎硫化成型后的状态的模型图,图3(c)是搭接部附近的俯视图。
图4是表示本发明的充气轮胎的一方式例的部分破碎立体图。
图5是说明实施例3和实施例4中采用的三角波形状的概略模型图。
具体实施方式
下面,使用图纸等进一步详细说明本发明的充气轮胎。
本发明的充气轮胎,如图1(a)、(b)所示,将以热塑性树脂为主要成分的薄膜2(防透气层2a)与接合橡胶3层叠而成的层叠体片的轮胎周向端部重叠搭接形成内衬层而成,其特征在于,作为该重叠搭接的层叠体片,使用了如下一种形态的层叠体片:其轮胎周向端部E1、E2中的至少一个具有呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线L1、L2形成的边缘线。
也就是说,直线L1、L2是弯曲的连续直线。图1中显示了轮胎周向端部E1、E2均具有呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线L1、L2形成的边缘线的示例,但也可以是仅轮胎周向端部E1、E2中的任一个为呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线。仅一个为该弯曲的连续直线时,另一个边缘线可以是图3(c)所示的一直线状的边缘线、多个圆弧状连起来而成的曲线状的边缘线、部分具有与轮胎宽度方向平行的成分并形成锯齿状的直线连续直线状的边缘线、或者将它们组合而成的边缘线等。这是因为,即使仅一个边缘线为上述弯曲连续直线,也可获得本发明的效果。
本发明中,如上所述,通过将特别是具有上述三角波形状的锯齿状边缘线的层叠体片作为重叠搭接的层叠体片1,能够在搭接部附近的各位置,使向轮胎周向施加的应力分散到周向成分以外的方向,同时还能够使集中产生在搭接部的中心的宽度方向的大致一直线上的应力发生位置也产生分散,它们叠加作用,可发挥显著抑制裂纹出现的效果。
图1(a)中示意性地显示了应力的分散状态。轮胎周向上产生的应力,在搭接部的各位置,分散成与端部的边缘线E1、E2垂直的成分、平行的成分。相对于此,边缘线为与轮胎周向垂直的一直线时,应力不能分散到周向以外,该应力仅作用于轮胎周向,并且该力也较大(图3(c))。
本发明中,“轮胎周向端部由呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线构成”是指,边缘线E1、E2呈图1(a)所示的三角波形的锯齿形状,该“锯齿形状”部分中,该边缘线E1、E2至少不具有任何与轮胎宽度方向(换言之,即为“轮胎径向”)平行的线。也就是说,本发明中,呈锯齿形状部分的部分中不具有如图3(c)所示的与轮胎宽度方向(轮胎径向)平行的边缘线。这是因为如果存在与该轮胎宽度方向(轮胎径向)平行的边缘线部,则无法充分获得上述应力分散效果。
此外,“由连续的直线形成三角波形的锯齿形状”是指,不包括“由连续的曲线形成波形的边缘线”的意思,“由连续的曲线形成的波形的边缘线”时,通常在其一部分中具有与“具有与轮胎宽度方向(轮胎径向)平行的边缘线部”等同的作用效果,可能会因该一部分而无法充分获得本发明的应力分散效果,可能成为导致裂纹出现的起因,因此将其除外。
图1中边缘线E1、E2明确为“由连续的直线形成三角波形的锯齿形状”,但并非边缘线的部分,例如显示弯折位置的图1(a)的线L1、L2虽然在图纸上画成直线,但也可部分地具有曲线部分。
三角波形的锯齿形状,如图1(a)所示,俯视时,该三角波形也可以是以通过该三角波形的顶点且与轮胎周向平行的直线为对称线的线对称形状。此时,在轮胎宽度方向、周向上可获得大致均匀的应力分散效果。图1(a)显示了该例,即显示了边缘线E1、E2与轮胎周向D-D的倾斜角θ1、θ2都为45°的情况。
或者,俯视时,呈锯齿形状的三角波形也可以是以通过该三角波形的顶点且与轮胎周向平行的直线为对称线的非线对称形状。图2(a)~(c)分别显示此时的方式例,(a)、(b)为锯齿状,且边缘线E1、E2与轮胎周向D-D的倾斜角θ2为0°(三角波形为直角三角形)。此外,(c)显示了倾斜角θ1为60°、θ2为30°的情况(此时三角波形也为直角三角形)。图2(a)与(b)的不同在于,三角波形的顶点在轮胎宽度方向上的位置在两端相互一致(图2(a))或者相互偏离(图2(b))。如该图2(a)~(c)所示,俯视时,呈锯齿形状的三角波形为以通过该三角波形的顶点且与轮胎周向平行的直线为对称线的非线对称形状时,可获得在轮胎宽度方向、周向上略有分布的应力分散效果。
通过连续的弯曲直线形成三角波形的锯齿形状的边缘线,可形成在搭接的层叠体片的一个端部,优选形成在重叠搭接的两个端部。
重叠搭接部优选在轮胎周向上的重合长度(重叠长度L)(图1)即使在最小部分也为5mm以上,更优选为7~30mm。小于5mm时,重叠搭接的效果会减弱,大于30mm时,会出现轮胎均匀性的问题,因此并非优选。
三角波形的高度、三角波形的形成间距等会随着轮胎尺寸而变化,但一般三角波形的高度(轮胎周向的长度)优选为3~15mm,三角波形的形成间距优选为5~60mm。
倾斜角θ1、倾斜角θ2根据三角波形的形成间距来决定,但前者θ1可在0~75°的范围内,后者θ2可在0~75°的范围内,两者的合计角度可在60~150°的范围内。如果三角波形的形成间距过大,或者倾斜角θ1、倾斜角θ2过大,则本发明的效果会减弱。
构成本发明中使用的层叠体片的以热塑性树脂为主要成分的薄膜2优选使用厚度为30~300μm的薄膜,接合橡胶优选使用片厚度为0.3~1.5mm的接合橡胶。
形成三角波形的加工可以通过以下方法等实施,即将薄膜与接合橡胶进行层叠后,在形成该层叠体片的轮胎周向端部时,在成为轮胎宽度方向的方向下实施激光加工进行切割。由于使用激光的照射进行切割加工,所以优选从与层叠体片面垂直的方向对其照射激光形成三角波形,并且使其向该层叠体片的面方向移动的切割加工法。可以一边移动一边连续地照射激光,或者也可以一边移动一边间歇性地照射激光。激光优选使用红外线激光或CO2(二氧化碳)激光,其中,从加工性良好、控制性等方面考虑,优选使用CO2(二氧化碳)激光。YAG激光可以依据薄膜片材的原材料酌情使用,但在加工性、控制性方面多劣于上述两种激光。
图4表示本发明的充气轮胎的一方式例的部分破碎立体图。
充气轮胎T设计为在胎面部11的左右连接侧壁部12和胎圈部13。在该轮胎内侧,作为轮胎骨架的帘布层14沿轮胎宽度方向,跨越左右胎圈部13、13而设。在与胎面部11对应的帘布层14的外周侧,设有包含钢丝帘线的2层带束层15。箭头X表示轮胎宽度方向,箭头D表示轮胎周向。在帘布层14的内侧配设有内衬层10,其搭接部S沿轮胎宽度方向延伸、存在。
本发明的充气轮胎抑制了原来在轮胎内周面上该搭接部S附近容易产生的裂纹、形成内衬层10的以热塑性树脂为主体的片材2与接合橡胶层3之间的裂纹、剥离的产生,耐久性显著提升。
另外,重叠搭接形成的搭接部S存在于轮胎整个宽度上,但并非必须在该轮胎整个宽度的搭接部设置三角波形状的边缘线,特别是,优选存在于轮胎宽度方向上至少从宽度更宽的带束层的端部到胎边芯的前端部之间的区域。胎肩部附近在行驶过程中变形较大,因此薄膜和接合橡胶容易产生裂纹或剥离,优选包括侧壁部在内,至少设置在上述区域内。
本发明中内衬层的构成要素之一即“以热塑性树脂为主要成分的薄膜”是以下两种具有代表性的薄膜的总称:由“热塑性树脂”构成的薄膜,或者由“维持热塑性树脂为主要成分,并在该树脂中共混弹性体而成的热塑性弹性体组合物”构成的薄膜。即便是后者,主要成分还是热塑性树脂,和橡胶100%的片材等相比较,以热塑性树脂为主要成分的薄膜具有刚性通常较大的特质。因此,采用上述本发明的构成,保护内衬层的搭接部附近对延长充气轮胎的使用寿命而言很重要。
以下,对本发明中可以使用的热塑性树脂、弹性体进行说明。
关于本发明中可以使用的热塑性树脂,优选使用例如:聚酰胺类树脂〔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MDX6(MXD6)、尼龙6T、尼龙9T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚物、尼龙66/PPS共聚物〕及其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;聚酯类树脂〔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〕;聚腈类树脂〔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〕;聚甲基丙烯酸酯类树脂〔例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯〕;聚乙烯类树脂〔例如,乙酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PDVC)、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯/偏二氯乙烯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯腈共聚物(ETFE)〕;纤维素类树脂〔例如,乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素〕;氟类树脂〔例如,聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/乙烯共聚物〕;酰亚胺类树脂〔例如,芳香族聚酰亚胺(PI)〕等。
此外,关于本发明中可以使用的构成热塑性弹性体组合物的热塑性树脂与弹性体,热塑性树脂可以使用上述树脂。弹性体可以优选使用例如:二烯类橡胶及其氢化物〔例如,天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、环氧化天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR、高顺BR和低顺BR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化NBR、氢化SBR〕、烯烃类橡胶〔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类单体的共聚物、丙烯酸酯橡胶(ACM)、离聚物〕、含卤素橡胶〔例如,Br-IIR、CI-IIR、溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS)、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,偏二氟乙烯类橡胶、含氟乙烯基醚基橡胶、四氟乙烯-丙烯类橡胶、含氟硅类橡胶、含氟磷腈类橡胶〕、热塑性弹性体〔例如,苯乙烯类弹性体、烯烃类弹性体、酯类弹性体、聚氨酯类弹性体、聚酰胺类弹性体〕等。
从增加橡胶体积率,从低温到高温均可实现柔软、高耐久性方面考虑,尤其优选弹性体的50重量%以上为卤化丁基橡胶或溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚橡胶或者马来酸酐改性乙烯-α-烯烃共聚橡胶。
此外,从兼顾防透气性和耐久性方面考虑,优选热塑性弹性体组合物中热塑性树脂的50重量%以上为尼龙11、尼龙12、尼龙6、尼龙6、尼龙66、尼龙6/66共聚物、尼龙6/12共聚物、尼龙6/10共聚物、尼龙4/6共聚物、尼龙6/66/12共聚物、芳香族尼龙以及乙烯/乙烯醇共聚物中的任一种。
此外,利用上述特定热塑性树脂和上述特定弹性体的组合进行共混获得共混物时,如果相容性不同,可以使用适当的相容剂作为第三成分,使两者相容。在共混体系中混合相容剂,可以降低热塑性树脂与弹性体的界面张力,从而会使形成有分散层的弹性体的粒径变得微细,因此,两种成分的特性可以更有效地显现。这种相容剂通常可以使用结构为具有热塑性树脂及弹性体两者或一方结构的共聚物,或者具有可与热塑性树脂或弹性体反应的环氧基、羰基、卤基、氨基、唑啉基、羟基等的共聚物。可以根据要共混的热塑性树脂和弹性体的种类进行选择,通常使用的可列举有苯乙烯/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、反应性氧硫蒽等。相关相容剂的混配量并无特别限定,优选相对于聚合物成分(热塑性树脂与弹性体的合计)100重量份,为0.5~10重量份。
在热塑性树脂与弹性体共混而成的热塑性弹性体组合物中,特定的热塑性树脂与弹性体的组成比并无特别限定,可以适当决定,保证弹性体作为不连续相分散于热塑性树脂的基质中这一结构即可,优选范围为90/10~30/70。
本发明中,在不损害内衬层或补强层的必要特性的范围内,可以在热塑性树脂或含有热塑性树脂与弹性体的共混物的热塑性弹性体组合物中混合相容剂等其它聚合物。混合其它聚合物的目的在于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,降低成本等,关于所使用的材料,可举例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS、SBS、聚碳酸酯(PC)等。
此外,在不损害内衬层的必要特性的范围内,可以任意混配通常在聚合物混配物中混配的填充剂(碳酸钙、氧化钛、氧化铝等)、碳黑、白碳黑等补强剂、软化剂、增塑剂、加工助剂、颜料、染料、抗老化剂等。热塑性弹性体组合物的结构为,弹性体作为不连续相分散于热塑性树脂的基质中。采用相关结构可以赋予内衬层充分的柔软性,以及利用树脂层的连续相效果,而赋予其充分的防透气性,与此同时,不论弹性体有多少,成型时都可以获得和热塑性树脂同等的成型加工性。
此外,弹性体在和热塑性树脂混合时,还可以进行动态硫化。动态硫化时的硫化剂、硫化助剂、硫化条件(温度、时间)等可以根据要添加的弹性体的组成适当决定,并无特别限定。
如此,对热塑性弹性体组合物中的弹性体进行动态硫化会使所获得的树脂薄膜片成为含有硫化弹性体的片材,对来自外部的变形具有抵抗力(弹性),尤其容易维持三角波形状的边缘线的结构,可以切实地获得本发明的效果,因此优选。
硫化剂可使用一般的橡胶硫化剂(交联剂)。具体为,硫磺类硫化剂可举例如下:硫磺粉、沉淀硫磺、高分散性硫磺、表面处理硫磺、不溶性硫磺、二硫代二吗啉、二硫化烷基酚等,可大致使用例如0.5~4phr〔在本说明书中,“phr”是指相对于每100重量份弹性体成分所加入的重量份。以下相同。〕。
此外,有机过氧化物类的硫化剂可举例如下:过氧化苯甲酰、叔丁基氢过氧化物、2,4-二氯过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-双(过氧化苯甲酸酯)等等,重量比方面,例如加入量可大致选用1~20phr。
还有,酚醛树脂类硫化剂可举例如下:烷基酚树脂的溴化物、含有氯化锡、氯丁二烯等卤素供体化合物和烷基酚树脂的混合交联系列等,重量比可使用1~20phr左右的比例。
其它还可举例如下:氧化锌(5phr左右)、氧化镁(4phr左右)、一氧化铅(10~20phr左右)、对苯醌二肟、二苯甲酰对醌二肟、四氯对苯醌、聚1,4-二亚硝基苯(2~10phr左右)、二氨基二苯基甲烷(0.2~10phr左右)。
另外,也可按需要来添加硫化促进剂。可大致按0.5~2phr的比例使用醛氨类、胍类、噻唑类、亚磺酰胺类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、硫脲类等一般硫化促进剂。
具体可举例如下:醛氨类硫化促进剂有六亚甲基四胺等,胍类硫化促进剂有二苯胍等,噻唑类硫化促进剂有二硫化二苯并噻唑(DM)、2-巯基苯并噻唑及其锌盐、环己胺盐等,亚磺酰胺类硫化促进剂有环已基苯并噻唑基亚磺酰胺(CBS)、N-氧联二(1,2-亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2-(4-吗啉基二硫代)苯并噻唑等,秋兰姆类硫化促进剂有四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)、四硫化双五甲亚基秋兰姆等,二硫代氨基甲酸盐类硫化促进剂有,二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸碲、二甲基二硫代氨基甲酸铜、二甲基二硫代氨基甲酸铁、N-二硫代甲酸-2-甲基哌啶2-甲基哌啶盐等,硫脲类硫化促进剂有亚乙基硫脲、二乙基硫脲等等。而且,硫化促进剂也能与通常的橡胶促进剂一起使用,例如可使用氧化锌(5phr左右)、硬脂酸和油酸及其锌盐(2~4phr)等。
热塑性弹性体组合物的制造方法为,预先用双螺杆混炼挤出机等对热塑性树脂与弹性体(如果是橡胶,则为未硫化物)进行熔融混炼,在形成连续相(基质)的热塑性树脂中分散弹性体作为分散相(相畴)。要硫化弹性体时,可以在混炼期间添加硫化剂,对弹性体进行动态硫化。此外,热塑性树脂或弹性体的各种混配剂(硫化剂除外)也可以在上述混炼期间进行添加,优选在混炼前预先混合。关于热塑性树脂与弹性体的混炼所使用的混炼机,并无特别限定,可以使用螺杆挤出机、捏合机、班伯里混炼机、双螺杆混炼挤出机等。其中,热塑性树脂和弹性体的混炼以及弹性体的动态混炼优选使用双螺杆混炼挤出机。此外,也可使用两台以上的混炼机来依次进行混炼。作为熔融混炼的条件,只要将温度设定在热塑性树脂的熔融温度以上即可。此外,混炼时的最大剪切速度优选300~7500sec-1。整个混炼时间为30秒至10分钟,如果需要加入硫化剂,则添加后的硫化时间以15秒至5分钟为宜。按上述方法制成的聚合物组合物可以利用注塑成型、挤出成型等常规的热塑性树脂成型方法,成型为期望的形状。
按上述方式获得的热塑性弹性体组合物的结构为,弹性体作为不连续相分散于热塑性树脂的基质中。采用相关结构可以赋予内衬层充分的柔软性,以及利用树脂层的连续相效果,而赋予内衬层充分的防透气性能和强度,与此同时,不论弹性体有多少,成型时都可以获得和热塑性树脂同等的成型加工性。
热塑性树脂及热塑性弹性体组合物的杨氏模量并无特别限定,优选1~500MPa,更优选25~250MPa。
实施例
以下,通过实施例等,具体说明本发明的充气轮胎。
另外,各评估特性的测定方法采用以下记载的方法。
(1)搭接部的抗裂性能评估:
利用转鼓试验机在内压120kPa、负载7.24kN、速度81km/h下进行80小时的行驶试验,然后观察各试验轮胎(各实施例、常规例中各10条)内腔的内衬层搭接部附近接合橡胶有无出现裂纹的情况(出现条数、大小),进行评估。将常规例1的轮胎作为指数100进行评估,数值越大表示越优异。
(2)均匀性的评估:
按照JASO C-607-87测定RFV进行评估。n数设为10,将常规例1的轮胎设为100,用指数来表示其平均值。数值越大,表示均匀性越优异。数值在2%以上判断为“有优势”,5%以上判断为“有显著优势”。实施例1~4、常规例1、比较例1~3
作为试验轮胎,各实施例1~4、常规例1、比较例1~3各制作10条轮胎结构为具有2层带束层、2层帘布层的轮胎尺寸195/65R1591H(15×6J)的试验轮胎。
制造各试验轮胎时,在形成内衬层的防透气层的以热塑性树脂为主要成分的薄膜中,使用N6/N66作为热塑性树脂,使用BIMS(溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物)作为弹性体,将其共混获得厚度130μm的薄膜,再在该薄膜上层叠厚度0.7mm的表1所示组成的接合橡胶,将获得的层叠片用作内衬层用片。
表1
如下在各实施例1~4、常规例1、比较例1分别形成该层叠片的轮胎周向端部。
实施例1、实施例2中,边缘线E1、E2为图1(a)所示的形状(θ1、θ2都为45°,顶角为90°的等边三角形,线对称),实施例1中三角形的高度为5mm,实施例2中为10mm。
实施例3中,边缘线E1、E2为图2(a)所示的形状(θ1为60°,θ2为0°,顶角为60°的直角三角形,非线对称),三角形的高度为5mm,重叠长度L为7mm,三角形的底边为9mm(图5(a)显示了该形状),两端部的波形相位一致。
实施例4中,边缘线E1、E2为图2(b)所示的形状(θ1为60°,θ2为0°,顶角为60°的直角三角形,非线对称),三角形的高度为10mm,重叠长度L为7mm,三角形的底边为17mm(图5(b)显示了该形状),两端部的波形相位偏差8mm。
常规例1中,边缘线E1、E2为图3所示的轮胎宽度方向的一直线形状。
比较例1中,波形高度为5mm的曲线波形连续形成(1波形的宽度为10mm)。
重叠长度都为7mm。
关于各试验轮胎,搭接部的抗裂性能的评估结果和均匀性的评估结果如表1所示。
表2
符号说明
1 层叠体片
2 热塑性树脂或者共混了热塑性树脂和弹性体的热塑性弹性体组合物的片材
2a 防透气层
3 接合橡胶层
4 热塑性树脂或者热塑性弹性体组合物的片材2的前端部附近
10 内衬层
11 胎面部
12 侧壁部
13 胎圈部
14 帘布层
15 带束层
C 接合橡胶层内出现裂纹的频发位置
D 轮胎周向
E1、E2 层叠体片的周向端部的边缘线
S 搭接头部
L 重叠长度

Claims (7)

1.一种充气轮胎,将以热塑性树脂为主要成分的薄膜与接合橡胶层叠而成的层叠体片的轮胎周向端部重叠搭接形成内衬层而成,其特征在于,作为所述重叠搭接的层叠体片,使用的是如下一种形态的层叠体片:其轮胎周向端部的至少一个端部,由呈三角波形的锯齿形状在轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线构成。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈锯齿形状的三角波形为俯视时以通过所述三角波形的顶点并且与轮胎周向平行的直线为对称线的线对称形状。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈锯齿形状的三角波形为俯视时以通过所述三角波形的顶点并且与轮胎周向平行的直线为对称线的非线对称形状。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈锯齿形状的三角波形为俯视时所述三角波形的一边与所述轮胎周向平行的形状。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述重叠搭接的层叠体片的两端部,具有所述呈三角波形的锯齿形状在所述轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述重叠搭接以在所述轮胎周向上的重叠长度即使在最小部分也为5mm以上的方式形成。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,所述呈三角波形的锯齿形状在所述轮胎宽度方向上连续的直线形成的边缘线,是利用激光进行加工而形成。
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