CN104411513B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是要进一步降低充气轮胎的重量。充气轮胎的构造方式应使得至少两个胎体层(6)各自在轮胎宽度方向上的两个端部延伸到设置在两个胎圈部(5)中的胎圈芯(51)，从胎圈芯(51)沿轮胎宽度方向的内侧缠绕到外侧并在轮胎径向方向上延伸到外侧。胎体层(6)由热塑性片(61、62、63)构造且至少在热塑性片(61、62、63)的各层之间设置橡胶层(6a)。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎，更具体而言涉及具有改进胎体层的充气轮胎。
背景
通常而言，例如在专利文献1的充气轮胎中，通过使胎圈填充胶距离胎踵的高度H为10-30mm以降低轮胎重量并通过由热塑性树脂或通过将热塑性树脂组分与杨氏模量为70-1,500MPa且厚度为0.05-0.25mm的弹性体组分共混而得到的热塑性弹性体组合物构造设置在胎体层内侧上的内衬层，补偿了随重量降低而劣化的操纵稳定性并且以高水平同时提供重量降低和操纵稳定性二者。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请公开号2012-106625A
发明概述
本发明待解决的问题
对于近年来的充气轮胎，从环境贡献如全球变暖对策的需要看希望进一步降低轮胎重量。
鉴于前述情况，本发明的目的是要提供可以进一步降低重量的充气轮胎。
解决问题的方式
为了解决上述问题并实现该目的，第一个发明的充气轮胎的构造方式应使得至少两个胎体层各自在轮胎宽度方向上具有两个端部，所述两个端部延伸到设置在两个胎圈部中的胎圈芯，并且所述两个端部从胎圈芯沿轮胎宽度方向的内侧缠绕到沿轮胎宽度方向的外侧并在轮胎径向方向上向外延伸。在该充气轮胎中，胎体层由热塑性片形成且至少在热塑性片的相邻片之间设置橡胶层。
根据该充气轮胎，胎体层由热塑性片形成且至少在热塑性片的相邻片之间设置橡胶层。因此，胎体层以与应用于其中在轮胎宽度方向设置胎体帘布并由涂敷橡胶涂布胎体帘布的常规充气轮胎的胎体层相似的方式起轮胎框架的作用。此外，该热塑性片与胎体帘布相比重量更轻。结果可以进一步降低轮胎重量。
此外，根据该充气轮胎，胎体层由热塑性片形成；因此，胎体层可以在应用于常规充气轮胎内侧的内衬中抑制漏气。由此可以省略该内衬，并可以进一步降低轮胎重量。
此外，根据该充气轮胎，胎体层由热塑性片形成，从而允许省略压延工艺(实施操作如将橡胶压片的工艺(压片工艺(sheeting processing))和橡胶对纺织物的涂布(盖顶工艺(topping processing)))；因此可以简化轮胎制造工艺。
此外，第二个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个发明中，热塑性片各自具有的平均厚度不小于0.03mm且不大于1.0mm，具有的空气渗透系数不小于3×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg且不大于500×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg。
根据该充气轮胎，胎体层由于上述热塑性片的所示厚度而显著起轮胎框架的作用且由于上述所示空气渗透系数而显著起内衬的作用；因此，可以获得降低轮胎重量的显著效果。
此外，第三个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个或第二个发明中，橡胶层具有的与热塑性片的剥离强度不小于50N/25mm且不大于N/25mm。
根据该充气轮胎，上述橡胶层的所示剥离强度可以改善胎体层之间的粘合强度并因此可以改进轮胎耐久性。
此外，第四个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个至第三个发明中的任一个中，橡胶层为含有如下组分的橡胶组合物：甲醛和式(1)所示化合物的缩合物，其中R1、R2、R3、R4和R5表示氢、羟基或具有1-8个碳的烷基；亚甲基给体；和硫化剂；以及所述缩合物的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于20质量份，所述亚甲基给体的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于80质量份并且所述亚甲基给体的配混量与所述缩合物的配混量之比不小于1且不大于4：
[式1]
根据该充气轮胎，可以改进橡胶层相对于热塑性片的粘合强度。也就是说，改进橡胶层与热塑性片的剥离强度并且改进胎体层之间的粘合强度。结果可以改进轮胎耐久性。
此外，第五个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个至第四个发明中的任一个中，热塑性片各自在室温下具有的拉伸屈服强度不小于1MPa且不大于100MPa。
根据该充气轮胎，上述热塑性片的所示拉伸屈服强度允许在拉伸热塑性片时抑制塑性形变，从而允许改进耐压性。耐压性的改进可以降低堆叠的热塑性片数目并允许降低轮胎重量。
此外，第六个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个至第五个发明中的任一个中，热塑性片各自在室温下具有的断裂伸长率不小于80％且不大于500％。
根据该充气轮胎，例如甚至当在轮胎中由工具等在轮辋装配工作过程中引起出现局部变形时，可以防止热塑性片的断裂；因此，可以使用常规安装(轮辋装配)装置。此外，在实际使用过程中的轮胎耐久性也通过确保上述断裂伸长率而改进。
此外，第七个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个至第六个发明的任一个中，在胎体层沿轮胎径向方向的外侧提供至少两个带束层并且在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片在轮胎宽度方向上具有两个端部，所述端部位于沿在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层的轮胎宽度方向的端部沿轮胎宽度方向的内侧上。
根据该充气轮胎，构造在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片沿轮胎宽度方向的两个端部以使其位于沿在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层的轮胎宽度方向的端部沿轮胎宽度方向的内侧上可以防止其中相应部件的端部积聚在胎肩部的情形。当相应部件的端部积聚时，其中端部相互面对的部分变成弯曲点，这倾向于降低耐压性和耐久性。也就是说，根据该充气轮胎，可以抑制弯曲点的出现，并且可以改进耐压性和耐久性。
此外，根据该充气轮胎，将在胎圈芯处缠绕的热塑性片的一部分设置在胎侧部中提高了热塑性片在该胎侧部中的堆叠。在该构造中，待堆叠的热塑性片数目降低，因而可以降低轮胎重量，并且可以确保胎侧部的耐压性。
此外，第八个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第七个发明中，热塑性片具有的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片沿轮胎宽度方向的两个端部之间的间隔CW与在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层在轮胎宽度方向上的宽度BW之间的关系满足0.10≤CW/BW≤0.95。
根据该充气轮胎，改进耐压性和耐久性的显著效果可以在其中在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片沿轮胎宽度方向的两个端部位于沿在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层的轮胎宽度方向的两个端部沿轮胎宽度方向的内侧上的构造中得到。
此外，第九个发明的充气轮胎的构造方式应使得在第一个至第八个发明中的任一个中，热塑性片具有的相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
根据该充气轮胎，使相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β大于相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α使得轮胎更可能在轮胎圆周方向上变形且更不可能在轮胎宽度方向上变形。由此可以使得轮胎的接地形状(接地长度)更为合适；因此，可以改进操纵稳定性。
发明效果
本发明充气轮胎可以进一步降低轮胎重量。
附图简述
图1为根据本发明实施方案的充气轮胎的子午线横截面视图。
图2为说明根据本发明实施方案的充气轮胎的胎体层的部分放大子午线横截面视图。
图3为根据本发明实施方案的改性实施例的充气轮胎的子午线横截面视图。
图4为说明根据本发明实施方案的改性实施例的充气轮胎的单一热塑性片的扩展视图。
图5为说明根据本发明实施方案的改性实施例的充气轮胎的单一热塑性片的扩展视图。
图6为显示根据本发明工作实施例的充气轮胎的测试结果的表。
图7为显示根据本发明工作实施例的充气轮胎的测试结果的表。
图8为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
图9为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
图10为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
图11为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
图12为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
图13为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
图14为根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
实施本发明的最佳方式
下面基于附图详细说明本发明的实施方案。应注意的是本发明不限于该实施方案。此外，该实施方案的组成包括可以由本领域熟练技术人员容易地替换的那些或基本相同的那些。此外，该实施方案中所述的多个改性实施例可以由本领域熟练技术人员在显而易见的范围内按需组合。
图1为根据本发明实施方案的充气轮胎1的子午线横截面视图。在下列说明中，“轮胎径向方向”是指与充气轮胎1的旋转轴(未示出)垂直的方向；“沿轮胎径向方向的内侧”是指在轮胎径向方向面向旋转轴的那侧；以及“沿轮胎径向方向的外侧”是指在轮胎径向方向远离旋转轴的那侧。“轮胎圆周方向”是指以旋转轴为中心轴的圆周方向。此外，“轮胎宽度方向”是指与旋转轴平行的方向；“沿轮胎宽度方向的内侧”是指在轮胎宽度方向面向轮胎赤道面CL(轮胎赤道线)的那侧；以及“沿轮胎宽度方向的外侧”是指在轮胎宽度方向远离轮胎赤道面CL的那侧。“轮胎赤道面CL”是指与充气轮胎1的旋转轴垂直且通过充气轮胎1的轮胎宽度中央的面。轮胎宽度是在轮胎宽度方向上位于沿轮胎宽度方向外侧上的部分之间的宽度，或者换言之是在轮胎宽度方向上位于最远离轮胎赤道面CL的部分之间的距离。“轮胎赤道线”是指沿充气轮胎1的轮胎圆周方向位于轮胎赤道面CL上的线。在本发明实施方案中，“轮胎赤道线”被给予与轮胎赤道面所用参考符号相同的“CL”参考符号。
如图1所示，本发明实施方案的充气轮胎1具有胎面部2，在胎面部2的两侧上的胎肩部3以及依序由各胎肩部3连接的胎侧部4和胎圈部5。此外，充气轮胎1包括胎体层6、带束层7和带束补强层8。
胎面部2由橡胶材料(胎面橡胶)形成，在充气轮胎1沿轮胎径向方向的最外侧上暴露并且其表面构成充气轮胎1的轮廓。胎面表面21在胎面部2的周向表面上形成或者在行进时与路面接触的道路接触表面上形成。胎面表面21提供有多个(在本发明实施方案中为4个)沿轮胎圆周方向延伸的主沟槽22。此外，在胎面表面21中通过多个主沟槽22形成多个沿轮胎圆周方向延伸的肋状陆部(land portion)23。此外，尽管在附图中没有明确显示，在胎面表面21中提供在各陆部23中与主沟槽22相交的胎纹沟槽(lug groove)。陆部23在轮胎圆周方向上由胎纹沟槽多次分割。此外，形成胎纹沟槽以在胎面部2沿轮胎宽度方向的最外侧处通向外侧。应注意的是胎纹沟槽可以呈与主沟槽22连通的形式或者可以呈不与主沟槽22连通的形式。
胎肩部3是在胎面部2沿轮胎宽度方向的两个外侧上的位置。此外，胎侧部4在充气轮胎1沿轮胎宽度方向的最外侧处暴露。胎圈部5各自包括胎圈芯51和胎圈填充胶52。胎圈芯51通过将由钢丝构成的胎圈丝卷绕成环形而形成。胎圈填充胶52为设置在由胎体层6沿轮胎宽度方向的端部在胎圈芯51处缠绕形成的空间中的橡胶材料。
胎体层6沿轮胎宽度方向的端部在一对胎圈芯51处从沿轮胎宽度方向的内侧缠绕到沿轮胎宽度方向的外侧并在轮胎径向方向上向外延伸，且胎体层6以圆环形状沿轮胎圆周方向拉伸而形成轮胎框架。有关该胎体层6的细节将在下面描述。
带束层7具有其中堆叠至少两层(带束层71、72)的多层结构，设置在沿轮胎径向方向的外侧上，即设置在胎面部2中的胎体层6的外周上，并沿轮胎圆周方向覆盖胎体层6。带束层71、72由多个相对于轮胎圆周方向以预定角度(例如20-30度)相互平行设置并被涂敷橡胶覆盖的帘布(未示出)构成。帘布由钢或有机纤维(例如聚酯、人造丝、尼龙等)形成。此外，设置相互相邻的带束层71、72以横切其帘布。
带束补强层8设置在沿轮胎径向方向的外侧，即设置在带束层7的外周上，并沿轮胎圆周方向覆盖带束层7。带束补强层8由多个沿轮胎宽度方向相互平行且沿轮胎圆周方向基本平行(±5度)设置的帘布(未示出)构成，这些帘布被涂敷橡胶覆盖。帘布由钢或有机纤维(例如聚酯、人造丝、尼龙等)形成。图1中所示带束补强层8由带束补强层81(其设置使得在带束层7沿轮胎径向方向的外侧上覆盖整个带束层7)、带束补强层82(其设置使得在带束补强层81沿轮胎径向方向的外侧上覆盖整个带束层7)以及带束补强层83(其设置使得在带束补强层82沿轮胎宽度方向的外侧上覆盖带束层7沿轮胎宽度方向的各端部)构成。应注意的是带束补强层8的构造并不限于此；尽管在附图中未示出，但该构造包括其中设置带束补强层8以覆盖整个带束层7的构造、其中设置带束补强层8以覆盖带束层7沿轮胎宽度方向的各端部的构造以及其中适当组合这些的构造。也就是说，带束补强层8至少与带束层7沿轮胎宽度方向的两个端部重叠。此外，通过沿轮胎圆周方向缠绕带状(例如宽度为10mm)条材而提供带束补强层8。
图2为说明根据本发明实施方案的充气轮胎的胎体层的部分放大子午线横截面视图。
在上述充气轮胎1中，胎体层6由至少两层(图1示出两层，而图2示出3层)构成且由热塑性片(61、62、63)形成。此外，在热塑性片(61、62、63)的相邻片之间设置橡胶层6a。图2示出了一种其中除了在热塑性片(61、62、63)的相邻片之间还在热塑性片61的外侧—为胎圈部5中缠绕部处的最外侧—上提供橡胶层6a的形式。
热塑性片(61、62、63)由热塑性树脂或通过将弹性体组分在热塑性树脂中共混而得到的热塑性弹性体组合物构成且不具有帘布。
本发明实施方案中所用热塑性树脂例如包括聚酰胺树脂(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9T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚物或尼龙66/PPS共聚物)，聚酯树脂(例如芳族聚酯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/四亚甲基二醇共聚物、PET/PEI共聚物、多芳基化物(PAR)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、液晶聚酯或聚氧化烯二酰亚胺二酸/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物)，聚腈树脂(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/苯乙烯共聚物或(甲基)丙烯腈/苯乙烯/丁二烯共聚物)，聚(甲基)丙烯酸酯树脂(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/丙烯酸酯共聚物(EAA)或乙烯/甲基丙烯酸甲酯树脂(EMA))，聚乙烯基树脂(例如乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯/偏二氯乙烯共聚物或偏二氯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物)，纤维素树脂(例如乙酸纤维素或乙酸丁酸纤维素)，氟树脂(例如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯氟乙烯(PCTFE)或四氟乙烯/乙烯共聚物(ETFE))，酰亚胺树脂(例如芳族聚酰亚胺(PI))等。
用于本发明实施方案中的弹性体包括例如二烯橡胶及其氢化物(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或氢化SBR)，烯烃橡胶(例如乙烯/丙烯橡胶(EPDM，EPM)、马来酸化乙烯/丙烯橡胶(M-EPM))，丁基橡胶(IIR)，异丁烯和芳族乙烯基单体或二烯单体共聚物，丙烯酸系橡胶(ACM)，离聚物，含卤素的橡胶(例如Br-IIR、Cl-IIR、异丁烯/对甲基苯乙烯的溴代共聚物(Br-IPMS)、氯丁二烯橡胶(CR)、醇橡胶(hydrin rubber)(CHC，CHR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氯化聚乙烯(CM)或马来酸化氯化聚乙烯(M-CM))，硅橡胶(例如甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶)，含硫橡胶(例如聚硫化物橡胶)，氟橡胶(例如偏二氟乙烯橡胶、含氟的乙烯基醚橡胶、四氟乙烯-丙烯橡胶、含氟的硅橡胶或含氟的磷腈橡胶)，热塑性弹性体(例如苯乙烯弹性体、烯烃弹性体、聚酯弹性体、聚氨酯弹性体或聚酰胺弹性体)等。
以此方式，本发明的充气轮胎1的构造方式应使得至少两个胎体层6在轮胎宽度方向上具有两个端部，所述两个端部延伸到设置在两个胎圈部5中的胎圈芯51，并且所述两个端部从胎圈芯51沿轮胎宽度方向的内侧缠绕到沿轮胎宽度方向的外侧并在轮胎径向方向上向外延伸。在该充气轮胎1中，胎体层6由热塑性片(61、62、63)形成并且至少在热塑性片(61、62、63)的相邻片之间设置橡胶层6a。
根据该充气轮胎1，胎体层6由热塑性片(61、62、63)形成并且具有至少设置在热塑性片(61、62、63)的相邻片之间的橡胶层6a。胎体层6可以以与应用于其中在轮胎宽度方向设置胎体帘布并由涂敷橡胶涂布胎体帘布的常规充气轮胎的胎体层相似的方式起轮胎框架的作用。热塑性片(61、62、63)与胎体帘布相比重量更轻。结果可以进一步降低轮胎重量。
此外，根据该充气轮胎1，由热塑性片(61、62、63)形成的胎体层6可以在应用于常规充气轮胎内侧的内衬中抑制漏气。由此可以省略该内衬，并可以进一步降低轮胎重量。
此外，根据该充气轮胎1，胎体层6由热塑性片(61、62、63)形成，从而允许省略压延工艺(实施操作如将橡胶压片的工艺(压片工艺)和橡胶对纺织物的涂布(盖顶工艺))；因此可以简化轮胎制造工艺。
应注意的是橡胶层6a的平均厚度优选不小于0.05mm且不大于0.5mm。不小于0.05mm的平均厚度使得可以进行制造，而不大于0.5mm的平均厚度使得防止重量增加。
此外，在本发明该实施方案的充气轮胎1中，构成胎体层6的热塑性片(61、62、63)优选各自具有的平均厚度不小于0.03mm且不大于1.0mm并且具有的空气渗透系数为不小于3×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg且不大于500×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg。
在这里平均厚度通过将待测量的轮胎沿轮胎宽度方向切割以使各切片沿轮胎圆周方向具有20-30mm宽度，沿轮胎宽度方向将该切割片分成至少8个相同部分，测量各构成胎体层6的热塑性片(61、62、63)的厚度并对各片取平均而得到。此外，空气渗透系数根据JIS K7126，“Gas Permeability Test Method of Plastic Film and Sheet(A)”在其中测试气体为空气(N2:O2＝8:2)且测试温度为30℃的条件下得到。
根据该充气轮胎1，胎体层6由于如上所述热塑性片(61、62、63)的所示厚度而显著起轮胎框架的作用且由于如上所述的所示空气渗透系数而显著起内衬的作用；因此可以得到降低轮胎重量的显著效果。应注意的是为了得到除了起内衬的作用外降低轮胎重量的显著效果，进一步优选使热塑性片(61、62、63)各自的平均厚度不小于0.05mm且不大于0.6mm，而为了得到除了起内衬的作用外降低轮胎重量的进一步显著效果，更优选使热塑性片(61、62、63)各自的平均厚度不小于0.08mm且不大于0.5mm。
此外，在本发明该实施方案的充气轮胎1中，优选橡胶层6a与热塑性片(61、62、63)的剥离强度不小于50N/25mm且不大于400N/25mm。
在这里剥离强度通过根据JIS K6256测量而得到。
根据该充气轮胎1，由于如上所述橡胶层6a的所示剥离强度，改进了胎体层6之间的粘合强度；因此，可以改进轮胎耐久性。应注意的是剥离强度的上限可以超过400N/25mm，但由于在轮胎模塑过程中在进料装置的金属鼓上发生粘附—这倾向于使处理特性劣化并使改性困难，使上限为400N/25mm。应注意的是为了得到改进耐久性的显著效果，进一步优选使橡胶层6a的剥离强度不小于150N/25mm且不大于400N/25mm，并且为了得到进一步改进耐久性和进一步改进轮胎模塑过程中的处理特性的显著效果，更优选使橡胶层6a的剥离强度不小于170N/25mm且不大于300N/25mm。
此外，在本发明实施方案的充气轮胎1中，橡胶层6a为含有如下组分的橡胶组合物：甲醛和式(1)所示化合物的缩合物，其中R1、R2、R3、R4和R5表示氢、羟基或具有1-8个碳的烷基；亚甲基给体；和硫化剂；以及该缩合物的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于20质量份，该亚甲基给体的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于80质量份并且该亚甲基给体的配混量与该缩合物的配混量之比不小于1且不大于4：
式2
根据该充气轮胎1，可以改进橡胶层6a对热塑性片(61、62、63)的粘合强度。也就是说，改进橡胶层6a与热塑性片(61、62、63)的剥离强度并且改进胎体层6之间的粘合强度。由此可以改进轮胎耐久性。
此外，在本发明该实施方案的充气轮胎1中，优选热塑性片(61、62、63)各自在室温下的拉伸屈服强度不小于1MPa至不大于100MPa。
在这里通过根据JIS K7113所示测试方法的测量得到拉伸屈服强度。
根据该充气轮胎1，如上所述热塑性片(61、62、63)的所示拉伸屈服强度允许在拉伸热塑性片(61、62、63)时抑制塑性形变，从而改进耐压性。耐压性的改进可能降低待堆叠的热塑性片(61、62、63)的数目，从而降低轮胎重量。应注意的是拉伸屈服强度的上限可能超过100MPa，但由于这倾向于使热塑性片(61、62、63)的形状因充气模塑(inflationmolding)过程中的放大而不均匀，为了易于制造而使上限为100MPa。应注意的是进一步优选使热塑性片(61、62、63)的上述拉伸屈服强度不小于2MPa且不大于80MPa，从而得到降低待堆叠热塑性片(61、62、63)的数目和使制造容易的显著效果。
此外，在本发明实施方案的充气轮胎1中，优选热塑性片(61、62、63)各自在室温下的断裂伸长率不小于80％且不大于500％。
根据该充气轮胎1，例如甚至当在轮胎中由工具等在轮辋装配工作过程中引起出现局部变形时，可以防止热塑性片(61、62、63)的断裂；因此，可以使用常规安装(轮辋装配)装置。此外，在实际使用过程中的轮胎耐久性也通过确保上述断裂伸长率而改进。应注意的是断裂伸长率的上限可能超过500％，但将它规定为可以实现的范围。应注意的是为了得到确保热塑性片(61、62、63)的耐久性的显著效果，更优选使热塑性片(61、62、63)的断裂伸长率不小于100％且不大于500％。
此外，在如图3中根据改性实施例的充气轮胎的子午线横截面视图所示的本发明实施方案的充气轮胎1中，优选热塑性片(61、62)中在轮胎宽度方向上具有最大宽度(在轮胎宽度方向上的最大展开宽度)的热塑性片(图3中的热塑性片61)沿轮胎宽度方向的两个端部C1位于在轮胎宽度方向上具有最大宽度(在轮胎宽度方向上的最大展开宽度)的带束层(图3中的带束层71)的轮胎宽度方向的端部B1沿轮胎宽度方向的内侧上。
根据该充气轮胎1，构造在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片(图3中的热塑性片61)沿轮胎宽度方向的两个端部C1以使其位于沿在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层(图3中的带束层71)的轮胎宽度方向的端部B1沿轮胎宽度方向的内侧上可以防止其中部件的端部积聚在胎肩部3的情形。当部件的端部积聚时，其中端部相互面对的部分变成弯曲点，这倾向于降低耐压性和耐久性。也就是说，根据该充气轮胎1，可以抑制弯曲点的出现，并且可以改进耐压性和耐久性。
此外，将其中热塑性片(61、62)在胎圈芯51处缠绕的部分设置在胎侧部4中提高了热塑性片(61、62)在胎侧部4中的堆叠(图3中两次)。通过以此方式构造，待堆叠的热塑性片(61、62)数目降低，因而可以降低轮胎重量，并且可以确保胎侧部4的耐压性。
应注意的是在图3中，热塑性片(图3中的热塑性片62)—在轮胎宽度方向上不具有最大宽度的热塑性片—沿轮胎宽度方向的两个端部C2也构造得位于在沿轮胎宽度方向具有最大宽度的带束层(图3中的带束层71)的轮胎宽度方向的端部B1沿轮胎宽度方向的内侧上。通过以此方式构造，可以进一步抑制弯曲点的出现，并且可以得到改进耐压性和耐久性的显著效果。此外，在图3中，在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片(图3中的热塑性片61)沿轮胎宽度方向的两个端部C1构造得位于在带束层(图3中的带束层72)—在轮胎宽度方向不具有最大宽度的带束层—的轮胎宽度方向的端部B2沿轮胎宽度方向的内侧上。通过以此方式构造，可以进一步抑制弯曲点的出现，并且可以得到改进耐压性和耐久性的显著效果。此外，在图3中，热塑性片(图3中的热塑性片62)—在轮胎宽度方向上不具有最大宽度的热塑性片—沿轮胎宽度方向的两个端部C2构造得位于在带束层(图3中的带束层72)—在轮胎宽度方向上不具有最大宽度的带束层—的轮胎宽度方向的端部B2沿轮胎宽度方向的内侧上。通过以此方式构造，可以进一步抑制弯曲点的出现，并且可以得到改进耐压性和耐久性的显著效果。
此外，如图3所示的本发明实施方案的充气轮胎1的构造方式应使得在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片(图3中的热塑性片61)沿轮胎宽度方向的两个端部C1位于在沿轮胎宽度方向具有最大宽度的带束层(图3中的带束层71)的轮胎宽度方向的端部B1沿轮胎宽度方向的内侧上。以此构造，优选热塑性片(61、62)具有的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片(图3中的热塑性片61)沿轮胎宽度方向的两个端部(C1到C1)之间的间隔CW与在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层(图3中的带束层71)在轮胎宽度方向上的宽度BW之间的关系满足0.10≤CW/BW≤0.95。
根据该充气轮胎1，可以在如下构造中得到改进耐压性和耐久性的显著效果：其中在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片(图3中的热塑性片61)沿轮胎宽度方向的两个端部C1位于在沿轮胎宽度方向具有最大宽度的带束层(图3中的带束层71)的轮胎宽度方向的端部B1沿轮胎宽度方向的内侧上。应注意的是为了得到改进耐压性和耐久性的进一步显著效果，优选满足0.15≤CW/BW≤0.95。
此外，在本发明实施方案的充气轮胎1中，优选热塑性片(61、62、63)具有的相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
根据该充气轮胎1，使相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β大于相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α使得轮胎更可能在轮胎圆周方向上变形且更不可能在轮胎宽度方向上变形。由此可以使得轮胎的接地形状(接地长度)更为合适；因此，可以改进操纵稳定性。
应注意的是提供下列方法以使热塑性片(61、62、63)中相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
例如通过拉伸模塑使热塑性片(61、62、63)沿轮胎圆周方向和轮胎宽度方向的拉伸速率相互不同导致不同的刚度。
此外，例如正如在图4中的说明根据改性实施例的充气轮胎的单一热塑性片的扩展视图中那样，在热塑性片(61、62、63)的预定部分中提供通孔6b使得热塑性片(61、62、63)沿轮胎圆周方向和轮胎宽度方向的拉伸性相互不同，从而导致不同刚度。应注意的是通孔6b的形状不受限制；然而，具有三角形等可能使锐角部分变成裂纹生长的基点；因此，优选斜切角或者以圆弧形状成形，更优选使所有通孔6b成形为环形。此外，在图4中，通孔6b仅在热塑性片(61、62、63)的预定位置提供，但可以横跨热塑性片(61、62、63)的整个表面提供。此外，通孔6b优选相互等距隔开以防止局部拉伸或刚度的局部变化。
此外，例如正如在图5中的说明根据改性实施例的充气轮胎的单一热塑性片的扩展视图中那样，在热塑性片(61、62、63)的预定部分提供槽口6c使得热塑性片(61、62、63)沿轮胎圆周方向和轮胎宽度方向的拉伸性相互不同，从而导致不同刚度。应注意的是槽口6c可以是狭缝，其中其两端并不敞开。此外，在图5中，在径向方向上的槽口6c仅提供在热塑性片(61、62、63)的预定位置，但可以横跨热塑性片(61、62、63)的整个表面提供。此外，槽口6c并不限于提供在径向方向并且可以相对于轮胎圆周方向呈对角线提供。
此外，例如尽管附图中没有示出，但热塑性片(61、62、63)的厚度可以通过防止图4所示通孔6b穿透热塑性片(61、62、63)的厚度方向或防止图5所示槽口6c穿透热塑性片(61、62、63)的厚度方向而部分改变。
顺便提一下，对于带束补强层8的带束补强层(81、82、83)的帘布而言，可以使用脂族聚酰胺如尼龙66(N66)或尼龙46(N46)、芳族聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚烯烃酮(POK)或通过将由这些材料构成的纱线捻在一起而得到的混合帘布。然而，胎体层6的热塑性片(61、62、63)是在脱模之后立刻软化的热塑性材料并且这倾向于因带束补强层8的热收缩而改变轮胎形状。为了防止该情形，优选具有低热收缩特性的带束补强层8。
工作实施例
图6和7是显示根据本发明工作实施例的充气轮胎的测试结果的表，而图8-14是根据本发明工作实施例的充气轮胎的子午线横截面示意图。
在本发明工作实施例中，有关轮胎重量的测试对多种类型的充气轮胎以不同条件进行。
在该测试方法中，使用轮胎尺寸为235/40R18的充气轮胎作为测试轮胎来测量这些测试轮胎的重量。此外，重量基于将传统实施例设定为标准分(100)的测量结果编号。编号越小，轮胎重量越轻且越优异。
如图6和7所示，在如图1所见的传统实施例的充气轮胎中，设置两个具有被涂敷橡胶覆盖的帘布的胎体层以在轮胎赤道面CL上形成两层并在胎侧部4中形成4层。
同时，如图6和7所示，工作实施例1-33的充气轮胎的构造方式使得胎体层由热塑性片构成且在热塑性片的相邻片之间设置橡胶层。如图6所示，在如图1所示工作实施例1-18的充气轮胎中，设置两个热塑性片(61、62)以在轮胎赤道面CL上形成两层并在胎侧部4中形成4层。此外，在如图3所示工作实施例19-23的充气轮胎中，设置两个热塑性片(61、62)以在轮胎赤道面上形成两层并在胎侧部4中形成4层。热塑性片的两个端部设置在带束层7的下侧(沿轮胎径向方向的内侧)。此外，在工作实施例1-23中工作实施例2-23的充气轮胎中，热塑性片具有的平均厚度和空气渗透系数满足所示范围。在工作实施例8-23的充气轮胎中，橡胶层的剥离强度满足所示范围。在工作实施例10-23的充气轮胎中，热塑性片的拉伸屈服强度满足所示范围。在工作实施例16-23的充气轮胎中，热塑性片的断裂伸长率满足所示范围。在工作实施例20-23的充气轮胎中，热塑性片端部和带束层宽度之间的关系(CW/BW)满足所示范围。在工作实施例22和23的充气轮胎中，热塑性片沿轮胎圆周方向和轮胎宽度方向的拉伸屈服强度之间的关系(β/α)满足所示范围。
此外，如图7所示，在如图8所示工作实施例24和25的充气轮胎中，设置4个热塑性片(61、62、63、64)以在轮胎赤道面CL上形成4层并在胎侧部4中形成8层。在如图9所示工作实施例26-28的充气轮胎中，设置5个热塑性片(61、62、63、64、65)以在轮胎赤道面CL上形成5层并在胎侧部4中形成10层。在如图10所示工作实施例29的充气轮胎中，设置4个热塑性片(61、62、63、64)以在轮胎赤道面CL上形成4层并在胎侧部4中形成8层。此外，设置热塑性片(66)以在胎侧部4中形成1层。在图11所示工作实施例30的充气轮胎中，设置3个热塑性片(61、62、63)以在轮胎赤道面CL上形成3层并在胎侧部4中形成6层。在图12所示工作实施例31的充气轮胎中，设置3个热塑性片(61、62、63)以在轮胎赤道面CL上形成3层并在胎侧部4中形成6层。此外，设置热塑性片(66)以在胎侧部4中形成1层。在图13所示工作实施例32的充气轮胎中，设置3个热塑性片(61、62、63)以在轮胎赤道面CL上形成3层并在胎侧部4中形成6层。热塑性片的两个端部设置在带束层7的下侧(沿轮胎径向方向的内侧)。在图14所示工作实施例33的充气轮胎中，设置3个热塑性片(61、62、63)以在轮胎赤道面CL上形成3层并在胎侧部4中形成6层。热塑性片的两个端部设置在带束层7的下侧(沿轮胎径向方向的内侧)并且设置热塑性片(66)以在胎侧部4中形成1层。此外，工作实施例24-33的充气轮胎具有的平均厚度和空气渗透系数满足所示范围。橡胶层的剥离强度满足所示范围。热塑性片的拉伸屈服强度满足所示范围。热塑性片的断裂伸长率满足所示范围。热塑性片沿轮胎圆周方向和轮胎宽度方向的拉伸屈服强度之间的关系(β/α)满足所示范围。此外，工作实施例32和33的充气轮胎具有的热塑性片端部和带束层宽度之间的关系(CW/BW)满足所示范围。
应注意的是，对于橡胶层的剥离强度，将其中橡胶层堆叠在热塑性片上的样品在硫化之后切割成宽25mm的条状样品，根据JIS K6256测量该条状样品的剥离强度并将测量的剥离强度(N/25mm)编号成具有下列标准的(0)-(6)的7个等级。对于该编号，(5)或更大为所示范围。
(0)…不小于0[N/25mm]且小于20[N/25mm]
(1)…不小于20[N/25mm]且小于25[N/25mm]
(2)…不小于25[N/25mm]且小于50[N/25mm]
(3)…不小于50[N/25mm]且小于75[N/25mm]
(4)…不小于75[N/25mm]且小于100[N/25mm]
(5)…不小于100[N/25mm]且小于200[N/25mm]
(6)…不小于200[N/25mm]
如图6和7的测试结果所示，显然根据本发明工作实施例1-33的充气轮胎具有降低的轮胎重量。
参考号
1 充气轮胎
2 胎面部
21 胎面表面
22 主沟槽
23 陆部
3 胎肩部
4 胎侧部
5 胎圈部
51 胎圈芯
52 胎圈填充胶
6 胎体层
61、62、63 热塑性片
6a 橡胶层
6b 通孔
6c 槽口
7(71和72) 带束层
8(81、82、83) 带束补强层
CL 轮胎中心线(轮胎赤道线)

Claims (17)

1.一种具有至少两个胎体层的充气轮胎，其中所述胎体层各自在轮胎宽度方向上具有两个端部，所述两个端部延伸到设置在两个胎圈部中的胎圈芯，并且所述两个端部从所述胎圈芯沿轮胎宽度方向的内侧缠绕到沿轮胎宽度方向的外侧并在轮胎径向方向上向外延伸，其中所述胎体层由热塑性片形成且至少在所述热塑性片的相邻片之间设置橡胶层，
在所述胎体层沿轮胎径向方向的外侧上提供至少两个堆叠的带束层，并且
在轮胎宽度方向上具有最大宽度的热塑性片沿轮胎宽度方向的两个端部位于在轮胎宽度方向上具有最大宽度的带束层的轮胎宽度方向的端部沿轮胎宽度方向的内侧上。
2.根据权利要求1的充气轮胎，其中所述热塑性片各自具有的平均厚度不小于0.03mm且不大于1.0mm且具有的空气渗透系数不小于3×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg且不大于500×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg。
3.根据权利要求1的充气轮胎，其中所述橡胶层具有的与热塑性片的剥离强度不小于50N/25mm且不大于400N/25mm。
4.根据权利要求2的充气轮胎，其中所述橡胶层具有的与热塑性片的剥离强度不小于50N/25mm且不大于400N/25mm。
5.根据权利要求1的充气轮胎，其中所述橡胶层为含有如下组分的橡胶组合物：甲醛和式(1)所示化合物的缩合物，其中R1、R2、R3、R4和R5表示氢、羟基或具有1-8个碳的烷基；亚甲基给体；和硫化剂；以及所述缩合物的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于20质量份，所述亚甲基给体的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于80质量份并且所述亚甲基给体的配混量与所述缩合物的配混量之比不小于1且不大于4：
6.根据权利要求2的充气轮胎，其中所述橡胶层为含有如下组分的橡胶组合物：甲醛和式(1)所示化合物的缩合物，其中R1、R2、R3、R4和R5表示氢、羟基或具有1-8个碳的烷基；亚甲基给体；和硫化剂；以及所述缩合物的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于20质量份，所述亚甲基给体的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于80质量份并且所述亚甲基给体的配混量与所述缩合物的配混量之比不小于1且不大于4：
7.根据权利要求3的充气轮胎，其中所述橡胶层为含有如下组分的橡胶组合物：甲醛和式(1)所示化合物的缩合物，其中R1、R2、R3、R4和R5表示氢、羟基或具有1-8个碳的烷基；亚甲基给体；和硫化剂；以及所述缩合物的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于20质量份，所述亚甲基给体的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于80质量份并且所述亚甲基给体的配混量与所述缩合物的配混量之比不小于1且不大于4：
8.根据权利要求4的充气轮胎，其中所述橡胶层为含有如下组分的橡胶组合物：甲醛和式(1)所示化合物的缩合物，其中R1、R2、R3、R4和R5表示氢、羟基或具有1-8个碳的烷基；亚甲基给体；和硫化剂；以及所述缩合物的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于20质量份，所述亚甲基给体的配混量相对于100质量份橡胶组分不小于0.5质量份且不大于80质量份并且所述亚甲基给体的配混量与所述缩合物的配混量之比不小于1且不大于4：
9.根据权利要求1-8中任一项的充气轮胎，其中热塑性片各自在室温下具有的拉伸屈服强度不小于1MPa且不大于100MPa。
10.根据权利要求1-8中任一项的充气轮胎，其中热塑性片各自在室温下具有的断裂伸长率不小于80％且不大于500％。
11.根据权利要求9的充气轮胎，其中热塑性片各自在室温下具有的断裂伸长率不小于80％且不大于500％。
12.根据权利要求1的充气轮胎，其中所述热塑性片具有的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的所述热塑性片沿轮胎宽度方向的两个端部之间的间隔CW与在轮胎宽度方向上具有最大宽度的所述带束层在轮胎宽度方向上的宽度BW之间的关系满足0.10≤CW/BW≤0.95。
13.根据权利要求1-8中任一项的充气轮胎，其中所述热塑性片具有的在相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
14.根据权利要求9的充气轮胎，其中所述热塑性片具有的在相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
15.根据权利要求10的充气轮胎，其中所述热塑性片具有的在相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
16.根据权利要求11的充气轮胎，其中所述热塑性片具有的在相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
17.根据权利要求12的充气轮胎，其中所述热塑性片具有的在相对于轮胎圆周方向的拉伸屈服强度α与相对于轮胎宽度方向的拉伸屈服强度β之间的关系满足1<β/α≤5。
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