CN105026185B - 充气安全轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供的是充气安全轮胎,其耐久性通过改善胎体帘布层帘线的压缩疲劳性来提高。所述充气安全轮胎包括作为骨架的胎体,并且设置有胎侧补强橡胶。所述轮胎满足0.10≤(S2+S3)/S1≤2.50和0≤S2/(S2+S3)≤0.9的关系,其中S1是胎侧补强橡胶的面积,S2是胎圈填胶的面积,和S3是橡胶胎圈包布的面积。胎体帘布层的补强帘线包括聚酯纤维和/或聚芳酰胺纤维,并且在第一浴中使用含有热塑性聚合物、热反应型水性聚氨酯树脂和环氧化合物的至少之一的粘接剂、以及在第二浴中使用RFL‑系粘接剂来进行粘接剂处理。所述热塑性聚合物的主链实质上不包括具有加成反应性的碳‑碳双键,包括主要具有线性结构的乙烯性加成聚合物和/或氨基甲酸酯系高分子聚合物,并且包括交联性官能团作为侧基。

Description

充气安全轮胎
技术领域
本发明涉及充气安全轮胎(下文中也简称为“轮胎”)。
背景技术
作为甚至在其中轮胎的内压(下文中简称为“内压”)由于穿刺等而降低的状态下仍能够安全地行驶一定距离而不失去负荷支承能力的轮胎,已经提议了所谓的胎侧补强型的各种安全轮胎。胎侧补强型的安全轮胎是具有如下结构的轮胎:具有相对高模量且具有新月状截面的胎侧补强橡胶层设置在轮胎的胎侧部处的胎体的内表面,由此改善胎侧部的刚性,并且当内压降低时能够使轮胎保持负荷而不极大增加胎侧部的挠曲变形。
与此同时,目前,作为用于普通行驶用乘用车的轮胎的胎体帘布层构件的橡胶补强用纤维帘线,鉴于高的强度/重量、以及优异的尺寸稳定性、耐湿稳定性、刚性和成本性能等,广泛使用由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等制成的聚酯帘线。此外,还通常使用聚芳酰胺帘线。
通常,当由有机纤维如PET组成的帘线用作轮胎的补强构件时,将帘线通过粘接剂、如间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)系粘接剂进行浸渍处理、然后包胶、并且作为橡胶-帘线复合体的应用于轮胎。然而,由于在聚酯纤维如PET的表面上因其化学结构而存在很少的反应活性位点,所以在将帘线和橡胶结合的步骤中很难确保长丝与粘接剂之间的粘接力。作为用于改善PET与橡胶之间的粘接性的技术,例如,专利文献1公开了其中PET一次浸渍在环氧系粘接剂中,然后再次浸渍在RFL-系粘接剂的两浴处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本未经审查的专利申请公布No.2000-355875(权利要求等)
发明内容
发明要解决的问题
然而,存在的问题在于,在其中使胎侧补强型安全轮胎在低内压下行驶的情况下,随着轮胎的滚动,压缩应变在胎侧补强橡胶与设置在胎圈芯的轮胎径向外侧上的胎圈填胶橡胶之间以集中的方式周期地出现,以致胎体帘布层帘线疲劳,其帘线强度降低,并且在低内压下的行驶变得困难。
此外,PET与橡胶之间的粘接性能够通过上述专利文献1中提出的两浴处理来改善。然而,当在高负荷和高温环境下使用轮胎时,要求聚酯纤维与橡胶之间的在输入动态应变下进一步高的粘接性、特别是耐热粘接性,并且期待确立一种新的技术。此外,存在的问题在于,当使用专利文献1中的环氧系粘接剂时,处理的涂层固化并且由于滚动而产生的输入胎体帘布层的压缩因此造成轮胎中帘线强度容易降低。这不仅适用于其中聚酯纤维用于胎体帘布层帘线的情况,而且还适用于其中聚芳酰胺纤维用于胎体帘布层帘线的情况。
因此,本发明的目的是提供其中通过改善胎体帘布层帘线的压缩疲劳性和通过改善胎体帘布层帘线与橡胶之间的耐热粘接性来改善耐久性的充气安全轮胎。
用于解决问题的方案
具体而言,本发明的充气安全轮胎包括:作为骨架的胎体,所述胎体具有在埋设于一对胎圈部中的相应一对胎圈芯之间延伸的至少一层胎体帘布层;和在所述胎体的胎侧部的轮胎宽度方向内侧的胎侧补强橡胶;其中,在沿轮胎宽度方向的截面中,假设所述胎侧补强橡胶的面积是S1,配置在所述胎圈芯的轮胎径向外侧的胎圈填胶的面积是S2,配置在所述胎圈填胶和所述 胎圈芯的轮胎宽度方向外侧的橡胶胎圈包布的面积是S3,满足下式(1)和(2):
0.10≤(S2+S3)/S1≤2.50 (1)
0≤S2/(S2+S3)≤0.9 (2),
所述胎体帘布层的补强帘线由聚酯纤维和/或聚芳酰胺纤维构成,并且进行其中含有热塑性聚合物(A)、热反应型水性聚氨酯树脂(B)和环氧化合物(C)的至少之一的粘接剂用作第一浴处理液、以及间苯二酚-甲醛-胶乳系粘接剂用作第二浴处理液的粘接剂处理(adhesive agent treatment),所述热塑性聚合物(A)的主链实质上不包括具有加成反应性的碳碳双键、由以线性链结构为主体的乙烯性加成聚合物和/或氨基甲酸酯系高分子聚合物构成,并且包括至少一个交联性官能团作为侧基。
注意:在本说明书中,“侧基”是指用于将聚合物链改性的官能团。此外,将侧基引入聚合物链可以根据将包括成为侧基的基团的单体聚合的方法、以及根据已知的方法如将侧基通过化学改性反应引入聚合物链的方法来进行。此外,水性树脂的“水性”是指水溶性或水分散性,“具有加成反应性的碳-碳双键”不包括如6-员芳族环等的具有共振稳定性的碳-碳双键。
发明的效果
根据本发明,采用上述构成能够使具有改善的耐久性的充气安全轮胎得以实现。
附图说明
图1(a)至1(c)是说明本发明充气安全轮胎的一个实例的沿宽度方向的半截面图。
图2是说明本发明充气安全轮胎的另一实例的局部切开的透视图。
图3是说明通过紊流发生用突出部引起的紊流的发生状态的说明图。
图4是紊流发生用突出部的配置状态的说明图。
图5是说明用于实施例中的动态粘接试验的橡胶试验片的截面图.
图6是说明在实施例中的动态粘接试验方法的示意性说明图。
具体实施方式
下文中,将参照附图详细地描述本发明的实施方案。
图1(a)是说明本发明充气安全轮胎的一个实例的沿宽度方向的半截面图。如所示出的,本发明的充气安全轮胎包括:作为骨架的胎体2,所述胎体2具有在埋设于一对胎圈部11中的相应一对胎圈芯1之间延伸的至少一层胎体帘布层。如所示出的轮胎是所谓的胎侧补强型安全轮胎,其包括在胎体2的冠部的轮胎径向外侧上的两个带束层3、和在胎体2的胎侧部12的轮胎宽度方向内侧的具有实质上新月状截面形状的胎侧补强橡胶4。
如所示出的,本发明的轮胎中,在沿轮胎宽度方向的截面中,假设胎侧补强橡胶4的面积是S1,胎圈填胶5的面积是S2,橡胶胎圈包布6的面积是S3,重要的是满足下式(1)和(2):
0.10≤(S2+S3)/S1≤2.50 (1)
0≤S2/(S2+S3)≤0.9 (2)。
这是因为下述原因。
即,为支承当轮胎的内压降低时车辆的负荷,要求提高轮胎的胎侧部和胎圈部的刚性。为提高胎侧部的刚性,在轮胎最大宽度的附近在胎体帘布层的轮胎宽度方向内侧上配置具有实质上新月状截面形状的胎侧补强橡胶4是有效的。此外,为提高胎圈部的刚性,在胎体帘布层2和胎圈芯1相互邻接的部分的附近、和在轮辋和轮胎相互接触的部分的附近嵌入具有高弹性模量的橡胶是有效的。在该情况下,一般认为胎侧部的刚性可以通过胎侧补强橡胶4的面积S1来控制,并且胎圈部的刚性可以通过胎圈填胶5的面积S2和橡胶胎圈包布6的面积S3之和(S2+S3)来控制。
从这样的观点出发,本发明人进一步研究发现了胎侧补强橡胶4的面积S1与胎圈填胶5和橡胶胎圈包布6的面积之和(S2+S3)之间的关系,如上所述,按照上式(1)来限定,以致以良好平衡的方式提高胎侧部和胎圈部的刚性,并且能够获得甚至在内压降低期间也能够支承负荷的轮胎。如果(S2+S3)/S1的值小于0.10,胎圈部的相对的刚性降低,并且在胎圈部的附近轮胎可以进展成早期故障。此外,如果(S2+S3)/S1的值大于2.50,胎侧部的挠曲增加,并且轮胎由于因发热造成的橡胶断裂而可以进展成早期故障。优选地,本发明的轮胎满足下式(3):
0.20≤(S2+S3)/S1≤1.50 (3)。
因此,能够进一步改善轮胎在泄气行驶期间的耐久性。
此外,为避免帘线随着在胎圈部的附近输入至胎体帘布层的周期压缩的强度降低,要求为胎圈填胶5的面积S2相对于胎圈填胶5和橡胶胎圈包布6的面积之和(S2+S3)的比例的S2/(S2+S3)的值满足上式(2)。如果S2/(S2+S3)的值大于0.9,在轮胎被施加负荷时的挠曲期间,输入至胎体帘布层的压缩根据胎侧部的变形而增加,并且帘线强度的降低放大。与此同时,S2/(S2+S3)的值可以为0,换言之,本发明中,可以不设置胎圈填胶5。在该情况下,由于输入帘线的压缩极小,帘线强度的降低也可以被抑制为极小。优选地,本发明的轮胎满足下式(4):
0≤S2/(S2+S3)≤0.80 (4)。
因此,能够避免在行驶之后的帘线强度的降低。
本发明的轮胎中,适合的是,在沿轮胎宽度方向的截面中,胎侧补强橡胶4的面积S1、胎圈填胶5的面积S2和橡胶胎圈包布6的面积S3满足上式(1)和(2),并且优选进一步满足上式(3)和(4),并且构成各胎侧补强橡胶4、胎圈填胶5和橡胶胎圈包布6的橡胶组合物的具体配方和性能等不特别限定。
这里,如所示出的,胎侧补强橡胶4配置在轮胎的胎体帘布层2和气密层 (未示出)之间以从带束部3的端部越过轮胎最大宽度部延伸到胎圈部11。与此同时,本发明中,胎侧补强橡胶4不限于由一种橡胶组合物构成的橡胶,而可以由实质上多种橡胶的层压结构或组合结构形成。与此同时,胎侧补强橡胶4不限于具有如所示出的实质上新月状截面形状的橡胶。此外,胎圈填胶5通常配置在胎体帘布层的在胎圈芯1之间环状延伸的主体部(bodyportion)2A与胎体帘布层的在胎圈芯1周围从内侧向外侧折返的折返部2B之间、并且在胎圈芯1的轮胎径向外侧上。仍进一步,在橡胶胎圈包布6中,下端部相对于胎圈芯1的轮胎径向外侧端设置在轮胎径向内侧,上端部设置在位于轮胎的截面高度的10至70%的范围内的区域中。这里,轮胎的截面高度意味着当将轮胎安装在预定轮辋且在规定的轮胎压力下充气时在没有负荷下的沿轮胎径向的高度。此外,该标准为工业标准,如下所述,其在其中制造或使用轮胎的地区是有效的。
此外,本发明中,胎体帘布层2的补强帘线由聚酯纤维和/或聚芳酰胺纤维构成。作为胎体帘布层2的补强帘线,使用聚酯纤维帘线、聚芳酰胺纤维帘线、或聚酯纤维帘线和聚芳酰胺纤维帘线的杂混帘线,以致由于这些纤维具有每单位重量的高强度和高刚性,所以在确保轮胎的真圆形的同时通过较少的帘线和橡胶保持轮胎的强度,并且能够获得优异的保持轮胎的形状的效果。聚酯纤维的具体实例可以包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。尤其是,本发明中,作为胎体帘布层2的补强帘线,可以优选使用PET、PEN和聚芳酰胺纤维。特别地,PEN具有刚硬的分子结构,以致可以提高轮胎的形状保持性。
特别地,本发明中,作为胎体帘布层2的补强帘线,可以优选使用其中特定的聚酯长丝加捻在一起然后进行粘接剂处理的聚酯帘线。具体地,作为用于胎体帘布层的聚酯长丝,优选使用特别是具有特定的环氧系表面处理剂附着的纤维表面的聚酯长丝。
本发明中如上所述优选的聚酯长丝由其中主重复单元是对苯二甲酸乙二酯并且其特性粘度是0.85以上的聚酯制成的纤维构成,纤维中末端羧基的量是20当量/吨以上,根据小角X-射线衍射的长周期是9至12nm,并且具有环氧基的表面处理剂附着在纤维的表面。
上述聚酯纤维的特性粘度要求为0.85以上,并且优选为1.10以下。更优选地,使用特性粘度在0.90至1.00范围内的聚酯纤维。当特性粘度小于0.85时,聚酯纤维的强度不足,特别地,可能不足以抑制轮胎硫化步骤中轮胎的强度的降低。
此外,上述聚酯纤维中,要求聚合物整体的末端羧基的量是20当量/吨以上,同时具有环氧基的表面处理剂附着在其纤维表面。传统地,在用于补强轮胎的聚酯纤维中,出于改善其耐热劣化性等的目的,维持聚合物的羧基在15当量/吨以下是通常的方法。然而,本发明人发现了,由于用于补强轮胎的聚酯纤维除了维持纤维的强度以外还高度要求维持对橡胶的粘接性,在诸如本发明的聚酯纤维的情况等的根据小角X-射线衍射的长周期小至9至12nm、并且表面已经进行了环氧处理的情况下,羧基的量为20当量/吨以上对于补强轮胎是最理想的。聚合物中羧基的量的上线优选是40当量/吨以下,并且更优选地在21至25当量/吨的范围内。
这里,作为将要附着在上述聚酯纤维的表面的具有环氧基的表面处理剂,优选是含有环氧化合物的那些,所述环氧化合物为一种、或两种以上的一个分子中具有两个以上的环氧基的环氧化合物的混合物。更具体地,优选含卤素的环氧类,并且其实例可以包括通过与表氯醇多元醇或多价酚的合成获得的那些,且优选诸如甘油聚缩水甘油醚等化合物。要附着在纤维表面的含有此类环氧化合物的表面处理剂的量在0.05至1.5质量%、优选0.10至1.0质量%的范围内。如有需要,表面处理剂可以与平滑化剂、乳化剂、抗静电剂或其他添加剂等混合。
此外,上述聚酯纤维中,根据小角X-射线衍射的长周期要求为9至12nm。这里记载的根据小角X-射线衍射的长周期是指聚酯聚合物中沿纤维纵轴方向的晶体之间的间隔。在本发明的聚酯纤维中的该长周期的特征在于该长周期是短的,连接晶体的连接分子(tiemolecular)的数量大,结果,在本发明的聚酯纤维用作补强轮胎用的纤维的情况下的强度保持率可以维持为高的。此外,长周期落在上述范围内以致可以使纤维的物理性能适合于补强具有高模量和低收缩率的轮胎用的纤维。通常,对于长周期的范围,9nm是下限。优选地,上述聚酯纤维的根据小角X-射线衍射的长周期在10至11nm的范围内。
本发明中,聚酯纤维的纤维表面(原纱表面)上的末端羧基的量优选为10当量/吨以下。优选为10当量/吨以下。在本发明的聚酯纤维中的全体聚合物的羧基的量,如上所述,需要为20当量/吨以上;而在纤维表面上的羧基的量优选为10当量/吨以下,其小于全体聚合物的羧基的量,这是由于与附着到纤维表面的环氧化合物的反应。如上所述,聚合物中的羧基与在纤维表面上的环氧基反应,以致本发明的聚酯树脂具有非常优异的粘接性能。同时,如果太多量的在纤维表面上的末端羧基留下,耐热性和粘接性倾向于降低。
此外,上述聚酯纤维中,沿纤维横轴方向的晶体尺寸优选在35至80nm2的范围内。虽然本发明的聚酯纤维具有短至12nm以下的为晶体沿纤维纵轴的间隔的长周期,因为也需要晶体大以获得高强度纤维,在本发明中,纤维沿横轴方向的晶体尺寸优选生长至35nm2以上。然而,如果晶体尺寸太大,纤维变得刚硬并且疲劳性能劣化,因而晶体尺寸优选为80nm2以下。此外,沿纤维横轴方向的晶体尺寸更优选在40至70nm2的范围内。如上所述,纤维的晶体沿横轴方向发展,以致连接分子也可能沿纤维横轴方向发展,因此沿纤维的纵向和横向建立三维结构,由此得到特别适用于补强轮胎的纤维。另外,由于纤维具有这样的三维结构,纤维的损耗系数tanδ变低。结果,可以抑制在循环应力下的热量,并且在提供循环应力之后能够保持粘接性能,由 此得到特别优选用于补强轮胎的纤维。
此外,上述聚酯纤维中,纤维中末端甲基的量优选2当量/吨以下;更优选地,不包含末端甲基。这是因为,聚酯聚合物中的甲基具有低反应性并且根本不与环氧基反应从而很可能抑制对于改善粘接性有效的羧基与环氧基之间的反应。如果在构成纤维的聚合物中没有末端甲基或有少量的末端甲基,确保与表面处理剂中的环氧基的高反应性,并能够确保高粘接性和表面保护性能。
另外,上述聚酯纤维中,纤维中钛氧化物含量优选0.05至3.0质量%。如果钛氧化物含量小于0.05质量%,在拉伸步骤等中用于分散施加在辊和纤维之间的应力的平滑效果趋向于不足,这可能对于提高最终获得的纤维的强度是不利的。另一方面,如果钛氧化物的含量大于3.0质量%,钛氧化物起到作为聚合物内部的异物而抑制拉伸性的作用,并且最终得到的纤维的强度也趋向于降低。
另外,上述聚酯纤维中,纤维表面的环氧指数优选为1.0×10-3当量/kg以下。具体地,每1kg聚酯纤维的环氧指数优选为0.01×10-3至0.5×10-3当量/kg。当纤维表面的环氧指数高时,趋向于有大量未反应的环氧化合物,并且例如,在加捻步骤中在导纱器(guide)等上产生大量的粘性浮渣(scum),纤维的进程通过性(process passability)降低,并且发生导致产品质量下降的问题,如捻线不均匀。
上述聚酯纤维的强度优选在4.0至10.0cN/dtex的范围内。当强度太低时和当强度太高时,橡胶的耐久性结果都趋向于劣化。例如,如果纤维在最高强度下制造,在纺丝步骤中细丝(thread)的断裂趋向于发生,这有可能不利于作为工业纤维的质量稳定性。此外,纤维在180℃的温度下的干热收缩率优选在1至15%的范围内。当干热收缩率太高时,在加工期间尺寸的变化趋于增大,并且使用纤维的成形产品的尺寸稳定性倾向于变差。
此外,本发明中,胎体帘布层2的此类补强帘线进行了粘接剂处理,其中含有热塑性聚合物(A)、热反应型水性聚氨酯树脂(B)、和环氧化合物(C)的至少之一的粘结剂用作第一浴处理液,并且间苯二酚-甲醛-胶乳系粘接剂用作第二浴处理液。粘接剂处理通过使用此类特定的第一浴处理液和第二浴处理液进行,由此能够使动态粘接性(耐热粘接性)的飞跃性改善得以实现。
本发明中,作为热塑性聚合物(A),主链实质上不包括具有加成反应性的碳碳双键,由以线性链结构为主体的乙烯性加成聚合物如丙烯酸类聚合物、乙酸乙烯酯聚合物、乙酸乙烯酯乙烯聚合物和/或氨基甲酸酯系高分子聚合物构成,并且包括至少一个交联性官能团作为侧基。此外,当热塑性聚合物(A)的主链由乙烯性加成聚合物构成时,优选乙烯性加成聚合物实质上由具有一个碳-碳双键的单体构成,并且通过共轭二烯单体等引入的具有加成反应性的碳-碳双键是单体组成比的10%以下。
作为构成乙烯性加成聚合物的单体,具有一个碳-碳双键的乙烯性不饱和单体的实例可以包括,例如,α-烯烃如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;α,β-不饱和芳族单体,如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、单氯苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、苯乙烯和磺酸钠;烯键式羧酸,如衣康酸、富马酸、马来酸、丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯三羧酸,以及它们的盐;酸酐,如马来酸酐和衣康酸酐;不饱和羧酸的酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯和(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯;烯键式二羧酸的单酯,如衣康酸单乙酯、富马酸单丁酯和马来酸单丁酯;烯键式二羧酸的二酯,如衣康酸二乙酯和富马酸二丁酯;α,β-烯键式不饱和酸的酰胺,如丙烯酰胺、马来酸酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺和马来酸酰胺;含羟基的单体,如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯;不饱和腈,如丙 烯腈、甲基丙烯腈、富马腈和α-氯丙烯腈(α-chloroacrylnitrile);乙烯基醚,如甲基乙烯基醚和乙基乙烯基醚;乙烯基酮;乙烯基酰胺;含卤素的α,β-不饱和单体,如氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯和偏二氟乙烯;乙烯基化合物,如乙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、辛酸乙烯酯和乙烯基吡啶;加成聚合性噁唑啉,如2-异丙烯基-2-噁唑啉;杂环乙烯基化合物,如乙烯基吡咯烷酮;以及含不饱和键的硅烷化合物,如乙烯基乙氧基硅烷和α-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;任意这些可以单独使用,或可以两种或多种的这些组合使用。热塑性聚合物(A)优选通过这些单体的自由基聚合来获得。
作为构成主链骨架的单体,包含两个以上的碳-碳双键的单体的实例可以包括共轭二烯单体,如1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯和如氯丁二烯等的卤素取代的丁二烯;非共轭二烯单体的实例可以包括如乙烯基降冰片烯、二环戊二烯和1,4-己二烯等非共轭二烯单体;任意这些可以单独使用,或可以两种或多种的这些组合使用。
氨基甲酸酯系高分子聚合物是具有大量的通过异氰酸酯基和活性氢之间的反应造成的键的高分子聚合物,所述键主要如通过多异氰酸酯和具有两个以上活性氢原子的化合物的加聚反应得到的氨基甲酸酯键或脲键。注意,不仅可以含有通过异氰酸酯基和活性氢之间的反应造成的键,而且可以含有在活性氢化合物的分子中含有的酯键、醚键和酰胺键,和通过异氰酸酯基之间的反应产生的脲二酮或碳二亚胺等。
作为上述侧基的交联性官能团是噁唑啉基、双马来酰亚胺基、(封端的)异氰酸酯基、氮丙啶基、碳二亚胺基、肼基、环氧基和环硫基的至少之一,并且更优选噁唑啉基。
作为热反应型水性聚氨酯树脂(B),优选使用在一个分子中具有两个以上的热解离性封端异氰酸酯基的树脂。例如,由下式表示的热反应型水性聚氨酯化合物是最佳的:
(其中A表示官能团数为3至5个的有机聚异氰酸酯化合物的异氰酸酯残基;Y表示通过热处理分离(detach)异氰酸酯基的封端剂化合物的活性氢残基;Z表示在分子中具有至少一个活性氢原子和至少一个可以产生阴离子的基团的化合物的活性氢残基;X表示具有2至4个羟基且平均分子量为5,000以下的多元醇化合物的活性氢残基;n为2至4的整数;并且p+m表示2至4的整数(m≥0.25))。
作为环氧化合物(C),在一个分子中具有两个以上、优选4个以上环氧基的任意的化合物将实现本发明的目标,但是优选地,具有环氧基的化合物、或多元醇和表氯醇的反应产物。环氧化合物的具体实例可以包括多元醇和表氯醇的反应产物,如二甘醇二缩水甘油醚、聚乙烯二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚,甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚(polyglycerol polyglycidylether)、季戊四醇聚缩水甘油醚、双甘油聚缩水甘油醚、和山梨糖醇聚缩水甘油醚;酚醛清漆型环氧树脂,如苯酚酚醛清漆型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂;和双酚A型环氧树脂。作为环氧化合物,优选使用山梨糖醇聚缩水甘油醚和聚甘油聚缩水甘油醚。
本发明中,上述组分(A)、(B)和(C)的液体混合物用作第一浴处理液。关于各组分的百分比,以粘接剂组合物的干燥重量百分比计,优选组分(A)占2至75%,组分(B)占15至87%,组分(C)占11至70%。
本发明中,胎体2由至少一个、例如1至3个、特别地1至2个胎体帘布层构成,其中相互平行配置的多根补强帘线用涂布橡胶涂覆。本发明中,如果设置2个以上的胎体帘布层2,胎体帘布层2的每一根补强帘线均由聚酯纤维 或聚芳酰胺纤维构成,并且进行了上述特定的粘接剂处理。
此外,本发明中,胎体帘布层2的补强帘线的粘接力优选为12N以上/每根帘线,特别是15N以上/每根帘线。胎体帘布层2的补强帘线的粘接力落在该范围内,由此确保针对挠曲和由于在泄气行驶期间的挠曲变形而引起的发热的充分的耐久性,这是优选的。这里,上述粘接力是指通过以下动态粘接试验测量的值。
另外,本发明中,在冠部中的胎体帘布层的从成品轮胎中取出的补强帘线在66N下的中间伸长率,当胎体帘布层的补强帘线由聚酯纤维构成时落在优选3.5至6.5%、特别地4.5至6.0%的范围内,当胎体帘布层的补强帘线由聚芳酰胺纤维构成时落在0.5至2.5%的范围内。胎体帘布层的补强帘线的此类中间伸长率落在该范围,由此抑制挠曲变形和由于在泄气行驶期间的挠曲变形而引起的发热,因此能够改善行驶距离,并且能够得到用于保持在内压下充气的轮胎的形状的优异效果。
此外,本发明中,胎体帘布层2,如所示出的,在胎圈芯1周围从内侧向外侧折返并卷起。胎体帘布层的该折返部2B,如所示出的,优选位于比胎侧补强橡胶4的最大厚度部更靠近胎圈芯1一侧。这是因为帘布层帘线变硬而遭受压缩变形,这可以抑制帘布层帘线的疲劳且导致轮胎重量的降低。
更优选地,胎体帘布层的折返部2B距离胎圈芯1的中央的高度HE是30mm以下,特别地在5至25mm的范围内,并且例如,如图1(b)中所示,设定胎体帘布层2的折返端部的高度为低的。如果设定胎体帘布层的折返部2B位于比胎侧补强橡胶4的最大厚度部更低的胎圈芯1一侧,特别地,其高度HE是30mm以下,制成其中在压缩输入于施加负荷期间施加的轮辋凸缘与轮胎之间的接触点的附近未设置有机纤维的结构,这不管帘线的疲劳性能如何都能够控制轮胎性能,如操纵稳定性。如果胎体帘布层的折返部2B的高度太高,压缩输入施加至轮辋凸缘部,以致补强帘线的相邻端变得疲劳,其作为造成 橡胶层的剥离等的断裂核,并且可以防止轮胎在正常行驶期间的耐久性充分地得到改善。
此外,本发明中,还优选地,胎圈填胶5的高度HF是15mm以下,特别地在10mm以下的范围内。例如,如图1(c)中所示,胎圈填胶5具有小的形状,以致胎体帘线的折返部2B正好沿着轮胎的内表面,因此,当使用轮辋凸缘与轮胎的接触点作为支点将弯曲输入(flexuralinput)于施加负荷期间施加至胎圈部的附近时,胎体帘线存在于弯曲变形的外侧,并且没有压缩输入而只有拉伸输入施加至帘线。由此,能够抑制由于循环弯曲变形而促进折返部的胎体帘线的强度的降低,并且能够抑制由于帘线的破损造成的故障的出现,这不管帘线的疲劳性能如何都能够控制轮胎性能,如操纵稳定性,因此,甚至具有高刚性的胎体帘线也确保产品耐久性并且能够享有操纵稳定性的改善的优势。
本发明中,胎圈填胶5的高度设定为15mm以下,这是因为,由于轮辋凸缘的形状和数值标准化,设定胎圈填胶5的高度为15mm以下不管尺寸如何都能够使胎体帘线避免被施加压缩输入的部分。如果胎圈填胶5的高度是15mm以下,由于围绕胎圈的弯曲刚性、内压条件或输入等,压缩输入可以施加至帘布端的边缘,因而,通过设定胎圈填胶5的高度优选为10mm以下,不管轮胎的类型如何都能够确信避免了压缩输入。胎圈填胶5的高度的下限不特别限制,并且例如,也可以为0mm(没有胎圈填胶橡胶)。
这里,本发明中,胎体帘布层2和胎圈填胶5的高度意味着当轮胎安装在规定轮辋上并且在规定气动压力下充气时在没有负荷下的沿轮胎径向的高度。与此同时,规定轮辋是指在以下标准中限定的轮辋,并且规定的气动压力是指在以下标准中对应于最大负荷能力限定的气动压力。该标准是工业标准,其在制造或使用轮胎的地区中是有效的,并且例如,在美利坚合众国,该标准是The Tire and Rim Association Inc.的“年报”;在欧洲,该标准是The European Tire and Rim Technical Organization的“标准手册”;在日本,该标准是Japan Automobile Tyre Manufacturers Association的JATMA年报。
带束层3由其中帘线相对于轮胎赤道面倾斜15°至35°地延伸的包胶层、优选地包胶的钢丝帘线层构成,并且通常层叠两层的带束层3以致构成带束层3的帘线相对于赤道面相互交叉以构成带束部。在如所示出的实例中,带束部由两个带束层3构成,然而,本发明的轮胎中,构成带束部的带束层数不限于此。此外,尽管未示出,但是均由其中帘线相对于轮胎周向实质上平行地排列的包胶层构成的覆盖带束部全体的带束补强层(覆盖层(caplayer))和覆盖仅覆盖层的两端的一对带束补强层(层状层)可以设置在带束层3的轮胎径向外侧。
此外,本发明的轮胎中,如图2中所示,紊流发生用突出部7也可以设置在轮胎表面除了接地部和当安装轮胎时与轮辋的接触部外的至少一部分上,优选在如所示出的胎侧部上。设置此类紊流发生用突出部7改善来自轮胎表面的热消散的效果,抑制在泄气行驶期间轮胎的温度的升高,并且能够使胎体2周围的温度维持在构成胎体2的纤维帘线显示高的热收缩应力的温度左右。结果,能够得到在泄气行驶期间的挠曲抑制效果,并且能够使泄气保用轮胎的临时寿命进一步改善。
紊流发生用突出部7设置在轮胎表面上以致按照轮胎的旋转沿轮胎周向正常流动在表面上的空气在空气接触紊流发生用突出部7且在轮胎表面上流动的部分转变为紊流,由此与轮胎表面进行积极的热交换,并且促进来自轮胎的热消散。这里,参照图3,将描述通过本发明中的紊流发生用突出部7产生的紊流的发生状态。图3是说明本发明泄气保用轮胎的表面附近的局部截面图。如所示出的,在行驶期间,与在轮胎表面未形成紊流发生用突出部7的部分接触的气流S1按照轮胎的旋转从在紊流发生用突出部7处的轮胎表面剥离,并且爬升到紊流发生用突出部7上。此时,气流滞留的部分(区域)S2 在紊流发生用突出部7的背面侧产生。然后,气流S1在该紊流发生用突出部7和下一个紊流发生用突出部7之间的轮胎表面反弹,并且通过下一个紊流发生用突出部7再次从轮胎表面中剥离。也在此时,气流滞留的部分(区域)S3在下一个紊流发生用突出部7的背面侧产生。
此时,为改善轮胎的散热效果,有利地增大在已经如上所述转变为紊流的气流S1开始接触的区域中气流S1的速度。从这样的观点,本发明中,如所示出的,沿轮胎周向配置多个紊流发生用突出部7,并且假设在其纵向中央均等分割其宽度w的各点处相互邻近的紊流发生用突出部7之间的距离是间距p,并且紊流发生用突出部7的高度是h,优选以满足1.0≤p/h≤50.0和1.0≤(p-w)/w≤100.0的关系(参见图3、4)的方式配置紊流发生用突出部7。
如果p/h的值小于1.0,气流不在夹持在相互邻近的紊流发生用突出部7之间的轮胎表面上流动,另一方面,如果p/h的值大于50.0,产生不发挥紊流的影响的区域,在任一情况下,在设置有紊流发生用突出部7的部分的散热效率类似于在未设置有紊流发生用突出部7的部分的散热效率。p/h的值更优选2.0≤p/h≤24.0,仍更优选10.0≤p/h≤20.0。
此外,本发明中,(p-w)/w表明紊流发生用突出部7的宽度w相对于间距p的比值,如果该值小,这意味着紊流发生用突出部7的面积相对于散热表面的比例增大,换言之,散热表面的面积增大。因而,如果该(p-w)/w的值小于1,散热表面的面积太小,并且不能期望充分的散热效率的改善效果,进一步,担忧由于橡胶的体积增大而造成的橡胶的发热增大。另一方面,如果(p-w)/w的值大于100.0,宽度w相对于间距p太小以致不能维持充分的针对流向紊流发生用突出部7并且接触其的气流S1的刚性,并且作为紊流发生用突出部7的作用会不足。(p-w)/w的值优选4.0≤(p-w)/w≤39.0。
此外,本发明的轮胎中,流发生用突出部7的高度h和宽度w优选分别满足0.5mm≤h≤7mm和0.3mm≤w≤4mm。如果高度h大于7mm和宽度w大 于4mm,紊流发生用突出部7的体积增大以致紊流发生用突出部7中的发热增大,并且由紊流发生用突出部7覆盖的表面的面积增大以致热量可累积在橡胶表面上。此外,如果h小于0.5mm且w小于0.3mm,以与上述相同的方式,不能维持紊流发生用突出部7所要求的刚性以致可能不能充分地得到散热效果。
此外,如图4中示意性示出的,本发明的轮胎中,紊流发生用突出部7优选以其纵向a与轮胎径向r之间形成的角度θ是70°以下的方式配置。由于通过轮胎的旋转而引起的离心力,将在配置紊流发生用突出部7的轮胎表面上方的气流稍稍导向轮胎径向外侧。然后,如果通过紊流发生用突出部7的纵向a相对于轮胎径向r形成的角度θ是70°以下,空气流入轮胎表面减少在紊流发生用突出部7后面产生的空气滞留的部分S2、S3,由此能够改善散热效率。注意:紊流发生用突出部7的纵向a相对于轮胎径向r可以形成在由一侧70°和另一侧70°组成的总和140°范围内的角度。
在该情况下,在旋转轮胎的表面上,取决于在其轮胎径向r上的位置,气流速度是不同的。因而,如果沿轮胎径向设置多个紊流发生用突出部7,上述角度θ优选根据对应的紊流发生用突出部7在轮胎径向上的位置来改变。
本发明中,紊流发生用突出部7的形状不特别限制,但是优选地,如所示出的,紊流发生用突出部7具有至少在轮胎径向上的内部的顶部7A。即,紊流发生用突出部7,如图2中示出的,具有包括4个顶部7A的形状,也可以具有其中对应于顶部7A的部分各自为曲面的形状,并且包括至少在轮胎径向上的内部的顶部7A以致在这些顶部7A周围产生三维气流,由此进一步改善散热效果。
此外,本发明中,紊流发生用突出部7也优选沿纵向分割。如果紊流发生用突出部7沿纵向分割,于轮胎的旋转期间在紊流发生用突出部7后面产生的空气滞留的部分S2、S3减少以致能够实现在设置有紊流发生用突出部7的 部分全体上平衡的散热。注意:在该情况下紊流发生用突出部7的分割数量不特别限制,并且可以任选。
此外,本发明的轮胎中,当沿各轮胎周向和沿轮胎径向设置多个紊流发生用突出部7时,紊流发生用突出部7沿轮胎周向的配置的频率优选根据在轮胎径向上的位置改变。在旋转轮胎的表面上,取决于在其径向上的位置,气流速度是不同的。与此同时,散热效率取决于在轮胎表面上方的气体流动的速度。因而,各自沿轮胎周向和沿轮胎径向设置多个紊流发生用突出部7,并且使紊流发生用突出部7沿轮胎周向配置的频率,即配置数量,根据轮胎径向改变,以致能够克服由于轮胎表面上沿轮胎径向的位置的差异而造成的散热效率的不均一性。
此外,例如,本发明的轮胎中,酌情在胎面部13的表面上形成胎面图案,并且在最内层上形成气密层(未示出)。此外,本发明的轮胎中,作为要填充在轮胎中的气体,可以使用正常空气或改变氧分压的空气、或者惰性气体如氮气。
实施例
下面将通过使用实施例来进一步详细地描述本发明。
将为通常使用的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的复丝的具有1670dtex的两个纱线结合体(yarn bound bodies)已第一捻和最终捻的捻数为40次/10cm长度加捻,以致得到具有由1670dtex/2和捻数为40×40(次/10cm)表示的结构的PET帘线。以类似方式,各自制备具有由1670dtex/2和捻数为39×39(次/10cm)表示的结构的聚萘二甲酸乙二酯(PEN,原料纱类型No.Q904(由Teijin Limited制造))的帘线和具有由1670dtex/2和捻数为39×39(次/10cm)表示的结构的聚对苯二甲酰对苯二胺(聚芳酰胺,Kevlar)(由Du Pont-TORAY Co.,LTD.制造)的帘线。
下述表中,粘接剂A包括常规用于PET的两浴浸渍液的配方。第一浴用 浸渍液A-1是由下述构成的环氧系粘接剂:1.20质量份的双甘油三缩水甘油醚、0.02质量份的二辛基磺基琥珀酸钠、0.14质量份的苛性钠(10%水溶液)、和98.64质量份的软水。此外,第二浴用浸渍液A-2是由下述构成的RFL-系粘接剂:518.59质量份的软水、15.12质量份的间苯二酚、16.72质量份的甲醛(37%水溶液)、11.00质量份的苛性钠(水溶液10%)、216.58质量份的乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯胶乳(浓度41%)、和221.99质量份的苯乙烯-丁二烯胶乳(浓度40%)。此外,从粘接剂B的配方中,第一浴用浸渍液是由下述构成的B-1:16.5质量%(固成分重量)的Epocros K1010E(由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造)、6质量%(固成分重量)的ELASTRON BN27(由DKS Co.,Ltd.制造)、7.5质量%(固成分重量)的Denacol-EX614B(由Nagase ChemteX Corporation制造)、和70质量%的水。此外,第二浴用浸渍液是由下述构成的B-2:524.01质量份的水、15.12质量份的间苯二酚、16.72质量份的甲醛(37%)、4.00质量份的苛性钠(10%)、233.15质量份的乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(JSR0655,由JSR Corp.制造,固成分浓度41%)、和207.00质量份的苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(JSR2108,由JSR Corp.制造,固成分浓度40%)。
按照下表中的描述,将如上获得的加捻的帘线浸渍在第一浴用浸渍液中,并且在干燥区中在160℃下于2.0kg/每根帘线的拉伸下进行热处理60秒和在热区中在240℃下于2.0kg/每根帘线的拉伸下进行热处理60秒。然后,将帘线在200g的浸渍拉伸下再次浸渍在第二浴用浸渍液中,并且再次在干燥区中在240℃下于2.0kg/每根帘线的拉伸下进行热处理60秒和在热区中于0.5至1.5kg/每根帘线的拉伸下进行热处理60秒,即,进行总计240秒的热处理以致制备了已经施加粘接剂的帘线。
此外,关于PET帘线,稍微调整为浸渍处理过程的最后步骤的在热区中的拉伸以致帘线在66N的负荷下的中间伸长率为3.8%。
(动态粘接试验)
图5为说明用于动态粘接试验中的橡胶试验片的透视图。
如所示出的,将在各实施例和比较例中的补强轮胎用聚酯帘线22嵌入橡胶基质中,以致帘线层相互平行,并制备宽度W为50mm、长度L为500mm和高度H为5.5mm的各橡胶试验片21。帘线的布置密度为50片/50mm,帘线之间的距离h1为2.5mm,并且从帘线的中心到表面的距离h2为1.5mm。如图6中所示,将每个得到的橡胶试验片21挂在滑轮23(φ50mm)上,沿帘线的轴向施加50kg/英寸的负荷,并在100rpm下循环地施加张力和压缩力300,000次。在能够恒定地保持氛围温度的恒温浴中进行上述试验,并且测试在100℃的高温下的动态粘接性。试验后,冷却试样,然后测量在拉动侧上帘线的拉起粘接力(N/根帘线),以得到动态粘接性。这里,用于制备试样的橡胶基质由下述构成:60.0质量份的天然橡胶、40.0质量份的丁苯橡胶(SBR)、45.0质量份的炭黑(HAF)、2.0质量份的软化剂(锭子油)、3.0质量份的氧化锌、1.0质量份的防老剂(Nocrac 6C,由Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、0.8质量份的硫化促进剂(Nocceler NS,由Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、1.0质量份的硬脂酸、和3.0质量份的硫磺。在粘接试验时的拉伸速度设定为300mm/min。橡胶试验片在160℃×20分钟的硫化条件下制备。
将如上获得的帘线用橡胶涂覆以致得到各实施例和比较例中的橡胶-帘线复合体。使用所得橡胶-帘线复合体,制备帘线的布置密度为50片/50mm的胎面,并且将其应用至胎体帘布层以致制造了轮胎尺寸为225/45R17的轮胎的充气安全轮胎。
该试样轮胎连续地包括:具有在嵌入对应的一对胎圈部中的一对胎圈芯之间延伸的一个胎体帘布层的胎体作为骨架;在胎体的轮胎径向外侧上的相对于轮胎周向以±40°的角度相互交叉的两层的带束(材料:钢);和用于覆盖整个宽度的带束层的一个层状层(材料:尼龙)。此外,胎体的胎侧部的轮胎宽度方向内侧包括胎侧补强橡胶,胎圈填胶配置在胎圈芯的轮胎径向外侧, 并且橡胶胎圈包布配置在胎圈填胶和胎圈芯的轮胎宽度方向外侧。以满足下表中示出的条件这样的方式调节在沿轮胎宽度方向的截面中胎侧补强橡胶的面积S1、胎圈填胶的面积S2和橡胶胎圈包布的面积S3,以致制造了各实施例和比较例的试样轮胎。注意:比较例7、8和实施例18-25中,未设置胎圈填胶。
(泄气(RF)转鼓试验)
将各试样轮胎与JATMA中限定的标准轮辋组装,然后安装在转鼓试验机上,拉出阀芯以除去内压,在JATMA中限定的最大负荷的65%的负荷下进行泄气行驶耐久性试验,并且测量直到故障发生时的行驶距离。以设定比较例1为100的指数表示结果。当该数值越大时,表明行驶距离越长且泄气行驶耐久性是优异的。
(转鼓耐久性试验)
将各试样轮胎与JATMA中限定的标准轮辋组装,然后安装在转鼓试验机上,充气在100kPa的内压下,施加在JATMA中的最大负荷,并且使其在转鼓上行驶20000km。试验后,解剖各试样轮胎,测量胎体帘布层的残余强度,并且基于各试样轮胎是新的状态评价强度保持百分比。以设定比较例1的强度保持百分比为100的指数表示结果。当数值越大时,表明转鼓耐久性是优异的。这些结果也在下表中表示出。
表1
*1)粘接剂A为包括下述的两浴浸渍液:第一浴用浸渍液A-1(1.20质量份的双甘油三缩水甘油醚、0.02质量份的二辛基磺基琥珀酸钠、0.14质量份的苛性钠(10%水溶液)、和98.64质量份的软水),和第二浴用浸渍液A-2(518.59质量份的软水、15.12质量份的间苯二酚、16.72质量份的甲醛(37%水溶液)、11.00质量份的苛性钠(水溶液10%)、216.58质量份的乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯胶乳(浓度41%)、和221.99质量份的苯乙烯-丁二烯胶乳(浓度40%))。粘接剂B为包括下述的两浴浸渍液:第一浴用浸渍液B-1(16.5质量%(固成分重量)的Epocros K1010E(由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造)、6质量%(固成分重量)的ELASTRON BN27(由DKS Co.,Ltd.制造)、7.5质量%(固成分重量)的Denacol-EX614B(由Nagase ChemteX Corporation制造)、和70质量%的水),和第二浴用浸渍液B-2(524.01质量份的水、15.12质量份的间苯二酚、16.72质量 份的甲醛(37%)、4.00质量份的苛性钠(10%)、233.15质量份的乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(JSR0655,由JSR Corp.制造,固成分浓度41%)、和207.00质量份的苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(JSR2108,由JSRCorp.制造,固成分浓度40%))。
*2)A:其中胎体帘布层的折返部距离胎圈芯的中心的高度HE是60mm的结构。B:其中胎体帘布层的折返部距离胎圈芯的中心的高度HE是30mm的结构。C:其中胎体帘布层的折返部距离胎圈芯的中心的高度HE是15mm的结构。
表2
表3
如上述表中所指出的,各实施例的试样轮胎,其中胎体帘布层的补强帘线由聚酯纤维或聚芳酰胺纤维制成并且进行了预定的粘接处理,并且在沿轮胎宽度方向的截面中,设定胎侧补强橡胶、胎圈填胶和橡胶胎圈包布的面积的比例以满足由式(1)和(2)限定的规定的关系,与不满足上述关系的比较例的试样轮胎相比,已经证实了总体上改善了粘接性、泄气行驶耐久性和转鼓耐久性。
(聚酯纤维的制造)
通过使用特性粘度为1.03的具有高羧基末端的聚对苯二甲酸乙二酯小片(chip),进行通过熔融纺丝法的高速纺丝和多段拉伸,并且对其表面进行环氧处理,以制备以下的聚酯纤维。注意:将0.2质量份用于环氧处理的油试剂 附着到100质量份的所述纤维,并且作为附着到纤维表面的环氧化合物组分的聚甘油聚缩水甘油醚的量为0.12质量%。
该聚酯纤维具有如下物理性能:特性粘度为0.91,纤度为1130dtex,384单丝(filament),强度为6.9cN/dtex,伸长率为12%,干热收缩率为10.5%,末端羧基的量为22当量/吨,根据小角X-射线衍射的长周期为10nm,在纤维表面上的末端羧基的量为7当量/吨,沿纤维横轴方向的晶体尺寸为45nm2,末端甲基的量为0当量/吨,钛氧化物的含量为0.05质量%,并且表面环氧基的量(环氧指数)为0.1×10-3当量/kg。
这里,关于上述聚酯纤维,其特性粘度、强度和伸长率、干热收缩率、末端羧基的量、根据小角X-射线衍射的长周期和沿纤维横轴方向的晶体尺寸、在纤维表面上的末端羧基的量、末端甲基的量、钛氧化物的含量和表面环氧基的量各自根据下面的描述来测量。这同样适用于下文。
(特性粘度)
测量在100℃下将聚酯片和聚酯纤维溶解在邻氯酚中60分钟得到稀释的溶液,然后基于在35℃下用乌氏粘度计测量的值计算其特性粘度。
(末端羧基的量)
向烧瓶中加入40.00g的通过使用粉碎机粉末化的聚酯试样和100ml苄醇,然后,在氮气流下在215±1℃下将聚酯试样溶解在苄醇中4分钟。溶解后,使试样溶液冷却至室温,然后向其中加入合适量的0.1质量%的酚红的苄醇溶液,用N当量浓度(N normality)的氢氧化钠的苄醇溶液进行快速滴定,从而得到直到颜色改变的滴定量为A ml。作为空白,向100ml苄醇中加入相同量的0.1质量%的酚红的苄醇溶液,并用N当量浓度的氢氧化钠的苄醇溶液进行快速滴定,从而得到直到颜色改变的滴定量为B ml。使用这些值,通过下式计算在聚酯试样中末端COOH基团的含量。
末端COOH基含量(eq/100g)=(A-B)×103×N×106/40
注意:这里使用的苄醇是通过蒸馏优级纯试剂获得的并且存储在遮光瓶中的那些。作为N当量浓度的氢氧化钠的苄醇溶液,使用具有通过借助于具有已知浓度的硫酸溶液常规滴定而精确测定的N当量浓度的溶液。
(末端甲基的量)
在聚酯水解为酸组分和二醇组分之后,甲基酯化合物通过气相色谱法定量,然后使用该值计算末端甲基的量。
(钛氧化物含量)
各元素的含量通过X-射线荧光光谱仪(由Rigaku Corporation制造,3270E型)来测量以进行定量分析。在该荧光X-射线分析期间,在7MPa的加压条件下将聚酯纤维树脂聚合物试样在260℃下于压缩加压机中加热2分钟,以制造具有平面的试验成形产品从而进行测量。
(X-射线衍射)
通过使用X-射线衍射设备(由Rigaku Corporation制造,RINT-TTR3,Cu-Kα射线,管电压50kV,电流300mA,平行光束法)进行聚酯组合物和纤维的X-射线衍射。通过使用小角X-射线散射测量装置和使用公知的方法,换句话说,通过使用由波长为的Cu-Kα射线作为束源以直角照射纤维轴而得到的子午线干涉(meridian interference)的衍射线,并通过使用布拉格方程,计算长周期间隔。通过使用Scherrer公式,通过从X-射线广角衍射的赤道扫描的(010)(100)强度分布曲线的半高宽来测定晶体尺寸。
(纤维表面上的末端羧基的量)
按照JIS K0070-3.1中和滴定,确定纤维表面上的羧基的量(酸值)。具体地,将50ml二乙醚/乙醇=1/1溶液添加至约5g纤维试样中,添加几滴酚酞溶液作为指示剂,并且在室温下超声波振荡15分钟。该溶液用0.1ml氢氧化钾乙醇溶液(因子值f=1.030)滴定,进行直到淡粉色持续30秒时的终点时指示剂的滴加量的测量,并且通过下式计算酸值:
酸值A(eq/ton)=(B×1.030×100)/S
(其中B表示0.1ml氢氧化钾乙醇溶液的滴加量(ml),并且S表示试样的量(g))。
(纤维的强度和伸长率)
通过使用拉伸负荷测量仪器(由Shimadzu Corporation制造,Autograph)按照JISL-1013测量纤维的强度和伸长率。
(干热收缩率)
按照JIS-L1013,将纤维静置在温度和湿度分别控制在20℃和65%RH的室内24小时,然后在干燥机中在没有负荷下进行180℃×30分钟的热处理,并且通过在热处理前纤维的长度和处理后纤维的长度之间的差来计算干热收缩率。
(环氧指数(EI))
至于加热处理后的聚酯纤维,按照JIS K-7236测量环氧指数(EI:每1kg纤维的环氧当量数)。
通过使用如上所述已经对其进行环氧预处理的由聚酯纤维制成的聚酯长丝,除了下述示出的那些用作粘接剂处理中使用的粘接剂以外,橡胶-帘线复合体以与以上实施例1等类似的方式制备,并且制造了各实施例和比较例的试样轮胎。
表4
表5
如上述表中所指出的,各实施例的试样轮胎,其中胎体帘布层的补强帘线由聚酯纤维或聚芳酰胺纤维制成并且进行了规定的粘接处理,并且在沿轮胎宽度方向的截面中,设定胎侧补强橡胶、胎圈填胶和橡胶胎圈包布的面积的比例以满足由式(1)和(2)限定的规定的关系,与不满足上述关系的比较例 的试样轮胎相比,已经证实了总体上改善了粘接性、泄气行驶耐久性和转鼓耐久性。
附图标记说明
1胎圈芯,2胎体(胎体帘布层),3带束层,4胎侧补强橡胶,5胎圈填胶,6橡胶胎圈包布,7紊流发生用突出部,7A顶部,11胎圈部,12胎侧部,13胎面部。

Claims (11)

1.一种充气安全轮胎,其特征在于包括:作为骨架的胎体,所述胎体具有至少一层胎体帘布层,所述至少一层胎体帘布层在埋设于一对胎圈部中的相应一对胎圈芯之间延伸;和在所述胎体的胎侧部的轮胎宽度方向内侧的胎侧补强橡胶,
其中,在沿轮胎宽度方向的截面中,以所述胎侧补强橡胶的面积为S1,以配置在所述胎圈芯的轮胎径向外侧的胎圈填胶的面积为S2,以配置在所述胎圈填胶和所述胎圈芯的轮胎宽度方向外侧的橡胶胎圈包布的面积为S3,则满足下式(1)和(2):
0.10≤(S2+S3)/S1≤2.50 (1)
0.3≤S2/(S2+S3)≤0.9 (2),
所述胎体帘布层的补强帘线由聚酯纤维和/或聚芳酰胺纤维构成,并且经粘接剂处理而成,所述粘接剂处理将含有热塑性聚合物(A)、热反应型水性聚氨酯树脂(B)和环氧化合物(C)的至少之一的粘接剂用作第一浴处理液、并且将间苯二酚-甲醛-胶乳系粘接剂用作第二浴处理液,所述热塑性聚合物(A)的主链实质上不包括具有加成反应性的碳碳双键、由以线性链结构为主体的乙烯性加成聚合物和/或氨基甲酸酯系高分子聚合物构成,并且包括至少一个交联性官能团作为侧基。
2.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,满足下式(3)和(4):
0.20≤(S2+S3)/S1≤1.50 (3)
0.3≤S2/(S2+S3)≤0.80 (4)。
3.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎体帘布层的补强帘线的粘接力是12N/根帘线以上。
4.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎体帘布层绕着所述胎圈芯从轮胎的内侧向外侧折返,并且所述胎体帘布层的折返端部位于所述胎侧补强橡胶的最大厚度部分的轮胎径向内侧。
5.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎圈填胶的高度是15mm以下。
6.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎体帘布层绕着所述胎圈芯从轮胎的内侧向外侧折返,并且所述胎体帘布层的折返端部位于距离所述胎圈芯的中心30mm以下的高度处。
7.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎体帘布层的补强帘线由聚酯纤维构成,并且从成品轮胎中取出的在冠部中的所述胎体帘布层的补强帘线在66N下的中间伸长率落在3.5至6.5%的范围内。
8.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎体帘布层的补强帘线由聚芳酰胺纤维构成,并且从成品轮胎中取出的在冠部中的所述胎体帘布层的补强帘线在66N下的中间伸长率落在0.5至2.5%的范围内。
9.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中作为所述侧基的交联性官能团是噁唑啉基、双马来酰亚胺基、异氰酸酯基、氮丙啶基、碳二亚胺基、肼基、环氧基和环硫基的至少之一。
10.根据权利要求9所述的充气安全轮胎,其中作为所述侧基的交联性官能团是噁唑啉基。
11.根据权利要求1所述的充气安全轮胎,其中所述胎体帘布层的补强帘线由如下纤维构成,所述纤维由主重复单元为对苯二甲酸乙二酯并且特性粘度为0.85以上的聚酯构成,纤维中的末端羧基的量是20当量/吨以上,根据小角X-射线衍射的长周期是9至12nm,具有环氧基的表面处理剂附着在纤维的表面。
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