CN105539014A - 具有层状骨架结构的实心手推车轮胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有层状骨架结构的实心手推车轮胎及其制造方法。一种具有层状骨架结构的实心手推车轮胎，其是由轮胎橡胶料和轮胎纤维物制得，轮胎胎体结构中分布有纤维物层。本发明具有层状骨架结构的实心手推车轮胎有效利用了轮胎再生橡胶的生产过程中产生的含有废橡胶粒的纤维物，将其分层级分布于实心轮胎胎体中使之形成支撑骨架，从而大大提高了手推车实心轮胎的支撑强度和抗变形强度，有效提高了手推车实心轮胎的使用期限。

Description

具有层状骨架结构的实心手推车轮胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及轮胎制造领域，具体涉及一种具有层状骨架结构的实心手推车轮胎及其制造方法。

背景技术

目前广泛使用的手推车实心轮胎主要由废旧橡胶材料或废旧塑性材料制得。这种实心手推车轮胎虽然价格低廉但具有变形大易出现滑圈的现象、以及容易断裂的弊端，特别是在夏季高温情况下，这些缺陷尤为突出，给使用者带来极大的不便。

目前市场上的充气轮胎是由纤维和再生橡胶经过复杂的工艺而制得，废旧充气轮胎中的纤维物破碎时所分离的纤维常常被廉价回收用于其他产品的制备，比如用于造纸、生产无纺布以及部分橡胶制品，因其本身的品质问题用途比较狭窄。

发明内容

为此，针对上述手推车实心轮胎上述现有技术的不足之处，提供了一种利用废弃轮胎纤维和废旧轮胎再生橡胶制成的实心轮胎骨架结构，为废旧轮胎中纤维的回收利用提供了另一个方面。

本发明的一个方面提供了一种具有层状骨架结构的实心手推车轮胎，其是由胎体橡胶料和轮胎纤维物制得，轮胎胎体结构中分布有纤维物层。

可选的，所述胎体橡胶料为由轮胎再生橡胶和橡胶助剂制得。

可选的，所述轮胎纤维物是在轮胎再生橡胶的生产过程中产生并含有废橡胶粒的纤维物。

可选的，所述纤维物层的厚度为2-3mm，所述轮胎胎体厚度为60-70mm。

可选的，所述纤维物层为多层，优选为三层。

本发明的另一方面提供了一种用于制造上述具有层状骨架结构的实心手推车轮胎的方法，该方法包括：

1)将从轮胎破碎分离得到的轮胎纤维物辊压得条状纤维片；

2)在步骤1)所得的纤维片上表面和下表面均覆盖一层由轮胎再生橡胶所制得的胎体橡胶料得条状层状复合结构，辊压该层状复合结构得条状纤维骨架层；

3)胎坯成型：剪裁所得纤维骨架层并将该骨架层两端经贴合压实成型得实心轮胎胎坯；

4)硫化：将所得实心轮胎胎坯装入模具硫化。

可选的，步骤1)中所述的辊压通过使用炼胶机在辊距为1-2mm、辊温为60-80℃的条件下辊压。

可选的，步骤4)所述的硫化是在80吨/C㎡的硫化压力和5-6MPa的蒸汽压力下硫化10-20分钟。

可选的，步骤2)中所述的胎体橡胶料是由轮胎再生橡胶和橡胶助剂制得。

可选的，步骤2)具体为：将三层步骤1)所得的条状纤维片的上表面和下表面均覆盖一层由轮胎再生橡胶所制得的胎体橡胶料，辊压得条状纤维骨架层。

本发明具有层状骨架结构的实心手推车轮胎的有益效果为：有效利用了轮胎再生橡胶的生产过程中产生的含有废橡胶粒的纤维物，将其分层级分布于实心轮胎胎体中使之形成支撑骨架，从而大大提高了手推车实心轮胎的支撑强度和抗变形强度，有效提高了手推车实心轮胎的使用期限。根据已使用两年以上的用户的反馈，本发明具有层状骨架结构的实心手推车轮胎具有不易变形、不滑圈、耐负荷、寿命长的优势。尤其是在夏季高温情况下与目前市场上所存在的手推车实心轮胎相比，这些优势更加明显。另外，本发明实心手推车轮胎原料为废旧轮胎再生橡胶及再生橡胶生产过程产生的纤维物，而回收的纤维物无需再加工直接使用，故生产成本低、绿色环保，为废旧轮胎回收的纤维物提供了新的再利用的途径。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施方式的实心轮胎断面示意图。

图2为本发明实施方式的实心轮胎断面层状结构细节图。

图3为本发明实施方式的实心轮胎制作工艺简化流程图。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

本发明实施方式提供了一种具有层状骨架结构的实心手推车轮胎，其是由胎体橡胶料和轮胎纤维物制得，轮胎胎体结构中分布有纤维物层。

一般的充气轮胎中含有纤维，在轮胎再生橡胶的生产过程中，需要破碎轮胎使纤维物与轮胎橡胶物分离，轮胎橡胶物经再加工得到轮胎再生橡胶，再生橡胶加入橡胶助剂可制得用于制造轮胎的胎体橡胶料，而破碎轮胎分离的轮胎纤维物(其成分一般为尼龙6)含有废橡胶粒，其用途范围较窄，申请人通过在胎体橡胶料中加入回收的轮胎纤维物制得了胎体结构中分布有纤维物层的层状轮胎骨架结构。本发明的实施方式中，所述轮胎再生橡胶可以是各种(废旧)轮胎橡胶制得的再生橡胶，再生橡胶可以与本领域常用的任意橡胶助剂一起制备胎体橡胶料。所属轮胎纤维物无需任何再处理，直接将其应用于实心手推车轮胎的制备。

图1所示为本发明实施方式的实心轮胎的断面示意图，虚线部分表示纤维物层，其他部分为胎体橡胶料，图2所示为该断面的层状结构示意图，其虚线部分与图1中所表示相同，实线框表示胎体橡胶料。结合图1和图2，可以看出本发明的实施方式的实心轮胎胎体结构包括三层纤维物层，且该三层纤维物层在胎体结构中均匀分布。

根据本发明的实施方式，所述实心轮胎的制造方法如图3所示包括：步骤100)辊压、步骤200)胎坯成型以及步骤300)硫化；其中步骤100)包括：步骤101)形成纤维片：将从轮胎破碎分离得到的轮胎纤维物辊压得条状纤维片；以及步骤102)形成复合层状结构：在步骤101)所得三层纤维片的上表面和下表面均覆盖一层由轮胎再生橡胶制得的胎体橡胶料，换言之，按照如图2所示的层状顺序形成胎体橡胶料层和纤维片交替层叠的复合层状结构，并将胎体橡胶料层和纤维片形成的该复合层状结构辊压使结合紧密得条状的纤维骨架层。步骤200)胎坯成型具体为：剪裁所得纤维骨架层并使其条状两端连接贴合经压实成型，得实心轮胎胎坯。步骤300)硫化具体为：将所得实心轮胎胎坯装入模具硫化。

需要说明的是，上述步骤101)中辊压轮胎纤维物是在辊距为1-2mm、辊温为60-80℃的条件下辊压，这样得到的纤维片的厚度在大约1-3mm，步骤102)中，在纤维片的上表面和下表面所覆盖的胎体橡胶料的厚度可依据实际情况而不同，对所形成的复合层状结构辊压时的辊距需要根据该复合层状结构的厚度进行调整使之适合该复合层状结构的厚度，本实施方式中对该复合层状结构辊压的辊距为55-70mm。所述的辊压可以使用本领域常规的任意辊压设备，本实施方式中使用KL450开放式炼胶机；所述辊压的次数也并不限定，只要使得轮胎纤维之间或纤维片与胎体橡胶料之间能够紧密结合，比如纤维片的辊压可以进行三次，纤维片与胎体橡胶料的复合层状结构的辊压可以进行10次。

根据本发明的实施方式，所制得的实心轮胎中纤维物层的厚度为2-3mm，实心轮胎的胎体厚度为60-70mm。这里，实心轮胎中纤维物层的厚度并不是任意的，大量的试验证实，在轮胎胎体厚度一定的情况下，如果所制得的实心轮胎中纤维物层的厚度过小，则实心轮胎的耐负荷能力较差，如果纤维物层的厚度过大，则实心轮胎中纤维物层和橡胶料之间的粘合性差，容易出现断层的现象导致产品不合格。而当实心轮胎的胎体厚度为60-70mm，比如60mm、65mm、70mm等，在胎体中所分布的纤维物层的厚度为2-3mm比如2mm、2.5mm、3mm时，纤维物层能够很好的与橡胶料融合，层间粘合强度大，实心轮胎的耐负荷能力最佳。当然胎体厚度还可以依据实际应用进行改变，比如可以为80mm等，这时可以对纤维物层的厚度进行相应的调整使得纤维物层与胎体厚度的比例能够得到最佳的轮胎性能。

根据本发明的实施方式的制造方法，步骤200)胎坯成型中剪裁所得纤维骨架层得到胎冠层(如图2中所示110)、胎身层(如图2中所示120)和底层(如图2中所示130)，从胎冠层至底层的高度为轮胎胎体的厚度，所述的剪裁优选使得到的三层纤维的中心线与胎体中心线(图2中所示的竖直实线100)一致，这样得到的产品的结构更加稳固而不易变形。胎坯成型的具体步骤为首先确定条状纤维骨架层两端相接的端部连接长度，然后两端切割成45度斜面吻合，使用滚轮压实。

在胎坯成型之后是步骤300)硫化，使纤维片与胎体橡胶料经粘结相互融合在一起，因此，硫化是能否将纤维成功与胎体橡胶料融合的关键步骤，硫化工艺是轮胎制作领域中的常规工艺，该过程的关键参数包括硫化的温度、压力和时间。本发明的实施方式中，所述的硫化是用规格为80吨/cm²的硫化机在蒸汽压力5-6MPa下硫化10-20分钟。其中80吨/cm²说明了硫化的压力，蒸汽压力5-6MPa说明了硫化的温度。在硫化过程中，纤维片与胎体橡胶料在轮胎模具内相互融合，并制成具有层状骨架结构的实心轮胎产品，纤维片形成纤维物层，胎体橡胶料与纤维物层形成胎体结构。

纤维片与胎体橡胶料的融合除了与硫化过程的参数(硫化温度、硫化压力和硫化时间)有关，如上所述，还与纤维片与胎体橡胶料的厚度比有关。

经过上述方法制得了轮胎胎体中均匀分布有三层的纤维物层的实心手推车轮胎，其中单层纤维物层的厚度为2-3cm，轮胎胎体厚度为60-70mm。与现有手推车实心轮胎相比，这样制得的具有层状骨架结构的实心手推车轮胎在不增加制造成本的情况下，根据已使用两年以上的用户的反馈，具有不易变形、不滑圈、耐负荷、寿命长和成本低的优势。尤其是在夏季高温情况下与目前市场上所存在的手推车实心轮胎相比，该优势更加明显。

需要说明的是，虽然本发明实施方式中实心轮胎的胎体结构含有三层纤维物层，但本领域技术人员应理解，纤维物层的层数并不限于此，比如纤维物层可以是四层或六层，其他的层数也都在本发明的保护范围之内，另外如上所述，纤维物层与轮胎胎体的厚度也可根据实际应用进行调整，但其最佳比例为本实施方式中所述的比例。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种具有层状骨架结构的实心手推车轮胎，其是由胎体橡胶料和轮胎纤维物制得，轮胎胎体结构中分布有纤维物层。

2.根据权利要求1所述的实心手推车轮胎，其中所述胎体橡胶料为由轮胎再生橡胶和橡胶助剂制得。

3.根据权利要求1所述的实心手推车轮胎，其中所述轮胎纤维物是在轮胎再生橡胶的生产过程中产生的含有废橡胶粒的纤维物。

4.根据权利要求1所述的实心手推车轮胎，其中所述纤维物层的厚度为2-3mm，所述轮胎胎体厚度为60-70mm。

5.根据权利要求1所述的实心手推车轮胎，其中所述纤维物层为多层，优选为三层。

6.一种用于制造上述权利要求1-4任一项所述的具有层状骨架结构的实心手推车轮胎的方法，该方法包括：

1)将从轮胎破碎分离得到的轮胎纤维物辊压得条状纤维片；

2)在步骤1)所得的纤维片上表面和下表面均覆盖一层由轮胎再生橡胶所制得的胎体橡胶料得条状层状复合结构，辊压该层状复合结构得条状纤维骨架层；

3)胎坯成型：剪裁所得纤维骨架层并将该骨架层两端经贴合压实成型得实心轮胎胎坯；

4)硫化：将所得实心轮胎胎坯装入模具硫化。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中步骤1)中所述的辊压通过使用炼胶机在辊距为1-2mm、辊温为60-80℃的条件下辊压。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其中步骤4)所述的硫化是在80吨/cm²的硫化压力和5-6MPa的蒸汽压力下硫化10-20分钟。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其中步骤2)中所述的胎体橡胶料是由轮胎再生橡胶和橡胶助剂制得。

10.根据权利要求1所述的制造方法，其中步骤2)具体为：将三层步骤1)所得的条状纤维片的上表面和下表面均覆盖一层由轮胎再生橡胶所制得的胎体橡胶料，辊压得条状纤维骨架层。