CN107000481B - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了接合部(15)，在该接合部，包括内衬层(12)和橡胶层(13)的复合层(14)的两个周向端部重叠并且沿轮胎周向彼此接合。下内衬层(12a)的端部边缘被视为第一端部边缘(16)，并且上内衬层(12b)的端部边缘被视为第二端部边缘(17)。第一端部边缘(16)通过下橡胶层(13a)从上内衬层(12b)分离。当P表示上内衬层(12b)的轮胎内表面侧朝向第一端部边缘(16)的最远位置，L表示从第一端部边缘(16)到P的距离，并且T表示从第二端部边缘(17)到P的距离，距离T为35mm以下，距离T－距离L/2为9mm以上，并且距离L大于距离T的0％并且直至20％。

Description

充气轮胎及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎及其制造方法。
背景技术
通常将含有丁基橡胶、卤化丁基橡胶等作为主要原料的橡胶组合物用作在充气轮胎(在下文中偶尔简称为“轮胎”)的内表面设置为阻气层的内衬来保持轮胎的内部压力。在将含有如上所述的丁基橡胶作为主要原料的橡胶组合物用作内衬层的情况下，为了确保其具有令人满意的阻气性，内衬层必须具有约1mm的厚度。
在这方面，已知乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)等热塑性树脂具有优异的阻气性，即透气性等于或小于上述用作内衬的丁基橡胶组合物的透气性的1/100，从而作为轮胎的内衬，即使内衬的厚度为100μm以下，其也能够显著地提高轮胎的内压保持性。例如，专利文献1公开了一种充气轮胎，其具有由EVOH制成的内衬。
引用列表
专利文献
专利文献1：特开2008-168846号公报
发明内容
发明解决的技术问题
已知的充气轮胎的制造缺陷之一为原来包含在生胎中的所谓“残留空气”在轮胎成型和硫化工艺中积聚形成储气筒并保持在如此成型和硫化的轮胎内。特别是在充气轮胎具有利用EVOH等热塑性树脂的内衬的情况下，空气几乎不会透过热塑性树脂，由此保持在轮胎内部的空气不容易排出，导致作为残留空气而留在轮胎中。
鉴于此，本发明的目的为提供一种充气轮胎，其能够在轮胎成型工艺中抑制在其中形成的残留气体储气筒，从而提高其制造质量，同时保持令人满意的气密封性；以及一种制造充气轮胎的方法，其能够获得所述充气轮胎。
技术问题的解决方案
为了实现该目的，本发明所述的充气轮胎具有穿过一对胎圈芯延伸的胎体层以及设置在胎体层的轮胎内表面侧、由热塑性树脂形成的内衬层，其中：
内衬层和设置在内衬层的面向胎体层的一侧的橡胶层组合形成复合层；
复合层的轮胎周向上的各端部在复合层的接合部处以重叠的方式沿轮胎周向接合；
位于复合层的重叠端部的下侧或者轮胎内表面侧的下内衬层在接合部具有“第一边缘”；
位于复合层的重叠端部的上侧的上内衬层在接合部具有“第二边缘”；
下内衬层的第一边缘通过橡胶层与上内衬层分离；
假设在与下内衬层在轮胎径向上相同高度处的上内衬层上的轮胎周向的位置为“P”，在该位置P处，上内衬层最靠近下内衬层的第一边缘，从第一边缘到位置P测量的沿轮胎周向的距离为“L”，并且从第二边缘到位置P测量的沿轮胎周向的距离为“T”，则T≤35mm，T－L/2≥9mm，并且0×T＜L≤0.2×T。
此外，根据本发明的制造充气轮胎的方法为：制造充气轮胎的方法，充气轮胎具有延伸穿过一对胎圈芯的胎体层，以及设置在胎体层的轮胎内表面侧、由热塑性树脂形成的内衬层，其中：内衬层和设置在内衬层的面向胎体层的一侧的橡胶层组合形成复合层；
复合层的在轮胎周向上的各端部在接合部以重叠的方式沿轮胎周向接合，其中
当复合层在接合部的重叠端部由位于下侧或轮胎内表面侧的下复合层和位于上侧的上复合层构成时，所述方法包括：
将下复合层的橡胶层的端面形成为倾斜面，该倾斜面在轮胎周向外侧从橡胶层的下边缘向轮胎径向外侧倾斜；以及
在上复合层与下复合层重叠的状态下对轮胎进行硫化，形成接合部。
发明效果
根据本发明，可以提供一种充气轮胎，其能够在轮胎成型工艺中抑制在其中形成残留气体储气筒，从而提高其制造质量，同时保持令人满意的气密封性；以及一种制造充气轮胎的方法，其能够获得所述充气轮胎。
附图说明
在说明书附图中，其中，
图1为示出了根据本发明的一个实施方式的充气轮胎的内衬层的接合部的轮胎周向上的截面的示意图。
图2为示出了在如图1所示的接合部，下复合层与上复合层重叠之前，在下复合层的橡胶层的轮胎周向端面的轮胎周向上的截面的示意图。
具体实施方式
下面，将参考说明书附图对实现本发明的实施方式进行描述。
图1为示出了根据本发明的一个实施方式的充气轮胎的内衬层的接合部的轮胎周向上的截面(与轮胎旋转轴正交的平面的截面)的示意图。图1示出了在轮胎赤道面附近的轮胎周向上的截面，其中省略了通常设置在充气轮胎中除了内衬层和胎体层之外的构件，例如设置在在胎体层的轮胎径向外侧的带束层、胎面等。
如图1所示，根据本实施方式的充气轮胎10具有以跨过一对胎圈芯(未示出)环状延伸的胎体层11和沿胎体层11设置在胎体层11的轮胎内表面侧的内衬层12。
在本实施方式的充气轮胎10中，胎体层11由至少一个胎体帘布层构成，胎体帘布层包括径向设置的帘线。然而，胎体层11的胎体帘布层的数量和结构不限于本发明的充气轮胎中的本实施例的数量和结构。胎体层11的胎体帘布层的帘线的材质的类型也没有特别限制，其适用例包括有机纤维等。
设置在充气轮胎的内表面用作防透气层的内衬层12由例如聚酰胺系树脂、乙烯-乙烯醇系共聚物、改性乙烯-乙烯醇系共聚物、聚氨酯系聚合物等热塑性树脂制成。在本实施例中，内衬层12由树脂膜(即加工成膜状的热塑性树脂)形成，并通过粘合剂附着在构成充气轮胎的橡胶构件上。具体来说，本实施方式的内衬层12由透气性低，特别是阻气性优异的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)制成的树脂膜形成。
内衬层12和设置在内衬层12的面向胎体层11的一侧的橡胶层13组合形成复合层14。复合层14的轮胎周向上的各端部在复合层14的接合部15以重叠的方式沿轮胎周向接合。也就是说，在复合层14的轮胎周向上的各端部在接合部15处彼此重叠，使得位于复合层的重叠端部的轮胎径向下侧或轮胎内表面侧的下复合层14a(下内衬层12a和下橡胶层13a)和位于复合层的重叠端部的轮胎径向上侧的上复合层14b(上内衬层12b和上橡胶层13b)在轮胎径向上层叠(参照图1)。
下复合层14a的内衬层12(精确地说，下内衬层12a)在接合部15具有第一边缘16，其作为在轮胎周向上的边缘。下复合层14a的橡胶层13(下橡胶层13a)的轮胎周向上的边缘位于下内衬层12a的轮胎周向上的假想延伸部上，并且在轮胎宽度方向上延伸，由此，下内衬层12a的第一边缘16与上复合层14b的内衬层12(精确地说，上内衬层12b)分离。简而言之，下橡胶层13a存在于第一端16和上内衬层12b之间以及下内衬层12a的轮胎周向上的假想延伸部和上内衬层12b之间。
另外，在接合部15中，假如：在与下内衬层12a在轮胎径向上相同高度处的上内衬层12b上的位置为“P”，即，上内衬层12b上的轮胎周向上的、位于下内衬层12a的轮胎周向上的假想延伸部上的位置为“P”，从第一边缘16到位置P测量的沿轮胎周向的距离为“L”，沿轮胎内表面从作为在上内衬层12b的轮胎周向上的边缘的第二边缘17到位置P测量的沿轮胎周向的距离为“T”，则将距离L设定为等于或小于距离T的20％，在位置P处，上内衬层12b最靠近下内衬层12a的第一边缘16，并且在位置P处，上内衬层12b面向第一边缘16。
通过橡胶层13(精确地说，下橡胶层13a)将下内衬层12a的第一边缘16与上内衬层12b分离，可以抑制残留空气储气筒的形成(当复合层14的轮胎周向上的各个端部以重叠的方式接合以在轮胎成型和硫化的工艺中形成接合部15时，容易形成残留空气储气筒，因为例如在接合部15中侵入到阶梯部的空气不能排出并保持在那里)。在下内衬层12a和上内衬层12b彼此接触的情况下，侵入到各个由高气密性热塑性树脂制成的两个内衬层12a，12b之间的空间中的空气不易从其中逸出。然而，在本实施方式中，这两个内衬层12a，12b通过橡胶层13彼此分离，并防止彼此接触，橡胶层13暴露在轮胎内表面侧，由此捕获的空气可以安全地通过橡胶层13逸出。
在这方面，两个内衬层12之间的分离距离太大可能对充气轮胎基本上所需的气密性有不利影响。因此，在本实施方式中，将轮胎周向上从第一边缘16到位置P测量的距离L，即两个内衬层12a、12b之间的分离距离设定为等于或小于轮胎周向上从第二边缘17到位置P测量的距离T的20％，使得分离对充气轮胎的气密性不会产生不利影响。以这种方式设定距离L确保了在复合层14的轮胎周向上的各端部的重叠部处的相对长的长度，即，在轮胎成型和硫化工艺中，轮胎内部的残留空气的逸出通道(通过橡胶层13)的轮胎周向上的相对长的长度，从而确保空气一旦在轮胎中充入将不易通过逸出通道释放。同理，优选将距离L设定为等于或小于距离T的10％，更具体地将距离L设定为1mm以下，因为此时，更令人满意地确保了良好的气密性。由于第一边缘16与上内衬层12b分离，所以距离L超过0mm(0％)。
根据本发明的充气轮胎，通过将两个内衬层12a、12b通过用作残留空气的逸出通道的橡胶层13分离，可以有效地抑制在轮胎成型和硫化工艺中形成残留空气储气筒，从而提高轮胎的制造质量。此外，通过将距离L设定为等于或小于距离T的20％，可以使内衬维持具有令人满意的良好的气密性。特别是通过将距离L设定为等于或小于距离T的10％和/或将距离L设定为1mm以下，可以尽可能小的制造残留空气的逸出通道并实现更好的气密性。
关于在橡胶层13(精确地说，下橡胶层13a)的轮胎径向上的厚度A，厚度A要比距离L小。例如，优选将厚度A设定为等于或小于0.5mm，更优选等于或小于0.4mm。这种结构确保了具有令人满意的狭窄的用于残留空气的逸出通道，从而使内衬层具有令人满意的良好的气密性。
距离T优选在10mm≤T≤35mm的范围内，更优选在10mm≤T≤20mm的范围内，进一步更优选在10mm≤T≤15mm的范围内。距离T≥10mm确保了内衬具有令人满意的气密性，并且距离T≤20mm(优选≤15mm)的距离，确保了在轮胎成型和硫化工艺中令人满意地抑制残留空气储气筒的形成，从而进一步改进轮胎制造质量。
通过与胎体层11的涂覆橡胶的橡胶材料相同的橡胶材料形成复合层14的橡胶层13增强了橡胶层13和胎体层11之间的粘结。
接下来，将根据本发明的另一实施例来描述制造充气轮胎的方法。根据本实施方式的充气轮胎的制造方法适用于获得上述的充气轮胎。因此，对制造上述实施方式的充气轮胎10的情况将作为实施例进行描述，在该实施例中，对于与上述充气轮胎10相同的部件，指定相同的附图标记，并省略其详细说明。
上述实施方式的充气轮胎10可以通过以下方式制造，例如，将由树脂膜(加工成膜状的热塑性树脂)形成的内衬层12、复合层14、胎圈包布层、胎体层11、带束层、胎面部分等以层叠的方式卷绕在轮胎成型鼓上；将通过轮胎成型工艺获得的未硫化轮胎设定在模具中，通过成形使轮胎膨胀和变形；并通过硫化工艺将轮胎按压在模具的成型表面上来加热轮胎。
在轮胎成型工艺中，在复合层14的轮胎周向上的各端部以重叠的方式在轮胎周向上接合，以形成复合层14的接合部15。为此，在这些复合层的轮胎周向上的各端部彼此重叠的状态下，在其中橡胶层13的边缘形成为具有倾斜面的下复合层14a与上复合层14b接合。
图2为示出了在如图1所示的接合部，下复合层通过上复合层重叠之前，在下复合层的橡胶层的轮胎周向端面的轮胎周向上的截面的示意图。在下复合层14a与上复合层14b重叠之前的状态下，位于下复合层14a和上复合层14b的重叠端部的下侧的下复合层14a的橡胶层13(精确地说，下橡胶层13a)具有沿轮胎宽度方向延伸的轮胎周向端面。将下橡胶层13a的轮胎周向端面形成为在轮胎周向的外侧(下内衬的假想延伸部的方向)，从橡胶层13a的下边缘朝向轮胎径向外侧倾斜的倾斜面，如图2所示。倾斜面形成为使得倾斜面相对于轮胎内表面(下内衬的假想延伸部)形成的角度α为锐角，例如30°。
将以重叠的方式接合的下复合层14a和上复合层14b进行硫化，由此硫化后，在对应于下内衬层12a的假想延伸部的区域中，橡胶层13a暴露在轮胎内表面侧上的状态下，下橡胶层13a存在于第一端16和上内衬层12b之间。
由作为下复合层14a的橡胶层13的边缘的倾斜面相对于下内衬层12a(橡胶层13)的假想延伸部形成的角度不限于30°，并且可以为在15°至90°范围内的任何角度。
实施例
根据本发明的充气轮胎的测试轮胎是针对四种类型的实施例而制备的，在每个实施例中，距离T为10mm或20mm，距离L等于或小于距离T的10％。将各实施例的气密性与四种比较例的气密性进行比较。这些实施例和比较例中距离T[mm]:距离L[mm])之间的关系如下。实施例1(10:0.5)，实施例2(10:2)，实施例3(20:0.5)，实施例4(20:2)，比较例1(10:0)，比较例2(10:3)，比较例3(40:0.5)，比较例4(40:2)。
(1)关于气密性的必要条件
穿过在下内衬层12a和上内衬层12b的接合部插入两个内衬层之间的下橡胶层13a到第一端16和位置P之间的区域(对应于距离L的区域)的空气通道的气密性(由图1中的箭头a表示)必然等同于或优于常规橡胶内衬层的气密性。
假设橡胶内衬和下橡胶层13a(其轮胎径向的厚度为0.4mm)的气密性指数INDEX分别为100和4.44，则为了确保气密性等同于橡胶内衬的气密性所需接合量为0.4(mm)×100/4.44＝9.0(mm)。因此，将(T－L/2)设定为至少9mm就足够了，即，使得(T－L/2≥9mm)。
表1以矩正的形式示出了距离T(5、10、20、40[mm])的各种值相对于距离L(0、0.5、1.5、2、3)的各种值的各个值(T－L/2)[mm])。当距离L为0[mm]时，下内衬层12a和上内衬层12b彼此接触，并且用于残留空气的逸出通道a受到阻挡。
表1
(2)残留空气的发生率
在距离T值(5、10、20、40[mm])和距离L值(0、0.5、1.5、2、3[mm])的每个组合中对于10个轮胎检查是否形成了残留空气储气筒，以确定在该情况下表现出起皱的轮胎的比例。由此获得的残留空气的相应发生率示于表2中。即使表现出了单一起皱的轮胎，即形成残留空气储气筒的轮胎也视为是有缺陷的轮胎。表2中残留空气的发生率为“0％”表示没有试验轮胎表现出形成了残留空气储气筒，即有缺陷的轮胎的比例为零。
表2
(3)综合评价“(T－L/2)：残余空气的发生率”
根据对结果的综合评价，通过将表3中的两种符号“○”和“×”用于距离T值(5、10、20、40[mm])和距离L值(0、0.5、1.5、2、3[mm])的各个组合而将“T－L/2”和“残留空气的发生率”的评价结果列在一起，使得左边的符号表示T、L组合是否满足条件“T－L/2≥9mm”，满足→“○”或不满足→“×”，右边的符号表示T、L组合是否满足条件“残留空气的发生率为0％”，满足→“○”或不满足→“×”。符号“○”表示产品满意，符号“×”表示产品有缺陷。
关于综合评价的结果，从表3可以看出，表示本发明的充气轮胎的实施例1-4一致地确保了气密性至少等同于常规橡胶内衬的气密性。此外，实施例1-4没有表现出发生了残留空气。
表3
附图标记列表
10充气轮胎；11胎体层；12内衬层；12a下内衬层；12b上内衬层；13橡胶层；13a下橡胶层；13b上橡胶层；14复合层；14a下复合层；14b上复合层；15接合部；16第一边缘；17第二边缘。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，其具有穿过一对胎圈芯延伸的胎体层以及设置在胎体层的轮胎内表面侧的、由热塑性树脂形成的内衬层，其中：
内衬层和设置在内衬层的面向胎体层的一侧的橡胶层组合形成复合层；
复合层的轮胎周向上的各端部在复合层的接合部处以重叠的方式沿轮胎周向接合；
位于复合层的重叠端部的下侧或者轮胎内表面侧的下内衬层在接合部处具有“第一边缘”；
位于复合层的重叠端部的上侧的上内衬层在接合部处具有“第二边缘”；
下内衬层的第一边缘通过橡胶层与上内衬层分离；
假设在与下内衬层在轮胎径向上相同高度处的上内衬层上的轮胎周向的位置为“P”，在该位置P处，上内衬层最靠近下内衬层的第一边缘，从第一边缘到位置P测量的沿轮胎周向的距离为“L”，并且从第二边缘到位置P测量的沿轮胎周向的距离为“T”，则T≤35mm，T－L/2≥9mm，并且0×T＜L≤0.2×T，
其中，假设橡胶层轮胎径向上的厚度为“A”，则厚度A小于距离L，距离L为1mm以下。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，厚度A为0.5mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，橡胶层由与组成胎体层的涂层橡胶的橡胶材料相同的橡胶材料形成。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，距离T等于或大于10mm。
5.一种制造充气轮胎的方法，该充气轮胎为根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
当复合层在接合部的重叠端部处由位于下侧或轮胎内表面侧的下复合层和位于上侧的上复合层构成时，所述方法包括：
将下复合层的橡胶层的端面形成为倾斜面，该倾斜面在轮胎周向外侧从橡胶层的下边缘朝向轮胎径向外侧倾斜；以及
在上复合层与下复合层重叠的状态下对轮胎进行硫化，形成接合部。
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