CN107109007A - 充气轮胎用橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种粘合性、密封性能、流动性和加工性优异的充气轮胎用橡胶组合物，以及由该橡胶组合物形成的充气轮胎。本发明涉及一种充气轮胎用橡胶组合物，基于100质量份的含丁基系橡胶的橡胶组分，该橡胶组合物含有100～400质量份的液态聚合物、1～40质量份的有机过氧化物、和1～40质量份的交联活化剂。

Description

充气轮胎用橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎用橡胶组合物和由该橡胶组合物形成的充气轮胎。
背景技术
作为耐刺穿充气轮胎，已知的有具有施加到其内表面的密封剂的自密封轮胎(在下文中，充气轮胎也简称为轮胎)。密封剂自动密封在这种自密封轮胎中形成的穿孔。对密封剂已经进行了各种研究。
例如，已经研究了混合有低分子量聚合物、提高了增粘剂含量或含有大量油或增塑剂以增加粘合性从而提高了对穿孔轮胎的空气密封效果的密封剂。虽然这些方法改善了粘合性和气密性，但是它们降低了弹性模量，并且导致交联度的降低，结果密封剂在高速行驶过程中流动。具体地说，这种方法将导致如下情况：当密封剂在高速行驶期间变热时，弹性模量降低，使得橡胶容易流动，因此位于轮胎中间的密封剂将流动，从而导致位于宽度方向上预期位置的密封剂的量不足。
还提出了含有EPDM和聚异丁烯并使用醌类化合物交联的密封剂。然而，这种密封剂存在一些问题，例如由于醌类交联导致EPDM的交联度降低，以及在高速行驶期间密封剂流动的风险。此外，密封剂通常通过用挤出机等混合来制备，并且需要在生产自密封轮胎时具有加工性、生产率和其它性能。因此，需要包括粘合性、密封性能、流动性和加工性在内的性能优异的密封剂。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题，并提供具有优异的粘合性、密封性能、流动性和加工性的充气轮胎(自密封轮胎)用橡胶组合物，和由该橡胶组合物形成的充气轮胎(自密封轮胎)。
解决问题的方法
本发明涉及一种用于充气轮胎(自密封轮胎)的橡胶组合物，基于100质量份的包含丁基系橡胶的橡胶组分，该橡胶组合物包含：100～400质量份的液态聚合物、1～40质量份的有机过氧化物，以及1～40质量份的交联活化剂。
橡胶组分优选仅由丁基系橡胶组成。
优选地，丁基系橡胶包括125℃下的门尼粘度ML1+8为至少20但小于40的丁基系橡胶A或125℃下的门尼粘度ML1+8为至少40但不大于80的丁基系橡胶B中的至少一种，并且所述液态聚合物包括100℃下的运动粘度为550～625mm2/s的液态聚合物A或100℃下的运动粘度为3540～4010mm2/s的液态聚合物B中的至少一种。
液态聚合物优选为液态聚丁烯。
基于100质量份的橡胶组分，橡胶组合物优选进一步含有1～40质量份的增塑剂和1～40质量份的炭黑。
本发明还涉及包括由橡胶组合物形成的密封剂层的充气轮胎(自密封轮胎)。
发明的有益效果
基于100质量份的含有丁基系橡胶的橡胶组分，本发明的充气轮胎(自密封轮胎)用橡胶组合物包含：100～400质量份的液态聚合物、1～40质量份的有机过氧化物、和1～40质量份的交联活化剂。这种橡胶组合物可以提供粘合性、密封性能、流动性和加工性优异的密封剂。
附图说明
图1是示意性地显示在自密封轮胎的制造方法中使用的涂布器的一个例子的说明图。
图2是显示被包含在图1所示的涂布器中的喷嘴前端附近的放大图。
图3是示意性地显示喷嘴相对于轮胎的位置关系的说明图。
图4是示意性地显示连续且螺旋地附着到轮胎的内周面的大致绳状的密封剂的例子的说明图。
图5是显示被包含在图1所示的涂布器中的喷嘴前端附近的放大图。
图6是示意性地显示附着于自密封轮胎上的密封剂的一个例子的说明图。
图7是示意性地显示在自密封轮胎的制造方法中使用的制造设备的一个例子的说明图。
图8是示意性地显示图4所示的密封剂的截面的一个例子的说明图，此时密封剂沿着与涂布密封剂的方向(纵向)正交的直线A-A被切割。
图9是示意性地显示充气轮胎的截面的一个例子的说明图。
符号说明
10 轮胎
11 轮胎内周面
14 胎面部分
15 胎体
16 缓冲层
17 束带
20 密封剂
21 较宽部分
30 喷嘴
31 喷嘴前端
40 非接触式位移传感器
50 旋转驱动装置
60 双螺杆捏合挤出机
61(61a，61b，61c) 供给口
62 进料器
d、d0、d1、d2 轮胎内周面与喷嘴前端之间的距离
具体实施方式
本发明的充气轮胎(自密封轮胎)用橡胶组合物(密封剂)将预定量的液态聚合物、有机过氧化物、交联活化剂与包含丁基橡胶的橡胶组分结合在一起。
当后面详细描述的密封剂通过将丁基橡胶与液态聚合物例如液态聚丁烯混合而制备时，特别是其中丁基橡胶和液态聚合物分别是具有不同粘度的两种或更多种材料的组合时，密封剂可以实现粘合性、密封性能、流动性和加工性的平衡改善。这是因为向使用丁基橡胶作为橡胶组分的有机过氧化物交联体系中引入液态聚合物组分提供了粘合性，尤其是具有不同粘度的液态聚合物或固态丁基橡胶的使用减少了密封剂在高速行驶过程中的流动，因此，密封剂可以实现上述性能的平衡改善。
此外，可以将在例如双螺杆捏合挤出机中混合并且在挤出机中的交联反应被抑制的密封剂直接涂布于轮胎的内表面。此外，密封剂的交联反应在涂布时开始，从而进行密封剂对轮胎内表面的粘合以及密封剂的交联反应。因此，可以在一系列步骤中施加和处理密封剂，因此也提高了生产率。
本发明的自密封轮胎用橡胶组合物(密封剂)应用于自密封轮胎的内表面的可形成穿孔的部分，例如对应于胎面。下面将参考生产自密封轮胎的方法的合适例子描述密封剂。
例如，自密封轮胎可以通过如下方式制造：通过混合密封剂的组分来制备密封剂，然后通过涂布或其它方式将密封剂附着到轮胎的内周面以形成密封剂层。自密封轮胎包括位于内衬层径向内侧的密封剂层。
密封剂的硬度(粘度)需要根据使用温度，通过控制橡胶组分和交联度调节至适当的粘度。橡胶组分通过改变液态橡胶、增塑剂或炭黑的类型和量来控制，同时交联度通过改变交联剂或交联活化剂的类型和量来控制。
可以使用显示粘合性的任何密封剂，并且可以使用常规用于密封轮胎的穿孔的橡胶组合物。构成这种橡胶组合物的主要成分的橡胶组分包括丁基系橡胶。丁基系橡胶的例子包括丁基橡胶(IIR)和卤化丁基橡胶(X-IIR)，例如溴化丁基橡胶(Br-IIR)和氯化丁基橡胶(Cl-IIR)。特别地，考虑到流动性和其它性能，可以适当地使用丁基橡胶和卤化丁基橡胶中的一种或两种。使用的丁基系橡胶优选为颗粒状。这样的颗粒状丁基系橡胶可以精确地且适当地供给到连续捏合机中，使得可以以高生产率制造密封剂。
为了减少密封剂的流动性的劣化，所使用的丁基系橡胶优选为125℃时的门尼粘度ML1+8为至少20但小于40的丁基系橡胶A和/或125℃时的门尼粘度ML1+8为至少40但不大于80的丁基系橡胶B。特别优选至少使用丁基系橡胶A。当组合使用丁基系橡胶A和B时，可以适当地选择混合比。
丁基系橡胶A的125℃时的门尼粘度ML1+8更优选为25以上，进一步优选为28以上，但更优选为38以下，进一步优选为35以下。如果门尼粘度小于20，则流动性可能会降低。如果门尼粘度为40以上，则不能实现组合使用的效果。
丁基系橡胶B的125℃时的门尼粘度ML1+8更优选为45以上，进一步优选为48以上，但更优选为70以下，进一步优选为60以下。如果门尼粘度小于40，则无法实现组合使用的效果。如果门尼粘度大于80，密封性能可能会降低。
125℃时的门尼粘度ML1+8根据JIS K-6300-1：2001，在125℃的试验温度下，使用L型转子测定，预热时间为1分钟，旋转时间为8分钟。
橡胶组分可以是与其它成分的组合物，所述其它成分例如为二烯橡胶，包括天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、聚丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)和丁基橡胶(IIR)。考虑到流动性和其它性能，以100质量％的橡胶组分为基准，丁基系橡胶的量优选为90质量％以上，更优选为95质量％以上，特别优选为100质量％。
密封剂中使用的液态聚合物的例子包括液态聚丁烯、液态聚异丁烯、液态聚异戊二烯、液态聚丁二烯、液态聚-α-烯烃、液态异丁烯、液态乙烯-α-烯烃共聚物、液态乙烯-丙烯共聚物和液态乙烯-丁烯共聚物。为了提供粘合性和其它性能，在这些中优选液态聚丁烯。液态聚丁烯的例子包括具有基于异丁烯并进一步与正丁烯反应的长链烃分子结构的共聚物。也可以使用氢化液态聚丁烯。
为了防止密封剂在高速行驶期间流动，所使用的液态聚合物(例如液态聚丁烯)优选为100℃下的运动粘度为550～625mm2/s的液态聚合物A和/或100℃下的运动粘度为3,540～4,010mm2/s的液态聚合物B，更优选为液态聚合物A和液态聚合物B的混合物。
液态聚合物A(例如液态聚丁烯)在100℃下的运动粘度优选为550mm2/s以上，更优选为570mm2/s以上。如果液态聚合物A的运动粘度低于550mm2/s，并且单独使用液态聚合物A，则密封剂可能过度流动。其100℃下的运动粘度优选为625mm2/s以下，更优选为610mm2/s以下。如果运动粘度高于625mm2/s，则密封剂可能具有较高的粘度和较差的挤出性。
液态聚合物B(例如液态聚丁烯)在100℃下的运动粘度优选为3600mm2/s以上，更优选为3650mm2/s以上。如果运动粘度低于3,540mm2/s，则密封剂可能具有太低的粘度并且在轮胎使用期间容易流动，导致密封性能或均匀性的劣化。
其100℃下的运动粘度优选为3900mm2/s以下，更优选为3800mm2/s以下。如果单独使用的液态聚合物B的运动粘度高于4,010mm2/s，则挤出性和密封性能可能劣化。
液态聚合物A(例如液态聚丁烯)在40℃下的运动粘度优选为20,000mm2/s以上，更优选为23,000mm2/s以上。如果运动粘度低于20,000mm2/s，则密封剂可能是软的，从而可能发生流动。40℃下的运动粘度优选为30,000mm2/s以下，更优选为28,000mm2/s以下。如果运动粘度高于30,000mm2/s，则密封剂可能具有太高的粘度和较差的密封性能。
液态聚合物B(例如液态聚丁烯)在40℃下的运动粘度优选为120,000mm2/s以上，更优选为150,000mm2/s以上。如果运动粘度低于120,000mm2/s，则密封剂可能具有太低的粘度并且在轮胎使用期间容易流动，导致密封性能或均匀性的劣化。40℃下的运动粘度优选为200,000mm2/s以下，更优选为170,000mm2/s以下。如果运动粘度高于200,000mm2/s，则密封剂可能具有太高的粘度和较差的密封性能。
运动粘度根据JIS K2283-2000在100℃或40℃下测定。
基于100质量份的橡胶组分，液态聚合物的含量(液态聚合物A和B和其它液态聚合物的总量)优选为50质量份以上，更优选为100质量份以上，更优选为150质量份以上。如果该量小于50质量份，则粘合性可能降低。该量优选为400质量份以下，更优选为300质量份以下，进一步优选为250质量份以下。如果该量大于400质量份，则可能发生密封剂的流动。
在组合使用液态聚合物A和B的情况下，这些聚合物的混合比[(液态聚合物A的量)/(液态聚合物B的量)]优选为10/90～90/10，更优选为30/70～70/30，进一步优选为40/60～60/40。当混合比在上述范围内时，密封剂具有良好的粘合性。
有机过氧化物(交联剂)没有特别限定，可以使用现有公知的化合物。在有机过氧化物交联体系中使用丁基类橡胶和液态聚合物改善了粘合性、密封性能、流动性和加工性。
有机过氧化物的例子包括酰基过氧化物，例如过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰和过氧化对氯苯甲酰；过氧化酯如过氧乙酸1-丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化邻苯二甲酸叔丁酯；酮过氧化物，例如甲基乙基酮过氧化物；烷基过氧化物，例如过氧化苯甲酸二叔丁酯和1，3-双(1-丁基过氧化异丙基)苯；氢过氧化物如叔丁基过氧化氢；和过氧化二异丙苯和叔丁基枯基过氧化物。考虑到粘合性和流动性，在这些中优选酰基过氧化物，特别优选过氧化二苯甲酰。此外，所使用的有机过氧化物(交联剂)优选为粉末状或其稀释物(浆料或悬浮液)。这样的粉末状有机过氧化物(交联剂)可以精确地且适当地供给到连续捏合机中，从而可以以高生产率制造密封剂。
基于100质量份的橡胶组分，有机过氧化物(交联剂)的含量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上，进一步优选为5质量份以上。如果该量小于0.5质量份，则交联密度可能降低，从而发生密封剂的流动。该量优选为40质量份以下，更优选为20质量份以下，进一步优选为15质量份以下。如果该量大于40质量份，则交联被促进，使得密封剂发生硬化并且显示降低的密封性能。
所使用的交联活化剂(硫化促进剂)可以是选自如下物质中的至少一种：亚磺酰胺系交联活化剂、噻唑系交联活化剂、秋兰姆系交联活化剂、硫脲系交联活化剂、胍系交联活化剂、二硫代氨基甲酸酯系交联活化剂、醛-胺系交联活化剂、醛-氨系交联活化剂、咪唑啉系交联活化剂、黄原酸酯系交联活化剂和醌二肟化合物(醌类化合物)。例如，可以合适地使用醌二肟化合物(醌类化合物)。在有机过氧化物中添加交联活化剂而形成的交联体系中，丁基系橡胶和液态聚合物的使用，提高了粘合性、密封性能、流动性和加工性。
醌二肟化合物的例子包括对醌二肟、对醌二肟二乙酸酯、对醌二肟二己酸酯、对醌二肟二月桂酸酯、对醌二肟二硬脂酸酯、对醌二肟二巴豆酸酯、对醌二肟二环烷酸酯、对醌二肟琥珀酸酯、对醌二肟己二酸酯、对醌二肟二糠酸酯、对醌二肟二苯甲酸酯、对醌二肟二邻氯苯甲酸酯、对醌二肟二对氯苯甲酸酯、对醌二肟二对硝基苯甲酸酯、对醌二肟二间硝基苯甲酸酯、对醌二肟二(3，5-二硝基苯甲酸酯)、对醌二肟二对甲氧基苯甲酸酯、对醌二肟二正戊氧基苯甲酸酯、对醌二肟二间溴苯甲酸酯、对苯并醌二肟。考虑到粘合性、密封性能和流动性，在这些中优选对苯并醌二肟。此外，所使用的交联活化剂(硫化促进剂)优选为粉末状。这样的粉末状交联活化剂(硫化促进剂)可以精确且适当地供给到连续捏合机中，从而可以以高生产率制造密封剂。
基于100质量份的橡胶组分，交联活化剂(例如醌二肟化合物)的量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上，进一步优选为3质量份以上。如果该量小于0.5质量份，则可能发生密封剂的流动。该量优选为40质量份以下，更优选为20质量份以下，进一步优选为15质量份以下。如果该量大于40质量份，则密封性能可能降低。
密封剂还可以包含无机填料如炭黑、二氧化硅、碳酸钙、硅酸钙、氧化镁、氧化铝、硫酸钡、滑石或云母；或增塑剂如芳族加工油、环烷加工油或石蜡加工油。
为了防止由紫外线引起的劣化，无机填料优选为炭黑。在这种情况下，基于100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选为1质量份以上，更优选为10质量份以上。如果该量小于1质量份，则由于紫外线劣化，密封性能可能降低。该量优选为50质量份以下，更优选为40质量份以下，进一步优选为25质量份以下。如果该量大于50质量份，则密封剂可能具有太高的粘度和较差的密封性能。
基于100质量份的橡胶组分，增塑剂的含量优选为1质量份以上，更优选为5质量份以上。如果该量小于1质量份，则密封剂可能显示出对轮胎较低的粘合性，不能提供充分的密封性能。该量优选为40质量份以下，更优选为20质量份以下。如果该量大于40质量份，则密封剂可能在捏合机中滑动，使得其不容易捏合。
密封剂优选通过混合颗粒化的丁基系橡胶、粉末状交联剂和粉末状交联活化剂来制备，更优选通过混合颗粒化的丁基系橡胶、液态聚丁烯、增塑剂、炭黑粉末、粉末状交联剂和粉末状交联活化剂来制备。这样的原料可以适当地供给到连续捏合机中，从而可以以高生产率制造密封剂。
密封剂优选通过将包含丁基系橡胶的橡胶组分、预定量的液态聚合物、有机过氧化物和交联活化剂混合而获得。
通过将丁基橡胶与液态聚合物如液态聚丁烯混合而获得的密封剂，特别是其中丁基橡胶和液态聚合物分别是两种或更多种具有不同粘度的材料的组合时，可以实现粘合性、密封性能、流动性和加工性的平衡提高。这是因为在使用丁基橡胶作为橡胶组分的有机过氧化物交联体系中，液态聚合物组分的引入提供了粘合性，尤其是具有不同粘度的液态聚合物或固体丁基橡胶的使用，减少了密封剂在高速行驶期间的流动。因此，密封剂可以实现粘合性、密封性能、流动性和加工性的平衡提高。
密封剂在40℃时的粘度没有特别限制。为了使密封剂在涂布于轮胎内周面时合适地保持大致的绳状，并且考虑到粘合性、流动性和其他性能，其40℃时的粘度优选为3,000Pa·s以上，更优选为5,000Pa·s以上，但优选为70,000Pa·s以下，更优选为50,000Pa·s以下。如果粘度低于3,000Pa·s，则当轮胎停止旋转时所涂布的密封剂可能流动，使得密封剂不能保持膜厚度。此外，如果粘度高于70,000Pa·s，则密封剂不容易从喷嘴中排出。
密封剂的粘度根据JIS K 6833使用旋转粘度计在40℃下测定。
包括位于内衬层的径向内侧的密封剂层的自密封轮胎可以通过如下方式制造：通过混合上述材料来制备密封剂，并且将密封剂涂布到轮胎的内周面，优选涂布到内衬层的径向内表面。密封剂的材料可以使用例如已知的连续捏合机混合。特别是，优选使用同向旋转或反向旋转的多螺杆捏合挤出机，特别是使用双螺杆捏合挤出机进行混合。
连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)优选具有多个用于供给原料的供给口，更优选具有至少三个供给口，进一步优选具有包括上游供给口、中游供给口和下游供给口在内的至少三个供给口。通过将原料顺序供给到连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)，原料被混合并顺序且连续地制备成密封剂。
优选地，从具有较高粘度的材料开始，将原料顺序供应给连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)。在这种情况下，可以将材料充分混合并制备成质量稳定的密封剂。此外，应当尽可能向上游引入改善捏合性的粉末材料。
有机过氧化物优选通过其下游供给口供应给连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)。在这种情况下，可以缩短从供给有机过氧化物到将密封剂涂布到轮胎上的时间，从而使得密封剂可以在其固化之前涂布到轮胎上。这样可以更加稳定地生产自密封轮胎。
当大量液态聚合物一次性地引入到连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)时，捏合不能成功完成，因此液态聚合物优选通过多个供给口供应给连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)。在这种情况下，可更适当地捏合密封剂。
当使用连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)时，密封剂优选使用具有至少三个供给口的连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)通过如下方式制备：由连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的上游供给口供应橡胶组分如丁基系橡胶、无机填料和交联活化剂，由中游供给口供应液态聚合物B，以及由下游供给口供应液态聚合物A、有机过氧化物和增塑剂，继而进行混炼、挤出。诸如液态聚合物的材料可以全部或部分地由相应的供给口供应。优选地，由供给口供给各材料的总量的95质量％以上。
优选地，将所有待引入到连续捏合机中的原料在定量进料器的控制下引入连续捏合机中。这样可以连续和自动地制备密封剂。
可以使用可提供定量进料的任何进料器，包括已知的进料器，例如螺杆进料器、柱塞泵、齿轮泵、单螺杆泵、管式泵和隔膜泵。
优选使用螺杆进料器定量供给固体原料(特别是颗粒或粉末)，例如颗粒状丁基系橡胶、炭黑粉末、粉末状交联剂和粉末状交联活化剂。这样能够以固定的量精确地供应固体原料，从而能够生产更高质量的密封剂，并因此生产更高质量的自密封轮胎。
此外，固体原料优选通过分开的各个进料器单独供给。在这种情况下，不需要预先混合原料，这有利于在大规模生产中材料的供应。
增塑剂优选使用柱塞泵定量供给。这样能够以固定的量精确地供应增塑剂，从而能够生产更高质量的密封剂，并因此生产更高质量的自密封轮胎。
液态聚合物优选使用齿轮泵定量供给。这样能够以固定的量精确地供应液态聚合物，从而能够生产更高质量的密封剂，并因此生产更高质量的自密封轮胎。
待供给的液态聚合物优选保持在恒温控制下。通过恒温控制，能够以固定的量更精确地供应液态聚合物。待供给的液态聚合物的温度优选为20℃～90℃，更优选为40℃～70℃。
考虑到分散性和交联反应，连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)中的混合优选在料筒温度为30℃(优选50℃)至150℃下进行。
考虑到充分混合，优选将上游供应的原料混合1至3分钟，将中游供应的原料混合1至3分钟，同时下游供应的原料优选混合0.5至2分钟以避免过度交联。原料的混合时间分别指，在连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)中从供给到排出的停留时间。例如，下游供应的原料的混合时间是指，从通过下游供给口供应它们直至将它们排出的停留时间。
通过改变连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的螺杆转速或温度控制器的设定，可以控制从出口排出的密封剂的温度，从而可以控制密封剂的固化促进速率。随着连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的螺杆转速增加，捏合性和材料温度升高。螺杆转速不影响排出量。考虑到充分混合和固化促进速率的控制，螺杆转速优选为50～700(优选550)rpm。
考虑到充分混合和控制固化促进速率，从连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口排出的密封剂的温度优选为70℃至150℃，更优选为90℃至130℃。当密封剂的温度在上述范围内时，交联反应在涂布密封剂时开始，并且密封剂很好地粘附到轮胎的内周面，并且同时，交联反应更适当地进行，由此可以制造具有良好密封性能的自密封轮胎。此外，在这种情况下不需要后述的交联步骤。
从连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口排出的密封剂的量根据通过供给口供给的原料的量来确定。通过供给口供给的原料的量没有特别限制，本领域技术人员可以适当地选择量。为了适当地制造具有更好的均匀性和密封性能的自密封轮胎，优选从出口排出的密封剂基本上为恒定的量(排出量)。
这里，基本上恒定的排出量是指排出量在93％～107％，优选为97％～103％，更优选为98％～102％，进一步优选为99％～101％的范围内变化。
连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口优选连接到喷嘴。由于连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)可以在高压下排出材料，故所制备的密封剂可以通过安装于出口的喷嘴(优选产生高阻力的小直径喷嘴)，以细的、通常为绳状的形状(珠形)附着到轮胎上。具体地，通过从连接到连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口的喷嘴中排出密封剂并将其顺序涂布到轮胎的内周面，所涂布的密封剂具有基本上恒定的厚度，从而防止轮胎的均匀性劣化。这样能够制造在重量平衡上优异的自密封轮胎。
接下来，例如，将被混合的密封剂从连接到挤出机如连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口上的喷嘴中排出，以将密封剂直接进料并涂布到硫化轮胎的内周面，由此可以生产自密封轮胎。在这种情况下，由于在例如双螺杆捏合挤出机中混合并且在挤出机中的交联反应被抑制的密封剂直接涂布到轮胎内周面，因此密封剂的交联反应在涂布时开始，并且密封剂良好地附着到轮胎内周面，并且同时，交联反应适当地进行。因此，涂布于轮胎内周面的密封剂形成密封剂层，同时适当地保持大致的绳状。因此，可以在一系列步骤中涂布和处理密封剂，因此进一步提高了生产率。此外，将密封剂涂布于硫化轮胎的内周面，进一步提高了自密封轮胎的生产率。此外，从连接到连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口的喷嘴中排出的密封剂优选顺序直接涂布到轮胎内周面。在这种情况下，由于在连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)中的交联反应被抑制的密封剂直接连续地涂布到轮胎内周面，所以密封剂的交联反应在涂布时开始，并且密封剂很好地附着于轮胎内周面，并且同时，交联反应适当地进行，由此可以以更高的生产率制造在重量平衡上优异的自密封轮胎。
关于将密封剂涂布于轮胎的轮胎内周面，密封剂可以至少涂布在对应于胎面部的轮胎的内周面，更优选至少涂布于对应于缓冲层的轮胎的内周面。省略在不需要密封剂的区域涂布密封剂进一步提高了自密封轮胎的生产率。
对应于胎面部的轮胎的内周面是指，位于与路面接触的胎面部的径向内侧的轮胎的内周面的一部分。对应于缓冲层的轮胎的内周面是指，位于缓冲层径向内侧的轮胎的内周面的一部分。缓冲层是指设置在胎面内并且位于胎体径向外侧的构件。具体地，它是例如在图9中示为缓冲层16的构件。
未硫化轮胎通常使用气囊硫化。在硫化期间，这种气囊膨胀并紧密地贴附到轮胎的内周面(内衬层)。因此，通常将脱模剂涂布到轮胎的内周面(内衬层)，以避免完成硫化之后，气囊与轮胎的内周面(内衬层)之间的粘合。
脱模剂通常是水溶性涂料或脱模橡胶。然而，存在于轮胎的内周面上的脱模剂可能损害密封剂和轮胎的内周面之间的粘合。因此，优选预先从轮胎的内周面中除去脱模剂。特别地，更优选至少从轮胎内周面中开始涂布密封剂的部分预先除去脱模剂。更优选地，从将涂布密封剂的轮胎内周面的整个区域中预先除去脱模剂。在这种情况下，密封剂更好地粘附到轮胎内周面，因此可以制造具有更高密封性能的自密封轮胎。
脱模剂可以通过任何方法从轮胎内周面中除去，包括已知的方法如抛光处理、激光处理、高压水洗或用洗涤剂除去，优选用中性洗涤剂除去。
下面将参照图7简要描述在生产自密封轮胎的方法中使用的生产设备的例子。
生产设备包括双螺杆捏合挤出机60、用于向双螺杆捏合挤出机60供给原料的原料进料器62和旋转驱动装置50，该旋转驱动装置50在使轮胎10沿轮胎的宽度方向和径向移动的同时固定和旋转轮胎10。双螺杆捏合挤出机60具有5个供给口61，具体而言，包括3个上游供给口61a、1个中游供给口61b和1个下游供给口61c。另外，双螺杆捏合挤出机60的出口与喷嘴30连接。
原料从原料进料器62通过双螺杆捏合挤出机60的供给口61顺序供给到双螺杆捏合挤出机60，然后在双螺杆捏合挤出机60中捏合，以顺序制备密封剂。所制备的密封剂从连接到双螺杆捏合挤压机60的出口的喷嘴30中连续地排出。轮胎在通过轮胎驱动装置旋转的同时，横向和/或上下移动(在轮胎的宽度方向和/或径向方向上移动)，并且从喷嘴30中排出的密封剂被顺序地直接涂布到轮胎的内周面，由此密封剂可以连续地且螺旋地附着到轮胎内周面。换句话说，在旋转轮胎并且同时使其沿轮胎的宽度方向和/或径向方向移动的同时，通过将从连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)中连续排出的密封剂顺序直接涂布到轮胎的内周面，可以将密封剂连续地且螺旋地附着到轮胎的内周面。
通过将密封剂连续且螺旋地附着在轮胎内周面上，能够防止轮胎的均匀性劣化，从而能够制造在重量平衡上优异的自密封轮胎。此外，密封剂连续且螺旋地附着到轮胎内周面可以形成密封剂层，在该密封剂层中，密封剂在轮胎的圆周方向和宽度方向上，特别是在轮胎的圆周方向上均匀地设置。这样可以以高生产率稳定地生产具有优异密封性能的自密封轮胎。密封剂优选地在宽度方向上不重叠地附着，更优选地没有间隔地附着。在这种情况下，可以进一步防止轮胎均匀性的劣化，并且可以形成更均匀的密封剂层。
将原料顺序供给到顺序制备密封剂的连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)中。所制备的密封剂从连接到连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)的出口的喷嘴中连续排出，并且排出的密封剂顺序直接涂布到轮胎的内周面。以这种方式，可以以高生产率生产自密封轮胎。
密封剂层优选通过在轮胎的内周面上连续且螺旋状地涂布大致为绳状的密封剂而形成。密封剂层可以由多层密封剂形成，但优选由一层密封剂构成。
如果密封剂大致为绳状，通过将密封剂连续地且螺旋地涂布到轮胎的内周面，可以形成由一层密封剂构成的密封剂层。如果密封剂大致为绳状，由于所涂布的密封剂具有一定的厚度，所以即使由一层密封剂组成的密封剂层也可以防止轮胎均匀性的劣化，并且可以制造具有优异的重量平衡和良好的密封性能的自密封轮胎。此外，由于仅涂覆一层密封剂就足够而不堆叠多层密封剂，因此可以以更高的生产率制造自密封轮胎。
围绕轮胎内周面的密封剂的匝数(the number ofturns)优选为20～70，更优选为20～60，进一步优选为35～50，因为这样可以防止轮胎均匀性的劣化，并且可以以更高的生产率制造具有优异的重量平衡和良好的密封性能的自密封轮胎。这里，两匝是指密封剂被涂布成围绕轮胎的内周面两圈。如图4所示，密封剂的匝数为6。
使用连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)使得密封剂的制备(捏合)和密封剂的排出(涂布)能够同时且连续地进行。因此，难以处理的高粘度且高粘合性的密封剂可以不必处理而直接涂布到轮胎的内周面，从而可以以高生产率制造自密封轮胎。当通过在间歇式捏合机中与固化剂一起捏合来制备密封剂时，从制备密封剂到将密封剂附着到轮胎的时间不是恒定的。与此相对地，通过使用连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)混合包含有机过氧化物的原料，顺序地制备密封剂，并且顺序地将密封剂涂布到轮胎的内周面，使得从制备密封剂到将密封剂附着到轮胎的时间保持恒定。因此，当通过喷嘴涂布密封剂时，从喷嘴排出的密封剂的量是稳定的；此外，密封剂显示出一致的粘合性，同时减少与轮胎的粘合性的劣化，甚至可以将难以处理的高粘度和高粘合性的密封剂精确地涂布到轮胎内周面。因此，可以稳定地生产质量稳定的自密封轮胎。
下面描述将密封剂涂布到轮胎内周面的方法。
<第一实施方式>
根据第一实施方式，例如在旋转轮胎并同时使轮胎和喷嘴中的至少一个在轮胎的宽度方向上移动的同时经由喷嘴将粘合密封剂涂布到轮胎内周面的过程中，可以通过进行下述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)来制造自密封轮胎。步骤(1)：使用非接触式位移传感器测量轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离；步骤(2)：根据测量结果，使轮胎和喷嘴中的至少一个在轮胎的径向方向上移动，以将轮胎的内周面和喷嘴的前端之间的距离调整为预定长度；以及步骤(3)：在调整所述距离之后将密封剂涂布到轮胎的内周面。
通过使用非接触式位移传感器测量轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离并反馈该测量结果，可以将轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离保持在恒定长度。此外，由于在将该距离保持为恒定长度的同时将密封剂涂布到轮胎内周面，因此所涂布的密封剂可以具有均匀的厚度，而不受轮胎形状的变化和接合部等处的不规则性的影响。此外，由于不必像现有技术那样输入具有不同尺寸的每个轮胎的坐标数据，所以可以高效地涂布密封剂。
图1是示意性地显示在本发明的自密封轮胎的制造方法中使用的涂布器的一个例子的说明图，图2是显示被包含在图1所示的涂布器中的喷嘴前端附近的放大图。
图1显示轮胎10的的一部分沿子午线方向的横截面(沿着包括轮胎的宽度方向和径向的平面截取的横截面)。图2显示沿着包括轮胎的圆周方向和径向的平面截取的轮胎10的一部分的横截面。在图1和图2中，轮胎的宽度方向(轴向)由箭头X表示，轮胎的圆周方向由箭头Y表示，轮胎的径向由箭头Z表示。
轮胎10安装在旋转驱动装置(未显示)上，该旋转驱动装置在使得轮胎沿着轮胎的宽度方向和径向方向移动的同时固定和旋转轮胎。旋转驱动装置允许以下独立的操作：围绕轮胎轴线的旋转、轮胎的宽度方向上的移动和轮胎的径向方向上的移动。
旋转驱动装置包括能够控制轮胎的径向方向上的移动量的控制器(未显示)。控制器可以控制在轮胎的宽度方向上的移动量和/或轮胎的转速。
喷嘴30连接到挤出机(未显示)的前端，并且可以插入到轮胎10的内部。然后，从挤出机中挤出的粘合密封剂20从喷嘴30的前端31中排出。
非接触式位移传感器40连接到喷嘴30，以测量轮胎10的内周面11和喷嘴30的前端31之间的距离d。
因此，由非接触式位移传感器测量的距离d是在轮胎的径向方向上轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离。
根据本实施方式的自密封轮胎的制造方法，首先将通过硫化步骤形成的轮胎10安装在旋转驱动装置上，并且将喷嘴30插入轮胎10的内部。然后，如图1和图2所示，使轮胎10旋转并同时在宽度方向上移动，同时密封剂20从喷嘴30中排出，由此将密封剂连续地涂布到轮胎10的内周面11上。轮胎10根据预先输入的轮胎10的内周面11的轮廓在宽度方向上移动。
密封剂20优选具有如下所述的大致绳状。更具体地，当密封剂被涂布到轮胎的内周面时，密封剂优选保持大致绳状。在这种情况下，大致绳状的密封剂20连续且螺旋地附着到轮胎10的内周面11上。
这里的大致绳状是指具有一定宽度、一定厚度并且长度比宽度长的形状。图4示意性地显示了连续地且螺旋地附着到轮胎的内周面上的大致绳状的密封剂的例子，图8示意性地显示了图4所示的密封剂的横截面的例子，此时密封剂沿着与涂布密封剂的方向(纵向)正交的直线A-A被切割。因此，大致为绳状的密封剂具有一定的宽度(图8中用W表示的长度)和一定的厚度(图8中用D表示的长度)。密封剂的宽度是指所涂布的密封剂的宽度。密封剂的厚度是指所涂布的密封剂的厚度，更具体地是密封剂层的厚度。
具体而言，大致绳状的密封剂是具有满足后述的优选数值范围的厚度(涂布的密封剂或密封剂层的厚度，图8中的D所示的长度)和满足后述的优选数值范围的宽度(涂布的密封剂的宽度，图4中的W或图6中的W0所示的长度)的密封剂，更优选是密封剂的厚度对宽度的比值[(密封剂的厚度)/(密封剂的宽度)]满足后述的优选数值范围的密封剂。大致绳状的密封剂也是具有满足后述的优选数值范围的横截面面积的密封剂。
根据本实施方式的自密封轮胎的制造方法，通过以下的步骤(1)～(3)将密封剂涂布在轮胎的内周面。
<步骤(1)>
如图2所示，在涂布密封剂20之前，利用非接触式位移传感器40测量轮胎10的内周面11与喷嘴30的前端31之间的距离d。对每个其内周面上涂布有密封剂20的轮胎10，从涂布密封剂20开始到结束，测量距离d。
<步骤(2)>
距离d的数据被传输到旋转驱动装置的控制器。根据该数据，控制器控制轮胎的径向方向上的移动量，使得轮胎10的内周面11与喷嘴30的前端31之间的距离被调节为预定长度。
<步骤(3)>
由于密封剂20从喷嘴30的前端31中连续地排出，所以在调节上述距离之后，密封剂20被涂布到轮胎10的内周面11。通过上述步骤(1)至(3)，可以将具有均匀厚度的密封剂20涂布到轮胎10的内周面11。
图3是示意性地显示喷嘴相对于轮胎的位置关系的说明图。
如图3所示，可以在喷嘴30移动到相对于轮胎(10)的位置(a)至(d)的期间，在将轮胎10的内周面11和喷嘴30的前端31之间的距离保持在预定距离d0的同时，涂布密封剂。
为了提供更合适的效果，受控距离d0优选为0.3mm以上，更优选为1.0mm以上。如果该距离小于0.3mm，则喷嘴的前端过于接近轮胎的内周面，这使得难以使所涂布的密封剂具有预定厚度。受控距离d0也优选为3.0mm以下，更优选为2.0mm以下。如果该距离大于3.0mm，则密封剂不能良好地附着到轮胎上，从而导致降低生产效率。
受控距离d0是指在步骤(2)中控制该距离之后，轮胎的内周面与喷嘴的前端之间在轮胎的径向方向上的距离。
为了提供更合适的效果，受控距离d0优选为所涂布的密封剂的厚度的30％以下，更优选为20％以下。受控距离d0也优选为所涂布的密封剂的厚度的5％以上，更优选为10％以上。
密封剂的厚度(涂布的密封剂或密封剂层的厚度，图8中的D所示的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，密封剂的厚度优选为1.0mm以上，更优选为1.5mm以上，进一步优选为2.0mm以上，特别优选为2.5mm以上。另外，密封剂的厚度优选为10mm以下，更优选为8.0mm以下，进一步优选为5.0mm以下。如果厚度小于1.0mm，则在轮胎中形成的穿孔难以可靠地密封。另外，厚度超过10mm不是优选的，因为轮胎的重量增加，却几乎不改善密封穿孔的效果。密封剂的厚度可以通过改变轮胎的转速、轮胎在宽度方向上的移动速度、喷嘴的前端与轮胎的内周面之间的距离或其它因素来控制。
密封剂优选具有基本上恒定的厚度(所涂布的密封剂或密封剂层的厚度)。在这种情况下，可以进一步防止轮胎均匀性的劣化，并且可以制造具有更好的重量平衡的自密封轮胎。
本文中使用的基本上恒定的厚度是指厚度在90％至110％，优选95％至105％，更优选98％至102％，进一步优选99％至101％的范围内变化。
为了减少喷嘴的堵塞以获得优异的操作稳定性并且提供更合适的效果，优选使用大致为绳状的密封剂，更优选其螺旋状地附着到轮胎的内周面。然而，也可以使用不具有大致绳状的密封剂，并且通过喷涂的方法将其涂布到轮胎内周面上。
在大致为绳状的密封剂的情况下，密封剂的宽度(所涂布的密封剂的宽度，图4中由W表示的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，密封剂的宽度优选为0.8mm以上，更优选为1.3mm以上，进一步优选为1.5mm以上。如果宽度小于0.8mm，则围绕轮胎内周面的密封剂的匝数可能增加，降低生产效率。密封剂的宽度也优选为18mm以下，更优选为13mm以下，进一步优选为9.0mm以下，特别优选为7.0mm以下，最优选为6.0mm以下，还最优选为5.0mm以下。如果宽度大于18mm，则更可能发生重量不平衡。
密封剂的厚度(涂布的密封剂或密封剂层的厚度，图8中的D所示的长度)对密封剂的宽度(涂布的密封剂的宽度，图4中由W表示的长度)的比值[(密封剂的厚度)/(密封剂的宽度)]优选为0.6～1.4，更优选为0.7～1.3，进一步优选为0.8～1.2，特别优选为0.9～1.1。接近1.0的比值可获得具有理想的绳状的密封剂，使得可以以更高的生产率制造具有良好密封性能的自密封轮胎。
为了提供更合适的效果，密封剂的横截面面积(所涂布的密封剂的横截面面积，由图8中的D×W计算的面积)优选为0.8mm2以上，更优选为1.95mm2以上，更优选为3.0mm2以上，特别优选为3.75mm2以上，但优选为180mm2以下，更优选为104mm2以下，进一步优选为45mm2以下，特别优选为35mm2以下，最优选为25mm2以下。
附着密封剂的区域的宽度(下文中也称为附着区域的宽度或密封剂层的宽度，并且对应于图4中6×W的长度或图6中W1+6×W0的长度)没有特别限定。为了提供更合适的效果，该宽度优选为胎面接地宽度的80％以上，更优选为90％以上，进一步优选为100％以上，但优选为120％以下，更优选为110％以下。
为了提供更合适的效果，密封剂层的宽度优选为轮胎的缓冲层宽度(缓冲层在轮胎宽度方向上的长度)的85％～115％，更优选为95％～105％。
这里，当轮胎设置有多个缓冲层时，缓冲层在轮胎的宽度方向上的长度是指，多个缓冲层中，在轮胎的宽度方向上最长的缓冲层的轮胎宽度方向上的长度。
这里，胎面接地宽度按照下述方式确定。首先，将无负荷的、以正常内压安装在正常轮辋上的正常状态轮胎与外倾角为0度的平面接触，同时对轮胎施加正常负荷，然后将轮胎轴向最外侧的接触位置均定义为“接地端Te”。在轮胎轴向上的接地端Te和Te之间的距离被定义为胎面接地宽度TW。除非另有说明，轮胎构件的尺寸和其它特性在上述正常条件下确定。
“正常轮辋”是指，通过标准体系(包括设置轮胎所依据的标准)中的各标准为每个轮胎所规定的轮辋，可以是JATMA中的“标准轮辋”，TRA中的“设计轮辋”或ETRTO中的“测量轮辋”。此外，“正常内压”是指通过标准体系(包括设置轮胎所依据的标准)中的各标准为每个轮胎规定的空气压力，可以是JATMA中的“最大空气压力”、TRA中的“各种冷膨胀压力下的轮胎负荷极限”表中所示的最大值，或ETRTO中的“膨胀压力”。在客车用轮胎的情况下，正常内压为180kPa。
“正常负荷”是指通过标准体系(包括设置轮胎所依据的标准)中的各标准为每个轮胎规定的负荷，可以是JATMA中的“最大负荷能力”、TRA中的“各种冷膨胀压力下的轮胎负荷极限”表中所示的最大值，或ETRTO中的“负荷能力”。在客车用轮胎的情况下，正常负荷为上述具体负荷的88％。
在涂布密封剂期间，轮胎的转速没有特别限制。为了提供更合适的效果，转速优选为5m/min以上，更优选为10m/min以上，但优选为30m/min以下，更优选为20m/min以下。如果转速低于5m/min或高于30m/min，则不容易涂布具有均匀厚度的密封剂。
当使用非接触式位移传感器时，可以降低由于密封剂粘附到传感器而引起的故障的风险。非接触式位移传感器不受特别限制，只要传感器能够测量轮胎的内周面和喷嘴的前端之间的距离即可。其例子包括激光传感器、光传感器和电容传感器。这些传感器可以单独使用或两种或更多种的组合使用。对于橡胶的测量，在这些中优选激光传感器或光传感器，更优选激光传感器。当使用激光传感器时，轮胎的内周面和喷嘴的前端之间的距离可以按如下方式确定：用激光照射轮胎的内周面；基于激光的反射来确定轮胎的内周面和激光传感器的前端之间的距离；由该确定的距离中减去激光传感器前端与喷嘴前端之间的距离。
非接触式位移传感器的位置没有特别限制，只要能够测量在涂布密封剂之前轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离即可。传感器优选连接到喷嘴，更优选连接到密封剂不会粘附的位置。
非接触式位移传感器的数量、尺寸和其他条件也没有特别限制。
由于非接触式位移传感器易受热影响，因此该传感器优选用隔热体等保护和/或用空气等冷却，以避免来自从喷嘴中排出的热密封剂的热的影响。这提高了传感器的耐久性。
尽管第一实施方式是基于轮胎而不是喷嘴在轮胎的宽度方向和径向方向上移动的例子描述的，但也可以移动喷嘴而不是轮胎，或者同时移动轮胎和喷嘴。
旋转驱动装置优选包括增加胎圈部处的轮胎宽度的装置。在将密封剂涂布于轮胎的过程中，增加胎圈部处的轮胎宽度可以使密封剂容易地涂布到轮胎上。特别是当喷嘴被引入到安装在旋转驱动装置上的轮胎的内周面附近时，仅通过喷嘴的平行移动就可以引入喷嘴，这有利于控制并提高生产率。
可以使用能够增加胎圈部处的轮胎宽度的任何装置作为增加胎圈部处的轮胎宽度的装置。其例子包括以下机构：该机构中使用两个各自具有多个(优选两个)辊的装置，辊彼此具有固定位置关系，并且所述装置在轮胎的宽度方向上移动。该装置可以通过轮胎的开口从两侧插入内部，并允许在胎圈部处增加轮胎的宽度。
在该制造方法中，由于在例如双螺杆捏合挤出机中混合并且在挤出机中的交联反应被抑制的密封剂直接涂布到轮胎内周面，因此交联反应在涂布时开始，并且密封剂很好地粘附到轮胎内周面，同时更适当地进行交联反应，由此可以生产具有高密封性能的自密封轮胎。因此，涂布有密封剂的自密封轮胎不需要进一步交联，从而提供良好的生产率。
如果需要，可以将其上涂布有密封剂的自密封轮胎进一步进行交联步骤。
自密封轮胎优选在交联步骤中加热。这提高了密封剂的交联速率，并且使交联反应更适当地进行，使得可以以更高的生产率制造自密封轮胎。轮胎可以通过任何方法加热，包括已知的方法，但是优选在烘箱中加热。交联步骤可以例如通过将自密封轮胎放置在70℃至190℃，优选100℃至150℃的烘箱中2至15分钟来进行。
轮胎优选在交联期间沿轮胎的圆周方向旋转，因为这样可以防止甚至刚涂布的易流动的密封剂的流动，并且可以在不劣化均匀性的条件下完成交联反应。转速优选为300～1000rpm。具体地，例如，可以使用配备有旋转机构的烘箱。
即使不另外进行交联步骤时，轮胎优选在轮胎的圆周方向上旋转，直到密封剂的交联反应完成。在这种情况下，可以防止甚至刚涂布的易流动的密封剂的流动，并且可以在不劣化均匀性的条件下完成交联反应。转速与交联步骤中所述的相同。
为了提高密封剂的交联速度，优选在涂布密封剂之前预热轮胎。这样可以以更高的生产率生产自密封轮胎。用于预热轮胎的温度优选为40℃～100℃，更优选为50℃～70℃。当轮胎在上述温度范围内预热时，交联反应在涂布时适当地开始，并且更合适地进行，使得可以制备具有良好密封性能的自密封轮胎。此外，当轮胎在上述温度范围内被预热时，交联步骤不是必需的，因此可以以高生产率生产自密封轮胎。
通常，连续捏合机(特别是双螺杆捏合挤出机)连续操作。然而，在自密封轮胎的生产中，在完成将密封剂涂布到一个轮胎上时，需要一个接一个地更换轮胎。这里，为了在减少生产率的下降的同时生产更高质量的自密封轮胎，可以使用以下方法(1)或(2)。考虑到如下缺点：方法(1)中的质量的下降和方法(2)中的成本增加，可以根据情况适当地选择方法(1)或(2)。
(1)通过同步运行或停止连续捏合机和所有进料器来控制密封剂向轮胎内周面的供给。
具体地，在完成对一个轮胎的涂布时，可以同步停止连续捏合机和所有进料器，用另一个轮胎更换该轮胎，优选在一分钟内完成更换，然后同步运行连续捏合机和所有进料器以重新启动对轮胎的涂布。通过快速更换轮胎，优选在一分钟内更换，可以降低质量的劣化。
(2)通过在允许连续捏合机和所有进料器保持运行的同时切换流动通道来控制密封剂向轮胎的内周面的供给。
具体地，除了用于直接供给到轮胎内周面的喷嘴之外，连续捏合机可以设置有另一流动通道，并且在完成对一个轮胎的涂布之后，所制备的密封剂可以从另一流动通道排出，直到完成轮胎的更换。根据该方法，由于可以在连续捏合机和所有进料器保持运转的同时生产自密封轮胎，所以所生产的自密封轮胎可以具有更高的质量。
可用于上述自密封轮胎的胎体中的胎体帘线的非限制性例子包括纤维帘线和钢丝帘线。其中优选钢丝帘线。特别优选JIS G 3506中规定的硬钢线材形成的钢丝帘线。在自密封轮胎中，使用强的钢丝帘线而不是常用的纤维帘线作为胎体帘线可以极大地改善耐侧切性(抵抗因行驶过路缘(curbs)或其它原因而在轮胎侧部形成切口)，并且由此进一步提高包括侧部在内的整个轮胎的耐刺穿性。
钢丝帘线可以具有任何结构。例子包括具有1×n的单股结构的钢丝帘线、具有k+m的层股结构的钢丝帘线、具有1×n的束结构的钢丝帘线和具有m×n的多股结构的钢丝帘线。术语“具有1×n的单股结构的钢丝帘线”是指，通过缠绕n根丝制备的单层捻合钢丝帘线。术语“具有k+m的层股结构的钢丝帘线”是指具有两层结构的钢丝帘线，其中两层在扭转方向和扭距上彼此不同，并且内层包括k根丝，而外层包括m根丝。术语“具有1×n的束结构的钢丝帘线”是指通过缠绕n根丝的丝束而制备的丝束钢丝帘线。术语“具有m×n的多股结构的钢丝帘线”是指通过缠绕由n根丝捻合在一起而制得的m股所制备的多股钢丝帘线。这里，n表示1～27的整数，k表示1～10的整数。m表示1～3的整数。
钢丝帘线的扭距优选为13mm以下，更优选为11mm以下，但优选为5mm以上，更优选为7mm以上。
钢丝帘线优选包含至少一根形成为螺旋形状的预成型长丝。这种预成型长丝在钢丝帘线内提供相对大的间隔以改善橡胶渗透性，并且还在低负荷下保持伸长率，从而可以防止硫化期间的成型故障。
钢丝帘线的表面优选镀有黄铜、Zn或其它材料以改善对橡胶组合物的初始粘合性。
钢丝帘线优选在50N的负荷下具有0.5％至1.5％的伸长率。如果在50N的负荷下的伸长率大于1.5％，则增强帘线在高负荷下的伸长率可能降低，因此无法保持干扰吸收性。相反，如果在50N的负荷下的伸长率小于0.5％，则帘线在硫化期间不显示足够的伸长率，因此可能发生成型故障。鉴于上述，在50N的负荷下的伸长率更优选为0.7％以上，但更优选为1.3％以下。
钢丝帘线的端部数量优选为20～50个(端部/5cm)。
<第二实施方式>
本发明人的研究进一步表明，仅使用根据第一实施方式的方法具有以下缺点：具有大致绳状的密封剂有时难以附着到轮胎的内周面，并且该密封剂可能容易剥离，特别是在附着起始部容易剥离。第二实施方式的特征在于，在用于生产自密封轮胎的方法中，在以下条件下附着密封剂：将轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离调节到距离d1，然后调节到大于距离d1的距离d2。在这种情况下，在附着开始时，轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离缩短，从而能够增大与附着起始部对应的密封剂的宽度。结果，可以容易地制造自密封轮胎，其中，大致为绳状的粘合密封剂至少连续地且螺旋地附着到对应于胎面部的轮胎的内周面，并且密封剂的至少一个纵向端部形成宽度大于纵向邻接部分的宽度的较宽部分。在该自密封轮胎中，对应于开始附着的密封剂的部分具有较大的宽度，以改善该部分的粘合，从而可以防止该部分的密封剂的剥离。
第二实施方式的描述基本上仅包括与第一实施方式不同的特征，并且省略与第一实施方式的描述重复的内容。
图5是显示被包含在图1所示的涂布器中的喷嘴前端附近的放大图。图5(a)显示刚开始附着密封剂后的状态，图5(b)显示经过预定时间之后的状态。
图5分别显示了轮胎10的一部分沿着包括轮胎的圆周方向和径向的平面截取的横截面。在图5中，轮胎的宽度方向(轴向)由箭头X表示，轮胎的圆周方向由箭头Y表示，轮胎的径向由箭头Z表示。
根据第二实施方式，将通过硫化步骤形成的轮胎10首先安装在旋转驱动装置上，并且将喷嘴30插入轮胎10的内部。然后，如图1和图5所示，轮胎10旋转并同时在宽度方向上移动，同时密封剂20从喷嘴30中排出，由此将密封剂连续地涂布到轮胎10的内周面11。轮胎10根据例如预先输入的轮胎10的内周面11的轮廓，沿宽度方向移动。
由于密封剂20是粘合剂并且具有大致绳状的形状，所以密封剂20连续地且螺旋地附着到轮胎10的对应于胎面部的内周面11上。
在该过程中，如图5(a)所示，在以下条件下附着密封剂20：从附着开始起的规定时间内，将轮胎10的内周面11与喷嘴30的前端31之间的距离调整为距离d1。然后，在经过预定时间之后，如图5(b)所示，轮胎10沿径向移动，将距离改变为大于距离d1的距离d2，并且附着密封剂20。
在完成密封剂的附着之前，距离可以从距离d2变回到距离d1。考虑到生产效率和轮胎重量平衡，优选保持距离d2直到密封剂附着完成。
优选从附着开始的预定时间内保持距离d1恒定，并且在经过预定时间之后，保持距离d2恒定，但是距离d1和d2不一定是恒定的，只要它们满足d1＜d2的关系。
距离d1没有特别限定。为了提供更合适的效果，距离d1优选为0.3mm以上，更优选为0.5mm以上。如果距离d1小于0.3mm，则喷嘴的前端太接近轮胎的内周面，使得密封剂容易粘附到喷嘴上，并且喷嘴可能需要更频繁地清洁。距离d1也优选为2mm以下，更优选为1mm以下。如果距离d1大于2mm，则由形成较宽部分所产生的效果可能不足。
距离d2也没有特别限制。为了提供更合适的效果，距离d2优选为0.3mm以上，更优选为1mm以上，但优选为3mm以下，更优选为2mm以下。距离d2优选与上述受控距离d0相同。
这里，轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离d1、d2均是指在轮胎径向上的轮胎的内周面与喷嘴的前端之间的距离。
在密封剂的附着期间，轮胎的转速没有特别限制。为了提供更合适的效果，转速优选为5m/min以上，更优选为10m/min以上，但优选为30m/min以下，更优选为20m/min以下。如果转速低于5m/min或高于30m/min，则不容易附着具有均匀厚度的密封剂。
根据第二实施方式的自密封轮胎可以通过上述步骤制造。
图6是示意性地显示根据第二实施方式的附着到自密封轮胎上的密封剂的例子的说明图。
大致绳状的密封剂20沿轮胎的圆周方向缠绕并连续且螺旋地附着。这里，密封剂20的一个纵向端部形成较宽部分21，其宽度大于纵向邻接部分的宽度。较宽部分21对应于密封剂的附着起始部分。
密封剂的较宽部分的宽度(所涂布的密封剂的较宽部分的宽度，图6中由W1表示的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，较宽部分的宽度优选为除了较宽部分之外的密封剂宽度的103％以上，更优选为110％以上，更优选为120％以上(由图6的W0表示的长度)。如果其小于103％，则由形成较宽部分产生的效果可能不足。密封剂的较宽部分的宽度也优选为除了较宽部分之外的密封剂宽度的210％以下，更优选为180％以下，进一步优选为160％以下。如果其大于210％，则为了形成较宽部分，喷嘴的前端需要被设置成过度靠近轮胎的内周面，结果是密封剂容易粘附到喷嘴上，并且喷嘴可能需要更频繁地清洁。此外，轮胎重量平衡可能受损。
密封剂的较宽部分的宽度优选在纵向方向上基本上恒定，但是可以部分地基本上不恒定。例如，较宽部分可以具有宽度在附着开始部分处最大并且沿纵向方向逐渐减小的形状。本文所谓的基本上恒定的宽度是指宽度在90％至110％，优选97％至103％，更优选98％至102％，还更优选99％至101％的范围内变化。
密封剂的较宽部分的长度(所涂布的密封剂的较宽部分的长度，由图6中的L1表示的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，该长度优选小于650mm，更优选小于500mm，还更优选小于350mm，特别优选小于200mm。如果该长度为650mm以上，则喷嘴的前端被设置成更长时间地接近轮胎的内周面，因此密封剂容易附着在喷嘴上，从而需要更频繁地清洗喷嘴。此外，轮胎重量平衡可能受损。密封剂优选具有较短的较宽部分。然而，为了控制轮胎的内周面和喷嘴的前端之间的距离，较宽部分的长度的极限为约10mm。
除了较宽部分之外的密封剂的宽度(除了较宽部分之外的涂布的密封剂的宽度，由图6中的W0表示的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，该宽度优选为0.8mm以上，更优选为1.3mm以上，进一步优选为1.5mm以上。如果该宽度小于0.8mm，则围绕轮胎内周面的密封剂的匝数可能增加，从而降低生产效率。较宽部分以外的密封剂的宽度也优选为18mm以下，更优选为13mm以下，进一步优选为9.0mm以下，特别优选为7.0mm以下，最优选为6.0mm以下，进一步优选为5.0mm以下。如果该宽度大于18mm，则更可能发生重量不平衡。W0优选与上述W相同。
除了较宽部分之外的密封剂的宽度优选在纵向方向上基本上恒定，但是可以部分地基本上不恒定。
附着密封剂的区域的宽度(下文中也称为附着区域的宽度或密封剂层的宽度，对应于等于图6中的W1+6×W0的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，该宽度优选为胎面接地宽度的80％以上，更优选为90％以上，进一步优选为100％以上，但优选为120％以下，更优选为110％以下。
为了提供更合适的效果，密封剂层的宽度优选为轮胎的缓冲层宽度(缓冲层在轮胎宽度方向上的长度)的85％～115％，更优选为95％～105％。
在根据第二实施方式的自密封轮胎中，密封剂优选在宽度方向上不重叠地附着，更优选不间隔地附着。
在根据第二实施例的自密封轮胎中，密封剂的另一纵向端部(对应于附着结束部分的端部)也可以形成宽度大于纵向邻接部分的宽度的较宽部分。
密封剂的厚度(涂布的密封剂或密封剂层的厚度，图8中的D所示的长度)没有特别限制。为了提供更合适的效果，密封剂的厚度优选为1.0mm以上，更优选为1.5mm以上，进一步优选为2.0mm以上，特别优选为2.5mm以上，但优选为10mm以下，更优选为8.0mm以下，进一步优选为5.0mm以下。如果厚度小于1.0mm，则在轮胎中形成的穿孔难以可靠地密封。另外，超过10mm的厚度是不优选的，因为轮胎重量增加，却几乎不改善密封穿孔的效果。
密封剂优选具有基本上恒定的厚度(所涂布的密封剂或密封剂层的厚度)。在这种情况下，可以进一步防止轮胎均匀性的劣化，并且可以制造具有更好的重量平衡的自密封轮胎。
密封剂的厚度(涂布的密封剂或密封剂层的厚度，图8中的D所示的长度)对除了较宽部分之外的密封剂的宽度(除了较宽部分之外的涂布的密封剂的宽度，图6中的W0表示的长度)的比值[(密封剂的厚度)/(除了较宽部分之外的密封剂的宽度)]优选为0.6～1.4，更优选为0.7～1.3，进一步优选为0.8～1.2，特别优选0.9～1.1。接近1.0的比值可以获得具有理想的绳状形状的密封剂，使得可以以更高的生产率制造具有良好密封性能的自密封轮胎。
为了提供更合适的效果，密封剂的横截面面积(所涂布的密封剂的横截面面积，由图8中的D×W计算的面积)优选为0.8mm2以上，更优选为1.95mm2以上，更优选为3.0mm2以上，特别优选为3.75mm2以上，但优选为180mm2以下，更优选为104mm2以下，进一步优选为45mm2以下，特别优选为35mm2以下，最优选为25mm2以下。
根据第二实施方式，即使当密封剂具有在前述范围内的粘度，特别是相对高的粘度时，通过使对应于密封剂开始附着的部分变宽，可以提高该部分的粘合性，从而可以防止该部分的密封剂的剥离。
根据第二实施方式的自密封轮胎优选如上所述地制造。然而，自密封轮胎也可以通过任何其它合适的方法制造，只要使密封剂的至少一个端部形成更宽的部分即可。
虽然上述描述，特别是第一实施方式中的描述解释了在将密封剂涂布到轮胎的内周面时使用非接触式位移传感器的情况，但是密封剂可以在根据预先输入的坐标数据控制喷嘴和/或轮胎的移动的同时涂布于轮胎的内周面，而不使用非接触式位移传感器进行测量。
实施例
参考但不限于以下实施例具体描述本发明。
实施例中使用的化学品列于下面。
丁基橡胶A：Regularbutyl 065(日本丁基株式会社制造，125℃时的门尼粘度ML1+8：32)
丁基橡胶B：Regularbutyl 268(日本丁基株式会社制造，125℃时的门尼粘度ML1+8：51)
液态聚合物A：Nisseki聚丁烯HV300(JX新日本石油和能源公司制造，40℃下的运动粘度为26000mm2/s，100℃下的运动粘度为590mm2/s，数均分子量为1400)
液态聚合物B：Nisseki聚丁烯HV1900(JX新日本石油和能源公司制造，40℃下的运动粘度为160000mm2/s，100℃下的运动粘度为3710mm2/s，数均分子量为2900)
增塑剂：DOP(邻苯二甲酸二辛酯，购自昭和化学株式会社，比重：0.96，粘度：81mPs·s)
炭黑：N330(购自卡博特日本公司，HAF级，DBP吸油量：102ml/100g)
交联活化剂：VULNOC GM(购自大内新兴化学株式会社，对苯并醌二肟)
交联剂：NYPERNS(购自NOF公司，过氧化二苯甲酰(40％稀释，过氧化二苯甲酰：40％，邻苯二甲酸二丁酯：48％)，表1中所示的量是过氧化苯甲酰净含量)
<自密封轮胎的制造>
根据表1中的配方，按下述方法将化学品导入双螺杆捏合挤出机：从上游供给口引入丁基橡胶A、丁基橡胶B、炭黑和交联活化剂；从中游供给口引入液态聚合物B；并且从硫化供给口引入液态聚合物A、增塑剂和交联剂。在料筒温度100℃，螺杆转速200rpm的条件下进行捏合，制备密封剂。关于液态聚合物，将50℃的液态聚丁烯从供给口引入。
(原料捏合时间)
混合丁基橡胶A、丁基橡胶B、炭黑和交联活化剂的时间：2分钟
混合液态聚合物B的时间：2分钟
混合液态聚合物A、增塑剂和交联剂的时间：1.5分钟
接下来，将直接连接到双螺杆捏合挤出机的出口的喷嘴的前端安置在轮胎的内表面周围，并且将通过混合获得的密封剂从喷嘴中排出到沿圆周方向旋转的轮胎的内表面，由此将密封剂螺旋地涂布到轮胎的内表面，如图1～4所示。以这种方式，制造自密封轮胎。
1.断裂拉伸伸长率的测定
用粘合剂将混合物(密封剂)附着到两个金属板上。将金属板安装在拉伸试验机上，按照JIS K 6849进行拉伸试验，测定断裂拉伸伸长率。实施例的拉伸伸长率使用下式表示为以比较例1作为参照的指数。较高的拉伸伸长率指数表示较大的断裂拉伸伸长率，这是优选的。
(拉伸伸长率指数)＝(各实施例的拉伸伸长率)/(比较例1的拉伸伸长率)×100
2.粘合性的测定
将该混合物(密封剂)附着到两个金属板上，并根据JIS K 6854进行180°剥离试验和T型剥离试验。实施例的剥离强度用下式表示为以比较例1作为参照的指数。较高的剥离强度指数表示较大的剥离强度，这是优选的。
(剥离强度指数)＝(各实施例的剥离强度)/(比较例1的剥离强度)×100
3.加工性评价
将挤出混合的密封剂连续地涂布到硫化的195/65R15轮胎的内表面上，并根据以下标准评价该过程中的加工性。该过程按照以下方法实施：将用于排出混合物的喷嘴靠近轮胎的内表面，然后在轮胎沿圆周方向旋转的同时将混合物排出到轮胎的内表面上。
良好：向轮胎内表面排出的混合物附着于表面而不剥离，并且可连续成型。
一般：向轮胎内表面排出的混合物中的大约80％附着在表面上并且是可连续成型的。
差：向轮胎内表面排出的混合物中的少于约80％附着在表面上，且难以连续成型。
4.密封性能评价
向硫化的195/65R15轮胎的内表面(完全沿圆周方向，沿宽度方向从一个缓冲层边缘到另一个缓冲层边缘)涂布3mm厚的密封剂。将直径为4mm、长度为50mm的钉子钉入充满空气的内部压力为230kPa的轮胎中。三小时后，将钉子拔出，立即按照以下标准对轮胎的气密性进行评价。
优异：内压降低到至少220kPa但不高于230kPa。
良好：内压降低到至少210kPa但低于220kPa。
一般：内压降低到至少190kPa但低于210kPa。
差：内压降低到低于190kPa。
5.流动性评价
将厚度为3mm的密封剂涂布到硫化的195/65R15轮胎的内表面(完全沿圆周方向，沿宽度方向从一个缓冲层边缘到另一个缓冲层边缘)。在内压为230kPa的轮胎以80km/h行驶之后，测量密封剂在缓冲层边缘处的移动距离。根据下面的等式，将每个实施例的流动性表示为以比较例1为参照的指数。较高的流动性指数表示较短的移动距离，这是优选的。
(流动性指数)＝(比较例1的移动距离)/(各实施例的移动距离)×100
[表1]
含有预定量的丁基系橡胶、液态聚丁烯、过氧化二苯甲酰和对苯并醌二肟的实施例的密封剂表现出拉伸伸长率、粘合性、加工性、密封性能和流动性，均在合适的范围内。相比之下，不含预定量的上述材料的比较例的密封剂显示出较差的性能。

Claims (6)

1.一种充气轮胎用橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份的包含丁基系橡胶的橡胶组分，所述橡胶组合物包含：
100～400质量份的液态聚合物；
1～40质量份的有机过氧化物；以及
1～40质量份的交联活化剂。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎用橡胶组合物，
其中，所述橡胶组分仅由丁基系橡胶组成。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎用橡胶组合物，
其中，所述丁基系橡胶包括丁基系橡胶A或丁基系橡胶B中的至少一种，所述丁基系橡胶A在125℃时的门尼粘度ML1+8为至少20但小于40，所述丁基系橡胶B在125℃时的门尼粘度ML1+8为至少40但不超过80，
所述液态聚合物包括液态聚合物A或液态聚合物B中的至少一种，所述液态聚合物A在100℃时的运动粘度为550～625mm2/s，所述液态聚合物B在100℃时的运动粘度为3,540～4,010mm2/s。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎用橡胶组合物，
其中，所述液态聚合物是液态聚丁烯。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎用橡胶组合物，
其中，相对于100质量份的所述橡胶组分，所述橡胶组合物还包含1～40质量份的增塑剂和1～40质量份的炭黑。
6.一种充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎具有由权利要求1至5中任一项所述的橡胶组合物形成的密封剂层。
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