CN108136833B - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎，其包括轮胎骨架构件和增强层。所述轮胎骨架构件由树脂制成且具有胎圈部和胎侧部。所述胎侧部位于所述胎圈部的轮胎径向外侧。所述增强层包括有机纤维和覆盖所述有机纤维的树脂材料。所述有机纤维具有帘线构件、底涂层和粘接层。所述帘线构件包括芳香族聚酰胺系纤维材料和/或聚酯系纤维材料。所述底涂层设置在所述帘线构件上且由包括环氧系化合物和/或异氰酸酯系化合物的第一组合物形成。所述粘接层设置在所述底涂层上且由包含间苯二酚‑甲醛树脂的第二组合物形成。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎。
背景技术
近年来，从轻量化和容易回收的观点，已知使用如热塑性弹性体(TPE)或热塑性树脂等热塑性高分子材料作为轮胎骨架构件。这样的轮胎是经济的和高度可回收的。从增加轮胎的强度的观点，可想到的是将增强层配置在骨架构件上。由无机材料或有机材料制成的帘线构件用作增强层，并且从轻量性、经济性和强度的观点，特定的有机纤维是特别有利的。在增强层中，通过将帘线构件用橡胶或树脂材料覆盖，可以维持轮胎径向的刚性。
关于这点，作为将有机纤维与橡胶粘接的技术，例如，存在利用环氧系化合物或异氰酸酯系化合物来粘接纤维的技术(例如，日本专利申请特开(JP-A)No.2004-339299和国际公开(WO)No.2014/074404)。在粘接橡胶和纤维的情况下，使用间苯二酚-甲醛-乳胶树脂的粘接方法是已知的(例如，JP-A No.2001-73247)。
发明内容
发明要解决的问题
根据以上专利文献的方法假设有机纤维与橡胶之间的粘接性，但没有假设将有机纤维与树脂材料粘接的情况。
在将用于增强层的帘线构件用树脂材料覆盖的情况下，对于树脂材料与帘线构件之间的粘接，依然存在改善的空间。
因此，期待开发包括帘线构件与树脂材料充分地粘接的增强层的轮胎。
用于解决问题的方案
一种轮胎，所述轮胎包括：轮胎骨架构件，所述轮胎骨架构件由树脂制成且包括胎圈部和位于所述胎圈部的轮胎径向外侧的胎侧部；和增强层，所述增强层包括有机纤维和覆盖所述有机纤维的树脂材料，其中所述有机纤维包括：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种；底涂层，所述底涂层设置在所述帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层，所述粘接层设置在所述底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。
发明的效果
根据本公开，提供了包括其中帘线构件与树脂材料充分地粘接的增强层的轮胎。
附图说明
图1A为用于说明根据本公开的一个实施方案的轮胎的帘线构件的示意图。
图1B为用于说明根据本公开的一个实施方案的轮胎的有机纤维的示意图。
图1C为用于说明根据本公开的一个实施方案的轮胎的有机纤维的放大示意图。
图2为说明其中将第一实施方案的轮胎沿着轮胎旋转轴截断的状态的透视图。
图3为第一实施方案的轮胎的胎圈部的放大截面图。
图4为说明其中将第二实施方案的轮胎沿着轮胎旋转轴截断的状态的透视图。
图5为说明第二实施方案的增强层的配置的一个实例的侧视图。
图6为说明第二实施方案的增强层的配置的另一实例的侧视图。
图7A为说明其轮胎径向内侧端的宽度小的增强层的示意图。
图7B为说明其中将增强层的轮胎径向内侧端围绕胎圈芯卷绕且固定的状态的透视图；
图8A为说明其中将增强层的轮胎径向内侧端固定于胎圈芯的侧部的实例的截面图。
图8B为说明其中增强层的轮胎径向内侧端与胎圈芯分离配置的实例的截面图。
图9为说明其中将第四实施方案的轮胎沿着轮胎旋转轴截断的状态的透视图。
图10A为说明其中将增强层热熔接至胎圈芯的状态的截面图。
图10B为说明其中将轮胎骨架构件成形，图10A中示出的增强层和胎圈芯一体化形成，并且将带束层配置在轮胎骨架构件的胎冠部上的状态的截面图。
图10C为说明其中将橡胶成形在轮胎骨架构件的外表面上的轮胎的截面图。
图11为说明其中增强层和胎圈芯彼此接合的状态的变化的截面图。
图12为说明其中增强层和胎圈芯彼此接合的状态的变化的截面图。
图13A和13B为各自说明其中在轮胎径向上，增强层的胎圈芯侧的末端位于由成股加强筋(strand bead)构成的胎圈芯的帘线之间的实例的截面图。
图13C为说明其中在轮胎宽度方向上，增强层的末端位于由单一的成股加强筋构成的胎圈芯的帘线之间的实例的截面图。
图13D为说明其中在轮胎宽度方向上，增强层的末端位于由成股加强筋构成的胎圈芯的帘线之间的实例的截面图。
图14A为说明其中增强层的胎圈芯侧的末端配置在胎圈芯的帘线之间的状态的截面图。
图14B为说明其中将增强层围绕胎圈芯卷绕的状态的截面图。
具体实施方式
轮胎
本公开的轮胎包括：轮胎骨架构件，所述轮胎骨架构件由树脂制成且包括胎圈部和位于所述胎圈部的轮胎径向外侧的胎侧部；和增强层，所述增强层包括有机纤维和覆盖所述有机纤维的树脂材料，其中所述有机纤维包括：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种；底涂层，所述底涂层设置在所述帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层(下文中，适当时称为“RF层”)，所述粘接层设置在所述底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。
如上所述，增强层中的包括帘线构件的有机纤维构造为包括特定的帘线构件、底涂层和RF层的三个构成要素，并且各个构成要素粘接，由此在其中将有机纤维用包括于增强层中的树脂材料覆盖的情况下，有机纤维强固地粘接至包括于增强层中的树脂材料并且固定。因为增强层由树脂材料形成，与使用橡胶的情况相比，可以增加增强层与轮胎骨架构件之间的粘接力。
在本说明书等中，“至”表示包括其下限值和上限值的数值的范围。
例如，有机纤维与树脂材料之间的粘接强度的值可以利用试验片中的硫化橡胶与有机纤维帘线之间的粘接力的测量方法来测定，所述方法记载于国际公开(WO)No.2010/125992中。即，包括于试验片中的有机纤维与树脂材料之间的粘接强度通过依照JISK6301:1995中规定的“7.剥离试验”的试验方法来测定。
本公开的细节在以下说明。
增强层
根据本公开的增强层包括有机纤维和覆盖有机纤维的树脂材料。增强层的配置位置没有特别限制，增强层可以配置在轮胎骨架构件的胎侧部。这里，“增强层配置在胎侧部”包括其中增强层设置在轮胎骨架构件本身的内部的模式，和其中增强层配置在轮胎骨架构件的内表面或外表面的模式。
如上所述，增强层构造为包括有机纤维和覆盖有机纤维的树脂材料。这里，有机纤维可以完全地覆盖有树脂材料，或增强层可以具有其中有机纤维不覆盖有树脂材料的部分。增强层可以为例如，从轮胎的胎圈部向胎侧部延伸且沿着轮胎周向间隔、并排地配置的层。
优选根据目的，例如有机纤维的材质或厚度来适当地调节增强层的厚度。
下文中，增强层的结构的具体实例参考图1在以下说明，并且说明了各个构件和层。
有机纤维
根据本公开的有机纤维包括：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种(下文中称为帘线构件)；底涂层，所述底涂层设置在帘线构件且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层，所述粘接层设置在底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。优选的是，包括于有机纤维中的帘线构件通过将多根单丝捻合而得到的单根的复丝加捻来获得，或通过将两根以上的所述复丝捻合来获得。根据目的，例如，可以使用仅单根的复丝，或可以仅使用单丝而不使用复丝。这里，“多根”意指10根以上。
这里，“包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种”意指帘线构件可以为包括芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种的纤维材料的帘线状的构件，或可以为同时包括这些构成成分的构件。例如，包括芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种的复丝可以用作帘线构件。
有机纤维的结构参考图1具体地说明。图1A为用于说明包括于有机纤维中的帘线构件1的示意图。图1A中示出的帘线构件1通过聚集预定根数的单丝f并且捻合通过将预定数量的捻合施加至单丝f形成的两根复丝M来形成。这里，考虑到例如要聚集的单丝f的根数和捻数、要聚集的复丝M的根数、捻数和材质，可以适当地制备帘线构件1。
包括于帘线构件1的全部的丝的细度没有特别限制。例如，从进一步改善有机纤维与树脂材料之间的粘接强度的观点，细度可以为500dtex/2至3000dtex/2。
图1B为根据本公开的有机纤维4的示意图，并且表明在其中将包括于有机纤维4中的复丝沿着垂直于纤维轴向截断的情况下的示意性截面图。图1C为图1B中示出的包括于有机纤维4中的复丝的放大的示意性截面图。如图1C中示出，有机纤维4具有其中底涂层2和RF层3围绕帘线构件1依序层叠的结构。底涂层2粘接至帘线构件1，即各个两根复丝。底涂层2可以从复丝的外侧向内侧渗透。即，底涂层2可以存在从而渗入形成复丝的单丝之间。
在有机纤维4中，在帘线构件1与底涂层2之间和在底涂层2与RF层3之间，用于形成各个层的材料彼此粘接。有机纤维4可以以如下状态用作增强层：有机纤维4部分地或整个地覆盖有如下所述的树脂材料。
如图1C中示出，底涂层2设置在帘线构件1上，并且涂覆帘线构件1的表面。底涂层2的一个表面粘接至帘线构件1的表面，其另一表面粘接至RF层3。底涂层2优选地以涂覆帘线构件1的整个表面的方式粘接和设置。然而，只要不损害根据本公开的轮胎的效果，则底涂层2可以在表面的一部分中具有不粘接至帘线构件1的表面的区域。
RF层3设置在底涂层2上，并且涂覆底涂层2的表面。RF层3的一个表面可以粘接至底涂层2上。优选的是，RF层3以涂覆底涂层2的整个表面的方式粘接和设置。然而，只要不损害根据本公开的轮胎的效果，则RF层3可以在表面的一部分中具有不粘接至底涂层2的表面的区域。如上所述，在其中有机纤维4用树脂材料覆盖以形成增强层的情况下，RF层3的外周面涂覆有树脂材料，并且粘接至该树脂材料。
优选根据要使用的帘线构件的种类和轮胎的种类来适当地设定有机纤维的计数。例如，在其中帘线构件的直径为0.5mm的情况下，增强层的优选模式包括如下的模式：通过捻合帘线构件获得的有机纤维以每50mm为约50的计数在恒定间隔下并排地配置。尽管有机纤维的计数遍及增强层是均匀的，但帘线构件可以根据胎面的形状在胎面花纹下间隔地设置。
用于形成帘线构件的芳香族聚酰胺系纤维材料的实例包括对芳香族聚酰胺纤维和间芳香族聚酰胺纤维。对芳香族聚酰胺纤维的实例包括间亚苯基间苯二甲酰胺(m-phenylene isophthalamide)，并且间芳香族聚酰胺纤维的实例包括对亚苯基对苯二甲酰胺(p-phenylene terephthalamide)。间亚苯基间苯二甲酰胺的实例包括由Du Pont-TorayCo.,Ltd.制造的“KEVLAR”以及由Teijin Techno Products Limited.制造的“TWARON”和“TECHNORA”。对亚苯基对苯二甲酰胺的实例包括由Du Pont Co.,Ltd.制造的“NOMEX”以及由Teijin Techno Products Limited.制造的“CONEX”。这些纤维材料可以单独地用作帘线构件，或这些纤维材料的两种以上可以组合使用。
其中，从帘线构件与底涂层之间的粘接强度的观点，优选使用对芳香族聚酰胺纤维。
用于形成帘线构件的聚酯系纤维材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。这些纤维材料可以单独地用作帘线构件，或这些纤维材料的两种以上可以组合使用。其中，从帘线构件与底涂层之间的粘接强度的观点，优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
芳香族聚酰胺系纤维材料或聚酯系纤维材料可以单独地用作帘线构件，或各个纤维材料可以混合使用。在此情况下，这些纤维材料的任一者可以单独地用于单一的帘线构件，或各个纤维材料可以混合使用。进一步，包括于用于增强层的大量的有机纤维中的全部帘线构件可以由单一种类的纤维材料制成，或不同种类的纤维材料可以在有机纤维当中使用。
帘线构件也可以包括除了芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料以外的其它纤维材料。例如，将由芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种构成的多根单丝和由其它种类的纤维材料构成多根单丝聚集，并且将预定数量的捻合施加至聚集物，由此获得复丝。
除了芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料以外，帘线构件按需要还可以包括添加剂例如，如苯乙烯化酚或受阻酚等防老剂，如硅系消泡剂、高级醇系消泡剂或矿物油系消泡剂等消泡剂，反应终止剂或防冻剂。
底涂层
底涂层为设置在帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成的层。“由第一组合物形成的层”意指通过使包括于第一组合物中的化合物反应形成的层，例如，由源自环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的化合物形成的层。包含于第一组合物中的环氧系化合物和异氰酸酯系化合物在以下说明。
环氧系化合物的实例包括：多元醇类和表氯醇的反应产物，例如二甘醇二缩水甘油醚、聚亚乙基二缩水甘油醚、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、甘油多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、双甘油多缩水甘油醚、或山梨糖醇多缩水甘油醚；酚醛清漆型环氧树脂，例如苯酚酚醛清漆型环氧树脂或甲酚酚醛清漆型环氧树脂；和双酚A环氧树脂。
异氰酸酯系化合物的实例包括含封端异氰酸酯基的化合物，并且其实例包括具有通过与用于异氰酸酯基的封端剂反应生成的封端异氰酸酯基的化合物、具有未与用于异氰酸酯基的封端剂反应的异氰酸酯基的化合物、和具有通过使封端异氰酸酯基的封端剂解离生成的异氰酸酯基的化合物。
通过将如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等有机多异氰酸酯系化合物用封端剂封端获得的封端异氰酸酯系化合物优选用作所述封端异氰酸酯系化合物。封端剂的实例包括：酚类，例如苯酚、苯硫酚、氯酚、甲酚、间苯二酚、对仲丁基苯酚、对叔丁基苯酚、对仲戊基苯酚、对辛基苯酚或对壬基苯酚；仲或叔醇类，例如异丙醇或叔丁醇；芳香族仲胺类，例如二苯胺；邻苯二甲酸酰亚胺类；内酰胺类，例如δ-戊内酰胺；己内酰胺类，例如ε-己内酰胺；活性亚甲基化合物，例如丙二酸二烷基酯、乙酰丙酮或乙酰乙酸烷基酯；酮肟类，例如丙酮肟、甲基乙基酮肟或环己酮肟；和如3-羟基吡啶等碱性氮化合物和酸性亚硫酸钠。
苯酚、ε-己内酰胺和酮肟可以优选地用作该封端剂。
包含通过将二苯基甲烷二异氰酸酯用热解离性封端剂封端获得的组分的水分散性化合物的实例包括通过将二苯基甲烷二异氰酸酯用使异氰酸酯基封端的已知的封端剂封端的反应产物。具体地，可以使用商购可得的封端多异氰酸酯系化合物，例如由Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的ELASTRON BN 69或BN-27。
底涂层可以通过使第一组合物聚合来形成。除了环氧系化合物和异氰酸酯系化合物以外的组分，用于形成底涂层的第一组合物可以进一步包括水溶性高分子或热塑性高分子聚合物，只要不损害根据本公开的轮胎的效果即可。在其中这些高分子等适当地添加至第一组合物的情况下，改善了底涂层的脆性和容易破坏，进一步，提高了对于帘线构件和RF层的粘接性。
第一组合物中的环氧系化合物和异氰酸酯系化合物各自的数均分子量没有特别限制，并且其优选为100至10000，更优选300至5000，并且又更优选1000至3000。
包括于底涂层中的源自环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的化合物的含量没有特别限制，并且按固成分换算，其优选为2质量％至20质量％并且更优选3质量％至10质量％。
粘接层
粘接层(RF层)为设置在底涂层上的层，并且为由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成的层。“由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成的层”为通过使包括于第二组合物中的间苯二酚-甲醛树脂反应形成的层。
用于形成RF层的间苯二酚-甲醛树脂(下文中也称为间苯二酚-甲醛缩合物)为通过甲醛与至少部分地含有间苯二酚的酚类化合物的缩合获得的化合物。
间苯二酚-甲醛缩合物优选为可溶性酚醛树脂(resol resin)，其具有很少的支链(通常的粘接剂用酚树脂的形式)。其中羟甲基和二亚甲基醚键(二苄基醚键)都不残留且缩合反应即使接受加热也几乎不自身进行的、即稳定性高的间苯二酚-甲醛缩合物是优选的。例如，酚类化合物间的结合部位的总数中的亚甲基键的比率可以优选为90％以上，更优选为95％以上，又更优选为97％以上。即，认为的是，其中数个酚类化合物分子几乎只由亚甲基键基本上直链状地结合的间苯二酚-甲醛缩合物是优选的。
间苯二酚-甲醛缩合物是这样的：由源自甲醛的部分结合的酚类化合物的一部分或全部为间苯二酚。间苯二酚-甲醛缩合物可以如JP-A No.2014-001270中所述改性。
用于形成RF层的甲醛(F)和间苯二酚(R)的摩尔比(F/R)可以根据目的适当地选择。
间苯二酚-甲醛缩合物可以通过以下来获得：将甲醛添加至溶解在溶剂中的间苯二酚，并且将所得物在预定的温度下搅拌和混合预定时间。作为在此情况下使用的溶液，可以使用酸性、中性或碱性水，或有机溶剂例如丙酮或醇。为了使间苯二酚-甲醛缩合反应(可溶性酚醛树脂形成反应(resol-forming reaction))充分地进行，优选使用碱性或中性水。该可溶性酚醛树脂形成反应通常在优选8.0以上、更优选8.5至10.0的pH下进行。
这里，碱性水通过将氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化铵、或如单甲基胺或氨等有机胺溶解在水中来制备。
碱性水也可以以以下状态使用：将碱性水使用任意的阴离子系表面活性剂用球磨机或砂磨机分散在中性水中。在此情况下，为了使粘接力有效地表现出，优选以分散状态不劣化的程度降低表面活性剂的量。
RF层可以通过例如以下来形成：将第二组合物施加至底涂层上，并且使第二组合物与底涂层反应从而形成粘接至底涂层的粘接层(RF层)。在此反应中，间苯二酚-甲醛缩合物与底涂层的表面的官能团反应。进一步，缩合物彼此立体地缠绕并且牢固地形成粘接至底涂层的RF层。在此情况下，第二组合物的反应优选地通过加热来进行，并且加热期间的反应温度优选为160℃至180℃。
包含于RF层中的间苯二酚-甲醛树脂的含量没有特别限制，并且按固成分换算，其优选为2质量％至20质量％，并且更优选3质量％至10质量％。
有机纤维中的底涂层和粘接层的总含量相对于有机纤维的总质量优选为0.5质量％至3.0质量％。在其中该含量为0.5质量％以上的情况下，可以进一步改善帘线构件1与底涂层2之间的粘接性，并且可以进一步提高有机纤维与树脂材料之间的粘接强度。在其中该含量为3.0质量％以下的情况下，可以使增强层更轻，这提供了优异的经济效率。这里，底涂层和粘接层的总含量可以通过例如以下来计算：从在第一组合物和第二组合物各自浸渍粘附至帘线构件1、接着干燥之后的有机纤维的质量中减去在如下所述第一组合物和第二组合物浸渍粘附之前的有机纤维的质量。
树脂材料
树脂材料包括于增强层中，并且为覆盖有机纤维的材料。预期的是，树脂材料不包括传统的天然橡胶或合成橡胶等的硫化橡胶。
热塑性树脂和热固性树脂都可以用作树脂材料。这里，热塑性树脂(包括热塑性弹性体)是指随着温度升高而软化和流动且冷却时变得相对硬和强的高分子化合物。在本说明书中，随着温度升高而软化和流动、冷却时变得相对硬和强且具有橡胶状弹性的高分子化合物定义为热塑性弹性体，其区分于定义为非弹性体的热塑性树脂的、随着温度升高而软化和流动、冷却时变得相对硬和强且不具有橡胶状弹性的高分子化合物。
热固性树脂是指随着温度升高固化形成三维网络结构的高分子化合物。
热塑性树脂的实例包括聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚氯乙烯树脂和聚酰胺树脂。热塑性树脂的实例包括聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、聚酯系热塑性弹性体(TPC)和动态交联热塑性弹性体(TPV)。
例如，作为热塑性材料，可以使用由ISO75-2或ASTM D648定义的载荷挠曲温度(在0.45MPa的载荷下)为78℃以上；由JIS K7113定义的拉伸屈服强度为10MPa以上；由JISK7113定义的拉伸断裂伸长率为50％以上；且由JIS K7206定义的维卡软化温度(方法A)为130℃以上的热塑性材料。
热固性树脂的实例包括酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂和聚酰胺树脂。
其中，从与有机纤维的粘接性的观点，优选使用热塑性树脂；更优选使用聚酰胺系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂；并且又更优选使用聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)。
除了上述热塑性树脂(包括热塑性弹性体)和热固性树脂以外，通用树脂例如(甲基)丙烯酸系树脂、EVA树脂、氯乙烯树脂、氟树脂或硅酮系树脂也可以用作该树脂材料。
在其中聚酰胺系热塑性树脂用作树脂材料的情况下，聚酰胺系热塑性树脂材料的弹性模量(JIS K7113:1995中定义的拉伸弹性模量)优选设定在用于形成轮胎骨架构件的热塑性树脂的弹性模量的0.1倍至10倍的范围内。在其中聚酰胺系热塑性树脂材料的弹性模量为用于形成轮胎骨架构件的聚酰胺系热塑性树脂材料的弹性模量的10倍以下的情况下，胎冠部不变得太硬，促进了轮辋安装。在其中聚酰胺系热塑性树脂材料的弹性模量为用于形成轮胎骨架构件的热塑性树脂材料的弹性模量的0.1倍以上的情况下，构成增强层的树脂不会太软，带(belt)的面内剪切刚性高，并且改善侧偏能力。
在其中聚酰胺系热塑性树脂材料包括于树脂材料中的情况下，从增加有机纤维的拉出性(难以拉出)的观点，有机纤维的表面的优选20％以上、更优选50％以上覆盖有聚酰胺系热塑性树脂材料。从增加有机纤维的拉出性的观点，相对于不包括有机纤维的构成增强层的材料的总量，包括于增强层中的聚酰胺系热塑性树脂材料的含量优选为20质量％以上，并且更优选50质量％以上。
为了将增强层构造为包括树脂材料，例如，增强层通过如下构造而形成：在沿着轮胎骨架构件的轴向的截面图中，有机纤维的至少一部分埋设在由聚酰胺系热塑性树脂材料形成的轮胎骨架构件的外周部中。在此情况下，覆盖有机纤维的在轮胎骨架构件的外周部的包含聚酰胺系热塑性树脂的树脂材料等同于构成增强层的树脂材料，并且增强层由形成轮胎骨架构件的聚酰胺系热塑性树脂材料和有机纤维构成。
增强层的制造例
增强层可以通过例如具有以下步骤(1)至(3)的方法来生产：
(1)将包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物施加至包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种的帘线构件的表面，从而形成底涂层的底涂处理步骤；
(2)将包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物施加至底涂处理步骤之后的底涂层的表面，之后将第二组合物加热至160℃至180℃从而形成粘接层(RF层)，由此获得有机纤维的RF处理步骤；和
(3)在RF处理步骤之后，将多根的有机纤维以期望的间隔并列配置在轮胎骨架构件上，将树脂材料施加至其上并列配置了有机纤维的粘接层(RF层)的表面，之后加热树脂材料从而形成增强层的树脂覆盖处理步骤。
在底涂处理步骤中，将包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物施加至包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种的帘线构件的表面。第一组合物可以施加至帘线构件的表面，接着在预定温度下加热预定时间，从而形成底涂层，或底涂层和RF层可以同时地通过施加第二组合物，接着加热来形成。从对于帘线构件的粘接性的观点，可以设置在施加第一组合物之后即刻干燥涂膜的干燥步骤，并且可以设置在干燥步骤之后焙烧的焙烧步骤。通过设置干燥步骤，可以充分地除去第一组合物中的溶剂，这可以提供接着的有效的焙烧步骤。在干燥步骤中，温度和干燥时间适当地设定，但优选在150℃至200℃下干燥60秒至100秒，并且更优选在160℃至180℃下干燥70秒至90秒。在焙烧步骤中，优选在例如220℃至280℃下焙烧40秒至80秒，并且更优选在230℃至260℃下焙烧50秒至70秒。
作为将第一组合物施加至帘线构件的方法，可以适当地使用已知方法例如涂布、浸渍或挤出成形。例如，底涂层可以有效地通过将帘线构件用第一组合物浸渍，并且如上所述在干燥之后焙烧来形成。
在RF处理步骤中，将包含间苯二酚-甲醛缩合物的第二组合物施加至底涂步骤中获得的底涂层的表面，并且在160℃至180℃的温度下加热，从而形成RF层。
在RF处理步骤中，从进一步提高RF层与底涂层之间的粘接性的观点，可以设置干燥第二组合物的涂膜的干燥步骤，可以然后设置焙烧第二组合物的涂膜的焙烧步骤。通过设置干燥步骤，可以充分地除去第二组合物中的溶剂，这可以提供接着的有效的焙烧步骤。在RF处理步骤中，在其中进行干燥步骤和焙烧步骤的情况下，在两个步骤中，加热温度优选在160℃至180℃的范围内。在干燥步骤中，例如，优选在160℃至180℃下干燥70秒至90秒。在焙烧步骤中，例如，优选在160℃至170℃下焙烧50秒至70秒。
作为第二组合物的施加方法，可以适当地使用已知方法例如涂布、浸渍或挤出成形。例如，其上形成有底涂层的帘线构件可以用第二组合物浸渍，并且如上所述在干燥之后焙烧，由此可以有效地形成RF层。
在树脂覆盖处理步骤中，通过将其上形成了底涂处理之后的RF处理步骤中获得的底涂层和RF层的帘线构件(即，有机纤维)用树脂覆盖，并且在预定温度下加热预定时间，可以生产其中有机纤维覆盖有树脂材料的增强层。树脂覆盖处理步骤中的加热温度优选根据要使用的树脂材料适当地调节。例如，在其中聚酰胺系热塑性树脂用作树脂材料的情况下，加热温度优选为220℃至280℃。将有机纤维用树脂材料覆盖的方法没有特别限制。例如，将有机纤维设置在常规层压机(覆盖设备)上，在220℃至280℃的树脂挤出温度下挤出，并且在200℃至250℃的层压机加压温度下层压，由此可以生产其中有机纤维覆盖有树脂材料的增强层。
下文中，根据本公开的具体实施方案参考附图说明。然而，本公开不限于这些实施方案。
在附图中，箭头C的方向表示轮胎周向，箭头R的方向表示轮胎径向，并且箭头W的方向表示轮胎宽度方向。轮胎径向意指垂直于轮胎轴(未示出)的方向。轮胎宽度方向意指平行于轮胎旋转轴的方向。轮胎宽度方向也可以称为轮胎轴向。
各个部分的尺寸通过记载于由JATMA(Japan Automobile Tire Association)发行的2013版的YEAR BOOK中的方法来测量。
第一实施方案
接着，本公开的轮胎的具体实施方案参考附图在以下说明。在图2中，根据本实施方案的轮胎10包括轮胎骨架构件12和增强层14。
轮胎骨架构件12由树脂制成并且包括：胎圈部16、位于胎圈部16的轮胎径向外侧的胎侧部18、和位于胎侧部18的轮胎宽度方向内侧的胎冠部26。胎面32配置在胎冠部26。这里，胎圈部16意指从轮胎骨架构件12的轮胎径向内侧端至轮胎骨架构件12的截面高度的30％的范围。轮胎骨架构件12具有围绕轮胎轴的环形状。包含于轮胎骨架构件12中的树脂的实例包括热塑性树脂(包括热塑性弹性体)、热固性树脂和其它通用树脂，以及工程塑料(包括超级工程塑料)。这里，硫化橡胶不包括于树脂中。
用于第一实施方案的树脂的实例包括热塑性树脂(包括热塑性弹性体)和热固性树脂，并且它们的定义与上述相同。
用于轮胎骨架构件12的热塑性树脂(包括热塑性弹性体)的实例包括聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、聚酯系热塑性弹性体(TPC)和动态交联热塑性弹性体(TPV)、聚烯烃系热塑性树脂、聚苯乙烯系热塑性树脂、聚酰胺系热塑性树脂和聚酯系热塑性树脂。
例如，作为热塑性材料，可以使用由ISO75-2或ASTM D648定义的载荷挠曲温度(在0.45MPa的载荷下)为78℃以上；由JIS K7113定义的拉伸屈服强度为10MPa以上；由JISK7113定义的拉伸断裂伸长率为50％以上；且由JIS K7206定义的维卡软化温度(方法A)为130℃以上的热塑性材料。
热固性树脂的实例包括酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂和脲醛树脂。
除了热塑性树脂(包括热塑性弹性体)和热固性树脂以外，通用树脂例如(甲基)丙烯酸系树脂、EVA树脂、氯乙烯树脂、氟树脂或硅酮系树脂也可以用作该树脂材料。
胎圈芯22埋设在胎圈部16中。包括于胎圈芯22中的热塑性材料优选为烯烃系TPE、酯系TPE、酰胺系TPE或聚氨酯系TPE，或部分地与橡胶系树脂混炼的TPV。例如，热塑性材料优选的由ISO75-2或ASTM D648定义的载荷挠曲温度(在0.45MPa的载荷下)为75℃以上；由JIS K7113定义的拉伸屈服伸长率为10％以上；由JIS K7113定义的拉伸断裂伸长率为50％以上；且由JIS K7206的维卡软化温度(方法A)为130℃以上。
如图3中示出，胎圈芯22具有环形状，并且由具有与轮胎骨架构件12的树脂材料相比更高的弹性模量的热塑性材料制成。胎圈芯22的弹性模量优选为轮胎骨架构件12的弹性模量的1.5倍以上，并且更优选2.5倍以上。在其中弹性模量为1.5倍以下并且轮胎10安装到轮辋24并且用空气填充以增加内压的情况下，胎圈部16向轮胎径向外侧抬升，由此胎圈部16从轮辋24脱离。胎圈芯22可以通过使用硬质树脂来插入成形(注射成形)等而形成，并且胎圈芯22的形成方法没有特别限制。
如图3中示出，胎圈芯22具有例如圆环状截面。胎圈芯22可以具有波浪形状以致胎圈芯的半径根据沿着轮胎周向的位置而变化。在此情况下，胎圈芯22本身可以伸长至特定程度，这促进了轮辋安装。胎圈芯22不限于树脂(热塑性材料)，并且可以通过将树脂覆盖的钢丝帘线沿着轮胎周向螺旋状堆叠来形成。
在轮胎骨架构件12中，胎冠部26连接至胎侧部18的轮胎径向外侧。在胎冠部26的外周面上，设置带束层28。例如，带束层28通过将树脂覆盖的帘线沿着轮胎周向螺旋状卷绕来构成。
胎面32设置在胎冠部26和带束层28的轮胎径向外侧上。胎面32为例如，使用橡胶形成的预固化胎面(PCT)。胎面32由具有与用于形成轮胎骨架构件12的树脂材料相比更优异的耐磨耗性的橡胶形成。与用于传统的橡胶制充气轮胎相同种类的胎面橡胶，例如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)可以用作该橡胶。具有与形成轮胎骨架构件12的树脂材料相比更优异的耐磨耗性的其它种类的树脂材料可以用作胎面32。
在增强层14中，有机纤维30覆盖有树脂材料。增强层14从胎圈部16延伸至胎侧部18。增强层14沿着轮胎周向间隔、并排地配置。在其中在平面中延伸的状态中，增强层14形成为与在轮胎周向上相比在轮胎径向上更长。例如，与包括于轮胎骨架构件12中的树脂材料相同的树脂材料用作该树脂材料。有机纤维30的一个表面或两个表面可以覆盖有树脂材料。在其中有机纤维30的两个表面覆盖有树脂材料的情况下，有机纤维30可以配置在增强层14的厚度方向的中央。在其中覆盖两个表面的情况下，不同的树脂材料可以用于一个表面或另一表面。
有机纤维30构造为包括如下三个构成要素：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种；底涂层，所述底涂层设置在帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层(RF层)，所述粘接层设置在底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。在增强层14中，有机纤维30至少沿着轮胎径向延伸。沿着轮胎周向延伸的有机纤维30可以与该有机纤维30组合以致有机纤维30以相互交叉的方式彼此重叠。在此情况下，有机纤维30可以为织造或编织的从而形成为布的形式。注意的是，有机纤维30可以相对于轮胎径向和轮胎周向倾斜。
如图3中示出，增强层14的轮胎径向内侧端14A位于相对于胎圈部16的轮辋分离点P朝向轮胎径向内侧处。本文中使用的术语“轮辋分离点P”是指如下点：在其中将轮胎根据轮胎的尺寸安装到记载于由JATMA(Japan Automobile Tire Association)发行的2013版的YEAR BOOK中的轮辋上的情况下，轮胎在规定内压无载荷的状态下与轮辋凸缘分离的点。具体地，增强层14固定于埋设在胎圈部16中的胎圈芯22。具体地，例如，增强层14的轮胎径向内侧端14A以绕着胎圈芯22一周的方式卷绕于胎圈芯22上，从轮胎内侧向外侧折返并与增强层14自身接合。作为接合手段，优选热风熔接或使用热板的热压结合。作为其它接合手段，也可以采用缝制。接合长度L为3mm以上，更优选5mm以上，又更优选15mm以上。增强层14的轮胎径向内侧端14A可以从轮胎外侧向内侧卷绕(折返)。
如图2中示出，增强层14的轮胎径向外侧端14C从轮胎骨架构件12的胎圈部16经由(through)胎侧部18延伸至胎冠部26并且与带束层28重叠。与带束层28的从带束层28的端部朝向轮胎宽度方向中央侧的重叠量OP优选为5mm以上。增强层14可以延伸至轮胎宽度方向中央。增强层14的轮胎径向外侧端14C的位置可以在胎侧部18的轮胎最大宽度位置附近终止，或可以在到达胎冠部26之前(所谓的胎肩加强部(buttress portion))终止。
如图3中示出，增强层14的外表面14B位于相对于轮胎骨架构件12的厚度的一半(线H的位置)朝向轮胎外侧处。换言之，增强层14的外表面14B位于轮胎骨架构件12的外表面侧。增强层14可以在轮胎骨架构件12的外表面处露出。
增强层14的外表面14B的位置不限于此。例如，外表面14B可以位于轮胎骨架构件12的厚度的一半(线H的位置)处，或可以位于相对于轮胎骨架构件12的厚度的一半朝向轮胎内侧处。
作用
根据本实施方案的轮胎10至少包括由树脂制成的轮胎骨架构件12和增强层14。轮胎骨架构件12包括胎圈部16、位于胎圈部的轮胎径向外侧的胎侧部18、和位于胎侧部的轮胎宽度方向内侧的胎冠部26。胎面配置在胎冠部26上。其中有机纤维覆盖有树脂材料的增强层14从胎圈部16向胎侧部18延伸且沿着轮胎周向并排配置。下文中，说明作用。
在图2中，在根据本实施方案的轮胎10中，增强层14至少设置在轮胎骨架构件12的胎侧部18。即，轮胎骨架构件12设置有从胎圈部延伸至胎侧部的增强层，由此可以降低轮胎骨架构件12中的损伤的传播速度。增强层14配置在轮胎周向上，并且不为沿着轮胎周向一体地连续的形式，以致轮胎周向上的刚性不变得太高，这提供了良好的与轮胎径向上的刚性的平衡。因此，在兼顾轮胎的轮胎周向上的刚性与轮胎径向上的刚性之间的平衡的同时可以改善耐切断性能。
增强层14的外表面14B位于相对于轮胎骨架构件12的厚度的一半朝向轮胎外侧处。即，增强层14的外表面14B位于轮胎骨架构件12的外表面侧，以致轮胎的对于弯曲变形的耐久性改善。
进一步，增强层14的轮胎径向内侧端14A位于相对于胎圈部16的轮辋分离点P朝向轮胎径向内侧处，以致例如，可以抑制在其中车辆碾过路边等的情况下的挤压切割(pinchcut)。
增强层14固定于埋设在胎圈部16中的胎圈芯22，并且卷绕于胎圈芯22，以致增强层14可以承受轮胎中产生的大部分的张力。因此，显著地改善了对内压的耐性。结果，降低轮胎骨架构件12的厚度，并且可以改善乘坐舒适性。
如上所述，根据本实施方案的轮胎10，在兼顾轮胎周向上的刚性与轮胎径向上的刚性之间的平衡的同时，可以改善耐切断性能，由此可以改善乘坐舒适性。
在轮胎10中，通过将配置在胎侧部的增强层14的有机纤维构造为包括帘线构件、底涂层和粘接层(RF层)的三层，有机纤维可以不仅与增强层14强固地粘接，还与轮胎骨架构件12强固地粘接。
第二实施方案
在图4和5中，在根据本实施方案的轮胎20中，轮胎周向上彼此相邻的增强层14彼此接触。增强层14至少在包括轮胎最大宽度位置的部分处彼此接触。该接触包括其中增强层14的端面在轮胎周向上彼此接触的情况，和其中增强层14的端面在轮胎径向上彼此重叠的情况。
在增强层14中，形成了处于轮胎径向外侧的宽部14W和处于轮胎径向内侧的窄部14S。宽部14W包括胎侧部18的轮胎最大宽度位置。宽部14W彼此接触。窄部14S沿着轮胎周向彼此分离。
在图5中示出的实例中，宽部14W与窄部14S之间的边界14D位于相对于轮胎最大宽度位置的稍微朝向轮胎径向内侧处。边界14D的位置不限于此，如图6中示出，边界14D可以位于更朝向轮胎径向内侧处。即，在图6中示出的实例中，边界14D位于相对于胎圈部16的轮辋分离点P朝向轮胎径向内侧处。结果，可以抑制在其中车辆碾过路边等的情况下的挤压切割。
根据本实施方案的轮胎20，增强层14配置为沿着轮胎周向彼此接触，以致可以进一步改善耐切断性能。
其它部分与第一实施方案中相同，以致图中的相同的要素由相同的附图标记表示，并且省略其说明。
第三实施方案
其它增强层(未示出)可以配置在轮胎周向上彼此相邻的根据第一实施方案的增强层14之间。在此情况下，其它增强层和增强层14可以部分地彼此重叠。构成也可以如下：其它增强层的轮胎周向侧之一部分地与相邻的增强层14重叠，并且另一轮胎周向侧设置有距离相邻的增强层14的例如0.1mm以上的间隙而没有重叠。在第二实施方案中，轮胎周向上彼此相邻的增强层14可以部分地彼此重叠。
如图7A和7B中示出，构成也可以如下：增强层14的轮胎径向内侧端14A的宽度狭窄地形成，并且轮胎径向内侧端14A可以围绕胎圈芯22卷绕并且折返。结果，胎圈芯22的曲率可以抑制在增强层14中的褶皱的产生。
如图8A中示出，增强层14的轮胎径向内侧端14A可以通过粘接等而固定于胎圈芯22侧。在此情况下，优选的是，胎圈芯22具有多边形截面。如图8B中示出，增强层14的轮胎径向内侧端14A可以与胎圈芯22分离。在此情况下，优选的是，增强层14的轮胎径向内侧端14A位于相对于胎圈部16的轮辋分离点P朝向轮胎径向内侧处。在其中多个胎圈芯22设置在一个胎圈部16上的情况下，增强层14的轮胎径向内侧端14A可以夹在两个胎圈芯22之间。
第四实施方案
在图9中，根据本实施方案的轮胎110包括轮胎骨架构件112和增强层114。
轮胎骨架构件112由树脂制成并且包括：胎圈部116、位于胎圈部116的轮胎径向外侧的胎侧部118、和位于胎侧部118的轮胎宽度方向内侧的胎冠部126。胎面132配置在胎冠部126。这里，胎圈部116意指从轮胎骨架构件112的轮胎径向内侧端至轮胎骨架构件112的截面高度的30％的范围。轮胎骨架构件112具有围绕轮胎轴的环形状。包含于轮胎骨架构件112中的树脂的实例包括热塑性树脂(包括热塑性弹性体)、热固性树脂和其它通用树脂，以及工程塑料(包括超级工程塑料)。这里，硫化橡胶不包括于树脂中。
这里所谓的热塑性树脂(包括热塑性弹性体)是指与第一实施方案中定义的那些相同的高分子化合物，并且热塑性树脂(包括热塑性弹性体)的实例包括与第一实施方案中提及的树脂等相同的树脂。进一步，作为热塑性树脂，例如，可以使用具有与第一实施方案中提及的热塑性树脂的那些相同的载荷挠曲温度、拉伸屈服强度、拉伸断裂伸长率和维卡软化温度的热塑性树脂。
热固性树脂是指与第一实施方案中定义的那些相同的高分子化合物，并且热固性树脂的实例包括第一实施方案中提及的那些相同的树脂。进一步，可以使用的其它树脂材料也与第一实施方案中记载的那些相同。
从树脂覆盖的帘线120形成的圆环状胎圈芯122埋设在胎圈部116中。帘线120的材料可以为钢、有机纤维或树脂等。胎圈芯122为例如通过将树脂覆盖的多根(例如三根)帘线120彼此堆叠，同时将树脂覆盖的多根帘线120沿着轮胎周向卷绕而形成的成股加强筋。在成股加强筋的轮胎宽度方向的截面中，配置树脂覆盖的多根帘线120。例如，三层的帘线120彼此堆叠。
帘线120的堆叠方向可以为如图11和12中示出的轮胎径向，可以为如图13D中示出的轮胎宽度方向，或可以为其它方向。如图13C中示出，胎圈芯122可以为通过以下形成的单一的成股加强筋：将树脂覆盖的单根的帘线120在轮胎宽度方向和轮胎径向上堆叠，同时将帘线120沿着轮胎周向卷绕。堆叠层数不限于三层。进一步，只要帘线120覆盖有树脂，则胎圈芯122的形成方法没有特别限制，并且胎圈芯122不必须为成股加强筋。
覆盖帘线120的树脂材料优选为烯烃系TPE、酯系TPE、酰胺系TPE或聚氨酯系TPE，或部分地与橡胶系树脂混炼的TPV。例如，热塑性材料优选的由ISO75-2或ASTM D648定义的载荷挠曲温度(在0.45MPa的载荷下)为75℃以上；由JIS K7113定义的拉伸屈服伸长率为10％以上；由JIS K7113定义的拉伸断裂伸长率为50％以上；且由JIS K7206定义的维卡软化温度(方法A)为130℃以上。
在轮胎骨架构件112中，胎冠部126连接至胎侧部118的轮胎径向外侧。在胎冠部126的外周面上，设置带束层128。例如，带束层128通过将树脂覆盖的帘线沿着轮胎周向螺旋状卷绕来构成。
胎面132设置在胎冠部126和带束层128的轮胎径向外侧上。胎面132由具有与用于形成轮胎骨架构件112的树脂材料相比更优异的耐磨耗性的橡胶形成。与用于传统的橡胶制充气轮胎相同种类的胎面橡胶，例如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)可以用作该橡胶。具有与形成轮胎骨架构件112的树脂材料相比更优异的耐磨耗性的其它种类的树脂材料可以用作胎面132。
在增强层114中，有机纤维130覆盖有树脂材料。增强层114热熔接至胎圈芯122。热熔接是指使用将增强层114的树脂材料和胎圈芯122的树脂材料热熔融和接合。增强层114热熔接至胎圈芯122。
例如，与包含于轮胎骨架构件112中的树脂材料相同的树脂材料用作覆盖有机纤维130的树脂材料。有机纤维130的一个表面或两个表面可以覆盖有树脂材料。在其中有机纤维130的两个表面覆盖有树脂材料的情况下，有机纤维130可以配置在增强层114的厚度方向的中央。在其中要覆盖两个表面的情况下，不同的树脂材料可以用于一个表面和另一表面。
有机纤维130构造为包括如下三个构成要素：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种；底涂层，所述底涂层设置在帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层，所述粘接层设置在底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。在增强层114中，有机纤维130至少沿着轮胎径向延伸。沿着轮胎周向延伸的有机纤维130可以与该有机纤维130组合以致有机纤维130以相互交叉的方式彼此重叠。在此情况下，有机纤维130可以为织造或编织的从而形成为布的形式。注意的是，有机纤维130可以相对于轮胎径向和轮胎周向倾斜。
如图11至13中示出，作为将增强层114接合至胎圈芯122的模式，各种变化是可想到的。这里，图11和12各自中示出的胎圈芯122为沿着轮胎径向彼此堆叠的三层的成股加强筋。图13A、图13B和图13D中示出的胎圈芯122为沿着轮胎宽度方向彼此堆叠的三层的成股加强筋。图13C中示出的胎圈芯122为沿着各个轮胎径向和轮胎宽度方向堆叠为三层的单一的成股加强筋。
在图11A中示出的实例中，增强层114接合至胎圈芯122的轮胎宽度方向外侧表面122A的一部分。该部分为包括于胎圈芯122的三层当中位于轮胎径向最外侧处的层。
在图11B中示出的实例中，增强层114全面地接合至胎圈芯122的轮胎宽度方向外侧表面122A。
在图11C中示出的实例中，增强层114弯曲为基本上L形状以致遵循胎圈芯122的轮胎宽度方向外侧表面122A和轮胎径向内侧表面122B，并且增强层114接合遍及从轮胎宽度方向外侧表面122A至轮胎径向内侧表面122B的轮胎宽度方向中央的表面。
在图11D中示出的实例中，增强层114全面地接合至胎圈芯122的从轮胎宽度方向外侧表面122A至轮胎径向内侧表面122B。
在图11E中示出的实例中，增强层114弯曲为基本上U形状以致遵循胎圈芯122的轮胎宽度方向外侧表面122A、轮胎径向内侧表面122B和轮胎宽度方向内侧表面122C，并且全面地接合至胎圈芯122的从轮胎宽度方向外侧表面122A至轮胎径向内侧表面122B和轮胎宽度方向内侧表面122C。
在图11F中示出的实例中，增强层114围绕胎圈芯122的周围。该增强层114以围绕胎圈芯122的方式弯曲，并且全面地接合至轮胎宽度方向外侧表面122A、轮胎径向内侧表面122B、轮胎宽度方向内侧表面122C和轮胎径向外侧表面122D。
在图12A中示出的实例中，增强层114全面地接合至胎圈芯122的轮胎径向外侧表面122D。
在图12B中示出的实例中，增强层114弯曲为基本上L形状以致遵循胎圈芯122的轮胎径向外侧表面122D和轮胎宽度方向内侧表面122C，并且全面地接合至胎圈芯122的从轮胎径向外侧表面122D至轮胎宽度方向内侧表面122C。
在图12C中示出的实例中，增强层114弯曲为基本上U形状以致遵循轮胎径向外侧表面122D、轮胎宽度方向内侧表面122C和轮胎径向内侧表面122B，并且全面地接合至胎圈芯122的从轮胎径向外侧表面122D至轮胎宽度方向内侧表面122C和轮胎径向内侧表面122B。
在图12D中示出的实例中，增强层114围绕胎圈芯122的周围。该增强层114以围绕胎圈芯122的方式弯曲，并且全面地接合至轮胎径向外侧表面122D、轮胎宽度方向内侧表面122C、轮胎径向内侧表面122B和轮胎宽度方向外侧表面122A。
在图11和12中示出的实例中，增强层114的胎圈芯侧的末端114A位于胎圈芯122的周围。该末端114A热熔接至胎圈芯122。末端114A可以位于胎圈芯122的周围，并且末端114A不必须热熔接至胎圈芯122。
在图13A至13D中示出的实例中，增强层114的胎圈芯122侧的末端114A位于胎圈芯122的帘线120之间。这可以通过以下来实现：在其中通过将帘线120彼此堆叠同时将帘线120沿着轮胎周向卷绕来生产胎圈芯122的情况下，将增强层114的末端114A夹在帘线120之间。
在图13A中示出的实例中，增强层114的末端114A位于构成胎圈芯122的三层当中，位于轮胎径向最外侧处的层与位于轮胎径向中央的层之间。
在图13B中示出的实例中，增强层114的末端114A位于构成胎圈芯122的三层当中，位于轮胎径向最内侧处的层与位于轮胎径向中央的层之间。
在图13C中示出的实例中，胎圈芯122为单一的成股加强筋，并且增强层114的末端114A位于轮胎宽度方向上彼此相邻的三对帘线120之间。在图13D中示出的实例中，增强层114的末端114A位于构成胎圈芯122的三层当中，位于轮胎宽度方向最外侧处的层与位于轮胎宽度方向中央的层之间。该胎圈芯122为通过在轮胎宽度方向上堆叠形成的成股加强筋。在图13C和13D中，增强层114的末端114A处于从轮胎径向外侧向内侧插入胎圈芯122的帘线120之间的状态。
除了以上以外，如图14A和14B中示出，在将增强层114的末端114A配置在胎圈芯122的帘线120之间之后，增强层114可以以其中例如增强层114沿着箭头A的方向卷绕于胎圈芯122的周围的状态通过热熔接与胎圈芯122一体化形成。在该实例中，增强层114全面地接合至胎圈芯122的轮胎宽度方向外侧表面122A、轮胎径向内侧表面122B和轮胎宽度方向内侧表面122C的表面，并且接合至轮胎径向外侧表面122D的一部分，并且末端114A位于帘线120之间。
如图10A中示出，增强层114与胎圈芯122热熔接且一体化形成。在其中增强层114的末端114A位于胎圈芯122的帘线120之间的情况下(图13和14)，增强层114在制造胎圈芯122期间与胎圈芯122一体化形成。
这里，简单地说明轮胎110的制造方法。首先，将一体化形成的胎圈芯122和增强层114放入模具(未示出)中，并且将树脂材料供给至模具内的内腔中，由此如图10B中示出，将由树脂材料制成的轮胎骨架构件112与胎圈芯122和增强层114一体化地成形。增强层114位于轮胎骨架构件112的从胎侧部118至胎冠部126的外表面。上述的带束层128设置在轮胎骨架构件112的胎冠部126的外周上。如图10C中示出，橡胶层134形成在轮胎骨架构件112的胎侧部118的外侧和胎圈部116的周围，并且将胎面132在带束层128的轮胎径向外侧硫化成形。结果，获得了本实施方案的轮胎110。
如图9中示出，增强层114从胎圈部116延伸至胎侧部118并且沿着轮胎周向并排地配置。在此情况下，轮胎周向上彼此相邻的增强层114可以配置为彼此紧密接触，或可以沿着轮胎周向间隔地配置。
例如，增强层114的轮胎径向外侧端114C从轮胎骨架构件112的胎冠部126延伸并且与带束层128重叠。与带束层128的从带束层128的轮胎宽度方向端部至轮胎宽度方向中央侧的重叠量优选为5mm以上。增强层114可以延伸至轮胎宽度方向中央。增强层114的轮胎径向外侧端14C的位置可以在胎侧部118的轮胎最大宽度位置附近终止，或可以在到达胎冠部126之前(所谓的胎肩加强部)终止。
作用
根据本实施方案的轮胎110包括：轮胎骨架构件，所述轮胎骨架构件由树脂制成并且包括其中至少埋设由树脂覆盖的帘线形成的胎圈芯的胎圈部、和位于胎圈部的轮胎径向外侧上的胎侧部；和增强层，所述增强层中有机纤维覆盖有树脂材料，热熔接至胎圈芯，并且从胎圈部延伸至胎侧部。以下说明作用。
在图9中，在根据本实施方案的轮胎110中，增强层114设置在轮胎骨架构件112的外表面，具体地，从胎圈部116至胎侧部118并且进一步至胎冠部126，由此可以降低轮胎骨架构件112中的损伤的传播速度。结果，可以改善轮胎110的耐切断性能。增强层114沿着轮胎周向配置并且不为在轮胎周向上一体化地连续的形式，以致轮胎周向上的刚性不变得太高，这提供了良好的与轮胎径向上的刚性的平衡。
增强层114的外表面位于轮胎骨架构件112的外表面，以致轮胎110的对于弯曲变形的耐久性改善。增强层114接合至胎圈芯122，以致增强层114能够承受轮胎110中产生的张力。因此，可以改善对内压的耐性(耐压性)。结果，可以降低轮胎骨架构件112的厚度，并且可以改善乘坐舒适性。
在图11和12中，胎圈芯122通过将帘线120用树脂覆盖来形成，并且增强层114热熔接至胎圈芯122，以致与其中增强层114粘接至胎圈芯122的情况相反，不必要设置用于粘接的层。
特别地，在图11和12中示出的实例中，增强层114的胎圈芯122侧的末端114A位于胎圈芯122的周围，以致与其中末端114A在胎圈芯122处折返的结构相比，制造方法较简单，并且可以使包括于增强层114中的构件的长度较短。结果，可以同时实现轮胎骨架构件112的增强和简化，还可以降低轮胎110的重量。
在图13中示出的实例中，增强层114的胎圈芯122侧的末端114A位于胎圈芯122的帘线120之间。进一步，如图13C和13D中示出，在其中胎圈芯由成股加强筋构成的情况下，增强层114和胎圈芯122可以更强固地接合，以致轮胎110的耐压性可以进一步改善。
在轮胎110中，配置在胎侧部的增强层114的有机纤维由三层，即帘线构件、底涂层和粘接层构成，以致有机纤维可以不仅与增强层114强固地粘接，还与轮胎骨架构件112强固地粘接。
如上所述，根据本实施方案的轮胎110，因为增强层114从胎圈部116延伸至胎侧部118，可以同时改善耐压性和耐切断性能，同时降低轮胎110的重量。
第五实施方案
在第四实施方案中，增强层114沿着轮胎周向并排地配置。然而，增强层114可以一体化地形成。轮胎周向上彼此相邻的增强层114可以部分地彼此重叠。进一步，其它增强层(未示出)可以配置在轮胎周向上彼此相邻的增强层114之间。在此情况下，其它增强层和增强层114可以部分地彼此重叠。构成也可以如下：其它增强层的轮胎周向一侧部分地与相邻的增强层14重叠，并且轮胎周向另一侧设置有距离相邻的增强层114的例如0.1mm以上的间隙而没有重叠。
根据本公开的轮胎包括以下方面。
<1>一种轮胎，所述轮胎包括：
轮胎骨架构件，所述轮胎骨架构件由树脂制成且包括胎圈部和位于所述胎圈部的轮胎径向外侧的胎侧部；和
增强层，所述增强层包括有机纤维和覆盖所述有机纤维的树脂材料，
其中所述有机纤维包括：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种；底涂层，所述底涂层设置在所述帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层，所述粘接层设置在所述底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。
<2>根据<1>所述的轮胎，其中包括于所述增强层中的所述树脂材料包含聚酰胺系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂。
<3>根据<2>所述的轮胎，其中所述聚酰胺系热塑性树脂为聚酰胺系热塑性弹性体。
<4>根据<1>至<3>任一项所述的轮胎，其中所述帘线构件通过将多根单丝捻合而得到的单根的复丝加捻来获得，或通过将两根以上的所述复丝捻合来获得。
<5>根据<1>至<4>任一项所述的轮胎，其中所述增强层配置在所述胎侧部。
实施例
下文中，本公开通过实施例进一步说明，但本公开不限于以下实施例。下文中，将底涂层形成在帘线构件上的处理称为底涂处理；形成粘接层(RF层)的处理称为RF处理；并且用树脂覆盖的处理称为树脂覆盖处理。
帘线构件
聚酯纤维
作为帘线构件，将作为聚酯纤维的复丝的1100dtex的两个纱线束以每10cm长度为47周捻合，从而制得第一捻和第二捻，由此获得从具有由1670dtex/2表示的结构且捻数为47×47(周/10cm)的聚酯纤维形成的帘线构件。
芳香族聚酰胺纤维
作为帘线构件，将作为芳香族聚酰胺纤维的复丝的1670dtex的两个纱线束以每10cm长度为47周捻合，从而制得第一捻和第二捻，由此获得从具有由1670dtex/2表示的结构且捻数为39×39(周/10cm)的芳香族聚酰胺纤维形成的帘线构件。
第一组合物
将用于形成底涂层的第一组合物用以下条件1中示出的配方来制备。
条件1
-山梨糖醇多缩水甘油醚(DENACOL EX-614B，Nagase ChemteX Corporation制造)：7.8质量份
-异丁烯和马来酸酐的共聚物(ISOBAM，Kuraray Co.,Ltd.制造)：60.7质量份
-封端异氰酸酯的水溶液(BN-27，Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)：41.5质量份
-水：889.9质量份
第二组合物
将用于形成粘接层的第二组合物用以下条件2中示出的配方来制备。
条件2
-氢氧化钠溶液(10质量％水溶液)(Tosoh Corporation制造)：33.3质量份
-甲醛(37质量％水溶液)(ISOBAM，Nippon Kasei Chemical Co.,Ltd.制造)：34.8质量份
-间苯二酚(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)：27.1质量份
-水：904.8质量份
实施例1
底涂处理
使用常规的浸渍处理设备，将从以上制备的聚酯纤维形成的帘线构件用以上制备的第一组合物浸渍和涂布，并且在160℃至180℃下干燥和焙烧。
RF处理
将底涂处理之后的帘线构件用以上制备的第二组合物浸渍和涂布，并且在160℃至180℃下干燥和焙烧，由此获得其中帘线构件、底涂层和RF粘接层依序层叠的有机纤维。
树脂覆盖处理
将有机纤维放置在常规层压机(覆盖设备)上，用作为树脂材料的聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)在树脂挤出期间的模具温度为245℃且层压机加压温度为230℃下覆盖，由此制备了宽度为13cm、长度为100mm且厚度为0.8mm的层叠板作为试验片1。试验片1仅在横一行中以1mm的间隔包括100根有机纤维。
以下说明聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)的制备。
聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)的制备
通过包括以下两步骤聚合反应，即聚合反应A和聚合反应B的处理步骤来制备TPA。
处理步骤A
将43.7g的1,2-氨基十二烷酸(Aldrich制造)、601g的氨基十二内酰胺(Aldrich制造)和15.5g的己二酸(Aldrich制造)放入容量为2L且装配有搅拌器、氮气导入口和缩合水排出口的反应容器中。将反应容器中的空气由氮气充分地替换，然后温度升高至280℃。使混合物在0.6MPa的压力下搅拌的同时反应4小时(聚合反应A)。在释放压力之后，使混合物在氮气流下进一步反应1小时以获得作为重均分子量为6000的尼龙12聚合物(其末端结合有扩链剂的硬链段[PA 12])的白色固体。
处理步骤B
将70.9g的作为软链段的聚氧化丙烯-聚四亚甲基二醇-聚氧化丙烯二胺(PPG-PTMG-PPG)(HUNTSMAN制造，JEFFAMINE XTJ-548，重均分子量：1700)和71mg的四叔丁氧基锆添加至250g的如上所述获得的尼龙12聚合物，并且混合物的反应(聚合反应B)在230℃下搅拌的同时进行6小时。然后，将1g的IRGANOX 1010添加至通过该反应获得的反应产物，并且混合，由此获得作为树脂材料的白色聚酰胺系热塑性弹性体(重均分子量：75,000)。
实施例2
在实施例2中，除了实施例1的帘线构件改变为芳香族聚酰胺纤维以外，在与实施例1相同的条件下制备有机纤维，并且以与实施例1中相同的方式，将有机纤维用树脂材料覆盖，由此制备了作为试验片2的层叠板。
实施例3和4
在实施例3中，除了作为实施例1的覆盖材料的TPA改变为聚氨酯热塑性弹性体(TPU)以外，以与实施例1中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片3的层叠板。在实施例4中，除了作为实施例2的覆盖材料的TPA改变为TPU以外，以与实施例1中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片4的层叠板。
作为TPU，由BASF Co.制造的ELASTOLLAN(ET 680)按其本身使用。
比较例1
在比较例1中，将由聚酯纤维形成的帘线构件放入覆盖设备中而不进行底涂处理和RF处理，并且以与实施例1中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片5的层叠板。
比较例2
在比较例2中，将由芳香族聚酰胺纤维形成的帘线构件放入覆盖设备中而不进行底涂处理和RF处理，并且以与实施例1中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片6的层叠板。
比较例3
在比较例3中，将通过以与实施例1相同的方式进行的底涂处理获得的聚酯纤维放入覆盖设备中而不进行RF处理，并且以与实施例2中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片7的层叠板。
比较例4
在比较例4中，将通过以与实施例2相同的方式进行的底涂处理获得的芳香族聚酰胺纤维放入覆盖设备中而不进行RF处理，并且以与实施例2中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片8的层叠板。
比较例5
在比较例5中，由以与实施例1中相同的方式获得的聚酯纤维形成的帘线构件进行RF处理而不进行底涂处理，然后以与实施例1相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片9的层叠板。
比较例6
在比较例6中，由以与实施例2中相同的方式获得的芳香族聚酰胺纤维形成的帘线构件进行RF处理而不进行底涂处理，然后以与实施例2相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片10的层叠板。
比较例7至比较例12
在比较例7中，除了作为比较例1的树脂材料的TPA改变为TPU以外，以与实施例1中相同的方式来进行树脂覆盖处理，由此制备了作为试验片11的层叠板。相似地，如以下表1中示出，除了用于比较例2、3、4、5和6中的树脂覆盖处理的TPA分别改变为比较例8、9、10、11和12中的TPU以外，以与比较例2至6中相同的方式来制备比较例8至12中的作为试验片12至16的各层叠板。
粘接强度的测量
以上制备的实施例和比较例中的各试验片的粘接强度通过使用试验片中的硫化橡胶的粘接力的测量方法来测定，所述方法记载于国际公开(WO)No.2010/125992中。即，对于各试验片，有机纤维与树脂材料之间的粘接强度通过依照JIS K6301:1995中规定的“7.剥离试验”的试验方法来测定。在测量中，将埋设在作为试验片的层叠板中的有机纤维以恒定拉伸速度从层叠板拉出，并且从层叠板拉出一根有机纤维所需要的力表示为粘接强度(N/根)。
结果
表1
Figure GDA0001620006430000331
表2
Figure GDA0001620006430000332
表1和2的结果示出，在使用聚酯纤维和芳香族聚酰胺纤维的两种情况下，具有高的剥离强度的试验片(增强层)可以通过进行底涂处理和RF处理来获得。其中，示出的是，底涂处理对于改善获得的构件的剥离强度是重要的。
因此，示出的是，在其中有机纤维构造为包括帘线构件、底涂层和RF层，并且有机纤维覆盖有树脂材料的情况下，可以获得其中帘线构件和树脂材料充分地粘接的增强层。
日本专利申请No.2015-199628的公开以其整体作为参考并入本文中。
记载于本说明书中的全部文献、专利申请和技术标准以与各个独立的文献、专利申请或技术标准具体且独立地记载以作为参考并入相同的程度作为参考并入本文中。

Claims (5)

1.一种轮胎，所述轮胎包括：
不包含硫化橡胶的轮胎骨架构件，所述轮胎骨架构件由树脂制成且包括胎圈部和位于所述胎圈部的轮胎径向外侧的胎侧部；和
增强层，所述增强层包括有机纤维和覆盖所述有机纤维的树脂材料，
其中所述有机纤维包括：帘线构件，所述帘线构件包含芳香族聚酰胺系纤维材料和聚酯系纤维材料中的至少一种；底涂层，所述底涂层设置在所述帘线构件上且由包含环氧系化合物和异氰酸酯系化合物中的至少一种的第一组合物形成；和粘接层，所述粘接层设置在所述底涂层上且由包含间苯二酚-甲醛树脂的第二组合物形成。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中包括于所述增强层中的所述树脂材料包含聚酰胺系热塑性树脂或聚氨酯系热塑性树脂。
3.根据权利要求2所述的轮胎，其中所述聚酰胺系热塑性树脂为聚酰胺系热塑性弹性体。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述帘线构件通过将多根单丝捻合而得到的单根的复丝加捻来获得，或通过将两根以上的所述复丝捻合来获得。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述增强层配置在所述胎侧部。
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