CN110248789A - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用具备由脱模剂形成的涂层来进行硫化、具有微量的脱模剂附着于轮胎内表面的状态，由此能兼顾空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性且不会使行驶时的轮辋偏移性恶化的充气轮胎及其制造方法。一种使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化的充气轮胎，在胎面部1的内表面利用电子显微镜检测出的脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
Description
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎及其制造方法，更详细而言，涉及一种使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化且具有微量的脱模剂附着于轮胎内表面的状态，由此能兼顾空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性而不会使行驶时的轮辋偏移性恶化的充气轮胎及其制造方法。
背景技术
在使用气囊来硫化生胎时，在气囊和生胎的内表面容易粘贴气囊，因此通过在生胎的内表面涂布脱模剂，防止生胎和气囊粘贴(例如，专利文献1)。
然而，在将脱模剂涂布于轮胎内表面的情况下，若其涂布量过少，则不能充分地获得由脱模剂提供的空气保持性，另一方面，若涂布量过多，则在漏气轮胎修补时脱模剂排斥漏气轮胎修补液，存在密封性恶化的问题。此外，在使用了粉末状的脱模剂的情况下，在将脱模剂涂布至轮胎内表面时，有时脱模剂飞散至胎圈部，在胎圈部附近大量地附着有脱模剂的状态下被硫化成形的充气轮胎存在行驶时轮辋偏移性恶化的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-96546号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化、具有微量的脱模剂附着于轮胎内表面的状态，由此能兼顾空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性而不会使行驶时的轮辋偏移性恶化的充气轮胎及其制造方法。
技术方案
用于实现上述目的的本发明的充气轮胎是使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化的充气轮胎，其特征在于，在胎面部的内表面利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
此外，本发明的充气轮胎是使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化的充气轮胎，其特征在于，在胎面部的内表面利用X射线荧光分析法检测出的所述脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。
本发明的充气轮胎的制造方法是使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来硫化生胎的充气轮胎的制造方法，其特征在于，使在硫化结束的充气轮胎的胎面部的内表面利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
此外，本发明的充气轮胎的制造方法是使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来硫化生胎的充气轮胎的制造方法，其特征在于，使在硫化结束的充气轮胎的胎面部的内表面利用X射线荧光分析法检测出的所述脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。
有益效果
在本发明中，通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化，能够使轮胎内表面的脱模剂的厚度为0.1μm～100μm，或使脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。这样，在使微量的脱模剂附着于轮胎内表面的情况下，脱模剂阻碍空气从轮胎内表面透过，空气保持性良好，另一方面，能改善漏气轮胎修补时的密封性。此外，根据本发明，与像以往那样将粉末状的脱模剂喷雾至轮胎内表面的情况不同，脱模剂不会在胎圈部附近过度地附着，因此不会使轮辋偏移性恶化。其结果是，能兼顾空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性而不使行驶时的轮辋偏移性恶化。
附图说明
[图1]是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖面图。
[图2]是放大表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的一部分的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。需要说明的是，在图1中，CL是轮胎中心线。
如图1所示，由本发明的实施方式形成的充气轮胎具备：胎面部1，在轮胎周向延伸并形成环状；一对侧壁部2、2，配置于该胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3、3，配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧。
在一对胎圈部3、3之间装架有胎体层4。该胎体层4包括在轮胎径向延伸的多根增强帘线，且绕着配置于各胎圈部3的胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有剖面三角形的由橡胶组合物形成的胎边芯6。
另一方面，在胎面部1处的胎体层4的外周侧埋设有多层带束层7。这些带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多根增强帘线，且配置为增强帘线在层间相互交叉。在带束层7中，增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定在10°～40°的范围。作为带束层7的增强帘线，优选使用钢帘线。在带束层7的外周侧，以提高高速耐久性为目的，配置有至少一层带束覆盖层8，该带束覆盖层8为相对于轮胎周向例如以5°以下的角度排列增强帘线而成。作为带束覆盖层8的增强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。
此外，在胎面部1形成有在轮胎周向延伸的多条主槽9，通过这些主槽9在胎面部1划分出多列环岸部10。
需要说明的是，上述的轮胎内部构造示出充气轮胎的代表性例子，但并不限定于此。
如图2所示，在上述充气轮胎中，脱模剂的转印层12存在于轮胎内表面11的轮胎径向内侧。通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来硫化生胎，在硫化结束的充气轮胎中，该脱模剂的转印层12被转印至该轮胎内表面11。如此一来，转印的脱模剂未被转印至轮胎内表面11的整个面，而是散布于轮胎内表面。
脱模剂的转印层12的厚度g为0.1μm～100μm。该脱模剂的转印层12的厚度g可以使用电子显微镜进行检测。在利用电子显微镜测定脱模剂的转印层12的厚度g时，使用将上述充气轮胎沿轮胎宽度方向切出的样品，测定该样品中的多处(例如，轮胎周向四处以及轮胎宽度方向三处)的厚度。然后，通过将在上述多处所测定出的测定值平均，计算出脱模剂的转印层12的厚度g(平均厚度)。
另一方面，胎面部1的内表面的脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。在本发明中，在规定胎面部1的内表面的脱模剂的量时，以作为一般的脱模剂的主成分的硅量为指标。可使用X射线荧光分析法来检测该硅量，通常，X射线荧光分析法有FP法(基本参数法)和校正曲线法，在本发明中采用FP法。在测定脱模剂(硅)的量时，使用在上述充气轮胎的多处(例如，轮胎周向四处以及轮胎宽度方向三处，共计七处)剥离胎体层以及内衬层所得到的片材样品(尺寸：宽度70mm，长度100mm)，从各片材样品中进一步抽取角部四处以及中央部一处共计五处的测定样品(尺寸：宽度13mm～15mm，长度35mm～40mm)，使用X射线荧光分析装置对各测定样品测定脱模剂的量。然后，通过对上述每个片材样品的五个测定样品的测定值进行平均，计算出每个片材样品的脱模剂的量，其计算值分别包含于0.1重量％～10.0重量％的范围。此外，荧光X射线粒子具有与原子序号成比例的固有能量，通过测定该固有能量，能够确定元素。具体而言，硅的固有能量为1.74±0.05keV。需要说明的是，脱模剂(硅)的荧光X射线粒子数(X射线强度)在0.1cps/μA～1.5cps/μA的范围。
脱模剂的转印层12部分地配置于轮胎内表面11的至少包括从一方的胎边芯6的上端位置至另一方的胎边芯6的上端位置的区域的轮胎宽度方向的一部分区域为好。如图1所示，该区域与包括轮胎最大宽度位置的区域X相当。通过在轮胎内表面11的至少与区域X相当的区域形成脱模剂的转印层12，能够同时改善空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性。进而，更优选的是，脱模剂的转印层12部分地配置于至少包括带束层7的下部的轮胎宽度方向的一部分区域(在图1示出的区域Y)。
作为由脱模剂形成的转印层12中可配合的成分，例如，可以举出含有有机硅成分作为有效成分的成分。作为有机硅成分，可列举出聚有机硅氧烷类，例如，可列举出二烷基聚硅氧烷、烷基苯基聚硅氧烷、烷基芳烷基聚硅氧烷、3,3,3-三氟丙基甲基聚硅氧烷等。二烷基聚硅氧烷例如是，二甲基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、甲基异丙基聚硅氧烷，甲基十二烷基聚硅氧烷。烷基苯基聚硅氧烷例如是，甲基苯基聚硅氧烷、二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物。烷基芳烷基聚硅氧烷例如是，甲基(苯乙基)聚硅氧烷、甲基(苯丙基)聚硅氧烷。这些聚有机硅氧烷类可以并用一种或者两种以上。
如上所述，通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化，能使轮胎内表面11的脱模剂的厚度g为0.1μm～100μm，或使脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。这样，在使微量的脱模剂附着于轮胎内表面11的情况下，脱模剂阻碍空气从轮胎内表面11透过，空气保持性良好，另一方面，能改善漏气轮胎修补时的密封性。在此，若轮胎内表面11的脱模剂的厚度比0.1μm薄，或脱模剂的硅的量比0.1重量％少，则不能充分地防止硫化时的生胎与气囊的粘贴。若脱模剂的厚度比100μm厚，或脱模剂的硅的量比10.0重量％多，则在漏气轮胎修补时脱模剂排斥漏气轮胎修补液，存在密封性恶化的趋势。特别是，在带束端部附近密封性的恶化显著。
此外，根据本发明，与像以往那样将粉末状的脱模剂喷雾至轮胎内表面11的情况不同，脱模剂不会在胎圈部3附近过度地附着，因此不会使轮辋偏移性恶化。其结果是，能兼顾空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性而不使行驶时的轮辋偏移性恶化。
接着，对本发明的充气轮胎的制造方法进行说明。在硫化生胎时，预先在气囊覆盖(优选烘烤涂布)脱模剂，在气囊的外表面形成由脱模剂形成的涂层。在该气囊的外表面形成涂层的工序，例如，在涂布脱模剂后在150℃下保存一个小时、在90℃下保存四个小时或在常温下保存八个小时的条件下同时进行施工。此外，在气囊的外表面形成涂层的工序在一次以上且三次以下的范围内进行实施。使用如上所述地形成有涂层的气囊来硫化生胎。
如上所述，通过使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来进行硫化，能够使轮胎内表面11的脱模剂的厚度g为0.1μm～100μm，或使脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。这样，在使微量的脱模剂附着于轮胎内表面11的情况下，脱模剂阻碍空气从轮胎内表面11透过，空气保持性良好，另一方面，能改善漏气轮胎修补时的密封性。此外，根据本发明，与像以往那样将粉末状的脱模剂喷雾至轮胎内表面11的情况不同，脱模剂不会在胎圈部3附近过度地附着，因此不会使轮辋偏移性恶化。其结果是，能兼顾空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性而不使行驶时的轮辋偏移性恶化。
特别是，优选的是，在气囊的外表面形成涂层的工序中，涂层的覆盖时间t(hour)和温度T(℃)满足t≥-0.0571T+9.14且10℃≤T≤180℃的条件。此外，更优选的是，将温度T设为90℃，将覆盖时间t设为4小时，进一步优选的是，将温度T设为150℃，将覆盖时间t设为1小时。通过满足这样的条件，在具有涂层的气囊中，能缩短涂敷脱模剂的时间，并且防止气囊使用期限的缩短。在此，温度T(℃)越高，能在越短时间内形成涂层，但气囊容易劣化，缩短气囊使用期限。
实例
制作出：轮胎尺寸为275/35ZR20，在使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行硫化的充气轮胎中，如表1所示设定了有无轮胎内表面的脱模剂、轮胎内表面的脱模剂的厚度(μm)的实例1～3的轮胎。
此外，准备了比较例1～3的轮胎。对于比较例1，除了代替气囊使用刚性型芯来进行硫化，在轮胎内表面不存在脱模剂以外，具有与实例1相同的构造。对于比较例2，除了将轮胎内表面的脱模剂的厚度设定为110μm以外，具有与实例1相同的构造。对于比较例3，除了将粉末状的脱模剂喷雾至轮胎内表面来进行硫化、将轮胎内表面的脱模剂的厚度设定为110μm以外，具有与实例1相同的构造。
需要说明的是，在表1中，轮胎内表面的脱模剂的厚度(μm)是使用扫描电子显微镜(SEM-EDX)，来对制作工序结束后的各试样轮胎的轮胎周向四处以及轮胎宽度方向三处的脱模剂的厚度进行测定，并将这些测定值平均后的值。
按照下述试验方法，对这些试验轮胎的空气保持性、漏气轮胎修补时的密封性以及轮辋偏移性进行评价，并将其结果一并表示于表1。
空气保持性：
将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，在气压270kPa、温度21℃的条件下放置了24小时后，设初始气压为250kPa，历经42天，测定气压，求出第15天至第42天的气体泄漏量的斜率。评价结果使用测定值的倒数，以将比较例1设为100的指数来表示。该指数值越大，意味着空气保持性越优异。
漏气轮胎修补时的密封性：
在各试验轮胎的胎肩部开有漏气孔(直径4mm)。接着，将开有漏气孔的轮胎装接于转鼓试验机，从轮胎的气门嘴注入轮胎漏气密封剂450mL，填充空气以使轮胎内压为200kPa。之后，在载荷4.17kN，时速30km的条件下重复使上述轮胎行驶1分钟后停止的间歇运转，测定出到漏气孔被密封而没有空气泄漏为止的行驶距离(漏气轮胎修补距离)。有无空气泄漏通过在上述漏气孔的部分喷涂肥皂水来确认肥皂水是否变成泡沫。评价结果基于间歇运转的周期数进行评价，将在10个周期以内被密封的情况设为○，将在11个周期以上被密封的情况设为Δ，将未被密封的情况设为×。
轮辋偏移性：
将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，在行驶速度50km/h、气压230kPa的条件下实施10次紧急制动，来测定出轮辋和轮胎的偏移量。评价结果使用测定值的倒数，以将比较例1设为100的指数来表示。该指数值越大，意味着轮辋偏移性越优异。
[表1]
| 比较例1 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 比较例2 | 比较例3 | |
| 有无轮胎内表面的脱模剂 | 无 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有(粉末状) |
| 轮胎内表面的脱模剂的厚度(μm) | 0 | 0.1 | 10 | 100 | 110 | 110 |
| 空气保持性 | 100 | 102 | 103 | 104 | 104 | 104 |
| 漏气轮胎修补时的密封性 | ○ | ○ | ○ | ○ | Δ | ○ |
| 轮辋偏移性 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 95 |
根据该表1可知，实例1～3的充气轮胎与比较例1相比，不会使行驶时的轮辋偏移性恶化，同时改善了空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性。
另一方面，在比较例2中，由于轮胎内表面的脱模剂的厚度比较厚，因此漏气轮胎修补时的密封性降低。在比较例3中，由于将脱模剂喷雾至轮胎内表面且该脱模剂附着于胎圈部(与轮辋的接触部)，因此轮辋偏移性降低。
接着，与实例1～3同样地制作出：在使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化的充气轮胎中，如表2所示设定了有无轮胎内表面的脱模剂、轮胎内表面的脱模剂(硅)的量(重量％)的实例4～6的轮胎。
此外，准备了比较例4～6的轮胎。对于比较例4，代替气囊使用刚性型芯来进行硫化，未使用脱模剂。对于比较例5，除了将轮胎内表面的脱模剂(硅)的量设定为11％以外，具有与实例4相同的构造。对于比较例6，除了将粉末状的脱模剂喷雾至轮胎内表面来进行硫化、将轮胎内表面的脱模剂(硅)的量设定为45％以外，具有与实例4相同的构造。
需要说明的是，在表2中，轮胎内表面的脱模剂(硅)的量是将基于使用能量色散型X射线荧光分析装置(岛津制作所公司制EDX-720)，在制作工序结束后的各试验轮胎的轮胎周向四处以及轮胎宽度方向三处分别测定的脱模剂(硅)的量所计算出的计算值平均后的值。作为测定条件，为在真空状态下、电压50kV、电流100μA、积分时间50秒钟、准直器
对这些试验轮胎的空气保持性、漏气轮胎修补时的密封性以及轮辋偏移性进行评价，并将其结果一并表示于表2。
[表2]
根据该表2可知，实例4～6的充气轮胎与比较例4相比，不会使行驶时的轮辋偏移性恶化，且同时改善了空气保持性和漏气轮胎修补时的密封性。
另一方面，在比较例5中，由于轮胎内表面的脱模剂的量比较多，因此漏气轮胎修补时的密封性降低。在比较例6中，由于将脱模剂喷雾至轮胎内表面且该脱模剂附着于胎圈部(与轮辋的接触部)，因此轮辋偏移性降低。
符号说明
1 胎面部
2 侧壁部
3 胎圈部
11 轮胎内表面
12 转印层
Claims (9)
1.一种充气轮胎，使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化，所述充气轮胎的特征在于，
在胎面部的内表面利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
2.一种充气轮胎，使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊进行了硫化，所述充气轮胎的特征在于，
在胎面部的内表面利用X射线荧光分析法检测出的所述脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，具备：一对侧壁部，配置于所述胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在各胎圈部埋设有胎圈芯，在各胎圈芯的外周上配置有胎边芯，所述充气轮胎的特征在于，
转印所述脱模剂而成的转印层配置于轮胎内表面的至少包括从一方的胎边芯的上端位置至另一方的胎边芯的上端位置的区域的轮胎宽度方向的一部分区域。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，具备：一对侧壁部，配置于所述胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在所述一对胎圈部之间装架有胎体层，在所述胎面部的所述胎体层的外周侧配置有带束层，所述充气轮胎的特征在于，
转印所述脱模剂而成的转印层配置于轮胎内表面的至少包括所述带束层的下部的轮胎宽度方向的一部分区域。
5.一种充气轮胎的制造方法，使用具备由脱模剂形成的涂层来硫化生胎，所述制造方法的特征在于，
使在硫化结束的充气轮胎的胎面部的内表面利用电子显微镜检测出的所述脱模剂的厚度为0.1μm～100μm。
6.一种充气轮胎的制造方法，使用具备由脱模剂形成的涂层的气囊来硫化生胎，所述制造方法的特征在于，
使在硫化结束的充气轮胎的胎面部的内表面利用X射线荧光分析法检测出的所述脱模剂的硅的量为0.1重量％～10.0重量％。
7.根据权利要求5或6所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，
在所述气囊形成所述涂层的工序中，所述涂层的覆盖时间t和温度T满足t≥-0.0571T+9.14且10℃≤T≤180℃的条件，其中，t的单位是小时，T的单位是℃。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的充气轮胎的制造方法，所述充气轮胎具备：一对侧壁部，配置于所述胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在各胎圈部埋设有胎圈芯，在各胎圈芯的外周上配置有胎边芯，所述制造方法的特征在于，
将转印所述脱模剂而成的转印层配置于轮胎内表面的至少包括从一方的胎边芯的上端位置至另一方的胎边芯的上端位置的区域的轮胎宽度方向的一部分区域。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的充气轮胎的制造方法，所述充气轮胎具备：一对侧壁部，配置于所述胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在所述一对胎圈部之间装架有胎体层，在所述胎面部的所述胎体层的外周侧配置有带束层，所述制造方法的特征在于，
将转印所述脱模剂而成的转印层配置于轮胎内表面的至少包括所述带束层的下部的轮胎宽度方向的一部分区域。
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