CN1358636A - 充气轮胎的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在使带层薄壁化条件下防止其凸纹损伤的充气轮胎制造方法。采用包括以下形成工序形成带层:将带凸纹橡胶拉伸制成长形编织状橡胶拉伸材料的形成工序,及使用将这种橡胶拉伸材料沿着与轮胎圆周方向倾斜排列的第一凸纹排列体,和将橡胶拉伸材料沿着与第一凸纹排列体相反倾斜排列的第二凸纹排列体,形成圆笼体带层的带层形成工序。

Description

充气轮胎的制造方法
技术领域
本发明涉及一种能防止带凸纹摩擦损伤并能减小带层厚度，而且还能提高均一性的充气轮胎制造方法。
背景技术
对径向结构充气轮胎而言，为了给胎面补强和提高刚性，在胎面内部和轮壳外侧设置带层。
这种带层a，如图6所示，过去是由被带凸纹b补强的数条拉伸橡胶(轿车轮胎中通常有两条)带层c形成的，所说的带凸纹b因带间以互相交叉方向非同向排列，因而能提高刚性并能发挥优良环箍效果。
此外，如图7(A)和(B)所示，带层c是由在带凸纹b互相平行合丝编织成的编织状织物f两面，涂敷有表层橡胶g的涂胶织物f形成的。详细讲，将这种带胶织物f沿着与长度方向成所需角度(通常为10～35°)切成与带层a宽度相当的长度La，并将各断片f1的端部互相连接，制成一种与带凸纹b纵向以上述角度排列的长形初级带c1，再将这种初级带c1在卷盘上沿圆周方向缠绕并使其端部沿圆周方向互相重叠连接，制成圆筒状上述带层c。
因此，对于上述带层c而言，由于上述初级带c1的结合部分存在互相重叠的厚度差，因而导致附着衬布性和圆锥度恶化等，有均一性降低和操作稳定性消失的倾向。
另一方面，对于带层c而言，从附着橡胶的织物直至形成初级带c1的过程中，为了(1)稳定维持凸纹排列，和(2)连接断片f1等，通常需要使被表层橡胶g覆盖的厚度t(示于上述附图6中)大于0.55毫米。因此在带层a中，当层间的凸纹间距d大于1.1毫米时，因带厚度t0过大而有妨碍轮胎的轻量化。
本申请人曾经在特开平5-16610号公报中提出在带层中使用交错排列的第一和第二带凸纹互相编织成的双轴向织物。这种织物因层间凸纹的互相距离d实际上为0而可以期待大幅度减小带厚度t0。但是由于这种第一和第二带凸纹互相接触，与地面接触时因胎面变形而出现缩放现象，反而导致出现凸纹擦伤以及带耐久性显著降低的问题。
发明内容
因此本发明目的在于提供一种充气轮胎及其制造方法，这种轮胎使用由一条或数条带凸纹经橡胶拉伸而成的长形编织丝状橡胶拉伸材料，不经片状就将其在卷盘上直接例如编织成圆笼状体，以其为基础，可以排除阶梯状结合部分和提高均一性，另外还能确保防止凸纹擦伤的最小限度凸纹间距而无损于耐久性，而且也能使带层最大限度薄壁化。
为了达到上述目的，本申请权利要求1的发明是在轮壳半径方向外侧和胎面内部设有带层的充气轮胎的制造方法，其特征在于所说的带层是由包括以下工序形成的：
将一条或数条带凸纹进行橡胶拉伸成长形编织丝状橡胶拉伸材料的工序，以及
用第一凸纹排列体和第二凸纹排列体形成圆笼体带层的形成工序；所说的第一凸纹排列体是将所说的橡胶拉伸材料沿着与轮胎圆周方向倾斜地在卷盘外周表面盘绕成圆筒状排列而成的，而所说的第二凸纹排列体是将所说的橡胶拉伸材料沿着相对于轮胎圆周方向与所说的第一凸纹排列体相反倾斜地盘绕成圆筒状排列而成的。
权利要求2中的发明，特征在于所说的第一凸纹排列体的橡胶拉伸材料，形成具有第二凸纹排列体的橡胶拉伸材料以及用编织方法使橡胶拉伸材料内外重叠成重叠部分的编织体。
权利要求3中的发明，特征在于所说的带层具有相对于在其上面设置的胎面突出形成所说重叠部分的凸起。
权利要求4中的发明是一种充气轮胎，是由上述权利要求1～3中任何一项所述制造方法制造的。
附图说明
图1是本发明一个实施例轮胎的断面图。
图2是表示园笼体的轴侧视图。
图3是说明橡胶拉伸材料的截面图。
图4是放大表示一种园笼体的部分放大图。
图5是放大表示另一种园笼体的部分放大图。
图6是表示已有带层的截面图。
图7是说明用它形成带层的曲线图。
附图标记说明：
1：充气轮胎
2：胎面
6：轮壳
7：带层
10：带凸纹
11、11A、11B：橡胶拉伸材料
12：园笼体
16：重叠部分
21：第一凸纹排列
22：第二凸纹排列
具体实施方式
以下与附图示出的实例一起说明本发明的一种实施方式。
图1是用本发明的制造方法形成的充气轮胎沿着子午线的断面视图。
图1中，充气轮胎1具有胎面部分2、由此胎面部分2两端向轮胎半径方向内向延伸的一对侧壁部分3和处于各侧壁部分3内向端的卷边部分4。此外，上述卷边部分4和4之间架有轮壳6，同时在胎面部分2内方和上述轮壳6半径方向外侧设有坚韧带层7。
上述轮壳6一系列折返部分6B，该折返部分从胎面部分2出发，经过侧壁部分至达卷边部分4之卷角5为止在本体部分6A两侧，于所说的卷角5处折回，延轮胎轴向内侧向外侧折返。在这种本体部分6A和折返部分6B之间，设有从所说的卷角5向半径方向外向延伸的断面约呈三角形的ビ-ドエ-ペツクス(卷边橡胶)8，补强卷边部分4。
上述轮壳6是由具有延轮胎圆周方向成70～90°角度排列的轮壳凸纹6的一个以上，本例中是由一个轮壳层组成的，轮壳凸纹可以适当使用例如尼龙、聚酯、人造丝、芳香族聚酰胺等有机纤维凸纹。此外，本申请中对轮壳层没有特别限制，与过去同样可以将互相平行地使轮壳凸纹合丝的织物的面和里，经表层橡胶覆盖后织成带胶织物，正反两面适当使用。
所说的带层7，正如图2所示意示出的那样，可以将一条或数条带凸纹10经橡胶拉伸后制成的长形编织丝状橡胶拉伸材料11，再将其在卷盘D上例如经合丝制成圆笼状体12后使用。
上述的编织丝状橡胶拉伸材料11，如图3(A)所示，可以使用将一条带凸纹10周围经覆盖橡胶覆盖后得到的线状体14，或者将数条(2～11条)带凸纹经覆盖橡胶覆盖后得到的小股15带状体。从容易处理的观点来看，优选使用本例那种带状体14。而作为覆盖橡胶则优选使用与表层橡胶大体有相同组成的。上述的圆笼状体12具有将上述的橡胶拉伸材料11沿着轮胎圆周方向倾斜地盘绕在卷盘D外周表面上成圆筒状排列成的第一凸纹排列体21，和将所说的橡胶拉伸材料11沿着相对于上述轮胎圆周方向与上述第一凸纹排列体21相反倾斜地盘绕成圆筒状排列成的第二凸纹排列体22。(以下有时将第一凸纹排列体21的橡胶拉伸材料11写成第一橡胶拉伸材料11A，将第二凸纹排列体22的橡胶拉伸材料11写成第二橡胶拉伸材料11B)。其中，本申请对第一橡胶拉伸材料11A和第二橡胶拉伸材料11B与轮胎圆周方向所成的角度并无特别限制，与过去一样，处于10～35°范围内时因能提高环箍效果和带刚性而优选。
因此对带层7而言，第一橡胶拉伸材料11A和第二橡胶拉伸材料11B之间存在多个互相相交的交点P，同时在这些交点P中，如图4放大示出的那样，第一和第二橡胶拉伸材料11A和11B在内外形成互相重叠的重叠部分16。在重叠部分16之外，第一和第二橡胶拉伸材料11A和11B，沿着轮壳6外表面大体在同一表面延伸。
为了防止在这种重叠部分16上带凸纹互相擦伤，覆盖上述橡胶G是重要的。也就是说，这种覆盖橡胶G的覆盖厚度T(示于图3中)小于0.1毫米时不能充分发挥防止擦伤的效果，反之若超过0.4毫米，则不能使带层7薄壁化。因此，覆盖层厚度T应当处于0.1～0.4毫米范围内，最好处于0.15～0.30毫米范围内。
这样一来，圆笼状体12形成的带层7，由于是用事先经覆盖橡胶G将带凸纹10覆盖的橡胶拉伸材料11形成的，所以能够防止凸纹损伤并能使带层7薄壁化(轻量化)。而且因为没有过去的那种台阶状结合部，可以排除起因它造成附着衬布性和圆锥性的恶化，因而能提高均一性。
特别是本例中的园笼体12，如图4所示，是将上述第一橡胶拉伸材料11A和第二橡胶拉伸材料11B编织成网状制成的编织体，所以示出的是优选实例。此时上述交叉点P上，交互设有第一橡胶拉伸材料11A在第二橡胶拉伸材料11B重叠的重叠部分16A及在内侧重叠的重叠部分16B。
这种场合下，第一和第二橡胶拉伸材料11A、11B因互相编织在一起而互相受约束，能够大幅度提高环箍效果和带刚性，而且还能使高速耐久性和操作稳定性得到大幅度提高。特别是关于高速耐久性，因上述束缚作用而使应力得到分散，能够减轻作用在单个凸纹上的应力，凸纹端的橡胶损失得到抑制，即使对于处于最高时速表显示的例如H凌志(210公里/小时)以上的高速扁平高速轮胎而言，正如本例所示的那样，能够排除过去的带层，能期待近一步促进轻量化。
就操作稳定性而言，由于第一和第二橡胶拉伸材料11A、11B内外无差别地大体沿同一表面延伸，所以与地面接触时来自带层7的残余CF消失，因此在上述改善圆锥性的同时，还能阻止车辆偏驶。
此外在带层7中，上述重叠部分16相对于设置在其上面的胎面橡胶2G形成凸起部分。因此，带层7和胎面橡胶2G之间在面内方向的结合强度增大，特别是在转向力影响下的带玻璃效果能够得到有效抑制。橡胶硬度相对较高的胎面橡胶2G，由于侵入带层7的网孔内，所以胎面部分2的面内刚性及面外刚性也能得到提高。
其中本申请对带凸纹并无特别规定，可以使用钢等金属凸纹和芳香族聚酰胺之类传统凸纹，但是从有效发挥防止本申请凸纹擦伤效果来看，应当采用金属凸纹。
此时关于带层7的凸纹密度因所要求的轮胎性能而异，对于轿车用轮胎而言，通常优选的凸纹密度范围为：一个凸纹排列体中的凸纹密度，例如在第一凸纹排列体21中，由相对于与其基准宽度(50毫米)所含的第一带凸纹10的数目N与该凸纹断面积S(单位毫米2)的乘积所表示的凸纹密度，N×S，优选处于5.0～12.0范围内。特别是在编织结构的场合下，可以将上述凸纹密度N×S降低到2.5～8.0范围内。
其次关于形成上述橡胶拉伸材料11的工序，可以采用使凸纹在所谓的スチラスチツク式橡胶挤压机压力头中通过拉伸等过去已知的各种手段。
用橡胶拉伸材料11形成上述园笼体12的带层形成工序，如同编织竹笼那样，在卷盘上编织第一橡胶拉伸材料11A和第二橡胶拉伸材料11B。此时的卷盘可以采用所谓带卷盘式的轮胎成形卷盘，在其上直接织成。此外，也可以使用专用的编织机编成园笼体12，然后将其移到轮胎成形卷盘上，这种情况下编织机的心轴相当于上述的卷盘。
其中也优选在卷盘上进行半硫化的方法提高形状保持性，此时的半硫化操作除了可以采用直接加热之外，还可以采用电磁感应等方式加热。
以下在图5示出园笼体12的另一实例。在本例中不编织橡胶拉伸材料，而是将第二凸纹排列体22设置在第一凸纹排列体21的外侧。也就是说，事先于各交叉点P同样形成一种第一橡胶拉伸材料11A在第二橡胶拉伸材料11B内侧重叠的重叠部分16B，这种重叠部分16B相对于胎面橡胶2G突出的凸起。因此，与编织的情况相同，也能提高带层7和胎面橡胶2G之间的结合强度。
这种情况下，由于已有的阶梯状结合部分得以排除，所以也能提高均一性，改善因附着衬布性和圆锥性恶化引起的偏驶，此外还能在防止凸纹擦伤和最大限度使带层薄壁化。
以上虽然是就本发明的优选实施方式进行详细说明的，但是本发明并不限定在图示的这些实施例上，可以按照各种变形的方式实施。
试制了一种具有表1所示参数带层的、轮胎尺寸为165SR13的充气轮胎，试验了其带重量、偏驶性、带耐久性和高速耐久性等，其结果示于表1之中。试验如下。
(1)带重量：
测定了经过带层形成工序得到的带层本身的重量，已有实例用指数100表示。数值越小，重量越轻。
(2)偏驶性：
在胎环(13×4.5)和内压(200千帕)条件下，将供试轮胎安装在车辆(1600cc国产FF车)的各个轮子上，测量放手直线行驶100米时车辆的变位(五次试验的平均值)，以已有实例以指数100表示。指数越小越好。
(3)带耐久性：
用上述车辆按8字弯曲(半径20米)行走100圈，测量试验后凸纹碎片的产生数目，已有实例以指数100表示。数值越小越好。
(4)高速耐久性：
按照ECE30标准，在胎环(13×4.5)、内压(265千帕)及荷重(380千克力/厘米2)条件下，从70千米/小时速度开始以10千米/小时-20分钟的速度用转鼓试验机分步加速，行走到轮胎破坏为止。比较了破坏速度前一步的速度(行走中的最高速度)。
表1
  已有例   实施例1   实施例2
带层
·构成(两层或园笼体)   两层   园笼体   园笼体
·凸纹角度   22(度)   22(度)   22(度)
·凸纹(钢或有机纤维)   钢   钢   钢
·橡胶拉伸材料内的
  凸纹条数   40条/50mm   24条   24条
  覆盖厚度T   0.35mm   0.20mm   0.20mm
·是否编织   -   有   有
带重量   100   60   60
偏驶性   100   60   60
带耐久性   100   130   120
高速耐久性   200km/h走完   220km/h走完   210km/h走完
如表1所示，可以确定实施例中的轮胎在带重量、偏驶性、带耐久性和高速耐久性上均能发挥优良效果。
如上所述，本发明由于使用将一条或数条带凸纹橡胶拉伸而成的长形合丝状橡胶拉伸材料，可以使带层不经片状直接在例如卷盘上将其编织成园笼体，所以除了使均一性提高之外，还能防止凸纹擦伤，在确保最小限度凸纹间距和无损耐久性的条件下，能够使带层最大限度薄壁化。

Claims (4)

1.一种充气轮胎的制造方法，是在轮壳半径方向外侧和胎面部分内侧设有带层的充气轮胎的制造方法，其特征在于：所说的带层是由包括以下工序形成的：
将一条或数条带凸纹橡胶拉伸成长形编织丝状橡胶拉伸材料的工序，以及
用第一凸纹排列体和第二凸纹排列体形成圆笼体带层的形成工序；所说的第一凸纹排列体是将所说的橡胶拉伸材料沿着与轮胎圆周方向倾斜地在卷盘外周表面盘绕成圆筒状排列而成的，而所说的第二凸纹排列体是将所说的橡胶拉伸材料沿着相对于轮胎圆周方向与所说的第一凸纹排列体相反倾斜地盘绕成圆筒状排列而成的。
2.如权利要求1所说的充气轮胎制造方法，其特征在于：所说的第一凸纹排列体的橡胶拉伸材料，形成具有第二凸纹排列体的橡胶拉伸材料以及用编织方法使橡胶拉伸材料内外重叠成重叠部分的编织体。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：所说的带层有相对于其上面设置的胎面突出形成所说的重叠部分的凸起。
4.用权利要求1～3中任何一项所述的充气轮胎制造方法制造的充气轮胎。
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