CN1582316A - 橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法。本发明提供的一种橡胶组成物，是由具有合理化发泡状态的泡沫橡胶构成，即使在摩擦系数很低的物体例如冰面上，也能够提供较大的摩擦力。本发明还提供一种充气轮胎，特别是一种冬季轮胎，如无钉轮胎，采用上述橡胶组成物作为其胎面胶的上层橡胶部，构成至少一个地面接触面，以增强其在冰冻路面或积雪路面的抓着力，而具有改善的驾驶稳定性，如刹车性能、转弯性能等性能。本发明还提供了此种充气轮胎的制造方法。本发明提出的由一种泡沫橡胶构成的橡胶组成物1，其特征在于该泡沫橡胶具有沿某一特定方向4连续沿伸并被一树脂保护膜5密封的连续小泡6。

Description

橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种泡沫橡胶(foamed rubber)的橡胶组成物，即使在摩擦系数很低的物体例如冰面上，也能够提供较大的摩擦力；本发明还涉及一种具有改善的驾驶稳定性，如刹车性能、转弯性能等性能的充气轮胎，采用上述橡胶组成物作为其胎面胶的上层橡胶部，构成至少一个地面接触面，以增强其在冰冻路面或积雪路面的抓着力；本发明特别涉及一种冬季轮胎如无钉轮胎(studless tire)及其制造方法。

背景技术

对于普通的充气轮胎，特别是冬季轮胎如无钉轮胎等，已经提出过各种保证轮胎在冰雪上的操纵性能的方法。

如专利文献JP-A-4-38207所述，通过使用含有短纤维的泡沫橡胶作为胎面胶(tread rubber)，并在行驶中随着胎面胶的磨损将暴露在胎面表面的短纤维脱离，从而形成微小的沟槽，是一种在冰雪路面上增加摩擦力的有效方法。

但是，当加载在轮胎上的负载加大时，轮胎表面形成的微小沟槽很容易被破坏，从而不能在冰雪路面上充分获得增加摩擦力的效果。

还有，埋入泡沫橡胶的短纤维必需将处于平直伸展状态，并且与由行驶所形成胎面的磨损面平行，这样才能将暴露在胎面的磨损面上的短纤维迅速脱离，从而形成微小的沟槽。

但是，在实际中，埋入泡沫橡胶的短纤维常常由于硫化阶段的热缩作用而处于卷曲状态，或为了将胎面胶弯入而将纤维推入模型部(mold part)的沟槽部或槽纹部(sipe portion)。此时，行驶时磨损胎面，埋入泡沫橡胶的短纤维不会平直伸展，并且不与由行驶所形成胎面的磨损面平行，从而不易从泡沫橡胶脱离，故原本预备形成的微小沟槽不会有效形成。

作为另一种保证冰面或雪面上操纵性能的方法，在胎面中使用含有球形封闭小泡(closed cell)的泡沫橡胶也十分有用，例如专利文献JP-A-62-283001中所述。

即，当轮胎胎面与冰雪路面接触时，由于摩擦热的作用冰雪路面上的冰或雪融化为水，并在胎面和路面之间形成一道水膜，由于该水膜的存在，破坏了冰雪路面上的操纵性能。而当使用上述的泡沫橡胶时，通过封闭小泡在胎面上的不规则性，可将该水膜除去，因而开始尝试提高在冰面或雪面上的操纵性能。

但是，专利文献JP-A-62-283001中描述的轮胎没有能够产生足够的除水效果，因为通过封闭小泡在胎面上形成的不规则性很细微。

为此，申请人对于提高冰雪路面上的除水效果进行了仔细研究，结果发现，在充气轮胎中，如果在其胎面上不仅形成球形封闭小泡，而且还形成许多覆盖树脂保护层的连续封闭小泡(continuous closed cell)，可以显著提高冰雪路面上的除水效果。这一发现已在PCT国际申请(国际公布第9734776号公报)的申请号为JP9700873的申请中公开。

在此种轮胎中，认为排水通道可由连续封闭小泡形成，从而提高了除水效果。

但是，为了获得在冰雪路面上更好的除水效果，申请人进行了更深入的研究，并揭示出还存在进一步的改进余地，因为当连续封闭小泡的长度较胎面上布置的槽纹或沟槽的间距(pitch)短时，很难形成充分的排水通道。

由此可见，上述现有的橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法，能够改进一般现有的橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的橡胶组成物存在的缺陷，而提供一种新的橡胶组成物，所要解决的技术问题是使其在摩擦系数较低的物体，如冰面上可以提供较大的摩擦力，该橡胶组成物具有合理化的小泡存在状态，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的充气轮胎存在的缺陷，提供一种新型结构的充气轮胎，所要解决的技术问题是使其提供一种具有改善的驾驶稳定性，如刹车性能、转弯性能等性能的充气轮胎，采用上述橡胶组成物作为其胎面胶的上层橡胶部，构成至少一个地面接触面，而可增强其在冰冻路面或积雪路面的抓着力，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，克服现有的充气轮胎及其制造方法存在的缺陷，提供一种冬季轮胎如无钉轮胎(studless tire)及其制造方法，使其更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种橡胶组成物，由泡沫橡胶构成，在该泡沫橡胶中含有多个连续小泡，每个该连续小泡沿一特定方向连续延伸，并由一树脂保护膜密封。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的橡胶组成物，其中所述的泡沫橡胶包括：多个树脂线，在硫化之前沿一特定方向呈线状连续延伸，以及发泡剂，其中该树脂线在硫化过程熔化，其粘度低于泡沫橡胶构成的橡胶，且该发泡剂具有在硫化过程中发泡的性质，以生成气体，并且该连续小泡是通过该树脂线制成的该树脂保护膜将由发泡剂产生的气体的至少一部分封闭而形成的。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种充气轮胎，包括一胎面胶，至少一上层橡胶部，其形成一由泡沫橡胶制成的地面接触面，该上层橡胶部具有环形连续小泡，每个该连续小泡都沿该轮胎的周向方向连续延伸并采用一树脂保护膜密封。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的充气轮胎，其中所述的连续小泡是设置于一胎面的厚度方向内的多个级(stages)中。

前述的充气轮胎，其中所述的泡沫橡胶包括多个树脂线，在硫化开始前每个该树脂线以线状沿轮胎的周向连续延伸，以及一发泡剂，其中该树脂线在硫化过程中熔化，具有低于构成上层橡胶部的橡胶的粘度并且该发泡剂具有一种在硫化过程中发泡产生气体的属性，并且该连续小泡是通过该树脂线制成的该树脂保护膜将至少由发泡剂产生的气体的一部分封闭而形成的。

前述的充气轮胎，其中所述的树脂线具有10-100μm的直径。

前述的充气轮胎，其中所述的树脂线具有低于该胎面胶最高硫化温度的熔点。

前述的充气轮胎，其中所述的泡沫橡胶除具有该连续小泡外，还具有长度为0.5-5mm的长形小泡，其中该长形小泡被设置为与该连续小泡形成网络状连接。

前述的充气轮胎，其中所述的泡沫橡胶具有的所有小泡的丰度比(existing ratio)，按重量比为10-40％，硬度(HD，hardenss)为38-58。

前述的充气轮胎，其中所述的上层橡胶部具有一对应于胎面胶厚度30-70％的厚度。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种生产充气轮胎的方法，其包括以下步骤：将平行设置的一个或多个树脂线用一含有发泡剂的发泡橡胶覆盖，形成具有给定宽度的薄片状构件；将该薄片状构件沿一坯料(green case)或一成形鼓(shapingdrum)之周向缠绕并层压于该坯料或该成形鼓之上，形成构成一胎面胶的上层橡胶部；硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且该泡沫橡胶中含有的该发泡剂的发泡产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种生产充气轮胎的方法，其包括以下步骤：将一覆盖有一含有发泡剂的泡沫橡胶的至少一个树脂线的窄宽度带状构件，沿一坯料或一成形鼓之周向缠绕并层压于该坯料或该成形鼓之上，形成一构成胎面胶的上层橡胶部；硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且该泡沫橡胶中含有的该发泡剂的发泡产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的生产充气轮胎的方法，其中所述的薄片状构件和该带状构件是通过拉出一个或多个树脂线并将该拉出的树脂线通过一隔离系统用该泡沫橡胶覆盖形成的。

前述的生产充气轮胎的方法，其中所述的薄片状构件和该带状构件是通过将含有发泡剂的线状橡胶围绕一个或多个树脂线并通过一压入器将树脂线包覆于橡胶之中。

前述的生产充气轮胎的方法，其中所述的薄片状构件和带状构件是通过将一个或多个平行排布的树脂线夹在两张泡沫橡胶片中形成的。

前述的生产充气轮胎的方法，其中所述的胎面胶的至少一上层橡胶部是通过将该带状构件缠绕和层压而形成的，从而在该轮胎的宽度方向上转换时，每一圈环绕的宽度端都互相重叠。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种生产充气轮胎的方法，其包括以下步骤：将一含有发泡剂和树脂线的带状橡胶片，沿周向缠绕并层压于一坯料或一成形鼓之上，使该树脂线以给定间距沿该坯料或该成形鼓周向排布，形成一构成胎面胶的上层橡胶部；硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且该泡沫橡胶中含有的该发泡剂的发泡产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明的第一实施例是一种由泡沫橡胶构成的橡胶组成物，其特征在于，该泡沫橡胶具有沿某一特定方向连续沿伸并被一种树脂保护膜密封的连续小泡。

又，较佳的方案是，该泡沫橡胶包括：多个树脂线，在硫化之前沿一特定方向呈线状连续延伸，以及发泡剂，其中该树脂线在硫化过程熔化，其粘度低于构成泡沫橡胶的橡胶粘度，且该发泡剂具有在硫化过程中发泡的性质，以生成气体，并且该连续小泡是通过该树脂线制成的该树脂保护膜将至少由发泡剂产生的气体的一部分封闭而形成的。

本发明的第二实施例是一种充气轮胎，包括一胎面胶，至少一上层橡胶部，其形成一由泡沫橡胶制成的地面接触面，其特征在于，该上层橡胶部具有环形连续小泡，每个该连续小泡都沿该轮胎的周向方向连续延伸并采用一树脂保护膜密封。

较佳的方案是，该泡沫橡胶包括多个树脂线，在硫化开始前每个该树脂线以线状沿轮胎的周向连续延伸，以及一发泡剂，其中该树脂线在硫化过程中熔化，其粘度低于构成上层橡胶部的橡胶的粘度，并且该发泡剂具有一种在硫化过程中发泡产生气体的属性，并且该连续小泡是通过该树脂线制成的该树脂保护膜将至少由发泡剂产生的气体的一部分封闭而形成的。又，较佳方案是，该连续小泡是设置于一胎面的厚度方向内的多个级(stages)中。

较佳的是，该树脂线具有10-100μm的直径和/或具有低于胎面胶最高硫化温度的熔点。

较佳的是，该泡沫橡胶除具有该连续小泡外，还具有长度为0.5-5mm的长形小泡，其中该长形小泡被设置为与该连续小泡形成网络状连接和/或其内具有所有小泡的丰度比(existing ratio)，按重量比为10-40％，硬度(HD，hardenss)为38-58。

此外，术语“硬度”(HD，hardness)在此处指在试验温度20℃下，采用JIS K6253-1993中规定的A-型硬度计(type-A durumeter hardness testingmachine)测量的读数。

较佳的是，该上层橡胶部具有一对应于胎面胶厚度30-70％的厚度。

本发明的第三实施例是一种生产充气轮胎的方法，其包括以下步骤：将平行设置的一个或多个树脂线用一含有发泡剂的发泡橡胶覆盖，形成具有给定宽度的薄片状构件；将该薄片状构件沿坯料(green case)或成形鼓(shaping drum)的周向缠绕并层压于一坯料(green case)或成形鼓(shaping drum)之上，形成构成一胎面胶的上层橡胶部；硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且由该泡沫橡胶中含有的该发泡剂发泡所产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

较佳的是，该薄片状构件是通过拉出一个或多个树脂线并将该拉出的树脂线通过一隔离系统用该泡沫橡胶覆盖形成的；或是通过将一个或多个互相平行设置的树脂线夹在两个泡沫橡胶片之间形成的；或是通过含有发泡剂的线状橡胶将一个或多个树脂线包围并层压，并通过一个压入器用橡胶覆盖而形成的。

本发明的第四实施例是一种生产充气轮胎的方法，其包括以下步骤：将一覆盖有一含有发泡剂的泡沫橡胶的至少一个树脂线的窄宽度带状的构件，沿一坯料或一成形鼓之周向缠绕并层压于坯料或成形鼓之上，形成一构成胎面胶的上层橡胶部；硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且由该泡沫橡胶中含有的该发泡剂发泡所产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

较佳的是，该带状构件是通过拉出一个或多个树脂线并将该拉出的树脂线通过一隔离系统用该泡沫橡胶覆盖形成的；或是通过含有发泡剂的线状橡胶将一个或多个树脂线包围并层压，并通过一个压入器用橡胶覆盖而形成的。

又，较佳的是，至少该胎面胶的上层橡胶部是通过将该带状构件缠绕和层压而形成的，从而在该轮胎的宽度方向上转换时，每一圈环绕的宽度端都互相重叠。

本发明的第五实施例是一种生产充气轮胎的方法，其包括以下步骤：将一含有发泡剂和树脂线的带状橡胶片，沿周向缠绕并层压于一坯料或一成形鼓之上，使该树脂线以给定间距沿该坯料或该成形鼓周向排布，形成一构成胎面胶的上层橡胶部；硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且由该泡沫橡胶中含有的该发泡剂发泡所产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

借由上述技术方案，本发明橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法至少具有下列优点及工业应用性：本发明提出的由一种泡沫橡胶构成的橡胶组成物1，其特征在于该泡沫橡胶具有沿某一特定方向4连续沿伸并被一树脂保护膜5密封的连续小泡6。根据本发明，提供了一种橡胶组成物，其是由具有合理化发泡状态的泡沫橡胶构成，即使在摩擦系数很低的物体例如冰面上，也能够提供较大的摩擦力。本发明还提供一种充气轮胎，特别是一种冬季轮胎，如无钉轮胎，采用上述橡胶组成物作为其胎面胶的上层橡胶部，构成至少一个地面接触面，可以增强其在冰冻路面或积雪路面的抓着力，而具有改善的驾驶稳定性，如刹车性能、转弯性能等性能。本发明还提供了此种充气轮胎的制造方法。

综上所述，本发明提供一种新的橡胶组成物，其在摩擦系数较低的物体，如冰面上可以提供较大的摩擦力，该橡胶组成物具有合理化的小泡存在状态，从而更加适于实用。本发明的充气轮胎，具有改善的驾驶稳定性，如刹车性能、转弯性能等性能，采用上述橡胶组成物作为其胎面胶的上层橡胶部，构成至少一个地面接触面，而可增强其在冰冻路面或积雪路面的抓着力。本发明的冬季轮胎如无钉轮胎(studless tire)及其制造方法，更加适于实用。其具有上述诸多优点及实用价值，并在同类产品及制造方法中未见有类似结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、制造方法或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的橡胶组成物的立体图。

图2是根据本发明第一实施例在构成橡胶组成物的泡沫橡胶中形成连续小泡的方法的示意图。

图3是根据本发明的第二实施例的充气轮胎的一半部分横向截面及其胎面部分与地面的接触面的示意图。

图4是图3所示轮胎胎面部分中形成的块状着陆部(block landportion)之一的示意图，其中图4(a)是宽度方向的截面图，图4(b)是立体图。

图5是上述块状着陆部的另一实施例的示意图。

图6是根据本发明第三实施例的方法中橡胶薄片形成步骤的示意图。

图7是橡胶薄片另一形成步骤的示意图。

图8是根据本发明第三实施例的方法中橡胶薄片在一成形鼓上处于缠绕并层压状态的示意图。

图9是使用窄宽度带状橡胶薄片构件形成上层橡胶部的方法的示意图。

图10是形成长形小泡的方法的示意图

图11是根据本发明第四实施例的方法中窄宽度带状橡胶片的成形步骤的示意图。

图12是利用树脂线和线状橡胶形成带状构件的方法的示意图。

图13是根据本发明的第五实施例形成上层橡胶部的示意图。

1-----橡胶组成物            2-----球形封闭腔

4-----方向                  5-----树脂保护膜

6-----连续小泡              7-----树脂线

8-----排水通道              10-----充气轮胎

11-----胎面部               12-----侧部

13-----胎圈部               14-----胎圈芯

15-----胎体部               16-----带束层

16a，16b-----浸胶帘线层     17-----下层橡胶部

18-----上层橡胶部           19-----轮胎周向

20-----周向沟槽             21-----横向沟槽

22-----块状着陆部           23-----槽纹

24-----排水通道             26-----长形小泡

30-----薄片状构件           31-----线轴

32a、32b-----挤出机         33a、33b-----泡沫橡胶

35-----压入器               36-----宽度方向

37-----长形树脂颗粒         38-----未硫化的橡胶组成物

39-----挤出机               40-----模头

41-----橡胶薄片             43-----带状构件

44-----线状橡胶             45-----单层橡胶

46-----线状橡胶层           2’-----气泡

3’-----橡胶                7’-----树脂

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的橡胶组成物、充气轮胎及其制造方法其具体实施方式、结构、制造方法、步骤、特征及功效，详细说明如后。

以下结合附图对本发明第一实施例进行详细描述。

请参阅图1所示，显示了根据本发明第一实施例的橡胶组成物1。

根据本发明第一实施例的橡胶组成物1，其主要结构特点是，在构成橡胶组成物1的泡沫橡胶内处于合理化的小泡存在状态，具体来说就是在泡沫橡胶中形成连续小泡6，每个连续小泡6都被树脂保护膜5密封，并沿一特定方向4延伸，在图1中，该方向为橡胶组成物1的纵向方向。采用这种结构，可以使位于与地面接触的胎面上的连续小泡6被打开时，形成排水通道8。结果，当橡胶组成物1沿纵向方向4移动并与摩擦系数较低的物体例如冰面接触时，通过排水通道8的排水作用，总是可以获得较大的摩擦力。

构成橡胶组成物1的泡沫橡胶最好包括树脂线7(参见图2(a)所示)，每个树脂线7在硫化和发泡剂之前呈线状沿方向4连续不断地延伸，形成连续小泡6，在硫化过程中树脂线7在其中熔化，其粘度较构成泡沫橡胶的橡胶部分要小，并且发泡剂具有在硫化过程中产生气体的发泡的性质，并且连续小泡6是通过树脂线制成的树脂保护膜将发泡剂产生的部分气体密封而形成的。

请参阅图2(a)-(d)所示，是显示在发泡橡胶中形成连续小泡6的方法的示意图。

图2(a)是显示泡沫橡胶在模具中(图中未示出)开始加热时的状态。泡沫橡胶中的发泡剂受热气化，开始生成气泡2’。

然后，随着泡沫橡胶用更高的温度(例如：最高硫化温度)被进一步加热，树脂7被熔化(或软化)，其粘度低于橡胶3’的粘度。结果，在熔融树脂7’周围生成的气泡2’有效地进入了树脂7’，如图2(b)所示。

之后，进入熔融树脂7’的气泡2’在树脂7’内互相融合在一起，形成一链状，并最终被树脂保护膜5密封，形成连续小泡6。另一方面，在橡胶3’内树脂7’以外的区域形成的气泡2’以球形封闭腔的形态在其位置上固定。

结果，可在本发明第一实施例的橡胶组成物1的泡沫橡胶内形成球形封闭腔2和树脂保护膜5加固的连续小泡6，如图2(c)和图2(d)所示。

下面说明第发明的第二实施例。

请参阅图3所示，显示了根据本发明的第二实施例的充气轮胎10的左半部分横向的截面。图中所示的充气轮胎10，是一种无钉轮胎，其包括：一胎面部11；一对侧部12；一对胎圈部13；一胎体部15，其为单层帘布，在一对胎圈芯14之间呈环形延伸，两个胎圈芯14分别埋入一对胎圈部13之中，并且其两端围绕胎圈芯固定；以及由两个浸胶帘线层16a、16b组成的带束层16，位于胎面部11和胎体部顶部之间。

还有，胎面部11由两层构成，即，一由相对较硬橡胶制成的下层橡胶部17和一与第一实施例中组成橡胶组成物的泡沫橡胶制成的上层橡胶部18。

此外，在胎面部11上设有多个胎面沟槽，即沿轮胎圆周方向19的多个周向沟槽20和与其相交的多个横向沟槽21，如图3所示，从而将胎面部分割为多个块状着陆部22。还有，在每个块状着陆部22上形成有多个槽纹23，作为确保在冰雪路面上性能的边缘部件。

再者，此处术语“胎面沟槽”(tread groove)包括胎面部11上所有的沟槽。例如，除上述周向沟槽20和横向沟槽21以外，还有与轮胎的周向10倾斜的斜槽(图中未示出)。

根据本发明第二实施例的充气轮胎10在结构上的主要特点是，上层橡胶部18是由图1中所示的橡胶组成物，具体来说，上层橡胶部18具有连续小泡6，每个连续小泡6沿轮胎周向19延伸，并被树脂保护膜5封闭。通过采用此种结构，可以提高在冰冻路面或积雪路面上的抓着力，从而提高操纵稳定性，如刹车性能，其他相关性能等。

请参阅图4(a)、图4(b)所示，是构成轮胎胎面部的其中一块状着陆部22的示意图，块状着陆部22在行驶中受到磨损，其中图4(a)是宽度方向的截面图，图4(b)是立体图。还有，轮胎10为环形，从而连续小泡6沿轮胎周向19呈环形延伸。

从上述的图中可以看出，胎面的磨损使树脂保护膜5封闭的连续小泡6打开，继而在轮胎10内的胎面部的触地面总是能够形成沿轮胎周向延伸的排水通道24。还有，这些排水通道24与多个划定块状着陆部的横向沟槽21相沟通，同时还与设置于该块状着陆部上的槽纹23相沟通，从而能够获得较好的排水效果。

较佳的是，在硫化之前，泡沫橡胶内包括：树脂线7，其连续不断地呈线状沿轮胎周向19延伸；及发泡剂，用于形成连续小泡6，其中在硫过程中，树脂线7熔化，使其粘度小于构成泡沫橡胶的橡胶部3’的粘度，并且发泡剂具有在硫化过程中发泡以产生气体的性质，并且连续小泡6是通过采用树脂线7形成的树脂保护膜将至少部分气体封闭而形成的(参照图2)。

还有，较佳的是，树脂线7以1个/1毫米的密度排布，目的是将轮胎周向19的水排除。此外，为了确保实际接触面积，树脂线的线径以10-100μm为佳。

进一步地，较佳的是，将连续小泡6规则地或随机地不仅在轮胎宽度方向，而且还在胎面厚度方向的排布，如图4(a)、图4(b)所示。通过将连续小泡6按上述方式排布，可以使胎面部的触地面在磨损过程中总是存在排水通道24。

对于上层橡胶部18，较佳的是，除了具有上述连续小泡6外，其还具有长度为0.5-5毫米的长形小泡26，这些长形小泡26与连续小泡6呈网络状互相连接，如图5所示，以便缩短排水时间或提高排水效率。

还有，作为一种在上层橡胶部18形成长形小泡26的方式，较佳的是，在挤出机39中将长形树脂颗粒37与未硫化的橡胶组成物38揉和，并将揉和后的物料通过挤出机的模头40挤制成预定的形状，如图10所示，然后，制成的橡胶薄片41作为上层橡胶部18的起始物料，并于之后在硫化过程中发泡。

上述树脂线的熔点要求低于胎面胶自身最高硫化温度，原因是在轮胎产品中，其在胎面胶内形成树脂保护膜5将连续小泡6封闭。熔点以10℃或以上为佳，特别是以30℃或高于最高硫化温度为更佳。

即，当树脂线7的熔点与最高硫化温度之差太小时，树脂线7在硫化的最后阶段开始熔化，且橡胶部分已经接受了更大量的气体，以便促进交联反应，从而熔化的树脂线内捕获的气体变得较少，使连续小泡6的形成变得困难，而当树脂线7的熔点与最高硫化温度之差太大时(具体指树脂线的熔点较低时)，在橡胶揉和阶段由于热量的作用树脂线7熔化，导致熔化树脂线7’之间在揉和阶段的熔接，使连续小泡6沿轮胎周向19的延伸变得困难。

此处，术语“胎面胶自身的最高硫化温度”指在到轮胎在模具外冷却时为止的期间内，硫化过程中胎面部的最高温度。

又，较佳的是，上层橡胶部18的厚度为对应胎面胶厚度的30-70％，且以40-55％为更佳。当上层橡胶部18小于胎面胶厚度的30％时，构成上层橡胶部18的泡沫橡胶在轮胎的使用后期开始消失，不能确保轮胎在使用寿命内在冰雪路面上的操纵稳定性，而当大于70％时，胎面部缺乏刚度，从而导致担心不能保证普通行驶(在干燥路面上行驶)时的操纵稳定性。

还有，对于构成上层橡胶部18的泡沫橡胶，较佳的是，所有的包含在泡沫橡胶内的气泡的丰度比(existing ratio)按重量在10-40％的范围内，并且按硬度为38-58。当泡沫橡胶内部的所有气泡的丰度比小于10％时，排水效率会降低，而当超过40％时，普通路面上的耐磨性和性能就会降低。又，当泡沫橡胶的硬度小于38时，在普通路面上的耐磨性和性能会降低，而当超过58时，轮胎几乎不能适应结冰路面的显微不平度。

此外，连续小泡6的断面直径以10-200μm为佳。当断面直径小于10μm时，排水效率不足，而当大于200μm时，实际接触面减少，从而降低了在冰面上的摩擦系数。

以下详细说明根据本发明的第三到第五实施例的充气轮胎的制造方法。

首先说明根据本发明第三实施例的上层橡胶部18的成形方法。在本发明的第三实施例中，在一个或多个平行设置的树脂线上覆盖含有发泡剂的泡沫橡胶，形成具有给定宽度的薄片状的构件。此处术语“给定宽度”指与胎面胶相同的宽度。

请参阅图6(a)所示，显示了形成薄片状构件30的方法的一个实例。如图如示，一个或多个树脂线7由相应的线轴31拉出，被拉出的树脂线7平行设置并被覆盖以通过一隔离系统分别由挤出机32a、32b挤出的泡沫橡胶33a、33b，然后其经过一压入器34，使树脂线7与泡沫橡胶33a、33b成为一整体，从而形成薄片状构件30。又，可以通过一个橡胶挤出机挤出的泡沫橡胶覆盖树脂线7，形成薄片状构件30。薄片状构件30的成形方法不限于上述，亦可采用其他成形方法。

例如，当树脂线由易碎材料构成时，如图7所示，薄片状构件30的较佳成形方案是：将长度与挤出机器42挤出的坯料(green case)的周长相等的树脂线7A、7B、7C……并排放置于一泡沫橡胶板33b之上，并将另一泡沫橡胶板33a放置于其上，使树脂7A、7B、7C……位于泡沫橡胶33a、33b之间。

然后，薄片状构件30在坯料或成型鼓上缠绕和层压，而该坯料或成型鼓已事先用构成下层橡胶部17的橡胶片缠绕和层压，如图8所示的成型鼓35，使埋于薄片状构件30的树脂线7沿成型鼓35的周向延伸，从而形成上层橡胶部18。

下面说明根据本发明第四实施例的上层橡胶部18的成形方法。在第四实施例中，上层橡胶部18是利用一个宽度较窄的带状构件成形的，该带状构件是通过将一含有发泡剂的泡沫橡胶覆盖于至少一个树脂线之上获得的。

请参阅图11所示，是显示形成一带状构件43的方法的实例。

图中，通过一隔离系统由挤出机32挤出的一泡沫橡胶将一树脂线7覆盖，并经过压入器34使泡沫橡胶覆盖于树脂线7之外，而形成一带状构件43。

又，带状构件43可以通过以下方法成形：将多个含有发泡剂的线状橡胶44环绕一树脂线7进行层压，并将其通过压入器，使树脂线7被橡胶覆盖，如图12(a)所示；或将多个含有发泡剂的线状橡胶44环绕多个树脂线7中的每一根进行层压，并将其通过压入器，使树脂线7被橡胶覆盖，如图12(b)所示。

然后，将带状构件43缠绕并层压于一坯料或成形鼓之上，而该坯料或成形鼓已于先前使用构成下层橡胶部17的橡胶板缠绕并层压，这样使埋于带状构件43的树脂线7沿成形鼓的周向延伸，从而形成上层橡胶部18。

在本发明的第四实施例中，请参阅图9所示，至少胎面胶的上层橡胶部18是通过将带状构件43缠绕和层压而形成的，这样在转变轮胎的宽度方向36时，每一圈缠绕在宽度端互相重叠。根据本成形方法，连续小泡6不仅沿胎面的宽度方向有效地排列，而且也沿厚度方向有效地排列，这样在轮胎受到磨损时，胎面部11对地面的接触面就可以总是存在由开放的连续小泡6形成的排水通道24，从而可抑制在磨损过程中冰雪路面上性能的降低。

下面说明根据本发明第五实施例的上层橡胶部18的成形方法。

请参阅图13(a)所示，线状橡胶44缠绕于下层橡胶部17之上，同时在轮胎的宽度方向36来会移动，形成单橡胶层45。然后，将多个树脂线7和线状橡胶44缠绕于单橡胶层45之上，使树脂线7以给定单间距排布，从而形成线状橡胶层46。将单橡胶层45和线状橡胶层46层压，达到一给定厚度，从而形成上层橡胶18。而且，图中显示了单橡胶层45由多个线状橡胶44构成的情况，但是单橡胶层45还可由一单张宽幅橡胶板构成，如图13(b)所示。

当根据本发明第三至第五实施例形成的上层橡胶部18用于形成生胎并且于其后进行硫化，位于构成轮胎胎面的上层橡胶部的泡沫橡胶内的树脂线7熔化，而形成树脂保护膜5，并且同时至少有一部分由泡沫橡胶内的发泡剂的发泡所生成的气体被树脂保护膜5密封，从而形成沿轮胎周向19连续延伸的连续小泡6。

尽管以上仅对本发明的实施例进行了说明，在本发明的范围内还可以进行种种修改。

这样，根据本发明第二实施例的无钉轮胎是通过将第一实施例的组成物应用于上层橡胶部采用第三实施例的方法制成的，其性能评估如下。

实例

实例1-9均为无钉子午线轮胎，其轮胎宽度方向的半剖面如图3中所示，轮胎尺寸为205/65R15，其中以1毫米的间距在上层橡胶部设置30排5级连续小泡，上层橡胶部的厚度为胎面胶的45％，并且构成上层橡胶部的所有泡沫橡胶内部含有的所有气泡的丰度比的重量比和硬度在表1中具体给出。此外，上层橡胶部是通过缠绕和层压厚度为0.5毫米、宽度为10毫米的窄宽度带状构件构成，以使轮胎在如图9所示的宽度方向转换时，每一圈缠绕的宽度端互相重叠。同时，带状构件中的树脂线的分布密度为1.5线/毫米。硫化前埋于带状构件的树脂线的线径为30μm，其熔点为140℃，较胎面胶自身熔点低30℃。

又，轮胎的其他结构与客车的普通充气子午线轮胎在本质上是一样的。

常规例

常规例的轮胎与实例1中的轮胎的不同之处在于，构成上层橡胶部的泡沫橡胶具有作为橡胶重量比的膨胀率为26％，HD为48，以及一个对应整个胎面45％的厚度，以及没有形成连续小泡。

(测试方法)

将上述每个轮胎装配到6.5Jx15的轮圈中，形成轮胎-轮圈组件，并将且安装到一辆客车上。使该客车在不同的路面上行驶(干燥路面、潮湿路面、冰冻路面、积雪路面)，并评估其在冰冻路面和积雪路面上的刹车性能，和干燥路面和潮湿路面上的驾驶稳定性。前轮和后轮的车胎内压为190kPa，负载2人。

通过测量在冰冻路面上以20km/小时或在积雪路面上以40km/小时的速度行驶时快速刹车(全刹)后的停车距离评估刹车性能，防锁死刹车系统(ABS，anti-lock braking system)的状态处于OFF(关)。

操纵稳定性的评估是通过测量每次沿环形跑道行驶10圈的平均时间来评估的。

这些评估结果在表1中显示。而且，表1中的数值是将常规例设为100的基础上的指数，数值越大，表明性能越好。

表1

	常规例	实    例
											1	2	3	4	5	6	7	8	9
		HD	48	48	43	53	35	65	48	48										48	48
泡沫橡胶的重量比	26％										26％	26％	26％	26％	26％	16％	36％	5％	50％
		A.刹车性能*1	100	110	112	108	115	103	105	115										100	120
B.刹车性能*2	100										107	109	105	112	100	102	112	97	117
		C.驾驶稳定性*3	100	102	101	103	99	105	104	100										106	97
D.驾驶稳定性* 4	100										101	100	102	98	104	103	99	105	96

(注)*1：在冰冻路面上  *2：在积雪路面上

    *3：在干燥路面上  *4：在潮湿路面上

由表1的评估结果可知，与常规例中的轮胎相比，实例中的轮胎在干湿路面上的驾驶稳定性水平相当，但在冰冻和积雪路面上的刹车性能则相当优秀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1、一种橡胶组成物，由泡沫橡胶构成，其特征在于在该泡沫橡胶中含有多个连续小泡，每个该连续小泡沿一特定方向连续延伸，并由一树脂保护膜密封。

2、根据权利要求1所述的橡胶组成物，其特征在于其中所述的泡沫橡胶包括：多个树脂线，在硫化之前沿一特定方向呈线状连续延伸，以及发泡剂，其中该树脂线在硫化过程熔化，其粘度低于泡沫橡胶构成的橡胶，且该发泡剂具有在硫化过程中发泡的性质，以生成气体，并且该连续小泡是通过该树脂线制成的该树脂保护膜将由发泡剂产生的气体的至少一部分封闭而形成的。

3、一种充气轮胎，包括一胎面胶，至少一上层橡胶部，其形成一由泡沫橡胶制成的地面接触面，其特征在于该上层橡胶部具有环形连续小泡，每个该连续小泡都沿该轮胎的周向方向连续延伸并采用一树脂保护膜密封。

4、根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的连续小泡是设置于一胎面的厚度方向内的多个级(stages)中。

5、根据权利要求3或4所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的泡沫橡胶包括多个树脂线，在硫化开始前每个该树脂线以线状沿轮胎的周向连续延伸，以及一发泡剂，其中该树脂线在硫化过程中熔化，具有低于构成上层橡胶部的橡胶的粘度并且该发泡剂具有一种在硫化过程中发泡产生气体的属性，并且该连续小泡是通过该树脂线制成的该树脂保护膜将至少由发泡剂产生的气体的一部分封闭而形成的。

6、根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的树脂线具有10-100μm的直径。

7、根据权利要求5或6所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的树脂线具有低于该胎面胶最高硫化温度的熔点。

8、根据权利要求3-7中任一权利要求所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的泡沫橡胶除具有该连续小泡外，还具有长度为0.5-5mm的长形小泡，其中该长形小泡被设置为与该连续小泡形成网络状连接。

9、根据权利要求3-8中任一权利要求所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的泡沫橡胶具有的所有小泡的丰度比(existing ratio)，按重量比为10-40％，硬度(HD，hardenss)为38-58。

10、根据权利要求3-9中任一权利要求所述的充气轮胎，其特征在于其中所述的上层橡胶部具有一对应于胎面胶厚度30-70％的厚度。

11、一种生产充气轮胎的方法，其特征在于其包括以下步骤：

将平行设置的一个或多个树脂线用一含有发泡剂的发泡橡胶覆盖，形成具有给定宽度的薄片状构件；

将该薄片状构件沿一坯料(green case)或一成形鼓(shaping drum)之周向缠绕并层压于该坯料或成形鼓之上，形成构成一胎面胶的上层橡胶部；

硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且该泡沫橡胶中含有的该发泡剂的发泡产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

12、一种生产充气轮胎的方法，其特征在于其包括以下步骤：

将一覆盖有一含有发泡剂的泡沫橡胶的至少一个树脂线的窄宽度带状构件，沿一坯料或一成形鼓之周向缠绕并层压于该坯料或该成形鼓之上，形成一构成胎面胶的上层橡胶部；

硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且该泡沫橡胶中含有的该发泡剂的发泡产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

13、根据权利要求11或12所述的生产充气轮胎的方法，其特征在于其中所述的薄片状构件和该带状构件是通过拉出一个或多个树脂线并将该拉出的树脂线通过一隔离系统用该泡沫橡胶覆盖形成的。

14、根据权利要求11或12所述的生产充气轮胎的方法，其特征在于其中所述的薄片状构件和该带状构件是通过将含有发泡剂的线状橡胶围绕一个或多个树脂线并通过一压入器将树脂线包覆于橡胶之中。

15、根据权利要求11所述的生产充气轮胎的方法，其特征在于其中所述的薄片状构件和带状构件是通过将一个或多个平行排布的树脂线夹在两张泡沫橡胶片中形成的。

16、根据权利要求12至14任一权利要求所述的生产充气轮胎的方法，其特征在于其中所述的胎面胶的至少一上层橡胶部是通过将该带状构件缠绕和层压而形成的，从而在该轮胎的宽度方向上转换时，每一圈环绕的宽度端都互相重叠。

17、一种生产充气轮胎的方法，其特征在于其包括以下步骤：

将一含有发泡剂和树脂线的带状橡胶片，沿周向缠绕并层压于一坯料或一成形鼓之上，使该树脂线以给定间距沿该坯料或该成形鼓周向排布，形成一构成胎面胶的上层橡胶部；

硫化，在此期间该树脂线被熔化，形成一树脂保护膜，并且该泡沫橡胶中含有的该发泡剂的发泡产生的气体的至少一部分被该树脂保护膜密封，形成环形连续小泡，每个连续小泡在构成该上层橡胶部的该泡沫橡胶内沿该轮胎的周向连续延伸。

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