TW200408564A - Two-wheel pneumatic tire, particularly bicycle inflation tire - Google Patents

Description

200408564 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種兩輪車充氣輪胎，尤指自行車充氣輪胎， 其至少具有一橡膠框架，其藉由圍繞凸出核而固定在凸出部内， 一由橡膠製成之輪胎正面，及有需要時具有侧壁橡膠層。 【先前技術】 上述之具侧壁橡膠層之兩輪車充氣輪胎之種類，係於如專利 案ΕΡ-Α-0 117 904中習知。於市場内可購得之自行車輪胎，其因 重量之原因而放棄側壁橡膠層，改由橡膠框架構成侧壁。 許多不同之橡膠混合物使用於兩輪車充氣輪胎之製造，其輪 胎之行馱特性大部份與輪胎正面之橡膠組成有關。因此輪胎須有 較小之磨損與較小之滚動阻力，以及極佳之溼地及乾地抓地力。 此外，輪胎要有夠長之使用壽命。使用壽命不僅取決於磨損，也 因由臭氧、熱及紫外線作用產生之老化裂縫決定，二者均使輪胎 提前報廢。製造及使用之故，自行車輪胎之老化裂缝常出現於輪 廓底部及側壁（侧邊範圍），因該等地方有最大之往復作用力。一 般而言，輪廓周面則極少出現裂縫。 為使所有希望之特性均能發揮，兩輪車充氣輪胎於輪胎正面 範園具有混合成份，其於裂缝強度及行駛特性間，如滾動阻力及 》二乾抓地力間提供一安協’因混合成份具極佳之滾動阻力及渥乾 抓地力，一般而言則不具良好之裂缝強度，反之亦然。 習知由DE 196 53 371 C2中具光彩，即非黑色之充氣輪胎， 其具較小磨損，較佳之溼地及乾地抓地力，同時也具有特佳之抗 老化特性。此充氣輪胎之混合物包括20 phr至50 phr溶聚合之苯 乙烯〜丁二烯-異分子共聚物，20 phr至40 phr之乙晞—丙晞-二烯 橡膠及/或丁基-苯乙烯—異分子共聚物，1〇 phr至6〇 phr之天然橡 6 200408564 膠’30phr至7〇phr之硅酸及19phr至44phr之活化劑及其他常 用之充填及添加料。雖然此混合物具極高之品質，但在裂缝強度 及行駛特性間也僅能提供一妥協。 為防止自行車輪胎之侧壁範圍因軟化劑擴散造成脆化而出現 裂缝，專利案JP-A-1111503中提出，將輪胎由中央範圍及侧壁範 圍而製成’並於中央範圍及側壁範圍使用不同軟化劑成分之橡膠 混合。 【發明内容】 本發明之基本任務為，兩輪車充氣輪胎，尤指自行車充氣輪 胎，具有特別之1¾裂縫強度，及極高之使用壽命，同時不影響其 行駛特性，例如滾動阻力及溼及乾抓地力。 本發明任務之解決方式透過新輪胎外側之薄層，尤指具較高 裂缝抵抗性之厚度$〇.5mm之橡膠薄層，其薄層至少延伸至輪胎 正面。 如如所述，輪胎正面範圍内具兩種不同之橡膠混合物。於行 駛一股時間後，僅輪廓周面之橡膠薄層發生耗損，而較差之傳統 輪胎正面混合物則會與道路再接觸。 本發明之基本想法疋，輪胎之各個特別受往復作用力之高自 荷，及因而受臭氧、熱及料線影響老化而易於出現裂缝之^圍 (輪廓槽底部），其藉由提供一薄且特耐耗損之橡膠薄層，保護其 輪胎之使用壽命，而輪胎正面與道路接觸之面則採以^統 面混合物，其滾動阻力、溼及乾抓地力等特性可加以最佳化，^而 同時毋需注意其裂缝抵抗性。整體而言，本發明之兩輪車充氣輪 胎結合有以财耗損混合物作為之覆蓋層與輪胎正面混合物之有利 特性（抓地力、滾動阻力）。 ’例如 此薄層可以是由橡膠或由類似橡膠之材料製成之薄展 7 200408564 熱塑料彈性體’或由熱塑料材料製成，膠薄層較受偏好，因其 易與下方之混合物層，例如硫化石固定相接。 八 根據本發明之另-較有利之設計，薄層自凸出部延伸，經過 整個侧壁之側壁橡膠層及輪胎正面。以此方式，整個侧壁，^其 受紫外線及往復作用力之侧壁，透過未受裂縫薄層之保護。此ς 计之另一優點為，此類之輪胎可輕易製造。擠製 面及側壁管時，可將例如硫化後形成之薄覆蓋層 層覆上。此薄層也可藉由賴或塗抹，例如橡膠齡物與有機溶 劑之溶劑而製成。 外部4薄層也可只延伸至輪胎正面及特別受力之側壁徑 部。 外部之薄層厚度較偏好於㈣疆至〇·3_帛。此薄層厚度 可於裂缝前麟最佳之賴，而不致於對其他之輪胎特性有負面 影響。此薄層厚度可輕易以製程技術製出。 若外侧騎為橡膠層，此橡膠層可以不同之橡膠混合物上為 基礎，其作為硫化劑有極高之裂縫抵抗性。橡膠混合物之橡膠可 例如為乙浠-丙晞-二缔橡膠（EPDM)或是由異丁基及巴拉（㈣a) 甲基苯乙_成之異分予共聚物，其有需要時將被_化（例如埃 克森（EXXON)化學公司之跑㈣”。此橡膠類之特徵為具 極高之裂缝抵抗。另一段外部之橡膠層較偏好具下述成分之硫化 橡膠混合物： 30phr至60phr之乙埽—丙缔—二烯橡膠（EpD]VI)， 40 phr至70 phr之天然橡膠（NR)，

Ophr 至 20phr 之聚丁二埽（br) 及其他常用添加物。橡膠部份所佔比例於混合物中加至i 〇 〇 %。混 合物中之EPDM也可由異丁基及巴拉_甲基苯乙缔組成之異分子 200408564 共聚物替代，有賴自化錢用epdm及共聚物之摻合。 此文中所使用之單位phr (橡膠重量百分比，parts per hundred p^arts 〇f mbber by weight)係於橡膠工業中混合物配料之常用單 位，各成分之配料多少均以於混合物中橡膠總量之重量百分比 準。 ^ 此類具高EPDM含量之橡膠齡物有極高之臭氧及紫外線老 2裂縫抵抗性。若使用少於3〇咖之EpDM，對裂缝之保護即不 疋整。若顯著增加超過60 phr，其動態特性如拉伸、再撕裂強度 及張力值均文損害。另外超過6〇phr之EpDM，混合性也有問題， 因相對而a EPDM是為較貴之合成橡膠。以薄層方式使用之好處 為於大量生產中僅使用少量昂貴之橡膠，因而可降低輪胎之價 格。 …橡膠混合物可包含常見之添加物，有常見之重量百分比。該 等添加物包括如充填材料（例如驗、毯酸）、顏料、抗老化劑、 助加工劑、軟化劑、網格料（例如硫或魏化物）及硫化加速劑。 本發明之橡膠混合物之製造可以傳統方式以—或多次混合階段進 行。 根據申州專利範圍第6項之本發明設計中，橡膠薄層之橡膠 混合物不包含或只包含輕微染色或完全不含染色之抗老化劑。不 含染色或輕微染色之抗老化劑’如2,2-亞甲基—雙—（4-甲基-6-四 丁基苯imBPH)、取代之雜（DS)、苯乙稀化之雜（spH) 或是2,2,4-三甲基-1，2一二對苯二盼（TMQ)，_於因臭氧、紫外 光及熱老狀賴㈣色之抗老化劑（例如芬香之氣）為差。根 據申請專職圍巾第5項収之高EPDM含量之混合物，不需抗 老化劑’或以不含染色或輕微染色之抗老化劑即可使橡膠薄層有 足夠之裂缝抵抗性。 200408564 不使用抗老化劑或是使用不含或含輕微染色之抗老化劑之另 一優點為，橡膠層可設計為有顏色，或與色彩應用，例如標示或 反射條紋，其等不因抗老化劑變色而出現不美觀之變色。以此方 式，兩輪車充氣輪胎具希望之光學特性。顧客需要之自行車輪胎 應具有長久光學效果設計及極佳之行駛特性。 橡膠層可與下方充氣輪胎混合物具相同之顏色，但橡膠層也 可與下方充氣輪胎混合物具不同之顏色。當橡膠層之顏色與底層 充氣輪胎混合物之顏色不相同時，使用者在橡膠層經過長時間後 出現小裂缝時將注意到’因為如此將看到内層充氣輪胎之混合物。 兩輪充氣輪胎之輪胎正面最好以硫化之橡膠混合物為基礎， 此橡膠混合物只包含天然橡膠及/或聚丁二錦Γ。此橡膠混合物於硫 化物中有極佳之溼及乾地抓地力，同時具極小之滾動阻力。另外， 此種橡膠非常便宜。 輪胎正面之橡膠混合物不需要變色之抗老化劑即對臭氧、紫 外線及熱老化更有成效，因為此類老化造成裂缝所需之保護經由 覆蓋輪胎正面之薄層提供。 本發明之兩輪車充氣輪胎可以專家習知之方法加以製出，其 外侧之薄層可於硫化前或後藉由數種不同之習知之塗覆方法製 出。 【圖式簡單說明】 以下本發明將由一實施例及圖式更進一步說明，但本發明並 不限定於此案例。 此唯一之圖式顯示一新自行車輪胎之彳至向剖面。 【實施方式】 根據圖式，此自行車輪胎有一由二織物底層組成之對角框架 1 ’其藉由圍繞之凸出核2而固定在輪胎凸出部3内。在輪胎侧壁 200408564 自凸出部3至凸出部3 一體之侧壁橡膠層4。另外，此輪 /卜侧Ϊ橡膠製成之輪胎正面5。新輪胎有—橡膠薄層6，其在輪胎 之=從凸出部3起，經侧壁橡膠層4延伸至輪胎正面$。橡膠層6 屉、$㈢、厚度小於〇.5mm且具極高之裂缝抵抗性。於行駛中，橡膠 ^ 6〈外輪廓周面與地面接觸而迅速消損，但對裂缝特別易受影 曰心輪廓槽底及侧壁仍受橡膠層6之保護。 表1顯示用於具良好裂缝抵抗性之橡膠層6之適當橡膠混合 物’、及用於具良好滚動阻力及良好之溼及乾抓地力之輪胎正面5 之適當之橡膠混合物。 表1 -_之混合物 輪胎正面5之混合物 一 45 phr NR 80 phr NR 一 55 phr EPDM 20 phr BR 〜 &5phr助加工劑 6.5phr助加工劑 ^______2 化劑（輕微染色） 2 phr抗老化劑（輕微染色） 〜 50 phr充填料 65 phr充填料 一 9 phr軟化劑 10 phr軟化劑 2 phr 硫 2.3 phr 硫 . L95phr加速劑 1·8 phr加速劑 本發明之自行車輪胎之外橡膠層及輪胎正面依表1之混合加 以製出。其於製造時，於未硫化之輪胎正面覆蓋一層〇.5mm厚之 薄層，其具外薄層之混合物。於硫化壓製機内硫化後製出之輪胎 外薄層之厚度為〇·3 mm至〇.5mm。以具相同充氣輪胎混合，但無 此外薄層發明之相同充氣輪胎混合比較，於測試台（動態裂縫） 多次測試後，無外薄層之比較輪胎於48小時（約2500 km)後在 11 200408564 侧壁及輪廓槽底部出現明顯之裂缝。本發明具外薄層之輪胎於100 小時（約5000 km)後仍無裂缝。 於紫外光（靜態）下測試，無附加外薄層之輪胎部分於72小 時後出現許多裂缝，而本發明之輪胎仍無裂縫。 12 200408564 元件符號說明 1 橡膠框架 2 凸出核 3 凸出部 4 侧壁橡膠層 5 輪胎正面

Claims (1)

1. 200408564 拾、申請專利範園： 1·種兩輪車充氣輪胎，尤指自行車充氣輪胎至 膠框架⑴，其藉由圍繞凸出核⑵而固定在凸出部⑶内橡 由橡膠製成《輪胎正面（5)，及有需要時具有侧壁橡膠層 ⑷’其特徵為，新輪胎之外側具—厚度錢5腿之薄層⑷， 此薄層具極㈤之裂缝抵抗性，使薄層⑷至少延伸至輪胎正 面（5) 〇 2·根據中μ專利範圍第丨項所述之兩輪車充氣輪胎，其特徵為， 薄層（6)係為一橡膠層。 3. 根據中請專利第丨項或第2項所述之兩輪車充氣輪胎，其 i 特徵為，薄層（6)自凸出部（3)經過整個側壁橡膠層延伸至 輪胎正面（5)。 4. 根據巾請柄顧第丨項至第3财至少—韻述之兩輪充氣 輪胎’其特徵為’薄層（6)具有自0.15至〇.3mm間之厚度。 5. 根據申請專利範圍第2項至第4項中至少一項所述之兩輪車充 氣輪胎，其特徵為’橡膠薄層（6)係以硫化之橡膠混合物為 基礎’其包含 π 30至60phr之乙烯-丙烯-二晞橡膠（EPDM)、 φ 40至70 phr之天然橡膠（NR)、 0至20 phr之聚丁二烯（BR)及其他常用添加物。 6·根據申請專利範圍第5項所述之兩輪車充氣輪胎，其特徵為， 橡膠薄層（6)之橡膠混合物不包含或包含不含變色或輕微變 色之抗老化劑。 7·根據申請專利範圍第1項至第6項中至少一項所逑之兩輪車充 氣輪胎’其特徵為，輪胎正面（5)係以硫化之橡膠混合物為 基礎，該橡膠混合物包含70 phr至1〇〇 phr之自然橡膠及〇 phr 14 200408564 至30 phr之聚丁二晞。