充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种充气轮胎。

背景技术：

已提出的多种充气轮胎(在下文中，可被简称为轮胎)，在其胎侧壁部的外表面上被设置有由环形或其他形状的印刷层形成的装饰部(例如，参照专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1:特开2013-237292号公报

技术实现要素：

(技术问题)

在上述方面，当如上述的由印刷层形成的装饰部被设置于轮胎中时，由于在行驶期间轮胎的变形导致的应变，可在装饰部中出现裂纹。因此，需要提高装饰部的耐用性。更进一步，印刷层可在当轮胎接触路缘石等时剥落。相应地，还需要提高包括印刷层的装饰部对外部损害的抗性。

本发明考虑上述问题，并且本发明旨在提供在胎侧壁部中的装饰部的耐用性和对外部损害的抗性都被提高的充气轮胎。

(解决问题)

本发明的发明内容如下。

一种充气轮胎，在其胎侧壁部的外表面上包括装饰部，装饰部包括印刷层和位于印刷层的轮胎外侧的保护层，其中

装饰部进一步包括中间层，中间层位于印刷层和保护层之间，并且

当印刷层的储能模量、保护层的储能模量和中间层的储能模量被分别地定义为E1’、E2’和E3’时，满足下列关系式：

E2’＞E3’＞E1’。

这里，“储能模量”是指根据JIS K7244在25℃测量的储能模量。

这里，“层的厚度”是指在层的最大宽度位置测量且在当轮胎被安装于适用的轮辋、被填充有预定的内压且被放置在无负载状态下所测量的厚度。这里“适用的轮辋”是指在轮胎制造和使用的各个地区中有效的工业标准中规定的任何轮辋。这些工业标准的示例包括日本的日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)年鉴、欧洲的欧洲轮胎和轮辋技术组织(ETRTO)标准手册以及美国的轮胎和轮辋协会(TRA)年鉴。“预定的内压”是指与JATMA或其他标准中规定的适用的尺寸的轮胎的轮胎最大负载能力相对应的气压(最大气压)。

这里，下面描述的“对比率”是指在轮胎表面上的每单位面积的涂漆面积，并且例如，可通过测量在其上通过使用显微镜进行图像处理来施加涂料的区域来获得。

(有益效果)

本发明提供了提高在胎侧壁部中的装饰部的耐用性和外部损害抗性的充气轮胎。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的充气轮胎的在轮胎宽度方向上的剖视图；

图2是轮胎-轮辋组件的侧视图，其中，根据本发明的一个实施方式的充气轮胎被安装于轮辋；并且

图3是示意性地示出了装饰部和胎侧壁部的部分剖视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细地描述本发明的实施方式。

图1是根据本发明的一个实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向上的剖视图。尽管图1仅示出了在轮胎宽度方向上的由作为边界的轮胎赤道平面CL划分的半部，未示出的在轮胎宽度方向上的另一半部具有相同的结构。如图1所示，充气轮胎1包括：环形胎面部2，其沿轮胎周向连续地延伸；一对胎侧壁部3(在图1中仅示出了胎侧壁部3的其中一个)，其从胎面部2的侧部朝向轮胎径向内侧连续地延伸；以及一对胎圈部4(在图1中仅示出了其中一个胎圈部4)，其从胎侧壁部3的轮胎径向内侧连续延伸。这里，尽管轮胎的内部结构没有被特别地限定，但在图1的示例中的轮胎1包括胎体5，其在被嵌入到胎圈部4中的一对胎圈芯4a(在图1中仅示出了其中一个胎圈芯4a)和带束6之间环形地延伸，带束6被设置于胎体5的轮胎径向外侧，并且在该示例中包括两个带束层。

图2是轮胎-轮辋组件的侧视图，其中，根据本发明的一个实施方式的充气轮胎被安装于适用的轮辋。如图2所示，轮胎1被安装于适用的轮辋R，并且在所示的示例中，轮胎1在胎侧壁部3的外表面3a上包括环形的装饰部7。在所示的示例中，包括字母的标记M1和M2被施加于装饰部7的圆周上的两个位置。另外，装饰部7还可被部分地设置于胎侧壁部3的圆周上。例如，装饰部7可被设置在施加标记M1和M2的两个位置中。

下面对图3进行参考，其是示意性地示出了装饰部7和胎侧壁部3的部分剖视图。如图3所示，装饰部7包括印刷层8和保护层9，保护层9位于印刷层8的轮胎外侧，以保护印刷层8不受外部损坏。装饰部7进一步包括中间层10，其位于印刷层8和保护层9之间。

在本实施方式中，这里，印刷层8可通过丝网印刷、喷墨印刷、凸版印刷或其他印刷工艺将诸如油墨的涂料施加到胎侧壁部3的外表面3a来形成。

印刷层8可具有白漆层或被设置在白漆层的轮胎外侧上的彩漆层(除了白色的任何颜色)的层压结构。为了生成具有良好的色彩密度的装饰部7，优选地将白漆层制成比彩漆层更厚。上述层压结构可被应用到印刷层8的圆周的整体或部分。彩漆层可被直接地层压于白漆层的表面上或可通过底漆层被形成。

更进一步，印刷层8和组成胎侧壁部3的橡胶层(侧橡胶)可直接接触，或者可通过底漆层接触。当印刷层8通过底漆层被设置于轮胎侧橡胶的轮胎外侧上时，底漆层可由与中间层10相同的材料制成。这省去了制备单独材料(例如油墨)的需要，并且降低了成本。

在本实施方式中，中间层10和保护层9被形成为透明层，以便印刷层8可见。

同时，当印刷层8的储能模量、保护层9的储能模量以及中间层10的储能模量被分别定义为E1’、E2’和E3’时，本实施方式的充气轮胎满足下列关系式：

E2’＞E3’＞E1’。

下面描述本实施方式的充气轮胎的效果。

首先，增加装饰部7对外部损坏的抗性的一种可能的方法是使用具有高储能模量的保护层9。然而，保护层9和印刷层8之间的刚度的巨大不同可导致由于轮胎、橡胶制品的应力而在它们之间的界面处出现裂纹。在本实施方式中，由于具有满足上述关系式的储能模量的中间层10被设置在印刷层8和保护层9之间，印刷层8与保护层9的刚度的不同被缓解。因此，本实施方式在设置保护层9的同时提高了装饰部7的耐用性，保护层9被证明具有足以耐受外部损坏的储能模量。因此，根据本发明的轮胎，在胎侧壁部中的装饰部的耐用性和外部损坏抗性被提高。

在上述方面，在根据本发明的充气轮胎中，比率E2’/E3’和比率E3’/E1’优选地满足下列关系式：

E2’/E3’＜E3’/E1’。

上述的刚度差异在类似于印刷层8的软层的存在下趋向于相对减轻。因此，在储能模量高的一侧的中间层10的储能模量与印刷层8的储能模量的比率E3’/E1’被设置为比在储能模量低的一侧的保护层9的储能模量与中间层10的储能模量的比率E2’/E3’大。结果，装饰部7的耐用性和外部损坏抗性作为整体被进一步提高。

更进一步，在根据本发明的充气轮胎中，E2’/E1’优选地满足下列关系式：

E2’/E1’≥5。

将比率E2’/E1’设置为5或更大允许功能分离，其中，在具有高储能模量的保护层9中的外部损坏抗性提高，并且保持了在具有低储能模量的印刷层8中的耐用性。因此，装饰部7的耐用性和对外部损坏的抗性甚至被进一步提高。

另外，从通过防止保护层9与印刷层8的刚度差异过大来保持装饰部7的耐用性来看，上述比率E2’/E1’优选地满足下列关系式：

E2’/E1’≤100。

而且，在根据本发明的充气轮胎中，当与装饰部7的轮胎内侧相邻的侧橡胶(组成胎侧壁部3的橡胶)的储能模量被定义为E4’时，优选地满足下列关系式：

E1’＜E4’；并且E3’＜E4’。

当满足上述关系式时，印刷层8和中间层10更好地适应特别是由轮胎的胎侧壁部3的变形引起的侧橡胶的应变，并且装饰部7的耐用性甚至被进一步地提高。

更详细地，从具有高储能模量的保护层9中的外部损坏抗性的提高以及保持具有低储能模量的印刷层8中的耐用性来看，印刷层8的储能模量E1’优选地为1.0×10⁸(Pa)或更小，并且保护层9的储能模量E2’优选地为1.0×10⁷(Pa)或更大。

在另一方面，从通过防止保护层9与印刷层8的刚度差异过大来保持装饰部7的耐用性来看，印刷层8的储能模量E1’优选地为1.0×10⁶(Pa)或更大，并且保护层9的储能模量E2’优选地为5.0×10⁸(Pa)或更小。

在本发明中，这里，印刷层8的材料的示例可包括但并不特别地被限定于活性能量射线固化油墨，活性能量射线固化油墨主要包含低聚物、着色剂，并且根据需要还包含光聚合引发剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、粘合促进剂、流变控制剂、分散剂等。印刷层8的储能模量E1’可通过控制上述材料的量被控制在预定的范围内。更详细地，例如，由DNP精细化工股份有限公司制造的UF-245油墨系列可被使用作为印刷层8的材料。保护层9的材料的示例可包括但并不被特别地限定于(甲基)丙烯酸类树脂或通过(甲基)丙烯酸类树脂的有机硅改性获得的树脂。除了这种树脂，还可使用聚氨酯树脂或通过含有对聚氨酯树脂进行碳酸酯改性而得到的树脂的任何树脂。更详细地，例如，作为保护层9的材料，由DNP精细化工股份有限公司制造的“OP-SA13”、“OP-SA79”、“OP-SA355”和“OP-SA356”可以被认为是(甲基)丙烯酸类树脂或通过(甲基)丙烯酸类树脂的有机硅改性获得的树脂，并且由DNP精细化工股份有限公司制造的“OP-U354”可以被认为是聚氨酯树脂或通过聚氨酯树脂的碳酸酯改性获得的树脂。保护层9的储能模量E2’可通过控制上述材料的量被控制在预定的范围内。中间层10的材料示例可包括但并不被特别地限定于活性能量射线固化油墨，活性能量射线固化油墨用于形成中间层，中间层主要包含低聚物和单体，并且还根据需要包含光聚合引发剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、粘合促进剂、控制剂等。更详细地，例如，由DNP精细化工股份有限公司制造的UF-64油墨系列可被使用作为中间层10的材料。中间层10的储能模量E3’可通过控制上述材料的量被控制在预定的范围内。另外，活性能量射线的示例可包括α-射线、γ-射线、X-射线、紫外线和电子束。

在根据本发明的充气轮胎中，印刷层8的厚度d1优选地比保护层9的厚度d2和中间层10的厚度d3大。

通过将具有最低的储能模量且最软的印刷层8的厚度制成为它们中的最大，装饰部7的柔韧性被整体地提高，并且甚至进一步地提高了装饰部7的耐用性。

在上述方面，在根据本发明的充气轮胎中，比率d2/d1和比率d3/d1优选地满足下列关系式：

d2/d1≤1/2；以及d3/d1≤1/2。

通过增加具有最小的储能模量的印刷层8的厚度，使得上述关系式被满足，轮胎的应变被印刷层8接收。结果，装饰部7的耐用性被进一步提高。

出于相同的理由，保护层9的厚度d2和中间层10的厚度d3的总和(d2+d3)优选地为印刷层8的厚度d1的1/2或更小。

例如，为了进一步同时确保装饰部7的耐用性和对外部损坏的抗性，印刷层8的厚度d1优选地为从30至60μm，保护层9的厚度d2优选地为从10至15μm，并且中间层10的厚度d3优选地为从10至20μm。

而且，在根据本发明的充气轮胎中，中间层10的对比率优选地比印刷层8的对比率和保护层9的对比率小。

减小中间层10的对比率使得由于微小的不规整而产生挂钩，并且因此，进一步提高了中间层10和印刷层8之间的粘合性。更进一步，在中间层10和印刷层8之间的界面，产生了不用显微镜地施加涂料的区域，并且应变被释放。因此，装饰部7的耐用性被进一步的提高。

示例

为了确认本发明的效果，根据示例1至5的轮胎和根据比较例1的轮胎被试验性地生产，并且每个都被测试，以评估装饰部的耐用性和外部损坏抗性。轮胎每个都具有如图1所示的共同的内部结构，并且在胎侧壁部的外表面包括具有印刷层、保护层和中间层的装饰部。轮胎具有下面的表1中所示的规格，并且在表1中未列出的其他规格方面是常见的。

<装饰部的耐用性>

每个轮胎都被安装于适用的轮辋，被填充有预定的内压，并且被安装于车辆上。随后，在实际的车辆上行驶20000km之后，每个轮胎被测试以测量在装饰部中出现的裂纹的长度，以评估装饰部的耐用性。评估被表示为指数值，根据比较例1的轮胎的结果被设为100。值越大表示装饰部的耐用性越好(即是裂纹越短)。

<装饰部的外部损坏抗性>

对于每个轮胎，装饰部在1200g的负载的条件下使用硬币进行划痕测试，并且根据在装饰部中出现剥落时观察到的划痕的数量，评估装饰部的外部损坏抗性。评估被表示为指数值，根据比较例1的轮胎的结果被设为100。值越大表示装饰部的外部损坏抗性越好(即是在剥落之前观察到的划痕数量越大)。

下面的表1示出了评估结果。

表1

如从表1所见，根据示例1至5的轮胎在装饰部的耐用性和外部损坏抗性方面优于根据比较例1的轮胎。更进一步，示例1与示例2的比较示出，满足关系式E2’/E3’＜E3’/E1’的示例1在装饰部的耐用性和外部损坏抗性方面优于示例2。示例1与示例3的比较也示出，满足关系式E2’/E1’≥5的示例1在装饰部的耐用性方面优于示例3。而且，示例1和示例4的比较示出，满足关系式d1＞d2、d3的示例1在装饰部的耐用性方面优于示例4。示例1和示例5的比较还示出，满足关系式d2/d1≤1/2和d3/d1≤1/2的示例1在装饰部的耐用性方面优于示例5。

附图标记说明

1 充气轮胎

2 胎面部

3 胎侧壁部

4 胎圈部

4a 胎圈芯

5 胎体

6 带束

7 装饰部

8 印刷层

9 保护层

10 中间层