专利名称：重负载充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及重负载充气轮胎，特别涉及明显改善了高温多湿地区使用的耐久性的重负载充气轮胎。
背景技术：
在传统重负载充气轮胎中，由丁基橡胶所制透气性低的内衬层是保持轮胎气压的最内层，在内衬层和胎体层之间有一内面保护层。这里所用术语“胎体层”指由帘布和被覆这些帘布的胎体橡胶组成的胎体帘布层的胎体橡胶部分。
内面保护层应具有拦阻氧气的功能，使通过内衬层的氧气不能到达胎体帘布层损坏帘布和胎体橡胶之间的粘合力，还要具有增强胎体橡胶的功能，使胎体橡胶不会由于轮胎行驶或轮胎内压而在径向向外蠕变从而帘布向轮胎内面的方向突出。此外，内面保护层应具有类似于胎体橡胶的配方，这样不会由于硫化之前和之后胎体橡胶组合物的变化而损害胎体帘布层的固有功能，并在硫化之前和之后进一步具有对丁基橡胶组合物制成的内衬层的更高粘合力。
拦阻氧气的功能是通过氧化损害内面保护层本身的橡胶而获得。但是，由于氧化损害导致内面保护层的抗断裂性降低，如果在轮胎行驶的最后阶段驶过突出物或类似情况而对轮胎施加强力，内面保护层就会破裂引起如泄气等轮胎事故。因此，优选在氧化损害中具有高抗断裂性的橡胶作为内面保护层的橡胶。而且，为了增强胎体帘布层以减少由轮胎行驶或内压引起的蠕变发生，优选具有高弹性和高抗蠕变性的橡胶作为内面保护层的橡胶。
在日本专利号2614441所公开的充气轮胎中，胎体层之内的内衬层具有三层结构内层-中层-外层，其中为了提供氧化损害抗性，将基于对苯二胺的抗氧化剂以5-30质量份(基于100质量份橡胶成分)的比例配于中层。
在JP-A-2001-121906公开的技术中，在胎体帘布层和内衬层之间具有弹性增强层，并且在该增强层中使用了由一种或多种含共轭二烯的单体和一种或多种芳香族乙烯型单体组成的共聚物。
在JP-A-9-272308和JP-A-10-297209公开的技术中，内面保护层被做成两层结构，从构成内衬层侧的那一层的橡胶组合物中基本去除有机酸钴化合物以增强内面保护层的氧化损害抗性。
发明内容
但是，日本专利号2614441的问题在于硫化过程中中层配有的基于对苯二胺的抗氧化剂发生迁移，损害了帘布和胎体橡胶之间的粘合。
JP-A-2001-121906的问题在于由于使用了由一种或多种含共轭二烯的单体和一种或多种芳香族乙烯型单体组成的共聚物，使得弹性增强层的配方成本增加。
即使如JP-A-9-272308和JP-A-10-297209所述将有机酸钴化合物基本从内衬层侧的层中去除，内面保护层氧化损害抗性的增强效果也不充分，特别是还有一个问题即在高温多湿地区使用时，内面保护层可能会破裂。
因此，本发明目的是提供一种重负载充气轮胎，其中位于胎体层和内衬层之间的内面保护层控制胎体橡胶的蠕变，并且氧化损害抗性高至即使在高温多湿地区使用也足以防止内面保护层的破裂。
为了达到上述目的本发明人进行了各种研究，发现将重负载充气轮胎内衬层和胎体层之间的内面保护层制成由内衬层旁橡胶层和胎体层旁橡胶层组成的两层结构，改变两橡胶层橡胶组合物的配方将两两橡胶层的功能分开，这样胎体层旁橡胶层具有高抗蠕变性和类似胎体层的配方，以减少由于与胎体层配方组合物不同所造成的影响，内衬层旁橡胶层即使在氧化损害后仍具有高抗断裂性，由此可以减少胎体橡胶的蠕变并进一步增强氧化损害抗性，同时保持帘布和胎体橡胶之间的粘合特性。从而获得本发明。
即，本发明在于<1>一个包括胎体层、内衬层和位于二者之间的内面保护层的重负载充气轮胎，其特征在于内面保护层由靠近内衬层的橡胶层A和靠近胎体层的橡胶层B组成，组成内衬层、胎体层以及橡胶层A和橡胶层B的橡胶层含有橡胶成分、硫和有机酸钴化合物，硫的配量满足下式(I)和(II)SA＜SB≤SC…(I)2≤SA≤4…(II)(其中SA、SB和SC代表组成橡胶层A、橡胶层B和胎体层的橡胶组合物中基于100质量份橡胶组分的硫的配量)<2>根据项<1>的重负载充气轮胎，其中SB不小于4。
<3>根据项<1>的重负载充气轮胎，其中组成橡胶层A的橡胶组合物的断裂伸长率是组成橡胶层B的橡胶组合物断裂伸长率的1.00-1.45倍。
本发明的最佳实施方式下面将对本发明进行详细描述。
本发明的重负载充气轮胎包括一对胎圈部、一对胎侧部、一个胎面部、一个在胎圈部之间环向延伸的胎体帘布层、一个内衬层、一个在构成胎体帘布层的胎体层和内衬层之间的内面保护层，其中内面保护层由内衬层旁的橡胶层A和胎体层旁的橡胶层B组成。此外，组成内衬层、胎体层、橡胶层A和橡胶层B的橡胶组合物中配有橡胶成分、硫和有机酸钴化合物。
橡胶层B使橡胶层A和胎体层彼此分开一定距离，这样由组成橡胶层A的橡胶组合物与组成胎体层的橡胶组合物之间的配方差异所造成的不良影响不会作用于胎体层。橡胶层B还增强了胎体帘布层以抑制胎体层橡胶的蠕变，从而帘布不会朝轮胎内面突出。
另一方面，由于胎体橡胶的蠕变被橡胶层B所抑制，因此对于橡胶层A而言，低于橡胶层B的抗蠕变性就足够了，这样组成橡胶层A的橡胶组合物的配方着重于氧化损害后的抗断裂性，因此配有的硫量和有机酸钴化合物的量可以低于橡胶层B中相应成分的量，并且可以减少硫化促进剂的用量。在增强抗断裂性的情况下，组成橡胶层A的橡胶组合物的断裂伸长率是组成橡胶层B的橡胶组合物断裂伸长率的1.00-1.45倍，优选1.02-1.45倍。此外，通过内衬层的氧气被橡胶层A捕获，难以通过橡胶层B到达胎体帘布层。
本发明的橡胶层B由与组成胎体层的橡胶组合物相同或类似的橡胶组合物制成。在该橡胶组合物中，优选天然橡胶或天然橡胶含量不少于70％(重量)的橡胶共混物作为橡胶成分。橡胶共混物中的其他橡胶可以是合成的聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶等。此外，上述橡胶组合物中配有的有机酸钴化合物通常作为粘合促进剂被配制在胎体橡胶中使胎体帘布层增强帘布(例如钢丝帘线)，包括例如环烷酸钴、硬脂酸钴、油酸钴、妥尔油酸钴(cobalttallolate)、树脂酸钴等。有机酸钴化合物在橡胶组合物中的配量通常是0.1-20份(基于100质量份橡胶成分)。此外，橡胶组合物含有4-7质量份的硫(基于100质量份橡胶成分)作为硫化剂。
在组成橡胶层B和胎体层的橡胶组合物中，除了上述橡胶成分、硫和有机酸钴化合物之外还适当地含有炭黑、硫化促进剂、抗氧化剂、软化剂等。可以使用FEF、HAF或ISAF级炭黑，其含量通常为40-65质量份(基于100质量份橡胶成分)。
组成本发明橡胶层A的橡胶组合物与橡胶层B的橡胶组合物基本相同，但为了使橡胶层A和橡胶层B的功能不同以及增强氧化损害后的抗断裂性，减少硫的配量以满足下述硫配量的关系。
即，为了增强氧化损害后的抗断裂性，组成橡胶层A的橡胶组合物中硫的配量与组成胎体层和橡胶层B的橡胶组合物中硫的配量必须满足下式(I)和(II)。
SA＜SB≤SC…(I)
2≤SA≤4…(II)在上式中，SA、SB、SC分别是组成橡胶层A、橡胶层B和胎体层的橡胶组合物中硫的配量(基于100质量份橡胶成分)。
本发明的内面保护层由橡胶层A和橡胶层B组成，这两层橡胶层具有上述橡胶组成使其功能彼此区分并充分增强橡胶层A的氧化损害抗性，从而可以提供一种在高温多湿地区使用时耐用性显著增强的重负载充气轮胎。
为了本发明内面保护层充分达到上述效果，优选橡胶层A的厚度为0.2-2mm，橡胶层B的厚度为0.2-2mm。还优选橡胶层A和橡胶层B的总厚度在0.5-3.0mm范围内。
下述实施例用于说明本发明，但不意味着对本发明进行限制。
<实施例>
实施例1和2以及比较实施例1和2中检测的轮胎是大小为11R22.5、具有纵向胎面花纹的卡车和公共汽车用轮胎，其中根据表1所示配方制备橡胶层A、橡胶层B和胎体层。另外，橡胶层A的厚度为0.3mm，橡胶层B的厚度为0.3mm。
每个测试轮胎在滚筒上行驶100,000km后，将轮胎切开，通过下述测量方法测量橡胶层A和B中橡胶的断裂伸长率、帘布的下陷量(sinking amount)和与帘布的粘合特性，结果见表1和2。
(1)橡胶的断裂伸长率(根据JIS K6251-1993)从橡胶层A和B中分别取JIS#3样本，然后通过Instron拉力试验机测量断裂伸长率。
(2)帘布的下陷量行驶后仅将内衬层从轮胎中取出，通过下陷量(不规则部的峰部和谷部之间的高度差)的平均值来评估内面保护层的不规则状态。
(3)与帘布的粘合特性将最内层帘布从轮胎的肩部中取出后，通过胎体橡胶与帘布的粘合比例来评估帘布和胎体橡胶之间的粘合力。
以比较实施例1为100，上述(1)到(3)检测的评估结果见表1和2。此外，检测结果中的指数值越大，性能越好。
表1
表2
在实施例1和2的轮胎中，帘布的下陷量与比较实施例1的下陷量相同，而且胎体橡胶对帘布的粘合特性与比较实施例中的粘合特性相同，而橡胶的断裂伸长率被很大程度地改善，抗断裂性增强。另一方面，在比较实施例2的轮胎中，橡胶的断裂伸长率被显著增强，从而增强了抗断裂性，但由于弹性模量太低，帘布的下陷量明显变差，此外胎体橡胶的粘合性降低。
工业应用根据本发明，通过增强内衬层旁参与抗氧化损害的内面保护层(在重负载充气轮胎的内衬层和胎体层之间)中橡胶层A中橡胶的断裂伸长率，可以显著增强重负载充气轮胎的耐用性，而不损害帘布与胎体橡胶之间的粘合性和帘布的下陷量。
权利要求
1.一种包括胎体层、内衬层和位于二者之间的内面保护层的重负载充气轮胎，其特征为内面保护层由靠近内衬层的橡胶层A和靠近胎体层的橡胶层B组成，组成内衬层、胎体层、橡胶层A和橡胶层B的每个橡胶层都配有橡胶成分、硫和有机酸钴化合物，硫的配量满足下式(I)和(II)SA＜SB≤SC… (I)2≤SA≤4… (II)(其中SA、SB和SC分别代表组成橡胶层A、橡胶层B和胎体层的橡胶组合物中基于100质量份橡胶成分的硫的配量)
2.根据权利要求1的重负载充气轮胎，其中SB不小于4。
3.根据权利要求1的重负载充气轮胎，其中组成橡胶层A的橡胶组合物的断裂伸长率是组成橡胶层B的橡胶组合物断裂伸长率的1.00-1.45倍。
全文摘要
一种具有胎体层、内衬层、位于二者之间的内面保护层的重负载充气轮胎，其特征为内面保护层包括橡胶层(A)和橡胶层(B)，每个橡胶层由含有橡胶成分、硫和有机酸钴盐的橡胶组合物组成，所述硫的含量满足下式(I)和(II)S
文档编号C08K3/06GK1649752SQ03809980
公开日2005年8月3日 申请日期2003年3月27日 优先权日2002年4月1日
发明者江泽直史 申请人:株式会社普利司通