专利名称：泡沫填充的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充气轮胎，其内腔填充有闭孔泡沫橡胶，该闭孔 泡沫橡胶被未发泡橡胶层容纳在胎腔内。
背景技术：
胎腔填充有闭孔泡沫橡胶的轮胎有时被用于各种应用，特別是需要 相关车辆在服务中维持了延长的时间周期不失时机地用于车辆运栽用 途。用闭孔泡沫橡胶填充轮胎来形成泡沫填充轮胎是已知的，该泡沫填 充轮胎是大体上防放气的并且对于由常见危害而致的破坏具有显箸的 抗性，该常见危害例如螺钉、钉子、锋利的石头、道路坑凹等。因此， 使用这类轮胎通常显著地缩短了这类车辆被列入修理名单并且不可用 于有效服务的时间。
例如，参见美国专利Nos. 3,022,810、 3，381，735、 3,650,865、 3,872，201 、 4,060,578和6,623,580。
通常制造泡沫填充轮胎是通过将可发泡的橡胶条(泡沫橡胶前体) 插入已经成形和硫化的橡胶胎腔，然后将其安装在金属轮辋上以形成其 车轮组件。泡沫橡胶前体橡胶组合物含有硫化剂和可热活化的发泡 剂。当加热该组件时，泡沫橡胶前体同时膨胀和硫化以填充轮胎并且 将闭孔泡沫填充轮胎与轮辋紧密配合以防轮胎在相关车辆上运转期 间滑动。
对于某些情形，需要以如下方法制造闭孔泡沫填充的轮胎，该方法 在制得泡沫填充轮胎之后可将泡沫填充轮胎安装到金属轮辋。在该情形 中，具有泡沐前体橡胶层于胎腔中的轮胎可被安装到圆筒形金属套管， 由此形成组件，其中金属套管表面涂布有热稳定脱模剂。将该组件加热 以使泡沫前体橡胶组合物产生膨胀(发泡)并且硫化以使包括压力下的 泡沫橡胶靠着金属套管紧密配合。然后移去金属套管，泡沫橡胶靠着其 紧密配合，并且将泡沫填充轮胎装运到用户，该用户可将泡沫填充轮胎 安装到金属轮辋上，通过使包括泡沫橡胶与金属轮辋紧密配合来用于车 辆运载用途。
现在提出了 一个挑战是要保护闭孔泡沫橡胶在其从这种紧密配合 圆筒形金属固化套管移去时被损害和将来紧密配合安装到金属(圆筒 形)轮辋上时被损害。
对于本发明，提出了通过以纯胶胶料阻挡层与胎腔内的泡沫橡胶前 体橡胶组合物共硫化的方式安装在胎腔内的纯胶胶料阻挡层来使胎腔 容纳闭孔泡沫橡胶，以这样的方式即当膨胀的闭孔泡沫橡胶填充胎腔 时，该橡胶阻挡层被膨胀的发泡橡胶前体彻底地压紧以靠着金属固化套 管紧密配合。
在本发明说明书中，采用术语"phr"表示一种组分的重量份/每100 份弹性体，除非指出了别的方式。术语"弹性体"和"橡胶"可互换使 用，除非指出了别的方式。术语"固化"和"硫化"可互换使用，除非 指出了别的方式。术语"纯胶胶料"涉及不包含连续芯增强件的橡胶组 合物，并因此不受到内部增强芯膨胀的限制，如本领域技术人员所已知 的。
除非指出了别的方式，采用术语"径向"之处，是指垂直于轮胎的 预定旋转轴的方向。除非指出了别的方式，采用术语"径向向内"或"径 向最深"之处，是指对于轮胎的预定旋转轴垂直向内的方向。
本发明概述和实例
根据本发明，提供了一种充气橡胶轮胎，其内腔填充有闭孔泡沫橡 胶，具有未发泡橡胶层的所迷胎腔覆盖该闭孔泡沫橡胶并且将其容纳在 内(所述未发泡橡胶层与所述闭孔泡沫橡胶共硫化)。
根据本发明， 一种轮胎内腔填充有闭孔泡沫橡胶并且具有未发泡橡 胶层的所述胎腔覆盖该闭孔泡沫橡胶并将其容纳在内的充气轮胎的制 造方法包括以下步骤
(A) 用未固化的可发泡的橡胶部分地填充先前模塑并固化的充气 橡胶轮胎内腔(例如用多层所述可发泡的橡胶部分地填充所述腔)；
(B) 将未固化的不可发泡的橡胶层安装到所迷未固化的可发泡的 橡胶的径向最深表面上并且在所述部分地填充的固化胎腔内，以形成所 述固化的轮胎、未固化的可发泡的橡胶和未固化的不可发泡的橡胶层的 第一组件；
(C) 将所述第 一组件安装到圆筒形的固化金属套管上以封闭所述 固化胎腔，该胎腔含有所述可发泡的橡胶和所述不可发泡的橡胶层，其 在所迷圆筒形金属套管和所述不可发泡的橡胶层之间具有空间，以形成
包括所述第一组件和所述圆筒形金属套管的第二组件；
(D)加热所述组件的组合到高温以引起
(1) 通过形成闭孔结构使所述可发泡的橡胶膨胀，并因此
(a) 将所述不可发泡的橡胶层压靠和固化在所述固化的橡胶胎 腔内表面上；
(b) 将所述不可发泡的橡胶层压入所述圆筒形金属轮辋和所述 不可发泡的橡胶层之间的所述空间内并且压靠在所述圆筒形固化 轮辋的表面上；以及
(2) 所述可发泡的橡胶和所述不可发泡的橡胶层共疏化，与所述可 发泡的橡胶的所述膨胀相结合。
实际上，所述胎腔的所述内表面含有粘合层以有助于将所述闭孔泡 沫橡胶和所述不可发泡层粘合到所述胎腔的側面上。
进一步根据本发明，将所述固化套管从所述第二组件移去以形成其 内腔填充有所述闭孔泡沫橡胶的固化轮胎，通过所述固化的不可发泡的 橡胶层将所述闭孔泡沫橡胶容纳在所述轮胎内。
如此，于是提供了一种轮胎，其内腔填充有闭孔泡沫橡胶并且其封 入了未发泡的橡胶层。
在一种本发明实施方式中，所迷金属固化套管的表面含有涂布其上 的热稳定脱模剂以有助于将所述圆筒形固化轮辋能够从所迷轮胎移 去。
进一步根据本发明，通过将其内腔填充有闭孔泡沫橡胶并且其封入 了未发泡橡胶层的所述轮胎安装到金属圆筒形轮辋上以形成车轮组 件，从而提供了一种车轮組件。
另外根据本发明，提供了一种车轮组件，其由如下构成
(A) 圆筒形金属轮胎轮辋，以及
(B) 安装到所述金属轮胎轮辋的整体轮胎组件，其中所述车轮组件 由固化橡胶轮胎构成，该轮胎内腔填充有固化的闭孔泡沫橡胶并且该轮 胎具有压靠在所述圆筒形金属轮辋表面上的固化的未发泡的橡胶层，该 未发泡的橡胶层位于并且固化于所述闭孔泡沫橡胶的径向最深表面 上，由此将所迷闭孔泡沫橡胶封入和容纳在所述胎腔内。
在一种本发明实施方式中，位于所迷胎腔内的所述可发泡的橡胶层是由橡胶组合物制成的，该橡胶组合物由如下构成，例如由下列
(A) 至少一种基于二烯的橡胶，其由如下构成
(1) 顺式-l,4-聚异戊二烯橡胶，或
(2) 大约25 - 95 phr的顺式-l，4-聚异戊二烯橡胶和大约5 - 75 phr的至少另外一种基于二烯的橡胶；
(B) 大约3 - 5 phr的可热活化的有机过氧化物(产生自由基的， 例如分解产生自由基过氧化物的)以及大约0.1 - 0.5 phr的疏；
(C) 可热活化的发泡剂(产生气体的，例如通过发泡剂分解产生气 体的)；
在一种本发明实施方式中，所述未固化的不可发泡的橡胶层可由类 似的橡胶组合物构成，除非其不含有(不包括)发泡剂，并因此其由如 下构成
(A) 顺式-l，4-聚异戊二烯橡胶，或
(B) 大约25 - 95 phr的顺式-l，4-聚异戊二烯橡胶和大约5-75 phr 的至少一种其它基于二烯的橡胶；
在一种本发明的实施方式中，所述固化橡胶轮胎的所述腔被大约70 -90 %地填充有所述可发泡的橡胶和不可发泡的橡胶层的组合，例如填 充从胎腔冠到胎腔开口之间的假想线的距离的大约"-90 % (考虑胎腔内可发泡的橡胶条可能不完美装配)。
提供以下附图来进一步理解和举例说明本发明。
附图的简要说明
附图(图l、图2、图3、图4和图5)包括轮胎被部分切去后的剖 视图以举例说明制造轮胎，以及相关车轮组件，其中所述轮胎是由充 气轮胎构成的，其内腔填充有闭孔泡沫橡胶，非泡沫橡胶层位于所述胎 腔内并且在所述闭孔泡沫橡胶的径向最深表面上以将所述闭孔泡沫橡 胶容纳和封入所述胎腔内。
附图
在附图中，提供了具有胎腔(2)的充气轮胎(1 )。
在
图1中，通过将多个环形的未固化可发泡的橡胶条(4)置于固化胎腔(2)内以部分地填充胎腔(2)来形成第一组件(A)，已经将 粘合剂施加到胎腔(2)的表面上用于加大橡胶条(4)的各层抵靠在胎 腔表面(5)上的粘合力。
将橡胶条(4)的连续层置于胎腔内以形成由环形平面形式的多个 橡胶条(4)构成的组装的未固化的可发泡的橡胶内插件，其是同轴的并且 通常平行于轮胎胎面(6)的环形平面。橡胶条(4)的宽度某种程度上 接近于它们所处的的胎腔(2)部分的宽度。
橡胶条(4)的连续层通常大体上厚度相等。
另一方面，未固化的可发泡的连续橡胶条(4)成螺旋形布置在胎 腔(2 )内。
另一方面，对于比较宽的轮胎(l)，可将橡胶条(4)或至少部分 橡胶条(4)以并列关系置于胎腔(2)内。
用于橡胶条(4)的可发泡的橡胶组合物的量及其发泡剂含量与对 轮胎所期望的理想栽荷容量稍微有些关系。
未固化的不可发泡的橡胶层(7)位于胎腔(2)内，在径向最深可 发泡的橡胶层(4B)的径向内表面(8)上，将其边缘抵靠所述涂布了粘合剂 的腔表面(5)定位。
在图(2)中，第二组件(B)是这要形成的通过将第一组件(A) 安装到刚性圆筒形金属固化套管(9)上以封闭胎腔(2)并由此形成第 二组件(B),在套管(9)上已经施加了热稳定脱模涂层，第一组件(A) 由部分地填充的轮胎(1)构成，其胎腔(2)中含有可发泡的未固化橡 胶条(4)和不可发泡的未固化橡胶条(7)。第二组件(B)包括在固 化套管(9)与部分地填充胎腔(2)的未固化的不可发泡的橡胶层(7) 之间的空间(10)。
将第二组件(B)置于高压釜(未示出)中并在其中从室温(例如 大约23℃)加热到例如大约IO0℃- 150℃范围内的温度以使发泡剂活 化，开始并继续其分解和相关气体的形成，因为温度升高而
(A) 使所述可发泡的橡胶膨胀和固化并且形成闭孔加压泡沫橡 胶，同时
(B) 将所述不可发泡的橡胶层压靠在胎腔(2 )的侧面(5 )并且径 向向内以使不可发泡的橡胶层固化并且压靠在圆筒形金属固化套管
(9)的表面(12)上。
实际上，如图1所示，不可发泡的橡胶层(7)的宽度(13)比胎 腔(2)的宽度(13A)的宽度更宽以使该橡胶层(7)在胎腔(2)内被 楔形样式的膨胀泡沫橡胶插件(11)径向向外压，将所述橡胶层(7) 完全压靠在胎腔(2)的侧面(5)上。
在图3中，示出了第二组件(B),其胎腔(2)填充有粘靠在胎腔 (2 )侧面(5 )上的膨胀的固化闭孔泡沫橡胶插件(11 )与由膨胀的闭 孔泡沫橡胶插件(11 )抵靠在圆筒形金属固化套管(9)的表面(12) 上而产生的压力下受压的固化的不可发泡的橡胶层(7)的组合，与 之共硫化并由此粘合到闭孔泡沫橡胶插件(7)的表面上，闭孔泡沫 橡胶插件(7 )的边缘粘合到胎腔(2 )的(涂布了粘合剂的)侧面(5 ) 上。
在图4中，所示轮胎(1 )被从圆筒形金属固化套管(9)上移去， 而所示固化的不可发泡的橡胶层呈凸形膨胀状态(7A)，这是由于胎腔 (2 )和固化橡胶层(7A )的组合所包围的膨胀的闭孔泡沫橡胶插件(11) 的大压力而致。
在图5中，所示轮胎(l)被安装在圆筒形轮辋(14)上以形成车 轮组件(C),其中具有压靠在圆筒形轮辋(14)表面(l5)上的固化 的不可发泡的橡胶层(7)，并且相关联的膨胀的闭孔泡沫橡胶插件(11 ) 处于压缩状态抵靠在固化的未发泡橡胶层(7)上。
本发明的 一个重要方面是容纳在轮胎内并因此受约束的闭孔泡沫 材料插件的增长，这是由于所插入的不可发泡的橡胶层位于轮胎侧面内 并且抵靠于轮胎侧面上，并且在该闭孔泡沫橡胶插件的径向最深表面上 面且与之共;危化。
本发明的另一重要方面是保护(并且改进外观)闭孔泡沫材料插件 避免损害引起闭孔泡沫材料损失(被位于闭孔插件的径向内表面上的保 护性不可发泡的橡胶层保护)以及相关联的轮胎负荷能力损失。
因此，这里也考虑提供了一种新的、独创的轮胎，在其胎腔内含有 被不可发泡的橡胶层封闭的多孔泡沫橡胶，因为与含有闭孔泡沫橡胶的 轮胎制品以及由该轮胎构成的车轮组件以及该轮胎的制造方法的过去 实践有显箸差别。
提供以下实施例用于进一步理解本发明，它不是打算限制本发明。 份数和百分比是以重量计，除非指出别的方式。
实施例1
对于硫化橡胶轮胎插件的可发泡的橡胶组合物提出了具有发泡剂
的橡胶组合物样品(样品A)，以及对于不可发泡的橡胶层提出了没有 发泡剂的橡胶组合物样品(样品B),并且是在附图中举例说明的方法。
以下表1图示说明了橡胶样品A和样品B，份数是以重量计，除非 指出别的方式。
表1 份数原料l 非生产性混合歩骤 样品A (没有发泡剂) 样品B
顺式-l,4-聚异戊二烯橡胶1 100 100炭黑(N660)2 20 30 中效橡胶操作油 25 15氧化锌 5 5
硫磺(0.2-0.5份，可变)
密炼机，开放式辊炼，混合歩骤 有机过氧化物3(6-8份，可变)
发泡剂45(可变)0
1合成的顺式-l,4-聚异戊二烯橡胶 2橡胶增强炭黑为N660, ASTM命令 3由l，l 二(叔丁基过氧基)3,3，5-三甲基环己烷构成的40重量百分数的有 机过氧化物和60重量百分数的乙烯/丙烯橡胶的混合物(因此40%活性 的)是来自Geo Specialty Chemical Company的Link-Cup TMCH 40MBTM 4发泡剂是苯磺酰肼和油的混合物(重量比75/25 )，如表1所记录的混 合物。
实施例II
通过类似于说明书和附图的方法制造示范性说明的充气轮胎，其型号为12.00-20 28PR UMS-3A和35x15-15 32 PR XTRWL。
虽然已经示出了某些有代表性的实施方式和细节用于举例说明本 发明的目的，但是对于本领域技术人员显而易见的是在不背离本发明精 神或范围的情况下，可对其中进行各种变化和改型。
权利要求
1.一种充气橡胶轮胎，其特征在于其内腔填充有闭孔泡沫橡胶，该闭孔泡沫橡胶被具有未发泡橡胶层的所述胎腔包覆并且容纳在其内。
2. —种充气橡胶轮胎的制造方法，其特征在于其内腔填充有闭孔泡 沫橡胶，该闭孔泡沫橡胶被具有未发泡橡胶层的所述胎腔包覆并且容纳 在其内，该方法包括(A) 用未固化的可发泡的橡胶部分地填充预先模塑并固化的橡胶 轮胎内腔(例如用多层所述可发泡的橡胶部分地填充所述胎腔)；(B) 将未固化的不可发泡的橡胶层安装到所述未固化的可发泡的橡 胶的径向最深表面上并且在所述部分地填充的固化的胎腔内以形成所 述固化的轮胎、未固化的可发泡的橡胶和未固化的不可发泡的橡胶层的 第一组件；(C) 将所述第 一组件安装到圆筒形固化金属套管上以封闭所述固化 的胎腔，该胎腔容纳有所述可发泡的橡胶和所述不可发泡的橡胶层，其 在所述圆筒形金属轮辋和所述不可发泡的橡胶层之间具有空间，由此形 成其第二组件；(D) 加热所述两个组件的组合到高温以引起(1) 通过形成闭孔结构使所述可发泡的橡胶膨胀，并因此(a) 将所述不可发泡的橡胶层压靠和固化在所述固化的橡胶胎 腔的内表面上；(b) 将所述不可发泡的橡胶层压入所述圆筒形金属固化套管与 所述不可发泡的橡胶层之间的所述空间内并且压靠在所述圆筒形 固化套管的表面上；以及(2) 所述可发泡的橡胶和所述不可发泡的橡胶层共硫化，与所述可 发泡的橡胶的膨胀相结合。
3. —种轮胎，其特征在于该轮胎是由权利要求2所述的方法制造的。
4. 权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法还包括将所迷固化 轮辋从所述第二组件中移去以形成固化的轮胎，该轮胎内腔填充有所述 闭孔泡沫橡胶，所述闭孔泡沫橡胶被所述固化橡胶层容纳在所述轮胎内。
5. —种轮胎，其特征在于该轮胎是由权利要求4所述的方法制造 的。
6. —种车轮组件，其特征在于它是由安装到圆筒形金属轮辋上的权 利要求1所述的轮胎构成的。
7. —种车轮组件，其特征在于它是由安装到圆筒形金属轮辋上的权 利要求3所述的轮胎构成的。
8. —种车轮组件，其特征在于它是由安装到圆筒形金属轮辋上的权 利要求5所述的轮胎构成的。
9. 一种车轮组件，其特征在于它是由如下构成的(A) 圆筒形金属轮辋，以及(B) 安装到其上的整体轮胎组件，其中所述轮胎组件由固化的轮胎 构成，该轮胎内腔填充有固化的闭孔泡沫橡胶并且该轮胎具有压靠在所 述圆筒形金属轮辋表面上的固化的未发泡的橡胶层，该未发泡的橡胶层 位于并且固化于所述闭孔泡沫橡胶的径向最深表面上，由此将所述闭孔 泡沫橡胶封入所述胎腔内。
10. 权利要求2所述的方法，其特征在于所述可发泡的橡胶层是由 一种橡月交组合物组成的，该橡月交《且合物由如下构成(A) 至少一种基于二烯的橡胶，其由如下构成(1) 顺式-l,4-聚异戊二烯橡胶，或(2) 大约25 - 100 phr的顺式-l,4-聚异戊二烯橡胶和大约0-75 phr的至少另外一种基于二烯的橡胶；(B) 可热活化的有机过氧化物，以及(C) 可热活化的发泡剂。
全文摘要
本发明涉及一种充气轮胎，其内腔填充有闭孔泡沫橡胶，该闭孔泡沫橡胶被未发泡橡胶层容纳在该胎腔内。
文档编号B60C7/00GK101204911SQ200710160308
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者B·E·麦马洪, G·F·巴洛夫, K·A·福尔克, L·J·赖特, M·J·弗兰克 申请人:固特异轮胎和橡胶公司