专利名称：充气轮胎及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有泄气保用功能的充气轮胎及其制造方法。
背景技术：
我们已经知道有这样一种充气轮胎，即在其左右侧壁部配置有由高硬度橡胶制 成、截面呈月牙形的增强层，当轮胎因爆胎而处于泄气状态时，能借助增强层来承受载 荷使车辆继续行驶。(参看日本专利公开公报第2008-37114号、日本专利公开公报第 2008-37117 号)。这种因增强层而具备泄气保用功能的充气轮胎，在泄气状态下行驶时，其在胎面 部易发生翘曲。尤其是冰雪路面，一旦发生这种翘曲，就会因轮胎与冰雪路面的接触面积降 低而产生打滑，甚至会出现无法行驶之类的问题。
发明内容
发明拟解决的问题本发明的目的在于提供一种能抑制在泄气状态下行驶时所产生的翘曲，改善在冰 雪路面上泄气状态下的行驶性能的充气轮胎及其制造方法。为实现所述目的的本发明的充气轮胎，在其左右侧壁部设有泄气保用增强层，其 特征在于，在胎面部内面侧配置有由热塑性树脂或者由热塑性树脂成分与弹性体混合而成 的热塑性弹性体组合物构成的胎面增强层。本发明的充气轮胎的制造方法，其特征在于，在成形具备胎面增强层的生胎时，安 装预先成形好的胎面增强层，该胎面增强层沿周向方向缠绕由热塑性树脂或热塑性弹性体 组合物构成的带状材料而成，然后再对生胎进行成形。发明的效果采用所述本发明，因为在泄气状态下行驶中会发生翘曲的胎面部配置了由比橡胶 的刚性高的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物构成的胎面增强层，提高了胎面部的刚性， 所以能有效地抑制泄气状态下行驶时出现的翘曲。因此，即使是冰雪路面，由于能确保轮胎 的接地面积，使车辆可以在轮胎泄气状态下继续行驶，所以它能改善在冰雪路面泄气状态 下的行驶性能。而且，抑制胎面部的翘曲，能够延长泄气状态下的行驶距离，因此还能提高泄气状 态下的持久性。
图1是表示本发明的充气轮胎的一个实施例的轮胎子午线的截面图。图2是表示泄气保用增强层的成形工序的说明图。图3是表示胎面增强层的成形工序的说明图。图4是表示泄气保用增强层整形工序的一个例子的说明图。
图5是表示泄气保用增强层整形工序的另一个例子的说明图。图6是被未硫化橡胶层包覆的泄气保用增强层的截面图。图7是表示胎面增强层整形工序的一个例子的说明图。图8是被未硫化橡胶层包覆的泄气保用增强层的截面图。图9是表示在刚体芯子上安装胎面增强层的工序的说明图。图10是表示在刚体芯子上安装左右泄气保用增强层的工序的说明图。附图标记说明1胎面部2侧壁部3胎圈部10泄气保用增强层11轮胎空腔部12胎面增强层13 胎面15花纹块30未硫化橡胶层N，S带状材料
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。图1表示本发明的充气轮胎的一个实施例，1为胎面部，2为侧壁部，3为胎圈部。胎壳4层和胎壳层5延伸设置在左右胎圈部3之间，其两端部以夹住胎边芯7的 方式绕着埋入设置的胎圈芯6从轮胎轴的内侧折返到外侧。在胎面部1的胎壳层5外周配 置两层带束层8，在带束层8的外周设有带罩层9。在左右侧壁部2上均设有在轮胎泄气状态下能够确保车辆继续行驶的、截面呈月 牙形的泄气保用增强层10。左右两侧的泄气保用增强层10以环状形式设置在胎壳4的内 侧、面朝轮胎空腔11的轮胎内表面上。左右两侧的泄气保用增强层10均由热塑性树脂或 由热塑性树脂成分与弹性体成分混合而成的热塑性弹性体组合物构成。在胎面1部位的内表面侧设置了横跨于左右两侧胎肩部IA之间的胎面增强层12， 该增强层是由热塑性树脂或由热塑性树脂成分与弹性体成分混合而成的热塑性弹性体组 成物构成。胎面增强层12也设置在胎壳层4的内侧、面朝轮胎空腔部11的轮胎内表面上， 它与左右两侧的泄气保用增强层10相邻接，并以环状形式沿轮胎圆周方向延伸。胎面增强 层12和左右两侧的泄气保用增强层10在轮胎的宽度方向上相互连接，使轮胎的整个内表 面全部处于包覆状态之中。以这种连接方式接合成整体的胎面增强层12以及左右两侧的 泄气保用增强层10还发挥了能防止空气穿透的功能，因此现在已不再使用过去的内衬层 了。胎面13上的花纹块15是由沿轮胎圆周方向延伸的主槽14和沿轮胎宽度方向延 伸的横向槽(未图示)分割而成的。在各个花纹块15上设有轮胎宽度方向延伸的刀槽花 纹(未图示)。
采用所述本发明，因为在泄气状态下行驶时会发生翘曲的胎面部1配置了由比橡 胶的刚性高的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物构成的胎面增强层12，提高了胎面1部的 刚性，所以能够有效地抑制泄气状态下行驶过程中产生的翘曲，即使是在冰雪路面行驶也 能确保接地面积，使车辆在轮胎泄气状态下还能继续行驶，改善了泄气状态下的行驶性能。此外，由于胎面部1的翘曲得到了抑制，因此延长了泄气状态下的行驶距离，从而 提高了泄气状态下的持久性在本发明中，构成胎面增强层12的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物的储存弹 性模量Ea优选设定在20 IOOOMPa范围内。如果储存弹性模量Ea低于20MPa，则在泄气 状态下行驶时，将会因刚性不足而不能有效抑制翘曲。相反，如果超过lOOOMPa，则胎面增强 层会变得过硬，从而在乘坐舒适性方面产生问题。更优选20 500MPa的范围。再者，本发 明中所说的储存弹性模量是指采用东洋精机株式会社生产的粘弹性分光计、在静态应变为 10%、动态应变为士2%、频率为20Hz、温度为20°C条件下所测定出的储存弹性模量。
胎面增强层12的厚度t优选设定在1 15mm的范围内。如果厚度t小于1mm，则 因刚性不足会难以抑制泄气状态下行驶过程中产生的翘曲；相反，如果超过15mm，则胎面 增强层会变得过硬，影响乘坐舒适性。构成胎面增强层12的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物的储存弹性模量 Ea(MPa)与胎面增强层12的厚度t (mm)之间的关系，从刚性不足及乘坐舒适性方面考虑，优 选使两者的乘积EaX t在20 1500Mpa/mm的范围内。优选将构成泄气保用增强层10的热塑性树脂或热塑性弹性体组合物的储存弹性 模量设定在20 500MPa的范围内。如果储存弹性模量低于20MPa，则在泄气状态下行驶时 其支撑能力会下降，泄气状态下的持久性降低。相反，如果超过500MPa，则胎面增强层会变 得过硬，乘坐舒适性降低。至于泄气保用增强层10的厚度，将其最大值设定在3 30mm的范围内即可。如 果厚度小于3mm，则在泄气状态下行驶时其支撑能力会下降，泄气状态下的持久性降低。相 反，如果超过30mm，则胎面增强层变得过硬，乘坐舒适性变差。泄气保用增强层10，可由如上所述热塑性树脂或热塑性弹性体组合物构成，也可 以由与以往相同的高硬度橡胶构成。当使用橡胶时，泄气保用增强层10的厚度(最大厚 度)位于10 20mm的范围内即可。当采用橡胶构成泄气保用增强层10时，将内衬层配置 在胎壳层4的内侧，以作为防空气穿透层用。具备上述泄气保用增强层10以及胎面增强层12的充气轮胎优选按下述方法进行 生产。即在成形具备泄气保用增强层10和胎面增强层12的生胎时，如图2、图3所示，按照 各自的工序预先将泄气保用增强层和胎面增强层分别成形好。图2表示泄气保用增强层10的成形工序，将由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物 构成的一根或数根带状材料S以转圈方式缠绕在成形用辅助工具21的成形面21A上，进行 泄气保用增强层10的成形。边旋转成形用辅助工具21，边顺序缠绕被施加了张力的带状材 料S。泄气保用增强层10采用的是将带状材料S沿轮胎径向方向进行叠压成形的层压 结构，如果采用的是这种层压结构，在缠绕带状材料S时，相对地降低轮胎上靠径向外侧 (图2上端)部位上所施加的张力。也就是说，在缠绕带状材料S时，处于轮胎径向方向内侧部位上的缠绕张力较高，因此应使该张力逐渐下降，即是使缠绕张力沿轮胎径向方向外 侧逐渐递减。如果采用由热塑性树脂或热塑性弹性体组合物构成的带状材料S来成形泄气保 用增强层10，则缠绕层数会增多。为了使这种泄气保用增强层10的形状处于稳定状态，必 须对所缠绕的带状材料S上施加的张力加以控制，S卩如上文中所述，其控制的目标是使缠 绕的张力沿轮胎径向方向外侧逐渐递减。从均勻性的角度考虑，如果把带状材料S的张力设定为T(N)、储存弹性模量设定 为E (Pa)、截面面积设定为A(m2)，设定从轮胎截面高度SH的中央位置到轮胎径向方向内侧 的张力T = (0. 01 0. 15) XEXA、设定从轮胎截面高度SH的中央位置到轮胎径向方向外 侧的张力T= (0.001 0.01) XEXA较为合适。对泄气保用增强层10而言，较理想的做法是如图4所示，通过压入泄气保用增强 层10的外形修整专用成形模22来对泄气保用增强层10的形状进行修整。如果先缠绕带 状材料S后再成形，则会在相邻接的部位上产生段差，而且还容易将空气阻塞在叠压的压 层之间，从而给硫化工序造成不良影响。因此，通过采用压入成形模22对其形状进行修整 的方式可以消除段差，并且能驱散被阻塞在叠层之间的空气或者使它们排向外界。更理想 的方法是在采用成形模22来成形泄气保用增强层10的工序中采取加热措施，这样能使其 形状处于更稳定的状态。为了使泄气保用增强层10获得最终的零部件形状，成形模22最 好采用模压件结构。如图5所示，也可以不采用成形模22而是改用能自由旋转的成形辊23，即通过边 旋转成形辊边滚压泄气保用增强层10 —侧表面来进行整形。如图6所示，最好用未硫化橡胶层30对已经被修整好形状的泄气保用增强层10 予以包覆，从与邻接的未硫化胎壳层4之间的粘接性考虑这样做比较理想。优选将泄气保 用增强层10予以整体包覆，但也可以只包覆和粘贴有关的部分。泄气保用增强层10与未 硫化橡胶层30采用粘接剂粘接即可。未硫化橡胶层30与相邻轮胎的结构件即未硫化胎壳 层4也可以采用同一种橡胶材料，而且允许其物理特性介于泄气保用增强层10的构成材料 和胎壳层4所用的橡胶材料这两者之间，可以根据需要进行适宜的选择。另外，图3表示的是胎面增强层12的成形工序，此工序是预先将一根或数根由热 塑性树脂或热塑性弹性体组合物构成的带状材料N以转圈方式缠绕在滚筒状的成形辅助 工具24上，然后再对胎面增强层12进行成形。边转动成形用辅助工具24边顺序缠绕被施 加了张力的带状材料N。胎面增强层12也采用了使带状材料N沿轮胎径向方向叠压成型的层压结构，当为 这种层压结构时，在缠绕带状材料N的过程中，同样也应相对地降低轮胎径向外侧(图3上 端)部位上所施加的张力。也就是说，在缠绕带状材料N时，处于轮胎径向方向内侧部位上 的缠绕张力较高，因此应使该张力逐渐下降，即是使缠绕张力沿轮胎径向方向外侧逐渐递 减。如图7所示，胎面增强层12也最好压入用于修整胎面增强层12外形的专用成形 模25来进行整形，修整胎面增强层12外形的理由与上述情况相同。更理想的方法是在采用 成形模25进行成形的过程中对胎面增强层12进行加热，这样能使其形状处于更稳定的状 态。为了使胎面增强层12成形为最终的零部件形状，成形模25最好采用模压件结构。如图5所示，也可以不采用成形模25而是改用自由旋转的成形辊23。如图8所示，整形后的胎面增强层12也最好用未硫化橡胶层30全部或部分地予 以包覆，从与邻接的未硫化胎壳4之间的粘接性考虑这样做比较合适。胎面增强层12与未 硫化橡胶层30采用上述同样粘接剂粘接即可。未硫化橡胶层30可以采用与邻接轮胎的结 构件即未硫化胎壳层4材质相同的橡胶，而且允许其物理特性介于胎面增强层12构成材料 和胎壳层4所用橡胶这两者之间，可以按需要进行适宜的选择。按照上述方法，可使用预先成形好的泄气保用增强层10和胎面增强层12来成形 生胎。如图9所示，胎面增强层12安装在与轮胎内表面具有相同形状、且可拆分的刚体芯 子26上。接着，如图10所示安装左右两侧的泄气保用增强层10，以下步骤与以往相同，即 安装好轮胎上的各个零部件，在刚体芯子26上成形生胎。成形后将刚体芯子26解体，将其 从生胎上取下来。将获得的生胎置于轮胎硫化机的模具内加压加热进行硫化，这样便制成 了图1的充气轮胎。成形生胎时，是通过安装预先成形好的胎面增强层12和泄气保用增强层10来进 行成形的，它与直接在刚体芯子26上缠绕带状材料N、S来成形胎面增强层12和泄气保用 增强层10相比较，具有能缩短成形时间和提高生产效率的优点。上述N、S带状材料的截面形状为诸如长方形的四角形状，当采用热塑性树脂材料 时，最好能使用宽度为5 30mm、厚度为1. 0 0. 4mm的带状材料。此外，如果采用热塑性 弹性体组合物，最好能使用宽度为5 30mm，厚度为1. 0 5. Omm的带状材料。如果宽度和 厚度比上述范围小，其形状的自由度将会下降(难以获得所希望的形状)，相反，如果超过 上述范围，则尺寸稳定性会变差。在本发明中，用于泄气保用增强层10及胎面增强层12的热塑性树脂最好能采用 下列种类树脂例如，聚酰胺类树脂〔例如，尼龙6 (N6)、尼龙66(N66)、尼龙46 (N46)、尼龙 Il(Nll)、尼龙 12 (N12)、尼龙 610 (N610)、尼龙 612 (N612)、尼龙 6/66 共聚物(N6/66)、尼龙 6/66/610共聚物(N6/66/610)、尼龙MXD6 (MXD6)、尼龙6T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共 聚物、尼龙66/PPS共聚物〕及其它们的N-烷氧基烷基化物，例如，尼龙6的甲氧基甲基化 物、尼龙6/610共聚物的甲氧基甲基化物、尼龙612的甲氧基甲基化物，聚酯类树脂〔例如、 聚对苯二甲酸丁二脂(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、间苯二甲酸共聚酯(PEI〕、PET/ PEI共聚物、聚芳酯(PAR)、聚2，6-萘二酸乙二醇酯(PBN)、液晶聚酯、聚氧亚烃基二亚氨二 酸/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物等芳香族聚酯〕，聚腈类树脂〔例如，聚丙烯腈(PAN)、聚 甲基丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯共聚物(AS)、(甲基)丙烯腈/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯 腈/苯乙烯/ 丁二稀共聚物〕，聚甲基丙烯酸酯类树脂〔例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚 甲基丙烯酸乙酯〕，乙烯聚合物类树脂〔例如，醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共 聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PDVC)、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯/偏氯乙烯共聚物、偏氯乙烯/丙 烯酸甲酯共聚物、偏氯乙烯/丙烯腈共聚物〕、纤维素类树脂〔例如，醋酸纤维素、纤维素醋 酸酪酸酯〕，氟化乙烯类树脂〔例如，聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯 (PCTFE)、四氟乙烯/乙烯共聚物〕，酰亚胺类树脂〔例如，芳香族聚酰亚胺(PI)〕等等。热塑性弹性体组合物可由上述热塑性树脂成分和弹性体成分混合而成。所使用的 弹性体最好能采用下列材料及种类例如，二烯类橡胶及其氢化物〔例如，天然橡胶(NR)、 异戊二烯橡胶(IR)、环氧化天然橡胶，丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、高顺式BR及低顺式BR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化NBR、氢化SBR〕，烯烃橡胶〔例如，乙丙橡胶(EPDM、EPM)、马来酸变 性乙丙橡胶(M-EPM)、丁基橡胶(IIR)、异丁烯和芳香族乙烯或二烯类单体共聚物、丙烯酸 酯橡胶(ACM)、离聚物〕，含卤橡胶〔例如，Br-IIR、CI-IIR、异丁烯对甲基苯乙烯共聚物的溴 化物(Br-IPMS)、氯丁橡胶(CR)、表氯醇橡胶(CHR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氯化聚乙烯 橡胶(CM)、马来酸变性氯化聚乙烯橡胶(M-CM)〕，硅橡胶〔例如，甲基乙烯基硅橡胶、二甲基 硅橡胶、二甲基二苯基甲基乙烯基硅橡胶、含硫磺橡胶〔例如，聚硫橡胶〕，氟橡胶〔例如，偏 二氟乙烯类橡胶、含氟乙烯基醚橡胶、四丙氟橡胶、磷腈氟橡胶〕，热塑性弹性体〔例如，苯乙 烯类弹性体、烯烃类弹性体、酯类弹性体、氨基甲酸乙酯类弹性体、聚酰胺类弹性体〕等等。当上述特别指定的热塑性树脂成分与弹性体成分的互溶性有差异时，可采用适当 的互溶剂作为第3成分来使两者互溶。通过在混合物内加入互溶剂使热塑性树脂和弹性体 成分的表面张力下降，以致使已形成的分散层中的橡胶颗粒变细，从而使两种成分的特性 得到更有效的发挥。这类互溶剂一般选用具有热塑性树脂及弹性体成分双方或者其中一方 的结构的共聚物，也可选用具有能与热塑性树脂或弹性体成分发生反应的环氧基，羰基，卤 代基，氨基，恶唑基，羟基等共聚物结构的化合物。这些互溶剂根据所混合的热塑性树脂和 弹性体成分的种类来选定即可。通常使用的互溶剂可列举如下苯乙烯_乙烯-丁烯-苯 乙烯嵌段共聚物(SEBS)及其马来酸改性物、EPDM、EPM、EPDM/苯乙烯或者EPDM/丙烯腈接 枝共聚物及其马来酸改性物、苯乙烯/马来酸共聚物、反应性四氯化碳等等。虽然对这些互 溶剂的配合量没有特别的限制，但是优选相对于100重量份的聚合物成分(热塑性树脂与 弹性体成分的总和)，互溶剂的量为0. 5 10重量份。对热塑性树脂和弹性体进行混合时，对特定的热塑性树脂成分(A)和弹性体成分 (B)的配比没有特别的限制，根据储存弹性模量，带状材料的截面面积进行适宜选择即可， 重量比的理想范围是为90/10 30/70。在本发明所涉及的热塑性弹性体组合物中除上述必要的聚合物成分外，还可以在 不损害本发明的轮胎用热塑性弹性体组合物的必要特性的前提下，混合上述互溶剂聚合物 等其他聚合物。混合其他聚合物的目的是为了改善热塑性树脂和弹性体成分的互溶性、材 料的成形加工性以及提高耐热性并降低成本等等。用于这一目的的材料可以举例如下例 如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS、SBS、聚碳酸酯(PC)等等。对本发明所涉 及的热塑性弹性体组合物而言，只要不影响上述储存弹性模量的数据，在配制聚合物混合 物时一般可任意添加所需的填充剂(碳酸钙、氧化钛、氧化铝等)、碳黑、白碳黑等增强剂、 软化剂、增塑剂、加工助剂、颜料、染料、防老化剂等等。而且在混合上述弹性体成分与热塑性树脂时，也可进行动态性硫化处理。进行动 态性硫化处理时，硫化剂、硫化助剂、硫化条件(温度、时间)等参数根据所添加的弹性体的 成分确定即可，并无特别的限制。硫化剂可使用一般的橡胶硫化剂(交联剂)。具体地说，硫磺类硫化剂可列举出粉 末硫磺、沉淀性硫磺、高分散性硫磺、表面处理硫磺、不溶性硫磺、二硫代二吗啉、二硫化烷 基酚等，例如其加入量可选用0. 5 4phr〔phr为每100重量份橡胶成分(弹性体)的重
量份〕。此外，有机过氧化物类的硫化剂可举例如下过氧化苯酰、氢过氧化叔丁基、2， 4-二氯过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二(t-氢过氧化叔丁基〕己烷、2，5-二甲基正己
8烷-2，5-过氧化苯甲酸等等，重量比方面，例如加入量可大致选用1 20phr。还有，酚醛树脂类硫化剂可举例如下烷基酚树脂的溴化物、含有氯化锡、氯丁二 烯等卤素供体化合物和烷基酚树脂的混合交联系列等，重量比可使用1 20phr左右的比 例。其它还可举例如下氧化锌(加入量为5phr左右)、氧化镁(加入量为4phr左右)、一 氧化铅(加入量为10 20phr左右)、对苯醌二肟、二苯甲酰对醌二肟、四氯对苯醌、聚1， 4- 二亚硝基苯(加入量为2 IOphr左右)、二氨基二苯基甲烷(加入量为0. 2 IOphr 左右)。硫化剂可使用一般的橡胶硫化剂(交联剂)。另外，也可按需要来添加硫化促进 剂。可大致按0. 5 2phr的比例使用醛氨类、胍类、噻唑类、亚磺酰胺类、秋兰姆类、二硫代 氨基甲酸盐类、硫脲类等一般硫化促进剂。具体可举例如下醛氨类硫化促进剂有六亚甲基 四胺等，胍类硫化促进剂有二苯胍等，噻唑类硫化促进剂有二硫化二苯并噻唑(DM)、2_巯 基苯并噻唑及其锌盐、环己胺盐等，亚磺酰胺类硫化促进剂有环己基苯并噻唑基亚磺酰胺 (CBS)、N-氧联二(1，2-亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、 2-(4_吗啉基二硫代)苯并噻唑等，秋兰姆类硫化促进剂有四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、 二硫化四乙基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)、四硫化双五甲亚基秋兰姆等，二硫代氨 基甲酸盐类硫化促进剂有，二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二 硫代氨基甲酸锌、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸碲、二甲基二硫代氨 基甲酸铜、二甲基二硫代氨基甲酸铁、N-二硫代甲酸-2-甲基哌啶2-甲基哌啶盐等，硫脲 类硫化促进剂有亚乙基硫脲、二乙基硫脲等等。而且，硫化促进剂也能与通常的橡胶促进剂一起使用，例如可使用氧化锌(加入 量为5phr)、硬脂酸和油酸及其锌盐(加入量为2 4phr)等。热塑性弹性体组合物的制造 方法是，首先用双轴混炼挤压机等设备对热塑性树脂成分和弹性体成分(如果是橡胶则采 用未硫化物)进行熔化和混炼，并借助分散相(相畴)使生成连续相(基质)的热塑性树 脂中的弹性体成分处于弥散分布的状态。对弹性体成分进行硫化处理时，也可在混炼过程 中采用加入硫化剂的方式对弹性体成分进行动态硫化。此外，虽然热塑性树脂或弹性体成 分中各种配合剂(不包括硫化剂)的添加也可以在上述混炼过程中进行，但是最好在混炼 前预先将之混合好。对混炼热塑性树脂和弹性体成分时所使用的混炼机未作特别的规定， 螺杆式挤压机、混合机、封闭式混炼机及双轴混炼挤压机均可使用。不过，对于热塑性树脂 与弹性体成分的混炼以及弹性体的动态硫化过程而言，使用双轴混炼挤压机最为理想。此 外，也可使用两台以上的混炼机来依次进行混炼。作为熔化混炼的条件，只要将温度设定在 热塑性树脂的熔化温度即可。此外，混炼时的理想剪切速度为1000 7500Sec-l。整个混 炼时间为30秒至10分钟，如果需要加入硫化剂，则添加后的硫化时间以15秒至5分钟为 宜。由上述方法制成的热塑性弹性体组合物再采用注塑成形、挤压成形等常规热塑性树脂 的成形方法后即可获得带状材料的规定形状。由此得到的带状材料其结构特点为，在热塑性树脂基质㈧中的弹性体成分⑶ 是以不连续相的形式处于弥散分布的状态。通过采用这种结构，其良好的柔软性以及连续 相树脂层所产生的效果便能使带状材料获得足够的刚性，同时无论弹性体成分的多寡，在 成形过程中均表现出与热塑性树脂等同的成形加工性能。对与泄气保用增强层10及胎面增强层12相邻接的胎壳层4的粘接可采用两种方法，一种方法是先在胎边芯上涂布好由通常橡胶类、酚醛树脂类、丙烯酸共聚物类、异氰 酸酯类等聚合物和交联剂溶于溶剂中后所得到的粘接剂，再通过硫化成形过程中的加热加 压操作使其粘接；另一种方法是将苯乙烯-丁二烯_苯乙烯共聚物(SBS)、乙烯-丙烯酸乙 酯共聚物(EEA)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等粘接用树脂和带状材 料一起挤压，或者也可以利用层压加工先制成多层叠压体，然后再在硫化时与相邻的胎壳4 进行粘接。溶剂型的粘接剂可举例如下有酚醛树脂类(Chemlok 220，Lord公司产品)、氯 化橡胶类(Chemlok 205、Chemlok 234B)、异氰酸酯类(Chemlok402)等等。上述实施例中，是将本发明的充气轮胎中的泄气保用增强层10面朝轮胎空腔部 11进行配置的，泄气保用增强层也可配置在胎壳层4和5两层之间。此外，如果配置有内衬 层，也可以将泄气保用增强层配置在内衬层与内侧的胎壳层4之间。本发明能十分理想地用于在花纹块上设有刀槽花纹、且具有泄气保用功能的冰雪 路面用充气轮胎，当然并不仅限于此。实例轮胎尺寸采用的是通用尺寸，即205X55R15。图1中的本发明轮胎1(实例1)是 在左右侧壁的内表面配置了由橡胶构成、且截面形状为月牙形的泄气保用增强层，并在胎 面部位内侧设置了由表1所示的热塑性弹性体组合物(储存弹性模量60MPa)构成的胎面 增强层。图1中的本发明轮胎2(实例2)是在左右侧壁的内表面上配置了由表2所示的热 塑性树脂(储存弹性模量60MPa)构成、且截面形状为月牙形的泄气保用增强层，在胎面部 位内侧也设置了由相同热塑性树脂构成的胎面增强层。此外对于本发明轮胎1，还制作了不 安装胎面增强层的常规轮胎(惯用轮胎)以及安装了橡胶胎面增强层(JIS硬度70)的对 比用轮胎(对比轮胎)，以分别供试验中使用。在本发明的各轮胎及对比轮胎中，胎面增强层的厚度均为5mm。此外，本发明轮 胎2的泄气保用增强层最大厚度为IOmm ；而在本发明轮胎1的惯用轮胎及对比轮胎中均为 15mm0将上述各个试验轮胎安装在轮辋尺寸为16X6J的轮辋上，并将气压调节为OkPa， 然后将其安装在排气量为2000CC轿车(相当于乘坐4名乘客的载荷)的左后轮上，按照以 下试验方法进行了泄气状态下的冰上驱动性能、泄气状态下的冰上制动性能以及泄气状态 下的持久性等评价试验，从而得到了表3所示的结果。再者除左后轮外，其它车轮也使用了 与上述尺寸相同的轮胎和轮辋，并将其气压调节为230kPa。泄气状态下的冰上驱动性能在冰温为_2°C的试验场上采用〇(驱动时无打滑现象)、Δ (驱动时存在打滑现 象)、X(空转而完全无法驱动)这3个等级来评价泄气状态下的冰上驱动性能。泄气状态下的冰上制动性能在冰温为_2°C的试验场上以时速为40km/h的速度进行直线行驶，测量从完全制 动开始到车辆停止时的滑行距离。其评价结果以常规轮胎取值100的指数值来表示。该值 越大，泄气状态下的冰上制动性能就越好。泄气状态下的持久性以80km/h的速度沿试验场的椭圆形干燥路面进行周向行驶，测量试驾员从感觉 到试验轮胎因故障而发生异常振动起到停止行驶时的行驶距离。其评价结果以常规轮胎取 值100的指数值来表示。该值越大，爆胎漏气泄压耐久性越优良。
表 1 表2 表 3 从表3中可知，采用本发明的轮胎，能够改善泄气状态下的冰上制动性能和冰上 驱动性能，并能改善冰雪路面上泄气状态下的行驶性能。而且还能改善泄气状态下的持久 性。
权利要求
一种充气轮胎，在其左右侧壁部设有在轮胎泄气状态下能确保车辆继续行驶的泄气保用增强层，其特征在于在胎面部的内面侧配置有由热塑性树脂或由热塑性树脂成分与弹性体成分混合而成的热塑性弹性体组合物构成的胎面增强层。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，构成胎面增强层的热塑性树脂或热塑性弹性体组 合物的储存弹性模量为20 lOOOMPa。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，胎面增强层的厚度为1 15mm。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的充气轮胎，构成胎面增强层的热塑性树脂或热 塑性弹性体组合物的储存弹性模量与胎面增强层厚度的乘积为20 1500MPa/mm。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的充气轮胎，泄气保用增强层由热塑性树脂或由 热塑性树脂成分与弹性体成分混合而成的热塑性弹性体组合物构成。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，将胎面增强层及泄气保用增强层配置在面朝轮胎 空腔部的轮胎内面，并将这些胎面增强层与泄气保用增强层彼此连接，包裹轮胎内面。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的充气轮胎，在胎面形成的块体上设有刀槽花纹。
8.一种根据权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，在成形具备胎面增强层的生胎 时，安装预先成形好的胎面增强层，该胎面增强层沿周向缠绕由热塑性树脂或由热塑性弹 性体组合物构成的带状材料而成，然后再对生胎进行成形。
9.根据权利要求8所述的充气轮胎的制造方法，在安装预先成形好的胎面增强层之 前，对该胎面增强层的形状进行修整。
10.根据权利要求8或9所述的充气轮胎的制造方法，在安装预先成形好的胎面增强层 之前，将该胎面增强层用未硫化橡胶层包裹。
11.根据权利要求8或权利要求9所述的充气轮胎的制造方法，先沿周向缠绕由热塑性 树脂或由热塑性弹性体组合物构成的带状材料，预先成形泄气保用增强层，然后安装该泄 气保用增强层，然后再对生胎进行成形。
12.根据权利要求11所述的充气轮胎的制造方法，泄气保用增强层由沿轮胎径向层叠 带状材料而成，缠绕带状材料时，使所施加的张力朝轮胎径向的外侧逐渐递减。
13.根据权利要求11所述的充气轮胎的制造方法，在安装预先成形好的泄气保用增强 层之前，对该泄气保用增强层的形状进行修整。
14.根据权利要求11所述的充气轮胎的制造方法，在安装预先成形好的泄气保用增强 层之前，将该泄气保用增强层用未硫化橡胶层包裹。
全文摘要
本发明涉及一种充气轮胎及其制造方法，在充气轮胎的左右侧壁部(2)设有在轮胎泄气状态下能确保车辆继续行驶的泄气保用增强层(10)，其特征在于，在胎面部(1)内面侧配置有由热塑性树脂或由热塑性树脂成分和弹性体成分混合而成的热塑性弹性体组合物构成的胎面增强层(12)。该制造方法包括在成形具备胎面增强层的生胎时，安装预先成形好的胎面增强层，该胎面增强层沿周向缠绕由热塑性树脂或由热塑性弹性体组合物构成的带状材料而成，然后再对生胎进行成形。采用本发明，能够抑制在泄气状况下行驶时所产生的翘曲，改善在冰雪路面上泄气状态下的行驶性能。
文档编号B60C9/00GK101890879SQ20101018369
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者森将一 申请人:横滨橡胶株式会社