充气轮胎的制作方法_2

文档序号:9776703阅读:来源:国知局
Rs胎肩加强部区域、Le轮胎最大宽度位置、Lt胎趾、Lu带束层端部的对应位 置。
【具体实施方式】
[0034] (轮胎的基本结构) 本发明的充气轮胎1可用于乘用车用、卡车?客车用、重型设备用等。基于图1对本发明 的充气轮胎的实施方式进行说明。图1是显示本发明的一个实施方式中的充气轮胎的右半 部分的示意截面图。充气轮胎1具有胎面部2、从该胎面部两端以形成圆环面形状的方式形 成的胎侧部3和胎圈部4。进一步地,胎圈部4里埋设有胎圈芯5。此外,配置有从一侧的胎圈 部4横跨另一侧的胎圈部设置的、两端于胎圈芯5的周围折返而卡止的胎体帘布层6、以及在 该胎体帘布层6的胎冠部外侧由至少2片帘布层构成的带束层7。
[0035] 带束层7通常是,由钢丝帘线或芳香族聚酰胺纤维等帘线构成的2片帘布层配置 为,帘线相对于轮胎周方向,通常以5~30°的角度在帘布层间相互交替。另外,在带束层的 两端外侧设置贴胶橡胶层,可以减轻带束层两端的剥离。此外,帘布层中,聚酯、尼龙、芳族 聚酰胺等有机纤维帘线在轮胎圆周方向上大致成90°地排列,被帘布层与其折返部所包围 的区域中配置有从胎圈芯5的上端向胎侧方向延伸的三角胶8。此外,在帘布层6的轮胎半径 方向内侧配置有从一方的胎圈部4到另一方的胎圈部4的内衬层9。
[0036]本发明中,其特征在于,从轮胎最大宽度位置Le到带束层端的对应位置Lu的胎肩 加强部区域Rs的内衬层9的平均厚度Gs比从轮胎最大宽度位置Le到胎趾Lt的胎圈区域Rb的 内衬层9的平均厚度Gb小。
[0037]本发明中,从轮胎最大宽度位置Le到带束层端的对应位置Lu的胎肩加强部区域Rs 的内衬层9的平均厚度Gs与从轮胎最大宽度位置Le到胎趾Lt的胎圈区域Rb的内衬层9的平 均厚度Gb的比(Gs/Gb)不足1,优选0.3~0.75。
[0038] 像这样使胎肩加强部区域Rs中的内衬层的厚度变薄,从而在轮胎行驶时即使伴随 着该区域的反复屈挠变形而产生剪切变形,也可以缓和其应力,防止龟裂的产生。进一步 地,通过设成如上所述的内衬层的平均厚度,可以有效地缓和由屈挠变形引起的应力。上述 内衬层的胎肩加强部区域Rs的平均厚度Gs与胎圈区域Rb的平均厚度Gb的比(Gs/Gb),优选 0.5~0.7。此外,要维持气压保持性能,并兼备缓和胎肩加强部区域的应力的效果,优选内 衬层的胎肩加强部区域Rs的平均厚度Gs为0.05~0.45mm。
[0039] 〈实施方式A> 本发明是在轮胎内侧具有内衬层的充气轮胎,该内衬层由聚合物片构成,该聚合物片 由含有99.5~60质量%的苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(以下,均称为"SIBS")和 0.5~40质量%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(以下均称为"SMA")的聚合物混合物组成。 由SIBS组成的聚合物组合物虽然与橡胶的硫化粘合性较差,但由于SIBS的异丁烯嵌段来 源,耐透气性非常优异。另一方面,苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物虽然耐透气性差,但是与橡 胶的硫化粘合性非常优异。因此,在内衬层中使用含有SIBS与SMA的聚合物膜时,可以得到 耐透气性以及硫化粘合性优异的充气轮胎。
[0040] (聚合物片) 本发明的一个实施方式中,内衬层由聚合物片构成,该聚合物片由含有99.5~60质 量%的苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物和0.5~40质量%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共 聚物的聚合物混合物组成。
[0041] 此外,SIBS的芳香族以外的分子结构完全饱和,由此劣化固化受到抑制,具有优异 的耐久性。
[0042] 本发明的实施方式中,在内衬层中使用由该聚合物混合物组成的未硫化聚合物片 时,通过含有SIBS可以确保耐透气性,所以,可以不使用例如卤化丁基橡胶等以往为了赋予 耐透气性而使用的高比重的卤化橡胶,或者使用时也可以降低使用量。由此可以实现轮胎 的轻量化,得到油耗改善的效果。进一步地,该卤化橡胶虽然具有因橡胶中的卤素而使充气 轮胎的帘布层帘线与橡胶之间的粘合性恶化的问题,但因为本发明中可以降低该卤化橡胶 的使用量,因此也得到帘布层帘线与该聚合物混合物之间的粘合性提高而得到的充气轮胎 的耐久性的提尚效果。
[0043]上述聚合物片的厚度优选0.05~0.6mm。聚合物片的厚度不足0.05mm时,在将内衬 层中适用了聚合物片的生胎硫化时,聚合物片在冲压压力下破裂,得到的轮胎可能会出现 漏气现象。另一方面,聚合物片的厚度超过0.6mm时,轮胎重量增加,低油耗性能下降。聚合 物片的厚度进一步地优选0.05~0.4mm。聚合物片可以通过将SIBS挤压成形、压延成形这样 的将热塑性树脂、热塑性弹性体进行膜化的通常的方法进行膜化而得到。
[0044](苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIBS)) 本发明的一个实施方式的聚合物组合物中,聚合物混合物中的SIBS的含量被设为99.5 ~60质量%。通过SIBS的含量在60质量%以上,可以得到具有优异的耐透气性与耐久性的 内衬层。此外,通过SIBS的含量在99.5质量%以下,可以得到与邻接橡胶的粘合性优异的内 衬层。从耐透气性与耐久性变得更好方面出发,该含量优选为98~70质量%。
[0045] SIBS-般含有10~40质量%的苯乙烯。从耐透气性与耐久性变得更好这方面出 发,SIBS中的苯乙烯的含量优选10~30质量%的范围。
[0046] SIBS中,从该共聚物的橡胶弹性方面出发,异丁烯与苯乙烯的摩尔比(异丁烯/苯 乙烯)优选40/60~95/5。该SIBS中,从橡胶弹性与操作(聚合度不足10,000时变液态)方面 出发,各嵌段的聚合度优选如下:在异丁烯中为10,〇〇〇~150,000左右,此外在苯乙烯中为 10,000 ~30,000 左右。
[0047]对上述SIBS的分子量没有特别限制,从流动性、成形化工序、橡胶弹性等方面出 发,由GPC得到的重均分子量优选50,000~400,000。重均分子量不足50,000时,拉伸强度、 拉伸断裂伸长率可能会下降,超过400,000时,挤压加工性可能变恶化,所以不优选。SIBS 中,从使耐透气性与耐久性变得更好方面出发,其中的苯乙烯成分的含量为10~30质量%, 优选14~23质量%。
[0048] SIBS可以通过一般的乙烯基系化合物的聚合法来得到,例如,可以通过活性阳离 子聚合法得到。例如,日本专利特开昭62-48704号公报以及日本专利特开昭64-62308号公 报中公开了:可以进行异丁烯与其他的乙烯基化合物的活性阳离子聚合,通过在乙烯基化 合物中采用异丁烯与其他化合物可以制造聚异丁烯系的嵌段共聚物。此外,根据活性阳离 子聚合法的乙烯基化合物聚合物的制造法记载于例如美国专利第4,946,899号、美国专利 第5,219,948号、日本专利特开平3-174403号公报等中。
[0049]由于SIBS的分子内没有除芳香族以外的双键,因此与聚丁二烯等分子内具有双键 的聚合物相比,对于紫外线的稳定性高,因此耐候性良好。
[0050](苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物) 本说明书中记载的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物是指,包括苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚 物基础树脂(以下,也称为"SMA基础树脂")、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物的酯树脂(以下, 也称为"SMA酯树脂")以及苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物铵盐水溶液(以下,也称为SMA树脂 铵盐水溶液)的概念,SMA酯树脂是苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物基础树脂经酯化而得到的、 具有单酯基以及一元羧酸基的物质,SMA树脂铵盐水溶液是苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物基 础树脂溶解于铵盐的物质。
[0051] 苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物被作为分散、乳化中的高分子表面活性剂、高功能性 交联剂使用,与橡胶的硫化粘合性非常优异。此外,由于赋予橡胶润湿性,因此粘附效果也 优异。
[0052] 本发明中,内衬层用聚合物组合物,通过在SIBS中配入SMA,从而可以在保持耐透 气性的同时,提尚与橡胶的硫化粘合性。
[0053] 内衬层用聚合物组合物的聚合物成分中,SMA的含量为0.5~40质量%。通过SMA的 含量在0.5质量%以上,由此可以得到与邻接橡胶的粘合性优异的内衬层。此外,通过SMA的 含量在40质量%以下,可以得到具有优异的耐透气性与耐久性的内衬层。聚合物成分中的 SMA的含量,进一步优选2~30质量%。
[0054](苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物基础树脂) 本发明的一个实施方式中,从未硫化粘附性以及硫化后粘合性的观点出发,SMA优选含 有SMA基础树脂。
[0055] SMA基础树脂,从高软化点以及高热稳定性的观点出发,优选苯乙烯成分/顺丁烯 二酸酐成分的摩尔比为50/50~90/10。
[0056] 从硫化后粘合性以及流动性的观点出发,SMA基础树脂的重均分子量优选4,000~ 20,000,进一步地重均分子量更优选5,000~15,000。
[0057] SMA基础树脂,从未硫化粘附性的观点出发,苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中的顺 丁烯二酸酐成分的酸值优选50~600。进一步地,顺丁烯二酸酐成分的酸值更优选95~500。 [0058](苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物的酯树脂) 本发明的一个实施方式中,苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物优选含有苯乙烯-顺丁烯二酸 酐共聚物基础树脂经酯化而得到的、具有单酯基以及一元羧酸基的苯乙烯-顺丁烯二酸酐 共聚物的酯树脂(以下,也称为SMA酯树脂)。
[0059] SMA酯树脂具有硫化粘合性优异的特性。因此,通过在SIBS中配入SMA酯树脂,可以 得到与橡胶层的硫化粘合性优异的内衬层用聚合物组合物。SMA酯树脂,从硫化粘合性的观 点出发,优选苯乙烯成分/顺丁烯二酸酐成分的摩尔比为50/50~90/10。
[0060] 从硫化后粘合性以及流动性的观点出发,SMA酯树脂的重均分子量优选5,000~ 12,000。进一步地重均分子量更优选6,000~11,000。从对未硫化橡胶的粘附性的观点出 发,SMA酯树脂的顺丁烯二酸酐成分的酸值优选50~400。进一步地,顺丁烯二酸酐成分的酸 值更优选95~290。例如通过在反应容器中导入基础树脂与醇,在惰性气体氛围下加热搅 拌,从而可以制造 SMA酯树脂。
[0061] (苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物铵盐水溶液) 本发明中,苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物优选含有SMA基础树脂溶解于铵盐而成的苯乙 烯-顺丁烯二酸酐共聚物铵盐水溶液(以下,也称为SMA铵盐水溶液)。
[0062] SMA铵盐水溶液具有润湿性优异的特性。因此,通过在SIBS中配入SMA铵盐水溶液, 可以得到粘附性优异的内衬层用聚合物组合物。SMA铵盐水溶液,从对未硫化橡胶的粘着性 与成形加工性的观点出发,优选固体成分浓度为10.0~45.0%。从粘附性的观点出发,SMA 铵盐水溶液优选pH为8.0~9.5。
[0063] SMA铵盐水溶液例如在反应容器中加入水,边剧烈地搅拌边加入基础树脂,慢慢地 加入氢氧化铵时,会发生放热反应。然后,加热至规定的温度,一直搅拌直至完全溶解,由此 可以制造 SMA铵盐水溶液。
[0064](聚合物组合物的添加剂) 本发明的一个实施方式中的聚合物组合物中,可以配入其他补强剂、硫化剂、硫化促进 剂、各种油、防老剂、软化剂、增塑剂、偶联剂等轮胎用或者一般的聚合物组合物中配入的各 种混合剂以及添加剂。作为这些添加剂,可以列举例如硬脂酸、氧化锌、防老剂、硫化促进剂 等。
[0065](充气轮胎的制造方法) 本发明中内衬层中使用的聚合物组合物,可以通过以往公知的方法制造,例如有将上 述各材料秤量以成为一定的混合比例后,使用开炼机、本伯里密炼机等橡胶混炼装置在1〇〇 ~250°C下混炼5~60分钟的方法等。
[0066] 具体地,通过将SIBS、SMA、SMA基础树脂、SMA酯树脂、SMA铵盐水溶液以及根据需要 的各种添加剂投入到双螺挤出机中,在大约100~250°c、50~300rpm的条件下混炼,由此得 到聚合物组合物的颗粒。
[0067]另外,要用胎圈区域Rb与胎肩加强部区域Rs调整内衬层的厚度,例如,在聚合物片 的挤压口贴上靠模,制造使胎肩加强部区域的厚度
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