輪胎的制作方法
【專利摘要】一種輪胎，其具有為環(huán)狀并且由樹(shù)脂材料形成的輪胎骨架體，所述樹(shù)脂材料具有100-1000MPa的彎曲彈性模量。
【專利說(shuō)明】輪胎

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及安裝至輪輞的輪胎，且特別涉及其中胎身的至少一部分由樹(shù)脂材料形 成的輪胎。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常在如客車等車輛中采用由橡膠、有機(jī)纖維材料、鋼構(gòu)件等構(gòu)成的充氣輪胎。
[0003] 近年來(lái)，從輕量化、成形容易和回收容易的觀點(diǎn)，已經(jīng)研究將樹(shù)脂材料，特別是熱 塑性樹(shù)脂、熱塑性彈性體等用作輪胎材料。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1 (日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)（JP-A)No. 2003-104008)和專利文獻(xiàn)2 (JP-A No. H03-143701)公開(kāi)了由熱塑性高分子材料成形的充氣輪胎。
[0005] 也有關(guān)于由如多種橡膠、熱塑性樹(shù)脂等高分子材料構(gòu)成的充氣輪胎的提議，其中 剛性從冠部的中心位置至肩部，并且進(jìn)一步跨過(guò)至側(cè)壁部的最大寬度位置逐漸降低，并且 剛性也從側(cè)壁部的最大寬度位置跨過(guò)至胎圈部逐漸增加（例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)3(日本專利 No. 4501326))。
[0006] 現(xiàn)有摶術(shù)f獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn) I JP-A No. 2003-104008
[0008] 專利文獻(xiàn) 2 JP-A No. H03-143701
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利No. 4501326


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問(wèn)是頁(yè)
[0011] 使用熱塑性高分子材料的輪胎比常規(guī)橡膠制輪胎更易制造且成本更低。然而，在 輪胎骨架體由均一的熱塑性高分子材料形成且內(nèi)部裝備有補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件如胎體簾布層等的情 況下，與常規(guī)橡膠制輪胎相比，從如耐應(yīng)力和耐內(nèi)壓等的觀點(diǎn)，仍有改進(jìn)的空間。
[0012] 作為輪胎中要求的性能，對(duì)優(yōu)異的緩和來(lái)自路面的沖擊的優(yōu)異乘坐舒適性也具有 要求。
[0013] 就此而言，專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了組合多種高分子材料以給出規(guī)定的剛性的輪胎。 然而，在該文獻(xiàn)中，關(guān)于乘坐舒適性僅描述了：不存在加搶簾線（twisted cord),乘坐舒適 性得到改進(jìn)，并且當(dāng)構(gòu)成輪胎骨架構(gòu)件的高分子材料的楊氏模量過(guò)高時(shí)，乘坐舒適性劣化。
[0014] 考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供使用樹(shù)脂材料形成且具有優(yōu)異的乘坐舒適 性的輪胎。
[0015] 用于解決問(wèn)題的方案
[0016] (1)包括由樹(shù)脂材料形成且具有環(huán)狀的輪胎骨架體的輪胎，其中樹(shù)脂材料具有 100MPa-1000MPa的彎曲彈性模量。
[0017] 發(fā)明的效果
[0018] 本發(fā)明能夠提供使用樹(shù)脂材料形成且具有優(yōu)異的乘坐舒適性的輪胎。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖IA為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的輪胎的一部分的截面的透視圖。
[0020] 圖IB為安裝至輪輞的胎圈部的截面圖。
[0021] 圖2為沿第一實(shí)施方式的輪胎的輪胎旋轉(zhuǎn)軸截取的且示出其中補(bǔ)強(qiáng)簾線嵌入第 一實(shí)施方式的胎身的冠部中的狀態(tài)的截面圖。
[0022] 圖3為說(shuō)明使用簾線加熱裝置和輥類將補(bǔ)強(qiáng)簾線嵌入胎身的冠部中的操作的說(shuō) 明圖。
[0023] 圖4A為沿本發(fā)明實(shí)施方式的輪胎的輪胎寬度方向截取的截面圖。
[0024] 圖4B為在輪胎安裝至輪輞的狀態(tài)下沿胎圈部的輪胎寬度方向截取的放大截面 圖。
[0025] 圖5為沿輪胎寬度方向截取的且示出根據(jù)第二實(shí)施方式的輪胎的補(bǔ)強(qiáng)層的周圍 的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明的輪胎至少包括由樹(shù)脂材料形成且具有環(huán)狀的輪胎骨架體，其中樹(shù)脂材料 具有100MPa-1000MPa的彎曲彈性模量。"彎曲彈性模量"指由JISK7171 (1994)規(guī)定的彎曲 彈性模量。即，彎曲彈性模量指使用由樹(shù)脂材料形成的4mm厚、IOmmX IOOmrn的試驗(yàn)片，在 試驗(yàn)速度2mm/min2、支點(diǎn)間距離L = 64mm、壓頭的半徑Rl = 5mm和支持臺(tái)的半徑R2 = 5mm 的試驗(yàn)條件下測(cè)定的值。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的輪胎，輪胎的乘坐舒適性可以通過(guò)使用具有100MPa-1000MPa彎曲 彈性模量的樹(shù)脂材料作為包含在輪胎骨架體中的樹(shù)脂材料來(lái)改進(jìn)。此外，由于用樹(shù)脂材料 形成輪胎，作為常規(guī)橡膠制輪胎中的必須步驟的硫化步驟不是必須的。例如，輪胎骨架體可 以通過(guò)注射成形等成形。此外，將樹(shù)脂材料用于輪胎骨架體，使得輪胎的結(jié)構(gòu)與常規(guī)橡膠制 輪胎相比簡(jiǎn)化，結(jié)果使得可以實(shí)現(xiàn)輪胎輕量化。輪胎的"乘坐舒適性"指當(dāng)駕駛安裝有該輪 胎的車輛時(shí)所體驗(yàn)的乘坐舒適性。通常，乘坐舒適性通過(guò)用輪胎緩和來(lái)自路面的沖擊來(lái)改 進(jìn)。
[0028] 當(dāng)彎曲彈性模量小于IOOMPa時(shí)，由于彎曲彈性模量太低，形狀不能維持并且可能 發(fā)生形狀的變形。當(dāng)彎曲彈性模量超過(guò)IOOOMPa時(shí)，由于彎曲彈性模量太高，不能充分緩和 來(lái)自路面的沖擊。樹(shù)脂材料的彎曲彈性模量?jī)?yōu)選l〇〇MPa-700MPa。
[0029] 以下是關(guān)于本發(fā)明中的包含于輪胎骨架體中的樹(shù)脂材料的說(shuō)明，以下接著是參照 附圖關(guān)于本發(fā)明的輪胎的【具體實(shí)施方式】的說(shuō)明。
[0030] [樹(shù)脂材料]
[0031] 本發(fā)明中的樹(shù)脂材料包括樹(shù)脂，并且選擇樹(shù)脂使得樹(shù)脂材料的彎曲彈性模量為 IOOMPa-IOOOMPa〇
[0032] 本發(fā)明中，"樹(shù)脂材料"包括樹(shù)脂（樹(shù)脂組分），并且可含有其它組分如添加劑。在 其中樹(shù)脂材料不含有除樹(shù)脂組分以外的任何組分的情況下，樹(shù)脂材料僅由樹(shù)脂構(gòu)成。
[0033] 在本說(shuō)明書(shū)中，"樹(shù)脂"包括熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂，但不包括天然橡膠。此外， 熱塑性樹(shù)脂包括熱塑性彈性體。
[0034] 此處使用的"彈性體"指由包括形成具有高熔點(diǎn)的硬鏈段或形成具有高內(nèi)聚力的 硬鏈段的結(jié)晶性聚合物和形成具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的軟鏈段的非結(jié)晶性聚合物的共聚 物形成的樹(shù)脂。
[0035] [樹(shù)脂]
[0036] 樹(shù)脂的實(shí)例包括熱塑性樹(shù)脂（其包括熱塑性彈性體）、熱固性樹(shù)脂等。作為樹(shù)脂材 料，例如，可以使用下述單一熱塑性彈性體。樹(shù)脂材料可以包括其兩種以上的組合，或可以 包括熱塑性彈性體和非彈性體熱塑性樹(shù)脂的組合。在其中樹(shù)脂材料僅包括單一樹(shù)脂的情況 下，樹(shù)脂的彎曲彈性模量為該樹(shù)脂材料的彎曲彈性模量。
[0037] 形成輪胎骨架體的樹(shù)脂材料優(yōu)選熱塑性樹(shù)脂，并且更優(yōu)選熱塑性彈性體。以下是 關(guān)于形成輪胎骨架體的樹(shù)脂材料中使用的樹(shù)脂，重點(diǎn)是熱塑性樹(shù)脂的說(shuō)明。
[0038]-熱塑性樹(shù)脂（其包括熱塑性彈性體）_
[0039] 熱塑性樹(shù)脂（其包括熱塑性彈性體）指隨溫度上升材料軟化且流動(dòng)，和冷卻時(shí)采 取相對(duì)硬且有強(qiáng)度的狀態(tài)的高分子化合物。
[0040] 本說(shuō)明書(shū)中，其中，在這些熱塑性樹(shù)脂中，隨溫度上升材料軟化且流動(dòng)的、在冷卻 時(shí)采取相對(duì)硬且有強(qiáng)度的狀態(tài)的且具有橡膠狀彈性的高分子化合物被認(rèn)為是熱塑性彈性 體。與此區(qū)分，在這些熱塑性樹(shù)脂中，隨溫度上升材料軟化且流動(dòng)的、在冷卻時(shí)采取相對(duì)硬 且有強(qiáng)度的狀態(tài)的、但是不具有橡膠狀彈性的高分子化合物被認(rèn)為是非彈性體熱塑性樹(shù) 脂。
[0041] 熱塑性樹(shù)脂（其包括熱塑性彈性體）的實(shí)例包括聚烯烴系熱塑性彈性體（TPO)、 聚苯乙烯系熱塑性彈性體（TPS)、聚酰胺系熱塑性彈性體（TPA)、聚氨酯系熱塑性彈性體 (TTO)、聚酯系熱塑性彈性體（TPC)，和動(dòng)態(tài)交聯(lián)型熱塑性彈性體（TPV)，以及非彈性體聚烯 烴系熱塑性樹(shù)脂、非彈性體聚苯乙烯系熱塑性樹(shù)脂、非彈性體聚酰胺系熱塑性樹(shù)脂和非彈 性體聚酯系熱塑性樹(shù)脂。作為包含于樹(shù)脂材料中的熱塑性樹(shù)脂，優(yōu)選選自聚酯系熱塑性彈 性體和聚酰胺系熱塑性彈性體中的至少一種。
[0042](聚酯系熱塑性彈性體）
[0043] 聚酯系熱塑性彈性體的實(shí)例包括至少具有形成具有高熔點(diǎn)的硬鏈段的結(jié)晶性聚 酯和為非結(jié)晶性的且形成具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的軟鏈段的另一聚合物（例如聚酯或聚 醚）的材料。聚酯系熱塑性彈性體也稱為"TPC"（ThermoPlastic polyester elastomer)。
[0044] 芳香族聚酯可以用作形成硬鏈段的聚酯。芳香族聚酯可以由例如，芳香族二羧酸 或其酯形成性衍生物和脂肪族二醇形成。芳香族聚酯優(yōu)選為源自對(duì)苯二甲酸和/或?qū)Ρ蕉?甲酸二甲酯和1，4-丁二醇的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。此外，芳香族聚酯可以是源自二羧酸 組分與具有300以下的分子量的二醇的聚酯，所述二羧酸組分例如間苯二甲酸、鄰苯二甲 酸、萘-2, 6-二羧酸、萘-2, 7-二羧酸、二苯基-4, 4' -二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-磺 基間苯二甲酸或者它們的酯形成性衍生物，所述具有300以下的分子量的二醇例如：脂肪 族二醇如乙二醇、三亞甲基二醇、五亞甲基二醇、六亞甲基二醇、新戊二醇或十亞甲基二醇； 脂環(huán)族二醇如1，4_環(huán)己燒二甲醇或三環(huán)癸燒二甲醇（tricyclodecane dimethylol);或芳 香族二醇如亞二甲苯基二醇、雙（對(duì)輕基）聯(lián)苯（bis (p-hydroxy) diphenyl)、雙（對(duì)輕基 苯基）丙烷、2, 2-雙[4-(2-羥基乙氧基）苯基]丙烷、雙[4-(2-羥基）苯基]砜、1，1-雙 [4_ (2_輕基乙氧基）苯基]環(huán)己燒、4, 4' -二輕基-對(duì)二聯(lián)苯或4, 4' -二輕基對(duì)四聯(lián)苯。此 夕卜，芳香族聚酯可以是其中兩種以上的上述二羧酸組分和/或兩種以上的上述二醇組分組 合使用的共聚聚酯。還可以用具有3個(gè)以上的官能團(tuán)的多官能羧酸組分、多官能含氧酸組 分或多官能羥基組分在5摩爾％以下的范圍內(nèi)進(jìn)行共聚。
[0045] 形成硬鏈段的聚酯的實(shí)例包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、 聚亞甲基對(duì)苯二甲酸酯（polymethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二 甲酸丁二醇酯，并且優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。
[0046] 形成軟鏈段的聚合物的實(shí)例包括脂肪族聚酯和脂肪族聚醚。
[0047] 脂肪族聚醚的實(shí)例包括聚（環(huán)氧乙烷）二醇，聚（環(huán)氧丙烷）二醇，聚（環(huán)氧丁 烷）二醇，聚（環(huán)氧己烷）二醇，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的共聚物，聚（環(huán)氧丙烷）二醇的環(huán) 氧乙烷加成聚合物，以及環(huán)氧乙烷和四氫呋喃的共聚物。
[0048] 脂肪族聚酯的實(shí)例包括聚（ε -己內(nèi)酯）、聚庚醇內(nèi)酯（polyenantholactone)、聚 辛醇內(nèi)酯（polycaprylolactone)、聚己二酸丁二醇酯和聚己二酸乙二醇酯。
[0049] 這些脂肪族聚醚和脂肪族聚酯中，從所得聚酯嵌段共聚物的彈性特性的觀點(diǎn)，優(yōu) 選聚（環(huán)氧丁烷）二醇，聚（環(huán)氧丙烷）二醇的環(huán)氧乙烷加成物，聚（ε -己內(nèi)酯）、聚己二 酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯等。
[0050] 從強(qiáng)韌性和低溫?fù)闲裕╢lexibility)的觀點(diǎn)，形成軟鏈段的聚合物的數(shù)均分子量 優(yōu)選為300-6000。從成形性的觀點(diǎn)，硬鏈段（X)和軟鏈段（y)的質(zhì)量比（x:y)優(yōu)選為99:1 至20:80,并且還更優(yōu)選98:2至30:70。
[0051 ] 硬鏈段和軟鏈段的組合的實(shí)例可以包括上述硬鏈段的實(shí)例和軟鏈段的實(shí)例的各 組合。其中，優(yōu)選其中硬鏈段為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和軟鏈段為脂肪族聚醚的組合，并且 還更優(yōu)選其中硬鏈段為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和軟鏈段為聚（環(huán)氧乙烷）二醇的組合。
[0052] 作為聚酯系熱塑性彈性體，可以使用例如，作為市售品的，由Du Pont-Toray Co.，Ltd.制造的"HYTREL" 系列（例如，3046、5557、6347、4047 和 7247)，和由 ToyoboCo.，Ltd.制造的 "PELPRENE" 系列（例如，P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、 P280B、P450B、P150M、S1001、S2001、S5001、S6001、S9001)。
[0053] (聚酰胺系熱塑性彈性體）
[0054] 本發(fā)明中，"聚酰胺系熱塑性彈性體"指由具有形成具有高熔點(diǎn)的硬鏈段的結(jié)晶性 聚合物和形成具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的軟鏈段的非結(jié)晶性聚合物的共聚物形成的熱塑性 樹(shù)脂材料，其中形成硬鏈段的聚合物在其主鏈上具有酰胺鍵（-C0NH-)。
[0055] 聚醜胺系熱塑性彈性體也簡(jiǎn)稱為"TPA"（ThermoPlastic Amide elastomer)。
[0056] 聚酰胺系熱塑性彈性體的實(shí)例包括其中至少聚酰胺形成硬鏈段（所述硬鏈段為 結(jié)晶性的且具有高熔點(diǎn)）和其它聚合物（例如，聚酯或聚醚）形成軟鏈段（所述軟鏈段為 非結(jié)晶性的且具有具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）的材料。聚酰胺系熱塑性彈性體也可使用除了 硬鏈段和軟鏈段之外的增鏈劑，如二羧酸。形成硬鏈段的聚酰胺的實(shí)例包括，例如，源自由 下式⑴或式⑵表示的單體的聚酰胺。

【權(quán)利要求】
1. 一種輪胎，其包括： 由樹(shù)脂材料形成且具有環(huán)狀的輪胎骨架體，其中 所述樹(shù)脂材料具有l(wèi)OOMPa-lOOOMPa的彎曲彈性模量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述輪胎骨架體的至少一個(gè)胎側(cè)部的彎曲彈性模 量為 lOOMPa-lOOOMPa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎，其中所述樹(shù)脂材料包括熱塑性樹(shù)脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述樹(shù)脂材料包括熱塑性彈性體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述樹(shù)脂材料包括選自聚酯系熱塑性彈 性體和聚酰胺系熱塑性彈性體中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述輪胎骨架體的所述樹(shù)脂材料的彎曲 彈性模量為l〇〇MPa-700MPa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述輪胎骨架體的至少所述胎側(cè)部的彎 曲彈性模量為l〇〇MPa-700MPa。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的輪胎，其中用于冠部的所述樹(shù)脂材料是與用于胎側(cè) 部的所述樹(shù)脂材料相同種類的樹(shù)脂材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的輪胎，其中用于冠部的所述樹(shù)脂材料是與用于胎側(cè) 部的所述樹(shù)脂材料不同種類的樹(shù)脂材料。
【文檔編號(hào)】C08L101/00GK104245356SQ201380021990
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】筆本啟之, 原田高志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社普利司通