輪胎的制作方法
【專利摘要】本輪胎具有由樹脂材料形成的且為環(huán)狀的輪胎骨架體，所述樹脂材料具有至少10N/mm的撕裂強(qiáng)度。
【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，特別涉及其中至少部分輪胎胎身由樹脂材料形成 的輪胎。

【背景技術(shù)】
[0002] 由橡膠、有機(jī)纖維材料、和鋼構(gòu)件等構(gòu)成的充氣輪胎已經(jīng)常規(guī)用于交通工具如車。
[0003] 近年來(lái)，從輕量化、易成型、易回收的角度，正在研究使用樹脂材料，特別是熱塑性 樹脂、和熱塑性彈性體等作為輪胎材料。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1 (日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_（JP-A) 2003-104008號(hào)）和專利文獻(xiàn)2 (JP-A H03-143701號(hào)）公開了一種由熱塑性高分子材料形成的充氣輪胎。
[0005] 也提出由高分子材料如多個(gè)橡膠或熱塑性樹脂等形成的充氣輪胎，其剛性從冠部 的中心部位經(jīng)過(guò)胎肩部到側(cè)壁部的最大寬度部位逐漸減少，且其剛性還從側(cè)壁部的最大寬 度部位到胎圈部逐漸增加（參考例如下述專利文獻(xiàn)3(日本專利4501326號(hào)））。
[0006] 相關(guān)技術(shù)出版物
[0007] 專利文獻(xiàn) I JP-A 2003-104008 號(hào)
[0008] 專利文獻(xiàn) 2 JP-A H03-143701 號(hào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利4501326號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問(wèn)是頁(yè)
[0011] 與常規(guī)橡膠制輪胎相比，使用熱塑性高分子材料的輪胎易制造，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（其中不引入補(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，從例如耐應(yīng)力和耐內(nèi)壓等的角度仍有改善的空間。
[0012] 特別地，常規(guī)橡膠制輪胎中，在對(duì)使用胎體和簾布層的輪胎施加內(nèi)壓的情況下維 持形狀。然而，使用如上所述的高分子材料（樹脂）的輪胎中，提出例如，將其中鋼絲簾線 的箍（hoop)沿未使用作為必須的構(gòu)成要素的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件如胎體和簾布層的輪胎的周向應(yīng)用 的形態(tài)。這種使用高分子材料的輪胎中，因?yàn)榧俣ㄑa(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件未用于胎側(cè)部，所以需要自身能 維持輪胎形狀的高分子材料。特別地，從維持輪胎形狀和與路邊（curb)等磨損下的耐刺穿 性的角度，需要開發(fā)具有適合的撕裂強(qiáng)度（tear strength)的輪胎。
[0013] 在這一點(diǎn)上，專利文獻(xiàn)3公開了一種組合多個(gè)高分子材料以給出特定剛性的輪 胎。然而，雖然專利文獻(xiàn)3記載了通過(guò)在輪胎部形成剛性分布而改進(jìn)在標(biāo)準(zhǔn)氣壓填充狀態(tài) 下的接地（ground contact)形狀，但專利文獻(xiàn)3關(guān)于撕裂強(qiáng)度沒有提及。
[0014] 考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種輪胎，其由樹脂材料形成且具有優(yōu)異 的形狀維持性和耐刺穿性。
[0015] 用于解決問(wèn)題的方案
[0016] (1) 一種輪胎包括由樹脂材料形成的環(huán)狀輪胎骨架體，其中所述樹脂材料，所述樹 脂材料具有l(wèi)〇N/mm以上的撕裂強(qiáng)度。
[0017] 發(fā)明的效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，可提供由使用樹脂材料形成且具有優(yōu)異的形狀維持性和耐刺穿性的 輪胎。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖IA為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的輪胎的一部分的截面的透視圖。
[0020] 圖IB為安裝至輪輞上的胎圈部的截面圖。
[0021] 圖2為根據(jù)第一實(shí)施方案沿輪胎的輪胎旋轉(zhuǎn)軸截取的且說(shuō)明其中補(bǔ)強(qiáng)簾線嵌入 在輪胎胎身的冠部的狀態(tài)的截面。
[0022] 圖3為解釋使用簾線加熱裝置和輥將補(bǔ)強(qiáng)簾線嵌入在輪胎胎身的冠部的操作的 說(shuō)明圖。
[0023] 圖4A為沿根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的輪胎的輪胎寬度方向截取的截面圖。
[0024] 圖4B為在輪輞安裝至輪胎的狀態(tài)中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說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方案的輪胎的補(bǔ)強(qiáng)層的周圍 的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明的輪胎包括由樹脂材料形成的環(huán)狀輪胎骨架體，其中樹脂材料具有l(wèi)ON/mm 以上的撕裂強(qiáng)度。所述"撕裂強(qiáng)度"是指JIS K7128-3(1998)定義的撕裂強(qiáng)度。試驗(yàn)中，無(wú)切 口的角形試驗(yàn)樣品（直角型撕裂試驗(yàn)樣品）用作試驗(yàn)樣品。如JIS Κ7128-3的6.試驗(yàn)樣品 制作的圖1所示，關(guān)于加工方向，沿縱向和橫向切的樣品用作試驗(yàn)樣品。這時(shí)，在試驗(yàn)速度 為500mm±50mm每分鐘的情況下進(jìn)行測(cè)量?？墒褂脧埩υ囼?yàn)機(jī)如萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（autograph) 等，如由 Shimadzu Corporation 制造的 Shimadzu Autograph AGS-J(5KN)進(jìn)行測(cè)量。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的輪胎，當(dāng)具有l(wèi)ON/mm以上的撕裂強(qiáng)度的樹脂材料用于包含于輪胎 骨架體的樹脂材料時(shí)，可改進(jìn)輪胎的形狀維持性和耐刺穿性。此外，因?yàn)檩喬ビ蓸渲牧闲?成，作為常規(guī)橡膠制輪胎的必須工序的硫化工序是不必要的，且例如可以通過(guò)注射成型等 形成輪胎骨架體。此外，當(dāng)樹脂材料用于輪胎骨架體時(shí)，與常規(guī)橡膠制輪胎相比，可使輪胎 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，且因此能夠?qū)崿F(xiàn)輪胎輕量化。輪胎的"形狀維持性"可為當(dāng)將內(nèi)壓（例如， 200kPa)施加至輪胎時(shí)輪胎形狀是否維持的指數(shù)。關(guān)于耐刺穿性，當(dāng)撕裂強(qiáng)度少于lON/mm 時(shí)，撕裂強(qiáng)度太低且輪胎骨架體的胎側(cè)部無(wú)法耐受內(nèi)壓而沿輪胎寬度方向等膨脹，進(jìn)而無(wú) 法維持輪胎形狀。進(jìn)一步地，撕裂強(qiáng)度優(yōu)選15N/mm以上。不特別限定撕裂強(qiáng)度的上限，但 考慮到拉伸彈性模量和損耗系數(shù)（tan δ )的平衡，優(yōu)選20N/mm以下，更優(yōu)選19N/mm以下， 且特別優(yōu)選18N/mm以上。
[0028] 下文中，對(duì)本發(fā)明的包含于輪胎骨架體的樹脂材料進(jìn)行說(shuō)明，然后參照附圖對(duì)本 發(fā)明的輪胎的具體實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。
[0029] [樹脂材料]
[0030] 本發(fā)明的樹脂材料為包括樹脂的樹脂材料，且選擇樹脂以使樹脂材料的撕裂強(qiáng)度 為ΙΟΝ/mm以上。
[0031] 本發(fā)明中，"樹脂材料"至少包括樹脂（樹脂成分），且可進(jìn)一步包括其它成分如添 加劑。當(dāng)樹脂材料不包括除了樹脂成分以外的成分時(shí)，樹脂材料僅由樹脂形成。
[0032] 本說(shuō)明書中，"樹脂"的概念包括熱塑性樹脂和熱固性樹脂；然而，不包括天然橡 膠。此外，熱塑性樹脂包括熱塑性彈性體。
[0033] 用于此處的"彈性體"是指由共聚物形成的樹脂，該共聚物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，還包括形成具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 的軟鏈段的無(wú)定形聚合物。
[0034] [樹脂]
[0035] 樹脂的實(shí)例包括熱塑性樹脂（其也包括熱塑性彈性體）和熱固性樹脂。例如樹脂 材料可包括單獨(dú)的后述的熱塑性彈性體，可包括其兩種以上的組合，或可包括熱塑性彈性 體和非彈性體熱塑性樹脂的組合。在樹脂材料僅包括單個(gè)樹脂的情況下，樹脂的撕裂強(qiáng)度 為樹脂材料的撕裂強(qiáng)度。
[0036] 包含于輪胎骨架體的樹脂材料優(yōu)選熱塑性樹脂，且更優(yōu)選熱塑性彈性體。下文中， 以熱塑性樹脂為重點(diǎn)，對(duì)可用于形成輪胎骨架體的樹脂材料的樹脂進(jìn)行說(shuō)明。
[0037]-熱塑性樹脂（包括熱塑性彈性體）_
[0038] 熱塑性樹脂（包括熱塑性彈性體）為其材料隨著溫度增加而軟化并流動(dòng)，且在冷 卻時(shí)呈相對(duì)堅(jiān)硬且強(qiáng)固的狀態(tài)的高分子化合物。
[0039] 本說(shuō)明書中，這些熱塑性樹脂中，其材料隨著溫度增加而軟化并流動(dòng)，在冷卻時(shí)呈 相對(duì)堅(jiān)硬且強(qiáng)固的狀態(tài)，且其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。相 比之下，這些熱塑性樹脂中，其材料隨溫度上升軟化并流動(dòng)，在冷卻時(shí)呈相對(duì)堅(jiān)硬且強(qiáng)固的 狀態(tài)，但是不具備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脂且有別于熱 塑性彈性體。
[0040] 熱塑性樹脂（包括熱塑性彈性體）的實(shí)例包括熱塑性聚烯烴類彈性體（TPO)、熱塑 性聚苯乙烯類彈性體（TPS)、熱塑性聚酰胺類彈性體（TPA)、熱塑性聚氨酯類彈性體（TPU)、 熱塑性聚酯類彈性體（TPC)，和動(dòng)態(tài)交聯(lián)型熱塑性彈性體（TPV)，以及非彈性體熱塑性聚烯 烴類樹脂、非彈性體熱塑性聚苯乙烯類樹脂、非彈性體熱塑性聚酰胺類樹脂和非彈性體熱 塑性聚酯類樹脂。包含在樹脂材料中的熱塑性樹脂優(yōu)選為選自由熱塑性聚酯類彈性體、熱 塑性聚酰胺類彈性體、熱塑性聚烯烴類彈性體和熱塑性聚氨酯類彈性體組成的組的至少之 O
[0041] (熱塑性聚酯類彈性體）
[0042] 熱塑性聚酯類彈性體的實(shí)例包括至少具有聚酯和其它聚合物（如聚酯或聚醚）的 材料，該聚酯為結(jié)晶性的且形成具有高熔點(diǎn)的硬鏈段，該其它聚合物為無(wú)定形的且形成具 有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的軟鏈段。
[0043] 熱塑性聚酯類彈性體也被稱為熱塑性聚酯彈性體（ThermoPlastic polyester elastomers, "TPC")。
[0044] 芳族聚酯可用作形成硬鏈段的聚酯。芳族聚酯可以由例如，芳族二羧酸或其酯形 成性衍生物（ester-forming derivative)、和脂族二醇形成。芳族聚酯優(yōu)選為源于對(duì)苯二 甲酸和/或?qū)Ρ蕉姿岫柞?、?，4-丁二醇的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。此外，芳族聚酯 可為源于二羧酸成分例如間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘-2, 6-二羧酸、萘-2, 7-二羧酸、聯(lián) 苯-4, 4' -二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-磺基間苯二酸、或其酯形成性衍生物，和具有 300以下的分子量的二醇的聚酯，所述具有300以下的分子量的二醇例如，脂族二醇如乙二 醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇或癸二醇；脂環(huán)族二醇如1，4-環(huán)己烷二甲醇或三環(huán) 癸烷二甲醇；或芳族二醇如亞二甲苯基二甲醇、雙（對(duì)羥基）聯(lián)苯、雙（對(duì)羥苯基）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-羥基 乙氧基）苯基]環(huán)己烷、4, 4' -二羥基-對(duì)三聯(lián)苯或4, 4' -二羥基對(duì)四聯(lián)苯。芳族聚酯可 為，使用兩種以上的上述二羧酸成分和二醇成分組合的共聚聚酯。具有3個(gè)以上的官能團(tuán) 的多官能羧酸成分、多官能含氧酸成分或多官能羥基成分可以在5摩爾％以下的范圍內(nèi)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、 聚對(duì)苯二甲酸甲二醇酯（polymethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二 甲酸丁二醇酯，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)例包括脂族聚酯和脂族聚醚。
[0047] 脂族聚醚的實(shí)例包括聚（環(huán)氧乙燒）二醇（poly(ethylene oxide)glycol)、聚 (環(huán)氧丙燒）二醇、聚（四氫呋喃）二醇&〇17<^61：四11161：11716116(?1(16)817(3〇1)、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， 和環(huán)氧乙烷和四氫呋喃的共聚物。
[0048] 脂族聚酯的實(shí)例包括聚（ε -己內(nèi)酯）、聚庚內(nèi)酯（polyenantholactone)、聚辛內(nèi) 酯、聚己二酸丁二醇酯和聚己二酸乙二醇酯等。
[0049] 這些脂族聚醚和脂族聚酯中，從所得聚酯嵌段共聚物的彈性特性的角度，優(yōu)選聚 (四氫呋喃）二醇、聚（環(huán)氧丙烷）二醇的環(huán)氧乙烷加合物、聚（ε -己內(nèi)酯）、聚己二酸丁 二醇酯或聚己二酸乙二醇酯等。
[0050] 此外，從韌性和低溫?fù)闲裕╢lexibility)的角度，形成軟鏈段的聚合物的數(shù)均分 子量?jī)?yōu)選為300至6000。此外，從成形性的角度，硬鏈段（X)與軟鏈段（y)的質(zhì)量比（x:y) 優(yōu)選為99:1至20:80,仍更優(yōu)選為98:2至30:70。
[0051] 硬鏈段和軟鏈段的組合的實(shí)例可包括上述的硬鏈段和軟鏈段的各組合。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族聚醚的組合，仍更優(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] 作為熱塑性聚酯類彈性體，例如，可使用由Du Pont-Toray Co.，Ltd.制造的 "冊(cè)丁1?1/'系列（例如 3046、5557、6347、404 7、4767，和 7247 等）和來(lái)自由1'〇7〇13〇(：〇.，1^(1· 制造的"PELPRENE" 系列（P30B、P40B、P40H、P55B、P70B、P150B、P280B、P450B、P150M、S1001、 S2001、S5001、S6001 和 S9001 等）的市售產(chǎn)品。
[0053] (熱塑性聚酰胺類彈性體）
[0054] 本發(fā)明中，"熱塑性聚酰胺類彈性體"是指由共聚物形成的熱塑性樹脂材料，該共 聚物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 段的無(wú)定形聚合物，其中形成硬鏈段的聚合物在其主鏈上具有酰胺鍵（-C0NH-)。
[0055] 熱塑性聚酰胺類彈性體也簡(jiǎn)稱為熱塑性酰胺彈性體（ThermoPlastic Amid elastomer, "TPA"）。
[0056] 熱塑性聚酰胺類彈性體的實(shí)例包括其中至少聚酰胺為結(jié)晶性的且形成具有高熔 點(diǎn)的硬鏈段，并且其它聚合物（例如聚酯或聚醚等）為無(wú)定形的且形成具有低玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度的軟鏈段的材料。除硬鏈段和軟鏈段之外，增鏈劑如二羧酸也可用于熱塑性聚酰胺類 彈性體。形成硬鏈段的聚酰胺的實(shí)例包括由下式（1)或式（2)表示的單體形成的聚酰胺。 [00 57] 式⑴
[0058] H2N-R1-COOH
[0059] 式（1)中，R1表示具有2-20個(gè)碳原子的烴分子鏈，或具有2-20個(gè)碳原子的亞烷 基。
[0060] 式⑵
[0061]

【權(quán)利要求】
1. 一種輪胎，所述輪胎包括由樹脂材料形成的環(huán)狀輪胎骨架體，其中所述樹脂材料具 有10N/mm以上的撕裂強(qiáng)度。
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胎側(cè)部的撕裂強(qiáng)度為10N/ mm以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎，其中所述樹脂材料包括熱塑性樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述樹脂材料包括熱塑性彈性體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述樹脂材料包括選自由熱塑性聚酯 類彈性體、熱塑性聚酰胺類彈性體、熱塑性聚烯烴類彈性體和熱塑性聚氨酯彈性體組成的 組的至少之一。
【文檔編號(hào)】C08L101/00GK104271363SQ201380022477
【公開日】2015年1月7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