專利名稱：充氣輪胎及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，其中設置在胎體及內襯層之間的隔離橡膠層由條帶纏繞體形成，該條帶纏繞體通過沿周向成螺旋狀纏繞并重疊橡膠條帶而獲得，本發(fā)明還涉及其制造方法。
背景技術：
在無內胎充氣輪胎中，為了密封地保持內壓空氣，由丁基氣密橡膠制成的內襯層形成在胎體的內側。但是，因為丁基氣密橡膠具有粘附性劣于通用橡膠(NR、SBR、BR等)的特性，存在相對于胎體分離的趨勢。因此，如在日本公開的專利申請07-186608及日本公開的專利申請2002-178714等所描述的，通常采用這樣一種結構，即其中在胎體及內襯層之間設置改善胎體及內襯層之間粘附性的隔離橡膠層。
基于在硫化時的橡膠流，內襯層很容易與胎體簾線相接觸，并使得胎體簾線發(fā)生松弛。此外，基于前述橡膠流，內襯層將進入胎體簾線之間的部分，從而產生波狀變形并導致裂紋等產生。但是，隔離橡膠層對防止此類事件發(fā)生的效果很好，并可以確保輪胎的高耐用性。
另一方面，隔離橡膠層通常由通過壓延輥等軋制的長寬橡膠片材形成。詳細地，具有與輪胎種類、輪胎尺寸等相對應的寬度及厚度的橡膠片材通過由壓延輥等軋制而預先形成。此外，長橡膠片材臨時卷起成輥狀以便儲存。對儲存的輥型體進行生胎形成步驟。在輪胎形成步驟中，通過切割對應于輪胎周長的長度并同時在鼓上纏繞一圈而形成圓筒狀隔離橡膠層。

發(fā)明內容
但是，在上述常規(guī)形成方法中，需要對應于輪胎種類、輪胎尺寸等準備具有不同寬度及厚度的橡膠片材。由此，導致了中間庫存的增加，從而生產效率降低，并阻礙了對工場空間的有效利用。
因此，本發(fā)明是基于通過沿周向螺旋狀纏繞并重疊隔離橡膠條帶而獲得的條帶纏繞體來形成隔離橡膠層的。因此，可以形成具有不同寬度及厚度的隔離橡膠層，并可以避免產生卷起的隔離片材的中間庫存。
如上所述，本發(fā)明的目的是提供一種充氣輪胎，其可以提高生產效率，并有效地利用工廠空間，以及提供一種制造該充氣輪胎的方法。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明的第一個方面，提供了一種充氣輪胎，其包括胎體，其具有由胎面部分經胎側部分到達胎圈部分的胎圈芯的胎體主體部分；帶束層，其布置在所述胎面部分的內側及所述胎體的外側；及內襯層，其由氣密橡膠制成并形成胎腔，其中，在所述胎體主體部分與所述內襯層之間設置有改善所述胎體主體部分與所述內襯層之間的粘附性的隔離橡膠層，且其中，所述隔離橡膠層通過在纏繞在鼓上的內襯層的外周表面上、沿周向成螺旋狀纏繞長隔離橡膠條帶并形成重疊部分而形成。
此外，根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述充氣輪胎的制造方法，包括在鼓上形成生內襯層的生內襯層形成步驟；通過沿周向成螺旋狀纏繞生隔離橡膠條帶并形成重疊部分而在所述生內襯層的外周表面上形成生隔離橡膠層的生隔離橡膠形成步驟；以及在所述生隔離橡膠層的外周表面上纏繞生胎體簾布層的生胎體安裝步驟。


圖1是示出了根據本發(fā)明的充氣輪胎的實施例的截面視圖；
圖2是示出與胎體及內襯層在一起的隔離橡膠層的截面視圖；圖3是概念性示出了粘附性與扭矩的最小值ML之間的相互關系的圖表；圖4是示出了隔離橡膠條帶的截面視圖；圖5(A)是示出了使用通常方法的生內襯層的立體圖，且5(B)是示出了使用條帶纏繞方法的生內襯層的立體圖；圖6是示出了生隔離橡膠形成步驟的截面視圖；圖7是示出了生胎體安裝步驟的截面視圖；及圖8(A)及8(B)是示出了生隔離橡膠形成步驟的其它實施例的截面視圖。
具體實施例方式
以下結合圖示實施例對根據本發(fā)明的實施例進行描述。圖1是根據本發(fā)明的充氣輪胎由客車輪胎構成的截面視圖。
在圖1中，充氣輪胎1設置有胎體6，其由胎面部分2經胎側部分3到達胎圈部分4的胎圈芯5；帶束層7，其布置在胎面部分2的內側、胎體6的外側；以及內襯層8，其由氣密橡膠制成并形成胎腔Ts。
胎體6至少具有一跨置于胎圈芯5與5之間的環(huán)狀胎體主體部分6a。在本實施例中，例示了這樣一種結構，即其中繞胎圈芯5由輪胎軸向內側折回至外側而進行封閉的胎體折回部分6b連續(xù)設置在胎體主體部分6a的兩側。在此情況下，由胎圈芯5向徑向外側延伸的胎圈三角膠芯9設置在胎體主體部分6a及胎體折回部分6b之間，并加強了由胎圈部分4至胎側部分3的部分。
此外，胎體6由一個或多個胎體簾布層6A形成，在本實施例中是由一個胎體簾布層6A形成，其中例如相對于輪胎周向成75度至90度之間的角度設置胎體簾線。在本實施例中使用聚酯簾線作為胎體簾線，但是，除此之外，依據需要還可以使用諸如尼龍、人造纖維、芳香尼龍纖維等有機纖維簾線以及鋼簾線。
接著，帶束層7由兩個或更多個帶束簾布層形成，在本實施例中為兩個帶束簾布層7A、7B，其中例如相對于輪胎周向成10度至35度之間的角度設置帶束層簾線。各個帶束層簾線在簾布層制之間相交，借此改善帶束層剛性并通過保持環(huán)帶的作用而堅固地加強了胎面部分2的大致整個寬度。對于帶束層簾線來說，在本實施例中使用了鋼簾線，然而除此之外，根據需要還可以使用諸如聚鄰苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳香聚酰胺等的高模量有機纖維簾線。
在帶束層7的徑向外側可以設置有帶層10。為了改善高速耐用性的目的，帶層10構造為以諸如尼龍等有機纖維制成的帶簾線相對于周向成等于或小于5度的角度設置。對于帶層10，也可以適當地使用一對右邊緣帶簾布層和左邊緣帶簾布層來僅僅覆蓋在帶束層7的輪胎軸向外端部分，或一個幾乎覆蓋帶束層7整個寬度的全寬度帶簾布層。也可以一起使用上述兩個構件。在本實施例中，示例性結構為全寬度帶簾布層構成的帶層10。
接著，內襯層8由氣密橡膠制成，且布置在胎體主體部分6a的內側。在本實施例中，內襯層8連續(xù)延伸于胎圈部分4與4之間，且保持基本一致的橡膠厚度。對于氣密橡膠，考慮到防止漏氣性，優(yōu)選地采用在橡膠材料重量中丁基橡膠(或其衍生物)占50％或以上的丁基橡膠組。丁基橡膠的衍生物例如是利用使用通過使氯、溴等與丁基橡膠反應而得到的鹵化丁基橡膠。
在該丁基組橡膠中，除了丁基橡膠(或其衍生物)之外，還可將諸如天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、聚丁橡膠、丁苯橡膠等的二烯組橡膠用作內部橡膠材料的一部分，即，用于作為橡膠成份的其余部分。在丁基組橡膠中，可以采用與普通輪胎橡膠相同的方式，在橡膠成份中添加如炭黑等的增強劑、硫化劑、硫化加速劑或軟化劑等填充物。此外，氣密橡膠可以使用異丁烯帕拉膠甲基苯乙烯共聚物(isobutyleneparamethyl styrene copolymer)的鹵化材料代替丁基橡膠(或其衍生物)。在該內襯層8中，考慮到防止漏氣及輪胎重量，優(yōu)選地將橡膠厚度t1(如圖2所示)設置為在1.5與2.0mm之間的范圍內。
然后，在內襯層8與胎體主體部分6a之間形成隔離橡膠層12。隔離橡膠層12改善了內襯層8于胎體主體6a上的粘附性，即內襯層8與胎體主體6a之間的粘附性。此外，其防止了內襯層8與胎體簾線之間的接觸，以及在硫化時橡膠流所引起的內襯層8自身的皺折變形。
因此，隔離橡膠層12具有良好的粘附性是必要的，且本實施例使用僅由二烯組橡膠形成的橡膠基材，沒有使用丁基橡膠(或其衍生物)。優(yōu)選的是，橡膠基材僅由粘附性極佳的天然橡膠(NR)構成。然而，也可以使用天然橡膠(NR)及另一種二烯組橡膠的混合物橡膠，在此情況下，優(yōu)選地，混合重量占40％或以上的天然橡膠，更優(yōu)選地，混合重量占70％或以上的天然橡膠。
為了進一步改善粘附性質，優(yōu)選將重量占3.0％至4.0％的增粘劑加入橡膠基材并且未使用軟化劑。增粘劑例如可以優(yōu)選使用苯并呋喃樹脂、酚樹脂、萜烯樹脂、石油烴樹脂、松香衍生物等。此外，在普通輪胎中，加有軟化劑以改善橡膠的可加工性及柔韌性。軟化劑已知有諸如礦物油、香薰精油等礦物油軟化劑，蔬菜油軟化劑，鄰苯二甲酸鹽衍生物等。但是，在本實施例中，因為軟化劑會降低粘附性，故沒有使用軟化劑。
在此情況下，可以列出在未硫化狀態(tài)下橡膠材料與橡膠材料之間的附著力作為粘附性的一個指標。本實施例采用通過使用符合JISK6300的Curelasto繪圖儀測得的在未硫化狀態(tài)下的橡膠的扭矩的最小值ML來作為附著力的指標。在附著力與扭矩的最小值ML之間具有如圖3中概念性示出的關系。如圖3中的直線所示，附著力趨向于隨著扭矩的最小值ML的增加而增加。因此，為了改善粘附性，優(yōu)選地將隔離橡膠層12的未硫化狀態(tài)中的最小扭矩ML設置在0.25與0.4N·m之間的范圍，例如，其比胎側橡膠3G中的最小扭矩ML大。此外，可通過設置最小扭矩ML而在硫化時抑制內襯層的橡膠流。由此，可以有效地防止內襯層8與胎體簾線之間的接觸，以及由橡膠流引起的內襯層8自身的皺折變形。在此情況下，如果最小扭矩ML大于0.4N·m，則降低了橡膠的流動性。因此，難以按照條條帶纏繞法形成隔離橡膠層12。
此外，在隔離橡膠層12中，為了有效地防止在內襯層8中產生裂紋或分離，硫化后的100％時的模量設置在2.7與4.5Mpa之間的范圍，由此設置的比內襯層8中的100％時的模量大。在此情況下，內襯層8的100％時的模量通常約在0.5與0.2Mpa之間，而胎側橡膠的100％時的模量通常約在1.0與2.0Mpa之間。
至少需要在從帶束層7的輪胎軸向外端7e的位置P1到輪胎最大寬度點M的位置P2的區(qū)域Y內形成隔離橡膠層12。這是因為在行駛時在區(qū)域Y內輪胎的變形最大，且由于內襯層8自身的皺折變形往往會產生內襯層8與胎體6之間的分離以及裂紋。
在此情況下，描述“在帶束層7的輪胎軸向方向上的外端7e的位置P1”是指通過外端7e并垂直于胎體6的直線的位置。此外，描述“輪胎最大寬度點M的位置P2”是指通過輪胎最大寬度點M并垂直于胎體6的直線的位置。
在用于重載等情況的輪胎(例如用于貨車或公共汽車的輪胎)的情況下，其中，胎體簾線為鋼簾線，因為胎體簾線之間的間隔較寬，在硫化時容易在內襯層8中產生橡膠流。即，內襯層8易于與胎體簾線接觸，并產生內襯層8自身的皺折變形。此外，在行駛時所施加的負載變大。因此，在用于重載等的輪胎中，優(yōu)選在胎圈芯5的位置P4與P4之間的整個區(qū)域中設置隔離橡膠層12。胎圈芯5的位置P4是指在胎圈芯5的徑向最外端。但是，在用于客車的輪胎中，其中，胎體簾線為有機纖維簾線，因為胎體簾線之間的間隔較小，在硫化時內襯層8的橡膠流較小。此外，在行駛時所施加的負載相對較小。因此，在用于普通客車的輪胎中，優(yōu)選的是至少在區(qū)域Y中布置胎體簾線。因此，在隔離橡膠層12的徑向外端部分可以終止在帶束層7的輪胎軸向外端7e的位置P1與輪胎赤道的位置P3之間。此外，徑向內端部分可以終止在輪胎最大寬度點M的位置P2與胎圈芯5的位置P4之間?？梢酝ㄟ^設置必要的小的區(qū)域來減輕重量。
此外，隔離橡膠層12的橡膠厚度t2(圖2示出)對應于輪胎種類等而設置，例如，在用于重載的輪胎中其設置得較厚(例如，約1.0至2.0mm)，在用于客車的輪胎中其設置得較薄(例如，約0.5至1.5mm)。
由此，根據本發(fā)明，如圖6所示，在硫化輪胎中的隔離橡膠層12通過使用條帶纏繞體13形成，所述條帶纏繞體13通過沿周向成螺旋狀纏繞并重疊長的生(未硫化的)隔離橡膠條帶20而獲得。換言之，條帶纏繞體13通過在生胎中組裝并經硫化而形成在硫化輪胎中的隔離橡膠層12。如圖4所示，優(yōu)選使用具有矩形截面形狀的薄帶狀橡膠條帶作為隔離橡膠條帶20，其中所述薄帶狀橡膠條帶的寬度Ws設定在5與50mm之間，優(yōu)選地在15與30mm之間，且厚度ts設定在0.3與2.5mm之間，優(yōu)選地在0.3與1.5mm之間。
此外，如圖5至7所示，在充氣輪胎1的制造方法中，在形成生胎時，所述方法包括(1)生內襯層形成步驟S1，該步驟在鼓D上形成生內襯層8N(圖5A及5B)；(2)生隔離橡膠形成步驟S2，該步驟通過沿周向成螺旋狀在生內襯層8N的外周表面上纏繞生隔離橡膠條帶并形成橫向重疊部分而形成生隔離橡膠層12N(圖6)；以及(3)生胎體安裝步驟S3，該步驟將生胎體簾布層6N纏繞在生隔離橡膠層12N的外周表面上(圖7)。
按照與現有方法相同的方式，實現除S1至S3步驟外的其它步驟，例如，將胎圈芯5安裝至生胎體簾布層6N上的步驟；將生胎體簾布層6N充氣(變形)成位于胎圈芯5與5之間的環(huán)狀形狀的步驟；將形成胎面部分2的胎面環(huán)粘附至充氣的生胎體簾布層6N上的步驟等。因此，僅對步驟S1至S3進行描述。
在生內襯層形成步驟S1中，生內襯層8N形成在鼓D上。此時，如圖5(A)所示，可以使用通常的方法(為方便起見稱作一圈式纏繞法)，即通過沿周向纏繞壓延的寬生橡膠片材21一圈并在其端部21e之間重疊并接合來形成生內襯層8N。此外，如圖5(B)所示，可以使用條帶纏繞法，即通過沿周向成螺旋狀地重疊并纏繞具有矩形截面形狀的長生內襯層橡膠條帶22來形成生內襯層8N。
此外，圖6示出了生隔離形成步驟S2。在此步驟中，生隔離橡膠層12N通過在步驟S1中形成的生內襯層8N的外周表面上沿周向成螺旋狀重疊并纏繞生隔離橡膠條帶20而形成。此時，通過調整生隔離橡膠條帶20的纏繞數量及相鄰生隔離橡膠條帶20與20之間的重疊寬度Wq，生隔離橡膠層12N可以形成為不同寬度W2及厚度t2。
在此情況下，本發(fā)明實施例以如下結構作為示例，即該結構中一個生隔離橡膠條帶20連續(xù)叢生內襯層8N的一端向另一端進行纏繞。但是，如圖8(A)所示，通過使用兩個生隔離橡膠條帶20，生隔離橡膠條帶可以由兩端朝向中間纏繞，也可以由中間朝向兩端纏繞。此時，如圖所示，生內襯層8N可以連續(xù)地設置在中間。此外，如圖8(B)所示，可以在生內襯層8N的中間形成具有期望寬度W3的中間缺失部分23。在使用兩個生隔離橡膠條帶20的情況下，可以將纏繞時間減半且可以提高生產率。
此外，在生胎體安裝步驟S3中，如圖7所示，通過將寬的片狀生胎體簾布層6N以與現有方法相同的方式在步驟S2中所形成的生隔離橡膠層12N的外周表面上纏繞一圈，且在周向端部間重疊并接合，從而形成圓筒狀的生胎體層6N。
如上所述，可通過使用沿周向成螺旋狀地重疊并纏繞生隔離橡膠條帶20而獲得的條帶纏繞體13來形成隔離橡膠層12。由此，可根據需要形成不同寬度W2及厚度t2的隔離橡膠層12。此外，因為可以避免產生現有的中間庫存，故可以提高生產效率，并可以實現工廠空間的有效利用。
以上已經對根據本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例進行了詳細描述，但是，本發(fā)明可以在不同方面修改而不限于所示的實施例。
權利要求
1.一種充氣輪胎，包括胎體，其具有由胎面部分經胎側部分到達胎圈部分之胎圈芯的胎體主體部分；帶束層，其布置在所述胎面部分的內側與所述胎體的外側之間；及內襯層，其由氣密橡膠制成并形成胎腔，其中，在所述胎體主體部分與所述內襯層之間設置有改善所述胎體主體部分與內襯層之間的粘附性的隔離橡膠層，且其中，所述隔離橡膠層通過在纏繞在鼓上的內襯層的外周表面上、沿周向成螺旋狀纏繞長隔離橡膠條帶并形成重疊部分而形成。
2.如權利要求1所述的充氣輪胎，其中，至少在從所述帶束層的輪胎軸向外端的位置到輪胎最大寬度點的位置的區(qū)域中設置有所述隔離橡膠層。
3.一種充氣輪胎的制造方法，包括在鼓上形成生內襯層的生內襯層形成步驟；通過沿周向成螺旋狀纏繞生隔離橡膠條帶并形成重疊部分而在所述生內襯層的外周表面上形成生隔離橡膠層的生隔離橡膠形成步驟；以及在所述生隔離橡膠層的外周表面上纏繞生胎體簾布層的生胎體安裝步驟。
4.如權利要求3所述的充氣輪胎的制造方法，其中，所述生內襯層形成步驟通過將寬的生橡膠片材纏繞一圈使其周向端部間重疊并接合而形成所述生內襯層。
5.如權利要求3所述的充氣輪胎的制造方法，其中，所述生內襯層形成步驟通過沿周向成螺旋狀地重疊并纏繞長的生內襯層橡膠條帶而形成所述生內襯層。
6.如權利要求3所述的充氣輪胎的制造方法，其中，所述生隔離橡膠條帶從所述生內襯層的一端向另一端連續(xù)纏繞。
7.如權利要求3所述的充氣輪胎的制造方法，其中，通過使用兩個生隔離橡膠條帶，將所述生隔離橡膠條帶由兩端向中間纏繞或由中間向兩端纏繞。
8.如權利要求3所述的充氣輪胎的制造方法，其中，所述生內襯層具有形成在所述生內襯層的中間處的中間缺失部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種充氣輪胎，其包括胎體，其具有由胎面部分經胎側部分到達胎圈部分之胎圈芯的胎體主體部分；帶束層，其布置在所述胎面部分的內側與所述胎體的外側間；及內襯層，其由氣密橡膠制成并形成胎腔。在胎體主體部分與內襯層之間設置有改善胎體主體部分與內襯層間的粘附性的隔離橡膠層。隔離橡膠層通過在纏繞于鼓上的內襯層的外周表面上、沿周向成螺旋狀纏繞長隔離橡膠條帶并形成重疊部分而形成。
文檔編號B60C9/04GK1743166SQ20051009344
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權日2004年8月31日
發(fā)明者高橋正規(guī), 林典男 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社