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重負(fù)荷用充氣輪胎及其制造方法

文檔序號(hào):3883695閱讀:149來源:國(guó)知局
重負(fù)荷用充氣輪胎及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供通過使硫化條件最佳化而確保輪胎的胎面部的耐久性、且提高胎圈部的耐久性的重負(fù)荷用充氣輪胎及其制造方法。本發(fā)明的重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法的特征在于:通過至少調(diào)整在與胎面部對(duì)應(yīng)的位置對(duì)模具加熱的第1熱源、在與胎側(cè)部對(duì)應(yīng)的位置對(duì)模具加熱的第2熱源、以及供給至胎膽內(nèi)的介質(zhì)的供給條件,而滿足以下硫化條件:(1)所述胎面部的硫化溫度為140℃以下;(2)在基于硫化溫度140℃換算時(shí),施加于所述胎圈部的硫化熱量為相當(dāng)于25分鐘~40分鐘的熱量;(3)在基于硫化溫度140℃換算時(shí),施加于所述胎面部表面的硫化熱量與施加于所述胎圈部的硫化熱量之比為0.6以上、且小于1.0。
【專利說明】重負(fù)荷用充氣輪胎及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法,其包括硫化步驟:將未硫化的生輪胎放入模具內(nèi),在生輪胎的內(nèi)側(cè)使胎膽膨脹,將生輪胎按壓于所述模具的內(nèi)表面,且一邊緊貼一邊進(jìn)行加熱硫化,所述未硫化的生輪胎具有:一對(duì)胎圈部、從各胎圈部向輪胎徑向外側(cè)延伸的胎側(cè)部、以及與胎側(cè)部的各輪胎徑向外側(cè)端相連而構(gòu)成踏面的胎面部。

【背景技術(shù)】
[0002]在卡車、巴士、建筑車輛等所用的重負(fù)荷用充氣輪胎中,作為發(fā)生故障的代表性的部位,可以列舉胎面部及胎圈部。作為提高這些部位的耐久性的方法,例如可以列舉:在所期望的位置增設(shè)強(qiáng)化構(gòu)件的方法、或?qū)嵤┬螤罡倪M(jìn)的方法,但這些方法中,存在伴有不希望的質(zhì)量增加或成本增加等的情況。
[0003]在下述專利文獻(xiàn)I中,記載了以下的充氣輪胎的制造方法:其為了防止包含內(nèi)襯層或胎體層的輪胎外殼部的局部性過度硫化,提高輪胎的耐久性,而將硫化中的輪胎冠部厚度方向各位置的最高到達(dá)溫度的最大值與最小值之差設(shè)為10°c以下,且將輪胎冠部厚度方向各位置的等價(jià)硫化度的最大值與最小值之比設(shè)為1.6以下。
[0004][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本專利第4788230號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]然而,在所述現(xiàn)有技術(shù)所記載的制造方法中,存在以下問題。即,通過所述制造方法,雖然在胎面橡膠等中的耐久性方面發(fā)現(xiàn)改善效果,但并未著眼于胎圈部的耐久性,因此如后述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示,存在胎圈部的耐久性惡化的傾向。
[0009]如上所述,特別是在重負(fù)荷用充氣輪胎中,實(shí)際情況是難以在確保輪胎的胎面部的耐久性的同時(shí)提高胎圈部的耐久性。本發(fā)明鑒于所述實(shí)際情況而完成,其目的在于提供通過使硫化條件最佳化,而確保輪胎的胎面部的耐久性,且提高胎圈部的耐久性的重負(fù)荷用充氣輪胎及其制造方法。
[0010]解決問題的手段
[0011]本
【發(fā)明者】進(jìn)行了仔細(xì)的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過將(I)胎面部的硫化溫度、(2)施加于胎圈部的硫化熱量和(3)施加于胎面部表面的硫化熱量與施加于胎圈部的硫化熱量之t匕,以一體不可分的方式調(diào)整,而可以解決所述問題。本發(fā)明基于所述發(fā)現(xiàn)而完成,具有下述構(gòu)成。
[0012]S卩,本發(fā)明的重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法包括硫化步驟:將未硫化的生輪胎放入模具內(nèi),在所述生輪胎的內(nèi)側(cè)使胎膽膨脹,將所述生輪胎按壓于所述模具的內(nèi)表面,且一邊緊貼一邊進(jìn)行加熱硫化,所述未硫化的生輪胎具有:一對(duì)胎圈部、從所述各胎圈部向輪胎徑向外側(cè)延伸的胎側(cè)部、和與所述胎側(cè)部的各輪胎徑向外側(cè)端相連而構(gòu)成踏面的胎面部,所述重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法的特征在于:通過至少調(diào)節(jié)在與所述胎面部對(duì)應(yīng)的位置對(duì)模具加熱的第I熱源、在與所述胎側(cè)部對(duì)應(yīng)的位置對(duì)模具加熱的第2熱源、以及供給至所述胎膽內(nèi)的介質(zhì)的供給條件,而滿足以下的硫化條件:
[0013](I)所述胎面部的硫化溫度為140°C以下;
[0014](2)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于所述胎圈部的硫化熱量為相當(dāng)于25分鐘?40分鐘的熱量;
[0015](3)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于所述胎面部表面的硫化熱量與施加于所述胎圈部的硫化熱量之比為0.6以上、且小于1.0。
[0016]在本發(fā)明中,通過(I)胎面部的硫化溫度為140°C以下,可以防止胎面部的過度硫化,確保耐久性。并且,通過(2)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于胎圈部的硫化熱量為相當(dāng)于25分鐘?40分鐘的熱量,而可以提高胎圈部的耐久性。另外,在基于某基準(zhǔn)溫度換算時(shí)的硫化熱量、即相當(dāng)于在基于某基準(zhǔn)溫度換算時(shí)的任意時(shí)間(分鐘)的熱量,可以通過下文所說明的等價(jià)硫化量的計(jì)算方法而導(dǎo)出。
[0017]等價(jià)硫化量是根據(jù)基于范特霍夫(Van’t Hoff)法則的下述硫化反應(yīng)速度式而換算的硫化時(shí)間h的累計(jì)值。此處,T為實(shí)際的硫化溫度CC )、t為在硫化溫度T時(shí)的硫化時(shí)間(分鐘)、Ttl為基準(zhǔn)溫度(V )、t0為在基準(zhǔn)溫度Ttl時(shí)的硫化時(shí)間(分鐘)、α為硫化溫度系數(shù)(硫化溫度改變10°C時(shí)的硫化速度變化比例)。基準(zhǔn)溫度Ttl可以采用140°C,硫化溫度系數(shù)α可以任意地采用2或接近2的值,但作為簡(jiǎn)便的方法,采用α =2。
[0018]t0 = tX α (Η0)/10 (A)
[0019]另外,在所述式㈧中,α(τ-το)/1°為測(cè)定溫度t時(shí)的等價(jià)系數(shù),相當(dāng)于實(shí)際的硫化溫度T時(shí)的熱量。假定將時(shí)間h (分鐘)時(shí)的等價(jià)系數(shù)設(shè)為X、將時(shí)間t2 (分鐘)時(shí)的等價(jià)系數(shù)設(shè)為1,則在換算成基準(zhǔn)溫度To時(shí),在?t2間所施加的硫化熱量z (分鐘)可以基于梯形面積法根據(jù)以下的計(jì)算式導(dǎo)出。
[0020]z = (x+y) X (1^-1^)/2 (B)
[0021]關(guān)于所述(2),在基于硫化溫度140°C換算時(shí),若施加于胎圈部的硫化熱量小于25分鐘,則胎圈部硫化不足(欠固化),無法完全充分地發(fā)揮調(diào)配橡膠的特性。另一方面,在基于硫化溫度140°C換算時(shí),若施加于胎圈部的硫化熱量超過40分鐘,則會(huì)促進(jìn)胎圈部的劣化,結(jié)果胎圈部的耐久性惡化。
[0022]在本發(fā)明中,除了所述(I)及所述(2)外,特征還在于還進(jìn)一步滿足(3)這一方面,即一體不可分地滿足所述(I)?(3)這一方面。由此,通過本發(fā)明的重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法,會(huì)改善施加于胎面部與胎圈部的熱量平衡,結(jié)果可以制造平衡良好地提高輪胎整體的耐久性的重負(fù)荷用充氣輪胎。若施加于胎面部表面的硫化熱量與施加于胎圈部的硫化熱量之比為1.0以上,則施加于胎面部的熱量變得過多,胎面部的耐久性惡化。另一方面,若施加于胎面部表面的硫化熱量與施加于胎圈部的硫化熱量之比小于0.6,則施加于胎圈部的熱量變得過多,胎圈部的耐久性惡化。
[0023]在所述重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法中,為了達(dá)成所述硫化條件,優(yōu)選將所述第I熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為130°C?140°C,將所述第2熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為130°C?140°C,更優(yōu)選調(diào)整為130°C?135°C。通過將第I熱源及第2熱源的設(shè)定溫度設(shè)定為所述范圍內(nèi),而可以效率良好、且可靠地滿足所述硫化條件(I)?(3)。
[0024]本發(fā)明的重負(fù)荷用充氣輪胎是通過所述任一種制造方法而制造,因此可以確保胎面部的耐久性,且胎圈部的耐久性優(yōu)異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的輪胎的一例的輪胎子午線剖面圖。
[0026]圖2是概念性地表示輪胎的硫化所用的模具的剖面圖。
[0027]符號(hào)說明
[0028]1:胎圈部
[0029]2:胎側(cè)部
[0030]3:胎面部
[0031]6:胎面橡膠
[0032]7:頂部胎面
[0033]8:基部胎面
[0034]9:輪胎
[0035]10:模具

【具體實(shí)施方式】
[0036]參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說明。圖1所示的輪胎9是具有以下的充氣輪胎:一對(duì)胎圈部1、從各胎圈部I向輪胎徑向外側(cè)延伸的胎側(cè)部2、及與胎側(cè)部2的各輪胎徑向外側(cè)端相連而構(gòu)成踏面的胎面部3。胎圈部I配設(shè)有環(huán)狀胎圈芯la。
[0037]胎體層4從胎面部3經(jīng)過胎側(cè)部2而到達(dá)胎圈部1,其端部經(jīng)由胎圈芯Ia而折返。胎體層4由至少一片胎體簾布構(gòu)成。胎體簾布是由頂膠覆蓋相對(duì)于輪胎周向以約90°的角度延伸的胎體簾線而形成。在胎圈芯Ia的輪胎徑向內(nèi)側(cè)經(jīng)由胎體層4而配設(shè)有胎圈包布4a0
[0038]帶層5在胎面部3貼合于胎體層4的外側(cè),并由胎面橡膠6從外側(cè)覆蓋。帶層5由多片(本實(shí)施方案中為二片)帶狀簾布構(gòu)成。各帶狀簾布是由頂膠覆蓋相對(duì)于輪胎周向傾斜延伸的帶簾線形成,所述帶簾線以在簾布間相互反向交叉的方式層疊。
[0039]胎面橡膠6可以僅包括I層,也可以由具有輪胎徑向內(nèi)側(cè)的基部胎面和位于其外周側(cè)的頂部胎面的所謂的頂基結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
[0040]圖1所示的輪胎9是未硫化狀態(tài)的生輪胎,在后述的硫化步驟中,成形為制品輪胎的形狀(參照?qǐng)D2),并且在其胎面表面形成各種胎面圖案。
[0041]在輪胎9的硫化成形中,使用如圖2所示的模具10。在所述模具10中,在未硫化狀態(tài)下直接設(shè)置輪胎9,并對(duì)所述模具10內(nèi)的輪胎9實(shí)施加熱加壓,從而進(jìn)行硫化。
[0042]模具10具有:與輪胎9的踏面接觸的胎面模部11、與朝向下方的輪胎外表面接觸的下模部12、以及與朝向上方的輪胎外表面接觸的上模部13。這些利用設(shè)置于周圍的開關(guān)機(jī)構(gòu)(未圖示),以在鎖模狀態(tài)與開模狀態(tài)之間可以自由移動(dòng)的方式構(gòu)成,所述開關(guān)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為眾所周知。并且,在模具10中設(shè)置具有電熱器或蒸氣夾套等熱源的壓板,由此進(jìn)行各模部的加熱。在本發(fā)明中,通過配設(shè)于與胎面部3對(duì)應(yīng)的位置、并對(duì)胎面模部11加熱的第I熱源11a,以及配設(shè)于與胎側(cè)部2對(duì)應(yīng)的位置、并分別對(duì)上模部13與下模部12加熱的第2熱源12a、13a,對(duì)模具10加熱,從而將輪胎9加熱硫化。
[0043]在模具10的中心部以與輪胎同軸狀的方式設(shè)置中心機(jī)構(gòu)14,在其周圍設(shè)置胎面模部11、下模部12及上模部13。中心機(jī)構(gòu)14具有橡膠袋狀胎膽15、及在輪胎軸向上延伸的中柱16,在中柱16設(shè)置固定胎膽15的端部的上部夾鉗17與下部夾鉗18。
[0044]在中心機(jī)構(gòu)14的上下延伸設(shè)置介質(zhì)供給路21,用以向胎膽15內(nèi)進(jìn)行加熱介質(zhì)的供給,并在所述介質(zhì)供給路21的上端形成噴出口 22。介質(zhì)供給路21與供給配管24連接,所述供給配管24是流動(dòng)從加熱介質(zhì)供給源23供給的加熱介質(zhì)、或從加壓介質(zhì)供給源26供給的加壓介質(zhì)的供給配管。加熱介質(zhì)根據(jù)閥25的開關(guān)操作而供給,加壓介質(zhì)根據(jù)閥28的開關(guān)操作而供給。
[0045]另外,在中心機(jī)構(gòu)14的上下延伸設(shè)置介質(zhì)排出路31,用以將胎膽15內(nèi)的混合了加熱介質(zhì)與加壓介質(zhì)的高溫高壓流體排出,所述介質(zhì)排出路31的上端形成回收口 32。介質(zhì)排出路31與高溫高壓流體流動(dòng)的排出配管34連接,并將操作其開關(guān)的送風(fēng)閥33設(shè)置于排出配管34。泵35可以使用以下方式:將通過介質(zhì)排出路31的高溫高壓流體經(jīng)由介質(zhì)供給路21再次供給至胎膽15的內(nèi)部,從而使高溫高壓流體強(qiáng)制循環(huán)。
[0046]以下,對(duì)使用模具10將輪胎9硫化成形的順序進(jìn)行說明。首先,如圖2般,在模具10內(nèi)設(shè)置輪胎9,利用經(jīng)膨脹的胎膽15將輪胎9成形至接近模具10的內(nèi)表面形狀。由此,輪胎9由胎膽15保持,并分別緊貼胎面模部11、下模部12及上模部13。
[0047]接著,進(jìn)行至少包括外側(cè)加熱和內(nèi)側(cè)加熱的加熱步驟,所述外側(cè)加熱是利用第I熱源及第2熱源將模具10加熱,從而從輪胎外表面?zhèn)葘⑤喬?加熱,所述內(nèi)側(cè)加熱是在模具10內(nèi)的胎膽15內(nèi)供給高溫的加熱介質(zhì),從而從輪胎內(nèi)表面?zhèn)葘⑤喬?加熱。
[0048]模具10利用所述的蒸氣夾套等進(jìn)行預(yù)熱,由此進(jìn)行外側(cè)加熱。內(nèi)側(cè)加熱是通過在輪胎9成形后,通過介質(zhì)供給路21在胎膽15內(nèi)供給加熱介質(zhì)而進(jìn)行。供給給定時(shí)間的加熱介質(zhì)后,接著在胎膽15內(nèi)供給加壓介質(zhì),并以高壓對(duì)輪胎9加壓。加熱介質(zhì)例如可以使用蒸汽或高溫水,加壓介質(zhì)例如可以使用氮?dú)獾榷栊詺怏w或蒸汽。
[0049]本發(fā)明的重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法中,重要的是滿足以下的硫化條件。
[0050](I)所述胎面部的硫化溫度為140°C以下。
[0051](2)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于所述胎圈部的硫化熱量為相當(dāng)于25分鐘?40分鐘的熱量。
[0052](3)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于所述胎面部表面的硫化熱量與施加于所述胎圈部的硫化熱量之比為0.6以上、且小于1.0。
[0053]為了效率良好且可靠地滿足所述硫化條件(I)?(3),優(yōu)選將第I熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為100°C?140°c,將第2熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為120°C?140°C,更優(yōu)選將第I熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為130°C?140°C,將第2熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為130°C?140°C,尤其優(yōu)選將第2熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為135°C?140°C。
[0054]另外,為了效率良好且更可靠地滿足所述硫化條件(I)?(3),可以改進(jìn)供給至胎膽內(nèi)的介質(zhì)的供給條件。具體而言,例如在將輪胎9放入模具10中后,在胎膽15內(nèi)導(dǎo)入5分鐘?10分鐘、優(yōu)選為5分鐘?8分鐘的壓力為1.1MPa?1.6MPa的蒸汽,接著在常溫下導(dǎo)入30分鐘?65分鐘的壓力為2.0MPa?2.4MPa的惰性氣體(例如氮?dú)獾?。其結(jié)果是,在胎膽15內(nèi)成為蒸汽與惰性氣體的混合氣體,胎膽15內(nèi)的溫度成為140°C?175°C?;蛘?,可以代替惰性氣體而導(dǎo)入30分鐘?65分鐘的壓力為1.8MPa?2.4MPa的溫水。
[0055]通過調(diào)節(jié)第I熱源及第2熱源的溫度、與供給至胎膽內(nèi)的介質(zhì)的供給條件,而將胎面部的硫化溫度設(shè)為140°C以下。胎圈部的溫度優(yōu)選設(shè)為140°C以下。另外,在考慮所硫化的輪胎的品質(zhì)穩(wěn)定性的情況下,優(yōu)選將硫化中的胎面部及胎圈部的硫化溫度的最高值設(shè)為第I熱源及第2熱源的設(shè)定值的±5°C以內(nèi)。
[0056]本發(fā)明的重負(fù)荷用充氣輪胎是在如上所述的硫化條件最佳化的狀態(tài)下制造,因此可確保胎面部的耐久性,且胎圈部的耐久性優(yōu)異。
[0057]本發(fā)明不受所述實(shí)施方案的任何限定,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種改良變更。
[0058][實(shí)施例]
[0059]實(shí)施例1?實(shí)施例7、比較例I?比較例3
[0060]為了具體地表示本發(fā)明的構(gòu)成與效果,使用圖2所記載的硫化模具10,實(shí)施重負(fù)荷用充氣輪胎(輪胎尺寸:275/70R22.5)的硫化。在各實(shí)施例及比較例中,在對(duì)模具10內(nèi)的輪胎9實(shí)施加熱加壓時(shí),以成為表I所記載的硫化條件的方式,調(diào)節(jié)第I熱源及第2熱源的溫度、以及供給至胎膽內(nèi)的介質(zhì)的供給條件。
[0061]如圖1所記載,在測(cè)定硫化熱量時(shí),為了測(cè)定胎面部3及胎圈部I的硫化溫度,在輪胎9的胎面表面α與胎圈內(nèi)部(胎圈包布4a端部)β埋設(shè)熱電偶絲,并測(cè)定硫化溫度。將結(jié)果表示于表I。另外,表I中,所謂“熱量比”,是指“施加于胎面部表面的硫化熱量、與施加于胎圈部的硫化熱量之比”。
[0062]為了評(píng)價(jià)耐久性,將測(cè)試輪胎組裝進(jìn)輪緣尺寸為22.5X8.25的輪中,將空氣壓調(diào)整為900kPa,在速度為40km/h、負(fù)荷為3150kg的條件下,在鼓輪(鼓輪內(nèi)徑為1700mm)上實(shí)施行駛試驗(yàn),測(cè)定直至輪胎產(chǎn)生故障為止的行駛距離。數(shù)值越大,則耐久性越優(yōu)異。將結(jié)果表不于表I。
[0063]







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1_I TT^造的充氣輪胎中,第I熱源和/或第2熱源的設(shè)定溫度高,其結(jié)果是胎面部的硫化溫度超過140°C。其結(jié)果是可知充氣輪胎的耐久性惡化。
【權(quán)利要求】
1.重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法,其包括硫化步驟:將未硫化的生輪胎放入模具內(nèi),在所述生輪胎的內(nèi)側(cè)使胎膽膨脹,將所述生輪胎按壓在所述模具的內(nèi)表面,且一邊緊貼一邊進(jìn)行加熱硫化,所述未硫化的生輪胎具有:一對(duì)胎圈部、從所述各胎圈部向輪胎徑向外側(cè)延伸的胎側(cè)部、以及與所述胎側(cè)部的各輪胎徑向外側(cè)端相連而構(gòu)成踏面的胎面部, 其特征在于:通過至少調(diào)節(jié)在與所述胎面部對(duì)應(yīng)的位置對(duì)模具加熱的第I熱源、在與所述胎側(cè)部對(duì)應(yīng)的位置對(duì)模具加熱的第2熱源、以及供給至所述胎膽內(nèi)的介質(zhì)的供給條件,而滿足以下的硫化條件: (1)所述胎面部的硫化溫度為140°C以下; (2)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于所述胎圈部的硫化熱量為相當(dāng)于25分鐘?40分鐘的熱量; (3)在基于硫化溫度140°C換算時(shí),施加于所述胎面部表面的硫化熱量與施加于所述胎圈部的硫化熱量之比為0.6以上、且小于1.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的重負(fù)荷用充氣輪胎的制造方法,其中為了達(dá)成所述硫化條件,而將所述第I熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為130°C?140°C,將所述第2熱源的設(shè)定溫度調(diào)整為130°C ?140 °C。
3.重負(fù)荷用充氣輪胎,其通過權(quán)利要求1或2所述的制造方法制造。
【文檔編號(hào)】B60C5/00GK104139475SQ201410187590
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】成田博昭 申請(qǐng)人:東洋橡膠工業(yè)株式會(huì)社
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