本發(fā)明涉及一種充氣輪胎。
背景技術(shù):
作為防刺穿充氣輪胎(以下充氣輪胎也簡(jiǎn)稱為輪胎),已知的有具有涂布于其內(nèi)周面的密封劑的自密封輪胎。密封劑自動(dòng)密封在這種自密封輪胎中形成的穿孔。
已知有幾種制造自密封輪胎的方法,例如包括:一種包括如下步驟的方法:為了易于處理,向密封劑中加入有機(jī)溶劑以降低密封劑的粘度,將稀釋的密封劑附著到輪胎的內(nèi)表面,并且從附著的稀釋密封劑中除去有機(jī)溶劑;以及一種包括如下步驟的方法:使用靜態(tài)混合器或動(dòng)態(tài)混合器,將在分批捏合機(jī)中制備的基質(zhì)劑與固化劑混合以制備密封劑,并且將密封劑附著到輪胎的內(nèi)周面(參見例如專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)2公開了一種方法,其包括:將密封劑附著到放置在組合鼓上的未硫化內(nèi)襯層上,即,將密封劑附著到未硫化輪胎的內(nèi)周面上。
專利文獻(xiàn)3公開了一種方法,其包括:將密封劑壓接在海綿層上并將海綿層附著在輪胎的內(nèi)周面上。
專利文獻(xiàn)4公開了一種方法,其包括:通過(guò)用壓力輥壓制,將密封劑附著到輪胎的內(nèi)周面。
引用列表
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:JP 2010-528131T
專利文獻(xiàn)2:JP 2008-149714A
專利文獻(xiàn)3:JP 2002-347418A
專利文獻(xiàn)4:JP 2001-18609A
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問(wèn)題
專利文獻(xiàn)1~4沒(méi)有充分地研究密封劑的形狀,并且為自密封輪胎的密封性能留下了改進(jìn)空間。此外,在以高生產(chǎn)率穩(wěn)定地生產(chǎn)具有高密封性能的自密封輪胎方面,還存在改進(jìn)空間。此外,密封劑可能引起輪胎的不平衡,導(dǎo)致輪胎均勻性的劣化。
本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題并提供一種密封性能優(yōu)異的充氣輪胎(自密封輪胎)。
解決問(wèn)題的方法
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎(自密封輪胎),其包括位于內(nèi)襯層徑向內(nèi)側(cè)的密封劑層,密封劑層由沿著輪胎的內(nèi)周面連續(xù)且螺旋形地設(shè)置的基本呈條狀的密封劑形成。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)如下方法制備:通過(guò)使用連續(xù)捏合機(jī)混合包含交聯(lián)劑的原料來(lái)順序制備密封劑,并且將所制備的密封劑順序涂布到輪胎的內(nèi)周面。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)以下方法制造:通過(guò)從連接到連續(xù)捏合機(jī)的出口的噴嘴中排出密封劑,來(lái)將密封劑順序涂布到輪胎的內(nèi)周面。
優(yōu)選地,充氣輪胎至少在與緩沖層相對(duì)應(yīng)的輪胎的內(nèi)周面(緩沖層的寬度)上包括密封劑層,密封劑層由沿著輪胎的內(nèi)周面連續(xù)且螺旋狀地設(shè)置的一層基本呈條狀的密封劑形成,密封劑層具有1.5~5.0mm基本恒定的厚度。
相對(duì)于100質(zhì)量份的包含丁基系橡膠的橡膠組分,密封劑優(yōu)選含有50至300質(zhì)量份的液態(tài)聚合物,0.5至40質(zhì)量份的交聯(lián)劑和0.5至40質(zhì)量份的交聯(lián)活化劑。
密封劑優(yōu)選通過(guò)混合顆粒狀的丁基系橡膠、粉末狀交聯(lián)劑和粉末狀交聯(lián)活化劑來(lái)制備。
優(yōu)選地,待引入到連續(xù)捏合機(jī)中的所有原料在至少一個(gè)可以提供定量進(jìn)料的進(jìn)料器的控制下引入連續(xù)捏合機(jī)中。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)以下方法制造:通過(guò)連續(xù)捏合機(jī)和所有至少一個(gè)進(jìn)料器同時(shí)運(yùn)行或停止來(lái)控制密封劑對(duì)輪胎內(nèi)周面的進(jìn)料。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)以下方法制造:在允許連續(xù)捏合機(jī)和所有至少一個(gè)進(jìn)料器保持運(yùn)行的同時(shí),通過(guò)切換流動(dòng)通道來(lái)控制密封劑對(duì)輪胎內(nèi)周面的進(jìn)料。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)以下方法來(lái)制造:在增大胎圈部處的輪胎寬度的同時(shí),將密封劑涂布到輪胎的內(nèi)周面。
優(yōu)選地,從連續(xù)捏合機(jī)的出口中排出的密封劑的溫度為70℃至150℃。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)涂布密封劑、然后加熱以引起密封劑的交聯(lián)反應(yīng)的方法來(lái)制造。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)以下方法制造:至少?gòu)妮喬サ膬?nèi)周面的開始涂布密封劑的部分中預(yù)先除去脫模劑,將密封劑涂布到輪胎上。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)將密封劑涂布到已經(jīng)被預(yù)熱的輪胎的內(nèi)周面的方法來(lái)制造。
充氣輪胎優(yōu)選通過(guò)將密封劑涂布到已經(jīng)硫化的輪胎的內(nèi)周面的方法來(lái)制造。
發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的充氣輪胎(自密封輪胎)是一種自密封輪胎,其包括位于內(nèi)襯層的徑向內(nèi)側(cè)的密封劑層,該密封劑層由沿著輪胎的內(nèi)周面連續(xù)且螺旋狀地設(shè)置的基本呈條狀的密封劑形成。這種自密封輪胎的密封性能優(yōu)異,并且不太可能由密封劑引起輪胎的不平衡,從而減少了輪胎均勻性的劣化。
附圖說(shuō)明
圖1是示意性地顯示在自密封輪胎的制造方法中使用的涂布器的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖2是顯示被包含在圖1所示的涂布器中的噴嘴前端附近的放大圖。
圖3是示意性地顯示噴嘴相對(duì)于輪胎的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖4是示意性地顯示連續(xù)且螺旋地附著到輪胎的內(nèi)周面的大致條狀的密封劑的例子的說(shuō)明圖。
圖5是顯示被包含在圖1所示的涂布器中的噴嘴前端附近的放大圖。
圖6是示意性地顯示附著于自密封輪胎上的密封劑的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖7是示意性地顯示在自密封輪胎的制造方法中使用的制造設(shè)備的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖8是示意性地顯示圖4所示的密封劑的截面的一個(gè)例子的說(shuō)明圖,此時(shí)密封劑沿著與涂布密封劑的方向(縱向)正交的直線A-A被切割。
圖9是示意性地顯示充氣輪胎的截面的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
符號(hào)說(shuō)明
10 輪胎
11 輪胎內(nèi)周面
14 胎面部分
15 胎體
16 緩沖層
17 束帶
20 密封劑
21 較寬部分
30 噴嘴
31 噴嘴前端
40 非接觸式位移傳感器
50 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置
60 雙螺桿捏合擠出機(jī)
61(61a,61b,61c) 供給口
62 進(jìn)料器
d、d0、d1、d2 輪胎內(nèi)周面與噴嘴前端之間的距離
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的充氣輪胎(自密封輪胎)是一種自密封輪胎,其包括位于內(nèi)襯層的徑向內(nèi)側(cè)的密封劑層,該密封劑層由沿著輪胎的內(nèi)周面連續(xù)且螺旋狀地設(shè)置的基本呈條狀的密封劑形成。換句話說(shuō),充氣輪胎(密封劑層)通過(guò)一種方法來(lái)制造,該方法包括在輪胎的內(nèi)周面上連續(xù)地且螺旋狀地涂布基本呈條狀的密封劑。
通過(guò)包括下述步驟的生產(chǎn)自密封輪胎(密封劑層)的方法,可以以高生產(chǎn)率穩(wěn)定地制造密封性能優(yōu)異的自密封輪胎:將基本呈條狀的密封劑連續(xù)且螺旋狀地涂布至輪胎內(nèi)周面上。通過(guò)該方法制造的自密封輪胎包括在輪胎的圓周方向和寬度方向上,特別是在輪胎的圓周方向上均勻的密封劑層(由沿著輪胎的內(nèi)周面連續(xù)且螺旋狀地設(shè)置的基本呈條狀的密封劑形成的密封劑層),因此密封性能優(yōu)異。
以下,說(shuō)明本發(fā)明的自密封輪胎的制造方法的適當(dāng)例子。
例如,自密封輪胎可以通過(guò)如下步驟來(lái)生產(chǎn):通過(guò)混合密封劑的組分來(lái)制備密封劑,然后通過(guò)涂布或其它方式將密封劑附著到輪胎的內(nèi)周面以形成密封劑層。自密封輪胎包括位于內(nèi)襯層徑向內(nèi)側(cè)的密封劑層。
密封劑的硬度(粘度)需要根據(jù)使用溫度,通過(guò)控制橡膠組分和交聯(lián)度調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)恼扯取O鹉z組分通過(guò)改變液態(tài)橡膠、增塑劑或炭黑的類型和量來(lái)控制,同時(shí)交聯(lián)度通過(guò)改變交聯(lián)劑或交聯(lián)活化劑的類型和量來(lái)控制。
可以使用顯示粘合性的任何密封劑,并且可以使用常規(guī)用于密封輪胎的穿孔的橡膠組合物。構(gòu)成這種橡膠組合物的主要成分的橡膠組分可以包括丁基系橡膠。丁基系橡膠的例子包括丁基橡膠(IIR)和鹵化丁基橡膠(X-IIR),例如溴化丁基橡膠(Br-IIR)和氯化丁基橡膠(Cl-IIR)。特別地,考慮到流動(dòng)性和其它性能,可以適當(dāng)?shù)厥褂枚』鹉z和鹵化丁基橡膠中的一種或兩種。使用的丁基系橡膠優(yōu)選為顆粒狀。這樣的顆粒狀丁基系橡膠可以精確地且適當(dāng)?shù)毓┙o到連續(xù)捏合機(jī)中,使得可以以高生產(chǎn)率制造密封劑。
為了減少密封劑的流動(dòng)性的劣化,所使用的丁基系橡膠優(yōu)選為125℃時(shí)的門尼粘度ML1+8為至少20但小于40的丁基系橡膠A和/或125℃時(shí)的門尼粘度ML1+8為至少40但不大于80的丁基系橡膠B。特別優(yōu)選至少使用丁基系橡膠A。當(dāng)組合使用丁基系橡膠A和B時(shí),可以適當(dāng)?shù)剡x擇混合比。
丁基系橡膠A的125℃時(shí)的門尼粘度ML1+8更優(yōu)選為25以上,進(jìn)一步優(yōu)選為28以上,但更優(yōu)選為38以下,進(jìn)一步優(yōu)選為35以下。如果門尼粘度小于20,則流動(dòng)性可能會(huì)降低。如果門尼粘度為40以上,則不能實(shí)現(xiàn)組合使用的效果。
丁基系橡膠B的125℃時(shí)的門尼粘度ML1+8更優(yōu)選為45以上,進(jìn)一步優(yōu)選為48以上,但更優(yōu)選為70以下,進(jìn)一步優(yōu)選為60以下。如果門尼粘度小于40,則無(wú)法實(shí)現(xiàn)組合使用的效果。如果門尼粘度大于80,密封性能可能會(huì)降低。
125℃時(shí)的門尼粘度ML1+8根據(jù)JIS K-6300-1:2001,在125℃的試驗(yàn)溫度下,使用L型轉(zhuǎn)子測(cè)定,預(yù)熱時(shí)間為1分鐘,旋轉(zhuǎn)時(shí)間為8分鐘。
橡膠組分可以是與其它成分的組合物,所述其它成分例如為二烯橡膠,包括天然橡膠(NR)、聚異戊二烯橡膠(IR)、聚丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯橡膠(SIBR)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、氯丁橡膠(CR)、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)和丁基橡膠(IIR)。考慮到流動(dòng)性和其它性能,以100質(zhì)量%的橡膠組分為基準(zhǔn),丁基系橡膠的量?jī)?yōu)選為90質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為95質(zhì)量%以上,特別優(yōu)選為100質(zhì)量%。
密封劑中使用的液態(tài)聚合物的例子包括液態(tài)聚丁烯、液態(tài)聚異丁烯、液態(tài)聚異戊二烯、液態(tài)聚丁二烯、液態(tài)聚-α-烯烴、液態(tài)異丁烯、液態(tài)乙烯-α-烯烴共聚物、液態(tài)乙烯-丙烯共聚物和液態(tài)乙烯–丁烯共聚物。為了提供粘合性和其它性能,在這些中優(yōu)選液態(tài)聚丁烯。液態(tài)聚丁烯的例子包括具有基于異丁烯并進(jìn)一步與正丁烯反應(yīng)的長(zhǎng)鏈烴分子結(jié)構(gòu)的共聚物。也可以使用氫化液態(tài)聚丁烯。
為了防止密封劑在高速行駛期間流動(dòng),所使用的液態(tài)聚合物(例如液態(tài)聚丁烯)優(yōu)選為100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為550~625mm2/s的液態(tài)聚合物A和/或100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為3,540~4,010mm2/s的液態(tài)聚合物B,更優(yōu)選為液態(tài)聚合物A和液態(tài)聚合物B的混合物。
液態(tài)聚合物A(例如液態(tài)聚丁烯)在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為550mm2/s以上,更優(yōu)選為570mm2/s以上。如果運(yùn)動(dòng)粘度低于550mm2/s,則可能發(fā)生密封劑的流動(dòng)。其100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為625mm2/s以下,更優(yōu)選為610mm2/s以下。如果運(yùn)動(dòng)粘度高于625mm2/s,則密封劑可能具有較高的粘度和較差的擠出性。
液態(tài)聚合物B(例如液態(tài)聚丁烯)在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為3600mm2/s以上,更優(yōu)選為3650mm2/s以上。如果運(yùn)動(dòng)粘度低于3,540mm2/s,則密封劑可能具有太低的粘度并且在輪胎使用期間容易流動(dòng),導(dǎo)致密封性能或均勻性的劣化。
其100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為3900mm2/s以下,更優(yōu)選為3800mm2/s以下。如果運(yùn)動(dòng)粘度高于4,010mm2/s,則密封性能可能劣化。
液態(tài)聚合物A(例如液態(tài)聚丁烯)在40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為20,000mm2/s以上,更優(yōu)選為23,000mm2/s以上。如果運(yùn)動(dòng)粘度低于20,000mm2/s,則密封劑可能是軟的,從而可能發(fā)生流動(dòng)。40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為30000mm2/s以下,更優(yōu)選為28000mm2/s以下。如果運(yùn)動(dòng)粘度高于30,000mm2/s,則密封劑可能具有太高的粘度和較差的密封性能。
液態(tài)聚合物B(例如液態(tài)聚丁烯)在40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為120,000mm2/s以上,更優(yōu)選為150,000mm2/s以上。如果運(yùn)動(dòng)粘度低于120,000mm2/s,則密封劑可能具有太低的粘度并且在輪胎使用期間容易流動(dòng),導(dǎo)致密封性能或均勻性的劣化。40℃下的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為200,000mm2/s以下,更優(yōu)選為170,000mm2/s以下。如果運(yùn)動(dòng)粘度高于200,000mm2/s,則密封劑可能具有太高的粘度和較差的密封性能。
運(yùn)動(dòng)粘度根據(jù)JIS K 2283-2000在100℃或40℃下測(cè)定。
相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,液態(tài)聚合物的含量(液態(tài)聚合物A和B和其它液態(tài)聚合物的總量)優(yōu)選為50質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為100質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為150質(zhì)量份以上。如果該量小于50質(zhì)量份,則粘合性可能降低。該量?jī)?yōu)選為400質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為300質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為250質(zhì)量份以下。如果該量大于400質(zhì)量份,則可能發(fā)生密封劑的流動(dòng)。
在組合使用液態(tài)聚合物A和B的情況下,這些聚合物的混合比[(液態(tài)聚合物A的量)/(液態(tài)聚合物B的量)]優(yōu)選為10/90~90/10,更優(yōu)選為30/70~70/30,進(jìn)一步優(yōu)選為40/60~60/40。當(dāng)混合比在上述范圍內(nèi)時(shí),密封劑具有良好的粘合性。
有機(jī)過(guò)氧化物(交聯(lián)劑)沒(méi)有特別限定,可以使用現(xiàn)有公知的化合物。在有機(jī)過(guò)氧化物交聯(lián)體系中使用丁基系橡膠和液態(tài)聚合物改善了粘合性、密封性能、流動(dòng)性和加工性。
有機(jī)過(guò)氧化物的例子包括?;^(guò)氧化物,例如過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二苯甲酰和過(guò)氧化對(duì)氯苯甲酰;過(guò)氧化酯如過(guò)氧乙酸1-丁酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯和過(guò)氧化鄰苯二甲酸叔丁酯;酮過(guò)氧化物,例如甲基乙基酮過(guò)氧化物;烷基過(guò)氧化物,例如過(guò)氧化苯甲酸二叔丁酯和1,3-雙(1-丁基過(guò)氧化異丙基)苯;氫過(guò)氧化物如叔丁基過(guò)氧化氫;和過(guò)氧化二異丙苯和叔丁基枯基過(guò)氧化物。考慮到粘合性和流動(dòng)性,在這些中優(yōu)選?;^(guò)氧化物,特別優(yōu)選過(guò)氧化二苯甲酰。此外,所使用的有機(jī)過(guò)氧化物(交聯(lián)劑)優(yōu)選為粉末狀。這樣的粉末狀有機(jī)過(guò)氧化物(交聯(lián)劑)可以精確地且適當(dāng)?shù)毓┙o到連續(xù)捏合機(jī)中,從而可以以高生產(chǎn)率制造密封劑。
相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,有機(jī)過(guò)氧化物(交聯(lián)劑)的含量?jī)?yōu)選為0.5質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為1質(zhì)量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為5質(zhì)量份以上。如果該量小于0.5質(zhì)量份,則交聯(lián)密度可能降低,從而可能發(fā)生密封劑的流動(dòng)。該量?jī)?yōu)選為40質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為20質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為15質(zhì)量份以下。如果該量大于40質(zhì)量份,則交聯(lián)密度增大,使得密封劑可能硬化并且顯示降低的密封性能。
所使用的交聯(lián)活化劑(硫化促進(jìn)劑)可以是選自如下物質(zhì)中的至少一種:亞磺酰胺系交聯(lián)活化劑、噻唑系交聯(lián)活化劑、秋蘭姆系交聯(lián)活化劑、硫脲系交聯(lián)活化劑、胍系交聯(lián)活化劑、二硫代氨基甲酸酯系交聯(lián)活化劑、醛-胺系交聯(lián)活化劑、醛-氨系交聯(lián)活化劑、咪唑啉系交聯(lián)活化劑、黃原酸酯系交聯(lián)活化劑和醌二肟化合物(醌類化合物)。例如,可以適當(dāng)?shù)厥褂悯炕衔?醌類化合物)。在有機(jī)過(guò)氧化物中添加交聯(lián)活化劑而形成的交聯(lián)體系中,丁基系橡膠和液態(tài)聚合物的使用,提高了粘合性、密封性能、流動(dòng)性和加工性。
醌二肟化合物的例子包括對(duì)苯并醌二肟、對(duì)醌二肟、對(duì)醌二肟二乙酸酯、對(duì)醌二肟二己酸酯、對(duì)醌二肟二月桂酸酯、對(duì)醌二肟二硬脂酸酯、對(duì)醌二肟二巴豆酸酯、對(duì)醌二肟二環(huán)烷酸酯、對(duì)醌二肟琥珀酸酯、對(duì)醌二肟己二酸酯、對(duì)醌二肟二糠酸酯、對(duì)醌二肟二苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二鄰氯苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二對(duì)氯苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二對(duì)硝基苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二間硝基苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二(3,5-二硝基苯甲酸酯)、對(duì)醌二肟二對(duì)甲氧基苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二正戊氧基苯甲酸酯、對(duì)醌二肟二間溴苯甲酸酯??紤]到粘合性、密封性能和流動(dòng)性,在這些中優(yōu)選對(duì)苯并醌二肟。此外,所使用的交聯(lián)活化劑(硫化促進(jìn)劑)優(yōu)選為粉末狀。這樣的粉末狀交聯(lián)活化劑(硫化促進(jìn)劑)可以精確且適當(dāng)?shù)毓┙o到連續(xù)捏合機(jī)中,從而可以以高生產(chǎn)率制造密封劑。
相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,交聯(lián)活化劑(例如醌二肟化合物)的量?jī)?yōu)選為0.5質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為1質(zhì)量份以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3質(zhì)量份以上。如果該量小于0.5質(zhì)量份,則可能發(fā)生密封劑的流動(dòng)。該量?jī)?yōu)選為40質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為20質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為15質(zhì)量份以下。如果該量大于40質(zhì)量份,則密封性能可能降低。
密封劑還可以包含無(wú)機(jī)填料如炭黑、二氧化硅、碳酸鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氧化鋁、硫酸鋇、滑石或云母;或增塑劑如芳族加工油、環(huán)烷加工油或石蠟加工油。
相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,無(wú)機(jī)填料的含量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為10質(zhì)量份以上。如果該量小于1質(zhì)量份,則由于紫外線帶來(lái)的劣化,密封性能可能降低。該量?jī)?yōu)選為50質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為40質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量份以下。如果該量超過(guò)50質(zhì)量份,則密封劑可能具有過(guò)高的粘度和劣化的密封性能。
為了防止由紫外線引起的劣化,無(wú)機(jī)填料優(yōu)選為炭黑。在這種情況下,相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,炭黑的量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為10質(zhì)量份以上。如果該量小于1質(zhì)量份,則由于紫外線劣化,密封性能可能降低。該量?jī)?yōu)選為50質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為40質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為25質(zhì)量份以下。如果該量大于50質(zhì)量份,則密封劑可能具有太高的粘度和變差的密封性能。
相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,增塑劑的含量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份以上,更優(yōu)選為5質(zhì)量份以上。如果該量小于1質(zhì)量份,則密封劑可能對(duì)輪胎顯示較低的粘合性,不能提供充分的密封性能。該量?jī)?yōu)選為40質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為20質(zhì)量份以下。如果該量大于40質(zhì)量份,則密封劑可能在捏合機(jī)中滑動(dòng),使得其不容易捏合。
密封劑優(yōu)選通過(guò)混合顆粒狀的丁基系橡膠、粉末狀交聯(lián)劑和粉末狀交聯(lián)活化劑來(lái)制備,更優(yōu)選通過(guò)混合顆粒狀的丁基系橡膠、液態(tài)聚丁烯、增塑劑、炭黑粉末、粉末狀交聯(lián)劑和粉末狀交聯(lián)活化劑來(lái)制備。這樣的原料可以適當(dāng)?shù)毓┙o到連續(xù)捏合機(jī)中,從而可以以高生產(chǎn)率制造密封劑。
密封劑優(yōu)選通過(guò)將包含丁基橡膠的橡膠組分、預(yù)定量的液態(tài)聚合物、有機(jī)過(guò)氧化物和交聯(lián)活化劑混合而獲得。
通過(guò)將丁基橡膠與液態(tài)聚合物如液態(tài)聚丁烯混合而獲得的密封劑,特別是其中丁基橡膠和液態(tài)聚合物分別是兩種或更多種具有不同粘度的材料的組合時(shí),可以實(shí)現(xiàn)粘合性、密封性能、流動(dòng)性和加工性的平衡提高。這是因?yàn)樵谑褂枚』鹉z作為橡膠組分的有機(jī)過(guò)氧化物交聯(lián)體系中,液態(tài)聚合物組分的引入提供了粘合性,尤其是具有不同粘度的液態(tài)聚合物或固體丁基橡膠的使用,減少了密封劑在高速行駛期間的流動(dòng)。因此,密封劑可以實(shí)現(xiàn)粘合性、密封性能、流動(dòng)性和加工性的平衡提高。
密封劑在40℃的粘度沒(méi)有特別限制。為了使密封劑在涂布于輪胎內(nèi)周面時(shí)適當(dāng)?shù)乇3执笾碌臈l狀,并且考慮到粘合性、流動(dòng)性和其他性能,其40℃時(shí)的粘度優(yōu)選為3,000Pa·s以上,更優(yōu)選為5,000Pa·s以上,但優(yōu)選為70,000Pa·s以下,更優(yōu)選為50,000Pa·s以下。如果粘度低于3,000Pa·s,則當(dāng)輪胎停止旋轉(zhuǎn)時(shí)所涂布的密封劑可能流動(dòng),使得密封劑不能保持膜厚度。此外,如果粘度高于70,000Pa·s,則密封劑不容易從噴嘴中排出。
密封劑的粘度根據(jù)JIS K 6833使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)在40℃下測(cè)定。
包括位于內(nèi)襯層的徑向內(nèi)側(cè)的密封劑層的自密封輪胎可以通過(guò)如下步驟來(lái)制造:通過(guò)混合上述材料來(lái)制備密封劑,接著將密封劑涂布到輪胎的內(nèi)周面,優(yōu)選涂布到內(nèi)襯層的徑向內(nèi)表面。密封劑的材料可以使用例如已知的連續(xù)捏合機(jī)混合。特別是,優(yōu)選使用同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)的多螺桿捏合擠出機(jī),特別是使用雙螺桿捏合擠出機(jī)進(jìn)行混合。
連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))優(yōu)選具有多個(gè)用于供給原料的供給口,更優(yōu)選具有至少三個(gè)供給口,進(jìn)一步優(yōu)選具有包括上游、中游和下游供給口在內(nèi)的至少三個(gè)供給口。通過(guò)將原料順序供給到連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī)),原料被混合并順序且連續(xù)地制備成密封劑。
優(yōu)選地,從具有較高粘度的材料開始,將原料順序供應(yīng)給連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))。在這種情況下,可以將材料充分混合并制備成質(zhì)量穩(wěn)定的密封劑。此外,應(yīng)當(dāng)盡可能向上游引入改善捏合性的粉末材料。
有機(jī)過(guò)氧化物優(yōu)選通過(guò)其下游供給口供應(yīng)給連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))。在這種情況下,可以縮短從供給有機(jī)過(guò)氧化物到將密封劑涂布到輪胎上的時(shí)間,從而使得密封劑可以在固化之前涂布到輪胎上。這樣可以更加穩(wěn)定地生產(chǎn)自密封輪胎。
當(dāng)大量液態(tài)聚合物一次性地加入到連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))中時(shí),捏合不能成功完成,因此液態(tài)聚合物優(yōu)選通過(guò)多個(gè)供給口供應(yīng)給連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))。在這種情況下,可更適當(dāng)?shù)啬蠛厦芊鈩?/p>
當(dāng)使用連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))時(shí),密封劑優(yōu)選使用具有至少三個(gè)供給口的連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))通過(guò)如下方式制備:由連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的上游供給口供應(yīng)橡膠組分如丁基系橡膠、無(wú)機(jī)填料和交聯(lián)活化劑,由中游供給口供應(yīng)液態(tài)聚合物B,以及由下游供給口供應(yīng)液態(tài)聚合物A、有機(jī)過(guò)氧化物和增塑劑,繼而進(jìn)行混煉、擠出。諸如液態(tài)聚合物的材料可以全部或部分地由相應(yīng)的供給口供應(yīng)。優(yōu)選地,由供給口供給各材料的總量的95質(zhì)量%以上。
優(yōu)選地,將所有待引入到連續(xù)捏合機(jī)中的原料在至少一個(gè)可定量進(jìn)料的進(jìn)料器的控制下引入連續(xù)捏合機(jī)中。這樣可以連續(xù)和自動(dòng)地制備密封劑。
可以使用可提供定量進(jìn)料的任何進(jìn)料器,包括已知的進(jìn)料器,例如螺桿進(jìn)料器、柱塞泵、齒輪泵、單螺桿泵。
優(yōu)選使用螺桿進(jìn)料器定量供給固體原料(特別是顆?;蚍勰?,例如顆粒狀丁基系橡膠、炭黑粉末、粉末狀交聯(lián)劑和粉末狀交聯(lián)活化劑。這樣能夠以固定的量精確地供應(yīng)固體原料,從而能夠生產(chǎn)更高質(zhì)量的密封劑,并因此生產(chǎn)更高質(zhì)量的自密封輪胎。
此外,固體原料優(yōu)選通過(guò)分開的各個(gè)進(jìn)料器單獨(dú)供給。在這種情況下,不需要預(yù)先混合原料,這有利于在大規(guī)模生產(chǎn)中材料的供應(yīng)。
增塑劑優(yōu)選使用柱塞泵定量供給。這樣能夠以固定的量精確地供應(yīng)增塑劑,從而能夠生產(chǎn)更高質(zhì)量的密封劑,并因此生產(chǎn)更高質(zhì)量的自密封輪胎。
液態(tài)聚合物優(yōu)選使用齒輪泵定量供給。這樣能夠以固定的量精確地供應(yīng)液態(tài)聚合物,從而能夠生產(chǎn)更高質(zhì)量的密封劑,并因此生產(chǎn)更高質(zhì)量的自密封輪胎。
待供給的液態(tài)聚合物優(yōu)選保持在恒溫控制下。通過(guò)恒溫控制,能夠以固定的量更精確地供應(yīng)液態(tài)聚合物。待供給的液態(tài)聚合物的溫度優(yōu)選為20℃~90℃,更優(yōu)選為40℃~70℃。
考慮到易于混合和擠出,連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))中的混合優(yōu)選在料筒溫度為30℃(優(yōu)選50℃)至150℃下進(jìn)行。
考慮到充分混合,優(yōu)選將上游供應(yīng)的原料混合1至3分鐘,將中游供應(yīng)的原料混合1至3分鐘,同時(shí)下游供應(yīng)的原料優(yōu)選混合0.5至2分鐘以避免交聯(lián)。原料的混合時(shí)間分別指,在連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))中從供給到排出的停留時(shí)間。例如,下游供應(yīng)的原料的混合時(shí)間是指,從通過(guò)下游供給口供應(yīng)它們直至將它們排出的停留時(shí)間。
通過(guò)改變連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的螺桿轉(zhuǎn)速或溫度控制器的設(shè)定,可以控制從出口排出的密封劑的溫度,從而可以控制密封劑的固化促進(jìn)速率。隨著連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的螺桿轉(zhuǎn)速增加,捏合性和材料溫度升高。螺桿轉(zhuǎn)速不影響排出量??紤]到充分混合和固化促進(jìn)速率的控制,螺桿轉(zhuǎn)速優(yōu)選為50~700(優(yōu)選550)rpm。
考慮到充分混合和控制固化促進(jìn)速率,從連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口排出的密封劑的溫度優(yōu)選為70℃至150℃,更優(yōu)選為90℃至130℃。當(dāng)密封劑的溫度在上述范圍內(nèi)時(shí),交聯(lián)反應(yīng)在涂布密封劑時(shí)開始,并且密封劑很好地粘附到輪胎的內(nèi)周面,并且同時(shí),交聯(lián)反應(yīng)更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行,由此可以制造具有良好密封性能的自密封輪胎。此外,在這種情況下不需要后述的交聯(lián)步驟。
從連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口排出的密封劑的量根據(jù)通過(guò)供給口供給的原料的量來(lái)確定。通過(guò)供給口供給的原料的量沒(méi)有特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適當(dāng)?shù)剡x擇該量。為了適當(dāng)?shù)刂圃炀哂懈玫木鶆蛐院兔芊庑阅艿淖悦芊廨喬?,?yōu)選從出口排出的密封劑基本上為恒定的量(排出量)。
這里,基本上恒定的排出量是指排出量在93%~107%,優(yōu)選為97%~103%,更優(yōu)選為98%~102%,進(jìn)一步優(yōu)選為99%~101%的范圍內(nèi)變化。
連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口優(yōu)選連接到噴嘴。由于連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))可以在高壓下排出材料,故所制備的密封劑可以通過(guò)安裝于出口的噴嘴(優(yōu)選產(chǎn)生高阻力的小直徑噴嘴),以細(xì)的、通常為條狀的形狀(珠形)附著到輪胎上。具體地,通過(guò)從連接到連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口的噴嘴中排出密封劑,并將其順序涂布到輪胎的內(nèi)周面,所涂布的密封劑具有基本上恒定的厚度,從而防止輪胎的均勻性劣化。這樣能夠制造在重量平衡上優(yōu)異的自密封輪胎。
接下來(lái),例如,將被混合的密封劑從連接到擠出機(jī)如連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口上的噴嘴中排出,以將密封劑直接進(jìn)料并涂布到硫化輪胎的內(nèi)周面,由此可以生產(chǎn)自密封輪胎。在這種情況下,由于在例如雙螺桿捏合擠出機(jī)中混合并且在擠出機(jī)中的交聯(lián)反應(yīng)被抑制的密封劑直接涂布到輪胎內(nèi)周面,因此密封劑的交聯(lián)反應(yīng)在涂布時(shí)開始,并且密封劑良好地附著到輪胎內(nèi)周面,并且同時(shí),交聯(lián)反應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。因此,涂布于輪胎內(nèi)周面的密封劑形成密封劑層,同時(shí)適當(dāng)?shù)乇3执笾碌臈l狀。因此,可以在一系列步驟中涂布和處理密封劑,因此進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率。此外,將密封劑涂布于硫化輪胎的內(nèi)周面,進(jìn)一步提高了自密封輪胎的生產(chǎn)率。此外,從連接到連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口的噴嘴中排出的密封劑優(yōu)選順序直接涂布到輪胎內(nèi)周面。在這種情況下,由于在連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))中的交聯(lián)反應(yīng)被抑制的密封劑直接連續(xù)地涂布到輪胎內(nèi)周面,所以密封劑的交聯(lián)反應(yīng)在涂布時(shí)開始,并且密封劑很好地附著于輪胎內(nèi)周面,并且同時(shí),交聯(lián)反應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行,由此可以以更高的生產(chǎn)率制造在重量平衡上優(yōu)異的自密封輪胎。
關(guān)于將密封劑涂布于輪胎的內(nèi)周面,密封劑可以至少涂布在對(duì)應(yīng)于胎面部的輪胎的內(nèi)周面上,更優(yōu)選至少涂布于對(duì)應(yīng)于緩沖層的輪胎的內(nèi)周面上。省略在不需要密封劑的區(qū)域涂布密封劑進(jìn)一步提高了自密封輪胎的生產(chǎn)率。
對(duì)應(yīng)于胎面部的輪胎的內(nèi)周面是指,位于與路面接觸的胎面部的徑向內(nèi)側(cè)的輪胎的內(nèi)周面的一部分。對(duì)應(yīng)于緩沖層的輪胎的內(nèi)周面是指,位于緩沖層徑向內(nèi)側(cè)的輪胎的內(nèi)周面的一部分。緩沖層是指設(shè)置在胎面內(nèi)并且位于胎體徑向外側(cè)的構(gòu)件。具體地,它是例如在圖9中示為緩沖層16的構(gòu)件。
未硫化輪胎通常使用氣囊硫化。在硫化期間,這種氣囊膨脹并緊密地貼附到輪胎的內(nèi)周面(內(nèi)襯層)。因此,通常將脫模劑涂布到輪胎的內(nèi)周面(內(nèi)襯層),以避免完成硫化之后,氣囊與輪胎的內(nèi)周面(內(nèi)襯層)之間的粘合。
脫模劑通常是水溶性涂料或脫模橡膠。然而,存在于輪胎的內(nèi)周面上的脫模劑可能損害密封劑和輪胎的內(nèi)周面之間的粘合。因此,優(yōu)選預(yù)先從輪胎的內(nèi)周面中除去脫模劑。特別地,更優(yōu)選至少?gòu)妮喬?nèi)周面中開始涂布密封劑的部分預(yù)先除去脫模劑。更優(yōu)選地,從將涂布密封劑的輪胎內(nèi)周面的整個(gè)區(qū)域中預(yù)先除去脫模劑。在這種情況下,密封劑更好地粘附到輪胎內(nèi)周面,因此可以制造具有更高密封性能的自密封輪胎。
脫模劑可以通過(guò)任何方法從輪胎內(nèi)周面中除去,包括已知的方法如拋光處理、激光處理、高壓水洗或用洗滌劑除去,優(yōu)選用中性洗滌劑除去。
下面將參照?qǐng)D7簡(jiǎn)要描述在生產(chǎn)自密封輪胎的方法中使用的生產(chǎn)設(shè)備的例子。
生產(chǎn)設(shè)備包括雙螺桿捏合擠出機(jī)60、用于向雙螺桿捏合擠出機(jī)60供給原料的原料進(jìn)料器62和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置50,該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置50在使輪胎10沿輪胎的寬度方向和徑向移動(dòng)的同時(shí)固定和旋轉(zhuǎn)輪胎10。雙螺桿捏合擠出機(jī)60具有5個(gè)供給口61,具體而言,包括3個(gè)上游供給口61a、1個(gè)中游供給口61b和1個(gè)下游供給口61c。另外,雙螺桿捏合擠出機(jī)60的出口與噴嘴30連接。
原料從原料進(jìn)料器62通過(guò)雙螺桿捏合擠出機(jī)60的供給口61順序供給到雙螺桿捏合擠出機(jī)60,然后在雙螺桿捏合擠出機(jī)60中捏合,以順序制備密封劑。所制備的密封劑從連接到雙螺桿捏合擠壓機(jī)60的出口的噴嘴30中連續(xù)地排出。輪胎在通過(guò)輪胎驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)的同時(shí),橫向和/或上下移動(dòng)(在輪胎的寬度方向和/或徑向方向上移動(dòng)),并且從噴嘴30中排出的密封劑被順序地直接涂布到輪胎的內(nèi)周面,由此密封劑可以連續(xù)地且螺旋地附著到輪胎內(nèi)周面。換句話說(shuō),在旋轉(zhuǎn)輪胎并且同時(shí)使其沿輪胎的寬度方向和/或徑向方向移動(dòng)的同時(shí),通過(guò)將從連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))中連續(xù)排出的密封劑順序直接涂布到輪胎的內(nèi)周面,可以將密封劑連續(xù)地且螺旋地附著到輪胎的內(nèi)周面。
通過(guò)將密封劑連續(xù)且螺旋地附著在輪胎內(nèi)周面上,能夠防止輪胎的均勻性劣化,從而能夠制造在重量平衡上優(yōu)異的自密封輪胎。此外,密封劑連續(xù)且螺旋地附著到輪胎內(nèi)周面可以形成密封劑層,在該密封劑層中,密封劑在輪胎的圓周方向和寬度方向上,特別是在輪胎的圓周方向上均勻地設(shè)置。這樣可以以高生產(chǎn)率穩(wěn)定地生產(chǎn)具有優(yōu)異密封性能的自密封輪胎。密封劑優(yōu)選地在寬度方向上不重疊地附著,更優(yōu)選地沒(méi)有間隔地附著。在這種情況下,可以進(jìn)一步防止輪胎均勻性的劣化,并且可以形成更均勻的密封劑層。
將原料順序供給到順序制備密封劑的連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))中。所制備的密封劑從連接到連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))的出口的噴嘴中連續(xù)排出,并且排出的密封劑順序直接涂布到輪胎的內(nèi)周面。以這種方式,可以以高生產(chǎn)率生產(chǎn)自密封輪胎。
密封劑層優(yōu)選通過(guò)在輪胎的內(nèi)周面上連續(xù)且螺旋狀地涂布基本為條狀的密封劑而形成。這樣,可以在輪胎內(nèi)周面上形成由沿著輪胎的內(nèi)周面連續(xù)且螺旋狀地設(shè)置的基本為條狀的密封劑而形成的密封劑層。密封劑層可以由多層密封劑形成,但優(yōu)選由一層密封劑構(gòu)成。
如果密封劑基本為條狀,則通過(guò)將密封劑連續(xù)地且螺旋地涂布到輪胎的內(nèi)周面,可以形成由一層密封劑構(gòu)成的密封劑層。如果密封劑基本為條狀,則由于所涂布的密封劑具有一定的厚度,所以即使由一層密封劑組成的密封劑層也可以防止輪胎均勻性的劣化,并且可以制造具有優(yōu)異的重量平衡和良好的密封性能的自密封輪胎。此外,由于僅涂覆一層密封劑就足夠而不堆疊多層密封劑,因此可以以更高的生產(chǎn)率制造自密封輪胎。
圍繞輪胎內(nèi)周面的密封劑的匝數(shù)(the number of turns)優(yōu)選為20~70,更優(yōu)選為20~60,進(jìn)一步優(yōu)選為35~50,因?yàn)檫@樣可以防止輪胎均勻性的劣化,并且可以以更高的生產(chǎn)率制造具有優(yōu)異的重量平衡和良好的密封性能的自密封輪胎。這里,兩匝是指密封劑被涂布成圍繞輪胎的內(nèi)周面兩圈。如圖4所示,密封劑的匝數(shù)為6。
使用連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))使得密封劑的制備(捏合)和密封劑的排出(涂布)能夠同時(shí)且連續(xù)地進(jìn)行。因此,難以處理的高粘度且高粘合性的密封劑可以不必處理而直接涂布到輪胎的內(nèi)周面,從而可以以高生產(chǎn)率制造自密封輪胎。當(dāng)通過(guò)在間歇式捏合機(jī)中與固化劑一起捏合來(lái)制備密封劑時(shí),從制備密封劑到將密封劑附著到輪胎的時(shí)間不是恒定的。與此相對(duì)地,通過(guò)使用連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))混合包含有機(jī)過(guò)氧化物的原料,順序地制備密封劑,并且順序地將密封劑涂布到輪胎的內(nèi)周面,使得從制備密封劑到將密封劑附著到輪胎的時(shí)間保持恒定。因此,當(dāng)通過(guò)噴嘴涂布密封劑時(shí),從噴嘴排出的密封劑的量是穩(wěn)定的;此外,密封劑顯示出一致的粘合性,同時(shí)減少與輪胎的粘合性的劣化,甚至可以將難以處理的高粘度和高粘合性的密封劑精確地涂布到輪胎內(nèi)周面。因此,可以穩(wěn)定地生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的自密封輪胎。
下面描述將密封劑涂布到輪胎內(nèi)周面的方法。
<第一實(shí)施方式>
根據(jù)第一實(shí)施方式,例如在旋轉(zhuǎn)輪胎并同時(shí)使輪胎和噴嘴中的至少一個(gè)在輪胎的寬度方向上移動(dòng)的同時(shí),經(jīng)由噴嘴將粘合密封劑涂布到輪胎內(nèi)周面的過(guò)程中,可以通過(guò)進(jìn)行下述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)來(lái)制造自密封輪胎。步驟(1):使用非接觸式位移傳感器測(cè)量輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離;步驟(2):根據(jù)測(cè)量結(jié)果,使輪胎和噴嘴中的至少一個(gè)在輪胎的徑向方向上移動(dòng),以將輪胎的內(nèi)周面和噴嘴的前端之間的距離調(diào)整為預(yù)定長(zhǎng)度;以及步驟(3):在調(diào)整所述距離之后將密封劑涂布到輪胎的內(nèi)周面。
通過(guò)使用非接觸式位移傳感器測(cè)量輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離并反饋該測(cè)量結(jié)果,可以將輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離保持在恒定長(zhǎng)度。此外,由于在將該距離保持為恒定長(zhǎng)度的同時(shí)將密封劑涂布到輪胎內(nèi)周面,因此所涂布的密封劑可以具有均勻的厚度,而不受輪胎形狀的變化和接合部等處的不規(guī)則性的影響。此外,由于不必像現(xiàn)有技術(shù)那樣輸入具有不同尺寸的每個(gè)輪胎的坐標(biāo)數(shù)據(jù),所以可以高效地涂布密封劑。
圖1是示意性地顯示在本發(fā)明的自密封輪胎的制造方法中使用的涂布器的一個(gè)例子的說(shuō)明圖,圖2是顯示被包含在圖1所示的涂布器中的噴嘴前端附近的放大圖。
圖1顯示輪胎10的一部分沿子午線方向的橫截面(沿著包括輪胎的寬度方向和徑向的平面截取的橫截面)。圖2顯示沿著包括輪胎的圓周方向和徑向的平面截取的輪胎10的一部分的橫截面。在圖1和圖2中,輪胎的寬度方向(軸向)由箭頭X表示,輪胎的圓周方向由箭頭Y表示,輪胎的徑向由箭頭Z表示。
輪胎10安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(未顯示)上,該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置在使得輪胎沿著輪胎的寬度方向和徑向方向移動(dòng)的同時(shí)固定和旋轉(zhuǎn)輪胎。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置允許以下獨(dú)立的操作:圍繞輪胎軸線的旋轉(zhuǎn)、輪胎的寬度方向上的移動(dòng)和輪胎的徑向方向上的移動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括能夠控制輪胎的徑向方向上的移動(dòng)量的控制器(未顯示)??刂破骺梢钥刂圃谳喬サ膶挾确较蛏系囊苿?dòng)量和/或輪胎的轉(zhuǎn)速。
噴嘴30連接到擠出機(jī)(未顯示)的前端,并且可以插入到輪胎10的內(nèi)部。然后,從擠出機(jī)中擠出的粘合密封劑20從噴嘴30的前端31中排出。
非接觸式位移傳感器40連接到噴嘴30,以測(cè)量輪胎10的內(nèi)周面11和噴嘴30的前端31之間的距離d。
因此,由非接觸式位移傳感器測(cè)量的距離d是在輪胎的徑向方向上輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離。
根據(jù)本實(shí)施方式的自密封輪胎的制造方法,首先將通過(guò)硫化步驟形成的輪胎10安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上,并且將噴嘴30插入輪胎10的內(nèi)部。然后,如圖1和圖2所示,使輪胎10旋轉(zhuǎn)并同時(shí)在寬度方向上移動(dòng),同時(shí)密封劑20從噴嘴30中排出,由此將密封劑連續(xù)地涂布到輪胎10的內(nèi)周面11上。輪胎10根據(jù)預(yù)先輸入的輪胎10的內(nèi)周面11的輪廓在寬度方向上移動(dòng)。
密封劑20優(yōu)選具有如下所述的大致條狀。更具體地,當(dāng)密封劑被涂布到輪胎的內(nèi)周面時(shí),密封劑優(yōu)選保持大致條狀。在這種情況下,大致條狀的密封劑20連續(xù)且螺旋地附著到輪胎10的內(nèi)周面11上。
這里的大致條狀是指具有一定寬度、一定厚度并且長(zhǎng)度比寬度長(zhǎng)的形狀。圖4示意性地顯示了連續(xù)地且螺旋地附著到輪胎的內(nèi)周面上的大致條狀的密封劑的例子,圖8示意性地顯示了圖4所示的密封劑的橫截面的例子,此時(shí)密封劑沿著與涂布密封劑的方向(縱向)正交的直線A-A被切割。因此,基本為條狀的密封劑具有一定的寬度(圖8中用W表示的長(zhǎng)度)和一定的厚度(圖8中用D表示的長(zhǎng)度)。密封劑的寬度是指所涂布的密封劑的寬度。密封劑的厚度是指所涂布的密封劑的厚度,更具體地是密封劑層的厚度。
具體而言,大致條狀的密封劑是具有滿足后述的優(yōu)選數(shù)值范圍的厚度(涂布的密封劑的厚度或密封劑層的厚度,圖8中的D所示的長(zhǎng)度)和滿足后述的優(yōu)選數(shù)值范圍的寬度(涂布的密封劑的寬度,圖4中的W或圖6中的W0所示的長(zhǎng)度)的密封劑,更優(yōu)選是密封劑的厚度對(duì)寬度的比值[(密封劑的厚度)/(密封劑的寬度)]滿足后述的優(yōu)選數(shù)值范圍的密封劑。大致條狀的密封劑也是具有滿足后述的優(yōu)選數(shù)值范圍的橫截面面積的密封劑。
根據(jù)本實(shí)施方式的自密封輪胎的制造方法,通過(guò)以下的步驟(1)~(3)將密封劑涂布在輪胎的內(nèi)周面。
<步驟(1)>
如圖2所示,在涂布密封劑20之前,利用非接觸式位移傳感器40測(cè)量輪胎10的內(nèi)周面11與噴嘴30的前端31之間的距離d。對(duì)每個(gè)其內(nèi)周面11上涂布有密封劑20的輪胎10,從涂布密封劑20開始到結(jié)束,測(cè)量距離d。
<步驟(2)>
距離d的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)叫D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的控制器。根據(jù)該數(shù)據(jù),控制器控制輪胎的徑向方向上的移動(dòng)量,使得輪胎10的內(nèi)周面11與噴嘴30的前端31之間的距離被調(diào)節(jié)為預(yù)定長(zhǎng)度。
<步驟(3)>
由于密封劑20從噴嘴30的前端31中連續(xù)地排出,所以在調(diào)節(jié)上述距離之后,密封劑20被涂布到輪胎10的內(nèi)周面11。通過(guò)上述步驟(1)至(3),可以將具有均勻厚度的密封劑20涂布到輪胎10的內(nèi)周面11。
圖3是示意性地顯示噴嘴相對(duì)于輪胎的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
如圖3所示,可以在噴嘴30移動(dòng)到相對(duì)于輪胎(10)的位置(a)至(d)的期間,在將輪胎10的內(nèi)周面11和噴嘴30的前端31之間的距離保持在預(yù)定距離d0的同時(shí),涂布密封劑。
為了提供更合適的效果,受控距離d0優(yōu)選為0.3mm以上,更優(yōu)選為1.0mm以上。如果該距離小于0.3mm,則噴嘴的前端過(guò)于接近輪胎的內(nèi)周面,這使得難以使所涂布的密封劑具有預(yù)定厚度。受控距離d0也優(yōu)選為3.0mm以下,更優(yōu)選為2.0mm以下。如果該距離大于3.0mm,則密封劑不能良好地附著到輪胎上,從而導(dǎo)致降低生產(chǎn)效率。
受控距離d0是指在步驟(2)中控制該距離之后,輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間在輪胎的徑向方向上的距離。
為了提供更合適的效果,受控距離d0優(yōu)選為所涂布的密封劑的厚度的30%以下,更優(yōu)選為20%以下。受控距離d0也優(yōu)選為所涂布的密封劑的厚度的5%以上,更優(yōu)選為10%以上。
密封劑的厚度(涂布的密封劑或密封劑層的厚度,圖8中的D所示的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,密封劑的厚度優(yōu)選為1.0mm以上,更優(yōu)選為1.5mm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0mm以上,特別優(yōu)選為2.5mm以上。另外,密封劑的厚度優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為8.0mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0mm以下。如果厚度小于1.0mm,則在輪胎中形成的穿孔難以可靠地密封。另外,厚度超過(guò)10mm不是優(yōu)選的,因?yàn)檩喬サ闹亓吭黾?,卻幾乎不改善密封穿孔的效果。密封劑的厚度可以通過(guò)改變輪胎的轉(zhuǎn)速、輪胎在寬度方向上的移動(dòng)速度、噴嘴的前端與輪胎的內(nèi)周面之間的距離或其它因素來(lái)控制。
密封劑優(yōu)選具有基本上恒定的厚度(所涂布的密封劑或密封劑層的厚度)。在這種情況下,可以進(jìn)一步防止輪胎均勻性的劣化,并且可以制造具有更好的重量平衡的自密封輪胎。
本文中使用的基本上恒定的厚度是指厚度在90%至110%,優(yōu)選95%至105%,更優(yōu)選98%至102%,進(jìn)一步優(yōu)選99%至101%的范圍內(nèi)變化。
為了減少噴嘴的堵塞以獲得優(yōu)異的操作穩(wěn)定性并且提供更合適的效果,優(yōu)選使用基本為條狀的密封劑,更優(yōu)選其螺旋狀地附著到輪胎的內(nèi)周面。然而,也可以使用不具有大致條狀的密封劑,并且通過(guò)噴涂的方法將其涂布到輪胎內(nèi)周面上。
在基本為條狀的密封劑的情況下,密封劑的寬度(所涂布的密封劑的寬度,圖4中由W表示的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,密封劑的寬度優(yōu)選為0.8mm以上,更優(yōu)選為1.3mm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.5mm以上。如果寬度小于0.8mm,則圍繞輪胎內(nèi)周面的密封劑的匝數(shù)可能增加,降低生產(chǎn)效率。密封劑的寬度也優(yōu)選為18mm以下,更優(yōu)選為13mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為9.0mm以下,特別優(yōu)選為7.0mm以下,最優(yōu)選為6.0mm以下,還最優(yōu)選為5.0mm以下。如果寬度大于18mm,則更可能發(fā)生重量不平衡。
密封劑的厚度(涂布的密封劑或密封劑層的厚度,圖8中的D所示的長(zhǎng)度)對(duì)密封劑的寬度(涂布的密封劑的寬度,圖4中由W表示的長(zhǎng)度)的比值[(密封劑的厚度)/(密封劑的寬度)]優(yōu)選為0.6~1.4,更優(yōu)選為0.7~1.3,進(jìn)一步優(yōu)選為0.8~1.2,特別優(yōu)選為0.9~1.1。接近1.0的比值可獲得具有理想的條狀的密封劑,使得可以以更高的生產(chǎn)率制造具有良好密封性能的自密封輪胎。
為了提供更合適的效果,密封劑的橫截面面積(所涂布的密封劑的橫截面面積,由圖8中的D×W計(jì)算的面積)優(yōu)選為0.8mm2以上,更優(yōu)選為1.95mm2以上,更優(yōu)選為3.0mm2以上,特別優(yōu)選為3.75mm2以上,但優(yōu)選為180mm2以下,更優(yōu)選為104mm2以下,進(jìn)一步優(yōu)選為45mm2以下,特別優(yōu)選為35mm2以下,最優(yōu)選為25mm2以下。
附著密封劑區(qū)域的寬度(下文中也稱為附著區(qū)域的寬度或密封劑層的寬度,并且對(duì)應(yīng)于圖4中6×W的長(zhǎng)度或圖6中W1+6×W0的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限定。為了提供更合適的效果,該寬度優(yōu)選為胎面接地寬度的80%以上,更優(yōu)選為90%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為100%以上,但優(yōu)選為120%以下,更優(yōu)選為110%以下。
為了提供更合適的效果,密封劑層的寬度優(yōu)選為輪胎的緩沖層寬度(緩沖層在輪胎寬度方向上的長(zhǎng)度)的85%~115%,更優(yōu)選為95%~105%。
這里,當(dāng)輪胎設(shè)置有多個(gè)緩沖層時(shí),緩沖層在輪胎的寬度方向上的長(zhǎng)度是指,多個(gè)緩沖層中,在輪胎的寬度方向上最長(zhǎng)的緩沖層的輪胎寬度方向上的長(zhǎng)度。
這里,胎面接地寬度按照下述方式確定。首先,將無(wú)負(fù)荷的、以正常內(nèi)壓安裝在正常輪輞上的正常狀態(tài)輪胎與外傾角為0度的平面接觸,同時(shí)對(duì)輪胎施加正常負(fù)荷,然后將輪胎軸向最外側(cè)的接觸位置均定義為“接地端Te”。在輪胎軸向上的接地端Te和Te之間的距離被定義為胎面接地寬度TW。除非另有說(shuō)明,輪胎構(gòu)件的尺寸和其它特性在上述正常條件下確定。
“正常輪輞”是指,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體系(包括設(shè)置輪胎所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn))中的各標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)輪胎所規(guī)定的輪輞,可以是JATMA中的“標(biāo)準(zhǔn)輪輞”,TRA中的“設(shè)計(jì)輪輞”或ETRTO中的“測(cè)量輪輞”。此外,“正常內(nèi)壓”是指通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體系(包括設(shè)置輪胎所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn))中的各標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)輪胎規(guī)定的空氣壓力,可以是JATMA中的“最大空氣壓力”、TRA中的“各種冷膨脹壓力下的輪胎負(fù)荷極限”表中所示的最大值,或ETRTO中的“膨脹壓力”。在客車用輪胎的情況下,正常內(nèi)壓為180kPa。
“正常負(fù)荷”是指通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體系(包括設(shè)置輪胎所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn))中的各標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)輪胎規(guī)定的負(fù)荷,可以是JATMA中的“最大負(fù)荷能力”、TRA中的“各種冷膨脹壓力下的輪胎負(fù)荷極限”表中所示的最大值,或ETRTO中的“負(fù)荷能力”。在客車用輪胎的情況下,正常負(fù)荷為上述規(guī)定負(fù)荷的88%。
在涂布密封劑期間,輪胎的轉(zhuǎn)速?zèng)]有特別限制。為了提供更合適的效果,轉(zhuǎn)速優(yōu)選為5m/min以上,更優(yōu)選為10m/min以上,但優(yōu)選為30m/min以下,更優(yōu)選為20m/min以下。如果轉(zhuǎn)速低于5m/min或高于30m/min,則不容易涂布具有均勻厚度的密封劑。
當(dāng)使用非接觸式位移傳感器時(shí),可以降低由于密封劑粘附到傳感器而引起的故障的風(fēng)險(xiǎn)。非接觸式位移傳感器不受特別限制,只要傳感器能夠測(cè)量輪胎的內(nèi)周面和噴嘴的前端之間的距離即可。其例子包括激光傳感器、光傳感器和電容傳感器。這些傳感器可以單獨(dú)使用或兩種或更多種的組合使用。對(duì)于橡膠的測(cè)量,在這些中優(yōu)選激光傳感器或光傳感器,更優(yōu)選激光傳感器。當(dāng)使用激光傳感器時(shí),輪胎的內(nèi)周面和噴嘴的前端之間的距離可以按如下方式確定:用激光照射輪胎的內(nèi)周面;基于激光的反射來(lái)確定輪胎的內(nèi)周面和激光傳感器的前端之間的距離;由該確定的距離中減去激光傳感器前端與噴嘴前端之間的距離。
非接觸式位移傳感器的位置沒(méi)有特別限制,只要能夠測(cè)量在涂布密封劑之前輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離即可。傳感器優(yōu)選連接到噴嘴,更優(yōu)選連接到密封劑不會(huì)粘附的位置。
非接觸式位移傳感器的數(shù)量、尺寸和其他條件也沒(méi)有特別限制。
由于非接觸式位移傳感器易受熱影響,因此該傳感器優(yōu)選用隔熱體等保護(hù)和/或用空氣等冷卻,以避免來(lái)自從噴嘴中排出的熱密封劑的熱的影響。這提高了傳感器的耐久性。
盡管第一實(shí)施方式是基于輪胎而不是噴嘴在輪胎的寬度方向和徑向方向上移動(dòng)的例子描述的,但也可以移動(dòng)噴嘴而不是輪胎,或者同時(shí)移動(dòng)輪胎和噴嘴。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選包括增加胎圈部處的輪胎寬度的裝置。在將密封劑涂布于輪胎的過(guò)程中,增加胎圈部處的輪胎寬度可以使密封劑容易地涂布到輪胎上。特別是當(dāng)噴嘴被引入到安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上的輪胎的內(nèi)周面附近時(shí),僅通過(guò)噴嘴的平行移動(dòng)就可以引入噴嘴,這有利于控制并提高生產(chǎn)率。
可以使用能夠增加胎圈部處的輪胎寬度的任何裝置作為增加胎圈部處的輪胎寬度的裝置。其例子包括以下機(jī)構(gòu):該機(jī)構(gòu)中使用兩個(gè)各自具有多個(gè)(優(yōu)選兩個(gè))輥的裝置,輥彼此具有固定位置關(guān)系,并且所述裝置在輪胎的寬度方向上移動(dòng)。該裝置可以通過(guò)輪胎的開口從兩側(cè)插入內(nèi)部,并允許在胎圈部處增加輪胎的寬度。
在該制造方法中,由于在例如雙螺桿捏合擠出機(jī)中混合并且在擠出機(jī)中的交聯(lián)反應(yīng)被抑制的密封劑直接涂布到輪胎內(nèi)周面,因此交聯(lián)反應(yīng)在涂布時(shí)開始,并且密封劑很好地粘附到輪胎內(nèi)周面,同時(shí)更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),由此可以生產(chǎn)具有高密封性能的自密封輪胎。因此,涂布有密封劑的自密封輪胎不需要進(jìn)一步交聯(lián),從而提供良好的生產(chǎn)率。
如果需要,可以將其上涂布有密封劑的自密封輪胎進(jìn)一步進(jìn)行交聯(lián)步驟。
自密封輪胎優(yōu)選在交聯(lián)步驟中加熱。這提高了密封劑的交聯(lián)速率,并且使交聯(lián)反應(yīng)更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行,使得可以以更高的生產(chǎn)率制造自密封輪胎。輪胎可以通過(guò)任何方法加熱,包括已知的方法,但是優(yōu)選在烘箱中加熱。交聯(lián)步驟可以例如通過(guò)將自密封輪胎放置在70℃至190℃,優(yōu)選150℃至190℃的烘箱中2至15分鐘來(lái)進(jìn)行。
輪胎優(yōu)選在交聯(lián)期間沿輪胎的圓周方向旋轉(zhuǎn),因?yàn)檫@樣可以防止甚至剛涂布的易流動(dòng)的密封劑的流動(dòng),并且可以在不劣化均勻性的條件下完成交聯(lián)反應(yīng)。轉(zhuǎn)速優(yōu)選為
300~1000rpm。具體地,例如,可以使用配備有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的烘箱。
即使不另外進(jìn)行交聯(lián)步驟時(shí),輪胎優(yōu)選在輪胎的圓周方向上旋轉(zhuǎn),直到密封劑的交聯(lián)反應(yīng)完成。在這種情況下,可以防止甚至剛涂布的易流動(dòng)的密封劑的流動(dòng),并且可以在不劣化均勻性的條件下完成交聯(lián)反應(yīng)。轉(zhuǎn)速與交聯(lián)步驟中所述的相同。
為了提高密封劑的交聯(lián)速度,優(yōu)選在涂布密封劑之前預(yù)熱輪胎。這樣可以以更高的生產(chǎn)率生產(chǎn)自密封輪胎。用于預(yù)熱輪胎的溫度優(yōu)選為40℃~100℃,更優(yōu)選為50℃~70℃。當(dāng)輪胎在上述溫度范圍內(nèi)預(yù)熱時(shí),交聯(lián)反應(yīng)在涂布時(shí)適當(dāng)?shù)亻_始,并且更合適地進(jìn)行,使得可以制備具有良好密封性能的自密封輪胎。此外,當(dāng)輪胎在上述溫度范圍內(nèi)被預(yù)熱時(shí),交聯(lián)步驟不是必需的,因此可以以高生產(chǎn)率生產(chǎn)自密封輪胎。
通常,連續(xù)捏合機(jī)(特別是雙螺桿捏合擠出機(jī))連續(xù)操作。然而,在自密封輪胎的生產(chǎn)中,在完成將密封劑涂布到一個(gè)輪胎上時(shí),需要一個(gè)接一個(gè)地更換輪胎。這里,為了在減少生產(chǎn)率的下降的同時(shí)生產(chǎn)更高質(zhì)量的自密封輪胎,可以使用以下方法(1)或(2)??紤]到以下缺點(diǎn):方法(1)中的質(zhì)量的下降和方法(2)中的成本增加,可以根據(jù)情況適當(dāng)?shù)剡x擇方法(1)或(2)。
(1)通過(guò)同步運(yùn)行或停止連續(xù)捏合機(jī)和所有進(jìn)料器來(lái)控制密封劑向輪胎內(nèi)周面的進(jìn)料。
具體地,在完成對(duì)一個(gè)輪胎的涂布時(shí),可以同步停止連續(xù)捏合機(jī)和所有進(jìn)料器,用另一個(gè)輪胎更換該輪胎,優(yōu)選在一分鐘內(nèi)完成更換,然后同步運(yùn)行連續(xù)捏合機(jī)和所有進(jìn)料器以重新啟動(dòng)對(duì)輪胎的涂布。通過(guò)快速更換輪胎,優(yōu)選在一分鐘內(nèi)更換,可以降低質(zhì)量的劣化。
(2)通過(guò)在允許連續(xù)捏合機(jī)和所有進(jìn)料器保持運(yùn)行的同時(shí)切換流動(dòng)通道來(lái)控制密封劑向輪胎的內(nèi)周面的供給。
具體地,除了用于直接供給到輪胎內(nèi)周面的噴嘴之外,連續(xù)捏合機(jī)可以設(shè)置有另一流動(dòng)通道,并且在完成對(duì)一個(gè)輪胎的涂布之后,所制備的密封劑可以從另一流動(dòng)通道排出,直到完成輪胎的更換。根據(jù)該方法,由于可以在連續(xù)捏合機(jī)和所有進(jìn)料器保持運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)生產(chǎn)自密封輪胎,所以所生產(chǎn)的自密封輪胎可以具有更高的質(zhì)量。
可用于上述自密封輪胎的胎體中的胎體簾線的非限制性例子包括纖維簾線和鋼絲簾線。其中優(yōu)選鋼絲簾線。特別優(yōu)選JIS G 3506中規(guī)定的硬鋼線材形成的鋼絲簾線。在自密封輪胎中,使用強(qiáng)的鋼絲簾線而不是常用的纖維簾線作為胎體簾線可以極大地改善耐側(cè)切性(抵抗因行駛過(guò)路緣(curbs)或其它原因而在輪胎側(cè)部形成切口),并且由此進(jìn)一步提高包括側(cè)部在內(nèi)的整個(gè)輪胎的耐刺穿性。
鋼絲簾線可以具有任何結(jié)構(gòu)。例子包括具有1×n的單股結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線、具有k+m的層股結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線、具有1×n的束結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線和具有m×n的多股結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線。術(shù)語(yǔ)“具有1×n的單股結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線”是指,通過(guò)纏繞n根絲制備的單層捻合鋼絲簾線。術(shù)語(yǔ)“具有k+m的層股結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線”是指具有兩層結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線,其中兩層在扭轉(zhuǎn)方向和扭距上彼此不同,并且內(nèi)層包括k根絲,而外層包括m根絲。術(shù)語(yǔ)“具有1×n的束結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線”是指通過(guò)纏繞n根絲的絲束而制備的絲束鋼絲簾線。術(shù)語(yǔ)“具有m×n的多股結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線”是指通過(guò)纏繞由n根絲捻合在一起而制得的m股所制備的多股鋼絲簾線。這里,n表示1~27的整數(shù),k表示1~10的整數(shù),m表示1~3的整數(shù)。
鋼絲簾線的扭距優(yōu)選為13mm以下,更優(yōu)選為11mm以下,但優(yōu)選為5mm以上,更優(yōu)選為7mm以上。
鋼絲簾線優(yōu)選包含至少一根形成為螺旋形狀的預(yù)成型長(zhǎng)絲。這種預(yù)成型長(zhǎng)絲在鋼絲簾線內(nèi)提供相對(duì)大的間隔以改善橡膠滲透性,并且還在低負(fù)荷下保持伸長(zhǎng)率,從而可以防止硫化期間的成型故障。
鋼絲簾線的表面優(yōu)選鍍有黃銅、Zn或其它材料以改善對(duì)橡膠組合物的初始粘合性。
鋼絲簾線優(yōu)選在50N的負(fù)荷下具有0.5%至1.5%的伸長(zhǎng)率。如果在50N的負(fù)荷下的伸長(zhǎng)率大于1.5%,則增強(qiáng)簾線在高負(fù)荷下的伸長(zhǎng)率可能降低,因此無(wú)法保持干擾吸收性。相反,如果在50N的負(fù)荷下的伸長(zhǎng)率小于0.5%,則簾線在硫化期間不顯示足夠的伸長(zhǎng)率,因此可能發(fā)生成型故障。鑒于上述,在50N的負(fù)荷下的伸長(zhǎng)率更優(yōu)選為0.7%以上,更優(yōu)選為1.3%以下。
鋼絲簾線的端部數(shù)量?jī)?yōu)選為20~50個(gè)(端部/5cm)。
<第二實(shí)施方式>
本發(fā)明人的研究進(jìn)一步表明,僅使用根據(jù)第一實(shí)施方式的方法具有以下缺點(diǎn):具有大致條狀的密封劑有時(shí)難以附著到輪胎的內(nèi)周面,并且該密封劑可能容易剝離,特別是在附著起始部容易剝離。第二實(shí)施方式的特征在于,在用于生產(chǎn)自密封輪胎的方法中,在以下條件下附著密封劑:將輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離調(diào)節(jié)到距離d1,然后調(diào)節(jié)到大于距離d1的距離d2。在這種情況下,在附著開始時(shí),輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離縮短,從而能夠增大與附著起始部對(duì)應(yīng)的密封劑的寬度。結(jié)果,可以容易地制造自密封輪胎,其中,大致為條狀的粘合密封劑至少連續(xù)地且螺旋地附著到對(duì)應(yīng)于胎面部的輪胎的內(nèi)周面,并且密封劑的至少一個(gè)縱向端部形成寬度大于縱向鄰接部分的寬度的較寬部分。在該自密封輪胎中,對(duì)應(yīng)于開始附著的密封劑的部分具有較大的寬度,以改善該部分的粘合,從而可以防止該部分的密封劑的剝離。
第二實(shí)施方式的描述基本上僅包括與第一實(shí)施方式不同的特征,并且省略與第一實(shí)施方式的描述重復(fù)的內(nèi)容。
圖5是顯示被包含在圖1所示的涂布器中的噴嘴前端附近的放大圖。圖5(a)顯示剛開始附著密封劑后的狀態(tài),圖5(b)顯示經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后的狀態(tài)。
圖5分別顯示了輪胎10的一部分沿著包括輪胎的圓周方向和徑向的平面截取的橫截面。在圖5中,輪胎的寬度方向(軸向)由箭頭X表示,輪胎的圓周方向由箭頭Y表示,輪胎的徑向由箭頭Z表示。
根據(jù)第二實(shí)施方式,將通過(guò)硫化步驟形成的輪胎10首先安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上,并且將噴嘴30插入輪胎10的內(nèi)部。然后,如圖1和圖5所示,輪胎10旋轉(zhuǎn)并同時(shí)在寬度方向上移動(dòng),同時(shí)密封劑20從噴嘴30中排出,由此將密封劑連續(xù)地涂布到輪胎10的內(nèi)周面11。輪胎10根據(jù)例如預(yù)先輸入的輪胎10的內(nèi)周面11的輪廓,沿寬度方向移動(dòng)。
由于密封劑20是粘合劑并且具有大致條狀的形狀,所以密封劑20連續(xù)地且螺旋地附著到輪胎10的對(duì)應(yīng)于胎面部的內(nèi)周面11上。
在該過(guò)程中,如圖5(a)所示,在以下條件下附著密封劑20:從附著開始起的規(guī)定時(shí)間內(nèi),將輪胎10的內(nèi)周面11與噴嘴30的前端31之間的距離調(diào)整為距離d1。然后,在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后,如圖5(b)所示,輪胎10沿徑向移動(dòng),將距離改變?yōu)榇笥诰嚯xd1的距離d2,并且附著密封劑20。
在完成密封劑的附著之前,距離可以從距離d2變回到距離d1。考慮到生產(chǎn)效率和輪胎重量平衡,優(yōu)選保持距離d2直到密封劑附著完成。
優(yōu)選從附著開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持距離d1恒定,并且在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后,保持距離d2恒定,但是距離d1和d2不一定是恒定的,只要它們滿足d1<d2的關(guān)系。
距離d1沒(méi)有特別限定。為了提供更合適的效果,距離d1優(yōu)選為0.3mm以上,更優(yōu)選為0.5mm以上。如果距離d1小于0.3mm,則噴嘴的前端太接近輪胎的內(nèi)周面,使得密封劑容易粘附到噴嘴上,并且噴嘴可能需要更頻繁地清潔。距離d1也優(yōu)選為2mm以下,更優(yōu)選為1mm以下。如果距離d1大于2mm,則由形成較寬部分所產(chǎn)生的效果可能不足。
距離d2也沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,距離d2優(yōu)選為0.3mm以上,更優(yōu)選為1mm以上,但優(yōu)選為3mm以下,更優(yōu)選為2mm以下。距離d2優(yōu)選與上述受控距離d0相同。
這里,輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離d1、d2均是指在輪胎徑向上的輪胎的內(nèi)周面與噴嘴的前端之間的距離。
在密封劑的附著期間,輪胎的轉(zhuǎn)速?zèng)]有特別限制。為了提供更合適的效果,轉(zhuǎn)速優(yōu)選為5m/min以上,更優(yōu)選為10m/min以上,但優(yōu)選為30m/min以下,更優(yōu)選為20m/min以下。如果轉(zhuǎn)速低于5m/min或高于30m/min,則不容易附著具有均勻厚度的密封劑。
根據(jù)第二實(shí)施方式的自密封輪胎可以通過(guò)上述步驟制造。
圖6是示意性地顯示根據(jù)第二實(shí)施方式的附著到自密封輪胎上的密封劑的例子的說(shuō)明圖。
大致條狀的密封劑20沿輪胎的圓周方向纏繞并連續(xù)且螺旋地附著。這里,密封劑20的一個(gè)縱向端部形成較寬部分21,其寬度大于縱向鄰接部分的寬度。較寬部分21對(duì)應(yīng)于密封劑的附著起始部分。
密封劑的較寬部分的寬度(所涂布的密封劑的較寬部分的寬度,圖6中由W1表示的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,較寬部分的寬度優(yōu)選為除了較寬部分之外的密封劑寬度的103%以上,更優(yōu)選為110%以上,更優(yōu)選為120%以上(由圖6中W0表示的長(zhǎng)度)。如果其小于103%,則由形成較寬部分產(chǎn)生的效果可能不足。密封劑的較寬部分的寬度也優(yōu)選為除了較寬部分之外的密封劑寬度的210%以下,更優(yōu)選為180%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為160%以下。如果其大于210%,則為了形成較寬部分,噴嘴的前端需要被設(shè)置成過(guò)度靠近輪胎的內(nèi)周面,結(jié)果是密封劑容易粘附到噴嘴上,并且噴嘴可能需要更頻繁地清潔。此外,輪胎重量平衡可能受損。
密封劑的較寬部分的寬度優(yōu)選在縱向方向上基本上恒定,但是可以部分地基本上不恒定。例如,較寬部分可以具有寬度在附著開始部分處最大并且沿縱向方向逐漸減小的形狀。本文所謂的基本上恒定的寬度是指寬度在90%至110%,優(yōu)選97%至103%,更優(yōu)選98%至102%,還更優(yōu)選99%至101%的范圍內(nèi)變化。
密封劑的較寬部分的長(zhǎng)度(所涂布的密封劑的較寬部分的長(zhǎng)度,由圖6中的L1表示的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,該長(zhǎng)度優(yōu)選小于650mm,更優(yōu)選小于500mm,還更優(yōu)選小于350mm,特別優(yōu)選小于200mm。如果該長(zhǎng)度為650mm以上,則噴嘴的前端被設(shè)置成更長(zhǎng)時(shí)間地接近輪胎的內(nèi)周面,因此密封劑容易附著在噴嘴上,從而需要更頻繁地清洗噴嘴。此外,輪胎重量平衡可能受損。密封劑優(yōu)選具有較短的較寬部分。然而,為了控制輪胎的內(nèi)周面和噴嘴的前端之間的距離,較寬部分的長(zhǎng)度的極限為約10mm。
除了較寬部分之外的密封劑的寬度(除了較寬部分之外的涂布的密封劑的寬度,由圖6中的W0表示的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,該寬度優(yōu)選為0.8mm以上,更優(yōu)選為1.3mm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.5mm以上。如果該寬度小于0.8mm,則圍繞輪胎內(nèi)周面的密封劑的匝數(shù)可能增加,從而降低生產(chǎn)效率。較寬部分以外的密封劑的寬度也優(yōu)選為18mm以下,更優(yōu)選為13mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為9.0mm以下,特別優(yōu)選為7.0mm以下,最優(yōu)選為6.0mm以下,還最優(yōu)選為5.0mm以下。如果寬度大于18mm,則更可能發(fā)生重量不平衡。W0優(yōu)選與上述W相同。
除了較寬部分之外的密封劑的寬度優(yōu)選在縱向方向上基本上恒定,但是可以部分地基本上不恒定。
附著密封劑的區(qū)域的寬度(下文中也稱為附著區(qū)域的寬度或密封劑層的寬度,對(duì)應(yīng)于等于圖6中的W1+6×W0的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,寬度優(yōu)選為胎面接地寬度的80%以上,更優(yōu)選為90%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為100%以上,但優(yōu)選為120%以下,更優(yōu)選為110%以下。
為了提供更合適的效果,密封劑層的寬度優(yōu)選為輪胎的緩沖層寬度(緩沖層在輪胎寬度方向上的長(zhǎng)度)的85%~115%,更優(yōu)選為95%~105%。
在根據(jù)第二實(shí)施方式的自密封輪胎中,密封劑優(yōu)選在寬度方向上不重疊地附著,更優(yōu)選不間隔地附著。
在根據(jù)第二實(shí)施例的自密封輪胎中,密封劑的另一縱向端部(對(duì)應(yīng)于附著結(jié)束部分的端部)也可以形成寬度大于縱向鄰接部分的寬度的較寬部分。
密封劑的厚度(涂布的密封劑或密封劑層的厚度,圖8中的D所示的長(zhǎng)度)沒(méi)有特別限制。為了提供更合適的效果,密封劑的厚度優(yōu)選為1.0mm以上,更優(yōu)選為1.5mm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0mm以上,特別優(yōu)選為2.5mm以上,但優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為8.0mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0mm以下。如果厚度小于1.0mm,則在輪胎中形成的穿孔難以可靠地密封。另外,超過(guò)10mm的厚度是不優(yōu)選的,因?yàn)檩喬ブ亓吭黾?,卻幾乎不改善密封穿孔的效果。
密封劑優(yōu)選具有基本上恒定的厚度(所涂布的密封劑或密封劑層的厚度)。在這種情況下,可以進(jìn)一步防止輪胎均勻性的劣化,并且可以制造具有更好的重量平衡的自密封輪胎。
密封劑的厚度(涂布的密封劑或密封劑層的厚度,圖8中的D所示的長(zhǎng)度)對(duì)除了較寬部分之外的密封劑的寬度(除了較寬部分之外的涂布的密封劑的寬度,圖6中的W0表示的長(zhǎng)度)的比值[(密封劑的厚度)/(除了較寬部分之外的密封劑的寬度)]優(yōu)選為0.6~1.4,更優(yōu)選為0.7~1.3,進(jìn)一步優(yōu)選為0.8~1.2,特別優(yōu)選0.9~1.1。接近1.0的比值可以獲得具有理想的條狀形狀的密封劑,使得可以以更高的生產(chǎn)率制造具有良好密封性能的自密封輪胎。
為了提供更合適的效果,密封劑的橫截面面積(所涂布的密封劑的橫截面面積,由圖8中的D×W計(jì)算的面積)優(yōu)選為0.8mm2以上,更優(yōu)選為1.95mm2以上,更優(yōu)選為3.0mm2以上,特別優(yōu)選為3.75mm2以上,但優(yōu)選為180mm2以下,更優(yōu)選為104mm2以下,進(jìn)一步優(yōu)選為45mm2以下,特別優(yōu)選為35mm2以下,最優(yōu)選為25mm2以下。
根據(jù)第二實(shí)施方式,即使當(dāng)密封劑具有在前述范圍內(nèi)的粘度,特別是相對(duì)高的粘度時(shí),通過(guò)使對(duì)應(yīng)于密封劑開始附著的部分變寬,可以提高該部分的粘合性,從而可以防止該部分的密封劑的剝離。
根據(jù)第二實(shí)施方式的自密封輪胎優(yōu)選如上所述地制造。然而,自密封輪胎也可以通過(guò)任何其它合適的方法制造,只要使密封劑的至少一個(gè)端部形成較寬的部分即可。
雖然上述描述,特別是第一實(shí)施方式中的描述解釋了在將密封劑涂布到輪胎的內(nèi)周面時(shí)使用非接觸式位移傳感器的情況,但是密封劑可以在根據(jù)預(yù)先輸入的坐標(biāo)數(shù)據(jù)控制噴嘴和/或輪胎的移動(dòng)的同時(shí)涂布于輪胎的內(nèi)周面,而不使用非接觸式位移傳感器進(jìn)行測(cè)量。