CN1299922C - 自密封轮胎及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的自密封轮胎，遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层。该穿孔密封层形成为在露出于外周面侧的那样地浸含有粘着材料的环状的海绵层的外周面上、设置与轮胎内壁面粘接的由粘着材料构成的粘接层的结构。借助压缩地装设的海绵层的复原力，穿孔密封层被压接在轮胎内壁面上。

Description

自密封轮胎及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种自密封轮胎及其制造方法，其具有自封闭功能，在车辆行驶过程中在因被钉子等刺穿胎面而扎破轮胎时、可通过堵塞穿孔而防止空气泄漏。
背景技术
随着高速公路的普及，对具有自封闭功能轮胎的需求与日俱增。在此之前，已提出了多种具有穿孔密封层的自密封轮胎。
在以往，例如，提出了一种在轮胎胎冠的内侧涂布高粘度的粘着材料而作为密封材料、从而形成穿孔密封层那样的自密封轮胎。
但是这种自密封轮胎，在轮胎高速旋转时，粘着材料会因离心力而向胎冠部的中央侧流动，因此存在有不能对在胎肩部的穿孔起到封闭作用。
另外，特开昭54-6206号公报中提出了通过使浸含有与上述相同的粘着材料的海绵层贴附在轮胎胎冠的内侧而形成穿孔密封层的自密封轮胎。在这种自密封轮胎中，是当在轮胎内侧形成了海绵层之后，一边使轮胎旋转，一边使粘着材料通过挤压辊而从该海绵层的表面浸入到内部，从而形成穿孔密封层。
因此，要为了将粘着材料送到轮胎内侧而使其充分地浸含在海绵层中，就必须一边施加较高的挤压力、一边使轮胎以较低的旋转速度旋转。这就导致产生了使粘着材料浸入的作业较费时、作业性较差的问题。
另外，因为粘着材料在海绵层的表面露出，所以在运输、保管等时会附着灰尘、异物，影响美观，再者，在操作处理轮胎时，粘着材料会附着到作业人员的手上、装置上，因此操作处理比较困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在车辆行驶过程中粘着材料不移动、穿孔密封层成形时的作业性良好、且不致于使美观变差、操作处理性能优良的自密封轮胎及其制造方法。
达成上述目的的本发明的自密封轮胎，是遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层的自密封轮胎，其中，将该穿孔密封层的结构设为，在露出于外周面侧那样地浸含有粘着材料的环状的海绵层的外周面上，设置与上述轮胎内壁面粘接的由粘着材料构成的粘接层；借助以压缩后的状态装设的上述海绵层的复原力，将上述穿孔密封层压接在上述轮胎内壁面上。
本发明的自密封轮胎的制造方法，是遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层的自密封轮胎的制造方法，其中，使粘着材料从环状的海绵层的外周面侧浸含，形成使粘着材料露出于外周面侧那样的浸含有粘着材料的海绵层，并在该浸含有粘着材料的海绵层的外周面上形成由粘着材料构成的粘接层，从而形成穿孔密封层，借助压缩后的上述海绵层的复原力、经由上述粘接层而将该穿孔密封层压接在上述轮胎内壁面上。
本发明的另一自密封轮胎的制造方法，是遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层的自密封轮胎的制造方法，其中，使粘着材料从环状的海绵层的外周面侧浸含，形成使粘着材料露出于外周面侧那样的浸含有粘着材料的海绵层，同时在该浸含有粘着材料的海绵层的外周面上形成由上述粘着材料构成的粘接层，从而形成穿孔密封层，借助压缩后的上述海绵层的复原力、经由上述粘接层而将该穿孔密封层压接在上述轮胎内壁面上。
根据上述的本发明，因为将密封穿孔用的粘着材料浸含在海绵层中，所以可以防止因车辆行驶时的离心力而使粘着材料向胎冠部中央侧流动，因此可以封闭在胎肩部附近的穿孔。
因为是以使粘着材料在海绵层的外周面侧露出、而在内周面侧不使粘着材料露出的方式浸含的，所以可以防止在运输、保管等时灰尘、异物等附着在海绵层内圆周面上的现象。因此，不会影响外观质量。再者，因为在操作处理轮胎时粘着材料不会粘附到作业人员手上、作业机械上，所以轮胎的操作处理非常容易。
另外，因为是将粘着材料预先浸含在海绵层中，并借助压缩后的海绵层的复原力而将穿孔密封层压接在轮胎内壁面上，所以不需要使用转辊等从外部施加较大压力来进行压接作业，即可使穿孔密封层简易且牢固地粘接在轮胎内壁面上。因此能够改善作业性能。
附图的简要说明
图1是表示本发明的自密封轮胎一例的轮胎子午线半剖面图。
图2是图1中箭头A所示部分的剖面放大图。
图3是穿孔密封层装设前的圆环状海绵层的立体图。
图4是表示本发明的自密封轮胎的制造方法中、形成穿孔密封层的工序的概要图。
图5是表示本发明的自密封轮胎上所装设的穿孔密封层的其它例子的主要部位剖面放大图。
图6是表示形成图5中的穿孔密封层的工序的概要图。
用于实施发明的优选形式
下面，参照附图对本发明的实施形态进行说明。在各图中，对相同的构成要素标以相同的符号，并省略重复说明。
在图1中，本发明的自密封轮胎由充气轮胎1、和遍及从该充气轮胎1的一侧的胎肩部S到另一侧的胎肩部S的轮胎内壁面1X的整个表面地装设的穿孔密封层2构成。
充气轮胎1具有胎冠部11、左右胎侧部12及左右胎圈部13。在左右胎圈部13之间架设有胎体层14，其两端部14a绕过胎圈部13中所埋设的胎圈芯15从轮胎内侧向外侧反向折回。在胎冠部11的胎体层14的外周侧铺设多个束带层16。CL是轮胎中心线。
穿孔密封层2被形成为圆环状，其结构如图2所示，在作为密封材料而以在内周面侧不露出、在外周面侧露出的方式浸含有高粘度的粘着材料X的海绵层3的外周面3a上，设有与轮胎内壁面1X紧密粘接的由粘着材料构成的粘接层4。
粘接层4的粘着材料是由与海绵层3中浸含的粘着材料X同样的高粘度的粘着组合物构成的。粘接层4被一体形成在海绵层3的外周面3a上。
具有弹性的圆环状的海绵层3，在向充气轮胎1装设穿孔密封层2之前的状态下的海绵层3(参照图3)的外周面的周长(外周长)Ls，比装设有穿孔密封层2的、两胎肩部S之间的轮胎内壁面1X的轮胎内周长Lt长，海绵层3以沿轮胎径向被向内侧压缩的状态而被装设，借助海绵层3的向轮胎径向方向外侧的复原力，穿孔密封层2被压接在轮胎内壁面1X上。
具有上述穿孔密封层2的自密封轮胎，以如下方式进行制造。
如图4所示，通过一对转辊7、7，将从粘着材料压出机的吐出口6吐出的粘着材料X顺序地压接在由转辊5、5驱使旋转的预先形成的圆环状的海绵层3的外周面3a上。由此，从外周面3a侧使粘着材料X浸含在海绵层3内，形成使粘着材料X只在外周面侧露出而在内周面侧不露出那样的浸含有粘着材料的海绵层3’，同时，在浸含有粘着材料的海绵层3’的外周面3’a(海绵层3的外周面3a)上形成了由粘着材料X构成的粘接层4，从而就形成了穿孔密封层2。
其次，在将所得到的穿孔密封层2以压缩后的状态放入到充气轮胎1内之后，解除压缩。借助将要恢复到原来的大小的海绵层3的复原力，从而穿孔密封层2以使粘接层4紧密地接合在轮胎内壁面1X上的状态被压接，这样不必从外部施加强大的挤压力进行压接，即可将穿孔密封层2压接在轮胎内壁面1X上，并牢固地粘接。
根据上述的本发明的自密封轮胎，因为是使穿孔密封层2中所用的粘着材料X浸含在海绵层3中的结构，所以可以防止因车辆行驶时的离心力而引起的粘着材料X的流动。因此，粘着材料X就不会向胎冠部11的中央侧流动，所以即使在胎肩部S附近也可以发挥穿孔密封的性能。
另外，因为采用的是使粘着材料X以在海绵层3的外周面侧露出那样的方式进行浸含、而在内周面侧不露出的形式，所以在运输、保管等时不会附着灰尘、异物等，因此不会影响美观。再者，在轮胎的操作处理时粘着材料不会粘附到作业人员手上、作业装置上，所以操作处理性比较。
并且，因为是使粘着材料X预先浸含在海绵层3中，并借助压缩后的海绵层3的复原力而将穿孔密封层2压接在轮胎内壁面1X上，所以不需要通过压接转辊等从外部施加较大的力来进行压接作业，就可以将穿孔密封层2简易且牢固地粘接在轮胎内壁面1X上。因此可以获得较理想的作业性。
图5所示的是本发明的自密封轮胎中所使用的穿孔密封层的其它例子。该穿孔密封层中，由具有高粘度的密封性的、与粘着材料X由不同的粘着组合物构成的粘着材料Y构成粘接层4。
这种穿孔密封层2，如图6所示，通过一对转辊7、7将从第一粘着材料压出机的吐出口6吐出的粘着材料X，顺次地压入到借助转辊5、5驱动旋转的圆环状的海绵层3的外周面3a上。通过这样，从外周面3a侧将粘着材料X浸含在海绵层3中，顺次形成使粘着材料X不在内周面侧露出而在外周面侧露出的浸含有粘着材料的海绵层3’。
其次，通过一对转辊9、9将从第二粘着材料压出机的吐出口8吐出的粘着材料Y顺次地压接在粘着材料海绵层3’的外周面3’a上。通过这样，就在外周面3’a上顺次地形成了粘接层4。通过将粘着材料X、Y在海绵层3上压接一周，从而形成图5所示的穿孔密封层2。
这样而形成的穿孔密封层2，与上述同样地被压接在轮胎内壁面1X上。
虽然使穿孔密封层2的粘接层4如上述那样由与粘着材料X不同的粘着材料Y构成，但能够获得与上述同样的效果。
图5所示的穿孔密封层2，还可通过预先在轮胎内壁面1X上形成由粘着材料Y构成的粘接层4，然后使浸含有粘着材料的海绵层3’粘接层4而形成。形成在内壁面1X上的粘接层4当然也可以用粘着材料X来形成。
在本发明中，上述海绵层3的外周长Ls和轮胎内壁面1X的轮胎内周长Lt，在作为轮胎中心线CL的位置处优选设为1.1Lt≤Ls≤1.3Lt关系。
如果海绵层3的外周长Ls小于1.1Lt，则难以借助海绵层3的复原力将穿孔密封层2牢固地粘接在轮胎内壁面1X上，导致穿孔密封性能降低。相反，如果大于1.3Lt，则因为海绵层3的周长过长，导致海绵层3在内周侧部分地出现褶皱，从而产生粘接不充分的部位，当被钉子等刺破时，该部位会从轮胎内壁面1X上剥离，而成为使穿孔密封性能降低的原因。
穿孔密封层装设前的海绵层3的厚度和在海绵层3中浸含的粘着材料X的浸含深度，可以根据作为装设对向的充气轮胎的尺寸适当选择。从防止轮胎重量过度增加和确保良好的密封性能的观点考虑，最好将海绵层3的厚度设为5～15mm，将粘着材料X的浸含深度设为4～12mm。另外，粘着材料X的浸含量以0.1～0.5g/cm3为宜。
作为构成海绵层3的材料，可以适宜选用具有可浸含粘着材料X的连续泡沫的橡胶、聚氨酯类、尼龙等树脂的泡沫材料。优选使用连续泡沫型环氧系聚氨酯泡沫材料。
作为用于粘着材料X的粘着组合物，可适宜选用在弹性材料中配有非结晶聚烯烃、石蜡油或液态聚丁烯等低分子低聚物、石油树脂等的粘合剂而成的混合物。作为弹性材料，例如可以使用选自丁基橡胶、聚异丁烯、天然橡胶、异戊二烯橡胶、聚丁烯等中的至少一种的弹性材料，但在提高无穿孔的通常使用状态下的轮胎的耐空气透气性方面要比较理想。
在粘接层4也由粘着材料X形成的情况下，则可以使用在上述弹性材料中配有液态聚丁烯等低分子低聚物、石油树脂等粘合剂而成的混合物。
作为用于粘着材料Y的粘着组合物，可以使用与粘接层4也由粘着材料X形成的情况相同的混合物。
也可以在粘着材料X、Y中配入适当的交连剂、硫化剂，以赋予粘着材料耐热性。例如，在使用丁基橡胶或聚丁烯时，可以配入p-醌二肟等。
粘着材料X、Y优选由不含溶剂的粘着组合物构成。其粘度最好调整为约10000Pa·S。
实施例1
制作轮胎尺寸同为205/65R15、轮胎结构同为如图1所示的本发明的轮胎和比较轮胎；其中本发明轮胎是使海绵层的外周长Ls比轮胎内壁面的轮胎内周长Lt长、并借助海绵层的复原力而将穿孔密封层压接在轮胎内壁面上的轮胎；比较轮胎是将海绵层的外周长Ls和轮胎内壁面的轮胎内周长Lt为相等的穿孔密封层装设在轮胎内壁面上而成的轮胎。
在本发明的轮胎中，装设前的海绵层的外周长Ls，在轮胎中心线上的位置处是轮胎内壁面的轮胎内周长Lt的1.2倍。
在本发明轮胎和比较轮胎中，海绵层由连续泡沫型环氧系聚氨酯泡沫材料构成，粘着材料使用了以丁基橡胶和液态聚丁烯为主要成分的组合物。
另外，在本发明轮胎和比较轮胎中，分别是海绵层厚度为10mm，粘着材料的浸含深度为8mm。
将这些试验轮胎装设到轮辋尺寸为15×6JJ的轮辋上，将气压设为200Kpa。然后按以下所示的测定条件进行穿孔密封性能的评价试验，然后得到了如表1所示的结果。
穿孔密封性能
将钉子以刺穿穿孔密封层的那样刺入到各试验轮胎的胎冠部，然后将该钉子拔出，将各试验轮胎静置24小时。测定24小时后的各试验轮胎的气压。以○和×这样2个等级进行评价，○表示不漏气，×表示漏气。
表1
  本发明轮胎   比较轮胎
  穿孔密封性能   ○   ×
从表1可以看出，借助海绵层的复原力将穿孔密封层压接在轮胎内壁面上的本发明轮胎发挥了良好的穿孔密封性能。
实施例2
分别制作了轮胎尺寸、轮胎结构与实施例1相同，且装设有穿孔密封层的实验轮胎1～5，该穿孔密封层使轮胎中心线上的位置处的装设前的海绵层的外周长Ls相对于轮胎内壁面的轮胎内周长Lt如表2那样变更。
在试验轮胎中，海绵层由连续泡沫型环氧系聚氨酯泡沫材料构成，粘着材料使用了以丁基橡胶和液态聚丁烯为主要成分组合物。海绵层的厚度t和粘着材料的浸含深度h分别如表2所示。
在使各试验轮胎与实施例1同样地进行了穿孔密封性能评价试验之后，得到了表2所示的结果。
表2
 试验轮胎1   试验轮胎2  试验轮胎3  试验轮胎4  试验轮胎5
  外周长Ls  1.05Lt   1.10Lt  1.20Lt  1.30Lt  1.40Lt
  厚度t(mm)  10   10  10  10  10
  深度h(mm)  8   6  8  8  8
  穿孔密封性能  ×   ○  ○  ○  ×
从表2可知，使海绵层的外周长Ls相对于轮胎内壁面的轮胎内周长Lt为1.1～1.3比较理想。
如以上说明的那样，本发明因为使穿孔密封层中所用的粘着材料浸含在海绵层中，所以可以防止因车辆行驶时的离心力而引起粘着材料向胎面中央侧流动的现象。
因为使粘着材料在内周面侧不露出，而在海绵层的外周面侧露出，所以不会因为在运输、保管等时附着灰尘、异物等而影响美观，进而可获得理想的操作处理性能。
另外，因为将粘着材料预先浸含在海绵层中，借助压缩后的海绵层的复原力将穿孔密封层压接在轮胎内壁面上，所以不需要使用转辊等从外部施加较大的挤压力来进行压接作业，即可容易且牢固地使穿孔密封层粘接在轮胎内壁面上，因此作业性较理想。
产业上利用的可能性
拥有上述优良的效果的本发明，作为具有可以在因车辆行驶过程中被钉子等刺穿胎冠部而刺破轮时、通过堵塞穿孔而防止轮胎空气向外部泄漏的自封闭功能的自密封轮胎，能够极其有效地加以利用。

Claims (13)

1.一种自密封轮胎，其是遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层的自密封轮胎，其中，将该穿孔密封层的结构设为，在以露出于外周面侧的那样浸含有粘着材料的环状的海绵层的外周面上，设置与上述轮胎内壁面粘接的由粘着材料构成的粘接层；借助以压缩后的状态装设的上述海绵层的复原力将上述穿孔密封层压接在上述轮胎内壁面上。
2.如权利要求1所述的自密封轮胎，其中，将在上述穿孔密封层装设前的上述海绵层的与上述充气轮胎的轮胎中心线相对应的位置处的外周长Ls，相对于上述轮胎内壁面的上述轮胎中心线上的轮胎内周长Lt，设为1.1Lt≤Ls≤1.3Lt。
3.如权利要求1或2所述的自密封轮胎，其中，上述粘接层由与浸含在上述海绵层中的粘着材料相同的粘着组合物构成。
4.如权利要求3所述的自密封轮胎，其中，将上述粘接层一体地形成在上述海绵层的外周面上。
5.如权利要求1所述的自密封轮胎，其中，将上述穿孔密封层装设前的上述海绵层的厚度设为5～15mm。
6.如权利要求5所述的自密封轮胎，其中，在上述穿孔密封层装设前，将上述海绵层中所浸含的粘着材料的浸含深度设为4～12mm。
7.如权利要求1所述的自密封轮胎，其中，上述粘着材料由不含溶剂的粘着组合物构成。
8.一种自密封轮胎的制造方法，其是遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层的自密封轮胎的制造方法，其中，从环状的海绵层的外周面侧浸含粘着材料，形成使粘着材料在外周面侧露出那样的浸含有粘着材料的海绵层，然后在该浸含有粘着材料的海绵层的外周面上形成由粘着材料构成的粘接层，从而形成穿孔密封层，借助压缩后的上述海绵层的复原力、经由上述粘接层而将该穿孔密封层压接在上述轮胎内壁面上。
9.如权利要求8所述的自密封轮胎的制造方法，其中，将在上述穿孔密封层装设前的上述海绵层的与上述充气轮胎的轮胎中心线相对应的位置处的外周长Ls，相对于上述轮胎内壁面的上述轮胎中心线上的轮胎内周长Lt，设为1.1Lt≤Ls≤1.3Lt。
10.如权利要求8或9所述的自密封轮胎制造方法，其中，上述粘着材料由不含溶剂的粘着组合物构成。
11.一种自密封轮胎的制造方法，其是遍及从充气轮胎的一侧的胎肩部到另一侧的胎肩部的轮胎内壁面的整个表面地装设有穿孔密封层的自密封轮胎的制造方法，其中，从环状的海绵层的外周面侧浸含粘着材料，在形成使粘着材料在外周面侧露出那样的浸含有粘着材料的海绵层的同时，在该浸含有粘着材料的海绵层的外周面上形成由上述粘着材料构成的粘接层，从而形成穿孔密封层，借助压缩后的上述海绵层的复原力、经由上述粘接层而将该穿孔密封层压接在上述轮胎内壁面上。
12.如权利要求11所述的自密封轮胎的制造方法，其中，将在上述穿孔密封层装设前的上述海绵层的与上述充气轮胎的轮胎中心线相对应的位置处的外周长Ls，相对于上述轮胎内壁面的上述轮胎中心线上的轮胎内周长Lt，设为1.1Lt≤Ls≤1.3Lt。
13.如权利要求11或12所述的自密封轮胎的制造方法，其中，上述粘着材料由不含溶剂的粘着组合物构成。
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