轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于装配在轮辋上的轮胎，并且特别涉及其中胎身的至少一部分 由树脂材料形成的轮胎。
【背景技术】
[0002] 迄今，由橡胶、有机纤维材料、钢部件等构成的充气轮胎已经用于例如乘用车等的 车辆。用于传统充气轮胎的通常的橡胶材料不具有耐热性等的问题。然而，轮胎生产过程 通常包括多个过程，例如混炼、放置（seating)、成型和硫化，并且需要对生产性的改善。
[0003] 然而，从轻量化、成型容易、和回收容易的观点，近来已经研究了使用树脂材料、特 别是热塑性树脂和热塑性弹性体作为轮胎材料。例如，使用热塑性高分子材料形成的充气 轮胎记载于以下专利文献KJP-A No. 2003-104008)中。从提高生产性，例如注射成型的能 力的观点，热塑性高分子材料（热塑性树脂）具有很多优势。
[0004] 此外，也已经提出：包括卤化异丁烯弹性体、聚酰胺、和具有高于70°C且低 于200°C的熔点的防老剂的动态交联共混物（参见专利文献2(日本国家阶段公布 2006-514141))作为确保树脂用于轮胎的一部分（例如内衬层）的技术来形成的热塑性弹 性体组合物。
[0005] 相关文献
[0006] 专利文献 I :JP-A No. 2003-104008
[0007] 专利文献 2 :JP-A No. 2006-514141
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 将上述热塑性树脂用于轮胎材料，特别用于胎身，确保对生产性作出大的改善。然 而，通常的热塑性树脂在接近熔融状态的高温下具有橡胶弹性下降的特性。因此需要进一 步改善高温永久变形性，以致在高温环境下保持等同于在室温下的轮胎性能。此外，当使用 高分子材料来生产轮胎时，也需要实现不次于传统橡胶制成的轮胎的性能（轮胎的所需性 能），同时实现较高的生产效率和较低的成本。例如，在特定范围内的弹性模量和低的滚动 阻力（优异的低损耗性）是轮胎的所需性能。然而，在高分子材料中，通常存在低损耗性与 较高的弹性模量的权衡关系。因此期望开发能够实现都高水平的这些性能的轮胎。
[0010] 鉴于以上情况，本发明的目的是提供一种使用树脂材料形成的并且具有优异的高 温永久变形性、高的弹性和优异的低损耗性的轮胎。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] [ 1 ] -种轮胎，所述轮胎包括由树脂材料形成的环状轮胎骨架体，所述树脂材料包 括由下述（1)和（2)动态交联得到的树脂组合物，其中所述（1)为选自由聚酰胺系热塑性 树脂、聚酯系热塑性树脂、和聚烯烃系热塑性树脂组成的组的至少一种热塑性树脂，其中所 述（2)为选自由二烯系橡胶、乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、乙烯丙烯橡胶、和它们的混合物 组成的组的至少一种弹性体。
[0013] 发明的效果
[0014] 本发明确保提供了一种使用树脂材料形成的并且具有优异的高温永久变形性、高 的弹性和优异的低损耗性的轮胎。
【附图说明】
[0015] 图IA表明根据本发明的一个实施方案的轮胎的一部分的截面的透视图。
[0016] 图IB是装配在轮辋上的胎圈部的截面图。
[0017] 图2是沿着轮胎的旋转轴截取并且表明其中补强帘线嵌入第一实施方案的轮胎 的胎身的胎冠部中的状态的截面图。
[0018] 图3是说明使用帘线加热设备和辊类来使补强帘线嵌入胎身的胎冠部中的操作 的说明图。
【具体实施方式】
[0019] 本发明的轮胎至少包括由树脂材料形成的环状轮胎骨架体，所述树脂材料包括由 下述（1)和（2)动态交联得到的树脂组合物，其中（1)为选自由聚酰胺系热塑性树脂、聚酯 系热塑性树脂、和聚烯烃系热塑性树脂组成的组的至少一种热塑性树脂（以下有时称为本 发明的树脂组分），其中（2)为选自由二烯系橡胶、乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、乙烯丙烯橡 胶、和它们的混合物组成的组的至少一种弹性体（以下有时称为本发明的弹性体组分）。
[0020] 在本发明的轮胎中，轮胎骨架体由包括其中本发明的树脂组分与本发明的弹性体 组分已经动态交联的树脂组合物的树脂材料形成，因此可以展示出优异水平的高温永久变 形性。此外，在本发明的轮胎中，生产性优异，这是因为，由于轮胎骨架体使用树脂材料来形 成因此轮胎骨架体可以通过注射成型来形成。本发明的轮胎的高温永久变形性可以使用 在100°C下的压缩永久变形的测量值作为指标来测定，并且该值越高，高温永久变形性越好 (即使在高温下，残留应变也小）。此外，本发明的轮胎可以通过所述构成同时实现高的弹 性和优异的低损耗性。
[0021] 树脂材料
[0022] 上述轮胎具有包括树脂材料的轮胎骨架体。树脂材料至少包括其中本发明的热塑 性树脂与本发明的弹性体组分已经动态交联的树脂组合物。在本发明中，"树脂材料"可以 包括除了树脂组合物以外的组分，例如添加剂。在其中树脂材料不包括除了树脂组合物以 外的组分的情况下，树脂材料由树脂组合物单独构成。此外，在本说明书中，"树脂"的意义 涵盖了热塑性树脂和热固性树脂，但不涵盖天然橡胶。
[0023] 树脂组合物
[0024] 树脂组合物可以通过将热塑性树脂（本发明的树脂组分）与弹性体（本发明的弹 性体组分）动态交联而制备。其中，"动态交联"是指在高剪切的条件下使热塑性树脂与弹 性体组分交联的交联过程。当弹性体组分与热塑性树脂在这样的高剪切的条件下交联时， 弹性体组分可以容易地在交联时分散为在热塑性树脂的基体中的细颗粒。动态交联通过在 例如辊磨机、BANBURY MIXER(注册商标）、连续混合机、混炼机、或混合挤出机（例如，双螺 杆挤出机）等的混合机中，在混合物的交联温度或更高的温度下，将各组分一起混合来进 行。树脂材料的高温永久变形性可以因此通过使本发明的树脂组分与本发明的弹性体组分 动态交联来改善，因此确保制造了同时实现高的弹性和优异的低损耗性的轮胎。
[0025] 热塑件树脂（本发明的树脂组分）
[0026] 选自由聚酰胺系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂、和聚烯烃系热塑性树脂组成的 组的至少一种可以用作本发明的热塑性树脂。其中，聚酰胺系热塑性树脂特别优选为热塑 性树脂。
[0027] 聚酰胺系热塑件树脂
[0028] 聚酰胺系热塑性树脂的实例包括：通过ε -己内酰胺的开环缩聚获得的聚酰胺 (尼龙6)、通过十一碳内酰胺的开环缩聚获得的聚酰胺（尼龙11)、通过十二碳内酰胺的开 环缩聚获得的聚酰胺（尼龙12)、通过二元胺与二元酸的缩聚获得的聚酰胺（尼龙66)、和 具有间二甲苯二胺作为结构单元的聚酰胺（尼龙MX)。尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙 6/66共聚物、尼龙6/66/610共聚物、尼龙MXD6、尼龙6T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚 物、和尼龙66/PPS共聚物等也可以用于此。
[0029] 尼龙6可以由例如[CO-(CH2)5-MQn(其中η是重复单元数）来表示。酰胺11可以由 例如[CO-(CH 2)1。-ΝΗ]η (其中η是重复单元数）来表示。酰胺12可以由例如[CO-(CH2)11-NH] η(其中η是重复单元数）来表示。尼龙66可以由例如[CO(CH2)4CONH(CH 2)6MQn(其中η是 重复单元数）来表示。
[0030] 此外，具有间二甲苯二胺作为结构单元的酰胺MX可以由例如以下结构单元（A-I) (其中在（A-I)中的η表示重复单元数）来表示。
[0031]
[0032] 聚酰胺系热塑性树脂可以是由该结构单元单独构成的均聚物，或可以是该结构单 元（A-I)和其它单体的共聚物。在共聚物的情况下，在各聚酰胺系热塑性树脂中的结构单 元（A-I)的含量比优选60质量％以上。
[0033] 聚酰胺系热塑性树脂的数均分子量优选300至30000。此外，从韧性和低温柔软性 的观点，构成软段的聚合物的数均分子量优选200至20000。
[0034] 市售品可以用作聚酰胺系热塑性树脂。作为尼龙6,例如，可以使用市售品，例 如 "UBE Nylon" 1022B 或 1011FB，Ube Industries，Ltd.制造。作为酰胺 12,例如，可以 使用 "UBE Nylon"3024U，Ube Industries，Ltd.制造。作为尼龙 66,例如，可以使用 "UBE Nylon"。此外，作为酰胺MX，例如，可以使用市售品，例如MX尼龙（S600US6021或S6011)， Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.制造。
[0035] 聚酰胺系热塑性树脂优选具有软化点为低于275°C，并且特别优选具有软化 点或熔点为160°C至230°C的线状结晶聚酰胺。这样的聚酰胺系热塑性树脂记载于 Kirk-Othmer,Encyclopedia of Polymer Science and Technology，第 10 卷，第 392 - 414 页；和 Encyclopedia of Polymer Science and Technology，第 10 卷，第 392 - 414 页。具 有熔点为160°C至230°C的尼龙树脂的实例包括尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙6/66共聚物、 尼龙610和尼龙612。在其中尼龙树脂的熔点低于160°C的情况下，在一些情况下，例如动 态交联时，树脂组合物会熔融并且变得更难以操作。在其中熔点超过230°C的情况下，树脂 组合物的杨氏模量在一些情况下变得过大。
[0036] 聚醅系热塑件树脂
[0037] 聚酯系热塑性树脂是在其主链中具有酯键的树脂。
[0038] 对聚酯系热塑性树脂没有特别限制，并且可以是结晶性或无定形的，并且其实例 包括脂肪族聚酯和芳香族聚酯。脂肪族聚酯可以是饱和脂肪族聚酯或不饱和脂肪族聚酯。
[0039] 芳香族聚酯通常是结晶性，并且可以由例如芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与 脂肪族二醇来形成。
[0040] 芳香族聚酯的实例包括：例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/ 丁二醇共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚 间苯二甲酸乙二醇酯共聚物、聚芳酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、液晶聚酯、和聚氧化烯二亚胺 酸（polyoxyalkylene diimidic acid)/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物等的芳香族聚酯。 [0041 ] 如上所述，芳香族聚酯之一可以是来源自对苯二甲酸和/或二甲基对苯二甲酸酯 与1，4-丁二醇的聚对苯二甲酸丁二醇酯；此外，可以是来源自例如间苯二甲酸、邻苯二甲 酸、萘-2, 6-二羧酸、萘-2, 7-二羧酸、二苯基-4, 4' -二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-磺 基间苯二酸、或其酯形成性衍生物等的二羧酸组分，与具有300以下的分子量的二醇（例 如，脂肪族二醇，例如乙二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇或癸二醇；脂环族二醇，例 如1，4-环己烷二甲醇或三环癸烷二羟甲基；或芳香族二醇，例如苯二甲醇、双（对羟基）联 苯、双（对羟基苯基）丙烷、2, 2-双[4-(2-羟基乙氧基）苯基]丙烷、双[4-(2-羟基）苯 基]砜、1，1-双[4-(2-羟基乙氧基）苯基]环己烷、4, 4'-二羟基-对三联苯或4, 4'-二羟 基-对四联苯）等的聚酯；或以组合包括这些二羧酸组分和二醇组分的两种以上的共聚聚 酯。共聚合也可以以5摩尔％以下的范围使用具有三个以上的官能团的多官能羧酸组分、 多官能