專利名稱：具有導(dǎo)電性縫紉線的胎面的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠輪胎，及其制備方法，輪胎由碳黑強化的橡膠外胎身構(gòu)成，其具有外側(cè)的、周邊橡膠胎面結(jié)構(gòu)，所述胎面結(jié)構(gòu)的橡膠組合物具有相當(dāng)高的電阻。在輪胎胎面結(jié)構(gòu)中，具有導(dǎo)電性的絲狀縫紉線，其穿過胎面結(jié)構(gòu)，并且在胎面的內(nèi)表面和胎面的外表面之間延伸。由此，通過縫紉線從胎面的外表面到輪胎的外胎身形成導(dǎo)電路徑。
在實際應(yīng)用中，胎面的底表面結(jié)構(gòu)與至少另外一個碳黑強化的輪胎外胎身的橡膠部件相連接，因此，從輪胎胎面的外表面到輪胎的卷邊部分和金屬邊緣提供相關(guān)的導(dǎo)電路徑，所述輪胎被設(shè)計安裝在金屬輪緣上。
充氣的橡膠輪胎通常由橡膠胎面制成，所述橡膠胎面可以是多種橡膠的混合物，例如，一般是硫化--可固化橡膠，或硫化--固化橡膠，在本發(fā)明中可以是二烯烴基的彈性體。
有時，橡膠輪胎的胎面被制成具有蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中，胎面的外部分是蓋，位于胎面蓋和起支撐作用的輪胎的外胎身之間的胎面底層部分是胎面的基底。胎面蓋部分通常具有與地面接觸的結(jié)構(gòu)，因此其具有相關(guān)的性質(zhì)，而且，基底部分通常覆蓋輪胎外胎身，其通常具有支撐胎面蓋的結(jié)構(gòu)，因此，基底部分不接觸地面。這種蓋/基底結(jié)構(gòu)是本專業(yè)的普通技術(shù)人員公知的。
由于大部分輪胎部件的橡膠組合物一般由大量的碳黑強化添加劑進行強化，因此，這種橡膠組合物具有相當(dāng)?shù)偷碾娮瑁员憷眠@種輪胎向地面消散車輛產(chǎn)生的靜電?？梢韵嘈?，這種現(xiàn)象是本專業(yè)技術(shù)人員公知的。
但是，有時候希望提供的胎面橡膠組合物含有大量的基本不導(dǎo)電的強化填充劑，例如沉積的二氧化硅，因此，只需要填充少量的碳黑強化劑，如有的話，其加入量也小于20phr。因為，在胎面中含有少量碳黑，因此，這種胎面具有高電阻，以致，阻礙通過輪胎向路面消散汽車產(chǎn)生的靜電。在實際應(yīng)用中，具有相當(dāng)高的電阻的橡膠組合物可以是整體胎面、胎面蓋和/或胎面基底。可以相信，這種現(xiàn)象是本專業(yè)技術(shù)人員公知的。
已經(jīng)提出了多種使胎面蓋的外表面減小電阻的方法。例如美國專利US-1797545，US-2267503，US-2641294和下面的法國專利FR-1198271，F(xiàn)R-1251273，F(xiàn)R-1279913，F(xiàn)R-1546488；德國專利DE-4417914；瑞士專利CH-597008，日本專利JP-昭57-194109和JP-平1-293208。
因此，對于輪胎胎面結(jié)構(gòu)，其中，整體的胎面組合物，或胎面蓋和/或胎面基底橡膠組合物具有相當(dāng)高的電阻，特別是，當(dāng)含有僅達大約20phr的碳黑強化劑的情況，希望從輪胎胎面的外表面向輪胎胎面的內(nèi)表面，或者在蓋/基底結(jié)構(gòu)的輪胎情況下，從輪胎胎面的外表面向胎面蓋或胎面基底的內(nèi)表面，提供合適的較低電阻的路徑。
如本文中使用的術(shù)語“基本上或定量的用基本不導(dǎo)電的例如二氧化硅強化添加劑強化”等一般是與輪胎胎面或胎面蓋和/或胎面基底相關(guān)，在胎面蓋/基底結(jié)構(gòu)的情況下，其約含有30～100phr，有時候最好是約30～90phr的不導(dǎo)電的添加劑，而且要有的話只有少量的碳黑，其中碳黑的含量不大于20phr。有時不導(dǎo)電添加劑與碳黑的比例可以至少為2/1，有時甚至至少為10/1。
對于術(shù)語“碳黑強化”，其意味著輪胎外胎身的橡膠部件被碳黑強化，其含有大量的碳黑強化劑，一般至少為25phr，和要有的話少量的基本不導(dǎo)電的強化添加劑，例如二氧化硅。碳黑與這種不導(dǎo)電的添加劑的重量比可以是至少5/1。
在本發(fā)明的說明書中，包括整體胎面的橡膠組合物和蓋/基底結(jié)構(gòu)的胎面的橡膠組合物。通常，胎面蓋的橡膠組合物不同于胎面基底的橡膠組合物，特別是，因為要求胎面蓋要與路面接觸，需要橡膠組合物具有高耐磨性。這是本專業(yè)的普通技術(shù)人員容易理解的。在胎面結(jié)構(gòu)中，通常要采用胎面翼，其延伸，并且覆蓋輪胎的側(cè)壁的一部分。在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書中，在不排除設(shè)置這種胎面翼的情況下，所述的整體胎面橡膠組合物和胎面蓋/基底組合物一般是指胎面的一部分，而不是胎面翼，可以理解，胎面翼的橡膠組合物可以相同或不同于整體的胎面橡膠或胎面蓋或基底的橡膠組合物。
在使用中，輪胎胎面的紋理屬于胎面部分，其要和地面相接觸。就本發(fā)明的說明書來說，胎面紋理涉及輪胎胎面，不管該輪胎是否安裝在裝載條件下的輪緣上或車輛上。
在本文中使用的術(shù)語“phr”，按照常規(guī)的實踐，是指“100重量份橡膠中的相關(guān)材料的重量份”。在本文中所述，橡膠和彈性體可以互換。
在本文中術(shù)語“硫化”或“可硫化”可以與術(shù)語“固化”或“可固化”互換。
按照本發(fā)明，提供一種充氣輪胎，它由碳黑強化的橡膠外胎身構(gòu)成，所述橡膠外胎身包括兩個單獨的側(cè)壁，和兩個相互間隔開的卷邊部分，并支撐外周邊橡膠胎面，該胎面為(a)整體的橡膠組合物，其具有高電阻，或(b)蓋/基底結(jié)構(gòu)，最好具有共擠壓成型的蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中所述胎面蓋和/或胎面基底的橡膠組合物有高電阻；其中所述胎面或胎面蓋的外表面具有接觸地面的結(jié)構(gòu)，其中，按照測試標(biāo)準(zhǔn)WDK110，證實橡膠組合物具有高電阻，其電阻至少為20,000兆歐；其特征是所述胎面具有導(dǎo)電的絲狀、柔性的縫紉線以建立從要與地面接觸的胎面的外表面到具有導(dǎo)電性的輪胎外胎身的導(dǎo)電路徑，按照WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)，由此形成輪胎的電阻范圍為1歐～10,000兆歐。
因此，上面的描述的第一特征是，該輪胎的胎面沒有通過胎面的導(dǎo)電性的縫紉線并具有高電阻，因此這種輪胎具有高電阻。第二個特征是，同樣的輪胎具有導(dǎo)電性的縫紉線通過胎面，因此，這種輪胎具有相當(dāng)?shù)偷碾娮琛?br>
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種輪胎的制備方法，其包括由縫紉形成的導(dǎo)電的絲狀、柔性的縫紉線穿過擠壓成型的、未硫化橡膠胎面的帶狀物，其中，所述胎面帶狀物具有(a)整體的橡膠組合物，其中含有小于20phr的碳黑強化劑，或(b)蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中，胎面蓋或胎面基底的橡膠組合物含有小于20phr的碳黑強化劑；將所述胎面帶狀物設(shè)置在由碳黑強化的橡膠輪胎的外胎身上，形成輪胎組件，然后，在合適的模具中，在升溫條件下，使所述輪胎組件硫化，形成輪胎，其中，按照WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)，所述輪胎具有的電阻的范圍為1歐～10,000兆歐。
在使縫紉線穿過未硫化的胎面料的方法中，一個特別重要的方面是專門使縫紉線位于胎面料的所需位置，此位置最終將變?yōu)橐c地面接觸的胎面的肋狀物或凸起。
因此，提供一種方法，其中，通過引導(dǎo)縫紉線，使絲狀縫紉線定位于胎面料的預(yù)定的、要與地面接觸的、胎面的肋狀物或凸起位置，并在輪胎的外胎身/胎面料的組件模制和固化時成型。
在實踐中，可以考慮在所述胎面上形成多條連續(xù)的縫紉線，其圍繞胎面呈圓周形延伸，至少有一條縫紉線位于要與地面接觸的輪胎胎面的紋理處；其中各縫紉線延伸穿過胎面，其構(gòu)成方式是，在所述胎面的內(nèi)表面部分有延伸的縫紉線線段，和在所述胎面的、要與地面接觸的外表面部分有延伸的縫紉線線段。
在本發(fā)明的實踐中，可以采用各種縫紉線結(jié)構(gòu)，其不要求限制縫紉的方法，或者不要求限制通過縫紉形成的縫要有特殊的線結(jié)構(gòu)，各制造商提供的各種工業(yè)縫紉設(shè)備，可以提供多種縫紉線結(jié)構(gòu)。例如，縫紉線可以有開環(huán)或閉環(huán)結(jié)構(gòu)，各種工業(yè)縫紉設(shè)備，可以提供多種不同的開環(huán)和閉環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)。的確，可以考慮，在工業(yè)縫紉設(shè)備中，在縫紉操作中同時采用兩根縫紉線，使一根縫紉線通過縫紉機的針眼，另一根縫紉線從要被縫紉的工件的反面的線軸上供給。
例如，對于閉環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)，可以考慮，使縫紉線形成一系列連接的、具有閉環(huán)的縫紉線，其基本上圍繞輪胎胎面呈圓周形延伸，例如，使縫紉線從整體的輪胎胎面或胎面基底的內(nèi)表面穿過，到達輪胎胎面輪廓的外表面，其中，線環(huán)的線段在胎面外表面和胎面的內(nèi)表面相互對向。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，閉環(huán)的縫紉線不限于所述的縫紉線結(jié)構(gòu)，但可借助所使用的縫紉設(shè)備，采用任何一種縫紉線結(jié)構(gòu)。
在實踐中，閉環(huán)線縫紉中的、延伸到所述胎面的、要與地面接觸的外表面的線段可切斷或磨削，形成多個接續(xù)的縫紉線的開環(huán)，所述開環(huán)由其在胎面內(nèi)表面上的線段連接；其中開環(huán)的縫紉線的至少一端在要接觸地面的胎面的外表面處終止。
另外，有時可以參照“縫紉線的矩形波紋構(gòu)形”，使縫紉線形成開環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)，其中在胎面外表面的縫紉線的線段不正對胎面內(nèi)表面的縫紉線線段。因此，縫紉線沒有閉環(huán)的構(gòu)形。如果采用這種開環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)，要求開環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)不限于所述的特殊實例，因為，考慮到縫紉設(shè)備和縫紉方法的不同，可以有多種變化形式的開環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)。
可以相信，盡管借助各種工業(yè)縫紉設(shè)備，可以提供許多種復(fù)雜的縫紉技術(shù)和縫紉線結(jié)構(gòu)，一般閉環(huán)和開環(huán)的縫紉線結(jié)構(gòu)是本專業(yè)的普通技術(shù)人員公知的。如上所述，本發(fā)明不要求僅限于特殊的縫紉技術(shù)或縫紉線結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個方面，在胎面外表面上的縫紉線的閉環(huán)或開環(huán)的線段可以被切斷或磨削，以便縫紉線的端部在胎面的表面處終止。所述縫紉線結(jié)構(gòu)變?yōu)橐幌盗虚_環(huán)，其在輪胎胎面的外表面上不連接。因此，縫紉線或縫紉延伸到胎面結(jié)構(gòu)的外表面，在胎面的外表面，即要與地面接觸的位置終止或定位。
在本發(fā)明的一個方面，所述胎面的絕緣的(高阻抗)橡膠組合物部分可以包括30～100phr的非導(dǎo)電性(電絕緣)的強化填充物，例如，沉積的二氧化硅，和0或5～20phr的碳黑。
在本發(fā)明的一個方面，有時候，最好對于相當(dāng)高電絕緣(高阻抗)的胎面的橡膠組合物來說，如果采用碳黑，二氧化硅和碳黑的重量比至少大約為1.2/1，最好為至少2/1，有時為10/1。
對于本發(fā)明中的縫紉，可以采用多種材料制造絲狀線，只要其具有相當(dāng)?shù)偷碾娮?。可以理解，根?jù)使用和輪胎的類型，某些絲狀材料將具有比較大或比較小的使用壽命。例如，絲狀的碳纖維、合成紡織纖維，和極高分子量的聚乙烯，以及其他導(dǎo)電材料的絲狀縫紉線。所述合成紡織纖維包括其繩(如尼龍、芳族聚酰胺、聚酯和人造絲)，其具有導(dǎo)電性，(即，通過導(dǎo)電元件或?qū)щ姴牧咸峁?dǎo)電性，例如，導(dǎo)電材料分散在其組合物或涂層中，殼或包皮中)。在所述極高分子量的聚乙烯中，包括分散的碳黑，(其中所述聚乙烯的平均分子量范圍大約為4～7百萬)。雖然，最好，在大部分情況下，采用上述材料，但是，在本發(fā)明中不要求僅限于使用上述說明的材料，雖然，一種或多種絲狀材料可以包括顆粒狀金屬分散物，還是希望縫紉線屬于非金屬纖維。
所述的WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)是一種測量安裝在具有導(dǎo)電性的金屬輪緣(即，鋼輪緣)上的輪胎的電阻的程序。在測試中，輪胎的胎面紋理被壓靠在具有導(dǎo)電性的金屬板(即，鋼板)上。通過銅線將金屬板和輪緣與儀器相連接。施加電壓，在儀器的歐姆計中，顯示出在金屬板和輪緣之間的電阻。要參考WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)，可以查找WDKLeitlinien Index(指南索引)(1998，5)。
在本發(fā)明中使用的具有導(dǎo)電性的縫紉線可由整體的絲(即單絲)，或多根單絲纏繞在一起的繩。
如上所述，可以借助多種方式，將縫紉線以縫紉方式穿過胎面結(jié)構(gòu)，并且，希望采用合適的自動化機械進行機械化縫線。
在輪胎的胎面結(jié)構(gòu)部件(即，整體的輪胎胎面，胎面蓋和胎面基底)中可采用多種二烯烴基的彈性體或其組合物，但不限于此。
這種二烯烴基的彈性體包括共軛二烯烴的均聚物和共聚物和共軛二烯烴和芳香族乙烯基化合物，例如笨乙烯和α-甲基苯乙烯的均聚物和共聚物。多種二烯烴的代表是異戊二烯和丁二烯。多種彈性體的代表是順1，4-聚異戊二烯(天然的和合成的)，順1，4-聚丁二烯，苯乙烯/丁二烯的共聚物，如乳液聚合制備的共聚物和有機溶液聚合制備的共聚物，異戊二烯/丁二烯共聚物，苯乙烯/異戊二烯共聚物，3，4-聚異戊二烯，具有相當(dāng)高含量的乙烯基的聚丁二烯，其中含有30～85％的乙烯基，以及，苯乙烯/異戊二烯/丁二烯三聚物。
在實踐中，輪胎可通過施加壓力，將胎面料部分地設(shè)置到橡膠輪胎的外胎身上制成。這種構(gòu)成或制造方法是本專業(yè)的普通技術(shù)人員公知的。
在合適的模具中，在提高溫度條件下，例如，溫度范圍在140～180℃，使輪胎組件硫化。
與具有相當(dāng)高的電阻的的輪胎胎面相比較，縫紉的具有導(dǎo)電性的線通過至少一個輪胎的胎面部件，其形成相當(dāng)?shù)偷碾娮璧穆窂剑诼访婧洼喬ゾ磉叢糠种g，因此在路面和輪胎安裝在車輛車輪的金屬輪緣之間形成消散靜電的路徑。
在實踐中，在輪胎的使用過程中，輪胎胎面的外表面被磨損后，使得部分導(dǎo)電性的縫紉線也至少局部磨損，由于剩余的在胎面外表面上的縫紉線的暴露部分，保持存在消散靜電的路徑，以致在輪胎胎面與路面接觸的過程中，至少部分縫紉線的端部能夠接觸地面。
為了更加清楚地理解本發(fā)明，提供附加的附圖，但是，這些附圖不對本發(fā)明起限定作用。
為了便于理解本發(fā)明，以非常簡單的方式，在附圖中描繪了縫紉結(jié)構(gòu)。如上所述，在工業(yè)縫紉設(shè)備中，具有許多縫紉線的操作程序和方法，其可以獲得多種縫紉線結(jié)構(gòu)。因此，在附圖中描繪的縫紉線結(jié)構(gòu)僅僅是對縫紉線結(jié)構(gòu)的一般性理解，在實踐中，縫紉線的結(jié)構(gòu)可以基本上與此不同。
圖1是具有輪胎胎面料的橫截面的立體圖，所述輪胎胎面由蓋和胎面基底部件組成，它具有導(dǎo)電性的縫紉線穿過胎面料。另外，可以理解，胎面料可以是整體橡膠組合物，而不是蓋/基底結(jié)構(gòu)。
圖2是具有模制的經(jīng)過硫化的輪胎的橫截面的立體圖，所述輪胎具有肋狀物和溝槽結(jié)構(gòu)的胎面，并有導(dǎo)電的縫紉線穿過胎面料。另外，可以理解，胎面料可以是整體橡膠組合物，而不是蓋/基底結(jié)構(gòu)。
圖3A、3B和3C是沿著圖1中3A-3A剖面所示的胎面料的橫截面視圖，其中圖3A表示導(dǎo)電的縫紉線具有開環(huán)縫紉；圖3B表示導(dǎo)電的縫紉線具有閉環(huán)縫紉；圖3C表示線縫的胎面料，其中在胎面的外表面縫紉線被切斷。
參照附圖，可看到在合適的模具中成型、制成輪胎和使輪胎硫化后變成胎面蓋(2)的未硫化的橡膠胎面料(1)，在此附圖中描繪的實施例中，胎面蓋(2)具有高電阻，以及普通的觸地結(jié)構(gòu)，胎面基底(3)(除非輪胎胎面料屬于整體橡膠組合物)，位于胎面和胎面翼(4)的下方，所述胎面翼(4)有時也被稱為“微翼”，胎面蓋(2)和胎面基底(3)的外側(cè)與一部分側(cè)壁(5)重疊。
另外，可以理解，胎面可以不設(shè)置微翼(4)，并且側(cè)壁(5)可以重疊一部分胎面，但是，對于本發(fā)明的目的來說，這不是優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。
從附圖中可以看到，導(dǎo)電的縫紉線(6)穿過胎面料(1)的主體縫合，因此，穿過胎面基底(3)和胎面蓋(2)的縫紉線形成開環(huán)縫紉(圖3A)，或者形成閉環(huán)縫紉(圖3B)，或者形成開環(huán)縫紉，其中縫合線在胎面的外表面被切斷(圖3C)。
應(yīng)理解，從附圖3A、3B和3C中，僅僅是一種縫紉結(jié)構(gòu)，但是，可以采用許多變化的縫紉結(jié)構(gòu)。
對于縫紉線(6)，在胎面蓋(2)的外表面(8)的一小部分上有延伸的線段(7)，在胎面基底的內(nèi)表面(10)的一小部分上有延伸的小線段(9)。
在一方面，在要與地面相互接觸的未硫化的胎面料的外表面(8)的封環(huán)縫紉的外線段(7)，可以被切斷，或者，縫紉線在經(jīng)過硫化的胎面上，可以采用磨削或切割裝置(15)，將外線段(7)切斷，從而形成一系列連接的開環(huán)，其中，僅縫合線(6)的端部(11)延伸到胎面料(2)的外表面(8)，如圖2所示。
以這種方式，在此實例中，可以看到，縫合線提供導(dǎo)電路徑，使所述導(dǎo)電路徑在胎面蓋(2)的外表面(8)到胎面基底(10)的內(nèi)表面具有相當(dāng)?shù)偷碾娮?，而所述胎面蓋(2)本身具有相當(dāng)高的電阻。
另外，可以知道，蓋/基底結(jié)構(gòu)的胎面基底(3)可以起具有相當(dāng)高的電阻的非導(dǎo)電性橡膠組合物的作用。
同時，如圖1所述，微翼(4)是胎面料(1)的單獨的橡膠部件，可以理解，微翼(4)實際上可以是整體的延伸部分，并且是胎面基底(3)的同一橡膠組合物。
顯而易見，在圖1中的胎面蓋(2)基本上由不導(dǎo)電的強化填充物強化，所述強化填充物可以是二氧化硅，但不限于二氧化硅，即，在附圖所示的實施例中，非導(dǎo)電的強化填充物為20～90phr，只有少量的碳黑(即大約20phr或更少)。
因此，胎面蓋(2)具有相當(dāng)高的電阻，而縫紉線(6)提供通過胎面料(1)的減小電阻的路徑。
對于此實施例中的胎面構(gòu)造，所有的胎面部件，即胎面基底(3)、胎面蓋(2)和微翼(4)，一般可以采用多元擠壓機共同擠壓，形成條帶狀胎面復(fù)合物(1)。
在合適的模具中，使輪胎結(jié)構(gòu)成型，并且進行硫化，形成輪胎(12)，在輪胎(12)中具有縫合線(6)，所述縫合線(6)在胎面蓋(2)的肋狀物(13)的外表面上，在圖2中描繪了縫合方案的實例。如上所述，這種縫合構(gòu)形僅僅作為例子提出。
作為輪胎，將其安裝在合適的具有導(dǎo)電性能的剛性金屬輪緣上，并且使輪胎充氣，而且將所述金屬輪緣安裝在車輛的車輪上，輪胎在地面上轉(zhuǎn)動，由此通過上述縫合線(6)，當(dāng)其與路面接觸時，在所述邊緣到胎面蓋(2)的肋狀物(13)的外表面(8)和路面之間形成靜電消散的路徑。
可以知道，隨著胎面肋狀物(13)的觸地外表面上的胎面蓋(2)的外表面磨損時(除非如上所述，縫合線(7)已經(jīng)被磨削或切斷)，則在胎面外表面(8)處的縫合線(7)的線段也隨之磨損，其仍然遺留部分縫合線(6)，特別是線端(11)與路面接觸。
通過具有導(dǎo)電性的縫合線，在基本上沒有導(dǎo)電性的胎面外表面形成導(dǎo)電路徑，這具有新穎性和創(chuàng)造性。在實際應(yīng)用中，通過改變縫合線的直徑，和選擇構(gòu)成縫合線的組合物，進而改變縫合線的規(guī)格以便提供各種靈活性和與橡膠組合物的適應(yīng)性，以及根據(jù)橡膠組合物本身的性質(zhì)和使用要求，以及滿足輪胎胎面自身的要求，以提供各種電阻。
在此，本發(fā)明的重要的新穎性在于通過胎面料的具有導(dǎo)電性的縫合概念，其不對輪胎胎面料的擠壓成型和擠壓模具的修改形成重大障礙，即使有也很小，兼顧了輪胎胎面的橡膠組合物和不增加復(fù)雜的輪胎制造步驟(即將胎面設(shè)置到輪胎外胎身上的步驟)。
本發(fā)明的新穎性的另一方面在于，能夠使縫合線設(shè)置在預(yù)定的胎面的特殊位置，并且，還可以根據(jù)對于特殊的輪胎縫紉的要求，來選擇各種各樣的縫合線結(jié)構(gòu)(例如，開環(huán)、閉環(huán)、切割或磨削的環(huán))，以及在同一輪胎胎面上，設(shè)置一種以上的縫合線結(jié)構(gòu)。
在實際中，可使用多種非導(dǎo)電的強化填充物，例證中這種填充物是二氧化硅，但可以理解，在本發(fā)明的實際應(yīng)用中，不要求局限于采用二氧化硅作為唯一合適的非導(dǎo)電性強化填充物。
二氧化硅填充物的代表可以是但不限于沉積的二氧化硅。在強化橡膠組合物中采用這種二氧化硅是本專業(yè)的普通技術(shù)人員所眾所周知的。
各種沉淀的二氧化硅的代表可以是，但不限于購自PPG的商標(biāo)名為Hi-Sil牌號的210、243等產(chǎn)品；購自Rhone-Poulenc公司的商標(biāo)名為Zeosil 1165MP的產(chǎn)品；以及購自Degussa AG公司牌號VN2、VN3和BV3370GR和購自J.M.Huber公司的牌號Zeopol 8746的二氧化硅產(chǎn)品。
當(dāng)希望在橡膠輪胎胎面中采用二氧化硅作為強化填充物，特別是采用定量的二氧化硅強化填充物時，通常是采用粒狀沉積二氧化硅，并同時使用偶合劑，或者有時稱為“二氧化硅偶合劑”，其能夠使二氧化硅表面和橡膠的彈性體分子產(chǎn)生反應(yīng)，以這種方式，引起二氧化硅對橡膠有強化作用，通常使用的多種偶合劑是本專業(yè)的普通技術(shù)人員公知的。
在實際應(yīng)用中，可以通過各種方法對輪胎進行模制、成型和固化，這是本專業(yè)的普通技術(shù)人員眾所周知的。
通過參照下面的實例，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中除特別說明以外，在實例中所述的份量和百分比是以重量計。
實例1此實例說明本發(fā)明的基本原理。
充氣橡膠輪胎，標(biāo)記為輪胎A、B和C，按265/35R18型輪胎和尺寸制備。所有這些輪胎采用相同量的碳黑強化橡膠外胎身，所述橡膠外胎身具有相應(yīng)的卷邊和側(cè)壁。
對于此實施例，具有在側(cè)壁結(jié)構(gòu)上的胎面，胎面本身為共擠成型的蓋/基底/微翼結(jié)構(gòu)。
所有這些胎面有同樣的、經(jīng)過硫化的、具有肋狀物和溝槽的胎面構(gòu)造和表面結(jié)構(gòu)構(gòu)形。
特別是對于此實施例，輪胎A、B和C具有的胎面結(jié)構(gòu)由共擠壓(i)胎面蓋和(ii)胎面基底構(gòu)成，其中采用二氧化硅和少量的碳黑定量強化胎面蓋橡膠，采用碳黑定量強化胎面基底。
輪胎“A”是具有高電阻的胎面的對比輪胎，因此，其屬于高電阻的輪胎，但是，沒有任何具有導(dǎo)電性的縫合線穿過胎面。
實驗輪胎“B”具有導(dǎo)電性的絲狀縫合線，在將胎面料設(shè)置到輪胎的外胎身上之前，經(jīng)開環(huán)縫紉將線穿過胎面料，如圖3A所示。
實驗輪胎“C”具有導(dǎo)電性的絲狀縫合線，在將胎面料設(shè)置到輪胎的外胎身上之前，經(jīng)開環(huán)將縫紉線穿過胎面料，如圖3A所示，不同的是，在胎面料的外表面上的縫合線的線段被切斷，如圖3C所示。
縫合線具有大約1毫米直徑，是由多根碳纖維材料擰成的繩。
所有這些輪胎在合適的模具中經(jīng)過硫化后，形成具有肋狀物和溝槽的胎面結(jié)構(gòu)。
按照WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)測試這些輪胎的電阻。
對于胎面蓋的組合物含下面表1中的材料。胎面基底由天然橡膠和順1，4-聚丁二烯構(gòu)成，并且由大約50phr的碳黑強化。
上述共擠成型的胎面適合于設(shè)置到輪胎的外胎身上，并且，該組件在輪胎模具中進行硫化，其硫化溫度大約為160℃，所需時間大約為15分鐘，從而形成固化的具有肋狀物和溝槽的胎面結(jié)構(gòu)的充氣輪胎。
表1(胎面蓋)<
>(1)采用Goodyear Tire & Rubber公司的苯乙烯含量大約為40％的乳液聚合制備的苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)。
(2)采用Goodyear Tire & Rubber公司的異戊二烯/丁二烯共聚物的彈性體，其Tg大約為-45℃，異戊二烯的含量大約為50％。
(3)采用Goodyear Tire & Rubber公司的牌號為BUDENE1207的順1，4-聚丁二烯橡膠。
(4)天然橡膠(順1，4-聚異戊二烯)。
(5)含約為9.4份的苯乙烯-丁二烯橡膠的橡膠工藝油，其中苯乙烯-丁二烯橡膠的含量如上/以干重量計(無油)，并且添加大約15份附加的橡膠工藝油、增塑劑、樹脂和蠟。
(6)選自2-芳基對苯二胺和二氫-三甲基喹啉型的抗氧化劑。
(7)采用Rhone-Poulenc公司的牌號為Zeosil 1165MP的二氧化硅。
(8)購自Degussa公司的X50S商品，雙-(3-三乙氧基甲硅丙烷)四硫化物(50％活性)，它是四硫化物與N330的碳黑的50/50摻合物(相當(dāng)于50％活性)。
采用測試標(biāo)準(zhǔn)WDK 110指導(dǎo)對輪胎A和B進行電阻測試。測試結(jié)果(平均值)如下面的表2所示。
表2<
1)兆歐。
這些電阻的測試結(jié)果證實，在非導(dǎo)電的胎面上應(yīng)用具有導(dǎo)電性的縫合，可以在胎面的外表面和輪胎外胎身之間形成合適的導(dǎo)電路徑，從而使得輪胎的電阻顯著減小。
在本發(fā)明的實踐中，對于非導(dǎo)電性的強化填充劑，可以采用沉積二氧化硅。可以理解，當(dāng)這種二氧化硅用于本發(fā)明實踐中作為強化填充劑時，通常與二氧化硅偶合劑結(jié)合使用。
上述實施例和詳細(xì)說明描述了本發(fā)明的目的，但對于本專業(yè)的普通技術(shù)人員來說，顯而易見，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和范圍的條件下，還可以有多種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，特征為由碳黑強化的橡膠構(gòu)成外胎身構(gòu)成，所述橡膠外胎身包括兩個單獨的側(cè)壁，兩個相互間隔開的卷邊部分，并支撐外周邊橡膠胎面，該胎面為(a)整體的橡膠組合物，其具有高電阻，或(b)蓋/基底結(jié)構(gòu)；其中所述胎面蓋和/或胎面基底的橡膠組合物有高電阻；其中所述胎面或胎面蓋的外表面具有接觸地面的結(jié)構(gòu)，其中，按照測試標(biāo)準(zhǔn)WDK110，證實橡膠組合物具有高電阻，其電阻至少為20,000兆歐；其特征是所述胎面具有導(dǎo)電的絲狀、柔性的縫紉線以建立從胎面的外表面到具有導(dǎo)電性的輪胎外胎身的導(dǎo)電路徑，按照WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)，由此形成輪胎的電阻范圍為1歐～10,000兆歐。
2.一種制備輪胎的方法，其特征是包括由縫紉形成的導(dǎo)電的絲狀、柔性的縫紉線穿過擠壓成型的、未硫化橡膠胎面的帶狀物，其中，所述胎面帶狀物具有(a)整體的橡膠組合物，其中含有小于20phr的碳黑強化劑，或(b)蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中，胎面蓋或胎面基底的橡膠組合物含有小于20phr的碳黑強化劑；將所述胎面帶狀物設(shè)置在由碳黑強化的橡膠輪胎的外胎身上，形成輪胎組件，然后，在合適的模具中，在升溫條件下，使所述輪胎組件硫化，形成輪胎，其中，按照WDK 110測試標(biāo)準(zhǔn)，所述輪胎具有的電阻的范圍為1歐～10,000兆歐。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征是通過引導(dǎo)縫紉線，使絲狀縫紉線定位于胎面料的預(yù)定的、要與地面接觸的、胎面的肋狀物或凸起位置，并在輪胎的外胎身/胎面料組件模制和固化時成型。
4.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是胎面屬于整體的橡膠組合物。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是胎面具有整體的橡膠組合物，其含有碳黑強化劑的數(shù)量范圍大約為5～20phr。
6.按照權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征是胎面具有蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中胎面蓋含有碳黑強化劑的數(shù)量范圍大約為5～20phr。
7.一種輪胎，其特征是按照權(quán)利要求2、3或6所述的方法制備。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征是胎面具有蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中胎面蓋的橡膠組合物中含有碳黑強化劑的數(shù)量范圍大約為5～20phr。
9.按照權(quán)利要求2所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是胎面具有蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中胎面蓋的橡膠組合物中含有碳黑強化劑的數(shù)量范圍大約為5～20phr。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征是胎面具有蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中胎面基底的橡膠組合物中含有碳黑強化劑的數(shù)量范圍大約為5～20phr。
11.一種充氣輪胎，其特征是采用權(quán)利要求2所述的方法制備輪胎，其中胎面具有蓋/基底結(jié)構(gòu)，其中胎面基底的橡膠組合物中含有碳黑強化劑的數(shù)量范圍大約為5～20phr。
12.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是所述胎面上形成多條連續(xù)的縫紉線，其圍繞胎面呈圓周形延伸，至少有一條縫紉線位于輪胎胎面中要與地面接觸的部分；其中各縫紉線延伸穿過胎面，其構(gòu)成方式是，在所述胎面的內(nèi)表面部分有延伸的縫紉線線段，和在所述胎面的、要與地面接觸的外表面部分有延伸的縫紉線線段。
13.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是在所述的縫紉線上形成多條連續(xù)的縫紉線，其圍繞胎面呈圓周形延伸，至少有一條縫紉線位于輪胎胎面中要與地面接觸的部分；其中各縫紉線延伸穿過胎面，其構(gòu)成方式是，在所述胎面的內(nèi)表面部分有延伸的縫紉線線段，和在所述胎面的、要與地面接觸的外表面部分有延伸的縫紉線線段。
14.按照權(quán)利要求7所述的充氣輪胎，其特征是在所述的縫紉線上形成多條連續(xù)的縫紉線，其圍繞胎面呈圓周形延伸，至少有一條縫紉線位于輪胎胎面中要與地面接觸的胎面紋理部分；其中各縫紉線延伸穿過胎面，其構(gòu)成方式是，在所述胎面的內(nèi)表面部分有延伸的縫紉線線段，和在所述胎面的、要與地面接觸的外表面部分有延伸的縫紉線線段。
15.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是在延伸到所述胎面的、要與地面接觸的外表面的縫紉線線段被切斷或磨削，形成多個接續(xù)的縫紉線的開環(huán)，所述開環(huán)由其在胎面內(nèi)表面上的線段連接；其中開環(huán)的縫紉線的至少一端在要接觸地面的胎面的外表面處終止。
16.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是在延伸到所述胎面的、要與地面接觸的外表面的縫紉線線段被切斷或磨削，形成多個接續(xù)的縫紉線的開環(huán)，所述開環(huán)由其在胎面內(nèi)表面上的線段連接；其中開環(huán)的縫紉線的至少一端在要接觸地面的胎面的外表面處終止。
17.按照權(quán)利要求7所述的充氣輪胎，其特征是在延伸到所述胎面的、要與地面接觸的外表面的縫紉線線段被切斷或磨削，形成多個接續(xù)的縫紉線的開環(huán)，所述開環(huán)由其在胎面內(nèi)表面上的線段連接；其中開環(huán)的縫紉線的至少一端在要接觸地面的胎面的外表面處終止。
18.按照權(quán)利要求6所述的充氣輪胎，其特征是所述縫紉線呈閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
19.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是所述縫紉線以多條穿過胎面的開環(huán)縫紉，其圍繞胎面呈圓周形延伸，其中各條縫紉線延伸穿過胎面，其構(gòu)成方式是，縫紉線線段遍布在所述胎面的內(nèi)表面部分，并且各條縫紉線的至少一部分延伸到要與地面接觸的外表面，但不遍布該外表面。
20.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的輪胎，其特征是所述縫紉線以多條穿過胎面的開環(huán)縫紉，其圍繞胎面呈圓周形延伸，其中各條縫紉線延伸穿過胎面，其構(gòu)成方式是，縫紉線線段遍布在所述胎面的內(nèi)表面部分，并且各條縫紉線的至少一部分延伸到要與地面接觸的外表面，但不遍布該外表面。
21.按照權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征是所述縫紉呈開環(huán)結(jié)構(gòu)，其具有至少一條在所述胎面的內(nèi)表面部分上的縫紉線線段，和至少一條在所述胎面的、要與地面接觸的外表面部分的縫紉線線段。
22.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的輪胎，其特征是所述縫紉呈開環(huán)的結(jié)構(gòu)，其具有至少一條在所述胎面的內(nèi)表面部分上的縫紉線線段，和至少一條在所述胎面的、要與地面接觸的外表面部分的縫紉線線段。
23.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是所述縫紉線具有繩狀多絲結(jié)構(gòu)。
24.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是所述縫紉線具有繩狀多絲結(jié)構(gòu)。
25.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是所述縫紉線具有單絲結(jié)構(gòu)。
26.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是所述縫紉線具有單絲結(jié)構(gòu)。
27.按照權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征是所述絲狀線具有非金屬纖維，其由下列至少一種組成碳纖維、合成紡織纖維和極高分子重量的聚乙烯，所述合成紡織纖維中包括分散的導(dǎo)電材料和/或有導(dǎo)電材料的涂層、殼或包皮，所述極高分子量的聚乙烯的平均分子量范圍大約為4～7百萬，其中含有分散的碳黑。
28.按照權(quán)利要求2或3所述的方法制備的充氣輪胎，其特征是所述絲狀縫紉線具有非金屬纖維，其由下列至少一種組成碳纖維、包括繩狀的導(dǎo)電的合成紡織纖維，以及具有極高分子量的聚乙烯，其平均分子量范圍大約為4～7百萬，其中含有分散的碳黑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種橡膠輪胎,及其制備方法,其中輪胎由碳黑強化的橡膠外胎身構(gòu)成,其具有外側(cè)的、周邊橡膠胎面結(jié)構(gòu),所述胎面結(jié)構(gòu)的橡膠組合物具有相當(dāng)高的電阻。在輪胎胎面結(jié)構(gòu)中,具有導(dǎo)電性的絲狀縫紉線,其穿過胎面結(jié)構(gòu),并且在胎面的內(nèi)表面和胎面的外表面之間延伸。由此,穿過輪胎的胎面形成導(dǎo)電路徑。
文檔編號C08L21/00GK1253084SQ9912138
公開日2000年5月17日 申請日期1999年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月19日
發(fā)明者J·L·德赫于, P·M·J·道維斯特爾 申請人:固特異輪胎和橡膠公司