Безопасная шина
Изобретение относится к конструкции шины для транспорта. Шина включает в себя левую и правую стороны борта покрышки 1, по меньшей мере, один каркасный слой 2, связывающий один борт покрышки 1 с другим бортом, часть протектора 3 и армирующую ленту 4, которые расположены вне каркасного слоя 2 в радиальном направлении шины, пару деталей боковой стенки 5, расположенных на левой и правой частях протектора 3, внутренний вставной слой 6, расположенный внутри каркасного слоя 2, и пару кольцевых слоев армирующей резины боковины 7, имеющих серповидное сечение и расположенных между каркасным слоем 2 и внутренним вставным слоем 6 в части, соответствующей боковой стенке детали, в которой модуль эластичности в слое армирующей резины боковины постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины 7. Технический результат - получение безопасной шины с усовершенствованной характеристикой комфортного движения, при сохранении срока службы при эксплуатации после повреждения шины на приемлемом уровне. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к безопасной шине, которую можно непрерывно эксплуатировать, даже когда внутреннее давление, приложенное к шине, снижается из-за внешнего повреждения, прокола и тому подобного (так называемое движение со спущенной шиной), особенно к безопасной шине, которая является превосходной как по сроку службы (продленный пробег) при эксплуатации после повреждения шины, так и по вибрационной характеристике комфортного движения (характеристика плавности движения) при нормальной эксплуатации.
Уровень техники
В последние годы, для движения автомобилей с высокой скоростью, становятся весьма востребованными шины с улучшенными эксплуатационными характеристиками. С другой стороны, в связи с необходимостью уменьшения массы автомобиля, требуются такие запасные колеса, которые могут нести нагрузку и непрерывно эксплуатироваться, даже когда внутреннее давление, приложенное к шине, снижается из-за прокола и тому подобного.
В качестве представителя таких шин, которые нашли практическое применение, предложены пневматические радиальные шины (эксплуатация спущенной шины), имеющие структуру, в которой внутренняя поверхность боковины каркасного слоя в области, выступающей вблизи верхнего края реборды обода в направлении концевой части кольцевого слоя, усилена с помощью серповидного армирующего резинового слоя.
Для традиционной эксплуатации спущенных шин предусмотрен армирующий слой боковины, содержащий резиновую композицию или композит резиновой смеси и волокна, в связи с необходимостью усиления жесткости боковой части стенки.
Обычно боковая часть стенки шины деформируется в значительной степени при движении, когда внутреннее давление шины снижается из-за прокола и тому подобного, то есть в состоянии движения спущенной шины, и в соответствии с этим армирующий слой боковины также деформируется в значительной степени, таким образом, выделяется большое количество тепла, что приводит к повышению температуры шин до 200°C или выше, в некоторых случаях. В таком состоянии превышается предел сопротивления разрушению армирующего слоя боковины, и в некоторых случаях возникают проблемы с шиной.
Известно увеличение объема резины, как например, увеличение максимальной толщины армирующего слоя боковины и предоставление гранулированного наполнителя или применение твердой резины в качестве средства для выигрыша времени, до возникновения указанных выше проблем (см., например, патентный документ 1). Использование указанных выше приемов иногда приводит к нежелательным ситуациям, таким как ухудшение плавности движения, увеличение массы шины и повышение уровня шума.
С другой стороны, если уменьшается объем армирующего слоя боковины и предоставленного гранулированного наполнителя с целью устранения описанных выше ситуаций, например ухудшение плавности движения, то возникает проблема, заключающаяся в том, что спущенная шина не может выдерживать нагрузку, которая деформирует боковую часть стенки шины в значительной степени таким образом, что увеличение выделения тепла в резиновой композиции приводит к тому, что проблемы с шиной возникают уже на ранней стадии. Кроме того, когда снижается эластичность используемой резины за счет изменения состава композиционных материалов, возникает такая ситуация, что спущенная шина не может выдерживать нагрузку, а также возрастающую повторную деформацию боковой части стенки шины в значительной степени, таким образом, увеличение выделения тепла в резиновой композиции приводит к тому, что проблемы с шиной возникают уже на ранней стадии.
С целью соответствия описанным выше ситуациям испытаны шины, имеющие армирующий слой боковины, который включает в себя мягкие эластичные пористые детали в резине, обладающей высокой жесткостью (см., например, патентный документ 2), шины, в которых комбинируются два типа жесткой и мягкой резины и в которых предусмотрена мягкая резина в частично сжатой очень жесткой резине (см., например, патентный документ 3), и шины, имеющие армирующий слой боковины, в котором предусмотрены типы резин, имеющих различную жесткость и расположенных волнообразно (см., например, патентные документы 4 и 5), в качестве шин с продленным пробегом в спущенном состоянии, который соответствует плавности движения при нормальной эксплуатации.
Однако шины, имеющие армирующий слой боковины, которые описаны в указанных документах, не обеспечивают достаточной длительности пробега в спущенном состоянии, и характеристики комфортного плавного движения при нормальной эксплуатации. Кроме того, при использовании двух типов жесткой и мягкой резины возможна ситуация, когда с увеличением различия в жесткости между слоями резины, может возникнуть проблема разделения этих слоев.
Патентный документ 1: выложенная до экспертизы заявка на патент Японии Hei 11 №263106 (формула изобретения, примеры и прочее)
Патентный документ 2: выложенная до экспертизы заявка на патент Японии №2002-19431 (формула изобретения, примеры и прочее)
Патентный документ 3: выложенная до экспертизы заявка на патент Японии Hei 5 №238215 (формула изобретения, примеры и прочее)
Патентный документ 4: выложенная до экспертизы заявка на патент Японии №2001-138721 (формула изобретения, примеры и прочее)
Патентный документ 5: выложенная до экспертизы заявка на патент Японии №2000-343914 (формула изобретения, примеры и прочее)
Раскрытие изобретения
Авторы настоящего изобретения использовали безопасные шины, имеющие структуру, которая усилена с помощью серповидного армирующего резинового слоя, с целью осуществления испытания по эксплуатации спущенной шины, и исследовали признаки неисправности шины, при этом было обнаружено, что трещины образуются в максимально деформированной части серповидного армирующего резинового слоя, то есть на внутренней поверхности максимально напряженной части боковины при эксплуатации спущенной шины после снижения внутреннего давления, и что трещины распространяются в направлении ширины, и окончательно вызывают разрушение корда в каркасном слое (под названием CBU), что почти во всех случаях делает движение невозможным.
В результате исследования указанного явления обнаружено, что описанная выше характеристика упругости серповидного армирующего резинового слоя сохраняется на ранней стадии эксплуатации спущенной шины, однако собственно армирующий резиновый слой термически разрушается под действием выделяющегося внутри тепла с увеличением длины пробега; это приводит к ухудшению характеристики упругости армирующего резинового слоя, таким образом, начальная деформация в максимальной части напряжения становится больше, таким образом, превышается предел сопротивления разрушению армирующего слоя боковины, и образуются трещины.
Затем, если толщина описанного выше армирующего резинового слоя увеличивается по всей его части с целью устранения описанных выше проблем, ухудшение характеристики упругости армирующего резинового слоя, которое вызвано описанным выше разложением, может быть предотвращено, причем с подавлением самой деформации армирующего резинового слоя.
Однако, если толщина армирующего резинового слоя увеличивается по всей его части, характеристика плавного движения при нормальной эксплуатации снижается в значительной степени.
Вкратце, разработана шина, для которой длительность пробега в спущенном состоянии соответствует плавности движения при нормальной эксплуатации, с помощью устройства, в котором серповидный армирующий резиновый слой включает в себя различные слои, то есть высокоэластичный резиновый слой, расположенный на стороне каркасного слоя центральной части боковой стенки детали, причем трещиностойкость резинового слоя, имеющего пониженную жесткость и пониженную эластичность, по сравнению с характеристиками выскоэластичного резинового слоя, который расположен на внутренней стороне высокоэластичного резинового слоя в направлении оси шины, посредством чего высокоэластичный резиновый слой, расположенный на стороне каркасного слоя центральной части боковой стенки детали, выдерживает нагрузку при эксплуатации спущенной шины; причем трещиностойкий резиновый слой расположен на внутренней поверхности боковины, где при эксплуатации спущенной шины возникает максимально напряженная часть, это в значительной степени обеспечивает возможность подавления трещинообразования и увеличения срока службы при эксплуатации спущенной шины.
То есть в структуре указанной выше армирующей резины толщина армирующего резинового слоя не должна быть чрезмерно большой по всей детали, чтобы обеспечить устранение ухудшения плавности движения при нормальной эксплуатации, что возникает при увеличении толщины, и чтобы в значительной степени увеличить срок службы при эксплуатации спущенной шины.
Однако при использовании боковой армирующей резины, содержащей два жестких и мягких слоя, напряжение концентрируется, как описано выше, благодаря различию в жесткости вблизи поверхности раздела, которое вызвано различием в модулях эластичности резины, причем явление образования трещин на поверхности раздела деталей в некоторых случаях приводит к тому результату, что возникают затруднения уже на более ранней стадии.
Затем в свете проблем уровня техники и имеющихся ситуаций, которые описаны выше, настоящее изобретение было выполнено для того, чтобы решить эти проблемы, причем цель настоящего изобретения заключалась в разработке безопасной шины, которая является превосходной по характеристике плавности движения в условиях нормальной эксплуатации, при сохранении продленного пробега, что является характеристикой срока службы при эксплуатации спущенной шины.
С целью решения описанных выше проблем уровня техники авторы настоящего изобретения установили, что для устранения различий в жесткости, которые являются причиной появления трещин на поверхности раздела деталей, модуль эластичности постепенно изменяется в диапазоне от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины, следовательно, обеспечивается возможность подавления граничных трещин, образующихся при эксплуатации спущенной шины, в соответствии с чем эффективно получена безопасная шина, соответствующая описанной выше цели, и, таким образом, было выполнено настоящее изобретение.
Следовательно, настоящее изобретение включает в себя следующие признаки (1)-(5).
(1) Безопасная шина, которая включает в себя, по меньшей мере, борт покрышки, каркасный слой, часть протектора, внутренний вставной слой и серповидный кольцевой армирующий резиновый слой боковины, в котором модуль эластичности армирующего резинового слоя боковины постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины.
(2) Безопасная шина, которая включает в себя левую и правую стороны борта покрышки, по меньшей мере, один каркасный слой, связывающий один борт покрышки с другим бортом, часть протектора, расположенную вне каркасного слоя в радиальном направлении шины, пару деталей боковой стенки, расположенных на левой и правой частях протектора, внутренний вставной слой, расположенный внутри каркасного слоя, и пару серповидных кольцевых слоев армирующей резины боковины, расположенную между каркасным слоем и внутренним вставным слоем в части, соответствующей боковой стенке детали, в которой модуль эластичности в слое армирующей резины боковины постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины.
(3) Безопасная шина, которая описана выше в пунктах (1) или (2), в которой армирующий резиновый слой боковины содержит резину, обладающую большей эластичностью на наружной стороне, чем на внутренней стороне в осевом направлении.
(4) Безопасная шина, которая описана выше в любом из пунктов (1)-(3), в которой армирующий резиновый слой боковины обладает 100% модуля эластичности, равного 6,0 МПа или больше на наружной стороне в осевом направлении.
(5) Безопасная шина, которая описана выше в любом из пунктов (1)-(4), в которой армирующий резиновый слой боковины обладает 100% модуля эластичности, равного 12,0 МПа или меньше на внутренней стороне в осевом направлении и содержит резину, обладающую меньшей эластичностью на внутренней стороне, чем на наружной стороне в осевом направлении.
В соответствии с настоящим изобретением, при условии придания армирующему резиновому слою боковины эластичности, распространяющемуся в осевом направлении, получается безопасная шина, в которой может быть улучшен показатель плавности движения при нормальной эксплуатации, в которой при эксплуатации спущенной шины подавляется увеличение кривизны шины и образование трещин на внутренней лицевой части, в которой также подавляется образование граничных трещин в армирующей резине, с увеличением срока службы при эксплуатации спущенной шины.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен эскиз поперечного сечения безопасной шины, иллюстрирующий один пример осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2(a) представляет собой иллюстрирующий чертеж, поясняющий значение выражения "смежные слои по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины", и (b) представляет собой иллюстрирующий чертеж для пояснения выражения «внутренняя и наружная стороны в осевом направлении в армирующем резиновом слое боковины».
Пояснение цифровых обозначений
A - Безопасная шина
1 - Борт покрышки
2 - Каркасный слой
3 - Армирующая лента
4 - Часть протектора
5 - Часть боковой стенки
6 - Внутренний вставной слой
7 - Армирующий резиновый слой боковины
Осуществление изобретения
Ниже будут подробно объяснены варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
На фиг.1 представлен эскиз поперечного сечения вдоль меридиана левой половины безопасной шины, который иллюстрирует один пример осуществления настоящего изобретения. В этой связи, настоящее изобретение ни в коей мере не следует ограничивать этим эскизом поперечного сечения.
Как показано на фиг.1, в этом примере осуществления безопасная шина A включает в себя левую и правую стороны борта покрышки 1, по меньшей мере, один каркасный слой 2, связывающий один борт покрышки 1 с другим бортом, часть протектора 3, расположенную вне каркасного слоя 2 в радиальном направлении шины, армирующую ленту 4, расположенную между резиновым слоем протектора и крончатой областью каркасного слоя, пару деталей боковой стенки 5, расположенных на левой и правой частях протектора 3, внутренний вставной слой 6, расположенный внутри каркасного слоя 2, и пару кольцевых слоев 7 армирующей резины боковины, имеющих серповидное сечение, которые расположены между каркасным слоем и внутренним вставным слоем 6 в части, соответствующей боковой стенке детали.
В настоящем изобретении, с целью устранения различий в жесткости, которые являются причиной появления трещин на поверхности раздела деталей, предполагается, что имеется структура, в которой модуль эластичности армирующего резинового слоя 7 боковины постепенно изменяется, увеличиваясь от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины, при этом специфично, что структура, в которой в армирующем резиновом слое 7 боковины модуль эластичности постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа, предпочтительно от 0,1 до 0,7 МПа и более предпочтительно от 0,1 до 0,3 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности (M100) смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении X в армирующем слое резины 7, простирается от каркасного слоя боковины 2 до внутреннего вставного слоя боковины 6.
Выражение "смежные слои по 2 мм в любой части в радиальном направлении в армирующем слое резины 7, простирающемся от каркасного слоя боковины 2 до внутреннего вставного слоя боковины 6", установленное в настоящем изобретении, означает, что слои, полученные путем разрезания армирующей резины 7 в направлении X на фиг.1, которое является радиальным направлением (вдоль направления оси), и простирающиеся от каркасного слоя боковины 2 до внутреннего вставного слоя боковины 6, представляют собой смежные слои по 2 мм, если положение разреза армирующего резинового слоя 7 находится в любой части в радиальном направлении и, как показано на фиг.2(a), что они находятся на расстоянии 2 мм от любой стрелки. Более того, термин "100% модуль эластичности (М100)", установленный в настоящем изобретении, означает 100% модуль эластичности (М100) согласно ASTM D412.
Когда имеется различие в жесткости, превышающее 1,0 МПа в единицах разности в 100% модуля эластичности (М100), для описанных выше смежных 2 мм слоев, это обусловливает образование граничных трещин, и с другой стороны, если различие в 100% модуля эластичности (M100) меньше чем 0,1 МПа, то ухудшается характеристика комфортного движения.
С целью обеспечения постепенного изменения модуля эластичности смежных 2 мм слоев в армирующем резиновом слое 7 в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа может быть использована боковина из армирующей резины, полученной путем ламинирования резиновых композиций, имеющих различную конформацию. Эти конформации могут быть получены путем изменения типа и количества вулканизирующих агентов (сера и ускоритель вулканизации) или типа и количества наполнителей (сажа, диоксид кремния и тому подобное). Коэффициент слоистости армирующего резинового слоя 7 изменяется в соответствии с типом и размером шины, причем он включает боковину из армирующего резинового слоя, полученного путем ламинирования от 5 до 20 слоев.
Когда используются одинаковые резиновые композиции, то резиновый элемент может быть предварительно вулканизирован с обеспечением процесса вулканизации только на каркасном слое боковины или с изменением условий вулканизаций таким образом, чтобы модуль эластичности смежных 2 мм слоев в армирующем резиновом слое 7 боковины мог постепенно изменяться на протяжении от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины.
Способ, в котором модуль эластичности смежных 2 мм слоев в армирующем резиновом слое 7 боковины постепенно изменяется, предпочтительно представляет собой способ, в котором модуль эластичности слоя изменяется в определенной (равномерной) степени в каждых смежных 2 мм слоях. Максимальная толщина армирующего резинового слоя 7 боковины, хотя и изменяется в соответствии с типом и размером шины и тому подобного, предпочтительно составляет от 5 до 20 мм, более предпочтительно от 5 до 15 мм.
В более предпочтительном варианте осуществления, описанный выше армирующий резиновый слой 7 боковины предпочтительно выполнен из резины, имеющей более высокую эластичность на наружной стороне, чем на внутренней стороне в осевом направлении, причем он имеет 100% модуль эластичности, предпочтительно равный 6,0 МПа или больше, более предпочтительно от 7 до 11 МПа на наружной стороне в осевом направлении.
Предпочтительно предполагается, что имеется структура, в которой армирующий резиновый слой боковины имеет 100% модуль эластичности, равный 12 МПа или меньше, предпочтительно от 3 до 7 МПа на внутренней стороне в осевом направлении, и в которой резина обладает меньшей эластичностью на внутренней стороне, чем на наружной стороне в осевом направлении.
В настоящем изобретении термин "внутренняя сторона в осевом направлении" означает, как показано на фиг.2(b), 2 мм (Y на чертеже) от находящегося в самой глубине слоя (армирующая резиновая деталь, смежная с внутренним слоем вкладыша) в осевом направлении, и термин "наружная сторона в осевом направлении" означает 2 мм (Z на чертеже) от самого ближнего внешнего слоя в осевом направлении.
Кроме того, если различие в 100% модуля эластичности между каркасным слоем 2 и внутренним вставным слоем 6 составляет 0,5 МПа или больше, предпочтительно 1,0 МПа или больше (до 7,0 МПа), то можно в значительной степени обеспечить дополнительное соответствие срока службы при эксплуатации спущенной шины с плавностью движения при нормальной эксплуатации.
Таким образом, в безопасной шине настоящего изобретения такого состава предполагается наличие структуры, которая обеспечивает распределение эластичности в армирующем резиновом слое боковины, при котором модуль эластичности постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия 100% модуля эластичности смежных 2 мм слоев в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины, предпочтительно распределение эластичности, в котором модуль эластичности равномерно уменьшается, в соответствии с этим получается безопасная шина, для которой может быть усовершенствована характеристика комфортного движения при нормальной эксплуатации, в которой подавляется как увеличение кривизны шины, так и образование трещин на внутренней лицевой части при эксплуатации спущенной шины, а также подавляется образование граничных трещин в армирующей резине, причем улучшается срок службы при эксплуатации спущенной шины.
В частности, может быть в значительной степени обеспечено дополнительное соответствие срока службы при эксплуатации спущенной шины с плавностью движения при нормальной эксплуатации путем уставки 100% модуля эластичности шины равным 6 МПа или больше на наружной стороне в осевом направлении армирующей резины боковины, которая включает резину, обладающую более высокой эластичностью на наружной стороне, чем на внутренней стороне в осевом направлении, и уставки 100% модуля эластичности равным 12 МПа или меньше на внутренней стороне в осевом направлении в армирующей резине боковины, которая включает резину, обладающую меньшей эластичностью на внутренней стороне, чем на наружной стороне в осевом направлении.
Безопасная шина настоящего изобретения не должна быть ограничена описанными выше вариантами осуществления, причем она может быть изменена различными способами до тех пор, пока не изменяется объем настоящего изобретения.
В описанных выше вариантах осуществления безопасная шина проиллюстрирована структурой безопасной шины, которая включает в себя, как показано на фиг.1, левую и правую стороны борта покрышки 1, по меньшей мере, один каркасный слой 2, связывающий один борт покрышки 1 с другим бортом, часть протектора 3 и армирующую ленту 4, которые расположены вне каркасного слоя 2 в радиальном направлении шины, пару деталей боковой стенки 5, расположенных на левой и правой частях протектора 3, внутренний вставной слой 6, расположенный внутри каркасного слоя 2, и пару кольцевых слоев армирующей резины боковины 7, имеющих серповидное сечение и расположенных между каркасным слоем 2 и внутренним вставным слоем 6 в части, соответствующей боковой стенке детали. Однако шина не должна быть конкретно ограничена до тех пор, пока безопасная шина включает в себя, по меньшей мере, борт покрышки, каркасный слой, часть протектора, внутренний вставной слой и серповидный кольцевой слой армирующей резины боковины и имеет структуру, в которой модуль эластичности в слое армирующей резины боковины постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины, предпочтительно структуру, в которой модуль эластичности равномерно уменьшается, и может быть, например, безопасной шиной, которая имеет структуру, в которой каркасный слой не наматывается на борт покрышки.
Примеры
В последующем настоящее изобретение будет разъяснено более подробно со ссылкой на примеры и сравнительные примеры, но настоящее изобретение не следует ограничивать следующими ниже примерами. В настоящих примерах будут показаны примеры, в которых используется армирующая резина боковины, полученная путем ламинирования резиновых композиций, имеющих различные конформации.
Примеры 1-3 и Сравнительные примеры 1-2
Соответствующие резиновые композиции были приготовлены следующим ниже способом, для того чтобы получить соответствующие безопасные шины.
Приготовление резиновых композиций
Для приготовления резиновых композиций компонент резины, содержащий 30 частей по массе натурального каучука и 70 частей по массе бутадиенового каучука (цис-1,4-полибутадиен), смешивают с 50 частями по массе сажи (FEF), 5,0 частей по массе технологического масла, 4,5 частей по массе оксида цинка, 1,0 части по массе стеариновой кислоты, 2,0 части по массе антиоксиданта 6C (N-фенил-N'-(1,3-диметилбутил)-п-фенилендиамин), 3 частями по массе ускорителя вулканизации NS (N-трет-бутил-2-бензотиазолилсульфенамид), и высокотемпературным ускорителем вулканизации и серой, причем типы и количества компонентов указаны в нижеследующей таблице 1.
Получение шин
Шины (размер шин 215/45ZR17) для легковых автомобилей, имеющие различные слои армирующей резины боковины, получают с использованием традиционного способа. Что касается структуры слоя армирующей резины боковины, то в Сравнительном примере 1 используется традиционная резина, содержащая серповидный монослой, для традиционного армирующего резинового слоя боковины. В Сравнительном примере 2 используют армирующий резиновый слой боковины, содержащий два жестких и мягких слоя. В примере 1 используют резиновые композиции, приготовленные путем постепенного изменения количеств ускорителя вулканизации ТОТ и серы, и ламинируют 10 слоев, в которых модуль эластичности изменяется в одинаковой степени в каждых смежных 2 мм слоях, с целью приготовления серповидного армирующего резинового слоя боковины из 10 слоев. В примерах 2 и 3 используют резиновые композиции, приготовленные путем постепенного изменения количеств ускорителя вулканизации ТОТ и серы, и ламинируют 20 слоев или 8 слоев, в которых модуль эластичности изменяется в одинаковой степени в каждых смежных 2 мм слоях, с целью приготовления серповидного армирующего резинового слоя боковины из 20 слоев или 8 слоев. В целом максимальная толщина соответствующих слоев армирующей резины боковины составляет 15 мм. Модуль 100% (M100) армирующего резинового слоя боковины и модуль 100% (M100) между смежными слоями измеряют следующим методом.
Полученные таким образом экспериментальные шины используют для оценки характеристик комфортного движения и срока службы при эксплуатации после повреждения шины, используя соответствующие методы испытаний.
Результаты испытаний показаны в нижеследующей таблице 1. Срок службы всех экспериментальных шин при использовании внутреннего давления, поддерживаемого на некотором уровне, не вызывал проблем.
Способ измерения M100 армирующего резинового слоя боковины и M100 между смежными слоями:
величина M100 армирующего резинового слоя боковины и M100 между смежными слоями измеряют согласно стандарту ASTM D412.
Метод испытания срока службы при эксплуатации после повреждения шины
Каждую экспериментальную шину монтируют в ободе колеса при нормальном давлении и накачивают воздух до внутреннего давления 230 кПа, и затем выдерживают при комнатной температуре 38°C в течение 24 часов. Затем переключают сердечник клапана, чтобы снизить внутреннее давление до атмосферного давления, и шину подвергают эксплуатационному испытанию во вращающемся барабане в условиях нагрузки 4,17 кН (425 кг), скорости 89 км/ч и комнатной температуре 38°C. В указанном выше испытании величина пробега до появления проблем обозначена как срок службы при эксплуатации после повреждения шины и показана в виде коэффициента, причем величина, полученная в Сравнительном примере 1, установлена как контроль (100). Чем больше значение коэффициента, тем лучше срок службы при эксплуатации после повреждения шины.
Способ оценки характеристики комфортного движения.
Экспериментальную шину монтируют в легковой автомобиль для проведения испытания ощущения плавности движения двумя профессиональными водителями, которые дают оценку в баллах от 1 до 10 с целью определения среднего значения. Чем больше значение коэффициента, тем лучше характеристика комфортного движения.
| Таблица 1 | ||||||
| Сравнительный пример | Пример | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | ||
| Слой армирующей резины | Однократ-ная резина | Два слоя жесткой/мягкой ламинированной резины | 10 слоев ламинированной резины | 20 слоев ламинированной резины | 8 слоев ламинированной резины | |
| Ускоритель вулканизации ТОТ*1 (мас.%*2) | 1,5 | 3/0 | 3-0*3 | 3-0*4 | 3-0*5 | |
| Сера (мас.%*2) | 4 | 6/2 | 6-2*3 | 6-2*4 | 6-2*5 | |
| Толщина (мм) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
| М100 (МПа) | 6,5 | 10/3 | 10-3*3 | 10-3*4 | 10-3*5 | |
| Число слоев | 1 | 2 | 10 | 20 | 8 | |
| M100 (МПа) между смежными слоями | - | - | 0,778*6 | 0,368*7 | 1,0*8 | |
| Результаты оценки шин | Срок службы после повреждения шины | 100 | 125 | 170 | 175 | 160 |
| Характеристика комфортного движения | 5,0 | 6,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | |
| *1: Тетракис(2-этилгексил)тиурамдисульфид (производство фирмы Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) | ||||||
| *2: Компаундирование частей по массе на 100 частей по массе резинового компонента | ||||||
| *3: Компаундированные количества распределены равномерно с целью приготовления 10 типов компаундированных резин, имеющих различные модули эластичности | ||||||
| *4: Компаундированные количества распределены равномерно с целью приготовления 20 типов компаундированных резин, имеющих различные модули эластичности | ||||||
| *5: Компаундированные количества распределены равномерно с целью приготовления 8 типов компаундированных резин, имеющих различные модули эластичности | ||||||
| *6: Степень изменения M100 между смежными слоями в 10 слоях приблизительно была одинаковой, причем показатель равномерно уменьшался в каждой части | ||||||
| *7: Степень изменения М100 между смежными слоями в 20 слоях приблизительно была одинаковой, причем показатель равномерно уменьшался в каждой части | ||||||
| *8: Степень изменения M100 между смежными слоями в 8 слоях приблизительно была одинаковой, причем показатель равномерно уменьшался в каждой части. |
Как видно из приведенных в таблице 1 результатов, описанных выше, установлено, что безопасные шины, соответствующие объему настоящего изобретения и полученные в примерах 1-3 с использованием армирующей резины боковины из 10 ламинированных слоев, 20 ламинированных слоев и 8 ламинированных слоев, в которых модуль эластичности изменяется в одинаковой степени в каждых смежных 2 мм слоях, могут быть в значительной степени усовершенствованы по характеристике комфортного движения, при сохранении срока службы при эксплуатации после повреждения шины на приемлемом уровне, по сравнению с шинами, полученными в Сравнительных примерах 1 и 2.
Промышленная применимость
Безопасная шина настоящего изобретения, усиленная в части боковой стенки, обеспечивает возможность осуществления удовлетворительной эксплуатации спущенной шины, которая до сих пор не была достигнута, кроме того, она обладает превосходной характеристикой комфортного движения, и поэтому имеет высокую промышленную полезность.
1. Безопасная шина, которая включает в себя, по меньшей мере, борт покрышки, каркасный слой, часть протектора, внутренний вставной слой и серповидный кольцевой армирующий резиновый слой боковины, в котором модуль эластичности армирующего резинового слоя боковины постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины.
2. Безопасная шина по п.1, в которой армирующий резиновый слой боковины содержит резину, обладающую большей эластичностью на наружной стороне, чем на внутренней стороне в осевом направлении.
3. Безопасная шина по п.1, в которой армирующий резиновый слой боковины имеет 100% модуль эластичности, равный 6,0 МПа или больше на наружной стороне в осевом направлении.
4. Безопасная шина по п.1, в которой армирующий резиновый слой боковины имеет 100% модуль эластичности, равный 12,0 МПа или меньше на внутренней стороне в осевом направлении и содержит резину, обладающую меньшей эластичностью на внутренней стороне, чем на наружной стороне в осевом направлении.
5. Безопасная шина, которая включает в себя левую и правую стороны борта покрышки, по меньшей мере, один каркасный слой, связывающий один борт покрышки с другим бортом, часть протектора, расположенную вне каркасного слоя в радиальном направлении шины, пару деталей боковой стенки, расположенных на левой и правой частях протектора, внутренний вставной слой, расположенный внутри каркасного слоя, и пару серповидных кольцевых слоев армирующей резины боковины, расположенных между каркасным слоем и внутренним вставным слоем в части, соответствующей боковой стенке детали, в которой модуль эластичности в слое армирующей резины боковины постепенно уменьшается в диапазоне от 0,1 до 1,0 МПа в единицах различия на 100% модуля эластичности смежных слоев по 2 мм в любой части в радиальном направлении армирующей резины, простирающихся от каркасного слоя боковины до внутреннего вставного слоя боковины.
6. Безопасная шина по п.5, в которой армирующий резиновый слой боковины содержит резину, обладающую большей эластичностью на наружной стороне, чем на внутренней стороне в осевом направлении.
7. Безопасная шина по п.5, в которой армирующий резиновый слой боковины имеет 100% модуль эластичности, равный 6,0 МПа или больше на наружной стороне в осевом направлении.
8. Безопасная шина по п.5, в которой армирующий резиновый слой боковины имеет 100% модуль эластичности, равный 12,0 МПа или меньше на внутренней стороне в осевом направлении, и содержит резину, обладающую меньшей эластичностью на внутренней стороне, чем на наружной стороне в осевом направлении.
