專利名稱：一種免充氣輪胎的緊箍條結(jié)構(gòu)與連輞成型法的制作方法
1、本發(fā)明涉及輪胎生產(chǎn)中的一種新結(jié)構(gòu)新方法新材料。在輪胎制造史上，一種免充氣輪胎首次將TPV(熱可塑性硫化橡膠Therom Plastic Vulcanizate)膠料應(yīng)用于輪胎生產(chǎn)，并在輪輞上直接注膠成型，利用緊箍條結(jié)構(gòu)使輪胎在制造過(guò)程中便與輪輞牢固連接成一體。采用這種新結(jié)構(gòu)新方法新材料改變了普通輪胎的熱硫化生產(chǎn)工藝，改變了輪胎與輪輞傳統(tǒng)的裝配方式，開創(chuàng)了輪胎生產(chǎn)領(lǐng)域中的新結(jié)構(gòu)、新方法、新材料，提供了一種節(jié)省能源、資源、免充氣、免調(diào)換、使用安全方便，生產(chǎn)中沒有三廢，用舊后能回收再利用的環(huán)保輪胎。
2、公知的輪胎以橡膠為主體原料，以熱硫化為成型工藝，制造過(guò)程長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度高、投入設(shè)備多、能源消耗大，并且橡膠在塑煉、混煉、壓延、壓出、硫化等工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水、廢氣、粉塵、噪聲和鍋爐排出的煤煙塵，給環(huán)境和人體帶來(lái)危害。另外，全世界每年調(diào)換下來(lái)的舊輪胎高達(dá)17億只，已成為危害環(huán)境的一大問(wèn)題，這些舊輪胎大多以掩埋、焚燒處理，得到利用的不足20％，它的回收再利用絕非易事，還容易造成二次污染。
迄今為止，輪胎與輪輞均是分別制造的獨(dú)立部件，使用前需要裝配，使用中需要修補(bǔ)和調(diào)換。普通輪胎有充氣輪胎和實(shí)芯輪胎兩大類，實(shí)芯輪胎由于自重大、緩沖性差而只能在少數(shù)載重大、速度慢的車種中使用。充氣輪胎是使用最廣泛的輪胎，它憑借胎內(nèi)的壓縮空氣來(lái)承受外界的壓力，減緩輪胎與地面的沖擊力，并依靠胎圈中的鋼絲與胎內(nèi)氣壓將輪胎牢牢固定在輪輞上，但使用時(shí)容易泄氣、刺穿和爆胎，需要充氣與修補(bǔ)工具。
早在1833年歐洲就有人嘗試用橡膠來(lái)減輕馬車在行駛中與路面產(chǎn)生的沖擊力，但未獲成功。1839年，美國(guó)發(fā)明家查爾斯·固特異(Charles Goodyear)發(fā)明了橡膠的硫化法，使橡膠制品進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)。1845年，有人制成了馬車用的橡膠實(shí)芯胎，但由于固定方法不牢固，影響了這種實(shí)芯輪胎的廣泛使用。
1888年，英國(guó)醫(yī)生鄧錄普(Donlop)在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)明了最早的充氣輪胎，并用膠漿將其固定在輪輞上，但不穩(wěn)固容易脫落。1890年，由外胎、內(nèi)胎、氣門咀組成的力車胎試制成功，成為近代充氣輪胎的雛形。1970年，美國(guó)費(fèi)爾斯通(Firstone)公司將二烯類液體橡膠制成了簾線帶束的澆注輪胎，成為輪胎史上橡膠與塑料并用的先驅(qū)。
20世紀(jì)90年代以來(lái)，出現(xiàn)了用聚氨酯(PU)澆注材料、普通的熱塑性橡膠(TPE)和其它高分子材料做成的自行車實(shí)芯(微孔)胎或內(nèi)胎，試圖克服充氣輪胎的缺陷，但這些免充氣胎都無(wú)法解決與輪輞可靠牢固的裝配方法，無(wú)法克服輪胎使用中的伸張壓縮力、離心力、扭轉(zhuǎn)力，使用中會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)、滑脫、竄胎。另外，輪胎要經(jīng)受陽(yáng)光、雨水、大氣的侵蝕老化，承受地面的摩擦與沖擊，要克服在行駛中因壓縮形變產(chǎn)生的內(nèi)生熱等，而聚氨酯(PU)澆注材料、普通的熱塑性橡膠(TPE)及其他材料均難以達(dá)到輪胎材料的機(jī)械物理性能。
3、貢氏輪胎克服了上述充氣輪胎和實(shí)芯(微孔)輪胎的缺陷，它采用TPV為主體材料，TPV是一種由動(dòng)態(tài)硫化法制造、具有化學(xué)交聯(lián)的熱塑性橡膠，具有硫化橡膠的各種優(yōu)異性能，如高彈性、高耐磨、高強(qiáng)度、耐熱、耐低溫、耐天候等，綜合性能遠(yuǎn)優(yōu)于聚氨酯(PU)澆注材料及普通的僅有物理交聯(lián)的熱塑性橡膠(TPE)。TPV常溫下呈硫化橡膠特性，高溫下呈塑料特性，能用注射、擠出、壓出等工藝生產(chǎn)橡膠制品，邊角、余料、付次品能直接回用，因此貢氏輪胎能采用橡膠射出成型機(jī)或普通注塑機(jī)直接注膠生產(chǎn)輪胎，簡(jiǎn)化了輪胎的硫化法生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)周期，減少了場(chǎng)地、設(shè)備、人員的投入，減少了三廢。
貢氏輪胎采用的TPV的基本組份及基礎(chǔ)配比如下
貢氏輪胎的連輞結(jié)構(gòu)與注膠成型法是這樣實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)時(shí)，橡膠、樹脂及其他配合組份先經(jīng)高速捏合機(jī)捏合，然后在雙螺桿混煉擠出機(jī)的高溫高剪切環(huán)境中完成塑化和動(dòng)態(tài)硫化，同時(shí)硫化的橡膠組份又被螺桿的機(jī)械剪切力粉碎成粒徑約0.6～2.0nm左右的微粒，高度分散于熔融的樹脂中，形成硫化橡膠微粒為“島”相、樹脂為“海”相的TPV“?！獚u”微觀結(jié)構(gòu)，擠出制成TPV膠?；蚰z條，再由橡膠射出成型機(jī)或普通注塑機(jī)在注膠成型時(shí)將高溫下呈熔融態(tài)的TPV膠料高速注入輪胎模具的型腔，與事先置放在模具內(nèi)并內(nèi)嵌有緊箍條的金屬輪輞或塑料輪輞牢固結(jié)合，連成一體。TPV膠料冷卻后形成高強(qiáng)度的致密外層，賦予輪胎耐磨、抗撕、耐候、耐老化等性能，內(nèi)部即形成封閉堅(jiān)韌的微孔內(nèi)層，賦予輪胎與充氣輪胎相似的舒適感。緊箍條由一種與TPV膠料材質(zhì)相似、極性相近的高分子材料制成，它有彈性、比重輕、強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)極低，生產(chǎn)時(shí)嵌放在輪輞內(nèi)，注膠時(shí)被高溫溶融態(tài)的TPV包覆并結(jié)合成一體，起到與充氣輪胎胎圈內(nèi)鋼絲相似的作用，從而使輪胎冷卻后牢固在輪輞中，不會(huì)扭轉(zhuǎn)、滑脫和伸長(zhǎng)。
由于采取上述新結(jié)構(gòu)新方法新材料，貢氏輪胎牢固安全，毋須裝配，不用充氣補(bǔ)胎、拆卸調(diào)換，克服了充氣輪胎和聚氨酯(PU)澆注材料、普通熱塑性橡膠(TPE)及其他高分子材料制成的免充氣胎的缺陷，克服了輪胎使用中的伸張壓縮力、離心力和扭轉(zhuǎn)力，使用中不會(huì)發(fā)生竄胎、爆胎、扭轉(zhuǎn)、滑脫、伸長(zhǎng)等不安全現(xiàn)象，壽命大大高于普通輪胎，生產(chǎn)中沒有三廢，邊角、余料、付次品及報(bào)廢后的舊胎均能回收再利用，節(jié)省了能源和資源。
4、下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明附圖中

圖1是貢氏免充氣輪胎的緊箍條結(jié)構(gòu)與連輞成型法的生產(chǎn)工藝流程圖完整的表明了本發(fā)明由原輔材料到制成品的生產(chǎn)工藝流程。
圖2是貢氏輪胎緊箍條結(jié)構(gòu)的橫截面剖示圖在圖2所示中，(1)是TPV膠料形成的致密外層，賦予輪胎高耐磨、高強(qiáng)度等物理性能。
(2)是TPV膠料形成的微孔內(nèi)層，賦予輪胎輕便、緩沖、舒適等性能。
(3)是嵌放在輪輞內(nèi)的緊箍條，強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)極低，使輪胎牢固在輪輞里，不能伸長(zhǎng)，不會(huì)扭轉(zhuǎn)、滑脫、竄胎。
(4)輪輞。
權(quán)利要求
1.一種以TPV(熱可塑性硫化橡膠)膠料為輪胎材料，在制造過(guò)程中便與輪輞連接成一體的貢氏免充氣輪胎的緊箍條結(jié)構(gòu)與連輞成型法。其特征是橡膠、樹脂及其他組份先經(jīng)高速捏合機(jī)、雙螺桿混煉擠出機(jī)完成捏合、塑化和動(dòng)態(tài)硫化，制成TPV膠?；蚰z條，再由橡膠射出成型機(jī)或普通注塑機(jī)將高溫下呈熔融態(tài)的TPV膠料高速注入輪胎模具型腔，與事先置放在模具內(nèi)并內(nèi)嵌有緊箍條的輪輞連成一體，緊箍條生產(chǎn)時(shí)嵌放在輪輞內(nèi)，注膠時(shí)被TPV包覆并結(jié)合成一體，起到與充氣輪胎胎圈內(nèi)鋼絲相似的作用，從而使輪胎冷卻后牢固在輪輞里，使用中不會(huì)扭轉(zhuǎn)、滑脫與伸長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利1，要求保護(hù)貢氏免充氣輪胎的緊箍條結(jié)構(gòu)，其特征是輪輞內(nèi)嵌有緊箍條，緊箍條強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)極低，注膠時(shí)緊箍條被高溫溶融態(tài)的TPV膠料包覆并結(jié)合成一體，使輪胎冷卻后能牢固在輪輞中，使用中不會(huì)扭轉(zhuǎn)、滑脫與伸長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利1，要求保護(hù)貢氏免充氣輪胎的連輞成型法，其特征是生產(chǎn)時(shí)，輪輞事先置放于輪胎模具中，使輪胎在輪輞上直接注膠成型，在制造中便與輪輞連成一體。
4.根據(jù)權(quán)利1，要求保護(hù)貢氏免充氣輪胎的注膠工藝，其特征是以橡膠和聚烯烴樹脂為主組份、并在其他組份的配合下，通過(guò)高速捏合機(jī)、雙螺桿混煉擠出機(jī)等設(shè)備完成捏合、塑化、動(dòng)態(tài)硫化，制成TPV膠條或膠粒，由橡膠射出成型機(jī)將TPV膠條或普通注塑機(jī)將TPV膠粒熔融后高速注入模具，冷卻成型。
全文摘要
在輪胎制造史上，貢氏免充氣輪胎首次將TPV(熱可塑性硫化橡膠Therom Plastic Vulcanizate)膠料應(yīng)用于輪胎生產(chǎn)，并在輪輞上直接注膠成型，利用緊箍條結(jié)構(gòu)使輪胎在制造過(guò)程中便與輪輞牢固連接成一體。生產(chǎn)時(shí)，橡膠、樹脂及其他配合組份先經(jīng)高速捏合機(jī)、雙螺桿混煉擠出機(jī)完成捏合、塑化和動(dòng)態(tài)硫化，制成TPV膠?；蚰z條，再由橡膠射出成型機(jī)或普通注塑機(jī)將高溫下呈熔融態(tài)的TPV膠料高速注入輪胎模具的型腔，與置放在模具內(nèi)并內(nèi)嵌有緊箍條的輪輞連成一體，緊箍條注膠時(shí)被高溫熔融態(tài)的TPV包覆并結(jié)合，起到與充氣輪胎胎圈內(nèi)鋼絲相似的作用，從而使輪胎冷卻后能牢固在輪輞內(nèi)，不會(huì)扭轉(zhuǎn)、滑脫和伸長(zhǎng)。由于采取上述新結(jié)構(gòu)新方法新材料，提供了一種生產(chǎn)中沒有三廢，節(jié)省能源、資源，使用時(shí)不用裝配，不用充氣補(bǔ)胎、拆卸調(diào)換，報(bào)廢后能回收再利用的環(huán)保輪胎。
文檔編號(hào)B29C47/40GK1807057SQ20051002340
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者貢瑞華 申請(qǐng)人:貢瑞華