專利名稱：自密封氣門的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種包含了低彈性模量材料的氣門。本發明應用于這樣的物體，其旨在容納受壓的空氣，例如車輪輪輞、內胎或者輪胎。在輪胎或輪輞的情形下，本發明應用于任何類型的輪胎或輪輞，特別是那些旨在裝配到客車類型車輛、SUV(運動型多用途汽車)、 兩輪車輛(特別是摩托車)、飛機、選自小卡車的工業車輛、重型車輛-其意味著地鐵、公共汽車、重型道路運輸車輛(卡車、拖拉機、拖車)、諸如農業或土木工程機械的非道路車輛-或者其它運輸或作業車輛。
背景技術：
現有技術公開了無內胎類型的輪胎，這是一種沒有內胎的輪胎。這種輪胎旨在安裝到具有孔口的輪輞上，機械氣門容置在所述孔口內。文獻W02004/002760中描述了這種氣門。然而，除了相對復雜以外，這種氣門的氣密性水平還能夠進一步提高。
發明內容
本發明的目的是提供一種比較簡單并且更加有效的氣門。為此，本發明的一個目的是提供一種用于輪胎、輪輞或內胎的自密封氣門，其中， 它包括自密封材料，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體在IOHz下測量的動態剪切模量G*小于或等于0. 06MPa,優選地小于或等于0. 03MPa,更加優選地小于或等于 0.OlMPa。根據本發明的氣門由于自密封材料的性能而可以實現良好的氣密性。具體來說， 所述材料具有幾乎完美的彈性機械性能，這意味著即使在空氣注入構件(例如針)已經穿透該材料之后，在輪胎或者內胎的內壓的作用下，通過該材料對所述構件造成的通路進行了填充，也能夠確保氣門的氣密性。進一步地，根據本發明的氣門相對簡單，這是因為單憑所述材料就足以對氣門進行密封，并進而密封了輪胎或者內胎。根據本發明的氣門的優點在于在非常廣泛的工作溫度范圍內具有幾乎完美彈性的機械性能。當氣門被例如針的空氣注入構件刺穿的時候，這種性能顯著提高了密封速度。根據本發明的自密封材料呈現出非常接近于彈性材料的機械性能。在取出所述空氣注入構件的期間展現了該優點。因為所述材料具有幾乎完美彈性的性能，因此在取出期間，在流體靜態的壓縮力的作用下，該材料的響應是接近瞬時的。沒有觀察到氣密性的缺失。還可以通過以下事實來對自密封材料進行表征它的動態伸長模量小于 0. 18MPa,優選地小于0. 09MPa,更加優選地小于0. 03MPa。記住，該伸長模量和剪切模量通過關系式纊=2 (1+v). G*而聯系在一起，其中ν是泊松比。優選地，對于在-30°c和+100°C之間的給定的溫度范圍內的任何溫度來說，該自密封材料的損耗因子tg δ小于0. 2，并且動態模量G*小于0. 05MPa,優選地小于0. 03MPa, 更加優選地小于0. OlMPa ；tan δ和G*是在IOHz的頻率下測量的。優選地，G*小于與氣門接觸的受壓空氣的充氣壓力Pg。還注意到，在給定的溫度范圍內當動態模量(Τ變得大于充氣壓力1 的時候，自密封材料的密封性能遭到削弱。這是因為，由于很多密封機構后方的驅動力是與被充氣的輪胎的壓力相關聯的壓縮力，因此當自密封材料的動態模量G*大于或等于充氣壓力1 的時候，發現該自密封材料不再能夠足夠有效地變形來密封移除了空氣注入構件所留下的孔。 相對照而言，某些特定的自密封材料對于客車輪胎(這種客車輪胎的工作壓力介于2巴 (bar)和3巴之間)而言剛性太大，這些特定的自密封材料可以成功地用于大約為8至10 巴的工作壓力的重型車輛輪胎。動態模量G*還優選地大于I^g/30。與非常低的損耗因子相結合的話，這在高速和高溫行駛下呈現了優異的形狀穩定性。當空氣注入構件刺穿氣門的時候，充氣壓力1 使得自密封材料處于流體靜力壓縮狀態，并且它的伸長模量或動態剪切模量越小，則該流體靜力壓縮的狀態就越完美。這些力將自密封材料壓靠在所述構件上并且密封了氣門。在空氣注入構件被移除之后，這些相同的流體靜力的壓縮力將所述構件在氣門中留下的孔口保持為封閉，從而保持了氣門的氣密性。彈性材料在Anton Paar MCR 301流變計上被動態表征。測試樣本是圓柱形的，厚度為2. 5mm直徑為4mm。測試樣本放置在兩個平板之間的加熱腔室內，一個平板固定另一個繞著其中心做正弦波式地擺動，并且還在貫穿整個測試持續的期間施加了 0. 02MPa的正應力。施加了的最大變形，并且在5° /min的速率下將溫度從-100°C增加到250°C。所開發出來的結果是給定溫度范圍內的動態剪切模量G*和損耗因子tgS。G*= (G' 2+G〃 2) 1/2and tg δ = G〃 /G'G*是單位為MPa的動態剪切模量；G'是單位為MPa的真實剪切模量；G"是單位為MPa的剪切損耗模量；并且δ是所施加的變型和所測量的應力之間的損耗因子。σ κ和ε R是在斷裂下側量的材料測試樣本的應力和伸長(σ κ是相對于測試樣本的初始橫截面So的)。已知，商業上可用的產品“Mediprene 500000M”和“Multiflex G00”被作為密封材料。這兩種材料具有的基于石蠟的增量油含量大約為重量份的400pce (每一百份彈性體的重量份)。這些材料的tgS值在貫穿
的溫度范圍內小于0. 15。因此，它們的性能實際上在整個該溫度范圍內具有完美的彈性。這兩種材料在斷裂下的伸長大于1000%， 并且斷裂應力超過0. 2MPa。這兩種材料的動態剪切模量在相同的溫度范圍內介于30000和600001 之間。這些動態剪切模量賦予了材料非常高的撓性，這對于客車的密封機構而言十分有利，其中充氣壓力大約為1到3巴。通過比較，常規的基于丁基彈性體的材料的tgS值在貫穿所考慮的溫度范圍中總是大于0. 2。應當注意到，一旦溫度降低到50°C以下，則該基于丁基彈性體的材料的tg δ值急劇增大，這也就是說，動態剪切模量的相關增大將削弱低溫下的密封性能。根據本發明的材料的顯著優勢在于，它們的密封性能在跨越非常大的溫度范圍內(特別是在寒冷溫度下)都保持穩定。在高溫下，事實上觀察到的tg δ值僅僅在超過100°C的情況下顯著增大，這對于尤其是高速行駛下的輪胎的自密封氣門保持良好的尺寸穩定性具有非常正面的作用。優選地，所述氣門被預先切開。該預先切開可以避免使用尖頭的空氣注入構件，該尖頭的空氣注入構件可能會對氣門使用者帶來危險。因此，可以使用具有鈍頭端的注入構件。優選地，所述氣門由自密封材料制成。作為選擇，所述自密封材料由組合物構成，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油占的比例為每百份彈性體介于200和 700個重量份之間。在本說明書中，除非明確地用其它方式表示，否則所有的百分比(％ )表示為重量百分比。熱塑件苯乙烯彈件體熱塑性苯乙烯彈性體(簡寫為“TPS”)是熱塑性的彈性體，其采用了基于苯乙烯的嵌段共聚物的形式。按照結構來說，在熱塑性聚合物和彈性體之間的某處，已知它們由剛性的聚苯乙烯序列制成，所述聚苯乙烯硬序列通過撓性彈性體序列(例如聚丁二烯、聚異戊二烯或聚 (乙烯/ 丁烯))進行連結。它們通常為三嵌段彈性體，其中通過一個軟鏈段連接兩個硬鏈段。硬鏈段和軟鏈段可以布置成線性方式、星形方式或支化構型。優選地，所述TPS彈性體選自苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯(SBQ、苯乙烯/異戊二烯 /苯乙烯(SIS)、苯乙烯/異戊二烯/ 丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯/ 丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)、苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯 (SEEPS)嵌段共聚物或這些共聚物的共混物。更加優選地，所述彈性體選自SEBS共聚物、SEPS共聚物或這些共聚物的共混物。根據本發明的另一個優選實施方式，TPS彈性體中苯乙烯的比例介于5%和50% 之間。低于所表示的最小值，則存在該彈性的熱塑性屬性會顯著降低的風險，而大于所推薦的最大值，組合物的彈性可能會受到不利影響。由于這些原因，苯乙烯的比例更加優選地介于10%和40%之間，特別介于15%和35%之間。優選地，TPS彈性體的玻璃轉化溫度(Tg，按照ASTM D3418進行測量)低于_20°C， 更加優選地低于_40°C。大于這些最小值的Tg值給予了自密封混配物自身較高的Tg，當在非常低的溫度下使用時，這可能降低自密封組合物的性能；對于這種使用，TPS彈性體的Tg更優選仍在-50°c以下。TPS彈性體的數均分子量(標記為Mn)優選在50000和500000克/摩爾之間，更優選在75000和450000克/摩爾之間。低于所示的最小值，TPS彈性體鏈之間的內聚力由于其過于稀釋(增量劑的量)而存在受到不利影響的風險；另一方面，工作溫度的增加帶來的風險是不利地影響了機械性能，特別是斷裂性能，從而導致降低的“熱”性能。而且，太高的Mn對于具有推薦的增量油比例的組合物的撓性可能是有害的。因此，已經發現從250000 至400000范圍內的值是特別合適的。利用空間排阻色譜法(SEC)，以已知的方式確定TPS彈性體的數均分子量(Mn)。將測試樣品提前溶解在濃度為大約1克/升的四氫呋喃中；然后在注入前將溶液在0. 45微米孔隙率的過濾器上進行過濾。所使用的儀器為“WATERS Alliance”色譜儀。洗脫溶劑為四氫呋喃，流率為0. 7毫升/分鐘，體系的溫度為35°C，分析持續時間為90分鐘。使用串聯的一組商品名稱為“STYRAGEL”的四根WATERS柱(“HMW7”、“HMW6E”和兩根“HT6E” )。聚合物測試樣品溶液的注入體積為100微升。檢測器為“WATERS 2410”差示折光計，相關的色譜數據處理軟件為“WATERS MILLENIUM”系統。計算出的平均分子量涉及利用聚苯乙烯標樣獲得的校準曲線。當基體包含一種或多種其它彈性體(無論熱塑性與否，例如二烯型的彈性體)時， 所述TPS彈性體可構成所有彈性體基體或后者的主要重量部分(優選地表示為50%以上， 更加優選為70%以上)。根據一個優選實施方式，TPS彈性體是自密封組合物中存在的唯一的彈性體，并且是唯一的熱塑性彈性體。增量油自密封組合物中的第二基本組分為使用比例非常高，介于200pce和700pce之間 (亦即，在每百份彈性體中具有200和700之間的重量份)的增量油。可使用任何的增量油，優選具有弱極性特性的增量油，其能夠增量并增塑彈性體， 特別是熱塑性彈性體。在環境溫度(23°C )下，這些具有變化粘度的油是液體(記住，這表示物質具有最終形成其容器的形狀的能力)，這尤其與本性為固體的增粘樹脂相反。優選地，增量油選自聚烯烴油(即由烯烴、單烯烴或二烯烴聚合得到的那些油)、 石蠟油、環烷油(低粘性的或高粘性的)、芳族油、礦物油或這些油的混合物。更優選地，增量油選自聚丁烯、石蠟油或這些油的混合物。最特別地，使用聚異丁烯(polyisobutene)油，特別是聚異丁烯(“PIB”)油。舉例而言，聚異丁烯油特別地由Univar以商品名稱“Dynapak Poly” (例如“Dynapak Poly 190”)，由BASF以商品名稱 “Glissopal”(例如“Glissopal 1000”)或“Oppanol”(例如“Oppanol B12”)出售；石蠟油例如由Exxon以商品名稱"iTelura 618”或由R印sol以商品名稱“Extensol 51”出售。增量油的數均分子量(Mn)優選在200和30000克/摩爾之間，更優選在300和 10000克/摩爾之間。如果Mn值過低，存在油將移至自密封組合物的外部的風險，而過高的數均分子量會導致該組合物變得太硬。在350和4000克/摩爾之間，特別是在400和3000 克/摩爾之間的數均分子量Mn證明對于預期的應用是極好的折衷。增量油的數均分子量(Mn)由SEC確定，之前已經將測試樣品以大約1克/升的濃度溶解在四氫呋喃中，然后在注入之前將溶液通過孔隙率為0. 45微米的過濾器進行過濾。 儀器為WATERS Alliance色譜儀。洗脫溶劑為四氫呋喃，流率為1毫升/分鐘，體系的溫度為35°C，分析持續時間為30分鐘。使用商品名稱為“STYRAGEL HT6E”的一組兩根WATERS 柱。聚合物測試樣品溶液的注入體積為100微升。檢測器為“WATERS 2410”差示折光計，用于處理色譜數據的相關軟件為WATERS MILLENIUM系統。計算出的平均分子量與利用聚苯乙烯標樣獲得的校準曲線有關。根據如下說明和具體實施方式
，本領域技術人員會知道如何根據自密封組合物的特定使用條件，特別是根據意欲在其中使用自密封組合物的制品，來調整增量油的量。增量油的比例優選在250和600pce之間。低于所示最小值，自密封組合物對于某些應用而言存在太硬的風險，而超過推薦的最大值，組合物存在內聚力不足的風險。因此， 增量油比例更加優選地介于300和500pce之間。各種添加劑以上提到的兩種成分，也就是TPS彈性體和增量油，對于使用這兩種成分的制品而言，它們本身對于自密封組合物而言足以完全執行它的氣門功能。然而，可加入各種其它添加劑，典型地以少量(優選地，比例低于20pce，更優選低于IOpce)加入；這些添加劑例如包括諸如炭黑的增強填料，非增強或惰性填料，層狀填料， 諸如UV穩定劑、抗氧化劑或抗臭氧劑的保護劑，各種其它穩定劑，和有利地可用于著色自密封組合物的著色劑。盡管自密封組合物由于其特定的配方不需要使用增粘樹脂(記住，這意味著能夠進行“粘著”，進行“粘著”意味著當輕微壓靠在支撐件上的時候立即引起了粘著效應)，但是本發明也可應用于使用這種增粘樹脂的場合，在這種情形下并且優選地在小比例當中， 典型地小于lOOpce，更加優選地小于50pce (例如介于O和20pce之間)。除了上述的彈性體(TPS彈性體和任何其它可能的彈性體)外，自密封組合物還可以包含與TPS彈性體相比仍為較少重量部分的非彈性體的聚合物，例如與TPS彈性體相容的熱塑性聚合物。如上所述的自密封材料或者組合物是固態的(在23°C下)并且彈性的混配物，并且由于其特定配方而具有高撓性和可變形性。根據本發明的一個具體實施方式
，特別是在用于充氣輪胎的時候，所述自密封組合物對于介于+30°C和+100°C之間(優選地為介于-30°C和+30°C之間)的任何溫度下具有小于0.2的損耗因子(〖85)，更加優選地小于0. 15，并且具有低于所述的充氣制品的工作充氣壓力(用1 來表示)的動態剪切模量特別地小于0. IMPa)，G*更優選地為介于 Pg/30和Pg之間的某個中間值(特別介于0. OlMPa和0. IMPa之間)，tg δ和G*在IOHz的頻率下進行了測量。根據本發明的另一個具體實施方式
，自密封組合物在斷裂下的伸長大于500%，更加優選地大于800%，并且斷裂應力大于0. 2MPa。這兩個參數在溫度23°C下的第一次伸長中(亦即，沒有經歷適應性循環)進行的測量，其拉伸測試速度是500毫米/分鐘(按照 ASTM D412)，并且相對于測試樣本的初始橫截面來進行測量。諸如通過高比例的油來進行增量的SEPS或SEBS的彈性體是公知的和可市購得到的增量形式。作為舉例，可以提及由Vita Thermoplastic Elastomers或VTC ( “VTC TPE集團”)上市的產品，其商品名稱有“Dryflex”(例如“Dryflex 967100”)或者 "Mediprene"(例如‘‘Mediprene 500000M")出售的產品，它們均由Multibase以商品名稱 "Multiflex，，(例如 “Multiflex G00")出售。對于醫學、藥學或化妝品得到引人注目地發展的這些產品可以TPE的常規方式，例如由可獲得的珠或粒形式的原材料開始，通過擠出或模制進行加工。特別令人驚奇的是，或許一旦它們的增量油比例根據需要已經被調節到適合了本發明所推薦的范圍內(亦即，200和700pce之間，優選地在250和600pce之間)，則已經發現它們能夠用作高性能的自密封組合物。優選地，由自密封材料制成的氣門的一部分具有旨在承受充入空氣的壓力的內表面Sl和旨在承受環境空氣的壓力的外表面S2，并且使得S1/S2的比值大于或等于1，甚至大于或等于3，優選地為大于或等于10。因此，通過增大S1/S2的比值，則提高了氣門的氣密性。具體來說，通過增大S1/S2 的比值，自密封材料的壓縮性得到提高。可選擇地，氣門的總體形狀圍繞正交于內表面Sl和外表面S2的軸線呈現了旋轉對稱性。優選地，所述內表面Sl和外表面S2這兩個表面被最小距離H隔開，并且D是在大致垂直于旋轉軸線的平面中的表面S2的直徑，H > D。H/D的比值被稱為長細比，該比值因此大于1。該長細比越大，則自密封材料的壓縮就越均勻，從而提高了氣門的氣密性。選擇性地，所述氣門的總體形狀呈現了軸向對稱性，例如呈現了為橢圓形、多邊形等的橫截面。該氣門的總體形狀特別被選擇成使得該氣門容置在輪胎的多個簾布層的金屬絲線或者紡織絲線之間。有利地，所述氣門包括將氣門附接到支撐件的裝置。這種支撐件可以例如是車輪輪輞。這種附接裝置例如包括模制到氣門中的凹槽。這種附接裝置使得氣門相對于支撐件而保持固定。充入空氣在內表面上施加的壓力因而被傳遞到因此被受到壓縮的自密封材料，從而確保了良好的密封。本發明還涉及一種自密封組合物的用途，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油所占的比例為每百份彈性體介于200和 700個重量份之間，所述自密封組合物用來制造用于輪胎、輪輞或內胎的氣門。本發明的另一個主題是選自輪胎、輪輞、內胎的車輪元件，其中該車輛元件包括以上限定的氣門。由于本發明，所述車輪元件不再需要配備任何機械氣門。在一個實施方式當中，所述氣門容置在所述輪胎或輪輞的壁內。優選地，所述氣門形成了輪胎或輪輞的內表面的一部分以及輪胎或輪輞的外表面的一部分，所述內表面旨在承受充入空氣的壓力，所述外表面旨在承受周圍空氣的壓力。優選地，所述輪胎包括識別氣門的裝置，例如在輪胎的胎側的外表面上可見的識別氣門的裝置。該識別裝置可以包括帶有顏色或紋理的橡膠塊，所述顏色或紋理不同于輪胎其余部分的顏色或者紋理。該橡膠塊可以延伸覆蓋給定角度的扇形或者選擇性地可以為非對稱的。在另一個實施方式當中，所述輪胎包括內置的內胎和被該內置的內胎的外表面所支承的氣門。該內置的內胎使得輪胎具有了內置氣門，減少了在輪胎行駛期間產生的內部噪音。并且，它降低了空氣在輪輞和輪胎胎圈之間泄漏的風險。
在再一實施方式當中，所述內胎包括封閉的外胎，該封閉的外胎具有支承所述氣門的外表面。
通過閱讀以下的描述，將會更好地理解本發明，僅僅通過非限定的實例并參考附圖來給出了以下的描述，其中圖1是根據本發明第一實施方式的輪胎的一部分的徑向截面的視圖；圖2是根據本發明的圖1中的輪胎氣門的截面圖；圖3是圖2中的氣門的一個實施方式的主視圖；圖4是與圖1類似的根據本發明第二實施方式的輪胎的視圖；圖5是與圖1類似的根據本發明第三實施方式的輪胎的視圖；圖6是與圖1類似的根據本發明第四實施方式的輪胎的視圖；圖7是根據本發明的圖6中的輪胎的氣門的截面圖；圖8是與圖1類似的根據本發明第五實施方式的輪胎的視圖；圖9是圖8中的輪胎在其胎坯狀態下的徑向截面的視圖；圖10是用來制造圖8中的輪胎的模具的示意圖；圖11是根據本發明第一實施方式的車輪輪輞的視圖；圖12和13是在圖11的輪輞的制造方法中的中間步驟期間圖11的輪輞的壁和氣門的視圖；圖14和15是類似于圖11的分別根據本發明第二實施方式和第三實施方式的輪輞的視圖；圖16是根據本發明的內胎的立體圖；并且圖17是用來制造根據本發明的內胎的模具的示意圖。
具體實施例方式在圖中已經描繪了互相正交的軸X、Y、Z，其對應于輪胎的常規的徑向X方向、軸向 Y方向和圓周Z方向。圖1描述了根據本發明第一實施方式的輪胎，其整體用附圖標記IOA來表示。輪胎IOA是無內胎型輪胎，這也就是說它不具有獨立的內胎。以常規的方式，輪胎IOA包括外胎(cover) 12，該外胎12具有通過兩個胎側F和兩個胎圈B延伸的胎冠S。圖1中僅僅描繪了一個胎側F和一個胎圈B。兩個胎圈金屬絲16 (圖中僅僅描繪了一個)嵌入到胎圈B內。兩個胎圈金屬絲16 相對于輪胎的中面徑向平面而對稱布置。每個胎圈金屬絲16關于參考軸線而呈現出旋轉對稱性。該參考軸線大致平行于方向Y而延伸，該參考軸線與輪胎的旋轉軸線或多或少地重合。胎冠S包括常規結構的胎面。橡膠塊18從胎冠徑向延伸直至所述胎圈B的胎圈金屬絲16，從而限定了胎側F和胎圈B的外表面20的邊界。輪胎IOA還包括內密封層22，該內密封層22限定了內表面23和胎體簾布層M的邊界。在輪胎IOA的胎圈B當中，胎體簾布層M包括圍繞胎圈金屬絲16折回的部分26。 胎圈B還包括環形的保護橡膠塊觀，其旨在局部地將輪胎IOA徑向地并且軸向地固定到車輪輪輞上。輪胎IOA包括容置在胎側F中的氣門30。該氣門30形成了輪胎IOA的內表面23 的一部分Si，該內表面旨在承受充入空氣的壓力，并且該氣門30形成了輪胎IOA的外表面 20的一部分S2，該外表面旨在承受環境空氣的壓力。一旦輪胎已經安裝在輪輞上，氣門30使得該輪胎IOA被充氣和放氣。該氣門30 包括自密封材料(在本情形中是由該自密封材料構成)，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體的動態剪切模量G*在IOHz下的測量值小于或等于0. 06MPa，優選地小于或等于0. 03MPa,更加優選地小于或等于0. OlMPa0利用以下描述的方法來制造輪胎IOA0在該方法期間，對用于輪胎IOA的外胎的未固化胎坯模進行固化，并且對旨在形成氣門30的自密封材料進行了模制。在該具體實例當中，由于自密封材料的軟化溫度低于或等于胎坯硫化的溫度，因此對外胎的胎坯模的固化和旨在形成氣門30的材料的模制同時進行。作為選擇，如果自密封材料的軟化溫度高于胎坯的硫化溫度，則旨在形成氣門30的材料的模制步驟與對外胎的胎坯模進行固化的步驟分開進行。旨在形成氣門30的材料包括組合物(在本情形中是由該組合物構成)，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油所占的比例為每百份彈性體介于200和700個重量份之間。圖2和圖3中描繪了氣門30。該氣門30被預先切開。氣門30的總體形狀圍繞正交于內表面Sl和外表面S2的軸線A呈現了旋轉對稱性，并且在該具體實例當中總體呈圓錐形，可選的是總體呈圓柱形。這兩個內表面Sl和外表面S2隔開最小距離H。表面Sl和 S2在大致垂直于旋轉軸線A的平面X、Z內總體呈圓柱形。表面S2的直徑D使得H > D。 并且，比值S1/S2大于或等于1，優選地為大于3。圖4描繪了根據本發明第二實施方式的輪胎，其總體用附圖標記IOB來表示。與圖1中描繪的元件相類似的元件用相同的附圖標記來表示。與根據第一實施方式的輪胎不同，輪胎IOB包括識別氣門30的裝置32，該裝置在輪胎IOB的胎側F的外表面20上是可見的。圖5描繪了根據本發明第三實施方式的輪胎，其總體用附圖標記IOC來表示。與之前附圖中描繪的元件相類似的元件用相同的附圖標記來表示。與根據第二實施方式中的輪胎不同，輪胎IOC包括橡膠層34，以用來保護氣門30， 其可以用相同的材料制成。S1/S2的比值可以大于或等于10。圖6描繪了根據本發明第四實施方式的輪胎，其總體用附圖標記IOD來表示。與之前附圖中描繪的元件相類似的元件用相同的附圖標記來表示。與根據第一實施方式中的輪胎不同，氣門30包括由自密封材料制成的塊36和用于該塊36的底座37。底座37由橡膠制成。如圖7所示，底座37包括將底座37附接到輪胎IOD中的部分38，且該部分38包括嵌入到胎側F的橡膠中的兩個分支39。底座37還包括用于塊36的殼體40，該殼體40具有總體上喇叭口的形狀，從而殼體40的外截面小于殼體40的內截面。因此，S1/S2的比值大于或等于3。
圖8描繪了根據本發明第五實施方式的輪胎，其總體用附圖標記IOE來表示。與之前附圖中描繪的元件相類似的元件用相同的附圖標記來表示。與之前的實施方式中的輪胎不同，輪胎IOE是具有內置的內胎的類型。除了外胎 12以外，輪胎IOE還包括固定到兩個胎圈B并且在兩個胎圈B之間延伸的內胎42。輪胎IOE 的內部體積通過內密封層22和內置的內胎而限定。密封層22和內胎42由丁基橡膠制成。輪胎IOE還包括被內置的內胎42的外表面44支承的氣門30。氣門30由自密封材料制成，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體在IOHz下測量的動態剪切模量G* 小于或等于0. 06MPa，優選地小于或等于0. 03MPa，更加優選地小于或等于0. OlMPa0輪胎IOE的氣門30包括將氣門附接到支撐件的裝置45，在本實例中為附接到輪輞壁，該輪輞的壁包括氣門通路孔口(圖中未示)。附接裝置45包括模制到自密封材料內的附接槽47。圖9描繪了輪胎IOE的未固化的胎坯模46。胎坯46包括未固化的橡膠塊，所述橡膠塊一旦被固化則將會產生上述的橡膠塊。胎坯46包括旨在形成內胎42的未固化的橡膠層48和插置在輪胎IOE的外胎12的胎坯模52和層48之間的非粘著層50。胎坯模46還包括旨在形成被層48所支承的氣門30的自密封材料塊M。該自密封材料塊討包括組合物(在本例中是由組合物構成)，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油所占的比例為每百份重量彈性體介于200和700個重量份之間。圖10描繪了用來制造輪胎IOE的模具56。模具56包括撓性的固化隔膜58和用來模制氣門30的構件60。該構件60包括插置在撓性隔膜58和自密封材料塊M之間的撓性模具62。圖11描繪了根據本發明第一實施方式的車輪輪輞，其總體用附圖標記70A來表
7J\ ο輪輞70A包括壁72和氣門74。氣門74被預先切開。輪輞70A包括在壁72中形成的用來容置氣門74的孔口 76。氣門74的總體形狀圍繞軸線A呈現了旋轉對稱性。氣門74形成了旨在承受充入空氣的壓力的輪輞的內表面23的一部分S1，且氣門74形成了旨在承受環境空氣T的壓力的輪輞的外表面20的一部分S2。氣門74由自密封材料制成，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體在IOHz下測量的動態剪切模量(T小于或等于 0. 06MPa，優選地小于或等于0. 03MPa,更加優選地小于或等于0. OlMPa0當沒有氣門74的時候，孔口 76使得壁72的兩側之間進行流體連通。孔口 76的總體形狀呈直徑為Dl的圓形，并且該孔口 76通過壁72的邊緣78限定邊界。氣門74包括凹槽80，以用于將氣門74附接到壁72的邊緣78。當氣門74并未裝配到壁72當中的時候，凹槽80的總體形狀是直徑為D2 (D2 > Dl)的圓形，其可以從圖12中觀察到，并且該圖12描繪了壁72和并未裝配到壁72內的氣門74的前體82。因此，當氣門74裝配到孔口 76內的時候，氣門74受到壓縮從而提供了根據本發明的輪輞的密封性。由自密封材料制成的氣門74具有旨在承受充入空氣的壓力的內表面S1和旨在承受環境空氣的壓力的外表面S2。S1/S2的比值大于或等于1。作為選擇，S1/S2的比值大于或等于3，優選地大于或等于10。
利用下述的方法來制造氣門74。在該方法期間，在模具中模制旨在形成氣門74的自密封材料。該自密封材料包括組合物(在本例中是由組合物構成)，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油所占的比例為每百份彈性體介于200和700個重量份之間。因此獲得了圖12中描繪的前體82。前體82包括用來保持所述氣門的部分86。該部分86可以使得更容易地通過手來將凹槽80定位在孔口 76內。前體82定位在孔口 76當中。這就產生了裝配到孔口 76中的前體82，其如圖 13所示。接著移除了前體82的部分86，例如通過將其切掉，從而獲得了如圖11所述描繪的根據本發明的輪輞。圖14描繪了根據本發明第二實施方式的輪輞，其總體用附圖標記70B來表示。與之前附圖中描繪的元件相類似的元件用相同的附圖標記來表示。與根據第一實施方式的輪輞不同，氣門74包括用來將氣門74附接到壁72的邊緣 78的部分87。部分87的總體形狀呈現了旋轉對稱性并且限定了中心殼體88的邊界。氣門74還包括自密封材料塊89。部分87包含橡膠。該部分87保護塊89使其遠離邊緣78。塊89由自密封材料塊制成，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體在IOHz下測量的動態剪切模量G*小于或等于0. 06MPa，優選地小于或等于0. 03MPa，更加優選地小于或等于0. OlMPa0由自密封材料制成的氣門74的塊89具有旨在承受充入空氣的壓力的內表面Sl 和旨在承受環境空氣的壓力的外表面S2。S1/S2的比值大于或等于1。作為選擇，S1/S2的比值大于或等于3，優選地大于或等于10。圖15描繪了根據本發明第三實施方式的輪輞，其總體用附圖標記70C來表示。與之前附圖中描繪的元件相類似的元件用相同的附圖標記來表示。與根據第一實施方式的輪輞70A不同，根據第三實施方式的輪輞70C包括由自密封材料制成的氣門74和用于該氣門74的底座76。該底座76形成在壁72內。底座76總體上具有喇叭口的形狀，從而底座76的外截面小于底座76的內截面。因此，S1/S2的比值大于或等于1，或甚至大于或等于3，優選地為大于或等于10。圖16描繪了根據本發明的內胎，其總體用附圖標記90來表示。內胎90包括封閉的超環面外胎92和被外胎92的外表面96支承的氣門94。氣門94自密封材料制成，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體在IOHz下測量的動態剪切模量G*小于或等于0. 06MPa,優選地小于或等于0. 03MPa,更加優選地小于或等于 0.OlMPa。進一步地，內胎90的氣門94包括將氣門附接到支撐件的裝置，在本實例中為附接到輪輞壁，該輪輞的壁包括氣門94的通路孔口(圖中未示所述孔口)，這些所有都類似于輪胎IOE的氣門30。圖17描繪了用于制造內胎90的模具98。圖16還描繪了外胎92的胎坯模100、旨在形成外胎92的內胎90、以及旨在形成氣門94的自密封材料102的塊。自密封材料102 的塊體包括組合物(在本例中是由組合物構成)，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油所占的比例為每百份彈性體介于200和 700個重量份之間。模具98包括用來模制外胎92的外表面96的壁104，其中外表面形成了腔體106以用來模制氣門94。模具98還包括裝置108，當外胎92被固化的時候，該裝置108對胎坯模100進行加壓。該裝置108包括空氣壓縮機(圖中未示)和針110。現在將描述內胎90的制造方法的關鍵階段，在該方法中，由于自密封材料102的軟化溫度小于或等于胎坯模100的硫化溫度，因此同時進行對胎坯模100的固化和對自密封材料102的塊的模制。當胎坯模100正被固化并且塊102正在模具98中被模制的時候， 利用穿過氣門94和胎坯模100的針100，通過將空氣從壓縮機注入到胎坯模100中，使得胎坯模100保持受壓狀態。在固化之后，將內胎90脫模并且將針110從內胎90中取出。材料102的特性使得在固化期間由于針110的存在而產生的孔口通過氣門94上施加的壓力而閉合回去。在內胎90的制造方法的可選形式當中，當自密封材料102的軟化溫度大于胎坯模 100的硫化溫度的時候，以單獨的操作執行胎坯模100的固化和塊102的模制。在胎坯模 100的固化期間，借助穿過胎坯模100的針110，通過將空氣從壓縮機注入到胎坯模100中， 而使得胎坯模100保持受壓狀態。一旦外胎92已被固化，則已經在其它處被單獨模制的氣門94則例如通過粘合而進行了附接。本發明并不限制于以上描述的實施方式。具體而言，無論與氣門相關聯的是什么車輪元件，該氣門都可以被布置成使得由自密封材料制成的氣門的一部分具有旨在承受充入空氣的壓力的內表面Sl和旨在承受周圍空氣的壓力的外表面S2，并且使得S1/S2的比值大于或等于1，甚至大于或等于3，優選地為大于或等于10。并且，無論與氣門相關聯的是什么車輪元件，該氣門都可以或者可以不被預先切開。
權利要求
1.一種自密封氣門(30 ;74;94)，該自密封氣門用于輪胎(10A-10E)、輪輞(70A-70C) 或內胎(90)，其特征在于，它包括自密封材料，該自密封材料包含至少一種彈性體，該彈性體在IOHz下測量的動態剪切模量G*小于或等于0. 06MPa,優選地小于或等于0. 03MPa,更加優選地小于或等于0. OlMPa0
2.根據權利要求1所述的自密封氣門(30;74;94)，其中所述氣門(30;74 ;94)被預先切開。
3.根據權利要求1或2所述的自密封氣門(30;74;94)，其中所述氣門(30；74 ；94)由自密封材料制成。
4.根據前述任意一項權利要求所述的自密封氣門(30;74;94)，其中所述自密封材料由組合物構成，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油占的比例為每百份彈性體介于200和700個重量份之間。
5.根據前述任意一項權利要求所述的自密封氣門(30;74;94)，其中所述氣門的由自密封材料制成的那個部分具有內表面Sl和外表面S2，該內表面Sl旨在承受充入空氣的壓力，該外表面S2旨在承受環境空氣的壓力，并且S1/S2的比值大于或等于1，或甚至大于或等于3，優選地為大于或等于10。
6.根據權利要求5所述的自密封氣門(30;74;94)，其總體形狀繞正交于所述內表面 Sl和外表面S2的軸線(A)呈現旋轉對稱性。
7.根據權利要求6所述的自密封氣門(30;74;94)，其中所述內表面Sl和外表面S2這兩個表面被最小距離H隔開，并且D是在大致垂直于旋轉軸線(A)的平面中的表面S2的直徑，H > D。
8.根據前述任意一項權利要求所述的自密封氣門(30;74;94)，包括將氣門附接到支撐件(70A-70C)的裝置(45)。
9.一種用來制造用于輪胎(10A-10E)、輪輞(70A-70C)或內胎(90)的氣門(30 ；74 ；94) 的組合物的用途，該組合物借助主要是彈性體的方式而至少包括熱塑性苯乙烯彈性體和增量油，所述增量油占的比例為每百份彈性體介于200和700個重量份之間。
10.一種選自輪胎(10A-10E)、輪輞(70A-70C)、內胎(90)的車輪元件，其特征在于，它包括根據權利要求1至8中任意一項所述的自密封氣門(30 ；74 ；94)。
11.根據權利要求10所述的輪胎(10A-10E)或輪輞(70A-70C)，其中所述氣門(30；74) 容置在所述輪胎(10A-10E)或輪輞(70A-70C)的壁內。
12.根據權利要求11所述的輪胎(10A-10E)或輪輞(70A-70C)，其中所述氣門(32；74) 形成了輪胎(10A-10E)或輪輞(70A-70C)的內表面03)的一部分(Si)以及輪胎(10A-10E) 或輪輞(70A-70C)的外表面00)的一部分(S2)，所述內表面旨在承受充入空氣的壓力，所述外表面旨在承受周圍空氣的壓力。
13.根據權利要求10所述的輪胎(10A-10E)，包括內置的內胎02)和被該內置的內胎 (42)的外表面(44)支承的氣門(74)。
14.根據權利要求10所述的內胎(90)，包括封閉的外胎(92)，該封閉的外胎(9 具有支承所述氣門(94)的外表面(96)。
全文摘要
本發明公開了一種自密封氣門(30)，該自密封氣門用于輪胎(10A)，該自密封氣門(30)包括自密封材料，該自密封材料在10Hz下測量的動態剪切模量G*小于或等于0.06MPa，優選地小于或等于0.03MPa，更加優選地小于或等于0.01MPa。
文檔編號B60C29/02GK102563145SQ20111044354
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者J·梅里諾洛佩斯, L·西爾萬, L·阿爾貝, M·阿胡安托 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司