製造氣密層用聚合物薄片的方法及製造充氣輪胎的方法

2023-09-14 22:21:20

專利名稱：製造氣密層用聚合物薄片的方法及製造充氣輪胎的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造氣密層用聚合物薄片的方法；以及一種製造充氣輪胎的方
法。
背景技術：
近來，由於對燃料經濟性汽車強烈的社會需求，人們已嘗試進行輪胎輕質化。 同樣已試圖在輪胎構件中進行氣密層的輕質化，氣密層位於輪胎內側並具有通過減小充 氣輪胎內部向外部漏氣量(空氣滲透量)來改進耐氣透性的功能。氣密層用橡膠組合物中，通過使用丁基類橡膠進行輪胎耐氣透性的改進，該丁 基類橡膠包含70至100質量％丁基橡膠和30至0質量％天然橡膠。除丁烯外，丁基類橡 膠還包含約1質量％異戊二烯，其能與相鄰橡膠、以及硫磺、硫化促進劑和鋅白交聯。 至於傳統配方，丁基類橡膠用於乘用車輪胎需要大約0.6至1.0mm的厚度，或用於卡車和 公共汽車需要大約1.0至2.0mm厚度。為了進行輪胎輕質化，由於熱塑性彈性體耐氣透性比丁基類橡膠更出色並且可 進一步減小氣密層厚度，建議使用熱塑性彈性體作為氣密層。然而，雖然熱塑性彈性體 在厚度比丁基類橡膠更薄時顯示出高耐氣透性，但與丁基類橡膠相比，熱塑性彈性體與 緊鄰氣密層的隔離膠或胎體用橡膠的硫化粘合強度低下。當氣密層具有低硫化粘合強 度時，空氣會滲透入氣密層與隔離膠或胎體用橡膠之間的空間，並因此出現許多小氣泡 (這一現象被稱為進氣(air-in)現象)。雖然這一現象不會引起輪胎性能的下降，但存在 由於在輪胎內側形成小的斑點圖案給使用者帶來不良外觀印象的問題。日本未審查的專利公開No.09-165469建議了一種充氣輪胎，其通過使用具有低 透氣性的尼龍形成的氣密層來改進氣密層與形成輪胎內表面或胎體層的橡膠組合物之間 的粘合性。然而，日本未審查的專利公開No.09-165469的技術方案中，存在由橡膠組 合物組成的橡膠粘合劑必須在尼龍薄膜經過RFL處理後粘合、從而形成尼龍薄膜層的問 題，導致複雜步驟。此外，在硫化步驟中，通常採用一種輪胎硫化法，其中膠囊體嵌入 容納於模具中的未硫化輪胎(生胎)中，並且膨脹膠囊體，然後通過從未硫化輪胎內側對 著模具內表面增壓輪胎從而進行硫化模壓。在日本未審查的專利公開No.09-165469的氣 密層中，尼龍薄膜層以加熱狀態接觸膠囊，並且因此尼龍薄膜層粘合併結合於膠囊。

發明內容
本發明目的在於提供一種氣密層用聚合物薄片以及一種製造充氣輪胎的方法， 其在硫化步驟中不會引起氣密層和隔離膠或胎體用橡膠間的進氣現象，並且可以防止氣 密層和膠囊之間的粘合現象。
根據本發明的生產氣密層用聚合物薄片的方法包括如下步驟製備由聚合物 混合物製成的未硫化聚合物薄片，該聚合物混合物包含99至60質量％的苯乙烯-異丁 烯-苯乙烯三嵌段共聚物、和1至40質量％的聚醯胺類聚合物，該聚醯胺類聚合物在分 子鏈中包含聚醯胺並且具有70以下的肖氏D硬度；以及如下步驟中的至少一個用水 溶性塗料塗敷未硫化聚合物薄片的一個表面 2至5次，以及用脫模橡膠(mold-releasing rubber)塗敷0.001至0.1mm的厚度。根據本發明的生產氣密層用聚合物薄片的方法中，聚合物混合物優選包含15至 30質量％的乙烯-乙烯醇共聚物。根據本發明的生產氣密層用聚合物薄片的方法中，苯乙烯_異丁烯-苯乙烯三嵌 段共聚物優選包含10至30質量％苯乙烯單元。根據本發明的製造氣密層用聚合物薄片的方法中，聚醯胺類聚合物優選為聚醯 胺組分與聚醚組分的嵌段共聚物。根據本發明的生產充氣輪胎的方法包括如下步驟製備具有由聚合物混合物制 成的氣密層的生胎，該聚合物混合物包含99至60質量％的苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌 段共聚物、以及1至40質量％的聚醯胺類聚合物，該聚醯胺類聚合物在分子鏈中含有聚 醯胺並具有70以下的肖氏D硬度；以及如下步驟中的至少一個用水溶性塗料塗敷生氣 密層(greeninner liner)的生胎徑向內表面2至5次，以及用脫模橡膠塗敷0.001至0.1mm 的厚度。根據本發明的生產充氣輪胎的方法中，聚合物混合物優選包含15至30質量％乙 烯-乙烯醇共聚物。根據本發明的生產充氣輪胎的方法中，苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物優 選包含10至30質量％苯乙烯單元。根據本發明的生產充氣輪胎的方法中，聚醯胺類聚合物優選為聚醯胺組分與聚 醚組分的嵌段共聚物。根據本發明，可提供一種生產氣密層用聚合物薄片的方法以及一種用於生產充 氣輪胎的方法，其在硫化步驟中不會引起氣密層和隔離膠或胎體用橡膠間的進氣現象， 並且可以防止氣密層和膠囊之間的粘合現象。通過結合附圖作出的以下詳細說明，本發明的上述及其他目的、特徵和優點將 變得更加明顯。


圖1是本發明的一個具體實施方式
的充氣輪胎右半部的剖視示意圖。
具體實施例方式本發明的一個實施方式中，生產氣密層用聚合物薄片的方法包括如下步驟。制 備由聚合物混合物製成的未硫化聚合物薄片，該聚合物混合物包含99至60質量％苯乙 烯_異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、以及1至40質量％在分子鏈中包含聚醯胺且肖氏D 硬度在70以下的聚醯胺類聚合物。用脫模劑塗覆聚合物薄片的一個表面。
用於本發明的一個具體實施方式
的未硫化聚合物薄片由聚合物混合物製成，該 聚合物混合物包含99至60質量％苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、以及1至40 質量％在分子鏈中包含聚醯胺且肖氏D硬度在70以下的聚醯胺類聚合物。(聚合物混合物) 聚合物混合物包含99至60質量％苯乙烯_異丁烯_苯乙烯三嵌段共聚物(在下 文中也可稱為SIBS)和1至40質量％在分子鏈中包含聚醯胺且肖氏D硬度為70以下的 聚醯胺類聚合物。由於SIBS的異丁烯部分，當由聚合物混合物製成的未硫化聚合物薄片經硫化後 被用於氣密層時，製得的氣密層具有出色的耐氣透性和耐久性。因為SIBS的分子結構除 芳族分子外是完全飽和的，故SIBS具有出色的耐久性，並因此抑制劣化和硬化。由於聚 醯胺類聚合物中聚醯胺部分的貢獻，當由聚合物混合物製成的未硫化聚合物薄片經硫化 後用於氣密層時，可能將薄片與不飽和聚合物粘合起來，並由此改進與相鄰橡膠如隔離 膠或胎體用橡膠的粘合。此外，在本發明的一個具體實施方式
中，當通過將由聚合物混合物製成的未硫 化聚合物薄片應用於隔離層來製造充氣輪胎時，通過SIBS的添加而不使用具有高比重的 滷化橡膠(為了給予耐氣透性至今仍使用該滷化橡膠，比如滷化丁基橡膠)，可確保耐氣 透性。同樣當使用滷化橡膠時，可能減小使用量。因此，可以進行輪胎的輕質化並且可 獲得燃料效率的改進。此外，由於橡膠中的滷素，滷化橡膠存在帘布線與充氣輪胎的橡 膠之間粘合性下降的問題。然而，因為在本發明中滷化橡膠的使用量可減少，由於帘布 線與聚合物混合物之間粘合性的改進，同樣可獲得改進充氣輪胎耐久性的效果。(苯乙烯-異丁烯_苯乙烯三嵌段共聚物)在聚合物混合物中，將SIBS的含量調整至99至60質量％。當SIBS的含量為 60質量％以上時，可獲得具有出色耐氣透性和耐久性的氣密層。由於耐氣透性和耐久性 會變得更令人滿意，SIBS的含量優選調整至95至80質量％的範圍內。SIBS通常包含10至40質量％苯乙烯單元。由於耐氣透性和耐久性會變得更加 令人滿意，苯乙烯單元的含量優選調整至10至30質量％的範圍內。在SIBS中，考慮到共聚物的橡膠彈性，異丁烯單元對苯乙烯單元的摩爾比(異 丁烯單元/苯乙烯單元)優選40/60至95/5。在SIBS中，考慮到橡膠彈性和操作性 (當聚合度小於10,000時，獲得液體)，每段的聚合度對於異丁烯段優選為約10,000至 150,000,或者對於苯乙烯段約5,000至30,000。SIBS可通過乙烯類化合物的傳統聚合方法獲得，並且，例如，可通過活性陽離 子聚合法獲得。例如，日本未審查的專利公開No.62-048704和日本未審查的專利公開 No.64-062308公開了進行異丁烯與其他乙烯類化合物的活性陽離子聚合，並且聚異丁烯 類嵌段共聚物可通過使用異丁烯和其它化合物作為乙烯化合物製造。此外，例如，在美 國專利No.4,946,899、美國專利No.5,219,948和日本未審查的專利公開No.03_174403中描 述了一種用於通過活性陽離子聚合法的乙烯化合物聚合物製造方法。SIBS在分子中除了芳族雙鍵外不具有雙鍵，並且相比於在分子中具有雙鍵的聚合物，例如聚丁二烯，具有對紫外線的高穩定性，並且因此具有令人滿意的耐侯性。此 外，雖然SIBS在分子中沒有雙鍵並且是飽和橡膠聚合物，但在20°C波長為589nm光線下 的折射率(nD)是1.506，如聚合物手冊(威利，1989)中所述。這顯著高於其他飽和橡 膠聚合物例如乙烯_ 丁烯共聚物的折射率。(聚醯胺類聚合物)在聚合物混合物中，將聚醯胺類聚合物含量調整至1至40質量％。當聚醯胺類 聚合物的含量為40質量％以下時，通過硫化由聚合物混合物製成的未硫化聚合物薄片所 獲得的氣密層兼具出色的耐久性和粘合性。因為可以保證耐久性和粘合性，並可添加較 大含量的具有出色耐氣透性的SIBS和乙烯_乙烯醇共聚物，聚醯胺類聚合物的含量優選 調整至3至20質量％的範圍內。該聚醯胺類聚合物優選是具有70以下肖氏D硬度的聚醯胺類聚合物。因為輪胎 屈撓和轉動(transfer)時的龜裂性能劣化，不優選肖氏D硬度超過70。肖氏D硬度優選 在15至70範圍以內，更優選18至70，更加優選20至70，並特別優選25至70。聚醯胺類聚合物優選包含50質量％以上如下聚醚醯胺彈性體(X)聚醚醯胺彈性體(X)亦即由聚醯胺組分和聚醚組分組成的嵌段共聚物，其通過 聚合如下通式(1)所示三嵌段聚醚二胺化合物(A)、形成聚醯胺的單體(B)和二羧酸化合 物(C)獲得
權利要求
1.一種製造氣密層用聚合物薄片的方法，包括以下步驟製備由聚合物混合物製成的未硫化聚合物薄片，所述聚合物混合物包含99至60質 量％的苯乙烯_異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、以及1至40質量％在分子鏈中包含聚醯 胺且肖氏D硬度為70以下的聚醯胺類聚合物；以及如下步驟中的至少一個用水溶性塗料塗敷所述未硫化聚合物薄片的一個表面2至5次，和用脫模橡膠塗敷0.001mm至0.1mm的厚度。
2.如權利要求1所述的製造氣密層用聚合物薄片的方法，其特徵在於，所述聚合物混 合物包含15至30質量％的乙烯-乙烯醇共聚物。
3.如權利要求1所述的製造氣密層用聚合物薄片的方法，其特徵在於，所述苯乙 烯_異丁烯_苯乙烯三嵌段共聚物包含10至30質量％的苯乙烯單元。
4.如權利要求1所述的製造氣密層用聚合物薄片的方法，其特徵在於，所述聚醯胺類 聚合物是聚醯胺組分與聚醚組分的嵌段共聚物。
5.—種製造充氣輪胎的方法，包括以下步驟製備具有由聚合物混合物製成的氣密層的生胎，所述聚合物混合物包含99至60質 量％的苯乙烯_異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、以及1至40質量％在分子鏈中包含聚醯 胺且肖氏D硬度為70以下的聚醯胺類聚合物；以及如下步驟中的至少一個用水溶性塗料塗敷所述氣密層的生胎徑向上的內表面2至5次，和用脫模橡膠塗敷0.001mm至0.1mm的厚度。
6.如權利要求5所述的製造充氣輪胎的方法，其特徵在於，所述聚合物混合物包含 15至30質量％的乙烯-乙烯醇共聚物。
7.如權利要求5所述的製造充氣輪胎的方法，其特徵在於，所述苯乙烯-異丁烯-苯 乙烯三嵌段共聚物包含10至30質量％的苯乙烯單元。
8.如權利要求5所述的製造充氣輪胎的方法，其特徵在於，所述聚醯胺類聚合物是聚 醯胺組分與聚醚組分的嵌段共聚物。
全文摘要
本發明提供一種生產氣密層用聚合物薄片的方法以及一種生產充氣輪胎的方法，其在硫化步驟中不會引起氣密層和隔離膠或胎體用橡膠間的進氣現象，並且可以防止氣密層和膠囊之間的粘附現象。該生產氣密層用聚合物薄片的方法包括如下步驟製備由聚合物混合物製成的未硫化聚合物薄片，該聚合物混合物包含99至60質量％苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、和1至40質量％在分子鏈中含有聚醯胺並且肖氏D硬度在70以下的聚醯胺類聚合物；以及如下步驟中的至少一個用水溶性塗料塗敷未硫化聚合物薄片的一個表面2至5次，和用脫模橡膠塗敷0.001mm至0.1mm的厚度。
文檔編號C08L77/00GK102019733SQ20101018272
公開日2011年4月20日 申請日期2010年5月12日 優先權日2009年9月10日
發明者杉本睦樹 申請人:住友橡膠工業株式會社