專利名稱：充氣輪胎內(nèi)襯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣輪胎內(nèi)襯。更具體而言，本發(fā)明涉及一種包括熱塑性樹脂和彈性體的內(nèi)襯。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)所面臨的最重要問題在于降低燃料消耗速率。這日益需要降低輪胎的重量。
目前，輪胎的里面具有由鹵化丁基橡膠或另一種透氣性低的橡膠制成的內(nèi)襯或防透氣層。
但是，用作內(nèi)襯或防透氣層的鹵化丁基橡膠具有高的滯后損耗，導(dǎo)致在輪胎硫化后在胎體層和防透氣層的內(nèi)橡膠上的波紋，從而使胎體層和防透氣層都變形。這導(dǎo)致滾動阻力增大。
作為此問題的解決方案，在防透氣層(鹵化丁基橡膠)和胎體層之間插入滯后損耗低的、被稱作“系緊橡膠(tie rubber)”的橡膠片。除了由鹵化丁基橡膠制成的防透氣層的厚度外，橡膠片的插入將輪胎層的厚度提高了1mm(1,000μm)以上。這導(dǎo)致整個輪胎的重量增大。
在試圖解決此問題時，已經(jīng)建議了采用用于充氣輪胎的防透氣層的不同材料代替透氣性低的諸如鹵化丁基橡膠的常規(guī)橡膠材料的技術(shù)。
例如，日本專利公開No.6-40207建議了一種通過下面的方法在輪胎里面提供防透氣層的技術(shù)將包括聚偏1，1-二氯乙烯膜或乙烯-乙烯醇共聚物膜的低透氣層和包括聚烯烴膜、脂族聚酰胺膜或聚氨酯膜的粘合劑層層壓，以形成薄膜，將該薄膜貼在由未硫化橡膠組成的生輪胎的內(nèi)側(cè)，以使粘合劑層與胎體層接觸，然后將生輪胎硫化和成型。
使用薄防透氣層可以減輕輪胎的重量而不劣化充氣性的維護。
但是，如果用于內(nèi)襯或另一層防透氣層，熱塑性多層膜對于在使用時的重復(fù)變形具有低的拉伸率，導(dǎo)致在其上的大量裂紋，因此氣密性下降。
在需要內(nèi)襯成型步驟的常規(guī)輪胎制造方法中，可商購的熱塑性膜遭遇到在拉伸和退火處理之后由拉伸引起的定向結(jié)晶和由熱固引起的熱結(jié)晶，從而在成型處理時對變形的拉伸率低，結(jié)果破裂。總之，常規(guī)制造方法不能實現(xiàn)由可商購的熱塑性膜制造輪胎。

發(fā)明內(nèi)容
在試圖得到采用熱塑性樹脂作為內(nèi)襯的備選方法中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)由包括彈性體和具有優(yōu)異防透氣性能的熱塑性樹脂的混合物的聚合物組合物形成的非拉伸膜可以用作內(nèi)襯，從而保證在成型處理的過程中對變形的高拉伸率，并且保證良好的防透氣性能。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種輪胎用內(nèi)襯，其具有優(yōu)異的透氣預(yù)防性能而沒有在室溫成型處理的過程中由變形引起的裂縫。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種充氣輪胎內(nèi)襯，由包括60至90重量％的熱塑性樹脂和10至40重量％的彈性體的聚合物組合物的非拉伸膜形成，所述的非拉伸膜具有小于15×10-3ccm/m2·24hr·atm的透氧率和在室溫下大于200％的斷裂伸長率。
如下將進一步詳細描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎內(nèi)襯是由包括熱塑性樹脂和彈性體的混合物的聚合物組合物得到的非拉伸膜。
輪胎制造方法必須包括成型處理，在此方法的過程中，用鼓風機在室溫形成膜使其具有輪胎的形狀。因此，內(nèi)襯必須沒有由在成型處理中的變形引起的任何裂縫。但是，大多數(shù)可商購的膜不能耐受來自定向結(jié)晶、熱結(jié)晶和在拉伸和退火處理后的定向結(jié)晶的變形。
為此，本發(fā)明應(yīng)用在輪胎制造方法中的成型處理中的變形作為室溫下膜拉伸的概念。
代替由包括熱塑性樹脂和彈性體的聚合物組合物形成拉伸膜的是，將非拉伸膜用來制造內(nèi)襯而不拉伸或退火，從而確保對在成型處理中的變形的延性。
換言之，本發(fā)明的內(nèi)襯具有大于200％的斷裂伸長率，并且它在成型處理中幾乎不遭受由變形引起的破裂。
本發(fā)明的內(nèi)襯具有低于15×10-3ccm/m2·24hr·atm的透氧率，從而提供良好的氣密性，并且防止由于氧的滲透引起的橡膠層的氧化等。
本發(fā)明的非拉伸膜用的具體聚合物組合物如下。如本文所用的熱塑性樹脂的具體實例可以包括聚酰胺樹脂，例如，尼龍6、尼龍66、尼龍46、尼龍11、尼龍12、尼龍610、尼龍612、尼龍6/66共聚物、尼龍6/66/610共聚物、尼龍MXD、尼龍6T、尼龍6/6T共聚物、尼龍66/PP共聚物或尼龍66/PPS共聚物；N-烷氧基烷基化聚酰胺樹脂，例如，甲氧基甲基化尼龍6、甲氧基甲基化尼龍6/610或甲氧基甲基化尼龍612；聚酯樹脂，例如，聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚間苯二甲酸乙二醇酯、PET/PEI共聚物、聚丙烯酸酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、液晶聚酯、聚氧乙烯二亞氨基2-氧/聚對苯二甲酸丁二醇酯(butylate terephthalate)共聚物或其它芳族聚酯；聚腈樹脂，例如，聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯共聚物(AS)、甲基丙烯腈/苯乙烯共聚物或甲基丙烯腈/苯乙烯/丁二烯共聚物；聚甲基丙烯酸酯樹脂，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸乙酯；聚乙烯基樹脂，例如，乙酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚1，1-偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯基/聚1，1-偏二氯乙烯共聚物、聚1，1-偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物或聚1，1-偏二氯乙烯/丙烯腈共聚物；纖維素樹脂，例如，乙酸纖維素或乙酰丁酸纖維素；氟化物樹脂，例如，聚1，1-偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯、聚氯氟乙烯(PCTFE)或四氟乙烯/乙烯共聚物；或酰胺樹脂，例如，芳族聚酰亞胺(PI)等。
與這些熱塑性樹脂相容的彈性體可以包括，如果不特別限于二烯橡膠及它們的氫化產(chǎn)物，例如，天然橡膠、異戊二烯橡膠、環(huán)氧化天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠(高順式-丁二烯橡膠或低順式-丁二烯橡膠)、天然橡膠-丁二烯橡膠、氫化天然橡膠-丁二烯橡膠或氫化苯乙烯-丁二烯橡膠、烯烴橡膠，例如，乙烯-丙烯橡膠(EPDM)、馬來酸改性的乙烯-丙烯橡膠、IIR、異丁烯和芳族乙烯基或二烯單體共聚物、丙烯?；鹉z或離子交聯(lián)聚合物；鹵化橡膠，例如，Br-IIR、Cl-IIR、溴化異丁烯對甲基苯乙烯共聚物(Br-IPMS)、CR、氯醇橡膠(CHR)、氯磺酸化聚乙烯(CSM)、氯化聚乙烯(CM)或馬來酸改性的氯化聚乙烯(M-CM)；硅橡膠，例如，甲基乙烯基硅橡膠、二甲基硅橡膠或甲基苯基乙烯基硅橡膠；含硫橡膠，例如，聚硫化物橡膠；氟化物橡膠，例如1，1-偏二氟乙烯橡膠、含氟乙烯基醚橡膠、四氟乙烯丙烯橡膠、含氟硅橡膠或含氟膦腈橡膠；或熱塑性彈性體，例如，苯乙烯彈性體、烯烴彈性體、醚彈性體、氨基甲酸酯彈性體、聚酰胺彈性體等。
可以根據(jù)膜厚度、內(nèi)部透氣性和撓性的平衡，確定熱塑性樹脂和彈性體的組成。優(yōu)選地，聚合物組合物包括60至90重量％的熱塑性樹脂和10至40重量％的彈性體。當彈性體的含量超過40重量％時，聚合物組合物的膜不適宜用于輪胎內(nèi)襯，因為其阻氣性差而對于輪胎空氣絕緣不足。采用低于10重量％的彈性體含量，膜不能實現(xiàn)橡膠狀彈性體特征，從而在輪胎的制造中出現(xiàn)困難并且使用輪胎在運行的同時容易破裂。
當熱塑性樹脂與彈性體不相容時，優(yōu)選將適宜的相容性增強劑用作第三組分。加入這樣的相容性增強劑使熱塑性樹脂和彈性體之間的界面張力變差，從而降低了形成分散相的橡膠粒子的尺寸，從而有助于更有效地實現(xiàn)雙組分的特征。相容性增強劑可以包括共聚物，所述的共聚物至少具有熱塑性樹脂或彈性體的任一種結(jié)構(gòu)，或含有與熱塑性樹脂或彈性體具有反應(yīng)性的環(huán)氧基、羰基、鹵素基團、胺基、噁唑啉基或羥基的共聚物結(jié)構(gòu)。相容性增強劑優(yōu)選根據(jù)熱塑性樹脂和彈性體的類型進行選擇，并且通常包括苯乙烯/乙烯-丁烯嵌段共聚物(SEBS)及其馬來酸改性的產(chǎn)物、EPDM、EPDM/苯乙烯或EPDM/丙烯腈接枝共聚物及其馬來酸改性的產(chǎn)物、苯乙烯/馬來酸酯共聚物、活性鹽酸氯苯沙明等。相容性增強劑的含量，如果不特別限于，相對于100重量份的熱塑性樹脂和彈性體，為0.5至10重量份。
除了所述的基本聚合物組分外，可以任選使用相容性增強劑聚合物或另一種聚合物，只要它不劣化輪胎用聚合物組合物的必要性能即可。使用另一種聚合物的目的在于改善熱塑性樹脂和彈性體的相容性，提高材料的成膜能力和耐熱性，以及降低制造成本。這樣的材料的具體實例可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、SBS、SEBS、聚碳酸酯等。該材料還可以包括聚乙烯、聚丙烯和另一烯烴共聚物、它們的馬來酸改性產(chǎn)物或它們含縮水甘油基的衍生物。本發(fā)明的聚合物組合物可以進一步包括可以與聚合物配方混合的添加劑，如填料、碳、粉末石英、碳酸鈣、氧化鋁、二氧化鈦等。
將由此得到的聚合物組合物進行熔融擠出和驟冷，以制備用作內(nèi)襯的非拉伸片材。
本發(fā)明由此獲得到的內(nèi)襯，其透氧率低于15×10-3ccm2·24hr·atm，并且室溫下斷裂延性大于200％，即使由在輪胎成型處理中的嚴重變形也不產(chǎn)生裂縫，從而有利于輪胎制造，并且提供良好的氣密性和防漏氧能力。
優(yōu)選地，非拉伸片材在-35℃的完全彈性變形間隔的最大值，即屈服點大于10％。
由此制造的輪胎內(nèi)襯在不同的變形條件下也變形，這引起內(nèi)襯性能的劣化。特別地，在輪胎的使用過程中由于溫度變化而在苛刻條件下引起的變形進一步劣化了內(nèi)襯的性能。
因此，本發(fā)明作為非拉伸片材的內(nèi)襯在-35℃的屈服點大于10％，所以盡管在通常的氣候條件下的輪胎變形或在-35℃的特別冷的條件下的變形，它可以保持內(nèi)襯的性能。
在應(yīng)用內(nèi)襯時，可以將胎體層附著于內(nèi)襯的兩側(cè)，以補償耐刮擦性。
為此，必須通過粘合劑涂布將粘合劑層提供在內(nèi)襯的兩則上。此外，使用剝離層，以防止在用于更容易以卷形包裝的雙面粘合劑層之間的粘合。
實施本發(fā)明的最佳方式以下，將由下面的實施例詳細地描述本發(fā)明，所述的實施例不想要限制本發(fā)明的范圍。
實施例1將包括重量比率為80比20的尼龍6和聚酰胺彈性體的共混物的聚合物組合物在260℃熔化，用環(huán)形口模擠出，并且驟冷，得到50μm厚的非拉伸聚酰胺片材。
實施例2以與實施例1中所述的相同方法進行工序，以制備50μm厚流延聚酰胺片材，不同之處在于，尼龍6與聚酰胺彈性體的重量比率為70比30。
比較例1此比較例描述了在不使用任何彈性體的情況下單獨由尼龍6形成拉伸膜的實例。將尼龍6在260℃熔化，用環(huán)形口模擠出，并且驟冷，得到50μm厚的非拉伸聚酰胺片材。接著，將此非拉伸聚酰胺片材在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱結(jié)晶溫度之間的溫度拉伸2.7×2.7倍，并且在低于熔點的溫度退火，得到15μm厚的拉伸聚酰胺膜。
比較例2以與實施例1中所述的相同方法進行工序，以制備50μm厚非拉伸聚酰胺片材，不同之處在于，在不使用任何彈性體的情況下單獨使用尼龍6。
比較例3以與實施例1中所述的相同方法進行工序，以制備50μm厚非拉伸聚酰胺片材，不同之在于，尼龍6與聚酰胺彈性體的重量比率為50比50。
比較例4以與實施例1中所述的相同方法進行工序，以制備50μm厚非拉伸聚酰胺片材，不同之處在于，在不使用尼龍6的情況下單獨使用聚酰胺彈性體。
比較例5以與比較例1中所述的相同方法進行工序，以制備15μm厚拉伸聚酰胺片材，不同之處在于，將尼龍6和聚酰胺彈性體以80比20的重量比率混合，代替單獨使用尼龍6。
比較例6以與比較例1中所述的相同方法進行工序，以制備15μm厚拉伸聚酰胺片材，不同之處在于，將尼龍6和聚酰胺彈性體以70比30的重量比率混合，代替單獨使用尼龍6。
比較例7以與比較例1中所述的相同方法進行工序，以制備15μm厚拉伸聚酰胺片材，不同之處在于，將尼龍6和聚酰胺彈性體以50比50的重量比率混合，代替單獨使用尼龍6。
比較例8以與比較例1中所述的相同方法進行工序，以制備15μm厚拉伸聚酰胺片材，不同之處在于，單獨使用聚酰胺彈性體，代替尼龍6。
將實施例1和2以及比較例1至8得到的樣品進行輪胎制造試驗。結(jié)果列于表1中。
根據(jù)普通輪胎制造方法進行輪胎制造試驗。
表1

如表1中所示，拉伸和退火處理后的所有樣品具有在成型處理過程中引起的裂縫，導(dǎo)致輪胎制造失敗。
分析在輪胎制造試驗中合格的樣品，即在實施例1和2以及比較例2、3和4中得到的非拉伸片材的透氧率、室溫拉伸強度和低溫拉伸強度。結(jié)果列于表2中。
具體的測量方法描述如下(1)透氧率ASTM D 3895，采用透氧性分析儀(Model 8000，IllinoisInstruments Co.，Ltd.)(2)室溫拉伸強度儀器-萬能材料試驗機(Model 4204，Instron Co.，Ltd.)機頭速度-300mm/min夾持距離-100mm樣品寬度-10mm溫度-室溫(25℃，60 RH％)(3)低溫拉伸強度儀器-萬能材料試驗機(Model 4204，Instron Co.，Ltd.)機頭速度-300mm/min夾持距離-35mm樣品寬度-50.8mm溫度--35℃表2

如從表2可見，在聚酰胺彈性體的含量超過40重量％時，該膜具有這樣的透氧率，使得顯示出對于輪胎的空氣絕緣不足的差阻氣性能。因此，難以將該膜用作輪胎內(nèi)襯。
表3

如從表3可見，在輪胎制造試驗中合格的所有樣品具有大于300％的高的室溫伸長率，足以忍受在成型處理的過程中在室溫下約200％的變形。
在低溫測量中，比較例2的樣品的屈服點為7.3％，這表明所制造的輪胎在運行的同時，在-35℃的低溫下，在大于7.3％的變形條件下，不能保證完全的彈性回復(fù)，并且可能具有永久變形，從而在保持氣密性方面造成嚴重問題。此外，除比較例2之樣品外的所有樣品的屈服點大于10％，從而實現(xiàn)了所制造的輪胎在運行的同時，即使在-35℃的低溫下，在低于10％的變形條件下，實現(xiàn)了完全的彈性回復(fù)，而沒有影響其它性能如耐久性。在考慮到它們的變形在實際操作中低于10％并且輪胎能夠忍受的最低溫度為-35℃時，這表明這些樣品在輪胎制造和操作中沒有問題。
工業(yè)適用性如上所詳細描述的，根據(jù)本發(fā)明，在非拉伸片材由包括熱塑性樹脂和彈性體的聚合物組合物形成，以具有低于15×10-3ccm/m2·24hr·atm的透氧率和室溫下高于200％的斷裂伸長率，并且應(yīng)用到內(nèi)襯時，由此制造的輪胎在輪胎成型處理的過程中的嚴重變形下沒有裂縫，從而有利于輪胎制造，并且顯示出作為優(yōu)異防透氣層的防透氣性能。
盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合實施方案進行了描述，但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，本發(fā)明不限于所公開的實施方案，而是相反，意欲覆蓋各種改變和等同替換。特別是，層的數(shù)量是靈活的，并且芯/殼結(jié)構(gòu)可以具有梯度。因此，將本發(fā)明的技術(shù)可達范圍包括在后附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎內(nèi)襯，其由聚合物組合物的非拉伸膜形成，所述聚合物組合物包括60至90重量％的熱塑性樹脂和10至40重量％的彈性體，所述的非拉伸膜具有小于15×10-3ccm/m2·24hr.atm的透氧率和室溫下大于200％的斷裂伸長率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎內(nèi)襯，其中所述非拉伸膜在-35℃的屈服點大于10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎內(nèi)襯，其中所述的熱塑性樹脂包括聚酰胺樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充氣輪胎內(nèi)襯，其是由包括60至90重量％的熱塑性樹脂和10至40重量％的彈性體的聚合物組合物的非拉伸膜形成的，所述的非拉伸膜具有小于15× 10
文檔編號C08L23/22GK1972814SQ200580020679
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者洪基日, 宋基尚, 白尚賢 申請人:可隆株式會社