專利名稱：防穿孔密封劑用橡膠組合物以及具有粘性密封劑層的充氣輪胎及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防穿孔密封劑用橡膠組合物以及具有粘結(jié)密封層的充氣輪胎，更詳細(xì)地說，涉及用于生成具有防穿孔用的合適粘性的密封劑的橡膠組合物，以及在輪胎本體內(nèi)具有通過對該橡膠組合物進(jìn)行熱處理獲得的海綿狀的粘性密封劑層的充氣輪胎及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，作為對行走中踩踏釘子等時輪胎穿孔的應(yīng)對方式，提出有(1)在輪胎內(nèi)部預(yù)先插入了剛性部的漏氣保用輪胎、(2)在穿孔時從空氣閥向輪胎內(nèi)部注入液態(tài)修理液以阻塞孔穴的方法、(3)在制作輪胎時預(yù)先在輪胎內(nèi)表面層壓粘性密封劑的方法等的方案。
但是，(1)的漏氣保用輪胎，由于剛性物而增加了重量，存在乘車舒適度也變差的問題。(2)的注入修理液的方法在變重的問題上比(2)要小，但其存在的問題是在穿孔時、司機必須到車外實施注入操作。
對于上述(1)和(2)，(3)方法的優(yōu)點是解決了如(1)那樣的變重的問題，而且也不用如(2)那樣在穿孔時人來實施注入操作，可自行封閉。
作為比(1)或(2)具有優(yōu)點的(3)的方法，在特開平53-55802號公報中提出了通過在輪胎內(nèi)表面上設(shè)置在聚異丁烯中添加了過氧化物而形成的橡膠組合物，并使其在輪胎硫化時熱分解，由此獲得粘性密封劑的方案。
但是在該公報記載的技術(shù)中，用過氧化物使聚異丁烯熱分解獲得粘性密封劑，除了促進(jìn)聚異丁烯分解外，作為粘結(jié)劑配合的液狀聚丁烯本身也被過氧化物分解，使密封劑的粘結(jié)性大大下降。因此，在輪胎內(nèi)表面上設(shè)置該密封劑時，存在不僅粘結(jié)性下降，而且對貫穿到密封劑中的釘子等的包覆性變差、密封性變差的問題。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供一種防穿孔密封劑用橡膠組合物，其中在對過氧化物可分解的聚合物和過氧化物的組合物進(jìn)行熱處理生成粘性密封劑時，可形成海綿狀粘性密封層，而且可使該密封劑具有合適的粘性。本發(fā)明還提供在輪胎本體內(nèi)具有通過對該橡膠組合物進(jìn)行熱處理獲得的粘性密封劑層的充氣輪胎及其制造方法。
形成該海綿狀密封劑層的同時使該密封劑具有合適的粘性用的防穿孔密封劑用橡膠組合物是一種這樣的組合物，其包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
而且，具有優(yōu)異防穿孔性能的充氣輪胎是一種在輪胎本體內(nèi)具有通過對橡膠組合物熱處理獲得的粘性密封劑層的充氣輪胎，該橡膠組合物包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
另外，在對橡膠組合物進(jìn)行熱處理而在輪胎本體內(nèi)形成粘性密封劑層時，通過同時實施所述橡膠組合物的熱處理和其它構(gòu)件的硫化可有效地制造該充氣輪胎，其中該橡膠組合物包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
附圖的簡單說明

圖1為本發(fā)明充氣輪胎的子午線半剖面圖。
圖2是顯示圖1的充氣輪胎刺入釘子的狀態(tài)的說明圖。
實施發(fā)明的最佳形式以下對本發(fā)明作詳細(xì)說明。首先，本發(fā)明的特點在于在特定范圍內(nèi)并用過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物。這樣，如果在過氧化物存在下加熱本發(fā)明的橡膠組合物，則同時發(fā)生過氧化物可分解聚合物的分解和過氧化物可交聯(lián)聚合物的交聯(lián)。此外，隨著過氧化物可分解聚合物的分解，將產(chǎn)生低分子量烯烴氣體。由此，該橡膠組合物由于交聯(lián)性聚合物形成網(wǎng)狀而成為海綿狀。另一方面，該海綿由于過氧化物可分解聚合物的分解而具有合適的粘性。結(jié)果，所得海綿狀粘性密封劑除了可賦予優(yōu)異的防穿孔性能，還可以實現(xiàn)使輪胎本身重量的輕量化。在本發(fā)明中，過氧化物可分解聚合物是指在過氧化物的存在下通過加熱而分解并呈橡膠狀粘結(jié)的聚合物。該聚合物的代表例可舉出聚異丁烯、聚丙烯等。其中最優(yōu)選使用聚異丁烯。這里，所述的聚異丁烯包括少量共聚了異戊二烯等的聚異丁烯。在聚合的情況下，通常使用飽和度在2.2摩爾％或其以下的聚異丁烯。
另外，本發(fā)明所述的過氧化物可交聯(lián)聚合物指的是在添加過氧化物并加熱時而進(jìn)行交聯(lián)的聚合物。作為代表例可舉出，天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、丁腈橡膠(NBR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等。
此外，橡膠組合物中的過氧化物的配合量，相對于100重量份過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物必須為0.2～20重量份。當(dāng)小于0.2重量份時，聚異丁烯等過氧化物可分解聚合物不能充分分解，過氧化物可交聯(lián)聚合物的交聯(lián)不能充分進(jìn)行，因此不能充分地發(fā)揮出防穿孔效果。而超過20重量份時，添加量過多，分解過度，粘性組合物的粘度大大降低，不能獲得充分的防穿刺效果。
作為過氧化物，可舉出過氧化苯甲酰、對氯代過氧化苯甲酰等的?；^氧化物類、甲乙酮過氧化物等的酮過氧化物類、過乙酸叔丁基酯、過氧化苯甲酸叔丁基酯、過氧化鄰苯二甲酸叔丁基酯等的過氧酸酯類、過氧化二枯基、過氧化苯甲酸二叔丁基酯、1，3-二(叔丁基過氧化異丙基)苯等的烷基過氧化物類、過氧化氫叔丁基等的氫過氧化物類等，特別優(yōu)選過氧化二枯基。
在本發(fā)明生成粘性密封劑時使用的橡膠組合物中，根據(jù)需要，可添加為促進(jìn)過氧化物引起的聚合物的分解的環(huán)烷酸鈷等催化劑，或添加炭黑、二氧化硅等的無機填料，或添加聚丁烯等粘合劑，或添加芳香族操作油、環(huán)烷酸類操作油、石蠟類操作油等的塑化劑。但由于粘土妨礙過氧化物的分解效果，因此不適宜添加。
此外，粘性密封層的厚度優(yōu)選為1～8mm，更優(yōu)選為1～4mm。厚度小于1mm時，防穿刺效果下降，厚于8mm時，輪胎重量增加，因此不優(yōu)選。
以下參照附圖對本發(fā)明的輪胎構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明充氣輪胎的一個例子，顯示的是子午線半剖面。1為胎面部，2為側(cè)壁部、3為胎圈部。在輪胎內(nèi)側(cè)配置有胎體層4，其兩端部裝架在左右一對胎圈芯部5，5之間。在外胎面部1的胎體層4的外圍側(cè)上設(shè)置有帶束層6。在胎體層4的內(nèi)側(cè)配置有襯里層7。襯里層7對應(yīng)于胎面部1的位置的內(nèi)側(cè)配置有海綿狀的粘性密封劑層8，在該粘性密封劑層8的更內(nèi)側(cè)處配置有橡膠保護(hù)層10。
襯里層7一般使用非通氣性優(yōu)異的丁基橡膠，但是也可以使用熱塑性樹脂薄膜。橡膠保護(hù)層10可有效地在輪胎內(nèi)表面整體均勻地保持粘性密封劑層。其厚度優(yōu)選為0.5～2.0mm。該橡膠保護(hù)層10由天然橡膠、BR、SBR等形成。
這種結(jié)構(gòu)的充氣輪胎的制造方法是，在通常充氣輪胎的制造工序中，在未硫化的輪胎內(nèi)表面上配置一種橡膠組合物，通過同時實施該橡膠組合物的熱處理和其它構(gòu)件的硫化反應(yīng)，由上述橡膠組合物熱分解和交聯(lián)反應(yīng)在輪胎本體內(nèi)形成具有合適粘性的海綿狀粘性密封劑層，其中橡膠組合物由95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物構(gòu)成。此時，如果在該密封層的內(nèi)表面上設(shè)置橡膠保護(hù)層，則可有效地在輪胎內(nèi)表面上全面均勻地保持粘性密封劑層。
在通常的充氣輪胎制造工序中，作為向輪胎內(nèi)側(cè)加壓的方法，可在插入氣囊的狀態(tài)下實施硫化，但在本發(fā)明中優(yōu)選在硫化完成時，將氣囊保持在僅由粘性密封層厚度增加量所致的回縮位置處以使粘性密封層的厚度增加至預(yù)定厚度。由此，可均勻控制粘性密封層的厚度。
即，上述粘性密封劑層是由于聚合物的分解而產(chǎn)生氣體，在硫化完成時發(fā)泡的層，因此如果急劇地使氣囊回縮時，粘性密封層的厚度可能會不均勻。因此，通過對氣囊減壓，僅在半徑方向上保持僅僅是回縮的狀態(tài)，由此可使粘性密封層以形成均勻厚度的方式發(fā)泡。例如，粘性密封劑層的初期厚度為t1(mm)，而其目標(biāo)厚度為t2(mm)時，在硫化完成時，氣囊的半徑R只要處于僅回縮由粘性密封劑層的厚度增加量(t2-t1)的狀態(tài)即可。在將氣囊保持在僅僅是縮回的位置處時，其保持時間為10～120秒即可。
根據(jù)本發(fā)明的具有粘性密封劑層的充氣輪胎的防穿孔效果，可由以下方式獲得。如圖2所示，釘子9從外胎面部1經(jīng)過內(nèi)部襯墊層7貫穿至輪胎內(nèi)側(cè)的粘性密封劑層8時，該橡膠保護(hù)層10上浮成帳篷狀，同時內(nèi)表面的粘性密封劑層8以與釘子9緊密粘結(jié)的狀態(tài)將其包圍，進(jìn)行密封，因此沒有空氣泄漏。此外，在由高速行走時的離心力將釘子9拔出時，包圍著釘子9周圍的粘性密封劑層8被脫入到外胎面部1的貫通孔中，進(jìn)行密封，因此不會發(fā)生空氣泄漏。
以下通過列舉實施例，對本發(fā)明作具體說明。另外，實施例和比較例中的粘結(jié)性按照以下測定方法進(jìn)行評價。
將SS400(與釘子同樣制得的)制成的鐵桿(14φ＝154mm2)以1g/mm2的面壓靜止地與粘結(jié)面相接觸，測定1分鐘后的剝離力。在本發(fā)明中該剝離力在40Kpa或其以上時，判定為實用級。
實施例1采用具有以下組成的密封劑用橡膠組合物，在160℃下硫化20分鐘，制造出具有粘性密封劑層的充氣輪胎，使得輪胎尺寸為205/65R15、粘性密封劑層的厚度為3mm、橡膠保護(hù)層的厚度為1mm。
橡膠組合物的配料重量份聚異丁烯95天然橡膠5FEF(炭黑) 30芳香油 10過氧化物(過氧化二枯基) 15通過目視所得輪胎的粘性密封劑層的海綿形成狀態(tài)，以及由前述方法測定評價粘結(jié)性。其結(jié)果總結(jié)在表1中。對于表1的海綿形成情況，“◎”表示形成良好的海綿狀，“○”表示形成海綿狀，“×”表示幾乎不存在海綿狀。
實施例2除了將實施例1中的聚異丁烯的配合量改變?yōu)?5重量份、作為交聯(lián)性聚合物的天然橡膠的配合量改變?yōu)?5重量份以外，采用與實施例1一樣的方式形成粘性密封劑層。結(jié)果總結(jié)在表1中。
比較例1除了將實施例1中的聚異丁烯的配合量改變?yōu)?8重量份、作為交聯(lián)性聚合物的天然橡膠的配合量改變?yōu)?重量份以外，采用與實施例1一樣的方式形成粘性密封劑層。結(jié)果總結(jié)在表1中。
比較例2除了將實施例1中的聚異丁烯的配合量改變?yōu)?5重量份、作為交聯(lián)性聚合物的天然橡膠的配合量改變?yōu)?5重量份以外，采用與實施例1一樣的方式形成粘性密封劑層。結(jié)果總結(jié)在表1中。
實施例3除了采用50重量份聚丙烯代替作為過氧化物可分解的聚合物的聚異丁烯，用50重量份EPDM50代替作為交聯(lián)性聚合物的天然橡膠以外，采用與實施例1一樣的方式形成粘性密封劑層。結(jié)果總結(jié)在表1中。
以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施形式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是應(yīng)當(dāng)理解在不脫離所附權(quán)利要求所規(guī)定的本發(fā)明精神和范圍的限度內(nèi)，可對本發(fā)明作出各種改變、代替和置換。
表1

產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明通過以特定比例并用過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物，可在過氧化物存在下通過熱處理形成具有合適粘度的海綿狀粘性密封劑，因此除了可賦予輪胎優(yōu)異的防穿孔性能，還可使輪胎本身的重量變輕。
權(quán)利要求
1.一種防穿孔密封劑用橡膠組合物，該組合物包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
2.一種充氣輪胎，在其輪胎本體內(nèi)具有通過對橡膠組合物熱處理獲得的粘性密封劑層，該橡膠組合物包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
3.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其中粘性密封劑層在輪胎內(nèi)部襯墊層的更內(nèi)側(cè)，進(jìn)而在該粘性密封劑層的內(nèi)表面上具有橡膠保護(hù)層。
4.一種充氣輪胎的制造方法，其特征為，在對橡膠組合物進(jìn)行熱處理而在輪胎本體內(nèi)形成粘性密封劑層時，通過同時實施所述橡膠組合物的熱處理和其它構(gòu)件的硫化而進(jìn)行制造，其中該橡膠組合物包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物、以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
5.如權(quán)利要求4所述的充氣輪胎的制造方法，其中在作為向輪胎內(nèi)側(cè)的加壓手段而插入氣囊的狀態(tài)下實施硫化的充氣輪胎制造方法中，在硫化完成后，將氣囊保持在僅由粘性密封劑層厚度增加量所致回縮的位置處以使粘性密封劑層的厚度增加至預(yù)定厚度。
全文摘要
本發(fā)明為可形成海綿狀粘性密封劑層，而且使該密封劑具有合適粘性的密封劑用橡膠組合物，以及在輪胎本體內(nèi)具有通過對該橡膠組合物進(jìn)行熱處理所獲得的粘性密封劑層的充氣輪胎及其制造方法。上述橡膠組合物包括95～50重量份過氧化物可分解的聚合物、5～50重量份過氧化物可交聯(lián)的聚合物以及相對于100重量份該過氧化物可分解的聚合物和過氧化物可交聯(lián)的聚合物為0.2～20重量份的過氧化物。
文檔編號B60C19/12GK1558939SQ02818740
公開日2004年12月29日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者福富崇之, 關(guān)口巧, 中北一誠, 內(nèi)藤充, 小林勇一, 池上哲生, 牧野聰, 豐島貴行, 溝根哲也, 宮脇直哉, 一, 也, 哉, 生, 行, 誠 申請人:橫濱橡膠株式會社, 本田技研工業(yè)株式會社