專利名稱：充氣輪胎和制造充氣輪胎的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣輪胎，特別是高性能汽車和摩托車輪胎。
背景技術(shù)：
常規(guī)摩托車輪胎使用非常寬的胎面，當(dāng)摩托車在拐彎處急劇傾斜時(shí)，其橫截面急劇彎曲以提供與路面的良好接觸。在所有條件下保持一致的接地面積或‘輪胎印痕面積’是決定一般車輛操控的主要因素。子午線構(gòu)造的競(jìng)賽摩托車輪胎中的特殊重要性為高轉(zhuǎn)彎功率和競(jìng)賽條件下最大轉(zhuǎn)彎速度穩(wěn)定性的特性。常規(guī)子午線摩托車競(jìng)賽輪胎具有從輪胎胎圈輻射和軸向向外延伸至胎面邊緣的短側(cè)壁。胎圈在漸縮的胎圈座上為輪輞提供嚙合。側(cè)壁由子午線胎體簾布層補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)由于充氣壓力而張緊時(shí)，子午線胎體簾布層與側(cè)壁幾何結(jié)構(gòu)一起作用為彎曲的胎面區(qū)域提供固定定位，以承受轉(zhuǎn)彎力。常規(guī)輪胎的急劇彎曲的胎面區(qū)域可以特別由補(bǔ)強(qiáng)緩沖層(reinforcing breaker) 補(bǔ)強(qiáng)，產(chǎn)生所需結(jié)構(gòu)剛度，以允許摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)過(guò)度傾斜，同時(shí)還提供充足的撓曲性，以允許定位胎面的接地面積變平，以允許良好的抓地力。常規(guī)摩托車競(jìng)賽輪胎可以使用中心硬質(zhì)胎面膠料和不同的胎肩胎面膠料，因?yàn)橐恍└?jìng)賽線路要求不均勻的胎肩磨損和抓地力。制造這些輪胎的常規(guī)方法包括擠出或壓延步驟，增加了制造成本和可能增加廢料。成本降低的任何新穎和創(chuàng)新的制造輪胎的方法將是商業(yè)上希望的。輪胎中使用的橡膠通常用各種織物、玻璃或鋼纖維的實(shí)施方案補(bǔ)強(qiáng)，以提供基本的強(qiáng)度、形狀、穩(wěn)定性，和對(duì)沖撞、疲勞和熱的抵抗性。這些纖維可以加捻成為簾布層和捆綁成為簾線。各種構(gòu)造的橡膠輪胎可以使用這種簾線制造。橡膠補(bǔ)強(qiáng)制品的制造商已經(jīng)長(zhǎng)期認(rèn)識(shí)到橡膠環(huán)境的補(bǔ)強(qiáng)物的界面粘合性的重要性。聚合物簾線的專用涂料，例如間苯二酚/甲醛膠乳粘合劑，以及鋼簾線的電鍍黃銅通常施加于纖維和線纜補(bǔ)強(qiáng)物，以使它們能夠有效地為輪胎用途發(fā)揮作用。另外，通常特別配制用于涂布這些補(bǔ)強(qiáng)物的化合物以改進(jìn)粘合性。例如，許多輪胎制造商使用各種鈷鹽在其鋼簾線線纜涂層中作為粘合促進(jìn)劑。粘合促進(jìn)劑通過(guò)混煉來(lái)添加。為獲得最大的粘合強(qiáng)度， 向線纜涂層中添加過(guò)量的鈷鹽。因?yàn)閮H非常少量的鈷鹽參與橡膠-金屬界面粘合反應(yīng)，所以大部分鈷鹽以對(duì)粘合沒(méi)有任何貢獻(xiàn)的過(guò)量鈷的形式殘留在膠料中。鈷是昂貴的，并且當(dāng)過(guò)量使用時(shí)，甚至可能引起橡膠的老化問(wèn)題。持續(xù)不斷希望改善輪胎簾線與橡膠的粘合性，同時(shí)改善涂布化合物的性能和降低其成本。定義
以下定義控制公開的本發(fā)明?！叭悄z芯”表示輻射狀設(shè)置在胎圈芯之上和簾布層與反包簾布層之間的彈性填料元件。
“環(huán)形”表示形成類似于圓環(huán)?！皵嗝娓邔挶取北硎緮嗝娓叨葘?duì)斷面寬度的比率?！拜S向”和“軸向地”在此用來(lái)表示平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸的線或方向。“胎圈”表示包括由簾布層簾線包裹并成型以適合設(shè)計(jì)輪輞的環(huán)形拉伸元件的輪胎部分，有或沒(méi)有其它補(bǔ)強(qiáng)元件，例如鋼絲圈外包布、胎跟加強(qiáng)層、三角膠芯、胎趾護(hù)層和胎圈包布?！皫ЫY(jié)構(gòu)”表示至少兩個(gè)織造或非織造的平行簾線的環(huán)形層或簾布層，其在胎面下，未固定到胎圈，并且具有相對(duì)于輪胎的赤道面傾斜的簾線。帶結(jié)構(gòu)也可以包括起限制層作用的以較低角度傾斜的平行簾線的簾布層?！靶苯惠喬ァ?交叉簾布層)表示一種輪胎，其中胎體簾布層中的補(bǔ)強(qiáng)簾線以相對(duì)于輪胎赤道面約25 -65 的角度從胎圈對(duì)角延伸穿過(guò)輪胎至胎圈。如果存在多個(gè)簾布層，則簾布層簾線在交替層中以對(duì)角延伸?！熬彌_層”表示至少兩個(gè)相對(duì)于輪胎赤道面具有與胎體簾布層中的平行補(bǔ)強(qiáng)簾線相同角度的平行補(bǔ)強(qiáng)簾線的環(huán)形層或簾布層。緩沖層通常與斜交輪胎有關(guān)。“線纜”表示通過(guò)將兩個(gè)或多個(gè)合股紗線加捻在一起形成的簾線。“胎體”表示除帶結(jié)構(gòu)、胎面、底胎面(imdertread)及簾布層之上的側(cè)壁橡膠之外， 但是包括胎圈的輪胎結(jié)構(gòu)?！皥A周”表示沿著平行于赤道面(EP)和垂直于軸向的環(huán)形輪胎的表面邊緣延伸的線或方向?！昂熅€”表示一個(gè)或多個(gè)加捻或未加捻的紗線，例如多個(gè)加捻紗線的組合件?！昂熅€”也可以被認(rèn)為是構(gòu)成輪胎的簾布層的增強(qiáng)束之一?！昂熅€角”表示輪胎俯視圖中左或右的銳角，由簾線相對(duì)于赤道面形成?！昂熅€角” 在固化但未充氣的輪胎中測(cè)量?！暗┠釥枴北硎疽悦?000米的克數(shù)計(jì)的重量(表示線密度的單位)。Dtex表示以每10，000米的克數(shù)計(jì)的重量?！皬椥泽w”表示變形之后能夠恢復(fù)大小與形狀的彈性材料。“赤道平面(EP) ”表示垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸和穿過(guò)胎面中心的平面?！翱椢铩北硎净静欢ㄏ蜓由斓暮熅€的網(wǎng)絡(luò)，所述簾線可以加捻，并且進(jìn)而由多個(gè)高模量材料的多根長(zhǎng)絲(也可以加捻)組成。“纖維”為形成長(zhǎng)絲的基本單元的天然或人造的物質(zhì)單位。特征在于長(zhǎng)度為其直徑或?qū)挾鹊闹辽?00倍?！伴L(zhǎng)絲數(shù)”表示構(gòu)成紗線的長(zhǎng)絲的數(shù)目。例如1000旦尼爾聚酯具有大約190根長(zhǎng)絲?！案呃熹?HT)，，表示在0. 20 mm長(zhǎng)絲直徑下拉伸強(qiáng)度為至少3400 MPa的碳鋼。
“內(nèi)部”表示朝向輪胎內(nèi)側(cè)，“外部”表示朝向其外側(cè)?！?LASE ”為定伸長(zhǎng)載荷?！皺M向”表示軸向?！澳硐蜷L(zhǎng)度”表示加捻的長(zhǎng)絲或絲束圍繞另一個(gè)長(zhǎng)絲或絲束移動(dòng)產(chǎn)生360度旋轉(zhuǎn)的距離。
“Mega拉伸鋼(MT) ”表示在0.20 mm長(zhǎng)絲直徑下拉伸強(qiáng)度為至少4500 MPa的碳鋼。“子午線”和“輻射”用來(lái)表示朝向或離開輪胎旋轉(zhuǎn)軸的輻射方向?！皞?cè)壁”表示胎面和胎圈之間的輪胎部分?！俺?jí)拉伸鋼(ST) ”表示在0. 20 mm長(zhǎng)絲直徑下拉伸強(qiáng)度為至少3650 MPa的碳鋼。“韌度”為表示為未應(yīng)變?cè)嚇拥拿繂挝痪€密度的力(gm/tex或gm/旦尼爾)的應(yīng)力。用于織物?！袄臁睘橐粤?橫截面積表示的應(yīng)力。以psi = 12，800計(jì)的強(qiáng)度乘以比重乘以
克/旦計(jì)的韌度。“胎面”表示模塑、擠出或成型的橡膠組件，當(dāng)粘合至輪胎胎身時(shí)，其包括當(dāng)輪胎正常充氣和處于正常載荷下時(shí)與道路接觸的輪胎部分?！俺熹?UT)，，表示在0. 20 mm長(zhǎng)絲直徑下拉伸強(qiáng)度為至少4000 MPa的碳鋼?！凹喚€”為織物纖維或長(zhǎng)絲的連續(xù)絲束的通用術(shù)語(yǔ)。紗線以下列形式存在1)加捻在一起的許多纖維；幻放在一起但不加捻的許多長(zhǎng)絲；幻放在一起具有一定加捻程度的許多長(zhǎng)絲；4)加捻或不加捻的單個(gè)長(zhǎng)絲(單絲)力)加捻或不加捻的材料的窄帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包括輪胎組件的充氣輪胎，所述輪胎組件具有多個(gè)單獨(dú)施加于輪胎組件的單獨(dú)等離子體處理的簾線，其中等離子體處理的簾線包括衍生自至少一種可聚合單體的等離子體產(chǎn)生的沉積物。本發(fā)明進(jìn)一步涉及構(gòu)造充氣輪胎的方法，所述方法包括以下步驟
A)使至少一種可聚合單體、鹵代烴和載體氣體的混合物霧化形成霧化混合物；
B)由所述霧化混合物產(chǎn)生大氣壓等離子體；
C)使單獨(dú)的輪胎簾線暴露于所述大氣壓等離子體，以制造等離子體處理的簾線；和
D)將等離子體處理的單獨(dú)簾線施加在未固化的輪胎組件表面上。


本發(fā)明的其它方面將從以下實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合所附的示意圖而變得顯而易見，其中
圖1為用于本發(fā)明的示例摩托車輪胎的示意圖。圖2為本發(fā)明的輪胎簾線處理方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1的示例摩托車輪胎1包括一對(duì)在胎圈區(qū)域10、11終止的側(cè)壁8、9。各胎圈區(qū)域10、11由不可擴(kuò)張的環(huán)形胎圈芯12、13補(bǔ)強(qiáng)。在各胎圈區(qū)域12、13之間延伸的是一個(gè)或多個(gè)簾布層的輪胎胎體補(bǔ)強(qiáng)簾布層結(jié)構(gòu)14，其通過(guò)從內(nèi)向外橫向地各自圍繞各胎圈芯12、 13彎曲形成各簾布層卷邊15、16而錨固在各胎圈區(qū)域中。胎體補(bǔ)強(qiáng)簾布層結(jié)構(gòu)14可以例如包括基本在徑向取向的尼龍織物簾線的單個(gè)簾布層。各胎圈區(qū)域10、11可以進(jìn)一步包括錨固至各胎圈芯12、13和向外輻射變窄/漸細(xì)的硬質(zhì)橡膠三角膠芯元件17、18。
示例輪胎1的胎體簾布層織物也可以包括聚酯、人造絲、尼龍或?qū)Ψ甲寰埘０泛熅€。此外，雖然在輪胎用于摩托車后輪的情況下，基本90度的簾線的單個(gè)簾布層胎體可能是特別有利的，但是對(duì)于前輪，可以使用具有兩個(gè)以70-88度角交叉的簾線的簾布層的摩托車輪胎。根據(jù)本發(fā)明，示例輪胎1可以具有0.6的外傾值，以及反弧形胎面區(qū)域2，其具有由緩沖層組合件(或帶結(jié)構(gòu))補(bǔ)強(qiáng)的胎面邊緣3、4以及冠帶層8。胎面的寬度TW可以為220 mm，沿著外表面測(cè)定。緩沖層組合件可以包括零個(gè)、一個(gè)或兩個(gè)緩沖層簾布層5、7。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)緩沖層簾布層5、7可以包括對(duì)芳族聚酰胺簾線輪胎織物或其它合適的材料和構(gòu)造，例如鋼單絲簾布層。在圖1的示例輪胎1中，兩個(gè)緩沖層簾布層5、7中的簾線可以相對(duì)于輪胎的圓周方向以25度角彼此相對(duì)傾斜。輻射狀內(nèi)部緩沖層簾布層7可以具有200 mm的寬度Bi，并且可以比輻射狀外部緩沖層簾布層5更窄，所述輻射狀外部緩沖層簾布層5可以具有220 mm的寬度B。。緩沖層簾布層5、7也可以包括鋼簾線。輪胎的各個(gè)組件的任一種，包括但不限于帶結(jié)構(gòu)(即緩沖層)、胎體、冠帶層、底胎面或胎面墊層的輪胎簾線可以使用等離子體涂布法處理，所述等離子體涂布法包括以下步驟
A)使至少一種可聚合單體、鹵代烴和載體氣體的混合物霧化形成霧化混合物；
B)由該霧化混合物產(chǎn)生大氣壓等離子體；和
C)使輪胎簾線在適合于形成強(qiáng)烈粘合至輪胎簾線和能夠粘合至橡膠的聚合物的條件下暴露于大氣壓等離子體。這種輪胎簾線可以由本領(lǐng)域中已知的適合于輪胎簾線的任何材料制成，包括但不限于鋼、芳族聚酰胺、PEN、PET、PVA、ΡΒΟ、ΡΟΚ、人造絲、尼龍、碳和玻璃纖維。現(xiàn)在參考圖2，舉例說(shuō)明處理本發(fā)明輪胎簾線的方法的一個(gè)實(shí)施方案。在方法110 中，載體氣體113從存儲(chǔ)容器112中與來(lái)自存儲(chǔ)容器114的單體115、來(lái)自存儲(chǔ)容器116的鹵代飽和烴117 —起進(jìn)料到霧化器120中。任選地，可以添加來(lái)自存儲(chǔ)容器118的一種或多種固化劑119。在霧化器120中霧化載體氣體113、單體115、鹵代飽和烴117和任選的固化劑119，形成霧化混合物121。將霧化混合物121送入等離子體發(fā)生器122，在其中大氣等離子體124由霧化混合物121產(chǎn)生。將輪胎簾線1 從卷線筒130展開并輸送通過(guò)等離子體發(fā)生器122和大氣等離子體124，用于由等離子體IM進(jìn)行沉積物表面處理。已處理的輪胎簾線1 離開等離子體發(fā)生器122并卷繞到卷線筒132上用于存儲(chǔ)。等離子體發(fā)生器可以為本領(lǐng)域中已知產(chǎn)生大氣壓等離子體，例如大氣壓等離子射流、大氣壓微波輝光放電、大氣壓輝光放電和大氣介電阻隔放電的任何合適的等離子體發(fā)生設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施方案中，等離子體發(fā)生器為介電阻隔放電類型。介電阻隔放電裝置通常包括具有設(shè)置在電極之間的介電-絕緣層和在大約大氣壓下運(yùn)轉(zhuǎn)的兩個(gè)電極。介電阻隔放電裝置不提供一種單一的等離子體放電，但是代之以提供一系列短暫的、自身終止的電弧， 其在長(zhǎng)時(shí)間等級(jí)(大于一微秒)上表現(xiàn)為穩(wěn)定、持續(xù)和均勻的等離子體。介質(zhì)層用來(lái)確保電弧的終止?？梢赃M(jìn)一步參考US 6，664，737中教導(dǎo)的關(guān)于介電阻隔放電裝置的操作。大氣壓等離子體表示等離子體的壓力等于或略微高于周圍的環(huán)境壓力。等離子體的壓力可以略微高于環(huán)境，使得等離子體壓力足以引起通過(guò)霧化器和等離子體發(fā)生器的所需流速。霧化混合物包括載體氣體、至少一種單體和鹵代烴。合適的載體氣體包括任合惰性氣體，所述惰性氣體包括氦氣、氬氣、氙氣和氖氣。 同樣適合作為載體氣體的是氫氣、氮?dú)狻⒁谎趸投趸?。在一個(gè)實(shí)施方案中，載體氣體為氬氣。也可以使用氣體的共混物，例如與氮?dú)?、二氧化碳、氦氣或一氧化氮的一種或多種共混的氬氣，其中氬氣為主要?dú)怏w，一種或多種其它氣體以0至5000 ppm的量摻入氬氣流中；或氮?dú)馀c二氧化碳、氦氣和一氧化氮的一種或多種的共混物，其中氮?dú)鉃橹饕獨(dú)怏w， 一種或多種其它氣體以0至5000 ppm的量摻入氮?dú)饬髦?。適合的單體包括用于制造用于輪胎的彈性體的各種單體的任意者。這樣的單體包括共軛二烯單體和乙烯基芳族單體。共軛二烯單體通常含有4至12個(gè)碳原子?？梢蕴貏e使用1，3-丁二烯和異戊二烯?？梢允褂玫囊恍┝硗獾墓曹椂﹩误w包括單獨(dú)的或混合物形式的2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯、間戊二烯、3- 丁基-1，3-辛二烯、2-苯基-1，3- 丁二烯寸。其它合適的為聚丁二烯和聚異戊二烯的短鏈長(zhǎng)低聚物。同樣合適的是角鯊烯。潛在的可以使用的烯屬不飽和單體的一些其它代表性實(shí)例包括丙烯酸烷基酯， 例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等；具有一個(gè)或多個(gè)末端 CH2=CH-基團(tuán)的亞乙烯基單體；乙烯基芳烴，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、溴苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯等；α-烯烴，例如乙烯、丙烯、1-丁烯等；鹵乙烯，例如乙烯基溴、氯乙烷 (乙烯基氯)、乙烯基氟、乙烯基碘、1，2-二溴乙烯、1，1-二氯乙烯(偏氯乙烯)、1，2_ 二氯乙烯等；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯；α，β -烯屬不飽和腈，例如丙烯腈和甲基丙烯腈； α, β-烯屬不飽和酰胺，例如丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N- 二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等。乙烯基芳族單體是另一組可以使用的烯屬不飽和單體。這樣的乙烯基芳族單體典型地含有8至20個(gè)碳原子。通常，乙烯基芳族單體將含有8至14個(gè)碳原子。在一個(gè)實(shí)施方案中，乙烯基芳族單體為苯乙烯。可以使用的乙烯基芳族單體的一些實(shí)例包括苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、α -甲基苯乙烯、4-苯基苯乙烯、3-甲基苯乙烯等。單體的量可以用霧化混合物中全部組分排除載體氣體，即以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)的百分比來(lái)表示。在一個(gè)實(shí)施方案中，以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)，單體的量為霧化混合物中的全部組分的10至50 Wt%0在一個(gè)實(shí)施方案中，以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)，單體的量為霧化混合物中的全部組分的20至40 wt%。霧化混合物還含有鹵代烴。合適的鹵代烴包括例如二氯甲烷(亞甲基氯)。其它實(shí)例包括三氯甲烷(氯仿)、四氯甲烷、三氯乙烷、氯丁烷、溴乙烷、二溴甲烷(亞甲基溴)、 三溴甲烷(溴仿)等；以及烯丙基溴、烯丙基氯、氯化異戊二烯、二氯丁烯、二氯丙烯、二氯丁炔、氯丁烯、1-氯-3-甲基-2- 丁烯、1-氯-2-甲基丙烯、1-氯-2-辛炔等。鹵代烴的量可以用霧化混合物中全部組分排除載體氣體，即以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)的百分比來(lái)表示。在一個(gè)實(shí)施方案中，以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)，鹵代烴的量為霧化混合物中的全部組分的90至50 wt%0在一個(gè)實(shí)施方案中，以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)，鹵代烴的量為霧化混合物中的全部組分的80至60 wt%0任選地，霧化混合物可以包括至少一種固化劑，例如硫給體和促進(jìn)劑。合適的固化
7劑的實(shí)例包括硫硫化劑，例如元素硫(游離硫)或供硫硫化劑，例如二硫化胺、聚合多硫化物、二烷基多硫化物、烷基硫醇或硫烯烴加成物?；蛘?，固化劑可以是由大氣等離子體沉積到輪胎簾線上的材料所沒(méi)有的。在這種情況下，與輪胎簾線接觸的橡膠組合物中存在的固化劑可以用來(lái)通過(guò)在固化之前，固化劑從橡膠組合物遷移至沉積在簾線上的材料來(lái)固化該沉積的材料。當(dāng)在霧化混合物中使用時(shí)，以無(wú)載體氣體為基準(zhǔn)，固化劑可以以0.5至10 wt% 的量存在。輪胎簾線由通常用于輪胎的各種補(bǔ)強(qiáng)材料的任意者制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，輪胎簾線包括鋼和聚合物簾線。聚合物簾線可以包括本領(lǐng)域中已知的各種織物簾線的任意者，包括但不限于由聚酰胺(尼龍)、聚酯(PEN和PET)、聚酮(ΡΟΚ)、人造絲和聚芳族聚酰胺構(gòu)成的簾線。使輪胎簾線暴露于大氣等離子體足以使粘合有效量的聚合或部分聚合單體沉積到簾線表面上的時(shí)間。等離子體處理過(guò)的簾線因此包括衍生自至少一種可聚合單體的等離子體產(chǎn)生的沉積物。粘合有效量表示如由標(biāo)準(zhǔn)粘合性測(cè)試，例如ASTM標(biāo)準(zhǔn)D2229-73測(cè)定的，處理過(guò)的簾線將顯示對(duì)于固化橡膠膠料的粘合性增加。通常，所需暴露時(shí)間將取決于霧化混合物中單體的濃度、霧化混合物在等離子體發(fā)生器中的流速和等離子體發(fā)生器的功率輸入。對(duì)于其中靜止簾線暴露于大氣等離子體的間歇法而言，簾線暴露1至100秒。在連續(xù)法中，暴露時(shí)間可以由停留時(shí)間表征，所述停留時(shí)間表示為簾線通過(guò)等離子體發(fā)生器的路徑長(zhǎng)度(例如以厘米計(jì))除以簾線移動(dòng)速率(例如以厘米/秒計(jì))。這種連續(xù)法中的停留時(shí)間于是將為1至100秒。對(duì)獲得聚合或部分聚合單體在簾線表面上的粘合有效量來(lái)說(shuō)必要的等離子體發(fā)生器中的霧化混合物的流速將取決于等離子體發(fā)生器中的所需表面速率，即垂直于等離子體發(fā)生器的特征內(nèi)部橫截面積通過(guò)的氣體速率(例如以厘米/秒計(jì))。必要的流速可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在無(wú)需過(guò)度實(shí)驗(yàn)的情況下測(cè)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是輪胎組件中使用的橡膠組合物將由橡膠混煉領(lǐng)域中通常已知的方法混煉，例如使各硫-可硫化成分橡膠與各種通常使用的添加劑材料混合，所述添加劑材料例如固化助劑，例如硫，活化劑，延遲劑和促進(jìn)劑，加工添加劑，例如油， 樹脂，包括增粘樹脂，二氧化硅，和增塑劑，填料，顏料，脂肪酸，氧化鋅，蠟，抗氧劑和抗臭氧劑，塑解劑和補(bǔ)強(qiáng)材料，例如炭黑。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，根據(jù)硫可硫化和硫硫化的材料(橡膠)的預(yù)定用途，選擇并通常以常規(guī)量使用上述添加劑。橡膠膠料可以含有各種常規(guī)橡膠添加劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，添加的炭黑占二烯
橡膠的約10至200重量份(phr)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用約20至約100 phr的炭
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T^ O可以使用許多市售炭黑。包括在炭黑列表中的是根據(jù)ASTM牌號(hào)N299、N315、N3^、 N330、M332、N339、N343、N347、N;351、N;358、N375、N539、N550 和 N582 已知的那些。這種加工助劑可以存在，并且可以包括例如芳烴、脂環(huán)烴和/或鏈烷烴加工油，以及低PCA型油，包括 MES、TDAE、重質(zhì)脂環(huán)烴、RAE和SRAE油。增粘樹脂，例如酚醛增粘劑的典型量為1至3 phr。 如果使用，二氧化硅可以以約5至約100 phr的量使用，經(jīng)常與二氧化硅偶聯(lián)劑一起使用。 代表性的二氧化硅可以為例如水合無(wú)定形二氧化硅?？寡鮿┑牡湫土堪s1至約5 phr0 代表性的抗氧劑可以為例如二苯基對(duì)苯二胺，聚合的1，2- 二氫-2，2，4-三甲基喹啉等，例如Vanderbilt Rubber Handbook (1990)，343至362頁(yè)中公開的那些?？钩粞鮿┑牡湫土繛榧s1到約5 phr。代表件的抗臭氧劑可以為例如Vanderbilt Rubber Handbook(1990), 363至367頁(yè)中公開的那些。如果使用，可以包括硬脂酸的脂肪酸的典型量包括約0. 5至約 3 phr.氧化鋅的典型量包括約2至約10 phr.蠟的典型量包括約1至約5 phr。經(jīng)常使用微晶蠟。塑解劑的典型量包括約0.1至約1 phr。典型的塑解劑可以為例如五氯硫酚和二苯甲酰氨基二苯基二硫化物。硫化在硫硫化劑存在下進(jìn)行。合適的硫硫化劑的實(shí)例包括元素硫(游離硫)或供硫硫化劑，包括二硫化胺、聚合多硫化物、二烷基多硫化物、烷基硫醇或硫烯烴加成物。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫硫化劑為元素硫。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠使用較低的硫含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫硫化劑以約0.5至約8 phr的量使用。在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用約3至約 5 phr的硫硫化劑。促進(jìn)劑用來(lái)控制硫化所需的時(shí)間和/或溫度，以及改善硫化產(chǎn)品的性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用單一促進(jìn)劑體系，即主促進(jìn)劑。通常，主促進(jìn)劑以約0. 5到約2. 5 phr 的量使用。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用兩種或多種促進(jìn)劑的組合，包括通常以較大的量 (0. 5至2. 0 phr)使用的主促進(jìn)劑，和通常以較少的量(0. 05至0. 50 phr)使用的助促進(jìn)劑，以便進(jìn)行活化和改善硫化產(chǎn)品的性能。這些促進(jìn)劑的組合已知產(chǎn)生最終性能的協(xié)同作用，并且稍微比單獨(dú)使用任一促進(jìn)劑產(chǎn)生的那些效果更好。另外，可以使用不受正常加工溫度影響，但在普通硫化溫度下產(chǎn)生滿意固化的延遲作用促進(jìn)劑。可以用于本發(fā)明的合適類型的促進(jìn)劑為胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑、秋蘭姆、亞磺酰胺、二硫代氨基甲酸酯和黃原酸酯。在一個(gè)實(shí)施方案中，主促進(jìn)劑為亞磺酰胺。在另一個(gè)實(shí)施方案中，如果使用助促進(jìn)劑， 該助促進(jìn)劑可以為胍、二硫代氨基甲酸酯或秋蘭姆化合物。在使用鋼輪胎簾線的情況下，橡膠膠料可以含有本領(lǐng)域中已知的任合鈷材料，以進(jìn)一步促進(jìn)橡膠對(duì)金屬的粘合性。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少和可能消除鈷化合物。但是， 可能希望的是存在一定的量。因此，可以使用的合適的鈷材料包括例如硬脂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸等的脂肪酸的鈷鹽；具有6至30個(gè)碳原子的脂族或脂環(huán)族羧酸的鈷鹽，例如新癸酸鈷；氯化鈷、環(huán)烷酸鈷；羧酸鈷和以牌號(hào)Manobond C購(gòu)自Wyrough and Loser, Inc, Trenton,新澤西的有機(jī)鈷-硼絡(luò)合物。Manobond C據(jù)信具有以下結(jié)構(gòu)
其中R為具有9至12個(gè)碳原子的烷基?？梢允褂玫拟捇衔锏牧咳Q于選擇的鈷材料的具體性能，特別是化合物中存在的鈷金屬的量。在一個(gè)實(shí)施方案中，橡膠組合物不包括鈷化合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，鈷材料的量可以為約0.2至5 phr。在另一個(gè)實(shí)施方案中，鈷化合物的量可以為約0.5至3 phr。在一個(gè)實(shí)施方案中，基于橡膠原料組合物的總重量，原料組合物中存在的鈷材料的量足以提供約0.01 wt%至約0.50 wt%的鈷金屬。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基于線纜涂層組合物的總重量，原料組合物中存在的鈷材料的量足以提供約0.03 wt%至約0.2 wt%的鈷金屬。含有輪胎組件的輪胎可以由對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的各種方法制造、成型、模塑和固化。根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理過(guò)的簾線的輪胎組件在輪胎1中產(chǎn)生優(yōu)異的操控性能，以及降低的制造成本。此外，本發(fā)明的方法提供構(gòu)造充氣輪胎的增強(qiáng)的效率和降低的成本。因此，等離子體處理過(guò)的簾線和方法都增強(qiáng)充氣輪胎的性能和/或制造，即使是充氣輪胎的結(jié)構(gòu)和性能的復(fù)雜性使得已經(jīng)提不出完善和令人滿意的理論。Temple，Mechanics of Pneumatic Tires (2005)。雖然在充氣輪胎機(jī)械學(xué)中容易看到傳統(tǒng)復(fù)合材料理論的基礎(chǔ)， 但是由充氣輪胎的許多結(jié)構(gòu)組件引入的額外復(fù)雜性容易使預(yù)期輪胎性能的問(wèn)題復(fù)雜化。 Mayni, Composite Effects on Tire Mechanics (2005)。另外，因?yàn)榫酆衔锖拖鹉z的非線性時(shí)間、頻率和溫度特性，充氣輪胎的分析設(shè)計(jì)是當(dāng)今工業(yè)中最具挑戰(zhàn)性和低估的工程挑戰(zhàn)之一。充氣輪胎具有某些必需的結(jié)構(gòu)元件。United States Department of Transportation, Mechanics of Pneumatic Tires, 207-208 M (1981)。這些結(jié)構(gòu)元件通常由嵌入并粘合至通常為天然或合成橡膠的低模量聚合物材料基質(zhì)的天然織物、合成聚合物、玻璃纖維或細(xì)微硬拉鋼或其它金屬的許多柔性高模量簾線構(gòu)成。通上，207至208。整個(gè)工業(yè)的輪胎制造商不能允諾或預(yù)測(cè)不同捻度的冠帶層簾線對(duì)于充氣輪胎中的噪聲特性、操控、耐久性、舒適性等的作用，Mechanics of Pneumatic Tires,80至85頁(yè)。這些復(fù)雜性由以下輪胎性能和輪胎組件之間的相關(guān)性的表格來(lái)說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.包括輪胎組件的充氣輪胎，所述輪胎組件具有多個(gè)單獨(dú)施加于輪胎組件的單獨(dú)等離子體處理的簾線，特征在于所述等離子體處理的簾線包括衍生自至少一種可聚合單體的等離子體產(chǎn)生的沉積物。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，特征在于所述簾線為鋼簾線。
3.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，特征在于所述輪胎組件選自帶結(jié)構(gòu)、胎體、冠帶層、 底胎面或胎面墊層。
4.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，特征在于在等離子體方法期間或之后將飾面施加于所述等離子體處理的簾線，所述飾面為輪胎組件提供粘性。
5.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，特征在于所述輪胎組件為輻射配置在胎面和緩沖層之間或胎面和至少一個(gè)胎體簾布層之間的冠帶層。
6.構(gòu)造充氣輪胎的方法，所述方法的特征在于以下步驟A)使至少一種可聚合單體、鹵代烴和載體氣體的混合物霧化形成霧化混合物；B)由所述霧化混合物產(chǎn)生大氣壓等離子體；C)使單獨(dú)的輪胎簾線暴露于所述大氣壓等離子體，以制造等離子體處理的簾線；和D)將等離子體處理的單獨(dú)簾線施加在未固化的輪胎組件表面上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，特征在于所述未固化的輪胎組件選自胎體、帶結(jié)構(gòu)、冠帶層、底胎面或胎面墊層。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，特征在于所述施加步驟在不壓延單獨(dú)的簾線的情況下發(fā)生。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，特征在于所述輪胎簾線為鋼輪胎簾線。
10.權(quán)利要求6的方法，特征在于輪胎簾線在暴露于大氣壓等離子體期間被連續(xù)輸送。
全文摘要
本發(fā)明公開了充氣輪胎和制造充氣輪胎的方法。具體地，公開了包括輪胎組件的充氣輪胎，所述輪胎組件具有多個(gè)單獨(dú)施加于輪胎組件的單獨(dú)等離子體處理的簾線，其中所述等離子體處理的簾線包括衍生自至少一種可聚合單體的等離子體產(chǎn)生的沉積物。
文檔編號(hào)B60C5/00GK102442157SQ20111027939
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者G. A. 西弗 F., G. 吉利克 J., J. A. 因霍夫 S. 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司