轮胎胎面复合材料和经翻新的橡胶轮胎

摘要

本发明涉及轮胎胎面复合材料和经翻新的橡胶轮胎。本发明涉及经固化的轮胎胎面复合材料和涉及轮胎的翻新。所述经固化的轮胎胎面复合材料包含固化的轮胎胎面，其具有模塑到其表面之一上的可去除的保护性膜。本发明进一步涉及轮胎胎体的翻新和经翻新的轮胎。

说明书

技术领域

本发明涉及经固化的轮胎胎面复合材料(composite)和涉及轮胎的翻新(retreading)。所述经固化的轮胎胎面复合材料包含经固化的轮胎胎面，该经固化的轮胎胎面具有模制到其表面之一上的可去除的保护性膜。本发明进一步涉及轮胎胎体(tire carcass)的翻新和经翻新的轮胎。

背景技术

经翻新的轮胎典型地例如通过以下方式制备：将预固化的橡胶胎面施加到圆周(circumferential)未固化橡胶层(有时称为“缓冲层(cushionlayer)”)上，该圆周未固化橡胶层覆盖经打磨的(buffed)轮胎橡胶胎体以形成它们的组装体，其中从该经打磨的轮胎橡胶胎体已经通过研磨将原橡胶胎面除去，和该组装体在升高的温度固化以形成经固化的经翻新的橡胶轮胎。这种轮胎翻新方法是本领域技术人员公知的。

所述预固化的橡胶胎面可以是冠/底结构，包含外胎面冠橡胶层和在下面的胎面底橡胶层，或者可以只由胎面冠橡胶层组成，而不具有在下面的胎面底橡胶层。

在实践中，所述预固化的橡胶胎面典型地例如通过以下方式制备：用脱模剂例如基于有机聚硅氧烷的涂料涂覆未固化的橡胶胎面带以防止橡胶胎面粘合到用于模塑和固化胎面橡胶带的模具表面。在实践中将用脱模剂涂覆的橡胶带放入合适的模具中并在升高的温度固化以形成预固化的橡胶胎面，该预固化的橡胶胎面仍然在其表面上含有所述脱模剂涂层。

一个挑战是将该用脱模剂涂覆的预固化的橡胶胎面粘合到在经打磨轮胎的固化橡胶胎体上面的未固化缓冲橡胶层上，特别是由于所述脱模剂涂层显著干扰这种应用。

在典型的以往实践中，所述脱模剂涂层通过将其打磨掉而从预固化胎面表面除去，从而在预固化胎面上留下清洁的、粗糙的经打磨表面。可以将基于有机溶剂的胶粘剂施加到预固化橡胶胎面的经打磨表面以产生对经打磨已固化橡胶胎体的构建粘着性(building tack)和最终的固化粘附。典型地将保护性塑料膜施加到经固化橡胶胎面的经打磨的并且涂覆有胶粘剂的表面以防止所述胶粘剂涂层的粘性表面的污染，并且与所述胶粘剂涂层结合来防止表面污染和空气氧化。所得到的经打磨的固化的橡胶胎面和胶粘剂涂层的预固化胎面复合材料以及所述保护性膜，然后可以存储一段时间，并且在除去所述保护性膜之后立即使用或者在以后使用来翻新轮胎。

在进一步的典型的以往实践中，对于轮胎的翻新，对固化的橡胶轮胎进行打磨以除去其胎面，从而留下粗糙的经打磨的轮胎胎体表面(没有其胎面的橡胶轮胎胎体)。向该粗糙的经打磨的轮胎胎体经固化橡胶表面施加未固化的橡胶层(有时称为缓冲橡胶层)，该未固化的橡胶层将变成胎面和胎体之间的界面。

在这种以往实践中，前述预固化胎面复合材料在除去所述保护性膜之后被施加到在经打磨的固化轮胎胎体上面的所述未固化缓冲橡胶层上，以形成轮胎组装体，该轮胎组装体由该预固化的胎面复合材料(具有粘合剂涂层的固化的胎面)和固化的橡胶轮胎胎体组成，其中所述未固化的缓冲橡胶层位于它们之间。

在这种以往实践中，轮胎组装体然后在升高的温度固化以形成经翻新的轮胎，该经翻新的轮胎由层状体(lamina)组成，该层状体包含具有其粘合剂涂层的圆周橡胶胎面和轮胎胎体，其中橡胶缓冲层位于圆周橡胶胎面和轮胎胎体之间。

这种以往的轮胎翻新操作和经翻新的轮胎是本领域技术人员公知的。

发明内容

与以上显著不同，对于本发明，未固化的橡胶胎面带与合适的可去除的聚合物膜一起在合适的模具中模塑和固化，该可去除的聚合物膜在其模塑和固化操作期间变得模塑到胎面橡胶的表面上，而不是在早已固化的橡胶胎面上后施加粘合剂涂层和保护性塑料膜的组合。因此，无需前述的粘合剂涂层和保护性塑料膜的施加就可在预固化橡胶胎面的存储期间防止固化的胎面的表面污染和空气氧化。

特别地，通过本发明的实践，一旦从预固化的橡胶胎面的表面除去模塑的膜，就可以提供预固化胎面的清洁的(无脱模剂)表面，而不必磨掉脱模剂涂层，并且该表面因此不含有干扰到未固化缓冲橡胶层的施加的脱模剂涂层。

在本发明的一个实施方案中，使用具有带有合适的构建粘着性的表面的未固化缓冲橡胶层，因此可以消除对向固化的橡胶胎面施加前述粘着性增强胶粘剂的需要。带有构建粘着性的缓冲橡胶层描述于美国专利No.5503940和6186202以及美国专利申请No.2005/0211351中。

因此，通过本发明的实践，可以制备固化的橡胶胎面的清洁的、未打磨的表面并施加到未固化的橡胶缓冲层上，其可以没有表面污染和空气降解以及没有脱模剂涂层。

因此，对于本发明，在固化未固化的橡胶胎面带之前，将可去除的聚合物膜施加到其未固化的表面之一上以形成胎面/膜复合材料，将脱模剂施加到该复合材料的表面上以防止胎面橡胶粘合到模具表面，之后在合适的模具中在升高的温度将该橡胶胎面带成型并固化，同时将该聚合物膜模塑到胎面橡胶表面，以防止最终的固化的橡胶胎面表面被前述脱模剂污染。所述聚合物膜然后从固化的橡胶胎面除去，得到清洁的橡胶表面，而无须打磨固化的橡胶胎面表面以除去脱模剂。

只要具有构建粘着性的未固化橡胶缓冲层被施加到经打磨的轮胎胎体，那么对于本发明的实践通常不需要将粘合剂涂层施加到固化的胎面的表面。

因此，对于本发明，经翻新的轮胎包含圆周外胎面橡胶层的层状体，该圆周外胎面橡胶层在其一侧具有行驶面和在其相对一侧具有清洁的未打磨的表面，其中其清洁的未打磨的表面粘合到覆盖橡胶轮胎胎体的圆周缓冲橡胶层上，在所述缓冲橡胶层和所述清洁的未打磨胎面橡胶层表面之间没有粘合剂涂层。这种经翻新的轮胎通过以下方式制备：将预固化橡胶轮胎胎面的清洁的未打磨的表面施加到覆盖固化的橡胶胎体的圆周未固化缓冲橡胶层上，在所述清洁的未打磨的表面和圆周未固化缓冲橡胶层之间没有粘合剂涂层，以形成它们的组装体，和在合适的模具中在升高的温度固化所述组装体以形成固化的经翻新的橡胶轮胎。所述预固化的橡胶轮胎胎面本身通过以下方式提供：模塑和固化在其表面之一上具有聚合物膜其以防止其表面污染和起霜(blooming)的未固化的橡胶胎面带，然后在将所述预固化胎面施加到圆周未固化粘附橡胶层之前除去所述膜以在所述预固化橡胶胎面上提供清洁的未打磨的表面。

在实践中，在简单地将保护性聚合物膜为此目的施加到未固化橡胶胎面带的表面中预见到的一个显著问题是，典型的热塑性膜，例如聚乙烯膜，在本文中被认为是不令人满意的，因为，在其从模具移除后对于从胎面橡胶带表面除去，这些热塑性膜不具有足够的尺寸稳定性和抗撕裂性，和此外其典型地具有显著低于150℃的熔点(ASTM D98)并因而通常将在典型的橡胶固化温度例如约150℃(例如约145℃至约180℃)熔融。

因此，用于此目的的合适膜在本文中被认为是显著尺寸稳定的，从而在未固化的胎面带(其中所述膜已经施加到所述胎面带上)已经在合适的模具中在升高的温度(例如至少约145℃，在例如约145℃至约180℃)模塑和固化之后，其可以从预固化的橡胶胎面的表面除去。

在进一步的一个实施方案中，希望所述保护性膜是可以手动从所得预固化橡胶胎面除去的并且当它的层自身重叠时不易于熔合到其自身。以这种方式，那么所述膜的一端可以与所述膜的一部分重叠以形成“拉头”(pull-tab)，用于从预固化橡胶胎面手动除去模塑的膜。

在实践中，对于将其施加到所述未固化胎面橡胶到的表面，已经发现可以使用包含尼龙6，6或尼龙6的膜。

具体实施方式

根据本发明，经翻新的轮胎包含使其上的清洁的未打磨表面粘合到覆盖橡胶轮胎胎体的圆周粘附橡胶层上的圆周外胎面经固化橡胶层的层状体，其中在所述粘附橡胶层和所述清洁的未打磨胎面橡胶层表面之间没有粘合剂涂层。

所述外胎面经固化橡胶层可以是冠/底结构，包含外胎面冠橡胶层和在下面的胎面底橡胶层，或者可以由胎面冠橡胶层组成(不具有在下面的胎面底橡胶层)。这些胎面冠/底胎面结构和所述胎面冠橡胶层是本领域技术人员公知的。

进一步根据本发明，通过包含以下步骤的方法制备了用于经翻新的轮胎的预固化胎面：

(A)将保护性可去除聚合物膜施加到未固化橡胶胎面带以形成它们的复合材料，其中所述聚合物膜的熔点，ASTM D789，显著高于所述胎面橡胶带的固化温度(理想地，至少约190℃的熔点)；

(B)将脱模剂(例如基于聚硅氧烷的脱模剂)施加到所述未固化胎面橡胶带复合材料的表面，包括在所述橡胶带上的所述保护性聚合物膜的表面的至少一部分；

(C)将所述经脱模剂涂覆的未固化胎面橡胶带复合材料插入合适的模具中并且在该模具中在至少约145℃(例如约145℃至约180℃)的升高的固化温度模塑和固化所述胎面橡胶带，以形成经预固化的橡胶胎面复合材料，其包含固化的橡胶胎面和模塑(不是熔融)在其上的所述保护性聚合物膜。

所述预固化的橡胶胎面可以是冠/底结构，包含外胎面冠橡胶层和在下面的胎面底橡胶层，或者可以由胎面冠橡胶层组成(不具有在下面的胎面底橡胶层)。如前面提到的那样，这些胎面冠/底胎面结构和所述胎面冠橡胶层是本领域技术人员公知的。

在实践中，所述聚合物膜在胎面橡胶带的所述模塑和固化期间并不熔融到所述胎面橡胶表面上(因为所述聚合物膜具有显著高于所述胎面橡胶带固化温度的熔点)并因此可从固化的橡胶胎面除去。

在本发明进一步的实践中，所述保护性聚合物膜被从所述预固化橡胶胎面的表面上除去，得到具有清洁的未打磨橡胶表面(没有所述脱模剂涂层)的预固化橡胶胎面。

在本发明其它的实践中，提供预固化的橡胶胎面，该预固化的橡胶胎面具有没有脱模剂涂层的清洁的未打磨表面，特别是通过所述方法制备。

如前面所提到的那样，所述预固化的橡胶胎面可以是冠/底结构，包含外胎面冠橡胶层和在下面的胎面底橡胶层，或者可以是胎面冠橡胶层(所述未固化橡胶胎面带包含共挤出的未固化胎面橡胶冠层和未固化胎面橡胶底层)，和其中所述保护性聚合物膜被施加到(所述共挤出的冠/底胎面橡胶带结构的)所述胎面底橡胶层的表面。

此外，根据本发明，制备经翻新的轮胎的方法包括：

(A)将预固化的橡胶轮胎胎面层的清洁的未打磨的表面施加到圆周未固化粘附橡胶层，其中它们之间没有粘合剂涂层，其中所述圆周未固化粘附橡胶层覆盖固化的橡胶轮胎胎体，以形成它们的组装体，和

(B)在升高的温度固化所述组装体以形成固化的翻新橡胶轮胎；

其中所述预固化的橡胶轮胎胎面层以如下方式制备：

(1)将聚合物膜施加到未固化橡胶胎面带的一个表面以形成它们的复合材料；

(2)将脱模剂涂层施加到所述复合材料的表面，包括所述聚合物膜的至少一部分；

(3)在至少约145℃(例如约145℃至约180℃)的升高的固化温度固化在其上含有所述聚合物膜的所述未固化胎面橡胶带，以形成具有模塑在其上的所述聚合物膜的预固化的橡胶胎面；

(4)在将所述预固化的胎面施加到所述圆周未固化缓冲橡胶层之前，从所述预固化的橡胶胎面除去所述聚合物膜以在所述预固化橡胶胎面上提供清洁的未打磨的表面。

在实践中，所述聚合物膜可以是例如尼龙膜或热塑性氟化聚乙烯膜。

代表性的尼龙基聚合物膜是：

(A)具有6-12个碳原子的内酰胺(例如己内酰胺)的线型缩聚物膜的膜，例如尼龙6，作为聚((亚氨基(1-氧代六亚甲基))(聚酰胺)，典型地具有约200℃-约220℃的熔点(ASTM D789)，来自Honeywell Company，和

(B)二胺和二羧酸的缩聚物的膜，例如尼龙6，6，作为聚(亚氨基六亚甲基亚氨基己二酰基)(聚酰胺)，典型地具有约250℃-约260℃的熔点(ASTM D789)，DuPont公司的产品。

代表性的热塑性氟化聚乙烯膜是例如可作为FEP^TM膜从DuPont得到的膜，其可包括DuPont聚四氟乙烯(Teflon^TM)膜。

在一个实施方案中，所述圆周缓冲橡胶层组合物包含例如弹性橡胶组合物的层，该弹性橡胶组合物包含至少一种基于共轭二烯的弹性体，例如顺式1，4-聚异戊二烯橡胶(通常称为天然橡胶)和任选地顺式1，4-聚丁二烯橡胶，其含有双-酰亚胺化合物和增粘剂树脂(参见美国专利No.5503940)。例如，所述双-酰亚胺化合物可以包含作为Perkalink900^TM的N，N’间二甲苯双柠康酰亚胺(N，N’m-xylene biscitraconicimide)，N，N’-间亚苯基双马来酰亚胺(N，N’-m-phenylene bismaleimide)，1，1’(亚甲基二-4，1-亚苯基)双马来酰亚胺(1，1’(methylenedi-4，1-phenylene)bis maleimide)，或它们的组合(优选包含所述N，N’间二甲苯双柠康酰亚胺)，所述增粘剂例如酚-醛增粘剂树脂(phenol-formaldehyde tackifier resin)。

从消除预固化橡胶胎面产品(其用于翻新橡胶)生产中的打磨和胶接需求并因而提供具有没有胶接剂涂层的清洁的未打磨表面的改进预固化橡胶胎面的角度来看，本发明的一个重要方面在本文中被认为是既提供制备预固化橡胶胎面的改进方法，又提供所得到的预固化橡胶胎面。

本发明进一步的一个重要方面在本文中被认为是既提供改进的轮胎翻新方法，又提供所得到的翻新轮胎。

从提供更有效的制备预固化橡胶胎面和制备翻新轮胎的方法，以及提供预固化的橡胶胎面和包括具有清洁的未打磨表面且不具有胶粘剂涂层的橡胶胎面的翻新轮胎进行考虑，这在本文中被认为是非常重要的。

附图说明

本文提供附图以进一步说明本发明。在附图中，图1至图8分别作为胎面和轮胎胎体的横截面提供(图1-8)，以说明翻新操作中的轮胎胎面和相关的轮胎。

在附图中

在图1中，示出了挤出的、成型的未固化胎面橡胶带(1)的横截面，该橡胶带包含胎面冠层(3)。

在图1A中，示出了图1的未固化胎面冠层(3)，其具有施加到底表面以形成未固化的胎面橡胶带复合材料的尼龙6(熔点约200℃-约220℃，ASTM D789)或尼龙6，6(熔点约250℃-约260℃，ASTM D789)的保护性聚合物膜。

在图2中，示出了具有冠/底结构的挤出的、成型的未固化胎面橡胶带(1)的横截面，该胎面橡胶带(1)由外胎面冠橡胶层(3)和下面的胎面底橡胶层(4)组成。

在图2A中，示出了图2的未固化胎面橡胶胎面带，其具有施加到其胎面橡胶底层(4)以形成它们的未固化的胎面橡胶带复合材料的尼龙6、尼龙6，6或氟化聚乙烯(例如聚四氟乙烯)的保护性聚合物膜(5)。

图3示出了在预先向其表面，包括前述保护性聚合物膜(5)的表面的至少一部分，施加脱模剂涂层(例如有机聚硅氧烷)之后，已经在合适的模具中在约180℃的温度被成型和固化的图1A的胎面橡胶带复合材料，形成成型的预固化的橡胶胎面(2)，所述保护性聚合物膜(5)模塑到胎面冠层(3)的底表面，并且其外行驶面(6)包含凸棱(lug)和插入的槽(7)。

图3A示出了图2A的胎面橡胶带，其已经按照图3所描述的方式在合适的模具中成型和固化，形成成型的预固化橡胶胎面(2)，底橡胶层(4)在胎面冠橡胶层的下面，并且所述保护性聚合物膜(5)在其胎面橡胶底层(4)的表面上。

图4示出了图3A的预固化胎面(2)的一部分的视图，其显示前述的胎面横截面，其中保护性膜(5)处于被从预固化的胎面底层(4)的底部除去的过程中，以呈现预固化橡胶胎面(2)的没有脱模剂涂层的清洁橡胶表面。虽然图4示出胎面外表面是由凸肋(rib)和插入的槽组成的，但是可以理解此类胎面可以由凸棱和槽组成。

图5示出了连续环状形状的预固化橡胶胎面(2)，其中在胎面底层的底部表面上的保护性膜(5)处于重叠构型(5A)，从而提供有助于除去膜(5)的“拉头”。

图6示出了使轮胎胎面被除去(例如通过打磨掉)留下粗糙的暴露表面(9)的被打磨的经固化橡胶轮胎胎体(8)。

图7示出了具有未固化的橡胶层，即缓冲橡胶层，(10)，的图6的经打磨的轮胎胎体(8)，使表面构建粘着性被施加到固化的轮胎胎体(8)的被打磨表面(9)。

预固化的橡胶胎面(2)被施加到未固化的缓冲橡胶层(10)，按尺寸剪切，并且其末端在胎体之上接合在一起并被向下压合到胎体上以完成经翻新的轮胎组装体，其含有未固化的橡胶缓冲橡胶层。该过程在这些领域中被理解为构建翻新轮胎。该组装体被放入包封套(envelope)中并且将被包封的组装体放入加热的腔室(高压釜)内。所述腔室的升高的温度以及由所述包封套施加的压力导致缓冲橡胶层的固化。在足够的时间以固化缓冲橡胶层后，从所述腔室移出被包封的组装体并且将翻新的轮胎从包封套取出，得到图8中示出的翻新轮胎。

图8示出了通过前述方法制备的经翻新的轮胎层状体(11)，包括胎面(2)，(示于图3中)，带有具有凸棱(槽(7)位于其间)的行驶面(6)，缓冲橡胶层(10)，在所述缓冲和所述胎面(2)之间没有胶粘剂层，和支撑轮胎胎体(8)。

提供以下实施例来进一步说明本发明。除非另有说明，否则份数和百分数都是按重量计。

实施例1

根据本发明的实践制备了尺寸为295/75R22.5的翻新充气橡胶轮胎。

为了制备这样的翻新轮胎，类似于图2的胎面带，提供具有共挤出的冠/底结构的、基于天然橡胶的挤出的成型的未固化的胎面带。

按图2A的方式，将保护性聚合物尼龙6膜施加到未固化胎面带冠的底橡胶层的表面上，以形成它们的复合材料。

将基于聚硅氧烷的脱模剂涂层施加到未固化的胎面带的表面，包括尼龙6保护性聚合物膜的至少一部分。

未固化的橡胶胎面带和保护性尼龙6聚合物膜的复合材料，其在其表面上含有脱模剂涂层，在合适的模具中在约180℃的升高的温度模塑并成型，以形成图3A的成型的预固化的橡胶胎面，其中尼龙6聚合物膜被模塑(无熔融)到该预固化的橡胶胎面的底表面。

用约21牛顿/英寸(8.3牛顿/cm)的力将尼龙6聚合物膜从该预固化的胎面的底部手动除去，在该预固化的胎面的底部上留下清洁的、未打磨的表面。

如图6所示，使其胎面被打磨掉而在轮胎胎体上留下粗糙表面，获得固化的橡胶轮胎外胎(轮胎胎体)。

如图7所示将未固化的缓冲橡胶层施加到轮胎胎体的被打磨的表面，以形成它们的轮胎组装体。所述缓冲橡胶层是基于包含天然橡胶和顺式1，4-聚丁二烯橡胶的共混物的橡胶组合物，包含含有N，N’间二甲苯双柠康酰亚胺(作为Perkalink 900^TM)的双-酰亚胺化合物和酚-醛增粘树脂。

该未固化的缓冲橡胶层的表面具有合适的构建粘着性，从而在所述未固化的缓冲橡胶层和所述预固化的橡胶胎面之间不需要粘合剂涂层。所述轮胎组装体在约150℃的升高的温度固化以形成经翻新的轮胎。

虽然为说明本发明已经示出了某些代表性的实施方案和细节，但是对本领域技术人员而言显而易见的是不偏离本发明的精神或范围可以在其中做出各种变化和改动。