制造非充气轮胎的方法技术

本发明专利技术公开了制造非充气轮胎的方法。在一方面，本发明专利技术涉及制造包括结构与剪切带的非充气轮胎的方法，其中方法包括以下步骤：提供具有意在接触剪切带的表面的结构，该结构包含热塑性材料；预处理结构的表面以获得预处理表面；提供由气体混合物生成的常压等离子体；由常压等离子体在预处理表面上沉积等离子体聚合涂层以制造具有包含等离子体聚合涂层的涂布表面的结构；提供具有橡胶材料层的剪切带，并使结构的涂布表面与所述橡胶材料层接触；并将结构的涂布表面与剪切带的橡胶材料层进行共硫化。共硫化。共硫化。

【技术实现步骤摘要】
制造非充气轮胎的方法


[0001]本专利技术涉及制造轮胎，如非充气轮胎的方法，并且特别涉及将橡胶材料共硫化到热塑性表面上，如将非充气轮胎的剪切带（shear band）共硫化到非充气轮胎的结构或连接结构，例如辐条上的方法。

技术介绍

[0002]虽然鉴于许多优点，如承载高负载和允许舒适乘坐的能力而广泛地使用充气轮胎，但充气轮胎的缺点在于它们需要恒定的充气内压。
[0003]设计为在没有充气内压的情况下运行的轮胎可消除与充气轮胎相关的问题和妥协。既不需要维持压力也不需要监测压力。迄今，结构支撑的轮胎，如实心轮胎或其它弹性体结构，还无法提供常规充气轮胎所需的性能水平。履行类似充气轮胎的性能的结构支撑轮胎解决方案将是非常有益的改进。
[0004]非充气轮胎可通过组装各种基于橡胶和非橡胶的元件来制造。非充气轮胎通常包括连接到车轮的中央轮毂、支撑轮胎上的负载的增强环形带或剪切带以及多个网状辐条（web spoke）或连接结构。剪切带经由连接结构将负载从接触地面的轮胎底部转移到辐条和轮毂。剪切带通常设置有径向外部的地面接合胎面或被其包围，该胎面包括设计用于提高轮胎性能的浮雕图案。
[0005]连接结构可以是直的或弯曲的，并优选在径向方向上取向。它们通常是由弹性材料（如橡胶或热塑性弹性体）形成的帘布筒（flat band）。辐条主要承受张力和剪切力，并且必须与剪切带形成一个结实的组装件，该组装件至少在轮胎的使用寿命内维持。
[0006]在非充气轮胎的常见组装过程中，连接结构通过粘附力和共硫化连接到剪切带的橡胶上。
[0007]促进聚合物表面的粘附力的方法包括在共硫化之前用粘合胶（如多异氰酸酯粘合剂层）处理。此类粘合剂体系的实例描述在美国专利10,569,600中。但是，使用粘合剂是昂贵的，并且要找到一种降低成本与复杂性并提高轮胎使用条件下的耐久性的解决方案。因此合意的是开发一种共硫化方法，其避免使用粘合剂，如使用多异氰酸酯粘合剂层等等，并因此开发组装简单且成本有效的非充气轮胎的方法。因此合意的是开发有助于制造在轮胎使用条件下具有提高的耐久性的轮胎的共硫化方法。

技术实现思路

[0008]可以通过根据本公开的方法满足上述需求的一个或多个，其中将非充气轮胎的结构或所述结构的元件（如条带、板或包括或不包括所述元件的连接结构）的表面用常压等离子体沉积的聚合物层官能化以允许其与橡胶共硫化。
[0009]根据第一方面，本专利技术涉及制造包括结构与剪切带的非充气轮胎的方法，其中方法包括以下步骤：提供具有意在被放置或提供为接触剪切带的表面的结构，其中该结构包含热塑性
材料；预处理结构的表面以获得预处理表面；提供由气体混合物生成的常压等离子体；由常压等离子体在预处理表面上沉积等离子体聚合涂层以制造或获得具有包含等离子体聚合涂层的涂布表面的结构；提供具有橡胶材料层的剪切带并使结构的涂布表面与所述橡胶材料层接触；并进行结构的涂布表面与剪切带的橡胶材料层的共硫化。
[0010]根据第二方面，本专利技术涉及制造包括结构与剪切带的非充气轮胎的方法，其中方法包括以下步骤：提供具有意在被放置或提供为接触剪切带的表面的结构，其中结构包含热塑性材料；预处理结构的表面以获得预处理表面，其中预处理步骤包括粗化表面的子步骤和清洁表面的任选子步骤；提供由气体混合物生成的常压等离子体； 其中气体混合物包含载气和前体，所述前体包含一种或多种含硫化合物和任选的炔烃；由常压等离子体在预处理表面上沉积等离子体聚合涂层以产生或获得具有包含等离子体聚合涂层的涂布表面的结构；提供具有包含基于二烯的弹性体的橡胶材料层的剪切带，并使结构的涂布表面与所述橡胶材料层接触；并在至少120℃的温度下和/或经至少20分钟的时间进行结构的涂布表面与剪切带的橡胶材料层的共硫化。
[0011]根据第三方面，本专利技术涉及用于将包含热塑性材料的板或条带与橡胶材料的共硫化的方法，其中方法包括以下步骤：提供具有意在接受共硫化的表面的板或条带；其中该板或条带包含热塑性材料，所述热塑性材料选自热塑性弹性体、聚酰胺、聚酯、聚酮、聚氨酯和聚芳酰胺中的一种或多种；预处理板或条带的表面以获得预处理表面；其中该预处理步骤包括粗化表面的子步骤或空气等离子体活化的子步骤或其组合；提供由气体混合物生成的常压等离子体；其中气体混合物包含载气和前体，所述前体包含一种或多种含硫化合物和任选的炔烃；由常压等离子体在预处理表面上沉积等离子体聚合涂层以产生或获得具有包含等离子体聚合涂层的涂布表面的板或条带；提供包含基于二烯的弹性体的橡胶材料并在板或条带的涂布表面上沉积所述橡胶材料的层（或换句话说使所述橡胶材料的层与涂布表面接触）；并在至少120℃的温度下和/或经至少20分钟的时间进行板或条带与橡胶材料的共硫化。
[0012]例如，根据本专利技术的第三方面的方法是共硫化包含热塑性材料的板或条带与橡胶材料以生产轮胎的方法；例如用于制造非充气轮胎。
[0013]根据第一方面、第二方面和/或第三方面的方法优选不具有在热塑性材料所制成
或包含热塑性材料的结构、板、条带、连接结构上施加粘合剂层，如多异氰酸酯粘合剂层的步骤。
[0014]在下文中提供了进一步限定根据第一方面、第二方面和第三方面的方法的优选特征和/或实施方案。
[0015]结构、板、条带与连接结构中的一种或多种可以包含热塑性材料。
[0016]在一个实施方案中，结构包含连接结构、一个或多个板、一个或多个条带及其任意组合。在另一实例中，结构是连接结构，任选包括一个或多个板、一个或多个条带及其任意组合。例如，结构或连接结构包括一个或多个板、或一个或多个条带、或其组合，使得意在接触剪切带的表面至少部分为平面和/或环形的。例如，结构或连接结构包括连接增强构件，所述连接增强构件在其径向外端包括一个或多个板、或一个或多个条带、或其组合，使得意在接触剪切带的表面至少部分为平面和/或环形的。
[0017]在另一实施方案中，结构包括形成一个或多个外圆筒的一个或多个环形条带，所述一个或多个外圆筒通过连接结构连接到内圆筒上，所述连接结构包括多个连接增强构件，并且其中在轮胎径向方向上的一个或多个外圆筒的外表面是意在与剪切带接触的表面。
[0018]在再另一实施方案中，结构包含热塑性材料或由热塑性材料制成。在一个实施方案中，连接结构或板或条带包含热塑性材料或由热塑性材料制成。
[0019]在又另一实施方案中，结构由复合材料制成，所述复合材料包含至少一种热塑性材料和一种或多种（增强）填料。例如，连接结构或板或条带由包含热塑性材料和一种或多种（增强）填料的复合材料制成。
[0020]在另一实施方案中，一种或多种（增强）填料选自滑石矿物填料、硅灰石、碳酸钙、二氧化硅、炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（即Kevlar纤维）；聚酯纤维、混杂纤维、碳纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、玻璃纤维、竹纤维、亚麻纤维和大麻纤维。
[0021]在又另一实施方案中，基于复合材料的总重量，复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制造包括结构与剪切带（39）的非充气轮胎（29）的方法，其中所述方法包括以下步骤：提供具有意在接触剪切带（39）的表面的结构（33），其中所述结构（33）包含热塑性材料；预处理所述结构（33）的表面以获得预处理表面；提供由气体混合物生成的常压等离子体；由常压等离子体在所述预处理表面上沉积等离子体聚合涂层以制造具有包含等离子体聚合涂层的涂布表面的结构（33）；提供具有橡胶材料层（41）的剪切带（39），并使所述结构（33）的涂布表面与所述橡胶材料层（41）接触；并将所述结构（33）的涂布表面与所述剪切带（39）的橡胶材料层（41）共硫化。2.根据权利要求1所述的方法，其中意在接触剪切带（39）的表面包括一个或多个板、或一个或多个条带、或其组合，使得意在接触剪切带（39）的表面至少部分为平面或环形的。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热塑性材料选自热塑性弹性体、聚酰胺、聚酯、聚酮、聚氨酯和聚芳酰胺中的一种或多种。4.根据前述权利要求一项或多项所述的方法，其中所述热塑性材料包含至少一种基于聚酯的热塑性弹性体，其具有以下中的一个或多个：通过ISO 868测定的30至85的邵尔D硬度；通过ISO 527
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1/
‑
2测定的至少200 MPa的拉伸模量；和通过ISO 1133（230℃
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2.16 kg）测定的1至50 g/10 min的熔体流动速率。5.根据前述权利要求一项或多项所述的方法，其中所述预处理步骤包括：粗化所述表面的子步骤，任选随后的一个或多个选自溶剂清洁和空气等离子体活化的子步骤；和/或空气等离子体活化的子步骤，其中在进行空气等离子体活化的子步骤后，由常压...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：