Пневматическое изделие, снабженное газонепроницаемым слоем, содержащим термопластичный эластомер и полибутеновое масло

Номер патента: 15895

Опубликовано: 30.12.2011

Авторы: Кюстодеро Эмманюэль, Лезаж Пьер

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пневматическое изделие, снабженное эластомерным слоем, непроницаемым для закачиваемых газов, отличающееся тем, что материал упомянутого эластомерного слоя содержит по меньшей мере один термопластичный эластомерный сополимер с блоками полистирола и полиизобутилена и полибутеновое масло.

2. Пневматическое изделие по п.1, в котором блок-сополимером является сополимер стирол/изобутилен/стирол.

3. Пневматическое изделие по п.1 или 2, в котором блок-сополимер содержит стирол в количестве между 5 и 50 вес.%.

4. Пневматическое изделие по п.1, в котором Tg блок-сополимера составляет меньше чем -20°С.

5. Пневматическое изделие по п.1, в котором среднечисленная молекулярная масса (Mn) блок-сополимера составляет между 30000 и 500000 г/моль.

6. Пневматическое изделие по п.1, в котором полибутеновым маслом является полиизобутиленовое масло.

7. Пневматическое изделие по п.1, в котором среднечисленная молекулярная масса (Mn) полибутенового масла составляет значение между 200 и 25000 г/моль.

8. Пневматическое изделие по п.1, в котором содержание полибутенового масла больше чем 5 ч./сотню.

9. Пневматическое изделие по п.8, в котором содержание полибутенового масла составляет между 5 и 100 ч./сотню.

10. Пневматическое изделие по п.1, в котором воздухонепроницаемый эластомерный слой имеет толщину больше чем 0,05 мм.

11. Пневматическое изделие по п.10, в котором воздухонепроницаемый эластомерный слой имеет толщину между 0,1 и 1,0 мм.

12. Пневматическое изделие по п.1, в котором воздухонепроницаемый слой размещен на внутренней стенке пневматического изделия.

13. Пневматическое изделие по п.1, отличающееся тем, что упомянутое изделие изготовлено из каучука.

14. Пневматическое изделие по п.1, отличающееся тем, что упомянутым изделием является пневматическая шина.

15. Пневматическое изделие по п.1, отличающееся тем, что упомянутым надувным изделием является внутренняя камера шины.

Текст

Смотреть все

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента Изобретение относится к пневматическому изделию (1), включающему в себя эластомерный слой (10), который является непроницаемым для закачиваемых газов, отличающемуся тем. что упомянутый эластомерный слой (10) включает в себя по меньшей мере один сополимерный термопластичный эластомер с блоками полистирола и полиизобутена и полибутеновое масло. Предпочтительно блок-сополимером является эластомер стирол/изобутилен/стирол (СИБС) и включает в себя стирол между 5 и 50 вес.%, среднечисленная молекулярная масса колеблется от 30000 и до 500000 г/моль, при этом Tq составляет ниже -20 С. Полибутеновое масло, в частности полиизобутиленовое масло, используется в предпочтительном соотношении между 5 и 100 pce (весовыми частями на 100 частей эластомера). Пневматическое изделие (1) по изобретению предпочтительно состоит из камеры или шины (1) для автомобиля.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СОСЬЕТЕ ДЕ ТЕКНОЛОЖИ МИШЛЕН (FR); МИШЛЕН РЕШЕРШ Э ТЕКНИК С.А. (CH) 015895 Настоящее изобретение относится к "надувным" изделиям, т.е. по определению к изделиям, которые могут принимать их пригодную для эксплуатации форму, когда их надувают воздухом или эквивалентным газом для накачивания. Изобретение относится, более конкретно, к газонепроницаемым слоям, которые обеспечивают герметичность этих надувных изделий, в частности герметичность пневматических шин. В традиционной пневматической шине "бескамерного" типа (т.е. без внутренней камеры) радиальная внутренняя поверхность содержит воздухонепроницаемый слой (или в более общем случае слой,который является непроницаемым для любого газа для накачивания), который позволяет надувать пневматическую шину и сохранять под давлением. Свойства воздухонепроницаемости слоя позволяют ему гарантировать относительную низкую степень потери давления, делая возможным сохранить шину накачанной, в нормальном рабочем состоянии в течение достаточного времени, обычно нескольких недель или нескольких месяцев. Слой также выполняет роль защиты каркасного усилителя от диффузии воздуха, идущего из внутреннего пространства шины. Эта роль воздухонепроницаемого внутреннего слоя или "внутренней обшивки" сегодня выполняют композиции на основе бутилкаучука (сополимер изобутилен/изопрен), длительное время известного своими прекрасными свойствами воздухонепроницаемости. Однако один хорошо известный недостаток композиций на основе бутилкаучука или эластомера заключается в том, что они имеют высокие гистерезисные потери, кроме того, на широком диапазоне температур при этом этот недостаток ухудшает сопротивление пневматических шин качению. Уменьшение гистерезиса этих воздухонепроницаемых внутренних слоев и следовательно в итоге потребления топлива транспортным средством с двигателем является общей целью, которая стоит перед современной технологией. Однако заявитель обнаружил в ходе своих исследований, что эластомерный слой, иной чем бутиловый слой, дает возможность получить воздухонепроницаемые внутренние слои, которые отвечают такой цели, одновременно придавая им очень хорошие воздухонепроницаемые свойства. Таким образом, согласно первой задаче настоящее изобретение относится к надуваемому изделию,снабженному эластомерным слоем, непроницаемым для газов накачивания, таких как воздух, отличающемуся тем, что упомянутый эластомерный слой содержит по меньшей мере один термопластичный эластомерный сополимер с блоками полистирола и полиизобутилена (также называемыми далее "блоксополимер" или "блок-эластомер" и полибутеновое масло). Предпочтительно, полибутеновое масло является полиизобутиленовым маслом (PIB) (ПИБ) при этом блок-сополимером является стирол/изобутилен/стирол (SIBS) (СИБС) сополимер. По сравнению с бутилкаучуком такой блок-сополимер имеет большее преимущество, обусловленное его термопластичной природой, способностью быть обработанным в расплавленном (жидком состоянии) и, в результате, предоставляя возможность упрощенной обработки, тогда как добавление полибутенового масла улучшает интеграцию эластомерного слоя в надуваемое изделие через уменьшение модуля и увеличение его силы липкости без неприемлемого ухудшения его воздухонепроницаемости. Изобретение, в частности, относится к надуваемым изделиям, изготовленным из каучука, таким как пневматические шины или камеры, особенно камеры для пневматических шин. Более конкретно, изобретение относится к пневматическим шинам, предназначенным для установки на транспортных средствах пассажирского типа типа внедорожников, на двухколесных транспортных средствах (в частности, мотоциклах), на летательных аппаратах, промышленных транспортных средствах, выбранных из фургонов, транспортных средств большой грузоподъемности, т.е. поездов метро, автобусов, автодорожных транспортных средств (грузовые автомобили, тягачи, прицепы), вездеходов, таких как сельскохозяйственные транспортные средства и транспортные средства для гражданского строительства и другого транспорта или транспортно-погрузочных средств. Изобретение также относится к способу герметизации надуваемого изделия в отношении газов накачивания, в котором газонепроницаемый эластомерный слой, как определено выше, внедряют в упомянутое надувное изделие во время его изготовления или добавляют к упомянутому надувному изделию после его изготовления. Изобретение также относится к использованию в надувном изделии эластомерного слоя, как определено выше, в качестве слоя, непроницаемого для газов накачивания. Изобретение и его преимущества будут легко понятны в свете описания и приведенных в качестве примеров вариантов осуществления изобретения, которые следуют ниже, а также из единственного чертежа, относящегося к этим примерам, который схематично показывает в радиальном разрезе пневматическую шину согласно изобретению. Подробное описание изобретения В настоящем описании, если не указано иное, все указанные проценты (%) являются весовыми процентами. Кроме того, любой диапазон значений, обозначенный выражением "между а и b", представляет собой поле значений, находящихся в диапазоне от более, чем а, до менее, чем b (т.е. границы а и b исключены), тогда как любой диапазон значений, обозначенный выражением "от а до b", означает поле значе-1 015895 ний в диапазоне от а до b (то есть включающим строгие границы а и b).I-1 Газонепроницаемый эластомерный слой Надувное изделие согласно настоящему изобретению имеет основной признак, заключающийся в том, что оно снабжено по меньшей мере одним эластомерным слоем или композицией, которая включает в себя по меньшей мере один термопластичный эластомерный сополимер с блоками полистирола и полиизобутилена, с которым комбинируется по меньшей мере одно полибутеновое масло в качестве пластификатора.I-1-A. Термопластичный эластомерный сополимер с блоками полистирола и полиизобутилена Выражение "термопластичный эластомерный сополимер с блоками полистирола и полиизобутилена" (или далее ниже "блок-сополимер" или "блок-эластомер") необходимо понимать как обозначающее любой термопластичный сополимер, содержащий по меньшей мере один блок стирола (т.е. один или более блоков полистирола) и по меньшей мере один блок полиизобутилена (т.е. один или более блоков полиизобутилена), с которыми другие блоки (например, блоки полиэтилена и/или полибутилена) и/или другие мономерные звенья, например ненасыщенные звенья, такие как звенья диена, могут быть соединены, а могут и не быть соединены. Предпочтительно, такой блок-сополимер является три-блок-сополимером стирол/изобутилен/стирол (СИБС). Выражение "СИБС" эластомер или сополимер понимают в настоящем описании как обозначающее по определению любой три-блок-эластомер стирол/изобутилен/стирол, в котором центральный блок полиизобутилена может быть прерван или не прерван одним или более ненасыщенным звеном, в частности одним или более звеном диена, таким как звено изопрена, которое, если требуется, галогенизировано. Блок-сополимер, такой как вышеописанный СИБС, принадлежит известным образом к семейству термопластичных эластомеров (ТРЕ) (ТПЭ), более конкретно, к термопластичным стироловым эластомерам (TPS) (ТПС). Следует напомнить здесь, что ТПС эластомеры обычно находятся в виде блок-сополимеров на основе стирола. Имея промежуточную структуру между термопластичными полимерами и эластомерами,они состоят из блоков твердого полистирола, связанных гибкими эластомерными блоками, например полибутадиеном, полиизопреном поли(этилен-бутилен), или же блоками полиизобутилена в случае, например, блок-эластомера, такого как СИБС. Часто они являются три-блок-эластомерами с двумя твердыми сегментами, связанными гибким сегментом. Твердый и гибкий сегменты могут быть в линейной,звездчатой или разветвленной конфигурации. Обычно каждый из сегментов или блоков содержит по меньшей мере больше чем 5, в общем случае более чем 10 звеньев основания (например, звеньев стирола и звеньев изопрена для СИБС). Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения весовое содержание стирола в блок-сополимере, таком как СИБС, находится между 5 и 50%. Ниже указанного минимума термопластичная природа блок-эластомера подвергается риску быть сокращенной, тогда как вышеуказанный рекомендованный максимум эластичности воздухонепроницаемого слоя может быть под неблагоприятным воздействием. По этим причинам содержание стирола составляет более предпочтительно между 10 и 40%, в частности между 15 и 35%. Термин "стирол" необходимо понимать в настоящем описании как означающий любой мономер на основе незамещенного или замещенного стирола; среди замещенных стиролов могут быть упомянуты,например, метил стиролы (например, -метилстирол, -метилстирол, р-метилстирол, tert-метилстирол),хлорстиролы (например, монохлорстирол, дихлорстирол). Является предпочтительным, чтобы температура стеклования блок-эластомера (Tg), измеренная согласно стандарту по пластмассам (ASTM D3418) (Американское общество по испытанию материаловD3418 - Стандарт по пластмассам), была ниже -20 С, более предпочтительно ниже -40 С. Значение Tg выше этих минимальных температур может уменьшить эксплуатационные качества воздухонепроницаемого слоя, когда он используется при очень низкой температуре; для такого использования Tg блокэластомера является более предпочтительной, тем не менее, ниже -50 С. Среднечисленная молекулярная масса (обозначенная Mn) блок-эластомера предпочтительно составляет между 30000 и 500000 г/моль, более предпочтительно между 40000 и 4000000 г/моль. Ниже указанных минимальных значений когезия между цепочками блок-эластомера, особенно за счет ее разбавления полибутеновым маслом для наполнения, подвергается риску быть неблагоприятно нарушенной; кроме того, повышение температуры эксплуатации увеличивает риск неблагоприятного влияния на механические свойства, особенно на свойства при разрыве, последовательно приводя к сокращенным "горячим" эксплуатационным характеристикам. Кроме того, слишком высокая молекулярная масса Mn может быть губительной в отношении гибкости воздухонепроницаемого слоя. Таким образом, было замечено, что значение, находящееся внутри диапазона 50000 и 300000 г/моль, было особенно подходящим особенно для использования композиции в пневматической шине. Среднечисленную молекулярную массу (Mn) блок-эластомера определяют хорошо известным образом путем эксклюзионной хроматографии размера (SEC). Образец сначала растворяют в тетрагидрофу-2 015895 ране с концентрацией около 1 г/л; затем раствор фильтруют на фильтре с пористостью 0,45 m (мкм) перед впрыскиванием. Используемым аппаратом является хроматограф WATERS Alliance. Растворителем элюирования является тетрагидрофуран, скорость потока составляет 0,7 мл/мин, температура системы составляет 35 С и время анализа составляет 90 мин. Используют комплект из четырех последовательных колонн WATERS, имеющих товарные знаки STYRAGEL (HMW7, HMW6E и два НТ 6 Е). Впрыскиваемый объем раствора образца полимера составляет 100 (l) мл. Детектором является дифференциальный рефрактометр WATERS 2410, при этом объединенным с ним программным обеспечением для обработки хроматографических данных является система WATERS MILLENIUM. Вычисленные средние молекулярные массы являются относительными на калибровочной кривой, полученной с помощью образцов полистирола. Показатель полидисперсности Ip (N.B.:IP=Mw/Mn, где Mw - средневесовая молекулярная масса) блок-эластомера составляет предпочтительно менее чем 3, более предпочтительно Ip меньше чем 2. Блок-эластомер, наполненный полибутеновым маслом, может сам по себе составлять газонепроницаемый эластомерный слой или же быть скомбинированным в этом эластомерном слое с другими эластомерами. Если используют другие произвольные эластомеры в этом составе, блок-эластомер составляет превалирующий эластомер по весу; тогда он составляет предпочтительно более чем 50%, более предпочтительно более чем 70 вес. % из всех эластомеров, присутствующих в эластомерной композиции или слое. Такими дополнительными эластомерами, которые составляют меньшинство по весу, могли бы быть, например, эластомеры диена, такие как природный каучук или синтетический полиизопрен, бутиловый каучук или термопластичный стирол (ТПС), иные чем блок-эластомер такой как СИБС в пределах сочетаемости их микроструктур. В качестве ТПС эластомера, иного чем блок-эластомер, такой как СИБС, который может быть использован в дополнение к последнему, можно особо упомянуть о ТПС эластомере, выбранном из группы, состоящей из блок-сополимера стирол/бутадиен/стирол, блок-сополимеров стирол/этиленбутилен/стирол, блок-сополимеров стирол/этилен-пропилен/стирол, блок-сополимеров стирол/этиленэтилен-пропилен/стирол и смесей этих сополимеров. Более предпочтительно, упомянутый произвольный дополнительный ТПС эластомер выбран из группы, состоящей из: блок-сополимеров стирол/этиленбутилен/стирол, блок-сополимеров стирол /этилен-пропилен/стирол и смесей этих сополимеров. Однако согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения блок-эластомер, такой как СИБС, является единственным эластомером, при этом единственным термопластичным эластомером, находящимся в газонепроницаемом эластомерном слое или композиции. Блок-эластомеры, такие как SIBS, могут быть обработаны традиционным путем для ТПЭ путем экструзии или формования, например, из сырья, доступного в виде шариков или гранул. СИБС эластомеры, например, являются коммерчески доступными, продаваемыми, например, компанией KANEKA под именем "SIBSTAR" (например, "Sibstar 102T", "Sibstar 103T" или "Sibstar 073T"). Они, например, были описаны, а также описан их синтез в патентных документах ЕР 731112, US 4946899 и US 5260383. Они сначала были разработаны для биомедицинских применений, затем описаны в различных применениях, характерных для ТПЭ эластомеров, таких разнообразных, как в медицинском оборудовании, в частях транспортных средств или в частях для электрических товаров, в качестве обшивки для электрических проводов, уплотнительных или эластичных частей (см., например, ЕР 1431343, ЕР 1561783, ЕР 1566405 и WO 2005/103146). Однако согласно знаниям эаявителя в документе по предшествующему уровню техники не описано и не предполагается использование в надувном изделии, особенно таком как пневматическая шина, эластомерной композиции, содержащей в комбинации блок-эластомер, такой как СИБС, и полибутеновое масло, такое как ПИВ, состав которой доказал, достаточно неожиданно, способность конкурировать с традиционными композициями на основе бутилового каучука.I-1-B. Масло наполнения Блок-эластомер, такой как СИБС, описанный ранее, используется в композиции, которая также содержит в качестве пластификатора масло наполнения (или пластифицирующее масло), роль которого облегчить обработку, в частности интеграцию в надувное изделие посредством уменьшения модуля и увеличения силы липкости газонепроницаемого слоя. Используют согласно настоящему изобретению полибутеновые масла, предпочтительно полиизобутиленовые масла, которые продемонстрировали наилучший компромисс свойств по сравнению с другими протестированными маслами, особенно по сравнению с традиционными маслами парафинового типа. При температуре окружающей среды (23 С) эти масла, которые являются относительно вязкими,являются жидкими средами (т.е., в качестве напоминания, веществами, имеющими способность равномерным образом принимать форму контейнера, в котором содержатся) в противоположность особенно смолам, в частности смолам, повышающим клейкость, которые по своей природе являются твердыми. Примеры полиизобутиленовых масел включают в себя масла, продаваемые в частности, компанией Univar под товарным знаком "Dynapak Poly" (например, "Dynapak Poly 190", компанией BASF под под товарным знаком "Glissopal" (например, "Glissopal 1000") или "Oppanol" (например, "Oppanol B12").-3 015895 Среднечисленная молекулярная масса (Mn) полибутенового масла составляет значение предпочтительно между 200 и 25000 г/моль, еще более предпочтительно между 300 и 10000 г/моль. Для слишком низких значений Mn существует риск миграции масла наружу из композиции, тогда как слишком высокие значения Mn могут приводить к тому, что композиция становится слишком жесткой. Значение Mn между 350 и 4000 г/моль, в частности между 400 и 3000 г/моль, доказывает, что является превосходным компромиссом для предполагаемых применений, в частности для использования в пневматических шинах. Среднечисленную молекулярную массу (Mn) полибутенового масла определяют с помощью SEC,образец сначала растворяют в тетрагидрофуране с концентрацией около 1 г/л и затем раствор фильтруют на фильтре с пористостью 0,45 мкм перед впрыскиванием. Устройством является хроматограф WATERSAlliance. Растворителем элюирования является тетрагидрофуран, скорость потока составляет 1 мл/мин,температура системы составляет 35 С и время анализа составляет 30 мин. Используют комплект из двух колонн WATERS под товарным знаком "STYRAGEL НТ 6 Е". Впрыскиваемый объем раствора образца полимера составляет 100 мл. Детектором является дифференциальный рефрактометр WATERS 2410, при этом объединенным с ним программным обеспечением для обработки хроматографических данных является система WATERS MILLENIUM. Вычисленные средние молекулярные массы являются относительными на калибровочной кривой, полученной с образцами полистирола. Специалист в данной области техники будет знать в свете описания и вариантов осуществления изобретения, которые следуют далее, как отрегулировать количество полибутенового масла в зависимости от конкретных условий использования газонепроницаемого эластомерного слоя, в частности, в надувном изделии, в котором предполагается его использовать. Является предпочтительным, чтобы содержание полибутенового масла было больше чем 5 ч. на сотню (ч./сотню), предпочтительно между 5 и 100 ч./сотню (вес.ч. на 1000 частей всего эластомера, т.е. блок-эластомер, такой как СИБС, плюс любой другой возможный эластомер, имеющийся в эластомерном слое). Ниже указанного минимума эластомерный слой или композиция подвергается риску иметь слишком большую жесткость для некоторых применений, тогда как выше рекомендуемого максимума существует риск того, что композиция будет иметь недостаточную когезию и потерю непроницаемости, что может быть разрушительным в зависимости от обсуждаемого применения. По этим причинам, в частности, для использования воздухонепроницаемого слоя в пневматической шине содержание полибутенового масла предпочтительно составляет больше чем 10 ч./сотню, особенно между 10 и 90 ч./сотню, более предпочтительно, кроме того, больше чем 20 ч./сотню, особенно между 20 и 80 ч./сотню.I-1-C. Различные добавки Воздухонепроницаемый слой или композиция, описанные выше, могут, кроме того, содержать различные добавки, обычно присутствующие в воздухонепроницаемых слоях, известные специалисту в данной области техники. Следует упомянуть, например, об упрочняющих наполнителях, таких как сажа или кремнезем, неупрочняющих или инертных наполнителях, красителях, которые могут быть преимущественно использованы для окраски композиции, пластинчатых наполнителях, которые дополнительно улучшают непроницаемость (например, филлосиликаты (слоистые силикаты), такие как каолин, тальк, слюда, графит,глина или модифицированная глина ("органоглины"), пластификаторах, иных чем вышеупомянутые масла,наполнители, стабилизаторах, таких как антиоксиданты или антиозонанты, ультрафиолетовых стабилизаторах, различных веществах для улучшения технологических свойств или других стабилизаторах, или других усилителях, способных усилить адгезию к оставшейся части конструкции надувного изделия. Кроме эластомеров (блок-эластомеров, таких как СИБС, и других возможных эластомерах), описанных ранее, воздухонепроницаемая композиция может также содержать, всегда в меньшей весовой фракции относительно блок-эластомера, полимеры, иные чем эластомеры, такие как, например, термопластичные полимеры, совместимые с блок-эластомером. Воздухонепроницаемый слой или композиция, описанные ранее, являются компаундом, который является твердым (при 23 С) и эластичным, который главным образом характеризуется, благодаря своему особому составу, очень высокой гибкостью и очень высокой деформируемостью. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения этот воздухонепроницаемый слой или композиция имеет секущий модуль удлинения при 10% удлинения (обозначенный как М 10),который меньше чем 2 МПа, более предпочтительно менее чем 1,5 МПа (главным образом, менее чем 1 МПа). Это количество измеряют при первом удлинении (т.е. без цикла аккомодации) при температуре,равной 23 С, со скоростью вытягивания, составляющей 500 мм/мин (стандарт ASTM D412), и приводят к исходному поперечному сечению тестового образца.I-2. Использование воздухонепроницаемого слоя в пневматической шине Композиция на основе блок-эластомера, описанного ранее, может быть использована в качестве воздухонепроницаемого слоя в любом типе надувного изделия. В качестве примеров таких надувных изделий необходимо упомянуть о надувных лодках, баллонах или мячах, используемых для игр или для спорта.-4 015895 Упомянутая композиция особенно подходит для использования в качестве воздухонепроницаемого слоя (или слоя, который является непроницаемым для любого другого газа для накачивания, например азота) в надувном изделии либо обработанном или полуобработанном изделии, изготовленном из каучука, более конкретно, в пневматической шине для транспортных средств с двигателем, таких как двухколесные средства, пассажирские или промышленные транспортные средства. Такой воздухонепроницаемый слой предпочтительно помещен на внутренней стенке надувного изделия, но он также может быть полностью интегрирован во внутреннюю структуру. Толщина воздухонепроницаемого слоя предпочтительно составляет больше чем 0,05 мм, более предпочтительно между 0,1 и 10 мм (главным образом, между 0,1 и 1,0 мм). Можно легко понять, что в зависимости от конкретных сфер применения и в зависимости от размеров и действующих давлений, способ внедрения изобретения может изменяться, причем воздухонепроницаемый слой тогда имеет несколько предпочтительных диапазонов толщины. Таким образом, например, в случае шин пассажирского транспортного средства он может имеет толщину по меньшей мере 0,4 мм, предпочтительно между 0,8 и 2 мм. Согласно другому варианту осуществления изобретения в случае шин транспорта с большой грузоподъемностью или сельскохозяйственного транспортного средства предпочтительной толщиной может быть толщина между 1 и 3 мм. Согласно другому примеру в случае пневматических шин для транспортных средств в сфере гражданского строительства или для летательных аппаратов предпочтительной толщиной может быть толщина между 2 и 10 мм. По сравнению с обычным воздухонепроницаемым слоем на основе бутилового каучука воздухонепроницаемая композиция, описанная выше, имеет преимущество в проявлении более низкого гистерезиса и, следовательно, создавая в пневматических шинах уменьшенное сопротивление качению, как это продемонстрировано в следующих приведенных в качестве примеров вариантах осуществления изобретения.II. Примеры вариантов осуществления изобретения Воздухонепроницаемый эластомерный слой, описанный ранее, может быть преимущественно использован в пневматических шинах транспортных средств всех типов, в частности пассажирских автомобилей или промышленных автомобилей, таких как автомобили большой грузоподъемности. В качестве примера на единственном приложенном чертеже очень схематично показан (не нарисован в масштабе) радиальный разрез пневматической шины согласно настоящему изобретению. Пневматическая шина 1 имеет корону 2 покрышки, усиленную усилителем короны или поясом 6,две боковины 3 и два борта 4, причем каждый из этих бортов 4 усилен с помощью бортовой проволоки 5. Корона 2 увенчана протектором (не показан). Каркасное усиление 7 намотано вокруг двух бортовых проволок 5 в каждом борте 4, бортик 8 этого усиления 7, лежащий, например, в направлении к наружной стороне пневматической шины 1, которая здесь показана, входит в ее обод 9. Каркасное усиление 7 состоит, как это известно само по себе, по меньшей мере из одной складки, усиленной кордами, называемыми "радиальными" кордами, например текстильными или металлическими кордами, то есть эти корды размещены практически параллельно друг другу и продолжаются от одного борта к другому таким образом, чтобы образовать угол между 80 и 90 с кольцевой средней плоскостью (плоскость, перпендикулярная оси вращения пневматической шины, которая размещена на середине расстояния между двумя бортами 4 и проходит через середину усиления 6 короны). Внутренняя стенка пневматической шины 1 содержит воздухонепроницаемый слой 10, например,имеющий толщину, равную около 0,9 мм со стороны внутренней полости 11 пневматической шины 1. Внутренний слой (или "внутренняя обшивка") покрывает всю внутреннюю стенку пневматической шины, продолжаясь от одной боковины к другой, по меньшей мере, так же далеко, как и реборда обода,когда пневматическая шина находится в установленном положении. Она определяет радиальную внутреннюю поверхность упомянутой пневматической шины, предназначенной защищать каркасное усиление от диффузии воздуха, идущего из внутреннего пространства 11 пневматической шины. Она позволяет накачивать пневматическую шину и сохранять ее под давлением. Ее свойства воздухонепроницаемости должны позволить ей гарантировать относительно низкую скорость потери давления и делать возможным сохранить пневматическую шину накачанной в нормальном рабочем состоянии, в течение достаточного времени, обычно в течение нескольких недель или нескольких месяцев. В отличие от традиционной пневматической шины, в которой использована композиция на основе бутилового каучука, в пневматической шине согласно настоящему изобретению использован, в данном примере в качестве воздухонепроницаемого слоя 10 блок-эластомер СИБС ("Sibstar 102T" с содержанием стирола около 15%, Tg составляет около 65 С и Mn составляет около 90000 г/моль), наполненным приблизительно 55 ч./сотню ПИБ масла ("Dynapak Poly 190" - Mn составляет около 1000 г/моль). Пневматическая шина, снабженная воздухонепроницаемым слоем (10), как описанный выше, может быть получена до или после вулканизации. В первом случае (т.е. перед вулканизацией пневматической шины) воздухонепроницаемый слой просто накладывают традиционным путем на требуемое место таким образом, чтобы сформировать слой 10. Затем проводят соответствующим образом вулканизацию. СИБС эластомеры способны хорошо про-5 015895 тивостоять напряжениям, связанным с этапом вулканизации. Один предпочтительный вариант изготовления для специалиста в области пневматических шин будет заключаться, например, во время первого этапа в укладывании вниз воздухонепроницаемого слоя непосредственно на барабан для вулканизации покрышки в виде пленки с соответствующей толщиной,перед тем как его покрывают оставшейся частью конструкции пневматической шины, согласно технологии изготовления, хорошо известной специалисту в данной области техники. Во втором случае (т.е. после вулканизации пневматической шины) воздухонепроницаемый слой наносят на внутреннюю часть пневматической шины, вулканизированной любым подходящим средством, например путем склеивания, путем распыления или еще путем экструзии и формовкой на пескодувной машине пленки соответствующей толщины. В следующих примерах свойства воздухонепроницаемости были сначала проанализированы на контрольных образцах композиций на основе бутилового каучука с одной стороны и на СИБС ("Sibstar 102 Т") с другой стороны (с маслом наполнителя и без масла наполнителя ПИ, чтокасается СИБС эластомера). Для этого анализа был использован пермеаметр с жесткой стенкой, помещенный в печь (при температуре 60 С в настоящем случае), снабженный датчиком давления (откалиброванным в диапазоне от 0 до 6 бар) и соединенный с трубкой, снабженной клапаном накачивания. Пермеаметр может принимать стандартные контрольные образцы в форме диска (например, имеющие диаметр, равный 65 мм в настоящем случае) и одинаковой толщины, которая может составлять до 3 мм (0,5 мм в настоящем случае). Датчик давления соединен с карточкой получения данных по национальным инструментам (National Instruments data acquisition card) (0-10 В аналог четырехканальному получению), которая соединена с компьютером, который осуществляет непрерывный прием с частотой равной 0,5 Гц (1 пункт каждые две секунды). Коэффициент проницаемости (K) замеряют от линии линейной регрессии (в среднем около 1000 точек), задавая уклонпотери давления на контрольном образце, протестированном как функция времени, после стабилизации системы, т.е. после получения устойчивого состояния, во время которого давление уменьшается линейно, как функция времени. Во-первых, было замечено, что СИБС, используемый один, т.е. без масла наполнителя или другой добавки, имеет очень низкий коэффициент проницаемости, равный коэффициенту обычной композиции на основе бутилового каучука. За счет приемлемой потери проницаемости добавление полибутенового масла к СИБС эластомеру позволяет обработку и легкое встраивание эластомерной композиции или слоя в надувное изделие, особенно путем уменьшения модуля и увеличения силы сцепления этой композиции. Таким образом, при использовании, например, 45 и 65 ч./сотню масла наполнителя было замечено,что коэффициент проницаемости увеличился (и следовательно непроницаемость уменьшилась) более чем на один показатель из двух (2,2 и 3,4 раза, соответственно) в присутствии традиционного масла, такого как парафиновое масло, тогда как этот коэффициент повысился только за счет показателя, по существу, ниже чем два (1,5 и 1, 6 раз, соответственно) в присутствии ПИВ масла ("Dynapak Poly 190"), показатель повышения, который в конечном итоге не является очень разрушительным для использования в пневматической шине. Именно по этой причине комбинация блок-эластомера, такого как СИБС, и полибутенового масла,такого как ПИБ, доказала достижение наилучшего компромисса свойств для воздухонепроницаемого слоя. Для этого эластомерного слоя на основе СИБС и ПИБ было кроме того замечено, что модуль M10 был в значительной степени уменьшен по сравнению с контрольной композицией (менее чем 1 МПа по сравнению с 2,3 МПа для бутилового слоя). Согласно вышеописанным лабораторным тестам были изготовлены пневматические шины согласно настоящему изобретению типа пневматической шины для пассажирских транспортных средства (размером 195/65 R15), внутренняя стенка которых была покрыта воздухонепроницаемым слоем (10), имеющим толщину 0,9 мм (на барабане для вулканизации покрышек, перед изготовлением оставшейся части шины), и затем шины были вулканизированы. Упомянутый воздухонепроницаемый слой (10) был выполнен из СИБС, наполненного 55 частями (phr) масла ПИБ, как описано выше. Эти пневматические шины согласно настоящему изобретению сравнили с контрольными шинами(марки Michelin "Energy 3"), содержащими традиционный воздухонепроницаемый слой такой же толщины на основное бутилового каучука. Сопротивление качению пневматических шин было измерено на маховике в соответствии со способом по стандарту ISO 8767 (1992). Было отмечено, что пневматические шины по изобретению имеют сопротивление качению, которое очень существенно и неожиданно для специалиста в данной области техники, почти на 4% выше относительно контрольных пневматических шин. В заключение изобретение предоставляет конструкторам пневматических шин возможность очень существенно сократить гистерезис воздухонепроницаемых внутренних слоев и, следовательно, сократить потребление топлива в транспортных средствах с двигателем, оснащенных такими шинами, без неприемлемого ухудшения свойств воздухонепроницаемости.-6 015895 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пневматическое изделие, снабженное эластомерным слоем, непроницаемым для закачиваемых газов, отличающееся тем, что материал упомянутого эластомерного слоя содержит по меньшей мере один термопластичный эластомерный сополимер с блоками полистирола и полиизобутилена и полибутеновое масло. 2. Пневматическое изделие по п.1, в котором блок-сополимером является сополимер стирол/изобутилен/стирол. 3. Пневматическое изделие по п.1 или 2, в котором блок-сополимер содержит стирол в количестве между 5 и 50 вес.%. 4. Пневматическое изделие по п.1, в котором Tg блок-сополимера составляет меньше чем -20 С. 5. Пневматическое изделие по п.1, в котором среднечисленная молекулярная масса (Mn) блоксополимера составляет между 30000 и 500000 г/моль. 6. Пневматическое изделие по п.1, в котором полибутеновым маслом является полиизобутиленовое масло. 7. Пневматическое изделие по п.1, в котором среднечисленная молекулярная масса (Mn) полибутенового масла составляет значение между 200 и 25000 г/моль. 8. Пневматическое изделие по п.1, в котором содержание полибутенового масла больше чем 5 ч./сотню. 9. Пневматическое изделие по п.8, в котором содержание полибутенового масла составляет между 5 и 100 ч./сотню. 10. Пневматическое изделие по п.1, в котором воздухонепроницаемый эластомерный слой имеет толщину больше чем 0,05 мм. 11. Пневматическое изделие по п.10, в котором воздухонепроницаемый эластомерный слой имеет толщину между 0,1 и 1,0 мм. 12. Пневматическое изделие по п.1, в котором воздухонепроницаемый слой размещен на внутренней стенке пневматического изделия. 13. Пневматическое изделие по п.1, отличающееся тем, что упомянутое изделие изготовлено из каучука. 14. Пневматическое изделие по п.1, отличающееся тем, что упомянутым изделием является пневматическая шина. 15. Пневматическое изделие по п.1, отличающееся тем, что упомянутым надувным изделием является внутренняя камера шины.

МПК / Метки

МПК: B60C 5/14

Метки: полибутеновое, эластомер, масло, пневматическое, термопластичный, содержащим, снабженное, газонепроницаемым, изделие, слоем

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-15895-pnevmaticheskoe-izdelie-snabzhennoe-gazonepronicaemym-sloem-soderzhashhim-termoplastichnyjj-elastomer-i-polibutenovoe-maslo.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Пневматическое изделие, снабженное газонепроницаемым слоем, содержащим термопластичный эластомер и полибутеновое масло</a>

Похожие патенты