DE112020004026T5

DE112020004026T5 - Innenauskleidung, Schichtkörper und Luftreifen

Info

Publication number: DE112020004026T5
Application number: DE112020004026.7T
Authority: DE
Inventors: Shun SATO; Shusaku Tomoi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-05-12
Also published as: JP7406068B2; WO2021039739A1; JP2021038273A; US20220274442A1

Abstract

Es wird eine Innenauskleidung zur Verfügung gestellt, die an der Karkasse oder einer anderen Kautschukzusammensetzungsschicht eines Reifens haftet, sogar während der Vulkanisation bei niedrigen Temperaturen in der Größenordnung von 160°C, ohne dass ein Klebstoff oder ein Haftvermittlerkautschuk verwendet wird. Die Erfindung stellt eine Luftreifen-Innenauskleidung bereit, die eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Elastomerzusammensetzung ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von 180°C oder niedriger oder ein thermoplastisches Elastomer (a12) mit einem Schmelzpunkt von 180°C oder niedriger, das keinen Rest einschließt, der eine ungesättigte Bindung enthält, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält, umfasst und die Zugdehnung beim Bruch der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min 100% oder mehr beträgt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Innenauskleidung, ein Laminat und einen Luftreifen. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Innenauskleidung für einen Luftreifen, die eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst, ein Laminat aus einer Schicht einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, und einen Luftreifen, der die Innenauskleidung oder das Laminat umfasst.
HINTERGRUND
Die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs ist eines der wichtigsten technischen Anforderungen bei Kraftfahrzeugen, und im Rahmen dieser Maßnahme besteht die Nachfrage, das Gewicht von Luftreifen zu verringern. Die Innenfläche eines Luftreifens ist mit einer Innenauskleidung aus wenig gasdurchlässigem Kautschuk, wie z.B. Butylkautschuk, versehen, um den Reifendruck konstant zu halten, und es ist eine Technik bekannt, den Luftreifen leichter zu machen, indem die Innenauskleidung aus einem thermoplastischen Harzfilm gebildet wird, um die Innenauskleidung dünner zu machen. Da sich jedoch ein thermoplastischer Harzfilm nicht leicht mit einer Schicht aus einer Kautschukzusammensetzung, aus der ein Reifen besteht, verbindet, wird ein Klebstoff oder ein Haftvermittlerharz verwendet, um sie miteinander zu verbinden. Die Verwendung eines Klebstoffs oder eines Haftvermittlerharzes erhöht jedoch die Herstellungskosten und fügt dem Reifen das Gewicht des Klebstoffs oder des Haftvermittlerharzes hinzu. Daher besteht ein Bedarf an einer Innenauskleidung, die leicht mit einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, aus der ein Reifen, z. B. eine Karkasse, besteht, verbunden werden kann, ohne dass ein Klebstoff oder ein haftvermittlerharz verwendet wird.
Zum Beispiel offenbart die japanische, nicht geprüfte Patentveröffentlichung Nr. H9-314752 (Patentliteratur 1) die Verwendung eines Films aus einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die ein Polyamidharz und ein bromiertes Isobutylen-p-Methylstyrol-Copolymer umfasst und ferner ein epoxidiertes Produkt eines Blockcopolymers, das aus einer aromatischen Vinylverbindung und einer konjugierten Dienverbindung zusammengesetzt ist, und/oder ein teilweise hydriertes Produkt davon in dem Polyamidharz umfasst, als Innenauskleidung.
Zitatliste
Patentliteratur
[Patentliteratur 1] Japanische, nicht geprüfte Patentveröffentlichung Nr. H9-314752
ZUSAMMENFASSUNG
Technisches Problem
Typische Reifen werden bei einer Temperatur von etwa 180°C vulkanisiert, während kraftstoffsparende Reifen, Rennreifen oder Dergleichen in einigen Fällen bei einer niedrigeren Temperatur (z.B. 160°C) als der typischen Reifenvulkanisation vulkanisiert werden.
Ein Film aus der in der Patentliteratur 1 beschriebenen thermoplastischen Elastomerzusammensetzung verbindet sich kaum mit einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, aus der ein Reifen besteht, wenn er bei einer niedrigen Temperatur von etwa 160°C vulkanisiert wird.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Innenauskleidung bereitzustellen, die mit einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, aus der ein Reifen, wie z.B. eine Karkasse, besteht, ohne Verwendung eines Klebstoffs oder eines Haftvermittlerharzes verbunden ist, selbst wenn sie bei einer niedrigen Temperatur von etwa 160°C vulkanisiert wird.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung (I) ist eine Innenauskleidung für einen Luftreifen, die eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung folgendes umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält; und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100% aufweist.
Die vorliegende Erfindung (II) ist ein Laminat aus einer Schicht einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, wobei die thermoplastische Elastomer-zusammensetzung folgendes umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält; und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100% aufweist, und wobei die Kautschukzusammensetzung mehr als 50 Vol.-% eines Dienkautschuks umfasst, und die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und die Schicht der Kautschukzusammensetzung aneinander angrenzen.
Die vorliegende Erfindung (III) ist ein Luftreifen, der die Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung (I) oder das Laminat der vorliegenden Erfindung (II) umfasst.
Die vorliegende Erfindung umfasst die folgenden Ausführungsformen.
[1] Innenauskleidung für einen Luftreifen, die eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung folgendes umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält; und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100% aufweist.
[2] Innenauskleidung gemäß [1], wobei das thermoplastische Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, mindestens eines ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Vinylalkoholharz, einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, einem Poly(vinylacetat), einem Polyesterelastomer und einem Polyamidelastomer.
[3] Innenauskleidung gemäß [1] oder [2], wobei das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, ein Copolymer aus einer vinylaromatischen Verbindung mit einer Säureanhydridgruppe oder Epoxygruppe und einer konjugierten Dienverbindung, oder ein teilweise hydriertes Produkt des Copolymers ist.
[4] Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Punkte [1] bis [3], wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung ferner mindestens 2 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, eines thermoplastischen Harzes (a13) mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C oder eines thermoplastischen Elastomers (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, umfasst.
[5] Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Punkte [1] bis [4], wobei der Gehalt des thermoplastischen Harzes (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C, oder des thermoplastischen Elastomers (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, 20 bis 70 Vol.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, und der Gehalt des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, 30 bis 80 Vol.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung.
[6] Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Punkte [1] bis [5], wobei das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, auf der Oberfläche der Innenauskleidung freiliegt und der Anteil der freiliegenden Fläche nicht weniger als 5% der Oberfläche der Innenauskleidung beträgt.
[7] Laminat aus einer Schicht einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung folgendes umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält; und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100 % aufweist, und wobei die Kautschukzusammensetzung nicht weniger als 50 Vol.-% eines Dienkautschuks umfasst und die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und die Schicht der Kautschukzusammensetzung aneinander angrenzen.
[8] Laminat gemäß [7], wobei der Dienkautschuk mindestens einer ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Naturkautschuk, einem Isopren-Kautschuk, einem Butadien-Kautschuk, einem Styrol-Butadien-Kautschuk, einem Chloropren-Kautschuk und einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
[9] Laminat gemäß [7] oder [8], wobei an der Grenzfläche zwischen der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, in der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung in Kontakt mit der Schicht der Kautschukzusammensetzung steht, und das Verhältnis der Kontaktfläche nicht weniger als 5% der gesamten Kontaktfläche der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung beträgt.
[10] Luftreifen, der die Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Punkte [1] bis [6] oder das Laminat gemäß mindestens einem der Punkte [7] bis [9] umfasst.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die erfindungsgemäße Innenauskleidung kann ohne Verwendung eines Klebstoffs oder eines Haftvermittlerharzes mit einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, aus der ein Reifen, z. B. eine Karkasse, besteht, verbunden werden, selbst wenn sie bei einer niedrigen Temperatur von etwa 160°C vulkanisiert wird.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung (I) bezieht sich auf eine Innenauskleidung für einen Luftreifen. Bei der Innenauskleidung handelt es sich um eine Schicht zur Verhinderung von Luftdurchlässigkeit, die auf der Innenfläche des Reifens aufgebracht wird, um anstelle eines Schlauches bei schlauchlosen Reifen das Entweichen von Luft zu verhindern.
Die Innenauskleidung umfasst eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung.
Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält.
Ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C (im Folgenden einfach als „thermoplastisches Harz (a11)“ bezeichnet) ist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ein Vinylalkoholharz, ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder ein Poly(vinylacetat). Beispiele für das Vinylalkoholharz schließen einen Polyvinylalkohol und ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ein.
Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes (a11) liegt vorzugsweise im Bereich von 70 bis 180°C, besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 180°C. Wenn der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes (a11) zu hoch ist, kann bei der Vulkanisation bei niedriger Temperatur keine Haftung mit einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung erzielt werden. Wenn der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes (a11) zu niedrig ist, können die Abmessungen einer Innenauskleidung nicht beibehalten werden, wenn sie in einer Umgebung mit hoher Temperatur, wie z.B. einem Vulkanisierungsprozess, in einem Verfahren zur Herstellung eines Reifens angeordnet wird.
Das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält (im Folgenden einfach als „thermoplastisches Elastomer (a12)“ bezeichnet), ist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ein Polyesterelastomer oder ein Polyamidelastomer.
Das Polyesterelastomer ist ein thermoplastisches Elastomer, bei dem das harte Segment ein Polyester (z. B. ein Polybutylenterephthalat) und das weiche Segment ein Polyether (z. B. ein Polytetramethylenglykol) oder ein Polyester (z. B. ein aliphatischer Polyester) ist. Polyesterelastomere sind im Handel erhältlich, und handelsübliche Produkte können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele für im Handel erhältliche Polyesterelastomere sind PERPRENE®, hergestellt von Toyobo Co., Ltd. und HYTREL®, hergestellt von Toray DuPont Co., Ltd.
Das Polyamidelastomer ist ein thermoplastisches Elastomer, bei dem das harte Segment ein Polyamid (z. B. Nylon 6, Nylon 66, Nylon 11, Nylon 12) und das weiche Segment ein Polyether (z. B. ein Polyethylenglykol, ein Polypropylenglykol) ist. Polyamidelastomere sind im Handel erhältlich, und handelsübliche Produkte können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele für im Handel erhältliche Polyamidelastomere schließen die UBESTA® XPA-Serie von Ube Industries, Ltd. und PEBAX® hegestellt von Arkema ein.
Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Elastomers (a12) liegt vorzugsweise im Bereich von 70 bis 180°C, besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 180°C. Wenn der Schmelzpunkt des thermoplastischen Elastomers (a12) zu hoch ist, kann bei der Vulkanisation bei niedriger Temperatur keine Haftung an eine Schicht einer Kautschukzusammensetzung erzielt werden. Wenn der Schmelzpunkt des thermoplastischen Elastomers (a12) zu niedrig ist, können die Abmessungen der Innenauskleidung nicht beibehalten werden, wenn sie bei der Herstellung eines Reifens einer Umgebung mit hoher Temperatur ausgesetzt wird, wie z. B. bei einem Vulkanisierungsprozess.
Der Gehalt des thermoplastischen Harzes (a11) oder des thermoplastischen Elastomers (a12) in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung beträgt vorzugsweise 20 bis 70 Vol.-%, mehr bevorzugt 25 bis 65 Vol.-% und weiter bevorzugt 30 bis 60 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung. Wenn der Gehalt des thermoplastischen Harzes (a11) oder des thermoplastischen Elastomers (a12) zu niedrig ist, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit beim Schmelzextrudieren eines Films oder einer Folie.
Wenn die thermoplastische Elastomerzusammensetzung sowohl das thermoplastische Harz (a11) als auch das thermoplastische Elastomer (a12) umfasst, kann der Gesamtgehalt des thermoplastischen Harzes (a11) und des thermoplastischen Elastomers (a12) 20 bis 70 Vol.-% betragen, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung. Hier umfassen die Polymerkomponenten zumindest ein Polymer wie ein Harz, ein Elastomer oder Kautschuk.
Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst vorzugsweise weiterhin mindestens 2 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, eines thermoplastischen Harzes (a13) mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C oder eines thermoplastischen Elastomers (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält. Wenn die thermoplastische Elastomerzusammensetzung das thermoplastische Harz (a13) mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C oder das thermoplastische Elastomer (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, umfasst, wird die Wärmebeständigkeit der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung verbessert, und Vulkanisationsfehler, wie z.B. Schäumen und Dimensionsänderungen während der Vulkanisation, können unterdrückt werden.
Beispiele für thermoplastische Harze mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C (a13) (im Folgenden einfach als „thermoplastische Harze (a13)“ bezeichnet) umfassen Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polybutylennaphthalat, Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610, Nylon 612, Nylon 46, Nylon 6T, Nylon 9T, Nylon MXD6 und Polymilchsäure, und vorzugsweise ist das Harz Polybutylenterephthalat.
Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes (a13) liegt vorzugsweise zwischen 200 und 300°C, und mehr bevorzugt zwischen 200 und 280°C.
Beispiele für das thermoplastische Elastomer (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält (im Folgenden einfach als „thermoplastisches Elastomer (a14)“ bezeichnet), umfassen ein Polyesterelastomer mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C. Vorzugsweise ist das Elastomer ein Polybutylenterephthalat-Elastomer oder ein Polybutylennaphthalat-Elastomer.
Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Elastomers (a14) liegt vorzugsweise zwischen 200 und 300°C, und mehr bevorzugt zwischen 200 und 280°C.
Der Gehalt des thermoplastischen Harzes (a13) oder des thermoplastischen Elastomers (a14) mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung beträgt vorzugsweise nicht weniger als 2 Vol.-%, mehr bevorzugt 3 bis 30 Vol.-% und noch mehr bevorzugt 4 bis 25 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung. Wenn der Anteil des thermoplastischen Harzes (a13) oder des thermoplastischen Elastomers (a14) zu gering ist, wird die Wärmebeständigkeit der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung nicht ausreichend verbessert. Wenn der Gehalt des thermoplastischen Harzes (a13) oder des thermoplastischen Elastomers (a14) zu hoch ist, wird möglicherweise keine ausreichende Haftung an eine Dienkautschukzusammensetzung erzielt.
Wenn die thermoplastische Elastomerzusammensetzung sowohl das thermoplastische Harz (a13) als auch das thermoplastische Elastomer (a14) umfasst, kann der Gesamtgehalt des thermoplastischen Harzes (a13) und des thermoplastischen Elastomers (a14) nicht weniger als 2 Vol.-% betragen, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung.
Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält. Der Rest, der eine ungesättigte Bindung, die sich von einer konjugierten Dienverbindung ableitet, enthält, bezieht sich auf einen Rest, der eine ungesättigte Bindung, die sich von einer konjugierten Dienverbindung ableitet, enthält, welche eine Komponenteneinheit eines thermoplastischen Elastomers ist und die mit einem Dienkautschuk covernetzbar ist. Beispiele für den Rest, der eine von 1,3-Butadien abgeleitete ungesättigte Bindung enthält, schließen -CH₂CH=CHCH₂- oder -CH₂CH (-CH=CH₂) - ein. Das Elastomer (a2) das einen Rest, der eine ungesättigte Bindung, die sich von einer konjugierten Dienverbindung ableitet, enthält, umfasst (im Folgenden auch einfach als „Elastomer (a2)“ bezeichnet), umfasst vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ein Copolymer aus einer vinylaromatischen Verbindung und einer konjugierten Dienverbindung sowie ein teilweise hydriertes Produkt des Copolymers. Beispiele für das Copolymer aus einer vinylaromatischen Verbindung und einer konjugierten Dienverbindung schließen ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SBS), ein Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (SIS) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) ein.
Das Elastomer (a2) das einen Rest, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, umfasst, enthält vorzugsweise eine Säureanhydridgruppe oder eine Epoxygruppe. Das Vorhandensein einer Säureanhydridgruppe oder einer Epoxygruppe ermöglicht eine chemische Wechselwirkung mit dem thermoplastischen Harz (a11) oder dem thermoplastischen Elastomer (a12), was die gleichmäßige Vermischung der beiden erleichtert und die Grenzfläche verstärkt, wodurch die mechanischen Eigenschaften wie Dehnung oder Spannung verbessert werden. Beispiele für Copolymere aus einer vinylaromatischen Verbindung, die eine Säureanhydridgruppe enthält, und einer konjugierten Dienverbindung schließen mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes SBS, mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes SIS und mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes SBR ein. Beispiele für Copolymere aus einer vinylaromatischen Verbindung, die eine Epoxidgruppe enthält, und einer konjugierten Dienverbindung schließen epoxidmodifiziertes SBS, epoxidmodifiziertes SIS und epoxidmodifiziertes SBR ein.
Der Gehalt des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, beträgt in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung vorzugsweise 30 bis 80 Vol.-%, mehr bevorzugt 35 bis 75 Vol.-% und noch bevorzugter 40 bis 70 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung. Wenn der Gehalt des Elastomers (a2) zu gering ist, wird möglicherweise keine ausreichende Haftung an eine Dienkautschukzusammensetzung erzielt. Ist der Gehalt an Elastomer (a2) zu groß, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit der Schmelzextrusion der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung zu einem Film oder einer Folie.
Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung kann ein anderes Polymer oder andere Polymere als das thermoplastische Harz (a11), das einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 180°C aufweist, das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 180°C aufweist und keinen Rest einer ungesättigten Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, umfasst, das thermoplastische Harz (a13), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist, und das thermoplastische Elastomer (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und eine Vielzahl von Zusatzstoffen umfassen, soweit sie eine Wirkung der Erfindung nicht hemmen.
Auf der Oberfläche der Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung ist das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung exponiert, und der Anteil der exponierten Fläche beträgt nicht weniger als 5% der Oberfläche der Innenauskleidung. Der Anteil der exponierten Fläche des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, liegt vorzugsweise bei 5 bis 100%, mehr bevorzugt bei 8 bis 95% und noch bevorzugter bei 10 bis 90%. Wenn das Verhältnis der exponierten Fläche zu klein ist, können die thermoplastische Elastomerzusammensetzung und die Kautschukzusammensetzung nicht ausreichend verbunden werden. Wenn das Verhältnis zu groß ist, ist die Klebrigkeit der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung während des Reifenformprozesses zu stark, was zu schlechten Handhabungseigenschaften führt. Das Verhältnis der exponierten Fläche kann anhand eines durch Rasterkraftmikroskopie erhaltenen Morphologiebildes berechnet werden. Die exponierte Fläche kann durch die Bedingungen für das Kneten der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung oder das Volumenverhältnis und das Schmelzviskositätsverhältnis des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, zu anderen Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gesteuert werden, und wenn das Volumenverhältnis des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, zu allen Polymerkomponenten hoch ist und das Schmelzviskositätsverhältnis bei der Knettemperatur groß ist, neigt die exponierte Fläche dazu, groß zu sein.
Die Zugdehnung beim Bruch der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min beträgt nicht weniger als 100%, vorzugsweise 150 bis 1.000% und noch bevorzugter 200 bis 800%. Wenn die Zugdehnung beim Bruch in dem oben beschriebenen Zahlenbereich liegt, ist das Elastomer in der Lage, der Verformung zu folgen, die während der Reifenformung auf eine Innenauskleidung ausgeübt wird, und ist in der Lage, der Verformung während des Reifenrollens zu folgen. Die Zugdehnung beim Bruch wird gemäß JIS K6301 „Physikalisches Prüfverfahren für vulkanisierten Kautschuk“ gemessen.
Die Dicke der Innenauskleidung ist nicht begrenzt, solange die Innenauskleidung die notwendige Leistung zur Verhinderung von Luftdurchlässigkeit aufweist, und liegt vorzugsweise zwischen 10 und 500 µm, mehr bevorzugt zwischen 20 und 400 µm und noch bevorzugter zwischen 30 und 300 µm. Wenn die Dicke der Innenauskleidung zu dünn ist, neigt die Innenauskleidung dazu, Falten zu werfen, wenn sie mit Kautschuk auf einer Reifenformmaschine laminiert wird, und die Handhabungseigenschaften können sich verschlechtern. Wenn die Dicke der Innenauskleidung zu dick ist, kann der Reifen nicht ausreichend leicht gemacht werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt, und zum Beispiel kann die Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung durch Schmelzkneten einer Zusammensetzung, die das thermoplastische Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält, und das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält, umfasst, oder einer Zusammensetzung, die durch Mischen der obigen Zusammensetzung mit dem thermoplastischen Harz (a13), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist, oder dem thermoplastischen Elastomer (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest einer ungesättigten Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, umfasst, anderen Polymeren und einer Vielzahl von Additiven, wie erforderlich, und Formen des schmelzgekneteten Produkts zu einer Folie durch ein Formgebungsverfahren, wie z.B. einem T-Düsen-Extrusionsformverfahren oder einem Inflationsformverfahren, hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung (II) bezieht sich auf ein Laminat aus einer Schicht einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung.
Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung, aus der die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung besteht, umfasst das thermoplastische Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und die thermoplastische Elastomerzusammensetzung weist eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100% auf. Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung bildet, kann die gleiche sein wie die thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die die Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung (I) bildet.
Die Kautschukzusammensetzung, aus der die Schicht der Kautschukzusammensetzung besteht, umfasst nicht weniger als 50 Vol.-% eines Dienkautschuks. Indem sie nicht weniger als 50 Vol.-% eines Dienkautschuks umfasst, kann sich die Schicht der Kautschukzusammensetzung durch Co-Vulkanisation mit einem benachbarten Reifenelement verbinden.
Beispiele für das Dien-Kautschuk schließen Naturkautschuk (NR), Isopren-Kautschuk (IR), Butadien-Kautschuk (BR) (highcis BR und low-cis BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), epoxidierten Naturkautschuk und ein hydriertes Produkt davon ein. Der Dien-Kautschuk ist vorzugsweise mindestens ein Kautschuk ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Chloroprenkautschuk und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
Die Kautschukzusammensetzung kann auch einen anderen Kautschuk als einen Dienkautschuk umfassen.
Der Gehalt des Dienkautschuks in der Kautschukzusammensetzung beträgt nicht weniger als 50 Vol.-%, vorzugsweise 55 bis 95 Vol.-% und besonders bevorzugt 60 bis 90 Vol.-%, bezogen auf die Kautschukzusammensetzung. Wenn der Gehalt an Dienkautschuk zu niedrig ist, wird möglicherweise keine ausreichende Haftung an ein angrenzendes Reifenelement erzielt, und wenn der Gehalt an Dienkautschuk zu hoch ist, wird möglicherweise keine ausreichende Haftung an eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung erzielt.
Zusätzlich zu einem Kautschuk kann die Kautschukzusammensetzung eine Vielzahl von Additiven umfassen, die typischerweise bei der Herstellung von Reifen verwendet werden, wie z. B. ein Verstärkungsmittel (Füllstoff), ein Vulkanisierungsmittel (Vernetzungsmittel), ein Hilfsmittel zur Beschleunigung der Vulkanisierung, einen Vulkanisierungsbeschleuniger, ein Anti-Scorch-Mittel, ein Anti-Aging-Mittel, einen Knetbeschleuniger, einen organischen Modifikator, einen Weichmacher und ein Haftmittel.
In dem Laminat der vorliegenden Erfindung grenzen eine Schicht einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und eine Schicht einer Kautschukzusammensetzung aneinander an. Dabei bedeutet „aneinander angrenzen“, dass die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und die Schicht der Kautschukzusammensetzung in direktem Kontakt miteinander stehen und dass sich zwischen der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung keine weitere Schicht befindet. Trotz der Tatsache, dass das Laminat der vorliegenden Erfindung keine Schicht aus einem Klebstoff oder einem Haftvermittlerkautschuk umfasst, und trotz der Tatsache, dass die Schicht der Kautschukzusammensetzung keinen Klebstoff umfasst, verbinden sich die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und die Schicht der Kautschukzusammensetzung durch Vulkanisation bei einer niedrigen Temperatur von etwa 160°C miteinander.
In dem Laminat der vorliegenden Erfindung steht an der Grenzfläche zwischen der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung in der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, enthält, in Kontakt mit der Schicht der Kautschukzusammensetzung, und das Verhältnis der Kontaktfläche beträgt nicht weniger als 5% in Bezug auf die Gesamtkontaktfläche der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung. Das Verhältnis der Kontaktfläche des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und der Kautschukzusammensetzung liegt vorzugsweise bei 5 bis 100%, mehr bevorzugt bei 8 bis 95% und noch bevorzugter bei 10 bis 90%. Wenn das Verhältnis der Kontaktfläche zu klein ist, können die thermoplastische Elastomerzusammensetzung und die Kautschukzusammensetzung nicht ausreichend verbunden werden. Wenn das Verhältnis zu groß ist, wird die Klebrigkeit zu stark, wenn die thermoplastische Elastomerzusammensetzung und die Kautschukzusammensetzung beim Reifenformen laminiert werden, was dazu führt, dass Korrekturen, wie z. B. das Wiederanbringen, nicht möglich sind und sich die Handhabungseigenschaften verschlechtern. Das Verhältnis der Kontaktfläche kann anhand eines durch Rasterkraftmikroskopie erhaltenen Morphologiebildes berechnet werden. Die Kontaktfläche kann durch die Bedingungen für das Kneten der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung oder das Volumenverhältnis und das Schmelzviskositätsverhältnis des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung abgeleitet aus einer konjugierten Dienverbindung enthält, zu den anderen Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gesteuert werden. Wenn das Volumenverhältnis des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, zu allen Polymerkomponenten hoch ist und das Schmelzviskositätsverhältnis bei der Knettemperatur groß ist, neigt das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, dazu exponiert zu werden, und die Kontaktfläche neigt dazu groß zu sein.
Die Dicke der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung ist nicht begrenzt, solange die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung die erforderliche Leistung zur Verhinderung von Luftdurchlässigkeit aufweist, und die Dicke beträgt vorzugsweise 10 bis 500 µm, mehr bevorzugt 20 bis 400 µm und noch bevorzugter 30 bis 300 µm. Wenn die Dicke der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung zu dünn ist, neigt die Schicht zur Faltenbildung, wenn sie mit Kautschuk auf einer Reifenformmaschine laminiert wird, und die Handhabungseigenschaften können sich verschlechtern. Wenn die Dicke der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung zu dick ist, kann das Gewicht eines Reifens nicht ausreichend reduziert werden.
Die Dicke der Schicht der Kautschukzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10,0 mm, mehr bevorzugt 0,15 bis 8,0 mm und noch bevorzugter 0,2 bis 6,0 mm. Wenn die Dicke der Schicht der Kautschukzusammensetzung zu dünn ist, neigt die Schicht beim Laminieren mit der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung zur Faltenbildung, und die Handhabungseigenschaften können sich verschlechtern. Wenn die Dicke der Schicht der Kautschukzusammensetzung zu dick ist, kann das Gewicht eines Reifens nicht ausreichend reduziert werden.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung fungiert als Innenauskleidung, wenn es in einen Luftreifen integriert wird.
Ein Verfahren zur Herstellung des Laminats der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt, aber es kann zum Beispiel wie folgt hergestellt werden. Eine Folie aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung wird hergestellt durch Schmelzkneten einer Zusammensetzung, die das thermoplastische Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält, und das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitete ungesättigte Bindung enthält, umfasst, oder einer Zusammensetzung, die durch Mischen der obigen Zusammensetzung mit dem thermoplastischen Harz (a13), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist, oder dem thermoplastischen Elastomer (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen von einer konjugierten Dienverbindung abgeleiteten Rest umfasst, anderen Polymeren und einer Vielzahl von Additiven nach Bedarf erhalten wird, und Formen zu einer Folie durch ein Formgebungsverfahren, wie z.B. einem T-Düsen-Extrusions-Formgebungsverfahren oder einem Inflations-Formgebungsverfahren, um eine Folie aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung herzustellen. Getrennt davon wird eine Vielzahl von Additiven mit einem Dienkautschuk vermischt und unter Verwendung eines Banbury-Mischers oder dergleichen gemischt, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen, und die Kautschukzusammensetzung wird kalandriert und zu einer Folie geformt, um eine Folie aus einer Kautschukzusammensetzung herzustellen. Durch Übereinanderlegen der hergestellten Folie der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der hergestellten Folie der Kautschukzusammensetzung wird ein Laminat erhalten.
Die vorliegende Erfindung (III) ist ein Luftreifen, der die Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung (I) oder das Laminat der vorliegenden Erfindung (II) umfasst.
Wenn der Luftreifen das Laminat der vorliegenden Erfindung (II) umfasst, kann eine Karkassenschicht die Schicht der Kautschukzusammensetzung des Laminats der vorliegenden Erfindung (II) bilden.
Der Luftreifen der vorliegenden Erfindung (III) kann nach einem üblichen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise wird die erfindungsgemäße Innenauskleidung (I) oder das erfindungsgemäße Laminat (II) auf eine Trommel zum Reifenformen gelegt, und darauf werden Elemente, die bei der üblichen Reifenherstellung verwendet werden, wie eine Karkassenschicht, eine Gürtelschicht, eine Laufflächenschicht und dergleichen, die aus unvulkanisiertem Kautschuk bestehen, nacheinander gestapelt und geformt, und danach wird die Trommel herausgezogen, um einen Reifenrohling zu erhalten, und dann wird der Reifenrohling nach einem üblichen Verfahren heißvulkanisiert, wodurch ein Luftreifen hergestellt wird.
BEISPIELE
(1) Rohmaterialien
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden folgende Rohmaterialien verwendet.

Nylon 11: „RILSAN®“ BESN O 0TL, hergestellt von Arkema und mit einem Schmelzpunkt von 187°C
Nylon 6/66: Nylon 6/66-Copolymer „UBE NYLON®“ 5023B, hergestellt von Ube Industries, Ltd. und mit einem Schmelzpunkt von 197°C
EVOH 1: Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer „SoarnoL®“ H4815B, hergestellt von The Nippon Synthetic Chemical Industry Co. Ltd. und mit einem Schmelzpunkt von 158°C
EVOH 2: Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer „SoarnoL®“ E3808, hergestellt von The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. und mit einem Schmelzpunkt von 173°C
EVA: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer „NOVATECH®“ EVA LV211A , hergestellt von der Japan Polyethylene Corporation und mit einem Schmelzpunkt von 103°C
Teilweise verseiftes EVA: Teilweise verseiftes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer „MERSEN®“ H6410M, hergestellt von der Tosoh Corporation und mit einem Schmelzpunkt von 100°C
PP: Polypropylen „PrimePolypro®“ E-333GV, hergestellt von Prime Polymer Co., Ltd. und mit einem Schmelzpunkt von 160°C
Polyamid-Elastomer: „UBESTA®“ XPA 9040X1, hergestellt von Ube Industries, Ltd. und mit einem Schmelzpunkt von 135°C
PBT-Elastomer 1: Polybutylenterephthalat-Elastomer „PERPRENE®“ P-75M, hergestellt von TOYOBO CO., LTD. und mit einem Schmelzpunkt von 155°C
PBT-Elastomer 2: Polybutylenterephthalat-Elastomer „PERPRENE®“ P-30B, hergestellt von TOYOBO CO., LTD. und mit einem Schmelzpunkt von 160°C
PBT-Elastomer 3: Polybutylenterephthalat-Elastomer „PERPRENE®“ P-40H, hergestellt von TOYOBO CO., LTD. und mit einem Schmelzpunkt von 172°C
PBT-Elastomer 4: Polybutylenterephthalat-Elastomer „PERPRENE®“ P150B, hergestellt von TOYOBO CO., LTD. und mit einem Schmelzpunkt von 212°C
PBT: Polybutylenterephthalat „NOVADURAN®“ 5010R5, hergestellt von Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation und mit einem Schmelzpunkt von 225°C

Säuremodifiziertes SBS: Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer „TUFPRENE®“ 912, hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation

Epoxid-modifiziertes SBS 1: Epoxid-modifiziertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer „EPOFRIEND®“ AT501, hergestellt von Daicel Corporation
Epoxid-modifiziertes SBS 2: Epoxid-modifiziertes Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymer „EPOFRIEND®“ CN310, hergestellt von Daicel Corporation
Säuremodifiziertes PO: Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyolefin-Elastomer „TAFMER®“ MH7020, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.

(2) Herstellung der Thermoplastischen Elastomerzusammensetzung
Mit den in den Tabellen 1 bis 3 dargestellten Formulierungen wurden die Rohmaterialien in einen von The Japan Steel Works, LTD. hergestellten Doppelschneckenextruder eingeführt, der auf eine Zylindertemperatur eingestellt war, die 20°C über dem Schmelzpunkt des Rohmaterials mit dem höchsten Schmelzpunkt unter den Polymerkomponenten lag, und zu einer Knetzone transportiert, die auf eine Verweilzeit von etwa 3 bis 6 Minuten zum Schmelzkneten eingestellt war, und das schmelzgeknetete Produkt wurde in Form eines Strangs aus einer an einer Auslassöffnung angebrachten Düse extrudiert. Das resultierende strangförmige Extrudat wurde mit Hilfe eines Harzgranulators granuliert, um eine granulierte thermoplastische Elastomerzusammensetzung zu erhalten.
(3) Herstellung einer Folie aus einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung
Die granulierte thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die nach dem oben beschriebenen Verfahren (2) hergestellt wurde, wurde zu einer Folie mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,1 mm unter Verwendung eines 40 mmφ Einschneckenextruders mit einer 200 mm breiten T-Düse (Pla Giken Co, Ltd.) geformt, wobei die Temperatur eines Zylinders und einer Düse auf eine Temperatur eingestellt ist, die 10°C höher als der Schmelzpunkt des Materials mit dem höchsten Schmelzpunkt in der Zusammensetzung liegt, und zwar unter den Extrusionsbedingungen einer Kühlwalzentemperatur von 50°C und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 3 m/min, um eine Folie aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, d.h. eine Innenauskleidung, herzustellen.
(4) Zubereitung der Kautschukzusammensetzung und Herstellung der Folie
Der Rohkautschuk und eine Reihe von Mischungsbestandteilen wurden in einem geschlossenen Banbury-Mischer nach den in Tabelle 4 beschriebenen Formulierungen eingeführt und gemischt. Die resultierende Katuschukzusammensetzung wurde mit einer Kautschukwalze zu einer 2 mm dicken Folie verarbeitet, um eine Folie der Kautschukzusammensetzung herzustellen.
(5) Herstellung eines Laminats
Die Folie aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die in dem oben beschriebenen Verfahren (3) hergestellt wurde, und die Folie aus der Kautschukzusammensetzung, die in dem oben beschriebenen Verfahren (4) hergestellt wurde, wurden auf eine Größe mit einer Länge von 15 cm und einer Breite von 15 cm geschnitten und laminiert, um ein Laminat herzustellen.
(6) Messung der Zugdehnung bei Bruch von thermoplastischen Elastomerzusammensetzungen
Die Folie der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die in dem oben beschriebenen Verfahren (3) hergestellt wurde, wurde in eine JIS Nr. 3 Hantelform gestanzt, und ein Zugversuch wurde bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min in Übereinstimmung mit JIS K6301 „Physikalisches Prüfverfahren für vulkanisierten Kautschuk“ durchgeführt. Die Zugdehnung beim Bruch wurde anhand der erhaltenen Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt. Die Folien wurden als „Inakzeptabel“ eingestuft, wenn die Zugdehnung weniger als 100% betrug, als „Akzeptabel“, wenn die Dehnung nicht weniger als 100% und weniger als 200% betrug, als „Gut“, wenn die Dehnung nicht weniger als 200% und weniger als 300% betrug, und als „Ausgezeichnet“, wenn die Dehnung nicht weniger als 300% betrug. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 dargestellt. „Ausgezeichnet“, „Gut“ und „Akzeptabel“ können als Reifenelemente verwendet werden.
(7) Bestätigung der Oberfläche der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung
Die Folie der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die in dem oben beschriebenen Verfahren (3) hergestellt wurde, wurde ausgeschnitten, und die Oberfläche der Folie wurde mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) beobachtet. Eine Abtastung wurde durchgeführt, indem eine Probe und der Abstand von der Probe in einem Kraftkurvenkartierungsmodus kontrolliert wurde, und ein Kartierungsbild des Elastizitätsmoduls wurde von der auf den Cantilever ausgeübten Kraft erhalten. Da das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, enthält, ein anderes Elastizitätsmodul aufweist als das thermoplastische Harz (a11) und das Elastomer (a12), das keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und als unterschiedliche Phasen identifiziert werden kann, wurde das exponierte Verhältnis des Elastomers (a2), das einen Rest mit einer ungesättigten Bindung abgeleitet aus einer konjugierten Dienverbindung enthält, durch Berechnung des Flächenverhältnisses des erhaltenen Bildes durch Bildanalyse bestimmt. Zehn Stellen wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und in einem Sichtfeld von 30 um × 30 µm beobachtet, und der Durchschnittswert wurde verwendet.
(8) Messung der Haftfestigkeit
Die Folie der in dem oben beschriebenen Verfahren (4) hergestellten Kautschukzusammensetzung wurde auf die Folie der in dem oben beschriebenen Verfahren (3) hergestellten thermoplastischen Elastomerzusammensetzung laminiert, und das Vulkanisationsverbinden wurde bei einem Druck von 2,3 MPa und bei 160°C für 20 Minuten in einer Pressformmaschine durchgeführt. Das erhaltene Laminat wurde in Streifen von 25 mm Breite geschnitten, und ein Schältest wurde durchgeführt, indem die Teststücke bei 25°C in einem Winkel von 180° mit einer Schälgeschwindigkeit von 500 mm/min gezogen wurden, um die Haftfestigkeit in N/25 mm zu messen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 dargestellt. Wenn die Haftfestigkeit weniger als 20 N/25 mm beträgt, kann das Laminat nicht als Reifenkomponente verwendet werden, da es sich beim Rollen des Reifens ablöst, und wenn die Haftfestigkeit nicht weniger als 20 N/25 mm beträgt, kann das Laminat verwendet werden.
(9) Bestätigung des Kontaktzustandes im Laminat

Ein Teil des vulkanisierten Laminats, das in dem oben beschriebenen Verfahren (8) hergestellt wurde, wurde ausgeschnitten, und das Laminat wurde mit einem Mikrotom geschnitten, während es mit flüssigem Stickstoff gekühlt wurde, um einen glatten Schnitt freizulegen, und die Beobachtung wurde mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) durchgeführt. Im Schnitt des Laminats wurde die Grenzfläche, an der das Elastomer (a2) das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, enthält, und die Kautschukzusammensetzung nicht in Kontakt kommen, als L1 und die Grenzfläche, an der sie in Kontakt kommen, als L2 bezeichnet, und L2 / (L1 + L2) als Kontaktverhältnis bestimmt. Zehn Stellen wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und in einem Sichtfeld von 30 µm × 30 µm beobachtet, und der Durchschnittswert wurde verwendet. Tabelle 1

		Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5
Nylon 11 mit einem Schmelzpunkt von 187°C	Volumenteile	34
Nylon 6/66 mit einem Schmelzpunkt von 197°C	Volumenteile	14	25	15
EVOH 1 mit einem Schmelzpunkt von 158°C	Volumenteile			25	35	45		35
EVOH 2 mit einem Schmelzpunkt von 173°C	Volumenteile						45
EVA mit einem Schmelzpunkt von 103°C	Volumenteile
Teilweise verseiftes EVA mit einem Schmelzpunkt von 100°C	Volumenteile
PP mit einem Schmelzpunkt von 160°C	Volumenteile
Polyamid-Elastomer mit einem Schmelzpunkt von 135°C	Volumenteile
PBT Elastomer 1 mit einem Schmelzpunkt von 155°C	Volumenteile
PBT Elastomer 2 mit einem Schmelzpunkt von 160°C	Volumenteile
PBT Elastomer 3 mit einem Schmelzpunkt von 172°C	Volumenteile
PBT Elastomer 4 mit einem Schmelzpunkt von 212°C	Volumenteile
PBT mit einem Schmelzpunkt von 225°C	Volumenteile				5	5	5	5
Säure-modifiziertes SBS	Volumenteile					50
Epoxid-modifiziertes SBS 1	Volumenteile	20	60	60	60		50	35
Epoxid-modifiziertes SBS 2	Volumenteile
Säure-modifiziertes PO	Volumenteile	32	15					25
Zugdehnung beim Bruch	%	Gut	Akzeptabel	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Gut	Ausgezeichnet	Gut
Expositionsrate von Elastomer (a2)	%	0	2	16	55	46	67	20
Kontaktrate von Elastomer (a2)	%	0	2	16	59	46	70	21
Haftfestigkeit	N/25 mm	10		40	110	60	70	80

Tabelle 2

		Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Vergleichsbeispiel 3	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11
Nylon 11 mit einem Schmelzpunkt von 187°C	Volumenteile
Nylon 6/66 mit einem Schmelzpunkt von 197°C	Volumenteile
EVOH 1 mit einem Schmelzpunkt von 158°C	Volumenteile	40
EVOH 2 mit einem Schmelzpunkt von 173°C	Volumenteile
EVA mit einem Schmelzpunkt von 103°C	Volumenteile		40
Teilweise verseiftes EVA mit einem Schmelzpunkt von 100°C	Volumenteile			40
PP mit einem Schmelzpunkt von 160°C	Volumenteile				55
Polyamid-Elastomer mit einem Schmelzpunkt von 135°C	Volumenteile					55
PBT Elastomer 1 mit einem Schmelzpunkt von 155°C	Volumenteile						55
PBT Elastomer 2 mit einem Schmelzpunkt von 160°C	Volumenteile							55
PBT Elastomer 3 mit einem Schmelzpunkt von 172°C	Volumenteile
PBT Elastomer 4 mit einem Schmelzpunkt von 212°C	Volumenteile
PBT mit einem Schmelzpunkt von 225°C	Volumenteile	10	10	10	5	5	5	5
Säure-modifiziertes SBS	Volumenteile		40	40
Epoxid-modifiziertes SBS 1	Volumenteile	50			40	40	40	40
Epoxid-modifiziertes SBS 2	Volumenteile
Säure-modifiziertes PO	Volumenteile		10	10
Zugdehnung beim Bruch	%	Ausgezeichnet	Akzeptabel	Akzeptabel	Inakzeptabel	Gut	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet
Expositionsrate von Elastomer (a2)	%	21	32	33	10	31	45	35
Kontaktrate von Elastomer (a2)	%	22	35	34	11	34	49	38
Haftfestigkeit	N/25 mm	90	65	70	40	90	100	80

Tabelle 3

		Beispiel 12	Vergleichsbeispiel 4	Beispiel 13	Beispiel 14	Beispiel 15	Vergleichsbeispiel 5
Nylon 11 mit einem Schmelzpunkt von 187°C	Volumen -teile
Nylon 6/66 mit einem Schmelzpunkt von 197°C	Volumen -teile
EVOH 1 mit einem Schmelzpunkt von 158°C	Volumen -teile			60	20	30	10
EVOH 2 mit einem Schmelzpunkt von 173°C	Volumen -teile
EVA mit einem Schmelzpunkt von 103°C	Volumen -teile
Teilweise verseiftes EVA mit einem Schmelzpunkt von 100°C	Volumen -teile
PP mit einem Schmelzpunkt von 160°C	Volumen -teile
Polyamid-Elastomer mit einem Schmelzpunkt von 135°C	Volumen -teile
PBT Elastomer 1 mit einem Schmelzpunkt von 155°C	Volumen -teile
PBT Elastomer 2 mit einem Schmelzpunkt von 160°C	Volumen -teile
PBT Elastomer 3 mit einem Schmelzpunkt von 172°C	Volumen -teile	55
PBT Elastomer 4 mit einem Schmelzpunkt von 212°C	Volumen -teile		55	10
PBT mit einem Schmelzpunkt von 225°C	Volumen -teile	5	5		20	20	40
Säure-modifiziertes SBS	Volumen -teile
Epoxid-modifiziertes SBS 1	Volumen -teile	40	40		60	50	50
Epoxid-modifiziertes SBS 2	Volumen -teile			30
Säure-modifiziertes PO	Volumen -teile
Zugdehnung beim Bruch	%	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Akzeptabel	Gut	Gut
Expositionsrate von Elastomer (a2)	%	30	3	12	80	60	2
Kontaktrate von Elastomer (a2)	%	33	3	13	84	67	2
Haftfestigkeit	N/25 mm	55	15	35	140	80	10

Tabelle 4

Rohmaterialien	kommerzieller Name des Herstellers	Massenteile
Naturkautschuk	PT.NUSIRA SIR20	50
Emulsionspolymerisiertes SBS	NIPOL® 1502 hergestellt von Zeon Corporation	30
Polybutadien-Kautschuk	NIPOL® BR 1220 hergestellt von Zeon Corporation	20
Ruß	Show Black N339 hergestellt von Cabot Japan K.K.	60
Prozesssöl	Extra No. 4 S hergestellt von SHOWA SHELL SEKIYU K. K.	5
Schwefel	Öl-prozessierter Schwefel hergestellt von HOSOI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.	3
Vulkanisierungsbeschleuniger	Noxeller® NS-P hergestellt von OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.	1

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Innenauskleidung der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise zur Herstellung eines Luftreifens verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

LV 211 A [0054]

Claims

Innenauskleidung für einen Luftreifen, die eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung folgendes umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält; und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, und wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100% aufweist.
Innenauskleidung gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder das thermoplastische Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, mindestens eines ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Vinylalkoholharz, einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, einem Poly(vinylacetat), einem Polyesterelastomer und einem Polyamidelastomer.
Innenauskleidung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, ein Copolymer aus einer vinylaromatischen Verbindung mit einer Säureanhydridgruppe oder Epoxidgruppe und einer konjugierten Dienverbindung, oder ein teilweise hydriertes Produkt des Copolymers ist.
Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung ferner mindestens 2 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, eines thermoplastischen Harzes (a13) mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C oder eines thermoplastischen Elastomers (a14), das einen Schmelzpunkt von nicht niedriger als 200°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, umfasst.
Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gehalt des thermoplastischen Harzes (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C, oder des thermoplastischen Elastomers (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, 20 bis 70 Vol.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, und der Gehalt des Elastomers (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, 30 bis 80 Vol.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge aller Polymerkomponenten in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung.
Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, auf der Oberfläche der Innenauskleidung freiliegt und der Anteil der freiliegenden Fläche nicht weniger als 5% der Oberfläche der Innenauskleidung beträgt.
Laminat aus einer Schicht einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und einer Schicht einer Kautschukzusammensetzung, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung folgendes umfasst: ein thermoplastisches Harz (a11) mit einem Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C oder ein thermoplastisches Elastomer (a12), das einen Schmelzpunkt von nicht höher als 180°C aufweist und keinen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält; und ein Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Zugdehnung beim Bruch bei einer Temperatur von 25°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min von nicht weniger als 100% aufweist, und wobei die Kautschukzusammensetzung nicht weniger als 50 Vol.-% eines Dienkautschuks umfasst und die Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und die Schicht der Kautschukzusammensetzung aneinander angrenzen.
Laminat gemäß Anspruch 7, wobei der Dienkautschuk mindestens einer ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Naturkautschuk, einem Isopren-Kautschuk, einem Butadien-Kautschuk, einem Styrol-Butadien-Kautschuk, einem Chloropren-Kautschuk und einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
Laminat gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei an der Grenzfläche zwischen der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung das Elastomer (a2), das einen Rest umfasst, der eine ungesättigte Bindung, die von einer konjugierten Dienverbindung abgeleitet ist, enthält, in der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung in Kontakt mit der Schicht der Kautschukzusammensetzung steht, und das Verhältnis der Kontaktfläche nicht weniger als 5% der gesamten Kontaktfläche der Schicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und der Schicht der Kautschukzusammensetzung beträgt.
Luftreifen, der die Innenauskleidung gemäß mindestens einem der Punkte Ansprüche 1 bis 6 oder das Laminat gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9 umfasst.