DE1091320B - Self-sealing layers for inflatable hollow bodies made of rubber - Google Patents

Self-sealing layers for inflatable hollow bodies made of rubber

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DE1091320B
DE1091320B DEG14525A DEG0014525A DE1091320B DE 1091320 B DE1091320 B DE 1091320B DE G14525 A DEG14525 A DE G14525A DE G0014525 A DEG0014525 A DE G0014525A DE 1091320 B DE1091320 B DE 1091320B
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Description

DEUTSCHESGERMAN

An sich ist die Herstellung von Vulkanisaten aus Butylkautschuk, einem Vulkanisiermittel und einem Hilfsvulkanisiermittel bekannt.In itself is the production of vulcanizates from butyl rubber, a vulcanizing agent and an auxiliary vulcanizing agent known.

Nach der USA.-Patentschrift 2 587 470 sind auch schon selbstdichtende Schichten bekannt, die neben anderen Stoffen Butylkautschuk, Eisenoxyd, Beschleuniger und Schwefel enthalten.According to US Pat. No. 2,587,470, self-sealing layers are also known, among others Substances contain butyl rubber, iron oxide, accelerator and sulfur.

Erfindungsgemäß werden demgegenüber bedeutend verbesserte selbstdichtende Schichten für aufblasbare Hohlkörper aus Kautschuk mit einer Dichtungsschicht aus einer Mischung von Butylkautschuk, schwarzem Eisenoxyd, einem Vulkanisiermittel und einem Hilfsvulkanisiermittel vorgeschlagen, in der das Hilfsvulkanisiermittel aus einem anorganischen oder organischen Peroxyd besteht.In contrast, according to the invention, significantly improved self-sealing layers for inflatable hollow bodies made of rubber with a sealing layer a mixture of butyl rubber, black iron oxide, a vulcanizing agent and an auxiliary vulcanizing agent proposed in which the auxiliary vulcanizing agent consists of an inorganic or organic peroxide consists.

Mit diesen selbstdichtenden Schichten ausgerüstete Reifen schließen sich, wenn sie durchlöchert werden, von selbst, welche Eigenschaften die Masse auch bei hohen Temperaturen beibehält, ohne zu brechen oder auszutrocknen. Die neuen Schichten sollen vor allem dort Anwendung finden, wo Zentrifugalkräfte ein plastisches Fließen (Erweichen) des Dichtungsmittels auslösen können und während des Gebrauchs Erhitzung eintritt. Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen erläutert werden.Tires equipped with these self-sealing layers close themselves when they are punctured even what properties the compound retains even at high temperatures without breaking or drying out. The new layers are primarily intended to be used where centrifugal forces cause plastic flow (Softening) of the sealant and heating occurs during use. The invention should be explained on the basis of the drawings.

Fig. 1 zeigt einen zum Teil geöffneten Luftreifen mit einer selbstdichtenden Schicht gemäß der Erfindung;Fig. 1 shows a partially opened pneumatic tire with a self-sealing layer according to the invention;

Fig. 2 stellt einen Durchschnitt des in Fig. 1 gezeigten Gegenstandes in Richtung 2-2 dar, undFig. 2 represents an intersection of the item shown in Fig. 1 in the direction 2-2, and

Fig. 3 zeigt einen Teil eines nach der Erfindung hergestellten schlauchlosen Reifens.Figure 3 shows part of a tubeless tire made in accordance with the invention.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Luftschlauch besteht aus der Schlauchwand 10 aus vulkanisiertem Kautschuk mit einer einzigen erfindungsgemäßen selbstdichtenden Schicht 11 auf der Innenseite der Lauffläche des Schlauches, die an dem ganzen Umkreis der Lauffläche der Schlauchwand 10 haftet.The air hose shown in FIGS. 1 and 2 consists of the hose wall 10 made of vulcanized Rubber with a single self-sealing layer 11 according to the invention on the inside of the tread of the hose, which adheres to the entire circumference of the running surface of the hose wall 10.

Die erfindungsgemäßen Schichten eignen sich besonders für schlauchlose Reifen (vgl. Fig. 3), die aus der üblichen Laufdecke 14, der Karkasse 15 und den Seitenteilen 16 bestehen, wobei eine Dichtungsschicht 17 innerhalb der Karkasse des Schlauches in der Nähe der Lauffläche angebracht ist.. Karkasse und Laufdecke des Reifens können in der üblichen Weise aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk hergestellt sein.The layers according to the invention are particularly suitable for tubeless tires (see FIG. 3), which are made from usual tread 14, the carcass 15 and the side parts 16 are made, with a sealing layer 17 within the casing of the tube is attached near the tread .. casing and tread of the tire can be made in the usual way from natural or synthetic rubber.

Wie beim Luftreifen, gestattet die Verwendung eines teilweise vulkanisierten Butylkautschuks als Dichtungsschicht einen einfachen Aufbau, wobei nur eine einzige Dichtungsschicht auf der Innenfläche des Reifens angebracht ist, statt diese Schicht zwischen zwei Versteifungsschichten anzubringen. Natürlich kann gegebenenfalls die erfindungsgemäße selbstdichtende Schicht auch zwischen zwei anderen Schichten eingeschlossen sein. Es können auch mehrere selbstdichtende Schichten zwischen Schichten anderer Stoffe eingelegt sein.As with the pneumatic tire, the use of a partially vulcanized butyl rubber as the sealing layer allows a simple construction with only one Sealing layer is applied to the inner surface of the tire, instead of this layer between two stiffening layers to attach. Of course, the self-sealing layer according to the invention can optionally also be enclosed between two other layers be. Several self-sealing layers can also be inserted between layers of other materials.

für aufblasbare Hohlkörperfor inflatable hollow bodies

aus Kautschukmade of rubber

Anmelder:Applicant:

The B. F. Goodrich Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)The BF Goodrich Company,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälteand Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
Munich 27, Pienzenauer Str. 2, patent attorneys

Balfour Yoewell Connell, Keokuk, Ia. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenBalfour Yoewell Connell, Keokuk, Ia. (V. St. A.),
has been named as the inventor

Unter »Butylkautschuk« sind hier kautschukartige Mischpolymerisate aus über 50 Gewichtsprozent eines Isoolefins mit 4 bis 7 C-Atomen und — als Rest — einem offenkettigen konjugierten Diolefin mit 4 bis 8 C-Atomen, ζ. B. ein kautschukartiges Mischpolymerisat aus einer größeren Menge Isobutylen und einer kleinen Menge Isopren, zu verstehen. Bevorzugt besteht das Mischpolymerisat aus 70 bis 991^ Gewichtsteilen eines Monoolefins, ζ. B. Isobutylen oder Äthylmethyläthylen, die mit 1Z2 bis 30 Gewichtsteilen eines offenkettigen konjugierten Diolefins, ζ. B. Isopren, Butadien-1,3, Piperylen, 2,3-Dimethylbutadien-1,3,1,2-Dimethylbutadien-1,3 (3-Methylpentadien-1,3), 1,3-Dimethylbutadien-1,3, 1-Äthylbutadien-1,3, 1,4-Dimethylbutadien-1,3, mischpolymerisiert sind.“Butyl rubber” here includes rubber-like copolymers made from over 50 percent by weight of an isoolefin with 4 to 7 carbon atoms and - as the remainder - an open-chain conjugated diolefin with 4 to 8 carbon atoms, ζ. B. to understand a rubber-like copolymer of a large amount of isobutylene and a small amount of isoprene. Preferably, the copolymer of a monoolefin 70 is 1 to 99 parts by weight ^, ζ. B. isobutylene or ethylmethylethylene with 1 Z 2 to 30 parts by weight of an open-chain conjugated diolefin, ζ. B. isoprene, 1,3-butadiene, piperylene, 2,3-dimethylbutadiene-1,3,1,2-dimethylbutadiene-1,3 (3-methylpentadiene-1,3), 1,3-dimethylbutadiene-1,3 , 1-ethylbutadiene-1,3, 1,4-dimethylbutadiene-1,3, are copolymerized.

Als Vulkanisiermittel kann in der selbstdichtenden Schicht Schwefel vorhanden sein. In diesem Fall ist vorzugsweise auch einer der üblichen Beschleuniger, z. B. Mercaptobenzothiazol, zugegen. Der Schwefel kann in der Masse entweder in Form elementaren Schwefels oder in Form einer Verbindung (z. B. als Tetramethylthiuramdisulfid) enthalten sein, die beim Erhitzen Schwefel frei macht. Im letzteren Falle kann die schwefelliefernde Verbindung bekanntlich auch als Vulkanisationsbeschleuniger wirken. Gleichgültig, in welcher Form Schwefel zugegeben wird, die Gesamtmenge des für die Vulkanisation zur Verfügung stehenden Schwefels soll 0,2 bis 1,0 und vorzugsweise 0,3 bis 0,6 Gewichtsprozent des Butylkautschuks ausmachen.Sulfur can be present as a vulcanizing agent in the self-sealing layer. In this case it is preferably also one of the usual accelerators, e.g. B. mercaptobenzothiazole, present. The sulfur can in bulk either in the form of elemental sulfur or in the form of a compound (e.g. as tetramethylthiuram disulfide) which releases sulfur when heated. In the latter case, the sulfur-producing Compound is known to also act as a vulcanization accelerator. Regardless of the form Sulfur is added, the total amount of sulfur available for vulcanization should Make up 0.2 to 1.0, and preferably 0.3 to 0.6 percent by weight of the butyl rubber.

009 628/431009 628/431

Claims (1)

3 43 4 Bevorzugt jedoch benutzt man die sogenannten werden, wobei die zu benutzenden Mengen in den üblichenHowever, preference is given to using the so-called are, the amounts to be used being the usual »schwefelfreien« Massen, in denen an Stelle von Schwefel Grenzen schwanken,"Sulfur-free" masses, in which limits fluctuate instead of sulfur, ein Vulkanisiermittel benutzt wird, das einen Chinon- .a vulcanizing agent is used which is a quinone. ring enthält, wobei p-Chinondioxim und ρ,ρ'-Dibenzoyl- .Beispiel 1ring contains, where p-quinonedioxime and ρ, ρ'-dibenzoyl-. Example 1 chinondioxim bevorzugt werden. Diese Vulkanisiermittel 5 Bestandteile Gewichtsteilequinonedioxime are preferred. This vulcanizing agent contains 5 parts by weight sollen ebenfalls in einer Menge vorhanden sein, die 0,2 bis Zinkperoxyd 2,0should also be present in an amount ranging from 0.2 to 2.0 zinc peroxide 1,0 Gewichtsprozent des Butylkautschuks ausmacht. Butylkautschuk (80:20-MischpolymerisatMakes up 1.0 percent by weight of the butyl rubber. Butyl rubber (80:20 copolymer Gegebenenfalls können diese Mittel mit Schwefel zu- von Isobutylen und Isopren) 100,0If necessary, these agents can be added with sulfur from isobutylene and isoprene) 100.0 sammen benutzt werden. Das Gewicht beider soll dann Schwarzes Eisenoxyd 80,0can be used together. The weight of both should then be 80.0 Black Iron Oxide ebenfalls 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent des Butylkautschuks io Stearinsäure 3,0likewise 0.2 to 1.0 percent by weight of the butyl rubber io 3.0 stearic acid ausmachen. Zinkoxyd 6,0turn off. Zinc oxide 6.0 Als Hilfsvulkanisierrnittel für die selbstdichtenden p-Chinondioxim 0,5As an auxiliary vulcanizing agent for the self-sealing p-quinone dioxime 0.5 Schichten werden erfindungsgemäß sowohl organische als Weichmacher (niedrigmolekulares flüssigesAccording to the invention, layers are both organic and plasticizers (low molecular weight liquid auch anorganische Peroxyde benutzt, so z. B. Blei-, Polyisobutylen, hochmolekulares Polyiso-inorganic peroxides are also used, e.g. B. lead, polyisobutylene, high molecular weight polyiso- Barium-, Zink-, Kupfer-, Kalium-, Silber-, Natrium- und 15 butylen, Paraffmöl) 54,0Barium, zinc, copper, potassium, silver, sodium and butylene, paraffin oil) 54.0 Calciumperoxyd; Metallperoxyborate, -peroxychromate, Haftendes Harz (nicht reaktionsfähiges un-Calcium peroxide; Metal peroxyborates, peroxychromates, adhesive resin (non-reactive, un- -peroxyniobate, -peroxydicarbonate, -peroxydiphosphate, modifiziertes Phenolformaldehydharz) ... 13,0-peroxyniobates, -peroxydicarbonates, -peroxydiphosphates, modified phenol-formaldehyde resin) ... 13.0 -peroxydisulfate, -peroxygermanate, -peroxymolybdate, . .-peroxydisulfate, -peroxygermanate, -peroxymolybdate,. . -peroxymonocarbonate,-peroxymonophosphate,-peroxy- Beispiel-peroxymonocarbonate, -peroxymonophosphate, -peroxy- example monosulfate, -peroxynitrate, Magnesiumperoxyd oder 20 Bestandteile Gewichtsteilemonosulfate, -peroxynitrate, magnesium peroxide or 20 components by weight Natriumpyrophosphatperoxyd; und von organischen Bleiperoxyd 2,0Sodium pyrophosphate peroxide; and of organic lead peroxide 2.0 Peroxyden z.B. Caproyl-, Lauryl-, Heptoyl-, Capryl-, Butylkautschuk (80:20-MischpolymerisatPeroxides e.g. caproyl, lauryl, heptoyl, capryl, butyl rubber (80:20 copolymer Nonyl-, Undecyl-, Tridecyl-, Myristyl-, Benzoyl- und von Isobutylen und Isopren) 100,0Nonyl, undecyl, tridecyl, myristyl, benzoyl and of isobutylene and isoprene) 100.0 Phenacetylperoxyd. Bevorzugt werden Zinkperoxyd und Schwarzes Eisenoxyd 80,0Phenacetyl peroxide. Zinc peroxide and black iron oxide 80.0 are preferred Bleiperoxyd angewendet. 25 Stearinsäure 3,0Lead peroxide applied. 25 stearic acid 3.0 Das Hilfsvulkanisiermittel soll in einer 0,5 bis 4,0 und Zinkoxyd 6,0The auxiliary vulcanizing agent should be in a 0.5 to 4.0 and zinc oxide 6.0 vorzugsweise 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent des Butyl- p-Chinondioxim 0,5preferably 1.0 to 3.0 percent by weight of the butyl p-quinone dioxime 0.5 kautschuks entsprechenden Menge vorhanden sein. Weichmacher (niedrigmolekulares flüssigesrubber corresponding amount. Plasticizer (low molecular weight liquid Das schwarze Eisenoxyd, das ebenfalls einen wesent- Polyisobutylen, hochmolekulares Polyiso-The black iron oxide, which is also an essential polyisobutylene, high molecular weight polyiso- lichen Bestandteil der Dichtungsschicht darstellt, wird 30 butylen, Paraffmöl) 54,0Union is part of the sealing layer is 30 butylene, paraffin oil) 54.0 gewöhnlich als Ferriferrooxyd oder Magnetit bezeichnet, Haftendes Harz (nicht reaktionsfähiges un-usually referred to as ferriferro oxide or magnetite, adhesive resin (non-reactive, un- das ein Molekulargewicht von 231,92, eine Dichte von 5,18 modifiziertes Phenolformaldehydharz)... 13,0that has a molecular weight of 231.92, a density of 5.18 modified phenol-formaldehyde resin) ... 13.0 und eine Teilchengröße zwischen 0,1 und 20 Mikron hat. Das Eisenoxyd dient als Verstärkungsmittel, währendand has a particle size between 0.1 and 20 microns. The iron oxide acts as a reinforcing agent while Es muß in einer Menge vorhanden sein, die zwischen Weichmacher und haftendes Harz der Masse Haft-It must be present in an amount that is sufficient between the plasticizer and the adhesive resin of the mass 60 und 95%, vorzugsweise 75 und 85 Gewichtsprozent, 35 vermögen verleihen und sie weich machen. Die obigen60 and 95%, preferably 75 and 85 percent by weight, 35 impart strength and make them soft. The above des Butylkautschuks liegt, wenn die besten Ergebnisse Massen können in der üblichen Weise durch VermischenThe butyl rubber lies when the best results can be obtained by mixing in the usual way erzielt werden sollen. der Bestandteile in einer Kugelmühle oder in einemshould be achieved. of the ingredients in a ball mill or in one Außer den obengenannten Bestandteilen können die Innenmischer hergestellt werden. Die selbstdichtendeIn addition to the above components, the internal mixers can be manufactured. The self-sealing Schichten noch die üblichen Antioxydantien, Weich- Schicht entsteht durch Kalandern oder Verpressen derLayers still the usual antioxidants, soft layer is created by calendering or pressing the macher, Haftmittel, Pigmente, Füllstoffe und Ver- 40 Masse. Wenn die Schichten bei 120 bis 2000C oder höherMakers, adhesives, pigments, fillers and compounds. If the layers are at 120 to 200 0 C or higher Stärkungsmittel enthalten. Sie sind bei der üblichen 4 bis 180 Minuten lang vulkanisiert werden, besitzen dieContain tonics. They have to be vulcanized for 4 to 180 minutes at the usual time Vulkanisationstemperatur zwischen 120 und 200° C teilweise vulkanisierten Schichten ausgezeichnete Dich-Vulcanization temperature between 120 and 200 ° C partially vulcanized layers excellent sealing 5 bis 180 Minuten oder sogar langer vulkanisierbar. tungseigenschaften und fließen auch im nicht befestigtenCan be vulcanized for 5 to 180 minutes or even longer. properties and flow even in unpaved areas Die neuen selbstdichtenden Schichten besitzen eine Zustand nicht, selbst wenn sie erheblichen Verformungseinzigartige Kombination von Eigenschaften, die sie in 45 kraft en unterworfen werden, den Stand setzen, ihre Plastizität und ihren Zusammenhalt zu bewahren und Durchlöcherungen gründlich zu Patentanspruch: verschließen, selbst wenn sie unter außergewöhnlichenThe new self-sealing layers do not have a state even if they are significantly unique in deformation Combination of properties to which they are subjected in 45 powers, set the stand to preserve their plasticity and their cohesion and perforations thoroughly to patent claim: close up, even when under exceptional Bedingungen, z. B. bei erhöhten Temperaturen, sehr Selbstdichtende Schichten für aufblasbare Hohllange Zeit gebraucht oder gelagert werden, während sie 50 körper aus Kautschuk mit einer Dichtungsschicht auf der anderen Seite genügend steif und formbeständig aus einer Mischung von Butylkautschuk, schwarzem sind, so daß sie selbst unter dem Einfluß verhältnismäßig Eisenoxyd, einem Vulkanisiermittel und einem Hilfsgroßer Fliehkräfte, wie sie z. B. bei sich schnell drehenden vulkanisiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftreifen vorkommen, nicht fließen. Hilfsvulkanisiermittel aus einem anorganischen oderConditions, e.g. B. at elevated temperatures, very self-sealing layers for inflatable hollow long time used or stored, while they 50 body made of rubber with a sealing layer on the other hand, it is sufficiently rigid and dimensionally stable from a mixture of butyl rubber, black are so that even under the influence of relatively iron oxide, a vulcanizing agent and an auxiliary large Centrifugal forces, as they are for. B. with rapidly rotating vulcanizing agent, characterized in that the Pneumatic tires occur, not flow. Auxiliary vulcanizing agent made from an inorganic or Zur Erläuterung der Erfindung werden im folgenden 55 organischen Peroxyd besteht.In order to explain the invention, there are 55 organic peroxide below. typische Zusammensetzungen angegeben. Das Verhältnis typical compositions given. The relationship der Hauptbestandteile kann in den genannten Grenzen In Betracht gezogene Druckschriften:the main components can be considered within the specified limits: schwanken, und gewisse Bestandteile können durch USA.-Patentschrift Nr. 2 587 470;and certain ingredients can be found in U.S. Patent No. 2,587,470; andere ersetzt oder ergänzt werden, die gewöhnlich bei Marchionna, Butalstic Polymers, 1946, S. 446,others are replaced or supplemented, which are usually found in Marchionna, Butalstic Polymers, 1946, p. 446, der Verarbeitung von Butylkautschuken angewandt 60 3. Absatz.applied to the processing of butyl rubbers 60 3rd paragraph. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 009 628/431 10.60009 628/431 10.60
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