[发明专利]使用低压等离子体的橡胶表面处理

说明书

技术领域

本发明涉及使用低压等离子体的材料表面处理，并且特别地涉及橡胶的表面处理，其用于所述表面的改性以得到某些期望的表面性质。

发明背景

在所有种类的车辆轮胎的制造中，将包含若干未硫化橡胶化合物的层的轮胎毛坯或“生胎”置于金属模中，所述金属模产生所述轮胎的外形，即轮廓、侧壁几何形状和胎面图案。为了将未硫化的轮胎毛坯压到金属模外形中，将胶囊(bladder)放置在所述生胎之内并且用热的蒸汽加压。所述胶囊通过加压的热蒸汽将生胎压入所述模的空腔中，并且加热所述生胎从而使它硫化。所述胶囊通常由橡胶构成。取决于轮胎尺寸和轮胎类型，该工艺可能进行约20-30分钟。

为了防止生胎在硫化工艺期间粘附到所述胶囊上，将脱模剂施加到所述胶囊与生胎接触的表面。如果没有将脱模剂施用于所述胶囊或者施用不足，可能会难于或不可能将所述胶囊从硫化的轮胎分离。一个胶囊可以用来生产约400-600个轮胎，在这之后由于强度和老化原因，它将会被替换并丢弃。

基于硅氧烷或滑石而组成的脱模剂是经常使用的。实际上在几次(比如4-6次)硫化之后，必须再次施加脱模剂，这是因为在胶囊上的一些脱模剂转移到所得到轮胎的内部(内衬)。

留在轮胎内部的脱模剂可能会引起问题，特别是如果例如在后来要将材料或部件施加到所述内衬上时。

这样的材料的例子是用于修复并密封刺伤的密封物质。这只能在所述内衬上没有脱模剂的情况下起作用。

另一个例子是测量设备，例如用于轮胎温度测定的设备。

因此，要使用昂贵且高耗能的工艺和污染性的清洁剂来净化所述内衬的表面。但即使是洗涤也只能适用于某些脱模剂，这是不能令人满意的。

另一个例子是一些汽车制造厂在所述内衬上粘附泡沫吸声材料的条带以降低轮胎噪音。目前只能对所述泡沫材料将要粘贴的区域进行机械粗糙化，而这会损伤所述内衬。

申请人开发了方法和材料，例如胶状或触变材料，用于施加到轮胎的内衬上，其目的是平衡轮胎和/或其上设置轮胎的车轮。为了约束这样的材料，在内衬上施加肋线并且在施加所述肋线前需要净化所述内衬和去除任何脱模剂。

已经试验和应用了不同的措施例如

-用溶剂净化

-用高压净化器净化

-施用底漆

-内衬的机械粗糙化。

热塑性材料和弹性体的等离子体处理是已知的。但是，为了改性所述表面从而使其它材料例如油漆以及其它表面处理能在之后很好地粘附。一个典型例子是汽车工业，其中如车身部件(例如减震器)用低压等离子体处理以实现涂漆在所述车身部件上优良的粘附。这些减震器典型地由PP或EPDM制成，并且其它材料不能良好地粘附到这些材料上，这些材料的减震器通常不能持久地涂漆。通过低压等离子体处理，它们的表面被改性从而使涂漆良好地粘附。这样的改性通常在氧等离子体中进行。

美国专利6,488,992公开了包含O形圈的弹性体密封可以具有化学耐受的薄膜，其通过等离子聚合技术施加到所述弹性体的表面，增强了弹所述性体的耐磨性和环境耐性且没有改变所述弹性体的物理性能。所述薄膜可以是在射频/微波双重的动力源反应器中通过等离子沉积施用的硅烷聚合物。

美国专利5,198,033公开了一种用于处理带坯(strip-stock)材料(例如管、线、网等)的等离子体处理设备，其通过使带坯移动穿过所述设备的等离子体处理区而提供改进的表面处理一致性，同时将所述材料上的张力维持在预定范围内。

美国专利申请2009/289396公开了一种用于循环利用聚合材料特别是例如源自于轮胎等的硫化橡胶的方法，其包括得到衍生自先前的制造物或产品的颗粒形式的固态聚合物材料。将所述聚合物颗粒暴露于流体处理介质，所述处理介质化学改性所述颗粒表面以提供化学活化的颗粒表面，同时维持所述颗粒内部的聚合物性质。所述表面活化的聚合物颗粒与可流动的粘合剂或粘结材料相结合。然后所述粘合剂或粘结材料与表面-活化的聚合物颗粒密切接触而固化、干燥或硬化，以形成合并了所述循环聚合物颗粒的材料体，所述颗粒具有与所述固化、干燥或硬化的粘合剂或粘结材料结合的表面。用这种方法，可以将大比例的颗粒材料循环利用到新产品之中，其显示出良好的性能，例如弹性性能。

美国专利4,214,014公开了用于硬质或脱水的亲水性接触镜的表面处理，以降低杂质在其上的沉积，包含在所述透镜成型和抛光之后使其经历气体放电(例如在氧气气氛中)。