[发明专利]轮胎组件中的木质素

说明书

技术领域

本发明通常涉及轮胎组件，且更具体地，本发明涉及含有木质素的轮胎组件。

背景技术

橡胶组合物由未处理的天然橡胶的使用发展至复杂的聚合体系的使用，所述聚合体系的使用可用于如车辆轮胎、减震器和其他弹性体产品的产品的合成弹性体聚合物配制。在橡胶产品的发展早期，混合器将填料分散至弹性体中以提供给橡胶组合物物理增强和/或体积(bulk)。炭黑是常用作填料的第一材料之一。其他材料也可用作填料，一些用于增强，一些提供体积，一些用于增强和体积两者，这种材料包括例如二氧化硅、粘土和碳酸钙。本领域已知的这些和其他填料可在橡胶组合物中单独使用或结合使用。

尽管填料是公知的并提供给包含它们的弹性体产品独特的益处，仍然持续寻找可满足这些产品的消费者需求的新型且较便宜的填料。轮胎工业尤其寻求满足在较低成本下更好的车辆轮胎性能的需求的方法。

发明内容

本发明的特定具体实施方案包括一种由基于一种橡胶组合物的材料制成的车辆轮胎，所述橡胶组合物含有未磺化木质素的颗粒。本文所用的术语“基于”认为橡胶制品或橡胶组件由硫化或固化的橡胶组合物(其在它们组装之时是未固化的)制成。因此固化的橡胶组合物是“基于”未固化的橡胶组合物。

可由含有未磺化木质素颗粒的组合物形成的特定的轮胎组件包含车辆轮胎的胎侧、车辆轮胎的底胎面或车辆轮胎的胎侧和底胎面两者。因此，具体实施方案包括一种具有胎侧和底胎面的车辆轮胎，所述胎侧、底胎面或者胎侧和底胎面两者基于一种橡胶组合物，所述橡胶组合物包含高度不饱和二烯弹性体、胎体级炭黑和包含至少70重量％的未磺化木质素的颗粒，其中所述颗粒构成颗粒和炭黑总重量的不超过50重量％。

本发明的另一具体实施方案包括一种用于翻新轮胎的胎面带，所述胎面带具有顶部部分和底胎面部分，所述底胎面部分基于一种包含如下的橡胶组合物：高度不饱和二烯弹性体、胎体级炭黑和包含至少70重量％的未磺化木质素的颗粒，其中所述颗粒为颗粒和炭黑总重量的不超过50重量％。

通过本发明的特定具体实施方案的如下的更详细的描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将是显而易见的

具体实施方式

车辆轮胎由多个部件或组件组成，每一个部件或组件在轮胎中表现特定的功能。通常，轮胎包括一对环箍形式的胎圈用于固定帘布层并用于提供将轮胎锁定至车轮总成(wheel assembly)的方式。在胎圈之间延伸的帘布层由用作轮胎外壳中的主要增强材料的帘线组成。轮胎进一步包括在胎面之下环绕轮胎周向延伸的用于加强外壳和胎面的带束。胎面为接触马路或其他驾驶表面的轮胎部分。轮胎的胎侧保护帘布层免于马路危害和臭氧，并通常为在胎面和胎圈之间延伸的轮胎的最外部的橡胶组件。

一些轮胎胎面具有顶部/底胎面结构，将顶部设计为接地的且最外表面配备花纹块和花纹沟，将底胎面设计为在顶部之下并支撑顶部。因此底胎面位于胎面顶部和轮胎胎体之间。底胎面不旨在为接地的，因此不旨在具有与顶部相同的性质，例如良好的牵引和良好的磨耗性。

本发明的具体实施方案包括橡胶组合物和用橡胶组合物制得的制品，所述橡胶组合物具有包含至少70重量％的未磺化木质素的颗粒作为填料。本发明的具体实施方案包括具有由橡胶组合物制得的胎侧和/或底胎面的车辆轮胎，所述橡胶组合物具有含木质素的颗粒。车辆轮胎可包括，例如，客车轮胎、轻型货车轮胎、货车轮胎、工程机械轮胎和飞机轮胎。

木质素为复杂的高分子量聚合物，性质为天然酚类，与植物和树木中的纤维素紧密相关。木质素为在木头中存在的第二最丰富的一类化学物质，纤维素为最丰富的化学物质。可用于本发明的特定具体实施方案中的未磺化木质素自用于溶解木质素的黑液(包含NaOH和Na₂S)回收，由此在牛皮制浆(kraft pulping)操作过程中从纤维素分离。

在特定的具体实施方案中，回收的木质素产物被喷雾干燥以提供自由流动性粉末。由于纤维素纤维已在制浆过程中得以去除，木质素颗粒为基本上不含纤维的颗粒。合适的木质素的例子为INDULINAT，其为木质素含量为97重量％，并可购自MeadWestvaco Corporation的自由流动性粉末形式的牛皮(kraft)松木质素。