DE102010029031B4

DE102010029031B4 - Luftreifen und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE102010029031B4
Application number: DE102010029031.9A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Mori
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2030-05-18
Also published as: US8596319B2; US20100288410A1; JP2010264956A; DE102010029031A1; CN101890879B; CN101890879A; JP4636194B2

Abstract

Luftreifen, der mit Notlaufverstärkungsschichten (10) im linken und im rechten Seitenwandabschnitt (2) versehen ist, die einen Notlauf ermöglichen, wobei auf einer Innenseite eines Laufflächenabschnitts (1) eine Laufflächenverstärkungsschicht (12) vorgesehen ist, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet ist, welche eine Mischung aus einem Thermoplastharzbestandteil und einem Elastomerbestandteil enthält, wobei die Laufflächenverstärkungsschicht (12) und die Notlaufverstärkungsschichten (10) auf einer Reifeninnenoberfläche vorgesehen sind, die einem Reifenhohlraumabschnitt (11) zugewandt ist, und die Laufflächenverstärkungsschicht (12) und die Notlaufverstärkungsschichten (10) so verbunden sind, dass sie die Reifeninnenoberfläche bedecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der mit Notlauffunktion versehen ist, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Bekannt sind Luftreifen mit Verstärkungsschichten mit sichelförmigen Querschnitten, die aus einem Gummi mit hoher Härte gebildet sind und die auf der linken und der rechten Seitenwand vorgesehen sind. Diese Verstärkungsschichten stützen eine Last und ermöglichen ein Weiterfahren, wenn der Luftreifen aufgrund eines Lochs oder Ähnlichem in einem Notlaufzustand ist (siehe zum Beispiel die JP 2008-037114 A und die JP 2008-037117 A ).
Luftreifen, die über diese Arten von Verstärkungsschichten mit Notlauffunktion versehen sind, neigen während des Notlaufs zur Wölbung in einem Laufflächenabschnitt. Besonders wenn diese Art von Wölbung auf vereisten oder verschneiten Straßenoberflächen auftritt, besteht ein Problem darin, dass eine Kontaktfläche des Reifens mit der vereisten oder verschneiten Straßenoberfläche verringert wird, was zum Rutschen des Reifens führt und das Fahren unmöglich macht.
DE 699 26 413 T2 offenbart einen Luftreifen mit Notlaufeigenschaften. Der Luftreifen weist Seitenwandeinsätze und eine Zenitverstärkungsstruktur auf, welche in einer Äquatorialebene des Luftreifens ausgebildet ist. Die Zenitverstärkungsstruktur weist einen Reif auf, welcher aus einem thermoplastischen Material hergestellt sein kann.
DE 601 13 918 T2 offenbart einen Notlaufeigenschaften aufweisenden Radial-Luftreifen mit (a) einer Lauffläche, (b) einer Karkasse, die zumindest eine Radiallage und zwei Wulstbereiche und zwei Seitenwände, die jede durch zumindest einen Einsatz verstärkt sind, umfasst, und (c) einer Gürtelstruktur zwischen der Lauffläche und der Karkasse. Jeder Einsatz weist einen an dem axial inneren Bereich des Einsatzes befindlichen porösen Elastomerabschnitt auf, wobei der poröse Elastomerabschnitt in eine steifere Elastomerschicht eingebettet ist, die den Rest des Einsatzes bildet.
DE 699 08 984 T2 offenbart einen Radialluftreifen mit Notlaufeigenschaften, der einen Laufstreifen, zwei nicht ausdehnbare ringförmige Wülste, eine Karkassenlagenstruktur mit einer oder mehreren radialen Lagen und eine Gürtelstruktur aufweist, welche sich zwischen dem Laufstreifen und der Lagenstruktur befindet. Weiterhin weist der Reifen einen Innerliner und zwei Seitenwände auf, wovon jede durch wenigstens einen Keileinsatz verstärkt ist. Weiterhin weist der Reifen mehrere parallel ausgerichtete Unterstützungselemente auf, die seitlich über dem Laufstreifen und radial innerhalb des Laufstreifens liegen.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind das Bereitstellen eines Luftreifens, der ein Wölben während des Notlaufs unterdrückt und eine Verbesserung in der Notlauffahrleistung auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen ermöglicht, und das Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen desselben.
Um die vorstehenden Aufgaben zu erfüllen, ist der Luftreifen der vorliegenden Erfindung ein Luftreifen, der an einem linken und einem rechten Seitenwandabschnitt mit Notlaufverstärkungsschichten versehen ist, die Notlauf ermöglichen, wobei auf einer Innenseite eines Laufflächenabschnitts eine Laufflächenverstärkungsschicht vorgesehen ist, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet ist, welche eine Mischung aus einem Thermoplastharzbestandteil und einem Elastomerbestandteil enthält. Die Laufflächenverstärkungsschicht und die Notlaufverstärkungsschichten sind auf einer Reifeninnenoberfläche vorgesehen, die einem Reifenhohlraumabschnitt zugewandt ist, und die Laufflächenverstärkungsschicht und die Notlaufverstärkungsschichten sind so verbunden, dass sie die Reifeninnenoberfläche bedecken.
Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens der vorliegenden Erfindung wird beim Aufbau eines Rohreifens, der mit der Laufflächenverstärkungsschicht ausgestattet ist, der Rohreifen aufgebaut, indem die Laufflächenverstärkungsschicht durch Wickeln eines Streifenmaterials, das aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung in Umfangsrichtung gebildet ist, vorgefertigt wird, und die vorgefertigte Laufflächenverstärkungsschicht an einem teilbaren steifen Kern befestigt wird, der die Form der Reifeninnenoberfläche aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Steifigkeit des Laufflächenabschnitts erhöht werden, und ein Wölben während des Notlaufs kann effektiv unterdrückt werden, indem eine Laufflächenverstärkungsschicht verwendet wird, die aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet ist, die eine größere Steifigkeit als die von Gummi in dem Laufflächenabschnitt aufweist, in dem beim Notlauf eine Wölbung auftritt. Auf diese Weise kann eine Kontaktfläche des Reifens sogar auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen beibehalten werden, und der Notlauf kann ermöglicht werden. Die Notlauffahrleistung auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen kann daher verbessert werden.
Außerdem kann die Haltbarkeit im Notlauf verbessert werden, da die Notlaufstrecke aufgrund der Unterdrückung des Wölbens des Laufflächenabschnitts verlängert wird.
1 ist eine Reifenquerschnittsmeridianansicht einer Ausführungsform des Luftreifens der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zum Bilden der Notlaufverstärkungsschicht zeigt.
3 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zum Bilden der Laufflächenverstärkungsschicht zeigt.
4 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Formen der Notlaufverstärkungsschicht zeigt.
5 ist eine erläuternde Ansicht, die ein anderes Beispiel eines Verfahrens zum Formen der Notlaufverstärkungsschicht zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht der Notlaufverstärkungsschicht, die von der unvulkanisierten Gummischicht bedeckt ist.
7 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Formen der Laufflächenverstärkungsschicht zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht der Laufflächenverstärkungsschicht, die von der unvulkanisierten Gummischicht bedeckt ist.
9 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zum Befestigen der Laufflächenverstärkungsschicht an dem steifen Kern zeigt.
10 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zum Befestigen der linken und der rechten Notlaufverstärkungsschicht an dem steifen Kern zeigt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen nachstehend ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Luftreifens der vorliegenden Erfindung, wobei 1 einen Laufflächenabschnitt bezeichnet, 2 einen Seitenwandabschnitt bezeichnet und 3 einen Reifenwulstabschnitt bezeichnet.
Die Karkassenschichten 4, 5 verlaufen zwischen dem linken und dem rechten Reifenwulstabschnitt 3, und beide Enden sind so gestaltet, dass sie ein Reifenwulstfüllmittel 7 um einen Reifenwulstkern 6 umschließen, der in den Reifenwulstabschnitten 3 eingebettet ist, und sind in der Reifenaxialrichtung von innen nach außen zurückgefaltet. Eine zweischichtige Gürtelschicht 8 ist auf einer äußeren Umfangsseite der Karkassenschichten 5 des Laufflächenabschnitts 1 vorgesehen, und auf der äußeren Umfangsseite davon ist eine Gürteldeckschicht 9 vorgesehen.
Die linke und die rechte Notlaufverstärkungsschicht 10, die sichelförmige Querschnitte aufweisen und einen Notlauf ermöglichen, sind auf dem linken und rechten Seitenwandabschnitt 2 vorgesehen. Die linke und die rechte Notlaufverstärkungsschicht 10 sind kreisförmig auf einer Reifeninnenoberfläche bereitgestellt, die auf einer Innenseite der Karkassenschicht 4 angeordnet ist und einem Reifenhohlraumabschnitt 11 zugewandt ist. Jede der Notlaufverstärkungsschichten 10 ist aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet, die eine Mischung aus einem Thermoplastharzbestandteil und einem Elastomerbestandteil einschließt.
Eine Laufflächen-Verstärkungsschicht 12, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet ist, die einen Thermoplastharzbestandteil und einen Elastomerbestandteil einschließt, ist auf einer Innenseite des Laufflächenabschnitts 1 vorgesehen, um die Spanne zwischen dem linken und dem rechten Schulterabschnitt 1A zu überbrücken. Die Laufflächenverstärkungsschicht 12 ist auch auf der Reifeninnenoberfläche vorgesehen, die auf der Innenseite der Karkassenschicht 4 ist und dem Reifenhohlraumabschnitt 11 zugewandt ist. Außerdem grenzt die Laufflächenverstärkungsschicht 12 an die linke und die rechte Notlaufverstärkungsschicht 10 an und verläuft kreisförmig in der Reifenumfangsrichtung. Die Laufflächenverstärkungsschicht 12 und die linke und die rechte Notlaufverstärkungsschicht 10 sind in einer Breitenrichtung des Reifens verbunden und bedecken die gesamte Reifeninnenoberfläche. Die Laufflächenverstärkungsschicht 12 und die linke und die rechte Notlaufverstärkungsschicht 10, die miteinander verbunden sind, um ein einziges Ganzes zu bilden, fungieren auch als Luftpenetrationsverhinderungsschicht. Deshalb wird auf eine üblicherweise bereitgestellte Innenseelenschicht verzichtet.
An einer Laufflächenoberfläche 13 werden durch Hauptrillen 14, die in der Reifenumfangsrichtung verlaufen, und Querrillen (nicht dargestellt), die in der Reifenbreitenrichtung verlaufen, Blöcke 15 gebildet. An den einzelnen Blöcken 15 sind Lamellen (nicht dargestellt) vorgesehen, die in der Reifenbreitenrichtung verlaufen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie vorstehend beschrieben, eine Steifigkeit des Laufflächenabschnitts 1 erhöht werden, ein Wölben während des Notlaufs kann effektiv unterdrückt werden, eine Kontaktfläche des Reifens kann sogar auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen beibehalten werden, und die Notlaufleistung auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen kann verbessert werden, und zwar aufgrund der Bereitstellung der Laufflächenverstärkungsschicht 12, die aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet ist, die eine größere Steifigkeit als die von Gummi in dem Laufflächenabschnitt aufweist, in dem beim Notlauf die Wölbung auftritt.
Außerdem kann die Notlaufstrecke verlängert werden, und die Haltbarkeit im Notlauf kann verbessert werden, da die Wölbung des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt werden kann.
In der vorliegenden Erfindung fällt ein elastischer Speichermodul Ea des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, das bzw. die die Laufflächenverstärkungsschicht 12 bildet, vorzugsweise in einen Bereich zwischen 20 und 1.000 MPa. Wenn der elastische Speichermodul Ea weniger als 20 MPa beträgt, kann aufgrund ungenügender Steifigkeit ein Wölben während des Notlaufs nicht effektiv unterdrückt werden. Wenn andererseits der elastische Speichermodul Ea größer als 1.000 MPa ist, ist die Laufflächenverstärkungsschicht 12 zu hart, und es treten Probleme mit der Fahrkomfortleistung auf. Ferner beträgt die Steifigkeit vorzugsweise zwischen 20 und 500 MPa. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich „elastischer Speichermodul” auf einen elastischen Speichermodul, der mit einem Toyoseiki-Elastizitätsspektrometer unter den folgenden Bedingungen gemessen wird: 10% statische Verzerrung; ±2% dynamische Verzerrung; 20 Hz Frequenz; und bei einer Temperatur von 20°C.
Vorzugsweise liegt eine Dicke t der Laufflächenverstärkungsschicht 12 in einem Bereich zwischen 1 und 15 mm. Wenn die Dicke t keiner als 1 mm ist, lässt sich die Wölbung während des Notlaufs aufgrund ungenügender Steifigkeit nur schwer effektiv unterdrücken. Wenn sie andererseits größer als 15 mm ist, ist die Laufflächenverstärkungsschicht 12 zu hart, und es treten Probleme mit der Fahrkomfortleistung auf.
Um eine ungenügende Steifigkeit zu verhindern und die Fahrkomfortleistung zu gewährleisten, ist die Beziehung zwischen dem elastischen Speichermodul Ea (MPa) des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, das bzw. die die Laufflächenverstärkungsschicht 12 bildet, und der Dicke t (mm) der Laufflächenverstärkungsschicht 12 vorzugsweise derart, dass das Produkt von (Ea × t) in einem Bereich zwischen 20 und 1.500 MPa/mm liegt.
Vorzugsweise fällt der elastische Speichermodul des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, das bzw. die die Notlaufverstärkungsschichten 10 bildet, in einen Bereich zwischen 20 und 500 MPa. Wenn der elastische Speichermodul unter 20 MPa liegt, sinkt die Stützkapazität während des Notlaufs, und die Haltbarkeit im Notlauf nimmt ab. Wenn er andererseits größer als 500 MPa ist, sind die Notlaufverstärkungsschichten 10 zu hart, und die Fahrkomfortleistung verschlechtert sind.
Hinsichtlich einer Dicke der Notlaufverstärkungsschichten 10 wird bevorzugt, dass eine maximale Dicke in einem Bereich zwischen 3 und 30 mm liegt. Wenn die Dicke kleiner als 3 mm ist, sinkt die Stützkapazität während des Notlaufs, und die Haltbarkeit im Notlauf nimmt ab. Wenn sie andererseits größer als 30 mm ist, sind die Notlaufverstärkungsschichten 10 zu hart, und die Fahrkomfortleistung verschlechtert sich.
Vorzugsweise sind die Notlaufverstärkungsschichten 10 aus dem vorstehend genannten thermoplastischen Harz oder der vorstehend genannten thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet, doch sie können auch ebenso wie im Stand der Technik aus einem Gummi hoher Härte gebildet sein. Bei Verwendung eines Gummis wird bevorzugt, dass die Dicke (maximale Dicke) der Notlaufverstärkungsschichten 10 in einen Bereich von 10 bis 20 mm fällt. Beim Bilden der Notlaufverstärkungsschichten 10 aus einem Gummi wird eine Innenseelenschicht auf der Innenseite der Karkasse 4 als Luftpenetrationsverhinderungsschicht bereitgestellt.
Ein Luftreifen, der mit den Notlaufverstärkungsschichten 10 und der Laufflächenverstärkungsschicht 12 ausgestattet ist, wie vorstehend erwähnt, wird vorzugsweise folgendermaßen hergestellt. Beim Aufbau eines Rohreifens, der mit den Notlaufverstärkungsschichten 10 und der Laufflächenverstärkungsschicht 12 ausgestattet ist, wie in 2 und 3 dargestellt, werden die Notlaufverstärkungsschichten 10 und die Laufflächenverstärkungsschicht 12 jeweils nach separaten Verfahren vorgefertigt.
2 zeigt ein Herstellungsverfahren für die Notlaufverstärkungsschichten 10, wobei die Notlaufverstärkungsschichten 10 durch vorheriges kreisförmiges Wickeln eines oder mehrerer Streifenmaterialien S des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung auf einer Formoberfläche 21A eines Formwerkzeugs 21 hergestellt werden. Die Streifenmaterialien S, an die mechanische Spannung angelegt wird, werden nacheinander um das Formwerkzeug 21 gewickelt, während dieses gedreht wird.
Die Notlaufverstärkungsschichten 10 weisen eine Konstruktion auf, bei der die Streifenmaterialien S in einer Reifenradialrichtung laminiert sind; im Falle einer solchen laminierten Konstruktion werden die Streifenmaterialien S so gewickelt, dass die angelegte mechanische Spannung abnimmt, je mehr sich die Streifenmaterialien S in der Reifenradialrichtung einer Außenseite (Oberseite von 2) nähern. Insbesondere nimmt beim Wickeln der Streifenmaterialien S die Wickelspannung zu, je mehr sich die Streifenmaterialien S in der Reifenradialrichtung einer Innenseite nähern, und die Spannung wird allmählich reduziert, so dass die Wickelspannung progressiv abnimmt, je mehr sich die Streifenmaterialien S in der Reifenradialrichtung der Außenseite nähern.
Eine Anzahl an Wicklungen nimmt zu, wenn die Notlaufverstärkungsschichten 10 aus Streifenmaterialien S gebildet werden, die den thermoplastischen Harz oder die thermoplastische Elastomerzusammensetzung verwenden. Um eine Form solcher Notlaufverstärkungsschichten 10 zu stabilisieren, ist es notwendig, die Spannung der gewickelten Streifenmaterialien S zu steuern; die Spannung steuert man also, wie vorstehend beschrieben, durch progressives Reduzieren der Wickelspannung, je mehr sich die Streifenmaterialien in Reifenradialrichtung der Außenseite nähern.
Wenn die Spannung der Streifenmaterialien S T (N) ist, der elastische Speichermodul E (Pa) ist und die Querschnittsfläche A (m²) ist, wird hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bevorzugt, dass die Spannung von einer mittleren Position einer Reifenquerschnittshöhe SH zur Innenseite in Reifenradialrichtung T = (0,01 bis 0,15) × E × A ist, und die Spannung von der mittleren Position der Reifenquerschnittshöhe SH zur Außenseite in Reifenradialrichtung T = (0,001 bis 0,01) × E × A ist.
Für die Notlaufverstärkungsschichten 10 wird bevorzugt, dass die Form der Notlaufverstärkungsschichten 10 durch Pressen einer Matrize 22 zum Formen der Notlaufverstärkungsschichten 10 gebildet werden, wie in 4 dargestellt. Wenn die Notlaufverstärkungsschichten 10 durch Wickeln der Streifenmaterialien S gebildet werden, bilden sich zwangsläufig Spalten in angrenzenden Bereichen, wodurch Luft in laminierten Bereichen eingefangen wird, was zu Problemen während eines Vulkanisationsverfahrens führen kann. Durch Pressen mit der Matrize 22, um die Notlaufverstärkungsschichten 10 zu formen, werden die Spalten behoben, und eingefangene Luft wird verteilt oder abgeführt. Insbesondere wird bevorzugt, die Notlaufverstärkungsschichten 10 während des Formens mit der Matrize 22 zu erwärmen, um die Form weiter zu stabilisieren. Vorzugsweise ist die Matrize 22 so aufgebaut, dass sie in der Lage ist, die Notlaufverstärkungsschichten 10 in eine finale Elementform zu bringen.
Alternativ kann, wie in 5 dargestellt, eine sich frei drehende Formwalze 23 anstelle der Matrize 22 verwendet werden, um die Notlaufverstärkungsschichten 10 auszubilden, indem die drehbare Formwalze 23 auf eine Oberfläche der Notlaufverstärkungsschichten 10 gedrückt wird, während sie gedreht wird.
Wie in 6 dargestellt, sind die geformten Notlaufverstärkungsschichten 10 vorzugsweise mit unvulkanisierten Gummischichten 30 bedeckt. Dies wird unter dem Aspekt der Adhäsion an der angrenzenden unvulkanisierten Karkasse 4 bevorzugt. Vorzugsweise sind die Notlaufverstärkungsschichten 10 vollständig bedeckt, doch auch eine Teilbedeckung der Bereiche, die die Adhäsion beeinträchtigen, ist akzeptabel. Vorzugsweise werden die Notlaufverstärkungsschichten 10 mit einem Klebstoff an die unvulkanisierten Gummischichten 30 gebunden. Die unvulkanisierten Gummischichten 30 können aus derselben Gummiart hergestellt sein wie die unvulkanisierte Karkasse 4, die ein daran angrenzender Reifenbestandteil ist; oder es kann auch ein Gummi sein, der entsprechend der Situation ausgewählt ist und physikalische Eigenschaften aufweist, die zwischen denen des Bestandteilmaterials der Notlaufverstärkungsschichten 10 und des Gummis der Karkassenschicht 4 liegen.
Unterdessen zeigt 3 ein Herstellungsverfahren für die Laufflächenverstärkungsschicht 12, wobei die Laufflächenverstärkungsschicht 12 durch vorheriges kreisförmiges Wickeln eines oder mehrerer Streifenmaterialien N aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung um ein trommelförmiges Formwerkzeug 24 gebildet wird. Die Streifenmaterialien N, an die mechanische Spannung angelegt wird, werden nacheinander um ein Formwerkzeug 24 gewickelt, während dieses gedreht wird.
Die Laufflächenverstärkungsschicht 12 weist ebenfalls eine Konstruktion auf, bei der die Streifenmaterialien N in der Reifenradialrichtung laminiert sind; auch im Falle solch einer laminierten Konstruktion werden die Streifenmaterialien N vorzugsweise derart gewickelt, dass die angelegte Spannung abnimmt, je mehr sich die Streifenmaterialien N in Reifenradialrichtung der Außenseite (Oberseite von 3) nähern. Das heißt, beim Wickeln der Streifenmaterialien N nimmt die Wickelspannung zu, je mehr sich die Streifenmaterialien N in Reifenradialrichtung einer Innenseite nähern, und die Spannung wird allmählich reduziert, sodass die Wickelspannung progressiv abnimmt, je mehr sich die Streifenmaterialien N in Reifenradialrichtung der Außenseite nähern.
Aus dem zuvor genannten Grund wird auch für die Laufflächenverstärkungsschicht 12 bevorzugt, dass die Form der Laufflächenverstärkungsschicht 12 durch Pressen mit einer Matrize 25 zum Formen der Laufflächenverstärkungsschicht 12 hergestellt wird, wie in 7 dargestellt. Insbesondere wird die Laufflächenverstärkungsschicht 12 während des Formens mit der Matrize 25 erwärmt, um die Form weiter zu stabilisieren. Vorzugsweise ist die Matrize 25 so aufgebaut, dass sie in der Lage ist, die Laufflächenverstärkungsschicht 12 in eine finale Elementform zu bringen. Alternativ kann eine sich frei drehende Formwalze 23 anstelle der Matrize 25 verwendet werden, wie in 5 dargestellt.
Wie in 8 dargestellt, ist die geformte Laufflächenverstärkungsschicht 12 vorzugsweise mit unvulkanisierten Gummischichten 30 bedeckt. Dies wird unter dem Aspekt der Adhäsion mit der angrenzenden unvulkanisierten Karkasse 4 bevorzugt. Vorzugsweise wird die Laufflächenverstärkungsschicht 12 mit einem Klebstoff an die unvulkanisierte Gummischicht 30 gebunden, wie bereits oben beschrieben. Die unvulkanisierten Gummischichten 30 können aus derselben Gummiart hergestellt sein wie die unvulkanisierte Karkasse 4, die ein daran angrenzender Reifenbestandteil ist; oder es kann auch ein Gummi sein, der entsprechend der Situation ausgewählt ist und physikalische Eigenschaften zwischen denen des Bestandteilmaterials der Laufflächenverstärkungsschichten 12 und des Gummis der Karkassenschicht 4 aufweist.
Ein Rohreifen wird unter Verwendung der Notlaufverstärkungsschichten 10 und Laufflächenverstärkungsschicht 12 aufgebaut, die in der oben beschriebenen Weise vorgefertigt wurden. Wie in 9 dargestellt, ist insbesondere die Laufflächenverstärkungsschicht 12 an dem teilbaren steifen Kern 26 befestigt, der die Form der Reifeninnenoberfläche aufweist. Als nächstes werden, wie in 10 dargestellt, die linke und die rechte Notlaufverstärkungsschicht 10 angebracht. Danach wird jeder Reifenbestandteil auf herkömmliche Weise befestigt, um einen Rohreifen auf dem steifen Kern 26 aufzubauen. Nach dem Aufbau wird der steife Kern 26 auseinandergenommen, und der steife Kern 26 wird vom Rohreifen entfernt. Der Luftreifen von 1 wird durch Vulkanisieren des erlangten Rohreifens mittels Druckerwärmung in einer Reifenvulkanisierform hergestellt.
Beim Aufbau des Rohreifens kann im Vergleich zum Aufbauen des Rohreifens durch direktes Wickeln der Streifenmaterialien N und S auf den steifen Kern 26 zwecks Bildung der Laufflächenverstärkungsschicht 12 und der Notlaufverstärkungsschicht 10 die zum Aufbauen des Rohreifens erforderliche Zeit verkürzt werden, indem der Rohreifen mittels Befestigen der vorgefertigten Laufflächenverstärkungsschicht 12 und der Notlaufverstärkungsschichten 10 aufgebaut wird, wodurch die Produktivität verbessert wird.
Die vorstehend genannten Streifenmaterialien N und S weisen viereckige Formen wie rechteckige Querschnitte oder Ähnliches auf, wobei vorzugsweise Streifenmaterialien mit einer Breite zwischen 5 und 30 mm und einer Dicke zwischen 0,1 und 0,4 mm verwendet werden, was dann möglich ist, wenn der thermoplastische Harz verwendet wird. Außerdem werden vorzugsweise Streifenmaterialien mit einer Breite zwischen 5 und 30 mm und einer Dicke zwischen 1,0 und 5,0 mm verwendet, was bei Verwendung der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung möglich ist. Wenn die Breite und/oder die Dicke kleiner als die vorstehenden Bereiche sind, nimmt der Grad der Formenfreiheit ab (es wird schwierig, eine gewünschte Form zu erreichen). Wenn andererseits die vorstehenden Bereiche überschritten werden, verschlechtert sich die Formbeständigkeit.
In der vorliegenden Erfindung gehören zu Beispielen thermoplastischer Harze, die für die Notlaufverstärkungsschicht 10 und die Laufflächenverstärkungsschicht 12 verwendet werden können, Polyamidharze (zum Beispiel Nylon 6 (N6), Nylon 66 (N66), Nylon 46 (N46), Nylon 11 (N11), Nylon 12 (N12), Nylon 610 (N610), Nylon 612 (N612), Nylon-6/66-Copolymer (N6/66), Nylon-6/66/610-Copolymer (N6/66/610), Nylon MXD6 (MXD6), Nylon 6T, Nylon-6/6TCopolymer, Nylon-66/PP-Copolymer und Nylon-66/PPS-Copolymer) und N-Alkoxyalkylate davon wie Methoxymethylat von Nylon 6, Methoxymethylat von Nylon-6/610-Copolymer und Methoxymethylat von Nylon 612; Polyesterharze (zum Beispiel aromatische Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylenisophthalat (PEI), PET/PEI-Copolymer, Polyarylat (PAR), Polybutylennaphthalat (PBN), Flüssigkristallpolyester und Polyoxyalkylendiimidsäure/Polybutylenterephthalat-Copolymer); Polynitrilharze (zum Beispiel Polyacrylnitril (PAN), Polymethacrylonitril, Acrylnitril/Styrol-Copolymer (AS), (Meth)acrylnitril/Styrol-Copolymer und (Meth)acrylnitril/Styrol/Butadien-Copolymer); Polymethacrylatharze (zum Beispiel Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polyethylmethacrylat); Polyvinylharze (zum Beispiel Vinylacetat, Polyvinylalkohol (PVA), Vinylalkohol/Ethylen-Copolymer (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylchlorid (PVC), Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymer, Vinylidenchlorid/Methylacrylat-Copolymer und Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymer); Celluloseharze (zum Beispiel Celluloseacetat und Celluloseacetatbutyrat); Fluorharze (zum Beispiel Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF), Polychlorfluorethylen (PCTFE) und Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer); Imidharze (zum Beispiel aromatisches Polyimid (PI)) und dergleichen.
Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung kann durch Beimischen des Elastomerbestandteils zu dem vorstehend beschriebenen Thermoplastharzbestandteil gebildet werden. Zu Beispielen für Elastomere, die in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet werden können, gehören Dien-Kautschuke und Hydrogenate davon (zum Beispiel Naturgummi (NR), Isopren-Kautschuk (IR), epoxidierter Naturgummi, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR, Hoch-cis-BR und Nieder-cis-BR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydrierter NBR und hydrierter SBR); Olefin-Kautschuk (zum Beispiel Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM, EPM), maleierter Ethylen-Propylen-Kautschuk (M-EPM), Butyl-Kautschuk (IIR), Copolymer aus Isobutylen und aromatischem Vinyl oder Dienmonomer, Acryl-Kautschuk (ACM) und Ionomer); halogenhaltige Gummis (zum Beispiel Br-IIR, Cl-IIR, bromiertes Copolymer von Isobutylen/Paramethylstyrol (Br-IPMS), Chloropren-Kautschuk (CR), Chlorhydrin-Kautschuk (CHR), chlorsulfonierter Polyethylen-Kautschuk (CSM), chlorierter Polyethylen-Kautschuk (CM) und maleierter chlorierter Polyethylen-Kautschuk (M-CM)); Silikon-Kautschuke (zum Beispiel Methylvinylsilikon-Kautschuk, Dimethylsilikone-Kautschuk und Methylphenylvinylsilikon-Kautschuk); schwefelhaltige Kautschuke (zum Beispiel Polysulfid-Kautschuk); Fluor-Kautschuke (zum Beispiel Vinylidenfluorid-Kautschuke, fluorhaltige Vinylether-Kautschuke, Tetrafluorethylen-Propylen-Kautschuke, fluorhaltige Silikon-Kautschuke und fluorhaltige Phosphazen-Kautschuke); thermoplastische Elastomere (zum Beispiel Styrolelastomere, Olefinelastomere, Esterelastomere, Urethanelastomere und Polyamidelastomere) und dergleichen.
Wenn die Kompatibilität zwischen dem vorstehend spezifizierten Thermoplastharzbestandteil und dem Elastomerbestandteil schwankt, kann ein geeigneter Kompatibilitätsbeschleuniger als dritter Bestandteil verwendet werden, um den Thermoplastharzbestandteil und den Elastomerbestandteil kompatibel zu machen. Durch Beimischen des Kompatibilitätsbeschleunigers in das gemischte System sinkt die Grenzflächenspannung zwischen dem Thermoplastharz- und dem Elastomerbestandteil, wodurch ein Durchmesser von Gummiteilchen, die eine dispergierte Schicht bilden, sehr fein wird, was dazu führt, dass die Eigenschaften beider Bestandteile effektiver zutage treten. Allgemein kann der Kompatibilitätsbeschleuniger ein Copolymer mit einer Struktur von einem oder beiden des Thermoplastharz- und des Elastomerbestandteils sein, oder auch eine Copolymerstruktur mit einer Epoxygruppe, Carbonylgruppe, Halogengruppe, Aminogruppe, Oxazolingruppe, Hydroxygruppe oder Ähnlichem, die in der Lage ist, mit dem Thermoplastharz- oder dem Elastomerbestandteil zu reagieren. Diese können auf der Basis des miteinander vermischten Thermoplastharz- und des Elastomerbestandteils ausgewählt werden. Zu Beispielen für in der Regel verwendete Kompatibilitätsbeschleuniger gehören ein Styrol/Ethylen-Butylen-Blockcopolymer (SEBS) und eine maleierte Form davon, EPDM, EPM, EPDM/Styrol- oder EPDM/Acrylnitril-Pfropfcopolymer und eine maleierte Form davon, Styrol/Maleinsäure-Copolymer, reaktives Phenoxyn und dergleichen. Bezüglich der Menge des beigemischten Kompatibilitätsbeschleunigers liegt keine besondere Einschränkung vor, doch sie beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Polymerbestandteils (die Summe des Thermoplastharz- und des Elastomerbestandteils).
Beim Beimischen des Thermoplastharz- und des Elastomerbestandteils liegt bezüglich des Zusammensetzungsverhältnisses zwischen dem speziellen Thermoplastharzbestandteil (A) und dem Elastomerbestandteil (B) keine besondere Einschränkung vor, und sie kann auf geeignete Weise anhand des elastischen Speichermoduls und der Querschnittsfläche der Streifenmaterialien bestimmt werden. Ein bevorzugtes Gewichtsverhältnis liegt jedoch im Bereich von 90/10 bis 30/70.
Der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den vorstehend genannten wesentlichen Polymerbestandteilen kompatibilitätsbeschleunigende Polymere und andere Polymere beigemischt werden, solange die notwendigen Eigenschaften der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung für Reifen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Zu Beispielen für Zwecke des Beimischens anderer Polymere gehören das Verbessern der Kompatibilität zwischen dem Thermoplastharz- und dem Elastomerbestandteil, das Verbessern der Formbarkeit des Materials, das Verbessern der Wärmebeständigkeit, das Reduzieren der Kosten und dergleichen. Zu Beispielen für die Materialien, die zum Erfüllen dieser Zwecke verwendet werden, gehören Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), ABS, SBS, Polycarbonat (PC) und dergleichen. Der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung können ferner ein Füllmittel, das im Allgemeinen mit einer Polymermischung gemischt wird (zum Beispiel Calciumcarbonat, Titanoxid, Aluminiumoxid oder Ähnliches), ein Verstärkungsmittel wie Ruß, Weißruß oder Ähnliches, ein Erweichungsmittel; ein Weichmacher; ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Pigment, ein Farbstoff, ein Alterungsverzögerungsmittel oder Ähnliches willkürlich beigemischt werden, solange die notwendigen Eigenschaften des elastischen Speichermoduls nicht von solchen Mitteln beeinträchtigt werden.
Außerdem kann der Elastomerbestandteil dynamisch vulkanisiert werden, wenn er mit dem thermoplastischen Harz gemischt wird. Beim dynamischen Vulkanisieren können Vulkanisierungsmittel, Vulkanisierungshilfsmittel, Vulkanisationsbedingungen (Temperatur, Zeit) und dergleichen entsprechend der Zusammensetzung des hinzuzufügenden Elastomerbestandteils ausgewählt werden, und es liegt keine besondere Einschränkung für sie vor.
Als das Vulkanisierungsmittel können allgemein erhältliche Gummivulkanisierungsmittel (Vernetzungsmittel) verwendet werden. Zu speziellen Beispielen für das Vulkanisierungsmittel gehören Schwefel-Vulkanisierungsmittel wie pulverförmiger Schwefel, ausgefällter Schwefel, stark dispergierbarer Schwefel, oberflächenbehandelter Schwefel, unlöslicher Schwefel, Dimorpholindisulfid, Alkylphenoldisulfid und dergleichen, wobei diese beispielsweise in einer Menge von etwa 0,5 bis 4 phr verwendet werden können („phr” bezieht sich auf Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Gummibestandteils (Elastomers)).
Zusätzlich gehören zu Beispielen für organische Vulkanisierungsmittel auf Peroxidbasis Benzoylperoxid, t-Butylhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethylhexan-2,5-di(peroxylbenzoat) und dergleichen, wobei die Vulkanisierungsmittel beispielsweise in einer Menge von etwa 1 bis 20 phr verwendet werden können.
Außerdem gehören zu Beispielen für Vulkanisierungsmittel auf Phenolharzbasis bromierte Alkylphenolharze und gemischte vernetzte Systeme, die ein Alkylphenolharz und einen Halogendonor wie Zinnchlorid, Chloropren oder Ähnliches enthalten, wobei die Vulkanisierungsmittel beispielsweise in einer Menge von etwa 1 bis 20 phr verwendet werden können. Zu anderen Beispielen für Vulkanisierungsmittel gehören Zinkweiß (etwa 5 phr), Magnesiumoxid (etwa 4 phr), Bleiglätte (etwa 10 bis 20 phr), p-Chinondioxim, p-Dibenzoylchinondioxim, Tetrachlor-p-benzochinon, Poly-p-dinitrosobenzol (etwa 2 bis 10 phr) und Methylendianilin (etwa 0,2 bis 10 phr).
Je nach Notwendigkeit kann ein Vulkanisierungsbeschleuniger zugegeben werden. Für den Vulkanisierungsbeschleuniger können allgemein erhältliche Vulkanisierungsbeschleuniger wie Vulkanisierungsbeschleuniger auf Aldehydammoniakbasis, Guanidinbasis, Thiazolbasis, Sulfenamidbasis, Thiurambasis, Dithiosäuresalzbasis und Thioharnstoffbasis beispielsweise in einer Menge von etwa 0,5 bis 2 phr verwendet werden. Zu speziellen Beispielen gehören ein Aldehydammoniak-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Hexamethylentetramin und dergleichen, ein Guanidin-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Diphenylguanidin und dergleichen, ein Thiazol-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Dibenzothiazyldisulfid (DM), 2-Mercaptobenzothiazol und dessen Zn-Salz, ein Cyclohexylaminsalz und dergleichen, ein Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Cyclohexylbenzothiazylsulfenamid (CBS), N-Oxydiethylenbenzothiazyl-2-sulfenamid, N-t-Butyl-2-benzothiazolsulfenamid, 2-(Thymolpolynyldithio)benzothizol und dergleichen, ein Thiuram-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), Tetraethylthiuramdisulfid, Tetramethylthiurammonosulfid (TMTM), Dipentamethylenthiuramtetrasulfid und dergleichen, ein Dithionat-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Zn-Dimethyldithiocarbamat, Zn-Diethyldithiocarbamat, Zn-n-Butyldithiocarbamat, Zn-Ethylphenyldithiocarbamat, Te-Diethyldithiocarbamat, Cu-Dimethyldithiocarbamat, Fe-Dimethyldithiocarbamat, Pipecolinpipecolyldithiocarbamat und dergleichen, und ein Thioharnstoff-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Ethylenthioharnstoff, Diethylthioharnstoff und dergleichen.
Außerdem kann zusätzlich ein allgemein verwendetes Hilfsmittel für einen Gummi als Vulkanisierungsbeschleunigungs-Hilfsmittel verwendet werden. Zum Beispiel können Zinkweiß (etwa 5 phr), Stearinsäure, Oleinsäure und deren Zn-Salze (etwa 2 bis 4 phr) oder Ähnliches verwendet werden. Das Verfahren zum Herstellen der thermoplastische Elastomerzusammensetzung ist folgendes. Der Thermoplastharzbestandteil und der Elastomerbestandteil (der im Falle von Gummi unvulkanisiert ist) werden zuvor mit einem biaxialen Kneter/Extruder oder Ähnlichem schmelzgeknetet. Der Elastomerbestandteil wird als disperse Phase (Domäne) in dem thermoplastischen Harz dispergiert, das eine kontinuierliche Phase (Matrix) bildet. Beim Vulkanisieren des Elastomerbestandteils kann das Vulkanisierungsmittel während des Knetens zugegeben werden, um den Elastomerbestandteil dynamisch zu vulkanisieren. Obwohl verschiedene Kompoundierungsmittel (außer Vulkanisierungsmitteln) während des Knetens zu dem Thermoplastharz- oder dem Elastomerbestandteil zugegeben werden können, wird bevorzugt, die Kompoundierungsmittel vor dem Kneten vorzumischen. Bezüglich des für das Kneten des Thermoplastharz- und Elastomerbestandteils verwendeten Kneter liegen keine besonderen Einschränkungen vor, und es kann ein Schneckenextruder, Kneter, Banbury-Mischer, biaxialer Kneter/Extruder oder Ähnliches verwendet werden. Von diesen wird der biaxiale Kneter/Extruder vorzugsweise zum Kneten des Thermoplastharz- und Elastomerbestandteils und zum dynamischen Vulkanisieren des Elastomerbestandteils verwendet. Außerdem können zwei oder mehr Arten von Knetern verwendet werden, um den Thermoplastharz- und den Elastomerbestandteil nacheinander zu kneten. Als Bedingung für das Schmelzkneten wird bevorzugt, dass eine Temperatur gleich oder größer als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes sein sollte. Eine Schergeschwindigkeit zur Zeit des Knetens beträgt vorzugsweise 1.000 bis 7.500 s^–1. Eine Gesamtknetzeit beträgt zwischen 30 Sekunden und 10 Minuten. Außerdem beträgt im Falle des Zugebens eines Vulkanisierungsmittels eine Vulkanisationszeit nach der Zugabe vorzugsweise zwischen 15 Sekunden und 5 Minuten. Die mit dem vorstehenden Verfahren hergestellte thermoplastische Elastomerzusammensetzung kann durch ein allgemein verwendetes Verfahren zum Formen eines thermoplastischen Harzes wie Spritzgießen, Extrusionsgießen oder Ähnliches in einer gewünschten Streifenform ausgebildet werden.
Das so erlangte Streifenmaterial weist eine Struktur auf, bei der der Elastomerbestandteil (B) als diskontinuierliche Phase in einer Matrix des thermoplastischen Harzes (A) dispergiert ist. Durch die Anwendung einer solchen Struktur ist es möglich, sowohl ausreichende Flexibilität als auch ausreichende Steifigkeit bereitzustellen, da die Harzschicht die kontinuierliche Phase ist. Außerdem ist es beim Formen möglich, eine Formverarbeitbarkeit zu erreichen, die ungeachtet der Menge des Elastomerbestandteils äquivalent zu derjenigen des thermoplastischen Harzes ist.
Die Notlaufverstärkungsschichten 10 und die Laufflächenverstärkungsschicht 12 können mit dem nachfolgenden Verfahren an die Karkassenschicht 4 angeklebt werden, die an die Notlaufverstärkungsschicht 10 und die Laufflächenverstärkungsschicht 12 angrenzt. Ein Klebstoff, der ein herkömmliches Polymer auf Gummibasis, Phenolharzbasis, Acrylcopolymerbasis, Isocyanatbasis oder ein ähnliches Polymer und ein Vernetzungsmittel enthält, die in einem Lösungsmittel gelöst wurden, wird auf ein Reifenwulstfüllmittel aufgetragen, wobei die Anhaftung durch die Wärme und den Druck beim Vulkanisationsformen erfolgt. Außerdem lautet ein anderes Klebeverfahren wie folgt. Ein Harz zum Gebrauch als Klebstoff, z. B. Styrol-Butadien-Styrol-Copolymer (SBS), Ethylen-Ethylacrylat (EEA), Styrol-Ethylen-Butylen-Blockcopolymer (SEBS) oder Ähnliches, wird zusammen mit dem Streifenmaterial extrudiert, oder es wird laminiert, um ein mehrschichtiges Laminat zu bilden, das bei der Vulkanisation an die angrenzende Karkassenschicht 4 angeklebt wird. Zu Beispielen für solche Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis gehören jene auf Phenolharzbasis (CHEMLOK 220, Lord Corporation), auf Basis von chloriertem Gummi (CHEMLOK 205, CHEMLOK 2343), auf Isocyanatbasis (CHEMLOK 402) und dergleichen.
In der vorstehend genannten Ausführungsform sind bei dem Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung die Notlaufverstärkungsschichten 10 so vorgesehen, dass sie dem Reifenhohlraumabschnitt 11 zugewandt sind. Jedoch können die Notlaufverstärkungsschichten 10 auch zwischen der zweischichtigen Karkassenschicht 4, 5 vorgesehen sein. Wenn eine Innenseele vorhanden ist, können die Notlaufverstärkungsschichten 10 außerdem zwischen der Innenseele und einer Innenseite der Karkassenschicht 4 vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung lässt sich vorzugsweise bei einem Luftreifen anwenden, der zum Gebrauch auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen vorgesehen ist, eine Notlauffunktion aufweist und mit Lamellen sn den Blöcken versehen ist, ist jedoch selbstverständlich nicht auf eine solche Verwendung beschränkt.
Beispiele
Es wurde eine übliche Reifengröße von 205 × 55R15 verwendet. Als Testreifen wurden folgende Reifen erzeugt: Ein Reifen 1 der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) mit einer Struktur wie in 1 dargestellt, bei dem Notlaufverstärkungsschichten, die sichelförmige Querschnitte aufweisen und aus einem Gummi hergestellt sind, auf einer Innenseite linker und rechter Seitenwandabschnitte bereitgestellt wurden, und eine Laufflächenverstärkungsschicht, die aus einer in Tabelle 1 dargestellten thermoplastischen Elastomerzusammensetzung hergestellt wurde (mit einem elastischen Speichermodul von 60 MPa), auf einer Innenseite eines Laufflächenabschnitts bereitgestellt wurde, ein Reifen 2 der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2) mit einer Struktur wie in 1 dargestellt, bei dem Notlaufverstärkungsschichten, die sichelförmige Querschnitte aufweisen und aus einem in Tabelle 2 dargestellten thermoplastischen Harz hergestellt wurden (mit einem elastischen Speichermodul von 60 MPa), auf einer Innenseite linker und rechter Seitenwandabschnitte bereitgestellt wurden, und eine Laufflächenverstärkungsschicht, die aus dem gleichen thermoplastischen Harz hergestellt wurde, auf einer Innenseite eines Laufflächenabschnitts bereitgestellt wurde, ein herkömmlicher Reifen, der dem erfindungsgemäßen Reifen 1 entspricht, außer dass die Laufflächenverstärkungsschicht nicht bereitgestellt wurde (herkömmliches Beispiel), und ein Vergleichsreifen, der dem erfindungsgemäßen Reifen 1 entspricht, außer dass die Laufflächenverstärkungsschicht aus einem Gummi mit einer Härte von 70 nach japanischer Industrienorm (JIS) hergestellt wurde (Vergleichsbeispiel).
Die Laufflächenverstärkungsschicht der erfindungsgemäßen Reifen und des Vergleichsreifens weist eine allgemeine Dicke von 5 mm auf. Außerdem beträgt eine maximale Dicke der Notlaufverstärkungsschichten 10 mm für den erfindungsgemäßen Reifen 2, und 15 mm für den erfindungsgemäßen Reifen 1, den herkömmlichen Reifen und den Vergleichsreifen.
Die Testreifen wurden jeweils auf eine Felge mit einer Felgengröße von 16 × 6J aufgezogen. Der Luftdruck wurde auf 0 kPa eingestellt, und die Reifen wurden jeweils als linker Hinterreifen eines PKW (beladen mit einer Last, die vier Personen gleichkommt) mit einem Hubraum von 2.000 cm³ verwendet. Die Bewertungstests der Notlauffahrleistung auf Eis, der Notlaufbremsleistung auf Eis und der Haltbarkeit im Notlauf wurden gemäß den folgenden Testverfahren durchgeführt, wobei die erzielten Ergebnisse in Tabelle 3 dargestellt sind. Es ist zu beachten, dass auch für die anderen Räder außer dem linken Hinterrad Reifen und Felgen der gleichen Größe verwendet wurden. Der Luftdruck dieser Reifen wurde auf 230 kPa eingestellt.
Notlauffahrleistung auf Eis
Die Notlauffahrleistung auf Eis wurde nach der folgenden 3-stufigen Skala auf einer Teststrecke mit vereister Straße mit einer Eistemperatur von –2°C bewertet.

O:: Fuhr ohne Rutschen
Δ:: Fuhr mit Rutschen
X:: Geriet außer Kontrolle, kein Fahren möglich

Notlaufbremsleistung auf Eis
Die Strecke, die erforderlich war, um zum Stehen zu kommen, wurde gemessen, nachdem bei einer Fahrgeschwindigkeit von 40 km/h auf einer Teststrecke mit vereister Straße mit einer Eistemperatur von –2°C eine Vollbremsung gemacht wurde. Die Bewertungsergebnisse sind als Indexwert ausgedrückt, wobei ein herkömmlicher Reifen für 100 steht. Ein größerer Indexwert weist auf eine bessere Notlaufbremsleistung auf Eis hin.
Haltbarkeit im Notlauf

Die Fahrtstrecke wurde auf einer rechteckigen Kreisteststrecke mit trockener Straße gemessen. Die Fahrgeschwindigkeit betrug 80 km/h. Es wurde die Strecke gemessen, bis ein Testfahrer unnormale Vibrationen durch Versagen des Testreifens fühlte und die Fahrt beendete. Die Bewertungsergebnisse sind als Indexwert ausgedrückt, wobei ein herkömmlicher Reifen für 100 steht. Ein größerer Indexwert weist auf eine bessere Haltbarkeit im Notlauf hin. Tabelle 1

	Materialzusammensetzung	Produktname	Hersteller
Thermoplastisches Harz	Nylon 11 (50%)	RILSAN BESNO TL	ARKEMA
Elastomer	Modifizierter BPR (50%)	TAFMER MP0610	Mitsui Chemicals, Inc.

Tabelle 2

	Materialzusammensetzung	Produktname	Hersteller
Thermoplastisches Harz	Nylon 11 (50%)	RILSAN BESNO TL	ARKEMA

Tabelle 3

	Beispiel des Stands der Technik	Vergleichsbeispiel	Ausführungsbeispiel 1	Ausführungsbeispiel 2
Notlauffahrleistung auf Eis	X	Δ	O	O
Notlaufbremsleistung auf Eis	100	102	105	120
Haltbarkeit im Notlauf	100	100	102	115

Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass der Reifen der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung in der Notlaufbrems- und -fahrleistung auf Eis ermöglicht, was eine Verbesserung der Notlaufleistung auf vereisten und verschneiten Straßenoberflächen erlaubt. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass der Reifen der Erfindung eine Verbesserung der Haltbarkeit im Notlauf ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Reifenwulstabschnitt
10: Notlaufverstärkungsschicht
11: Reifenhohlraumabschnitt
12: Laufflächenverstärkungsschicht
13: Laufflächenoberfläche
15: Block
30: Unvulkanisierte Gummischicht
N, S: Streifenmaterial

Claims

Luftreifen, der mit Notlaufverstärkungsschichten (10) im linken und im rechten Seitenwandabschnitt (2) versehen ist, die einen Notlauf ermöglichen, wobei auf einer Innenseite eines Laufflächenabschnitts (1) eine Laufflächenverstärkungsschicht (12) vorgesehen ist, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet ist, welche eine Mischung aus einem Thermoplastharzbestandteil und einem Elastomerbestandteil enthält, wobei die Laufflächenverstärkungsschicht (12) und die Notlaufverstärkungsschichten (10) auf einer Reifeninnenoberfläche vorgesehen sind, die einem Reifenhohlraumabschnitt (11) zugewandt ist, und die Laufflächenverstärkungsschicht (12) und die Notlaufverstärkungsschichten (10) so verbunden sind, dass sie die Reifeninnenoberfläche bedecken.
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei ein elastischer Speichermodul des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, das bzw. die die Laufflächenverstärkungsschichten (12) bildet, zwischen 20 und 1.000 MPa beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dicke der Laufflächenverstärkungsschicht (12) zwischen 1 und 15 mm beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Produkt aus dem elastischen Speichermodul des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, das bzw. die die Laufflächenverstärkungsschicht (12) bildet, und der Dicke der Laufflächenverstärkungsschicht (12) zwischen 20 und 1.500 MPa × mm beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Notlaufverstärkungsschichten (10) aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, welche eine Mischung des Thermoplastharzbestandteils und des Elastomerbestandteils enthält, gebildet sind.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an einer Laufflächenoberfläche (13) ausgebildete Blöcke mit Lamellen versehen sind.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 1, wobei beim Aufbauen eines Rohreifens, der mit der Laufflächenverstärkungsschicht (12) ausgestattet ist, der Rohreifen aufgebaut wird, indem die Laufflächenverstärkungsschicht (12) durch Wickeln der Streifenmaterialien (N, S), die aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet sind, in Umfangsrichtung vorgefertigt wird, und die Laufflächenverstärkungsschicht (12) an einem teilbaren steifen Kern befestigt wird, der die Form der Reifeninnenoberfläche aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 7, wobei die vorgefertigte Laufflächenverstärkungsschicht (12) vor dem Befestigen geformt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 7 oder 8, wobei die vorgefertigte Laufflächenverstärkungsschicht (12) mit einer unvulkanisierten Gummischicht bedeckt wird, bevor sie befestigt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei der Rohreifen aufgebaut wird, indem die Notlaufverstärkungsschichten (10) durch Wickeln der Streifenmaterialien (N, S), die aus dem thermoplastischen Harz oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gebildet sind, in Umfangsrichtung vorgefertigt werden, und die Notlaufverstärkungsschichten (10) befestigt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 10, wobei die Notlaufverstärkungsschichten (10) eine Konstruktion aufweisen, wobei die Streifenmaterialien (N, S) in einer Reifenradialrichtung laminiert sind und die Streifenmaterialien (N, S) so gewickelt sind, dass die angelegte mechanische Spannung abnimmt, je mehr sich die Streifenmaterialien (N, S) in Reifenradialrichtung einer Außenseite nähern.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 10 oder 11, wobei die vorgefertigten Notlaufverstärkungsschichten (10) vor dem Befestigen geformt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die vorgefertigten Notlaufverstärkungsschichten (10) mit einer unvulkanisierten Gummischicht (30) bedeckt werden, bevor sie befestigt werden.