DE102018208457A1

DE102018208457A1 - Verfahren zur Herstellung eines technischen Gummiartikels umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber und technischer Gummiartikel

Info

Publication number: DE102018208457A1
Application number: DE102018208457.2A
Authority: DE
Inventors: Mikheil Doroshenko; Andreas Tyburski
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Gummiartikels umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber und einen technischen Gummiartikel umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber.Das Verfahren umfasst wenigstens folgende Verfahrensschritte:a) Bereitstellung eines technischen Gummiartikels;b) Aufbringen eines Klebemittels auf wenigstens eine Oberfläche des technischen Gummiartikels, wobei das Klebemittel derart aufgebracht wird, dass es zumindest auf der von dem technischen Gummiartikel abgewandten und damit exponierten Oberfläche Erhebungen aufweist;c) Aufbringen wenigstens eines Geräuschabsorbers auf die exponierte Oberfläche des Klebemittels.Der technische Gummiartikel ist durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Gummiartikels umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber und einen technischen Gummiartikel umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber.
Im Stand der Technik ist bekannt, dass technische Gummiartikel, insbesondere Fahrzeugluftreifen, Geräuschabsorber aufweisen können. Ein Fahrzeugluftreifen umfassend einen Geräuschabsorber in Form eines Schaumstoffrings an der Reifeninnenfläche ist aus der DE 10 2007 028932 A1 und der WO 2015149959 A1 bekannt. Der Geräuschabsorber reduziert die Luftschwingung im Reifen und führt zu einer Verbesserung des Geräuschverhaltens im Fahrzeug. Der Schaumstoffring besteht aus offenzelligem Schaumstoff und wird auch als „Innenabsorber“ bezeichnet. Der Geräuschabsorber ist gemäß der Offenbarung der DE 10 2007 028932 A1 mittels eines Klebemittels (klebrigen Dichtmittels) an die Reifeninnenfläche angebracht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Gummiartikels umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber und einen technischen Gummiartikel umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber bereitzustellen, bei dem die Haftung des Geräuschabsorbers an den technischen Gummiartikel verbessert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäß Verfahren und den erfindungsgemäßen technischen Gummiartikel.
Das Verfahren umfasst wenigstens folgende Verfahrensschritte:

a) Bereitstellung eines technischen Gummiartikels;
b) Aufbringen eines Klebemittels auf wenigstens eine Oberfläche des technischen Gummiartikels, wobei das Klebemittel derart aufgebracht wird, dass es zumindest auf der von dem technischen Gummiartikel abgewandten und damit exponierten Oberfläche Erhebungen aufweist;
c) Aufbringen wenigstens eines Geräuschabsorbers auf die exponierte Oberfläche des Klebemittels.

Der technische Gummiartikel ist durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt.
Dadurch, dass das Klebemittel an der Oberfläche, auf die der Geräuschabsorber aufgebracht wird, Erhebungen aufweist, wird durch die damit verbundenen Kraftspitzen an der Klebemitteloberfläche eine bessere Durchdringung des Klebemittels in die Struktur des Geräuschabsorbers erzielt. Hierdurch wird eine verbesserte Haftung des Geräuschabsorbers an den technischen Gummiartikel erzielt.
Der Geräuschabsorber wird in Verfahrensschritt c) insbesondere dadurch aufgebracht, dass er mit der exponierten Oberfläche des Klebemittels in Kontakt gebracht und optional anschließend angedrückt wird.
Der technische Gummiartikel ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Fahrzeugluftreifen. Wie eingangs beschrieben, werden Geräuschabsorber in Fahrzeugluftreifen eingesetzt. Der Geräuschabsorber haftet hierbei an der Innenfläche des Fahrzeugluftreifens, welche naturgemäß zumindest teilweise gekrümmt ist, wodurch sich Herausforderungen bei der Anhaftung des Geräuschabsorbers ergeben können.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Haftung des Geräuschabsorbers an die Reifeninnenseite verbessert.
Bei Fahrzeugluftreifen wird der Geräuschabsorber insbesondere auf die der dem Laufstreifen gegenüberliegende Innenfläche, und damit insbesondere auf die Innenschicht (auch engl. „innerliner“) aufgebracht.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung weisen die Erhebungen eine Höhe von 0,1 bis 45 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 mm, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 10 mm, wiederum bevorzugt 0,1 bis 3 mm, auf.
Die Höhe der Erhebungen wird senkrecht zur Erstreckungsebene der Oberfläche des technischen Gummiartikels oder im Falle von gekrümmten Oberflächen senkrecht zur Tangentialebene an der Krümmung gemessen.
Ferner kann die Breite der Erhebungen definiert werden. Die Breite wird parallel zur Erstreckungsebene der Oberfläche des technischen Gummiartikels oder im Falle von gekrümmten Oberflächen senkrecht zur Tangentialebene an der Krümmung gemessen. Die Breite wird dabei zwischen den tiefsten Punkten auf beiden Seiten der Erhebung gemessen.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung weisen die Erhebungen eine Breite von 0,1 bis 45 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 mm, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 10 mm, wiederum bevorzugt 0,1 bis 3 mm, auf.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung weisen die Erhebungen einen mittleren Abstand von 0,1 bis 60 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 40 mm, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 10 mm, wiederum bevorzugt 1 bis 8 mm, voneinander auf.
Der Abstand der Erhebungen voneinander wird parallel zur Erstreckungsebene der Oberfläche des technischen Gummiartikels oder im Falle von gekrümmten Oberflächen parallel zur Tangentialebene an der Krümmung gemessen. Gemessen wir hierbei der Abstand der Maxima jeweils zweier Erhebungen zueinander und zwar - insbesondere bei nicht gleich hohen Maxima - in Projektion parallel zur Erstreckungsebene der Oberfläche des technischen Gummiartikels oder im Falle von gekrümmten Oberflächen parallel zur Tangentialebene an der Krümmung.
Unter „mittlerer Abstand“ wird dann das Zahlenmittel aus den verschiedenen Abständen zweier Maxima verstanden.
Die genannten vorteilhaften Dimensionen (Höhe, Breite und Abstand) der Erhebungen sind besonders gut geeignet, um einen Geräuschabsorber haftungsverbessert anzubringen.
Hierbei sind die Erhebungen nicht zu groß, sodass auch nach dem Aufbringen und Andrücken des Geräuschabsorbers nicht erhabene Bereiche der exponierten Klebemitteloberfläche mit dem Geräuschabsorber in Berührung kommen. Zudem sind die Erhebungen nicht zu klein, sodass wirksam Kraftspitzen vorhanden sind.
Gleichzeitig ist durch den genannten Abstand besonders gut sichergestellt, dass die Kraftspitzen nicht zu eng beieinander und nicht zu weit voneinander entfernt sind, um die vorteilhafte Wirkung der Erfindung besonders gut zu erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die exponierte Oberfläche des Klebemittels die Erhebungen in gleichmäßigen Abständen auf.
Hierbei kann es sich um Erhebungen gleicher Ausmaße (Breite und Höhe) oder unterschiedlicher Ausmaße (Breite und Höhe) handeln, wobei jegliche Kombination denkbar ist. Es können sich auch Anordnungen von unterschiedlichen und/oder gleichen Erhebungen musterartig wiederholen.
Damit können insbesondere regelmäßige Unebenheiten in der Oberfläche des Geräuschabsorbers, insbesondere eines Schaumes, die auf Grund der Bearbeitung entstehen können, ausgeglichen werden um so eine gleichmäßige Verteilung des Klebemittels auf der (Schaum)Oberfläche sicherstellen zu können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen alle Erhebungen die gleichen Ausmaße (Breite und Höhe) auf und sind in gleichmäßigen Abständen angeordnet, wodurch sich wellenartige Strukturen ergeben.
Hierdurch sind die Kraftspitzen und somit die verbesserte Haftung gleichmäßig über den Kontaktbereich zwischen technischem Gummiartikel und Geräuschabsorber verteilt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die exponierte Oberfläche des Klebemittels die Erhebungen in ungleichmäßigen Abständen auf.
Damit ist insbesondere gewährleitet, dass zufällige Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Geräuschabsorbers, insbesondere der Schaumoberfläche im Falle eines Schaumes, die auf Grund der Bearbeitung entstehen können, zumindest an einigen, zufälligen Stellen mit mehr Klebemittel benetzt werden und somit eine verbesserte Anhaftung des Geräuschabsorbers an den technischen Gummiartikel resultiert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufbringen des Klebemittels auf den technischen Gummiartikel in Schritt b) durch Aufbringen einer Klebemittelzusammensetzung mittels einer „Zero-Cavity-Düse“.
Eine derartige Düse ist dem Fachmann bekannt. Durch das spezielle Düsen-Design ergeben sich an der exponierten Oberfläche Erhebungen und bei gleichmäßiger Führung der Düse entlang einer Richtung wellenartige Strukturen.
Ferner sind auch alternative Vorrichtungen denkbar und bevorzugt, die mit einer „Zero-Cavity-Düse“ vergleichbar sind, bzw. eine vergleichbare Oberflächengeometrie erzeugen, wobei die Oberflächengeometrie zumindest Erhebungen aufweist.
Durch derartige Vorrichtungen lässt sich das Klebemittel schnell, einfach und kontrolliert aufbringen.
Es ist dabei möglich vergleichsweise dünne Schichten mit einer definierten Breite aufzutragen, wie insbesondere in Streifen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Klebemittel streifenweise auf die Oberfläche des technischen Gummiartikels aufgebracht. Auch hierbei wird bevorzugt eine „Zero-Cavity-Düse“ verwendet.
Hierdurch wird das Klebemittel gleichmäßig und materialsparend aufgetragen.
Die Streifen können dabei parallel zur Umlaufrichtung aufgetragen werden.
Die Streifen können auch senkrecht zur Umlaufrichtung, parallel zur axialen Richtung aufgetragen werden.
Die Streifen können sowohl parallel zur Umlaufrichtung als auch parallel zur axialen Richtung aufgetragen werden.
Ferner können die Streifen in beliebiger Kombination jeglicher Winkel z. B. zur Umlaufrichtung aufgetragen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufbringen des Klebemittels auf den technischen Gummiartikel in Schritt b) durch Aufbringen eines flächigen Gebildes, insbesondere einer Folie, umfassend ein Klebemittel mit entsprechenden Erhebungen an der exponierten Oberfläche. Somit kann z. B. auch eine Folie bereits Erhebungen aufweisen, die dann auf eine Oberfläche des technischen Gummiartikels geklebt wird und eine exponierte Oberfläche mit Erhebungen aufweist, auf die dann der Geräuschabsorber aufgebracht wird, woraus sich die beschriebenen Vorteile ergeben.
Ein flächiges Gebilde mit Erhebungen hat den Vorteil, dass bereits über einen größeren Bereich der Fläche Erhebungen und damit Kraftspitzen vorangeordnet sind, wodurch die Applikation besonders erleichtert ist.
Bei dem Geräuschabsorber kann es sich prinzipiell um jedes Element oder jede Kombination von Elementen handeln, welches bzw. welche insbesondere in einem Fahrzeugluftreifen auf seiner Innenfläche durch Haftung angebracht werden kann/können und welches/welche die Geräuschemission des Reifens im Fahrbetrieb reduziert/reduzi eren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Geräuschabsorber wenigstens ein poröses Dämpfungselement. Poröse Materialien weisen insbesondere den Vorteil auf, dass sie neben der Geräuschabsorption zugleich ein nicht zu hohes Eigengewicht in den Reifen einbringen, sodass die Rollwiderstandseigenschaften des Reifens nicht unnötig verschlechtert werden.
Das poröse Material, aus dem das Dämpfungselement ausgebildet ist, ist beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Polyurethan, insbesondere Polyurethanschäume auf einer Polyetherbasis und/oder Polyurethanschäume auf einer Polyesterbasis mit einer Dichte von 18 bis 300 kg/m³, bevorzugt 30 bis 35 kg/m³, und einer Härte von 6,5 kilo-pascal, Polyester mit einer Dichte von 18 bis 300 kg/m³ bevorzugt 30 bis 35 kg/m³, und einer Härte von 6,5 kilo-pascal, Polyether, sowie beliebige poröse, schallabsorbierende Materialienmischungen, wie beispielsweise Glas- oder Steinwolle, Schlingenware oder Hochflor oder Vliesmaterialien oder Kork. Weitere mögliche poröse Materialien, die sich für die Nutzung als Dämpfungselement eignen, sind beispielsweise ein Melaminharzschaum oder ein Bauschaum.
Besonders bevorzugt enthält der Geräuschabsorber, bevorzugt wenigstens ein poröses Dämpfungselement, wenigstens ein Polyurethan. Polyurethan ist aufgrund seiner spezifischen Dichte und sonstigen Materialbeschaffenheit sowie Verfügbarkeit besonders geeignet.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das poröse Dämpfungselement ein in Umlaufrichtung geschlossener oder geöffneter schallabsorbierender Schaumstoffring. Dieser sorgt für eine gleichmäßige Schallabsorption und der Reifen behält seine Gleichförmigkeit. Der Ring kann dabei in Umlaufrichtung geschlossen sein oder in geöffneter Form als Streifen vorliegen, wobei sich die Enden des Streifens berühren können aber nicht müssen oder aber auch überlappen können.
Der Schaumstoff des Schaumstoffringes ist bevorzugt ein offenzelliger Schaumstoff, da dieser am besten dazu geeignet ist, Schall zu absorbieren.
Besonderes bevorzugt ist der Geräuschabsorber ein geschlossener schallabsorbierender Schaumstoffring aus Polyurethan, dabei besonders bevorzugt ein Polyurethanschaum auf Polyetherbasis.
Derartige Schäume sind dem Fachmann bekannt.
Darüber hinaus kann der Geräuschabsorber bzw. die Geräuschabsorber eine beliebige Form aufweisen, wie. z.B. einzelne Elemente in Form von Blöcken, Streifen oder ähnlichem, die beliebig miteinander kombiniert werden können.
Bei dem Klebemittel kann es sich prinzipiell um jede Zusammensetzung handeln, die geeignet ist, eine Haftung zwischen Geräuschabsorber und einer Oberfläche eines technischen Gummiartikels bereitzustellen, und die insbesondere aufgrund ihres Fließverhaltens und ihrer Ortsfestigkeit eine Oberfläche mit dauerhaften Erhebungen ausbilden kann, die dann wie beschrieben als Kraftspitzen wirken können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält das Klebemittel wenigstens ein Polyolefin und/oder wenigsten einen Kautschuk.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält das Klebemittel wenigstens ein Kohlenwasserstoffharz.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält das Klebemittel wenigstens einen Füllstoff.
Gemäß einer vorteilhaften und beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die Klebemittelzusammensetzung (kurz Klebemittel) wenigstens die folgenden Bestandteile:

- 10 bis 80 Gew.-% wenigstens eines Kautschuks, beispielsweise Butylkautschuk, und
- 11 bis 80 Gew.-% wenigstens eines Polyolefins, beispielsweise Poybuten, und
- 2 bis 20 Gew.-% wenigstens eines Kohlenwasserstoffharzes, beispielsweise ein aliphatisches oder phenolisches Kohlenwasserstoffharz, und
- 1 bis 20 Gew.-% wenigstens eines Füllstoffs, beispielsweise ein Industrieruß, wie N 326.

Die Angabe Gew.-% bezieht sich auf die Gesamtmenge an Klebemittel, also auf alle im Klebemittel enthaltenen Bestandteile, sofern nicht anders angegeben.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Klebemittel frei von Vulkanisationsagenzien und peroxidischen Verbindungen, d. h. es enthält gemäß dieser Ausführungsform 0 bis 0,001 Gew.-%, idealerweise 0 Gew.-% derartiger Verbindungen, wobei sich die Mengenangabe auf jede Substanz einzeln bezieht.
Somit enthält das Klebemittel besonders bevorzugt keine Substanzen, die zu einer Vernetzung des Klebemittels führen würden und in aus dem Stand der Technik bekannten Dichtmitteln enthalten sind. Das Klebemittel ist somit im Vergleich zu Dichtmitteln als Befestigungsmittel für Geräuschabsorber vergleichsweise einfach und kostengünstig zusammengesetzt und weist zudem eine optimierte Viskosität auf.
Typische Substanzen, die gemäß dieser bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nicht oder nur in den jeweiligen Mengen enthalten sind, sind:

von 0 bis 0,001 Gew.-% Peroxide, z. B. Dibenzoylperoxid und bevorzugt dabei zudem:
- von 0 bis 0,001 Gew.-% Chinone, z. B. Chinondioxim.

Bei dem Kautschuk kann es sich prinzipiell um jeglichen dem Fachmann bekannten Kautschuk handeln.
Für den Fall, dass das Klebemittel zwei oder mehrere verschiedene Kautschuke enthält, beträgt die Gesamtmenge 10 bis 80 Gew.-% bzw. sind die Mengenangaben auf die Gesamtmenge an enthaltenen Kautschuken bezogen, sofern nichts anderes angegeben ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um wenigstens einen Dienkautschuk.
Bevorzugt enthält das Klebemittel somit 10 bis 80 Gew.-% wenigstens eines Dienkautschuks.
Als Dienkautschuke werden Kautschuke bezeichnet, die durch Polymerisation oder Copolymerisation von Dienen und/oder Cycloalkenen entstehen und somit entweder in der Hauptkette oder in den Seitengruppen C=C-Doppelbindungen aufweisen.
Der wenigstens eine Dienkautschuk ist dabei bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Polyisopren (Naturkautschuk, NR), synthetischem Polyisopren (IR), epoxidiertem Polyisopren, Butadien-Kautschuk (Polybutadien, BR), Butadien-Isopren-Kautschuk, lösungspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk (SSBR), emulsionspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk (ESBR), Styrol-Isopren-Kautschuk, Flüssigkautschuken mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw gemäß GPC von größer als 20000 g/mol, Halobutyl-Kautschuk, Polynorbornen, Isopren-Isobutylen-Copolymer, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Acrylat-Kautschuk, Fluor-Kautschuk, Silikon-Kautschuk, Polysulfid-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk, Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer, hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk und hydriertem Styrol-Butadien-Kautschuk.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kautschuk ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk (NR), synthetisches Polyisopren (IR), Butadien-Kautschuk (BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butyl-Kautschuk (IIR) und Halobutyl-Kautschuk. Derartige Kautschuke finden in Bauteilen von Fahrzeugreifen Verwendung und sind daher besonders kompatibel mit den an das Klebemittel angrenzenden Bauteilen.
Bei dem Butylkautschuk kann es sich um jeden dem Fachmann bekannten Butylkautschuk handeln. Butylkautschuk im Klebemittel hat den Vorteil, dass es kompatibel mit dem Kautschuk der Innenschicht des Fahrzeugreifens ist und eine vergleichsweise hohe Luftdichtigkeit aufweist.
Das wenigstens eine Polyolefin weist bevorzugt ein Zahlenmittel der Molekulargewichtsverteilung Mn gemäß GPC von 0,1 bis 5 kg/mol, besonders bevorzugt 0,4 bis 1,6 kg/mol, ganz besonders bevorzugt 0,4 bis 1,4 kg/mol, wiederum bevorzugt 1 bis 1,4 kg/mol, wiederum besonders bevorzugt 1,1 bis 1,4 kg/mol, beispielsweise 1,3 kg/mol, auf.
Ein Polyolefin mit den genannten Bereichen für das Mn ist besonders geeignet, um die gewünschte Fließfähigkeit bei gleichzeitig starker Klebrigkeit des Klebemittels zu erzeugen.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass das wenigstens eine Polyolefin wenigstens ein Polybuten ist.
Polybuten ist besonders geeignet, um die gewünschten Eigenschaften des Klebemittels einzustellen. Für das wenigstens eine Polybuten gelten insbesondere die oben genannten bevorzugten, besonders bevorzugten usw. Zahlenmittel der Molekulargewichtsverteilung Mn.
Derartige Polybutene sind im Handel erhältlich.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das wenigstens eine Polyolefin einen Chlorgehalt von kleiner oder gleich 5 mg/kg, bevorzugt kleiner oder gleich 3 mg/kg, auf. Die Angabe bezieht sich auf mg Chlor pro einem kg des Polyolefins. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Klebemittel wenigstens ein Polyolefin mit einem Chlorgehalt von kleiner oder gleich 1,5 mg/kg, besonders bevorzugt kleiner als 1 mg/kg. Bevorzugt ist das Polyolefin hierbei ein Polybuten. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Klebemittel somit wenigstens ein Polybuten mit einem Chlorgehalt von kleiner oder gleich 5 mg/kg, bevorzugt kleiner oder gleich 3 mg/kg, besonders bevorzugt kleiner als 1 mg/kg. Geeignete Polybutene, auch Polyisobutene genannt, sind beispielsweise unter den Handelsnamen Glissopal® der Firma BASF bekannt. Insbesondere geeignet sind hierbei Glissopal^® V-500, V-640 oder V-190.
Mit einem derartigen (nahezu) chlorfreien Polybuten kann insbesondere ein Geräuschabsorber aus Schaumstoff, bevorzugt Polyurethan (PU), eingesetzt werden, wobei das chlorfreie Polybuten besonders kompatibel mit dem (PU-)Schaumstoff ist und keine oder kaum Zersetzungsprozesse stattfinden.
Bei dem Füllstoff kann es sich um alle dem Fachmann bekannten Füllstoffe handeln, wie insbesondere verstärkende Füllstoffe, wie Ruß und/oder Kieselsäure, wobei insbesondere gefällte Kieselsäuren gemeint und bevorzugt sind, die als Füllstoffe für Reifenkautschukmischungen bekannt sind.
Bei dem Kohlenwasserstoffharz kann es sich prinzipiell um jedes Kohlenwasserstoffharz handeln, insbesondere welches eine Zusammensetzung klebrig macht.
Dem Fachmann ist klar, dass Kohlenwasserstoffharze Polymere sind, die aus Monomeren aufgebaut sind, wobei das Kohlenwasserstoffharz durch die Verknüpfung der Monomere zueinander formal aus Derivaten der Monomere aufgebaut ist.
Der Begriff „Kohlenwasserstoffharze“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Harze, die Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome aufweisen sowie optional Heteroatome, wie insbesondere Sauerstoffatome, aufweisen können.
Das Kohlenwasserstoffharz kann ein Homopolymer oder ein Copolymer sein. Unter Homopolymer wird in der vorliegenden Anmeldung ein Polymer verstanden, welches gemäß Römpp Online (Auszug vom 02.01.2017, letzte Aktualisierung des Artikels August 2008) „aus Monomeren nur einer Art entstanden ist“.
Unter Copolymer wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polymer verstanden, welches aus mehreren, d.h. zwei oder mehr, verschiedenen Monomeren aufgebaut ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Kohlenwasserstoffharz daher z.B. auch ein Copolymer aus drei verschiedenen Monomeren sein.
Bei den Monomeren kann es sich um alle dem Fachmann bekannten Monomere von Kohlenwasserstoffharzen handeln, wie aliphatische Monomere, insbesondere aliphatische C₅-Monomere, weitere ungesättigte Verbindungen, die kationisch polymerisiert werden können, enthaltend Aromaten und/oder Terpene und/oder Alkene und/oder Cycloalkene. Bevorzugte Monomere sind insbesondere C₅ und C₉-Monomere.
Bei den Aromaten (aromatische Monomere) kann es sich beispielsweise um alpha-Methylstyrol und/oder Styrol und/oder Vinyltoluol und/oder Inden und/oder Cumaron und/oder Methylinden und/oder Methylcumaron und/oder Phenol handeln.
Bevorzugt handelt es sich bei den aromatischen Monomeren um alpha-Methylstyrol und/oder Styrol und/oder Vinyltoluol und/oder Inden und/oder Cumaron und/oder Methylinden und/oder Methylcumaron.
Das Klebemittel kann ferner weitere Bestandteile enthalten. wie insbesondere Weichmacher, wie z. B. Öl(e).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Klebemittel 0,2 bis 12 Gew.-% wenigstens eines Weichmachers, wobei es insbesondere und bevorzugt ein Gemisch von zwei verschiedenen Weichmachern enthält.
Durch die Verwendung von 0,2 bis 12 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, wenigstens eines Weichmachers wird eine gute Verarbeitbarkeit und eine weiter optimierte Viskosität des Klebemittels erzielt.
Bei den Weichmachern kann es sich um alle dem Fachmann bekannten Weichmacher, insbesondere Öle, handeln, wie insbesondere aromatische, naphthenische oder paraffinische Mineralölweichmacher, wie z.B. MES (mild extraction solvate) oder RAE (Residual Aromatic Extract) oder TDAE (treated distillate aromatic extract), oder Rubberto-Liquid-Öle (RTL) oder Biomass-to-Liquid-Öle (BTL) bevorzugt mit einem Gehalt an polyzyklischen Aromaten von weniger als 3 Gew.-% gemäß Methode IP 346. Mineralöle sind als Weichmacher besonders bevorzugt.
Bei der Verwendung von Mineralöl ist dieses bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus DAE (Destillated Aromatic Extracts) und/oder RAE (Residual Aromatic Extract) und/oder TDAE (Treated Destillated Aromatic Extracts) und/oder MES (Mild Extracted Solvents) und/oder naphthenische Öle.
Das beispielhafte Klebemittel ist besonders hinsichtlich Verarbeitbarkeit, Fließverhalten und Ortsfestigkeit optimiert und ist somit insbesondere auch geeignet, Erhebungen auf der Oberfläche auszubilden bzw. mittels einer Düse wellenartig aufgetragen zu werden.
Es weist zudem aufgrund der Zusammensetzung eine optimale Klebrigkeit auf.
Das Klebemittel wird insbesondere durch - bevorzugt intensives - Vermischen der Substanzen hergestellt, wobei dies in einer oder mehreren Mischstufen erfolgen kann. Hierbei können die dem Fachmann bekannten Mischvorrichtungen, wie Innenmischer und/oder Extruder, verwendet werden. Auch die Mischdauer und Mischtemperatur können je nach Zusammensetzung und Viskosität des Klebemittels eingestellt werden. Beispielsweise kann das Klebemittel auch in einem Extruder, bevorzugt einem Doppelschneckenextruder, hergestellt werden.
Ferner ist es denkbar, dass das Klebemittel zur - bevorzugt zwischenzeitlichen - Verringerung der Viskosität unter Zuhilfenahme von Lösungsmitteln gemischt wird.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels anhand der 1 bis 3c näher erläutert werden. Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens als technischer Gummiartikel ist in 1 gezeigt.
In 1 ist ein Querschnitt durch einen PKW-Radialreifen dargestellt, welcher einen profilierten Laufstreifen 1, Seitenwände 2, Wulstbereiche 3, Wulstkerne 4 sowie einen mehrlagigen Gürtelverband 5 und eine Karkasseinlage 6 aufweist. An seiner inneren Fläche ist der Reifen mit einer Innenschicht 7 aus einer luftdicht ausgeführten Gummimischung bedeckt.
Der Fahrzeugluftreifen wurde gemäß Schritt a) als vulkanisierter Reifen bereitgestellt.
An der dem Laufstreifen 1 gegenüberliegenden inneren Oberfläche der Innenschicht 7 ist nachträglich ein Klebemittel 8 aufgebracht. Das Klebemittel 8 weist beispielsweise eine oben beschriebene Zusammensetzung auf.
Das Klebemittel wurde dabei gemäß Schritt b) mittels einer „Zero-Cavity-Düse in Streifen mit wellenartiger Oberfläche umlaufend auf die der dem Laufstreifen 1 gegenüberliegenden inneren Oberfläche der Innenschicht 7 aufgebracht. Die somit entstandene exponierte Oberfläche 10 des Klebemittels 8 weist Erhebungen 11 auf, die eine Höhe H von 2 mm und einen mittleren Abstand A von 5 mm voneinander aufweisen.
Am Klebemittel 8 haftet ein schallabsorbierender Schaumstoffring als Geräuschabsorber 9, welcher unmittelbar nach dem Aufbringen des Klebemittels 8 gemäß Verfahrensschritt c) aufgepresst wurde.
Der schallabsorbierende Schaumstoffring ist bezüglich seiner schallabsorbierenden Eigenschaften auf die Reifenhohlraumfrequenz abgestimmt. Der Geräuschabsorber 9 in Form eines Schaumstoffrings weist beispielsweise hier einen etwa langgestreckt dreieckförmigen, bezüglich des Reifenäquators symmetrischen Querschnitt auf.
Der Schaumstoff des Schaumstoffringes ist ein offenzelliger Schaumstoff, da dieser am besten dazu geeignet ist, Schall zu absorbieren. Der Schaumstoff umfasst beispielsweise Polyurethan.
Ein schematischer Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktbereiches zwischen Klebemittel 8 und Geräuschabsorber 9 ist in 2 gezeigt. Das Klebemittel weist eine exponierte Oberfläche 10 auf, die Erhebungen 11 aufweist. Hierbei ist schematisch der Zustand unmittelbar vor dem direkten Kontakt dargestellt, wobei der Geräuschabsorber 9 auf die Erhebungen 11 der exponierten Oberfläche 10 des Klebemittels 8 angebracht wird. Im eigentlichen angepressten Zustand sind die Erhebungen 11 in direktem Kontakt mit dem Geräuschabsorber 9 und eine Durchdringung des Klebemittels 8 in die Schaumstoffstruktur findet statt.
Die 3a bis 3c zeigen verschiedene erfindungsgemäß aufgetragene Ausgestaltungen der Oberfläche 10 des Klebemittels 8, mit der der Geräuschabsorber 9 in Berührung kommt.
In 3a weisen die Erhebungen 11 alle die gleiche Breite B und die gleiche Höhe H auf und sind in gleichem Abstand A zueinander angeordnet, wodurch sich eine wellenartige Struktur ergibt.
In 3b ist die Oberfläche 10 mit unterschiedlichen Erhebungen 11 unterschiedlicher Höhe H gezeigt. Eine Anordnung aus Erhebungen 11 unterschiedlicher Ausmaße kann sich dabei musterartig wiederholen.
Das Gleiche gilt analog für eine Variation der Breite B der Erhebungen 11, was in 3a nicht gezeigt ist.
Dabei sind auch wiederholende Muster aus Erhebungen 11 unterschiedlicher Höhe H und Breite B denkbar.
In 3c ist ein Beispiel für unterschiedliche Erhebungen (Unterschiede in Höhe H und Breite B) in ungleichmäßiger Verteilung gezeigt. Hierbei kann der Abstand A gleichmäßig oder ungleichmäßig sein.
In 3c ist zudem gezeigt, dass bei nicht gleich hohen Maxima der Abstand der Maxima in Projektion parallel zur Erstreckungsebene der Oberfläche des technischen Gummiartikels gemessen wird.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)

1: Laufstreifen
2: Seitenwand
3: Wulstbereich
4: Wulstkern
5: Gürtelverband
6: Karkasseinlage
7: Innenschicht
8: Klebemittel
9: Geräuschabsorber
10: exponierte Oberfläche des Klebemittels
11: Erhebungen
H: Höhe der Erhebungen
B: Breite der Erhebungen
A: Abstand der Erhebungen
rR: radiale Richtung (in Pfeilrichtung von radial innen nach radial außen)
aR: axiale Richtung
UR: Umlaufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007028932 A1 [0002]
WO 2015149959 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines technischen Gummiartikels umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber (9), wobei das Verfahren wenigstens folgende Verfahrensschritte umfasst: a) Bereitstellung eines technischen Gummiartikels; b) Aufbringen eines Klebemittels (8) auf wenigstens eine Oberfläche des technischen Gummiartikels, wobei das Klebemittel derart aufgebracht wird, dass es zumindest auf der von dem technischen Gummiartikel abgewandten und damit exponierten Oberfläche (10) Erhebungen (11) aufweist; c) Aufbringen wenigstens eines Geräuschabsorbers (9) auf die exponierte Oberfläche (10) des Klebemittels (8).
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der technische Gummiartikel ein Fahrzeugluftreifen ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (11) eine Höhe (H) von 0,1 bis 45 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 mm, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 10 mm, wiederum bevorzugt 0,1 bis 3 mm, aufweisen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (11) einen mittleren Abstand (A) von 0,1 bis 60 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 40 mm, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 10 mm, wiederum bevorzugt 1 bis 8 mm, voneinander aufweisen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die exponierte Oberfläche (10) des Klebemittels (8) die Erhebungen (11) in gleichmäßigen Abständen (A) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebungen (11) mit unterschiedlichen und/oder gleichen Ausmaßen musterartig wiederholen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die exponierte Oberfläche (10) des Klebemittels (8) die Erhebungen (11) in ungleichmäßigen Abständen aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Klebemittels (8) auf den technischen Gummiartikel in Schritt b) durch Aufbringen einer Klebemittelzusammensetzung mittels einer „Zero-Cavity-Düse“ erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Klebemittels (8) auf den technischen Gummiartikel in Schritt b) durch Aufbringen eines flächigen Gebildes, insbesondere einer Folie, umfassend ein Klebemittel mit entsprechenden Erhebungen an der exponierten Oberfläche erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Geräuschabsorber (9) wenigstens ein poröses Dämpfungselement ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Geräuschabsorber (9) wenigstens ein Polyurethan enthält.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel wenigstens ein Polyolefin und/oder wenigsten einen Kautschuk enthält.
Technischer Gummiartikel umfassend wenigstens einen Geräuschabsorber, hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.