DE112015003628T5

DE112015003628T5 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112015003628T5
Application number: DE112015003628.8T
Authority: DE
Inventors: Hayato Sakamoto; Yoshiaki Hashimura; Atsushi Tanno
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: WO2016021613A1; JP6484951B2; US20170232806A1; JP2016034801A; US10836219B2; DE112015003628B4

Abstract

Bereitgestellt wird ein Luftreifen, der ein mechanisches Befestigungsmittel beinhaltet, das selbst unter einer widrigen Gebrauchsbedingung der vom Reifenrollen mit hohen Geschwindigkeiten und bei relativ hohen Temperaturen bewirkten wiederholten Verformung und Verdichtung eine hohe Befestigungsfestigkeit an einer Reifeninnenoberfläche bietet. Ein Luftreifen (1) beinhaltet ein mechanisches Befestigungsmittel (3), das aus mindestens zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteilen (3a, 3b) gebildet und an einer Reifeninnenoberfläche (2) befestigt ist. Bei einem solchen Luftreifen (1) sind die zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteile (3a, 3b) des mechanischen Befestigungsmittels (3) mit einem dazwischen eingefügten Harzverstärkungselement (7) fixiert, wobei das Harzverstärkungselement (7) mindestens eine Schicht eines Harzfilms oder Harzflächengebildes beinhaltet, eines der folgenden beinhaltend: (a) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus Harz und einem Elastomer; (b) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer, die angeordnete Fasern beinhaltet; und (c) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer mit kurzen darin beigemischten Fasern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen und insbesondere einen Luftreifen, der es erlaubt, dass ein Gegenstand an einer Innenoberfläche des Luftreifens sicher befestigt und über einen längeren Zeitraum darauf gehalten wird.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurden verschiedene Versuche unternommen, Gegenstände mit speziellen Funktionen an einer Innenoberfläche eines Luftreifens anzuordnen.
Es wurde zum Beispiel ein Befestigungsverfahren vorgeschlagen, bei dem ein Reifen-Tag (Radiofrequenzidentifizierungskennzeichnung), ein Chip, ein geräuschabsorbierendes Element oder dergleichen an einer Innenseele oder dergleichen eines Reifenrohlings mithilfe eines so genannten Oberflächenbefestigungsmittels, wie etwa eines Klettverschlusses oder eines Haken-Haken-Befestigungsmittels befestigt wird (Patentdokument 1 und 2).
Die Oberflächenbefestigungsmittel in den Patentdokumenten 1 und 2 werden aus der Perspektive des Erreichens einer relativ starken Eingreifkraft, wenn sie befestigt sind, und des Erlaubens des Eingriffs auf einer Oberfläche unabhängig von einem geringfügigen Ausrichtungsfehler während der Befestigung bevorzugt. Jedoch führt die vom Reifenrollen mit hohen Geschwindigkeiten und bei relativ hohen Temperaturen bewirkte wiederholte Verformung und Verdichtung der Reifeninnenoberfläche über einen längeren Zeitraum zur teilweisen physischen Verschlechterung. Der Fortschritt bei einer solchen physischen Verschlechterung bewirkt über die Zeit eine Verschlechterung bzw. ein Sinken der Eingreifkraft einer Gesamtheit des Oberflächenbefestigungsmittels, wodurch es schwierig wird, eine gewünschte Eingreifkraft über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.
In Reaktion darauf haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zuvor einen Luftreifen vorgeschlagen, der ein erstes Befestigungsmittel eines trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel beinhaltet, die auf einer Reifeninnenoberfläche angeordnet sind (Patentdokumente 3 und 4). Bei diesem Luftreifen sind die vorstehend genannten Probleme im Wesentlichen nicht existent. Insbesondere ist die erhaltene Eingreifkraft groß und im Wesentlichen frei von Schwankungen (Positionsschwankung innerhalb des Reifens und Schwankung von Reifen zu Reifen). Außerdem verschlechtert sich bzw. sinkt die Eingreifkraft über die Zeit minimal, selbst unter den widrigen Gebrauchsbedingungen der vom Reifenrollen mit hohen Geschwindigkeiten und in einem Zustand relativ erhöhter Temperaturen bewirkten wiederholten Verformung und Verdichtung der Reifeninnenoberfläche über einen längeren Zeitraum. Ohne solche Probleme kann die gewünschte Eingreifkraft über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden.
Ansätze, die dieses mechanische Befestigungsmittel verwenden, sind aus der Perspektive der erhaltenen Eingreifkraft, der Schwankungen der Eingreifkraft, der Zuverlässigkeit des Eingreifvorgangs und dergleichen überlegen. Mit Bezug auf ein Befestigungsverfahren zum Bereitstellen des ersten Befestigungsmittels an der Reifeninnenoberfläche haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zuvor das einzelne Einbetten und Vulkanisieren der Befestigungsmittel in den Laufflächenkautschuk und das Bereitstellen eines ersten mechanischen Befestigungsmittels eines trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel auf der Reifeninnenoberfläche vorgeschlagen. Das erste mechanische Befestigungsmittel wird aus mindestens zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteilen gebildet und die zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteile sind mit einer Kautschukschicht (ein Reifenbestandteil) oder mit einem mit Kautschuk abgedeckten Faserverstärkungselement, das dazwischen eingefügt ist, fixiert (Patentdokument 3).
Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen des ersten mechanischen Befestigungsmittels des Paares mechanischer Befestigungsmittel auf der Reifeninnenoberfläche durch Fixieren der zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteile mit einem dazwischen eingefügten aus Fasern bestehenden Webstoff oder Vliesstoff vorgeschlagen (Patentdokument 4).
Diese Verfahren sind jedoch insofern problematisch, als die gewünschte Befestigungsfestigkeit in Abhängigkeit von der Form und Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels nicht immer erreicht werden kann. Solche Probleme haben dazu geführt, dass die Haltbarkeit und die lange Lebensdauer, die von einem Luftreifen, in dem ein Gegenstand mit einer speziellen Funktion angeordnet ist, gefordert wird, nicht angemessen erreicht wird.
Es ist erforderlich, dass dieses mechanische Befestigungsmittel eine höhere Befestigungsfestigkeit und eine lange Lebensdauer aufweist, um sich an die eindeutigen Eigenschaften (Gewicht, Größe, Form und dergleichen) des Gegenstands, das eine spezielle Funktion hat und im Reifen angeordnet ist, anzupassen.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2005-517581A
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung der Veröffentlichungsnr. 2006-044503A
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung der Veröffentlichungsnr. 2012-025318A
Patentdokument 4: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung der Veröffentlichungsnr. 2012-240465A

Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Angesichts des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mechanisches Befestigungsmittel zu erreichen, wobei eine erhaltene Eingreifkraft groß ist, im Wesentlichen frei von Schwankungen (Positionsschwankung im Reifen und Schwankung von Reifen zu Reifen) ist und sich über die Zeit, selbst unter den widrigen Gebrauchsbedingungen der vom Reifenrollen mit hohen Geschwindigkeiten und bei relativ hohen Temperaturen bewirkten wiederholten Verformung und Verdichtung der Reifeninnenoberfläche über einen längeren Zeitraum, minimal verschlechtert bzw. sinkt. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen, der das mechanische Befestigungsmittel auf einer Reifeninnenoberfläche beinhaltet, wobei das mechanische Befestigungsmittel eine hohe Befestigungsfestigkeit an der Reifeninnenoberfläche bietet und in Bezug auf das Befestigen und Halten eines gewünschten funktionalen Gegenstands mit einer speziellen Funktion und eindeutigen Eigenschaften (Gewicht, Größe, Form usw.) über einen längeren Zeitraum effektiv ist.
Lösung des Problems
Ein Luftreifen der vorliegenden Erfindung, der die vorstehend genannte Aufgabe erreicht, weist die nachstehende Auslegung (1) auf.

(1) Ein Luftreifen beinhaltet ein mechanisches Befestigungsmittel, das aus mindestens zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteilen gebildet und an einer Reifeninnenoberfläche befestigt ist, wobei das mechanische Befestigungsmittel ein erstes mechanisches Befestigungsmittel eines trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel ist. Bei einem solchen Luftreifen sind die zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteile mit einem dazwischen eingefügten Harzverstärkungselement fixiert, wobei das Harzverstärkungselement mindestens eine Schicht eines Harzfilms oder eines Harzflächengebildes beinhaltet, eines der Folgenden beinhaltend: (a) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer; (b) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer, die angeordnete Fasern beinhaltet; und (c) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer mit kurzen darin beigemischten Fasern;

Speziell ist der erfindungsgemäße Luftreifen vorzugsweise wie unter einem der folgenden Punkte (2) bis (11) beschrieben ausgelegt.

(2) Der in (1) beschriebene Luftreifen, wobei die Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels innerhalb eines Bereichs liegt, in dem ein Abstand D (mm) in einer Reifenbreitenrichtung zwischen einer mittleren Position C des mechanischen Befestigungsmittels und einer Reifenäquatorlinie L das Verhältnis 0 ≤ D/W ≤ 0,40 mit Bezug auf eine maximale Breite W (mm) des Reifens erfüllt.
(3) Der in (1) beschriebene Luftreifen, wobei eine Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels innerhalb eines Bereichs liegt, in dem eine Reifenradialrichtungshöhe A von einer Wulstzehenspitze zur mittleren Position des mechanischen Befestigungsmittels und eine Reifenquerschnittshöhe H das Verhältnis 0,05 ≤ A/H ≤ 0,4 erfüllen.
(4) Der in einem der Punkte (1) bis (3) beschriebene Luftreifen, wobei das zwischen den mechanischen Befestigungsmitteln fixierte Harzverstärkungselement direkt an der Reifeninnenoberfläche haftet oder über eine Haftmittelschicht an einer Begrenzung zwischen dem Harzverstärkungselement und der Reifeninnenoberfläche fixiert ist.
(5) Der in einem der Punkte (1) bis (4) beschriebene Luftreifen, wobei eine Steifheitskonstante S, die von einem Produkt aus einem Speichermodul K (GPa) des Harzfilms oder des Harzflächengebildes und einer Dicke T (Millimeter) des Harzfilms oder des Harzflächengebildes ausgedrückt wird, 0,005 ≤ S ≤ 5 erfüllt.
(6) Der in einem der Punkte (1) bis (5) beschriebene Luftreifen, wobei eine Oberfläche S2 (cm²) pro mechanischem Befestigungsmittel des Harzfilms oder des Harzflächengebildes, der bzw. das zwischen den Befestigungsmittelbestandteilen eingefügt ist, von 8 bis 300 cm² beträgt.
(7) Der in einem der Punkte (1) bis (6) beschriebene Luftreifen, wobei das mechanische Befestigungsmittel so angeordnet ist, dass eine Profillinie des mechanischen Befestigungsmittels mindestens 2 mm von einer Profillinie des Harzverstärkungselements entfernt und auf einer Innenseite der Profillinie des Harzverstärkungselements positioniert ist.
(8) Der in einem der Punkte (1) bis (7) beschriebene Luftreifen, wobei eine Profilform des mechanischen Befestigungsmittels, die durch Projizieren des Befestigungsmittels auf die Reifeninnenoberfläche erhalten wird, einen Abstand R von einer Schwerpunktposition der Profilform zu einem weitesten Punkt auf der Profillinie von 2 bis 60 mm aufweist.
(9) Der in einem der Punkte (1) bis (8) beschriebene Luftreifen, wobei eine Profilform des Harzfilms oder des Harzflächengebildes in einer Draufsicht von einer gekrümmten Linie gebildet wird, die einen Krümmungsradius von mindestens 5 mm ohne Spitzwinkelabschnitt hat, oder von einer Kombination einer geraden Linie und einer gekrümmten Linie mit einem Krümmungsradius von mindestens 5 mm gebildet wird.
(10) Der in einem der Punkte (1) bis (9) beschriebene Luftreifen, wobei ein Gegenstand, der ein zweites Befestigungsmittel beinhaltet, das in das erste Befestigungsmittel auf der Reifeninnenoberfläche eingreift, durch den Eingriff des ersten Befestigungsmittels und des zweiten Befestigungsmittels an der Reifeninnenoberfläche fixiert ist.
(11) Der in Punkt (10) beschriebene Luftreifen, wobei der Gegenstand, der das zweite Befestigungsmittel beinhaltet, aus einem oder einer Kombination von (a) einem elektronischen Schaltkreis, einen Sensor beinhaltend, (b) einem Auswuchtgewicht, (c) einem Notlaufkern, (d) einem Gegenstand, an dem ein Sauerstofffänger, ein Trockenmittel und/oder ein Farbstofffixierungsmittel, das UV-Licht erkennt, angebracht oder montiert ist, (e) einem geräuschabsorbierenden Element und (f) einem Oberflächenbefestigungsmittelelement gebildet ist.

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 ist es möglich, ein mechanisches Befestigungsmittel zu erreichen, wobei eine erhaltene Eingreifkraft groß ist, im Wesentlichen frei von Schwankungen (Positionsschwankung im Reifen und Schwankung von Reifen zu Reifen) ist und sich über die Zeit, selbst unter den widrigen Gebrauchsbedingungen der vom Reifenrollen mit hohen Geschwindigkeiten und bei relativ hohen Temperaturen bewirkten wiederholten Verformung und Verdichtung der Reifeninnenoberfläche über einen längeren Zeitraum, minimal verschlechtert bzw. sinkt. Außerdem ist es möglich, einen Luftreifen zu erreichen, der das mechanische Befestigungsmittel beinhaltet, das eine hohe Befestigungsfestigkeit an einer Reifeninnenoberfläche bietet.
Somit wird mit der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 zusätzlich zu den oben beschriebenen Auswirkungen ein Luftreifen erreicht, der ein überlegenes mechanisches Befestigungsmittel in einem Reifeninnenraum beinhaltet, das es ermöglicht, verschiedene gewünschte funktionale Gegenstände zu befestigen, von denen jeder eine spezielle Funktion und eindeutige Eigenschaften (Gewicht, Größe, Form und dergleichen) hat, und die Funktion über einen längeren Zeitraum im Wesentlichen ohne Beschränkung oder Einschränkung durch die Eigenschaften oder dergleichen aufrechtzuerhalten und aufzuweisen.
Mit der vorliegenden Erfindung nach einem der Ansprüche 2 bis 9 wird ein überlegener Luftreifen erreicht, der größere und zuverlässigere Auswirkungen aufweisen kann als der Luftreifen der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1.
Mit der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 10 oder 11 wird ein neuartiger Luftreifen erreicht, in dem ein spezieller funktionaler Gegenstand mit einer gewünschten Funktionalität auf einer Reifeninnenoberfläche befestigt ist, während eine große Eingreifkraft und überlegene Haltbarkeit realisiert werden, oder es wird ein neuartiger Luftreifen erreicht, bei dem der funktionale Gegenstand auf dessen Reifeninnenoberfläche befestigt ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1A und 1B sind beides Zeichnungen zum Erläutern einer Ausführungsform eines Luftreifens der vorliegenden Erfindung. 1A ist eine teilweise gebrochene perspektivische Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Luftreifens der vorliegenden Erfindung und 1B ist eine äußere perspektivische Modellansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem zwei Elemente, die ein erstes mechanisches Befestigungsmittel eines trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel, das an einem Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ausmachen, miteinander im Eingriff sind, wobei dazwischen eine Schicht eines Harzverstärkungselements eingefügt ist.
2 ist eine Zeichnung zum Erläutern einer Ausführungsform des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung und ist insbesondere eine teilweise gebrochene perspektivische Querschnittsansicht, die einen Fall veranschaulicht, in dem das mechanische Befestigungsmittel in einem Reifenmittelbereich bereitgestellt ist.
Die 3A und 3B sind beides Zeichnungen zum Erläutern einer Ausführungsform des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung und sind insbesondere teilweise gebrochene perspektivische Querschnittsansichten, die einen Fall veranschaulichen, in dem das mechanische Befestigungsmittel in einem Reifenwulstabschnittsbereich bereitgestellt ist.
Die 4A und 4B sind äußere perspektivische Modellansichten, die ein Verfahren zum Anheften des Harzverstärkungselements an eine Reifeninnenoberfläche veranschaulichen.
5 ist eine schematische Draufsicht, die einen bevorzugten Zustand eines Verhältnisses zwischen einer Profillinie eines mechanischen Befestigungsmittels 3 und einer Profillinie eines Harzverstärkungselements 7 veranschaulicht.
Die 6A bis 6D sind jeweils eine Draufsicht, die eine bevorzugte beispielhafte Form des mechanischen Befestigungsmittels veranschaulichen, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, und sind jeweils insbesondere eine Zeichnung zum Erläutern einer Profilform des mechanischen Befestigungsmittels 3 in einer Draufsicht.
Die 7A bis 7D sind jeweils eine Draufsicht, die eine beispielhafte bevorzugte Form eines Harzfilms oder eines Harzflächengebildes 7, der bzw. das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, und sind jeweils insbesondere eine Zeichnung zum Erläutern einer Profilform des Harzfilms oder des Harzflächengebildes 7 in einer Draufsicht.
Beschreibung der Ausführungsform
Nachstehend folgt eine ausführliche Erläuterung des Luftreifens der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 1A und 1B veranschaulicht, beinhaltet ein Luftreifen 1 der vorliegenden Erfindung ein mechanisches Befestigungsmittel 3, das von mindestens zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteilen 3a, 3b gebildet und an einer Reifeninnenoberfläche 2 befestigt ist, wobei das mechanische Befestigungsmittel ein erstes mechanisches Befestigungsmittel eines trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel ist. Bei einem solchen mechanischen Befestigungsmittel 3 sind die zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b mit einem dazwischen eingefügten Harzverstärkungselement 7 fixiert, wobei das Harzverstärkungselement 7 mindestens eine Schicht eines Harzfilms oder eines Harzflächengebildes beinhaltet, eines der folgenden beinhaltend:

(a) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer;
(b) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer, die angeordnete Fasern beinhaltet; und
(c) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer mit kurzen darin beigemischten Fasern. In den 1A und 1B bezeichnet 4 einen Laufflächenabschnitt, 5 einen Seitenwandabschnitt, 6 einen Wulstabschnitt und 10 ein in das Harzverstärkungselement 7 geformtes Loch, durch das die Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b eingesteckt sind, um das mechanische Befestigungsmittel 3 zu bilden.

In der vorliegenden Erfindung ist ein mechanisches Befestigungsmittel aus einem Paar von Befestigungsmitteln gebildet, die in zwei Befestigungsmittel 3 trennbar und physisch wieder miteinander eingreifbar sowie in der Lage sind, wiederholt frei ineinander einzugreifen und sich voneinander zu trennen, was grundsätzlich denen in den Patentdokumenten 3 und 4 oben beschriebenen ähnelt. Das erste mechanische Befestigungsmittel 3 des trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel wird normalerweise von zwei Bestandteilen 3a, 3b gebildet. Beispielhafte Arten solch eines mechanischen Befestigungsmittels sind jene, die als „Haken“ oder „Schnappverbindungen“ bekannt sind. Zu konkreten Beispielen für Produkte in der Bekleidungsindustrie und dergleichen, die im Allgemeinen als mechanische Befestigungsmittel verwendet werden, gehören Druckknöpfe, Halbmondringe, Ringhaken, American Snaps, American Hooks, Haken und Ösen, Federhaken und Jumper Hooks.
Ein solches mechanisches Befestigungsmittel unterscheidet sich von einem so genannten Oberflächenbefestigungsmittel dadurch, dass, während die Fläche des Eingriffsteils eines Oberflächenbefestigungsmittels auf der gesamten Fläche unbegrenzt ist, die Fläche des Eingriffsteils eines mechanischen Befestigungsmittels klein ist (z. B. vorzugsweise von ungefähr 1 bis 115 mm² und mehr bevorzugt von ungefähr 4 bis 90 mm²). Mit anderen Worten, das mechanische Befestigungsmittel ist ein punktuelles Befestigungsmittel. Das bedeutet, dass, auch wenn es nur über eine kleine Fläche von beispielsweise ungefähr 1 bis 115 mm² eingreift, aufgrund einer mechanischen Positiv-Negativ-Struktur oder dergleichen ein starkes Eingreifen erreicht wird. Daher kann für das mechanische Befestigungsmittel eine Struktur nach dem Stand der Technik verwendet werden. Das mechanische Befestigungsmittel ist aus einem Material wie Metall, Kautschuk oder synthetischem Harz gebildet.
In der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b ineinander eingreifen und aneinander fixiert sind, das Harzverstärkungselement 7, das mindestens eine Schicht eines Harzfilms oder eines Harzflächengebildes, einschließlich eines der oben beschriebenen (a) bis (c), beinhaltet und eine hohe Frakturfestigkeit hat, als ein dazwischen eingefügtes Element verwendet, wodurch es möglich wird, eine Bruchfestigkeit (eine Unempfänglichkeit für einen Bruch) der Reifeninnenoberfläche 2 in der Nähe der Position, an der das mechanische Befestigungsmittel 3 fixiert ist, zu verbessern. Dadurch wird eine Befestigungsfestigkeit des mechanischen Befestigungsmittels 3 an der Reifeninnenoberfläche erheblich verbessert.
Das Harz, das den Harzfilm oder das Harzflächengebilde ausmacht, kann ein thermoplastisches Harz oder ein duroplastisches Harz sein, ist aber aufgrund seiner einfach zu handhabenden Charakteristika vorzugsweise ein thermoplastisches Harz. Unter den thermoplastischen Harzen ist eine Harzzusammensetzung aus Kautschuk gemischt mit einem Nylonharz, einem Polyurethanelastomer (etherbasiert), einem Polyesterpolyol und dergleichen bevorzugt. Details werden später beschrieben. Als das duroplastische Harz sind ein Epoxidharz, ein Phenolharz, ein Ureaharz, ein Melaminharz, ein ungesättigtes Polyester, ein Siliconharz, ein Polyurethanharz und dergleichen bevorzugt.
Das Harzverstärkungselement kann vollständig aus einem oben beschriebenen Harz oder einer oben beschriebenen Harzzusammensetzung gebildet sein. Alternativ kann das Harzverstärkungselement aus einem Harz oder einer Harzzusammensetzung gebildet sein, das bzw. die aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer besteht, in der Fasern angeordnet oder der kurze Fasern beigemischt sind. Ein solches Harzverstärkungselement ermöglicht es, eine höhere Befestigungsfestigkeit des mechanischen Befestigungsmittels 3 an der Reifeninnenoberfläche zu erreichen.
Das Harzverstärkungselement ist aus mindestens einer Schicht eines Harzfilms oder Harzflächengebildes gebildet. Das Harzverstärkungselement kann aus nur einer Schicht des Harzfilms oder Harzflächengebildes gebildet sein. Alternativ kann das Harzverstärkungselement aus einem Laminat gebildet sein, in dem die eine Schicht des Harzfilms oder Harzflächengebildes und eine Vielzahl weiterer Harzfilme oder Harzflächengebilde geschichtet sind.
Während der Harzfilm oder das Harzflächengebilde nicht besonders beschränkt sind, beträgt die Dicke einer Schicht des Harzfilms oder Harzflächengebildes vorzugsweise zwischen 0,05 und 2,0 mm und mehr bevorzugt zwischen 0,2 und 1,5 mm. Die Dicke des gesamten Harzverstärkungselements beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 und 5,0 mm und mehr bevorzugt zwischen 1,0 und 3,0 mm.
Der Ausdruck „angeordnete Fasern beinhaltet“ bezieht sich beispielsweise auf die Bildung eines Harzfilms oder Harzflächengebildes, in dem ein faserflächengebildeähnliches Material, das eine in eine Richtung oder eine Vielzahl von Richtungen ausgerichtete und angeordnete Vielzahl von Fasern oder Faserbündeln hat, mit einem Harz oder einer Harzzusammensetzung imprägniert oder beschichtet ist. Hier können „angeordnete Fasern“ einzelne Fasern sein, die einzeln angeordnet sind, einzelne Faserbündel, von denen jedes aus einer Vielzahl von Fasern gebildet ist, die zusammengefasst und ausgerichtet oder verwoben und einzeln angeordnet sind, oder einzelne dickere Faserbündel, von denen jedes aus einer Vielzahl der ausgerichteten oder verwobenen und einzeln angeordneten Faserbündel gebildet ist. Die Anordnung der Fasern oder Faserbündel kann durch die oben beschriebene Ausrichtung oder durch die Bildung eines Cordstoffs oder einer Leinwandbindung, der bzw. die mit einem Harz imprägniert oder beschichtet ist, erreicht werden.
Der Ausdruck „darin beigemischte kurze Fasern“ bezieht sich auf die Bildung eines Harzfilms oder Harzflächengebildes, in dem nicht gebündelte kurze Fasern einem Harz oder einer Harzzusammensetzung, die aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer hergestellt ist, dispers beigemischt sind. Im Allgemeinen haben die kurzen Fasern vorzugsweise eine durchschnittliche Länge von 0,5 bis 10 mm und mehr bevorzugt von 1 bis 3 mm. Insbesondere ist es aus der Perspektive der Verbesserung der Dispergierbarkeit und dergleichen gut, kurze Fasern mit einer durchschnittlichen Länge von 1,0 mm oder weniger oder dergleichen zu verwenden.
In beiden oben beschriebenen Punkten (b) und (c) sind die Fasern aus der Perspektive von hohen physikalischen Eigenschaften, von Qualitätsstabilität und dergleichen vorzugsweise chemische Fasern oder synthetische Fasern und es ist nur erforderlich, dass lange Fasern (Filamentfasern) (im Fall von (b)) und kurze Fasern (im Fall von (c)) auf geeignete Weise verwendet werden. Aus der Perspektive der hohen Qualität, der stabilen Produktivität und dergleichen sind die bevorzugten Faserarten chemische Fasern oder synthetische Fasern, wie etwa Rayonfasern, Nylonfasern, Polyesterfasern und Polyethylenfasern. Aus der Perspektive der Verstärkungswirkung, der Formbarkeit des Harzfilms oder Harzflächengebildes, der Dispergierbarkeit der Fasern und dergleichen ist ferner in beiden oben beschriebenen Punkten (b) und (c) das Beimischungsverhältnis (Mischverhältnis) der Fasern und des Harzes oder der Harzzusammensetzung vorzugsweise so eingestellt, dass die Fasern 2 bis 20 Massenprozent der gesamten Harzzusammensetzung ausmachen.
Die Details des Harzes oder der Harzzusammensetzung, das bzw. die aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer besteht, das bzw. die als das Hauptrohmaterial des Harzfilms oder Harzflächengebildes in (a) bis (c) oben dient, werden später beschrieben.
Das mechanische Befestigungsmittel 3 kann an einer Reifenäquatorlinie befestigt sein, wie in 1A veranschaulicht, ist aber in Abhängigkeit von Faktoren, wie den Charakteristika und Eigenschaften (Größe, Form, Masse) der verschiedenen Gegenstände, die über das mechanische Befestigungsmittel zu befestigen sind, vorzugsweise in einer geeigneteren Position befestigt.
Ein bevorzugtes Beispiel für die Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels ist ein Bereich, in dem ein Abstand D (mm) in einer Reifenbreitenrichtung zwischen einer mittleren Position C des mechanischen Befestigungsmittels und der Reifenäquatorlinie CL das Verhältnis 0 ≤ D/W ≤ 0,40 mit Bezug auf eine maximale Breite W (mm) des Reifens erfüllt.
Beispielsweise veranschaulicht 2 ein Beispiel, in dem das mechanische Befestigungsmittel 3 in einer Position befestigt ist, die von der Reifenäquatorlinie CL um den Abstand D getrennt ist.
Während die Reifeninnenoberfläche während des Reifenrollens bei hohen Geschwindigkeiten wiederholt verzerrt wird, was über einen längeren Zeitraum zu einer Bewegung führt, die bewirken kann, dass ein Befestigungsmittel (Befestigungsmittelbestandteil) abfällt, ermöglicht es die Bereitstellung des mechanischen Befestigungsmittels 3 in einem Bereich nahe der Reifenäquatorlinie (Mitte), wie in den 1A und 2 veranschaulicht, in dem die Verzerrung relativ minimal ist, zu verhindern, dass das Befestigungsmittel (Befestigungsmittelbestandteil) während des Reifenrollens abfällt.
Alternativ veranschaulichen die 3A und 3B ein Beispiel, in dem das mechanische Befestigungsmittel 3 nahe dem Wulstabschnitt 6 befestigt ist. Wie in den Zeichnungen veranschaulicht, liegt die Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels 3 innerhalb eines Bereichs, in dem eine Reifenradialrichtungshöhe A von einer Wulstzehenspitze 61 zur mittleren Position C des mechanischen Befestigungsmittels und eine Reifenquerschnittshöhe H das Verhältnis 0,05 ≤ A/H ≤ 0,4 erfüllen. Während die Reifeninnenoberfläche während des Reifenrollens verzerrt wird, was zu einer Bewegung führt, die bewirken kann, dass das mechanische Befestigungsmittel 3 und die Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b abfallen, ermöglicht es die Bereitstellung des mechanischen Befestigungsmittels 3 und der Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b innerhalb eines Bereichs nahe dem Wulstabschnitt 6, in dem die Rollverzerrung minimal ist, zu verhindern, dass das Befestigungsmittel 3 und die Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b während des Rollens abfallen.
Das zwischen den Befestigungsmittelbestandteilen 3a, 3b fixierte Harzverstärkungselement 7 haftet vorzugsweise direkt an der Reifeninnenoberfläche oder ist über eine Haftmittelschicht 8, die an der Begrenzung zwischen dem Harzverstärkungselement 7 und der Reifeninnenoberfläche platziert ist, an der Reifeninnenoberfläche fixiert, wie in den 4A und 4B veranschaulicht. Speziell haftet das Harzverstärkungselement direkt auf einem Reifeninnenoberflächenelement, das in geeigneter Weise durch Vulkanisierung mit dem Harz verbunden ist, oder ist über eine Haftmittelschicht, die aus einem Haftmittel und einem klebenden Kautschuk besteht, mit der Reifeninnenoberfläche verbunden. Die bevorzugte Form der Haftung ist die Verbindung durch Vulkanisierung (direkte Haftung), da die Verbindung durch Vulkanisierung während eines normalen Herstellungsprozesses des Reifens durchgeführt werden kann und zu einer hohen Haftfestigkeit führt. Ferner kann, wenn eine Haftmittelschicht bereitgestellt ist, die Haftmittelschicht 8 auf der Reifenseite angeordnet sein, wobei nur das Harzverstärkungselement zwischen den Befestigungsmittelbestandteilen 3a, 3b (4A) eingefügt ist, oder das Harzverstärkungselement und die Haftmittelschicht 8 können kombiniert und zwischen die Befestigungsmittelbestandteile 3a, 3b (4B) eingefügt sein.
In der vorliegenden Erfindung erfüllt eine Steifheitskonstante S, die von einem Produkt aus einem Speichermodul K (GPa) des Harzfilms oder des Harzflächengebildes und einer Dicke T (Millimeter) des Harzfilms oder des Harzflächengebildes ausgedrückt wird, vorzugsweise 0,005 ≤ S ≤ 5. Der Grund hierfür ist der, dass dies der wirksamste Bereich für Haltbarkeit während des Reifenlaufs ist. Insbesondere ist eine Fixierfestigkeit des Befestigungsmittels unangemessen, wenn die Steifheit zu gering ist, und ein Folgevermögen einer Innenoberflächenverzerrung verschlechtert sich, wenn die Steifheit zu hoch ist. Ferner ist die Fixierfestigkeit des Befestigungsmittels unangemessen, wenn der Harzfilm oder das Harzflächengebilde zu dünn ist, und das Folgevermögen der Innenoberflächenverzerrung verschlechtert sich, wenn der Harzfilm oder das Harzflächengebilde zu dick ist. Alternativ kann eine Vielzahl dünner Harzfilme oder Harzflächengebilde geschichtet werden, um die oben beschriebene Steifheitskonstante zu erfüllen.
Eine mehr bevorzugte Steifheitskonstante S erfüllt 0,01 ≤ S ≤ 1,0. Es ist zu beachten, dass, wenn eine Vielzahl von Harzfilmen oder Harzflächengebilden vorhanden ist, die Dicke T (mm) des Harzfilms oder Harzflächengebildes eine Gesamtdicke der Vielzahl von Harzfilmen oder Harzflächengebilden ist (begrenzt auf die Harzfilme oder Harzflächengebilde). Wenn eine andere Schicht als der Harzfilm oder das Harzflächengebilde existiert, wird die Dicke dieser Schicht nicht in den Messwert eingeschlossen.
Ferner beträgt eine Oberfläche S2 (cm²) pro mechanischem Befestigungsmittel des Harzfilms oder des Harzflächengebildes, der bzw. das zwischen den Befestigungsmittelbestandteilen eingefügt ist, von 8 bis 300 cm². Die Haftfestigkeit an der Reifeninnenoberfläche ist unangemessen, wenn die Oberfläche des Harzfilms oder Harzflächengebildes zu klein ist, und der Harzfilm oder das Harzflächengebilde kann dem Innenoberflächenverzug nicht folgen, wenn die Oberfläche zu groß ist, was nicht bevorzugt ist. Gemäß der Entdeckung der Erfinder der vorliegenden Erfindung ist eine Oberfläche von ungefähr 25 bis 100 cm² allgemein bevorzugt. Es ist zu beachten, dass „Oberfläche S (cm²) pro mechanischem Befestigungsmittel des Harzfilms oder des Harzflächengebildes, der bzw. das zwischen den Befestigungsmittelbestandteilen eingefügt ist“ eine Oberfläche auf der Basis der Oberfläche des verwendeten Harzfilms oder Harzflächengebildes ist, der bzw. das auf einer flachen Oberfläche entwickelt ist. Wenn ein Loch für die Befestigungsmittelbefestigung gebildet wird, wird die Oberfläche S durch Subtrahieren der Fläche des Loches von der Oberfläche des Harzfilms oder Harzflächengebildes erhalten. Wenn die Harzfilme oder Harzflächengebilde geringfügig gegeneinander versetzt oder dergleichen geschichtet sind, ist eine projizierte Fläche der Gesamtheit der Harzfilme oder Harzflächengebilde als „Oberfläche des Harzfilms oder Harzflächengebildes“ definiert.
In der vorliegenden Erfindung ist das mechanische Befestigungsmittel 3 vorzugsweise so angeordnet ist, dass eine Profillinie des mechanischen Befestigungsmittels 3 mindestens 2 mm von einer Profillinie des Harzverstärkungselements 7 entfernt und auf einer Innenseite der Profillinie des Harzverstärkungselements positioniert ist. Der Grund hierfür ist der, dass sich, wenn das mechanische Befestigungsmittel zu nah an der Profillinie des Harzverstärkungselements ist, das von der Profillinie des Harzverstärkungselements bewirkte Risiko des Ausfalls erhöht.
Ferner weist eine Profilform des mechanischen Befestigungsmittels 3, die durch Projizieren des mechanischen Befestigungsmittels 3 auf die Reifeninnenoberfläche erhalten wird, vorzugsweise einen Abstand R von der Mitte einer Schwerpunktposition der Profilform zu einem weitesten Punkt auf der Profillinie von 2 bis 60 mm auf. Während ein Durchmesser des auf der Reifeninnenoberfläche montierten Befestigungsmittels eine bevorzugte untere Grenzgröße hat, um die Fixierfestigkeit sicherzustellen, erhöht ein zu großer Durchmesser das Risiko von Vulkanisierungsfehlern während der Luftreifenherstellung, sodass auch ein bevorzugter oberer Grenzwert erforderlich ist. Daher beträgt gemäß der Entdeckung der Erfinder der vorliegenden Erfindung der oben beschriebene Abstand R zwischen 2 und 60 mm. Die 6A, 6B, 6C und 6D veranschaulichen den Abstand R von der Mitte der Schwerpunktposition zu jedem Punkt auf der am weitesten entfernten Profillinie, wobei als Beispiele ein Kreis, ein gleichseitiges Dreieck, eine Ellipse bzw. eine Zahnradform verwendet werden.
Ferner wird eine Profilform des Harzfilms oder Harzflächengebildes 7 in einer Draufsicht bevorzugt von einer gekrümmten Linie, die einen Krümmungsradius von mindestens 5 mm ohne Spitzwinkelabschnitt hat, oder von einer Kombination einer geraden Linie und einer gekrümmten Linie mit einem Krümmungsradius von mindestens 5 mm gebildet. Spezielle Beispielformen sind in den 7A bis 7D veranschaulicht. Wie in den 7A bis 7D veranschaulicht, beinhalten bevorzugte Beispielformen eine rechteckige Form, wie etwa ein Rechteck oder Quadrat mit runden Eckabschnitten (7A), eine Kreisform (7B), eine elliptische Form (7C) und eine regelmäßige polygonale Form, wie etwa eine regelmäßige sechseckige Form mit runden Eckabschnitten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Gegenstand, der ein zweites Befestigungsmittel des Paars mechanischer Befestigungsmittel besitzt, durch Eingreifen in das Befestigungsmittel 3, das mit dem zweiten Befestigungsmittel ein Paar bildet und an der Reifeninnenoberflächenseite bereitgestellt ist, auf der Innenoberfläche des Luftreifens angeordnet sein.
Der Gegenstand, der das zweite Befestigungsmittel besitzt, kann dazu ausgelegt sein, entsprechend der hochtechnologisierten Entwicklung moderner Luftreifen verschiedene Funktionen zu haben. Beispiele solcher Funktionen beinhalten: (a) einen elektronischen Schaltkreis, einen Sensor beinhaltend, (b) ein Auswuchtgewicht, (c) einen Notlaufkern, (d) einen Gegenstand, auf dem ein Sauerstofffänger, ein Trockenmittel und/oder ein UV-Licht erkennendes Farbstofffixierungsmittel angebracht oder montiert ist, (e) ein geräuschabsorbierendes Element und (f) ein Oberflächenbefestigungsmittelelement. Ein Gegenstand, der eine oder eine Kombination solcher Funktionen besitzt, ist ein typisches Beispiel.
Im Folgenden werden die Harze sowie das mit den Harzen gemischte Elastomer beschrieben, die verwendet werden können, um den Harzfilm oder das Harzflächengebilde, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zu bilden.
Bevorzugte Beispiele von thermoplastischem Harz, das als Harz verwendet werden kann, das den Harzfilm oder das Harzflächengebilde der vorliegenden Erfindung ausmachen können, beinhalten ein Polyamidharz (z. B. Nylon 6 (N 6), Nylon 66 (N 66), Nylon 46 (N 46), Nylon 11 (N 11), Nylon 12 (N 12), Nylon 610 (N 610), Nylon 612 (N 612), Nylon 6/66-Copolymer (N 6/66), Nylon 6/66/610-Copolymer (N 6/66/610), Nylon MXD6 (MXD6), Nylon 6T, Nylon 9T, Nylon 6/6T-Copolymer, Nylon 66/PP-Copolymer, Nylon 66/PPS-Copolymer) oder eine N-Alkoxyalkyl-Verbindung davon, z. B. eine Methoxymethyl-Verbindung eines Nylon 6, eine Methoxymethyl-Verbindung eines Nylon 6/610-Copolymers oder eine Methoxymethyl-Verbindung eines Nylon 612; ein Polyesterharz (z. B. ein aromatisches Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylenisophthalat (PEI), ein PET/PEI-Copolymer, Polyarylat (PAR), Polybutylennaphthalat (PBN), ein Flüssigkristallpolyester, eine Polyoxyalkylen-Diamidsäure/Polybutylenterephthalat-Copolymer); ein Polynitrilharz (z. B. Polyacrylnitril (PAN), Polymethacrylnitril, ein Acrylnitril/Styrol-Copolymer (AS), ein (Meta)Acrylnitril/Styrol-Copolymer, ein (Meta)Acrylnitril/Styrol/Butadien-Copolymer), ein Polymethacrylatharz (z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylmethacrylatsäure), ein Polyvinylharz (z. B. Polyvinylacetat, ein Polyvinylalkohol (PVA), ein Vinylalkohol/Ethylen-Copolymer (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylchlorid (PVC), ein Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymer, ein Vinylidenchlorid/Methylacrylat-Copolymer, ein Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymer (ETFE)), ein Celluloseharz (z. B. Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat), ein Fluoridharz (z. B. Polyvinylidendifluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), ein Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer) und ein Imid-Harz (z. B. ein aromatisches Polyimid (PI)).
Ferner kann bei dem thermoplastischen Harz und dem Elastomer, die die Mischung (Harzzusammensetzung) ausmachen, die in der vorliegenden Erfindung den Harzfilm oder das Harzflächengebilde ausmachen kann, Vorstehendes als das thermoplastische Harz verwendet werden. Bevorzugte Beispiele des Elastomers, das die Mischung (Harzzusammensetzung) ausmacht, beinhalten einen dienbasierten Kautschuk oder ein Hydrogenat davon (z. B. einen Naturkautschuk (NR), einen Isopren-Kautschuk (IR), einen epoxidierten Naturkautschuk, einen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), einen Butadien-Kautschuk (BR, Hoch-cis-BR und Nieder-cis-BR), einen Nitrilkautschuk (NBR), hydrierten NBR, hydrierten SBR), einen Olefinkautschuk (z. B. einen Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM, EPM), einen maleinsäuremodifizierten Ethylen-Propylen-Kautschuk (M-EPM), einen Butyl-Kautschuk (IIR), ein Isobutylen- und aromatisches Vinyl- oder Dien-Monomer-Copolymer, einen Acryl-Kautschuk (ACM), ein Ionomer), einen halogenhaltigen Kautschuk (z. B. Br-IIR, CI-IIR, ein bromiertes Isobutylen-p-Methylstyrol-Copolymer (BIMS), einen Chloropren-Kautschuk (CR), einen Hydrin-Kautschuk (CHR), einen chlorsulfonierten Polyethylen-Kautschuk (CSM), einen chlorierten Polyethylen-Kautschuk (CM), einen chlorierten Polyethylen-Kautschuk modifiziert mit Maleinsäure (M-CM)), einen Silikonkautschuk (z. B. einen Methyl-Vinyl-Silikonkautschuk, einen Dimethyl-Silikonkautschuk, einen Methylphenyl-Vinyl-Silikonkautschuk), einen schwefelhaltigen Kautschuk (z. B. einen Polysulfid-Kautschuk), einen Fluorkautschuk (z. B. einen Vinyliden-Fluorkautschuk, einen fluorhaltigen Vinyl-Ether-Kautschuk, einen Tetrafluorethylen-Propylenkautschuk, einen fluoridhaltigen silikonbasierten Kautschuk, einen fluoridhaltigen Phosphazen-Kautschuk) und ein thermoplastisches Elastomer (z. B. ein Styrol-Elastomer, ein Olefin-Elastomer, ein Ester-Elastomer, ein Urethan-Elastomer, ein Polyamid-Elastomer).
Insbesondere bestehen aus der Perspektive, das Kautschuk-Volumenverhältnis erhöhen zu können, um ihn zu erweichen und die Lebensdauer des Elastomers sowohl bei niedrigen als auch hohen Temperaturen zu verbessern, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% des Elastomers aus einem halogenierten Butyl-Kautschuk, einem bromierten Isobutylen-Paramethyl-Styrol-Copolymer-Kautschuk oder aus einem mit Maleinsäureanhydrid modifiziertem Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk.
Aus der Perspektive, sowohl Haltbarkeit als auch die Luftpermeation verhindernde Eigenschaften zu erreichen, bestehen zusätzlich vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% des thermoplastischen Harzes in der Mischung entweder aus Nylon 11, Nylon 12, Nylon 6, Nylon 66, einem Nylon 6/66-Copolymer, einem Nylon 6/12-Copolymer, einem Nylon 6/10-Copolymer, einem Nylon 4/6-Copolymer, einem Nylon 6/66/12-Copolymer, aromatischem Nylon oder einem Ethylen/Vinyl-Alkohol-Copolymer.
Außerdem kann, wenn die Kompatibilität nach Erhalten einer Mischung durch Mischen des zuvor festgelegten thermoplastischen Harzes und des zuvor festgelegten Elastomers anders ist, ein geeignetes Kompatibilitätsmittel als ein dritter Bestandteil verwendet werden, um die Kompatibilisierung des Harzes und des Elastomers zu ermöglichen. Durch Beimischen des Kompatibilitätsmittels in die Mischung wird die Grenzflächenspannung zwischen dem thermoplastischen Harz und dem Elastomer reduziert, wodurch der Teilchendurchmesser des Elastomers, das die Dispersionsphase bildet, sehr klein wird, und somit können die Charakteristika beider Bestandteile effektiv realisiert werden. Im Allgemeinen hat ein solches Kompatibilitätsmittel eine Copolymer-Struktur, die sowohl das thermoplastische Harz oder das Elastomer oder entweder das thermoplastische Harz oder das Elastomer enthält, oder eine Copolymer-Struktur mit einer Epoxy-Gruppe, einer Carbonyl-Gruppe, einer Halogen-Gruppe, einer Amino-Gruppe, einer Oxazolin-Gruppe oder einer Hydroxy-Gruppe, die in der Lage ist, mit dem thermoplastischen Harz oder dem Elastomer zu reagieren. Obwohl die Art des Kompatibilitätsmittels gemäß der Art des zu mischenden thermoplastischen Harzes und Elastomers ausgewählt werden kann, beinhaltet ein solches Kompatibilitätsmittel im Allgemeinen: ein Styrol/Ethylen-Butylen-Blockcopolymer (SEBS) oder eine maleinsäuremodifizierte Verbindung davon; ein EPDM, EPM, EPDM/Styrol oder EPDM/Acrylnitril-Propfcopolymer oder eine maleinsäuremodifizierte Verbindung davon; ein Styrol/Maleinsäure-Copolymer oder ein reaktives Phenoxy und dergleichen. Die Mischquantität eines solchen Kompatibilitätsmittels, die zwar nicht besonders beschränkt ist, liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polymerbestandteils (Gesamtmenge des thermoplastischen Harzes und des Elastomers).
Ein Zusammensetzungsverhältnis des festgelegten thermoplastischen Harzes und des Elastomers in der Mischung, erhalten durch Mischen eines thermoplastischen Harzes mit einem Elastomer, ist nicht besonders beschränkt und kann als angemessen bestimmt werden, um eine dispergierte Struktur als eine diskontinuierliche Phase des Elastomers in der Matrix des thermoplastischen Harzes herzustellen, und liegt vorzugsweise in einem Bereich eines Gewichtsverhältnisses zwischen 90/10 und 30/70.
In der vorliegenden Erfindung können in einem Bereich, der beispielsweise die für ein Harzverstärkungselement erforderlichen Charakteristika nicht beeinträchtigt, ein Kompatibilitätsmittel oder andere Polymere mit dem thermoplastischen Harz oder der Mischung eines mit einem Elastomer gemischten thermoplastischen Harzes gemischt werden. Die Zwecke des Beimischens eines solchen Polymers sind das Verbessern der Kompatibilität zwischen dem thermoplastischen Harz und dem Elastomer, das Verbessern der Formverarbeitbarkeit des Materials, das Verbessern der Wärmebeständigkeit, Kostenreduzierung und dergleichen. Beispiele des Materials, das für das Polymer verwendet wird, beinhalten Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Akrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polystyrol-Butadien-Styrol (SBS) und Polycarbonat (PC).
Weiterhin können ein Verstärkungsmittel, wie ein Füllstoff (Calciumcarbonat, Titanoxid, Aluminiumoxid und dergleichen), Ruß oder Weißruß, ein Erweichungsmittel, ein Weichmacher, ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Pigment, ein Farbstoff oder ein Alterungsverzögerer, die den Polymerverbindungen allgemein beigemischt werden, wahlweise beigemischt werden, solange die erforderlichen Charakteristika eines Verstärkungselements nicht behindert werden. Die Mischung eines thermoplastischen Harzes und eines Elastomers hat eine Struktur, in der das Elastomer als diskontinuierliche Phase in der Matrix des thermoplastischen Harzes verteilt ist. Durch Annehmen einer solchen Struktur ist es aufgrund einer Wirkung der ausreichenden Flexibilität im Verstärkungselement und in der Harzschicht als kontinuierliche Phase möglich, beim Formen eine Formverarbeitbarkeit zu erhalten, die der des thermoplastischen Harzes entspricht, unabhängig von der Menge des Elastomers, und die Luftpermeation verhindernde Eigenschaften zu erreichen.
Ferner kann ein mit thermoplastischem Harz gemischtes Elastomer dynamisch vulkanisiert werden, wenn es mit dem thermoplastischen Harz vermischt wird. Ein Vulkanisator, eine Vulkanisierungshilfe, Vulkanisierungsbedingungen (Temperatur, Zeit) und dergleichen, können während der Vulkanisierung gemäß der Zusammensetzung des hinzuzufügenden Elastomers entsprechend bestimmt werden und sind nicht besonders eingeschränkt.
Wird das Elastomer in der thermoplastischen Harzzusammensetzung auf diese Weise dynamisch vulkanisiert, wird der erhaltene Harzfilm oder das erhaltene Harzflächengebilde ein Film oder ein Flächengebilde, der bzw. das vulkanisiertes Elastomer enthält. Daher besitzt die Folie Beständigkeit (Elastizität) gegenüber Verformung von außen, was vorzuziehen ist, da so die Wirkung der vorliegenden Erfindung verbessert werden kann.
Allgemein verfügbare Kautschukvulkanisatoren (Vernetzungsmittel) können als Vulkanisierungsmittel verwendet werden. Speziell können als schwefelbasierte Vulkanisatoren pulverförmiger Schwefel, ausgefällter Schwefel, hochdispergierbarer Schwefel, oberflächenbehandelter Schwefel, unlöslicher Schwefel, Dimorpholin-Disulfid, Alkylphenol-Disulfid und dergleichen als Beispiel angeführt und beispielsweise etwa 0,5 bis 4 Gwt (in der vorliegenden Beschreibung bezieht sich „Gwt“ auf Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile eines Elastomerbestandteils; auch nachstehend) verwendet werden.
Weiter beinhalten Beispiele eines organischen peroxidbasierten Vulkanisators Benzoyl-Peroxid, t-Butyl-Hydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoyl-Peroxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-Butylperoxy)-Hexan, 2,5-Dimethylhexan-2,5-di(Peroxylbenzoat) und dergleichen. Ein solcher organischer peroxidbasierter Vulkanisator kann in einer Menge von beispielsweise etwa 1 bis 20 Gwt verwendet werden.
Außerdem beinhalten Beispiele eines phenolharzbasierten Vulkanisators bromierte Alkylphenolharze und gemischte Vernetzungssysteme, die ein Alkylphenolharz mit einem Halogen-Donator, wie Zinnchlorid und Chloropren enthalten. Solch ein phenolharzbasierter Vulkanisator kann in einer Menge von beispielsweise etwa 1 bis 20 Gwt verwendet werden.
Beispielen für andere Vulkanisatoren beinhalten Zinkoxid (etwa 5 Gwt), Magnesiumoxid (etwa 4 Gwt), Bleiglätte (etwa von 10 bis 20 Gwt), p-Chinondioxim, p-Dibenzoylchinondioxim, Tetrachlor-p-Benzochinon, Poly-p-Dinitrosobenzol (etwa von 2 bis 10 Gwt) und Methylendianilin (etwa von 0,2 bis 10 Gwt).
Je nach Notwendigkeit kann ein Vulkanisierungsbeschleuniger zugegeben werden. Als Vulkanisierungsbeschleuniger können beispielsweise von etwa 0,5 bis 2 Gwt eines allgemein verfügbaren Vulkanisierungsbeschleunigers einer Aldehyd-Ammoniak-Base, einer Guanidinbase, einer Thiazolbase, einer Sulfenamidbase, einer Thiurambase, einer Salzbase der Dithiosäure, einer Thioharnstoffbase oder dergleichen verwendet werden.
Spezielle Beispiele beinhalten einen Aldehyd-Ammoniak-Vulkanisierungsbeschleuniger, wie Hexamethylentetramin und dergleichen; einen Guanidin-Vulkanisierungsbeschleuniger, wie Diphenylguanidin und dergleichen; einen Thiazol-Vulkanisierungsbeschleuniger, wie Dibenzothiazyldisulfid (DM), 2-Mercaptobenzothiazol und sein Zn-Salz, ein Cyclohexylamin-Salz und dergleichen; einen Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger, wie Cyclohexylbenzothiazylsulfenamid (CBS), N-Oxydiethylenbenzothiazyl-2-Sulfenamid, N-t-Butyl-2-Benzothiazolsulfenamid, 2-(Thymolpolynyldithio)-Benzothiazol und dergleichen; einen Thiuram-Vulkanisierungsbeschleuniger wie Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), Tetraethylthiuramdisulfid, Tetramethylthiurammonosulfid (TMTM), Dipentamethylenethiuramtetrasulfid und dergleichen; einen Dithionat-Vulkanisierungsbeschleuniger, wie Zn-Dimethyldithiocarbamat, Zn-Diethyldithiocarbamate, Zn-Di-n-Butyldithiocarbamat, Zn-Ethylphenyldithiocarbamat, Te-Diethyldithiocarbamat, Cu-Dimethyldithiocarbamat, Fe-Dimethyldithiocarbamat, Pipecolinpipecolyldithiocarbamat und dergleichen und einen Thiourea-Vulkanisierungsbeschleuniger, wie Ethylen-Thioharnstoff, Diethyl-Thioharnstoff und dergleichen. Außerdem kann ein Vulkanisierungsbeschleuniger verwendet werden, der im Allgemeinen für einen Kautschuk verwendet wird. Zum Beispiel können Zinkoxid (etwa 5 Gwt), Stearinsäure, Oleinsäure und deren Zn-Salze (von etwa 2 bis 4 Gwt) oder dergleichen verwendet werden.
Beispiele
Ausführungsbeispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiel 1

Unter Verwendung der in 6A veranschaulichten Auslegung und des in Tabelle 1 angezeigten Harzverstärkungselements wurde ein mechanisches Befestigungsmittel 3 durch Vulkanisierung als das mechanische Befestigungsmittel auf der Innenoberfläche nahe der Mitte jedes Luftreifens (195/65R15) durch einen Vulkanisierungsformprozess des Reifens mit dem Harzverstärkungselement, veranschaulicht in 7B, verbunden. Die Position, in der das Befestigungsmittel fixiert ist, die Eigenschaften des Harzverstärkungselements und dergleichen sind in Tabelle 1 angezeigt. [TABELLE 1]

	Vergleichsbeispiel 1	Ausführungsbeispiel 1	Ausführungsbeispiel 2	Ausführungsbeispiel 3	Ausführungsbeispiel 4	Ausführungsbeispiel 5
Art (Dicke) des zwischen Befestigungsmittelbestandteilen eingefügten Verstärkungselements	Kautschukverstärkungselement (0,05 mm)	Harzverstärkungselement (0,05 mm)	Harzverstärkungselement (0,05 mm)	Harzverstärkungselement (0,05 mm)	Harzverstärkungselement (0,20 mm)	Harzverstärkungselement (0,20 mm)
Form des Harzverstärkungselements Abstand R vom Schwerpunkt	Kreisförmig R = 20 mm	Kreisförmig R = 20 mm	Kreisförmig R = 20 mm	Kreisförmig R = 20 mm	Kreisförmig R = 20 mm	Kreisförmig R = 40 mm
Befestigungsposition des Harzverstärkungselements	D/W = 0,4	D/W = 0,4	D/W = 0 (auf Äquator)	D/W = 0 (auf Äquator)	D/W = 0 (auf Äquator)	D/W = 0 (auf Äquator)
Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Vulkanisierungsverbindung	Vorhanden	Nicht vorhanden	Nicht vorhanden	Vorhanden	Vorhanden	Vorhanden
Steifheitskonstante S des Harzverstärkungselements	0,002	0,010	0,010	0,010	0,040	0,040
Oberfläche (cm²) des Harzverstärkungselements	12	12	12	12	12	50
Haltbarkeit	100	110	115	120	125	130

Die Test- und Bewertungsverfahren der Haltbarkeit des Befestigungsmittels wurden wie folgt durchgeführt:
(1) Befestigungsmittelhaltbarkeitstest
Ein Gewicht, das 100 g wiegt, wurde an einem mechanischen Befestigungsmittel auf einer Reifeninnenoberfläche jedes Testreifens unter Verwendung eines zweiten mechanischen Befestigungsmittels des Paares mechanischer Befestigungsmittel fixiert; in diesem Zustand wurde ein Trommellaufhaltbarkeitstest durchgeführt und der Laufabstand, bis das Befestigungsmittel auf der Reifeninnenoberfläche von der Innenoberfläche abfiel, wurde gefunden;
Jedes Ausführungsbeispiel wurde durch Indexieren des Laufabstands von Vergleichsbeispiel 1, bei dem ein Kautschukflächengebilde verwendet wurde, als Standardpunktzahl (100) bewertet; größere Indexwerte über 100 zeigen eine größere Überlegenheit und die Fähigkeit, einen längeren Abstand zu laufen, an; und dieser Test war ein forcierter Test, bei dem der Luftdruck des Testreifens (195/65R15) 210 kPa und die Laufgeschwindigkeit 81 km/Stunde betrug und die Last alle zwei Stunden um 13 % der maximalen Last erhöht wurde.
Wie aus den von jedem Testreifen erhaltenen Ergebnissen hervorgeht, ist der Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung ein überlegener Luftreifen, bei dem die Fixierfestigkeit des mechanischen Befestigungsmittels extrem hoch ist.
Bezugszeichenliste

1: Luftreifen
2: Reifeninnenoberfläche
3: Mechanisches Befestigungsmittel
3a: Bestandteil des Befestigungsmittels
3b: Bestandteil des Befestigungsmittels
4: Laufflächenabschnitt
5: Seitenwandabschnitt
6: Wulstabschnitt
61: Wulstzehenspitze
7: Harzverstärkungselement
8: Haftschicht
10: Loch zum Einsetzen des mechanischen Befestigungsmittels
12: Felge
A: Reifenradialrichtungshöhe (mm) von der Wulstzehenspitze zur mittleren Position des mechanischen Befestigungsmittels
C: Mittlere Position des mechanischen Befestigungsmittels
H: Reifenquerschnittshöhe (mm)

Claims

Luftreifen, der Folgendes umfasst: ein mechanisches Befestigungsmittel, das aus mindestens zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteilen gebildet und an einer Reifeninnenoberfläche befestigt ist, wobei das mechanische Befestigungsmittel ein erstes mechanisches Befestigungsmittel eines trennbaren Paares mechanischer Befestigungsmittel ist; wobei die zwei oder mehr Befestigungsmittelbestandteile mit einem dazwischen eingefügten Harzverstärkungselement fixiert sind, wobei das Harzverstärkungselement mindestens eine Schicht eines Harzfilms oder eines Harzflächengebildes umfasst, ein beliebiges der Folgenden umfassend: (a) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer; (b) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer, angeordnete Fasern umfassend; und (c) ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, hergestellt aus einer Mischung aus einem Harz und einem Elastomer mit kurzen darin beigemischten Fasern;
Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei die Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels innerhalb eines Bereichs liegt, in dem ein Abstand D (mm) in einer Reifenbreitenrichtung zwischen einer mittleren Position C des mechanischen Befestigungsmittels und einer Reifenäquatorlinie L das Verhältnis 0 ≤ D/W ≤ 0,4 mit Bezug auf eine maximale Breite W (mm) des Reifens erfüllt.
Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei eine Befestigungsposition des mechanischen Befestigungsmittels innerhalb eines Bereichs liegt, in dem eine Reifenradialrichtungshöhe A von einer Wulstzehenspitze zu einer mittleren Position des mechanischen Befestigungsmittels und eine Reifenquerschnittshöhe H das Verhältnis 0,05 ≤ A/H ≤ 0,4 erfüllen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zwischen den mechanischen Befestigungsmitteln fixierte Harzverstärkungselement direkt an der Reifeninnenoberfläche haftet oder über eine Haftmittelschicht an einer Begrenzung zwischen dem Harzverstärkungselement und der Reifeninnenoberfläche fixiert ist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Steifheitskonstante S, die von einem Produkt aus einem Speichermodul K (GPa) des Harzfilms oder des Harzflächengebildes und einer Dicke T (Millimeter) des Harzfilms oder des Harzflächengebildes ausgedrückt wird, 0,005 ≤ S ≤ 5 erfüllt.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Oberfläche S2 (cm²) pro mechanischem Befestigungsmittel des Harzfilms oder des Harzflächengebildes, der bzw. das zwischen den Befestigungsmittelbestandteilen eingefügt ist, von 8 bis 300 cm² beträgt.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mechanische Befestigungsmittel so angeordnet ist, dass eine Profillinie des mechanischen Befestigungsmittels mindestens 2 mm von einer Profillinie des Harzverstärkungselements entfernt und auf einer Innenseite der Profillinie des Harzverstärkungselements positioniert ist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Profilform des mechanischen Befestigungsmittels, die durch Projizieren des Befestigungsmittels auf die Reifeninnenoberfläche erhalten wird, einen Abstand R von einer Schwerpunktposition der Profilform zu einem weitesten Punkt auf der Profillinie von 2 bis 60 mm aufweist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Profilform des Harzfilms oder des Harzflächengebildes in einer Draufsicht von einer gekrümmten Linie gebildet wird, die einen Krümmungsradius von mindestens 5 mm ohne jeglichen Spitzwinkelabschnitt hat, oder von einer Kombination einer geraden Linie und der gekrümmten Linie mit einem Krümmungsradius von mindestens 5 mm gebildet wird.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Gegenstand, der ein zweites mechanisches Befestigungsmittel umfasst, das in das erste mechanische Befestigungsmittel auf der Reifeninnenoberfläche eingreift, durch den Eingriff des ersten mechanischen Befestigungsmittels und des zweiten mechanischen Befestigungsmittels an der Reifeninnenoberfläche fixiert ist.
Luftreifen gemäß Anspruch 10, wobei der Gegenstand, der das zweite Befestigungsmittel umfasst, aus einem oder einer Kombination von (a) einem elektronischen Schaltkreis, einen Sensor umfassend, (b) einem Auswuchtgewicht, (c) einem Notlaufkern, (d) einem Gegenstand, an dem ein Sauerstofffänger, ein Trockenmittel und/oder ein Farbstofffixierungsmittel, das UV-Licht erkennt, angebracht oder montiert ist, (e) einem geräuschabsorbierenden Element und (f) einem Oberflächenbefestigungsmittel gebildet ist.