DE112021004105T5

DE112021004105T5 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112021004105T5
Application number: DE112021004105.3T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Nakazaki
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-06-01
Also published as: CN116056910A; US20230415522A1; JP2022062978A; WO2022074989A1

Abstract

Bereitgestellt wird ein Luftreifen, der Zunahmen des Reifengewichts und des Rollwiderstands unterdrücken kann, während gute Dichteigenschaften sichergestellt werden, und der eine solche Leistung in einer ausgeglichenen, kompatiblen Weise bereitstellt. Bei einem Luftreifen, der Gürtelschichten (7) auf einer Außenumfangsseite einer Karkassenschicht (4) in einem Laufflächenabschnitt (1) und eine Dichtmittelschicht (10) einschließt, die aus einem Dichtkleber hergestellt ist und auf einer Innenoberfläche des Laufflächenabschnitts (1) bereitgestellt ist, erfüllen eine Breite SW der Dichtmittelschicht (10), eine Breite BW1 einer inneren Gürtelschicht (7a), die angrenzend an die Karkassenschicht (4) der Gürtelschichten (7) angeordnet ist, und eine tatsächliche Bodenkontaktbreite CW eine Beziehung CW ≤ SW ≤ BW1.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstdichtenden Luftreifen, der eine Dichtmittelschicht an einer Reifeninnenoberfläche einschließt.
Stand der Technik
Bei einem bekannten Luftreifen ist eine Dichtmittelschicht an einer Innenseite in Reifenradialrichtung einer Innenseelenschicht in einem Laufflächenabschnitt bereitgestellt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Bei einem solchen Luftreifen fließt, wenn ein Fremdkörper wie etwa ein Nagel in den Laufflächenabschnitt sticht, ein Dichtmittel, das die Dichtmittelschicht bildet, in ein Durchgangsloch, das durch den Fremdkörper erzeugt wurde. Dies kann eine Abnahme des Luftdrucks unterdrücken und die Fahrt aufrechterhalten.
Es wird erwartet, dass der vorstehend beschriebene selbstdichtende Luftreifen die Dichteigenschaften insofern verbessert, als das Dichtmittel leicht in das Durchgangsloch fließt, wenn die Viskosität des Dichtmittels niedrig ist, doch falls das Dichtmittel aufgrund der während der Fahrt ausgeübten Wirkungen von Wärme und Zentrifugalkraft zu einer Reifenmittelseite fließt und dadurch das Durchgangsloch von einem Reifenmittelbereich abweicht, wird das Dichtmittel unzureichend, und die Dichtungseigenschaften können nicht ausreichend erzielt werden. Wenn andererseits die Viskosität des Dichtmittels hoch ist, kann ein oben beschriebenes Fließen des Dichtmittels verhindert werden, doch fließt das Dichtmittel nicht ohne Weiteres in das Durchgangsloch, und die Dichteigenschaften können abnehmen. Somit besteht ein Bedarf, dass eine Dichtmittelschicht (Dichtmittel) einen unterdrückten Fluss eines Dichtmittels im Zusammenhang mit Fahren und gute Dichteigenschaften auf ausgewogene, kompatible Weise bereitstellt.
Darüber hinaus fügt das Bereitstellen der Dichtmittelschicht als Ergebnis eine Last hinzu, die der Dichtmittelschicht neben dem Reifenhauptkörper entspricht, und das Gewicht des gesamten Reifens erhöht sich tendenziell. Dementsprechend hat der selbstdichtende Luftreifen tendenziell Schwierigkeiten, einen guten Rollwiderstand aufrechtzuerhalten. Daher werden Maßnahmen zum Unterdrücken einer Zunahme des Reifengewichts und einer Verschlechterung des Rollwiderstands erwartet, während die Leistung mit der vorstehend beschriebenen Dichtmittelschicht sichergestellt wird.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP 2006-152110 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Luftreifen bereitzustellen, der Zunahmen des Reifengewichts und des Rollwiderstands unterdrücken kann, während gute Dichteigenschaften sichergestellt werden, und der eine solche Leistung in einer ausgeglichenen, kompatiblen Weise bereitstellt.
Lösung des Problems
Ein Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt zum Erfüllen der oben beschriebenen Aufgabe ein: einen Laufflächenabschnitt, der sich in Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist, ein Paar Seitenwandabschnitte, die jeweils auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind, ein Paar Wulstabschnitte, die jeweils auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paars von Seitenwandabschnitten angeordnet sind, eine Karkassenschicht, die zwischen dem Paar Wulstabschnitten montiert ist, mindestens eine Gürtelschicht, die eine innere Gürtelschicht einschließt, die angrenzend an eine Außenumfangsseite der Karkassenschicht in dem Laufflächenabschnitt angeordnet ist, und eine Dichtmittelschicht aus einem Dichtklebers, der auf mindestens einer Innenoberfläche des Laufflächenabschnitts bereitgestellt ist. Bei dem Luftreifen erfüllen eine Breite SW der Dichtmittelschicht, eine Breite BW1 der inneren Gürtelschicht und eine tatsächliche Bodenkontaktbreite CW eine Beziehung CW ≤ SW ≤ BW1.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Beim Bereitstellen der Dichtmittelschicht auf der Innenoberfläche des Laufflächenabschnitts weist der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Breite SW der Dichtmittelschicht, die Breite BW1 der inneren Gürtelschicht und die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW so auf, dass sie die Beziehung CW ≤ SW ≤ BW1 erfüllen. Dies kann die Erhöhung des Reifengewichts und des Rollwiderstands unterdrücken, während ausreichend Dichteigenschaften gewährleistet werden. Das heißt, der Bereich, in dem die Dichtmittelschicht bereitgestellt ist (die Breite SW der Dichtmittelschicht) ist gleich oder größer als die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW, wodurch ein Bereich, in dem ein Durchgangsloch gebildet werden kann, ausreichend bedeckt werden kann und gute Dichtungseigenschaften gewährleistet werden können. Andererseits ist der Bereich, in dem die Dichtmittelschicht bereitgestellt ist (die Breite SW der Dichtmittelschicht), gleich oder kleiner als die Breite BW1 der inneren Gürtelschicht, so dass die Menge der Dichtmittelschicht (Dichtkleber), die dem Reifen hinzugefügt werden soll, verringert werden kann und das Reifengewicht und der Rollwiderstand unterdrückt werden können.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Gürtelschicht zusätzlich zur inneren Gürtelschicht vorzugsweise eine äußere Gürtelschicht ein, die angrenzend an eine Außenumfangsseite der inneren Gürtelschicht angeordnet ist, und die Breite SW der Dichtmittelschicht und die Breite BW2 der äußeren Gürtelschicht erfüllen eine Beziehung BW2 ≤ SW. Dies macht ferner die Breite der Dichtmittelschicht geeignet, wodurch vorteilhafterweise eine Erhöhung des Reifengewichts und des Rollwiderstands unterdrückt wird, während genügend Dichteigenschaften gewährleistet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise ein vertikaler Abstand L entlang einer Reifenradialrichtung zwischen der Laufflächenoberfläche an der Reifenäquatorposition und der Laufflächenoberfläche am Endabschnitt des tatsächlichen Bodenkontaktbereichs 10,0 mm oder weniger. Dies macht das Profil des Laufflächenabschnitts flach und kann somit die Verformung der Dichtmittelschicht, die durch Bodenberührungsverformung während der Fahrt verursacht wird, unterdrücken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Dichtkleber vorzugsweise einen tan δ bei 60 °C von 1,0 oder weniger auf. Dies verbessert die physikalischen Eigenschaften des Dichtklebers, wodurch eine Erhöhung des Rollwiderstands vorteilhaft unterdrückt wird. Es ist zu beachten, dass sich „tan δ bei 60 °C“ auf einen Wert bezieht, der gemäß JIS K6394 unter Verwendung eines viskoelastischen Spektrometers unter den Bedingungen einer Temperatur von 60 °C, einer Zugdehnungsrate von 10 % ± 2 % und einer Vibrationsfrequenz von 20 Hz gemessen wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllen vorzugsweise eine Dicke T1 des Laufflächenabschnitts und eine Dicke S1 der Dichtmittelschicht an der Reifenäquatorposition eine Beziehung 0,15 < S1/T1 < 0,35, und eine Dicke T2 des Laufflächenabschnitts und eine Dicke S2 der Dichtmittelschicht an einer Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht erfüllen eine Beziehung 0,20 < S2/T2 < 0,40. Das Einstellen der Dicke der Dichtmittelschicht in einem geeigneten Bereich in Bezug auf die Dicke des Laufflächenabschnitts in jedem Abschnitt in Reifenbreitenrichtung (die Reifenäquatorposition und die Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht) kann auf diese Weise den Fluss des Dichtmittels während der Fahrt unterdrücken, ohne die Dichtungseigenschaften zu beeinträchtigen. Das heißt, die Dicke des Laufflächenabschnitts beeinflusst die Verformbarkeit des Reifens, und das Dichtmittel wird mit höherer Wahrscheinlichkeit während des Fahrens fließen, da der Reifen verformbar ist, und somit ermöglicht das Einstellen des Verhältnisses der Dicke des Laufflächenabschnitts zur Dicke der Dichtmittelschicht in einem geeigneten Bereich, den Fluss während der Fahrt zu unterdrücken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt in einer Dichtmittelzusammensetzung, die den Dichtkleber bildet (nachstehend als Dichtmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bezeichnet), ein Anteil A von Toluolunlöslichem in der Dichtmittelzusammensetzung, ausgedrückt durch nachstehende Gleichung (1), vorzugsweise im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-%. Dies kann eine ausreichende Vernetzungsdichte erreichen und geeignete physikalische Eigenschaften (geringe Fließfähigkeit und hervorragende Dichteigenschaften) als Dichtmaterial gewährleisten. $A = (W2 / W1) \times 100$
wobei W2 eine Masse (Einheit: g) von Toluolunlöslichem ist, das nach dem Eintauchen der Dichtmittelzusammensetzung in Toluol für eine Woche zurückbleibt, und W1 eine Anfangsmasse (Einheit: g) vor dem Eintauchen der Dichtmittelzusammensetzung in Toluol ist.
Die Dichtmittelzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt vorzugsweise von 0,1 Massenteilen bis 40 Massenteile ein Vernetzungsmittel ein, das pro 100 Massenteile eines Kautschukbestandteils beigemischt wird. Die Vernetzung durch die Verwendung eines angemessenen Gehalts des Vernetzungsmittels auf diese Weise erhält eine ausreichende Elastizität, die keinen Fluss während der Fahrt verursacht, während sie eine Viskosität gewährleistet, die ausreicht, um gute Dichteigenschaften zu erhalten, wobei eine solche Leistung in einer ausgewogenen, kompatiblen Weise vorteilhaft bereitgestellt wird.
In der Dichtmittelzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Vernetzungsmittel vorzugsweise einen Schwefelbestandteil. Dies erhöht die Reaktivität des Kautschukbestandteils (z. B. Butylkautschuk) und des Vernetzungsmittels und kann die Verarbeitbarkeit der Dichtmittelzusammensetzung verbessern.
In der Dichtmittelzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt der Kautschukbestandteil vorzugsweise Butylkautschuk ein, und eine beigemischte Menge des Butylkautschuks pro 100 Masse-% des Kautschukbestandteils beträgt vorzugsweise 10 Masse-% oder mehr. Ferner schließt der Butylkautschuk vorzugsweise chlorierten Butylkautschuk ein, und eine beigemischte Menge des chlorierten Butylkautschuks pro 100 Masse-% des Kautschukbestandteils beträgt vorzugsweise 5 Masse-% oder mehr. Eine solche Mischung kann das Haftvermögen in Bezug auf die Reifeninnenoberfläche verbessern.
In der Dichtmittelzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise 1 Massenteil bis 40 Massenteile eines organischen Peroxids und mehr als 0 Massenteile und weniger als 1 Massenteil eines Vernetzungsmittels pro 100 Massenteile des Kautschukbestandteils beigemischt. Die Vernetzung durch Verwendung des organischen Peroxids und des Vernetzungshilfsmittels in Kombination auf diese Weise erhält eine adäquate Elastizität, die keinen Fluss während der Fahrt oder Lagerung verursacht, während sie eine Viskosität gewährleistet, die ausreicht, um gute Dichteigenschaften zu erhalten, wodurch vorteilhaft eine solche Leistung in einer ausgewogenen, kompatiblen Weise bereitgestellt wird.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich „die Breite SW der Dichtmittelschicht“ auf den Durchschnittswert der Breiten, gemessen an beliebigen acht Stellen am Reifenumfang, und die Breiten an beliebigen acht Stellen sind die Abstände entlang der Reifenbreitenrichtung in einem Bereich, in dem die Dicke der Dichtmittelschicht an jeder Stelle 2 mm oder mehr beträgt. „Tatsächliche Bodenkontaktbreite CW“ bezieht sich auf die Bodenkontaktbreite in der Reifenaxialrichtung, gemessen, wenn der Reifen auf einer nachstehend beschriebenen Normfelge montiert und auf einen Luftdruck von 230 kPa befüllt und vertikal auf einer flachen Oberfläche mit einer daran angelegten Last platziert ist, die 70 % einer nachstehend beschriebenen regulären Last entspricht. Jede der „Breite BW1 der inneren Gürtelschicht“ und der „Breite BW2 der äußeren Gürtelschicht“ ist ein Durchschnittswert von Breiten, die in geschnittenen Querschnitten an beliebigen acht Stellen am Reifenumfang gemessen werden.
Außerdem wird der „vertikale Abstand L“ basierend auf einer Reifenform in einem unbelasteten Zustand angegeben, in dem der Reifen auf einer nachstehend beschriebenen Normfelge montiert und auf einen nachstehend beschriebenen regulären Innendruck befüllt ist. In ähnlicher Weise werden die „Dicke T1“, die „Dicke S1”, die „Dicke T2“ und die „Dicke S2“ basierend auf einer Reifenform in einem unbelasteten Zustand angegeben, in dem der Reifen auf einer nachstehend beschriebenen Normfelge montiert und auf einen nachstehend beschriebenen regulären Innendruck befüllt ist. Alle von der „Dicke T1“, der „Dicke S1'', der „Dicke T2“ und der „Dicke S2“ sind Werte, die entlang einer Normalen einer Karkassenlinie gemessen werden (einer Konturlinie einer Oberfläche auf der Außenumfangsseite einer Karkassenschicht in einem Meridianquerschnitt). Insbesondere sind die „Dicke T1” und die „Dicke S1” die Dicken von dem Laufflächenabschnitt bzw. der Dichtmittelschicht, gemessen entlang der Normalen der Karkassenlinie (im Wesentlichen gleichverlaufend mit dem Reifenäquator), die durch den Schnittpunkt der Karkassenlinie und des Reifenäquators verläuft. Die „Dicke T2“ und die „Dicke S2“ sind jeweils Dicken von dem Laufflächenabschnitt bzw. der Dichtmittelschicht, gemessen entlang der Normalen der Karkassenlinie, die durch einen Endabschnitt der Dichtmittelschicht verläuft (Endpunkt beim Messen der Breite SW der Dichtmittelschicht).
In der vorliegenden Erfindung ist „reguläre Felge“ eine Felge, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, denen Reifen entsprechen, und bezieht sich zum Beispiel auf eine „Standardfelge“ (standard rim) laut Definition von JATMA, eine „Entwurfsfelge“ (Design Rim) laut Definition von TRA oder eine „Messfelge“ (Measuring Rim) laut Definition von ETRTO. In dem System von Standards, einschließlich Standards, die Reifen erfüllen, ist „regulärer Innendruck“ ein Luftdruck, der durch jeden der Standards für jeden Reifen definiert ist, und bezieht sich auf „maximalen Luftdruck“ (maximum air pressure) im Falle von JATMA, wobei der Maximalwert in der Tabelle „Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken“ (TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES) im Falle von TRA aufgelistet ist, und auf „Reifendruck“ (INFLATION PRESSURE) im Falle von ETRTO. Der „reguläre Innendruck“ im Falle eines Reifens für einen Personenkraftwagen beträgt 180 kPa. „Reguläre Last“ ist eine Last, die für jeden Reifen durch einen Standard gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, die Reifen erfüllen, und sich auf „maximale Tragfähigkeit“ im Falle der JATMA, auf den maximalen Wert in der Tabelle „Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken“ (TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES) im Falle der TRA und auf „Tragfähigkeit“ (LOAD CAPACITY) im Falle der ETRTO bezieht. „Reguläre Last“ entspricht 88 % der vorstehend beschriebenen Lasten in einem Fall, in dem ein Reifen ein Reifen für einen Personenkraftwagen ist.
Figurenliste

1 ist eine Meridianquerschnittsansicht, die ein Beispiel eines Luftreifens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Meridianquerschnittsansicht, die ein Beispiel eines Luftreifens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Konfigurationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, schließt ein Luftreifen (Luftreifen des selbstdichtenden Typs) einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Laufflächenabschnitt 1, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist, ein Paar Seitenwandabschnitte 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und ein Paar Wulstabschnitte 3 ein, die auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paars Seitenwandabschnitte 2 angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass „CL“ in 1 und 2 einen Reifenäquator bezeichnet. 1 und 2, die Meridianquerschnittsansichten sind, sind nicht veranschaulicht. Der Laufflächenabschnitt 1, die Seitenwandabschnitte 2 und die Wulstabschnitte 3 erstrecken sich jeweils in Reifenumfangsrichtung und weisen eine Ringform auf. Dies konfiguriert die Grundstruktur in einer Torusform des Luftreifens. Andere Reifenbestandteile in der Meridianquerschnittsansicht erstrecken sich auch in der Reifenumfangsrichtung, um Ringformen zu bilden, sofern nicht anders angegeben.
Im Beispiel von 1 und 2 ist eine Karkassenschicht 4 zwischen dem Paar von linkem und rechtem Wulstabschnitt 3 montiert. Die Karkassenschicht 4 schließt eine Mehrzahl von sich in Reifenradialrichtung erstreckenden verstärkenden Corden ein und ist um einen Wulstkern 5 und einen Wulstfüller 6, die in jedem der Wulstabschnitte 3 angeordnet sind, von einer Fahrzeuginnenseite zu einer Fahrzeugaußenseite zurückgefaltet. Außerdem ist der Wulstfüller 6 an einer Außenumfangsseite des Wulstkerns 5 angeordnet, und der Wulstfüller 6 ist von einem Körperabschnitt und einem zurückgefalteten Abschnitt der Karkassenschicht 4 umschlossen.
Mindestens eine Gürtelschicht 7 ist auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1 eingebettet. Die Gürtelschicht 7 schließt notwendigerweise eine innere Gürtelschicht 7a ein, die angrenzend an die Außenumfangsseite der Karkassenschicht angeordnet ist, und eine äußere Gürtelschicht 7b, die angrenzend an die Außenumfangsseite der inneren Gürtelschicht 7a angeordnet ist, kann optional wie in dem veranschaulichten Beispiel bereitgestellt sein. Jede Gürtelschicht 7 (innere Gürtelschicht 7a oder äußere Gürtelschicht 7b) schließt eine Mehrzahl von verstärkenden Corden auf, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, und die verstärkenden Corde sind zwischen den Schichten derart angeordnet, dass sie einander überschneiden. In diesen Gürtelschichten 7 ist der Neigungswinkel der verstärkenden Corde in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung in einem Bereich von beispielsweise 10° bis 40° eingestellt. Eine Gürtelverstärkungsschicht 8 ist an einer Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 im Laufflächenabschnitt 1 bereitgestellt. Im veranschaulichten Beispiel ist die Gürtelverstärkungsschicht 8 mit zwei Schichten bereitgestellt: einer vollen Deckschicht, die die gesamte Breite der Gürtelschicht 7 abdeckt, und einer Randabdeckschicht, die weiter außen an der Außenumfangsseite angeordnet ist als die volle Deckschicht und nur einen Endabschnitt der Gürtelschicht 7 abdeckt. Die Gürtelverstärkungsschicht 8 schließt einen organischen Fasercordfaden ein, der in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet ist, und ein Winkel des organischen Fasercordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ist zum Beispiel auf 0° bis 5° festgelegt.
Auf einer Reifeninnenoberfläche ist entlang der Karkassenschicht 4 eine Innenseelenschicht 9 bereitgestellt. Die Innenseelenschicht 9 ist eine Schicht, die verhindert, dass Luft aus dem Reifen nach außen dringt. Die Innenseelenschicht 9 schließt zum Beispiel eine Kautschukzusammensetzung ein, die als Hauptbestandteil Butylkautschuk mit Luftdurchlässigkeitsverhinderungsleistung einschließt. Alternativ kann die Innenseele 9 auch eine Kunststoffschicht einschließen, die einen thermoplastischen Kunststoff als Matrix einschließt. Im Fall der Kunststoffschicht kann eine Kunststoffschicht verwendet werden, die einen Elastomerbestandteil einschließt, der in einer Matrix eines thermoplastischen Kunststoffs dispergiert ist.
Wie in 1 veranschaulicht, ist eine Dichtungsschicht 10 auf einer Innenseite in der Reifenradialrichtung der Innenseelenschicht 9 im Laufflächenabschnitt 1 bereitgestellt. Die Dichtmittelschicht 10 ist eine Schicht, die an der Innenoberfläche des Luftreifens mit der vorstehend beschriebenen Grundstruktur angebracht ist, und wenn zum Beispiel ein Fremdkörper wie etwa ein Nagel in den Laufflächenabschnitt 1 sticht, fließt ein Dichtkleber, der die Dichtmittelschicht 10 bildet, in ein Durchgangsloch, das durch den Fremdkörper erzeugt wurde, und verschließt es, und dementsprechend kann eine Abnahme des Luftdrucks unterdrückt und die Fahrt fortgesetzt werden.
Die Dichtmittelschicht 10 weist zum Beispiel eine Dicke von 2,0 mm bis 5,0 mm auf. Mit einem solchen Dickengrad kann ein Fließen eines Dichtmittels während der Fahrt unterdrückt werden, während gute Dichtungseigenschaften sichergestellt werden. Außerdem wird eine gute Verarbeitbarkeit beim Anbringen der Dichtmittelschicht 10 auf der Reifeninnenoberfläche erreicht. Wenn die Dicke der Dichtmittelschicht 10 weniger als 2,0 mm beträgt, wird es schwierig, ausreichende Dichteigenschaften zu gewährleisten. Wenn die Dicke der Dichtmittelschicht 10 mehr als 5,0 mm beträgt, nimmt das Reifengewicht zu und der Rollwiderstand verschlechtert sich. Es ist zu beachten, dass sich die „Dicke der Dichtmittelschicht 10“ hier auf die durchschnittliche Dicke bezieht.
Die Dichtmittelschicht 10 kann durch späteres Ankleben der Dichtmittelschicht 10 an die Innenfläche des vulkanisierten Luftreifens gebildet werden. Zum Beispiel kann die Dichtmittelschicht 10 durch Ankleben eines Dichtklebers, der die nachstehend beschriebene Dichtmittelzusammensetzung einschließt und in einer Flächengebildeform geformt ist, am gesamten Umfang der Reifeninnenoberfläche oder durch spiralförmiges Ankleben eines Dichtklebers, der die nachstehend beschriebene Dichtmittelzusammensetzung einschließt und in einer strangartigen Form oder einer streifenförmigen Form geformt ist, an der Reifeninnenoberfläche gebildet werden. Hier wird vorzugsweise ein vernetzter Dichtkleber verwendet. Das heißt, dass der im Voraus vernetzte Dichtkleber weniger wahrscheinlich verformt wird und somit die Verformung und der Fluss, die mit der Fahrt verbunden sind, weniger wahrscheinlich auftreten, sogar nachdem er als die Dichtmittelschicht 10 auf die Reifeninnenoberfläche gegeben wurde.
Bei der Bereitstellung der Dichtmittelschicht 10 auf diese Weise ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Dichtmittelschicht 10 derart angeordnet, dass die Breite SW der Dichtmittelschicht 10, die Breite BW1 der inneren Gürtelschicht 7a und die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW die Beziehung CW ≤ SW ≤ BW1 erfüllen. Dementsprechend weist der Bereich, in dem die Dichtmittelschicht 10 bereitgestellt ist (die Breite SW der Dichtmittelschicht 10), eine Breite auf, die gleich oder größer als die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW ist. Dies kann einen Bereich, in dem ein Durchgangsloch gebildet werden kann, ausreichend bedecken und gute Dichteigenschaften gewährleisten. Andererseits ist der Bereich, in dem die Dichtmittelschicht 10 bereitgestellt ist (die Breite SW der Dichtmittelschicht 10) gleich oder kleiner als die Breite BW1 der inneren Gürtelschicht 7a. Dies kann die Menge der dem Reifen hinzugefügten Dichtmittelschicht 10 (Dichtkleber) verringern und Erhöhungen des Reifengewichts und des Rollwiderstands unterdrücken.
Wenn die Gürtelschicht 7 die innere Gürtelschicht 7a und die äußere Gürtelschicht 7b wie in dem veranschaulichten Beispiel einschließt, erfüllen die Breite SW der Dichtmittelschicht 10 und die Breite BW2 der äußeren Gürtelschicht 7b vorzugsweise die Beziehung BW2 ≤ SW. Dies macht ferner die Breite der Dichtmittelschicht 10 geeignet, wodurch vorteilhafterweise eine Erhöhung des Reifengewichts und des Rollwiderstands unterdrückt wird, während genügend Dichteigenschaften gewährleistet werden. Bevorzugter erfüllen die Breite SW der Dichtmittelschicht 10, die Breite BW1 der inneren Gürtelschicht 7a, die Breite BW2 der äußeren Gürtelschicht 7b und die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW die Beziehung CW ≤ BW2 < SW < BW1. Außerdem wird, wie vorstehend beschrieben, die Breite SW der Dichtmittelschicht 10 basierend auf einem Bereich angegeben, in dem die Dicke der Dichtmittelschicht 10 2 mm oder mehr beträgt, und somit besteht eine Möglichkeit, dass ein Abschnitt, in dem die Dicke der Dichtmittelschicht 10 weniger als 2 mm beträgt, an einem Endabschnitt der Dichtmittelschicht 10 vorhanden ist, aber selbst wenn ein Abschnitt, in dem die Dicke der Dichtmittelschicht 10 weniger als 2 mm beträgt, an einem Endabschnitt der Dichtmittelschicht 10 vorhanden ist, ist vorzugsweise die gesamte Dichtmittelschicht 10, die einen Abschnitt aufweist, in dem die Dicke der Dichtmittelschicht 10 weniger als 2 mm beträgt, auf der Innenseite in Reifenbreitenrichtung als Endabschnitte der inneren Gürtelschicht 7a vorhanden.
Da die Dichtmittelschicht 10 auf der Reifeninnenoberfläche wie vorstehend beschrieben bereitgestellt ist, wird sie tendenziell durch Verformung des Reifens während der Fahrt leicht beeinflusst. Daher ist ein vertikaler Abstand L entlang der Reifenradialrichtung zwischen der Laufflächenoberfläche an der Position des Reifenäquators CL und der Laufflächenoberfläche am Endabschnitt des tatsächlichen Bodenkontaktbereichs (Position des Endpunkts, wenn die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW gemessen wird) vorzugsweise auf 10,0 mm oder weniger eingestellt. Dies macht das Profil des Laufflächenabschnitts 1 flach und unterdrückt somit eine Änderung der Reifenform zwischen dem unbelasteten Zustand und während der Fahrt (bei Bodenkontakt) und kann die Verformung der Dichtmittelschicht 10, die durch die Bodenkontaktverformung während der Fahrt verursacht wird, unterdrücken. Hier kann, wenn der vertikale Abstand L 10,0 mm überschreitet, die Verformung der Dichtmittelschicht 10 nicht ausreichend unterdrückt werden, was das Risiko hat, die Dichteigenschaften zu beeinflussen. Es ist zu beachten, dass, da der vertikale Abstand L in Abhängigkeit von der Reifengröße schwankt, die Untergrenze davon keinen speziellen Einschränkungen unterliegt, sondern beispielsweise auf 3,0 mm eingestellt werden kann.
Wie veranschaulicht, vorausgesetzt, dass die Dicke des Laufflächenabschnitts 1 an der Position des Reifenäquators CLT1 beträgt, die Dicke der Dichtmittelschicht 10 an der Position des Reifenäquators CL S1 beträgt, die Dicke des Laufflächenabschnitts 1 an der Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht 10 T2 beträgt und die Dicke der Dichtmittelschicht 10 an der Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht 10 S2 beträgt, erfüllen vorzugsweise die Dicken T1 und S1 die Beziehung 0,15 < S1/T1 < 0,35 und die Dicken T2 und S2 die Beziehung 0,20 < S2/T2 < 0,40. Durch Einstellen der Dicke der Dichtmittelschicht 10 in einem geeigneten Bereich in Bezug auf die Dicke des Laufflächenabschnitts 1 in jedem Abschnitt (der Position des Reifenäquators CL und der Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht 10) wie vorstehend beschrieben kann der Fluss des Dichtmittels während der Fahrt unterdrückt werden, ohne die Dichteigenschaften zu beeinträchtigen. Das heißt, da die Dicke des Laufflächenabschnitts 1 die Verformbarkeit des Reifens beeinflusst und die Dichtmittelschicht 10 während der Fahrt, wenn der Reifen verformbarer ist, mit höherer Wahrscheinlichkeit verformt wird oder fließt, ist das Einstellen des Verhältnisses der Dicke des Laufflächenabschnitts 1 zur Dicke der Dichtmittelschicht 10 in einem geeigneten Bereich vorteilhaft zum Unterdrücken der Verformung oder des Fließens der Dichtmittelschicht 10 während der Fahrt.
Hierbei ist, wenn das Verhältnis S1/T1 0,15 oder weniger beträgt, die Dichtmittelschicht 10 zu dünn, und somit ist ein ausreichendes Sicherstellen der Dichteigenschaften schwierig. Wenn das Verhältnis S1/T1 0,35 oder mehr beträgt, ist die Dichtmittelschicht 10 zu dick, und somit besteht ein Problem darin, dass das Gewicht der Dichtmittelschicht 10 (die Menge des verwendeten Dichtmittels) zunimmt, was den Rollwiderstand erhöht oder die Gleichmäßigkeit verringert. Wenn das Verhältnis S2/T2 0,20 oder weniger beträgt, ist die Dichtmittelschicht 10 zu dünn, und somit ist ein ausreichendes Sicherstellen der Dichteigenschaften schwierig. Wenn das Verhältnis S2/T2 0,40 oder mehr beträgt, ist die Dichtmittelschicht 10 zu dick, und somit besteht ein Problem darin, dass das Gewicht der Dichtmittelschicht 10 (die Menge des verwendeten Dichtmittels) zunimmt, was den Rollwiderstand verringert oder die Gleichmäßigkeit verringert.
In einem typischen Luftreifen neigt die Dicke des Laufflächenabschnitts 1 dazu, allmählich von dem Reifenäquator CL zur Außenseite in Reifenbreitenrichtung hin abzunehmen. Das heißt, die Dicken T1 und T2 weisen oft die Beziehung T1 > T2 auf. Daher ist beim Einstellen der vorstehend beschriebenen Beziehungen des Verhältnisses S1/T1 das Verhältnis S2/T2 unter Berücksichtigung der Dickenänderung des Laufflächenabschnitts 1 in Breitenrichtung vorzugsweise die Dicke der Dichtmittelschicht 10 über den gesamten Bereich in Reifenbreitenrichtung vorzugsweise gleichmäßig, um die vorstehend beschriebenen Bereiche zu erfüllen. Durch Erzeugen der gleichmäßigen Dicke der Dichtmittelschicht 10 wie oben beschrieben können hervorragende Dichteigenschaften im gesamten Bereich in Reifenbreitenrichtung gezeigt werden. Andererseits können auch bei gleichmäßiger Dicke der Dichtmittelschicht 10 die Beziehungen des Verhältnisses S1/T1, des Verhältnisses S2/T2, wie vorstehend beschrieben, erfüllt werden, und somit können auch die Verformung und der Fluss des Dichtmittels effektiv unterdrückt werden.
Die Dichtmittelschicht 10 besteht aus dem Dichtkleber, wie vorstehend beschrieben, und unter dem Gesichtspunkt des Unterdrückens des Rollwiderstands beträgt tan δ bei 60 °C des Dichtklebers vorzugsweise 1,0 oder weniger und mehr bevorzugt von 0,2 bis 0,7. Das Einstellen des tan δ auf diese Weise verbessert die physikalischen Eigenschaften des Dichtklebers, wodurch vorteilhafterweise eine Erhöhung des Rollwiderstands durch Bereitstellen des Dichtklebers auf der Reifeninnenoberfläche als Dichtmittelschicht 10 unterdrückt wird. Wenn hier der tan δ bei 60 °C des Dichtklebers 1,0 überschreitet, kann die Wirkung des Unterdrückens des Rollwiderstands auf einen niedrigen Pegel nicht ausreichend erwartet werden.
Die Dichtmittelzusammensetzung, die den Dichtkleber (nachstehend als Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnet) bildet, weist Eigenschaften eines Anteils A von Toluolunlöslichem, dargestellt durch Formel (1) unten, vorzugsweise im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% und mehr bevorzugt von 35 Masse-% bis 50 Masse-% auf. $A = (W2 / W1) \times 100$
wobei W2 eine Masse (Einheit: g) von Toluolunlöslichem ist, das nach dem Eintauchen der Dichtmittelzusammensetzung in Toluol für eine Woche zurückbleibt, und W1 eine Anfangsmasse (Einheit: g) vor dem Eintauchen der Dichtmittelzusammensetzung in Toluol ist.
Die Dichtmittelzusammensetzung mit solchen Eigenschaften kann gute Dichteigenschaften gewährleisten, während ein Fluss des Dichtmittels während der Fahrt unterdrückt wird und eine solche Leistung in einer ausgeglichenen, kompatiblen Weise bereitgestellt wird. Insbesondere liegt der Anteil A des Toluolunlöslichen im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-%, und dementsprechend kann eine ausreichende Vernetzungsdichte erreicht werden, und geeignete physikalische Eigenschaften (geringe Fließfähigkeit und hervorragende Dichteigenschaften) als Dichtmaterial können gewährleistet werden. Wenn der Anteil A des Toluolunlöslichen weniger als 30 Masse-% beträgt, wird die Vernetzungsdichte niedrig, so dass die Wirkung des Unterdrückens des Fließens nicht ausreichend erzielt wird. Wenn der Anteil A des toluolunlöslichen Bestandteils 60 Masse-% überschreitet, wird die Vernetzungsdichte übermäßig hoch, und somit können die Dichteigenschaften abnehmen.
Solange die Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die vorstehend beschriebenen Eigenschaften aufweisen, unterliegt die spezifische Mischung der Dichtmittelzusammensetzung keinen speziellen Einschränkungen. Um jedoch die vorstehend beschriebenen Eigenschaften zuverlässig zu erhalten, wird vorzugsweise eine nachstehend beschriebene Mischung verwendet.
In der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Kautschukbestandteil Butylkautschuk einschließen. Der Anteil des Butylkautschuks am Kautschukbestandteil beträgt vorzugsweise 10 Masse-% oder mehr und mehr bevorzugt 20 Masse-% bis 90 Masse-%. Wenn der Butylkautschuk in diesem Anteil enthalten ist, kann ein gutes Haftvermögen in Bezug auf die Reifeninnenoberfläche gewährleistet werden. Wenn der Anteil des Butylkautschuks weniger als 10 Masse-% beträgt, kann das Haftvermögen in Bezug auf die Reifeninnenoberfläche nicht ausreichend sichergestellt werden.
Die Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt vorzugsweise als Butylkautschuk halogenierten Butylkautschuk ein. Beispiele für den halogenierten Butylkautschuk schließen chlorierten Butylkautschuk und bromierten Butylkautschuk ein, insbesondere kann der chlorierte Butylkautschuk geeignet verwendet werden. Für den Fall, dass chlorierter Butylkautschuk verwendet wird, beträgt ein Anteil des chlorierten Butylkautschuks pro 100 Masse-% des Kautschukbestandteils vorzugsweise 5 Masse-% oder mehr und mehr bevorzugt 10 Masse-% bis 85 Masse-%. Die Reaktivität des Kautschukbestandteils und eines Vernetzungsmittels oder eines organischen Peroxids, wie nachstehend beschrieben, erhöht sich durch Einschließen des halogenierten Butylkautschuks (chlorierten Butylkautschuks), und dies ist insofern vorteilhaft, als die Gewährleistung von Dichtungseigenschaften und die Unterdrückung eines Fließens des Dichtmittels auf kompatible Weise bereitgestellt werden. Außerdem lässt sich auch die Verarbeitbarkeit der Dichtmittelzusammensetzung verbessern. Wenn der Anteil des chlorierten Butylkautschuks weniger als 5 Masse-% beträgt, verbessert sich die Reaktivität des Kautschukbestandteils und des Vernetzungsmittels oder des organischen Peroxids, wie nachstehend beschrieben, nicht ausreichend, und eine gewünschte Wirkung kann nicht in ausreichendem Maße erzielt werden.
In der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht der gesamte Butylkautschuk der halogenierte Butylkautschuk (chlorierte Butylkautschuk) sein, und es kann auch nichthalogenierter Butylkautschuk in Kombination verwendet werden. Beispiele für den nichthalogenierten Butylkautschuk schließen unmodifizierten Butylkautschuk ein, der normalerweise in einer Dichtmittelzusammensetzung verwendet wird, wie BUTYL-065, erhältlich von der JSR Corporation, und BUTYL-301, erhältlich von der LANXESS AG. In einem Fall, in dem der halogenierte Butylkautschuk und der nichthalogenierte Butylkautschuk in Kombination verwendet werden, kann eine beigemischte Menge des nichthalogenierten Butylkautschuks vorzugsweise weniger als 20 Masse-% und mehr bevorzugt weniger als 10 Masse-% pro 100 Masse-% des Kautschukbestandteils betragen.
In der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise zwei oder mehr Arten von Kautschuk in Kombination als der Butylkautschuk verwendet. Das heißt, eine andere Art von halogeniertem Butylkautschuk (zum Beispiel bromierter Butylkautschuk) oder der nichthalogenierte Butylkautschuk wird vorzugsweise in Kombination mit dem chlorierten Butylkautschuk verwendet. Die drei Arten des chlorierten Butylkautschuks, die andere Art von halogeniertem Butylkautschuk (bromierter Butylkautschuk) und der nichthalogenierte Butylkautschuk unterscheiden sich voneinander hinsichtlich einer Vulkanisationsrate, und somit werden, wenn mindestens die beiden Typen in Kombination verwendet werden, die physikalischen Eigenschaften (Viskosität, Elastizität und dergleichen) der nach der Vulkanisierung erhaltenen Dichtmittelzusammensetzung aufgrund der Differenz der Vulkanisierungsrate ungleichmäßig. Das heißt, aufgrund einer Verteilung (Konzentrationsvariation) von Kautschuk unterschiedlicher Vulkanisierungsrate in der Dichtmittelzusammensetzung sind in der nach der Vulkanisierung erhaltenen Dichtmittelschicht ein relativ harter Abschnitt und ein relativ weicher Abschnitt miteinander gemischt. Als Folge wird die Fließfähigkeit in dem relativ harten Abschnitt unterdrückt, und Dichteigenschaften zeigen sich im relativ weichen Abschnitt, wodurch vorteilhafterweise eine solche Leistung auf ausgewogene, kompatible Weise bereitgestellt wird.
In der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch anderer Dienkautschuk als der Butylkautschuk als Kautschukbestandteil beigemischt werden. Als anderer Dienkautschuk kann Kautschuk verwendet werden, der im Allgemeinen in einer Dichtmittelzusammensetzung verwendet wird, wie Naturkautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Styrol-Isopren-Butadien-Kautschuk (SIBR), Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), Chloroprenkautschuk (CR) und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Der andere Dienkautschuk kann allein oder als frei gewählte Mischung verwendet werden.
Der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Vernetzungsmittel beigemischt. Es sei angemerkt, dass sich „Vernetzungsmittel“ in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf ein Vernetzungsmittel bezieht, das kein organisches Peroxid ist, und Beispiele des Vernetzungsmittels schließen Schwefel, Zinkoxid, cyclisches Sulfid, einen Kunststoff (Kunststoffvulkanisation) und Amin (Aminvulkanisation) ein. Als Vernetzungsmittel wird vorzugsweise ein Vernetzungsmittel verwendet, das einen Schwefelbestandteil (zum Beispiel Schwefel) einschließt. Da das Vernetzungsmittel auf diese Weise beigemischt wird, können eine angemessene Vernetzung zur Gewährleistung von Dichteigenschaften und Verhinderung eines Flusses des Dichtmittels auf eine kompatible Weise realisiert werden. Eine beigemischte Menge des Vernetzungsmittels beträgt vorzugsweise 0,1 Massenteile bis 40 Massenteile und mehr bevorzugt 0,5 Massenteile bis 20 Massenteile, pro 100 Massenteile des vorstehenden beschriebenen Kautschukbestandteils. Wenn die beigemischte Menge des Vernetzungsmittels weniger als 0,1 Massenteile beträgt, entspricht die beigemischte Menge des Vernetzungsmittels der beigemischten Menge für den Fall, dass im Wesentlichen kein Vernetzungsmittel enthalten ist, und es kann keine geeignete Vernetzung durchgeführt werden. Wenn die beigemischte Menge des Vernetzungsmittels 40 Massenteile übersteigt, schreitet die Vernetzung der Dichtmittelzusammensetzung übermäßig schnell voran, und die Dichtungseigenschaften nehmen ab.
In der Dichtstoffzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das vorstehend beschriebene Vernetzungsmittel nicht allein verwendet, sondern wird vorzugsweise in Kombination mit einem organischen Peroxid verwendet. Indem das Vernetzungsmittel und das organische Peroxid in Kombination verwendet und vermischt werden, kann eine ausreichende Vernetzung zur Gewährleistung von Dichteigenschaften und Verhinderung eines Fließens des Dichtmittels auf eine kompatible Weise realisiert werden. Eine beigemischte Menge des organischen Peroxids beträgt vorzugsweise 1 Massenteil bis 40 Massenteile und mehr bevorzugt 1,0 Massenteil bis 20 Massenteile pro 100 Massenteile des vorstehend beschriebenen Kautschukbestandteils. Wenn die beigemischte Menge des organischen Peroxids weniger als 1 Massenteil beträgt, ist die beigemischte Menge des organischen Peroxids übermäßig klein und die Vernetzung kann nicht ausreichend durchgeführt werden, und die gewünschten physikalischen Eigenschaften können nicht erhalten werden. Wenn die beigemischte Menge des organischen Peroxids 40 Massenteile übersteigt, schreitet die Vernetzung der Dichtmittelzusammensetzung übermäßig fort und die Dichtungseigenschaften nehmen ab.
Wenn das Vernetzungsmittel und das organische Peroxid auf diese Weise in Kombination verwendet werden, kann das Verhältnis A/B einer Beimischungsmenge A des Vernetzungsmittels zu einer Beimischungsmenge B des organischen Peroxids vorzugsweise auf 5/1 bis 1/200 und mehr bevorzugt auf 1/10 bis 1/20 festgelegt werden. Gemäß einem solchen Mischungsverhältnis kann das Sicherstellen von Dichteigenschaften und das Verhindern eines Fließens des Dichtmittels auf eine ausgeglichenere, kompatible Weise bereitgestellt werden.
Beispiele für das organische Peroxid schließen Dicumylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Benzoylperoxid, Dibenzoylperoxid, Butylhydroperoxid, p-Chlorbenzoylperoxid und 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid ein. Insbesondere ist ein organisches Peroxid mit einer Ein-Minuten-Halbwertszeittemperatur von 100 °C bis 200 °C zu bevorzugen, und unter den oben beschriebenen spezifischen Beispielen sind Dicumylperoxid und t-Butylcumylperoxid besonders bevorzugt. Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als „Ein-Minuten-Halbwertszeittemperatur“ im Allgemeinen ein Wert verwendet wird, der im „Katalog organischer Peroxide 10. Auflage“ von Nippon Oil & Fats Co., Ltd. beschrieben ist, und in einem Fall, in dem ein Wert nicht beschrieben ist, ein Wert verwendet wird, der aus thermischer Zersetzung in einem organischen Lösungsmittel durch ein Verfahren bestimmt wird, das mit einem im Katalog beschriebenen Verfahren identisch ist.
Der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Vernetzungshilfe beigemischt sein. Vernetzungshilfe bezieht sich auf eine Verbindung, die als Vernetzungsreaktionskatalysator wirkt, indem die Verbindung mit dem Vernetzungsmittel einschließlich des Schwefelbestandteils beigemischt wird. Durch Beimischen des Vernetzungsmittels und der Vernetzungshilfe kann die Vulkanisierungsrate erhöht werden, und die Produktionseigenschaften der Dichtmittelzusammensetzung können verbessert werden. Die beigemischte Menge der Vernetzungshilfe beträgt vorzugsweise mehr als 0 Masseteile und weniger als 1 Massenteil, und mehr bevorzugt mehr als 0,1 Massenteile bis 0,9 Massenteile pro 100 Massenteile des oben beschriebenen Kautschukbestandteils. Auf diese Art kann die beigemischte Menge der Vernetzungshilfe reduziert werden und dementsprechend kann die Alterung (Wärmealterung) der Dichtmittelzusammensetzung unterdrückt werden, während die Wirkung als Vernetzungsreaktionskatalysator gefördert wird. Wenn die beigemischte Menge der Vernetzungshilfe 1 Massenteil oder mehr beträgt, kann die Wirkung des Unterdrückens der Wärmealterung nicht ausreichend erzielt werden. Es ist zu beachten, dass die Vernetzungshilfe eine Vernetzungshilfe ist, die als Vernetzungsreaktionskatalysator wirkt, indem die Vernetzungshilfe mit dem Vernetzungsmittel, das wie vorstehend beschrieben den Schwefelbestandteil einschließt, gemischt wird; wenn also die Vernetzungshilfe mit einem organischen Peroxid anstelle des Schwefelbestandteils koexistiert, kann daher die Wirkung als Vernetzungsreaktionskatalysator nicht erzielt werden, die Vernetzungshilfe muss in großen Mengen verwendet werden, und die Wärmealterung wird gefördert.
Die beigemischte Menge des Vernetzungsmittels kann vorzugsweise 50 Masse-% bis 400 Masse-% und mehr bevorzugt 100 Masse-% bis 200 Masse-% der beigemischten Menge der vorstehend beschriebenen Vernetzungshilfe betragen. Da das Vernetzungsmittel und die Vernetzungshilfe auf diese Weise in einer ausgewogenen Weise beigemischt werden, kann eine gute Funktion der Vernetzungshilfe als Katalysator erzielt werden, was insofern vorteilhaft ist, als die Sicherstellung von Dichteigenschaften und die Verhinderung eines Flusses des Dichtmittels auf kompatible Weise bereitgestellt werden. Wenn die beigemischte Menge des Vernetzungsmittels weniger als 50 Masse-% der beigemischten Menge der Vernetzungshilfe beträgt, nimmt die Fließfähigkeit ab. Wenn die beigemischte Menge des Vernetzungsmittels 400 Massen-% der beigemischten Menge der Vernetzungshilfe übersteigt, nimmt die Alterungsbeständigkeitsleistung ab.
Beispiele für die Vernetzungshilfe schließen Verbindungen auf Sulfenamidbasis, Thiazolbasis, Thiurambasis, Thioharnstoffbasis, Guanidinbasis, Dithiocarbamatbasis, Aldehyd-Amin-Basis, Aldehyd-Ammoniak-Basis, Imidazolinbasis und Xanthogenbasis (Vulkanisierungsbeschleuniger) ein. Von diesen können Vulkanisierungsbeschleuniger auf Thiazolbasis, Thiurambasis, Guanidinbasis und Dithiocarbamatbasis geeignet verwendet werden. Beispiele für den Vulkanisierungsbeschleuniger auf Thiazolbasis schließen 2-Mercaptobenzothiazol und Dibenzothiazyldisulfid ein. Beispiele für den Vulkanisierungsbeschleuniger auf Thiurambasis schließen Tetramethylthiurammonosulfid und Tetramethylthiuramdisulfid ein. Beispiele für den Vulkanisationsbeschleuniger auf Guanidinbasis schließen Diphenylguanidin und Di-ortho-tolylguanidin ein. Beispiele für den Vulkanisationsbeschleuniger auf Dithiocarbamatbasis schließen Natriumdimethyldithiocarbamat und Natriumdiethyldithiocarbamat ein. Insbesondere werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Vulkanisierungsbeschleuniger auf Thiazolbasis oder Thiurambasis verwendet, wodurch Schwankungen in der Leistung der erhaltenen Dichtmittelzusammensetzung unterdrückt werden können.
Es ist zu beachten, dass zum Beispiel eine Verbindung wie Chinondioxim, die tatsächlich als das Vernetzungsmittel fungiert, der Einfachheit halber als Vernetzungshilfe bezeichnet werden kann, doch ist die Vernetzungshilfe in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Verbindung, die als Katalysator der Vernetzungsreaktion unter Verwendung des Vernetzungsmittels, wie vorstehend beschrieben, fungiert, und somit entspricht das Chinondioxim nicht der Vernetzungshilfe in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Dichtmittelzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein flüssiges Polymer beigemischt. Durch Beimischen des flüssigen Polymers kann die Viskosität der Dichtmittelzusammensetzung verbessert werden, und die Dichtungseigenschaften können verbessert werden. Die beigemischte Menge des flüssigen Polymers beträgt vorzugsweise 50 Massenteile bis 400 Massenteile und mehr bevorzugt 70 Massenteile bis 200 Massenteile pro 100 Massenteile des oben beschriebenen Kautschukbestandteils. Wenn die beigemischte Menge des flüssigen Polymers weniger als 50 Massenteile beträgt, kann die Wirkung der Verbesserung der Viskosität der Dichtmittelzusammensetzung nicht ausreichend erzielt werden. Wenn die beigemischte Menge des flüssigen Polymers 400 Massenteile übersteigt, kann das Fließen des Dichtmittels nicht ausreichend verhindert werden.
Das flüssige Polymer ist vorzugsweise mit dem Kautschukbestandteil (Butylkautschuk) in der Dichtmittelzusammensetzung co-vernetzbar, und Beispiele für das flüssige Polymer schließen Paraffinöl, Polybutenöl, Polyisoprenöl, Polybutadienöl, Polyisobutenöl, Aromaöl und Polypropylenglycol ein. Unter dem Aspekt der Verringerung der Temperaturabhängigkeit der physikalischen Eigenschaften der Dichtmittelzusammensetzung und der Gewährleistung guter Abdichtungseigenschaften in Umgebungen mit niedriger Temperatur sind unter diesen Paraffinöl, Polybutenöl, Polyisoprenöl, Polybutadienöl, Aromaöl und Polyproypylenglycol bevorzugt und insbesondere Paraffinöl wird vorzugsweise verwendet. Das Verwenden von Paraffinöl stellt vorteilhafterweise Viskositäten bei den oben beschriebenen Temperaturen auf die jeweiligen geeigneten Bereiche ein. Das Molekulargewicht des flüssigen Polymers beträgt zudem vorzugsweise 800 oder mehr, mehr bevorzugt 1000 oder mehr und noch mehr bevorzugt 1200 oder mehr und 3000 oder weniger. Da das flüssige Polymer mit hohem Molekulargewicht auf diese Weise verwendet wird, kann verhindert werden, dass eine Verlagerung eines Ölbestandteils von der an der Reifeninnenoberfläche bereitgestellten Dichtmittelschicht zu einem Reifenhauptkörper den Reifen beeinflusst.
Die Dichtmittelzusammensetzung, die die vorstehend beschriebene Mischung einschließt, enthält mindestens den Butylkautschuk, und dementsprechend erzeugt Vernetzung durch Verwendung eines adäquaten Gehalts des Vernetzungsmittels (vorzugsweise in Kombination mit dem organischen Peroxid verwendet), während dem Kautschukbestandteil eine hohe Viskosität verliehen wird, eine adäquate Elastizität, die kein Fließen während der Fahrt verursacht, während sie eine Viskosität gewährleistet, die ausreicht, um gute Dichteigenschaften zu erhalten, und somit kann eine solche Leistung auf eine gut ausgewogene, kompatible Weise bereitgestellt werden. Somit kann die Dichtmaterialzusammensetzung geeigneterweise in der Dichtmittelschicht 10 (Dichtmaterial) des selbstdichtenden Luftreifens verwendet werden, und die Dichtmaterialzusammensetzung kann gute Dichteigenschaften gewährleisten, während ein Fließen des Dichtmittels während der Fahrt unterdrückt wird und eine solche Leistung in einer ausgeglichenen, kompatiblen Weise bereitgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, doch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt.
Beispiel
Luftreifen (Testreifen) des Beispiels des Standes der Technik 1, Vergleichsbeispiele 1 und 2 und Beispiele 1 bis 11 wurden mit einer Reifengröße von 235/55R18, einer in 1 und 2 dargestellten Grundstruktur und einer Dichtmittelschicht aus einem Dichtmittel auf der Innenseite in Reifenradialrichtung der Innenseelenschicht im Laufflächenabschnitt hergestellt, wobei eine Größenbeziehung zwischen der tatsächlichen Bodenkontaktbreite CW und der Breite SW der Dichtmittelschicht; eine Größenbeziehung zwischen der Breite SW der Dichtmittelschicht und der Breite BW1 der inneren Gürtelschicht; eine Größenbeziehung zwischen der Breite SW der Dichtmittelschicht und der Breite BW2 der äußeren Gürtelschicht; der vertikale Abstand L entlang der Reifenradialrichtung zwischen der Laufflächenoberfläche an der Reifenäquatorposition und der Laufflächenoberfläche am Endabschnitt des tatsächlichen Bodenkontaktbereichs; der tan δ bei 60 °C des Dichtklebers; das Verhältnis S1/T1 der Dicke T1 des Laufflächenabschnitts zur Dicke S1 der Dichtmittelschicht an der Reifenäquatorposition; das Verhältnis S2/T2 der Dicke T2 des Laufflächenabschnitts zur Dicke S2 der Dichtmittelschicht an der Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht; und ein Anteil A von Toluolunlöslichem in der Dichtmittelzusammensetzung; wie in Tabelle 1 gezeigt eingestellt werden.
Die Reifenmasse, der Rollwiderstand, die Dichteigenschaften und die Fließfähigkeit während der Fahrt dieser Testreifen wurden durch die folgenden Testverfahren bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Reifenmasse
Für die Masse jedes Testreifens wurden die Massen von vier Reifen gemessen, und es wurde ein Durchschnittswert der Reifen berechnet. Die erzielten Ergebnisse sind in der Spalte „Reifenmasse“ von Tabelle 1 als Indexwerte gezeigt, wobei ein Indexwert des Beispiels des Standes der Technik 1 100 ist. Höhere Indexwerte weisen auf eine kleinere Reifenmasse hin.
Rollwiderstand
Jeder der Testreifen wurde auf eine Felge mit einer Felgengröße von 18 × 7,5 J aufgezogen. Der Rollwiderstand wurde gemäß ISO 28580 unter Verwendung einer Trommelprüfmaschine mit einem Trommeldurchmesser von 1707,6 mm unter den Bedingungen eines Luftdrucks von 230 kPa, einer Last von 4,82 kN und einer Geschwindigkeit von 80 km/h gemessen. Die Bewertungsergebnisse wurden in der Spalte „Rollwiderstand“ in Tabelle 1 gezeigt als Indexwertegezeigt, wobei ein Indexwert des Beispiels des Standes der Technik 1 100 ist, wobei Reziproke von Messwerten verwendet wurden. Höhere Indexwerte zeigen einen niedrigeren Rollwiderstand an.
Abdichtungseigenschaften
Die Testreifen wurden auf Räder mit einer Felgengröße von 18 × 7,5 J aufgezogen, die an einem Testfahrzeug montiert wurden, und bei einem anfänglichen Luftdruck von 230 kPa, einer Last von 8,5 kN und einer Temperatur von 23 °C (Raumtemperatur) wurde ein Nagel mit einem Durchmesser von 5,0 mm in den Laufflächenabschnitt eingeführt, woraufhin der Nagel entfernt und die Reifen eine Stunde lang stehen gelassen wurden und dann der Luftdruck der einzelnen Reifen gemessen wurde. Die Bewertungsergebnisse werden von den folgenden vier Stufen angegeben. Es ist zu beachten, dass das Bewertungsergebnis „3“ oder „4“ das Erzielen angemessener Dichtungseigenschaften bedeutet und „4“ das Erzielen besonders hervorragender Abdichtungseigenschaften bedeutet.
4: Der Luftdruck nach dem Stehenlassen beträgt 240 kPa oder mehr und 250 kPa oder weniger.
3: Der Luftdruck nach dem Stehenlassen beträgt 230 kPa oder und weniger als 240 kPa.
2: Der Luftdruck nach dem Stehenlassen beträgt 200 kPa oder mehr und weniger als 230 kPa.
1: Der Luftdruck nach dem Stehenlassen beträgt weniger als 200 kPa.
Fließfähigkeit des Dichtmittels

Die Testreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 18 × 7.5 J aufgezogen, an einer Trommeltestmaschine montiert und bei einem Luftdruck von 230 kPa, einer Last von 8,5 kN und einer Fahrtgeschwindigkeit von 80 km/h eine Stunde lang bei gefahren, und nach dem Fahren wurde der Fließzustand des Dichtmittels untersucht. Für die Auswertungsergebnissen wurden Linien von 20 × 40 Quadraten mit jeweils einer Rasterweite von 5 mm in einer Oberfläche der Dichtmittelschicht vor der Fahrt gezogen und die Anzahl der Quadrate mit verzerrter Form nach der Fahrt gezählt, wobei der Fall, in dem kein Fließen des Dichtmittels beobachtet wurde (die Anzahl der verzerrten Quadrate ist 0), als „Gut“ angegeben wurde, der Fall, in dem die Anzahl der verzerrten Quadrate kleiner als 1/4 der Gesamtzahl der Quadrate war, als „Bestanden“ angegeben wurde, und der Fall, in dem die Anzahl der verzerrten Quadrate 1/4 oder größer als die Gesamtzahl der Quadrate war, als „Nicht bestanden“ angegeben wurde.
[Tabelle 1] Tabelle 1-I

		Beispiel des Standes der Technik 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Größenbeziehung CW und SWzwischen		CW < SW	CW > SW	CW > SW
Größenbeziehung zwischen SW und BW1		SW > BW1	SW < BW1	SW < BW1
Größenbeziehung zwischen SW und BW2		BW2 < SW	BW2 > SW	BW2 > SW
Vertikaler Abstand L	mm	12,0	12,0	10,0
Tan δ (60 °C)		1,2	1,2	1,0
Verhältnis S1/T1		0,35	0,35	0,25
Verhältnis S2/T2		0,40	0,40	0,30
Anteil A von Toluolunlöslichem	Masse-%	20	20	30
Reifenmasse	Indexwert	100	106	107
Rollwiderstand	Indexwert	100	106	109
Abdichtungseigenschaften		3	1	1
Fließfähigkeit des Dichtmittels		Bestanden	Bestanden	Gut

Tabelle 1-II

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
Größenbeziehung zwischen CW und SW		CW < SW	CW < SW	CW = SW	CW < SW
Größenbeziehung zwischen SW und BW1		SW < BW1	SW < BW1	SW < BW1	SW = BW1
Größenbeziehung zwischen SW und BW2		BW2 < SW	BW2 < SW	BW2 = SW	BW2 < SW
Vertikaler Abstand L	mm	12,0	10,0	10,0	10,0
Tan δ (60 °C)		1,2	1,0	1,0	1,0
Verhältnis S1/T1		0,35	0,25	0,25	0,25
Verhältnis S2/T2		0,40	0,30	0,30	0,30
Anteil A von Toluolunlöslichem	Masse-%	20	30	30	30
Reifenmasse	Indexwert	103	105	106	102
Rollwiderstand	Indexwert	103	108	109	104
Abdichtungseigenschaften		3	4	3	4
Fließfähigkeit des Dichtmittels		Bestanden	Gut	Gut	Gut

[Tabelle 2] Tabelle 2-I

		Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8
Größenbeziehung zwischen CW und SW		CW < SW	CW < SW	CW < SW	CW < SW
Größenbeziehung zwischen SW und BW1		SW < BW1	SW < BW1	SW < BW1	SW < BW1
Größenbeziehung zwischen SW und BW2		BW2 < SW	BW2 < SW	BW2 < SW	BW2 < SW
Vertikaler Abstand L	mm	12,0	8,0	10,0	10,0
Tan δ (60 °C)		1,0	1,0	1,2	0,8
Verhältnis S1/T1		0,25	0,25	0,25	0,25
Verhältnis S2/T2		0,30	0,30	0,30	0,30
Anteil A von Toluolunlöslichem	Masse-%	30	30	30	30
Reifenmasse	Indexwert	105	105	105	105
Rollwiderstand	Indexwert	108	108	105	109
Abdichtungseigenschaften		4	4	4	4
Fließfähigkeit des Dichtmittels		Bestanden	Gut	Bestanden	Gut

Tabelle 2-II

		Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11
Größenbeziehung zwischen CW und SW		CW < SW	CW < SW	CW < SW
Größenbeziehung zwischen SW und BW1		SW < BW1	SW < BW1	SW < BW1
Größenbeziehung zwischen SW und BW2		BW2 < SW	BW2 < SW	BW2 < SW
Vertikaler Abstand L	mm	10,0	10,0	10,0
Tan δ (60 °C)		1,0	1,0	1,0
Verhältnis S1/T1		0,35	0,15	0,25
Verhältnis S2/T2		0,40	0,20	0,30
Anteil A von Toluolunlöslichem	Masse-%	30	30	20
Reifenmasse	Indexwert	103	107	105
Rollwiderstand	Indexwert	106	110	108
Abdichtungseigenschaften		4	3	4
Fließfähigkeit des Dichtmittels		Bestanden	Gut	Bestanden

Wie aus Tabelle 1 und 2 ersichtlich ist, zeigten die Luftreifen von Beispiel 1 bis 11 jeweils hervorragende Dichteigenschaften und unterdrückten ein Fließen des Dichtmittels während der Fahrt, während die Reifenmasse und der Rollwiderstand im Vergleich zum Beispiel des Stands der Technik 1 reduziert wurden. Andererseits ist in Vergleichsbeispiel 1 und 2 die Breite SW der Dichtmittelschicht kleiner als die tatsächliche Bodenkontaktbreite CW, und somit konnten keine ausreichenden Dichteigenschaften erzielt werden.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Wulstabschnitt
4: Karkassenschicht
5: Wulstkern
6: Wulstfüller
7: Gürtelschicht
7a: Innere Gürtelschicht
7b: Äußere Gürtelschicht
8: Gürtelverstärkungsschicht
9: Innenseelenschicht
10: Dichtmittelschicht
CL: Reifenäquator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006152110 A [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 28580 [0059]

Claims

Luftreifen, umfassend: einen Laufflächenabschnitt, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die jeweils auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares Seitenwandabschnitte angeordnet sind; eine Karkassenschicht, die zwischen dem Paar Wulstabschnitte angeordnet ist; mindestens eine Gürtelschicht, umfassend eine innere Gürtelschicht, die angrenzend an eine Außenumfangsseite der Karkassenschicht im Laufflächenabschnitt angeordnet ist; und eine Dichtmittelschicht, die aus einem Dichtkleber hergestellt ist und die auf mindestens einer Innenoberfläche des Laufflächenabschnitts bereitgestellt ist; wobei eine Breite SW der Dichtmittelschicht, eine Breite BW1 der inneren Gürtelschicht und eine tatsächliche Bodenkontaktbreite CW eine Beziehung CW ≤ SW ≤ BW1 erfüllen.
Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei die Gürtelschicht zusätzlich zu der inneren Gürtelschicht eine äußere Gürtelschicht umfasst, die angrenzend an eine Außenumfangsseite der inneren Gürtelschicht angeordnet ist, und die Breite SW der Dichtmittelschicht und eine Breite BW2 der äußeren Gürtelschicht eine Beziehung BW2 ≤ SW erfüllen.
Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein vertikaler Abstand L entlang einer Reifenradialrichtung zwischen einer Laufflächenoberfläche an einer Reifenäquatorposition und einer Laufflächenoberfläche an einem Endabschnitt eines tatsächlichen Bodenkontaktbereichs 10,0 mm oder weniger beträgt.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Dichtkleber einen tan δ bei 60 °C von 1,0 oder weniger aufweist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Dicke T1 des Laufflächenabschnitts und eine Dicke S1 der Dichtmittelschicht an der Reifenäquatorposition eine Beziehung 0,15 < S1/T1 < 0,35 erfüllen und eine Dicke T2 des Laufflächenabschnitts und eine Dicke S2 der Dichtmittelschicht an einer Endabschnittsposition der Dichtmittelschicht eine Beziehung 0,20 < S2/T2 < 0,40 erfüllen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einer Dichtmittelzusammensetzung, die den Dichtkleber bildet, ein Anteil A von Toluolunlöslichem in der Dichtmittelzusammensetzung, ausgedrückt durch Gleichung (1), im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% liegt: $A = (W2 / W1) \times 100$
wobei W2 ein Gewicht (Einheit: g) von Toluolunlöslichem ist, das nach dem Eintauchen der Dichtmittelzusammensetzung in Toluol für eine Woche zurückbleibt, und W1 ein Anfangsgewicht (Einheit: g) vor dem Eintauchen der Dichtmittelzusammensetzung in Toluol ist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dichtmittelzusammensetzung, die den Dichtkleber bildet, von 0,1 Massenteilen bis 40 Massenteile ein Vernetzungsmittel umfasst, das pro 100 Massenteile eines Kautschukbestandteiles beigemischt wird.
Luftreifen gemäß Anspruch 7, wobei das Vernetzungsmittel einen Schwefelbestandteil umfasst.
Luftreifen gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei der Kautschukbestandteil Butylkautschuk umfasst und eine beigemischte Menge des Butylkautschuks pro 100 Masse-% des Kautschukbestandteils 10 Masse-% oder mehr beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 9, wobei der Butylkautschuk chlorierten Butylkautschuk umfasst und eine beigemischte Menge des chlorierten Butylkautschuks pro 100 Masse-% des Kautschukbestandteils 5 Masse-% oder mehr beträgt.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei von 1 Massenteil bis 40 Massenteile eines organischen Peroxids und mehr als 0 Massenteile und weniger als 1 Massenteil eines Vernetzungsmittels pro 100 Massenteile des Kautschukbestandteils beigemischt werden.