DE202015006945U1

DE202015006945U1 - Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE202015006945U1
Application number: DE202015006945.2U
Authority: DE
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2015-10-26
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: CN107009820A

Abstract

Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtelpaket (2), einem radial oberhalb des Gürtelpakets (2) angeordneten Laufstreifen (1) und einer radial innen angeordneten luftdicht ausgeführten Innenschicht (4), wobei die Selbstdichtung des Fahrzeugluftreifens durch eine nach der Vulkanisation des Fahrzeugluftreifens nachträglich radial innen aufgebrachten Dichtmittellage (5) erhalten ist, wobei die Dichtmittellage (5) im Wesentlichen die Breite des Gürtelpakets (2) aufweist und im Wesentlichen in dessen Projektion angeordnet ist und einen in der die Reifenachse beinhaltenden Querschnittsebene ausgebildeten Querschnitt mit einer in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufenden Oberfläche (5a) und einer im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Oberfläche (5b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach innen gerichtete in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufende Oberfläche der Dichtmittellage (5a) umlaufend eine Beschichtung (6) aufweist, die wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und/oder wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstdichtenden Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtelpaket, einem radial oberhalb des Gürtelpakets angeordneten Laufstreifen und einer radial innen angeordneten luftdicht ausgeführten Innenschicht, wobei die Selbstdichtung des Fahrzeugluftreifens durch eine nach der Vulkanisation des Fahrzeugluftreifens nachträglich radial innen aufgebrachten Dichtmittellage erhalten ist, wobei die Dichtmittellage im Wesentlichen die Breite des Gürtelpakets aufweist und im Wesentlichen in dessen Projektion angeordnet ist und einen in der die Reifenachse beinhaltenden Querschnittsebene ausgebildeten Querschnitt mit einer in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufenden Oberfläche und einer im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Oberfläche aufweist.
Derartige selbstdichtend ausgestaltete Fahrzeugluftreifen sind beispielsweise aus der DE 10 2006 059 286 A1 der Anmelderin bekannt. Hierbei werden Reifen-Standardkonstruktionen nachträglich mit einer Dichtmittellage versehen. Das Dichtmittel ist eine selbsthaftende, viskose Dichtmasse, welche von radial innen im Projektionsbereich des Gürtelpakets auf die radial innerste Reifenlage, die weitgehend luftdicht ausgeführte Innenschicht, als Lage aufgetragen wird. Die Dichtmittelschicht ist in der Lage, Einstiche von bis zu fünf Millimetern Durchmesser selbständig abzudichten. Nach einem Durchstich durch den Laufstreifen bis durch die Innenschicht umschließt das Dichtmittel den eingedrungenen Fremdkörper vollständig, dichtet den Innenraum gegenüber der Umgebung ab und verhindert so einen Druckluftverlust des Reifens. Der Fahrer des Fahrzeuges ist nicht gezwungen, den defekten Reifen sofort durch ein vollwertiges Ersatzrad oder ein Notrad zu ersetzen.
Das Dichtmittel wird von der Anmelderin unter dem Namen ContiSeal^® eingesetzt. Das Dichtmittel zeichnet sich durch Luftdichtigkeit, starke Klebrigkeit und ausgewogenes Fließverhalten aus.
Aufgrund der starken Klebrigkeit des Dichtmittels der Dichtmittellage bleiben unerwünschte Fremdkörper, die in das Reifeninnere (z. B. während der Lagerung der Reifen) gelangen, an der Dichtmittellage haften, und zwar hierbei insbesondere an der radial nach innen gerichteten Oberfläche der Dichtmittellage. Die radial nach außen gerichtete Oberfläche haftet an der Innenschicht und ist daher nicht exponiert.
Ferner können Bestandteile, wie insbesondere Amine, aus den die Dichtmittellage umgebenden Kautschukmischungen, insbesondere der Innenschicht, mit Peroxiden und/oder deren Radikalen aus dem Dichtmittel reagieren. Bei den Aminen kann es sich beispielsweise um tert-Butylamin aus Beschleunigern wie N-tert.-Butyl-2-benzothiazylsulfenamid (TBBS) handeln. Diese Amine können sowohl durch Migration oder durch Verdampfen und anschließende Kondensation auf die Oberflächen der Reifenbauteile, insbesondere der inneren Reifenbauteile, gelangen. Insbesondere während der Lagerung einer Vielzahl an Reifen in einem begrenzten Raum ist die Konzentration der Amine in der Luft so hoch, dass diese auf den inneren Oberflächen der Reifenbauteile kondensieren. Bei den Peroxiden aus dem Dichtmittel kann es sich im Dibenzoylperoxid und dem zugehörigen Benzoylradikal und/oder tert-Butylperoxibenzoat und dem zugehörigen tert-Butoxyradikal handeln.
Die genannten Amine und Peroxide bzw. Radikale können miteinander reagieren und sich hierbei unerwünschte Kristalle bilden, die ebenfalls insbesondere an der Dichtmittellage haften.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen selbstdichtenden Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, bei dem keine Fremdkörper (oder nur in sehr geringem Ausmaß) auf der Dichtmittellage im Reifeninneren anhaften und eine Kristallbildung auf der Dichtmittellage im Reifeninneren reduziert wird, wobei die Dichtleistung des Dichtmittels nicht negativ beeinträchtigt werden soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die radial nach innen gerichtete in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufende Oberfläche der Dichtmittellage umlaufend eine Beschichtung aufweist, die wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und/oder wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält.
Eine derartige Beschichtung setzt die Klebrigkeit der radial nach innen gerichteten Oberfläche der Dichtmittellage derart signifikant herab, dass (nahezu) keine unerwünschten Fremdkörper an der radial nach innen gerichteten im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufenden Oberfläche der Dichtmittellage anhaften.
Ferner reduziert das Alkalisalz und/oder Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure auf der Dichtmittellage das Ausmaß der Reaktion zwischen Aminen aus benachbarten Kautschukmischungen und Peroxiden bzw. deren Radikalen (deren radikalischen Spaltprodukten) aus dem Dichtmittel, sodass eine unerwünschte Kristallbildung auf der beschichteten Dichtmittellage nicht oder nur in nicht signifikantem Ausmaß erfolgt. Der Fahrzeugluftreifen weist zudem keine negative Beeinträchtigung hinsichtlich der selbstdichtenden Eigenschaften auf.
Bevorzugt wird die Beschichtung als wässrige Suspension aufgetragen, wobei zumindest ein Großteil des in der Suspension enthaltenen Wassers verdampft und eine Beschichtung verbleibt, die wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und/oder wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält.
Hierbei verdampft je nach Verfahren nicht die gesamte Menge des Wassers und eine Restmenge kann somit in der Beschichtung verbleiben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Beschichtung daher Wasser.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Beschichtung nur sehr geringe Mengen oder gar kein Wasser, d. h. 0 bis 1 Gew.-% Wasser.
Erfindungswesentlich ist es, dass die Beschichtung eines oder mehrere Salze von Fettsäuren enthält. Hierdurch wird die Klebrigkeit der Oberfläche der Dichtmittellage stark herabgesetzt und die Kristallbildung im Reifeninneren reduziert. Gleichzeitig wird die Dichtleistung des selbstdichtenden Fahrzeugluftreifens mit einer derartigen Beschichtung nicht negativ beeinträchtigt.
Fettsäuren sind dem Fachmann bekannt und stellen gemäß Römpp Online^® 2015 „aliphatische, gesättigte und ungesättigte Carbonsäuren mit bis auf wenige Ausnahmen unverzweigter Kohlenstoff-Kette” dar.
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn die Fettsäure 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist.
Hierdurch wird die oben beschriebene Reaktion von Aminen mit Peroxiden zu unerwünschten Kristallen besonders effektiv vermieden. Bei der Anzahl von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist es besonders bevorzugt, wenn es sich um lineare unverzweigte Kohlenstoffketten handelt.
Bevorzugte Fettsäuren, bzw. deren Salze wie unten beschrieben, sind beispielsweise und insbesondere Octansäure (auch Caprylsäure genannt) mit 8 Kohlenstoffatomen und/oder Tetradecansäure (auch Myristinsäure genannt) mit 14 Kohlenstoffatomen und/oder Hexadecansäure (auch Palmitinsäure genannt) mit 16 Kohlenstoffatomen und/oder Octadecansäure (auch Stearinsäure genannt) mit 18 Kohlenstoffatomen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fettsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Octansäure und/oder Tetradecansäure und/oder Hexadecansäure und/oder Octadecansäure.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Fettsäure wenigstens um Octadecansäure.
Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Fettsäure in Form wenigstens eines Alkali- und/oder Erdalkalisalzes in der Beschichtung enthalten.
Unter „Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure” ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Alkalimetallsalz wenigstens einer Fettsäure zu verstehen, wobei Alkalimetalle in Salzen formal einfach positiv geladen sind, wie beispielsweise und insbesondere die Alkalimetallionen von Lithium (Li⁺), Natrium (Na⁺), Kalium (K⁺), Rubidium (Rb⁺).
Bevorzugt handelt es sich bei dem Alkalimetallion des Salzes um Lithium (Li⁺) und/oder Natrium (Na⁺) und/oder Kalium (K⁺).
Die Ionen der Fettsäure sind formal einfach negativ geladen, sodass bei dem Alkalisalz der Fettsäure jeweils ein Alkalimetallion und ein Ion der Fettsäure (Carboxylat-Ion) einer formal neutralen Ladung entsprechen.
Es kann sich bei dem wenigstens einen Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure auch um ein Gemisch verschiedener Alkalisalze handeln, bei dem die Alkalimetalle und/oder die Fettsäuren gleich oder verschieden voneinander sind. Das Gleiche gilt für das wenigstens eine Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure. Auch hier kann es sich um ein Gemisch handeln, bei dem die Erdalkalimetalle und/oder Fettsäuren gleich oder verschieden voneinander sind.
Unter „Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure” ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Erdalkalimetallsalz wenigstens einer Fettsäure zu verstehen, wobei Erdalkalimetalle in Salzen formal zweifach positiv geladen sind, wie beispielsweise und insbesondere die Erdalkalimetallionen Beryllium (Be²⁺), Magnesium (Mg²⁺), Calcium (Ca²⁺), usw.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Erdalkalimetallion des Salzes um Magnesium (Mg²⁺) und/oder Calcium (Ca²⁺), besonders bevorzugt Calcium (Ca²⁺).
Bei dem Erdalkalisalz der Fettsäure entsprechen ein Erdalkalimetallion und zwei Ionen der Fettsäure einer formal neutralen Ladung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Beschichtung wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure wenigstens Calciumstearat.
Eine geeignete wässrige Suspension, die Calciumstearat und wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält, ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Rhenodiv^® BO 7672-1 der Firma Rheinchemie erhältlich.
Eine derartige Suspension enthält vor dem Auftragen und Trocknen 58 bis 65 Gew.-% Wasser, 10 bis 20 Gew.-% wenigstens eines Alkalisalzes wenigstens einer Fettsäure, 10 bis 20 Gew.-% Calciumstearat und weniger als 2 Gew.-% Zusatzstoffe bzw. Verunreinigungen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „im Wesentlichen” bei der Beschreibung der Anordnung der einzelnen Bauteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens, dass übliche herstellungsgedingte geringfügige Schwankungen mit eingeschlossen sind.
Die Dichtmittellage weist im Wesentlichen die Breite des Gürtelpakets auf.
Die Dichtmittellage ist im Wesentlichen in dessen Projektion (der Projektion des Gürtelpaketes) angeordnet, d. h. sie verläuft radial innerhalb des Gürtelpaketes im Wesentlichen parallel zu diesem.
Die Dichtmittellage weist einen in der die Reifenachse beinhaltenden Querschnittsebene ausgebildeten Querschnitt mit
einer in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufenden Oberfläche und
einer im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Oberfläche auf.
Die Dichtmittellage weist bevorzugt im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei sie je nach Ausgestaltung der Reifendimensionen insbesondere in Projektion der Schulterkanten des Gürtelpaketes eine Krümmung aufweisen kann.
Die Dichtmittellage wird nach radial außen durch die Innenschicht und nach radial innen durch ihre radial nach innen gerichtete in axialer Richtung, im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket, verlaufenden Oberfläche begrenzt und zu beiden Seiten, bevorzugt im Wesentlichen symmetrisch, durch die in radialer Richtung, im Wesentlichen senkrecht zum Gürtelpaket, verlaufenden Oberflächen begrenzt.
Um die Klebrigkeit der Dichtmittellage (auf der radial nach innen gerichteten und damit nach innen exponierten Oberfläche) wirksam herabzusetzen, ist die Beschichtung auf die radial nach innen gerichtete im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufende Oberfläche der Dichtmittellage umlaufend aufgebracht.
Da die radial nach innen gerichtete und damit nach innen exponierte Oberfläche der Dichtmittellage üblicherweise rau ist, weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Beschichtung eine Dicke von 0,01 bis 1 mm, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,15 mm, auf. Eine derartige Dicke gewährleistet die Herabsetzung der Klebrigkeit auch bei kleinen Unebenheiten der Oberfläche der Dichtmittellage. Gleichzeitig wird bei einer derartigen Dicke eine nicht zu große Menge der Beschichtung (Suspension) aufgetragen, sodass das Reifengewicht und damit das Rollwiderstandsverhalten des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens nicht signifikant negativ beeinträchtigt wird.
Die Angabe der Dicke der Beschichtung stellt die in radialer Richtung senkrecht zur axialen Erstreckung der Dichtmittellage gemessene Dicke dar.
Hierbei ist es denkbar, dass die Dicke der Beschichtung in axialer Richtung um 0 bis 0,005 mm variiert.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der einzigen Figur, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.
Die wesentlichen Bestandteile, aus welchen sich der erfindungsgemäße selbstdichtende Reifen zusammensetzt, sind ein profilierter Laufstreifen 1, ein bei der gezeigten Ausführung aus zwei Lagen 2a, 2b bestehendes Gürtelpaket 2, eine einlagige Karkasse 3, welche um die Wulstkerne 8 und Wulstkernprofile 9 von axial innen nach axial außen herumgeführt ist und im Karkasshochschlag 3a endet, sowie Seitenwände 10. Die beiden Lagen 2a, 2b des Gürtelpakets 2 bestehen aus in eine Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern aus Stahlcord, welche innerhalb jeder Lage parallel zueinander verlaufen, wobei die Stahlcorde der einen Lage 2a in kreuzender Anordnung zu den Stahlcorden der zweiten Lage 2b orientiert sind und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen 15° und 45° einschließen. Auch die einlagige Karkasse 3 kann in herkömmlicher und bekannter Weise ausgeführt sein und somit in eine Gummimischung eingebettete, in radialer Richtung verlaufende Verstärkungsfäden aus einem textilen Material oder aus Stahlcord aufweisen. Die Selbstdichtung des Fahrzeugluftreifens ist durch eine nach der Vulkanisation des Fahrzeugluftreifens nachträglich radial innen umlaufend aufgebrachte Dichtmittellage 5 erhalten. Die Dichtmittellage 5 weist im Wesentlichen die Breite des Gürtelpakets 2 auf und ist im Wesentlichen in dessen Projektion angeordnet und weist einen in der die Reifenachse beinhaltenden Querschnittsebene ausgebildeten Querschnitt mit einer in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufenden Oberfläche 5a und einer im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Oberfläche 5b auf. Die Oberfläche 5b ist in axialer Richtung auf beiden Seiten vorhanden und stellt somit umlaufend die seitlichen Begrenzungen der Dichtmittellage dar.
Die Dichtmittellage 5 weist auf der radial nach innen gerichteten Oberfläche 5a eine Beschichtung 6 auf, die wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und/oder wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält.
Die Dicke der Beschichtung 6 beträgt bevorzugt 0,01 bis 1 mm, insbesondere und beispielsweise 0,05 bis 0,15 mm, besonders bevorzugt beispielsweise 0,1 mm.
Eine derartiger selbstdichtender Fahrzeugluftreifen kann beispielsweise erhalten werden, indem zunächst der Fahrzeugluftreifen hergestellt und anschließend die Dichtmittellage, wie im Stand der Technik bekannt, aufgebracht wird und anschließend eine wässrige Suspension enthaltend wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und/oder wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure, wie beispielsweise Rhenodiv^® BO 7672-1 der Firma Rheinchemie, aufgebracht und getrocknet wird.
Bezugszeichenliste

1: Laufstreifen
2: Gürtelpaket
2a: Gürtellage
2b: Gürtellage
3: Karkasse
3a: Karkasshochschlag
4: Innenschicht
5: Dichtmittellage
5a: radial nach innen gerichtete Oberfläche in axialer Richtung, im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufende, Oberfläche der Dichtmittellage
5b: in radialer Richtung, im Wesentlichen senkrecht zum Gürtelpaket, verlaufende Oberfläche der Dichtmittellage
6: Beschichtung
rR: radiale Richtung
aR: axiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006059286 A1 [0002]

Claims

Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen mit einem Gürtelpaket (2), einem radial oberhalb des Gürtelpakets (2) angeordneten Laufstreifen (1) und einer radial innen angeordneten luftdicht ausgeführten Innenschicht (4), wobei die Selbstdichtung des Fahrzeugluftreifens durch eine nach der Vulkanisation des Fahrzeugluftreifens nachträglich radial innen aufgebrachten Dichtmittellage (5) erhalten ist, wobei die Dichtmittellage (5) im Wesentlichen die Breite des Gürtelpakets (2) aufweist und im Wesentlichen in dessen Projektion angeordnet ist und einen in der die Reifenachse beinhaltenden Querschnittsebene ausgebildeten Querschnitt mit einer in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufenden Oberfläche (5a) und einer im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Oberfläche (5b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach innen gerichtete in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zum Gürtelpaket verlaufende Oberfläche der Dichtmittellage (5a) umlaufend eine Beschichtung (6) aufweist, die wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und/oder wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält.
Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (6) wenigstens ein Alkalisalz wenigstens einer Fettsäure und wenigstens ein Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure enthält.
Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäure 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist.
Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Octansäure und/oder Tetradecansäure und/oder Hexadecansäure und/oder Octadecansäure.
Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäure wenigstens Octadecansäure ist.
Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (6) als Erdalkalisalz wenigstens einer Fettsäure wenigstens Calciumstearat enthält.
Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (6) eine Dicke von 0,01 bis 1 mm aufweist.