DE2839766A1

DE2839766A1 - Selbsttragender luftreifen

Info

Publication number: DE2839766A1
Application number: DE19782839766
Authority: DE
Inventors: Joe Allen Powell
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1977-09-16
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1979-03-29
Also published as: IT1098623B; CA1118934A; GB2004286A; US4193437A; JPS5453405A; FR2403215A1; IT7827638A0

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

5 KÖLN 1

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

13. September 1978 AvK/Ax

Tie B.F. Goodrich Company
5oo South'Main Street, Akron,Ohio, V.St.A.

Selbsttragender Luftreifen

909813/0840

Telefon: (0221) 131041 ■ Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln

Seit langem wird nach einem Luftreifen gesucht, der ein zuverlässiges Mittel aufweist, das die Fahrzeuglast trägt, wenn der Reifen luftleer wird. Ein solcher Luftreifen würde es ermöglichen, das Fahrzeug für eine begrenzte Strecke weiterzufahren, bevor der Reifen gewechselt werden muß. Ein Reifen, der in dieser Weise "platt", d.h. luftleer gefahren werden kann, würde die Häufigkeit von Reifenwechseln auf Autobahnen verringern, wodurch die Sicherheit für den Autoverkehr erhöht würde. Zahlreiche Vorrichtungen wurden vorgeschlagen, die das vollständige Absinken des Luftreifens verhindern, wenn er luftleer wird. Diese Vorrichtungen sind gewöhnlich kein integraler Bestandteil des Reifens und daher schwierig und umständlich einzubauen und allgemein nicht völlig erfolgreich.

Ein besserer Weg, einen Reifen zu erhalten, der über kurze Strecken gefahren werden kann, ohne durch die Luftfüllung getragen zu werden, besteht darin, den Reifen so zu konstruieren, daß er selbsttragend ist.

Die Fähigkeit, sich selbst zu tragen, wird erreicht, indem eine verhältnismäßig dicke Gummiverstärkung im Innern der Karkassenlage im mittleren Seitenwandbereich des Luftreifens verwendet wird. Die Gummiverstärkung verhindert vollständiges Absinken des Reifens und ermöglicht es in dieser Weise, mit dem luftleer gewordenen oder "platten" Reifen noch eine begrenzte Strecke weiterzufahren .

Die US-PSen 3 983 918 und 3 954 131 beschreiben Luftreifen, die mit dieser inneren Seitenwandverstarkung

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versehen sind.

Es ist eine Voraussetzung für einen erfolgreichen Betrieb eines solchen Luftreifens sowohl im luftgefüllten als auch im luftleeren Zustand, daß das Material der inneren Seitenwand, die die stärkste Durchbiegung erfährt, aus einem elastomeren Material besteht, das hohen Elastizitätsmodul und geringe Hysteresis aufweist. Naturkautschukmischungen werden traditionell für Anwendungen bevorzugt, bei denen es auf hohen Elastizitätsmodul und niedrige Hysteresis ankommt. Nach längerer Einwirkung von Wärme tritt jedoch bei Naturkauschuk eine Reversion ein, d.h. das zunächst steife vulkanisierte Material mit hohem Elastizitätsmodul wird allmählich weich und weist immer niedriger werdende Modulwerte auf, die sich dem Modulwert des ursprünglichen unvulkanisierten rohen Kautschuks nähern und schließlich zu niedrig sind, um das Gewicht durch einen luftleeren Reifen einwandfrei zu tragen. Um die Reversion der Naturkautschukmischung zu verhindern, werden große Menge hochaktiver Antioxydantien verwendet. Diese Antioxydan— tien sind zwar wirksam, werfen jedoch andere Probleme auf. Die wirksamsten Antioxydantien bewirken Verfärbung, und wenn eine Mischung, die verfärbende Antioxydantien enthält, an eine weiße Kautschukmischung angrenzt, wandert das Antioxydans in den weißen Gummi und verursacht Verfärbung. Da die Mischung der inneren Seitenwand unmittelbar unter dem weißen Bereich eines Weiß— wandreifens liegt, ist die Verfärbung ein ernstes Problem. Erwünscht ist ein Reifen, der luftgefüllt und luftleer gefahren werden kann und die weiße Seitenwand nicht verfärbt.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen selbsttragenden Luftreifen, der luftgefüllt und luftleer gefahren werden kann und eine integrale innere Seitenwandmischung aufweist, die die weiße Seitenwand des

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_ Of _

Luftreifens nicht verfärbt, verfügbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem als innere Seitenwand eine Elastomerenmischung der folgenden Zusammensetzung verwendet wird:

a) 100 Gew.-Teile schwefelvulkanisierbarer Kautschuk, der zu etwa 50 bis 95 Gew.-Teilen aus Naturkautschuk und/oder cis-Polyisopren und zu etwa 5 bis 50 Gew.-Teilen aus wenigstens einem Elastomeren aus der aus Styrol—Butadien-Copolymerisaten und eis—Polybutadien bestehenden Gruppe besteht, und

b) etwa 25 bis 80 Gew.-Teile Ruß pro 100 Gew.-Teile Kautschuk, wobei der Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 80 und eine Teilchengröße von weniger als etwa 50 raum hat, und Vulkanisationsmittel in einer für die Vulkanisation genügenden Menge.

Diese innere Seitenwand ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Modul bei 300% Dehnung von wenigstens

ρ
12,4 N/mm , eine Shore-A-Härte von 60 und einen mit dem Goodrich—Flexometer gemessenen Erhitzungswert (heat build-up value) von weniger als etwa 33,3°C hat.

Der Luftreifen gemäß der Erfindung, der luftgefüllt oder luftleer gefahren werden kann und eine Kautschukmischung für die innere Seitenwand aufweist, die den Weißwandgummi nicht verfärbt, ist im Querschnitt in der Abbildung dargestellt.

Die Erfindung ist auf alle Typen von Luftreifen anwendbar, bei denen das Gewicht des Fahrzeugs ohne vollständiges Absinken des Luftreifens in einer solchen Weise, daß die Innenfläche des Luftreifens sich selbst berührt, vollständig von den Seitenwänden getragen wird, jedoch ist die Erfindung insbesondere für die Anwendung in Radialreifen für Personenkraftwagen vorgesehen.

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-VJ-

Luftreifen bestehen im allgemeinen aus einer flexiblen Cordkarkasse oder einem Gewebeunterbau, der dem Druck der Luftfüllung widersteht und an jedem Seitenrand in einen Wulst ausläuft, der sich gegen die Felge eines Rades legt. Die Cordfäden sind in Gummi eingebettet und sind gegen Abrieb durch Laufflächen- und Seitenwandgummi geschützt und halten den Reifen dadurch luftdicht, daß sie mit einer mit der Karkasse in einem Stück ausgebildeten, im wesentlichen undurchlässigen Innenauskleidung der Karkasse versehen sind. In der Abbildung, die die zur Zeit bevorzugte Ausführungsform darstellt, ist die Erfindung in ihrer Anwendung auf einen Personenkraftwagenreifen veranschaulicht, der wenigstens eine Lage 10 aus Karkassencordfäden aufweist. Diese Cordfäden können aus Reyon, Polyestern, Nylon, aromatischen Polyamiden von hoher Reißfestigkeit oder Stahlcord u.dgl. bestehen, d.h. die einzelnen gummierten Cordfäden liegen im wesentlichen in radialen Ebenen. Die Ränder der Cordlage oder Cordlagen sind in geeigneter Weise um nicht dehnbare Wulstringe 12 geschlagen, die einen Teil von geformten Wülsten 13 bilden, die so ausgebildet sind, daß sie luftdichtend auf einer Standardfelge aufsitzen.

Die radiale Cordgewebelage 10 in der Krone des Reifens, d.h. in dem für Straßenberuhrung in Frage kommenden Bereich, ist von einem um den Umfang verlaufenden Gürtel umgeben, der im dargestellten Fall aus zwei Streifen oder Einlagen 15 und 17 aus Stahlcord besteht, jedoch auch aus einem anderen wenig dehnfähigen Material, z.B. aromatischen Polyamidfasern, die auch als Aramidfasern bekannt sind, bestehen könnte. Wenn größere Steifigkeit gewünscht wird, können mehr als zwei Lagen aus wenig dehnfähigem Material zur Bildung des in Umfangsrichtung verlaufenden Gürtels verwendet werden. Die Stahlcordgewebelagen 15 und 17 des Gürtels werden vorzugsweise so hergestellt, daß die Cordfäden in jeder Gewebelage

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parallel zueinander und in einem Winkel zu der in Umfanqsrichtung verlaufenden Reifenmittelebene verlaufen, wobei die Cordfäden in einer Gewebelage

entgegengesetzt zur Richtung der Cordfäden in der anderen Gewebelage verlaufen. Dieser Winkel im fertigen Reifen kann etwa 15° bis 30° zu der in Umfangsrichtung verlaufenden Reifenmittelebene betragen. Die beiden obersten Gewebelagen bilden einen im wesentlichen nicht dehnfähigen Gürtel um die radiale Cordgewebelage.

Eine Schutzschicht aus Gummi umgibt den Reifen außerhalb der verstärkenden Karkasse vollständig. Diese Schutzschicht besteht vorzugsweise aus schwarzem Seiten— wandgummi 19 von mäßiger Dicke in den Zonen, wo starke Biegung stattfindet. Wenigstens eine Seitenwand des Reifens kann eine Außenschicht aus weißem Seitenwandgummi 20 aufweisen. Auf der Oberseite zeigt der Reifen eine dicke Schicht aus Laufflächengummi 21, der der Abnutzung durch die Straße widersteht. In die Lauffläche ist ein rutschfestes Profil 22 aus Schlitzen, Einschnitten, Nuten u.dgl. in bekannter Weise eingearbeitet.

Auf der Innenseite ist der Reifen mit einer Auskleidung 25 versehen, die aus einem Gummi, der der Diffusion der Luft widersteht, z.B. Butylkautschuk oder halogeniertem Butylkautschuk und/oder dessen Gemischen besteht. Diese Innenauskleidung erstreckt sich von einem Wulst 13 zum anderen Wulst, so daß sie den Reifen gegen die Felge abdichtet und Luftverlust oder das Eindringen der Luft in den Körper des Reifens weitgehend ausschaltet»

Gemäß der Erfindung weist der verbesserte Reifen außer den vorstehend beschriebenen und vor der Erfindung bekannten Merkmalen eine integrale Schicht aus innerem Seitenwandgummi 30 auf, die an der Außenseite der Innenauskleidung 25 und an der Innenseite der Gewebe -

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lage 10 der Karkasse angeordnet ist. Die Schicht aus innerem Seitenwandgummi 30 erstreckt sich von einer Stelle genau über dem Wulstbereich 13 bis etwas über die Ränder der Gewebelagen 15 und 17 an den Außenrändern der Lauffläche 21 hinaus. L>ie innere Seitenwandschicht 30 hat ein solches Profil, daß sie ihre maximale Dicke im mittleren Seitenwandbereich M des Reifens hat, wo eine starke Zusammendrückung im luftleer gewordenen Zustand stattfindet. Die Dicke der inneren Seitenwandschicht 30 wird vom mittleren Seitenwandbereich M aus nach beiden Seiten geringer. Die Seitenwandschicht 30 läuft an einer Stelle unmittelbar über dem Wulstbereich 13 und an einer Stelle etwas jenseits der Ränder der Gürtelgewebelagen 15 und 17 in einer dünnen Kante aus.

Damit der Reifen selbsttragend ist, muß die Mischung der inneren Seitenwand 30 einen 300%-Modul (Zugspannung

2 bei 300% Dehnung) von wenigstens 12,4 N/mm , vorzugs-

weise von wenigstens 15,2 N/mm haben, gemessen gemäß ASTM D 412. Die Mischung der inneren Seitenwand muß ferner eine niedrige Hysterese, d.h. einen mit dem Goodrich-Flexometer bei einem Hub von 5,72 mm und bei 91°C gemäß ASTM D 623, Methode A, gemessenen Erhitzungswert von weniger als 33,3°, vorzugsweise von weniger als 27,8°C aufweisen. Eine Mischung mit niedriger Hysteresis ist erforderlich, um die übermäßig starke Erhitzung zu verhindern, wenn der Reifen im luftleeren Zustand läuft. Die Mischung der inneren Seitenwand muß eine mit dem Shore-A-Durometer gemäß ASTM U 2240 gemessene Härte von wenigstens 60 und vorzugsweise mindestens 65 haben.

Da die innere Seitenwandschicht 30 an einer Seite des Reifens unter dem weißen Seitenwandgummi 20 liegt, darf die Mischung der inneren Seitenwand keine Verfärbung bewirken. Zu den Materialien, die das Abfärben einer Kautschukmischung verursachen, gehören normalerweise abfärbende Öle und gewisse Antioxydantien und Antiozo-

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nantien. Wenn diese abfärbenden Bestandteile in einer Kautschukmischung vorhanden sind, wandern sie zu benachbarten Gummischichten und verursachen Verfärbung.

Eine Naturkautschukmischung weist auf Grund ihres hohen Anfangsmoduls und ihrer niedrigen Hysteresis unmittelbar nach der Vulkanisation in idealer Weise die vorstehend genannten physikalischen Eigenschaften auf. Mit der Alterung und insbesondere unter der Einwirkung starker Hitze, die auftritt, wenn ein selbsttragender Reifen im luftleer gewordenen Zustand läuft, erfährt Naturkautschuk jedoch eine Reversion, die einen niedrigeren Modul und Weichheit zur Folge hat, bis schließlich der Modul zu niedrig und die Weichheit zu stark ist, um einen Reifen im luftleer gewordenen Zustand einwandfrei zu tragen. Um eine Kautschukmischung ausschließlich auf Basis von Naturkautschuk gegen Reversion zu schützen, werden normalerweise hochwirksame Antioxydantien, wie sie in der US-PS 3 983 919 beschrieben werden, verwendet. Diese Antioxydantien färben jedoch ab. Dies hat zur Folge, daß benachbarte weiße Kautschukmischungen verfärbt werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein selbsttragender Reifen mit einer inneren Seitenwand, die die Voraussetzungen hinsichtlich der physikalischen Eigenschäften erfüllt und ferner nicht abfärbt, hergestellt werden kann. Die neue Mischung der inneren Seitenwand gemäß der Erfindung enthält a) 100 Gew.-Teile schwefelvulkanisierbaren Kautschuk, der zu etwa 50 bis 95 Gew,-Teilen aus Naturkautschuk und/oder cis-Polyisopren und zu etwa 5 bis 50 Gew.-Teilen aus wenigstens einem Elastomeren aus der aus Styrol-Butadien-Copolymerisat und cis-Polybutadien bestehenden Gruppe besteht, und b) etwa 25 bis 80 Gew.-Teile Ruß pro 100 Gew.-Teile Kautschuk, wobei der Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als 80 und eine Teilchengröße von weniger als etwa

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50 mum hat.

In der Mischung der inneren Seitenwand werden Naturkautschuk und/oder cis-Polyisopren in einer Menge von etwa 50 bis 95 Gew.-Teilen, vorzugsweise von etwa 70 bis 85 Gew.-Teilen verwendet. Synthetisches cis-Polyisopren ist mit Naturkautschuk chemisch identisch, und diese beiden Kautschuke können gegeneinander ausgetauscht werden, oder es können Gemische der beiden Kautschuke verwendet werden. Vom Standpunkt der Ver-

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arbeitung und der KonfektionierkleBrigkeit/wird Naturkautschuk normalerweise synthetischem cis-Polyisopren vorgezogen.

Der Rest der Kautschukkomponente der Mischung der inneren Seitenwand enthält etwa 5 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 15 bis 30 Gew.-Teile wenigstens eines Elastomeren aus der aus Styrol-Butadien-Copolymerisat und cis-Polybutadien bestehenden Gruppe. Das elastomere Styrol-Butadien-Copolymerisat und/oder cis-Polybutadien ist notwendig, um den Modul und die Härte des ursprüngliehen Vulkanisats aufrecht zu erhalten.

Bei starker Wärmealterung, wie sie in der inneren Seiten- - wand während des Betriebs des Reifens im luftleer gewordenen Zustand auftritt, würde Naturkautschuk allein der Reversion unterliegen und weich werden sowie einen niedrigeren Modul aufweisen, so daß er nicht in der Lage wäre, den Reifen zu tragen. Styrol-Butadien-Copolymerisat und/oder cis-Polybutadienkautschuk allein würden während der Alterung hart und spröde werden und daher als Mischung für die innere Seitenwand ungeeignet sein.

■ Durch Mischen des Styrol-Butadien-Copolymerisats und/ oder eis—Polybutadiene mit Naturkautschuk wird das dem Naturkautschuk anhaftende Reversionsproblem ausgeschaltet, so daß abfärbende Antioxydantien überflüssig werden.

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Außer den Elastomeren enthält die Mischung der inneren Seitenwand etwa 25 bis 80 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 35 bis 50 Gew.-Teile Ruß pro 100 Gew.-Teile Kautschuk. Es ist notwendig, einen Ruß mit hohem Dibutylphthalat-Absorptionswert und kleiner Teilchengröße zu verwenden, um den gewünschten hohen Modul bei niedrigem Erhitzungswert zu erreichen. Der verwendete Ruß muß einen Dibutylphalat-Absorptionswert von mehr als 80, vorzugsweise von mehr als 120, und eine Teilchengröße von weniger als etwa 50 mum, vorzugsweise von weniger als 30 mum haben. Der Dibutylphthalat (DBP)-Absorptionswert wird nach der in ASTM D 2414 beschriebenen Methode gemessen. Die DBP-Absorptionswerte werden gewöhnlich in Kubikzentimeter DBP, das pro 100 g Ruß absorbiert worden ist, angegeben. Der DBP-Absorptionswert eines Rußes ist eine Funktion seiner Teilchengröße und seiner Struktur. Je geringer die Teilchengröße bei einer gegebenen Struktur ist, um so höher ist der DBP-Absorptionswert; je höher die Struktur bei gegebener Teilchengröße ist, um so höher ist der DBP-Absorptionswert. Hochstrukturruße mit geringer Teilchengröße ergeben einen erwünschten hohen Modulwert ohne übermäßigen Anstieg der Hysteresis. Ein einzelner Ruß oder ein Rußgemisch kann mit dem Elastomeren gemischt werden. Beispiele von Rußen, die sich für die Zwecke der Erfindung eignen, sind die Ruße mit den ASTM-Bezeichnungen NIlO₅ N234, N3O3, N339, N351 und N358.

Bestandteile, die eine erweichende Wirkung auf die Mischung haben, werden normalerweise vermieden. Beispiele solcher Bestandteile sind Öle, Fettsäuren und schmelzbare Harze. In gewissen Fällen kann es notwendig sein, zur Erleichterung der Verarbeitung weichmachende Mittel in geringen Mengen von nicht mehr als 5 Gew,-Teilen, vorzugsweise von nicht mehr als 3 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Kautschuk zu verwenden. Weichmacher

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pflegen den notwendigen hohen Modul der Mischung der inneren Seitenwand zu erniedrigen.

Die erfindungsgemäße Mischung der inneren Seitenwand wird unter Verwendung üblicher Vulkanisationsmittel vulkanisiert. Auf Grund ihrer ausgezeichneten Wärmealterungseigenschaften werden schwefelfreie oder schwefelarme Vulkanisationssysteme bevorzugt. Besonders vorteilhaft ist ein Vulkanisationssystem aus 1,5 Teilen Schwefel, 2 Teilen Dithiodimorpholin und 1,15 Teilen Cyclohexylbenzothiazylsulfenamid. Geeignet ist ferner ein Vulkanisationssystem aus 1,5 Teilen Schwefel und 2,5 Teilen Cyclohexylbenzothiazylsulfenamid. Diese Mengen verstehen sich als Gewichtsteile pro 100 Gew.-Teile Kautschuk. Aktivatoren wie Zinkoxyd werden ebenfalls in der Mischung verwendet. Zinkoxyd hat den weiteren Vorteil, daß es die Wärmealterung verhindert. Geringe Mengen Resorcin und Hexamethylentetramin, die ein hitzehärtbares Phenolharz bilden, sind in der Mischung vorteilhaft. Das gebildete Harz weist das sehr erwünschte Merkmal auf, daß es den Modul zu steigern pflegt, während es die nachteiligen Wirkungen der Wärmealterung abschwächt.

'Kobaltverbindungen wie Kobaltstearat und Kobaltnaphthenat sind in der Mischung der inneren Seitenwand vorteilhaft, weil sie Vernetzung des Kautschuks auslösen. Kobaltstearat erwies sich als besonders vorteilhaft, weil es während der Verarbeitung schmilzt und hierdurch als Gleitmittel auf die Mischung wirkt und die Notwendigkeit der Verwendung von Weichmachern ausschaltet.

. Verfärbende Öle und verfärbende Antioxydantien wie Üiphenylphenylendiamin, Diphenylamin, Dimethylbutylphenyl-p-phenylendiamin u.dgl. müssen vermieden werden. Diese Stoffe verursachen Verfärbung der benachbarten weißen Kautschukmischung.

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Die vorstehend beschriebene Mischung der inneren Seitenwand bewährt sich sehr gut in einem selbsttragenden Luftreifen sowohl im luftgefüllten als auch im luftleeren Zustand. Die besonderen Eigenschaften, d.h. hoher Modul, niedrige Hysteresis und fehlendes Abfärben, ermöglichen die Herstellung eines selbsttragenden Luftreifens mit weißer Seitenwand, die nicht verfärbt^wird.

Die Mischung der inneren Seitenwand wird durch Mischen der Bestandteile in üblichen Mischern, z.B. Banbury-Mischern, Walzenmischern und kontinuierlich arbeitenden Mischern, hergestellt. Übliche Mischverfahren, bei denen zuerst der Kautschuk, der Ruß, das Zinkoxyd und andere nicht-vulkanisierende Bestandteile gemischt und dann als letzte Stufe des Mischens die Vulkanisationsmittel zugesetzt werden, werden angewandt.

Die gewünschte Form und Größe der inneren Seitenwand werden vorzugsweise durch Extrudieren durch ein Spritzwerkzeug von gewünschter Größe und Form erzielt. Die Dicke der inneren Seitenwand ist verschieden in Abhängigkeit von der Größe des Reifens und der Belastung, für die der Reifen vorgesehen ist. Für einen typischen Personenwagenreifen wird eine Dicke von etwa 7,6 bis 15,2 mm bevorzugt.

Die selbsttragenden Luftreifen gemäß der Erfindung können mit üblichen Maschinen ohne Veränderung lediglich mit etwas erhöhtem Aufwand an Ausgangsmaterialien und Arbeitskosten hergestellt werden. Die hauptsächliche Änderung gegenüber der üblichen Praxis besteht darin, daß zwei innere Seitenwände im Seitenwandbereich ' zwischen der undurchlässigen Innenauskleidung und der Karkassengewebelage angeordnet werden. Der Rest des Reifens wird auf der Trommel wie bei einem üblichen Reifen aufgebaut. Nachdem der Reifen aufgebaut ist, wird er in einer Presse unter Anwendung üblicher bekannter Reifenvulkanisationsverfahren und -bedingungen

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vulkanisiert.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.

Beispiel

Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die Strecke, die ein selbsttragender Reifen im luftleeren Zustand gefahren werden kann, durch Verwendung einer Mischung, die ein Kautschukgemisch aus 80 Teilen Naturkautschuk und 20 Teilen Styrol-Butadien-Copolymerisat enthält, für die innere Seitenwand im Vergleich zu einer Mischung, die ausschließlich auf Naturkautschuk basiert, ganz erheblich verbessert werden kann. Die Zusammensetzung der verwendeten Mischungen sind in Tabelle I genannt. Beide Mischungen färben nicht ab, um sie in einem Weißwandreifen verwenden zu können. Die Mischung 1 basiert ausschließlich auf Naturkautschuk, während die Mischung 2 ein Gemisch aus 80 Teilen Naturkautschuk und 20 Teilen Styrol-Butadien-Copolymerisat enthält.

Tabelle I
20

	1	Mischung	2	80
			20
Bestandteile (Gew.-Teile)	100	40
Naturkautschuk	-	10
Styrol-Butadien-Copolymerisat	40	6
Ruß gemäß ASTM N358	10	0,25
Zinkoxyd	6	1,50
Kobaltstearat	0,25	2,10
Peptisierungsmittel	1,50	2,00
Resorcin	2,10	1,50
Hexamethylentetramin	2,00	2,00
Methylen-bis-methylbutylphenol	1,50	1,15
Schwefel	2,00	0,30
Dithiodimorpholin	1,15
Cyclohexylbenzothiazylsulfenamid	0,30
Verzögerer

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Je zwei Radialreifen GR78-15 für Personenkraftwagen wurden unter Verwendung der vorstehend genannten Mischungen als innere Seitenwand hergestellt. Die vier Reifen wurden unter Verwendung üblicher Reifenaufbaumaschinen für Radialreifen nach üblichen Verfahren aufgebaut und dann in einer Presse etwa 21 Minuten bei einer Temperatur von 177°C und einem Innendruck von 27,6 bar geformt. Die Reifen wurden zur Prüfung auf eine übliche Felge montiert, die auf das rechte Hinterrad eines Fahrzeugs aufgesetzt wurde. Nach der Montage am Fahrzeug wurde der Ventileinsatz aus dem Ventil entfernt, um den Reifen luftleer zu machen. Das Fahrzeug wurde mit den Reifen mit einer Geschwindigkeit von 40 km/Std. unter einer Belastung von 626 kg bis zur Zerstörung des Reifens gefahren. Die Strecke bis zur Zerstörung wurde als Punkt bestimmt, an dem der Reifen die Belastung von 626 kg nicht mehr trug, erkennbar am vollständigen Zusammensinken des Reifens in einer solchen Weise, daß in der Seitenwand starke Falten beim Durchgang durch die Straßenberührungsfläche auftreten. Die im luftleeren Zustand gefahrene Strecke und die physikalischen Eigenschaften der beiden Mischungen sind in Tabelle II genannt.

25 Mischung

Zugfestigkeit, N/mm Modul bei 300% I Dehnung, % Shore-A-Härte

Erhitzung, gemessen mit dem

Goodrich-Flexometer, ⁰C 20 20

Luftleer gefahrene Strecke

(Durchschnitt von 2 Reifen), km 43,36 107,6

Die Werte in Tabelle II zeigen, daß zwar die physikalischen Eigenschaften der beiden Mischungen zu Beginn

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Tabelle II	1	2
	24,8	24,5
m²	17,9	17,9
2 nung, N/mm	405	405
	70	71

fast identisch sind, jedoch die selbsttragenden Reifen, deren innere Seitenwand aus der Mischung 2 besteht, eine ganz bedeutende Verbesserung in Bezug auf die luftleer gefahrene Strecke aufweisen. Überraschenderweise kann mit den Reifen, deren Innenwand aus der Mischung hergestellt ist, die das Gemisch aus 80 Teilen Naturkautschuk und 20 Teilen Styrol-Butadien-Copolymerisat enthält, im Vergleich zu den Reifen mit der inneren Seitenwand aus der Mischung ausschließlich auf Basis von Naturkautschuk fast die 2,5 fache Strecke im luftleeren Zustand gefahren werden.

Gemäß der Erfindung konstruierte Luftreifen eignen sich für alle Fahrzeuge, bei denen Luftreifen verwendet werden. Auf Grund der erhöhten Sicherheit, die die Luftreifen gemäß der Erfindung bieten, eignen sie sich besonders gut für Personenkraftwagen.

Die Erfindung wurde vorstehend an Hand eines Beispiels im Zusammenhang mit einer Mischung für die innere Seitenwand beschrieben, deren Kautschuk aus 20 Gew,-Teilen Styrol-Butadien-Copolymerisat und 80 Gew.-Teilen Naturkautschuk besteht, jedoch kann das Verhältnis der Kautschuke von 5 Gew.-Teilen Styrol-Butadien-Copolymerisat und 95 Gew.-Teilen Naturkatuschuk bis 50 Gew.-Teile Styrol-Butadien-Kautschuk und 50 Gew.-Teile Naturkautschuk variiert werden. Vorzugsweise ist der Naturkautschuk in einem Anteil von etwa 70 bis 85 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Kautschuk vorhanden.

Im Rahmen der Erfindung kann das Styrol-Butadien-Copolymerisat durch die gleiche Menge cis-Polybutadien ersetzt werden, oder Gemische von cis-Polybutadien und Styrol-Butadien-Kautschuk können verwendet werden, so lange wenigstens 50 Gew.-Teile des Kautschuks aus Naturkautschuk und/oder cis-Polyisopren bestehen.

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Cis-Polyisopren, das synthetische Duplikat von Naturkautschuk, kann im Rahmen der Erfindung an Stelle von Naturkautschuk verwendet oder mit Naturkautschuk gemischt werden. Dem Fachmann ist bekannt, daß es zuweilen zweckmäßig ist, Kautschuke zu mischen, um bessere Verarbeitungseigenschaften in Abhängigkeit von der jeweiligen Art der Maschinen und in Abhängigkeit von den Bedingungen zu erreichen.

In der im vorstehenden Beispiel genannten Mischung wurde der Ruß "N358" verwendet. Es ist möglich, andere Ruße an Stelle des Rußes N358 oder Rußgemische zu verwenden. Die wichtige Voraussetzung besteht darin, daß der verwendete Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als 80 und eine Teilchengröße von weniqer als etwa 50 mum haben muß.

Das im Beispiel genannte Vulkanisationssystem ist ein bevorzugtes Vulkanisationssystem. Zahlreiche verschiedene Kombinationen von Vulkanisationsmitteln, die dem Fachmann bekannt sind, können verwendet werden.

Natürlich können im Rahmen der Erfindung geringfügige Änderungen der beschriebenen neuen Mischung vorgenommen werden, um die Verarbeitung mit den jeweiligen Maschinen zu erleichtern.

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Claims

Patentansprüche

1) Selbsttragender Luftreifen mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten, nicht-dehnungsfähigen Wulsten, einer Lauffläche, zwei einzelnen Seitenwänden, die sich von den axialen Außenrändern der Lauffläche radial einwärts erstrecken und sich mit den jeweiligen Wulsten verbinden, einer Karkasse und zwei integralen inneren Seitenwänden, die an der Innenseite der Karkasse angeordnet sind und sich von einer Stelle in der Nähe der Wülste bis zu einer Stelle jenseits der axialen Außenränder der Lauffläche radial nach außen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Seitenwand aus einer nicht abfärbenden Mischung besteht, die

a) etwa 50 bis 95 Gew.-Teile wenigstens eines Elastomeren aus der aus Naturkautschuk und cis-Polyisopren bestehenden Gruppe,

b) etwa 5 bis 50 Gew.-Teile wenigsten? eines Elastomeren aus der aus Styrol-Butadien-Copolymerisat und cis-Polybutadien bestehenden Gruppe,

c) etwa 25 bis 80 Gew.-Teile Ruß pro 100 Gew.-Teile Kautschuk, wobei der Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 80 und eine Teilchengröße von weniger als 50 mum hat, und

d) Vulkanisationsmittel in einer für die Vulkanisation genügenden Menge enthält,

wobei die Mischung der inneren Seitenwand nach der Vulkanisation einen Modul bei 300% Dehnung von wenig—

2
stens 12,4 N/mm , eine Shore-A-Härte von wenigstens 60 und einen mit dem Goodrich-Flexometer gemessenen Erhitzungswert von weniger als 33,3°C hat.

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2) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Seitenwand einen Modul bei 300% Dehnung

2
von wenigstens 15,2 N/mm und eine Shore-A-Härte von wenigstens 65 hat.

3) Luftreifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der inneren Seitenwand

a) etwa 70 bis 85 Gew.-Teile Naturkautschuk und/oder eis-PοIyisopren,

b) etwa 15 bis 30 Gew.-Teile elastomeres Styrol-Butadien-Copolymerisat und/oder cis-Polybutadien und

c) etwa 35 bis 50 Gew.-Teile Ruß mit einem Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 80 und einer Teilchengröße von weniger als etv/a 50 mum pro 100 Gew.-Teile Kautschuk enthält.

4) Luftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 120 und eine Teilchengröße von weniger als etwa 30 nrum hat.

5) Luftreifen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der inneren Seitenwand Kobaltstearat und/oder Kobaltnaphthenat enthält.

6) Luftreifen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der inneren Seitenwand ein durch Reaktion von Resorcin und Hexamethylentetramin gebildetes hitzehärtbares Phenolharz enthält.

7) Luftreifen nach Anspruch f·, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Teil der Mischung der inneren Seitenwand aus Naturkautschuk und Styrol-Butadien-Copolymerisat besteht.

8) Luftreifen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Seitenwand eine maximale Dicke

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von etwa 7,6 bis 15,2 mm hat.

9) Selbsttragender Luftreifen mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten, nicht-dehnungsfähigen Wulsten, einer Lauffläche, zwei einzelnen Seitenwänden, die sich von den axialen Außenrändern der Lauffläche radial einwärts erstrecken und mit den jeweiligen Wülsten verbinden, einer Karkasse mit wenigstens einer Gewebelage aus gummiertem Cord, die im wesentlichen in radialen Ebenen liegt, wobei die Cordgewebelagen um die Wülste umgeschlagen sind, einem um den Umfang verlaufenden Gürtel aus wenigstens zwei Gewebelagen aus wenig dehnfähigem Cord, wobei die Cordfäden in jeder Gewebelage parallel zueinander und im Winkel zu der um den Umfang verlaufenden Reifenmittelebene verlaufen und die Cordfäden in einer Gewebelage sich in entgegengesetzter Richtung zu den Cordfäden in der anderen Gewebelage erstrecken, und zwei im Innern der Karkasse angeordneten integralen inneren Seitenwänden, die von einer Stelle in der Nähe der Wülste bis zu einer Stelle jenseits der axialen Außenränder der Lauffläche radial auswärts verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Seitenwand aus einer nicht abfärbenden Mischung

, besteht, die

b) etwa 5 bis 50 Gew.-Teile wenigstens eines Elastomeren aus der aus Styrol-Butadien-Copolymerisat und cis-Polybutadien bestehenden Gruppe,

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d) Vulkanisationsmittel in einer für die Vulkanisation, genügenden Menge enthält,

10) Luftreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Seitenwand einen Modul bei 300% Dehnung

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von wenigstens 15,2 N/mm und eine Shore-A-Härte von wenigstens 65 hat.

11) Luftreifen nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der inneren Seitenwand

a) etv/a 70 bis 85 Gew.-Teile Naturkautschuk und/oder cis-Polyisopren,

c) etwa 35 bis 50 Gew.-Teile Ruß mit einem Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 80 und einer Teilchengröße von weniger als etwa 50 mum pro 100 Gew.-Teile Kautschuk enthält.

12) Luftreifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 120 und eine Teilchengröße von weniger als etwa 30 nyjm hat.

13) Nicht abfärbende elastomere Mischung, enthaltend

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wobei die Mischung der inneren Seitenwand nach der Vulkanisation einen Modul bei 300% Dehnung von wenig-

14) Mischung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen

2 Modul bei 300% Dehnung von wenigstens 15,2 N/mm und eine Shore-A-Härte von wenigstens 65.

15) Mischung nach Anspruch 13 und 14, enthaltend

a) etwa 70 bis 85 Gew.-Teile Naturkautschuk und/oder cis-Polyisopren,

c). etwa 35 bis 50 Gew.-Teile Ruß mit einem Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 80 und einer Teilchengröße von weniger als etwa 50 mum pro 100 Gew.-Teile Kautschuk.

16) Mischung nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß einen Dibutylphthalat-Absorptionswert von mehr als etwa 120 und eine Teilchengröße von weniger als etwa 30 mum hat.

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17) Mischung nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie Kobaltstearat und/oder Kobaltnaphthenat
enthält.

18) Mischung nach Anspruch 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein durch Reaktion von Resorcin und
Hexamethylentetramin gebildetes hitzehärtbares Phenolharz enthält.

19) Mischung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Teil der Mischung aus Naturkautschuk
und Styrol-Butadien-Kautschuk besteht.

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