DE3630535A1 - Kautschukzusammensetzung fuer einen innenbelag eines reifens - Google Patents
Kautschukzusammensetzung fuer einen innenbelag eines reifensInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gummi- bzw. Kautschukzusammensetzung
als Innenfutter bzw. Innenbelag für einen
Reifen, insbesondere als Innenbelag für einen Reifen, dessen
Innendruck auf sichere Weise aufrechterhalten werden muß,
wie speziell bei Gürtel- bzw. Radialreifen und Diagonalreifen
für Personenwagen, Reifen für Motorräder und Reifen für
Lastkraftwagen und Busse.
Bei Gürtelreifen und Diagonalreifen für Personenwagen
Reifen für Motorräder und Reifen für Lastkraftwagen und
Busse ist es sehr wichtig, daß der Innendruck der Reifen
aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck wurde bisher eine
Kautschukzusammensetzung, einschließlich eines halogenierten
Butylen-Kautschuks als Hauptkomponente, als Innenfutter
von Reifen verwendet, wie beispielsweise in den japanischen
Patentanmeldungen 57-1 72 945 und 57-1 95 760 beschrieben.
Eine solche Kautschukzusammensetzung mit einem halogenierten
Butylen-Kautschuk als Hauptkomponente ist hinsichtlich
der Aufrechterhaltung des Innendrucks der Reifen geeignet.
Die Kautschukzusammensetzung besitzt jedoch eine ungenügende
Klebrigkeit, da sie als Hauptkomponente halogenierten Butylen-
Kautschuk enthält, so daß ein ausreichend fester Kontakt
zwischen dem Innenfutter und dem Reifenaufbau
während der Herstellung eines Rohlings nicht erhalten
werden kann. Dies führt dazu, daß Luft zwischen den
Innenbelag und den Reifenaufbau nach der Vulkanisation
eintritt. Weiterhin kann eine ausreichende Haftfestigkeit
zwischen dem Innenbelag und dem Reifenaufbau erhalten
werden, wodurch ein Abschälen der Innenfutterschicht bewirkt
wird. Aufgrund des unzureichend festen Kontakts der Innenfutterschicht
mit dem Reifenaufbau werden deshalb Gleitmittel
und dgl., die vor der Vulkanisation zum Zwecke eines
festen Kontakts mit dem Vulkanisationsbalg
(bladder) angewandt werden, zwischen das Innenfutter
und den Reifenaufbau eingespeist, so daß eine ausreichende
Haftfestigkeit zwischen der Innenfutterschicht und dem
Reifenaufbau erhalten werden kann. Dies führt dazu, daß
sich Risse bilden oder an den Orten entstehen, an denen
das Gleitmittel und dgl. eingespeist worden sind, wodurch
ein Zusammenbruch des Innenbelags und des
bewirkt wird.
Diesbezüglich ist es üblich, eine geeignete Menge eines
Klebrigmachers zuzumischen, um die Klebrigkeit der Kautschukzusammensetzung
des Innenfutters zu erhöhen. Beispiele
für den Klebrigmacher sind Phenolharze, Terpenharze,
Ölkohlenwasserstoffharze und dgl.. Diese Harze härten
jedoch bei niedrigen Temperaturen und deshalb werden
die Niedrigtemperatureigenschaften des Innenfutters verschlechtert,
wodurch sich Risse in dem Innenfutter während des
Fahrens mit Fahrzeugen bei niedrigen Temperaturen bilden.
Zusätzlich kann sich die Bruchfestigkeit des Kautschuks
des Innenfutters erniedrigen, wenn sich die Zumischmengen
dieser Harze erhöhen, wodurch sich Risse in dem Innenfutter
während des Fahrens bilden.
Bisher wurde ein Harz, wie Braunasphalt bzw. -bitumen,
zugemischt, um die Haftfestigkeit des Innenfutters mit dem
Reifenaufbau bei dem Reifenherstellungsverfahren zu erhöhen.
Ein solches Harz bewegt sich jedoch auf die Oberfläche
des Innenfutters und kristallisiert dort aus. Dies erniedrigt
ebenfalls die Klebrigkeit des Innenfutters.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte
Kautschukzusammensetzung für einen Reifeninnenbelag zur
Verfügung zu stellen.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
verbesserte Kautschukzusammensetzung für ein Reifeninnenfutter
zur Verfügung zu stellen, die eine ausreichend hohe
Klebrigkeit vor der Vulkanisation besitzt, während sie
gleichzeitig eine ausreichend hohe Haftfestigkeit mit dem
Reifenaufbau und gute Niedrigtemperatureigenschaften nach
der Vulkanisation aufweist, wodurch eine Rißbildung und
dgl. in dem Innenfutter vermieden werden.
Es wurde nun gefunden, daß tert.-Butylphenolacetylen
mit einer speziellen Struktur eine hohe Klebrigkeit und
Haftfestigkeit aufweist, indem die Molekülstruktur verschiedener
Harze, einschließlich Klebrigmacher, und Eigenschaften,
einschließlich der Klebrigkeit und Haftfestigkeit an einem
Reifenmantelkautschuk, untersucht wurden.
Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung umfaßt
eine Kautschukkomponente, einschließlich eines halogenierten
Butylkautschuks in einer Menge von 60 bis 100 Gewichtsteilen
und eines Dienkautschuks in einer Menge von bis zu 40
Gewichtsteilen. Weiterhin umfaßt die Kautschukzusammensetzung
tert.-Butylphenolacetylen in einer Menge von 0,5 bis 10
Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente.
Erfindungsgemäß wird eine Kautschukzusammensetzung für
ein Innenfutter eines Reifens zur Verfügung gestellt, wobei
das Innenfutter auf sichere Weise auf der inneren Oberfläche
eines Reifenaufbaus angeordnet ist und die Innenoberfläche
des Reifens einschließt, um den Innendruck des Reifens
aufrechtzuerhalten. Die Kautschukzusammensetzung umfaßt
eine Kautschukkomponente, einschließlich eines halogenierten
Butylkautschuks in einer Menge von 60 bis 100 Gewichtsteilen
und eines Dienkautschuks in einer Menge von bis zu 40
Gewichtsteilen, und tert.-Butylphenolacetylenharz in einer
Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100
Gewichtsteile der Kautschukkomponente.
Obwohl die Kautschukkomponente der Kautschukzusammensetzung
des Reifeninnenfutters den halogenierten Butylkautschuk
in einer Menge von 60 bis 100 Gewichtsteilen und den Dienkautschuk
in einer Menge von bis zu 40 Gewichtsteilen zur
Aufrechterhaltung des Innendrucks des Reifens enthält,
wird tert.-Butylphenolacetylenharz in einer Menge von
0,5 bis 10 Gewichtsteilen mit der Kautschukkomponente,
die vorzugsweise 100 Gewichtsteile und insbesondere bevorzugt
nicht weniger als 80 Gewichtsteile des halogenierten
Kautschuks einschließt, gemischt. Diese bevorzugten Bereiche
des halogenierten Kautschuks werden aus den folgenden
Gründen ausgewählt:
Der halogenierte Butylkautschuk besitzt eine niedrige Haftfestigkeit
und Klebrigkeit bezüglich des Kautschuks des
Reifenmantels, so daß sich die Haftfestigkeit und die Klebrigkeit
zwischen dem Innenfutter und dem Reifenmantelkautschuk
erniedrigt, wenn sich die Mischungsanteile des halogenierten
Butylkautschuks zur Erhöhung des Innendrucks des Reifens
erhöhen. Deshalb werden die erfindungsgemäßen Wirkungen
bezüglich der Verhinderung einer Erniedrigung der Haftfestigkeit
und der Klebrigkeit besonders dann erreicht, wenn
die Kautschukkomponente die vorstehend genannten höheren
Anteile an halogeniertem Butylkautschuk enthält.
Beispiele für den halogenierten Butylkautschuk sind Chlorbutylkautschuk,
Brombutylkautschuk und Derivate von Chlorbutylkautschuk
und Brombutylkautschuk.
Wenn das Mischungsverhältnis des tert.-Butylphenolacetylenharzes
zu der Kautschukzusammensetzung für das Reifeninnenfutter
weniger als 0,5 Gewichtsteile beträgt, ist eine verbessernde
Wirkung bezüglich der Haftfestigkeit zwischen dem
Innenfutter und dem Reifenaufbaukautschuk unzureichend,
während bei einer Menge von mehr als 10 Gewichtsteilen
das Innenfutter in seinen wesentlichen Eigenschaften, wie
dem Elastizitätsmodul vor der Vulkanisierung, der Bruchfestigkeit
und der Niedrigtemperatureigenschaften, verschlechtert
wird. Der Mischungsanteil des tert.-Butylphenolacetylenharzes
liegt deshalb innerhalb eines Bereiches von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente,
vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1 bis 6 Gewichtsteilen.
Weiterhin beträgt der Lagerelastizitätsmodul der Kautschukzuzusammensetzung
des Innenfutters bei -45°C nach der Vulkanisation
vorzugsweise nicht mehr als 8 × 109 dyn/cm2, insbesondere bevorzugt
nicht mehr als 6 × 109 dyn/cm2, wenn 0,5 bis 10 Gewichtsteile tert.-
Butylphenolacetylenharz zugemischt werden. Der Ausdruck "Lagerelastizitätsmodul"
bezeichnet den in dem Material gespeicherten bzw.
gelagerten Elastizitätsmodul. Wenn dieser Lagerelastizitätsmodul
8 × 109 dyn/cm2 übersteigt, erniedrigen sich die Niedrigtemperatureigenschaften
des Innenfutters und es können Risse und dgl. in dem
Innenfutter auftreten, wenn ein Fahrzeug bei niedrigen Temperaturen
führt. Das tert.-Butylphenolacetylenharz verleiht dem Innenfutter
die gewünschte Klebrigkeit und die gewünschte Haftfestigkeit mit dem
Reifenmantel, auch dann, wenn der Lagerelastizitätsmodul bei -45°C
niedrig ist. Die bisher zur Verbesserung der Klebrigkeit und Haftfestigkeit
zugemischten Phenolharze, Ölkohlenwasserstoffharze,
Braunasphalt und dgl. können keine ausreichende Klebrigkeit und
Haftfestigkeit unter den gleichen Bedingungen zur Verfügung stellen.
Zusätzlich zur Aufrechterhaltung des vorstehend genannten
Lagerelastizitätsmoduls beträgt die Bruchfestigkeit der
Kautschukzusammensetzung des Innenfutters bei Raumtemperatur
vorzugsweise nicht weniger als 90 kg/cm2, insbesondere
bevorzugt nicht weniger als 95 kg/cm2. Wenn diese Bruchfestigkeit
niedriger als 90 kg/cm2 ist, können sich während
des Fahrens Risse bilden.
Selbstverständlich können übliche Compoundierbestandteile,
wie Ruß, Weichmacher, Zinkblüte (Zinkweiß), Stearinsäure,
Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsmittel und Schwefel
auf geeignete Weise der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzung,
wenn notwendig, zugemischt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Vier Arten von erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzungen
(Beispiele 1 bis 4) und zwei Vergleichskautschukzusammensetzungen
(Vergleichsbeispiele 1 und 2) wurden
in den in der Tabelle angegebenen Mischungsverhältnissen
(Gewichtsteile) hergestellt. Die erhaltenen Kautschukzusammensetzungen
der Beispiele 1 bis 4 besitzen ein Mischverhältnis
an tert.-Butylphenolacetylenharz innerhalb des
erfindungsgemäß angegebenen Bereichs, einen Lagerelastizitätsmodul
bei -45°C innerhalb des vorstehend angegebenen
bevorzugten Bereichs und eine Bruchfestigkeit innerhalb
des vorstehend angegebenen bevorzugten Bereichs. Demgegenüber
enthalten die Kautschukzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1
und 2 übliche Harzverbindungen anstelle des
tert.-Butylphenolacetylenharzes.
Der Lagerelastizitätsmodul wurde wie folgt gemessen:
Es wurde eine verlängerte rechteckige Bahn jeder Kautschukzusammensetzung nach der Vulkanisation als Probestück gebildet. Der Lagerelastizitätsmodul der Proben wurde unter Verwendung eines Spektrometers, hergestellt von Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., Japan, bei einer Frequenz von 50 Hz und einer periodischen Dehnungsverformung bzw. -deformation von 0,1% gemessen. Die Messung dieses Lagerelastizitätsmoduls ist gemäß JIS (Japanese Industrial Standard) K6394.
Es wurde eine verlängerte rechteckige Bahn jeder Kautschukzusammensetzung nach der Vulkanisation als Probestück gebildet. Der Lagerelastizitätsmodul der Proben wurde unter Verwendung eines Spektrometers, hergestellt von Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., Japan, bei einer Frequenz von 50 Hz und einer periodischen Dehnungsverformung bzw. -deformation von 0,1% gemessen. Die Messung dieses Lagerelastizitätsmoduls ist gemäß JIS (Japanese Industrial Standard) K6394.
Die Bruchfestigkeit jeder Kautschukzusammensetzung (bei
Raumtemperatur) nach der Vulkanisation wurde gemäß JIS
(Japanese Industrial Standard) K6301 gemessen.
Bezüglich der in der Tabelle angegebenen Kautschukzusammensetzungen
wurde die Klebrigkeit und Haftfestigkeit zu dem
Reifenaufbau gemessen und untersucht, ob sich Risse während
des Fahrens bei niedriger Temperatur oder im Normalbetrieb
bildeten.
Der Druck, der zur Trennung eines Prüfstücks jeder Kautschukkomponente,
nach Anwendung über 30 s unter einer Belastung
von 500 g, benötigt wird, wurde durch ein Picma Tack
Testgerät (Picma Tack Tester), hergestellt von Toyo Seiki
Seisaku-sho, Ltd., Japan, gemessen.
Die Haftfestigkeit zwischen dem Innenfutter (jeder Kautschukkomponente)
und dem Reifenaufbau wurde unter Verwendung
eines Prüfstücks, das aus einem Reifen ausgeschnitten
wurde, gemessen, wobei das Prüfstück das Innenfutter
und den Reifenaufbau, die miteinander verbunden waren,
einschloß.
Jede Kautschukzusammensetzung der Tabelle 1 wurde als
Innenfutter eines Reifens mit einer Reifengröße P195/75R14
(gemäß TRA) verwendet. Ein Feldtest wurde in einem kalten
Gebiet in Kanada durchgeführt, bei dem ein mit dem Reifen
ausgestattetes Kraftfahrzeug etwa 10 000 km fuhr. Danach
wurde die Rißbildung untersucht.
Jede Kautschukzusammensetzung der Tabelle wurde als Innenfutter
in einem Reifen mit einer Reifengröße 165RS13 (gemäß
JATMA und ETRTO) verwendet. Ein Feldtest wurde in einem
Bereich von Yokohoma, Japan, durchgeführt, bei dem ein
mit dem Reifen ausgestattetes Taxi 40 000 km fuhr. Danach
wurde die Rißbildung untersucht.
Die experimentellen Ergebnisse der vorstehenden Tests sind
in der folgenden Tabelle gezeigt.
Die experimentellen Ergebnisse der Tabelle zeigen, daß
bei allen Kautschukzusammensetzung der Vergleichsbeispiele
eine Rißbildung auftrat, während dies bei den erfindungsgemäßen
Kautschukzusammensetzungen nicht der Fall war.
Weiterhin waren die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
in ihrer Klebrigkeit und Haftfestigkeit gegenüber dem Reifenaufbau
aufgrund der Wirkung des tert.-Butylphenolacetylenharzes
verbessert.
Erfindungsgemäß wird eine spezielle Menge tert.-Butylphenolacetylen
zu der Kautschukzusammensetzung für das Reifeninnenfutter
gemischt, wodurch eine ausreichend hohe Klebrigkeit
von der Vulkanisation und eine ausreichend hohe Haftfestigkeit
und gute Niedrigtemperatureigenschaften zur Unterdrückung
einer Rißbildung nach der Vulkanisation erreicht werden.
Claims (9)
1. Kautschukzusammensetzung für einen Innenbelag eines
Reifens,
gekennzeichnet durch
eine Kautschukkomponente, einschließlich eines halogenierten
Butylkautschuks in einer Menge von 60 bis 100
Gewichtsteilen und eines Dienkautschuks in einer Menge
von bis zu 40 Gewichtsteilen, und
tert.-Butylphenolacetylenharz in einer Menge von 0,5
bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile
der Kautschukkomponente.
2. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kautschukkomponente den
halogenierten Butylkautschuk in einer Menge von 80
bis 100 Gewichtsteilen einschließt.
3. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der halogenierte Butylkautschuk
aus der Gruppe, bestehend aus Chlorbutylkautschuk,
Brombutylkautschuk und Derivaten von Chlorbutylkautschuk
und Brombutylkautschuk, gewählt wird.
4. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das tert.-Butylphenolacetylenharz
in einer Menge von 1 bis 6 Gewichtsteilen, bezogen
auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente, vorliegt.
5. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kautschukzusammensetzung
einen Lagerelastizitätsmodul bei -45°C nach der Vulkanisation
von nicht mehr als 8 × 109 dyn/cm2 aufweist.
6. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kautschukzusammensetzung
einen Lagerelastizitätsmodul bei -45°C nach der Vulkanisation
von nicht mehr als 6 × 109 dyn/cm2 aufweist.
7. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kautschukzusammensetzung
eine Bruchfestigkeit bei Raumtemperatur von nicht
weniger als 90 kg/cm2 besitzt.
8. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kautschukzusammensetzung
eine Bruchfestigkeit bei Raumtemperatur von nicht
weniger als 95 kg/cm2 besitzt.
9. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie weiterhin wenigstens eine
Verbindung, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus
Ruß, Weichmacher, Zinkblüte, Stearinsäure, Vulkanisationsbeschleuniger,
Vulkanisationsmittel und Schwefel, umfaßt.
Applications Claiming Priority (1)
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