DE3824626A1

DE3824626A1 - Verfahren zur herstellung von guertelreifen fuer personenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3824626A1
Application number: DE3824626A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kurosawa; Namio Isobe; Kimio Onodera
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1989-02-02
Also published as: KR960000560B1; FR2618380A1; KR890001728A; JPS6424732A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gürtel reifen für Personenkraftwagen.

Es war bereits bekannt, daß die Gleichmäßigkeit, die durch die radiale Querkraftveränderung (RFV) von Gürtelreifen für Perso nenkraftwagen, die die Erzeugung von Lärm oder Schwingungen be einflussen, wenn Personenkraftwagen mit hoher Geschwindigkeit fahren, je nach der Deformation variabel ist, die zum Zeitpunkt der Vulkanisation in dem Verbindungsabschnitt stattfindet, wel cher durch Überlagerung eines Endes einer Verstärkungsschicht für einen Gürtelabschnitt mit dem anderen dieser Schicht zur Zeit der Reifenherstellung gebildet wird.

Detaillierter, in einem Gürtelreifen, der aus einem Laufflächen abschnitt, Seitenwandabschnitten, Wulstabschnitten, einem Kar kassenabschnitt, einem Gürtelabschnitt und wenigstens einer Gür telverstärkungsschicht für Gürtelschichten zusammengesetzt ist, ist die Gürtelverstärkungsschicht zwischen dem Gürtelabschnitt und dem Laufflächenabschnitt an den Enden des Gürtelabschnittes angeordnet und bedeckt einen Kantenabschnitt an jedem Ende von Gürtelschichten vollständig um den Umfang des Reifens herum. Die Längsendabschnitte der Gürtelverstärkungsschicht überlagern einander unter Bildung eines Verbindungsabschnittes, wie oben erwähnt, der einen Einfluß nicht nur auf die Verstärkungslei stung der Gürtelschicht für den Gürtelabschnitt hat, sondern auch Einfluß auf die Gleichmäßigkeit des Reifens hat und zum Zeitpunkt eines Fahrens von Automobilen mit hoher Geschwindig keit zur Entstehung von Lärm oder Schwingungen führt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung schenkten Aufmerksamkeit der Technik einer Härtung von Kautschuk durch Benutzung von Elek tronenstrahlen, wie in der US-PS 42 21 253 vorgeschlagen ist, und führten umfangreiche Studien aus, um ein Verfahren zur Her stellung von Gürtelreifen zu bekommen, das die obige Kautschuk härtungstechnik verwendet und die Verminderung der Reifengleich mäßigkeit wahrscheinlich aufgrund des Verbindungsabschnittes von Gürtelverstärkungsschichten unterdrücken kann, um erfolg reich zu der vorliegenden Erfindung zu kommen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Gürtelreifen für Personenfahrzeuge zu be kommen, gemäß dem die überlappende Breite von gegenseitig über lagerten Endabschnitten der Gürtelverstärkungsschicht in dem Verbindungsabschnitt daran gehindert werden kann, vor und nach der Vulkanisation einer wesentlichen Veränderung zu unterliegen, und das einen Gürtelreifen für Personenfahrzeuge ergeben kann, der eine erwünschte Gleichmäßigkeit (RFV) hat und bei dem die Bildung von Geräusch und Vibration bei Fahren mit hoher Ge schwindigkeit unterdrückt wird.

In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Querschnitt eines halben Abschnittes eines Bei spieles für Gürtelreifen für Personenfahrzeuge nach Herstellung gemäß dem Verfahren der Erfindung,

Fig. 2(a) und 2(b) Teilquerschnitte, die jeweils den Ver bindungsabschnitt einer Gürtelverstärkungsschicht in einem herkömmlichen Reifen vor und nach der Vulkanisa tion zeigen, und

Fig. 3 eine Darstellung, die zur Erläuterung der Gürtelgleich mäßigkeit (RFV) gebracht wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind in einem Gürtelreifen mit einem Laufflächenabschnitt oder Profilabschnitt 1, einem Paar von Sei tenwandabschnitten 2, einem Paar von Wulstabschnitten 3, einem Karkassenabschnitt 4 mit wenigstens einer radial zwischen dem Wulstabschnittpaar 3 angeordneten Karkassenschicht, einem Gür telabschnitt 5 und wenigstens einer Gürtelverstärkungsschicht (in dem erläuterten Beispiel Schichten 6 a und 6 b) für Gürtel schichten in dem Gürtelabschnitt 5 die Gürtelverstärkungsschich ten 6 a und 6 b zwischen dem Gürtelabschnitt 5 und der Lauffläche oder dem Profil 1 an den betreffenden Enden des Gürtelabschnittes 5 angeordnet und bedecken den vorgeschriebenen Breitenabschnitt an den betreffenden Enden der Gürtelschichten in dem Gürtelab schnitt 5 vollständig um den Umfang des Reifens herum.

Wie in Fig. 2(a) gezeigt ist, sind die Längsendabschnitte der Gürtelverstärkungsschicht 6 a (6 b) überlappt und bilden einen Verbindungsabschnitt 7 der vorgeschriebenen Überlappungsbreite W ₁, und die Endabschnitte werden vor der Vulkanisation in jenem Zustand miteinander verbunden und aneinander fixiert.

Wie auch aus Fig. 2 (a) ersichtlich ist, ist die Gürtelverstär kungsschicht 6 a (6 b) aus einer Verstärkungskordschicht 8 und unvulkanisierten Kautschukschichten 9 zusammengesetzt, die außen die Kordschicht 8 bedecken. Ringsum laufend über die Gesamtheit des Gürtelabschnittes 5 und der Gürtelverstärkungsschicht 6 a (6 b) mit den unvulkanisierten Überzugskautschukschichten 9 ist der an einen unvulkanisierten Kautschuk umfassende Laufflächen- oder Profilabschnitt 1 laminiert, und die Herstellung eines Reifenrohlings (eines grünen Reifens) erfolgt in einer Reifen herstellungsform. Der gebildete Reifenrohling wird mit Wärme und Druck, der von der Innenseite der Reifenherstellungsform aufgebracht wird, zu einem Produktreifen vulkanisiert. Wenn der Reifenrohling, wie oben, Pressen und Erhitzen ausgesetzt wird, dehnt er sich radial nach außen aus, und der unvulkanisierte Kautschuk erweicht und fließt infolge der gesteigerten Tempe ratur und wird unter Druck mit der Innenfläche der Form verbun den. Dann geschieht es, daß die Verstärkungskordschicht 8 in dem Verbindungsabschnitt 7, in welchem die Längsenden der Gür telverstärkungsschicht 6 a (6 b) überlappen, einer Wärmeschrump fung unterliegt, wobei die Breite des Verbindungsabschnittes 7, die vor der Vulkanisation, wie in Fig. 2(a) gezeigt ist, W ₁ ist, nach der Vulkanisation auf eine Breite W ₂ reduziert wird, wie in Fig. 2(b) gezeigt ist. Wenn die Breite des Ver bindungsabschnittes 7 der Gürtelverstärkungsschicht 6 a (6 b), wie oben, reduziert wird, wird die Gleichmäßigkeit (RFV) des vulkanisierten Reifens herabgesetzt. Wenn die Breite W ₁ des Verbindungsabschnittes vor der Vulkanisation ungenügend ist, geschieht es sogar, daß die Breite W ₂ des Verbindungsabschnittes nach der Vulkanisation 0 (Null) wird und die Gürtelverstärkungs schicht 6 a (6 b) nicht mehr eine Verstärkungsfunktion ausübt.

Die hier genannte Gleichmäßigkeit (RFV) von Reifen wird bestimmt, indem man einen Produktreifen zu dem vorbestimmten Aufblasdruck aufpumpt, die Rotationsachse des Reifens parallel zu der Rota tionsachse einer drehbaren Eisentrommel anordnet und den Reifen mit der vorgeschriebenen Belastung, die senkrecht zu der Trommel ausgeübt wird, anpreßt, und sie wird durch die dann bestimmte Menge einer Veränderung der Belastung in der senkrechten Rich tung gezeigt, die auf die Rotationswelle der Trommel ausgeübt wird (diese Veränderung zeigt die Gleichmäßigkeitscharakteristik einer Belastung in der Umfangsrichtung des Reifens). Unter Be zug auf Fig. 3, wenn die Differenz Δ P ₂₀ zwischen der oberen Spitze P ₂₃ und der unteren Spitze P ₂₄ in der Belastungsverände rungskurve 22, die darin gezeigt ist, größer ist, bedeutet dies, daß das RFV größer ist und daß die Qualität des Reifens geringer ist. Wenn Reifen eines großen RFV-Wertes auf einem Personenfahr zeug befestigt werden und wenn das Fahrzeug dann mit hoher Ge schwindigkeit fährt, findet eine Geräuschbelästigung oder eine Vibrationsbelästigung statt.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen Reifen in der Weise herstellt, daß man die Reifen bilden den Teile, wie den Laufflächen- oder Profilabschnitt, die Sei tenwandabschnitte, die Wulstabschnitte, den Karkassenabschnitt, den zwischen dem Karkassenabschnitt und dem Laufflächenabschnitt angeordneten Gürtelabschnitt und die Verstärkungsschicht für die Verstärkung des Gürtelabschnittes alle in einem unvulkanisierten Zustand laminiert und dann einer Formung und Vulkanisation unterzieht, wobei die Gürtelverstärkungsschicht in einem teil gehärteten Zustand durch ionisierende Strahlung hergestellt wird.

Obwohl für die vorliegende Erfindung die ionisierende Strahlung durch Elektronenstrahlen oder γ-Strahlen erhalten werden kann, werden vorzugsweise Elektronenstrahlen benutzt.

Die Kautschukkomponente für die Kautschukzusammensetzung für die Verwendung für oder in der vorliegenden Erfindung ist zweck mäßig ein Naturkautschuk oder ein Kautschuk vom Dientyp.

Die Kautschukzusammensetzung kann mit irgendeinem Zusatzstoff eingearbeitet werden, der gewöhnlich in Kautschukzusammenset zungen für die Reifenherstellung eingemischt wird, wie mit Schwe fel, Vulkanisationsbeschleunigern, Verstärkungsmitteln, Füll stoffen, Weichmachern, Dioxidationsmitteln usw.

Die gürtelverstärkende Schicht wird unter Verwendung der Kaut schukzusammensetzung und von Verstärkungskord, der organische Fasern, wie Nylon, Polyesterfasern und Aramidfasern mit der Be zeichnung "Kevlar", ein Produkt von Du Pont, umfassen kann.

Gemäß der Erfindung ist es erforderlich, die Gürtelverstärkungs schicht vorbereitend einer ionisierenden Strahlung auszusetzen, dann die gürtelverstärkende Schicht auf die anderen Reifen erzeugenden Teile oder spezieller auf die Gürtelschicht, aufzu laminieren und das resultierende Laminat unter Bildung eines Reifenrohlings zu formen, der durch Erhitzen unter Druck in einer Vulkanisationsform vulkanisiert wird. D. h., gemäß der Erfindung wird für die gürtelverstärkende Schicht ein Teil ver wendet, das vorbereitend einer ionisierenden Strahlung ausge setzt wurde und bei dem die Vulkanisationsgeschwindigkeit der darin enthaltenen Kautschukzusammensetzung dabei eingestellt wird, wobei die unerwünschte Veränderung der Breite des Verbin dungsabschnittes, die zur Zeit der Vulkanisation und des For mens des Reifenrohlings wahrscheinlich ist, vermieden oder un terdrückt werden kann.

Obwohl Bedingungen für das Bestrahlen der gürtelverstärkenden Schicht mit ionisierenden Strahlen, besonders Elektronenstrah len, mehr oder weniger je nach der Zusammensetzung der Kaut schukmasse in der gürtelverstärkenden Schicht und der Form, Dicke usw. der gürtelverstärkenden Schicht variien können, er folgt die Bestrahlung vorzugsweise mit einer Nachbeschleuni gungsspannung von wenigstens 100 KV und in einer absorbierten Dosis der ionisierenden Strahlung im Bereich von 2 bis 10 Mega rad. Wenn die Nachbeschleunigungsspannung und die absorbierte Do sis nicht die betreffenden obigen bevorzugten Bereiche errei chen, wird es schwierig, die Veränderung in der Breite des Ver bindungsabschnittes vor und nach der Vulkanisation zu vermeiden oder zu unterdrücken, und es ist dann unmöglich, eine Verbesse rung in oder bezüglich der Gleichmäßigkeit (RFV) zu erhalten. Wenn andererseits die Nachbeschleunigungsspannung und die absorbier te Dosis die obigen betreffenden bevorzugten Bereiche überschrei ten, neigen die physikalischen Eigenschaften des Kautschuks in der gürtelverstärkenden Schicht dazu, niedriger zu werden.

Der Innendruck in der Blase in der Form, in welcher der Reifen rohling, dessen Gürtelabschnitt mit der gürtelverstärkenden Schicht verstärkt wird, durch Erhitzen unter Druck vulkanisiert wird, sollte vorzugsweise wenigstens 10 Kgf/cm² betragen. Eine Verminderung der Breite des Verbindungsabschnittes durch Vulka nisation erfolgt, da der Verstärkungskord einer Hitzeschrumpfung unterliegen kann, wenn der Überzugskautschuk in dem Verbindungs abschnitt zum Zeitpunkt der Vulkanisation fließend wird. Daher kann, indem man den Überzugskautschuk in dem Verbindungsabschnitt schwerlich fließend macht, indem man ihn vorbereitend durch Elektronenbestrahlung teilvernetzt, erreicht werden, daß die Kraft des Haltens des Verbindungsabschnittes zwischen der Form und der Blase wirksamer auf den Verbindungsabschnitt übertra gen wird, wobei die Breitenverminderung des Verbindungsabschnit tes zum Zeitpunkt der Vulkanisation unterdrückt werden kann.

Außerdem wird in oder für die vorliegende Erfindung der obige Ausdruck "absorbierte Dosis" oder spezieller "absorbierte Dosis von Elektronenstrahlung" bestimmt, indem man Triacetylcellulose FTR-125 (ein Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd., Japan) ver wendet, welche auf Oberflächen von Kautschukbögen befestigt wurde.

Nunmehr wird die Erfindung im einzelnen in Verbindung von Bei spielen und Vergleichsbeispielen beschrieben.

Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Eine Kautschukzusammensetzung wurde durch Kneten und Vermahlen eines Gemisches der folgenden Zusammensetzung in einem Bumbury- Mischer vom B-Typ hergestellt:

Naturkautschuk
50 Gewichtsteile
SBR (Styrol-Butadienkautschuk)	30 Gewichtsteile
BR (Butadienkautschuk)	20 Gewichtsteile
Ruß (GPF)	60 Gewichtsteile
Öl	5 Gewichtsteile
Schwefel	3 Gewichtsteile
Vulkanisationsbeschleuniger	1,5 Gewichtsteile

Eine gürtelverstärkende Schicht wurde hergestellt, indem Nylon umfassender überzugsverstärkender Kord mit der oben erhaltenen Kautschukzusammensetzung überzogen wurde.

Bestrahlung der gürtelverstärkenden Schicht mit Elektronenstrah len erfolgte in Werten der absorbierten Dosis, die nachfolgend in der Tabelle I gezeigt sind, und jede gürtelverstärkende Schicht wurde dann mit dem Gürtelabschnitt laminiert, worauf eine Laminierung anderer reifenbildender Teile erfolgte, um Reifenrohlinge einer Reifenstruktur herzustellen, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Reifenrohlinge wurden in einer Vulkanisationsform unter verschiedenen Vulkanisationsbedingungen vulkanisiert, wie auch in der obigen Tabelle I gezeigt ist, um entsprechende Produkt reifen einer Reifengröße von 195/60R14 zu bekommen. Die Gleich mäßigkeit (RFV) eines jeden Produktreifens wurde bestimmt, und die Ergebnisse der Bestimmungen sind in der Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

In der obigen Tabelle I bedeuten die RFV-Werte Indices, wenn der gefundene Wert des Reifens des Vergleichsbeispiels 3 als 100 (Standard) genommen wird, und ein kleinerer Wert bedeutet ein erwünschteres RFV.

Aus der Tabelle I ist ersichtlich, daß Reifen mit einer gürtel verstärkenden Schicht, die einer Teilvernetzung durch die ioni sierende Bestrahlung unterzogen wurde, einen vergleichsweise kleinen RFV-Wert und demnach eine erwünschte Gleichmäßigkeit haben. Es ist auch ersichtlich, daß der Blaseninnendruck zum Zeitpunkt der Vulkanisation vorzugsweise wenigstens 10 kg/cm² sein sollte.

Außer Elektronenstrahlen sind auch elektromagnetische Wellen mit einer kurzen Wellenlänge, wie γ-Strahlen brauchbar, um das gleiche Ergebnis wie Elektronenstrahlen zu bekommen.

Wie oben beschrieben, wird nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung so gearbeitet, daß man eine Gürtelverstärkungsschicht für oder in Gürtelreifen für Personenfahrzeuge vorbereitend einer Elektronenbestrahlung unterzieht, und dabei ergibt das Verfahren wirksam eine Lösung der Aufgabe, die Gleichmäßigkeit zu verbessern, deren Ursache in Beziehung zu dem Verbindungs abschnitt steht, in welchem Enden der gürtelverstärkenden Schicht einander überlappen, ohne wesentlich die üblichen Stu fen für die Reifenherstellung zu verändern.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung werden unliebsame Verfahrens schritte vermieden, wie das vorbereitende Verbinden unter Ver wendung eines Klebstoffes im Verbindungsabschnitt, um dabei ein Anheften zu bewirken und/oder ein Überziehen mit einem Vulkani sationsmittel zu bewirken, was herkömmlicherweise als Mittel zur Unterdrückung einer Verminderung der Gleichmäßigkeit, die dem Verbindungsabschnitt entsprechenden obigen Angaben zuzu schreiben ist, angewendet wird (z. B. japanische Gebrauchsmu steranmeldung, Kokai Veröffentlichungs-Nr. 61-18 17 162). Folg lich kann die Herstellung von Reifen mit hoher Produktions wirksamkeit nach der Erfindung erfolgen. Es ist auch nicht mehr erforderlich, dafür Sorge zu tragen, daß der Verbindungsab schnitt unerwünscht starr wird, was im Falle des Überziehens des Verbindungsabschnittes mit einem Klebstoff oder beim Anhef ten im Verbindungsabschnitt wahrscheinlich ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Gürtelreifen für Personenfahr zeuge unter Laminieren eines Laufflächen- oder Profilab schnittes, eines Paares von Seitenwandabschnitten, eines Paares von Wulstabschnitten, eines Karkassenabschnittes mit wenigstens einer zwischen dem Paar von Wulstabschnit ten angeordneten Karkassenschicht, einem zwischen dem Lauf flächenabschnitt und dem Karkassenabschnitt angeordneten Gürtelabschnitt und einer Gürtelverstärkungsschicht für die Verstärkung des Gürtelabschnittes zusammen alle in einem unvulkanisierten Zustand und anschließendem Formen und Vulkanisieren des resultierenden Laminats, dadurch gekennzeichnet, daß man die gürtelverstär kende Schicht in einem durch ionisierende Bestrahlung teil vernetztem Zustand verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die ionisierende Bestrahlung durch Elektronenstrahlen durch führt, die mit einer Nachbeschleunigungsspannung von wenig stens 100 KV und einer absorbierten Dosis der Elektronen strahlen im Bereich von 2 bis 10 Mrad eingestrahlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Laminat in dem unvulkanisierten Zustand in einer Form formt und vulkanisiert, in welcher der Innendruck in einer Blase auf wenigstens 10 Kgf/cm² eingestellt wird.