DE3832487A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Fahrzeugluftreifen ist der Reifeninnenraum durch eine niedrig gas­ durchlässige Gummischicht, die sich radial innerhalb der Karkasse be­ findet, gebildet und gewährleistet, daß die Druckluft mit dem erforder­ lichen Druckwert und dem notwendigen Luftvolumen langzeitlich gesehen einen funktionsfähigen Reifenbetrieb gestattet.

Als wenig gasdurchlässige Gummiinnenschichten werden Halobutyl enthal­ tende, vulkanisierbare Kautschukmischungen verwendet. Hierdurch sind nie­ drige Gasdurchlässigkeitswerte, gemessen in 10^-17, zu erreichen, die langzeitlich gesehen die geforderten Luftdruck- und -Volumenwerte für den Fahrzeugluftreifen gewährleisten. Die Halobutyl enthaltenden oder aus ihnen bestehenden vulkanisierbaren Kautschukmischungen weisen jedoch eine verhältnismäßig niedrige mechanische Festigkeit auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß eine wenig gasdurchlässige Gummiinnenschicht des gattungsgemäßen Reifens derart weiter ausgebildet wird, daß sie eine erhöhte mechanische Festigkeit aufweist und zugleich Gasdurchlässigkeitswerte erreicht, die vergleichbar sind mit denen der Halobutyl enthaltenden Gummischichten.

Des weiteren soll die Kautschukmischung für die Reifeninnenschicht vor- oder teilvernetzbar sein und mit Hilfe einer solchen Innenschicht sollen die Luftreifen heizbalglos vulkanisierbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst.

Die Kautschukverschnittmischung enthält ferner übliche Verstärkerfüll­ stoffe sowie Vulkanisationsmittel und Kleinchemikalien.

Durch einen verhältnismäßig niedrigen Gehalt an gebundenem Styrol im Be­ reich von wenigstens 15 Gewichtsteilen pro Hundert Teilen Kautschuk in der Kautschukverschnittmischung wird zum einen eine mechanische Festig­ keit der Gummiinnenlage erreicht, die wenigstens im Bereich von 10 M Pa liegt, und zum anderen ist zugleich ein verhältnismäßig niedriger Gas­ durchlässigkeitswert im Bereich von 3 10^-17 zu erhalten. Durch diese beiden Eigenschaften ist gewährleistet, daß die Druckluftwerte und Druckluftvolumina langzeitlich gesehen einen funktionsfähigen Reifenbe­ trieb erlauben.

Durch den genannten verhältnismäßig niedrigen Gehalt an Styrol in der Verschnittmischung für eine Innenlage ist diese Mischung verfahrenstech­ nisch vorteilhaft lediglich teil- oder vorzuvulkanisieren. Hierdurch bildet sich eine membranartige, ausreichend feste Haut aus. Durch diese ist eine Balglosvulkanisation mit weiteren Vorteilen möglich.

Die Vorvernetzung kann durch übliche Mittel in Form von Schwefel-/ Be­ schleuniger- Systemen oder durch Elektronenbestrahlung erreicht werden. Die Kautschukmischung zersetzt sich dabei nicht unter der Einwirkung der Elektronenstrahlen, wie das bei einer Butyl enthaltenden Kautschuk­ mischung der Fall ist.

Die Methode der Elektronenbestrahlung ist bekannt, vergleiche dazu Zeit­ schrift Elastomeric 117 (11) 34, 1985, und die Anwendung der Elektro­ nenbestrahlung für die Herstellung von Kautschukmischungen ist nach DE-A-37 05 761 bekannt.

Die Kautschukmischung mit einem verhältnismäßig niedrigen Gehalt an ge­ bundenem Styrol für die Gummiinnenschicht kann entweder als separate Gummilage oder als Bestandteil des Rohreifens vorvernetzt werden. Die feste Form der membranartigen Haut der vorvernetzen Innenschicht übernimmt die Funktion des Heizbalges.

Die Vulkanisation ohne Heizbalg ergibt dabei erhebliche Vorteile in Be­ zug auf eingesparte Energie und das Produktionsmittel Balg mit Zubehör.

Es sind geringere Material- und Produktionskosten erforderlich. Die Heiz­ zeit ist verkürzt und die Ausstoßmenge an Reifen ist erhöht im Vergleich zu der Standardvulkanisation mit Heizbalg.

Die weiteren Vorteile der Kautschukmischung mit einem verhältnismäßig niedrigen Gehalt an Styrol sind ihre problemlose verfahrenstechnische Verarbeitbarkeit und ihre gute Haftfestigkeit zu der benachbarten Kar­ kassenlage.

Bevorzugt ist diese Gummiinnenlage mit einer Karkassenlage zu paaren, bei der ein verhältnismäßig niedriger Gehalt von wenigstens 20 Gewichts­ teilen pro Hundert Teilen Kautschuk an gebundenem Styrol vorliegt. Ähnliche Kautschukmischungen nach DE-A-36 36 783 und 37 41 722 sind für die Karkasse vorgeschlagen worden. Die Verschnittmischung für die Karkas­ senlage mit einem Gehalt an gebundenem Styrol von wenigstens 20 Gewichts­ teilen pro Hundert Kautschukteilen ist ebenso wie die Mischung für die Innenlage entweder durch Wärme und Druck bei Verwendung von Schwefel-/ Beschleuniger- Systemen oder durch Elektronenbestrahlung vor- oder teil­ vernetzbar. Die erzielten weiteren Vorteile ergeben niedrigere Rohstoff­ kosten, eine verbesserte verfahrenstechnische Verarbeitbarkeit, eine hohe Haftung der benachbarten Lagen aneinander und eine verbesserte mech­ anische Festigkeit. Es werden günstige Gasdurchlässigkeitswerte erreicht, die denen der Materialpaarung der Karkassenlage und einer Butylinnenlage vergleichbar sind.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei die Innenschicht nach Erfindung mit einer bekannten Innenschicht ver­ glichen wird und des weiteren vergleichbare Werte von Karkassenlagen mit angegeben sind.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Kautschukmischung 100 Teile Gewicht pro hundert Teile Kautschukgewicht

Tabelle 2

Die Gasdurchlässigkeit der Reifeninnenschicht ist ausreichend gut und die Festigkeit ist erheblich verbessert.

Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß durch die Kombination einer Karkassenlage mit der Innenschicht aus einer Kautschukmischung nach der Erfindung die Werte für den Luftverlust des Reifens vergleichbar sind mit den Werten der bekannten Ausführung. Die Karkassenlage und die Innen­ lage verfügen jedoch über die weiteren entscheidenden Vorteile, daß er­ heblich geringere Rohmaterial- und Herstellkosten entstehen und daß eine wesentlich günstigere verfahrenstechnische Verarbeitbarkeit der Rohmateri­ alien gegeben ist. Insgesamt sind die Kosten insoweit niedriger im Ver­ gleich zu einer Chlorbutyl enthaltenden Gummischicht. Die weiteren Vor­ teile der Innenschicht aus einer Kautschukmischung nach der Erfindung sind ihre verbesserte mechanische Festigkeit und ihre hohe Haftfestigkeit zur benachbarten Karkassenlage. Die Kautschukmischung nach der Erfindung ist vor- bzw. teilvernetzbar, so daß hierdurch eine ausreichend feste mem­ branartige Haut geschaffen wird, die es erlaubt, daß der Rohreifen mit einer solchen vorvernetzten Innenschicht für die Balglosvulkanisation von Fahrzeugluftreifen eingesetzt wird.

Die die Styrol- Butadien- Copolymerkomponente enthaltende Kautschukmisch­ ung wird beispielsweise bei einer Temperatur von 150°C etwa 5 Minuten lang vorgeheizt. Sie bildet dann eine wie vorgenannt membranartige Haut aus. Diese ist ausreichend fest und undurchlässig, damit sie bei der Reifen­ vulkanisation ohne Balg das Heizmedium Wasser/Dampf aufnehmen kann. In diesem Falle übernimmt die vorbehandelte Innenschicht des Rohreifens die Funktion des Heizbalges.

Die die Styrol- Butadien- Copolymerkomponente enthaltende Kautschukver­ schnittmischung mit geringem Styrolgehalt ist des weiteren dazu geeignet, daß sie durch Elektronenbestrahlung vorvernetzt werden kann. Dabei sind Energiekonzentrationen von etwa 2 bis 16 M rad geeignet, die Kautschuk­ mischung zu einer membranartigen Haut so zu verfestigen, daß auch hier­ bei die vorbehandelte Innenlage des Rohreifens die Funktion des Heiz­ balges übernehmen kann. Die Strahlenbehandlung kann derart erfolgen, daß entweder die Innenschichtlage im Bereich des Herstellungsprozesses im Kalander einem Strahlenfeld ausgesetzt wird, oder daß die Innenschicht des bereits gebauten Rohreifens lokal elektronenbestrahlt wird. Durch eine Balglosvulkanisation ist das gesamte Vulkanisationsverfahren für Fahr­ zeugluftreifen mit den vorerwähnten Vorteilen durchzuführen.

Claims (8)

1. Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse, insbesondere Radialkarkasse, die textile Festigkeitsträger aufweist, und mit einer radial zu der Karkasse vorliegenden, aus einer vulkanisierbaren Kautschukmischung bestehenden Innenschicht niedriger Gasdurchlässigkeit, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenschicht aus einer Verschnittmischung aus wenigstens einem styrolhaltigen, emulsions- oder lösungspolymerisier­ ten Styrol-Butadien-Copolymeren und aus wenigstens einem konfek­ tionsklebrigen Kautschuk besteht, bei der der Gehalt an im Molekül gebundenem Styrol mindestens 15 Gewichtsteile pro Hundert Teile Kaut­ schuk beträgt.

2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht in Kombination mit einer Karkassenlage vorliegt, die aus wenigstens einem Styrol- Butadien- Copolymeren und wenigstens einem konfektionsklebrigen Kautschuk besteht, bei der der Gehalt an gebundenem Styrol im Molekül wenigstens 20 Gewichtsteile pro Hundert Teile Kautschuk beträgt.

3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht-Kautschukmischung als eine mit Hilfe eines Schwefel-Beschleuniger-Systems unter Druck und Wärme teilvulkani­ sierbare oder vorvulkanisierbare Kautschukmischung vorliegt.

4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht-Kautschukmischung als eine durch Elektronen­ bestrahlung teilvulkanisierbare oder vorvulkanisierbare Kautschuk­ mischung vorliegt.

5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht als Reifenbauteil teil- oder vorvulkanisier­ bar ist.

6. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht des Rohreifens teil- oder vorvulkanisierbar ist.

7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschnittmischung für die Karkassenlage mit einem gebundenen Styrolgehalt von wenigstens 20 Gewichtsteilen pro Hundert Teilen Kautschuk teil- oder vorvulkanisierbar ist.

8. Verfahren zum Vulkanisieren eines Fahrzeugluftreifens nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine durch Vor- oder Teil­ vernetzung als feste Innenhaut ausgebildete Innenschicht aufweisende Rohreifen in die Vulkanisierpresse eingebracht und bei geschlossener Vulkanisierpresse ohne Heizbalg das Vulkanisierdruckmittel in Form von Heißwasser und/oder Dampf aufnimmt und daß dieser Rohreifen unter Druck und Wärme vulkanisiert wird.