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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen schlauchlosen Luftreifen, bei
dem eine Luftleckage aus einem Durchstich in einem Laufstreifen
aufgrund dessen, dass ein Nagel oder dergleichen überfahren
wird, verhindert werden kann, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Als
ein Mittel, um zu verhindern, das eine Luftleckage aus einem Durchstichabschnitt
aufgrund dessen erzeugt wird, dass ein Nagel und dergleichen überfahren
wird, wird ein Luftreifen vorgeschlagen, der eine Abdichtungsschicht
aufweist, in der ein Durchstichabdichtungsmittel zum Abdichten eines
Nageldurchstichs und dergleichen innerhalb des Laufstreifens vorgesehen
ist.
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Ein
derartiger Reifen kann hergestellt werden, indem ein Innerlinerkautschuk
direkt auf einer Formgebungstrommel mit dem Abdichtungsmittel beschichtet
wird, dann eine Karkasslage und ein Laufstreifenkautschuk aufgebaut
werden, um vor der Vulkanisation einen Rohreifenunterbau in einem
Rohunterbau-Formgebungsschritt zu bilden, und indem der Rohreifenunterbau
vulkanisiert wird.
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Bei
einem weiteren Verfahren, wie es in 7 gezeigt
ist, wird vorgeschlagen (z.B. in der japanischen Patentanmeldung
mit der Offenlegungsnum mer 80323875), einen Reifen t zu vulkanisieren,
um einen sackförmigen
Abschnitt d zu bilden, bei dem der Innerlinerkautschuk a nicht an
der Abdichtungskautschukbahn b anhaftet, indem ein Formtrennmittel
c, wie etwa Talk, zwischen dem Innerlinerkautschuk a, der dem Reifeninnenraum
zugewandt ist, und der Abdichtungskautschukbahn b, die an der Innenseite
des Innerlinerkautschuks a angeordnet ist, aufgebracht wird, und
dann nach der Vulkanisation ein Durchstichabdichtungsmittel durch
ein Einspritzloch e, das mit einer Innenseite des sackförmigen Abschnittes
d in Verbindung steht, unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung
f nach der Vulkanisation eingespritzt wird.
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In
dem ersteren Verfahren ist jedoch der Schritt des Aufbringens des
Abdichtungsmittels problematisch; es werden Schwankungen in den
Abmessungen der Aufbringung erzeugt, und es ist schwierig, eine gleichmäßige Abdichtungsschicht
und einen gleichmäßigen Reifen
zu erhalten. In dem letzteren Verfahren wird das Produktionsverfahren
kompliziert, da der Einspritzschritt zum Einspritzen des Abdichtungsmittels
in den sackförmigen
Abschnitt d nach der Vulkanisation des Reifens notwendig ist und
zusätzlich
ein Verschlussschritt zum Verschließen des Einspritzlochs e zum
Einspritzen des Abdichtungsmittels erforderlich ist.
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Ein
anderer Vorschlag in der
EP 0
893 236 stellt einen selbst abdichtenden Reifen bereit,
der eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Verpackungsschicht
innerhalb des Reifens aufweist, die sich im Wesentlichen von Laufstreifenkante
zu Laufstreifenkante erstreckt. Die Verpackungsschicht ist aus einer
Kautschukmischung hergestellt, und in dieser befindet sich ein Abdichtungsmittel.
Die Verpackungsschicht ist an den Innerliner des Reifens geklebt.
Eine derartige Konstruktion erfordert jedoch, dass die Verpackungsschicht
positioniert und angeklebt werden muss, was die Komplexität des Aufbaus
des Reifens erhöht.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist mit dem obigen Umstand im Blick getätigt worden,
und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Luftreifen mit einer
Durchstichabdichtungsfunktion, der leicht ohne den obigen Aufbringungsschritt
und den obigen Einspritzschritt des Abdichtungsmittels und den Verschlussvorgang
des Einspritzlochs hergestellt werden kann, und ein Verfahren zum
Herstellen derselben bereitzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Luftreifen bereit, wie er in
Anspruch 1 dargelegt ist.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen
eines Reifens nach Anspruch 1 bereit, und dieser Aspekt ist in Anspruch
2 dargelegt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht
einer Ausführungsform
eines Luftreifens;
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2 ist eine Perspektivansicht,
die ein Beispiel eines sackförmigen
Elements zeigt;
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3 ist eine Perspektivansicht
eines Beispiels einer Abdichtungseinheit;
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4 ist eine schematische
Schnittansicht eines Innerlinerkautschuk-Verbindungsschrittes und
eines Abdichtungsschicht-Bildungsschrittes;
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5 ist eine schematische
Schnittansicht, die schematisch einen Karkasslagen-Verbindungsschritt zeigt;
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6 ist eine schematische
Schnittansicht, die schematisch einen Rohunterbaukörper-Bildungsschritt zeigt,
und
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7 ist eine Schnittansicht
zur Erläuterung
eines herkömmlichen
Verfahrens zum Herstellen eines Luftreifens.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Es
wird auf der Grundlage der Zeichnungen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftreifens
und eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Herstellen des Reifens beschrieben, indem ein Reifen für ein Motorrad
als beispielhafter Luftreifen genommen wird. 1 zeigt den Reifen 1 für das Motorrad
(nachstehend kann dieser lediglich als "der Reifen" bezeichnet sein). Der Reifen 1 weist
eine Torusform auf, in der Wulstabschnitte 4 jeweils an
innenliegenden Enden von Seitenwandabschnitten 3 vorgesehen
sind, die sich radial von entgegengesetzten Enden eines Laufstreifenabschnittes 2 nach
innen erstrecken, und eine Abdichtungseinheit 7, die gebildet
ist, indem vor der Vulkanisation ein Abdichtungsmittel 6 zum
Verhindern eines Ausblasens im Voraus in einem sackförmiges Element
angeordnet wird, so dass es sich in den Laufstreifenabschnitt 2 und
in einer Umfangsrichtung des Reifens erstreckt.
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Der
Reifen 1 ist bei diesem Beispiel verstärkt durch eine Kordschicht,
die eine torusförmige
Karkasse 8 umfasst, die die Wulstabschnitte 4, 4 überbrückt, und
einen Breaker 9, der radial außerhalb der Karkasse 8 und
innerhalb des Laufstreifenabschnitts 2 angeordnet ist,
um die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit des Reifens bereitzustellen.
Jeder Wulstabschnitt 4 ist mit einem Wulstkernreitergummi 11 versehen,
der eine dreieckige Querschnittsform aufweist und sich von einem
Wulstkern 10 radial nach außen erstreckt.
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Für die Karkasse 8 werden
eine oder mehrere Karkasslagen 8a mit einem radialen oder
halbradialen Aufbau, bei dem die Korde unter einem Winkel von 70° bis 90° in Bezug
auf die Umfangsrichtung angeordnet sind, oder einem Diagonalaufbau,
bei dem die Karkasskorde unter einem Winkel von 35° bis 70° angeordnet sind,
verwendet. Die Karkasse 8 ist bei diesem Beispiel aus einer
einzigen Karkasslage 8a gebildet, und entgegengesetzte
Enden der Karkasslage 8a sind um die Wulstkerne 5 von
der axialen Innenseite des Reifens in Richtung der Außenseite
zurückgeschlagen
und verriegelt.
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Der
Breaker 9 ist aus einer oder mehreren Breakerlagen 9a gebildet,
in der Breakerkorde unter einem Winkel von 0° bis 70° in Bezug auf die Umfangsrichtung
angeordnet sind, aber der Breaker 9 kann abhängig von
dem erforderlichen Reifenverhalten weggelassen werden.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist die Abdichtungseinheit 7 in dem Laufstreifenabschnitt 2 und zwischen
der Karkasse 8 und dem Innerlinerkautschuk 12 angeordnet,
wodurch eine Reifeninnenraumfläche i
gebildet ist. Der Innerlinerkautschuk 12 ist aus einem
Kautschuk mit einer ausgezeichneten Gasundurchlässigkeit hergestellt, wie etwa
Butylkautschuk, Butylkautschukhalogenid, bromierter Butylkautschuk.
Er weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke von beispielsweise
ungefähr
0,5 bis 2,0 mm auf, und im Wesentlichen ist die gesamte Fläche der
Innenseite der Karkasse 8 mit dem Innerlinerkautschuk 12 bedeckt.
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Die
Abdichtungseinheit 7 wird gebildet, indem das Abdichtungsmittel 6 zum
Verhindern des Ausblasens im Voraus in einem sackförmigen Element 13,
das beispielsweise aus einem Polymerfilm hergestellt ist, eingeschlossen
wird, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist. Bei diesem
Beispiel weist das sackförmige
Element 13 eine Sackform auf, bei der entgegengesetzte
Seitenränder 13a, 13a und
ein Bodenabschnitt 13b des sackförmigen Elements 13 verschlossen
sind und eine Einspritzöffnung 13c zum
Einspritzen des Abdichtungsmittels 6 an einem Ende des
sackförmigen
Elements 13 vorgesehen ist. Die Breiten- und Längenabmessungen des
sackförmigen
Elements 13 werden gemäß der Größe des Reifens
geeignet festgelegt. In der Abdichtungseinheit 7 wird die
Einspritzöffnung 13c beispielsweise
nach dem Einspritzen des Abdichtungsmittels 6 in das sackförmige Element 13,
ohne Luft und dergleichen einzufangen, durch Verbinden über Thermokompression oder
dergleichen verschlossen, um einen Verschluss zu bilden.
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Infolgedessen
ist eine bandförmige
Abdichtungseinheit 7 mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Querschnittsfläche gebildet.
Eine derartige Abdichtungseinheit 7 weist eine ausgezeichnete
Transportierfähigkeit
auf, und die Form mit einer konstanten Breite und einer konstanten
Länge ist
aufgrund des Vorhandenseins des sackförmigen Elements 13 stabil,
welches dazu beiträgt,
die Form der Abdichtungsschicht gleichmäßig zu halten. Durch Anordnen
einer derartigen Abdichtungseinheit 7, die im Voraus vor
der Vulkanisation durch Einschließen des Abdichtungsmittels 6 zum
Verhindern des Ausblasens in dem sackförmigen Element 13 in
dem Laufstreifenabschnitt 2 gebildet ist, ist es äußerst leicht,
das Abdichtungsmittel 6 bei der Herstellung des Reifens
zu handhaben; die Form der Abdichtungsschicht kann gleichmäßig gehalten
werden, und die Schritte des Einspritzens des Abdichtungsmittels 6 unter
Verwendung einer Einspritzvorrichtung oder dergleichen nach der
Vulkanisation und des Verschließens
der Einspritzöffnung
nach der Vulkanisation können weggelassen
werden, wodurch die Herstellung des Reifens leichter gemacht wird.
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Es
ist bevorzugt, dass eine derartige Abdichtungseinheit 7 beispielsweise
70% oder mehr und vorzugsweise 80% oder mehr einer Länge einer
Laufstreifeninnenfläche
Y in einem Reifenmeridionalschnitt bildet. Die "Laufstreifeninnenfläche Y" bezieht sich auf eine Fläche der
Reifeninnenhohlraumseite i, die zwischen Normalen N,N zu einer Laufstreifenseite 2S an
Laufstreifenkanten Te angeordnet ist.
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Das
Material, das das Sackelement 13 der Abdichtungseinheit 7 bildet,
ist vorzugsweise ein Polymerfilmmaterial und kann ein Material mit
oder ohne eine Kautschukformtrenneigenschaft sein. Ein Material
mit dem notwendigen Grad an Ausdehnungsfähigkeit, um zuzulassen, dass
es sich bei der Formgebung und Vulkanisation des Rohunterbaus des
Reifens mit dem umgebenden Kautschuk ausdehnen kann, ist besonders bevorzugt.
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Für ein derartiges
Filmmaterial ist beispielsweise ein Material besonders bevorzugt,
bei dem durch eine Last von 400 g pro einer Breite von 8 mm des
Films eine Dehnung von 20% oder mehr erzeugt wird.
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Als
das Material für
das sackförmige
Element
13 ist Polyfluorethylenharz, wie etwa TEFLON (eine
Marke von DuPont) bevorzugt, und die erforderliche Dehnbarkeit kann
erhalten werden, indem die Dicke des Materials auf 0,05 mm bis 0,15
mm, z.B. 0,1 mm festgelegt wird. Zusätzlich zu dem Polyfluorethylenharz
kann auch ein Nylonfilm verwendet werden. Der Nylonfilm, der beispielsweise
hauptsächlich
aus Nylon 6 gefertigt ist (unter einem Handelsnamen "Rayfan NO" und von Toray Synthetic
Film Co. Ltd. hergestellt), ist besonders bevorzugt. Die physikalischen
Eigenschaften eines derartigen Nylonfilms sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle
1
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Als
Ergebnis von verschiedenen durch die Erfinder ausgeführten Experimenten
ist gezeigt worden, dass das sackförmige Element 13 die
erforderliche Kautschukformtrenneigenschaft und eine zufrieden stellende
Dehn barkeit aufweist, selbst wenn die Dicke des Elements 13 beispielsweise
ungefähr
25 μ beträgt, mit
der ein derartiger Nylonfilm für
das Element 13 verwendet wird. Zusätzlich zu dem Nylonfilm bei
dem obigen Beispiel kann beispielsweise ein üblicher Polyethylenfilm angewandt
werden.
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Als
die obige Abdichtung 6 kann beispielsweise ein viskoses
Material mit einem Viskositätskoeffizienten
von 2,0 bis 10,0 mPa (Temperatur: 20°C) zufrieden stellend verwendet
werden, das bei Raumtemperatur (20°C) in einem flüssigen Zustand
ist. Darüber
hinaus können
verschiedene, flüssige
Durchstichabdichtungsmittel verwendet werden, die in einen Nageldurchstich
oder dergleichen bei einer Temperatur im Bereich von –20°C bis 60°C eintreten
und diesen abdichten und eine Leckage des Reifeninnendrucks verzögern. Bei
diesem Beispiel wird eine Mischung aus Butylkautschuk und Polybuten
als das Abdichtungsmittel 6 verwendet, und das Mischungsverhältnis beträgt, bezogen
auf das Gewicht, beispielsweise bevorzugt 40 bis 60 : 60 bis 40.
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Als
Nächstes
wird ein Beispiel des Verfahrens zum Herstellen des Reifens 1 beschrieben.
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Das
Verfahren zum Herstellen eines Reifens der vorliegenden Ausführungsform
umfasst einen Innerlinerkautschuk-Aufbauschritt, einen Abdichtungsschicht-Bildungsschritt,
einen Karkasslagen-Aufbauschritt, einen Rohunterbaukörper-Bildungsschritt
und einen Vulkanisierschritt.
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Bei
dem Innerlinerkautschuk-Verbindungsschritt wird, wie er in 4 schematisch gezeigt ist,
der Innerlinerkautschuk 12, der auf eine vorbestimmte Breite
und eine vorbestimmte Länge
geschnitten worden ist, auf einer zylindrischen Formgebungstrommel 20 aufgebaut.
Dann wird bei dem Abdichtungsschicht-Bildungsschritt, wie er in 4 schematisch gezeigt ist,
die Abdichtungseinheit 7, die gebildet wird, indem das
Abdichtungsmittel 6 zum Verhindern des Ausblasens im Voraus
in dem sackförmigen
Element 13 eingeschlossen wird, um eine Außenseite
des Innerlinerkautschuks 12 in einer Fläche, die dem Laufstreifenabschnitt 2 entspricht,
gewickelt, um die Abdichtungsschicht zu bilden, die sich in einer
Umfangsrichtung des Reifens erstreckt.
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Somit
kann bei dem Verfahren zum Herstellen des Reifens gemäß der Erfindung
der herkömmliche Schritt
des Aufbringens des Formtrennmittels und des Abdichtungsmittels
nacheinander auf den Innerlinerkautschuk durch den äußerst einfachen
Arbeitsgang, die Abdichtungseinheit 7, die eine konstante
Breite und Dicke aufweist, an einer vorbestimmten Stelle mit dem
Innerlinerkautschuk 12 zu verbinden, ersetzt werden. Infolgedessen
ist der Arbeitsgang wesentlich vereinfacht, und die Produktivität kann verbessert
werden. Gleichzeitig wird die Abdichtungseinheit 7 derart
gewickelt, dass ein Überlappungsabschnitt
gebildet ist, bei dem ein Wicklungsanfangsende und ein Wicklungsabschlussende
sich in einer radialen Richtung überlappen.
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In
dem Karkasslagen-Aufbauschritt, wie er in 5 schematisch gezeigt ist, wird die Karkasslage 8a mit
der Außenseite
der Abdichtungseinheit 7 verbunden, indem die Karkasslage 8a um
die Abdichtungseinheit 7 gewickelt wird. In dem Rohunterbaukörper-Bildungsschritt,
wie er in 6 schematisch
gezeigt ist, wird weiteres Reifenhauptkörper-Baumaterial, das Wulstkerne 5, 5,
z.B. eine Breakerlage 9a, einen Laufstreifenkautschuk 2g,
Seitenwandkautschuk 3g, Wulstkernreiterkautschuke 11 und
derglei chen umfasst, hinzugefügt,
und dieses wird zu einer Torusform ausgedehnt, um den Rohunterbaukörper 15 zu
bilden. Entgegengesetzte Enden der Karkasslage 8a werden
beispielsweise vor dem Ausdehnen zu der Torusform zurückgeschlagen.
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Bei
dem Vulkanisierschritt wird der Rohunterbaukörper 15 in eine Vulkanisierform
eingesetzt, um eine Vulkanisation mit einer vorbestimmten Temperatur
und einem vorbestimmten Druck auszuführen, wodurch der Luftreifen 1 erhalten
wird, wie er in 1 gezeigt
ist. Das sackförmige
Element der Abdichtungseinheit 7 kann in der Umfangsrichtung
des Reifens mit einer ausdehnenden Verformung in dem Rohunterbaukörper-Bildungsschritt und
dem Vulkanisierschritt gelängt
werden.
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Wie
es oben beschrieben ist, kann der Luftreifen 1 erhalten
werden, bei dem die Effizienz der Arbeitsweise bei der Produktion
des Reifens ausgezeichnet ist, die Abdichtungsschicht genau und
stabil gebildet werden kann, Schwankungen des Volumens der Abdichtungsschicht
vermieden werden können
und die Dicke der Schicht des Abdichtungsmittels 6 gleichmäßig ist,
da die Abdichtungseinheit 7, die eine gleichmäßige Breite und
Dicke aufweist, gemäß dem Verfahren
zur Herstellung des Luftreifens der vorliegenden Erfindung mit dem Innerlinerkautschuk
verbunden wird, anstatt dass das Formtrennmittel oder das Abdichtungsmittel
aufgebracht wird.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist erfindungsgemäß in dem Luftreifen, bei dem
das Abdichtungsmittel zum Verhindern des Ausblasens, das durch eine
Abdichtungsgummibahn eingeschlossen ist, derart angeordnet ist,
dass es sich in einer Umfangsrichtung in dem Laufstreifenabschnitt
er streckt, die Abdichtungseinheit, die gebildet ist, indem das Abdichtungsmittel
zum Verhindern des Ausblasens im Voraus in dem sackförmigen Element
eingeschlossen wird, vor der Vulkanisation derart angeordnet, dass
sie sich in der Umfangsrichtung des Reifens in dem Laufstreifenabschnitt
erstreckt. Es ist daher unnötig,
bei irgendeinem Reifenproduktionsschritt das Abdichtungsmittel auf
den Innerlinerkautschuk aufzubringen, und es möglich, die gleichmäßige Abdichtungsschicht
unter Verwendung der Abdichtungseinheit genau und leicht zu bilden.
Da der Einspritzschritt zum Einspritzen des Abdichtungsmittels und
der Verschlussschritt zum Verschließen des Einspritzloches zum Einspritzen
des Abdichtungsmittels nach der Reifenvulkanisation unnötig sind,
kann das Herstellungsverfahren wesentlich vereinfacht werden.
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Gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Luftreifens der Erfindung kann die Abdichtungssicht
durch einen einfachen Arbeitsgang gebildet werden, bei dem die Abdichtungseinheit,
die im Voraus mit gleichmäßiger Breite
und Dicke gebildet wird, mit dem Innerlinerkautschuk verbunden wird,
anstelle dass das Formtrennmittel oder das Abdichtungsmittel aufgebracht
werden. Daher ist die Effizienz des Arbeitsganges ausgezeichnet,
und die Breite der Abdichtungsschicht und dergleichen können mit
hoher Genauigkeit gesteuert werden. Infolgedessen können Schwankungen
des Volumens des Abdichtungsmittels vermieden werden, und der Luftreifen,
bei dem die Dicke der Schicht des Abdichtungsmittels gleichmäßig ist,
kann leicht und effizient produziert werden.
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BEISPIEL
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Zu
Versuchszwecken wurde ein Reifen für ein Motorrad mit einer Reifengröße von 3,00 – 10 gemäß dem obigen
Herstellungsverfahren unter Verwendung einer Abdichtungseinheit,
die in Tabelle 2 gezeigt ist, hergestellt, um einen zufrieden stellenden
Luftreifen zu erhalten, der in
1 gezeigt
ist. Dann wurde der Luftreifen auf eine Felge aufgezogen und aufgepumpt.
Ein Nagel mit einem Durchmesser von 3 mm wurde in den Reifen von
der Außenflächenseite
des Laufstreifenabschnittes gesteckt und herausgezogen. Nachdem
der Innendruck nach einer Fahrt von ungefähr 200 km gemessen wurde, blieben
ungefähr
85% oder mehr des Innendrucks vor dem Einstecken des Nagels erhalten,
und es trat beinahe keine Verringerung des Innendrucks auf. Tabelle
2 Spezifikation
der Abdichtungseinheit
