DE60014200T2

DE60014200T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE60014200T2
Application number: DE60014200T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kodaira City Fukushima; Daisuke Kodaira City Nohara
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: EP1026010B1; DE60014200D1; EP1026010A3; US6497261B1; EP1026010A2; ES2226710T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft einen Luftreifen, der eine Lauffläche aufweist, bei der mindestens eine Fläche aus einer Schaumgummizusammensetzung besteht, und insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Bildung von geschlossenen Zellen.
BESCHREIBUNG DES DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDES DER TECHNIK
Es gibt ein Verfahren zur Anwendung von Schaumgummi in einem Laufflächengummi eines sogenannten spikelosen Reifens, um so gute Leistungen auf vereisten Straßen, wie beispielsweise eine Fahreigenschaft, eine Lenkeigenschaft und dergleichen, beim Fahren auf Schnee- und/oder vereisten Straßen zu erhalten (siehe JP-A-62-283001, JP-A-63-235921, JP-A-63-90403, usw.).
Es ist wünschenswert, daß eine Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft und die Leistungen auf vereisten Straßen in spikelosen Reifen stärker verbessert werden, bei denen Schaumgummi angewandt wird.
Bei einem konventionellen Verfahren zur Bildung von geschlossenen Zellen, wenn ein Gehalt an geschlossenen Zellen verringert wird, um die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft zu verbessern, wird die Leistung auf vereisten Straßen jedoch verringert, im Gegensatz dazu, wenn der Gehalt an geschlossenen Zellen erhöht wird, um die Leistung auf vereisten Straßen zu verbessern, wird die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft verschlechtert.
Beim konventionellen Verfahren zur Bildung von geschlossenen Zellen ist es unmöglich, den Gehalt an geschlossenen Zellen und die Größe der geschlossenen Zellen separat zu steuern. Und, wenn der Gehalt an geschlossenen Zellen verringert wird, wird die Größe der geschlossenen Zellen einfach klein, und selbst wenn die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft verbessert wird, wird die Leistung auf vereisten Straßen verschlechtert. Im Gegensatz dazu, wenn der Gehalt an geschlossenen Zellen vergrößert wird, wird die Größe der geschlossenen Zellen groß, und die Leistung auf vereisten Straßen wird verbessert, aber die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft wird verschlechtert.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft und die Leistung auf vereisten Straßen gemeinsam zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um das Ziel zu erreichen, führten die Erfinder mühsame Studien durch und entwickelten ein Verfahren, das in der Lage ist, den Gehalt an geschlossenen Zellen und die Größe der geschlossenen Zellen separat zu steuern und diese Erfindung zustande zu bringen.
Daher kann bei der vorliegenden Erfindung erst die Größe der geschlossenen Zellen groß oder klein ausgeführt werden, während der Gehalt an geschlossenen Zellen konstant gehalten wird.
Konkret wird eine Abnutzungserscheinung durch die Tatsache hervorgerufen, daß in den geschlossenen Zellen hervorgerufene Risse wachsen und sich miteinander vereinigen. Das kann gelöst werden, indem ein Abstand zwischen den geschlossenen Zellen größer ausgeführt und die Vereinigung der Risse unterdrückt wird. Das heißt, während der Gehalt an geschlossenen Zellen optimal gehalten wird, wird die Größe der geschlossenen Zellen größer ausgeführt, um eine Dichte einer Anzahl von geschlossenen Zellen zu verringern, und um den Abstand zwischen den geschlossenen Zellen größer auszuführen, so daß die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft verbessert werden kann. Andererseits ist es erforderlich, den Gehalt an geschlossenen Zellen zu erhöhen, um die Leistung auf vereisten Straßen zu verbessern.
Außerdem ist es bei einem Schwerlastluftreifen stärker erforderlich, daß die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft gut ist, und in einem Luftreifen für einen Personenkraftwagen ist es mehr erforderlich, daß die Leistung auf vereisten Straßen gut ist.
Indessen treten eine Vulkanisationsreaktion und eine Schaumbildungsreaktion gleichzeitig auf, und ein Unterschied ihrer Reaktionsgeschwindigkeiten beeinflußt die Größe der geschlossenen Zellen. Das heißt, wenn die Bildung der Zellen durch Schaumbildung schneller fortschreitet als eine Ausbildung der dreidimensionalen Bindung durch die Vulkanisation, wird die Zellengröße groß; im Gegensatz dazu, wenn die Vulkanisationsreaktion schneller erfolgt als die Bildung der Zellen, wird die Zellengröße klein.
Da das Schaumbildungshilfsmittel, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Vulkanisationsreaktion ebenso beschleunigt, kann die relative Reaktionsgeschwindigkeit zwischen der Vulkanisationsreaktion und der Schaumbildungsreaktion durch Regulieren einer Compoundierungsmenge des Schaumbildungshilfsmittels, basierend auf der Menge des Schaumbildners, gesteuert werden, und daher können der Gehalt an geschlossenen Zellen und die Größe der geschlossenen Zellen separat gesteuert werden, indem die Menge des Schaumbildners und ein Verhältnis der Menge des Schaumbildungshilfsmittels zur Menge des Schaumbildners reguliert werden.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird ein Luftreifen bereitgestellt, der eine Lauffläche aufweist, von der mindestens ein Bodenberührungsabschnitt aus einer Schaumgummizusammensetzung besteht, die ein Gummigrundmaterial, das mindestens einen Gummibestandteil aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlichem Kautschuk und synthetischen Kautschuken besteht, und geschlossene Zellen aufweist, die durch Compoundierung eines Schaumbildners und eines Schaumbildungshilfsmittels, das Natriumbenzolsulfinat oder eine Kombination von Natriumbenzolsulfinat und Harnstoff aufweist, gebildet wird, und der vulkanisiert wird.
Bei bevorzugbaren Ausführungen der Erfindung weist die Schaumgummizusammensetzung außerdem kurze Fasern, die voll und/oder hohl sind, und/oder einen Füllstoff auf, wobei mindestens ein Teil der geschlossenen Zellen mit einer Beschichtungsschicht aus dem Kurzfasermaterial überzogen werden kann, wobei der Schaumbildner Azodicarbonamid enthält, wobei die Compoundierungsmenge des Schaumbildners 1 bis 20 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, beträgt, und das Schaumbildungshilfsmittel in einer Menge von 15 bis 200 Gew.-%, basierend auf der Menge des compoundierten Schaumbildners, beträgt, wobei ein Gehalt an geschlossenen Zellen 1 bis 100% oder eine mittlere Größe der geschlossenen Zellen 30 bis 200 μm beträgt. Außerdem wird der Luftreifen für einen Personenkraftwagen benutzt, und als Füllstoff wird zumindestens einer, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ruß und Siliciumdioxid besteht, in die Schaumgummizusammensetzung in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, compoundiert, oder der Luftreifen wird als Schwerlastluftreifen verwendet, und der Gummibestandteil weist nicht weniger als 50 Gew.-% des natürlichen Kautschuks weist, und der Ruß als Füllstoff wird in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, in die Schaumgummizusammensetzung compoundiert.
Obgleich der Gummi dazu neigt, daß seine Härte infolge des Vorhandenseins von Zellen in dem Fall kleiner wird, daß kurze Faser im Gummigrundmaterial eingeschlossen sind, kann die Härte des Gummis vergrößert werden. In diesem Fall können die kurze Faser voll und/oder hohl sein. Wenn die kurze Fasern hohl sind, funktioniert eine Höhlung innerhalb der Faser zusätzlich zu der durch die Schaumbildung geformten Zelle wirksam bei der Verbesserung der Leistungen auf vereisten Straßen.
Außerdem, wenn die Faser aus einem Material besteht, das bei irgendwelchen Temperaturen während der Vulkanisation schmilzt, da das durch die Schaumbildungsreaktion gebildete Gas dazu neigt, sich in einem geschmolzenen Faserabschnitt zu sammeln, der eine niedrigere Viskosität aufweist als der Gummigrundmaterialabschnitt, wird die Zelle mit dem geschmolzenen Fasermaterial überzogen. In diesem Fall, wenn die Faser hohl ist, kann die größere geschlossene Zelle gebildet werden, indem das Gas, das durch die Schaumbildungsreaktion gebildet wird, mit der Höhlung innerhalb der Faser kombiniert wird (3). Andererseits, wenn die Faser ein Material ist, das nicht bei irgendwelchen Temperaturen während der Vulkanisation schmilzt, behält die Faser die Form der Faser selbst nach der Vulkanisation bei (4).
Außerdem enthält der Schaumbildner vorzugsweise Azodicarbonamid und wird in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, compoundiert, und das Schaumbildungshilfsmittel wird in einer Menge von 15 bis 200 Gew.-%, basierend auf der Menge des Schaumbildners, compoundiert.
Außerdem beträgt der Gehalt an geschlossenen Zellen vorzugsweise 1 bis 100%, selbst wenn hohle Fasern compoundiert werden. Und die mittlere Größe der geschlossenen Zellen im Gummigrundmaterial, ohne daß sie mit dem Fasermaterial überzogen sind, beträgt mehr bevorzugt 30 bis 200 μm. Zellen, die nicht mit dem Fasermaterial überzogen wurden, weisen eine Form im wesentlichen einer Kugel auf, während Zellen, die mit dem Fasermaterial überzogen sind, eine längliche Form aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine radiale Schnittdarstellung der linken Hälfte des Luftreifens für den Personenkraftwagen;
2 eine radiale Schnittdarstellung der linken Hälfte des Schwerlastluftreifens;
3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des abgenutzten Kappenabschnittes, der die kugelförmigen geschlossenen Zellen und längliche geschlossene Zellen mit einer Überzugsschicht aus Fasermaterial enthält; und
4 eine vergrößerte Schnittdarstellung des abgenutzten Kappenabschnittes, der die kugelförmigen geschlossenen Zellen und kurze Fasern enthält.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Als Gummibestandteil, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können die Dienkautschuks erwähnt werden, wie beispielsweise natürlicher Kautschuk, Isoprenkautschuk, hoher oder niedriger cis-Butadienkautschuk, emulsionspolymerisierter oder lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk und dergleichen. Sie können allein oder in Kombination verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung weist in der Schaumgummizusammensetzung, die beim Schwerlastluftreifen zur Anwendung gebracht wird, der Gummibestandteil vorzugsweise nicht weniger als 50 Gew.-% natürlichen Kautschuk auf während in einer, die bei einem Luftreifen für einen Personenkraftwagen zur Anwendung gebracht wird, der Gummibestandteil vorzugsweise nicht weniger als 50 Gew.-% und mehr bevorzugt nicht weniger als 80 Gew.-% eines Dienkautschuks aufweist.
Als Schaumbildner, der bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, können Azobisisobutyronitril, Dinitrosopentamethylentetraamin (DPT), p-Toluolsulfonylhydrazin, p,p'-Oxybisbenzolsulfonylhydrazin, Azodicarbonamid (ADCA) oder dergleichen erwähnt werden. Unter ihnen wird ADCA bevorzugt, da es ein relativ sicheres Reagens beim Gebrauch, ausgezeichnet stabil beim Stehen und sicher in einem Aspekt der Toxizität in einem Grad ist, der als ein Lebensmittelzusatz anerkannt wird, aber eine Spurenmenge.
Das Schaumbildungshilfsmittel, das zusammen mit dem Schaumbildner bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise Natriumbenzolsulfinat oder Natriumbenzolsulfinat und Harnstoff.
Die Compoundierungsmenge des Schaumbildners beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, Weil, wenn sie weniger als 1 Gew.-T. beträgt, es schwierig ist, eine Schaumbildung zu bewirken und dann die beabsichtigte Zelle nicht gebildet werden kann, während, wenn sie 20 Gew.-T. übersteigt, der Gehalt an Zellen dazu neigt, hoch zu werden und daher die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft des Luftreifens, der die aus Gummi hergestellte Lauffläche aufweist, gemindert werden kann. Vom gleichen Gesichtspunkt beträgt die Compoundierungsmenge des Schaumbildners mehr bevorzugt 3,8 bis 8,5 Gew.-T.
Außerdem kann, wenn hohle, kurze Fasern compoundiert werden, da die hohle Innenseite der Faser als eine Zelle wirkt, die Menge des Schaumbildners geringer eingestellt werden.
Die Compoundierungsmenge des Schaumbildungshilfsmittels, das Natriumbenzolsulfinat oder die Kombination von Natriumbenzolsulfinat und Harstoff enthält, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils. Weil es, wenn sie kleiner als 0,1 Gew.-T. ist, schwierig ist, die beabsichtigte Schaumbildung zu erhalten, während, wenn sie über 25 Gew.-T. liegt, der Gehalt an Zellen dazu neigt, hoch zu sein, und daher die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft des Luftreifens gemindert werden kann.
Außerdem beträgt die Compoundierungsmenge des Schaumbildungshilfsmittels vorzugsweise 15 bis 200 Gew.-%, basierend auf der Menge des Schaumbildners. Weil, wenn sie weniger als 15 Gew.-% beträgt, sie nicht zu einer ausreichenden Schaumbildung führen kann, während, wenn sie 200 Gew.-% übersteigt, die Schaumbildung bei einer niedrigen Temperatur (etwa 100°C) beginnen kann, was die Arbeitsfähigkeit der Gummizusammensetzung verschlechtern kann.
Betreffs des Materials der kurzen Faser kann eine kristalline hochmolekulare Verbindung erwähnt werden, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polybutylensukzinat, Polyethylensukzinat, syndiotaktisches 1,2-Polybutadien, Poly(vinylalkohol), Poly(vinylchlorid) oder dergleichen. Unter ihnen werden Polyethylen und Polypropylen bevorzugt. Außerdem kann eine nichtkristalline hochmolekulare Verbindung erwähnt werden, wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymeres, Polystyrol, Polyacrylnitril oder dergleichen. Von einem Gesichtspunkt des Steuerns während der Herstellung eines Reifens wird die kristalline hochmolekulare Verbindung wegen eines schnellen Erweichens mehr bevorzugt.
Wenn es erforderlich ist, daß die Zellen innerhalb der kurzen Faser gesammelt werden, die während der Vulkanisation geschmolzen wird, da es erforderlich ist, daß die kurze Faser nicht während des Knetens geschmolzen wird, sondern während der Vulkanisation schmilzt, ist ein Schmelzpunkt der kurzen Faser, die für die Verwendung geeignet ist, um nicht weniger als 5°C, vorzugsweise nicht weniger als 10°C und noch mehr bevorzugt 20°C, höher als eine maximale Temperatur während des Knetens und um nicht weniger als 10°C, vorzugsweise nicht weniger als 20°C niedriger als eine maximale Temperatur während der Vulkanisation.
Ein Prozentanteil der Höhlung in der hohlen, kurzen Faser beträgt vorzugsweise 20 bis 70%. Weil, wenn er niedrig ist, sein Nutzungseffekt nicht in ausreichender Weise erhalten werden kann, während er, wenn er hoch ist, leicht zusammenfällt. Vom gleichen Gesichtspunkt aus werden 25 bis 65% mehr bevorzugt. Die Dicke der hohlen, kurzen Faser beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 Denier und mehr bevorzugt 2 bis 800 Denier vom Gesichtspunkt der Verbesserung der Leistung auf vereisten Straßen. Ihre Länge beträgt vorzugsweise 1 bis 10 mm und mehr bevorzugt 2 bis 8 mm. Eine Compoundierungsmenge der hohlen, kurzen Fasern beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-T, basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, vom Gesichtspunkt der Leistung auf vereisten Straßen.
Andererseits beträgt die Dicke der vollen, kurzen Faser vorzugsweise 1 bis 500 Denier, ihre Länge vorzugsweise 1 bis 10 mm und ihre Compoundierungsmenge vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils.
Bei der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt an geschlossenen Zellen der Schaumgummizusammensetzung vorzugsweise 1 bis 100% vom Gesichtspunkt des Erhaltens der Leistung auf vereisten Straßen. Weil, wenn er weniger als 1% beträgt, der Effekt des Bildens der geschlossenen Zelle oder der Effekt des Verbesserns der Leistung auf vereisten Straßen schwer zu erhalten ist, während, wenn er 100% übersteigt, die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft dazu neigt, geringer zu werden, eine Rückstellkraft bei einer Dehnung im Schaumgummi niedriger wird, ein sogenannter Widerstand gegen einen Verformungsrest bei der Ermüdung dazu neigt, niedriger zu werden, und es schwierig ist, eine stabile Form des Reifens bei der Herstellung zu erhalten. Vom gleichen Gesichtspunkt aus werden 5 bis 50% mehr bevorzugt, am meisten 5 bis 35%.
Außerdem beträgt die mittlere Größe der geschlossenen Zellen, die im Gummigrundmaterial gebildet werden, getrennt von den kurzen Fasern (kugelförmige Zellen}, vorzugsweise 30 bis 200 μm. Weil, wenn sie kleiner als 30 μm ist, die Leistung auf vereisten Straßen dazu neigt, sich zu vermindern, während, wenn sie über 200 μm liegt, die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft zur Verschlechterung neigt. Vom gleichen Gesichtspunkt beträgt sie mehr bevorzugt 60 bis 130 μm.
Bei der vorliegenden Erfindung wird im Fall des Compoundierens eines Füllstoffes, wie beispielsweise Ruß, Siliciumdioxid oder dergleichen, in der Schaumgummizusammensetzung als Rußsorte HAF, ISAF oder SAF für den Luftreifen bevorzugt, der beim Personenkraftwagen verwendet wird, und andererseits ISAF oder SAF für den Schwerlastluftreifen. Die Compoundierungsmenge des Füllstoffes beträgt vorzugsweise 30 bis 100 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, in beiden Fällen. Weil, wenn sie außerhalb dieses Bereiches liegt, neigt die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft dazu, sich zu vermindern, wenn die Gummizusammensetzung in der Reifenlauffläche eingesetzt wird.
Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung, wenn die Schaumgummizusammensetzung im Laufflächenabschnitt des Luftreifens mit einer mehrschichtigen Konstruktion verwendet wird, bevorzugt, daß die Schaumgummizusammensetzung auf eine Oberflächenschicht des Laufflächenabschnittes, die die Straßenoberfläche berührt, aufgebracht wird, und eine Härte (JIS-Härte) der inneren Schicht des Laufflächenabschnittes höher ist als die der Oberflächenschicht. Und ein Volumen des Schaumgummis beträgt effektiv nicht weniger als 10%, basierend auf dem gesamten Volumen des Laufflächenabschnittes, vorzugsweise 10 bis 70% und mehr bevorzugt 40 bis 60%. Weil, wenn es kleiner als 10% ist, der Verbesserungseffekt der Leistung auf vereisten Straßen gering ist.
Außerdem kann die Schaumgummizusammensetzung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit Zusatzmitteln für Gummi compoundiert werden, wie beispielsweise einem aromatischen Öl, einem Erweichungsmittel, einem Antioxidationsmittel, einem Vulkanisationsbeschleuniger, Stearinsäure, einem Beschleunigeraktivator, wie beispielsweise Zinkoxid, einem Vulkanisierungsmittel oder dergleichen, zusätzlich zum vorangehend erwähnten Schaumbildner, Schaumbildungshilfsmittel, Füllstoff, wie beispielsweise Ruß, Siliciumdioxid oder dergleichen.
Die Schaumgummizusammensetzung, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kann in einer üblichen Weise hergestellt werden, und der Luftreifen entsprechend der vorliegenden Erfindung kann bei Verwendung der vorangehend erwähnten Schaumgummizusammensetzung im Laufflächengummi und Erwärmen und Unterdrucksetzen entsprechend einem üblichen Reifenherstellungsverfahren hergestellt werden. In diesem Fall können durch Steuern der Compoundierungsmengen des Schaumbildners und des Schaumbildungshilfsmittels der gewünschte Gehalt an geschlossenen Zellen und die Größe erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung wird konkret in Übereinstimmung mit den folgenden Beispielen erklärt.
Verschiedene Schaumgummizusammensetzungen mit den in den Tabellen 1, 3 oder 5 gezeigten Compoundierungsrezepturen werden hergestellt und bei einem Kappengummi des Laufflächenabschnittes aufgebracht, um Testreifen in einer üblichen Weise herzustellen (Temperatur des Knetens 100°C und Temperatur der Vulkanisation 160°C). Bei etwa jedem der erhaltenen Testreifen wird der Gehalt an geschlossenen Zellen durch Anwendung der folgenden Gleichung berechnet, und die Leistungen bei einem tatsächlichen Kraftwagen, bei dem der Reifen montiert ist, werden entsprechend den nachfolgend erwähnten Verfahren bewertet. Die Testreifen in Tabelle 1 bis 4 sind Radialreifen für Personenkraftwagen (eine Reifengröße von 185/70R14, siehe 1), und sie sind am Personenkraftwagen mit einem Hubvolumen von 1600 cm³ montiert. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 2 und 4 gezeigt. Andererseits zeigen die Tabellen 5 und 6 Schwerlastluftradialreifen (eine Reifengröße von 11R22.5, siehe 2). Die Ergebnisse werden in Tabelle 6 gezeigt. Compoundierte kurze Fasern, die nicht während der Vulkanisation schmelzen, werden aus Polyester hergestellt, weisen eine Dicke von 4,0 Denier, eine Länge von 3 mm, einen Schmelzpunkt von 200°C auf und volle kurze Fasern sind, Während compoundierte kurze Fasern, die während der Vulkanisation schmelzen, aus Polyethylen hergestellt werden, eine Dicke von 4,0 Denier, eine Länge von 3 mm und einen Schmelzpunkt von 110°C aufweisen und volle kurze Fasern sind. Die schmelzenden kurzen Fasern schmelzen und kapseln die Zellen während der Vulkanisation ein.
Außerdem verkörpert in 1 und 2 eine Bezugszahl 1 den Laufflächenabschnitt, 1a einen Kappenabschnitt des Laufflächenabschnittes, 1b einen Basisabschnitt des Laufflächenabschnittes, 2 die Gürtel, 3 die Karkassenlagen, 4 einen Wulstkern, 5 eine Seitenwand, 6 eine Innenauskleidung, 7 eine Wulst, 8 einen Wulstfüllstoff 9 eine Miniseite und 10 einen Wulstschutzstreifen.
In 3 und 4 verkörpert eine Bezugszahl 12A den Schaumgummi in der Lauffläche nach der Vulkanisation, 22 die kugelförmigen geschlossenen Zellen, die nicht mit dem Fasermaterial überzogen sind, 22A die kugelförmigen geschlossenen Zellen, die zur Oberfläche der Lauffläche herauskommen und teilweise abgerieben werden, 24 die vollen kurzen Fasern, 24A die Höhlungen nach dem Entfernen der kurzen Fasern, 26 die hohlen, kurzen Fasern und 26A die Überzugsschicht.
Gehalt an geschlossenen Zellen: Vs = {(ρ0/ρ1)– 1} × 100worin ρ₁ eine Dichte des Schaumgummis (g/cm³) ist, ρ₀ eine Dichte des vollen Phasenabschnittes im Schaumgummi (g/cm³) ist.
MITTLERE GRÖSSE DER KUGELFÖRMIGEN GESCHLOSSENEN ZELLEN:
Ein Durchmesser einer jeden von 20 geschlossenen Zellen im Schaumgummi wird beobachtet und gemessen, indem ein Testglas benutzt und sein Mittelwert berechnet wird.
ABNUTZUNGSBESTÄNDIGKEITSEIGENSCHAFT:
Nach dem Fahren auf einer Mehrzweckstraße über 20000 km wird eine Abnahme der Rillentiefe gemessen, und die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft wird durch einen Index des Kehrwertes der gemessenen Abnahme auf der Basis verkörpert, daß das Vergleichsbeispiel 1, 22 oder bzw. das Beispiel 11 bei 100 liegt. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft.
LEISTUNG AUF VEREISTEN STRASSEN:
Der Kraftwagen, bei dem der Testreifen montiert ist, wird veranlaßt, auf einem Testkurs (eine vereiste Straßenoberfläche mit einer Oberflächentemperatur von etwa –5°C) zu laufen, und er wird einem Bremsen bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h ausgesetzt, um einen Weg, der für das Anhalten erforderlich ist, als einen Bremsweg zu messen. Die Leistung auf vereisten Straßen wird durch einen Index des Kehrwertes des erhaltenen Bremsweges auf der Basis verkörpert, daß das Vergleichsbeispiel 1, 22 oder bzw. das Beispiel 11 bei 100 liegt. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Leistung.
Die Beispiele 1 und 2 weisen den gleichen Gehalt an geschlossenen Zellen wie beim Vergleichsbeispiel 1 auf, aber die mittlere Größe der geschlossenen Zellen wird gesteuert. Der Luftreifen, der mit einer derartigen Lauffläche versehen wird, kann bei der Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft und der Leistung auf vereisten Straßen verbessert werden.
Die Beispiele 3, 4 und 5 werden mit den nichtschmelzenden kurzen Fasern compoundiert, und die Beispiele 6, 7 und 8 werden mit den schmelzenden kurzen Fasern compoundiert, und ebenfalls wird bei diesen Beispielen die mittlere Größe der geschlossenen Zellen gesteuert, während der Gehalt an geschlossenen Zellen aufrechterhalten und die Reifenleistung verbessert werden kann.
TABELLE 4
Die Beispiele 11, 12 und 14 sind Beispiele für das Verändern der mittleren Größe der geschlossenen Zellen, während der Gehalt an geschlossenen Zellen beibehalten wird, und die Beispiele 16 und 17 sind Beispiele für die Verwendung von Natriumbenzolsulfinat zusammen mit Harnstoff Die Beispiele 13, 14 und 15 weisen das gleiche Verhältnis des Schaumbildners zum Schaumbildungshilfsmittel auf, und beim Beispiel 14 kann die ausgewogene Leistung des Reifens für den Personenkraftwagen erhalten werden.
Die Beispiele 21, 22 und 24 weisen den gleichen Gehalt an geschlossenen Zellen und unterschiedliche mittlere Größen der geschlossenen Zellen auf. Die Beispiele 26 und 27 verwenden Natriumbenzolsulfinat zusammen mit Harnstoff. Die Beispiele 23, 24 und 25 weisen das gleiche Verhältnis des Schaumbildners zum Schaumbildungshilfsmittel auf, und beim Beispiel 24 kann ebenfalls die ausgewogene Leistung des Schwerlastreifens erhalten werden.
Die Beispiele 28 und 29 werden mit den nichtschmelzenden kurzen Fasern compoundiert, und die Beispiele 30 und 31 werden mit den schmelzenden kurzen Fasern compoundiert, und bei diesen Beispielen kann die mittlere Größe der geschlossenen Zellen bei konstantem Gehalt an geschlossenen Zellen verändert werden. Außerdem kann die Reifenleistung verbessert werden.
Wie es vorangehend erklärt wird, da die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Schaumgummizusammensetzung beim Gehalt an geschlossenen Zellen und der Größe der geschlossenen Zellen separat gesteuert werden kann, so daß sowohl die Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft als auch die Leistung auf vereisten Straßen beim Luftreifen, der die Lauffläche aus der Schaumgummizusammensetzung aufweist, verbessert werden kann.

Claims

Luftreifen, der eine Lauffläche aufweist, von der mindestens ein Bodenberührungsabschnitt aus einer Schaumgummizusammensetzung besteht, die ein Gummigrundmaterial aufweist, das mindestens einen Gummibestandteil aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlichem Kautschuk und synthetischen Kautschuken und geschlossenen Zellen besteht, der durch Compoundierung eines Schaumbildners und eines Schaumbildungshilfsmittels, das Natriumbenzolsulfinat oder eine Kombination von Natriumbenzolsulfinat und Harnstoff aufweist, gebildet wird, und der vulkanisiert wird.
Luftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Schaumgummizusammensetzung außerdem kurze Fasern im Gummigrundmaterial aufweist.
Luftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Schaumgummizusammensetzung außerdem einen Füllstoff aufweist.
Luftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Schaumgummizusammensetzung außerdem einen Füllstoff und kurze Fasern aufweist.
Luftreifen nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein Teil der geschlossenen Zellen mit einer Beschichtungsschicht aus einem Kurzfasermaterial überzogen ist.
Luftreifen nach Anspruch 2 oder 4, bei dem die kurzen Fasern voll und/oder hohl sind.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Schaumbildner Azodicarbonamid aufweist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Schaumbildner in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, compoundiert wird, und das Schaumbildungshilfsmittel in einer Menge von 15 bis 200 Gew.-%, basierend auf der Menge des compoundierten Schaumbildners, compoundiert wird.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Gehalt der geschlossenen Zellen in der Schaumgummizusammensetzung 5 bis 50 % beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem eine mittlere Größe der geschlossenen Zellen 30 bis 200 μm beträgt.
Luftreifen, der eine Lauffläche aufweist, von der mindestens ein Bodenberührungsabschnitt aus einer Schaumgummizusammensetzung besteht, die einen Gummibestandteil aufweist, der aus der Gruppe von natürlichem Kautschuk und synthetischen Kautschuken ausgewählt wird, und der durch Compoundierung eines Schaumbildners und eines Schaumbildungshilfsmittels, das Natriumbenzolsulfinat aufweist, gebildet wird.
Luftreifen nach Anspruch 11, bei dem das Schaumbildungshilfsmittel außerdem Harnstoff aufweist.
Luftreifen nach Anspruch 11 oder 12, bei dem mindestens ein Füllstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ruß und Siliciumdioxid besteht, in die Schaumgummizusammensetzung in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, compoundiert wird.
Luftreifen nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der Naturkautschuk als der Gummibestandteil in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-% compoundiert wird, und der Ruß als Füllstoff in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-T., basierend auf 100 Gew.-T. des Gummibestandteils, in die Schaumgummizusammensetzung compoundiert wird.