DE60021661T2

DE60021661T2 - Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens

Info

Publication number: DE60021661T2
Application number: DE60021661T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kakogawa-shi Ishikawa; Toshio Wako-shi YAMAGIWA
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: EP1060870B1; JP2000343917A; ID26174A; US6500286B1; EP1060870A3; EP1060870A2; DE60021661D1; TW477752B; JP4232926B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens, wobei ein Lochdichtmittel in einem entlang der Innenseite des Laufflächenabschnittes des Reifens vorgesehenen Raum eingeschlossen wird.
Solch ein Verfahren ist aus der EP 1 065 062 A1 (Art. 54 (3) EPC) bekannt.
In der offen gelegten japanischen Patentanmeldung JP-A-11-216 781 wird ein Luftreifen offen gelegt, bei dem wie in 6 gezeigt ein Lochdichtmittel (g) in einem entlang der Innenseite des Laufflächenabschnittes vorgesehenen Raum (j) eingeschlossen wird. Der Raum (j) wird gebildet, indem eine Klebeschutzbahn (c) zwischen einem äußeren Gummi (a) und einem inneren Gummi (b) angeordnet wird. In diesem Reifen besteht abhängig von dem Material der Klebeschutzbahn (c) die Möglichkeit, dass die in dem fertig gestellten Reifen verbleibende Klebeschutzbahn (c) durch lange oder starke Beanspruchung in Fetzen zerrissen wird.
Andererseits ist es wirksam, zum Abdichten von Durchstichlöchern, insbesondere relativ großen Löchern, Fasern in ein Dichtmittel zu mischen.
Es besteht jedoch, wenn in dem oben erwähnten Reifen ein Dichtmittel verwendet wird, das solche Fasern umfasst, die Möglichkeit, dass die Fasern sich an den Fetzen verfangen, und im Ergebnis verringert sich die Lochabdichtungswirkung und des Weiteren verschlechtert sich die Drehstabilität des Reifens, insbesondere das Schnelllaufstabilität. Es ist somit schwierig, Fasern in das Dichtmittel zu mischen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens, in dem solche Fasern ohne die oben erwähnten Probleme in ein Dichtmittel gemischt werden können, bereitzustellen und somit das selbsttätige Abdichtvermögen zu verbessern.
Dieses Ziel wird durch das Verfahren von Anspruch 1 erreicht.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Luftreifens.
2 ist eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Anordnung von Reifenkomponenten beim Herstellen des Reifens.
3 ist eine schematische Darstellung zur Erklärung einer weiteren Anordnung von Reifenkomponenten.
4 ist eine Querschnittsteilansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Reifen vulkanisiert, das Dichtmittel aber noch nicht eingespritzt worden ist.
5 ist eine Querschnittsteilansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtmittel eingespritzt worden ist.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens gemäß dem Stand der Technik.
In 1 ist ein gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellter Luftreifen 1 ein schlauchloser Reifen für Motorräder.
Der Reifen 1 umfasst einen Laufflächenabschnitt 2, ein Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 4 mit einem Wulstkern 7 darin, ein Paar Seitenwandabschnitte 3, die sich zwischen den Laufflächenkanten Te und den Wulstabschnitten 4 erstrecken, und eine Karkasse 6, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 erstreckt.
Die Karkasse 6 besteht aus zumindest einer Lage von Korden, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch den Laufflächenabschnitt 2 und die Seitenwandabschnitte 3 erstreckt und in jedem Wulstabschnitt 4 um den Wulstkern 7 herum umgeschlagen ist, um ein Paar Umschlagabschnitte und einen Hauptabschnitt dazwischen zu bilden. Die Karkasse 6 kann eine Radialstruktur, in der die Karkasskorde unter einem Winkel von 70 bis 90 Grad in Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, oder eine Diagonalstruktur, in der die Karkasskorde unter einem Winkel von weniger als 70 Grad aber nicht weniger als 35 Grad angeordnet sind, aufweisen. In diesem Beispiel weist die Karkasse 6 eine Diagonalstruktur auf, in der zwei Karkasslagen 6A und 6B kreuzweise zueinander angeordnet sind (die Kordwinkel betragen 42 Grad) und beide Karkasslagen von der Innenseite zur Außenseite des Reifens um die Wulstkerne herum umgeschlagen sind, um daran befestigt zu werden.
Im Übrigen ist jeder der Wulstabschnitte 4 zwischen dem Umschlagabschnitt und dem Hauptabschnitt der Karkasse mit einem Wulstkernreiter 12 versehen, der aus einem Hartgummi hergestellt ist, der sich von dem Wulstkern 7 radial nach außen verjüngt, und der Laufflächenabschnitt 2 kann radial außerhalb der Karkasse 6 mit einem (nicht gezeigten) Laufflächenverstärkungsgürtel versehen sein.
Des Weiteren ist innerhalb der Karkasse 6 ein aus einer gasundurchlässigen Kautschukmischung hergestellter Innerliner 9 angeordnet. Der Innerliner 9 erstreckt sich kontinuierlich von einem der Wulstabschnitte 4 zu dem anderen, um die Innenseite der Karkasse 6 abzudecken. Die Mindestdicke des Innerliners 9 wird im Bereich von 0,5 bis 2,5 mm festgelegt. In diesem Beispiel ist der Innerliner 9 aus einer Kautschukmischung hergestellt, die Naturkautschuk (NR) und Butadien-Kautschuk (BR) umfasst. Außerdem können auch Butyl-Kautschukmischungen wie z. B. Butylkautschuk, halogenierter Butylkautschuk und dergleichen verwendet werden.
Des Weiteren ist der Laufflächenabschnitt 2 an der radialen Außenseite oder der radialen Innenseite des Innerliners 9 mit einem taschenartigen Abschnitt B versehen, der mit einem Lochdichtmittel 10 gefüllt ist.
Der taschenartige Abschnitt B erstreckt sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung des Reifens. Und in der axialen Richtung erstreckt er sich, wie in 1 gezeigt, über mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 100% eines Laufflächenbereiches Y, der zwischen Normalen N zu der Laufflächenfläche 2S, die an den Laufflächenkanten Te gezogen sind, definiert ist.
Das Dichtmittel 10 umfasst wie üblich Latex und ist bei normalen Temperaturen (20 Grad C) eine viskose Flüssigkeit, die bei 20 Grad C einen Viskositätskoeffizienten von 2,0 bis 10,0 mPa·s aufweist.
Das Dichtmittel 10 ist wässrig und umfasst Wasser, Propylenglykol und Fasern. Für die Fasern können natürliche Fasern und/oder synthetische Fasern verwendet werden. Vorzugsweise werden synthetische Fasern, z. B. Polyesterfasern, Nylonfasern, Glasfasern und dergleichen, entweder alleine oder in Kombination verwendet. Die durchschnittliche Länge der Fasern beträgt 1 bis 7 mm. Das Dichtmittel umfasst die Fasern im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%.
Der oben erwähnte taschenartige Abschnitt B wird gebildet, indem beim Herstellen des Reifens eine Klebeschutzbahn S verwendet wird.
Ein Verfahren zum Herstellen des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest die folgenden Schritte:
Anordnen der Klebeschutzbahn S zwischen dem Innerliner 9 und einem zusätzlichen Innerliner 5, der breiter als die Klebeschutzbahn aber schmaler als der Innerliner 9 ist, so dass nur Kantenabschnitte des zusätzlichen Innerliners 5 in direkten Kontakt mit dem Innerliner 9 gelangen;
Verbinden der Kantenabschnitte mit dem Innerliner 9, um einen unverbundenen Teil B zu bilden, wo durch das Vorhandensein der Klebeschutzbahn S verhindert wird, dass der Innerliner 9 und der zusätzliche Innerliner 5 sich miteinander verbinden;
Vulkanisieren des Rohreifens; und
Einspritzen des Dichtmittels 10 in den unverbundenen Teil B des vulkanisierten Reifens, um die Klebeschutzbahn S in dem Dichtmittel 10 aufzulösen.
Der zusätzliche Innerliner 5 ist vorzugsweise aus demselben Material wie der Innerliner 9 hergestellt. Es ist jedoch nicht immer notwendig, dasselbe Material zu verwenden. Es können verschiedene Materialien ver wendet werden, sofern sie sich fest mit dem Innerliner 9 und benachbarten Reifenkomponenten, falls vorhanden, verbinden können.
Die Klebeschutzbahn muss in dem Dichtmittel 10 löslich sein und weist vorzugsweise die Eigenschaft auf, sich nicht mit dem angrenzenden Gummi zu verbinden oder an diesem zu haften.
Da das Dichtmittel 10 wässrig ist, wird ein wasserlöslicher Kunststofffilm verwendet. Für den wasserlöslichen Kunststofffilm wird geeigneterweise ein durch Hydrolisieren von Polyvinylacetat erhaltener Polyvinylalkohol (PVA) verwendet. Solch ein Polyvinylalkoholfilm ist insbesondere vorzuziehen, da seine physikalischen Eigenschaften, die Auflösungstemperatur, die Auflösungszeit und dergleichen einfach angepasst werden können, indem die Verseifungszahl und/oder die Filmdicke geändert werden. Seine Dicke wird im Bereich von 18 bis 40 Mikrometern festgelegt.
Was das Basismaterial der Klebeschutzbahn S betrifft, wird es, indem z. B. mit Hilfe eines Formentrennmittels eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, möglich, ein solches Material zu verwenden, das an dem benachbarten Gummi haftet oder sich mit diesem verbindet.
Im Fall eines Materials, das an dem benachbarten Gummi haftet oder sich mit diesem verbindet, kann, wenn das Material nicht beidseitig haftet oder sich verbindet, oder wenn es möglich ist zu verhindern, dass das Material beidseitig haftet oder sich verbindet, der taschenartige Abschnitt B dazwischen gebildet werden, indem die Klebeschutzbahn doppelt gebildet wird.
In jedem Fall ist der Punkt, dass das Dichtmittel 10 eine Substanz enthält, die die Klebeschutzbahn S auflöst. Somit können für die Substanz zusätzlich zu Wasser und Öl verschiedene Chemikalien verwendet werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren beschrieben, das auf der Verwendung einer dehnbaren Reifenaufbautrommel 20 basiert.
Bei diesem Verfahren wird, wie in 2 und 3 gezeigt, der Innerliner 9 um eine zylindrische Oberfläche der Reifenaufbautrommel 20 in dem normalen Zustand gewickelt; die Karkasse 6 (Lagen 6A und 6B) wird radial außerhalb des Innerliners 9 gewickelt; die Wulstkerne 7 werden auf die Außenseite der Karkasse 6 gesetzt; Kautschukkomponenten (falls vorhanden) werden aufgebracht; die Reifenaufbautrommel 20 wird gedehnt, um die Materialien auf der zylindrischen Oberfläche in eine ringförmige Form zu formen, und gleichzeitig werden die Kanten der Karkasslage/n um die Wulstkerne herum umgeschlagen; ein Laufflächenverstärkungsgürtel wird (falls vorhanden) aufgetragen; und Kautschukkomponenten werden aufgetragen. Die Kautschukkomponenten umfassen hier einen Laufflächenkautschuk G1, Seitenwandkautschuk G2, Wulstkernreiterkautschuk 12 und dergleichen. Des Weiteren wird der aufgebaute Rohreifen in eine Heizform eingelegt und durch Anwenden von Hitze und Druck vulkanisiert.
2 zeigt eine Anordnung der Reifenkomponenten, wenn der taschenartige Abschnitt B sich radial außerhalb des Innerliners 9 befindet. 3 zeigt eine Anordnung der Reifenkomponenten, wenn der taschenartige Abschnitt B sich radial innerhalb des Innerliners 9 befindet.
Im Fall von 2 wird der Innerliner 9 zuerst auf die zylindrische Oberfläche der Reifenaufbautrommel 20 aufgetragen. Dann wird die Klebeschutzbahn S auf die radiale Außenseite des Innerliners 9 aufgetragen und ferner wird der zusätzliche Innerliner 5 auf die radiale Außenseite der Klebeschutzbahn S aufgetragen. Des Weiteren wird die Karkasse 6 aufgetragen.
Im Fall von 3 wird der zusätzliche Innerliner 5 zuerst auf die zylindrische Oberfläche der Reifenaufbautrommel 20 aufgetragen. Dann wird die Klebeschutzbahn S auf die radiale Außenseite des zusätzlichen Innerliners 5 aufgetragen und ferner wird der Innerliner 9 auf die radiale Außenseite der Klebeschutzbahn S aufgetragen. Des Weiteren wird die Karkasse 6 aufgetragen.
Darüber hinaus ist auch der folgende Weg möglich: zuerst wird ein Kautschukstreifen gebildet, in den die Klebeschutzbahn S eingebettet ist, indem die Klebeschutzbahn S zwischen dem schmalen Innerlinerkautschuk 5 und breiten Innerlinerkautschuk 9 angeordnet wird; dann wird der Streifen auf die zylindrische Oberfläche der Reifenaufbautrommel 20 aufgetragen; und die Karkasse 6 wird darauf aufgetragen.
Der innerste Liner, der die Funktion der Hülle hat, und zwar der Innerliner 9 im Fall von 2 oder der zusätzliche Innerliner 5 im Fall von 3, wird, bevor er um die Reifenaufbautrommel 20 herum gewickelt wird, mit zumindest einem Durchgangsloch 15 mit einem Durchmesser von 2 bis 8 mm zum Einspritzen des Dichtmittels 10 in den taschenartigen Abschnitt B versehen.
Bei dem Vulkanisationsprozess wird der Innerlinerkautschuk verschmolzen und die Kanten des zusätzlichen Innerliners 5 werden mit dem Innerliner 9 verbunden. Im Allgemeinen, aber insbesondere im Fall von 3, beträgt die Verbindungsbreite L0 oder die Breite eines jeden der Kantenabschnitte des zusätzlichen Innerliners 5, der mit dem Innerliner 9 verbunden ist, zumindest 4,0 mm, aber nicht mehr als 10,0 mm, und liegt vorzugsweise im Bereich von 5,0 bis 7,0 mm, um eine ausreichende Verbindungsstärke zu erhalten.
Nachdem die Vulkanisierung beendet ist, wird der Reifen 1 aus der Heizform entnommen. 4 zeigt solch einen Zustand, in dem das Dichtmittel 10 noch nicht eingespritzt ist. In diesem Zustand ist die Klebeschutzbahn S noch in dem Laufflächenabschnitt 2 vorhanden. Als Nächstes wird mit Hilfe einer Einspritzdüse 22 ein vorbestimmtes Volumen des Dichtmittels 10 aus dem Einspritzloch 15 eingespritzt, so dass der taschenartige Abschnitt B damit gefüllt wird. Nachdem das Dichtmittel 10 eingespritzt ist, wird das Loch 15 durch ein Gummipflaster 23 und dergleichen, z. B. mit Hilfe eines Klebers, geschlossen. Dadurch wird eine Dichtmittelschicht 10 mit einer bestimmten Dicke radial innerhalb der Lauffläche gebildet. Mit der Zeit wird die Klebeschutzbahn S in dem Dichtmittel 10 aufgelöst und verschwindet, wie in 5 gezeigt. Demgemäß ist in dem taschenartigen Abschnitt B nur das Dichtmittel 10 vorhanden, das aber die aufgelöste Klebeschutzbahn S umfasst.
In dieser Ausführungsform wird die Klebeschutzbahn S während des Aufbauens und Vulkanisierens des Reifens einer großen Spannung und einer hohen Temperatur (etwa 120 bis 150 Grad C) unterworfen. Daher muss die Wärmebeständigkeit der Klebeschutzbahn S zumindest 150 Grad C, vorzugsweise nicht weniger als 180 Grad C betragen. Darüber hinaus muss ihre Bruchdehnung zumindest 150%, vorzugsweise nicht weniger als 190% bei normalen Temperaturen und normaler Feuchtigkeit (20 Grad C, 65% RH) betragen. Wenn die Bruchdehnung weniger als 150% beträgt, neigt die Klebeschutzbahn dazu, bei der Dehnung während des Aufbauens und Vulkanisierens des Reifens zerrissen zu werden.
Wie oben beschrieben ist bei dieser Ausführungsform, um einen ausreichenden Abstand zwischen dem gefüllten Dichtmittel 10 und Karkasskorden bereitzustellen, die äußere Kautschukschicht 5o dazwischen angeordnet. Wenn jedoch kein Dichtmittelaustritt und keine Korderosion zu befürchten sind, kann sie weggelassen werden, obwohl die innere Kautschukschicht 5i als Hülle notwendig ist. Insbesondere im Fall von 2 kann der zusätzliche Innerliner 5 weggelassen werden.
Andererseits wird der Innerliner 9 ursprünglich verwendet, um Luftdichtheit bereitzustellen. Wenn jedoch die Karkasse selbst oder der Karkassengummierungsgummi solch eine erforderliche Luftdichtheit bereitstellen können, kann der Innerliner 9 insbesondere im Fall von 3 weggelassen werden.
Vergleichstests
Motorradreifen der Größe 3,00–10 (Reifen der Ausführungsform und Reifen nach dem Stand der Technik) mit derselben in 1 gezeigten Struktur mit Ausnahme der Klebeschutzbahn wurden hergestellt und auf das selbsttätige Abdichtvermögen getestet.
Bei dem Reifen nach dem Stand der Technik wurde die Klebeschutzbahn aus einem Polyfluorethylenfilm hergestellt. Bei dem Reifen der Ausführungsform wurde die Klebeschutzbahn aus einem Polyvinylalkoholfilm („KURARIA", eine Handelsmarke von KK KURARAY aus Japan) mit einer Dicke von 35 Mikrometern, einer Zugfestigkeit von 5,1 kg/mm², einer Bruchdehnung von 320%, einem Youngschen Modul von 4,6 kg/mm² und einer Wärmebeständigkeit von 180 Grad C hergestellt. Die Breite und Länge der Klebeschutzbahn betrugen 140 mm bzw. 760 mm. Das Dichtmittel umfasst 55 Gewichtsteile Wasser, 40 Gewichtsteile Propylenglykol und 5 Gewichtsteile Fasern.
Test des selbsttätige Abdichtvermögens: Bei einem neuen Reifen und einem 3000 km gefahrenen Reifen wurde zuerst der Reifendruck gemessen und der Reifen wurde durchstochen, indem ein Nagel mit einem Durchmesser von 1,5 mm durch den Laufflächenabschnitt gestochen und herausgezogen wurde, und nach dem Fahren von 1 km wurde der Reifendruck erneut gemessen.
In Tabelle 1 ist der Reifendruck, der nach dem Fahren von 1 km in dem durchstochenen Zustand gehalten wurde, als Prozentsatz des ursprünglichen Druckes vor dem Durchstechen angegeben.
Tabelle 1
Der Test hat bestätigt, dass die selbsttätige Abdichtwirkung des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung für einen langen Zeitraum erhalten werden kann.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens (1), wobei der Luftreifen (1) einen Laufflächenabschnitt (2S(2)) umfasst, der entlang seiner Innenseite mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden taschenartigen Abschnitt (B) versehen ist, und wobei der taschenartige Abschnitt (B) mit einem Dichtmittel (10) gefüllt ist, um Löcher selbsttätig abzudichten, wobei das Verfahren umfasst, dass eine Klebeschutzbahn (S) dazwischen angeordnet wird, um zu verhindern, dass benachbarte Reifenmaterialien sich miteinander verbinden, wodurch der taschenartige Abschnitt (B) als ein unverbundener Teil gebildet wird, wobei das Dichtmittel (10) in den taschenartigen Abschnitt (B) eingespritzt wird, so dass das Dichtmittel mit der Klebeschutzbahn (S) in Kontakt gelangt, wobei das Dichtmittel eine Substanz umfasst, die die Klebeschutzbahn (S) auflöst, und die Klebeschutzbahn aufgelöst wird, wodurch der taschenartige Abschnitt (B) mit dem Dichtmittel (10) gefüllt wird, das die aufgelöste Klebeschutzbahn (S) umfasst, wobei die Klebeschutzbahn (S) ein wasserlöslicher Kunststofffilm ist, der aus Polyvinylalkohol hergestellt ist und eine Dicke im Bereich von 18 bis 40 Mikrometern und eine Bruchdehnung von zumindest 150% bei einer Temperatur von 20 Grad C und einer Feuchtigkeit von 65% RH aufweist, und wobei das Dichtmittel 0,5 bis 10 Gewichtsprozent Fasern aufweist, die eine Durchschnittslänge von 1 bis 7 mm besitzen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz Wasser oder Glykol ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (10) Wasser und Propylenglykol umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern natürliche Fasern sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschutzbahn (5) eine Wärmebeständigkeit von zumindest 150 Grad C aufweist.