DE602004001129T2

DE602004001129T2 - Befestigung eines starren elements an einem reifen

Info

Publication number: DE602004001129T2
Application number: DE602004001129T
Authority: DE
Inventors: Georges Peyron; Alain Cottin
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: DE602004001129D1; WO2004065140A1; JP2006515820A; US7398810B2; EP1590189A1; ATE328747T1; EP1590189B1; CN100408358C; CN1741913A; US20060016534A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Anbringen von Beschichtungen und/oder Elementen an der Oberfläche von Gegenständen aus Kautschuk und insbesondere Luftreifen. Sie bezieht sich genauer auf die Applikation dieser Elemente und/oder Beschichtungen nach der Vulkanisation der Gegenstände. Die Erfindung betrifft insbesondere die farbige oder nicht farbige Kennzeichnung eines Teils der Oberfläche eines Luftreifens durch Applikation eines starren oder nicht starren Elements und/oder einer Beschichtung.
Luftreifen können zu dekorativen Zwecken oder für die Identifizierung eine farbige oder nicht farbige Kennzeichnung aufweisen, die direkt an einem Teil der Oberfläche des Luftreifens und im Allgemeinen der äußeren Oberfläche angebracht wird. Unter "Kennzeichnung" werden in dem vorliegenden Text alle Elemente oder Beschichtungen verstanden, die im Allgemeinen nach der Vulkanisation an der Oberfläche der Luftreifens angebracht werden. Diese Markierung kann aus einem so genannten steifen Element, einem weichen Element, einer Lackschicht oder einer Farbschicht... bestehen.
Unter einem "starren Element" werden Elemente verstanden, die den aufeinander folgenden Deformationen eines Luftreifens bei der Fahrt nicht folgen können. Diese so genannten starren Elemente können in Abhängigkeit vom Fall vollständig formbeständig oder auch weich, jedoch auf den Maßstab der Deformationen des Luftreifens bezogen nicht elastisch sein. Sie können mit anderen Worten gegebenenfalls knicken, sie sind jedoch nicht fähig, den lokalen Veränderungen der Reifenoberfläche nach Änderung des Krümmungsradius des Luftrei fens zu folgen. Diese Elemente können aus Metall, Kunststoff, Elastomeren, Keramik... bestehen.
Die Kennzeichnung eines Luftreifens in einem geeigneten Material kann ein- oder mehrfarbig, einschließlich weiß, sein.
Bei der Realisierung von farbigen oder nicht farbigen Markierungen an Luftreifen treten große Schwierigkeiten auf.
Diese Kennzeichnungen sollen zumindest einen Teil der Oberfläche des Luftreifens bedecken. Wenn es sich um eine Oberflächenbedeckung handelt, sind solche Kennzeichnungen insbesondere dazu vorgesehen, die Oberflächen von so genannten "nicht benutzten" Oberfläche zu bedecken, d. h. Oberflächen, die unter normalen Verwendungsbedingungen des Luftreifens nicht in Kontakt mit der Fahrbahn sind. Solche farbigen Markierungen, die insbesondere dekorativen Zwecken oder für die Identifizierung dienen, können zumindest teilweise die äußere Oberfläche einer Flanke des Luftreifens oder den Boden des Profils des Laufstreifens bilden.
Es ist dem Fachmann bekannt, wie komplex es ist, die Oberfläche des Luftreifens direkt mit solchen Kennzeichnungen zu versehen. Bei der Durchführung gibt es nämlich zwei Hauptschwierigkeiten, einerseits die Art der Mischungen in dem Luftreifen, die die Kennzeichnungen beeinflusst, wie im folgenden Text ausdrücklich ausgeführt wird, und andererseits die Beanspruchungen, denen der Luftreifen bei der Fahrt ausgesetzt ist und die zu großen Deformationen des Luftreifens und somit seiner Oberfläche führen, an die sich die Kennzeichnungen anpassen können müssen.
Die natürlichen und auch die synthetischen Vulkanisate von Dienkautschuken können sich wegen der Gegenwart von Doppelbindungen in ihren Molekülketten nach ausgedehnter Exposition gegenüber der Atmosphäre aufgrund der bekannten Mechanismen der Oxidation und Ozonolyse mehr oder weniger schnell zersetzen. Diese Zersetzungsmechanismen werden ferner durch die gleichzeitige Einwirkung von Wärme durch Thermooxidation oder Licht durch Fotooxidation noch beschleunigt (siehe beispielsweise: "Photo-oxidation and stabilisation of polymers", Trends in Polym. Sci., Bd. 4, Nr. 3, 1996, 92-98; "Degradation mechanisms of rubbers", Int. Polym. Sci. and Technol., Bd. 22, Nr. 12, 1995, 47-57).
Alle diese Phänomene der Zersetzung des Luftreifens, die mit seiner Alterung zusammenhängen, konnten nach und nach inhibiert werden, da verschiedene Stoffe gegen Zersetzung, wie Antioxidantien oder Antiozonantien entwickelt und in Dienkautschukmischungen eingearbeitet wurden, die für die Herstellung von Luftreifen vorgesehen sind. Es wurden auch Verbindungen aufgefunden, die gleichzeitig beide Funktionen erfüllen können; am wirksamsten sind als Antioxidantien und gleichzeitig als Antiozonantien bekanntlich Chinolinderivate, wie beispielsweise das 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin ("TMQ") oder p-Phenylendiaminderivate ("PPD"), die noch wirksamer als die zuerst genannten Verbindungen sind, beispielsweise das N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin ("6-PPD") oder das N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin ("I-PPD"). Diese zersetzungsverhindernden Stoffe vom Typ TMQ und PPD, die gelegentlich sogar zusammen verwendet werden, sind heute sehr weit verbreitet und werden praktisch systematisch in herkömmlichen Dienkau tschukmischungen verwendet, die zumindest zum Teil mit Ruß verstärkt sind, der ihnen ihre charakteristische schwarze Farbe gibt.
Die genannten Stoffe und insbesondere die TMQ- oder PPD-Derivate sind nicht lichtstabil und bilden unter der Einwirkung von UV-Strahlung farbige chemische Spezies, die zu einer Farbänderung der Kautschukmischungen, die sie enthalten, führen und dunkelbraune Flecken bilden.
Außerdem sind die zersetzungsverhindernden Stoffe in der Kautschukmischung, die sie enthält, im molekularen Maßstab beweglich. Diese Mobilität erstreckt sich auf Zusammensetzungen, die an die Mischung angrenzen, die ursprünglich die zersetzungsverhindernden Stoffe enthält. Auf diese Weise können die zersetzungsverhindernden Stoffe in eine für die Kennzeichnung dienende farbige Zusammensetzung wandern, die an der Kautschukmischung angebracht wurde, welche sie enthält, und diese beflecken.
Zur Einschränkung der durch Ozon verursachten Zersetzung enthalten Elastomermischungen häufig auch Wachse, die durch Bildung einer Schutzschicht an der Oberfläche zusätzlich zu den Antiozonantien zu einem Schutz führen. Die Wachse, die ebenfalls durch ihre Fähigkeit zur Migration an die Oberfläche von Gegenständen aus Kautschuk gekennzeichnet sind, verändern das Aussehen der Oberflächen von Elastomermischungen, indem sie sie beflecken oder glanzlos und grau aussehen lassen. Dieses Phänomen wird als "Ausblühen" von Wachsen bezeichnet.
Aus diesem Grund ist es sehr komplex, eine farbige oder nicht farbige, dauerhafte Kennzeichnung anzubringen, die einen Teil der äuße ren Oberfläche von Luftreifen bedecken soll und beständig gegenüber Fleckenbildung und Veränderungen durch Antioxidantien, Antiozonantien und Wachse ist, die in den in Luftreifen verwendeten Elastomermischungen enthalten sind.
In den meisten Lösungen werden farbige Kennzeichnungen vorgeschlagen, in deren Zusammensetzung gleichzeitig verschiedene Bestandteile enthalten sind, mit denen die Farbe und die Nichtmigration der Wachse oder fleckenbildenden Produkte erzielt werden kann. Es ist jedoch wie gesagt auch nötig, dass die Kennzeichnung die mechanischen Beanspruchungen aushalten kann, denen der Luftreifen ausgesetzt ist.
Die heute gangbaren Lösungen für diese beiden Probleme sind häufig entgegenwirkend und daher nicht zufrieden stellend, um den Kompromiss zwischen einem dauerhaften Aussehen und der Beständigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen zu verbessern, weil nämlich

– wenn die Beschichtung ausreichend geschmeidig ist, um sich wiederholten Deformationen während der gesamten Lebensdauer des Luftreifens anzupassen, ist die molekulare Beweglichkeit zu groß, um die Migrationen der fleckenbildenden Produkte vollständig zu verhindern;
– wenn die Beschichtung zu starr ist, wird die molekulare Beweglichkeit gedämpft und sie ist nicht mehr länger fähig, den Deformationen des Luftreifens zu folgen, ohne dass zu große Spannungskonzentrationen auftreten, deren Folge in Abhängigkeit vom Fall ein Ablösen oder ein Reißen der Beschichtung sein kann.

Es hat sich daher für eine dauerhafte Kennzeichnung als notwendig erwiesen, die Veränderung der Farbe und/oder des Glanzes der Markierung, die an der äußeren Oberfläche eines Luftreifens angebracht ist, zumindest zu vermindern oder sogar verhindern zu können, und ihr gleichzeitig die Fähigkeit zu geben, sich den Deformationen des Luftreifens anzupassen.
Die Anmelderin hat überraschend eine Möglichkeit aufgefunden, gleichzeitig das chemische Problem und das mechanische Problem zu lösen, die mit der Kennzeichnung eines Luftreifens verbunden sind, die darin besteht, zwischen dem Bereich der Oberfläche des Luftreifens, die markiert werden soll, und dem Element und/oder der Beschichtung für die Kennzeichnung eine Schaumlage einzubringen. Die Schaumlage und das Element und/oder die Beschichtung für die Kennzeichnung bilden einen Stapel von zwei Lagen, der im folgenden Text als Auflage bezeichnet wird.
Außerdem sollen immer häufiger Informationen in elektronischen Chips gespeichert werden, die in den Luftreifen integriert oder an ihm befestigt sind, und Messungen durchgeführt werden, insbesondere zur Überwachung des Drucks und/oder der Temperatur, die die Verwendung von Sensoren oder anderen Systemen für die Verbindung, die Kommunikation, die Transmission oder den Empfang von Signalen erfordern. Diese Vorrichtungen, die starre Träger erfordern, werfen große Probleme bei der Befestigung an dem Luftreifen auf, da sie den Deformationen des Luftreifens nicht folgen können. Daher kann die erfindungsgemäße Lösung auch die Probleme im Hinblick auf die Befestigung dieser Vorrichtungen an dem Luftreifen lösen.
Die Druckschrift JP-06 219 109, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, offenbart zum Schutz der Flanken eine untere Lage, die aus einem Schaum besteht,.
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist daher ein Luftreifen, der an mindestens einem Teil seiner Oberfläche mindestens eine Auflage aufweist, wobei er dadurch gekennzeichnet ist, dass die Auflage aus einer ersten Lage in Kontakt mit Luft, die die obere Lage der Auflage bildet, und einer zweiten Lage in Kontakt mit dem Luftreifen besteht, die die innere Lage der Auflage bildet, wobei die innere Lage der Auflage aus einem sehr verformbaren Schaum mit einer niedrigen scheinbaren Dichte besteht.
Im Text wird für einen Stapel von Lagen die Terminologie "untere Lage" übernommen, um die Lage/Oberfläche zu bezeichnen, die mit dem Reifen in Kontakt ist und der Karkassenlage am Nächsten liegt, und "obere" Lage, um die Lage/Oberfläche zu bezeichnen, die von der Karkassenlage am Weitesten entfernt und insbesondere in Kontakt mit Luft ist.
Die von den Erfindern vorgeschlagene Lösung, einen Schaum zwischen die Oberfläche des Luftreifens und das Element und/oder die Beschichtung zur Kennzeichnung einzubringen, ermöglicht eine chemische Entkopplung zur Vermeidung von chemischem Austausch durch Migration und somit des Anfärbens der Beschichtung und/oder des Elements, ohne dass es erforderlich ist, dass dieses selbst impermeabel ist, und gleichzeitig eine mechanische Entkopplung, damit die Fixierung der Beschichtung und/oder des Elements und seine Form erhalten bleibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftreifens, das in Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert wird, worin die einzige Figur einen radialen Halbschnitt eines Luftreifens mit einer Kennzeichnung gemäß der Erfindung zeigt, sowie der Beschreibung des Verfahrens der Befestigung einer Beschichtung und/oder eines Elements zur Kennzeichnung gemäß der Erfindung an dem Luftreifen hervor.
Die Markierung eines Luftreifens ist ein Aspekt der Erfindung. Dieser Aspekt wird hier ausschließlich beispielhaft beschrieben und stellt keine Beschränkung der Erfindung dar. Dem Fachmann ist klar, dass die Erfindung auch die Fixierung eines Elements und/oder einer Beschichtung an der Oberfläche eines Luftreifens umfasst, welche anderen Zwecken als der Kennzeichnung dient, wie die Fixierung von Vorrichtungen zur Kontrolle, zur Messung...
Die beigefügte Figur zeigt beispielhaft schematisch einen radialen Halbschnitt eines Luftreifens 1 mit Karkassenbewehrung. Dieser Luftreifen 1 weist in der Figur einen Scheitel 2, eine Flanke 3, und einen Wulst 4 auf, eine Karkassenbewehrung 6, die sich von einem Wulst zum anderen erstreckt. Die Karkassenbewehrung 6 ist in jedem Wulst 4 um zwei Wulstkerne 5 (in dem Halbschnitt der Figur ist nur ein Wulstkern gezeigt) hochgeschlagen.
Die Erfindung betrifft einen Luftreifen 1, der zumindest an einem Teil seiner Oberfläche mindestens eine Auflage 8 gemäß der Erfindung aufweist. Der Bereich des Luftreifens, an dem die erfindungsgemäße Auflage befestigt ist, weist eine Kautschukmischung auf der Basis mindestens eines im Wesentlichen gesättigten Dienelastomers, mindestens eines im Wesentlichen ungesättigten Dienelastomers oder eines Gemisches aus diesen beiden elastomeren Typen auf. Die Kautschukmischung kann herkömmliche Zusatzstoffe und insbesondere Stoffe zum Schutz gegen Ozon, Oxidation... enthalten.
Unter einem "Dienelastomer" werden in bekannter Weise Elastomere verstanden, die zumindest zum Teil (d. h. Homopolymere oder Copolymere) von Dienmonomeren (Monomere, die konjugierte oder nicht-konjugierte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen aufweisen) stammen. Diese Dienelastomere können in zwei Gruppen eingeteilt werden: Die "im Wesentlichen ungesättigten" oder die "im Wesentlichen gesättigten" Elastomere.
Hier werden ganz allgemein unter im Wesentlichen ungesättigten Dienelastomeren Dienelastomere verstanden, die zumindest zum Teil von konjugierten Dienmonomeren mit einem Gehalt an Motiven oder Einheiten mit Dienursprung (konjugierte Diene) stammen, der über 15 % (Mol-%) liegt.
Daher sind beispielsweise Dienelastomere wie Butylkautschuke oder Copolymere von Dienen und alpha-Olefinen vom Typ EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer) nicht in der oben angegebenen Definition enthalten und können insbesondere als "im Wesentlichen gesättigte" Dienelastomere eingestuft werden (Gehalt der Motive mit Dienherkunft klein oder sehr klein, immer unter 15 %).
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Teil des Luftreifens, an dem die erfindungsgemäße Auflage befestigt ist, die Flanke des Luftreifens. Die beigefügte Figur erläutert diese Ausführungsform und insbesondere eine Befestigung der Auflage 8 an dem radial inneren Bereich der Flanke 3. Die Zusammensetzung dieses Bereichs des Luftreifens kann mindestens ein im Wesentlichen gesättigtes Dienelastomer und insbesondere mindestens ein EPDM-Copolymer enthalten, wobei dieses Copolymer beispielsweise gegebenenfalls im Gemisch mit einem oder mehreren im Wesentlichen ungesättigten Dienelastomeren verwendet werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Bereich des Luftreifens, an dem die erfindungsgemäße Auflage befestigt wird, ein Innengummi des Luftreifens oder jede andere Lage oder jeder andere Gegenstand, der luftundurchlässig ist. Die Mischung dieses Bereichs des Luftreifens kann daher mindestens ein im Wesentlichen gesättigtes Dienelastomers vom Typ Isobuten-Isopren-Copolymer (Butylkautschuk) sowie die halogenierten Versionen dieser Copolymere enthalten.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Bereich des Luftreifens, an dem die erfindungsgemäße Auflage befestigt ist, der Laufstreifen und insbesondere der Boden des Profils des Laufstreifens. Die Mischung dieses Teils des Luftreifens kann mindestens ein im Wesentlichen ungesättigtes Dienelastomer enthalten.
In der Figur weist die erfindungsgemäße Auflage 8 eine erste Lage 9 in Kontakt mit Luft, die die obere Lage der Auflage bildet, und eine zweite Lage 10 in Kontakt mit dem Luftreifen auf, die die innere Lage der Auflage bildet. Die innere Lage 10 der Auflage besteht aus einem sehr verformbaren Schaum von geringer Dichte. Sie ermöglicht die chemische und mechanische Entkopplung der Oberfläche des Luftreifens und der äußeren Lage der Auflage, welche das Element und/oder die Beschichtung zur Kennzeichnung darstellt.
Die Schaumlage, die die innere Lage 10 der erfindungsgemäßen Auflage bildet, besteht aus einem Schaum mit niedriger Dichte, der einen hohen Hohlraumgehalt hat. Hierdurch kann den chemischen Migrationen entgegengewirkt und so die Migration von Flecken bildenden Stoffen, die in der Elastomermischung, die den Bereich des Luftreifens aufbaut, auf dem die Auflage des Luftreifens befestigt ist, enthalten sind, verhindert oder sehr stark eingeschränkt werden. Der hohe Hohlraumgehalt und die niedrige Dichte führen nämlich zu einer Verminderung des Durchgangquerschnitts und die Verlängerung der Bahn entlang der Wände der Zellen des Schaums über die gesamte Dicke des Schaums. Dieser Effekt ist natürlich eng mit der Dicke der Schaumlage verknüpft.
Die Einschränkung der Migration von fleckenbildenden Stoffen kann durch eine sinnvolle Wahl des Materials, das den Schaum aufbaut, verstärkt werden, welcher gegenüber den migrierenden Stoffen impermeabel sein kann.
Der Vorteil eines Schaums besteht im Übrigen natürlich darin, dass er eine ausreichend geschmeidige Struktur besitzt, um den Deformationen des Luftreifens folgen zu können.
Es können daher verschiedene Arten von Materialien zur Bildung des Schaums gewählt werden, wobei seine Dicke, sein Hohlraumgehalt und seine Dichte natürlich direkt mit dieser Wahl verbunden sind.
Die Schaumlage kann ganz allgemein eine Dicke von mindestens 0,5 mm aufweisen. Unter diesem Wert ist die chemische und me chanische Entkopplung unzureichend, damit im Hinblick auf das Aussehen und die Beständigkeit eine dauerhafte Kennzeichnung möglich ist.
Wenn die Auflage an einem Bereich der äußeren Oberfläche des Luftreifens angebracht wird, sollte sie ganz allgemein nicht mehr als 3 mm von der Oberfläche des Luftreifens hervorstehen. Die äußere Oberfläche des Luftreifens ist die sichtbare Oberfläche des Luftreifens, die nicht mit der zum Aufpumpen verwendeten Luft in Kontakt ist. Wenn nämlich die Auflage im Luftreifen 1 mehr als 3 mm hervorsteht, wird die Gefahr sehr groß, dass die Auflage abgerissen wird.
Wenn die Auflage an einem Bereich der Oberfläche befestigt ist, die in Richtung des Hohlraums ausgerichtet ist, insbesondere an dem Innengummi, kann sie eine Dicke von deutlich über 3 mm aufweisen. Wenn jedoch ein zu großes Gewicht im Inneren des Luftreifens angebracht ist, kann dies zu einer zu großen Unwucht führen. Die Dicke der Auflage hängt auch von der Dichte des Schaums und der Art der oberen Lage ab. Es können beispielsweise für eine Befestigung an einem Teil der in Richtung des Hohlraums des Reifens gerichteten Oberfläche dennoch Auflagen mit einer Dicke von bis zu etwa 3 cm in Betracht gezogen werden.
Nach einer in der Figur gezeigten, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Auflage 8 wegen der Verankerung der Auflage 8 und somit einer besseren Fixierung der Auflage 8 in einem Hohlraum 11 von geeigneter Abmessung befestigt, der hierzu in dem Luftreifen 1 vorgesehen ist. Dieser Hohlraum, der eine Tiefe von höchstens der Dicke der Auflage 8 aufweist, wird vorteilhaft beim Formen des Luftreifens 1 gebildet.
Der Schaum kann ganz allgemein eine Dichte von mindestens 0,02 g/cm³ besitzen, die herkömmlich bestimmt wird. Unterhalb dieser Grenze hat der Schaum keine ausreichende mechanische Festigkeit. Das bedeutet, dass sich der Schaum unter diesem Wert zu leicht verformt und unter der Zentrifugalkraft die Gefahr besteht, dass er zerrissen wird. Der Schaum kann eine Dichte von bis zu 0,50 g/cm³ aufweisen. Die Dichte des Schaums kann beispielsweise im Bereich von 0,05 bis 0,30 g/cm³ liegen.
Die Steifigkeit des Schaums liegt ganz allgemein unter der Steifigkeit des Materials mit der geringsten Steifigkeit, das entkoppelt werden soll. Der Unterschied sollte vorzugsweise mindestens 50 % sein. Noch bevorzugter ist die Steifigkeit des Schaums mindestens 3 mal kleiner als die Steifigkeit des zu entkoppelnden Materials mit der geringsten Steifigkeit. Die Steifigkeit wird durch den Dehnungsmodul bei 10 % Dehnung ausgedrückt, der in herkömmlicher Weise gemessen wird.
Eine weitere Eigenschaft des im Rahmen der Erfindung verwendbaren Schaums ist sein Hohlraumgehalt. Der Hohlraumgehalt beträgt erfindungsgemäß vorteilhaft ganz allgemein mindestens 40 %, damit der Schaum ausreichend kompressibel ist. Der Hohlraumgehalt kann berechnet werden, indem die Dichte des Schaums mit der Dichte des kompakten Materials, das seine Matrix bildet, verglichen wird, die nach beliebigen bekannten Verfahren gemessen wird.
Der Schaum, der die innere Lage der erfindungsgemäßen Auflage bildet, weist mindestens eine der oben definierten Eigenschaften auf.
Er weist vorteilhaft mindestens zwei dieser Eigenschaften und besonders vorteilhaft die folgenden Eigenschaften auf:

• einen Hohlraumgehalt von mindestens 40 %,
• eine Dicke von mindestens 0,5 mm und
• eine Dichte von 0,02 bis 0,5 g/cm³.

Die genannten Eigenschaften des Schaums hängen dennoch auch von der Art der zur Bildung des Schaums verwendeten Stoffe ab. Der Fachmann kann die für ein gegebenes Material erforderlichen Eigenschaften ermitteln.
Es kann daher ein Elastomerschaum gewählt werden, für den eine Dichte von 0,05 bis 0,40 g/cm³ einen guten Kompromiss darstellt. Sie kann insbesondere im Bereich von 0,1 bis 0,3 g/cm³, beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 0,25 g/cm³ liegen.
Von den Materialien, die die Matrix dieser Elastomerschäume bilden können, können angegeben werden:

– wärmehärtbare Elastomere, beispielsweise Naturkautschuk, Polyisopren, Polybutadien, Butadien-styrol, Butylene, halogenierte Butylene, Polychloropren, Polyepichlorhydrine, Polyacrylverbindungen, Polysulfide, chlorierte Polyethylene, chlorsulfonierte Polyethylene, alkylchlorsulfonierte Polyethylene, EPT (Ethylen-Propylen-Terpolymer), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer), Nitrilelastomere (NBR) und hydrierte Nitrilelastomere (HNBR), Silicone, fluorierte Elastomere, etc.;
– Polyurethane, Polyharnstoffe, Polyurethanharnstoffe;
– thermoplastische Elastomere auf der Basis von Blockpolymeren, wie Styrolelastomere (SBS, SEBS, MBS, ...), Polyetheramide (PEBA, ...), Polyether von Estern und Copolyestern, thermoplastische Polyurethane (TPU), Vinylelastomere (Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, ...), etc ...;
– thermoplastische Elastomere auf der Basis von elastomeren Legierungen oder Gemischen, wie TPO (thermoplastische Olefine); EPDM+Polypropylen, EPDM+Polyethylen HD, Polyvinylchlorid+Polyvinylacetat, TPU+Polycarbonat, Naturkautschuk oder Polyisopren+Polypropylen, NBR+Polyvinylchlorid;
– vernetzte thermoplastische Elastomere.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Schäume, die aus höchstens 80 % Butylelastomeren bestehen, wegen ihrer sehr hohen Impermeabilität für fleckenbildende Stoffe besonders vorteilhaft sind. Dabei hängt dieser Buty1-Maximalgehalt mit der hohen Klebrigkeit an den Oberflächen zusammen, die aus im Wesentlichen ungesättigten Dienelastomeren bestehen.
Es können auch nichtelastomere Schäume gewählt werden, bei denen es vorteilhaft ist, eine geringere Dichte in der Größenordnung von 0,02 bis 0,10 g/cm³ zu wählen.
Von den nichtelastomeren Schäumen können herkömmliche Kunststoffe angegeben werden, die unter den Polyolefinen, Polyvinylverbindungen, Styrolen, Acrylverbindungen, Polyacetalen, Polyamiden, Polyestern, Polycarbonaten, Polyoxyphenylenen, Polyphenylensulfi den, Polyimiden, Polysulfonen, Polycycloolefinen, Polyketonen, ... sowie deren Gemischen und Legierungen ausgewählt sind.
Es können geschlossenzellige oder offenzellige Schäume gewählt werden. Im Falle eines offenzelligen Schaums sollte eine Umhüllung die Schaumlage umgeben, damit das mögliche Eindringen von Wasser vermieden wird, wenn es sich um eine Auflage an der äußeren Oberfläche des Luftreifens handelt. Diese Umhüllung kann bei der Herstellung des Schaums (Integralschaum) oder später (durch Kleben, Lackierung, ...) aufgebracht werden.
Im Falle eines geschlossenzelligen Schaums ist die Umhüllung weniger notwendig, sie kann jedoch zweckmäßig sein, damit eine glattere und somit ästhetischere und einfacher zu gestaltende Oberfläche erhalten wird.
Für innere Applikationen am Luftreifen und insbesondere am Innengummi ist der Schaum zur Entkopplung vorzugsweise offenzellig, damit er durch den Fülldruck nicht komprimiert wird.
Das Element und/oder die Beschichtung, die die äußere Lage 9 der Auflage 8 bilden, die an dem Luftreifen 1 angebracht werden soll, kann in folgenden Formen vorliegen:

– als weiche Lage, die chemisch entkoppelt werden soll, um Migrationen von Bestandteilen der Kautschukmischung zu vermeiden, die den Teil des Luftreifens bildet, an dem das Element und/oder die Beschichtung zur Kennzeichnung aufgebracht wird, und/oder mechanisch entkoppelt werden soll, um jegliche Schichtentrennung, Rissbildung, ... zu vermeiden. Es kann sich um eine farbige oder nicht farbige Elastomermischung, eine Lage eines elastomeren Beschichtungsstoffes, eine Schicht eines elastomeren Lacks, der farbig oder nicht farbig ist, ... handeln;
– als im Wesentlichen dekoratives, starres Element, das mechanisch und gegebenenfalls chemisch entkoppelt werden soll. Es kann sich beispielsweise um eine starre Farbschicht, eine starre Lackschicht, die farbig oder nicht farbig ist, ein Plättchen, eine Folie, ein Gewebe, eine Lage, ein geformtes Objekt, einen bearbeiteten Gegenstand ... aus einem beliebigen elastomeren Kunststoff oder elastomeren keramischen oder metallischen Material, blank oder gestaltet handeln, wodurch beliebige Motive oder Farben gewählt werden können. Es scheint vorteilhaft zu sein, die Kennzeichnung lieber mit so genannten starren als mit weichen Elementen durchzuführen, weil es möglich ist, Gegenstände mit dauerhaftem Aussehen durch Tiefziehen, Spritzen, ... herzustellen. Die Steifheit dieser Gegenstände vermindert die molekulare Beweglichkeit beträchtlich;
– als starres funktionelles Element, wie beispielsweise Elemente, die insbesondere eine elektronische Vorrichtung enthalten, beispielsweise einen Sensor, einen elektronischen Chip, Versorgungsleitungen, eine Antenne zum Empfang oder zum Senden, oder eine Lage von Verbindungsdrähten, durch die der Luftreifen Informationen empfangen oder übermitteln kann, mit oder ohne Kontaktpatch. Unter einem Kontaktpatch ist das Plättchen oder die Grundplatte zu verstehen, die im Allgemeinen elastomer sind und auf denen diese Elemente abnehmbar oder nichtabnehmbar befestigt sind und durch die die Einheit an dem Luftreifen befestigt werden kann. Solche Elemente sind dem Fachmann bekannt.

Es sind beispielsweise die Elemente zu nennen, die in EP 1 254 787 , US 2002 0124934 , EP 1 006 167 ... beschrieben sind.
Das Verfahren zur Kennzeichnung mindestens eines Teils der Oberfläche eines Luftreifens 1 gemäß der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:

• Anbringen der Kennzeichnung 9 an dem oberen Bereich einer Schaumlage 10 von geeigneter Abmessung, wodurch ein Stapel gebildet wird, der als Auflage 8 bezeichnet wird,
• Befestigen der Auflage 8 durch Kleben des unteren Teils der Schaumlage 10 auf den Bereich der zu markierenden Oberfläche des Luftreifens 1.

Unter Anbringen der Kennzeichnung, des Elements und/oder der Beschichtung, wird die Befestigung der Kennzeichnung an dem Schaum mit allen geeigneten Mitteln verstanden, wie beispielsweise das Abziehbilderverfahren, Verkleben, ...
Das Verfahren zur Befestigung eines steifen Elements, das keine Kennzeichnung ist, an mindestens einem Teil der Oberfläche eines Luftreifens ist analog. Es umfasst die Schritte der Befestigung, im Allgemeinen durch Verkleben, eines steifen Elements an dem oberen Teil einer Schaumlage von geeigneter Abmessung unter Bildung einer Auflage und Befestigen der Auflage durch Kleben des unteren Teils der Schaumlage auf dem gewünschten Teil der Oberfläche des Luftreifens.
Es können verschiedene Klebeverfahren angewandt werden, um die Schaumlage 10 auf die Oberfläche des Luftreifens 1 und die obere Lage 9 der Auflage 8 (Markierung oder weiteres zu befestigendes Element) auf die Schaumlage 10 zu kleben.
Um den Schaum auf die Oberfläche des Luftreifens zu kleben, sollte der Klebstoff, um den Deformationen des Luftreifens folgen zu können, elastomer sein.
Um die obere Schicht 9 der Auflage 8 auf die Schaumlage 10 zu kleben, ist die Steifigkeit des Klebstoffes nicht so wichtig, da die obere Oberfläche der Schaumlage 10 in Kontakt mit der oberen Fläche 9 der Auflage 8 kaum oder nicht deformiert wird.
Um das Anbringen zu vereinfachen, kann vorteilhaft ein Klebstoff verwendet werden, der eine thermisch reaktivierbare adhäsive Oberfläche bilden kann.
Es kann beispielsweise ein selbstvernetzender Polyurethanlatex verwendet werden, beispielsweise das unter der Handelsbezeichnung "NEOREZ R-550" von der Firma AVECIA im Handel erhältliche Produkt, indem dieses auf eine der zu verbindenden Oberflächen aufgebracht wird (Oberfläche des Luftreifens, die beiden Oberflächen der Schaumlage und die innere Oberfläche der oberen Schicht der Auflage). Es wird darauf hingewiesen, dass bei Oberflächen, die keine polaren Funktionen aufweisen, die sich chemisch mit dem Polyurethan verbinden können, eine Zwischenbehandlung durchgeführt werden muss, beispielsweise mit einer Lösung auf der Basis von Trichlor-isocyanursäure (TIC) von 2 oder 3 % in einem organischen Lösungsmittel, im Allgemeinen Ethylacetat.
An der Oberfläche des vulkanisierten Luftreifens wird also eine Behandlung durchgeführt, um die Elastomere an dieser Oberfläche polar zu machen und zu funktionalisieren. Auf die behandelte Oberfläche wird mindestens eine Schicht aufgebracht, die aus einer wässerigen Polyurethandispersion besteht, und dann wird die Schicht trocknen gelassen. Das Aufbringen der wässerigen Polyurethandispersion kann bei Raumtemperatur erfolgen. Das Verfahren ist an dem vulkanisierten Luftreifen leicht durchzuführen, und zwar ohne dass ein Erwärmen erforderlich wäre, wobei natürlich eine leichte Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Luftreifens die Trocknungsvorgänge beschleunigen kann.
Es können auch mit einem Acrylklebstoff beschichtete kommerzielle adhäsive Schäume verwendet werden, beispielsweise die Schäume, die von der Firma "3M" unter der Referenz 4416, wobei es sich hier um einen Vinylschaum handelt, und 4965 P erhältlich sind, der ein Neoprenschaum ist.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie einzuschränken.
Beispiel 1:
Die für diese Versuche verwendeten Proben der Auflage wurden auf eine Luftreifenflanke vom Typ PAX 205-650 R 440 im radial inneren Bereich der Flanke aufgeklebt.
Die Elastomerzusammensetzung des radial inneren Teils der Flanke basiert auf einem Verschnitt von Elastomeren, der Naturkautschuk und Polybutadien enthält und der mit einem Gemisch aus 6-PPD, IPPD und TMQ gegen Ozon und Oxidation geschützt ist.
Die Proben der Auflage wurden in Form von kleinen Plättchen als Ringsegmente mit einer Länge von 70 mm und einer Breite von 5 mm realisiert, mit einem Butylschaum als innere Lage in Kontakt mit dem Luftreifen, die unter der Bezeichnung Bib Mousse von der Firma Michelin mit 80 % Elastomer, einer Dichte von 0,13 g/cm³, einem Hohlraumgehalt von 88 % und einer Dicke von 1,9 mm im Handel erhältlich ist, auf die mit einem Klebstoff B ein steifes dekoratives Element A befestigt ist, wobei hierfür mehrere Materialien getestet wurden.
Es wurden als steifes dekoratives Element die folgenden Materialien getestet. Die Abmessungen der Elemente entsprechen abgesehen von ihrer Dicke denen des Schaums der inneren Lage:

– A1: Polycarbonat, von der Firma Bayer unter der Bezeichnung Meraklon im Handel erhältlich, Dicke 0,3 mm.
– A2: ein Polyester, das PET (Polyethylenterephthalat) mit 0,5 mm Dicke, von der Firma XTREME im Handeln.
– A3: ein PVC, Dicke 0,3 mm.

Es wurden zwei Verklebungsarten angewandt:

– Verklebung B1: Polyurethanlatex, unter der Handelsbezeichnung NEO-REZ R-550 von der Firma AVECIA im Handel, für das Kleben des dekorativen Elements A an den Schaum und für das Kleben des Schaums an den Reifen. In dem zuletzt genannten Fall wird die Reifenoberfläche mit einer TIC-Lösung behandelt.
– Verklebung B2: Für das Kleben des dekorativen Elements A an den Schaum und für das Kleben des Schaums an den Reifen. In dem zuletzt genannten Fall wird die Reifenoberfläche zunächst mit einer TIC-Lösung behandelt und dann mit einem Klebstoff auf der Basis von Polyurethan nach dem Beispiel 1 der Druckschrift EP 1 178 097 beschichtet, auf die in der vorliegenden Beschreibung als Referenz Bezug genommen wird.

Die Proben wurden dann mit einer Vergleichsprobe ohne die innere Schaumlage verglichen. Als Vergleichsprobe wird das steife Element A2 getestet, das direkt auf die Reifenflanke geklebt ist.
Die Reifen mit den verschiedenen Proben wurden auf Personenkraftwagen vom Typ Peugeot 806 montiert. Die Fahrzeuge wurden auf einer Straße mit einer Maximalgeschwindigkeit von 110 km/h über eine Distanz von 1.500 oder 2.000 km gefahren. Nach dieser Fahrstrecke wurden die Luftreifen erstmals beurteilt. Dann wurden sie unter den gleichen Bedingungen weitere zusätzliche 1.000 km gefahren, nach denen die Räder mit den Luftreifen abgenommen wurden, um die Proben gründlicher zu untersuchen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

RAS: kein Abheben, keine Rissbildung, kein Ausreißen.

Man stellt fest, dass gemäß der Erfindung die Kennzeichnung mit einer Auflage eine dauerhafte Kennzeichnung des Luftreifens ermöglicht. Durch die Schaumlage kann das steife Element für die Kennzeichnung von den Deformationen des Luftreifens entkoppelt werden, wodurch ein Reißen oder ein Abheben des steifen Elements vermieden wird.
Beispiel 2:
Im Laufe von neuen Versuchen wurde eine Probe der Auflage auf eine Luftreifenflanke vom Typ PAX 205-650 R 440 geklebt.
Die Elastomermischung der Flanke basiert auf einem Verschnitt von Elastomeren, der Naturkautschuk und Polybutadien enthält und mit einem Gemisch aus 6 PPD, IPPDS und TMQ gegen Ozon und Oxidation geschützt ist.
Es wurde getestet, ob die Probe ihr Aussehen behält, wobei sie mit einer Vergleichsprobe verglichen wurde, die die innere Schaumlage nicht aufweist und direkt auf die Reifenflanke geklebt ist.
Die Probe der Auflage wurde als kleines Plättchen in Form von Ringsegmenten mit einer Länge von 70 mm und einer Breite von 5 mm realisiert, mit einem adhäsiven Polyurethanschaum als innere Lage in Kontakt mit dem Luftreifen, in Kombination mit einem Acrylklebstoff, der von der Firma "3M" unter der Referenz 4085 im Handel angeboten wird. Der Schaum hat eine Dichte von 0,3 g/cm³, einen Hohlraumgehalt von 70 % und eine Dicke von 1,1 mm.

Der Schaum wird an einem elastomeren verfärbbaren dekorativen Element mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,5 mm befestigt. Das dekorative Element, das in der Tabelle als "Mischung" bezeichnet wird, wird aus der folgenden Elastomermischung hergestellt:

– 100 pce	synthetisches Polyisopren mit 97 % cis-1,4-Struktur, unter der Referenz IR6596 von der Firma Nizhnekamsk erhältlich
– 40 pce	Kieselsäure Zéosil 1165 M von der Firma Rhodia
– 10 pce	Titanoxid TiO2, Anatas
– 2 pce	Peroxid: 1,4-Bis(t-butylperoxyisopropyl)-benzol
– 2 pce	Ruß N772.

Die Einheit pce bedeutet Gewichtsteile auf einhundert Gewichtsteile Elastomer.
Das Element wird auf dem Schaum befestigt, nachdem es vorab mit einer TIC-Lösung behandelt wurde. Die Auflage wird durch Kleben der Innenfläche der Schaumlage auf die Flanke an dem Luftreifen befestigt. Die Reifenoberfläche wird zuvor mit einer TIC-Lösung behandelt.
Die Vergleichsprobe besteht aus einer Probe der Elastomermischung mit der gleichen Abmessung, die das verfärbbare dekorative Element aufbaut. Die Vergleichsprobe wird hinsichtlich des Verklebens unter den gleichen Bedingungen auf eine Reifenflanke mit dem unter der Referenz Neo-Rez R.550 von der Firma AVECIA erhältlichen Klebstoff geklebt.
Die Luftreifen, die die Probe und die Vergleichsprobe tragen, werden auf Personenkraftwagen vom Typ Peugeot 806 montiert. Diese Fahrzeuge werden drei Monate mit einer Maximalgeschwindigkeit von 110 km/h über eine Distanz von 3.000 oder 4.000 km gefahren. Nach dieser Fahrstrecke werden die Luftreifen untersucht.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

* Polyurethanschaum: Ref. 4085 von "3M"

Bei einer Kennzeichnung mittels der erfindungsgemäßen Auflage ist keine größere Veränderung des Aussehens des steifen Elements der Kennzeichnung auf Elastomerbasis zu beobachten. Es trübt nicht ein und entfärbt sich nicht. Die Färbung bleibt in dem gleichen Farbbereich wie vor den Fahrtests.

Claims

Luftreifen (1), der an mindestens einem Teil seiner Oberfläche mindestens eine Auflage (8) aufweist, die aus einer ersten Lage (9) in Kontakt mit Luft, welche die äußere Lage der Auflage bildet, und einer zweiten Lage (10) in Kontakt mit dem Luftreifen (1) zusammengesetzt ist, die die innere Lage der Auflage (8) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Lage (10) der Auflage aus einem Schaum besteht, der mindestens eine der drei folgenden Eigenschaften aufweist: • einen Hohlraumgehalt von mindestens 40 %, • eine Dicke von mindestens 0, 5 mm, • eine Dichte von 0, 02 bis 0, 5 g/cm³.
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei die Schaumlage, die die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, die folgenden drei Eigenschaften aufweist: • einen Hohlraumgehalt von mindestens 40 %, • eine Dicke von mindestens 0,5 mm, • eine Dichte von 0,02 bis 0,5 g/cm³.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaum, der die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, offenzellig ist.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaum, der die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, geschlossenzellig ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Auflage (8) an einem Teil der äußeren Oberfläche des Luftreifens befestigt ist.
Luftreifen nach Anspruch 5, wobei der äußere Bereich der Oberfläche des Luftreifens (1) eine Flanke (3) ist.
Luftreifen nach Anspruch 5, wobei der Bereich der äußeren Oberfläche des Luftreifens aus dem Boden des Profils des Laufstreifens besteht.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Auflage (8) an einem Bereich der Oberfläche befestigt ist, die in Richtung des Hohlraums des Luftreifens (1) orientiert ist.
Luftreifen nach Anspruch 8, wobei der Bereich der Oberfläche, der in Richtung des Hohlraums des Luftreifens orientiert ist, die Innenseele ist.
Luftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auflage (8) eine Dicke von 0,5 bis 30 mm aufweist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaum, der die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, offenzellig und mit einer Umhüllung bedeckt ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Schaum ein Elastomerschaum ist, der aus mindestens einem Elastomer besteht, das unter den wärmehärtbaren Elastomeren, thermoplastischen Elastomeren, Polyurethanen, Polyharnstoffen und Polyurethanharnstoffen ausgewählt ist.
Luftreifen nach Anspruch 12, wobei der Schaum, der die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, ein Elastomerschaum mit einer Dichte von 0,05 bis 0,40 g/cm³ ist.
Luftreifen nach Anspruch 12, wobei der Schaum, der die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, ein Elastomerschaum mit einer Dichte von 0,1 bis 0,25 g/cm³ ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Schaum, der die innere Lage (10) der Auflage (8) bildet, aus mindestens einem Kunststoff aufgebaut ist und eine Dichte von 0,02 bis 0,1 g/cm³ aufweist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die äußere Lage (9) der Auflage (8) mindestens einen Stoff enthält, der unter den Kunststoffen, elastomeren, keramischen und metallischen Materialien, die farbig oder nicht farbig sind, ausgewählt ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die äußere Lage (9) der Auflage (8) aus einer farbigen oder nicht farbigen Farbschicht oder Lackschicht besteht.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die äußere Lage (9) der Auflage (8) ein Element enthält, das insbesondere unter den Sensoren, elektronischen Chips, Versorgungsnetzen, Anschlüssen, Empfangsantennen und Sendeantennen ausgewählt ist.