DE69727302T2

DE69727302T2 - Sicherheitsluftreifen

Info

Publication number: DE69727302T2
Application number: DE69727302T
Authority: DE
Inventors: Tomohisa Nishikawa; Shungo Sayama-shi ITO; Katsuhiko Okayama-shi KINOSHITA; Kenji Kodaira-shi Matsuo; Kazuomi Higashimurayama-shi KOBAYASHI
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: EP0922593A4; WO1998054011A1; ES2213210T3; EP0922593B1; US6415840B1; EP0922593A1; DE69727302D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsluftreifen, der an seinen Seiten verstärkt ist und unter Plattlauf-Bedingungen eine zufriedenstellende Verwendung ermöglicht.
Als Luftreifen, die unter Plattlauf-Bedingungen verwendet werden können (diese Reifen werden als Sicherheitsluftreifen bezeichnet) oder Reifen mit der gleichen Eigenschaft, sind Reifen mit Innenrad, in denen ein ringförmiges inneres Rad aus Metall oder einem synthetischen Harz an einer Rille in der Luftkammer des Reifens befestigt ist, und Reifen mit verstärkten Seiten, bei denen Teile der Seitenwände von den Wulstbereichen bis in die Schulterbereiche durch relativ harte Gummischichten, die einen halbmondförmigen Querschnitt haben und auf der Innenseite der Karkasse angeordnet sind, verstärkt sind (Struktur I in 2), bekannt. Zwischen Reifen dieser beiden Typen wurden Reifen mit Innenrad in gewissem Ausmass für Fahrzeuge zum Transport von Gütern und Militärfahrzeuge, die keine besonders gute Fahrqualität aufweisen müssen, als nützlich angesehen, und Reifen vom seitenverstärkten Typ wurden in gewissem Ausmass für Personenfahrzeuge, die mit einem relativ geringen Gewicht belastet sind und gute Fahrqualität aufweisen müssen, als nützlich angesehen.
In einem Reifen vom seitenverstärkten Typ wird der Reifen mit einer relativ harten Gummiverstärkungsschicht verstärkt, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der Innenseite der Seitenwand auf solche Weise angeordnet ist, dass ein Endteil der Gummiverstärkungsschicht mit den Schlauchschichten überlappt, wobei die Karkasse zwischen den Schlauchschichten und den Verstärkungsschichten liegt und ein anderer Endteil mit einem Gummifüllstoff überlappt. Wenn der Reifen während der Verwendung durchlöchert wird und die darin enthaltene Luft verloren gegangen ist, wird das Gewicht durch die den Seitenwänden, die mit der Gummiverstärkungsschicht verstärkt sind, inhärente Festigkeit gestützt und das Fahrzeug kann über eine festgelegte Entfernung unter Plattlauf-Bedingungen gefahren werden, obwohl die Geschwindigkeit des Fahrzeugs etwas gesenkt werden muss.
Wie oben beschrieben, sind bis jetzt zahlreiche Sicherheitsreifen vom seitenverstärkten Typ vorgeschlagen worden. Die meisten der vorgeschlagenen Reifen werden jedoch als Hochleistungsreifen mit ultraflachem Profil verwendet, d. h. Reifen mit einem niedrigen Querschnittsverhältnis, und werden für Fahrzeuge mit relativ geringer Achsenlast, wie beispielsweise Sportfahrzeuge, verwendet, aber solche Reifen zeigen keine ausreichende Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen. Das Querschnittsverhältnis wird als [(Höhe des Reifens)/(Breite des Reifens)] × 100 ausgedrückt, unter der Bedingung, dass der Reifen an einer Felge befestigt und der Reifen mit ultraniedrigem Profil ein Reifen mit einem Querschnittsverhältnis von weniger als 60%, beispielsweise 30 bis 40%, ist.
Da jedoch in den vergangenen Jahren zunehmende Sicherheit gefordert wird, werden Sicherheitsluftreifen auch für allgemein für Personenfahrzeuge verwendete Reifen gefordert, die ein Querschnittsverhältnis von 60% oder mehr aufweisen.
Obwohl im Fall eines allgemein für Personenfahrzeuge verwendeten Reifens die Last, die auf einen Reifen ausgeübt wird, relativ gering ist, kann die Belastung im Fall von grossen Personenfahrzeugen bis zu 500 kgf je Reifen ausmachen. In einem solchen Fall steigt die Deformierung der Seitenwände unter Durchlöcherungsbedingungen unter einer dynamischen Last an, die durch das Fahren erzeugt wird und die mehrere Male grösser ist als unter normalen Bedingungen, und die Seitenwände werden vollständig ausgebeult. Das Ausbeulen findet während des Fahrens wiederholt statt. Als Ergebnis wird der Wulst in der Seitenwand durch den hervorspringenden Rand der Felge nach oben gedrückt und das Umhüllungsgummi und ein nach oben gebogener Teil der Karkasse, der zwischen den gewölbten hervorspringenden Rand gequetscht wird, sowie die Gummifüllung schmelzen oder sie brechen durch die Wärme. In einem solchen Fall kann der Reifen, selbst wenn das Teil, das die Durchlöcherung verursacht hat, repariert worden ist, nicht mehr verwendet werden.
Als Ergebnis intensiver Studien, die Hochleistungsreifen mit ultraniedrigem Profil und Reifen, die im allgemeinen für Personenfahrzeuge verwendet werden, vergleichen, sind die folgenden Unterschiede gefunden worden.

(a) Da Luftreifen für Personenfahrzeuge für den allgemeinen Gebrauch grössere Höhen aufweisen als solche von Hochleistungsreifen mit ultraniedrigem Profil, zeigen allgemein verwendete Reifen unter Belastung eine grössere Auslenkung.
(b) Da allgemein verwendete Personenfahrzeuge im allgemeinen grössere Gewichte aufweisen als solche von Sportwagen, an die Hochleistungsreifen mit ultraniedrigem Profil angebracht sind, verursachen allgemein verwendete Personenfahrzeuge eine grössere Belastung für die Reifen.

Aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften (a) und (b) ist die Temperatur innerhalb eines Reifens nicht sehr hoch, wenn ein Hochleistungs-Sicherheitsreifen mit ultraniedrigem Profil unter Plattlauf-Bedingungen verwendet wird. Im Gegensatz dazu erreicht die Temperatur innerhalb eines Reifen 200°C oder mehr, wenn Sicherheitsreifen allgemein verwendeter Grösse für Personenfahrzeuge unter Plattlauf-Bedingungen verwendet werden. Daher muss in Betracht gezogen werden, dass die Temperatur innerhalb eines Reifens während der Verwendung in Abhängigkeit von der Art des Reifens unterschiedlich ist.
Andererseits wird eine Verringerung des Reifengewichts dringend benötigt, um den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu senken. Um das Reifengewicht zu verringern, neigt man dazu, die Seitenwanddicke des Reifens stärker zu verringern. Es ist erforderlich, dass die Verwendung unter Plattlauf-Bedingungen, d. h. bei einem inneren Druck des Reifens von 0 kg/cm², möglich sein muss und dass gleichzeitig befriedigende Eigenschaften während der gewöhnlichen Verwendung in aufgepumptem Zustand erreicht werden.
Aufmerksamkeit wird auch auf die Offenbarung von US-A-4 067 372 gerichtet, die der Präambel von Anspruch 1 entspricht.
Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Sicherheitsluftreifens mit einem Querschnittsverhältnis von weniger als 60%, der aufgrund der geringen Höhe und Verwendung unter geringem Gewicht eine kleine Auslenkung aufweist, seine Eigenschaften während der gewöhnlichen Verwendung unter Plattlauf-Bedingungen auf hohen Niveaus beibehält, was eine Senkung des Gewichts ermöglicht, und im Vergleich zu konventionellen Sicherheitsreifen mit einer Gummiverstärkungsschicht bemerkenswert verbesserte Eigenschaften unter Plattlauf-Bedingungen zeigt.
Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Sicherheitsluftreifens mit einem Querschnittsverhältnis von 60% oder mehr, der aufgrund der grossen Höhe eine grosse Auslenkung aufweist, und dessen Verwendung unter hohem ausgeübtem Gewicht, wobei die Eigenschaften während der gewöhnlichen Verwendung unter aufgepumpten Bedingungen auf hohen Niveaus beibehalten werden, was die Erniedrigung des Gewichts ermöglicht und die bemerkenswert verbesserte Eigenschaften unter Plattlauf-Bedingungen aufweisen, wenn sie mit solchen konventioneller Sicherheitsreifen mit einer Gummiverstärkungsschicht verglichen werden.
Als Ergebnis ausgedehnter Studien, die durch die Erfinder dieser Anmeldung durchgeführt wurden, um die oben genannten Probleme zu lösen, insbesondere hinsichtlich des Verhältnisses zwischen dem Seitenwandbereich eines Reifens und den Eigenschaften während der Verwendung unter Plattlauf-Bedingungen, wurde gefunden, dass die obigen Ziele durch einen Reifen, der die Merkmale gemäss Anspruch 1 umfasst, erreicht werden können. Eine Schicht einer faserverstärkten Komponente wird durch Umhüllen spezifischer Filamentfasern mit Gummi hergestellt, um eine integrierte Schicht (einen Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff) zu bilden, und auf der Seitenwand in der Nähe der Karkasse angeordnet, und andere Mittel sind nachstehend beschrieben.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Sicherheitsluftreifens betrifft einen Sicherheitsluftreifen mit niedrigem Profil, der ein Querschnittsverhältnis von weniger als 60% aufweist und eine geringe Auslenkung zeigt, da er eine geringe Höhe besitzt und unter geringer ausgeübter Last verwendet wird (hierin als Ausführungsform eines Niedrigprofilreifens bezeichnet).
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Sicherheitsluftreifens betrifft einen allgemein verwendeten Sicherheitsreifen für Personenfahrzeuge mit einem Querschnittsverhältnis von 60% oder mehr, der aufgrund der grossen Höhe eine grosse Auslenkung aufweist und bei hoher ausgeübter Last verwendet wird (hierin als Ausführungsform eines allgemein verwendeten Reifens bezeichnet).
Sowohl im Hinblick auf die Ausführungsform des Niedrigprofilreifens als auch auf die Ausführungsform des allgemein verwendeten Reifens umfasst

(1) ein erfindungsgemässer Sicherheitsluftreifen ein Paar aus linken und rechten, ringförmigen Wulstkernen; eine aus einer oder mehreren Lagen gebildete Karkassenschicht, bei der eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Cordfäden in einen Umhüllungsgummi eingebettet ist, wobei die beiden Endbereiche der Karkassenschicht um die Wulstkerne geschlungen und so umgestülpt sind, dass die Karkassenschicht in einer ringförmigen Form gebildet wird; einen Mehrschicht-Gürtelbereich, der in radialer Richtung des Reifens auf der äusseren Seite der Karkassenschicht angeordnet ist; einen ringförmigen Laufflächenbereich, der in radialer Richtung des Reifens auf der äusseren Seite des Gürtelbereichs angeordnet ist; zwei Seitenwandbereiche, die auf der linken und rechten Seite des Laufflächenbereichs angeordnet sind; und eine Gummiverstärkungsschicht, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist; wobei mindestens eine Folie aus einem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff, der aus einer Gummikomponente und einem Vliesstoff als Filamentfaser gebildet ist und ein Flächengewicht von 10 bis 300 g/m² hat, in dem Seitenwandbereich in der Nähe der Karkassenschicht angeordnet ist. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Niedrigprofilreifens stellen bereit:
(2) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (1) beschrieben, wobei das Querschnittsverhältnis des Reifens kleiner als 60% ist und mindestens eine Folie des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs in der Nähe des Seitenwandbereichs der Karkassenschicht angeordnet ist;
(3) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (2) beschrieben, wobei der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff an der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist;
(4) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (2) beschrieben, wobei der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff sowohl an der Innenseite der Karkassenschicht als auch zwischen den Seitenwandbereichen und der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist;
(5) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (2) beschrieben, wobei der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff zwischen den Seitenwandbereichen und der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist, und eine Gummiverstärkungsschicht, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist;
(6) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (2) beschrieben, wobei der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff an der inneren Oberfläche einer Gummiverstärkungsschicht angeordnet ist, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist; und
(7) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (2) beschrieben, wobei 4 bis 50 Gew.-% des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs Filamentfasern sind. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Reifens zur allgemeinen Verwendung stellen bereit:
(8) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (1) beschrieben, wobei das Querschnittsverhältnis des Reifens 60% oder mehr ist und mindestens eine Folie des Gummi- Filamentfaser-Verbundstoffs in dem Seitenwandbereich in der Nähe der Karkassenschicht angeordnet ist;
(9) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (8) beschrieben, wobei das Querschnittsverhältnis des Reifens 60% oder mehr ist, eine Gummiverstärkungsschicht, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist, und mindestens eine Folie des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs auf der Innenseite der Gummiverstärkungsschicht angeordnet ist, die auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist;
(10) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (9) beschrieben, wobei mindestens eine herabfallende Karkassenschicht zusätzlich zwischen den Seitenwandbereichen und der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist;
(11) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (9) beschrieben, wobei zusätzlich zur Anordnung auf der Innenseite der Gummiverstärkungsschicht der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff ebenfalls zwischen den Seitenwandbereichen und der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist;
(12) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (11) beschrieben, wobei mindestens eine herabfallende Karkassenschicht zwischen der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht und dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff angeordnet ist, die an der äusseren Seite der Karkassenschicht in radialer Richtung des Reifens angeordnet ist;
(13) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (8) beschrieben, wobei das Querschnittsverhältnis des Reifens 60% oder mehr ist, eine Gummiverstärkungsschicht, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist, und mindestens eine Folie des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs zwischen den Seitenwandbereichen und der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist;
(14) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (13) beschrieben, wobei mindestens eine herabfallende Karkassenschicht zusätzlich zwischen der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht und dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff angeordnet ist, der in radialer Richtung des Reifens an der äusseren Seite der Karkassenschicht angeordnet ist;
(15) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (8) beschrieben, wobei 4 bis 50 Gew.-% des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs Filamentfasern sind, und die Filamentfasern Fasern sind, die unter Plattlauf-Bedingungen nicht schmelzbar sind;
(16) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (8) beschrieben, wobei der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff aus Gummi und Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 10 bis 300 g/m² gebildet wird und die Filamentfasern nicht schmelzbar sind, wenn der Reifen unter Plattlauf-Bedingungen verwendet wird;
(17) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (8) beschrieben, wobei die Filamentfasern im Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff bei 270°C oder weniger nicht schmelzbar sind; und
(18) einen Sicherheitsluftreifen, wie in (17) beschrieben, wobei die Filamentfasern zumindest ein Typ Fasern sind, die aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterfasern, Aramidfasern, Polyimidfasern, Kohlenstoffasern, Glasfasern und Stahlfasern, ausgewählt sind.
(19) Ferner wird ein Sicherheitsluftreifen bereitgestellt, wie in (1) beschrieben, wobei der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff aus Gummikomponenten und Filamenten mit einem Durchmesser oder einer maximalen Querschnittsabmessung von 0,0001 bis 0,1 mm und einer Länge von 8 mm oder mehr gebildet ist und der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff eine Dicke von 0,05 bis 2,0 mm hat.

Die Erfindung wird ferner unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Sicherheitsluftreifens als Beispiel der Ausführungsform des Niedrigprofilreifens zeigt, welcher jedoch nicht die halbmondförmige Verstärkungsschicht einschliesst;
2A bis 2E schematische Darstellungen zeigen, die jeweils einen Aufbau verschiedener Verstärkungskomponenten in einem Seitenteil des Sicherheitsluftreifens aufweisen, die in einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemässen Niedrigprofilreifens oder in einem Vergleichsbeispiel verwendet werden, wobei aber die 2A, 2B und 2D keine erfindungsgemässen Ausführungsformen zeigen;
3 einen schematischen Querschnitt einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäss allgemein verwendeten Reifens zeigt;
4A bis 4F schematische Darstellungen zeigen, die jeweils einen Aufbau verschiedener Verstärkungskomponenten in einem Seitenteil eines Sicherheitsluftreifens aufweisen, die in einer beispielhaften Ausführungsform des Reifens zur allgemeinen Verwendung der vorliegenden Erfindung oder in einem Vergleichsbeispiel verwendet werden, wobei aber 4A und 4E keine erfindungsgemässen Ausführungsformen zeigen;
5A bis 5D weitere schematische Darstellungen zeigen, die jeweils einen Aufbau verschiedener Verstärkungskomponenten in einem Seitenteil eines Sicherheitsluftreifens aufweisen, die in einer beispielhaften Ausführungsform des Reifens zur allgemeinen Verwendung der vorliegenden Erfindung oder in einem Vergleichsbeispiel verwendet werden, wobei aber 5B keine erfindungsgemässe Ausführungsform zeigt.
In der vorliegenden Erfindung wird die Filamentfaser, die in dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff verwendete wird, der als Schicht der faserverstärkenden Komponente verwendet wird, nicht zu verdrillten oder verwobenen Bündeln einer Anzahl von Fasern, wie Cordstoff für Reifencordfäden, geformt, sondern es wird ein Vliesstoff verwendet.
Als Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffs kann ein Kardierverfahren, ein Papierherstellungsverfahren, ein Air-Lay-Verfahren, ein Schmelzblasverfahren oder ein Spinnvliesverfahren verwendet werden. Durch jedes dieser Verfahren wird ein Netz hergestellt. In jedem der Verfahren, mit Ausnahme des Schmelzblasverfahrens und des Spinnvliesverfahrens, kann als Verfahren zum Binden der Fasern ein Wärmeschmelzverfahren, ein Verfahren unter Verwendung eines Bindemittels, ein Wasser-Verknüpfungs-Verfahren, bei dem die Fasern unter Verwendung eines Wasserstroms verknüpft werden, oder ein Nadelstanzverfahren verwendet werden, bei dem die Fasern unter Verwendung von Nadeln miteinander verknüpft werden. Besonders bevorzugt werden Vliesstoffe, die durch das Wasser-Verknüpfungs-Verfahren, bei dem Fasern unter Verwendung eines Wasserstroms miteinander verknüpft werden, das Nadelstanzverfahren, bei dem die Fasern unter Verwendung von Nadeln miteinander verknüpft werden, das Schmelzblasverfahren oder das Spinnvliesverfahren erhalten wurden, verwendet.
In der vorliegenden Erfindung sind die wichtigen Grundanforderungen an den Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff die, dass der Verbundstoff eine Struktur aufweist, die es dem Gummi ermöglicht, in die Teile zwischen den Faserfilamenten einzudringen, und dass der Verbundstoff eine Struktur hat, die es der Filamentfaser und dem Gummi erlaubt, jeweils kontinuierliche Schichten über eine relativ lange Entfernung und in einem relativ breiten Bereich zu bilden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, liegt die maximale Querschnittsabmessung der Filamentfaser bevorzugt in einem Bereich von 0,0001 bis 0,1 mm, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,0001 bis 0,05 mm. Der Filamentfaserquerschnitt kann eine ringförmige Form oder eine Form aufweisen, die nicht kreisförmig ist. Die Filamentfaser kann eine Hohlstruktur aufweisen.
Die Länge der Filamentfaser beträgt bevorzugt 8 mm oder mehr, weiter bevorzugt 10 mm oder mehr. Wenn die Länge der Filamentfaser weniger als 8 mm beträgt, ist die Verknüpfung der Filamentfasern nicht ausreichend und die Stärke, die für eine Verstärkungsschicht erforderlich ist, kann nicht erreicht werden.
Wenn der Gehalt an Filamentfasern in dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff weniger als 4 Gew.-% beträgt, kann keine Gleichmässigkeit erreicht werden und die Steifigkeit, die für eine Verstärkungsschicht erforderlich ist, kann nicht aufgewiesen werden. Deshalb ist ein solcher Gehalt nicht bevorzugt. Wenn der Gehalt 50 Gew.-% überschreitet, ist der Gehalt der kontinuierlichen Faserschicht in dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff übermässig gross und die Beständigkeit des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs wird verringert und verursacht dadurch eine Verringerung der Reifenbeständigkeit. Deshalb ist ein solcher Gehalt ebenfalls nicht bevorzugt.
Wenn ein Vliesstoff verwendet wird, ist es bevorzugt, dass die Dicke im Bereich von 0,05 bis 2,0 mm, weiter bevorzugt 0,1 bis 0,5 mm liegt (gemessen unter einem Druck von 20 g/cm²).
Das Flächengewicht (Gewicht pro m²) liegt im Bereich von 10 bis 300 g, bevorzugt im Bereich von 10 bis 100 g. Wenn die Dicke des Vliesstoffs weniger als 0,05 mm beträgt, wird die Bewahrung der Gleichförmigkeit des Verbundstoffs schwierig und ein Verbundstoff, der aus dem Vliesstoff und Gummi hergestellt wird, hat eine unzureichende Stärke und Festigkeit. Wenn die Dicke 2,0 mm übersteigt, wird die Dicke des Verbundstoffs, der aus Vliesstoff und Gummi gebildet wird, gesteigert, wodurch jedoch eine schlechtere Gleichförmigkeit und Verarbeitbarkeit verursacht werden, und ein solches Material ist als Reifenkomponente nicht bevorzugt. Wenn das Flächengewicht weniger als 10 g/m² beträgt, wird ein ungleichmässiger Vliesstoff erhalten, so dass die Bewahrung der Gleichförmigkeit des Vliesstoffs selbst schwierig wird, und ein Verbundstoff, der aus dem Vliesstoff und Gummi hergestellt wird, zeigt in der Stärke, Festigkeit und Bruchdehnung nach dem Vulkanisieren des Verbundstoffs stark zufällige Variationen. Wenn das Flächengewicht 300 g/m² übersteigt, neigt der Gummi dazu, nicht in den Raum innerhalb des Vliesstoffs einzudringen, obwohl ein Eindringen in Abhängigkeit von der Fliessfähigkeit des Gummis verschieden sein kann, und ein solches Flächengewicht wird unter dem Gesichtspunkt der Trennung zwischen dem Gewebe und dem Gummi der Faserverstärkungsschicht, welche den Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff darstellt, nicht verwendet, wenn der Verbundstoff als Reifenkomponente verwendet wird.
Wie oben beschrieben, wird eine Faserverstärkungskomponente im erfindungsgemässen Sicherheitsluftreifen verwendet. Es ist jedoch erforderlich, dass das leichte Gewicht des Reifens durch die Verwendung unbeeinflusst bleibt, da eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs durch Beibehalten des leichten Gewichts erwartet werden kann.
In der Ausführungsform des erfindungsgemässen Niedrigprofilreifens ist es bevorzugt, dass eine Faser, die als Filamentfaser verwendet wird, unter Plattlauf-Bedingungen dieses Sicherheitsluftreifens nicht schmelzbar ist. Der Sicherheitsreifen mit niedrigem Profil zeigt eine geringe Auslenkung, da er eine geringe Höhe aufweist und unter geringer ausgeübter Last verwendet wird, und die Temperatur innerhalb des Reifens ist nicht so hoch wie die eines allgemein verwendeten Reifens unter Plattlauf-Bedingungen. Deshalb kann der Schmelzpunkt oder der Erweichungspunkt einer ausgewählten Filamentfaser niedriger gehalten werden als der einer Filamentfaser, die in einem allgemein verwendeten Sicherheitsreifen verwendet wird. Was das Material der Filamentfaser angeht, kann eine oder eine Vielzahl an Fasern, die aus natürlichen makromolekularen Fasern, wie beispielsweise Baumwolle, Rayon und Cellulose; synthetischen makromolekularen Fasern, wie beispielsweise aliphatischen Polyamidfasern, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (PET)-Fasern, Polyvinylalkoholfasern, Polyimidfasern und Aramidfasern; Kohlenstoffasern; Glasfasern und Stahlfasern besteht, alleine oder in Kombination mit irgendeiner der oben genannten Fasern verwendet werden. Unter diesen Fasern sind PET-Fasern bevorzugt, da die erforderlichen Funktionen ohne Schmelzen oder Erweichen unter Plattlauf-Bedingungen des Sicherheitsreifens mit niedrigem Profil ausreichend erzielt werden, und weil sie organische Fasern sind und deshalb ein niedriges Gewicht haben. Eine Filamentfaser mit Mehrschichtstruktur, in der verschiedene Materialien in benachbarten Schichten verwendet werden, kann ebenfalls verwendet werden. Ausserdem können ebenfalls Verbundfasern mit Kern/Schale-Struktur, in denen verschiedene Materialien in einer äusseren Schicht und einer inneren Schicht verwendet werden, mit radialer Struktur, mit blattartiger Struktur oder mit Schichtstruktur verwendet werden.
In der Ausführungsform eines erfindungsgemässen, allgemein verwendeten Reifens ist es bevorzugt, dass eine Faser, die als Filamentfaser verwendet wird, unter Plattlauf-Bedingungen dieses Sicherheitsluftreifens nicht schmelzbar ist. Wenn in der Ausführungsform des Niederprofilreifens ein Verbundstoff als Komponente zum Unterdrücken des Versagens beim Aufpumpen des Gummimaterials, der Auslenkung und der Rissfortbildung, wie beispielsweise ein Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff unter Verwendung von PET-Fasern, verwendet wird, kommt es gelegentlich dazu, dass die PET-Faser weich wird oder schmilzt und keine ausreichende Funktion aufweist, da die Temperatur innerhalb des Reifens höher wird. Was das Material der Filamentfaser angeht, die für die Ausführungsform eines allgemein verwendeten Reifens verwendet wird, kann eine Faser, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fasern, die bei oder unterhalb 270°C nicht schmelzbar sind, wie beispielsweise Aramidfasern, Rayonfasern, oxidierte Acrylfasern (gebildet durch Backen von Polyacrylnitrilfasern; Vorläufer von Kohlenstoffasern), Polyesterfasern, wie beispielsweise Polyethylennaphthalatfasern, Polyimidfasern, Kohlenstoffasern, Glasfasern und Stahlfasern, verwendet werden. Unter diesen Fasern sind Aramidfasern, Rayonfasern und oxidierte Acrylfasern stärker bevorzugt. Die Faser kann einzeln oder als ein Gemisch einer Vielzahl an Fasern verwendet werden. Eine Filamentfaser mit Mehrschichtstruktur, in der unterschiedliche Materialien in benachbarten Schichten verwendet werden, kann ebenfalls verwendet werden. Ausserdem können ebenfalls Verbundfasern mit Kern/Schale-Struktur, in der unterschiedliche Materialien in der äusseren Schicht und in der inneren Schicht verwendet werden, mit kreisförmiger Struktur, mit blattartiger Struktur oder mit Schichtstruktur verwendet werden.
In der Ausführungsform des erfindungsgemässen, allgemein verwendeten Reifens erreicht die Temperatur innerhalb des Reifens aufgrund einer grossen Auslenkung beispielsweise 200°C oder mehr, wenn ein Sicherheitsreifen einer allgemein verwendeten Grösse unter Plattlauf-Bedingungen verwendet wird, und eine Faser, die bei 270°C oder darunter weich wird oder schmilzt, kann keine ausreichenden Funktionen aufweisen. Deshalb wird in der Ausführungsform des erfindungsgemässen, allgemein verwendeten Reifens bevorzugt eine Faser verwendet, die bei 270°C oder darunter nicht schmelzbar ist. Eine Faser, die bei 270°C oder darunter nicht schmelzbar ist, ist eine Faser mit einem Schmelzpunkt von 270°C oder mehr, wenn die Faser kristallin ist, und eine Faser, die bei 270°C oder darunter keine Flüssigkeit aufweist, wenn die Faser amorph ist.
Wenn ein Reifen unter Verwendung eines Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs, der die erfindungsgemäss verwendete Faser umfasst, hergestellt wird, wird die durch den Reifen erzeugte Wärme aufgrund der verringerten Auslenkung des Reifens erniedrigt und ausserdem wird eine Unterdrückung der Rissbildung in der angeordneten Gummiverstärkungsschicht bewirkt. Deshalb ist die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen erhöht.
Die im Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff verwendete Gummikomponente ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für die Gummikomponente schliessen natürlichen Gummi (NR), Butadiengummi (BR), Styrol-Butadien-Gummi (SBR) und Isoprengummi (IR) ein. Unter diesen Gummikomponenten sind natürlicher Gummi und Butadiengummi bevorzugt.
Um aus der in der erfindungsgemäss verwendeten Faserverstärkungsschicht verwendeten Filamentfaser und dem Gummi einen Verbundstoff zu bilden, wird eine nicht-vulkanisierte Gummikomponente zuvor auf der Faser angeordnet, während die Komponenten unvulkanisiert bleiben. Insbesondere kann das Mischen bei der Herstellung einer Gummifolie unter Verwendung jedes allgemein in der Gummiindustrie verwendeten Verfahrens durchgeführt werden, wie beispielsweise einem Verfahren unter Verwendung eines Walzen- oder Banbury-Mischers. Vom Standpunkt der Dispergierung der Faser ist es bevorzugt, dass die Filamentfaser in kleinen Anteilen zugegeben wird. Wenn ein Vliesstoff verwendet wird, wird eine nicht-vulkanisierte Gummizusammensetzung in Form einer Folie auf eine oder beide Seiten des Vliesstoffs unter Verwendung einer Presse oder einer Walze gepresst, so dass die Luft, die innerhalb des Vliesstoffs enthalten ist, ausreichend durch die nicht-vulkanisierte Gummizusammensetzung ersetzt wird. Wenn die Flüssigkeit der nicht-vulkanisierten Gummizusammensetzung nicht ausreichend ist, kann es erforderlich werden, dass die nicht-vulkanisierte Gummizusammensetzung unter erhöhten Temperaturbedingungen innerhalb des Bereichs gepresst wird, so dass im wesentlichen keine Vulkanisierung begonnen wird. In anderen Verfahren wird der nicht-vulkanisierte Gummi unter Verwendung eines Lösungsmittels verflüssigt und auf dem Vliesstoff aufgebracht, um ein klebriges Gewebe zur Verfügung zu stellen. Der so erhaltene, nicht-vulkanisierte Verbundstoff wird als Faserverstärkungskomponente angeordnet, um einen Reifenrohling herzustellen, der dann in einer Form vulkanisiert wird.
Bei Bildung des Verbundstoffs kann die Faser ohne vorherige Adhäsionsbehandlung verwendet werden, sofern die Adhäsion des Gummis nach der Vulkanisierung ausreichend ist. Wenn die Adhäsion jedoch unzureichend ist, kann die Filamentfaser auf ähnliche Weise wie bei der Verstärkung der Adhäsion zwischen den Fasercordfäden für Reifen und Gummi einer Tauchthermofixierungsbehandlung (dipping heat set treatment) unterworfen werden.
Aufgrund der obigen Eigenschaften, zeigt der Sicherheitsreifen, der unter Verwendung eines Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs hergestellt wurde, eine bemerkenswert erhöhte Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen im Vergleich zu konventionellen Sicherheitsreifen, in denen eine Gummiverstärkungsschicht, die einen halbmondförmigen Querschnitt hat, auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist.
Die obigen Wirkungen können unabhängig von dem Ort erreicht werden an dem ein Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff angeordnet wird. Eine gesteigerte Wirkung wird jedoch erreicht, wenn der Verbundstoff auf der Innenseite der Karkasse angeordnet wird. Es wird vermutet, dass, wenn der Verbundstoff auf der äusseren Seite der Karkasse angeordnet wird, die Wirkung der Rissunterdrückung in der angeordneten Gummiverstärkungsschicht abnimmt, obwohl die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen durch Unterdrückung der Auslenkung gesteigert wird.
I. Nachstehend wird die Ausführungsform eines erfindungsgemässen Sicherheitsluftreifens mit niedrigem Profil unter Bezugnahme auf die Figuren, Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
Ein schematischer Querschnitt dieses Sicherheitsluftreifens ist in 1 gezeigt.
Die Karkassenschicht (2) hat eine einzelne Lage, in der die Cordfäden in radialen Richtungen des Reifens (1) angeordnet sind und beide Endbereiche der Karkasse über einen linken und rechten Wulstkern (3a) und (3b) geschlungen und nach oben umgestülpt sind. Ein Stahlgürtel (4) mit zwei Schichten ist ringförmig an der oberen Seite der Karkassenschicht (2) in radialer Richtung des Reifens angeordnet. Der Laufflächengummi (6) ist auf dem Laufflächenbereich (5) des Reifens auf der oberen Seite des Stahlgürtels angeordnet. Die Seitenwandgummis (7a) und (7b) sind auf der Karkassenschicht auf beiden Seiten des Laufflächengummis (6) angeordnet. In diesem Beispiel sind Schichten einer Faserverstärkungskomponente (8a) und (8b) auf der inneren Oberfläche der Karkassenschicht (2) auf den Seitenwänden angeordnet und reichen von der Seite der Wulstkernfüllstoffe (9a) und (9b) bis in die Nähe des Endbereichs der Gürtelschicht mit einer maximalen Breite aller Gürtelschichten.
In den Strukturen II, III, IV und V der 2B bis 2E werden Beispiele einer Ausführungsform des Aufbaus der Verstärkungskomponenten für den Seitenbereich des Sicherheitsluftreifens des erfindungsgemässen Niedrigprofilreifens gezeigt. 2B und 2D haben jedoch keine halbmondförmigen Gummiverstärkungsschichten.
In der Struktur II ist eine Schicht aus einer Faserverstärkungskomponente (8) des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs auf der inneren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet. In der Struktur III ist eine Schicht einer Faserverstärkungskomponente (8) zwischen dem Seitenwandgummi (7) und der Karkassenschicht (2) angeordnet, und eine Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt und eine geringere Dicke als die in konventionellen Reifen verwendete (maximale Dicke: 3 mm; Shore-Härte: 80°) besitzt, ist auf der inneren Oberfläche der Karkassenschicht (2) angeordnet. In der Struktur IV ist eine Schicht der Faserverstärkungskomponente (8) sowohl auf der inneren als auch auf der äusseren Oberfläche der Karkassenschicht (2) auf der Seitenwand angeordnet. In der Struktur V ist eine Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt und eine geringere Dicke als die in konventionellen Reifen verwendete (maximale Dicke: 3 mm; Shore-Härte: 80°) besitzt, auf der inneren Oberfläche der Karkassenschicht (2) angeordnet, und eine Schicht der Faserverstärkungskomponente (8) ist auf der inneren Oberfläche dieser Gummiverstärkungsschicht angeordnet.
Ein Aufbau der Verstärkungskomponente in einem konventionellen Reifen ist in der Struktur I von 2A zum Vergleich mit dem Aufbau für die Verstärkungskomponenten in den oben genannten Ausführungsformen des Niedrigprofilreifens gezeigt. In der Struktur I ist eine konventionelle Gummiverstärkungsschicht mit einem halbmondförmigen Querschnitt (maximale Dicke: 7 mm, Shore-Härte: 80°) anstelle der oben genannten Schicht der Faserverstärkungskomponente auf der inneren Oberfläche der Karkassenschicht (2) angeordnet.
Die in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Bewertungsverfahren sind die folgenden:
Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen
Ein Reifen wurde auf eine Felge aufgezogen und bis zu einem Innendruck von 3,0 kg/cm² aufgepumpt. Nachdem der Reifen für 24 Stunden in einer Kammer bei Raumtemperatur von 38°C planiert worden war, wurde das Innere des Ventils entfernt um den Innendruck auf 0 kg/cm² zu senken. Dann wurde der Trommelumlauftest (drum driving test) unter den folgenden Reifenbedingungen durchgeführt: ausgeübtes Gewicht: 400 kg, Geschwindigkeit: 80 km/h, Raumtemperatur von 38°C. Die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen wurde aus der gefahrenen Distanz zum Zeitpunkt, zu dem ein Bruch auftrat, erhalten. In den Beispielen 1 bis 5 wird die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen unter Bezugnahme auf den in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Wert gezeigt, welcher auf 100 festgesetzt wurde.
Beständigkeit unter aufgepumpten Bedingungen
Ein Reifen wurde auf eine Felge aufgezogen und bis zu einem Innendruck von 3,0 kg/cm² aufgepumpt. Nachdem der Reifen für 24 Stunden in einer Kammer bei Raumtemperatur von 25°C planiert worden war, wurde der Innendruck wiederum auf 3,0 kg/cm² eingestellt. Dann wurde der Reifen mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 60 km/h unter einer ausgeübten Last auf eine Trommel gepresst, die dem 2-fachen der Last entsprach, die von der Japanese Association of Tire Manufacturers festgelegt wurde, rotiert und die gefahrene Distanz zum Zeitpunkt, zu dem ein Bruch auftrat, gemessen. Um zu entscheiden, ob der Reifen tatsächlich verwendet werden kann, wurde das Ergebnis wie folgt klassifiziert: x – kann nicht verwendet werden, wenn die gefahrene Distanz 20.000 km oder weniger beträgt; O – kann verwendet werden, wenn die gefahrene Distanz 20.000 km überschreitet.
BEISPIELE 1 BIS 5 UND VERGLEICHSBEISPIEL 1
Die für die Gummischicht in den Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffen und den Gummiverstärkungsschichten verwendete Gummizusammensetzung wurde gemäss der in Tabelle 1 gezeigten Formulierung hergestellt. Die für die Verstärkungskomponenten und den Aufbau der Verstärkungskomponenten verwendeten Materialien sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Karkasse bestand aus zwei Karkassenlagen, die aus Rayon-Cordfäden, hergestellt aus lagenverdrillten Fasern (ply-twisted fibers) mit 1.840 dtex, bestanden. Niedrigprofilreifen mit einer Grösse von 265/35ZR18 wurden unter Verwendung dieser Komponenten erhalten. Die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen, die Beständigkeit unter aufgepumpten Bedingungen und das Gewicht (als Index des leichten Gewichts) der Reifen wurden gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Die Beispiele 1, 3 und 5 weisen jedoch keine halbmondförmigen Gummiverstärkungsschichten auf. Ferner wird in Beispiel 5 kein Vliesstoff verwendet.
TABELLE 1
TABELLE 2
II. Im folgenden wird die Ausführungsform des allgemein verwendeten Reifens für erfindungsgemässe Sicherheitsluftreifen unter Bezugnahme auf Figuren, Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
Ein schematischer Querschnitt dieses Sicherheitsluftreifens ist in 3 gezeigt.
In einer Karkassenschicht (2) mit einer einzelnen Lage, in der Cordfäden in radialer Richtung des Reifens (1) angeordnet sind, sind beide Endbereiche der Karkassenschicht um die Wulstkerne (3a, 3b) geschlungen und so umgestülpt, dass die Karkassenschicht ringförmig ausgebildet wird. Ein Stahlgürtel (4) mit zwei Schichten ist ringförmig am oberen Ende der Karkassenschicht (2) in radialer Richtung des Reifens angeordnet. Ein Laufflächengummi (6) ist auf dem Laufflächenbereich (5) des Reifens auf der oberen Seite des Stahlgürtels angeordnet. Seitenwandgummis (7a) und (7b) sind auf der Karkassenschicht auf beiden Seiten des Laufflächengummis (6) angeordnet. In diesem Beispiel sind die Gummiverstärkungsschichten (10a) und (10b) mit halbmondförmigem Querschnitt auf der Innenseite der Karkassenschicht (2) der Seitenwand angeordnet, und Schichten einer Faserverstärkungskomponente (8a) und (8b) sind auf der inneren Oberfläche der Gummiverstärkungsschichten angeordnet und reichen von der Seite des Wulstfüllstoffs (9a) und (9b) bis in die Nähe des Endbereichs der Gürtelschicht, die die maximale Breite all dieser Gürtelschichten besitzt.
In den Strukturen VII, VIII, IX, XI, XII, XIV und XV der 4B, 4C, 4D, 4F, 5A, 5C und 5D sind beispielhafte Aufbauten der Verstärkungskomponenten für den Seitenbereich des Sicherheitsluftreifens der Ausführungsform eines erfindungsgemässen allgemein verwendeten Reifens gezeigt. Die 4E und 5B weisen jedoch keine faserverstärkte Komponenten (8) auf.
In der Struktur VII ist eine Gummiverstärkungsschicht (10) mit einem halbmondförmigen Querschnitt (z. B. maximale Dicke: 11 mm, Shore-Härte: 80°) auf der Innenseite der Karkassenschicht (2a) mit einer 3P-Karkassenstruktur angeordnet, welche zwei Folien einer umgestülpten Karkasse (2a) und eine Einzelfolie einer herabfallenden Karkasse (2b) aufweist, die auf der äusseren Schicht der umgestülpten Karkasse angeordnet sind. Ausserdem ist eine Schicht einer Faserverstärkungskomponente (8) eines Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs auf der inneren Oberfläche der so gebildeten Struktur angeordnet. Die Struktur VIII besitzt eine 3P-Karkassenstruktur und ist der Struktur VII ähnlich, ausser dass die Schicht einer Faserverstärkungskomponente (8) nicht wie im Fall der Struktur VII auf der inneren Oberfläche der Gummiverstärkungsschicht, sondern auf der äusseren Seite der herabfallenden Karkasse (2b) angeordnet ist. Die Struktur IX besitzt eine 3P-Karkassenstruktur und ist der Struktur VII ähnlich, ausser dass eine Schicht einer Faserverstärkungskomponente (8) zusätzlich auf der Aussenseite der herabfallenden Karkasse (2b) angeordnet ist, d. h., dass diese Struktur zwei Schichten einer Faserverstärkungskomponente aufweist. Bei der Struktur XI ist eine Gummiverstärkungsschicht (10) mit halbmondförmigem Querschnitt auf der Innenseite der Karkassenschicht (2a) mit 2P-Karkassenstruktur angeordnet, die eine einzelne Folie einer umgestülpten Karkasse (2a) und eine einzelne Folie einer Karkasse (2a) aufweist, wobei die Endbereiche über den Laufflächenbereich gestülpt sind. Ausserdem ist eine Schicht der Faserverstärkungskomponente (8) des Gummi-Filamentfaser- Verbundstoffs auf der inneren Oberfläche der so gebildeten Struktur angeordnet. Die Struktur XII besitzt eine 2P-Karkassenstruktur und ist der Struktur XI ähnlich, ausser dass eine Schicht einer Faserverstärkungskomponente (8) nicht wie in der Struktur XI auf der Innenseite der Gummiverstärkungsschicht, sondern auf der Aussenseite der Karkasse (2a) angeordnet ist. Die Struktur XIV besitzt eine 1P-Struktur, die eine einzelne Folie einer Karkasse (2a) mit über den Laufflächenbereich gestülptem Endbereich aufweist. Eine Gummiverstärkungsschicht (10) und eine Schicht der Faserverstärkungskomponente (8) sind ähnlich wie in Struktur XI auf der Innenseite der gebildeten Struktur angeordnet. Die Struktur XV hat eine 1P-Karkassenstruktur und ist der Struktur XIV ähnlich, ausser dass die Schicht der Faserverstärkungskomponente (8) auf der Aussenseite der Karkasse (2a) angeordnet ist.
Aufbauten der Verstärkungskomponenten in konventionellen Reifen sind in den Strukturen VI, X und XIII der 4A, 4E und 5B zum Vergleich mit den obigen Aufbauten von erfindungsgemässen Verstärkungskomponenten gezeigt. Die Strukturen VI, X und XIII sind ähnlich den Strukturen VII, XI bzw. XIV der Ausführungsformen der allgemein verwendeten erfindungsgemässen Reifen, ausser dass die Schicht der Faserverstärkungskomponente (8) des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs nicht vorhanden ist.
Bewertungsverfahren, die in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurden, sind die folgenden:
Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen
Die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen wurde nach dem gleichen Verfahren wie in I. beschrieben untersucht, ausser dass das ausgeübte Gewicht 570 kg und die Geschwindigkeit 89 km/h betrugen. Die Werte der Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen in Vergleichsbeispiel 2 und den Beispielen 1 bis 6, den Beispielen 7 und 8 und den Beispielen 9 und 10 sind als Indizes unter Bezugnahme auf die in den Vergleichsbeispielen 1, 3 bzw. 4 erhaltenen Werte gezeigt, die als 100 festgesetzt wurden.
Beständigkeit unter aufgepumpten Bedingungen
Die Beständigkeit unter aufgepumpten Bedingungen wurde nach dem gleichen Verfahren wie in I. beschrieben untersucht.
BEISPIELE 6 BIS 15 UND VERGLEICHSBEISPIELE 2 BIS 5
Die Gummizusammensetzung, die für die Gummischicht in den Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffen und den Gummiverstärkungsschichten verwendet wurde, wurde gemäss der in Tabelle 1 gezeigten Formulierung hergestellt. Die in den Verstärkungskomponenten und den Aufbauten von Verstärkungskomponenten verwendeten Materialien sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt. Rayon-Cordfäden, hergestellt durch Verdrillen von zwei lagenverdrillten Fasern von 1.840 decitex, wurden für die Karkasse verwendet. Reifen für gewöhnliche Personenfahrzeuge der Grösse 225/60R16 wurden unter Verwendung dieser Komponenten erhalten. Die Beständigkeit unter Plattlauf-Bedingungen, die Beständigkeit unter aufgepumpten Bedingungen und das Gewicht (als Index des leichten Gewichts) der Reifen wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt. Beispiel 9 verwendet jedoch keine Vliesstoffe.
TABELLE 3-1
TABELLE 3-2
TABELLE 4
Wie in den Tabellen 2, 3 und 4 gezeigt, wird verständlich, dass die erfindungsgemässen Sicherheitsluftreifen ein leichtes Gewicht aufweisen und bemerkenswert verbesserte Eigenschaften unter Plattlauf-Bedingungen zeigen, während die Eigenschaften, wie beispielsweise Beständigkeit bei gewöhnlicher Verwendung unter aufgepumpten Bedingungen, auf hohem Niveau beibehalten werden.
Der Sicherheitsreifen mit dem Aufbau der Verstärkungskomponenten, in dem die Gummiverstärkungsschicht alleine verwendet wurde (ohne Verwendung des Faserverbundstoffs) (Vergleichsbeispiel 1), zeigte unter Plattlauf-Bedingungen schlechtere Eigenschaften als der Sicherheitsluftreifen mit Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff alleine (Beispiele 1, 3 und 5) und der Sicherheitsluftreifen mit sowohl der Gummiverstärkungsschicht und dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff in Kombination (Beispiele 2 und 4).
Der Sicherheitsreifen mit dem Aufbau der Verstärkungskomponenten (3P-Struktur), in dem die Gummiverstärkungsschicht alleine verwendet wurde (ohne Verwendung des Faserverbundstoffs) (Vergleichsbeispiel 2) und der Sicherheitsreifen mit einem Aufbau der Verstärkungskomponente (3P-Struktur), in dem eine Gummiverstärkungsschicht und ein Gummi-Filamentfaser (PET)-Verbundstoff ausserhalb des Bereichs der Ausführungsform der erfindungsgemäss allgemein verwendeten Reifen (Vergleichsbeispiel 3) verwendet wurden, zeigten unter Plattlauf-Bedingungen schlechtere Eigenschaften als die Sicherheitsluftreifen mit der Gummiverstärkungsschicht, dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff und dem Aufbau dieser Verstärkungskomponenten (3P-Struktur) gemäss der Ausführungsform des allgemein verwendeten erfindungsgemässen Reifens (Beispiele 6 bis 11).
Der Sicherheitsreifen mit einem Aufbau der Verstärkungsbestandteile (2P-Struktur), in dem die Gummiverstärkungsschicht alleine verwendet wurde (ohne Verwendung des Faserverbundstoffs) (Vergleichsbeispiel 4), zeigte unter Plattlauf-Bedingungen Eigenschaften, die schlechter waren als die Sicherheitsluftreifen mit Gummiverstärkungsschicht, Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff und einem Aufbau dieser Verstärkungskomponenten (2P-Struktur) gemäss der Ausführungsform des allgemein verwendeten erfindungsgemässen Reifens (Beispiele 12 und 13). Ein Sicherheitsreifen mit einem Aufbau der Verstärkungskomponenten (1P-Struktur), in dem nur eine Gummiverstärkungsschicht verwendet wurde (Vergleichsbeispiel 5), zeigte unter Plattlauf-Bedingungen schlechtere Eigenschaften als der Sicherheitsluftreifen mit dem Aufbau der Verstärkungskomponenten (1P-Struktur) gemäss der Ausführungsform eines allgemein verwendeten erfindungsgemässen Reifens (Beispiele 14 und 15).
Der erfindungsgemässe Sicherheitsreifen behält während gewöhnlicher Verwendung unter aufgepumpten Bedingungen seine Eigenschaften auf hohen Niveaus bei, hat ein leichtes Gewicht, zeigt bemerkenswert verbesserte Eigenschaften bei Verwendung unter Plattlauf-Bedingungen im Vergleich mit konventionellen Sicherheitsluftreifen mit Gummiverstärkungsschicht, und wird als Hochleistungsreifen mit ultraniedrigem Profil mit einem Querschnittsverhältnis von weniger als 60% und als Reifen für allgemein verwendete Personenfahrzeuge mit einem Querschnittsverhältnis von 60% oder mehr verwendet.

Claims

Sicherheitsluftreifen (1), aufweisend: einen linken und rechten, ringförmigen Wulstkern (3a, 3b); eine aus einer oder mehr Lagen gebildete Karkassenschicht (2), bei der eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Cordfäden in einen Umhüllungsgummi eingebettet ist, wobei die beiden Endbereiche der Karkassenschicht um die Wulstkerne (3a, 3b) geschlungen und so umgestülpt sind, dass die Karkassenschicht in einer ringförmigen Form gebildet wird; einen Mehrschicht-Gürtelbereich (4), der auf der in der radialen Richtung des Reifens äußeren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist; einen ringförmigen Laufflächenbereich (5), der auf der in der radialen Richtung des Reifens äußeren Seite des Gürtelbereichs (4) angeordnet ist; zwei Seitenwandbereiche (7a, 7b), die auf der linken und rechten Seite des Laufflächenbereichs (5) angeordnet sind; gekennzeichnet durch eine Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der inneren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist; wobei mindestens eine Folie aus einem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8), der aus einer Gummikomponente und einem Vliesstoff als Filamentfaser gebildet ist und ein Flächengewicht von 10 bis 300 g/m² hat, in dem Seitenwandbereich (7a, 7b) in der Nähe der Karkassenschicht (2) angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverhältnis des Reifens kleiner als 60% ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) auf der inneren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) sowohl auf der inneren Seite der Karkassenschicht (2), als auch zwischen den Seitenwandbereichen (7) und der äußeren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) zwischen den Seitenwandbereichen (7) und einer äußeren Oberfläche der Karkassenschicht (2) angeordnet ist, und die Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt hat, auf der inneren Seite der Karkassenschicht angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) auf der inneren Oberfläche der Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt hat und auf der inneren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist, angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass 4 bis 50 Gewichtsprozent des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs (8) Filamentfasern sind.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverhältnis des Reifens 60% oder mehr beträgt.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 8 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt hat, auf der inneren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist, und mindestens eine Folie aus dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) auf der inneren Seite der Gummiverstärkungsschicht, die auf der Innenseite der Karkassenschicht angeordnet ist, angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 9 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine herabfallende Karkassenschicht (2) zwischen den Seitenwandbereichen (7) und der äußeren Oberfläche der Karkassenschicht (2a) zusätzlich angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 9 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) außer auf der inneren Seite der Gummiverstärkungsschicht (10) auch zwischen den Seitenwandbereichen (7) und einer äußeren Oberfläche der Karkassenschicht (2) angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine herabfallende Karkassenschicht (2b) zwischen der äußeren Oberfläche der Karkassenschicht (2a) und dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8), der auf der in der radialen Richtung des Reifens äußeren Seite der Karkassenschicht (2a) angeordnet ist, angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 8 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummiverstärkungsschicht (10), die einen halbmondförmigen Querschnitt hat, auf der inneren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist, und mindestens eine Folie aus dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) zwischen den Seitenwandbereichen (7) und einer äußeren Oberfläche der Karkassenschicht angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 13 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine herabfallende Karkassenschicht (2b) zwischen der äußeren Oberfläche der Karkassenschicht (2a) und dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8), der auf der in der radialen Richtung des Reifens äußeren Seite der Karkassenschicht (2) angeordnet ist, zusätzlich angeordnet ist.
Sicherheitsluftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 14 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass 4 bis 50 Gewichtsprozent des Gummi-Filamentfaser-Verbundstoffs (8) Filamentfasern sind.
Sicherheitsluftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmentfasern nicht schmelzbar sind, wenn der Reifen unter Plattlauf-Bedingungen verwendet wird.
Sicherheitsluftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamentfasern in dem Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff bei 270°C oder darunter nicht schmelzbar sind.
Sicherheitsluftreifen wie in Anspruch 17 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamentfasern mindestens einen Fasertyp aufweisen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyesterfasern, Aramidfasern, Polyimidfasern, Kohlenstoffasern, Glasfasern und Stahlfasern besteht.
Sicherheitsluftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff (8) aus einer Gummikomponente und Filamenten, die einen Durchmesser oder eine maximale Querschnittsabmessung von 0,0001 bis 0,1 mm und eine Länge von 8 mm oder mehr haben, gebildet ist, und der Gummi-Filamentfaser-Verbundstoff eine Dicke von 0,05 bis 2,0 mm hat.