DE879307C - Fahrzeugreifen - Google Patents

Description

• Fahrzeugreifen Bei Reifen für Kraftfahrzeuge wurden bisher für die Laufflächen ausschließlich solche Kautschukmischungen verwendet, die Aktivruß enthielten. Man war auf diesen Füllstoff trotz der nachstehend angeführten Nachteile angewiesen, weil kein anderer der bisher zahlreich vorgeschlagenen Füllstoffe der Lauffläche die erforderlichen Festigkeits- und Abnutzungseigenschaften erteilte.
• Unter Verwendung von Ruß hergestellte Laufflächen haben jedoch den großen Nachteil, daß sie eine starke Dämpfung aufweisen und sich während der Benutzung infolge der Walkarbeit stark erwärmen. Durch diese Erwärmung, die über go° betragen kann, werden die. mechanischen Eigenschaften des Kautschuks, insbesondere der Abrieb, stark verschlechtert und damit die Laufdauer des Reifens beträchtlich herabgesetzt.
• Als weiterer Nachteil tritt eine Schädigung des Gewebeunterbaues des Reifens ein; die hierfür benutzte Cellulose, wie Baumwolle oder Kunstseide, wird durch die dauernde Wärme und mechanische Einwirkung in ihrem Gefüge stark geschwächt, so daß infolge der Zermürbung des Gewebes der Reifen unter Umständen zerstört wird. Selbst wenn dieser extreme Fall nicht auftritt, kommt es häufig vor, daß Karkassen mit abgefahrener Lauffläche wegen der hitzebedingten Gewebeschädigung zur Runderneuerung nicht mehr verwendet werden können. Dieser Nachteil tritt insbesondere bei Reifen großer Dimensionen auf, wie sie für Lastkraftwagen, Schlepper od. dgl. verwendet werden.
• Die Bestrebungen, die genannten Nachteile einer rußhaltigen Kautschukmischung dadurch zu vermeiden, daß man den Ruß durch andere Füllstoffe zu ersetzen versuchte, haben bisher noch nicht zu allseitig befriedigenden Ergebnissen geführt.
• Helle Füllstoffe vom Typ der Silicate, wie Calciumsilicate oder Tonerdegele, waren bisher wegen des starken Abriebs der damit hergestellten Laufflächen für eine praktische Verwendung ausgeschlossen. Bessere Ergebnisse wurden unter Benutzung von pyrogener Kieselsäure erhälten, die jedoch den Nachteil hatte, daß die mit ihr hergestellten Mischungen schwer. verarbeitbar waren; außerdem erzielte man mit diesen Mischungen nicht das Optimum an erreichbarer Dämpfung und Abriebfestigkeit.
• Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Verarbeitung von Kautschukmischungen zu Reifen und zugleich deren Fahreigenschaft beträchtlich verbessern kann, wenn-man für die Reifen solche Kautschukmischungen verwendet, welche neben hellen Füllstoffen einen Zusatz von Lactamen oder lactamhaltigen Massen enthalten.
• Von den Lactamen können erfindungsgemäß z. B. in Betracht kommen: Butyrolactam, a-Aminocaprolactam, 2-Pyrrolidin, Ketopiperazin, Ketolactam sowie kernsubstituierte Lactame, z. B. N-Dodecyl- bzw. N-Oleylcapfolactam, ferner N-Alkyl-, N-Äthyl- sowie N-Acylpyrrohdone, z. B. N-Methyl-, N-Octadecyl-, N-Stearoyl- oder Phenylpyrrolidon.
• Als lactamhaltige Massen eignen sich ferner: Lactamdestillationsrückstände, wie sie z. B. bei der Destillation von a-Aminocaprolactam anfallen; die bei der Polymerisation oder Polykondensation von Lactamen gewonnenen Lactame enthaltenden niederpolymeren Körper; die bei der Extraktion von Polymerisaten oder Polykondensaten von Lactamen erhaltenen Extrakte sowie die bei der Depolymerisation von solchen Polykondensaten oder polykondensathaltigen Mischungen anfallenden Massen.
• Als besonders brauchbar haben sich ferner solche lactamhaltigen Massen erwiesen, die bei der Regenerierung von Autoreifen anfallen, deren Gewebeanteil aus Polykondensaten von Lactamen besteht.
• Diese lactamhaltigen Massen können allein oder in Mischungen untereinander oder mit anderen Weichmachern oder Dispergatoren, z. B. Stearinsäure, carbon- oder sulfonsauren Salzen, Alterungsschutzmitteln oder Beschleunigern, gegebenenfalls gelöst in organischen Lösungsmitteln oder in Wasser den natürlichen oder synthetischen Kautschukmischungen bzw. Kautschukregeneraten oder Gemischen dieser auf der Walze oder im Kneter zugesetzt werden.
• Die zuzusetzende Menge richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften der herzustellenden Reifen und nach dem Füllungsgrad der Kautschukmischungen. Die Zusatzmenge soll nicht begrenzt werden. Beispielsweise wird eine Menge von 0,5 bis 15 % und darüber, bezogen auf den Kautschukgehalt, Verwendung finden.
• Gleich günstige Ergebnisse werden mit lactamhaltigen Kautschukmischungen erzielt, die verschiedene Kautschuksorten enthalten, wie z. B. Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk oder Kautschukregenerat.
• Ferner wurde festgestellt, daß Lactamgbzw. lactamhaltige Massen vorteilhafterweise auch solchen Reifenmischungen zugesetzt werden können, die ganz oder teilweise Ruß als Füllstoff enthalten.
• In den nachstehenden Ausführungsbeispielen werden die Zusammensetzung von Reifenmischungen, sowie die physikalischen Werte der aus diesen hergestellten Laufflächen mitgeteilt. Beispiel i

  Naturkautschuk (Sheets 50, Crepe 50) . . Zoo

  Tonerdegel..... ..................... 36

  Ceresin.............................. i

  Phenyl-ß-naphthylamin . . . . . . . . . . . . . . . i,2

  Zinkoxyd ........................... 8

  'Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5

  Umsetzungsprodukt von Mercaptobenzo-

  thiazol mit Diäthylamin ............ i

  Technisches e-Aminocaprolactam, gewon-

  nen durch Hitzedepolymerisation von

  Polyamidabfällen................... 6,5

  Diese Laufflächenmischung ergibt bei der mechanischen Prüfung folgende Werte:

  Shore-Härte ......................... 54

  Elastizität .......................... 66

  Einreißfestigkeit kg/cm . . . . . . . . . . . . . . . 39

  Modul bei 300 % Dehnung kg/cm2 ..... 59

  - - 500% - kg/cm?« ..... 168

  Zerreißfestigkeit kg/cm2............... 258

  Dehnung %.........................633

  Abrieb ............................. 115

  Spezifisches Gewicht . . . . . . . . . . . . . . . .. 1,12

  Um den Fortschritt gegenüber der in Kautschukmischungen sehr häufig verwendeten Stearinsäure aufzuzeigen, folgen die physikalischen Prüfwerte, die unter Verwendung derselben Mischung, jedoch ohne Zusatz von Lactam bzw. Lactamgemischen und mit Stearinsäure erzielt werden.

  Shore-Härte ................... . ..... 59

  Elastizität .......................... 58

  Einreißfestigkeit kg/cm . . . . . . . . . . . . . . . 29

  Modul bei 300 % Dehnung kg/cm2 ..... 55

  - - 5009o - kg/cm2 ..... 153

  Zerreißfestigkeit kg/cm2............... 251

  Dehnung 0/0 .... , . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6oo

  Abrieb ............................. 124

  Spezifisches Gewicht.................. 1,12

  Die Mischung ergab bei der Dämpfungsprüfung folgende Werte:

  Minuten Mit Lactam Mit Stearinsäure

  0 20° 20°

  5 31° 41°

  1o 32° 47°

  15 35° 50°

  30 39° 50°

  45 390 500

  Beispiel 2

  Naturkautschuk (sheets) . . . . . . . . . . . . . . ioo

  Pyrogene Kieselsäure................. 22

  Ceresin.............................. o,7

  Phenyl-ß-naphthylaniin .. . . . . . . . . . . . . . i,2

  Zinkoxyd ........................... 8

  Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5

  Umsetzungsprodukt von Mercaptobenzo-

  thiazol mit Diäthylamin ............ i

  Mischung aus 85 Teilen techn. a-Amino-

  caprolactam gemäß Beispiel i +15 Teile

  rübölfettsaurem Zink . . . . . . . . . . . . . . . 7

  Diese Lauf flächenmischung ergibt bei der mechanischen Prüfung folgende Werte

  Shore-Härte......................... 56

  Elastizität .......................... 62

  Einreißfestigkeit kg/cm . . . . . . . . . . . . . . . 35

  Modul bei 300 /00 Dehnung kg/cm2 . . . . . 38

  _ - 5001110 - kg/cm2 ..... 132

  Zerreißfestigkeit kg/cm2............... 309

  Dehnung 0/0......................... 6oo

  Abrieb ............................. 112

  Spezifisches Gewicht ................. i,o8

  Dieselbe Mischung ohne Zusatz ergibt folgende Werte:

  Shore-Härte......................... 54

  Elastizität .......................... 56

  Einreißfestigkeit kg/cm . . . . . . . . . . . . . . . 2,9

  Modul bei 300 % Dehnung kg/cm2 ..... 29

  - - 5()0')/o - kg/cm2 ..... 90

  Zerreißfestigkeit kg/cm2 . . . . . . . . . . . . . . 164

  Dehnung 0/0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623

  Abrieb ..... ........................ 2oo

  Spezifisches Gewicht.................. i,o8

  Die Mischung ergibt bei der Dämpfungsprüfung folgende Werte:

  Minuten Ohne Zusatz Mit Zusatz

  I 23° 23°

  2 2$' 26'

  4 33° 3i°

  6 390 33°

  8 45° 35°

  io 50' 36'

  15 53° 38`

  30 590 4i'

  45 62' 42'

  Ein mit obiger Mischung in der Lauffläche aufgebauter Reifen der Dimension io,oo X 2o wurde auf einen Lastkraftwagen montiert, der bei einer vorgeschriebenen Tragfähigkeit von 4,6 t stets mit 40 0Jo Überlast fuhr und einen Anhänger mit einem Ladegewicht von 15 t zu ziehen hatte. Innerhalb von 6 Monaten wurden mit dieser Bereifung unter der genannten Belastung 73 437 km zurückgelegt, ohne daß die Lauffläche völlig abgefahren war. Mehrere zum Vergleich mitgelaufene fabrikneue Reifen auf Basis Ruß waren nach 32 ooo km zerstört.
• Die aus den Kautschukmischungen gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Kautschukreifen eignen sich infolge der beim Betrieb auftretenden geringen Erwärmung für schwerbelastete Fahrzeuge sowie zum Gebrauch in Gegenden mit heißem Klima.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fahrzeugreifen bestehend aus Kautschukmischungen aus natürlichem, synthetischem oder regeneriertem Kautschuk oder deren Gemischen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an lactamhaltigen Massen, z. B. Lactamen, Lactamdestillationsrückständen, bei der Polymerisation von Lactamen erhaltenen niederpolymeren Körpern, bei der Extraktion von Polymerisaten oder Polykondensaten von Lactamen oder bei der Depolymerisation von Polykondensaten oder polykondensathaltigen Mischungen gewonnenen Massen.
2. 2. Fahrzeugreifen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen vorwiegenden oder ausschließlichen Gehalt an hellen Füllstoffen, insbesondere pyrogener Kieselsäure, Kieselsäuregel, Kieselsäuregallerte, Tonerdegel, Aluminiumoxydhydrat oder Calciumsilicat oder deren Mischungen untereinander oder mit Ruß oder an Ruß.