DE69928893T2

DE69928893T2 - Reifen mit einer Lauffläche die elektrisch leitenden Klammern enthält

Info

Publication number: DE69928893T2
Application number: DE69928893T
Authority: DE
Inventors: Rene Francois Reuter
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: CA2282232A1; BR9904721A; US6220319B1; JP2000118213A; EP0995617B1; EP0995617A3; CN1251813A; DE69928893D1; EP0995617A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Prozess zur Herstellung eines Kautschukreifens, der aus einer Carbon Black-verstärkten Kautschukkarkasse mit einer äußeren, umfangsgerichteten Kautschuklaufflächenkonstruktion aus einer Kautschukzusammensetzung mit einem relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand zusammengesetzt ist. Die Reifenlaufflächenkonstruktion weist elektrisch leitendes Filament auf, das durch die Laufflächenkonstruktion geheftet ist und sich zwischen der Innenfläche der Lauffläche zu ihrer Außenfläche erstreckt. Hierdurch wird ein elektrisch leitender Pfad von der Außenfläche der Lauffläche zur Karkasse des Reifens erzeugt.
In der Praxis schließt die Unterseite der Laufflächenkonstruktion an zumindest eine andere, Carbon Black-verstärkte Kautschukkomponente der Reifenkarkasse an, um dadurch einen relativ elektrisch leitenden Pfad von der Außenseite der Reifenlauffläche zur dem Wulstteil des Reifens und von dort zu einer Metallfelge, auf der montiert zu werden der Reifen gestaltet ist, zu verschaffen.
Hintergrund der Erfindung
Kautschuk-Luftreifen werden konventionell mit einer Kautschuklauffläche hergestellt, die ein Gemisch aus verschiedenen Kautschuken sein kann, die typischerweise schwefelaushärtbare, oder schwefelausgehärtete, je nachdem, dienbasierte Elastomere sind.
Manchmal werden die Laufflächen von Kautschukreifen aus einer Laufstreifenoberteil-/unterteilkonstruktion hergestellt, wobei der äußere Teil der Lauffläche das Laufstreifenoberteil ist und der darunterliegende Teil der Lauffläche zwischen dem Laufflächenoberteil und der tragenden Reifenkarkasse ihr Laufstreifenunterteil ist. Das Laufstreifenoberteil ist üblicherweise dazu gestaltet, mit dem Boden in Kontakt zu kommen und somit entsprechende Eigenschaften zu haben, und das Laufstreifenunterteil liegt im allgemeinen über der Reifenkarkasse und ist üblicherweise dazu gestaltet, das Laufstreifenoberteil zu stützen, daher nicht mit dem Boden in Kontakt zu kommen. Solche Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktionen sind den Fachleuten in der Technik wohlbekannt.
Die Kautschukzusammensetzungen für die meisten Komponenten eines Reifens sind typischerweise mit einer beträchtlichen Menge Carbon Black-Verstärkungsfüllmittel verstärkt und haben dadurch einen relativ niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand zur Dissipation von statischer Elektrizität zur Straße von einem bewegenden Fahrzeug, das solche Reifen anwendet. Man glaubt, dass solches Phänomen den Fachleuten in solcher Technik wohlbekannt ist.
Manchmal ist es jedoch erwünscht, eine Lauffläche aus einer Kautschukzusammensetzung zu verschaffen, die eine beträchtliche Menge relativ elektrisch nichtleitenden Verstärkungsfüllmittels, wie beispielsweise ausgefälltes Silika, und dadurch nur eine kleinere Menge Carbon Black-Verstärkung enthält. Eine solche Lauffläche hat einen relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand und hat daher einen Widerstand gegen Dissipation fahrzeuggenerierter statischer Elektrizität durch den Reifen zur Straße. In der Praxis kann die Kautschukzusammensetzung mit relativ hohem spezifischem elektrischem Widerstand die einheitliche Lauffläche, das Laufflächenoberteil und/oder das Laufflächenunterteil sein. Man glaubt, dass solches Phänomen den Fachleuten in solcher Technik wohlbekannt ist.
Es sind verschiedene Verfahren zur Bereitstellung von Pfaden verringerten elektrischen Widerstands zur Außenfläche eines Laufflächenoberteils vorgeschlagen worden. Siehe beispielsweise US-A- 1,797,545; 2,267,503 und 2,641,294; und die folgenden Patentveröffentlichungen: FR-A-1,198,271; 1,251,273; 1,279,913 und 1,546,488; DE-A-44 17914; CH-A-597,008 und JP-A-57-194109 und 1-293208.
Dementsprechend ist es, für eine Reifenlaufflächenkonstruktion, wo die einheitliche Laufflächenzusammensetzung, oder Kautschukzusammensetzung von Laufflächenoberteil und/oder Laufflächenunterteil, einen relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand hat, wünschenswert, einen geeigneten Pfad relativ niedrigen elektrischen Widerstands von der Außenseite der Reifenlauffläche zur Innenseite der Reifenlauffläche, oder im Fall eines Reifens mit Laufstreifenoberteil-/unterteilkonstruktion, zur Innenseite des Laufflächenoberteils oder Laufflächenunterteils, je nachdem, zu verschaffen.
EP-A-787 604 offenbart einen Luftreifen mit einer Lauffläche mit einem elektrisch leitenden Polymerstreifen als Einsatz. Der Polymerstreifen erzeugt einen elektrisch leitenden Pfad von der Außenseite der Lauffläche zur Reifenkarkasse.
FR-A-2285258 offenbart einen Luftreifen mit flexiblen Filamenten, die fadenartig durch die Lauffläche geheftet sind, um einen elektrisch leitenden Pfad zu verschaffen.
Wie hierin verwendet, werden die Begriffe "im Wesentlichen, oder quantitativ, mit Verstärkungsfüllmitteln verstärkt, die elektrisch relativ nichtleitend sind, wie beispielsweise Silika" und dergleichen im allgemeinen in Zusammenhang mit einer Reifenlaufflächen oder einem Laufflächenoberteil und/oder Laufflächenunterteil im Fall einer Lauffläche oder einer Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion verwendet, die 30 bis 100, manchmal bevorzugt 30 bis 90 ThK, elektrisch nichtleitenden Füllmittels und nur eine minimale Menge, falls überhaupt, Carbon Black enthält, wobei das Carbon Black in nicht mehr als 20 ThK vorhanden ist. Manchmal kann das Verhältnis von nichtleitendem Füllmittel zu Carbon Black zumindest 2:1 und manchmal sogar zumindest 10:1 betragen.
Mit dem Begriff "Carbon Black"-verstärkt ist gemeint, dass die Kautschukkomponenten aus dem Reifenkarkassen kautschuk, die Carbon Black-verstärkt sind, eine quantitative Menge Carbon Black-Verstärkung enthalten, normalerweise zumindest 25 ThK, und eine minimale Menge, falls überhaupt, relativ elektrisch nichtleitenden Verstärkungsfüllmittels, wie beispielsweise Silika. Das Gewichtsverhältnis von Carbon Black zu solch nichtleitendem Füllmittel könnte beispielsweise zumindest 5:1 betragen.
Eine Aufstandsfläche einer Reifenlauffläche ist derjenige Teil der Lauffläche, der mit dem Boden in Kontakt kommen soll, wenn in Gebrauch. Solche Aufstandsfläche, soweit es die Beschreibung dieser Erfindung betrifft, bezieht sich auf die Reifenlauffläche, ob der Reifen auf einer Felge oder an einem Fahrzeug unter Belastungsbedingungen aufgezogen ist oder nicht.
Der Begriff "ThK", wie hierin verwendet, und gemäß konventioneller Praxis, bezieht sich auf "Teile eines jeweiligen Materials pro 100 Gewichtsanteile Kautschuk". In der hierin vorliegenden Beschreibung werden Kautschuk, Gummi und Elastomer austauschbar benutzt.
In der hierin vorliegenden Beschreibung kann der Begriff "vulkanisiert" oder "vulkanisierbar" gelegentlich austauschbar mit den Begriffen "ausgehärtet" und "aushärtbar" benutzt werden.
Zusammenfassung und Praxis der Erfindung
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Prozess zur Herstellung eines Reifens gemäß Anspruch 1 verschafft.
Die eingehefteten Filamente können als eine Serie individueller, getrennter, nicht verbundener offener Filamentschlaufen beschrieben werden, die sich in Umfangsrichtung um die Reifenlauffläche erstrecken und die beispielsweise durch Einheften einer Vielzahl von Fasern von der Innenseite des unvulkanisierten Laufflächenmaterials zur Außenseite der Lauffläche erzeugt werden können; wobei die offenen Enden einer Filamentschlaufe an der Aufstandsfläche der mittels einer Form geformten und vulkanisierten Reifenlauffläche, die mit der Straße in Kontakt kommen soll, enden.
Solches Einheften des Filaments kann beispielsweise mit einer Heftpistole oder anderen geeigneten Maschine, die einem Fachmann in solcher Technik wohlbekannt wäre, vollzogen werden.
Ein signifikanter Aspekt des Prozesses des Einheftens des Filaments durch das unvulkanisierte Laufflächenmaterial ist, dass das Einheften spezifisch an einer gewünschten Stelle in dem Laufflächenmaterial plaziert oder positioniert werden kann, die möglicherweise zu einer Profilrippe oder einem Profilstollen wird, die bzw. der dazu entworfen ist, mit dem Boden in Kontakt zu kommen.
Dementsprechend wird ein Prozess verschafft, wobei das Einheften des Filaments in dem Laufflächenmaterial positioniert wird, indem die Krampenplazierung mit einem vorbestimmten Standort einer Reifenprofilrippe oder eines Reifenprofilstollens indiziert wird, die dazu entworfen sind, mit dem Boden in Kontakt zu kommen und gebildet zu werden, wenn die Reifenkarkassen- /Laufflächenmaterialeinheit mittels einer Form geformt und ausgehärtet wird.
In einem Aspekt der Erfindung kann der relativ isolierende (hoher spezifischer Widerstand) Kautschukzusammensetzungsteil besagter Lauffläche 30 bis 100 ThK elektrisch nichtleitender Verstärkungsfüllmittel enthalten, wie beispielsweise ausgefälltes Silika, und ab Null, oder 5 ThK bis 20 ThK, Carbon Black.
In einem Aspekt ist es manchmal zu bevorzugen, dass, für die relativ elektrisch isolierende (hoher spezifischer Widerstand) Kautschukzusammensetzung der Reifenlauffläche, das Gewichtsverhältnis von Silika zu Carbon Black, wenn Carbon Black verwendet wird, zumindest 1,2:1 und vorzugsweise zumindest 2:1, und manchmal zumindest 10:1 beträgt.
Für das Filament in dieser Erfindung können verschiedene Materialien verwendet werden, solange es elektrisch leitend ist. Beispielsweise kann solches Filament aus verschiedenen Metallen (oder Legierungen davon) bestehen, wie beispielsweise Kupfer, Stahl, messingbeschichteter Stahl und kupferbeschichteter Stahl sowie Kohlenstofffaser-Kompositmaterialien. Es kann auch in Form eines aus solchen Metallen bestehenden Drahts vorliegen.
Das Filament kann ein Monofilament sein oder es kann aus einer verdrillten (gezwirnten) Vielzahl von Filamenten bestehen. Solches Filament bzw. Filamente können zumindest eine Metallkomponente enthalten.
Beispielsweise kann es ein elektrisch leitender Metalldraht als ein Monofilament oder aus einer Vielfalt verdrillter Metallfilamente sein.
Der WDK 110-Test ist ein Verfahren zum Messen des elektrischen Widerstandes eines auf einer elektrisch leitenden Metallfelge (d.h. einer Stahlfelge) aufgezogenen Reifens. In dem Test wird die Aufstandsfläche der Reifenlauffläche gegen eine elektrisch leitende Metallplatte (d.h. eine Stahlplatte) gepresst. Platte und Felge sind mittels Kupferdrähten an ein Instrument angeschlossen. Eine Spannung wird angelegt, und der elektrische Widerstand zwischen Platte und Felge wird von einem Ohmmeter an dem Instrument abgelesen. Ein Verweis auf den WDK 110-Test findet sich in WDK Leitlinien Index (Mai 1998).
Wie hierin vorangehend ausgeführt, kann das Filament (d.h. Draht) mittels verschiedener Verfahren durch die Laufflächenkonstruktion geheftet werden, und es ist wünschenswert, dass das Filament durch eine geeignete automatisierte Maschine mechanisch eingeheftet wird, üblicherweise von der Innenseite der Laufflächenkonstruktion her.
Ohne darauf beschränkt zu sein, können verschiedene dienbasierte Elastomere und Kombinationen davon in den Reifenlaufflächenkonstruktionskomponenten (d.h. der einheitlichen Reifenlauffläche, dem Laufstreifenoberteil und Laufstreifenunterteil) verwendet werden.
Solche dienbasierten Elastomere können Homopolymere und Copolymere konjugierter Dienkohlenwasserstoffe und Copolymere konjugierter Diene und aromatischer Vinylverbindungen, wie beispielsweise Styrol und Alphamethylstyrol, umfassen. Repräsentativ für verschiedene Diene sind beispielsweise Isopren und Butadien. Repräsentativ für verschiedene Elastomere sind beispielsweise Cis-1,4-Polyisopren (natürlich und synthetisch), Cis-1,4-Polybutadien, Styrol-/Butadien-Copolymere als durch Emulsionspolymerisation hergestellte Copolymere und als durch organische Lösungsmittellösung hergestellte Copolymere, Isopren-/Butadien-Copolymere, Styrol-/Isopren-Copolymere, 3,4-Polyisopren, relativ hoch-vinylhaltiges Polybutadien mit einem Vinylgehalt von 30 bis 85 Prozent, und Styrol-/Isopren-/Butadien-Terpolymere.
In der Praxis kann der Reifen zum Teil durch Aufbauen eines extrudierten Laufflächenmaterials auf eine Kautschukreifenkarkasse konstruiert werden. Solcher Konstruktions- und Bauprozess sind den Fachleuten in solcher Technik wohlbekannt.
Die Reifeneinheit wird in einer geeigneten Form unter Bedingungen erhöhter Temperatur beispielsweise in einem Bereich von 140°C bis 180°C vulkanisiert.
Das eingeheftete elektrisch leitende Filament (d.h. ein elektrisch leitender Metalldraht) durch zumindest eine Reifenlaufflächenkomponente verschafft einen Pfad relativ niedrigen elektrischen Widerstands im Vergleich zu einer Reifenlauffläche mit relativ hohem elektrischem Widerstand und somit einen Pfad zur Dissipation statischer Elektrizität zwischen dem Boden und dem Reifenwulstbereich und von daher der Metallfelge des Fahrzeugrades, worauf der Reifen aufgezogen sein kann.
In der Praxis, nachdem die Außenseite der Reifenlauffläche bei deren Nutzung im Gebrauch verschlissen wird, sodass ein Teil des elektrisch leitfähigen Filaments ebenfalls zumindest teilweise weggeschlissen ist, wird der Pfad zur Dissipation statischer Elektrizität hierin als durch den freiliegenden Teil bzw. Teile des restlichen Filaments an der Außenseite der Lauffläche aufrechterhalten betrachtet, sodass zumindest ein Teil der Filamentenden in der Lage ist, während des Kontakts der Reifenlauffläche mit dem Boden während der Rotation des Reifens den Boden zu berühren.
Die begleitenden Zeichnungen sind zum weiteren Verständnis der Erfindung vorgesehen, obwohl nicht beabsichtigt ist, dass die Erfindung auf die Darstellung der Zeichnungen begrenzt ist.
In den Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Reifenlaufflächenmaterialkomposits von Laufstreifenoberteil- und Laufflächenunterteilkomponenten zusammen mit einem elektrisch leitenden Filament (d.h. für dieses Beispiel einem Kupferdraht), das durch das Laufflächenmaterial geheftet ist. Es versteht sich, dass alternativ das Laufflächenmaterial aus einer einheitlichen Kautschukzusammensetzung sein kann statt aus einer Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion.
2 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines mittels einer Form geformten und vulkanisierten Reifens mit einer Lauffläche mit einer Rippen- und Rillengestaltung mit einer Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion zusammen mit dem durch das Laufflächenmaterial gehefteten Filament (Draht). Es versteht sich, dass alternativ das Laufflächenmaterial aus einer einheitlichen Kautschukzusammensetzung sein kann statt aus einer Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion.
3 stellt einen Querschnitt des Laufflächenmaterials dar, genommen an Schnitt 3A-3A von 1, wobei 3 das Heften des Filaments (Draht) durch das Laufflächenmaterial abbildet.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen ist ein Querschnitt unvulkanisierten Kautschuk-Laufflächenmaterials (1) gezeigt, das Teile aufweist, die, nach dem Bauen des Reifens und beim Formen und Vulkanisieren des Reifens in einer geeigneten Form, ein Laufflächenoberteil (2) werden, das, für diese beispielhafte Zeichnung, einen hohen elektrischen Widerstand hat und normalerweise entworfen ist, um mit dem Boden in Kontakt zu kommen, ein Laufflächenunterteil (3) (wenn das Reifenlaufflächenmaterial nicht aus einer einheitlichen Kautschukzusammensetzung besteht), das unter der Lauffläche liegt, und Laufflächenflügel (4), oder was manchmal als "Miniflügel" bezeichnet wird, außenbords von sowohl Laufstreifenoberteil (2) als auch Laufstreifenunterteil (3), und die einen Teil der Seitenwand (5) überlappen. Es versteht sich, dass, alternativ, die Seitenwand (5) die Außenseite der Miniflügel (4) überlappen kann, obwohl für die Zwecke dieser Erfindung eine solche Konstruktion nicht bevorzugt wird.
Der Draht (6) ist gezeigt als durch den Körper des Laufflächenmaterials (1) und somit durch sowohl das Laufflächenunterteil (3) als auch das Laufflächenoberteil (2) geheftet, zu Krampen, deren Enden an der Außenseite der Reifenlauffläche enden. (3).
Zum Einheften des Drahts durch das Laufflächenmaterial ist der Draht (6) als von der Innenseite (10) der Laufflächenkonstruktion eingeheftet gezeigt, sodass die Enden des Drahts (11) zur Außenseite (8) des Laufflächenoberteils (2) hin freiliegen, um eine Serie unverbundener offener Schlaufen aus dem Draht (6) zu bilden. Es wird hierbei erwogen, dass der Draht (6) sich nicht über einen Teil der vorgenannten Außenseite (8) erstreckt, sondern dass individuelle, unverbundene, offene Schlaufen gebildet werden, worin nur die Enden des Drahts sich zur Außenseite (8) des Laufflächenmaterials (2) erstrecken.
Auf diese Weise, und für dieses Beispiel, wird gezeigt, dass der eingeheftete Draht einen elektrisch leitenden Pfad relativ niedrigen spezifischen elektrischen Widerstands von der Außenseite (8) des Laufflächenoberteils (2) von relativ hohem spezifischem elektrischem Widerstand zur Innenseite des Laufflächenunterteils (10) verschafft.
Während die Miniflügel (4) in 1 als individuelle Kautschukkomponenten aus dem Laufflächenmaterial (1) abgebildet sind, versteht es sich, dass die Miniflügel (4) eigentlich eine einstückige Verlängerung und dieselbe Kautschukzusammensetzung des Laufflächenunterteils (2) sein können.
Es ist zu würdigen, dass das Laufflächenoberteil (2) von 1 im Wesentlichen mit relativ nichtleitendem Verstärkungsfüllmittel verstärkt ist, wie beispielsweise, obwohl nicht darauf beschränkt, Silika, nämlich für diese Zeichnung 20 bis 90 ThK nichtleitenden Verstärkungsfüllmittels, mit nur einer kleineren Menge Carbon Black (d.h. 20 oder weniger ThK).
Somit hat das Laufflächenoberteil (2) einen relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand und dadurch verschafft der eingeheftete Draht (6) einen Pfad verringerten spezifischen elektrischen Widerstands durch das Laufflächenmaterial (1).
Für die Laufflächenkonstruktion dieses Beispiels können alle Laufflächenkomponenten, nämlich das Laufflächenunterteil (2), das Laufflächenoberteil (1) und die Miniflügel (4) in genereller Praxis beispielsweise in einem Multiplex-Extruder co-extrudiert werden, um das Laufflächenstreifen-Kompositmaterial (1) zu bilden.
Die Reifenkonstruktion wird in einer geeigneten Form geformt und vulkanisiert, um einen Reifen (12) zu bilden, wobei die Enden des eingehefteten Drahts (6) an der Außenseite einer Rippe (13) des Laufflächenoberteils (2) enden, wobei ein Beispiel der gehefteten Version in 2 gezeigt ist.
Wenn der Reifen, nachdem er auf einer geeigneten elektrisch leitenden starren Metallfelge aufgezogen und aufgeblasen wurde, und die Felge auf einem Rad eines Fahrzeugs aufgezogen wurde, über den Boden rollt, so wird, durch den vorgenannten eingehefteten Draht (6), wenn er mit der Straße in Kontakt kommt, ein Pfad zur elektrischen Dissipation zwischen der Felge zur Außenseite (8) der Rippe (13) des Laufflächenoberteils (2) und dadurch dem Boden erzeugt.
Es wird erwogen, dass, wenn die Außenseite des Laufflächenoberteils (2) an den äußeren, mit dem Boden in Kontakt kommenden Oberflächen der Profilrippe (13) abschleißt, auch ein Teil des Drahts (6) abschleißt, wobei noch stets ein Teil des Drahts (6) belassen wird, um mit der Straßenoberfläche in Kontakt zu kommen.
In der Praxis kann das Filament an Kundenwünsche angepasst werden, indem seine Durchmesser variiert werden, und durch Auswahl verschiedener Metalle, verschiedener Flexibilitäten und Kompatibilitäten mit den Kautschukzusammensetzungen, wie auch verschiedene spezifische elektrische Widerstände, etwas abhängig von den Kautschukzusammensetzungen selbst und der beabsichtigten Verwendung und Nutzung der Reifenlauffläche selbst.
Es wird hierin als eine signifikante Neuheit betrachtet, dass das Konzept des Einheftens des elektrisch leitenden Filaments durch das Laufflächenmaterial keine signifikanten Einbußen an Reifenlaufflächenmaterial-Extrusionsfähigkeiten einbringt, minimale, falls überhaupt, Kompromisse für die Reifenlaufflächenkautschukzusammensetzungen und ohne komplizierte zusätzliche Reifenbauschritte (Aufbau des Reifens auf die Reifenkarkasse).
Ein weiterer Aspekt der Neuheit dieser Erfindung ist, dass sie eine Flexibilität in sowohl der Positionierung des eingehefteten Filaments in vorgeschriebene Stellen über die Breite der Lauffläche als auch in Umfangsrichtung um den Außenumfang der Lauffläche ermöglicht.
In der Praxis, während verschiedene elektrisch nichtleitende Verstärkungsfüllmittel für die Reifenlaufflächenkomponente(n) verwendet werden können, ist Silika beispielhaft für solche Füllmittel, obwohl es sich versteht, dass es nicht beabsichtigt ist, dass die Praxis dieser Erfindung auf Silikas als das einzige geeignete nichtleitende Verstärkungsfüllmittel beschränkt ist.
Repräsentativ für Silikafüllmittel, als Beispiel und nicht einschränkend gedacht, sind ausgefällte Silikas. Die Verwendung solcher Silikas bei der Verstärkung von Kautschukzusammensetzungen ist den Fachleuten in solcher Technik wohlbekannt.
Repräsentativ für verschiedene ausgefällte Silikas sind die, beispielsweise und ohne Einschränkung, von PPG Industries unter dem Markennamen Hi-Sil mit Bezeichnungen 210, 243 usw. erhältlichen; von Rhone-Poulenc erhältliche Silikas wie beispielsweise Zeosil 1165 MP und von der Degussa AG mit Bezeichnungen wie beispielsweise VN2, VN3 und BV3370GR, und von J. M. Huber als Zeopol 8746 erhältliche Silikas.
Wenn Silikaverstärkung, insbesondere quantitative Silikaverstärkung, für eine Kautschukreifenlauffläche erwünscht ist, wird konventionellerweise partikelförmiges ausgefälltes Silika mit einem Kopplungsmittel, oder dasjenige, worauf manchmal als "Silikakoppler" verwiesen wird, verwendet.
Verbindungen, die in der Lage sind, sowohl mit der Silikaoberfläche als auch dem Kautschukelastomermolekül zu reagieren, auf eine Weise, dass das Silika veranlasst wird, einen Verstärkungseffekt auf den Kautschuk zu haben, sind den Fachleuten in solcher Technik allgemein bekannt, da Kopplungsmittel oder Koppler oft verwendet werden.
Zahllose Kopplungsmittel werden zur Anwendung bei der Kombination von Silika und Kautschuk gelehrt, wie beispielsweise Silankopplungsmittel, die eine Polysulfidkomponente oder -struktur umfassen, wie beispielsweise Bis-(3-Trialkoxysilylalkyl)polysulfide, wo die Alkylradikale der Alkoxygruppen vorzugsweise aus Methyl- und Ethylradikal gewählt werden, die Alkylradikale für die Silylalkylkomponente vorzugsweise aus Ethyl-, n-Propyl- und Butylradikalen gewählt werden.
Der Reifen kann mittels verschiedener Verfahren gebaut, geformt, mittels einer Form geformt und ausgehärtet werden, die den Fachleuten in solcher Technik leicht deutlich werden.
Die Erfindung kann unter Verweis auf die nachfolgenden Beispiele besser verstanden werden, worin die Anteile und Prozentsätze gewichtsbezogen sind, wenn nicht anderweitig angedeutet.
BEISPIEL I
Dieses Beispiel wird vorgelegt, um ein Konzept der Erfindung zu illustrieren.
Die Proben A und B, wobei Probe A eine Kontrolle ist, sind ein co-extrudiertes Laufflächenmaterial von Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion und entsprechende Kautschuk-Luftreifen (A und B) von Typ und Größe 265/35R18 mit solchen Laufflächenmaterialien. Alle Reifen haben identische Carbon Black-verstärkte Kautschukkarkassen mit zugehörigen Wülsten und Seitenwänden.
Alle Laufflächen haben dieselbe vulkanisierte Laufflächengestaltung, oder Oberflächenkonfiguration, von Stollen und Rillen.
Insbesondere und für dieses Beispiel haben die Reifen A und B eine Laufflächenkonstruktion, bestehend aus einer Co-Extrusion von (i) einem Laufflächenoberteil und (ii) einem Laufflächenunterteil; wobei der Laufstreifenoberteilkautschuk quantitativ mit Silika verstärkt ist und eine minimale Menge Carbon Black enthält und wobei das Laufstreifenunterteil quantitativ mit Carbon Black verstärkt ist.
Eine Vielfalt von Krampen aus einem elektrisch leitenden Monofilament ist durch die Probe B, von deren Innenseite her, geheftet, wobei die Enden des Filaments an der Außenseite der Probe B beendet und freiliegend belassen werden, bevor die Probe B auf eine Reifenkarkasse aufgebaut wird, gleichartig 3.
Das Filament hat einen Durchmesser von 0,1 bis 0,5 Millimetern.
Alle Reifen haben, nach der Vulkanisation in einer geeigneten Form, eine Lauffläche mit einer Rippen- und Rillenkonfiguration und die Krampen sind in der Laufflächenrippe positioniert.
Auf diese Weise wird mittels der Krampen ein Pfad verringerten elektrischen Widerstands von der Außenseite der Lauffläche (d.h. der Laufflächenrippe) zu der Innenseite der Lauffläche, und dadurch zu einer Carbon Black-verstärkten Reifenkarkasse, die die Lauffläche trägt, verschafft.
Die Zusammensetzung für das Laufflächenoberteil enthält die in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigten Materialien. Das Laufflächenunterteil besteht aus Naturkautschuk, Cis-1,4-Polybutadien und ist mit Carbon Black verstärkt.
Die vorgenannten co-extrudierten Laufflächen werden auf geeignete Weise auf die Reifenkarkassen aufgebaut und die Einheit davon wird in einer Reifenform auf einer Temperatur von 160°C 15 Minuten lang vulkanisiert, um ausgehärtete Luftreifen mit Laufflächenkonfigurationen aus Rippen und Rillen zu bilden.

1) Durch Emulsionspolymerisation hergestelltes SBR von The Goodyear Tire & Rubber Company mit einem Styrolgehalt von 40 Prozent.
2) Isopren-/Butadien-Copolymerelastomer mit einer Tg von –45°C und einem Isoprengehalt von 50 Prozent, ein Produkt von The Goodyear Tire & Rubber Company.
3) Cis-1,4-Polybutadienkautschuk, als BUDENE^® 1207 von The Goodyear Tire & Rubber Company erhältlich.
4) Naturkautschuk (Cis-1,4-Polyisopren).
5) Kautschukverarbeitungsöl als 9,4 Anteile in dem E-SBR darstellend, wo die Menge an E-SBR oben mit einem Trockengewicht (ohne das Öl) angegeben ist, und zusätzlich werden 15 Teile zusätzliches Kautschukverarbeitungsöl, Weichmacher, Harze und Wachse zugesetzt.
6) vom Di-Arylparaphenylendiamin- und Dihydrotrimethylchinolintyp.
7) Ein Silika, erhältlich als Zeosil 1165 MP von Rhone-Poulenc.
8) Erhältlich als Bis-(3-Triethoxysilylpropyl)-tetrasulfid (50% aktiv), kommerziell erhältlich als X50S von der Degussa AG als ein 50:50-Gemisch des Tetrasulfids mit N330 Carbon Black (somit als 50% aktiv angesehen).

Es wird hierin in Betracht gezogen, dass demonstriert wird, dass ein Pfad verringerten elektrischen Widerstands durch eine Reifenlauffläche durch die Verwendung von Krampen aus einem elektrisch leitenden Filament verschafft werden kann.

Claims

Ein Prozess zur Herstellung eines Reifens, dadurch gekennzeichnet, dass er folgendes umfasst: (A) Einheften eines elektrisch leitenden Filaments durch ein Kautschuklaufflächenmaterial einer einheitlichen Zusammensetzung oder einer Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion, um eine Vielzahl unverbundener, beabstandeter, offener Schlaufen des Filaments zu bilden, und wobei, für besagte Schlaufen, ein Segment besagten Filaments in einer Schlaufe sich über einen Teil der Innenfläche des Laufflächenmaterials erstreckt; wobei die Enden des eingehefteten Filaments in einer Schlaufe an der Außenfläche des Laufflächenmaterials enden, (B) Anbringen besagten, mit Krampen versehenen Laufflächenmaterials an einer Carbon Black-verstärkten Kautschuk-Reifenkarkasse, um eine Einheit daraus zu bilden, (C) Formen und Aushärten der resultierenden Einheit in einer geeigneten Form auf einer Temperatur von 150°C bis 185°C, um einen Reifen zu bilden, der besagte Vielzahl unverbundener, beabstandeter Krampen in seinem Laufflächenteil um den Außenumfang des Reifens herum und sich von der Außenseite seiner Lauffläche zu seiner darunterliegenden Karkasse erstreckend, aufweist.
Der Prozess gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einheften des Filaments positioniert wird, indem die Krampenplazierung an einem vorbestimmten Standort in dem Laufflächenmaterial indiziert wird, wo eine Reifenlaufflächenrippe oder ein Reifenlaufflächenstollen, die dazu entworfen sind, mit dem Boden in Kontakt zu kommen, geformt werden soll, wenn die Reifenkarkassen-/Laufflächenmaterialeinheit geformt und ausgehärtet wird.
Der Prozess gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament ein Monofilament ist.
Der Prozess gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Filament aus zumindest einem von Kupfer, Stahl, messingbeschichtetem Stahl, kupferbeschichtetem Stahldraht oder aus einem Carbon Black-Kompositmaterial besteht.
Der Prozess gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Lauffläche aus einer einheitlichen Kautschukzusammensetzung ist, die weniger als 20 ThK Carbon Black enthält.
Der Prozess gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Lauffläche aus einer einheitlichen Kautschukzusammensetzung ist, die weniger als 20 ThK Carbon Black enthält, und wobei besagtes Filament ein Monofilament oder eine Vielzahl gezwirnter Filamente ist, die zumindest eine Metallkomponente enthalten.
Der Prozess gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Lauffläche eine Laufstreifenoberteil-/-unterteilkonstruktion hat, wobei besagte Laufflächenoberteilkautschukzusammensetzung weniger als 20 ThK Carbon Black enthält.