Verstärkungslage für einen Fahrzeugluftreifen, vorzugweise für eine

Gürtelbandagenlage eines Fahrzeugluftreifens Die Erfindung betrifft eine Verstärkungslage für einen Fahrzeugluftreifen, vorzugsweise für eine Gürtelbandagenlage eines Fahrzeugluftreifens, wobei die Verstärkungslage Festigkeitsträger mit wenigstens einem Multifilamentgarn aufweist und wobei dieses wenigstens ein Multifilamentgarn aus Polyamid besteht, welches zum Großteil auf nachwachsenden Rohstoffen basiert.

Eine derartige Verstärkungslage ist aus der DE 10 2010 017 786 AI bekannt. Zur

Schonung von Umwelt und Ressourcen bei guter Produktqualität wird ein Festigkeitsträger in der Verstärkungslage eingesetzt, welcher Polyamid 10.10 enthält. Polyamid 10.10 stellt ein Polykondensationsprodukt aus 1,10-Cecamenthylendiamin und 1,10-Decandisäure dar, wobei beide Monomere aus Rizinusöl gewonnen werden. Damit basiert Polyamid 10.10 zu 100% auf natürlichen, nachwachsenden Rohstoffen und nicht auf Erdöl.

Verstärkungslagen für Fahrzeugluftreifen und deren Festigkeitsträger sind dem Fachmann in Aufbau und Material in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt.

Bei Fahrzeugluftreifen werden Garne oder Corde im Wulstbereich, als Karkassmaterial, für Gürtellagen und als Gürtelbandage eingesetzt. Die Garne oder Corde werden während der Herstellung der Reifen in eine Kautschukmischung eingebettet, um als gummierte

Festigkeitsträgerlage im Reifen eingesetzt werden zu können.

Die Gürtelbandage dient bei Fahrzeugluftreifen, insbesondere beim

Hochgeschwindigkeitseinsatz, dazu, eine Erhebung des Reifens durch die im Fahrbetrieb auftretenden Fliehkräfte zu verhindern. Sie ist bei einem Fahrzeugluftreifen, welcher im Allgemeinen eine luftundurchlässige Innenschicht, eine Festigkeitsträger enthaltende Radialkarkasse, die vom Zenitbereich des Reifens über die Seitenwände bis in den

Wulstbereich reicht und dort meist durch Umschlingen zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial außen befindlichen, Profilrillen aufweisenden Gummilaufstreifen und einen Gürtel zwischen dem Gummilaufstreifen und der Karkasse aufweist, zwischen Gürtel und Laufstreifen angeordnet. Die Gürtelbandage kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein, deckt zumindest die Gürtelränder ab und enthält parallel und im Wesentlichen in

Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger in Form von Corden, die in eine

Kautschukmischung eingebettet sind. Die Gürtelbandage wird bei der Reifenherstellung in Form von Lagen mit in eine unvulkanisierte Kautschukmischung eingebetteten

Festigkeitsträgern aufgebracht, die auf den Gürtel gewickelt oder gespult werden. Die Festigkeitsträger werden für solche Lagen in Kautschuk eingebettet, indem eine Schar von im Wesentlichen parallel liegenden fadenförmigen Festigkeitsträgern, die in der Regel thermisch und/oder zur besseren Haftung am einbettenden Gummi in dem Fachmann bekannter Art mit einer Imprägnierung vorbehandelt sind, in Längsrichtung einen Kalander oder einen Extruder zur Ummantelung mit der Kautschukmischung durchlaufen. Bei der Bombage mit bisher im Einsatz befindlichen Reifenaufbauvorrichtungen und der

Vulkanisation des Reifens dehnt sich der Reifen in der Regel im Schulterbereich durch die Erhebung um bis zu 2 % und im Mittenbereich um bis zu 4 % im Vergleich zum unvulkanisierten Rohling, wenn der Rohling auf einer flachen Trommel gewickelt wird. Somit soll der Festigkeitsträger, welcher in der Gürtelbandage eingesetzt ist,

vorteilhafterweise diese Erhebung erlauben, aber ebenfalls während der Vulkanisation des Reifens ein geeignetes Schrumpfverhalten aufweisen, um zumindest die Gürtelränder niederzudrücken.

Bisher werden als Materialien für Festigkeitsträger in Verstärkungslagen, insbesondere in Gürtelbandagen von Fahrzeugluftreifen, einerseits primär (unmittelbar) auf fossilen Rohstoffen (auf Erdöl) basierende textile Festigkeitsträger, wie beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat), Aramid und Nylon oder Hybridkorde aus deren Garnen eingesetzt. Andererseits ist es bekannt, nicht-erdölbasierte textile Festigkeitsträger aus Rayon oder Lyocell einzusetzen. Dies sind Chemiefasern aus natürlichen Polymeren, nämlich Cellulose.

Zur Schonung von Umwelt und Ressourcen ist man bestrebt, den Anteil an Rohstoffen, die auf Erdöl basieren, wie Synthesefasern, in Elastomerprodukten zu reduzieren. Dabei sollen aber gleichzeitig die vom Produkt geforderten Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

Der Einsatz von Naturfasern wie Baumwolle in der Gummiindustrie wird allerdings dadurch eingeschränkt, dass sie keine endlose Faserstruktur und eine stark schwankende Faserqualität aufweisen. Das fehlende Schrumpfverhalten von Naturfasern macht sie zudem ungeeignet für den Einsatz als Festigkeitsträger in Gürtelbandagen von

Fahrzeugluftreifen .

Polyamid 10.10 ist zwar ressourcenschonend, da zu 100% aus natürlichen nachwachsenden Rohstoffen gewinnbar, jedoch sind die Eigenschaften eines Festigkeitsträgers aus

Polyamid 10.10 in der Gürtelbandagenlage eines Fahrzeugluftreifens verbesserungswürdig. Zwei Eigenschaften des Festigkeitsträgers sind hierbei besonders erwünscht: einerseits soll das Polyamidmaterial derart gut verstreckbar sein, dass ein vorteilhafter hoher Schrumpf erhaltbar ist, andererseits soll der Modul in einem vorteilhaft hohen Bereich liegen.

Polyamid 10.10, welches im Säure- und Diaminanteil lange und weiche Ketten aufweist, ist vergleichsweise gut verstreckbar und weist daher einen erwünschten hohen Schrumpf, jedoch einen vergleichsweise nachteilig geringen Modul auf.

Polyamid 6.6 weist im Säure- und Diaminanteil mittlere Kettenlängen auf, ist ebenfalls noch gut verstreckbar und weist daher einen noch geeigneten Schrumpf und einen geeigneten Modul auf, ist aber nicht umweit- und ressourcenschonend herstellbar.

Polyamid 4.4 ist aufgrund seiner geringen Kettenlängen im Säure- und Diaminanteil vergleichsweise schlecht verstreckbar, weist daher einen eher nachteiligen geringen Schrumpf, jedoch einen vorteilhaften hohen Modul auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verstärkungslage mit Festigkeitsträgern für einen Fahrzeugluftreifen, vorzugsweise für eine Gürtelbandagenlage eines

Fahrzeugluftreifens zur Verfügung zu stellen, deren Multifilamentgarne aus Polyamid umweit- und ressourcenschonend sind und durch welche das Produkt in Bezug auf seine Qualität weiter verbessert ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Multifilamentgarn aus Polyamid 4.10 besteht. Hierdurch ist ein aus Polyamid 4.10 bestehendes Multifilamentgarn geschaffen, welches teil-biobasiert ist. Ein Monomer der beiden Monomere des Polyamid 4.10 basiert zum Großteil auf nachwachsenden Rohstoffen und nicht auf Erdöl und ist damit umweit- und ressourcenfreundlich.

Polyamide sind Polykondensationsprodukte aus Dicarbonsäuren und Diaminen. Eine wirtschaftlich bedeutende Dicarbonsäure ist die Sebacinsäure, welche beispielsweise aus Rizinusöl, gewonnen aus den Samen der Rizinzussstaude, hergestellt wird. Die„10er"- Kompontente des Polyamid 4.10 basiert auf der Sabacinsäure.

Der umweltfreundliche Charakter wird noch dadurch betont, dass die Rizinusstaude unter Bedingungen gedeiht, unter denen sie nicht in Konkurrenz zu anderen Nutzpflanzen steht. Zudem weisen Polyamid 4.10-Fasern im Vergleich zu Naturfasern eine gleichbleibende Qualität auf und sind als Endlosfasern herstellbar. Somit kann eine gleichbleibende Produktqualität sichergestellt werden und die Verarbeitungssicherheit ist gegeben.

Polyamid 4.10 zeichnet sich durch eine Polymerstruktur aus, die gut verstreckbar ist und einen geeignet hohen Schrumpf bei einem geeigneten Modul aufweist. Im Vergleich zu den übrigen Polyamiden stellt Polyamid 4.10 somit einen guten Kompromiss zwischen Schrumpf und Modul dar, welcher besonders geeignet für den Einsatz als Festigkeitsträger in einer Gürtelbandagenlage ist.

Zudem zeichnet sich Polyamid 4.10 durch ein geringes Wasseraufnahmevermögen aus, wodurch die guten Eigenschaften, wie die Bruchkraft, auch bei Feuchtigkeitseinwirkung erhalten. Zusätzlich ist von Vorteil, dass Polyamid 4.10 eine große Ähnlichkeit mit Polyamid 6.6 hat, welches in Verstärkungslagen häufig eingesetzt wird. Auf diese Weise ist ein leichter Austausch von Polyamid 6.6 (PA 6.6) durch Polyamid 4.10 (PA 4.10) unter Beibehaltung beispielsweise des verwendeten Haftsystems möglich.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die vorteilhaften Eigenschaften von PA 4.10-

Multifilamentgarnen gegenüber PA 6.6-Multifilamentgarnen:

Die Werte sind gemessen an einem unverdrehten Garn.

Der Schrumpf ist ermittelt nach ASTM D885 und ASTM D4974.

Die Kraft-Dehnungsdaten sind ermittelt nach ASTM D855M.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Festigkeitsträger ein aus wenigstens zwei verdrehten Multifilamentgamen endverdrehter Cord. Durch die Verdrehung des

Multifilamentgarnes bzw. des Cordes ist eine verbesserte Ermüdungsbeständigkeit des Festigkeitsträgers im Vergleich zu unverdrehten Festigkeitsträgern erreicht. Zweckmäßig ist es, wenn das Multifilamentgarn eine Feinheit von 100 bis 5000 dtex und eine Verdrehung von 100 bis 600 t/m aufweist. Derartige Multifilamentgarne lassen sich einfach herstellen und eignen sich zur Verwendung als Festigkeitsträger in

Fahrzeugluftreifen . Vorteilhaft ist es, wenn der Cord aus 2 oder 3 endverdrehten Multifilamentgamen besteht. In einer bestimmten Ausführung der Erfindung bestehen alle Multifilamentgarne des Cordes aus Polyamid 4.10.

In einer alternativen Ausführung der Erfindung besteht ein Multifilamentgam des Cordes nicht aus Polyamid 4.10. Es ist aber auch möglich, dass zumindest ein Multifilamentgam des Cordes nicht aus Polyamid 4.10 besteht. Es handelt sich dann um einen so genannten Hybridcord. Dieser basiert dann zumindest teilweise auf nachwachsenden Rohstoffen, ist ressourcenschonend gestaltet und bietet als weiteren Vorteil die Möglichkeit der definierten Einstellung des Cordes durch eine gezielte Materialauswahl des nicht aus Polyamid 4.10 bestehenden Games.

Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Fahrzeugluftreifen, welcher eine Verstärkungslage gemäß einer voranstehend ausgeführten Verstärkungslage aufweist. Diese

Verstärkungslage ist eine Gürtelbandagenlage oder ein Wulstverstärker, wie ein Chipper oder ein Flipper.

Fahrzeugluftreifen sind Massenprodukte, bei denen der Teil- Austausch erdölbasierter Materialien gegen Materialien, die nicht auf Erdöl basieren, zu einem besonders großen Effekt hinsichtlich der Ressourcenschonung führt. Zudem hat sich gezeigt, dass

Verstärkungslagen, enthaltend Festigkeitsträger mit Multifilamentgarnen aus Polyamid 4.10, im Reifen zu hoher Haltbarkeit führen.

Ein PKW-Reifen kann beispielsweise eine Gürtelbandagenlage aus Corden des folgenden Aufbaus aufweisen:

Variante A: Konstruktion / Material: 1400x1 / Polyamid 4.10

Endverdrehung: 100 t/m

Variante B : Konstruktion / Material: 940x2 / Polyamid 4.10

Endverdrehung: 350 t/m

Bei Corden, also bei Festigkeitsträgern mit zwei oder mehr Multifilamentgarnen ist die Garndrehung gleich der Corddrehung, nur in entgegengesetzter Richtung.