Verstärkungslage für Gegenstände aus elastomerem Material, vorzugsweise für Fahrzeugluftreifen und Fahrzeugluftreifen als Solcher Die Erfindung betrifft eine gummierte Verstärkungslage für Gegenstände aus elastomerem Material, vorzugsweise für Fahrzeugreifen, wobei die Verstärkungslage eine Vielzahl an parallelen und beabstandet zueinander angeordneten Festigkeitsträgern aufweist, wobei jeder Festigkeitsträger ein Cord ist, welcher aus wenigstens zwei verdrehten

Multifilamentgamen aus Polyamid 6.6 endverdreht ist. Die Erfindung betrifft femer einen Fahrzeugluftreifen, enthaltend diese Verstärkungslage.

Verstärkungslagen für Gegenstände aus elastomerem Material wie beispielsweise technische Gummiprodukte und Fahrzeug(luft)reifen haben größte Bedeutung und sind dem Fachmann im Allgemeinen bekannt. Die Verstärkungslagen weisen eine Vielzahl an verstärkenden, fadenförmigen Elementen, den sogenannten Festigkeitsträgem, auf. Diese sind vollständig in elastomeres Material eingebettet. Die Festigkeitsträger dieser

Verstärkungslagen weisen beispielsweise die Form von Geweben oder kalandrierten, endlos gespulten Festigkeitsträgem auf. Bei Fahrzeugluftreifen werden Corde als Festigkeitsträger beispielsweise im Wulstbereich, als Karkassmaterial, für Gürtellagen und in der Gürtelbandage eingesetzt.

Ein Cord besteht im Rahmen dieser Anmeldung aus wenigstens 2 miteinander verdrehten Multifilamentgamen. Die Gürtelbandage dient bei Fahrzeugluftreifen und 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 Laufstreifen und einen Gürtel, 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, Streifen oder Einzelfestigkeitsträgern 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 beispielsweise 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. Oder aber es werden

Festigkeitsträger verwendet, die klebrig imprägniert sind und ohne eine kalandrierte Haftmischung verarbeitet werden können. Bei der Bombage 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 dieser Rohling auf einer flachen Trommel gewickelt wird. Somit soll der

Festigkeitsträger, welcher in der Gürtelbandage eingesetzt ist, vorteilhafterweise diese Erhebung erlauben, also anfangs mit geringerem Kraftaufwand gedehnt werden können, jedoch nach dieser Anfangsdehnung bis 4% für die Hochgeschwindigkeitstauglichkeit mit nur höherem Kraftaufwand gedehnt werden können. In einem Kraft-Dehnungsdiagramm soll der Festigkeitsträger demnach bis zu einer Dehnung von 4% einen flacheren Verlauf und anschließend einen steileren Verlauf aufweisen. Die Gürtelbandage ist ein- oder mehrlagig ausgebildet, deckt die Gürtelränder ab und weist parallel und etwa in Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger in Form von in Gummi eingebetteten Corden auf.„Etwa in Umfangsrichtung" meint einen Winkel von 0° bis 5° in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung.

Aus der WO 2014182265 AI ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, welcher in der

Gürtelbandage Festigkeitsträger aus Polyamid 6.6 aufweist.

Aus der US 3,343,363 A sind getwistete Polyamid 6.6 -Filamente, -Garne und -Corde als Festigkeitsträger als Verstärkungsmaterial für Reifen bekannt, welche einen Anfangsmodul zwischen 25 und 60 g/d und eine feinheitsbezogene Festigkeit (Tenacity) größer als 7.0 g/d bei Raumtemperatur aufweisen. Die Werte des Anfangsmoduls sind ermittelt nach ASTM A1380-61T. Aus der US 3,849,976 A sind Polyamid 6.6 -Corde mit zwei oder mehr

Multifilamentgarnen mit einem L ₅ -Modul größer als 60 g/d als Verstärkungsmaterial für Reifen bekannt, welche durch Verstreckung unter hohen Spannungen bei hohen

Temperaturen erhalten sind. Aus der US 4,284,117 A sind verdrehte Nylon-, Polyester-, Rayon- und Aramidgarne als Festigkeitsträger der Gürtelbandage von Fahrzeugluftreifen bekannt.

Die US 5,115,853 A offenbart Nylon-Corde der Konstruktion 420 d x 2 (470 dtex x 2) mit einer Cordverdrehung, welche geringer als 276 t/m ist und welche in der Gürtelbandage von Fahrzeugluftreifen verwendet sind.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Anfangsmodul oder LÄSE (Load At Specified Elongation) von Polyamid-Corden zu erhöhen, indem diese bei vergleichsweise hohen Temperaturen heißverstreckt werden. Um die hierdurch erhaltenen Eigenschaften auch nach der Relaxation (konditioniert mit freien geschnittenen Enden unter

Laborbedingungen) zu erhalten, war es bisher notwendig, die PA 6.6 -Garne oder -Corde Temperaturbedingungen höher als 250°C auszusetzen. Nachteilig ist jedoch, dass die Corde unter den vorstehenden Bedingungen rigide/spröde werden und daher schneller bei Beanspruchung auf Druck- und Biegewechsel ermüden. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verstärkungslage für Gegenstände aus elastomerem Material bereitzustellen, welche Festigkeitsträger aus Polyamid 6.6 mit einem ab 4% Dehnung vergleichbar hohen Modul aufweist, welche jedoch ermüdungsbeständiger in Bezug auf Druck- und Biegewechselbeanspruchung sind. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, der eine vorgenannte

Verstärkungslage aufweist und welcher verbesserte Hochgeschwindigkeitseigenschaften und einen verbesserten Rollwiderstand aufweist.

Die Aufgabe wird in Bezug auf die Verstärkungslage dadurch gelöst, dass das Rohgarn aus Polyamid 6.6 eine feinheitsbezogene Festigkeit aufweist, welche bei einer Dehnung von 4% in einem Bereich von 1,35 cN/dtex bis 1,60 cN/dtex liegt, dass der Cord eine feinheitsbezogene Festigkeit aufweist, welche bei einer Dehnung von 4% in einem Bereich von 1,2 cN/dtex bis 2 cN/dtex liegt und dass der Cord einen Heiß schrumpf bei 177° in einem Bereich von 4,0% - 7,0% aufweist, wobei die feinheitsbezogene Festigkeit nach ASTM D885-16 und der Heißschrumpf bei 177°C unter einer Vorspannung von 0,045 g/dtex mit zwei Minuten Expositionszeit ermittelt sind.

„Rohgarn" meint ein Multifilamentgarn, welches noch nicht heißverstreckt ist.

„Cord" meint Festigkeitsträger mit Multifilamentgarnen, welche den Prozess der

Heißverstreckung incl. Imprägnierung bereits durchlaufen haben.

Es ist eine Verstärkungslage geschaffen, deren Corde aus Polyamid 6.6 bei einer Dehnung von 4% einen höhen E-Modul als vergleichbare Corde aufweisen, welche aber

ermüdungsbeständiger in Bezug auf Druck- und Biegewechselbeanspruchungen sind. Diese Eigenschaften eignen sich insbesondere für den Einsatz dieser Verstärkungslage in einem Fahrzeugreifen, insbesondere als Gürtelbandage, da die erforderliche Dehnung bis ca. 3% für die Reifenherstellung weiterhin erhalten ist, während bei höheren Dehnungen höhere Kräfte aufgebracht werden müssen, welches für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Reifens vorteilhaft ist.

Die nachfolgenden Vergleichswerte der feinheitsbezogenen Festigkeit eines

Festigkeitsträgers aus Polyamid 6.6 der Konstruktion 1400x2 bei 4% Dehnung zeigen den Vorteil einer höheren feinheitsbezogenen Festigkeit des Festigkeitsträgers (B), der in einer erfindungsgemäßen Verstärkungslage eingesetzt ist im Vergleich zu einem Standard- Festigkeitsträger (A) in einer Verstärkungslage des Standes der Technik:

Tab.l

Überraschenderweise werden die Corde aus Polyamid 6.6 für die erfindungsgemäße Verstärkungslage dadurch erhalten, dass das verwendete Rohgarn aus Polyamid 6.6 eine feinheitsbezogene Festigkeit aufweist, welche bei einer Dehnung von 4% in einem Bereich von 1,35 cN/dtex bis 1,60 cN/dtex liegt und dass dieses Rohgarn in einem Bereich größer als 5% und kleiner als 12% bei Temperaturen zwischen 230°C und 250°C verstreckt wird und auf geeignete Spulen mit einer Spannung zwischen 150g und 500g pro

Festigkeitsträger aufgespult wird. Hierdurch bleiben die durch den Verstreckprozeß erzielten Eigenschaften auch bei dem auf die Spule aufgewickelten Festigkeitsträger erhalten, da dem Festigkeitsträger eine Relaxation nicht erlaubt ist und ohne die

Relaxation, welche immer einen Modul- Verlust bedeutet, im Reifen eingesetzt werden können.

Die Kraft-Dehnungsdaten der Corde sind gemäß D885-16 bestimmt, nach der

Konditionierung der Garne auf Spulen für 24 Stunden bei 24°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55%. Nach der Konditionierung sind die Corde innerhalb von 1 Minute getestet, nachdem sie von der Spule abgewickelt worden sind. Diese Corde weisen eine feinheitsbezogene Festigkeit bei 4% Dehnung von 1,2 cN/dtex bis 2,0 cN/dtex und ein Heißschrumpf bei 177°C von 4% bis 7% auf. Die

feinheitsbezogene Festigkeit bei 4% Dehnung von 1,2 cN/dtex bis 2,0 cN/dtex entspricht einem Modul von 30,6 g/dtex bis 51 g/dtex (34 g/d bis 56,7 g/d).

Die Modul- Werte sind folgendermaßen berechnet: feinheitsbezogene Festigkeit bei 4% Dehnung x 25, um die erforderliche feinheitsbezogene Festigkeit für 100% Dehnung zu erhalten. Die feinheitsbezogene Festigkeit bei 4% Dehnung [cN/dtex] ist: Zugkraft bei 4% Dehnung [cN] / Feinheit [dtex], wobei die Feinheit des gesamten Festigkeitsträgers herangezogen ist.

Die Feinheit des gesamten Festigkeitsträgers errechnet sich aus der Summe der Feinheiten der Multifilamentgarne des Cordes. Beispiel: Ein Cord der Konstruktion 700dtex x 2 weist eine Feinheit des gesamten Festigkeitsträgers von 1400 dtex auf.

Der Heißschrumpf von Garnen bzw. Corden ist ermittelt mit einem Schrumpfmessgerät vom Hersteller Testrite unter einer Vorspannung von 0,045 g/dtex bei 177°C mit 2 Minuten Expositionszeit.

Zweckmäßig ist es, wenn das Rohgarn aus Polyamid 6.6 eine feinheitsbezogene Festigkeit aufweist, welche bei einer Dehnung von 4% in einem Bereich von l,35cN/dtex bis 1,50 cN/dtex liegt. Würden die Kräfte noch höher sein, könnten diese zu Problemen beim Einformen führen.

Zweckmäßig ist es, wenn der Cord eine Feinheit von 300 bis 4000 dtex aufweist. Dieser Feinheitsbereich stellt einen vorteilhaften Kompromiss bezüglich Festigkeit einerseits und Rollwiderstand bzw. Kosten andererseits dar. Wäre die Feinheit zu gering, d.h. das Multifilamentgarn zu dünn, wäre eine zu geringe Festigkeit erhalten. Wäre das Multifilamentgarn zu dick, wäre dieses nachteilig für den Rollwiderstand des Reifens und nachteilig bezüglich der Kosten.

Vorteilhaft ist es, wenn der Twistfaktor α des Cordes in einem Bereich von 100 bis 250, vorzugsweise in einem Bereich von 120 bis 180 liegt, wobei α = Twist [t/m] · (Feinheit [tex]/ 1000) ^{1 2} . Der Twistfaktor ist ein Maß für die Endverdrehung pro Meter des Cordes, bezogen auf die Feinheit des Cordes. Der Twistfaktor ist ein Maß für die Drehung pro Meter des Multifilamentgarens, bezogen auf die Feinheit des Multifilamentgarnes. Dieser Twistfaktor stellt einen vorteilhaften Kompromiss bezüglich Ermüdungsbeständigkeit und Festigkeit dar. Ein geringerer Twistfaktor wäre nachteilig in Bezug auf die

Ermüdungbeständigkeit, ein höherer Twistfaktor würde eine geringere Festigkeit des Festigkeitsträgers bedeuten.

Zweckmäßig ist es, wenn der Cord die Konstruktion x2 oder x3 aufweist. Ein Cord aus 2 oder 3 Garnen weist eine bessere Ermüdungsbestündigkeit als ein verdrehtes

Multifilamentgarn auf. Bei Konstruktionen höher als x3 nehmen die Twistkosten nachteilig stark zu, während andere Eigenschaften, wie beispielsweise die feinheitsbezogenen Festigkeit nachteilig abnehmen können. In einer ersten besonders geeigneten Ausführung der Erfindung ist jeder Festigkeitsträger der Verstärkungslage ein Cord aus zwei miteinander verdrehten Multifilamentgarnen mit je einer Garnfeinheit von 1400 dtex. Der Cord weist somit die Konstruktion 1400x2 auf. Der Cord weist eine feinheitsbezogene Festigkeit auf, die bei einer Dehnung von 4% in einem Bereich von 1,3 cN/dtex bis 1,4 cN/dtex liegt. Die Corde sind vorzugsweise in einer Dichte von 90 epdm in der Verstärkungslage angeordnet. Durch den im Vergleich zum Stand der Technik erhöhten Modul des PA6.6-Cordes kann dieser in einer geringeren Dichte in der Verstärkungslage angeordnet sein, wodurch die Herstellung dieser Lage einfacher wird und ebenfalls ein Kostenvorteil aufgrund des verringerten Einsatzes an Festigkeitsträgern erreicht ist. Es besteht ebenfalls ein geringeres Risiko, dass das Halbzeug beim Schneiden in die benötigte Streifenbreite beschädigt wird. In einer zweiten besonders geeigneten Ausführung der Erfindung ist jeder Festigkeitsträger der Verstärkungslage ein Cord aus zwei miteinander verdrehten Multifilamentgarnen mit je einer Garnfeinheit von 470 dtex. Der Cord weist somit die Konstruktion 470x2 auf. Der Cord weist eine feinheitsbezogene Festigkeit auf, die bei einer Dehnung von 4% in einem Bereich von 1,6 cN/dtex bis 1,7 cN/dtex liegt. Die Corde sind vorzugsweise in einer Dichte von 90 bis 100 epdm in der Verstärkungslage angeordnet. Durch den im Vergleich zum Stand der Technik erhöhten Modul des PA6.6-Cordes kann dieser in einer geringeren Dichte in der Verstärkungslage angeordnet sein, wodurch die Herstellung dieser Lage einfacher wird und ebenfalls ein Kostenvorteil aufgrund des verringerten Einsatzes an Festigkeitsträgern erreicht ist. Es besteht ebenfalls ein geringeres Risiko, dass das

Halbzeug beim Schneiden in die benötigte Streifenbreite beschädigt wird.

In einer dritten besonders geeigneten Ausführung der Erfindung ist jeer Festigkeitsträger der Verstärkungslage ein Cord aus zwei miteinander verdrehten Multifilamentgarnen mit je einer Garnfeinheit von 350 dtex. Der Cord weist somit die Konstruktion 350x2 auf. Der Cord weist eine feinheitsbezogene Festigkeit auf, die bei einer Dehnung von 4% bei 1 ,9 cN/dtex liegt. Die Corde sind vorzugsweise in einer Dichte von 110 bis 130 epdm in der Verstärkungslage angeordnet sind. Durch den im Vergleich zum Stand der Technik erhöhten Modul des PA6.6-Cordes kann dieser in einer geringeren Dichte in der

Verstärkungslage angeordnet sein, wodurch die Herstellung dieser Lage einfacher wird und ebenfalls ein Kostenvorteil aufgrund des verringerten Einsatzes an Festigkeitsträgern erreicht ist. Es besteht ebenfalls ein geringeres Risiko, dass das Halbzeug beim Schneiden in die benötigte Streifenbreite beschädigt wird. Vorteilhaft ist es, wenn die Verstärkungslage eine Gürtelbandagenlage ist, wobei die

Festigkeitsträger in Form von gummierten Gewebestreifen oder als gummiertem Gewebe gewickelt sind oder in Form von Einzel-Corden oder als gummierte Streifen, welche mehrere parallele Einzel-Corde aufweisen, spiralig gespult ist. Der Polyamid 6.6 -Cord ist aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften besonders für den Einsatz in einer

Gürtelbandage geeignet. Die Verstärkunglage kann aber alternativ ebenfalls ein Wulstverstärker wie ein Chipper oder Flipper sein.

Die Erfindung wird in Bezug auf den Fahrzeugluftreifen gelöst, indem dieser eine vorbeschriebene gummierte Verstärkungslage aufweist. Der Fahrzeugluftreifen weist einen verbesserten Rollwiderstand auf. Bei einer höheren Festigkeitsträgerdichte in der

Verstärkungslage weist der Fahrzeugluftreifen ebenfalls eine verbesserte

Hochgeschwindigkeitsperformance auf.

Es wurden Reifentests mit einem PKW-Reifen der Dimension 225/45 R17 durchgeführt, wobei die Gürtelbandage aus 2 gespulten Verstärkungslagen besteht. Es wurden baugleiche PKW-Reifen für diese Tests herangezogen, lediglich die Gürtelbandage variiert. Die erfindungsgemäßen Verstärkungslagen weisen Festigkeitsträgern aus Polyamid 6.6 der Konstruktion 1400x2 auf, welche in einer Dichte von 90 epdm in der Verstärkungslage angeordnet sind. Als Vergleich wurden Verstärkungslagen des Standes der Technik getestet, welche Festigkeitsträger aus Standard-Polyamid 6.6 der Konstruktion 1400x2 in einer Dichte von 110 epdm aufweisen. Die nachfolgende Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse dieser Tests:

Tab. 2

Es ist ersichtlich, dass die Festigkeit bei 4% Dehnung der erfindungsgemäßen

Verstärkungslage trotz einer deutlich geringeren Dichte an Festigkeitsträgern etwa gleich hoch ist wie bei der Verstärkungslage des Standes der Technik. Ebenfalls ist ersichtlich, dass Vorteile hinsichtlich des Rollwiderstandes erzielt sind. Der Referenzreifen des Standes der Technik weist einen Rollwiderstand von 100% auf, während der Reifen mit der erfindungsgemäßen Verstärkungslage 101,3% erreicht hat. Höhere %- Werte stehen für einen besseren Rollwiderstand.