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Title:
REINFORCING PLY FOR ARTICLES CONSISTING OF AN ELASTOMERIC MATERIAL, AND VEHICLE PNEUMATIC TYRES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/141423
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rubberised reinforcing ply (1) for articles consisting of an elastomeric material, preferably for vehicle tyres, said reinforcing ply (1) comprising a plurality of parallel textile tyre cords (2) arranged at a distance from each other, each textile tyre cord (2) consisting of at least one twisted multifilament yarn and the textile tyre cord (2) does not consist of the material rayon. The reinforcing ply (1) satisfies the following condition:(D2/E0) in mm corresponds to a value of between 0.22 mm and 0.38 mm; and the reinforcing ply (1) has a strength of > 10 kN/dm, D being the diameter of the textile tyre cord (2) in mm and measuring between 0.38 mm and 0.52 mm, and E0 = 100/epdm.

Inventors:
KRAMER, Thomas (32049 Herford, 32049, DE)
Application Number:
EP2018/083256
Publication Date:
July 25, 2019
Filing Date:
December 03, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH (Vahrenwalder Str. 9, Hannover, 30165, DE)
International Classes:
B60C9/00; B29C70/20; B60C9/04; B60C9/20; B60C9/22
Domestic Patent References:
WO2011082844A12011-07-14
WO2017211546A12017-12-14
Foreign References:
EP0908329B12003-04-02
EP0374356A21990-06-27
DE3877117T21993-05-27
EP0908329B12003-04-02
Attorney, Agent or Firm:
FINGER, Karsten (Continental Aktiengesellschaft, Intellectual PropertyPostfach 169, Hannover, 30001, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Gummierte Verstärkungslage (1) für Gegenstände aus elastomerem Material, vorzugsweise für Fahrzeugreifen, wobei die Verstärkungslage (1) eine Vielzahl an parallelen und beabstandet zueinander angeordneten textilen Festigkeitsträgem (2) aufweist, wobei jeder textile Festigkeitsträger (2) aus wenigstens einem verdrehten Multifilamentgam besteht und wobei der textile Festigkeitsträger (2) nicht aus dem Material Rayon besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,

dass die Verstärkungslage (1) folgender Bedingung genügt:

(D2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,22 mm bis 0,38 mm,

und dass die Verstärkungslage (1) eine Festigkeit von 10 kN/dm < x < 25 kN/dm aufweist,

wobei D der Durchmesser des textilen Festigkeitsträgers (2) in mm ist und in einem Bereich von 0,38 mm bis 0,52 mm liegt und

wobei Eo = lOO/epdm ist.

2. Verstärkungslage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungslage (1) folgender Bedingung genügt:

(D2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,31 mm bis 0,38 mm.

3. Verstärkungslage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger (2) einen Durchmesser (D) in einem Bereich von 0,38 mm bis 0,45 mm, bevorzugt in einem Bereich von 0,42 mm bis 0,45 mm aufweist.

4. Verstärkungslage (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Verstärkungslage (1) eine Festigkeit von 11 kN/dm < x < 14 kN/dm aufweist.

5. Verstärkungslage (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger (2) ein aus zwei miteinander verdrehten Multifilamentgamen bestehender Kord (2) ist und dass die Festigkeitsträger (2) in einer Dichte in einem Bereich von 150 epdm bis 220 epdm, vorzugsweise in einem Bereich von 170 epdm bis 180 epdm in dieser Verstärkungslage (1) angeordnet sind.

6. Verstärkungslage (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeitsträger (2) aus dem Material PET, PEN oder aus aliphatischen Polyamiden, wie beispielsweise Nylon PA 66, PA46, PA6 oder aus aromatischen Polyamiden, wie beispielsweise p-Aramid, m-Aramid, PBO oder aus Kombinationen der vorgenannten Materialien bestehen.

7. Verstärkungslage (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord (2) die Konstruktion 550dtex x2 mit einem Durchmesser (D) von 0,45 mm aufweist, wobei beide Game aus PET bestehen und in einer Dichte von 175 epdm in dieser Verstärkungslage (1) angeordnet sind und dass die Verstärkungslage (1) eine Festigkeit von etwa 11,38 kN/dm aufweist.

8. Verstärkungslage (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord (2) die Konstruktion 630x2 mit einem Durchmesser (D) von 0,51 mm aufweist, wobei beide Game aus PET bestehen und in einer Dichte von 175 epdm in dieser Lage angeordnet sind und die Verstärkungslage eine Festigkeit von etwa 13 kN/dm aufweist.

9. Fahrzeugluftreifen, welcher mindestens eine Verstärkungslage (1) nach einem oder nach mehreren der vorangehenden Ansprüche aufweist.

10. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungslage (1) eine Karkasse und/oder eine Gürtelbandage und/oder ein Wulstverstärker ist.

11. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Gürtellage aus gummierten Festigkeitsträgem aufweist, welche der nachfolgenden Bedingung genügt:

(D2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,07 mm bis 0,43 mm und dass die Verstärkungslage eine Festigkeit von 16,5 kN/dm <X< 55 kN/dm aufweist, wobei D der Durchmesser des Festigkeitsträgers in mm ist und wobei Eo = lOO/epdm ist.

12. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Festigkeiten aus der Verstärkungslage (1) mit textilen

Festigkeitsträgem und der Gürtellage > 40 kN/dm ist.

13. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger der Gürtellage aus wenigstens einem

Stahlfilament besteht, welches einen Durchmesser in einem Bereich von 0,26 mm bis 0,35 mm aufweist und dass die Verstärkungslage eine Festigkeit von 22 kN/dm <X< 37 kN/dm aufweist.

14. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, dass der Festigkeitsträger der Gürtellage die Konstruktion 1x0,30 mm oder 2x0,30 mm aufweist und in einer Dichte in einem Bereich von 80 bis 120 epdm angeordnet ist, vorzugsweise der Festigkeitsträger der Konstruktion 1x0,30 mm in einer Dichte von 110 epdm in der Gürtellage angeordnet ist und dass deren Festigkeit von etwa 24 kN/dm beträgt oder dass der Festigkeitsträger der Konstruktion 2x0,30 mm in einer Dichte von 80 epdm in der Gürtellage angeordnet ist und dass deren Festigkeit etwa 35 kN/dm beträgt.

Description:
Beschreibung

Verstärkungslage für Gegenstände aus elastomerem Material und Fahrzeugluftreifen

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 textilen Festigkeitsträgem aufweist, wobei jeder textile Festigkeitsträger aus wenigstens einem verdrehten Multifilamentgam besteht und wobei der textile Festigkeitsträger nicht aus dem Material Rayon besteht. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugluftreifen.

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 elastomerem Material eingebettet. Die Festigkeitsträger dieser

Verstärkungslagen weisen beispielsweise die Form von Geweben oder kalandrierten, endlos gespulten Festigkeitsträgem auf.

Die gummierten Verstärkungslagen geeigneter Größe und Ausbildung werden mit weiteren Bauteilen zusammengefügt, um ein technisches Gummiprodukt oder einen

Fahrzeugluftreifen zu bilden. Dabei verstärken die gummierten Verstärkungslagen das betreffende Produkt.

Aus der EP 0 908 329 Bl ist eine Verstärkungslage mit Textil- Korden aus

Multifilamentgamen aus PET, PEN und Aramid bekannt geworden. Die PEN-Korde sind aufgrund des verwendeten Gamtiters und ihrer Konstruktion vergleichsweise dünn ausgelegt, so dass die gummierte Verstärkungslage eine vergleichsweise geringe

Lagendicke aufweist. Dieses hat einerseits den Vorteil, dass weniger Kautschukmaterial zum Gummieren dieser Festigkeitsträger eingesetzt werden muss, wodurch Materialkosten eingespart werden. Andererseits hat eine dünne gummierte Verstärkungslage im Produkt, beispielsweise im Fahrzeugreifen, den Vorteil, dass das Gewicht des Reifens verringert ist sowie eine geringere Hysterese bewirkt, was sich positiv auf den Rollwiderstand des Reifens auswirkt. Jedoch ist neben der Gewichtsverringerung und der geringeren Hysterese durch eine dünne Lagendicke ebenfalls die Festigkeit dieser Verstärkungslage wesentlich, um die im Reifen auftretenden Kräfte hinreichend aufnehmen zu können.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Verstärkungslage für Gegenstände aus elastomerem Material bereitzustellen, welche vergleichsweise dünn gestaltet ist und welche jedoch eine ausreichende Festigkeit für die im Reifen auftretenden Kräfte aufweist. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, welcher bei guter struktureller Haltbarkeit rollwiderstandsoptimiert ist.

Die Aufgabe wird in Bezug auf die Verstärkungslage dadurch gelöst, dass die

Verstärkungslage folgender Bedingung genügt:

(D 2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,22 mm bis 0,38 mm und dass die Verstärkungslage eine Festigkeit von 10 kN/dm < x < 25 kN/dm aufweist, wobei D der Durchmesser des textilen Festigkeitsträgers in mm ist und in einem Bereich von 0,38 mm bis 0,52 mm liegt und

wobei Eo = lOO/epdm ist.

Es ist eine Verstärkungslage geschaffen, welche Festigkeitsträger mit vergleichsweise geringen Durchmessern aufweist. Die Gummierung der Verstärkungslage, insbesondere deren Dicke, ist in einer für den Fachmann üblichen Weise ausgeführt, wodurch eine vergleichsweise dünne Verstärkungslage zur Verfügung gestellt ist. Diese Verstärkungslage weist eine Festigkeit von 10 kN/dm < x < 25 kN/dm auf, welches eine ausreichende Festigkeit für Verstärkungslagen mit textilen Festigkeitsträgem, insbesondere für PKW-Reifen, ist.

Festigkeitsträger aus dem Material Rayon sind explizit von der Erfindung ausgenommen „epdm“ bedeutet ends per decimeter und beschreibt die Festigkeitsträgerdichte in der V erstärkungslage .

Der Ausdruck„Festigkeit der Verstärkungslage“ meint die Bruchkraft der

Verstärkungslage in kN pro dm (Dezimeter), welche sich aus der Bruchkraft des einzelnen Festigkeitsträgers multipliziert mit der Anzahl der Festigkeitsträger pro dm dieser

V erstärkungslage errechnet, wobei die Bruchkraft nach ASTM D885M ermittelt wird.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung genügt die Verstärkungslage folgender Bedingung:

(D 2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,31 mm bis 0,38 mm.

Mit diesem Wertebereich ist ein optimierter Kompromiss zwischen Lagenstärke und Festigkeit erreicht. Zudem sind die Festigkeitsträger in der Verstärkungslage nicht zu dicht gepackt, so dass noch ausreichend Gummi in der Lage ist, um eine Kraftübertragung zwischen den Korden zu gewährleisten.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Festigkeitsträger einen

Durchmesser in einem Bereich von 0,38 mm bis 0,45 mm, bevorzugt in einem Bereich von 0,42 mm bis 0,45 mm auf. Mit diesem Wertebereich ist einen optimierter Kompromiss zwischen Lagenstärke und Festigkeit erreicht.

Vorteilhaft für die Reifenperformance ist es, wenn die Verstärkungslage eine Festigkeit von 11 kN/dm < x < 14 kN/dm aufweist. Dieses stellt die beste Lösung im Zielkonflikt Dicke der Verstärkungslage zu deren Festigkeit dar. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Festigkeitsträger ein aus zwei miteinander verdrehten Multifilamentgamen bestehender Kord und die Festigkeitsträger sind in einer Dichte in einem Bereich von 150 epdm bis 220 epdm, vorzugsweise in einem Bereich von 170 epdm bis 180 epdm in dieser Verstärkungslage angeordnet. Die vorgenannte Dichte ist ein optimierter Kompromiss zwischen Haltbarkeit der

Verstärkungslage und Kraftübertragung, für die ein bestimmtes Gummivolumen zwischen den Festigkeitsträgem vorhanden sein muss, auf der einen Seite sowie der Festigkeit und der Reifenperformance Haltbarkeit auf der anderen Seite, für die die Festigkeitsträger nicht zu weit in der Verstärkungslage auseinander liegen dürfen.

Zweckmäßig ist es, wenn die Festigkeitsträger aus dem Material PET, PEN oder aus aliphatischen Polyamiden, wie beispielsweise Nylon PA 66, PA46, PA6 oder aus aromatischen Polyamiden, wie beispielsweise p-Aramid, m-Aramid, PBO oder aus Kombinationen der vorgenannten Materialien bestehen. Kombinationen aus den vorgenannten Materialien bilden sogenannte Hybrid-Festigkeitsträger, bei denen ein Gam aus einem ersten Material und ein oder mehrere weitere(s) Gam(e) aus einem vom ersten Material verschiedenen zweiten bzw. weiteren Material besteht.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Kord die Konstruktion 550dtex x2 mit einem Durchmesser von 0,45 mm auf, wobei beide Game aus PET bestehen und in einer Dichte von 175 epdm in dieser Verstärkungslage angeordnet sind und wobei die Verstärkungslage eine Festigkeit von etwa 11,38 kN/dm aufweist.

In einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Kord die Konstruktion 630x2 mit einem Durchmesser von 0,51 mm auf, wobei beide Game aus PET bestehen und in einer Dichte von 175 epdm in dieser Tage angeordnet sind und die Verstärkungslage eine Festigkeit von etwa 13 kN/dm aufweist.

In Bezug auf den Fahrzeugluftreifen wird die Erfindung dadurch gelöst, dass dieser mindestens eine vorbeschriebene Verstärkungslage aufweist. Diese Verstärkungslage ist eine Karkasse und/oder eine Gürtelbandage und/oder ein Wulstverstärker ist. Bevorzugt ist diese Verstärkungslage eine Karkasse eines PKW- Luftreifens. In einer bestimmten Ausführung der Erfindung weist der Fahrzeugluftreifen zusätzlich zur vorbeschriebenen Verstärkungslage, welche vorzugsweise eine Karkasse ist, eine

Gürtellage aus gummierten Festigkeitsträgem auf, welche der nachfolgenden Bedingung genügt:

(D 2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,07 mm bis 0,43 mm und dass die Verstärkungslage eine Festigkeit von 16,5 kN/dm <X< 55 kN/dm aufweist, wobei D der Durchmesser des Festigkeitsträgers in mm ist und wobei Eo = lOO/epdm ist.

Zweckmäßig ist es, wenn die Summe der Festigkeiten aus der Verstärkungslage mit textilen Festigkeitsträgem und der Gürtellage > 40 kN/dm ist. Es ist eine ausreichende Gesamtfestigkeit gewährleistet.

Vorzugsweise besteht der Festigkeitsträger der Gürtellage aus wenigstens einem

Stahlfilament, welches einen Durchmesser in einem Bereich von 0,26 mm bis 0,35 mm aufweist. Diese dünnen Durchmesser sind vorteilhaft für einen optimierten Rollwiderstand.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Festigkeitsträger die

Konstmktion 1x0,30 mm oder 2x0,30 mm auf und ist in einer Dichte in einem Bereich von 80 bis 120 epdm in der Gürtellage angeordnet. Die vorgenannte Dichte ist ein optimierter Kompromiss zwischen Haltbarkeit der Verstärkungslage und Kraftübertragung, für die ein bestimmtes Gummivolumen zwischen den Festigkeitsträgem vorhanden sein muss, auf der einen Seite sowie der Festigkeit und der Reifenperformance Haltbarkeit auf der anderen Seite, für die die Festigkeitsträger nicht zu weit in der Verstärkungslage auseinander liegen dürfen. Bevorzugt ist ein Stahlmonofilament der Konstruktion 1x0,30 mm mit einer Dichte von 110 epdm in der Gürtellage angeordnet, wobei diese Gütellage eine Festigkeit von etwa 24 kN/dm aufweist. In einer anderen bevorzugten Ausführung ist ein Stahlkord der Konstruktion 2x0,30 mm mit einer Dichte von 80 epdm in der Gürtellage angeordnet ist, wobei diese Gütellage eine Festigkeit von etwa 35 kN/dm aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur, welche ein schematisches

Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus dem Querschnitt einer erfindungsgemäßen

Verstärkungslage für PKW-Fahrzeugluftreifen.

Die Verstärkungslage 1 ist eine Karkasslage. Die Verstärkungslage 1 weist eine Vielzahl an parallelen und beabstandet zueinander angeordneten textilen Festigkeitsträgem 2 auf, welche in eine Kautschukmatrix 3 eingebettet sind. Von den Festigkeitsträgem 2 sind in dem Ausschnitt der Fig. 1 zwei Festigkeitsträger 2 dargestellt. Jeder textile

Festigkeitsträger 2 ist ein aus zwei miteinander verdrehten Multifilamentgamen bestehender Kord 2 der Konstmktion 550 dtex x 2. Die Multifilamentgame bestehen aus dem Material PET. Somit sind zwei PET-Multifilamentgame zu einem Kord 2 verdreht. Jedes PET-Multifilamentgam ist mit einem Twist von 590 gleichsinnig verdreht, während die Endverdrehung ebenfalls mit einem Twist von 590, aber gegensinnig ist. Der

Durchmesser des Kordes D beträgt 0,45 mm und der Kord 2 ist mit 175 epdm in der Verstärkungslage 1 angeordnet. (D 2 / E 0 ) in mm entspricht 0,354 mm und somit genügt die Verstärkunglage 1 folgender Bedingung:

(D 2 / Eo) in mm entspricht einem Wert in einem Bereich von 0,22 mm bis 0,38 mm, wobei D der Durchmesser des textilen Festigkeitsträgers in mm und

wobei Eo = lOO/epdm ist.

Die Verstärkungslage weist eine Festigkeit von etwa 11,38 kN/dm auf. Bezugszeichenliste

1 Verstärkungslage

2 Textiler Festigkeitsträger / Kord

3 Kautschukmatrix

D Durchmesser des Kordes

Eo Entfernung zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Korde im

Querschnitt