Beschreibung

Verfahren zum Herstellen eines lösungsmittelfreien Reifendichtmittels auf polymerer Basis

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reifendichtmittels auf polymerer Basis. Hinsichtlich des diesbezüglichen Standes der Technik von

Reifendichtmitteln bei Einsatz von Beschädigungen, beispielsweise beim Durchstechen der Lauffläche mittels eines Nagels, wird insbesondere auf folgende Druckschriften verwiesen:

(I) DE 26 31 691 Al (2) US 4 068 027

(3) US 4 113 799

(4) US 4 289 089

In der Offenlegungsschrift (1) wird ein Reifendichtmittel vorgestellt, das bei einem durch die Lauffläche des Reifens hindurchgehenden Loch eine Selbstheilung bewirkt. Das Reifendichtmittel auf der Basis einer verstärkten, partiell vernetzten Matrix aus einem Copolymerisat mit mittlerem bis hohem Molekulargewicht wird auf die Innenfläche von Gummireifen aufgebracht und dient zur Abdichtung von Löchern im Laufflächenbereich unter stark variierenden Temperaturbedingungen (-30 bis +130°C). Bei der Herstellung des Reifendichtmittels kommen Lösungsmittel, wie Toluol, Hexan, Heptan, Naphtha, Trichlor- ethylen, Cyclohexan und Tetradydrofuran, zum Einsatz.

In der Patentschrift (2) wird ein Reifendichtmittel auf der Basis eines vernetzten Butylkautschuks beschrieben. Das Reifendichtmittel besteht dabei aus zwei Komponenten, wobei wiederum eine den Butylkautschuk umfasst. Diese beiden Komponenten werden kurz vor Einbringen in den Reifen zusammengemischt. Dabei wird die

Kautschukkomponente mittels eines Lösungsmittels, beispielsweise Hexan, auf verarbeitbare Viskositäten verdünnt.

Die Patentschrift (3) befasst sich ebenfalls mit einem Reifendichtmittel auf der Basis von Butylkautschuk, der verstärkt und partiell vernetzt ist. Es besteht ebenfalls aus zwei

Komponenten, wobei hier zwei unterschiedliche Butylkautschuktypen eingesetzt werden. Ansonsten wird hier auf die bereits vorgestellte Lehre gemäß Offenlegungsschrift (1) verwiesen.

In der Patentschrift (4) wird schließlich eine Vorrichtung zum Positionieren einer Arbeitseinheit zwischen den Seitenwänden eines Reifens vorgestellt, mit der das Reifendichtmittel in einen Reifen appliziert werden kann.

Mit der bisherigen Verfahrenstechnik zum Herstellen von Reifendichtmitteln war der Einsatz von Lösungsmitteln zum Verdünnen des Polymerisates mit folgenden Nachteilen verbunden:

— Die einsetzbaren Lösungsmittel, insbesondere die in der Offenlegungsschrift (1) erwähnten Lösungsmittel, sind umweit- und gesundheitsschädlich.

— Es entstehen zusätzliche Materialkosten durch das Lösungsmittel als Prozesshilfsmittel.

— Die Lösungsmittel müssen im Prozess abgesaugt und zurückgewonnen werden, so dass zudem kostenintensive zusätzliche Verfahrensschritte erforderlich sind.

— Bei den bislang eingesetzten Lösungsmitteln bestand Explosionsgefahr im Prozess.

— Lösungsmittel verbleiben teilweise im Produkt, was eine Zwischenlagerung erforderlich macht. Außerdem waren hiermit Schwierigkeiten mit Kunden- Emissionsanforderungen verbunden.

Zwecks Vermeidung der oben genannten Nachteile zeichnet sich das neue Verfahren zum Herstellen eines Reifendichtmittels (C) auf polymerer Basis dadurch aus, dass eine hochviskose erste Dichtmittelkomponente (A), umfassend eine Kautschukkomponente, die verschnittfrei oder mit wenigstens einer weiteren Kautschukkomponente verschnitten ist, sowie Mischungsingredienzien, die frei von einem Lösungsmittel und einem Aktivator sind, mit wenigstens einer zweiten Dichtmittelkomponente (B), umfassend ein niedrigviskoses und separat hergestelltes Medium, das wenigstens einen Aktivator enthält, unter Bildung des Reifendichtmittels (C) vermischt wird, wobei eine Vernetzung stattfindet, verbunden mit dem anschließenden Eintrag des Reifendichtmittels (C) in die Innenseite des Reifens.

Im folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte unter Einbezug vorteilhafter Verfahrensparameter näher vorgestellt.

Erster Verfahrensschritt

Die erste Dichtmittelkomponente (A), die im Gegensatz zu den Dichtmitteln gemäß dem eingangs zitierten Standes der Technik lösungsmittelfrei hergestellt werden, wird in einem Mischgerät, das für die Verarbeitung hoher Viskositäten optimiert ist, zubereitet. Die

Zubereitung erfolgt dabei insbesondere mittels eines Knetextruders (Batch-Mischer) oder eines Zweischnecken-Extruders.

Als Kautschukkomponente für die erste Dichtmittelkomponente (A) werden Naturkautschuk (NR), Butadien-Kautschuk (BR), Isopren-Kautschuk (IR), Styrol- Butadien-Kautschuk (SBR), Polychloropren (CR), Butylkautschuk (HR), Brombutylkautschuk (BIIR) oder Chlorbutylkautschuk (CUR) oder ein Verschnitt der vorgenannten Kautschuktypen, beispielsweise NR/BR-, NR/SBR- oder NR/SBR/BR- Verschnitte, eingesetzt. Von besonderer Bedeutung ist HR, der insbesondere unverschnitten ist.

Die Mischungsingredienzien der ersten Dichtmittelkomponente (A) umfassen einen Füllstoff (z.B. Ruß, Silica) und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel (z.B. Alkyl- oder Phenolharze) und/oder einen Weichmacher (z.B. naphthenischisches öl) und/oder ein Alterungsschutzmittel (z.B. PPD's) sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe (z.B. Farbpigmente). Als Zusatzstoff kann auch bereits der Vernetzer beigemischt werden, jedoch nicht der Aktivator. Die Mischungsingredienzien können aber auch frei von einem Vernetzer sein. Zweckmäßigerweise wird der Vernetzer der ersten Dichtmittelkomponente (A) beigefügt, so dass beim Vermischen mit der zweiten Dichtmittelkomponente (B) eine gute Verteilung gewährleistet ist. Es wird bevorzugt ein Vernetzer aus der Klasse der Chinone, insbesondere wiederum ein Chinondioxim (QDO), beispielsweise Para-

Chinondioxim, eingesetzt. Der Gesamtmengenanteil der Mischungsingredienzien unter Einbezug des Vernetzersystems, nämlich Vernetzer und Aktivator (Beschleuniger), beträgt 5 bis 200 phr (per hundred rubber), insbesondere 20 bis 100 phr. Ansonsten wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.

Zweiter Verfahrensschritt

Die zweite Dichtmittelkomponente (B), die im Vergleich zur ersten Dichtmittelkomponente (A) niedrigviskos ist, wird auf einem Rührwerk separat hergestellt. Sie umfasst ein Medium, insbesondere ein pastöses oder öliges Medium, das wenigstens den Aktivator enthält. Als weiterer Zusatzstoff kann der Vernetzter beigemischt sein, so dass die zweite Dichtmittelkomponente (B) das komplette Vernetzersystem umfasst. Eingesetzt wird insbesondere ein peroxidischer Aktivator, beispielsweise auf der Basis von Diaroylperoxiden, Diacylperoxiden oder Peroxyestern.

Dritter Verfahrensschritt

Die erste Dichtmittelkomponente (A) und die zweite Dichtmittelkomponente (B) werden unter Verpumpen getrennt einer Dosiervorrichtung zugeführt. Diesbezüglich kommen insbesondere folgende Varianten zur Anwendung:

— Das kombinative Verpumpen und Dosieren der ersten Dichtmittelkomponente (A) und/oder der zweiten Dichtmittelkomponente (B) erfolgt mittels eines Membrandosierers. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zwecks Erzeugung eines gleichmäßigen Volumenstromes das Verpumpen und Dosieren mittels einer Hydraulikanlage erfolgt.

— Hinsichtlich der ersten Dichtmittelkomponente (A) und/oder der zweiten Dichtmittelkomponente (B) erfolgt zunächst das Verpumpen und dann erst das Dosieren. Im Hinblick auf die zweite Dichtmittelkomponente (B) kommt dabei die Zahnraddosierung zur Anwendung. Die Kolbendosierung als Alternative kann für beide Dichtmittelkomponenten (A, B) eingesetzt werden, insbesondere jedoch für die zweite Dichtmittelkomponente (B).

Vierter Verfahrensschritt

Die hochviskose erste Dichtmittelkomponente (A) wird mit der niedrigviskosen zweiten Dichtmittelkomponente (B) in einem Mischgerät unter Bildung des Reifendichtmittels (C) vermischt. Dabei tritt eine Vernetzung ein. Die Vermischung kann dabei in einem statischen oder dynamischen Mischer erfolgen.

Gegebenenfalls kann eine dritte oder weitere Komponente/n, die ebenfalls separat hergestellt werden, mit den beiden Dichtmittelkomponenten (A, B) vermischt werden. Eine dritte Dichtmittelkomponente kann beispielsweise ein pastöses oder öliges Medium sein, das Farbpigmente enthält. Die Zubereitung, das Verpumpen und Dosieren der dritten oder weiteren Komponenten erfolgen nach den Richtlinien der Dichtmittelkomponente (B).

Fünfter Verfahrensschritt

Der Reifen wird vor seinem Kontakt mit dem Reifendichtmittel (C) vorgewärmt, was die Vernetzung und somit das Ausreagieren des Reifendichtmittels beschleunigt. Die Vorwärmung wird bei 40 bis 100°C, insbesondere bei 50 bis 70°C, durchgeführt.

Sechster Verfahrensschritt

Das Reifendichtmittel (C) wird nun in einen rotierenden Reifen eingetragen. Hinsichtlich des Eintrages kommen dabei insbesondere folgende zwei Varianten zum Einsatz:

— Der Eintrag des Reifendichtmittels (C) erfolgt derart, dass in den Reifen ein Endloswulst gelegt wird, welcher mittels eines Spulbildes die zu bedeckende Innenseite des Reifens, insbesondere unterhalb dessen Lauffläche, abdeckt.

— In den Reifen wird ein breiter Wulst eingelegt, der die Anzahl der Spulungen reduziert, indem eine breite Düsengeometrie des Dosierauslaufs verwendet wird. In diesem Zusammenhang wird die Spulung insbesondere in einem einzigen Durchlauf durchgeführt.

Siebter Verfahrensschritt

Schließlich wird das Reifendichtmittel (C) zum Erstarren gebracht, und zwar unter Erzielung der Dichtwirkung.