DE2835098A1 - Luftreifen mit in wasser dispergierbarem lochabdichtungsmittel - Google Patents

Luftreifen mit in wasser dispergierbarem lochabdichtungsmittel

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • Y10T152/00—Resilient tires and wheels
    • Y10T152/10—Tires, resilient
    • Y10T152/10495—Pneumatic tire or inner tube
    • Y10T152/10666—Automatic sealing of punctures [e.g., self-healing, etc.]
    • Y10T152/10675—Using flowable coating or composition
    • Y10T152/10684—On inner surface of tubeless tire

Description

Die Erfindung betrifft Luftreifen, die in der Lage sind, in einem brauchbaren Ausmaß selbst im nicht-aufgepumpten oder platten Zustand gefahren zu werden, wobei die Reifen auf ihrer inneren Oberfläche eine Beschichtung eines Lochabdichtungsmittels tragen, sowie Lochabdichtungsmittel zur Verwendung bei den Beschichtungen.
Es wurden bereits verschiedene Vorschläge zur Verwendung von Materialien gemacht, die, aufgetragen auf die innere Oberfläche eines Luftreifens, im Falle eines Auftretens eines Loches oder einer Durchbohrung in dem Keifen als Abdichtungsmittel zum Abdichten des Loches dienen und die weitere Verwendung des Reifens zumindest in einem solchen Ausmaß ermöglichen, daß ein mit dem Reifen ausgerüstetes Fahrzeug zu einer Reparaturstelle gefahren werden kann« Solche Materialien werden als "Lochabdichtungsmittel" bezeichnet. Vorschläge zur Verwendung von Lochabdichtungsmitteln umfassen beispielsweise solche, bei denen das Abdichtungsmittel in Verbindung mit Mitteln zum Wiederaufpumpen des Reifens zumindest in einem gewissen Ausmaß, nachdem das Abdichtungsmittel das Loch verschlossen hat, verwendet wird, und solche Mittel, die mit einem Gleitmittel verwendet werden, d. h. einem Material, das die Relativbewegung zwischen in Kontakt liegenden Abschnitten der inneren Oberfläche, falls der Reifen im drucklosen Zustand gefahren wird, erleichtert. In diesen letzteren Fällen sind das Abdichtungsmittel und das Gleitmittel bzw. Schmiermittel geeigneterweise Bestandteile derselben Zusammensetzung, welche auf die innere Oberfläche des Reifens aufgebracht wird.
Es wurden bereits Polybutenmittel zur Verwendung als Gleitmittel in Lochabdichtungsmitteln vorgeschlagen, und als solche besitzen diese wertvolle Eigenschaften» Jedoch wurde gefunden, daß bei Reifen, die mit einer ein Polybuten enthaltenden
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Beschichtung "behandelt wurden, ein auftretender Nachteil darin liegt, daß es bei einer Laufflächenerneuerung der Reifen schwierig ist, die abdichtende Beschichtung von dem Reifen zu entfernen, wobei dies normalerweise eine notwendige otufe bei dem Laufflächenerneuerungsprozeß oder bei Reparaturarbeiten an Löchern ist.
Aufgabe der Erfindung sind daher neue Lochabdichtungsmittel, welche diese Nachteile nicht aufweisen, sowie hiermit versehene Luftreifen.
Die Erfindung betrifft daher gemäß einer ersten Ausführungsform einen Luftreifen, auf dessen innerer Oberfläche ein Lochabdichtungsmittel aufgetragen wurde, welches ein ein Polybuten enthaltendes Gleitmittel (wie zuvor definiert) und ein grenzflächenaktives Mittel enthält.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Lochabdichtungsmittel, welches ein Gemisch eines ein Polybuten enthaltenden Gleitmittels (wie zuvor definiert), eines festen, teilchenförmigen Füllstoff und einesgrenzflächenaktiven Mittels enthält.
Die Formulierung von Lochabdichtungsmitteln gemäß der Erfindung sollte derart sein, daß die erhaltene Beschichtung, nach dem Auftrag auf die innere Oberfläche eines plattgefahrenen Reifens, wenigstens auf einen zentralen Bereich dieser Oberfläche (beispielsweise die die Mittelumfangsebene des Reifens umfassende Umfangszone) nicht aus diesem Bereich des Reifens verlorengehen kann, und zwar sowohl wenn der Reifen stationär ist als auch wenn er im aufgepumpten Zustand gefahren wird.
Die Art und Menge des nicht-ionischen, grenzflächenaktiven Mittels sollte derart sein, daß sie nicht in negativer Weise
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die Eigenschaft des für den Eeifen verwendeten Abdichtungsmittels beeinflußt. Die Wirksamkeit von grenzflächenaktiven Mitteln hängt von einem Gleichgewicht zwischen ihren hydrophoben und hydrophilen, chemischen Strukturen ab. Es wurde gefunden, daß eine sehr brauchbare Klasse von nicht-ionischen, grenzflächenaktiven Mitteln Polymerisationsprodukte von Alkylenoxiden, insbesondere von Ithylenoxid, sind, z. B. Kondensationsprodukte von Ithylenoxid mit Phenolen. Geeignete Phenole sind Alkylphenole mit einer Alkylkette mittlerer Länge, z.B. solche mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen in einem Alkylrest. Sehr gute Ergebnisse wurden unter Verwendung von grenzflächenaktiven Mitteln erhalten, die durch Reaktion von Nonylphenol und Äthylenoxid gewonnen wurden. Die Produkte besitzen normalerweise ein Molverhältnis von Äthylenoxid : Nonylphenol im Bereich von 5 : 1 "bis 40 : 1 und insbesondere von 9 : 1 t>is 12 : 1. Solche Kondensate von Äthylenoxid und Nonylphenol, die geeignet sind, sind im Handel erhältlich, beispielsweise Produkte mit einem Verhältnis Äthylenoxid : Nonylphenol von 10,5 : und 9 '· 1 (Warenbezeichnung Tergitol NPX von Union Carbide Corporation und Empilan NP 9 von Albright & Wilson Limited). Geeignete grenzflächenaktive Mittel besitzen einen HLB-Wert im Bereich von 10 bis 15.
Das nicht-ionische, grenzflächenaktive Mittel wird normalerweise in das Abdichtungsmittel vor dem Auftrag auf den Reifen eingemischt." Hinsichtlich des Anteils an grenzflächenaktivem Mittel sollte dieser selbstverständlich ausreichen, um den Anwendungszweck hiervon zu erfüllen, d. h. die Entfernung des Abdichtungsmittels von einem gefahrenen Reifen in einem oder vor einem Laufflächenerneuerungsprozeß. Es wurde gefunden, daß in ein Polybuten enthaltenden Abdichtungsmitteln eine Menge von nicht-ionischem, grenzflächenaktivem Mittel im Bereich von 8 bis 20 Gew.-% und insbesondere von 10 bis 20 Gew»~% des Abdichtungsmittels, d. h. des Gewichtes nicht einschließend das
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Gewicht des nicht-ionischen, grenzflächenaktiven Mittels, ausreicht hinsichtlich der Punktion im Reifen und der nachfolgenden Entfernung hiervon. Eine solche Entfernung kann beispielsweise unter Verwendung von Wasser, aufgebracht in Form eines Strahles auf die innere Oberfläche des Reifens unter hohem Druck, beispielsweise unter einem Druck von 4-83 kPa, erfolgen. Wenn das Gleitmittel ein geliertes Polybuten ist, kann dieses als Gelierungsmittel ein Polyolefin enthalten. Geeignete Olefine für diesen Zweck sind Polyäthylene mit niederer Dichte, Polyäthylenemit hoher Dichte und Polypropylene. Gute Ergebnisse wurden unter Verwendung eines Gemisches eines Polyäthylens hoher Dichte und eines Polyäthylens niederer Dichte erhalten. Gegebenenfalls kann ein Amidwachs, wie sie im Handel erhältlich sind (z.B.Glokem KlS von 2MB Chemicals Ltd.) , als Gelierungsmittel verwendet werden. Solche Ämidwachse entlialtende Äbdichüingsmittel sind in einer Parallelanmeldung der ÄnmeMerin vom gleichen Tag beschrieben. Das gelierte Lochabdichtungsmittel enthält vorzugsweise einen teilchenförmigen, festen Füllstoff, z. B. Gummikrümel oder Holzmehl. Wenn ein Füllstoff verwendet wird, können die Bestandteile beispielsweise in einem Verhältnis von Füllstoff/Gleitmittel im Bereich von 1 : 10 bis 7 »5 ' 10 und insbesondere von 2 : 10 bis 6 : 10, jeweils in Gewicht, vorliegen.
Die Verwendung von Polyäthylenen hoher Dichte und/oder niederer Dichte in den Mitteln erfordert normalerweise die Verwendung von jeder Sorte in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% des Gleitmittels. Wenn sowohl Polyäthylen niederer Dichte als auch Polyäthylen hoher Dichte verwendet werden, liegt/liegen das Polymerisat bzw. die Polymerisate mit niederer Dichte normalerweise in einer größeren Menge als derjenigen des Polymerisates oder der Polymerisate mit hoher Dichte vor.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele naher erläutert.
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Beispiel 1
Es wurde eine Gleitmittel/Abdichtungszusammensetzung, welche für den. Auftrag auf die innere Oberfläche eines plattgefahrenen Heifens geeignet ist und hiervon unter Verwendung eines Wasserstrahls unter hohem Druck entfernbar ist, durch Zusammenmischen der folgenden Bestandteile erhalten:
Gew.-Teile
Polyisobutylen I mit 10 % 1-Buten und einem Molekulargewicht von etwa 1000 (Warenbezeichnung Ilyvis 10 von BP Chemicals Ltd.) 94-Polyäthylen hoher Dichte mit F. 128-14-0 0C (Warenbezeichnung Higidex 140/60 von BP Chemicals Ltd.) 2 Polyäthylen niederer Dichte mit einem Erweichungspunkt von 106-108 0C (Warenbezeichnung
AC 8 von Allied Chemicals Ltd.) 4-
100
Nicht-ionisches, grenzflächenaktives Mittel, hergestellt durch Reaktion von Äthylenoxid und Nonylphenol, das etwa 10,5 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol enthält; HLB-Wert = 13» 5 (Warenbezeichnung Tergitol NPX) 15
Gummikrümel (0,84- mm) 57»5
Beispiele 2 bis 5
Es wurden vier weitere Gleitmittel/Abdichtungszusammensetzungen entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in jedem Pail die Menge an Gummikrümeln 50 Gew.-Teile betrug und die Menge an grenzflächenaktivem Mittel bei 17 Gew.-Teilen lag. Das grenzflächenaktive Mittel war in jedem der Beispiele 2 bis 5? ebenso wie im Beispiel 1, ein Kondensat aus Nonylphenol und Äthylenoxid, wobei die vier verwendeten, grenzflächenaktiven Mittel handelsübliche Produkte waren.
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Bsp. grenzflachen- Warenbezeichnung Hersteller aktives Mittel
2 I Tergitol NPX Union Carbide Corp.
3 II Empilan NP9 Albright & Wilson Ltd
4 III Ethylan Lankro Chemicals Ltd.
5 17 Synperonic NXP I.C.I. Ltd.
Die Zusammensetzung aus Gleitmittel/Abdichtungsmittel jeder der Beispiele 1 bis 5 erfüllte die folgenden Tests:
(a) Stabilität nach 72 h bei 100 0C; dies zeigte sich durch das Fehlen eines Fließens auf einem in einem Ofen mit einer Neigung von 45° aufbewahrten Objektträger;
(b) keine Flüssigkeitsabtrennung nach einem Zentrifugieren mit 2000 Upm für 5 h bei 55 0C; und
(c) die Fähigkeit zur Entfernung von einer Gummioberfläche unter Verwendung eines Hochdruckwasserstrahls (483 kPa).
Die Viskositäten der Zusammensetzungen aus Gleitmittel/Abdichtungsmittel der Beispiele 2 bis 5» gemessen bei Zimmertempera-
—1
tür und 0,31 s unter Verwendung eines tragbaren ierranti-Viskosimeters, betrugen annähernd 5324, 5203, 4356 bzw. 4840 Ns/m.
Beispiel 6
Es wurde eine weitere Gleitmittel/Abdichtungszusammensetzung hergestellt, welche für den Auftrag auf die innere Oberfläche eines plattgefahrenen Reifens geeignet ist und hiervon unter Verwendung eines Wasserstrahls unter hohem Druck entfernt werden kann. Hierzu wurden die folgenden Bestandteile zusammengemischt:
Gew.-Teile
Polyisobutylen I (Hyvis 10) 92,5
Amidwachs 7»5
grenzflächenaktives Mittel (Tergitol NPX) 17 Gummikrümel 50
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Das Amidwachs war ein Diamidwachs und stammte von Stearinsäure, Hontansäure und Ä'thylendiamin ab, wobei angenommen wird, daß es der folgenden Formel entspricht:
-CO-NH-CH2-CH2-UH-CO-Ii2
worin bedeuten:
R1 = C17II35- und
R2 = C27H55- .
Beispiele 7 bis 10
Es wurden die folgenden Zusammensetzungen hergestellt und in einer Menge von 300 g jeweils auf die innere Oberfläche von vier Reifen mit den Abmessungen 155/65 SF 310 (Denovo-Reifen) aufgebracht.
7 Beispiel Nr.
8 9		 94 10
Polyisobutylen I (Hyvis 10) 94 94 4 94
Polyäthylen niederer Dichte
(AC 8)		 4 4 2 4
Polyäthylen hoher Dichte
(Rigidex 140/60)		 2 2 58,5 2
Gummikrümel (0,84 mm) 58, 5 58,5 58,5 .
grenzflächenaktives Mittel I
(Tergitol HPX) 17
grenzflächenaktives Mittel II
(Empilan NP 9) I7
?renzflächenaktives Mittel III
Ethylan BCP) - - 17
grenzflächenaktives Mittel IV
(Synperonic NXP) - - - 17
Die Reifen wurden auf 179,4 kPa (1828 kg/cm ) aufgepumpt, und dann wurden sie einem Test unterworfen, bei welchem das Fahren auf einer Straßen mit 80,46 km/h simuliert wurde= Nach einer I6O9 km entsprechenden Fahrstrecke wurden die Beschichtungen
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untersucht, wobei gefunden wurde, daß die Beschichtungen in ihrer Lage auf den inneren Oberflächen des Reifens verblieben waren. Die Breite der Beschichtung quer zum Reifen betrug in allen Fällen 8,5 cm.
Die Wirksamkeit der Lochabdichtung des Mittels von Beispiel 10 wurde durch seine Fähigkeit abgeschätzt, durch Bohren und durch Einhämmern von Nägeln direkt in einen Reifen hergestellte Löcher abzudichten.
£<O_Gebohrt e_Lö eher
Es wurden in der Reifenlauffläche acht Löcher hergestellt, wobei ein elektrisch betriebener Schlagbohrer mit einem Durchmesser von 0,196 cm verwendet wurde. Die Leckrate aus jedem Loch wurde bei 34-,5 kPa unter Verwendung eines Blasenströmungsmessers gemessen, und. sie variierte von 34- ^>is 56 ccm/sec. Die Löcher wurden dann zeitweilig unter Verwendung von Nägeln mit einer Länge von 2,54- cm und einem Durchmesser von 0,213 cm verschlossen.
Nach dem Beschichten der inneren Oberfläche des Reifens mit der Abdichtungszusammensetzung und der Stabilisierung durch "Fahren" für eine Stunde bei 80,46 km/h auf einer Drehtrommel wurde der Druck auf 193,2 kPa eingestellt, und der erste Nagel wurde entfernt. Der Reifen wurde dann sofort für 5 Minuten bei 80,4-6 km/h gefahren. Beim Stoppen wurde gefunden, daß das Loch abgedichtet war und daß der Reifendruck 103,5 kPa betrug. Der Reifen wurde dann auf 193,2 kPa wieder aufgepumpt, und der Test wurde bei den anderen Nägeln wiederholt. Alle diese Löcher dichteten zwischen 103,4 und 151,8 kPa ab. Nach der Entfernung des letzten Nagels wurde der Reifen 7 Stunden bei 80,46 km/h gefahren, und am Ende dieser Zeitspanne wurde gefunden, daß alle Löcher abgedichtet geblieben waren.
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Es wurden acht Nägel mit einer Länge von 2,54- cm und einem Durchmesser von 0,213 cm in die Reifenlauffläche eingeschlagen. Nach dem Beschichten der inneren Oberfläche des Reifens mit der Abdichtungszusammensetzung von Beispiel 10 und der Stabilisierung durch Fahren für 1 Stunde bei 80,46 km/h wurden die Nägel aus dem Reifen nacheinander entfernt. Palis nach der Entfernung eines Nagels das entstandene, künstlich hergestellte "Loch" leckte, wurde der Reifen für weitere 5 Minuten bei 80,46 km/h gefahren, und der Druck wurde erneut überprüft. Sonst wurde ohne weiteres Fahren der nächste Nagel entfernt.
Als Ergebnis dieser acht Nageltests wurde gefunden, daß der maximale Druckverlust nur einen so geringen Wert wie 1,73 kPa von einem Anfangsdruck von 19352 kPa betrug.
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Claims (12)

Patentansprüche:
1. Luftreifen, auf dessen innerer Oberfläche ein Lochabdichtungsmittel aufgetragen ist, das ein ein Polybuten enthaltendes Gleitmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochabdichtungsmittel ein grenzflächenaktives Mittel enthält, welches die Entfernung des Lochabdichtungsmittels von dem Reifen unter Yerwendung von Wasser bei einem nachfolgenden Prozess der Laufflächenerneuerung des Reifens erleichtert.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel ein nicht-ionisches, grenzflächenaktives Mittel ist.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Reifen nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polybutengleitmittel aus einem größeren Anteil von geliertem Polyisobutylen besteht.
M-. Reifen nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel ein geliertes Gleitmittel ist, welches ein Polyolefingelierungsmittel enthält.
5. Reifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelierungsmittel ein Gemisch aus einem Polyäthylen hoher Dichte und einem Polyäthylen niederer Dichte enthält.
6. Reifen nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht jedes dieser Polyolefine im Bereich von 1 bis Gew.-% des Gleitmittels ohne die Polyolefine liegt.
7· Reifen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des vorhandenen Polyäthylens niederer Dichte größere als dasjenige des Polyäthylens hoher Dichte ist.
8. Reifen nach einem der Ansprüche 2 bis 75 dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel ein Polymerisationsprodukt eines Alkylenoxids, insbesondere von Äthylenoxid, ist.
9. Reifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel ein Polymerisationsprodukt von Äthylenoxid und einem Alkylphenol mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette ist.
10. Reifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel ein Polymerisationsprodukt eines Nony!phenols und von Äthylenoxid ist, in welchem das
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Verhältnis von Äthylenoxid : Konylphenol in dem Bereich von 3 : 1 "bis 40 : 1 und insbesondere von 9 : 1 "bis .12 : ist.
11. Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des grenzflächenaktiven Mittels in dem Abdichtungsmittel in dem Bereich von 8 bis 20 Gew.-% des Abdichtungsmittels, nicht eingeschlossen das grenzflächenaktive Mittel, liegt.
12. Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtungsmittel einen teilchenförmigen, festen Füllstoff und insbesondere Gummikrümel enthält.
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