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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Reifen und ein
Herstellungsverfahren desselben. Genauer gesagt betrifft die vorliegende
Erfindung einen pneumatischen Reifen und ein Herstellungsverfahren
desselben, die im Stande sind, Trennungsdefekte an Endabschnitten
einer Innendeckschicht zu verbessern, die entweder aus einem thermoplastischen
Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt
ist.
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Stand der Technik
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In
einem herkömmlichen bekannten pneumatischen Reifen wird
ein Film, der entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer
thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, die durch
Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente und einer Elastomerkomponente
erzeugt wird, als eine Innendeckschicht verwendet (vgl. beispielsweise
Patentdokumente 1 und 2). Die Verwendung eines solchen Films weist
einen Vorteil darin auf, dass das Gewicht verringert und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
verbessert wird.
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Eine
filmförmige Innendeckschicht, die entweder aus einem thermoplastischen
Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt
ist, weist allerdings ein höheres Elastizitätsmodul
als eine Innendeckschicht auf, die aus Gummi gefertigt ist. Aus
diesem Grund ist es Wahrscheinlich, dass sich eine solche elastische Innendeckschicht
an deren Endabschnitten löst. Folglich war es erforderlich,
Maßnahmen gegen dieses Problem zu ergreifen.
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Zitate
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- Patentliteratur 1
WO
2005/007423
- Patentliteratur 2
Japanische
Patentanmeldung Kokai Veröffentlichungsnummer 2002-283808
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen pneumatischen
Reifen und ein Herstellungsverfahren für einen pneumatischen
Reifen bereitzustellen, die im Stande sind, eine Verbesserung bezüglich
eines Trennungsdefekts an Endabschnitten einer Innendeckschicht,
die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen
Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, bereitzustellen.
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Lösung des Problems
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Ein
pneumatischer Reifen der vorliegenden Erfindung ist, um die Aufgabe
zu lösen, ein pneumatischer Reifen, in dem eine Innendeckschicht,
die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung,
die durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente mit einer
Elastomerkomponente erzeug wird, hergestellt ist, so auf einer Innenseite
des Reifens angeordnet ist, dass diese einem Reifenhohlraum zugewandt
ist, wobei der pneumatische Reifen dadurch gekennzeichnet ist, dass
ein ausgesparter Abschnitt in einem Innenoberflächenbereich
des Reifens ausgebildet ist, wo ein Endabschnitt der Innendeckschicht
positioniert ist.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines pneumatischen Reifens der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des oben erwähnten
pneumatischen Reifens, in dem eine Innendeckschicht, die aus einem thermoplastischen
Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die
durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente mit einer Elastomerkomponente
erzeugt wird, gefertigt wird, so auf einer Innenseite des Reifens
angeordnet wird, dass diese einem Reifenhohlraum zugewandt ist,
und in dem ein ausgesparter Abschnitt in einem Innenoberflächenbereich
des Reifens ausgebildet wird, wo ein Endabschnitt der Innendeckschicht
positioniert ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist,
dass, während ein Reifenrohling aushärtet, eine
Blase, welche einen erhöhten Abschnitt aufweist, der auf
einer Außenoberfläche der Blase so ausgebildet
ist, um den ausgesparten Abschnitt auszubilden, auf eine Innenoberfläche
des Reifenrohlings gepresst wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung, die oben beschrieben ist, weist die ausgesparten
Abschnitte auf, die den Endabschnitten der Innendeckschicht ermöglichen,
in den Reifen eingeschlagen und eingeschnitten zu werden. Folglich
kann jeder der Endabschnitte der Innendeckschicht mit dem benachbarten
Element fester als in den herkömmlichen Fallen gebunden
werden. Somit ist es möglich, eine Trennung an den Endabschnitten
der Innendeckschicht zu unterdrücken, und eine Verbesserung
hinsichtlich eines Trennungsdefekts an Endabschnitten bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schnittdiagramm, das einen Teil eines pneumatischen Reifens
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2A ist
ein vergrößertes Schnittdiagramm, das einen ausgesparten
Abschnitt darstellt. 2B ist ein Diagramm zum Beschreiben
eines Aufbaus von ausgesparten Abschnitten.
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3 ist
ein vergrößertes Schnittdiagramm, das ein bevorzugtes
Beispiel der ausgesparten Abschnitte darstellt.
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4 ist
ein Schnittdiagramm zum Beschreiben eines Vulkanisierungsprozesses,
das von einem Herstellungsverfahren des pneumatischen Reifens gemäß der
vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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5 ist
ein vergrößertes Schnittdiagramm, das einen Hauptabschnitt
einer Blase darstellt, in der erhöhte Abschnitte ausgebildet
sind.
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6 ist
ein Diagramm zum Beschreiben eines weiteren Beispiels von ausgesparten
Abschnitten.
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7 ist
ein Diagramm zum Beschreiben noch eines weiteren Beispiels von ausgesparten
Abschnitten.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
im Detail mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt
einen Hauptabschnitt eines pneumatischen Reifens gemäß der
vorliegenden Erfindung dar. In 1 bezeichnet
Referenzzeichen 1 einen Wulstrandabschnitt, Referenzzeichen 2 bezeichnet
einen Seitenwandabschnitt. Eine Karkassenschicht 4 erstreckt
sich zwischen dem linken und rechten Wulstrandabschnitt 1.
In der Karkassenschicht 4 sind Verstärkungsschnüre,
die sich in der radialen Richtung des Reifens erstrecken, in der
Umfangsrichtung des Reifens in vorbestimmten Abständen
angeordnet und in einer Gummischicht eingebettet. Jeder der beiden
Endabschnitte der Karkassenschicht 4 ist von der Innenseite
in der Achsenrichtung des Reifens zur Außenseite zurückgefaltet.
Die Karkassenschicht 4, die somit gefaltet ist, ist um
einen Wulstrandkern 5 gewickelt, der in dem Wulstrandabschnitt 1 verlegt
ist, und schließt einen Wulstrandfüller 6 ein.
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Obwohl
nicht dargestellt, sind in dem Laufflächenabschnitt mehrere
Gürtelschichten auf der Außenumfangsseite der
Karkassenschicht 4 vorgesehen. Eine Innendeckschicht 8 ist
auf der Innenumfangsseite der Karkassenschicht 4 mit einer
dazwischen liegenden Bindungsgummischicht 7 vorgesehen.
Die Innendeckschicht 8 ist eine filmförmige Schicht,
die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen
Elastomerzusammensetzung, die durch Mischen einer thermoplastischen
Harzkomponente und einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt
ist. Die Innendeckschicht 8, die auf der Innenseite des
Reifens vorgesehen ist, um einem Reifenhohlraum 9 zugewandt
zu sein, erstreckt sich zu dem rechten und linken Wulstrandabschnitt 1.
Referenzzeichen 10 ist eine Verstärkungsschicht,
die in dem Abschnitt 1 vorgesehen ist.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, sind mehrere
ausgesparte Abschnitte 12 in einer Innenoberfläche 11 des Reifens
ausgebildet. Keiner der ausgesparten Abschnitte 12 ist
sehr tief. Ein Bereich 11A, wo die mehreren ausgesparten
Abschnitte 12 ausgebildet sind, betrifft die Position,
wo ein Endabschnitt 8A der Innendeckschicht 8 positioniert
ist. Die mehreren ausgesparten Abschnitt 12, die jeweils
eine rechteckige Gestalt aufweisen, sind in dem Innenoberflächenbereich 11A an
vorbestimmten Abständen in einer Reifenumfangsrichtung TC
angeordnet. Eine solche Struktur ermöglichen den Endabschnitt 8A der
Innendeckschicht 8, in vorbestimmten Abständen
teilweise in den Reifen eingeschlagen und eingeschnitten zu sein.
Somit ist der Endabschnitt 8A fester als in den herkömmlichen
Fällen an die benachbarten Bindungsgummischicht 7 gebunden und
fixiert, um ein Trennen zu vermeiden.
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Eine
Tiefe der ausgesparten Abschnitte 12 liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 0,2 bis 1,0 mm. Wenn jeder ausgesparte Abschnitt 12 eine
Tiefe d aufweist, die kleiner als 0,2 mm ist, kann der Endabschnitt 8A nicht
effektiv in die Innenoberfläche 11 des Reifens
eingeschnitten werden. Dadurch wird es schwierig, die gewünschte
Wirkung der Trennungsverbesserung des Endabschnitts 8A zu
erzielen. Demgegenüber bewirkt eine Tiefe d, die größer
als 1,0 mm ist, das Auftreten von Defekten. Ein Beispiel solcher
Defekte betrifft das Ausbilden von Rissen in einigen Teilen der
Endabschnitte 8A in der Innendeckschicht 8. Die
oben erwähnten Teile der Endabschnitte 8A sind
die dünneren Teile, die durch Einschlagen der Teile in
die Innenoberfläche 11 des Reifens während
der Vulkanisierung des Reifens in der Form ausgebildet werden. Eine
bevorzugtere Tiefe d liegt im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm.
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Um
die Trennung an den Endabschnitten 8A wirkungsvoll zu verbessern,
ist es vorzuziehen, dass jeder ausgesparte Abschnitt 12 ausgebildet
wird, um sich in der radialen Reifenrichtung zu einer Position nach außen
zu erstrecken, die wenigstens 2 mm über einem Anschlussende 8E hinaus
von jedem Endabschnitt 8A der Innendeckschicht 8 positioniert
ist. Die äußerste Position von jedem ausgesparten
Abschnitt 12 ist vorzugsweise innerhalb eines Bereichs
von 30 mm außerhalb von dem Anschlussende 8E in
der radialen Reifenrichtung positioniert, oder noch bevorzugter
innerhalb eines Bereichs von 10 mm von dem Anschlussende 8E in der
radialen Reifenrichtung positioniert. Der Grund liegt darin, im
Hinblick auf die Haltbarkeit des Produktreifens, dass der Endabschnitt
von jedem ausgesparten Abschnitt 12 nicht zu nahe an dem
Reifenseitenabschnitt sein sollte, der stark verformt wird. Es sei
bemerkt, dass die oben erwähnten Längen entlang
der radialen Reifenrichtung gemessen werden.
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Wie
es in den 2A und 2B gezeigt
ist, ist es im Hinblick auf die Wirkung der Trennungsverbesserung
vorzuziehen, dass jeder ausgesparte Abschnitt 12 sich von
einer Position, die auf der Innenseite positioniert ist, in der
radialen Reifenrichtung des Anschlussendes 8E über
das Anschlussende 8E zu einer Position nach außen
erstreckt, die auf der Außenseite in der radialen Reifenrichtung
des Anschlussendes 8E positioniert ist. Alternativ kann
sich jeder ausgesparte Abschnitt 12 in der radialen Reifenrichtung
von dem Anschlussende 8E innerhalb der oben erwähnten
Bereiche nach außen erstrecken. Wie es in den 2A und 2B gezeigt
ist, wenn jeder ausgesparte Abschnitt 12 von einer Position
auf der Innenseite in der radialen Reifenrichtung des Anschlussendes 8E ausgebildet
ist, muss eine Länge m von dem Anschlussende 8E zum
Innenseitenende in der radialen Reifenrichtung des ausgesparten
Abschnitts 12, gemessen entlang der radialen Reifenrichtung,
wenigstens 2 mm betragen. Es ist möglich, jeden ausgesparten
Abschnitt 12 zu erweitern, bis sich das Innenseitenende,
in der radialen Reifenrichtung, des ausgesparten Abschnitts 12 so
weit wie eine Wulstrandschleppe (bead tow) erstreckt.
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Eine
Breite w, gemessen entlang der Reifenumfangsrichtung, von jedem
ausgesparten Abschnitt 12 befindet sich vorzugsweise in
einem Bereich von 1,0 mm bis 10 mm. Wenn die Breite w schmaler als
10 mm ist, kann der Endabschnitt 8A nicht wirkungsvoll
in die Innenoberfläche 11 des Reifens eingeschnitten
werden. Das macht es schwierig, die gewünschte Wirkung
der Trennungsverbesserung des Endabschnitts 8A zu erzielen.
Im Gegensatz dazu bewirkt eine Breite w, die größer
als 10,0 mm ist, das Auftreten von Defekten (beispielsweise Trennung
der Innendeckschicht 8) an dem ausgesparten Abschnitt 12.
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Ein
Abstand n zwischen jeden zwei benachbarten ausgesparten Abschnitten 12 liegt
vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 20 mm. Wenn der Abstand
n schmaler als 3 mm ist, werden zu viele ausgesparte Abschnitte 12 ausgebildet.
Das beeinträchtigt den Widerstand gegen Luftdurchdringung
der Innendeckschicht 8 und beeinträchtigt ferner
die Haltbarkeit des Produktreifens. Mit anderen Worten sind einige
Teile der Endabschnitte 8A der Innendeckschicht 8 den
ausgesparten Abschnitten 12 zugewandt, und diese Teile
sind ausgebildet, um dünner als die anderen Teile zu sein,
durch Einschlagen der Teile in die Innenoberfläche 11 des Reifens
während der Vulkanisierung des Reifens in der Form. Diese
dünneren Teile sind gegen Luftdurchdringung weniger widerstandsfähig.
Wenn solche dünneren Teile zahlreich ausgebildet sind,
wird die Innendeckschicht 8 als Ganzes weniger widerstandsfähig
gegen Luftdurchdringung und die Haltbarkeit des Reifens wird negativ
beeinflusst. Umgekehrt, wenn der Abstand n größer
als 20 mm ist, ist der Abstand zu breit, um die Trennung an dem
Endabschnitt 8A wirkungsvoll zu verbessern.
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In
jedem der ausgesparten Abschnitte 12 ist es vorzuziehen,
wie es in 3 gezeigt ist, dass jeder ausgesparte
Abschnitt 12 einen Teil 12X aufweist, in dem der
Endabschnitt 8A positioniert ist, und der so ausgebildet
ist, dass dieser von der Innenoberfläche 11 des
Reifens in der radialen Reifenrichtung nach Innen allmählich
tiefer wird. Der Grund liegt darin, dass der Biegungsteil des Endabschnitts 8A weicher
bzw. gleichmäßiger wird und somit die Haltbarkeit
des Reifens verbessert wird.
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Bezüglich
der Position des Anschlussendes 8E der Innendeckschicht 8,
die sich zwischen dem rechten und linken Wulstrandabschnitte 1 erstreckt,
ist es vorzuziehen, dass ein Abstand k, der von einer Wulstrandschleppe 1A entlang
der radialen Reifenrichtung zum Anschlussende 8E gemessen
wird, sich in einem Bereich von 5 bis 30 mm befindet. Ein kürzerer
Abstand k als 5 mm (d. h. eine längere Innendeckschicht 8) bewirkt
ein höher wahrscheinlicheres Auftreten von Falten in dem
Endabschnitt 8A der Innendeckschicht 8, wenn der
Reifen unter Verwendung einer Fertigungstrommel ausgebildet wird.
Die Falten sind eine mögliche Ursache von Lufttaschen.
Demgegenüber erhöht ein längerer Abstand
k als 30 mm den Betrag von Luftverlust von den Abschnitten, die
nicht von der Innendeckschicht 8 abgedeckt sind. Das ist
auch ein unerwünschtes Resultat.
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Der
oben beschriebene pneumatische Reifen kann auf die folgende Weise
hergestellt werden. Zunächst wird ein Reifenrohling T mit
einer Struktur, wie sie in 1 dargestellt
ist, ausgebildet. Anschließend, wie es in 4 gezeigt
ist, wird der Reifenrohling T in einer Form 21 eines Vulkanisierers 20 vulkanisiert.
Während der Reifenrohling T vulkanisiert wird, wird der
Reifenrohling T von der Innenseite unter Verwendung einer Blase 23 unter
Druck gesetzt. Die Blase 23, die während dieses
Vulkanisierungs- und Ausformungsprozesses verwendet wird, weist
eine Trommelform auf. Wie es in 5 gezeigt
ist, sind erhöhte Abschnitte 22, um die oben beschriebenen
ausgesparten Abschnitte 12 auszubilden, auf der Außenoberfläche 23A der
Trommel 23 ausgebildet. Die erhöhten Abschnitte 22 sind
in der Trommelumfangsrichtung in vorbestimmten Abständen
angeordnet. Die Trommel 23 wird durch Zuführen
eines Heiz- und Druckmittels in den Innenbereich der Trommel 23 aufgeblasen.
Die Trommel 23, die somit aufgeblasen wird, wird auf eine
Innenoberfläche T1 des Reifenrohlings T gepresst, während
der Reifenrohling T aushärtet. Die ausgesparten Abschnitte 12 werden
entsprechend durch erhöhte Abschnitte 22 ausgebildet.
In diesem Fall werden die Abschnitte des Endabschnitts 8A der
Innendeckschicht 8, die jeweils den ausgesparten Abschnitten 12 entsprechen,
nach Innen durch deren entsprechende erhöhte Abschnitte 22 eingeschlagen.
Die Abschnitte, die somit eingeschlagen sind, werden in die Bindungsgummischicht 7 eingeschnitten,
während der Reifenrohling T aushärtet. Folglich
wird der Endabschnitt 8A fester als in den herkömmlichen
Fällen an die Bindungsgummischicht 7 gebunden
und befestigt, um eine Trennung an en Endabschnitten 8A zu
unterdrücken.
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Eine
Höhe h von jedem erhöhten Abschnitte 22 liegt
vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 bis 1,0 mm, während
die Blase 23 auf die Innenoberfläche T1 des Reifenrohlings
T gepresst wird. Es ist vorzuziehen, dass jeder erhöhte
Abschnitt 22 ausgebildet ist, um sich in der radialen Richtung
der Blase 23 zu einer Position nach außen zu erstrecken,
die wenigstens 2 mm über der Position positioniert ist,
die dem Anschlussende 8E des Endabschnitts 8A der
Innendeckschicht 8 entspricht, wenn die Blase 23 auf
die Innenoberfläche T1 des Reifenrohlings T gepresst wird.
Die Breite von jedem erhöhten Abschnitt 22, gemessen
entlang der Umfangsrichtung der Blase 23, liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 1,0 bis 10 mm, wenn die Blase 23 auf
die Innenoberfläche T1 des Reifenrohlings T gepresst wird.
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Der
Abstand zwischen jeden zwei benachbarten Abschnitten 22 liegt
vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 20 mm, wenn die Blase 23 auf
die Innenoberfläche T1 des Reifenrohlings T gepresst wird.
Die Höhe jedes erhöhten Abschnitts 22 erhöht
sich allmählich von einer externen Oberfläche 23A zur
Innenseite in der radialen Richtung der Blase 23, wenn
die Blase 23 auf die Innenoberfläche T1 des Reifenrohlings
T gepresst wird.
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In
der vorliegenden Erfindung, wie es in 6 gezeigt
ist, können die ausgesparten Abschnitte 12 ausgebildet
werden, um sich relativ zur radialen Reifenrichtung schrägt
zu erstrecken, die eine Richtung senkrecht auf der Reifenumfangsrichtung
TC ist. Alternativ können die ausgesparten Abschnitte 12 ausgebildet
werden, um entlang des Endabschnitts 8A der Innendeckschicht 8 ringförmig
zu sein, um sich in der Reifenumfangsrichtung entweder mit oder
ohne periodische Unterbrechungen zu erstrecken, wie es in 7 gezeigt
ist. Alternativ kann jeder ausgesparte Abschnitt 12 eine
trapezförmige Gestalt, eine halbkreisförmige Gestalt
oder andere Gestalten aufweisen. Die Gestalt jedes ausgesparten
Abschnitts 12 ist nicht auf eine besondere beschränkt,
solange die oben beschriebene Wirkung erhalten werden kann. Nichtsdestotrotz
ist es vorzuziehen, dass jeder ausgesparte Abschnitt 12 sich
entlang der radialen Reifenrichtung erstreckt, wie es in 2 gezeigt ist. Der Grund liegt darin,
dass die ausgesparten Abschnitte 12, wobei jeder die oben
beschriebene Gestalt aufweist, dem Endabschnitt 8A ermöglicht,
in die Innenoberfläche 11 des Reifens wirkungsvoller
einzuschneiden.
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Es
ist vorzuziehen, dass das thermoplastische Harz und die thermoplastische
Elastomerzusammensetzung, wobei die Innendeckschicht 8 aus
einem davon gefertigt ist, ein Elastizitätsmodul, das im
Bereich von 1 bis 500 MPa liegt, und einen Luftdurchlässigkeitskoeffizienten
gleich 25 × 10–12 cc·cm/cm2·sec·cmHg oder kleiner
aufweist. Ein kleineres Elastizitätsmodul als 1 MPa bewirkt
die Ausbildung von Falten, wenn der Reifenrohling ausgebildet wird,
was die Ausbildungsverarbeitbarkeit verschlechtert. Umgekehrt bewirkt
ein Elastizitätsmodul, das 500 MPa übersteigt,
ein Problem bezüglich der Haltbarkeit. Ein Luftdurchlässigkeitskoeffizient,
der 25 × 10–12 cc·cm/cm2·sec·cmHg übersteigt
macht eine Erhöhung der Dicke der Innendeckschicht 8 zum Zweck
der Aufrechterhaltung des Innendrucks erforderlich. Die dickere
Innendeckschicht 8 ist nicht günstig, wenn der
Reifen so leicht wie möglich sein soll.
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In
der vorliegenden Erfindung enthalten Beispiele des thermoplastischen
Harzes zur Verwendung in der Innendeckschicht 8: Polyamidharze
(beispielsweise Nylon 6 (N6), Nylon 66 (N66) Nylon 46 (N46), Nylon 11
(N11), Nylon 12 (N12), Nylon 610 (N610), Nylon 612 (N612), Nylon-6/66-Copolymere
(N6/66), Nylon-6/66/610-Copolymere (N6/66/610), Nylon MXD6 (MXD6),
Nylon 6T, Nylon-6/6T-Copolymere, Nylon-66/PP-Copolymere und Nylon-66/PPS-Copolymere);
deren N-Alkoxyalkylat-Produkte (beispielsweise, Metoxymethylat-Nylon
6, Metoxymethylat-Nylon-6/610-Copolymere und Metoxymethylat-Nylon
612); Polyesterharze (beispielsweise aromatisches Polyester, wie
beispielsweise Polybutylenterphthalat (PPBT), Polyethylenterephthalat
(PET), Polyethylenisophthalat (PEI), PET/PEI-Copolymere, Polyarylat
(PAR), Polybutylennaphthalat (PBN), Flüssigkristallpolyester
und Polyoxyalkylen-diimiddiacid/Polybutylenteraphthalat-Copolymere); Polynitrilharze
(beispielsweise Polyacrylonitril (PAN), Polymethacrylonitril, Acrylonitril/Styren-Copolymere (AS),
(Meth)Acrylonitril/Styren-Copolymere und (Meth)Acrylonitril/Styren/Butadien-Copolymere);
Polymethacrylatharze (beispielsweise Polymethylmetacrylat (PMMA),
Polyethylmethacrylat); Polyvinylharze (beispielsweise Polyvinylacetat,
Polyvinylalkohol (PVA), Vinylalkohol/Ethylen-Copolymere (EVOH),
Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylchlorid (PVC), Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere,
Vinylidenchlorid/Methylacrylat-Copolymere, Vinylidenchlorid/Acrylonitril-Copolymere);
Celluloseharze (beispielsweise Celluloseacetat und Celluloseacetatbutyrat);
Fluoroharze (beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvenlyfluorid
(PVF), Polychlorotrifluoroethylen (PCTFE) und Ethylen/Tetrafluoroethylen-(ETFE)-Copolymere);
und Imidharze (beispielsweise aromatisches Polyimid (PI)).
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Die
thermoplastische Elastomerzusammensetzung kann durch Mischen einer
thermoplastischen Harzkomponente und einer Elastomerkomponente erzeugt
werden. Bevorzugte Beispiele des Elastomers zur Verwendung enthalten:
Diengummi und deren hydrierte Produkte (beispielsweise natürliche
Gummi bzw. natürliches Kautschuk (NR), Isoprengummi (IR),
epoxierte natürliche Gummi, Styrenbutadiengummi (SBR),
Butadiengummi (BR, high-cis BR und low-cis BR), Nitrilgummi (NBR),
hydriertes NBR und hydriertes SBR); Olefingummi (beispielsweise
Ethylenpropylengummi (EPDM und EPM), Maleinsäure-modifiziertes
Ethylenpropylengummi (M-EPM), Butylgummi (IIR), Copolymere aus Isobutylen
und aromatisches Vinyl oder Dienmonomer, Acrylgummi (ACM) und Ionomere);
Halogen enthaltende Gummi (beispielsweise BR-IIR, Cl-IIR, bromierte
Isobutylen-p-Methylstyren-Copolymere (BR-IPMS), Choloroprengummi
(CR), Hydringummi (CHR), Chlorosulfuniertes Polyethylengummi (CSM),
chloriniertes Polyeethylengummi (CM) und Maleinsäure-modifiziertes
chloriniertes Polyethylengummi (M-CM)); Silikongummi (beispielsweise
Methylvinylsilikongummi, Dimethylsilikongummi und Methylphenylvinylsilikongummi);
Schwefel enthaltende Gummi (beispielsweise Polysulfidgummi); Fluorogummi
(beispielsweise Vinylidenchloridgummi, Fluor enthaltende Vinylethergummi,
Tetrafluoroethylen-Propylengummi, Fluor enthaltende Silikongummi
und Fluor enthaltende Phosphazengummi); und thermoplastische Elastomere
(beispielsweise Styrenelastomere, Olefinelastomere, Estherelastomere,
Urethanelastomere und Polyamidelastomere).
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Wenn
ein bestimmtes thermoplastisches Harz unter den oben beschriebenen
mit einem solchen Elastomer inkompatibel ist, kann ein geeignetes
Mittel zum Kompatibelmachen als eine dritte Komponente verwendet
werden, um die beiden miteinander kompatibel zu machen. Das Mischen
eines solchen Mittels zum Kompatibelmachen in das gemischte System
aus dem thermoplastischen Harz und dem Elastomer verringert die Spannung
an den Trennflächen zwischen dem thermoplastischen Harz
und der Elastomerkomponente. Als ein Resultat liegen die Gummiteilchen,
welche die Dispersionsschicht bilden, feiner vor, so dass beide
Komponenten ihre Charakteristika wirkungsvoller aufweisen können.
Im Allgemeinen weist ein solches Mittel zum Kompatibelmachen eine
Copolymerstruktur von wenigstens entweder dem thermoplastischen
Harz oder der Elastomerkomponente, oder eine Copolymerstruktur auf,
welche eine Epoxydgruppe, eine Karbonylgruppe, eine Halogengruppe,
eine Aminogruppe, eine Oxazolingruppe oder eine Hydroxylgruppe aufweist,
die im Stande ist, mit dem thermoplastischen Harz oder der Elastomerkomponente
zu reagieren. Das Mittel zum Kompatibelmachen kann in Abhängigkeit
der Arten des thermoplastischen Harzes und der Elastomerkomponente,
die damit zu vermischen sind, ausgewählt werden. Beispiele
des Mittels zum Kompatibelmachen, die normalerweise zu diesem Zweck
verwendet werden, enthalten Styren/Ethylen-Butylenstyrenblock-Copolymere
(SEBS) und deren Maleinsäure-modifizierte Produkte, EPDM,
EPM, EPDM/Styren oder EPDM/Acrylonitril-Pfropfcopolymere und deren
Maleinsäure-modifizierte Produkte, Styren/Meleinsäure-Copolymere,
reaktives Phenoxin und dergleichen. Das Mischverhältnis
eines solchen Mittels zum Kompatibelmachen ist nicht im Besonderen
beschränkt. Das Mischverhältnis eines solchen
Mittels zum Kompatibelmachen kann vorzugsweise 0,5 bis 10 Gewichtsteile
relativ zu 100 Gewichtsteilen der Copolymerkomponenten (der Gesamtbetrag
des thermoplastischen Harzes und der Elastomerkomponente) sein.
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Wenn
ein thermoplastisches Harz und ein Elastomer miteinander vermischt
werden, ist der Anteil einer speziellen thermoplastischen Harzkomponente
(A) zu einer speziellen Elastomerkomponente (B) nicht auf ein bestimmtes
Verhältnis beschränkt. Vielmehr ist es möglich,
das Verhältnis mit Berücksichtigung der Ausgewogenheit
zwischen Dicke des Films, Widerstand gegen Luftdurchdringung und
Flexibilität zu bestimmen. Ein bevorzugtes Gewichtsverhältnis
(A)/(B) liegt im Bereich von 10/90 bis 90/10. Ein noch bevorzugteres
Verhältnis (A)/(B) liegt im Bereich von 15/85 bis 90/10.
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Neben
den oben erwähnten wesentlichen Polymerkomponenten können
andere Polymere mit der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung gemischt werden.
Wenn solche anderen Polymere gemischt werden, muss darauf geachtet
werden, dass die notwendigen Eigenschaften der thermoplastischen
Elastomerzusammensetzung für den Reifen der vorliegenden
Erfindung nicht beeinträchtigen werden. Das oben erwähnte
Kompatibilitätspolymer ist ein Beispiel solcher anderen
Polymere. Die Zwecke des Mischens eines solchen Polymers bestehen
darin, die Kompatibilität zwischen dem thermoplastischen
Harz und dem Elastomer zu verbessern, die Ausformungsverarbeitbarkeit
des Materials für den Film zu verbessern, den Wärmewiderstand
zu verbessern, Kosten zu verringern usw. Beispiele des Materials, das
für das Polymer verwendet wird, umfassen Polyethylen (PE),
Polypropylen (PP), Polystyren (PS), ABS, SBS und Polycarbonat (PC).
Ferner können ein Füllmittel (Calciumkarbonat,
Titanoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen), das im Allgemeinen mit
einer Polymermischung, einem Verstärkungsmittel, wie beispielsweise Ruß und
weißem Kohlenstoff, einem Weichmacher, einem Plastifikator,
einem Verarbeitungshilfsmittel, Farbpigmenten, einem Farbstoff,
einem Konservierungsstoff oder dergleichen gemischt ist, optional
mit der Innendeckschicht vermischt werden, solange ein solches Mittel
die erforderliche Charakteristik, die das Bandelement 3 erfordert,
nicht beeinträchtigt.
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Wenn
mit dem thermoplastischen Harz gemischt, kann die vorgenannten Elastomerkomponente
dynamisch vulkanisiert werden. Wenn die vorgenannte Elastomerkomponente
dynamisch vulkanisiert wird, können ein Vulkanisierer,
ein Vulkanisationshilfsmittel, Vulkanisationsbedingungen (Temperatur
und Zeit) und dergleichen gemäß der Zusammensetzung
der hinzuzufügenden Elastomerkomponente geeignet bestimmt
werden und sind nicht im Besonderen beschränkt.
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Als
Vulkanisierer kann ein allgemein erhältlicher Gummivulkanisierer
(Vernetzungsmittel) verwendet werden. Im Besonderen enthalten Beispiele
eines auf Schwefel basierten Vulkanisierers Schwefelpulver, präzipitierter
Schwefel, hoch dispergierbarer Schwefel, oberflächenbehandelter
Schwefel, nicht lösbarer Schwefel, Dimorpholindisulfid
und Alkaliphenoldisulfid. Ein solcher Vulkanisierer kann mit einem
Betrag von beispielsweise ungefähr 0,5 bis 4 phr verwendet
werden. Hierin bezeichnet „phr” Gewichtsteile
pro 100 Gewichtsteile der Gummi-(Polymer)-Komponente.
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Beispiele
eines organischen auf Peroxid basierenden Vulkanisierers enthalten
Benzoilperoxid, t-Butylhydroperoxid, 2,4-Dichrolobenzoilperoxid,
2,5-Dimethyl-2,5-Di(t-Butylperoxy)-Hexan und 2,5-Dimethylhexan-2,5-Di(Peroxylbenzoat).
Ein solcher Vulkanisierer kann bezüglich des Betrags beispielsweise
mit ungefähr 1 bis 20 phr verwendet werden.
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Beispiele
eines auf Phenolharz basierenden Vulkanisierers enthalten: ein bromiertes
Alkylphenolharz; ein gemischtes quervernetztes System enthaltend
einen Halogendonner, wie beispielsweise Zinnchlorid und Chloropren,
und ein Alkylphenolharz. Ein solcher Vulkanisierer kann bezüglich
des Betrags beispielsweise mit ungefähr 1 bis 20 phr verwendet
werden. Andere Beispiele enthalten Zinkoxid (ungefähr 5
phr), Magnesiumoxid (ungefähr phr), Bleioxid (ungefähr
10 bis 20 phr), p-Quinonedioxim (ungefähr 2 bis 10 phr),
p-Dibenzoilquinonedioxim (ungefähr 2 bis 20 phr), Tetrachloro-p-Benzoquin
(ungefähr 2 bis 10 phr), Poly-p-Dinitrosobenzen (ungefähr
2 bis 20 phr) und Methylenedianilin (ungefähr 0,2 bis 10
phr).
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Wenn
notwendig, kann ein Vulkanisierungsbeschleuniger hinzugefügt
werden. Beispiele eines Vulkanisierungsbeschleunigers sind auf Aldehydammoniak
basierende, Guanidin basierende, Thiazol basierende, Sulfenamid
basierende, Thiuram basierende, Dithiocsäure-Salz basierende
und Thiourea basierende Vulkanisierungsbeschleuniger, die allgemein
erhältlich sind. Die Menge des verwendeten Vulkanisierungsbeschleunigers
beträgt beispielsweise 0,5 bis 2 phr. Im Besonderen ist
ein Beispiel des auf Aldehyd-Ammoniak basierenden Vulkanisierungsbeschleunigers
Hexamethylenetetramine. Ein Beispiel des auf Guanidin basierenden
Vulkanisierungsbeschleunigers ist Diphenylguanidin. Einige Beispiele
des auf Thiazol basierenden Vulkanisierungsbeschleunigers enthalten
Dibenzothiazyl-Disulfid (DM), 2-Mercaptobenzothiazol und sein Zn-Salz,
und Cyclohexylaminsalz. Einige Beispiele des auf Sulfenamid basierenden
Vulkanisierungsbeschleunigers enthalten Cyclohexylbenzothiazylsulfonamid
(CBS), N-Oxydiethylenbenzothiazyl-2-Sulfenamid, N-t-Butyl-2-Benzothiazolsulfonamid
und 2-(Thymolpolynyldithio)-Benzothizol. Einige Beispiele des auf
Thiuram basierenden Vulkanisierungsbeschleunigers enthalten Tetramethylthiuramdisulfid
(TMTD), Tetreathyltiuramdisulfid, Tetramethylthiurammonosulfid (TMTM)
und Dipenthamethylentiuramtetrasulfid. Einige Beispiele des auf
Dithioicsäuresalz basierenden Vulkanisierungsbeschleunigers
enthalten Zn-Dimethyldithiocarbamat, Zn-Diethyldithiocarbamat, Zn-di-n-Buthyl-Dithiocarbamat,
Zn-Ethylphenyldiciocarbamat, Te-Diethyl-Dithiocarbamat, Cu-Dimethyldithiocarbamat,
Fe-Dimethyldithiocarbamat und Pipecolinpipecolyldithiocarbamat.
Einige Beispiele des auf Thiourea basierenden Vulkanisierungsbeschleunigers
enthalten Ethylenthiourea und Diethylthiourea.
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Ferner
kann auch ein Vulkanisierungsbeschleunigerhilfsmittel, das allgemein
für Gummi verwendet wird, verwendet werden. Einige Beispiele
des Vulkanisierungsbeschleunigerhilfsmittels enthalten: Zinkoxid (ungefähr
5 phr); und Stearinsäure, Ölsäure und
deren Zn-Salze (ungefähr 2 bis 4 phr). Das Verfahren zur
Herstellung der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung ist wie
folgt. Die thermoplastische Harzkomponenten und die Elastomerkomponente
(nicht vulkanisiert in dem Fall von Gummi) werden mittels eines
Bi-Axial-Kneters/Extruders oder dergleichen im Voraus schmelzgeknetet.
Die Elastomerkomponente wird als eine Dispersionsphase (Domäne)
in das thermoplastische Harz, das eine kontinuierliche Phase (Matrix)
bildet, dispergiert. Wenn die Elastomerkomponente vulkanisiert wird,
kann der Vulkanisierer während des Knetprozesses hinzugefügt
werden, um die Elastomerkomponente dynamisch zu vulkanisieren. Obwohl
die verschiedenen Zusammensetzungsmittel (mit Ausnahme des Vulkanisierers)
während des Knetprozesses zum thermoplastischen Harz oder
zur Elastomerkomponente hinzugefügt werden können,
ist es vorzuziehen, die Zusammensetzungsmittel vor dem Knetprozess
vorzumischen. Der Kneter, der zum Kneten des thermoplastischen Harzes
und der Elastomerkomponente verwendet wird, ist nicht im Besonderen
beschränkt. Beispielsweise können ein Schraubenextruder,
Kneter, Banbury Mischer, Bi-Axial-Kneter/Extruder oder dergleichen
als der Kneter verwendet werden. Unter diesen wird ein Bi-Axial-Kneter/Extruder
zum Kneten des thermoplastischen Harzes und der Elastomerkomponente
vorzugsweise verwendet. Ferner können zwei oder mehr Arten
von Knetern verwendet werden, um das thermoplastische Harz und die
Elastomerkomponente sukzessive zu kneten. Als Bedingung für
das Schmelzkneten sollte die Temperatur so sein, dass das thermoplastische
Harz schmilzt, oder höher. Die Schergeschwindigkeit zur
Zeit des Knetens beträgt vorzugsweise 1000 bis 7500 sec–1. Die Gesamtknetzeit beträgt
30 Sekunden bis 10 Minuten. Wenn der Vulkanisierer hinzugefügt
wird, beträgt die Vulkanisierungszeit nach dem Hinzufügen
vorzugsweise 15 Sekunden bis 5 Minuten. Die Polymerzusammensetzung,
die durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt wird, kann
unter Verwendung eines gewöhnlichen zylinderförmigen
Filmextruders gemäß einem vorbestimmten Verfahren
in eine Zylindergestalt ausgebildet werden.
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Die
thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die somit erhalten wird,
weist eine Struktur auf, in der die Elastomerkomponente (B) als
eine diskontinuierliche Phase in der Matrix des thermoplastischen
Harzes (A) dispergiert ist. Durch Annehmen einer solchen Struktur
kann die thermoplastische Elastomerzusammensetzung dem Film eine
ausreichende Flexibilität verleihen. Inzwischen kann die
Wirkung, welche die Harzschicht als kontinuierliche Phase aufweist,
dem Film eine ausreichende Festigkeit verleihen. Ferner wird es beim
Ausformen möglich, eine Ausformungsverarbeitbarkeit zu
erhalten, die zu dem Fall eines thermoplastischen Harzes äquivalent
ist, unabhängig vom Betrag der Elastomerkomponente.
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Es
gibt verschiedene Wege zum Binden der Innendeckschicht 8 an
andere benachbarte Reifenkomponenten. In einem beispielhaften Verfahren
wird ein Haftvermittler auf die Innendeckschicht 8 und/oder
das Gegenstück aufgebracht, und anschließend wird
die Bindung mittels Wärme und Druck bewerkstelligt, die
angelegt werden, wenn der Reifen durch Vulkanisierung ausgebildet
wird. Der Haftvermittler, der zu diesem Zweck verwendet wird, wird
durch Lösen eines Polymers und eines Quervernetzungsmittels
erhalten. Einige Beispiele des Polymers enthalten ein gewöhnliches
auf Gummi basierendes Polymer, ein auf Phenolharz basierendes Polymer,
ein acrylisches auf Copolymer basierendes Polymer, ein auf Isocyanat
basierendes Polymer. In einem alternativen Verfahren wird ein Mehrschichtverbundstoff
entweder durch Extrudieren des zylindrischen Films gemeinsam mit
einem Haftvermittlerharz hergestellt, und der Mehrschichtverbundstoff
wird während des Vulkanisierungsprozesses an das benachbarte
Reifenkomponentenelement gebunden. Einige Beispiele des Haftvermittlerharzes
enthalten Styrenbutadienstyren-Copolymer (SBS), Ethylenethylacrylat (EEA)
und Styrenethylenbutylenblock-Copolymer (SEBS). Einige Beispiele
des auf Lösungsmittel basierenden Haftvermittlers enthalten
einen auf Phenolharz basierenden Haftvermittler (Chemlock® 220 hergestellt von Lord Corporation),
ein chlorierter auf Gummibasierender Haftvermittler (Chemlok® 205 und Chemlock® 234B) und
ein auf Isocyanat basierender Haftvermittler (Chemlock® 402).
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Beispiel 1
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Reifen
der vorliegenden Erfindung 1 bis 5 (Beispiele 1 bis 5), wobei jeder
davon einen Aufbau aufweist, der in 1 gezeigt
ist, wurden gemäß der folgenden Spezifikationen
hergestellt. Die Reifengröße betrug 205/55 R16.
Die Innendeckschicht, die eine Dicke von 20 μm aufwies,
war auf der Innenoberfläche von jedem Reifen (die Position
des Anschlussendes der Innendeckschicht war 15 mm von der Wulstrandschleppe
weg) vorgesehen. Die Innendeckschicht wurde aus einer thermoplastischen
Elastomerzusammensetzung gefertigt, die durch Mischen der Rohmaterialien,
die in Tabelle 1 aufgelistet sind, erhalten wurde. Ausgesparte Abschnitte
wurden in einem Innenoberflächenbereich von jedem Reifen
ausgebildet, wo der Endabschnitt der Innendeckschicht positioniert
war. Es wurden auch herkömmliche Reifen gemäß den
oben beschriebenen Spezifikationen hergestellt, mit Ausnahme darin,
dass kein ausgesparter Abschnitt ausgebildet wurde (herkömmliches
Beispiel). Einhundert Reifen wurden für jede Art der Beispiele
1 bis 5 hergestellt, und einhundert Reifen des herkömmlichen
Beispiels wurden hergestellt.
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In
der Tabelle 2 sind aufgelistet: die Tiefe von jedem ausgesparten
Abschnitt; der Abstand zwischen je zwei benachbarten ausgesparten
Abschnitte, die in der Reifenumfangsrichtung in vorbestimmten Abständen vorgesehen
waren; die Breite von jedem ausgesparten Abschnitt; die Länge
von jedem ausgesparten Abschnitt, die sich von dem Anschlussende
der Innendeckschicht in der radialen Reifenrichtung nach außen
und nach innen erstreckt. Es sei bemerkt, dass jeder der Reifen
der vorliegenden Erfindung 1 bis 5 eine konstante Tiefe aufwies.
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Unter
Verwendung der somit hergestellten Reifen (hundert Reifen von jeder
Art) wurde der Trennungsdefekt an den Endabschnitten der Innendeckschicht
festgestellt. Tabelle 2 zeigt die festgestellten Resultate unter
Verwendung von Indexwerten, wobei die Resultate für den
herkömmlichen Reifen
100 sind. Je größer
dieser Indexwert, desto weniger wahrscheinlich treten Trennungsdefekte
auf. Tabelle 1
Mischzusammensetzung | Mischverhältnis | Produktname | Herstellername |
Nylon
6/66 | 40
Gewichtsteile | Alamin
CM 6001 | Toray
Industries, Inc. |
Br-IPMS | 60
Gewichtsteile | MDX90-10 | ExxonMobil
Chemical Company |
Zinkoxid | 1
Gewichtsteil | Zinc
White III | Seido
Chemical IndustryCo., Ltd. |
Stearinsäure | 1
Gewichtsteil | Beads
Stearic Acid | NOF
CORPORATION |
Tabelle 2
| | Herkömmliches
Beispiel | Beispiel
1 | Beispiel
2 | Beispiel
3 | Beispiel
4 | Beispiel
5 |
Ausgesparter Abschnitt | Tiefe
(mm) | - | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,8 | 1,0 |
Abstand (mm) | - | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Breite (mm) | - | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Länge (mm) | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Trennungsdefekt | 100 | 107 | 111 | 113 | 110 | 107 |
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Tabelle
2 zeigt, dass die Reifen der vorliegenden Erfindung im Stande sind,
eine Verbesserung bezüglich der Trennung an den Endabschnitten
der Innendeckschicht zu erzielen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/007423 [0003]
- - JP 2002-283808 [0003]