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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
WO 2005/007423 A1 und
JP 2002-283808 A ). 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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DE 697 08 336 T2 offenbart einen Reifen mit einer Innendeckschicht auf einer Innenseite des Reifens, wobei die Innendeckschicht aus mehreren überlappenden Lagen aus Elastomermaterial gebildet wird.
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DE 1 505 016 A betrifft ein Verfahren zum Formen und Vulkanisieren eines Reifens unter Verwendung eines aufblasbaren Vulkanisierhilfsmittels, wobei mittels dieses Hilfsmittels an der Innenwand des Reifens miteinander in Verbindung stehende Rippen erzeugt werden.
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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, so dass der Endabschnitt der Innendeckschicht in den Reifen eingeschlagen werden kann.
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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, um einen Reifenrohling auszubilden, und in dem ein ausgesparter Abschnitt in einem Innenoberflächenbereich des Reifens dort ausgebildet wird, wo ein Endabschnitt der Innendeckschicht positioniert ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass, eine Vulkanisierblase, welche einen erhöhten Abschnitt aufweist, der auf einer Außenoberfläche der Vulkanisierblase so ausgebildet ist, dass der ausgesparte Abschnitt ausformbar ist, auf die Innenoberfläche des Reifenrohlings gepresst wird, während der Reifenrohling aushärtet.
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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 Fällen 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 Wulstzehe (bead toe) 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 Wulstzehe 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 cm³ × cm/cm² × s × cmHg (1,88 × 10exp–18 m²/Pa × s) 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 cm³ × cm/cm² × s × cmHg (1,88 × 10exp–18 m²/Pa × s) 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-diimid-diacid/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 Wulstzehe 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.
