DE102009057002A1 - Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen und pneumatischer Reifen - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen und ein pneumatischer Reifen bereitgestellt, welche im Stande sind, eine Verbesserung bezüglich eines Trennungsdefekts einer Reifenkomponente, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, bereitzustellen. Das Verfahren und der pneumatische Reifen weisen den folgenden Aufbau auf. Ein Reifenrohling wird durch radiales Aufweiten eines Karkassenbands 13 ausgebildet, das auf einer Fertigungstrommel 21 aufgebracht ist und das eine ringförmige Reifenkomponente 10 enthält, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die durch Mischen einer thermoplastichen Harzkomponente und einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt ist. Die Reifenkomponente 10 wird aus einer Mehrzahl von Schichten 10A, 10B, 10C ausgebildet, die aufeinandergestapelt werden. Nachdem die Innenseitenschicht 10A (10B) aufgebracht ist, wird die Fertigungstrommel 21 um einen vorbestimmten Betrag radial erweitert, und anschließend wird die Außenseitenschicht 10B (10C) auf die Innenseitenschicht 10A (10B) aufgebracht.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen und einen pneumatischen Reifen. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen und einen pneumatischen Reifen, die im Stande sind, eine Verbesserung bezüglich eines Trennungsdefekts einer Reifenkomponente, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, zu erzielen.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein herkömmlich bekannter pneumatischer Reifen enthält eine Innendeckschicht, welche nicht aus Gummi gefertigt ist, sonder entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente und einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt ist (vergleiche beispielsweise das Patentdokument). Die Verwendung eines solchen Materials weist einen Vorteil bezüglich des geringeren Gewichts der Innendeckschicht und der Verbesserung der Laufzeit auf.
  • Eine Innendeckschicht, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, ist allerdings steifer bzw. unelastischer als eine Innendeckschicht, die aus Gummi gefertigt ist. Eine solche steife Innendeckschicht kann ein Grund eines Reifendefekts sein, wenn ein Reifenrohling durch radiales Aufweiten eines Karkassenbandes ausgebildet wird, wobei das Festlegen eines zu großen Hub/Verformungsverhältnisses (radiales Aufweitungsverhältnis) das Auftreten eines Phänomens der elastischen Nachgiebigkeit bewirkt, um wiederum ein Phänomen der Trennung der Innendeckschicht zu bewirken. Der Defekt, der durch eine solche Trennung verursacht wird, tritt mit höherer Wahrscheinlichkeit in Reifen mit einem Hub-/Verformungsverhältnis größer als 160% auf, wie beispielsweise bei Hochprofilreifen, Schwerlastreifen, Flugzeugreifen und Baufahrzeugreifen.
    • [Patentdokument] Internationale Patentanmeldung Veröffentlichung WO 2005/007423
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren eines pneumatischen Reifens und einen pneumatischen Reifen bereitzustellen, die im Stande sind, eine Verbesserung bezüglich eines Trennungsdefekts einer Reifenkomponente, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, bereitzustellen.
  • Um die Aufgabe zu lösen, enthält ein Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen der vorliegenden Erfindung einen Schritt des Ausbildens eines Reifenrohlings durch radiales Aufweiten eines Karkassenbandes, das auf einer Fertigungstrommel ausgebildet ist und eine ringförmige Reifenkomponente aufweist, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt, die durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente mit einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt ist. In dem Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen wird die Reifenkomponente aus einer Mehrzahl von Schichten ausgebildet, die aufeinander gestapelt sind, und nachdem eine Innenseitenschicht der Mehrzahl der Schichten aufgebracht ist, wird die Fertigungstrommel um einen vorbestimmten Betrag radial aufgeweitet, und anschließend wird eine Schicht auf der Außenseite der Innenseitenschicht auf die Innenseitenschicht aufgebracht.
  • Ein pneumatischer Reifen der vorliegenden Erfindung enthält eine Innendeckschicht, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente mit einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt ist. In dem pneumatischen Reifen ist die Innendeckschicht aus einer Mehrzahl von Schichten, die aufeinander gestapelt sind, von der Innenseite des Reifens zur Außenseite davon, ausgebildet, und unter der Mehrzahl von Schichten weist eine Schicht auf einer Außenseite des Reifens eine größere Dicke und/oder ein höheres Elastizitätsmodul auf.
  • Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist die Reifenkomponente, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, aus der Mehrzahl von Schichten ausgebildet. Folglich weist jede Schicht eine geringe Festigkeit auf. Mit diesen Schichten geringerer Festigkeit wird, nachdem eine Innenseitenschicht der mehreren Schichten aufgebracht ist, die Fertigungstrommel radial um einen vorbestimmten Betrag aufgeweitet, und anschließend wird eine Schicht auf der Außenseite der Innenseitenschicht auf die Innenseitenschicht aufgebracht. Somit kann der Betrag der radialen Aufweitung der Außenseitenschicht, was die Trennung, die durch das Phänomen der elastischen Nachgiebigkeit bewirkt wird, zur Zeit der radialen Aufweitung des Karkassenbands verringert. Folglich ist es möglich, eine Verbesserung hinsichtlich des Trennungsdefekts bereitzustellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Reifenmeridian-Querschnittsansicht, welche einen Teil eines pneumatischen Reifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen Teil einer Innendeckschicht darstellt.
  • 3 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Schritts zum Aufbringen der innersten von Innendeckschichten in einem Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Schritts zum Aufbringen der zweiten von den Innendeckschichten in dem Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Schritts zum Aufbringen der dritten der Innendeckschichten in dem Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Zustands, in dem ein Karkassenband auf einer Fertigungstrommel in dem Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
  • 7 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Schritts zum Ausbilden eines Reifenrohlings durch Aufweiten eines Karkassenbands in dem Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • 1 stellt einen pneumatischen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In 1 bezeichnet Referenzzeichen 1 einen Laufflächenabschnitt, Referenzzeichen 2 bezeichnet einen Seitenwandabschnitt und Referenzzeichen 3 bezeichnet einen Wulstrandabschnitt.
  • Eine Karkassenschicht 4 erstreckt sich zwischen dem rechten und linken Wulstrandabschnitt 3. In der Karkassenschicht 4 sind Verstärkungsschnüre, wobei jede davon sich in der radialen Richtung des Reifens erstreckt, in der Umfangsrichtung des Reifens in vorbestimmten Abständen angeordnet und sind in einer Gummischicht eingebettet. Jede der beiden Endabschnitte der Karkassenschicht 4 ist von der Innenseite in der Achsenrichtung des Reifens zur Außenseite umgeschlagen. Die Karkassenschicht 4, die somit umgeschlagen ist, ist um einen Wulstrandkern 5, der in dem Wulstrandabschnitt 3 verlegt ist, gewickelt, um einen Wulstrandfüller 6 einzuschließen.
  • In dem Laufflächenabschnitt 1 sind mehrere Gürtelschichten 7 auf der Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 vorgesehen. Eine Laufflächengummischicht 8 ist auf der Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 vorgesehen. Ein Bindungsgummi 9 ist auf der Innenseite der Karkassenschicht 4 vorgesehen, und eine Innendeckschicht 10 ist auf der Innenseite der Bindungsgummischicht 9 vorgesehen. Die Innendeckschicht 10 ist eine filmförmige Schicht, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, in der eine thermoplastische Harzkomponente und eine Elastomerkomponente miteinander vermischt sind, gefertigt ist.
  • Wie es 2 zeigt, enthält die Innendeckschicht 10 mehrere Schichten 10A, 10B, 10C, wobei alle davon das gleiche Elastizitätsmodul aufweisen. Die mehreren Schichten 10A, 10B, 10C sind von der Innenseite des Reifens zur Außenseite davon aufeinander gestapelt. Die Schicht, die auf der innersten Seite positioniert ist, wird als die innerste Schicht 10A bezeichnet. Die Schicht, die unmittelbar auf der Außenseite der innersten Schicht 10A positioniert ist, wird als die zweite Schicht 10B bezeichnet. Die Schicht, die unmittelbar auf der Außenseite der zweiten Schicht 10B positioniert ist, wird als die dritte Schicht 10C bezeichnet. Je weiter außen eine Schicht positioniert ist, desto dicker wird die Schicht. Die Anzahl der Schichten, die in der Innendeckschicht 10 enthalten sind, ist in dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, drei, aber auch entweder zwei oder mehr als vier Schichten können in der Innendeckschicht 10 enthalten sein. Die Anzahl von Schichten kann durch Berücksichtigen der Größe und der Art des Reifens geeignet ausgewählt werden.
  • Eine Seitengummischicht 11 ist auf der Außenseite der Karkassenschicht 4 des Seitenwandabschnitts 2 vorgesehen. Eine Verstärkungskissengummischicht 12 ist auf der Außenseite des umgeschlagenen Abschnitts der Karkassenschicht 4 des Wulstrandabschnitts 3 vorgesehen.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des pneumatischen Reifens von 1 durch ein Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die 3 bis 7 beschrieben.
  • Am Anfang, wie es 3 zeigt, wird die innerste Schicht 10A der röhrenförmigen Innendeckschicht auf eine Fertigungstrommel 21 aufgebracht. Die innerste Schicht 10A ist entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt. Anschließend, wie es 4 zeigt, wird die Fertigungstrommel radial um einen vorbestimmten Betrag erweitert. Der Betrag dieser radialen Erweiterung kann für die Dicke der zweiten Schicht 10B geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise kann der Betrag der radialen Erweiterung auf 110% (relativ zum Radius der Fertigungstrommel 21, wobei die innerste Schicht 10A daran aufgebracht ist) festgelegt werden. Nach der radialen Aufweitung wird die gürtelförmige zweite Schicht 10B, welche dicker als die innerste Schicht 10A ist, um den Außenumfang der innersten Schicht 10A gewickelt, um eine Ringform auszubilden. Die zweite Schicht 10B wird somit an die innerste Schicht 10A gebunden.
  • Anschließend, wie es 5 zeigt, wird die Fertigungstrommel weiter radial um einen vorbestimmten Betrag aufgeweitet. Der Betrag dieser radialen Aufweitung kann für die Dicke der dritten Schicht 10C geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise kann der Betrag der radialen Aufweitung auf 120% (relativ zum Radius der Fertigungstrommel 21, wobei die innerste Schicht 10A daran aufgebracht ist) festgelegt werden. Nach der radialen Aufweitung wird die gürtelförmige dritte Schicht 10C, welche dicker als die zweite Schicht 10B ist, um den Außenumfang der zweiten Schicht 10B gewickelt, um eine Ringform auszubilden. Die dritte Schicht 10C wird somit an die zweite Schicht 10B gebunden. Auf diese Weise wird die röhrenförmige Innendeckschicht 10, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, auf der Fertigungstrommel 21 ausgebildet.
  • Ein Haftvermittler wird auf die Oberfläche der dritten Schicht 10C aufgebracht. Danach wird auf gleiche Weise, wie im Fall des herkömmlichen Verfahrens, die nicht vulkanisierte Bindungsgummischicht 9, die nicht vulkanisierte Karkassenschicht 4, der Wulstkern 5, an dem der nicht vulkanisierte Wulstrandfüller 6 angebracht ist, die nicht vulkanisierte Verstärkungskissengummischicht 12, die nicht vulkanisierte Seitengummischicht 11 sequentiell angebracht.
  • Somit wird ein röhrenförmiges Karkassenband 13 (vergleiche 6) ausgebildet.
  • Anschließend wird das Karkassenband 13 von der Fertigungstrommel 21 abgenommen. Wie es 7 zeigt, wird das Karkassenband 13 auf eine Gestaltungstrommel 22 aufgebracht, und anschließend wird ein Innendruck an das Karkassenband 13 angelegt. Der Innendruck dehnt das Karkassenband 13 in eine toroidförmige Gestalt. Das somit aufgeweitete Karkassenband 13 wird auf den Innenumfang eines ringförmigen Gürtelbandes 14 gepresst und gebunden. Das Gürtelband 14 ist auf der Außenumfangsseite des Karkassenbands 13 vorgesehen und wird durch Binden der nicht vulkanisierten Laufflächengummischicht 8 auf den Außenumfang der nicht vulkanisierten Gürtelschicht 7 hergestellt. Somit ist die Ausbildung des Reifenrohlings abgeschlossen. Der Reifenrohling wird anschließend vulkanisiert, indem dieser in der Form unter Druck gesetzt und erhitzt wird. Somit wird der pneumatische Reifen, der in 1 gezeigt ist, erhalten.
  • Gemäß der vorliegenden oben beschriebenen Erfindung enthält die Innendeckschicht 10 die mehreren Schichten 10A, 10B, 10C. Folglich weist jede Schicht eine geringere Festigkeit auf. Mit diesen Schichten geringerer Festigkeit 10A, 10B, 10C wird, nachdem die Innenseitenschicht 10A (10B) aufgebracht ist, die Fertigungstrommel 21 radial um einen vorbestimmten Betrag aufgeweitet, und anschließend wird die Außenseitenschicht 10B (10C) auf die Innenseitenschicht 10A (10B) aufgebracht. Somit kann der Betrag der radialen Aufweitung der Außenseitenschicht, der die Trennung von der Bindungsgummischicht 9 durch das Phänomen der elastischen Nachgiebigkeit bewirkt stark beeinflusst, zur Zeit der radialen Aufweitung des Karkassenbands verringert werden. Infolgedessen ist es möglich, eine Verbesserung bezüglich des Trennungsdefekts, bei dem die Innenschicht 10 von der Bindungsgummischicht 9 getrennt wird, zu erzielen.
  • Das Auftreten des Phänomens der elastischen Nachgiebigkeit wird durch die Tatsache vermieden, dass, nachdem die Innenseitenschicht 10A (10B) aufgebracht ist, die Fertigungstrommel 21 um einen vorbestimmten Betrag radial aufgeweitet wird und anschließend die Außenseitenschicht 10B (10C) auf die Innenseitenschicht 10A (10B) aufgebracht wird. Ferner kann gemäß der vorliegenden oben beschriebenen Erfindung die Außenseitenschicht dicker als die Innenseitenschicht gefertigt werden. Aus diesem Grund weist die vorliegende Erfindung einen Vorteil auf. Im Besonderen kann die Innendeckschicht 10, die hinreichend dick ist, um eine gewünschte Eigenschaft (Widerstand gegen Luftdurchdringung) aufzuweisen, mit wenigen Runden der radialen Aufweitung der Fertigungstrommel 1 ausgebildet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine bevorzugte Dicke der innersten Schicht 10A nicht größer als 150 μm. Eine dicke der innersten Schicht 10A, welche 150 μm übersteigt, erschwert es für die innerste Schicht 10A, einer großen Hubverformung von 160% oder einem größeren radialen Aufweitungsverhältnis eines Karkassenbands 13 and der Position der innersten Schicht 10A zu folgen. Eine noch bevorzugtere Dicke beträgt 100 μm oder weniger. Im Hinblick auf die Produktivität weist die innerste Schicht 10A vorzugsweise eine Dicke von wenigstens 40 μm auf.
  • Ein bevorzugtes radiales Aufweitungsverhältnis der Fertigungstrommel 21 zur Zeit des Aufbringens der äußersten dritten Schicht 10C ist nicht größer als 30% des Radius der Fertigungstrommel 21 zur der Zeit, wenn die innerste Schicht 10A aufgebracht wird. Ein radiales Aufweitungsverhältnis, das 130% übersteigt, verursacht eine Faltenbildung, die sich in jedem der Endabschnitte der Innendeckschicht 10 ausbilden, der hinsichtlich des Radius verringert ist, wenn der Wulstrandkern 5 eingebracht ist. Die Falten wiederum verursachen die Ausbildung von Lufttaschen. Ein noch bevorzugteres radiales Aufweitungsverhältnis beträgt 120% oder weniger.
  • Die mehreren Schichten 10A, 10B, 10C der Innendeckschicht 10 sind entsprechend aus Materialien gefertigt, welche das gleiche Elastizitätsmodul aufweisen. Allerdings können die Schichten 10A, 10B, 10C entsprechend aus Materialien gefertigt sein, die sich bezüglich des Elastizitätsmoduls voneinander unterscheiden. In diesem Fall weist die Außenseitenschicht vorzugsweise ein höheres Elastizitätsmodul als die Innenseitenschicht auf, aus dem gleichen Grund wie oben beschrieben. Die Schichten, die sich bezüglich des Elastizitätsmoduls voneinander unterscheiden, können die gleiche Dicke aufweisen. Alternativ kann die Variation bezüglich des Elastizitätsmoduls mit der Variation der Dicke kombiniert werden. Das heißt, die Außenseitenschicht kann sowohl eine größere Dicke als auch ein höheres Elastizitätsmodul als die Innenseitenschicht aufweisen.
  • Das Elastizitätsmodul (Speicherelastizität) des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die für jede der mehreren Schichten 10A, 10B, 10C der Innendeckschicht 10 verwendet werden, liegen vorzugsweise im Bereich von 1 bis 500 MPa. Ein niedrigeres Elastizitätsmodul als 1 MPa verursacht die Ausbildung von Falten, wenn der Reifenrohling ausgebildet wird, was die Ausbildungsverarbeitbarkeit verschlechtert. Umgekehrt weist ein Elastizitätsmodul, das 500 MPa übersteigt, eine schlechte Wirkung bezüglich der Haltbarkeit auf. Ein noch bevorzugteres Elastizitätsmodul liegt im Bereich von 25 bis 400 MPa. Die oben erwähnte „Speicherelastizität” betrifft die Speicherelastizität, die unter den Bedingungen einer statischen Dehnungsbelastung von 10%, einer dynamischen Dehnungsbelastung von ±10%, einer Frequenz von 20 Hz, einer Temperatur von 20°C und unter Verwendung eines Viscoelastizitätsspektrometers, hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd., gemessen wird.
  • Der Luftdurchdringungskoeffizient des thermoplastischen Harzes oder der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die für jede der mehreren Schichten 10A, 10B, 10C der Innendeckschicht 10 verwendet wird, ist vorzugsweise 25 × 10–12 cc·cm/cm2·sec·cmHg oder kleiner. Ein Luftdurchdringungskoeffizient, der 25 × 10–12 cc·cm/cm2·sec·cmHg übersteigt, macht eine Erhöhung der Dicke dieser Schichten 10A, 10B, 10C zum Zweck der Aufrechterhaltung des Innendrucks erforderlich. Eine dickere Innendeckschicht 10 ist nicht günstig, wenn der Reifen so leicht wie möglich sein soll.
  • 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)).
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 die benachbarte Reifenkomponente 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).
  • Wie es in der Ausführungsform beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung für die Innendeckschicht 10, die entweder aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, angewendet werden. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf diese Anwendung beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann für irgendwelche Reifenkomponenten angewendet werden, solange die Reifenkomponente aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt ist, die vergleichbare Probleme aufweisen.
  • Unter verschiedenen Arten von Reifen kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft für einen Reifen mit einem Hub/Verformungsverhälntis angewendet werden, das 160% übersteigt, wie beispielsweise einen Hochprofilreifen, einen Hochlastreifen, einen Flugzeugreifen und einen Baufahrzeugreifen.
  • Beispiele
  • Ein Reifenrohling mit einem Aufbau, der in 1 gezeigt ist (mit Ausnahme darin, dass die Innendeckschicht lediglich zwei Schichten aufwies) wurde gemäß der folgenden Spezifikation ausgebildet. Die Reifengröße betrug 255/45R18. Die Innendeckschicht wurde aus einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigt. Die thermoplastische Elastomerzusammensetzung wurde durch Mischen von Nylon-6/66-Copolymer (AMILAN® CM6001, hergestellt von Toray Industries, Inc.) und dem Bromit aus Isobuthylen/para-Methylstryren-Copolymer (MDX90-10, hergestellt von ExxonMobil Chemical Inc.) hergestellt. Die Innenschicht enthielt die innerste Schicht, die eine Dicke von 100 μm aufwies, und die zweite Schicht, die eine Dicke von 150 μm aufwies. Jede der zwei Schichten wies ein Elastizitätsmodul von 100 MPa auf. Das radiale Aufweitungsverhältnis der Fertigungstrommel betrug 160% zur der Zeit, wenn die zweite Schicht aufgebracht wurde. Dieses Verfahren des Ausbildens eines Reifenrohlings wird als Verfahren 1 der vorliegenden Erfindung bezeichnet.
  • Ein weiterer Reifenrohling mit einem Aufbau, der in 1 gezeigt ist (mit Ausnahme darin, dass die Innendeckschicht lediglich zwei Schichten aufwies) wurde gemäß den folgenden Spezifikationen ausgebildet. Die Reifengröße war gleich der oben beschriebenen. Die Innendeckschicht enthielt die innerste Schicht, welche ein Elastizitätsmodul von 100 MPa aufwies, und die zweite Schicht, welche ein Elastizitätsmodul von 200 MPa aufwies. Jede der zwei Schichten wies eine dicke von 100 μm auf. Das radiale Aufweitungsverhältnis der Fertigungstrommel betrug 160% zur der Zeit, wenn die zweite Schicht aufgebracht wurde. Dieses Verfahren des Ausbildens eines Reifenrohlings wird als Verfahren 2 der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Sowohl die innerste Schicht als auch die zweite Schicht wurden aus der gleichen thermoplastischen Elastomerzusammensetzung wie oben beschrieben gefertigt. Allerdings wurden das Nylon-6/66-Copolymer und das Bromit von Isobuthylene/para-Methylstyren-Copolymer mit einem anderen Mischverhältnis als im beschriebenen Fall gemischt, um die Elastizitätsmodule auf die oben erwähnten Werte einzustellen.
  • Die Innendeckschicht, die somit hergestellt wurde, wurde in jedem Reifenrohling bezüglich des Vorhandenseins oder Fehlens des Trennungsdefekts überprüft. Anschließend wurde in keineem Reifenrohling ein Trennungsdefekt der Innendeckschicht gefunden, und somit wurde eine Verbesserung bezüglich des Trennungsdefekts festgestellt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2005/007423 [0003]

Claims (8)

  1. Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen, umfassend einen Schritt des Ausbildens eines Reifenrohlings durch radiales Aufweiten eines Karkassenbands, das auf einer Fertigungstrommel aufgebracht ist und eine ringförmige Reifenkomponente enthält, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente mit einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt ist, bei dem die Reifenkomponente aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Schichten ausgebildet wird, und nachdem eine Innenseitenschicht der Mehrzahl von Schichten aufgebracht ist, die Fertigungstrommel um einen vorbestimmten Betrag radial erweitert wird und anschließend eine Schicht auf der Außenseite der Innenseitenschicht auf die Innenseitenschicht aufgebracht wird.
  2. Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen nach Anspruch 1, bei dem die Reifenkomponente eine Innendeckschicht ist.
  3. Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen nach Anspruch 2, bei dem unter der Mehrzahl von Schichten eine Schicht, welche auf einer Außenseite positioniert ist, eine größere Dicke aufweist.
  4. Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das radiale Aufweitungsverhältnis des Karkassenbands nicht kleiner als 160% ist, gemessen in einer innersten Schicht der Innendeckschicht, und die innerste Schicht eine Dicke aufweist, die nicht größer als 150 μm ist.
  5. Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das radiale Aufweitungsverhältnis der Fertigungstrommel nicht größer als 130% des Radius der Fertigungstrommel in einem Zustand ist, in dem die innerste Schicht auf der Fertigungstrommel aufgebracht ist.
  6. Herstellungsverfahren für einen pneumatischen Reifen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem unter der Mehrzahl von Schichten eine Schicht auf einer Außenseite ein größeres Elastizitätsmodul aufweist.
  7. Pneumatischer Reifen, der eine Innendeckschicht umfasst, die aus einem thermoplastischen Harz oder einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die durch Mischen einer thermoplastischen Harzkomponente mit einer Elastomerkomponente erzeugt wird, gefertigt ist, bei dem die Innendeckschicht aus einer Mehrzahl von Schichten ausgebildet ist, die von der Innenseite des Reifens zur Außenseite davon aufeinandergestapelt sind, und unter der Mehrzahl von Schichten eine Schicht auf einer Außenseite des Reifens eine größere Dicke und/oder ein höheres Elastizitätsmodul aufweist.
  8. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 7, bei dem eine innerste Schicht der Innendeckschicht eine Dicke von nicht mehr als 150 μm aufweist.
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