DE60120579T2

DE60120579T2 - Stahlseil für Luftreifen sowie radialer Luftreifen

Info

Publication number: DE60120579T2
Application number: DE60120579T
Authority: DE
Inventors: The Yokohama Rubber Co. Ltd Ltd. Minoru Watarai-gun Hirachi; The Yokohama Rubber Co. Susumu Hiratsuka-shi Imamiya
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: EP1602780A2; EP1602780A3; EP1186699A3; DE60120579D1; DE60133593T2; KR100803644B1; KR20020020855A; US20020053386A1; EP1186699A2; US20050121126A1; EP1602780B1; DE60133593D1; EP1186699B1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Stahlcord für einen Reifen und einen Radialreifen unter Verwendung des Stahlcords, insbesondere einen Stahlcord für einen Reifen und einen Radialreifen mit Verbesserungen zur Erhöhung der Korrosionsresistenz und Dauerhaftigkeit eines vollendeten Reifenproduktes und zur Verbesserung der Energieeffizienz während des Härtens.
Für eine Karkassenschicht (Karkassenteil) werden eine Wulstverstärkungsschicht (Ausrüstungsteil) und ein Teil aus einer Riemenschicht (Riementeil) eines Radialreifens für starke Belastung, ein Stahlcord mit einer m + n-Twiststruktur, umfassend einen Kern mit m Stücken an Drähten und eine Hülle mit n Stücken an Drähten, oder ein Stahlcord, der ein Umhüllungsteil um den zuerst genannten wickelt und dergleichen verwendet. Bei diesen Teilen wird eine extreme Biegedeformation beim Lauf des Reifens gegeben. Deswegen hat der Draht des Stahlreifens einen Durchmesser zwischen 0,15 und 0,22 mm, was kleiner ist als ein üblicher Cord für einen Riemen, und zur Minierung einer Beanspruchung, die auf die Oberfläche eines jeden Drahtes durch Biegen auferlegt wird, und um die Beanspruchung möglichst gleichmäßig zu machen, wird im allgemeinen eine Cordzusammensetzung mit einer Querschnittsform ausgewählt, bei der Drähte dicht und koaxial angeordnet sind.
Bei Stahlcords mit diesen Zusammensetzungen, bei denen ein Abstand zwischen Drähten an einem äußersten Hüllenteil aufgrund der Querschnittsform klein ist, kann ein Mantelgummi keinen Raum zwischen dem Kern und der Hülle in einem Gummiummantelungsverfahren und einem Härtungsverfahren auffüllen, und der Raum bleibt als Hohlraum in dem vollendeten Reifen übrig. Darüber hinaus arbeitet der Hohlraum als Passage für Luft, Luft mit Feuchtigkeit oder Feuchtigkeit.
Feuchtigkeit, die vom Inneren des Reifens oder von einer Reifenoberfläche diffundiert und eindringt, oder Feuchtigkeit, die von einem Schnittteil in einer äußeren Schicht des Reifens eingedrungen ist, bewegt sich frei in einem Karkassencord, der in einer radialen Richtung des Reifens angeordnet ist, vermindert die Adhäsion zwischen dem Cord und dem Reifen und im extremen Fall korrodiert und verschlechtert er den Cord selbst. Demzufolge tritt eine Trennung der Adhäsion zwischen dem Cord und dem Gummi oder ein Riss des Reifens von einem Teil, bei dem die Beanspruchung am größten ist, in einer Karkassenperipherie auf, unter Bildung von ernsthaften Reifenproblemen.
Weiterhin wird Gas von einer Gummiverbindung während des Härtens erzeugt, wenn ein Hohlraum zwischen dem Kern und der Hülle als Passage des Gases arbeitet, und das Gas bricht zu einem Karkassenende hindurch, wo das Härten verhältnismäßig langsam ist, und bildet in diesem Teil ein großes Loch. Dieses Loch verschwindet, wenn das Härten fortschreitet, aber zur vollständigen Auslöschung des Loches ist ein unnotwendig großer Druck während des Härtens erforderlich und führt zur starken Erhöhung der Energiekosten. Auf diese Weise treten beim Stand der Technik Verschwendungen wie Energieverlust, Verminderung der Produktivität und extra Anlagen auf, um das Loch einfach auszulöschen. Um diese Verschwendungen zu entfernen, ist die Entfernung von Luft von Hohlteilen in dem Schritt zum Verdrehen von Drähten vor dem Aufwickeln des Stahlcords auf ein Reifenkomponententeil wirksam.
Als Mittel zur Entfernung von Luft aus dem Hohlteil des Stahlcords wird überlegt, ein Kernmaterial wie eine vulkanisierte Gummikette oder eine organische Faser in einen Kern eines Cords einzufügen. Weil eine Grenzflächenstärke des Kernmaterials und eines Matrixgummis, das den verdrehten Draht bedeckt, bei diesem Verfahren erniedrigt wird, kann unter wiederholten Beanspruchungen die Trennung davon an einem Grenzflächenteil unter Bildung von Rissen in der Nähe des Cords auftreten und zu einem Produktmangel führen. Ein Verfahren zum Auffüllen des Hohlteils durch Auflösen des Matrixgummis in einem organischen Lösungsmittel und Tauchen des Cords darin kann ebenfalls überlegt werden, aber angesichts der gegenwärtigen Umweltaspekte ist die Verwendung eines Lösungsmittels bei Produktionsverfahren nicht erwünscht. Darüber hinaus erfordert dieses Verfahren eine lange Zeit zum Trocknen durch Verdampfen des Lösungsmittels nach dem Tauchen und erniedrigt stark die Produktivität. Weiterhin ist ein Verfahren zum Erleichtern des Einfügens des Gummis in das Hohlteil durch Vermindern einer Anzahl von Drähten des Stahlcords im Vergleich zur üblichen Technik zur Bildung einer verdrehten Drahtstruktur mit einem asymmetrischen Querschnitt, was die Biegeresistenz des erzeugten Reifens erniedrigt, in Abhängigkeit von der Position, wo dieser Stahlcord verwendet wird, nicht vorteilhaft.
Auf der anderen Seite ist ein Riementeil eines Radialreifens für ein Automobil oder eines Radialreifens für starke Beanspruchung in der Nähe zur Lauffläche und kann während des Laufens durch ein durchdringendes Objekt wie einen Nagel beschädigt werden, so dass das Eindringen von Feuchtigkeit von außen durch dieses Teil ermöglicht wird, der Stahlcord korrodiert und eine Trennung aufgrund einer Verminderung der Adhäsion mit dem Gummi durch Reißen des Cords und Feuchtigkeit verursacht wird. Weiterhin ist ein Seitenverstärkungsteil verhältnismäßig frei von Schädigung im Vergleich zum Riementeil, wenn aber ein Schnitt, der den Cord erreicht, auftritt, weil ein Auto an eine Bordkante stößt, kann das gleiche Cordreißen und die Trennung wie oben erwähnt auftreten.
Um solche Nachteile zu überwinden, wurden Studien bezüglich der Stahlcordstruktur durchgeführt, und im allgemeinen wird eine Struktur zur Verhinderung von Hohlteilen bei Stahlcord angewandt. Das heißt, eine Struktur wird angewandt, so dass ein Matrixgummi, der das Hohlteil des Stahlcords umgibt, eintritt und das Hohlteil auffüllt.
Als Stahlcords, die dieses Ziel erfüllen, werden im allgemeinen zwei Arten angewandt. Eines davon wird als offene Cordstruktur bezeichnet und soll Zwischenräume von Stahldrähten absichern, indem sie lose absichtlich verdreht werden und keinen Hohlteil in einem Stahlcord eines erzeugten Reifens zurücklassen, indem ein niedrigviskoser, nicht vulkanisierter Gummi in den Hohlteil des Cords gefüllt wird. Beispielsweise wird eine offene Struktur mit einer 1 × 5-Twiststruktur typischerweise erwähnt. Ein anderes Verfahren ist eine Struktur, die leicht ermöglicht, dass Gummi in alle Zwischenräume zwischen Drähten eindringt, indem eine Cordstruktur mit einem äußeren Draht erzeugt wird, der spiralförmig um einen Kern gewickelt ist, der mit einigen wenigen (1 oder 2) Stahldrähten gebildet ist, wie es durch eine 2 + 2-Twiststruktur dargestellt wird.
Während diese Stahlcords große Wirkungen zum Eindringen von Gummi aufweisen, haben sie die folgenden Nachteile:
Der offene Cord verliert die Drehung unter Bildung von Zwischenräumen zwischen den Drähten, aber deswegen expandiert der Stahlcord des erzeugten Reifens leicht, wenn eine Zugbeanspruchung auferlegt wird, im Vergleich zum Stahlcord mit dicht verdrehten Drähten. Insbesondere wird beim Laufen mit starker Beladung oder bei hoher Geschwindigkeit eine große Beanspruchung auf die Drähte auferlegt, und der Cord neigt zur Deformation. Hierdurch wächst die äußere Peripherie des Reifens stärker als unter Stopp-Bedingung, und die Deformation fördert die Trennung zwischen den Riemenschichten und erniedrigt die Haltbarkeit des Reifens.
Weiterhin füllt der offene Cord den Hohlteil des Cords durch den niedrigviskosen Gummi, der während des Härtens fließt, aber der Gummi füllt nicht den Hohlteil ausreichend während des Walzens und der Bildung eines Reifenkomponententeils, wobei dieses Teil als großer Hohlraum zurückgelassen wird. Der Hohlraum ist im Vergleich zu eng verdrehtem Cord größer. Somit wird Luft, die in dem Hohlraum vorhanden ist, durch den Gummi, der während der Härtung eindringt, ausgetrieben, aber stockende Luft wird zu einem Teil gesandt, bei dem der Fortschritt des Härtens niedrig ist, und bildet dort ein großes Loch. Dieses Loch verschwindet durch den Vulkanisierdruck, aber zum vollständigen Auslöschen des Loches ist ein stärkerer Druck während des Härtens erforderlich, wodurch die Energieeffizienz erniedrigt wird.
Auf der anderen Seite wird für die Gummieindringstruktur, dargestellt durch die 2 + 2-Twiststruktur, der Querschnitt irregulär, um so eine Passage zum Eindringen des Gummis sicherzustellen. Ursprünglich sind Stahldrähte, die den Cord ausmachen, wünschenswert deutlich koaxial angeordnet, und hierdurch kann eine Belastung, die in den Drahtoberflächen auftritt, wenn mit dem Reifen eine Deformation während des Laufens durchgeführt wird, gleichmäßig gemacht werden. Weil ein Stahlcord mit einer irregulären Querschnittsstruktur eine große Oberflächenbeanspruchung in bestimmten Drähten erzeugt, kann ein Riss im Cord auftreten, wenn der Reifen unter einer großen Belastung steht. Bei Stahlcord, wie diesem, ist, weil der Gummi nicht sorgfältig in die Drahtzwischenräume beim Rollen oder Bilden eines Reifenkomponententeils eindringt, wodurch ein Loch während des Härtens gebildet wird, obwohl dies nicht stark der Fall ist wie bei einem offenen Cord, die Energieeffizienz des Härtens nicht gut.
Das heißt, ein Stahlcord für einen Reifen ist ideal als Stahlcord zur Verwendung mit einem Riementeil und einem Seitenverstärkungsteil, wenn Hohlteile des Cords bereits mit Gummi in der Phase des Walzens oder der Bildung eines Reifenkomponententeils gefüllt sind, wobei der Cord eine klare koaxiale Querschnittsstruktur aufweist, und die Drahtzwischenräume sind klein und verursachen keine starken Deformationen während des Laufens.
Für den Erhalt eines solchen Cords wird ein Verfahren zum Füllen von Hohlteilen durch Auflösen eines Gummis einer Art mit einem Matrixgummi in einem organischen Lösungsmittel, Tauchen eines Cords darin, Füllen des Inneren mit einem verflüssigten, auflösenden Gummi durch geringfügiges Entdrehen des Cords und Füllen der Hohlteile durch Verdampfen des verbleibenden Lösungsmittels vorgeschlagen, aber angesichts der Umweltaspekte ist die Verwendung eines Lösungsmittels beim Produktionsverfahren nicht gewünscht. Darüber hinaus erfordert dieses Verfahren eine lange Zeit zum Trocknen zur Verdampfung des Lösungsmittels nach Tauchen und erniedrigt stark die Produktivität.
EP-A-1 033 435 beschreibt einen Kompositcord, umfassend einen Hochpolymerkern und 18 Stahlfilamente, die um diesen Kern herum angeordnet sind. Der Polymerkern umfasst Polyethylenfilamente.
Ein erstes Ziel dieser Erfindung liegt darin, einen Stahlcord für einen Reifen mit einer m + n-Twiststruktur anzugeben, der Verbesserungen zur Erhöhung der Korrosionsresistenz und Dauerhaftigkeit eines vollenden Reifenproduktes und zur Verbesserung der Energieeffizienz während des Härtens des Reifens ermöglicht, und einen Radialreifen unter Verwendung dieses anzugeben.
Ein Stahlcord für einen Reifen dieser Erfindung für das Erreichen dieses Ziels umfasst einen Stahlcord mit einer m + n-Twiststruktur, umfassend n Stücke von Drähten, worin eine thermoplastische Elastomerverbindung in einen Raum zwischen dem Kern und der Hülle gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer als nicht kontinuierliche Phase in einer Matrix aus einem thermoplastischen Harz verstreut ist.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, weil strukturell kein Hohlteil im Stahlcord selbst durch Füllen des Raums zwischen dem Kern und der Hülle mit einer thermoplastischen Elastomerverbindung in der Phase des Cords vor dem Walzen zu einem Reifenkomponententeil vorhanden ist, die Korrosionsresistenz des vollendeten Reifenproduktes zu erhöhen.
Weil eine unvulkanisierte Gummiverbindung oder eine thermoplastische Elastomerverbindung als Füller verwendet wird, ist die Grenzflächenstärke mit einem Matrixgummi, der den Stahlcord bedeckt, hoch, und keine Trennung tritt selbst unter wiederholter Beanspruchung auf, und als Ergebnis ist es möglich, die Bildung von Rissen in der Nähe des Cords zu verhindern und es schwer zu machen, dass Mängel auf dem Produktreifen auftreten.
Weil strukturell kein Hohlteil im Stahlcord selbst vorhanden ist, ist es möglich, die Energieeffizienz des Härtens durch Reduzieren eines Drucks, wenn ein Reifen unter Verwendung dieses gehärtet wird, zu verbessern.
Im erwähnten Stahlcord mit der m + n-Twiststruktur ist es bevorzugt, dass dann, wenn die Querschnittsfläche pro Draht d ist, die Querschnittsfläche eines den Kern umgebenden Kreises D₁ ist und die Querschnittsfläche eines die Hülle umgebenden Kreises D₂ ist, die bedeckte Querschnittsfläche x durch eine unvulkanisierte Gummikomponente oder thermoplastische Elastomerverbindung innerhalb des Bereiches von D₁ – (d × m) < X < D₂ – [d × (m + n)] liegt. Wenn diese Querschnittsfläche der Bedeckung X diese Beziehung erfüllt, ist es möglich, Hohlteile des Stahlcords mit der unvulkanisierten Gummiverbindung oder der thermoplastischen Elastomerverbindung sorgfältig zu füllen.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Radialreifen unter Verwendung von zumindest einem eines Karkassenteils, Endbearbeitungsteils und Riementeils vorgesehen, die mit einem mit Gummi bedeckten Stahlcord mit der m + n-Twiststruktur gebildet sind.
1 ist ein Teilquerschnitt, der einen Radialreifen für starke Belastung als Merkmal dieser Erfindung zeigt;
2 ist ein Querschnitt, der einen Stahlcord mit einer m + n-Twiststruktur unter Anwendung des Merkmals dieser Erfindung zeigt;
3 ist ein Teilquerschnitt, der einen Radialreifen als ein anderes Merkmal dieser Erfindung zeigt.
Zusammensetzungen dieser Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
1 zeigt einen Radialreifen für eine starke Belastung als ein Merkmal dieser Erfindung. In 1 ist 1 ein Laufteil, 2 ein Seitenwandteil und 3 ein Wulstteil. Eine Karkassenschicht 4 (Karkassenteil) ist zwischen einem Paar von Wülsten 3, 3 angeordnet, und ihr Endteil in der Reifenbreitenrichtung ist vom Inneren des Reifens um einen Wulstkern 5 nach außen gewickelt. Im Wulstteil 3 ist darüber hinaus eine Wulstverstärkungsschicht 6 (Endbearbeitungsteil), die sich vom Inneren des Reifens entlang der Karkassenschicht 4 nach außen erstreckt, um so den Wulstkern 5 einzuhüllen, eingebettet. An der äußeren Peripherieseite der Karkassenschicht 4 im Laufteil 1 ist eine Vielzahl von Riemenschichten 7 (Riementeil) eingebettet.
Im erwähnten Radialreifen für starke Belastung wird ein Material, angeordnet mit einer Vielzahl von Stahlcords, die jeweils eine m + n-Twiststruktur aufweisen, umfassend einen Kern, der m Teile Drähte enthält, und eine Hülle, die n Teile Drähte enthält, und mit einem Matrixgummi bedeckt sind, für das Karkassenteil, Endbearbeitungsteil und Riementeil verwendet.
2 zeigt den erwähnten Stahlcord mit der m + n-Twiststruktur. Wie in 2 gezeigt ist, hat der Stahlcord eine m + n-Twiststruktur, umfassend einen Kern 11, der m Stücke Drähte W enthält, und eine Hülle 12, die n Stücke Drähte W enthält. Weiterhin wird eine Packung 13, gebildet mit einer unvulkanisierten Gummiverbindung oder einer thermoplastischen Elastomerverbindung, in einen Raum zwischen dem Kern 11 und der Hülle 12 gefüllt.
Durch Füllen von Hohlteilen der Twiststruktur des Stahlcords mit einer unvulkanisierten Gummiverbindung oder einer thermoplastischen Elastomerverbindung auf diese Weise können die folgenden Arbeitswirkungen erhalten werden:
Weil strukturell kein Hohlteil im Stahlcord selbst vorhanden ist, ist es zunächst möglich, die Korrosionsresistenz eines vollendeten Reifenproduktes zu erhöhen.
Weil die unvulkanisierte Gummiverbindung oder die thermoplastische Elastomerverbindung als Packung verwendet wird, ist zweitens eine Grenzflächenstärke mit einem Matrixgummi, der den Stahlcord bedeckt, hoch und keine Trennung tritt selbst unter erhöhter Belastung auf, und als Ergebnis ist es möglich, die Bildung von Rissen in der Nähe des Cords zu verhindern und es schwer zu ermöglichen, dass Mängel am Produktreifen auftreten.
Weil strukturell kein Hohlteil im Stahlcord selbst vorhanden ist, ist es drittens möglich, die Energieeffizienz des Härtens durch Reduzieren eines Druckes beim Härten eines Reifens unter Verwendung dieses zu verbessern.
Wenn die Querschnittsfläche pro Draht W d (mm²) ist, die Querschnittsfläche eines den Kern 11 umgebenden Kreises S₁ D₁ (mm²) ist und die Querschnittsfläche eines die Hülle 12 umgebenden Kreises S₂ D₂ (mm²) ist, sollte die bedeckte Querschnittsfläche X (mm²) durch die unvulkanisierte Gummiverbindung oder die thermoplastische Elastomerverbindung so eingestellt werden, dass die Gleichung (1) erfüllt wird: D1 – (d × m) < X < D2 – [d × (m + n)] (1)Wenn die Packung, die den Raum zwischen dem Kern und der Hülle füllt, eine Adhäsion aufweist, die gleich ist wie die Adhäsion des Matrixgummis, der den Stahlcord bedeckt, wird die Adhäsion zwischen dem Cord und dem Matrixgummi nicht verschlechtert, selbst wenn die Packung von der Hülle überfließt. Wenn eine Gummiverbindung oder eine thermoplastische Elastomerverbindung mit einer niedrigeren Adhäsion als Packung aus Gründen der Verarbeitbarkeit der Kernbedeckung usw. verwendet wird, gibt es eine Grenze bezüglich der Menge an Überfluss von der Hülle. Selbst wenn die Packung kein Problem bezüglich der Adhäsion aufweist, gibt es darüber hinaus eine obere Grenze bezüglich der Menge der Packung aus diesem Grund, weil ein übermäßiger Überfluss von der Hülle nach außen eine Adhäsion der Cords beim Aufwickelvorgang nach der Cordherstellung verursachen und den Bedeckungsvorgang des Matrixgummis stark behindern würde.
Weil auf der anderen Seite eine ausreichende Wirkung nicht erhalten werden kann, wenn die Menge der Packung nicht hoch genug ist, und der Raum zwischen dem Kern und der Hülle nicht gefüllt werden kann, gibt es bezüglich der Packungsmenge eine untere Grenze.
Weil die durch die unvulkanisierte Gummiverbindung oder die thermoplastische Elastomerverbindung bedeckte Querschnittsfläche X die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt, wird die unvulkanisierte Gummiverbindung oder die thermoplastische Elastomerverbindung angemessen in den Hohlteil des Stahlcords gefüllt.
Obwohl das Herstellungsverfahren des erwähnten Stahlcords nicht speziell spezifiziert wird, kann beispielsweise zunächst der Kernteil mit einer angemessenen Menge einer unvulkanisierten Gummiverbindung oder einer thermoplastischen Elastomerverbindung bedeckt werden, und dann können Drähte aus dem Hüllteil um den Kern herum gedreht werden.
3 zeigt einen Radialreifen als anderes Merkmal dieser Erfindung. In 3 ist 1 ein Laufteil, 2 ein Seitenwandteil und 3 ein Wulstteil. Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen einem Wulstpaar 3, 3 angeordnet, und das Endteil in der Reifenbreitenrichtung wird vom Inneren des Reifens um einen Wulstkern 5 herum nach außen gewickelt. In einer Zone zwischen dem Seitenwandteil und dem Wulstteil 3 ist eine Seitenverstärkungsschicht 6 (Seitenverstärkungsteil) eingebettet, die sich entlang der Karkassenschicht 4 erstreckt. An der äußeren Peripherieseite der Karkassenschicht 4 im Laufteil 1 ist eine Vielzahl von Riemenschichten (Riementeil) eingebettet.
Im erwähnten Radialreifen wird ein Material, angeordnet mit einer Vielzahl von Stahlcords, die jeweils 1 × N Twiststruktur aufweisen, umfassend N Stücke Drähte, und bedeckt mit einem Matrixgummi, für das Riementeil und das Seitenverstärkungsteil verwendet.
Wenn die Querschnittsfläche pro Draht d (mm²) ist, die Querschnittsfläche eines eingeschriebenen Kreises S₃ D₃ (mm²) ist und die Querschnittsfläche eines umgebenden Kreises S₄ für N Stücke Drähte D₄ (mm²) ist, sollte die durch eine unvulkanisierte Gummiverbindung oder eine thermoplastische Elastomerverbindung bedeckte Querschnittsfläche X (mm²) so eingestellt sein, dass die Gleichung (2) erfüllt wird: D3 < X < D4 – [d × N] (2).
Wenn die Packung, die den Raum beim Cordzentrum eine Adhäsion aufweist, die gleich ist wie die Adhäsion des Matrixgummis, der den Stahlcord bedeckt, wird die Adhäsion zwischen dem Cord und dem Matrixgummi nicht beeinträchtigt, selbst wenn die Packung vom Cord überfließt. Wenn eine Gummiverbindung oder eine thermoplastische Elastomerverbindung mit niedriger Adhäsion als Packung wegen der Verarbeitbarkeit der Kernabdeckung usw. verwendet wird, gibt es eine Grenze bezüglich der Überflussmenge vom Cord. Selbst wenn die Packung kein Problem bezüglich der Adhäsion aufweist, gibt es eine obere Grenze bezüglich der Packungsmenge, weil ein übermäßiger Überfluss vom Cord eine Adhäsion der Cords in Aufwickelverfahren nach der Cordherstellung verursachen würde und den Abdeckvorgang des Matrixgummis stark beeinträchtigen würde. Auf der anderen Seite gibt es eine untere Grenze bezüglich der Packungsmenge, weil eine ausreichende Wirkung nicht erhalten werden kann, wenn die Menge der Packung nicht genügend ist und der Raum am Cordzentrum nicht gefüllt werden kann.
Wenn die bedeckte Querschnittsfläche X durch die unvulkanisierte Gummiverbindung oder die thermoplastische Elastomerverbindung die Gleichung (2) erfüllt, wird die unvulkanisierte Gummiverbindung oder die thermoplastische Elastomerverbindung angemessen in den Hohlteil des Stahlcords gefüllt.
Als unvulkanisierte Gummiverbindung in dieser Erfindung kann eine wie der Matrixgummi des Reifenkomponententeils verwendet werden. Zum Sicherstellen einer guten Adhäsion zum Stahlcord sollte bevorzugt ein Förderer für die Adhäsion, typischerweise organisches saures Kobalt, in der Gummiverbindung enthalten sein. Als thermoplastische Elastomerverbindung kann auf der anderen Seite bevorzugt eine mit einer Struktur verwendet werden, worin ein Elastomer als nicht kontinuierliche Phase in einer Matrix aus einem thermoplastischen Harz verstreut ist, und das thermoplastische Harz selbst kann auch verwendet werden.
Als thermoplastisches Harz kann beispielsweise Polyamidharz [wie Nylon-6 (N6), Nylon 66 (N66), Nylon 46 (N46), Nylon 11 (N11), Nylon 12 (N12), Nylon 610 (N610), Nylon 612 (N612), Nylon 6/66-Copolymer (N6/66), Nylon 6/66/610-Copolymer (N6/N66/N610), Nylon MXD6, Nylon 6T, Nylon 6/6T-Copolymer, Nylon 66/PP-Copolymer, Nylon 66/PPS-Copolymer], Polyesterharz [wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylenisophthalat (PEI), Polybutylenterephthalat/Tetramethylenglykol-Copolymer, PET/PEI-Copolymer, Polyallylat (PAR), Polybutylennaphthalat (PBN)], Polynitril-Harz (wie Polyacrylnitril (PAN), Polymethacrylnitril, Acrylnitril/Styrol-Copolymer (AS), Methacrylnitril/Styrol-Copolymer, Methacrylnitril/Styrol/Butadien-Copolymer], Poly(meth)acrylat-Harze [wie Polymethylmethacrylsäure (PMMA), Polyethylmethacrylsäure, Ethylenethylacrylat-Copolymer (EEA), Ethylen-Acrylsäure-Copolymer (EAA), Ethylenmethylacrylat-Harz (EMA)], Polyvinyl-Harz [wie Vinylacetat (EVA), Polyvinylalkohol (PVA), Vinylalkohol/Ethylen-Copolymer (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylchlorid (PVC), Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymer, Vinylidenchlorid/Methylacrylat-Copolymer], Cellulose-Harz [wie Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat], Fluor-Harz [wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF), Polychlorfluorethylen (PCTFE), Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer (ETFE)] und ein Imid-Harz [wie aromatisches Polyimid (PI)] erwähnt werden.
Als Elastomer, das in der Matrix des thermoplastischen Harzes verstreut ist, kann beispielsweise Diengummi und sein Hydrogenat [wie NR, IR, Epoxy-natürlicher Gummi, SBR, BR (Hoch-cis- und Niedrig-cis-BR), NBR, Hydro-NBR, Hydro-SBR], ein Olefin-Gummi [wie Ethylenpropylen-Gummi (EPDM, EPM), modifizierter Maleinethylenproylen-Gummi (M-EPM)], Isobutylen-Isopren-Gummi (IIR), Isobutylen- und aromatisches Vinyl- oder Dienmonomer-Copolymer, Acryl-Gummi (ACM), Ionomer, Halogen-Gummi [wie Br-IIR, Cl-IIR, Brominat von Isobutylen-Paramethylstyrol-Copolymer (Br-IPMS), Chloropren-Gummi (CR), Hydrin-Gummi (CHC, CHR), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), chloriertes Polyethylen (CM), modifiziertes Malein-chloriertes Polyethylen (M-CM), Silikon-Gummi [wie Methylvinylsilikon-Gummi, Dimethylsilikon-Gummi, Methylphenylvinylsilikon-Gummi], Schwefel-Gummi [wie Polysulfid-Gummi], Fluor-Gummi [wie Vinylidenfluorid-Gummi, Fluorvinylether-Gummi, Tetrafluorethylenpropylen-Gummi, Fluorsilikon-Gummi, Fluorphosphazen-Gummi], thermoplastisches Elastomer [wie Styrolelastomer, Olefinelastomer, Polyesterelastomer, Urethanelastomer, Polyamidelastomer] erwähnt werden.
Beispiel
Bezüglich der Stahlcords (3 + 9 × 0,22 + w) der Ausführungsbeispiele 1 bis 11 dieser Erfindung und des Stands der Technik 1 wurden Änderungen der Ermüdungsrissdauer durch Feuchtigkeitsabsorption, Änderungen der Cord-Gummiadhäsion, Härtungsdruck-Reduktionswirkung und die Cordabwickel-Arbeitsfähigkeit ausgewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Bei den erwähnten Stahlcords gilt: D₁ – (d × m) = 0,062 mm² und D₂ – [d × (m + n)] = 0,236 mm². Bezüglich der Cordpackung wurde für die Ausführungsbeispiele 1 bis 7 eine unvulkanisierte Gummiverbindung (A), die hauptsächlich einen natürlichen Gummi verwendet, eingesetzt, und für die Ausführungsbeispiele 8 bis 11 wurde eine thermoplastische Elastomerverbindung (B) mit einem vulkanisierten Pulver an Isobutylen-Isopren-Gummi verwendet, der in einer Matrix verstreut war, die mit einem Nylon-Harz gebildet war.
Änderungen der Ermüdungsrisslebensdauer durch Feuchtigkeitsabsorption:
Teststücke wurden jeweils hergestellt, indem drei Cords in einem 10 mm breiten, 5 mm dicken und 1000 mm langen Gummiblock entlang der Längsrichtung eingebettet wurden, und diese Teststücke, deren Cordenden frei lagen, wurden gealtert, indem sie bei 70°C und 98% RH in einem Ofen 7 Tage lang gelassen wurden. Vor und nach dem Altern wurden die Teststücke auf einen Dreiwalzen-Ermüdungstester gegeben, und die Reißdauer wurde bei 25 mm Walzendurchmesser und 20 kg Zugbeanspruchung gemessen. Von der Reißdauer vor dem Altern T0 und nach dem Altern T wurde der Lebensreduktionsindex [(logT/logT0) bestimmt. Der Lebensreduktionsindex bedeutet, dass die Lebensreduktion durch Feuchtigkeitsabsorption gering ist, wenn der Lebensreduktionsindex groß ist.
Änderungen der Cord-Gummiadhäsion durch Feuchtigkeitsabsorption:
Nach Altern durch Lassen der erwähnten Teststücke bei 70°C und 98% RH in einem Ofen für 7 Tage wurde ein Zugtest entsprechend dem ASTM-Verfahren durchgeführt, und die Gummiadhäsionsrate (%) wurde gemessen. Die Gummiadhäsionsrate bedeutet, dass die Reduktion der Adhäsion durch Feuchtigkeitsabsorption gering ist, wenn die Gummiadhäsionsrate groß ist.
Härtungsdruck-Reduktionswirkung:
Durch Formen von Grünreifen unter Verwendung von Stahlcords als Karkassencords wurden diese Grünreifen unter einem Druck von 15 kg/cm² gehärtet, und der Zustand der Locherzeugung wurde beim Karkassenumstülpteil eines jeden gehärteten Reifens beobachtet. Das Auswertungsergebnis wurde mit "0" bezeichnet, wenn überhaupt kein Loch vorhanden war, "klein" wenn verhältnismäßig kleine Löcher vorhanden waren und "groß", wenn verhältnismäßig große Löcher vorhanden waren.
Cordabwickelarbeitsfähigkeit:
Die Arbeitsfähigkeit des Stahlcords, der dicht um eine Spule gewickelt war, wurde ausgewertet. Das Ergebnis der Auswertung mit: O gezeigt, wenn die Bearbeitbarkeit gut ist, "Δ", wenn die Bearbeitbarkeit etwas erniedrigt ist und "x" wenn die Bearbeitbarkeit aufgrund der Adhäsion der Cords stark erniedrigt ist.
Wie durch Tabelle 1 gezeigt ist, zeigte jedes Ausführungsbeispiel 1 bis 11 dieser Erfindung, dass die Reduktion der Lebensdauer und Adhäsion aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption klein war, ebenso dass die Locherzeugung im Vergleich zum Stand der Technik 1 niedrig war. Insbesondere wurden für die Ausführungsbeispiele 1 bis 4, 8 und 9, bei denen die bedeckte Querschnittsfläche X innerhalb eines Bereich von 0,062 mm² bis 0,236 mm² war, beachtliche Bearbeitungswirkungen erhalten.
Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, eine Korrosionsresistenz und die Dauerhaftigkeit eines vollendeten Reifenproduktes zu erhöhen und die Energieeffizienz während des Härtens des Reifens zu verbessern, weil eine unvulkanisierte Gummiverbindung oder eine thermoplastische Elastomerverbindung in einem Raum zwischen dem Kern und der Hülle im Stahlcord mit der m + n-Twiststruktur gefüllt wird, die den Kern, umfassend m Stücke Drähte, und die Hülle umfasst, umfassend n Stücke Drähte.

Claims

Stahlcord für einen Reifen mit der m + n-Twist-Struktur, umfassend einen Kern (11), umfassend m Stücke von Drähten (w) und eine Hülle (12), umfassend n Stücke von Drähten (w), worin eine thermoplastische Elastomerverbindung in einen Raum zwischen dem Kern (11) und der Hülle (12) gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer als nicht kontinuierliche Phase in einer Matrix aus einem thermoplastischen Harz verstreut ist.
Stahlcord für einen Reifen nach Anspruch 1, worin die Querschnittsfläche pro Draht des Drahtes d ist, die Querschnittsfläche eines umgebenden Kreises zu dem Kern D₁ ist und die Querschnittsfläche eines umgebenden Kreises zu der Hülle D₂ ist, wobei die bedeckte Querschnittsfläche x durch die thermoplastische Elastomerverbindung innerhalb des Bereiches D₁ – (d × m) < X < D₂ – [d × (m + n)] liegt.
Radialreifen unter Verwendung von zumindest einem Karkassenteil (4), Finishingteil und Gurtteil (7), die jeweils den Stahlcord gemäß Anspruch 1 oder 2 enthalten, der mit Gummi bedeckt ist.