DE69021571T2

DE69021571T2 - Radialer luftreifen.

Info

Publication number: DE69021571T2
Application number: DE69021571T
Authority: DE
Inventors: Kiyohito Kawasaki; Hitoshi Kondo; Sumito Nakagawa
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2010-12-26
Also published as: ES2078502T3; EP0481080B1; EP0481080A1; DE69021571D1; EP0481080A4; WO1991017063A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen radialen Reifen, der infolge Verbesserung der bei den Verstärkungen verwendeten, metallischen Cordfäden, wie des Gürtel-Cordfadens und des Karkassenlagen-Cordfadens bei dem radialen Reifen, und des Beschichtungsgummis für diese Cordfäden eine beträchtlich verbesserte Haltbarkeits-Lebensdauer hat.
Bei Reifen, bei denen Stahlcordfäden als Verstärkungsmaterial verwendet werden, wird Ablösung an dem Gürtelrand (GRA) und Ablösung an dem Karkassenlagenrand (KRA) hervorgerufen, was eine Runderneuerung unmöglich macht, und auch ein Sicherheitsproblem sein kann. Um das Auftreten von Ablösung an dem Ende des Stahlcordfadens zu verhindern, wird in dem ausgelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 61-206695 beispielsweise eine Verbesserungstechnik für Stahlcordfäden angegeben, bei der die Biegesteifigkeit des Stahlcordfadens grob gemacht wird, um GRA zu verhindern. Bei solchen Stahlcordfäden ergibt sich jedoch ein Problem hinsichtlich der Reibermüdungsfestigkeit, und außerdem können diese Stahlcordfäden gegenwärtig nicht als ausreichend bezeichnet werden, wenn berücksichtigt wird, daß die Biegesteifigkeit des Stahlcordfadens selbst abnimmt infolge der Erhöhung der Festigkeit des Stahlcordfadens, die in der letzten Zeit gefordert wird, um das Gewicht des radialen Reifens zu vermindern.
Das heißt, infolge der Erhöhung der Festigkeit des metallischen Cordfadens ergeben sich Probleme, wie beispielsweise eine Verminderung der Widerstandsfähigkeit gegen Gürtelrandablösung (Widerstandsfähigkeit gegen GRA) und eine Verminderung der Korrosionsermüdungsfestigkeit bei einem metallischen Cordfaden in Form eines Karkassenlagenmaterials und dergleichen.
Daher ist es erforderlich, eine Technik zu entwickeln, um nicht nur den Stahlcordfaden, sondern auch die Kombination von Stahlcordfaden und Gummi zu verbessern. Insbesondere, um Ablösungsausfälle zu verhindern, ist es wichtig, den Beschichtungsgummi für den Stahlcordfaden, und den Gummi, der das Cordfadenende umgibt, zu verbessern, um das Rißwachstum in dem Gummi selbst zu beherrschen. In den ausgelegten japanischen Patenten Nr. 62-273237 und Nr. 63-256636 werden Gummizusammensetzungen angegeben, die eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Rißwachstum haben, wobei jedoch das Haftvermögen an Stahlcordfaden bei Verwendung als Beschichtungsgummi überhaupt nicht angegeben wird, so daß eine solche Gummizusammensetzung nicht als Beschichtungsgummi geeignet ist.
Um die GRA und die KRA auf andere Weise als durch die Verwendung des Verstärkungsmaterials in der Nähe des Randbereichs zu unterdrücken, ist es erforderlich, das Rißwachstum in Gummi zu beherrschen, während das Haftvermögen zwischen dem Cordfaden und dem Gummi auf einem höheren Niveau als dem herkömmlichen Niveau aufrechterhalten wird.
Als herkömmliche Methode, um zu erreichen, daß Reifencordfäden an Gummi haften, wird im allgemeinen eine Direkthaftungsmethode verwendet, bei der Reifencordfaden einer Plattierung mit einer Kupfer/Zink-Legierung unterworfen wird, die dann mit dem Schwefel in dem Gummi zur Reaktion gebracht wird. In diesem Fall wird versucht, das Haftvermögen durch Zugabe eines organischen Kobaltsalzes, wie beispielsweise Kobaltnaphthenat oder dergleichen, zu dem Beschichtungsgummi zu erhöhen.
Die Technik zur Verbesserung des plattierten Stahlcordfadens zwecks Erhöhung des Haftvermögens zwischen dem Cordfaden und dem Gummi ist in den ausgelegten japanischen Patenten Nr. 54-89939, Nr. 54-89940, und Nr. 57- 56110 beschrieben. In allen Fällen ist infolge der thermischen Diffusion beim Ziehen nach dem Plattieren jedoch nur eine geringe Menge Kobalt in der äußersten Oberfläche des Cordfadens vorhanden, so daß die Haftwirkung des Kobalts an der Cordfaden-Oberfläche sehr gering ist und sich das Problem ergibt, daß bei Gummi, der kein organisches Kobaltsalz enthält, keine gute Haftung erhalten wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben insbesondere die Kobaltmenge bei dem obigen ausgelegten japanischen Patent Nr. 57-56110 überprüft, wobei sie ebenfalls festgestellt haben, daß dann, wenn nach der beschriebenen Methode eine plattierte Kobaltschicht aus einer ternären Legierung aufgebracht wurde, die kobaltreiche Schicht nicht auf der Oberfläche gebildet wurde, sondern hinein diffundierte, und folglich bei Gummi, der kein organisches Kobaltsalz enthielt, keine gute Haftung erhalten wurde.
Die Erfinder haben Untersuchungen durchgeführt bezüglich der Stahlcordfaden-Verstärkung und des Beschichtungsgummis bei radialen Reifen, um Reifen zu entwickeln, die die Haltbarkeits-Leistungsfähigkeit unter den obigen Umständen wesentlich verbessern können, und festgestellt, daß bei der herkömmlichen Kombination von messingplattiertem Cordfaden und Beschichtungsgummi die Rißbildung zu rasch fortschreitet, und folglich bei dem radialen Reifen, bei dem solche Cordfäden und ein solcher Gummi verwendet werden, in unerwünschter Weise leicht GRA und KRA hervorgerufen werden.
Insbesondere ergibt sich das Problem, daß leicht GRA hervorgerufen wird, wenn hochfeste Cordfäden verwendet werden, bei denen die Zugfestigkeit TS (kp/mm²) der einzelnen Stahlfilamente (Drähte), aus denen der Stahlcordfaden besteht, die folgenden Beziehungen erfüllt:
TS ≥ 281,60 + 288,75d (0,1 ≤ d < 0,2)
TS ≥ 427,25 - 439,50d (0,2 ≤ d ≤ 0,5)
(wobei d der Durchmesser des Filaments ist).
Wenn solche Cordfäden und ein solcher Gummi als Karkassenlagen- Cordfaden bzw. Beschichtungsgummi bei radialen Reifen für Lastwagen und Busse (LBR), radialen Reifen für Kleinlaster (KLR) und dergleichen verwendet werden, ergibt sich weiterhin das Problem, daß die Korrosionsermüdungsfestigkeit bei harter Beanspruchung vermindert wird, und außerdem das Problem, daß die Bruchfestigkeit an dem Rand der Karkassenlage (Widerstandsfähigkeit gegen Lagenrandablösung) leicht vermindert wird, weil bei dem Umstülpende des Karkassenlagen-Cordfadens leicht Risse hervorgerufen werden. Wenn hochfeste Cordfäden, die eine Filament- Zugfestigkeit von nicht weniger als 320 kp/mm² haben, als Lagen-Cordfaden verwendet werden, ist außerdem die Korrosionsermüdungsfestigkeit wesentlich vermindert.
Ein bekannter Reifen, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist beispielsweise in EP-A-0 269 036 wiedergegeben.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Verbesserungstechnik für radiale Reifen vorzuschlagen, die die Widerstandsfähigkeit gegen Gürtelrandablösung (Widerstandsfähigkeit gegen GRA), die Widerstandsfähigkeit gegen Karkassenlagenrandablösung (Widerstandsfähigkeit gegen KRA), und die Korrosionsermüdungsfestigkeit wesentlich verbessern kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein radialer Reifen vorgeschlagen, mit einer toroidförmigen Karkasse, die aus im wesentlichen parallel zu einem Achsenschnitt des Reifens angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, und einem Gürtel, der aus außerhalb eines Kronenbereichs der Karkasse und innerhalb einer Lauffläche angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, wobei der Stahlcordfaden in dem Gürtel
(1) durch Verdrillen einer Vielzahl von Filamenten erhalten wird, die einen Kohlenstoffgehalt von 0,75-0,90 Gewichtsprozent haben,
(2) bei einem Durchmesser (d) mm des Filaments die folgenden Beziehungen für die Zugfestigkeit TS (kp/mm²) erfüllt:
TS ≥ 281,60 + 288,75d, wenn 0,1 ≤ d < 0,2
TS ≥ 427,25 - 439,50d, wenn 0.2 ≤ d ≤ 0,5
(3) an seiner Oberfläche mit einer plattierten Kobaltschicht versehen ist,
und der Beschichtungsgummi nach der Vulkanisation einen 100%- Elastizitätsmodul von nicht weniger als 20 kp/cm² hat.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen radialen Reifens kann der Stahlcordfaden in dem Gürtel ein einzelner Stahldraht sein, und in diesem Fall beträgt der Filamentdurchmesser 0,2-0,7 mm, und ist die Oberfläche des einzelnen Stahldrahtes mit einer plattierten Kobaltschicht versehen, und hat der Beschichtungsgummi nach der Vulkanisation einen 100%- Elastizitätsmodul von nicht weniger als 20 kp/cm².
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen radialen Reifens wird außerdem der Stahlcordfaden durch Verdrillen einer Vielzahl von Filamenten erhalten, die
(1) einen Kohlenstoffgehalt von 0,75-0,90 Gewichtsprozent haben,
(2) eine Filament-Zugfestigkeit von nicht weniger als 320 kp/mm² haben,
(3) und an ihrer Oberfläche mit einer plattierten Kobaltschicht versehen sind,
und hat der Beschichtungsgummi nach der Vulkanisation einen 100%- Elastizitätsmodul von nicht weniger als 20 kp/cm².
Die Verdrillmethode der Filamente, wie des Stahlcordfadens in dem Gürtel und der Karkasse kann gemäß der Erfindung einer Einfachbauweise, einer Schichtbauweise, oder einer Litzenbauweise entsprechen. Der Durchmesser d des Filaments beträgt in dem Fall des Gürtels vorzugsweise 0,15-0,25 mm∅, und in dem Fall der Karkasse vorzugsweise 0,15-0,25 mm∅.
Weiterhin kann bei einem solchen Stahlfilament durch mehrstufiges Ziehen, bei dem die Reduzierungsfläche von 97,5% ist und die Ziehzahl bei Verwendung eines Schmiermittels, das ein gutes Ziehvermögen hat, 3-4mal so groß wie bei dem üblichen Ziehen gemacht wird, eine höhere Zugfestigkeit erhalten werden. In dem Fall des Gürtels erfüllen d und TS vorzugsweise die folgenden Beziehungen:
TS ≥ 345-30d, wenn 0,1 ≤ d < 0,2
TS ≥ 379-200d, wenn 0,2 ≤ d ≤ 0,5
Wenn einzelne Stahldrähte als Stahlcordfaden für den erfindungsgemäßen Gürtel verwendet werden, sollte der Kohlenstoffgehalt in der Praxis vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,65-0,90 Gewichtsprozent, noch besser 0,75-0,90 Gewichtsprozent liegen.
Bei der Erfindung sollte vorzugsweise mindestens entweder die Karkasse oder der Gürtel eine Einfachbauweise mit der Struktur 1 × n (n ist eine ganze Zahl von 2-6) haben, bei der 2-6 Filamente verdrillt werden, wobei der Filamentdurchmesser 0,15-0,5 mm beträgt.
Noch besser ist bei dem einfachgebauten Stahlcordfaden mit der Struktur 1 × n, n gleich 2; oder wenn n gleich 3-6 ist, sollte die Dehnung (P&sub1;) bei Belastung des Stahlcordfadens mit einem Gewicht von 5,0 kg innerhalb des Bereichs von 0,2-1,2% liegen.
Als Beschichtungsmethode bei der Kobaltplattierung können eine Elektroplattierung oder verschiedene Trockenplattierungen verwendet werden. Außerdem kann der Beschichtungsschritt vor oder nach dem Verdrillschritt ausgeführt werden. Die Dicke der plattierten Kobaltschicht liegt in dem Fall der Elektroplattierung vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,05- 0,40 um, und in dem Fall der Trockenplattierung vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,001-0,15 um.
Außerdem kann jedes beliebige Eisen, sowie auf Eisen aufgebrachtes Kupfer, Zink und Messing als Substrat für die Kobaltplattierung verwendet werden.
Der Beschichtungsgummi für die Karkasse oder den Gürtel ist vorzugsweise eine Gummizusammensetzung, die 0-0,1 Gewichtsteile Kobalt als organisches Salz und 0,15-4,0 Gewichtsteile Schwefel, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gummikomponente, enthält. Noch besser enthält die Gummizusammensetzung außerdem 0.05-6,0 Gewichtsteile einer Bismaleimidverbindung mit der folgenden Formel:
(wobei Z eine Alkylengruppe, eine Phenylengruppe, eine Alkylphenylengruppe, oder eine Kombination von zwei oder mehr dieser Gruppen ist).
Gemäß der Erfindung liegt der Kohlenstoffgehalt des Filaments bei dem verdrillten Cordfaden innerhalb des Bereichs von 0,75-0,90 Gewichtsprozent, weil dann, wenn der Kohlenstoffgehalt niedriger als 0,75 Gewichtsprozent ist, eine genügende Filament-Zugfestigkeit kaum erreicht wird, während dann, wenn der Kohlenstoffgehalt höher als 0,90 Gewichtsprozent ist, voreutektoidischer Zementit gebildet wird, wodurch das Filament spröde wird, und folglich der verdrillte Cordfaden nicht mehr als Reifencordfaden geeignet ist.
Weiterhin ist es dann, wenn der verdrillte Cordfaden in dem Gürtel verwendet wird, gemäß der Erfindung erforderlich, daß die Filament- Zugfestigkeit TS die folgenden Beziehungen erfüllt:
TS ≥ 281,60 + 288,75d, wenn 0,1 ≤ d < 0,2
TS ≥ 427,25 - 439,50d, wenn 0,2 ≤ d ≤ 0,5.
Angesichts der starken Reduzierung des Reifengewichts wird nämlich bei Verwendung von Cordfäden mit einer niedrigen Zugfestigkeit, die die obigen Beziehungen nicht erfüllt, kein brauchbarer Effekt erhalten. Weiterhin ist die Anforderung in die obigen zwei Beziehungen für die beiderseits von d=0,2 liegenden Bereiche unterteilt, weil das Maximum der Zugfestigkeit in Übereinstimmung mit der Leichtigkeit des Ziehens bei d=0,2 mm liegt.
Weiterhin beträgt die Filament-Zugfestigkeit nicht weniger als 320 kp/mm², wenn der verdrillte Cordfaden in der Karkasse verwendet wird, weil angesichts der starken Reduzierung des Reifengewichts bei einer Zugfestigkeit von weniger als 320 kp/mm² kein brauchbarer Effekt erhalten wird.
Außerdem beträgt die obere Grenze der Filament-Zugfestigkeit im Hinblick auf die Produktions-Bearbeitbarkeit ungefähr 450 kp/mm².
In dem Fall des erfindungsgemäßen Cordfadens mit Einfachbauweise dringt Gummi in das Innere des Cordfadens ein, so daß das Haftvermögen zwischen dem Cordfaden und dem Gummi innerhalb des Cordfadens im Hinblick auf die Reifenhaltbarkeit sehr wichtig wird.
Bei dem einfachgebauten Stahlcordfaden mit der Struktur 1 × 2, bei der zwei Filamente miteinander verdrillt werden, kann der Schritt zur Aufbringung und Bildung einer Kobaltschicht auf der Oberfläche des Filaments durch einen nassen Prozeß, wie beispielsweise Elektroplattieren, oder einen trockenen Plattierprozeß vor oder nach dem Schritt zum Verdrillen des Cordfadens ausgeführt werden, weil selbst dann, wenn die einfachgebauten Stahlcordfäden einer Kobaltplattierbehandlung unterworfen werden, die gesamte Oberfläche des Filaments mit einer plattierten Kobaltschicht überzogen wird.
Bei den einfachgebauten Stahlcordfäden mit der Struktur 1 × 3 bis 1 × 6, bei der 3-6 Filamente miteinander verdrillt werden, kann andererseits die plattierte Kobaltschicht durch einen nassen Prozeß, wie beispielsweise Elektroplattieren auf der Oberfläche des Filaments innerhalb des Cordfadens gebildet werden, aber eine solche Bildung wird in dem Fall des Trockenplattierprozesses schwierig. Selbst bei dem nassen Prozeß gibt es jedoch technische Produktionsprobleme, wie beispielsweise die Spannungsregelung in einer Plattierlinie, oder die Dicke und die Gleichmäßigkeit der plattierten Schicht.
Bei dem einfachgebauten Stahlcordfaden mit der Struktur 1 × 3 bis 1 × 6 wird bei Verwendung des Trockenplattierprozesses vorzugsweise nach dem Ziehen eine plattierte Kobaltschicht auf der Oberfläche der Filamente gebildet, und diese Filamente werden dann miteinander verdrillt, während dann, wenn der nasse Prozeß, wie beispielsweise Elektroplattieren verwendet wird, der Schritt zur Bildung der plattierten Kobaltschicht vor oder nach dem Verdrillschritt ausgeführt werden kann, wobei jedoch der Schritt zur Bildung der plattierten Kobaltschicht vorzugsweise vor dem Verdrillschritt ausgeführt wird.
Der erfindungsgemäße Stahlcordfaden, der zur Verstärkung des Gürtels und/oder der Karkassenlage verwendet wird, ist vorzugsweise ein einfachgebauter Stahlcordfaden mit der Struktur 1 × n (n ist eine ganze Zahl von 2-6), und der Filamentdurchmesser beträgt vorzugsweise 0,15-0,5 mm, wobei die Eindringfähigkeit des Gummis in den Cordfaden berücksichtigt ist, wie dies oben erwähnt wurde.
Weiterhin liegt die Dehnung (P&sub1;) der Stahlcordfäden mit der Struktur 1 × 3 bis 1 × 6, bei der 3-6 Filamente verwendet werden, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,2-1,2%. weil dann, wenn die Dehnung (P&sub1;) kleiner als 0,2% ist, der Beschichtungsgummi kaum in das Innere des Cordfadens eindringt, während dann, wenn die Dehnung größer als 1,2% ist, die Spannung während des Kalandriervorgangs zum Umgeben des Stahlcordfadens mit dem Beschichtungsgummi leicht ungleichmäßig wird, und folglich Störungen bei den Cordfäden in dem Reifen auftreten, wodurch die Konformität und die Haltbarkeit leicht vermindert werden. Außerdem dringt in dem Fall der Struktur 1 × 2 der Beschichtungsgummi in das Innere des Cordfadens gut ein, selbst wenn die Verdrillstruktur des Cordfadens nicht die einfachgebaute Struktur ist, wie dies oben erwähnt wurde.
Die bevorzugte Menge Schwefel in dem Beschichtungsgummi beträgt 0,5- 4,0 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gummikomponente, weil dann, wenn die Menge kleiner als 0,5 Gewichtsteile ist, keine genügende Vernetzungsreaktion oder Haftungsreaktion stattfindet, während dann, wenn die Menge größer als 4 Gewichtsteile ist, der Effekt der Erfindung hinsichtlich der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen GRA und der Widerstandsfähigkeit gegen KRA verlorengeht.
Weiterhin beträgt die bevorzugte Menge des organischen Kobaltsalzes in dem Beschichtungsgummi nicht mehr als 0,1 Gewichtsteile Kobalt, weil dann, wenn die Menge größer als 0,1 Gewichtsteile ist, eine Verschlechterung des Haftvermögens eintritt und außerdem die thermische Alterung des Gummis gefördert wird, wodurch sich die Haltbarkeit des Gummis verschlechtert. Die Menge beträgt vorzugsweise weniger als 0,05 Gewichtssteile.
Wenn die Bismaleimidverbindung mit der obigen Formel zugemischt wird, um die Wärmebeständigkeit des Beschichtungsgummis weiter zu verbessern, ist die zugemischte Menge auf den Bereich von 0,05-6,0 Gewichtsteilen begrenzt. Wenn die Menge weniger als 0,05 Gewichtsteile beträgt, wird der Effekt der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen GRA nicht erhalten, während dann, wenn die Menge größer als 6,0 Gewichtsteile ist, durch Erhöhung der Menge kein weiterer Effekt erwartet werden kann. Die Menge beträgt vorzugsweise 0,05-3 Gewichtsteile, noch besser 0,1-2,0 Gewichtsteile.
Außerdem ist der Elastizitätsmodul des Beschichtungsgummis auf nicht weniger als 20 kp/cm² begrenzt, weil dann, wenn der Elastizitätsmodul weniger als 20 kp/cm² beträgt, die Dehnung des Beschichtungsgummis bei Einwirkung auf den Gürtel und die Karkassenlage zu groß wird, und folglich der Effekt der Erfindung auf die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen GRA und KRA verlorengeht und ein Problem hinsichtlich der Haltbarkeit hervorgerufen wird. Insbesondere, wenn der Beschichtungsgummi bei dem Gürtel eines radialen Reifens für Personenwagen verwendet wird, wird die Lenkstabilität in unerwünschter Weise vermindert.
Außerdem liegt gemäß der Erfindung die bevorzugte Dicke der durch Elektroplattieren aufgebrachten Kobaltschicht innerhalb des Bereichs von 0,05-0,40 um, weil dann, wenn die Dicke weniger als 0,05 um beträgt, kein gleichmäßiger und stabiler plattierter Film erhalten wird, und das Substrat manchmal freiliegt, wodurch die Haftung an Gummi instabil wird, während dann, wenn die Dicke 0,40 um übersteigt, die plattierte Kobaltschicht im Hinblick auf die Produktionsleistung und die Produktionskosten zu dick wird. In ähnlicher Weise liegt die bevorzugte Dicke der nach dem Trockenplattierprozeß aufgebrachten Kobaltschicht innerhalb des Bereichs von 0,001-0,15 um, weil dann, wenn die Dicke weniger als 0,001 um beträgt, die plattierte Schicht in einem Zustand eines inselähnlichen Kristalls oder eines netzähnlichen Kristalls ist, und eine stabile Haftung an Gummi nicht erhalten wird, während dann, wenn die Dicke 0,15 um übersteigt, die Produktivität und die Produktionskosten ungünstiger werden, und das Haftvermögen wieder abnimmt.
Gemäß der Erfindung kann das organische Kobaltsalz, das in dem Beschichtungsgummi zur Verbesserung der Haftkraft an dem auf der Oberfläche der äußersten Schicht mit Messing beschichteten, herkömmlichen Cordfaden enthalten ist, weggelassen werden oder auf eine sehr geringe Menge reduziert werden, wenn die Oberfläche der äußersten Schicht des Stahlcordfadens mit der plattierten Kobaltschicht bedeckt wird, und folglich ist es möglich, eine Gummizusammensetzung zu erhalten, bei der die Verschlechterung des Haftvermögens im Laufe der Zeit und die thermische Alterung der Bruchfestigkeit, der Dehnung und dergleichen infolge der Zugabe des organischen Kobaltsalzes beherrscht werden kann.
Obwohl bei der herkömmlichen Technik eine relativ grobe Menge Schwefel (4-8 Gewichtsteile) verwendet wurde, um das wärmebeständige Haftvermögen stabil zu halten, kann gemäß der Erfindung die Schwefelmenge auf nicht mehr als 4 Gewichtsteile reduziert werden, wodurch die thermische Alterung des Gummis infolge der Verwendung einer übermäßigen Menge Schwefel verhindert werden kann und die Widerstandsfähigkeit gegen Rißwachstum wesentlich verbessert wird, und weiterhin die Korrosionsermüdungsfestigkeit des angrenzenden Stahlcordfadens durch die Reduzierung der korrosiven Komponente verbessert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Reifen kann daher nicht nur die Korrosionsermüdungsfestigkeit, die bei der Verwendung eines hochfesten Cordfadens zu einem Problem wird, wesentlich verbessert werden, sondern auch die Widerstandsfähigkeit gegen Karkassenlagenrandablösung beträchtlich verbessert werden.
Weiterhin wird, wenn die Bismaleimidverbindung zu dem Beschichtungsgummi zugegeben wird, nicht nur die thermische Alterung des Gummis beherrscht werden, sondern auch der Elastizitätsmodul des Gummis in einem Gebiet mit geringer Verformung verbessert werden, so daß die Widerstandsfähigkeit gegen GRA bei schwacher Einwirkung ebenfalls verbessert werden kann. Außerdem wird bei Verwendung der Bismaleimidverbindung mit dem herkömmlichen, messingplattierten Cordfaden das Haftvermögen gewöhnlich verschlechtert, so daß die Gummizusammensetzung, die die obige Verbindung enthält, bei der herkömmlichen Technik nicht als Beschichtungsgummi für einen Reifencordfaden verwendet werden kann.
Wie oben erwähnt wurde, kann bei den erfindungsgemäßen radialen Reifen die Widerstandsfähigkeit gegen GRA und die Widerstandsfähigkeit gegen KRA unter thermisch harten Bedingungen, die geeignet sind, die thermische Alterung zu fördern, und unter thermisch und mechanisch milden Bedingungen verbessert werden.
Die Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die Folgendes darstellen:
Die Figur 1 ist eine schematische partielle Schnittansicht eines radialen Lastwagen- und Busreifens (LBR).
Die Figur 2 ist eine schematische partielle Schnittansicht eines radialen Personenwagenreifens (PWR).

BEISPIELE 1-10, VERGLEICHSBEISPIELE 1-7

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele beschrieben.
Als Reifen für die Beurteilung wurden ein radialer Lastwagen- und Busreifen 1 der Reifengröße 1000 R20 gemäß der Figur 1, und ein radialer Personenwagenreifen 10 der Reifengröße 185 SR14 gemäß der Figur 2 verwendet. In den Zeichnungen bezeichnet die Kennziffer 2 einen Wulstbereich, die Kennziffer 3 einen Seitenwandbereich, die Kennziffer 4 einen Schulterbereich, die Kennziffer 5 einen Laufflächenbereich, die Kennziffer 6 einen Wulstdrahtbereich, die Kennziffer 7 eine Karkassenlage, und die Kennziffer 8 einen Gürtelbereich.
Bei dem radialen Lastwagen- und Busreifen hatten die sich überkreuzenden Gürtel schichten die Struktur 3 × 0,20 mm + 6 × 0,38 mm, während bei dem radialen Personenwagenreifen die sich überkreuzenden Gürtelschichten die Struktur 1 × 5 × 0,23 mm hatten. Die Fadendichte der Cordfäden bei jedem Reifen wurde so festgelegt, daß die gleiche Festigkeit wie bei den Kontrollreifen der Vergleichsbeispiele 1 und 4 erhalten wurde.
Als Methode zum Beschichten eines Filaments mit Kobalt vor dem Verdrillen der Filamente wurde ein Prozeß zum Elektroplattieren, und ein Prozeß zum Trockenplattieren (Sputtering) verwendet.
Die Elektroplattierung wurde nach Vorbehandlungen zum elektrolytischen Entfetten und Beizen unter den nachfolgenden Elektroplattierbedingungen ausgeführt. Nach der Erzeugung der Kobaltbeschichtung wurde das Filament mit Ultraschall genügend gewaschen und dann getrocknet.

ELEKTROPLATTIERBEDINGUNGEN

Badzusammensetzung: Kobaltsulfat 330 g/l
Kobaltchlorid 45 g/l
Borsäure 30 g/l
Natriumchlorid 25 g/l
pH des Bades: 4
Badtemperatur: 40ºC
Stromdichte: 5 A/dm²
Andererseits wurde die Trockenplattierung mittels eines Magnetron- Sputtering-Apparates wie folgt ausgeführt. Zunächst wurde die Kammer bis auf einen Unterdruck von nicht mehr als 10&supmin;&sup5; Torr evakuiert und eine kleine Menge Argon in die Kammer gegeben, um den Unterdruck auf 0,1 Torr einzustellen, und dann wurde eine Oberfläche eines Testmusters durch Hochfrequenz-Glühentladung bei 13,56 MHz während 5 Minuten gereinigt. Nach der Reinigung wurde die Hochfrequenz-Glühentladung ausgeschaltet und eine Gleichspannung von 600V an ein Target aus dem Metallmuster (Kobalt) angelegt, wodurch das Sputtering bei einem Targetstrom von 0,5A durch Argonplasma ausgeführt wurde, um eine Kobaltbeschichtung zu erzeugen.
Als Beschichtungsgummi-Zusammensetzung für den Gürtel bei dem radialen Lastwagen- und Busreifen (LBR) und dem radialen Personenwagenreifen (PWR) wurden Zusammensetzungen gemäß der Tabelle 1 bzw. der Tabelle 2 verwendet. Weiterhin wurde die gleiche Gummizusammensetzung wie oben bei den angrenzenden Elementen in den Endbereichen der Cordfäden verwendet. Die variablen Werte der Tabelle 1 sind in der Tabelle 2 wiedergegeben. TABELLE 1 Gummizusammensetzung Gummizusammensetzung LBR (Gewichtsprozent) PWR (Gewichtsprozent) Naturkautschuk Polyisoprengummi Zinkweiß Oxydationsinhibitor (hergestellt von Monsanto, Handelsbezeichnung: Santoflex 13) Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Ouchi Shinko K.K., Handelsbezeichnung: Noccelar DZ) Schwefel Organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) variabel
Die nachfolgenden Beurteilungen für die Reifen-Leistungsfähigkeit wurden für die obigen Testreifen vorgenommen.

WIDERSTANDSFÄHIGKEIT GEGEN GRA

Zur Beurteilung wurde der radiale Personenwagenreifen nach dem tatsächlichen Lauf zerschnitten, und dann wurde die Rißlänge an dem Gürtelrand in der zu der Lauffläche hin gelegenen, überkreuzenden Gürtelcordfadenschicht gemessen. Das heißt, der Gummi wurde von den Cordfäden dieser Gürtelschicht abgezogen, um die Enden der Cordfäden freizulegen, und die Länge des längs des Cordfadens gebildeten Risses wurde mit einer Noniusschublehre gemessen. Die Eigenschaft wurde durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für die Reifen der Vergleichsbeispiele 1 und 4 zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Widerstandsfähigkeit gegen GRA.

GEWICHTSREDUZIERUNGSEFFEKT

Die bei dem Testreifen verwendeten Stahlcordfäden wurden in den Beschichtungsgummi für den Gürtel eingebettet, um ein Gürtellaufflächen- Verbundmaterial zu bilden. In diesem Fall wurde die Anzahl der Cordfäden in jeder Testlauffläche so geändert, daß die gleiche Festigkeit wie bei den Gürtellaufflächen-Verbundmaterialien der Kontrollreifen der Vergleichsbeispiele 1 und 4 erhalten wurde, wodurch der Gewichtsreduzierungseffekt als das Gewicht der pro Reifen verwendeten Stahlcordfäden durch einen Indexwert angegeben wurde, bei als Basis der Indexwert 100 für die Kontrollreifen der Vergleichsbeispiele 1 und 4 zugrunde gelegt wurde. Je kleiner der Indexwert ist, desto größer ist der Gewichtsreduzierungseffekt.
Die Ergebnisse der Leistungsfähigkeits-Beurteilungen bei den obigen Testreifen sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.
Außerdem war das Substrat für die Kobaltplattierung bei den obigen Beispielen mit Messing plattiertes Eisen, aber selbst, wenn Eisen allein, oder mit Kupfer oder Zink plattiertes Eisen als Substrat verwendet wurde, waren die in der Tabelle 2 wiedergegebenen Beurteilungsergebnisse unverändert. TABELLE 2a Reifen für Lastwagen und Busse Plattierung Beschichtungsgummi Cordfäden Beurteilung Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Verdrillstruktur C-Gehalt des Stahls (Gewichtsprozent) Zugfestigkeit(kp/mm²) Kern/Mantel Cordfaden-Reißlast (kg/Cordfaden) Fadendichte (Cordfaden/50 mm) Widerstandsfähigkeit gegen GRA Gewichtsreduzierungseffekt Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt TABELLE 2b Reifen für Personenwagen Plattierung Beschichtungsgummi Cordfäden Beurteilung Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Verdrillstruktur C-Gehalt des Stahls (Gewichtsprozent) Zugfestigkeit(kp/mm²) Kern/Mantel Cordfaden-Reißlast (kg/Cordfaden) Fadendichte (Cordfaden/50 mm) Widerstandsfähigkeit gegen GRA Gewichtsreduzierungseffekt Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt

BEISPIELE 11-14, VERGLEICHSBEISPIELE 8-9

Als Reifen für die Beurteilung wurde ein radialer Personenwagenreifen der Reifengröße 165 SR13 verwendet.
Bei den sich überkreuzenden Gürtelschichten des radialen Personenwagenreifens wurden einzelne Stahlfilamente von 0,50 mm Durchmesser verwendet. Der verwendete Stahlcordfaden hatte einen Kohlenstoffgehalt von 0,82 Gewichtsprozent, und die Fadendichte war konstant.
Zum Beschichten des Filaments mit Kobalt wurden zwei Prozesse, nämlich Elektroplattieren und Trockenplattieren (Sputtering) verwendet. Diese Prozesse waren die gleichen wie bei dem obenerwähnten Beispielen.
Als Beschichtungsgummi-Zusammensetzung für den Gürtel des radialen Personenwagenreifens wurden Gummizusammensetzungen gemäß den Tabellen 3 und 4 verwendet. Weiterhin wurde die gleiche Gummizusammensetzung wie oben bei den angrenzenden Elementen in den Endbereichen der Cordfäden verwendet. Die variablen Werte der Tabelle 3 sind in der Tabelle 4 wiedergegeben. TABELLE 3: Gummizusammensetzung Gummizusammensetzung Gewichtsteile Naturkautschuk Polyisoprengummi Ruß Zinkweiß Oxydationsinhibitor (hergestellt von Monsanto, Handelsbezeichnung: Santoflex 13) Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Ouchi Shinko K.K., Handelsbezeichnung: Noccelar DZ) Schwefel Organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) variabel
Die Widerstandsfähigkeit gegen GRA wurde bei den obigen Testreifen auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel 1 beurteilt.
In diesem Fall wurde die Eigenschaft durch einen Indexwert angegeben, wobei als Basis der Indexwert 100 für den Reifen des Vergleichsbeispiels 8 zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit gegen GRA.
Die Ergebnisse der Leistungsfähigkeits-Beurteilung bei den Testreifen sind in der Tabelle 4 wiedergegeben.
Außerdem war das Substrat für die Kobaltplattierung bei den obigen Beispielen mit Messing plattiertes Eisen, aber selbst wenn Eisen allein, sowie mit Kupfer oder Zink plattiertes Eisen als Substrat verwendet wurde, waren die in der Tabelle 4 wiedergegebenen Beurteilungsergebnisse unverändert. TABELLE 4 Vergl. Beispiel Beispiel Plattieren Beschichtungsgummi Reifen-Leistungsfähigkeit: Widerstandsfähigkeit gegen GRA Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt (Gewichtsprozent)

BEISPIELE 15-21, VERGLEICHSBEISPIELE 10-14

Als Reifen für die Beurteilung wurde ein radialer Lastwagen- und Busreifen (LBR) der Reifengröße 11/70 R22.5 verwendet, bei dem zwei Arten von Cordfäden, nämlich ein kompakter Cordfaden mit 3+9 × 0,20 mm+1 (gleiche Verdrillrichtung) und ein Stahlcordfaden mit 1 × 5 × 0,25 mm unter einem Winkel von 90º bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens als Karkassenlagen- Cordfadenstruktur angeordnet waren, und die Fadendichte so gewählt wurde, daß die Mantelfestigkeit des Kontrollreifens erhalten wurde (die Vergleichsbeispiele 10 und 14 sind in der Tabelle 6 wiedergegeben).
Als Beschichtungsgummi-Zusammensetzung für die Karkassenlage des obigen Reifens wurden die in der Tabelle 5 und 6 wiedergegebenen Gummizusammensetzungen verwendet. Weiterhin wurde die gleiche Zusammensetzung bei den angrenzenden Elementen an den Lagen-Cordfadenenden verwendet. TABELLE 5: Gummizusammensetzung Gummizusammensetzung Gewichtsteile Naturkautschuk Polyisoprengummi Ruß Zinkweiß Oxydationsinhibitor (hergestellt von Monsanto, Handelsbezeichnung: Santoflex 13) Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Ouchi Shinko K.K. Handelsbezeichnung: Noccelar DZ) Schwefel Organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) variabel
Außerdem wurden wie bei den obigen Beispielen zwei Prozesse, nämlich Elektroplattieren und Trockenplattieren (Sputtering) zum Plattieren verwendet.
Die Leistungsfähigkeit wurde bei den obigen Testreifen beurteilt.

WIDERSTANDSFÄHIGKEIT GEGEN CAA

Reifen, bei denen die obigen Stahlcordfäden in der Karkassenlage verwendet wurden, wurden hergestellt und auf einer Felge angebracht, wobei bei dem Reifen ungefähr 300 cm³ Wasser in den Zwischenraum zwischen der inneren Einlage und dem Luftschlauch gegeben wurden. Die Lebensdauer (Laufstrecke) bis zum Auftreten von Cordfadenaufbruch-Ausfall (CAA) wurde mittels eines Trommeltests bei jedem Testreifen gemessen, und durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für den Kontrollreifen des Vergleichsbeispiels 10 zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit gegen CAA.

WIDERSTANDSFÄHIGKEIT GEGEN KRA

Die Widerstandsfähigkeit gegen Karkassenlagenrandablösung wurde nach Polieren des Laufflächengummis des Testreifens in einem Zustand beurteilt, in dem keine nachteilige Wirkung auf die Gürtelschicht infolge Wärmeerzeugung hervorgerufen wurde. Im einzelnen wurde der Testreifen bei 200% JIS-Belastung, 60 km/h Geschwindigkeit, und einem Innendruck von 8,25 kp/mm² auf einer Trommel rotieren gelassen, wobei die Trommel-Laufstrecke des Reifens gemessen wurde, als Ablösung an dem Rand des Karkassenlagen- Cordfadens auftrat und eine starke Vibration hervorgerufen wurde. Die Laufstrecke wurde durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für den Kontrollreifen des Vergleichsbeispiels 10 zugrunde gelegt wurde.

GEWICHTSREDUZIERUNGSEFFEKT

Die bei dem Testreifen verwendeten Stahlcordfäden wurden in den Beschichtungsgummi für die Karkasse eingebettet, um ein Lagen/Laufflächen- Verbundmaterial zu bilden. In diesem Fall wurde die Anzahl der Cordfäden in jeder Test-Lauffläche so geändert, daß die gleiche Festigkeit wie bei den Lagen/Laufflächen-Verbundmaterialien der Kontrollreifen des Vergleichsbeispiels 10 erhalten wurde, wodurch der Gewichtsreduzierungseffekt als das Gewicht der pro Reifen verwendeten Stahlcordfäden erhalten wurde und durch einen Indexwert ausgedrückt wurde, wobei als Basis der Indexwert 100 für die Kontrollreifen des Vergleichsbeispiels 10 zugrunde gelegt wurde. Je kleiner der Indexwert ist, desto größer ist die Gewichtsreduzierung.
Die Ergebnisse der Leistungsfähigkeits-Beurteilungen bei den obigen Testreifen sind in der Tabelle 6 wiedergegeben.
Außerdem war das Substrat zum Kobaltplattieren bei den obigen Beispielen mit Messing plattiertes Eisen, aber selbst, wenn Eisen allein, sowie mit Kupfer oder Zink plattiertes Eisen als Substrat verwendet wurde, waren die in der Tabelle 6 wiedergegebenen Ergebnisse unverändert. TABELLE 6(a) Vergl. Beispiel Beispiel Plattierung Beschichtungsgummi Cordfäden Beurteilung Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Verdrillstruktur C-Gehalt des Stahls (Gewichtsprozent) Zugfestigkeit (kp/mm²) Cordfaden-Reißlast (kg/Cordfaden) Fadendichte (Cordfaden/50 mm) Mantelfestigkeit (kg/50 mm) Widerstandsfähigkeit gegen CAA Widerstandsfähigkeit gegen Karkassenlagen-Randablösung Gewichtsreduzierungseffekt Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt TABELLE 6(b) Beispiel Vergl. Beispiel Plattierung Beschichtungsgummi Cordfäden Beurteilung Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Verdrillstruktur C-Gehalt des Stahls (Gewichtsprozent) Zugfestigkeit (kp/mm²) Cordfaden-Reißlast (kg/Cordfaden) Fadendichte (Cordfaden/50 mm) Mantelfestigkeit (kg/50 mm) Widerstandsfähigkeit gegen CAA Widerstandsfähigkeit gegen Karkassenlagen-Randablösung Gewichtsreduzierungseffekt Elektroplattieren Trockenplattieren Kobalt Messing * 0,03 Phr als Kobalt

BEISPIELE 22-37, VERGLEICHSBEISPIELE 15-22

Als Reifen zur Beurteilung wurden ein radialer Lastwagen- und Busreifen der Reifengröße 11/70 R22.5 und ein radialer Personenwagenreifen der Reifengröße 185 SR14 verwendet.
Die Cordfäden der Karkassenlage des radialen Lastwagen- und Busreifens hatten die Struktur 1 × 5 × 0,25 mm, während bei den sich überkreuzenden Gürtelschichten des radialen Personenwagenreifens Cordfäden mit den Strukturen 1 × 5 × 0,23 mm, 1 × 2 × 0,30 mm und 1 × 3 × 0,30 mm verwendet wurden. Außerdem hatten alle verwendeten Stahlcordfäden einen Kohlenstoffgehalt von 0,82 Gewichtsprozent, und die Fadendichte war konstant.
Als Methode zum Beschichten der Filamente mit Kobalt vor dem Verdrillen der Filamente wurden auf die gleiche Weise wie bei den obigen Beispielen die Prozesse Elektroplattieren und Trockenplattieren (Sputtering) verwendet.
Als Beschichtungsgummi-Zusammensetzung für die Karkassenlage des radialen Lastwagen- und Busreifens (LBR) wurden Gummizusammensetzungen gemäß den Tabellen 7-9 verwendet. Weiterhin wurde die gleiche Gummizusammensetzung bei den angrenzenden Elementen an den Cordfadenenden verwendet. Der variable Wert der Tabelle 7 ist in den Tabellen 8 und 9 wiedergegeben. TABELLE 7 Gummizusammensetzung Gummizusammensetzung Gürtel für PWR (Gewichtsprozent) Karkassenlage für LBR (Gewichtsprozent) Naturkautschuk Polyisoprengummi Ruß Zinkweiß Oxydationsinhibitor (hergestellt von Monsanto, Handelsbezeichnung: Santoflex 13) Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Ouchi Shinko K.K., Handelsbezeichnung: Noccelar DZ) Schwefel Organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) variabel
Die Widerstandsfähigkeit gegen GRA und die Widerstandsfähigkeit gegen KRA wurden bei den Testreifen auf die gleiche Weise wie oben beurteilt.
Die Widerstandsfähigkeit gegen GRA wurde durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für die Reifen der Vergleichsbeispiele 15, 19 bzw. 21 zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit gegen GRA. Weiterhin wurde die Widerstandsfähigkeit gegen KRA durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für den Kontrollreifen des Vergleichsbeispiels 17 zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit gegen KRA.
Die Ergebnisse der Leistungsfähigkeits-Beurteilungen bei den Testreifen sind in den Tabellen 8 und 9 wiedergegeben.
Außerdem war das Substrat zum Kobaltplattieren bei den obigen Beispielen mit Messing plattiertes Eisen, aber selbst, wenn Eisen allein, sowie mit Kupfer oder Zink plattiertes Eisen als Substrat verwendet wurde, waren die in den Tabellen 8 und 9 wiedergegebenen Ergebnisse unverändert. TABELLE 8(a) Vergl. Beispiel Beispiel Art des Reifens radialer Reifen für Personenwagen Plattierung Beschichtungsgummi Cordfäden Reifen Leistungsfähigkeit Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Verdrillstruktur Dehnung (P&sub1;)% (Last von 5,0 kg/Cordfaden) Widerstandsfähigkeit gegen GRA Widerstandsfähigkeit gegen KRA Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt TABELLE 8(b) Vergl. Beispiel Beispiel Art des Reifens radialer Reifen für Personenwagen und Busse Plattierung Beschichtungsgummi Cordfäden Reifen Leistungsfähigkeit Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Verdrillstruktur Dehnung (P&sub1;)% (Last von 5,0 kg/Cordfaden) Widerstandsfähigkeit gegen GRA Widerstandsfähigkeit gegen KRA Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt TABELLE 9(a) Vergl. Beispiel Beispiel Art des Reifens radialer Reifen für Personenwagen Plattierung Beschichtungsgummi Verdrillstruktur Reifen Leistungsfähigkeit: Widerstandsfähigkeit gegen GRA Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt (Gewichtsprozent) TABELLE 9 (b) Vergl. Beispiel Beispiel Art des Reifens radialer Reifen für Personenwagen Plattierung Beschichtungsgummi Verdrillstruktur Reifen Leistungsfähigkeit: Widerstandsfähigkeit gegen GRA Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphthenat) (Phr) Schwefel (Phr) Vulkanisationsbeschleuniger (Phr) 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Elektroplattieren Trockenplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt (Gewichtsprozent ** Dehnung (P&sub1;) ist 0,4%

BEISPIELE 38-44, VERGLEICHSBEISPIELE 23, 24, HERKÖMMLICHES BEISPIEL 1

Bei diesen Beispielen wurden wie bei den vorherigen Beispielen zwei Prozesse, nämlich Elektroplattieren und Trockenplattieren (Sputtering) zum Plattieren des Cordfadens verwendet.
Als Gummizusammensetzung zum Einbetten der Cordfäden, die der obigen Kobaltplattierung unterworfen wurden, wurden Gummizusammensetzungen mit einer Mischrezeptur (Gewichtsprozent) gemäß Tabelle 10 und 11 verwendet, die auf die übliche Weise gemischt wurden. Der variable Wert der Tabelle 10 ist in der Tabelle 11 wiedergegeben. TABELLE 10: Gummizusammensetzung Gummizusammensetzung Gewichtsteile Naturkautschuk Polyisoprengummi Ruß Zinkweiß Oxydationsinhibitor (hergestellt von Monsanto, Handelsbezeichnung: Santoflex 13) Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Ouchi Shinko K.K., Handelsbezeichnung: Noccelar DZ) Schwefel Organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) Bismaleimidverbindung variabel
Der Hafttest bezüglich der Haftung zwischen dem Stahlcordfaden und dem Gummi, und der Abziehtest bezüglich der Ablösung des Gummis wurden gemäß JIS-K-6301 ausgeführt. Nachstehend wird ein überblick über die Testmethode gegeben.

INDEXWERT DER ANFÄNGLICHEN HAFTKRAFT, UND ZUSTAND DER HAFTUNGSGRENZFLÄCHE

Gemäß dem Abziehtest von JIS-K-6301 wurden Stahlcordfäden von 1 × 3 × 0,20 mm + 6 × 0,38 mm bei einer Fadendichte von 26 Cordfäden/5 cm in Gummi eingebettet, um ein Streifenmuster zu bilden, das bei 145ºC während 40 Minuten vulkanisiert wurde, um das Testmuster zu erhalten.
In dem Testmuster wurden mit einem Messer bei einer Geschwindigkeit von 25 mm/min Einschnitte angebracht, ohne daß der Gummi zerriß, und dann wurde ein Gummistück abgezogen, um die Abziehfestigkeit zu messen. Der Wert, der bei Teilung eines Mittelwertes der Abziehfestigkeiten durch die Anzahl der Abziehungen erhalten wurde, war eine anfängliche Haftkraft, und wurde durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für das herkömmliche Beispiel zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto größer ist die anfängliche Haftkraft.
Um den Zustand der Haftungsgrenzfläche zu beurteilen, wurde nach Beendigung des Abziehtests die Abziehoberfläche des Musters betrachtet, und der haftende Zustand des Gummis an der Cordfaden-Oberfläche wie nachstehend angegeben durch eine Skalenziffer ausgedrückt:
1 .... 0-20% haftender Zustand des Gummis
2 .... 20-40% haftender Zustand des Gummis
3 .... 40-60% haftender Zustand des Gummis
4 .... 60-80% haftender Zustand des Gummis
5 .... 80-100% haftender Zustand des Gummis
Je größer die Skalenziffer ist, desto besser ist der Zustand der Haftungsgrenzfläche.
Was die Zugfestigkeit nach der thermischen Alterung betrifft, so wurde der Zugtest bei Raumtemperatur ausgeführt, nachdem die Alterung bei 100ºC während 24 Stunden mittels einer Alterungstestmaschine vom Getriebetyp gemäß einem Lufterhitzungsalterungstest unter den Alterungstests von JIS-K-6301.6 vorgenommen wurde. Die zurückbehaltene Zugfestigkeit, verglichen mit der Zugfestigkeit vor der Alterung, wurde gemessen und durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für das herkömmliche Beispiel 1 zugrunde gelegt wurde. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist das Ergebnis.
Die Beurteilungsergebnisse sind in der Tabelle 11 wiedergegeben. TABELLE 11 Herkömmliches Beispiel 1 Vergl. Beispiel Beispiel Gummizusammensetzung Plattierung Gemessene Werte Bismaleimidverbindung Phenylbismaleimid Hexamehtylenbismaleimid Äthylenbismaleimid Schwefel organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) Indexwert der anfänglichen Haftkraft Zustand der Haftungsgrenzfläche zurückbehaltene Zugfestigkeit nach Alterung % (Index) Elektroplattieren Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt
Wie aus der Tabelle 11 ersichtlich ist, wurde bei dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial aus Stahlcordfaden und Gummizusammensetzung die Widerstandsfähigkeit gegen thermische Alterung wesentlich verbessert, ohne daß das anfängliche Haftvermögen verlorenging.

BEISPIELE 45-50. VERGLEICHSBEISPIELE 25, 26, HERKÖMMLICHES BEISPIEL 2

Als Reifen für die Beurteilung wurden radiale Personenwagenreifen der Größe 185 SR14 und P215/75 R15 verwendet, und bei diesen Reifen wurde die Leistungsfähigkeit beurteilt.
Bei den sich überkreuzenden Gürtelschichten der radialen Personenwagenreifen wurden Stahlcordfäden mit der Struktur 1 × 5 × 0,23 mm verwendet.
Außerdem hatten alle verwendeten Stahlcordfäden einen Kohlenstoffgehalt von 0,82 Gewichtsprozent, und ihre Fadendichte war konstant.
Die Methode zur Aufbringung von Kobalt auf die obigen Stahlcordfäden war die gleiche wie bei den obenerwähnten Beispielen. Die Beschichtungsgummi-Zusammensetzung für den Stahlcordfaden wurde auf die übliche Weise entsprechend einer in Tabelle 12 und 13 wiedergegebenen Mischrezeptur (Gewichtsprozente) zubereitet. Der variable Wert der Tabelle 12 ist in der Tabelle 13 angegeben. TABELLE 12 Gummizusammensetzung Gewichtsteile Naturkautschuk Polyisoprengummi Ruß Zinkweiß Oxydationsinhibitor (hergestellt von Monsanto, Handelsbezeichnung: Santoflex 13) Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Ouchi Shinko K.K., Handelsbezeichnung: Noccelar DZ) Schwefel Organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) Bismaleimidverbindung variabel
Die Leistungsfähigkeits-Beurteilungen bei den obigen Testreifen wurde wie folgt ausgeführt.

WIDERSTANDSFÄHIGKEIT GEGEN GRA

Nachdem der radiale Personenwagenreifen der Reifengröße P 215/75 R15 in einer tropischen Zone über eine Strecke von 70.000 km tatsächlich gefahren worden war, wurde er zerschnitten, um die Rißlänge an einem Rand der zu der Lauffläche hin gelegenen, überkreuzenden Gürtelschicht zu messen. Das heißt, der Gummi wurde von dem Cordfaden dieser Gürtelschicht abgezogen, um das Cordfadenende freizulegen, und die Länge des längs des Cordfadens gebildeten Risses wurde mittels einer Noniusschublehre gemessen und durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für das herkömmliche Beispiel 2 zugrunde gelegt wurde.
Nachdem der radiale Personenwagenreifen der Reifengröße 185 SR14 in Japan über eine Strecke von 50.000 km tatsächlich gefahren worden war, wurde die Länge des längs des Gürtelcordfadens gebildeten Risses auf die gleiche Weise wie oben gemessen und durch einen Indexwert ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für das herkömmliche Beispiel 2 zugrunde gelegt wurde.
Je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Widerstandsfähigkeit gegen GRA.
Die Ergebnisse der Leistungsfähigkeits-Beurteilung bei den Testreifen sind in der Tabelle 13 wiedergegeben.
Außerdem war das Substrat zum Kobaltplattieren bei den obigen Beispielen mit Messing plattiertes Eisen, aber selbst, wenn Eisen allein, sowie mit Kupfer oder Zink plattiertes Eisen als Substrat verwendet wurde, waren die in der Tabelle 13 wiedergegebenen Ergebnisse unverändert. TABELLE 13 Herkömmliches Beispiel 1 Vergl. Beispiel Beispiel Gummizusammensetzung Plattierung Widerstandsfähigkeit des Reifens gegen GRA Bismaleimidverbindung Schwefel organisches Kobaltsalz (Kobaltnaphtenat) Vulkanisationsbeschleuniger 100%-Elastizitätsmodul (kp/cm²) Prozeß äußerstes Beschichtungsmetall kobaltplattierte Dicke (um) Lauftest in tropischer Zone Lauftest in Japan Messing Kobalt * 0,03 Phr als Kobalt
Wie aus den in der Tabelle 13 wiedergegebenen Beurteilungsergebnissen für die Reifenleistungsfähigkeit aufgrund der Lauftests in Japan und in dem Mittleren und Nahen Osten ersichtlich ist, war bei den erfindungsgemäßen radialen Reifen die Widerstandsfähigkeit gegen GRA wesentlich verbessert.
Wie aus den obigen Beispielen ersichtlich ist, kann bei den erfindungsgemäßen radialen Reifen das Reifengewicht vermindert werden, und ist die Leistungsfähigkeit, wie die Widerstandsfähigkeit gegen GRA, die Widerstandsfähigkeit gegen KRA und die Korrosionsermüdungsfestigkeit, wesentlich verbessert, so daß gemäß der Erfindung die Haltbarkeits- Lebensdauer von radialen Reifen, wie beispielsweise radialen Reifen für Personenwagen, radialen Reifen für Lastwagen und Busse, radialen Reifen für Kleinlaster, und dergleichen, beträchtlich verbessert werden kann.
Weiterhin kann bei der Erfindung die in der Beschichtungsgummischicht enthaltene Schwefelmenge vermindert werden, so daß eine Verminderung des Schwefels in den angrenzenden Gummielementen des Reifens, sowie der angrenzenden Elemente selbst erreicht werden kann, und folglich ist es möglich, neue Reifen von geringem Gewicht herzustellen, was nach der herkömmlichen Technik nicht möglich ist.

Claims

1. Radialer Luftreifen (1; 10), mit einer toroidförmigen Karkasse (7), die aus im wesentlichen parallel zu einem Achsenschnitt des Reifens angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, und einem Gürtel (8), der aus außerhalb eines Kronenbereichs der Karkasse und innerhalb einer Lauffläche (5) angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, wobei der Stahlcordfäden in dem Gürtel durch Verdrillen einer Vielzahl von Filamenten erhalten wird, die einen Kohlenstoffgehalt von 0,75-0,90 Gewichtsprozent haben, und an ihrer Oberfläche mit einer plattierten Kobaltschicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden in dem Gürtel bei einem Durchmesser (d) mm des Filaments die folgenden Beziehungen für die Zugfestigkeit TS (kp/mm²) erfüllt:

TS ≥ 281,60 + 288,75d, wenn 0,1 ≤ d < 0,2

TS ≥ 427,25 - 439,50d, wenn 0,2 ≤ d ≤ 0,5

und der Beschichtungsgummi nach der Vulkanisation einen 100%-Elastizitätsmodul von nicht weniger als 20 kp/cm² hat.

2. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Filament einen Durchmesser d von 0,15-0,40 mm hat.

3. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang zwischen d und TS die folgenden Beziehungen erfüllt:

TS ≥ 345-30d, wenn 0,1 ≤ d < 0,2

TS ≥ 379-200d. wenn 0,2 ≤ d ≤ 0,5.

4. Radialer Luftreifen (1; 10). mit einer toroidförmigen Karkasse (7), die aus im wesentlichen parallel zu einem Achsenschnitt des Reifens angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, und einem Gürtel (8). der aus außerhalb eines Kronenbereichs der Karkasse und innerhalb einer Lauffläche (5) angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden des Gürtels ein Stahlcordfaden ist, der aus einem einzelnen Stahldraht besteht, der einen Durchmesser von 0,2-0,7 mm hat und an seiner Oberfläche mit einer plattierten Kobaltschicht versehen ist, und der Beschichtungsgummi nach der Vulkanisation einen 100%-Elastizitätsmodul von nicht weniger als 20 kp/cm² hat.

5. Radialer Luftreifen (1; 10), mit einer toroidförmigen Karkasse (7), die aus im wesentlichen parallel zu einem Achsenschnitt des Reifens angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, und einem Gürtel (8), der aus außerhalb eines Kronenbereichs der Karkasse und innerhalb einer Lauffläche (5) angeordneten Stahlcordfäden und einem Beschichtungsgummi dafür besteht, wobei der Stahlcordfaden in der Karkasse durch Verdrillen einer Vielzahl von Filamenten erhalten wird, die einen Kohlenstoffgehalt von 0,75-0,90 Gewichtsprozent haben, und an ihrer Oberfläche mit einer plattierten Kobaltschicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden in der Karkasse eine Filament- Zugfestigkeit von nicht weniger als 320 kp/mm² hat, und der Beschichtungsgummi nach der Vulkanisation einen 100%-Elastizitätsmodul von nicht weniger als 20 kp/cm² hat.

6. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament einen Durchmesser d von 0,15-0,25 mm hat.

7. Radialer Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattierte Kobaltschicht durch Elektroplattieren gebildet wird.

8. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Elektroplattieren gebildete plattierte Kobaltschicht eine Dicke von 0,05-0,40 um hat.

9. Radialer Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattierte Kobaltschicht durch Trockenplattieren gebildet wird.

10. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Trockenplattieren gebildete plattierte Kobaltschicht eine Dicke von 0,001-0,15 um hat.

11. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden ein einfachverdrillter Stahlcordfaden mit der Struktur 1×n ist (wobei n eine ganze Zahl von 2-6 ist), die durch Verdrillen von 2-6 Filamenten erhalten wird, und der Filamentdurchmesser 0,15-0,5 mm beträgt.

12. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß n bei dem einfachverdrillten Stahlcordfaden mit der Struktur 1×n gleich 2 ist.

13. Radialer Luftreifen gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß n bei dem einfachverdrillten Stahlcordfaden gleich 3-6 ist, und die Dehnung (P&sub1;) bei Belastung des Stahlcordfadens mit 5,0kg innerhalb des Bereichs von 0,2-1,2% liegt.

14. Radialer Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsgummi für die Karkasse oder den Gürtel eine Gummizusammensetzung ist, die bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gummikomponente 0-0,1 Gewichtsteile Kobalt als organisches Kobaltsalz und 0,15-4,0 Gewichtsteile Schwefel enthält.

15. Radialer Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsgummi für die Karkasse oder den Gürtel eine Gummizusammensetzung ist, die bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gummikomponente 0-0,1 Gewichtsteile Kobalt als organisches Kobaltsalz, 0,15- 4,0 Gewichtsteile Schwefel, und 0,05-6,0 Gewichtsteile einer Bismaleimidverbindung enthält, wobei die Bismaleimidverbindung die folgende Formel hat:

(bei der Z eine Alkylengruppe, Phenylengruppe Alkylphenylengruppe, oder eine Kombination von zwei oder mehreren dieser Gruppen ist).