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Die varliegende Erfindung betrifft eine
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen und einen stollenlosen Reifen, wobei
die Lauffläche davon die Kautschukzusammensetzung umfaßt.
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Als eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen ist bisher
eine Kautschukzusammensetzung bekannt gewesen, die ein
faseriges Material umfaßt, das einen näherungsweisen Durchmesser
von 0,001 bis 0,1 mm und eine Länge von ungefähr 0,02 bis 2
mm aufweist. Durch Verwenden einer solchen
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen kann ein Reifen erhalten werden,
dessen Abriebswiderstand, Elastizität und Rutschwiderstand
ausgezeichnet sind.
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Wenn die obenerwähnte Kautschukzusammensetzung fur einen
Reifen verwendet ist, um eine Lauffläche durch Extrusion
herzustellen, entsteht jedoch aufgrund einer Ausrichtung des
faserigen Materials bei der resultierenden Lauffläche
Anisotropie, und dadurch ist der Effekt des Verleihens von
Rutschwiderstand verringert.
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Die obenerwähnte Anisotropie bedeutet, daß die
Festigkeitseigenschaften eines Produkts, das ein faseriges Material
umfaßt, aufgrund der Ausrichtung des faserigen Materials
während des Extrudierens in der Extrusionsrichtung von denen in
der anderen Richtung verschieden wird. Zum Beispiel bedeutet
dies in dem Fall des Rutschwiderstands, daß sich der
Antischlupfeffekt in einer Richtung, aber nicht in den anderen
Richtungen zeigt.
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Eine Reifenlaufflächenzusammensetzung, die eine in hohem Grad
wasserabsorbierende Faser enthält, ist aus JP-A-3266705
bekannt. JP-A-3266704 offenbart eine
Laufflächenkautschukzusammensetzung, die eine wasserlösliche anorganische Mischung und
eine einzelne Faser enthält, und JP-A-3152140 offenbart eine
Kautschukzusammensetzung, die dünne organische Fasern des
Durchmessers 10-35µm umfaßt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen zu schaffen, die eine Lauffläche
erzeugt, die eine geringe Ausrichtung des faserigen Materials
und dementsprechend eine geringe Anisotropie aufweist, selbst
wenn sie durch Extrusion produziert ist.
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Dieses und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen geschaffen, die 100 Gewichtsteile
einer Kautschukkomponente umfaßt und durch 5 bis 20
Gewichtsteile Monofaserfragmente einer dicken organischen Faser
gekennzeichnet ist, die aus Nylonfaser, Polyesterfaser und
Vinylonfaser ausgewählt ist, die eine kleine Haftfähigkeit
von 4,9N/cm (0,5kgf/cm) oder weniger zu den
Kautschukkomponenten aufweist und einen Durchmesser von 0,1 bis 0,3 mm,
eine Länge von 0,5 bis 3 mm und einen Wert des Verhältnisses
von Durchmesser zu Länge (Durchmesser/Länge) von 0,06 bis 0,6
aufweist.
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Die minimale Haftfestigkeit, die normalerweise für eine
synthetische Faser benötigt ist, die bei Kautschuk verwendet
ist, wird als 49N/cm (5kgf/1cm) angesehen (gemäß JIS K6301,
Streifenprobe). Der Begriff "kleine Haftfähigkeit" bei dieser
Spezifikation bedeutet, daß die Haftfestigkeit höchstens ein
Zehntel der obenerwähnten minimalen Haftfestigkeit, d.h.
49N/cm (5kgf/1cm), mit anderen Worten höchstens 4,9N/cm
(0, Skg/1cm) beträgt.
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Wenn die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen der
vorliegenden Erfindung verwendet ist, um eine Lauffläche durch
Extrusion herzustellen, ist das faserige Material kaum
ausgerichtet und deshalb kann eine Lauffläche erhalten werden, die
eine kleine Anisotropie aufweist. Dementsprechend kann ein
stollenloser Reifen, der sowohl bei dem Rutschwiderstand als
auch bei der Elastizität und der mechanischen Festigkeit
ausgezeichnet ist, durch Verwenden der Kautschukzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung billig erhalten werden.
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Die Kautschukzusammensetzung eines Reifens der vorliegenden
Erfindung umfaßt eine Kautschukkomponente und
Monofaserfragmente einer organischen Faser. Für die Monofaserfragmente der
organischen Faser sind Monof aserfragmente einer dicken
organischen Faser verwendet. Wenn eine Lauffläche durch Extrusion
der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gebildet ist,
sind die Monofaserfragmente deshalb schwer auszurichten. Da
die Monofaserfragmente nur eine geringe Haftfähigkeit zu der
Kautschukkomponente aufweisen, ist außerdem die Anisotropie
klein, selbst wenn etwas Ausrichtung auftritt.
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Die Kautschukkomponente, die bei der vorliegenden Erfindung
verwendet werden soll, ist nicht besonders eingeschränkt, und
irgendeine Kautschukkomponente kann verwendet sein, die im
allgemeinen verwendet ist. Typische Beispiele der
Kautschukkomponente sind, zum Beispiel, Naturkautschuk (NR),
Dienkautschuke wie Isoprenkautschuk (IR), Butadien-Kautschuk (BR)
und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR). Diese Kautschuke können
allein oder in einer Mischung daraus verwendet sein.
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Für die Monofaserfragmente der dicken organischen Faser, die
bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist es
bevorzugt eine synthetische Faser zu verwenden, so daß die
Haftfähigkeit der organischen Faser zu der obenerwähnten
Kautschukkomponente klein sein kann. Geeignete synthetische
Fasern
sind Nylon, Polyester und Vinylon. Diese organischen
Fasern können allein oder in einer Beimischung davon verwendet
sein.
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Der Durchmesser der obenerwähnten Monofaserfragmente beträgt
011 bis 0,3 mm. Wenn der Durchmesser weniger als 0,1 mm
beträgt, ist der Einfluß der Ausrichtung der Monofaserfragmente
so groß, daß der Rutschwiderstand dazu neigt zu sinken. Wenn
der Durchmesser mehr als 0,3 mm beträgt, neigt die
mechanische Festigkeit des. Fertigreifens dazu zu sinken.
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Die Länge der obenerwähnten Monofaserfragmente beträgt 0,5
bis 3 mm, mehr bevorzugt 015 bis 2 mm. Wenn die Länge weniger
als 0,5 mm beträgt, werden die Monofaserfragmente bei dem
Mischungsschritt leicht verstreut. Wenn die Länge mehr als 3 mm
beträgt, wird E* der Viskoelastizität der sich ergebenden
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen so groß, daß der
Rutschwiderstand dazu neigt schlecht zu sein.
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Der Wert des Verhältnisses des Durchmessers (D) zu der Länge
(l) (D/L) beträgt 0,06 bis 0,6, mehr bevorzugt 0,2 bis 0,6,
um die Ausrichtung des faserigen Materials klein zu machen.
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Die Menge der Monofaserfragmente beträgt 5 bis 20
Gewichtsteile, mehr bevorzugt 10 bis 20 Gewichtsteile pro 100
Gewichtsteile der obenerwähnten Kautschukkomponente. Wenn die
Menge weniger als 5 Gewichtsteile beträgt, kann der
Rutschwiderstand nicht ausreichend verliehen werden. Wenn die Menge
mehr als 20 Gewichtsteile beträgt, neigt die Zugfestigkeit
des sich ergebenden Reifens dazu zu niedrig zu sein.
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Zu der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen der
vorliegenden Erfindung können, wie notwendig, Zusatzstoffe
hinzugefügt werden, zum Beispiel, vulkanisierende Mittel wie
Schwefel, Vulkanisierungsaktivierungsmittel wie Zinkoxid und
Stearinsäure,
Vulkanisierungsbeschleuniger wie
Thiazolbeschleuniger, z.B. 2-Mercaptobenzothiazol (MBT) und
Dibenzothiazolyldisulfid (MBTS), und Sulfenamidbeschleuniger, z.B.
N-t-Butyl-2-Benzothiazolylsulfenamid (TBBS) und N-Cyclohexyl-2-
Benzothiazolylsulfenamid (CBS), Weichmacher wie Naphtenöl und
Paraffinöl, Pigmente wie Ruß für Kautschuk (ISAF). Es ist
notwendig die Mengen dieser Zusatzstoffe innerhalb von
Bereichen passend zu ändern, die nicht das Erreichen der Ziele der
vorliegenden Erfindung verhindern.
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Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen der
vorliegenden Erfindung kann durch das normalerweise verwendete
Verfahren leicht erhalten werden, nämlich durch Mischen der
Kautschukkomponente, der Monofaserfragmente, und wenn notwendig,
der Zusatzstoffe.
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Wie oben beschrieben ist, kann die Kautschukzusammensetzung
für eine Lauffläche fur einen stollenlosen Reifen verwendet
werden. Während der Herstellung der Lauffläche werden die
Monofaserfragmente in der Luft kaum verteilt und verstreut,
da das Gewicht der Monofaserfragmente aufgrund der großen
Dicke jedes Monofaserfragments groß ist und die
Monofaserfragmente weisen ein spezifisches D/L-Verhältnis auf. Deshalb
gibt es in der Arbeitsumgebung kein Problem, da es nämlich
kein Problem gibt, das durch Verstreuen der
Monofaserfragmente während des Herstellungsverfahrens der Lauffläche bei der
vorliegenden Erfindung verursacht ist.
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Der Reifen der vorliegenden Erfindung kann durch das folgende
Verfahren hergestellt werden. Aus der obenerwähnten
Kautschukzusammensetzung wird durch Extrusion eine Platte
geformt und dann wird die Platte mit Hilfe einer Kalanderwalze
zu einer Lauffläche geformt, die die gewünschte Form
aufweist. Die sich ergebende Lauffläche wird gemäß dem bekannten
Verfahren auf eine Reifenkarkasse in der Umfangsrichtung
aufgebracht, um einen Reifen zu erzeugen.
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Bei dem herkömmlichen Reifen werden, wenn die
Monofaserfragmente auf seiner Oberfläche freiliegend sind, sie nicht immer
von der Lauffläche entfernt. Andererseits können bei dem
stollenlosen Reifen der vorliegenden Erfindung die
Monofaserfragmente von der Lauffläche leicht entfernt werden, wenn sie
auf der Oberfläche der Lauffläche freiliegend sind, da die
Monofaserfragmente verwendet sind, die einen spezifischen
Wert des D/L-Verhältnisses aufweisen. Demzufolge werden bei
dem Reifen der vorliegenden Erfindung Löcher auf der
Oberfläche der Lauffläche erzeugt, und deshalb kann der Reifen sogar
eine kleine Rauhheit auf der Straße sicher greifen. Außerdem
weist der Reifen der vorliegenden Erfindung, der freiliegende
Monofaserfragmente aufweist, bevor sie entfernt sind, einen
"kratzenden Effekt" (in anderen Worten "Griffigkeit-auf-Eis")
der Eisoberfläche und zeigt dementsprechend einen
ausgezeichneten Rutschwiderstand auf, zum Beispiel, einer rutschigen,
gefrorenen Straße.
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Die vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der folgenden
Beispiele genauer beschrieben und erklärt, bei denen alles
Gewichtsteile sind, wenn nicht anderweitig angemerkt.
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BEISPIEL 1 BIS 3 UND VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Die Komponenten, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden mit
Hilfe eines Mischers gemischt, um eine
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen zu erzeugen. Die
Kautschukzusammensetzung verwendend, wurde ein stollenloser Reifen vom S100Z-Typ
hergestellt, der eine Reifengröße von 175/70 R13 aufwies.
Tests für den Reifen wurden auf einer gefrorenen Straße gemäß
dem folgenden Verfahren durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 zusammen mit den Komponenten der
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gezeigt.
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Bei der Vorbereitung der Kautschukzusammensetzungen und der
Reifen wurde keine Verstreuung der Monofaserfragmente
beobachtet.
(Reifentest auf gefrorener Straße)
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Ort : gefrorener
Straßentestkurs in Nayoro, Hokkaido,
Japan
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Lufttemperatur : -8ºC
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Testfahrzeug . FF-Typ-1500cc-
Passagierfahrzeug,
in Japan hergestellt
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Felge : 5J x 13 (Zoll)
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Innendruck : 186,32kN/m² (1,9kg/cm²)
Testverfahren : Der Reibungsfaktor wurde
aus dem Bremsweg
berechnet, der mit blockierendem
Rad aus einer
Geschwindigkeit von 30 km/h gemessen
wurde, und die Ergebnisse
wurden als ein zu dem
gemessenen Wert relativer
Wert dargestellt, der bei
Vergleichsbeispiel 1 als
100 angesehen ist.
Tabelle 1
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[ANMERKUNG] 1 : CBS
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Aus den Ergebnissen der Beispiele 1 bis 3 und des
Vergleichsbeispiels 1, die in Tabelle 1 gezeigt sind, ist ersichtlich,
daß der Rutschwiderstand auf einer gefrorenen Straße
verbessert ist, indem Monofaserfragmente mit der
Kautschukkomponente gemischt werden.
BEISPIELE 4 BIS 10 UND VERGLEICHSBEISPIELE 2 BIS 8
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Die Komponenten, die in Tabelle 2 gezeigt sind, wurden mit
Hilfe eines Mischers gemischt, um eine
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen zu erzeugen. Durch Verwenden der
erhaltenen Kautschukzusammensetzung für einen Reifen wurde ein
stollenloser Reifen auf die gleiche Weise vorbereitet, wie in
den Beispielen 1 bis 3 und dem Vergleichsbeispiel 1
beschrieben ist.
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Als Festigkeitseigenschaften des sich ergebenden stollenlosen
Reifens wurden der Rutschwiderstand bei niedrigen
Temperaturen, die Viskoelastizität, die Zugeigenschaft und die
Kautschukhärte Hs gemäß den folgenden Verfahren untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammen mit den Komponenten der
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gezeigt.
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Bei der Vorbereitung der Kautschukmischungen und der Reifen
wurde keine Verstreuung der Monofaserf ragmente beobachtet.
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Rutschwiderstand bei niedrigen Temperaturen)
Der Rutschwiderstand wurde bei einer Temperatur von -10º C
mit Hilfe einer tragbaren Rutschwiderstandsprüfeinrichtung
gemessen (Rutschwiderstandsprüfeinrichtung MODEL TR-300, im
Handel von Tanifuji Machine Industries Co Ltd erhältlich).
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Der Rutschwiderstand wurde als ein zu dem gemessenen Wert
relativer Wert berechnet, der als 100 für den Reifen angesehen
ist, der Monofaserfragmente nicht enthält.
(Viskoelastizität)
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Ein Teststück, mit einer Breite von 4 mm, einer Länge von 30
mm in der Extrusionsrichtung (nämlich in der Umfangsrichtung
des Reifens) und einer Dicke von 2 mm in der radialen
Richtung des Reifens, wurde durch Schneiden der Lauffläche des
Reifens vorbereitet. Die Viskoelastizität des Teststücks
wurde unter den Bedingungen einer Frequenz von 10 Hz, einer
Temperatur von 70ºC und einer dynamischen Verformung von 2 % mit
Hilfe eines Viskoelastizitätsspektrometers VES-F-III
gemessen, das im Handel von Iwamoto Seisakisho Co Ltd. erhältlich
ist.
(Zugeigenschaft)
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Die Zugfestigkeit (TH) und eine Zugdehnung (EB) wurden gemäß
dem Verfahren gemessen, das in JIS K 6301 definiert ist.
(Kautschukhärte Hs)
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Die Kautschukhärte HS (JIS-A) wurde bei 20ºC und -10ºC gemäß
dem Verfahren gemessen, das in JIS K 6301 definiert ist.
Tabelle 2
FORTGESETZT
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Aus den Ergebnissen der Beispiele 4 bis 10 und der
Vergleichsbeispiele 2 bis 8, die in Tabelle 2 gezeigt sind, ist
klar, daß der Reifen, der die Kautschukzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung verwendet, verschiedene hervorragende
Festigkeitseigenschaften wie hervorragenden Rut schwiderstand
bei niedrigen Temperaturen, passende Viskoelastizität,
hervorragende Zugeigenschaft und passende Kautschukhärte
aufweist, die sich im Verhältnis zu der Veränderung der
Temperaturen kaum verändert.
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Zusätzlich zu den Bestandteilen, die bei den Beispielen
verwendet sind, können andere Bestandteile bei den Beispielen
verwendet werden, wie in der Spezifikation dargelegt ist, um
die im wesentlichen gleichen Ergebnisse zu erhalten.