DE68903904T2

DE68903904T2 - Luftreifen mit kompositem nylon-polyester-verstaerkungskord.

Info

Publication number: DE68903904T2
Application number: DE1989603904
Authority: DE
Inventors: Shigehiro Hasegawa; Kazuhiko Kawamura; Rituo Nakayasu; Koji Suzuki
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1988-08-24
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: EP0355822A3; DE68903904D1; EP0355822B1; EP0355822A2; JPH0261129A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Korde in der Faserverstärkungsschicht von Reifen wurden aus verschiedenen Materialien einschließlich Nylon, Polyester, Stahl, aromatischem Polyamid und Glasfasern hergestellt. Wegen ihrer hohen Festigkeit und des hohen Elastizitätsmoduls wurden Stahlkorde in solchen Bereichen wie der Karkasse und dem Gürtel von großen Radialreifen für Lastkraftwagen und Busse und dem Gürtel für Radialreifen von Personenwagen bevorzugt. Da Stahlkorde das Reifengewicht erhöhen, wurden Korde aus organischen Fasern häufig in der Karkasse von Personenwagenreifen und Reifen für zweirädrige Krafträder, welche keine besondere Festigkeit erfordern, eingesetzt. Korde aus organischer Faser finden ebenfalls überwiegende Anwendung bei Reifen von Flugzeugen, welche eine große Deformation beim Landen erfahren und daher hohe Dehnung erfordern, ebenso in Reifen mit großen Diagonalwinkeln zwischen ihren Lagen.
Der größere Teil der Verwendung von Korden aus organischer Faser besteht aus Nylon und Polyester. Nylon hat gute Haftung an Kautschuk und ist insbesondere widerstandsfähig gegenüber Zerstörung unter Hochtemperaturbedingungen. Wegen dieser Merkmale werden Nylonkorde üblicherweise in der Karkasse und im Gürtel von Reifen für große Lastkraftwagen und Busse und in Flugzeugreifen, welche unter hoher Belastung eingesetzt werden müssen, verwendet. Insbesondere Nylon-6,6, das unter hohen Temperaturen sehr stabil ist, wird für die Verwendung in der Verstärkungsschicht von Gürteln favorisiert, welche eine extensive Temperaturerhöhung erfahren sowie in Flugzeugreifen. Jedoch sind Nylonkorde gegenüber einem Kriechen sehr empfänglich, und wenn sie in Reifen verwendet werden, treten verschiedene Nachteile auf wie ein Mangel an Dimensionsstabilität, hohe Empfindlichkeit bei Flachstellen und zu geringe Steifheit, um hohes dynamisches Leistungsverhalten zu ergeben. Daher waren Nylonkorde ungeeignet zur Verwendung in der Karkasse und im Gürtel von Radialreifen.
Polyesterkorde haben keinen dieser Nachteile von Nylonkorden und zeigen einen höheren Elastizitätsmodul als Nylonkorde. Daher werden Polyesterkorde in der Karkasse der meisten, heute hergestellten Radialreifen für Personenwagen eingesetzt. Im Vergleich zu Nylonkorden sind Polyesterkorde jedoch gegenüber thermischer Zerstörung empfänglich, und ihre Haftung am Kautschuk ist bei erhöhten Temperaturen nicht hoch. Daher sind Polyesterkorde nicht am besten zur Verwendung in Reifen für schwere Lastwagen und Busse und für Flugzeugreifen geeignet, und sie unterliegen einer übermäßigen Beschränkung bei Vulkanisationsbedingungen und dem Kompoundieren von Kautschuk.

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen, welcher verbesserte Dauerstandsfestigkeit und dynamisches Leistungsverhalten als Folge von Verbesserungen in den Eigenschaften von Korden aus organischer Faser in einer Reifenverstärkungsschicht aufweist, wie eine gute Haftung Kord-an-Gummi und eine hohe Kordsteifigkeit oder -steifheit.
Wie zuvor beschrieben, wurden Nylon- und Polyesterkorde in unterschiedlichen Bereichen entsprechend den durch die jeweiligen Materialien gezeigten Eigenschaften eingesetzt. Allgemein gesagt, werden Nylonkorde in Bereichen eingesetzt, wo die Dauerstandfestigkeit von primärer Wichtigkeit ist, und Polyesterkorde finden überwiegend Anwendung in Bereichen, wo das dynamische Leistungsverhalten einschließlich solcher Aspekte wie der Manöverierfähigkeit und Geräuschlosigkeit als wichtiger unter vergleichsweise milden Belastungsbedingungen angesehen wird.
Da die Erfordernisse für ein besseres Leistungsverhalten von Reifen derzeit zunehmend strenger geworden sind, sollten in jeder Kategorie zu verwendende Reifen vorteilhafterweise die Eigenschaften der beiden Kordtypen, Nylon und Polyester, besitzen. Mehrere Beispiele werden im folgenden gegeben, um diese Situation zu illustrieren.
1. Im Vergleich zu Radialreifen besitzen Diagonalreifen für schwere und leichte Lastkraftwagen und Busse eine geringe Steifheit an dem Laufflächenabschnitt und bewirken daher ein starkes Geräusch durch Luftpumpen des Laufflächenmusters. Als Karkassenmaterial eingesetzte Polyesterkorde sind zur Geräuschverminderung wirksam, jedoch sind sie aus den bereits beschriebenen Gründen nur schwierig einzusetzen.
2. Rennreifen werden bei Geschwindigkeiten von 200 - 300 km/h und höher eingesetzt, und sie erzeugen eine große Hitze, was die Verwendung von Nylonkorden als Karkassematerial erfordert. Wenn die Reifentemperatur ansteigt, steigt der Modul der Nylonkordtemperatur an, der Modul des Nylonkords ändert sich unter Reduzierung der Stabilität während des Manöverierens. Die Stabilität beim Manöverieren kann durch Verwendung von Polyesterkorden verbessert werden, jedoch könnte eine Abtrennung als Folge des Fehlens einer Haftung bei erhöhten Temperaturen auftreten.
3. Bei Radialreifen für Hochleistungs-Personenwagen wird eine aus Korden aus organischer Faser hergestellte Bandageschicht radial auswärts zu dem Gürtel angeordnet, um ein Abheben des Gürtels bei hoher Geschwindigkeit zu verhüten. Da dieser Kord während der Benutzung heiß wird, wird Nylon als Kordmaterial aus den bereits angegebenen Gründen eingesetzt. Jedoch könnte sich die Reifengleichförmigkeit verschlechtern, wenn der Verbindungsbereich als Folge des thermischen Schrumpfens des Nylonkordes während der Reifenvulkanisation deformiert würde. Polyesterkorde ergeben eine kleinere thermische Schrumpfung und besitzen einen größeren Elastizitätsmodul, so daß sie zur Verwendung in der Bandage erwünscht sind, da die Hochgeschwindigkeits-Dauerstandsfestigkeit ohne Beeinträchtigung der Reifengleichförmigkeit verbessert werden kann. Tatsächlich sind jedoch Polyesterkorde nicht einsetzbar als Folge der geringen Haftung an Kautschuk bzw. Gummi bei hohen Temperaturen.
4. Bei einigen großen Radialreifen für Lastwagen und Busse wird eine Kordschicht aus organischen Fasern als Verstärkung des Wulstabschnittes angebracht. Der Wulstabschnitt solcher Reifen wird als Folge des Wärmeübergangs durch die Felge auf der Bremstrommel und als Folge der Wärmeentwicklung aus dem zyklischen Walken des Wulstabschnittes sehr heiß, und dies erfordert den Einsatz von Nylonkorden. Für eine bessere Verstärkung sind Nylonkorde mit höherem Elastizitätsmodul erwünscht. Obwohl aromatische Polyamide manchmal verwendet wurden, sind sie gegenüber einem Bruch unter Kompression anfällig. Wie bereits erwähnt, besitzen Polyesterkorde einen höheren Elastizitätsmodul als Nylonkorde, jedoch sind sie für eine praktische Anwendung nicht geeignet, da die Haftung an Kautschuk bzw. Gummi die Neigung zum Versagen bei höheren Temperaturen besitzt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Reifens, der nicht nur hinsichtlich der Verstärkung, sondern auch hinsichtlich der Dauerstandsfestigkeit verbessert ist, und zwar durch Verwendung solcher Korde aus organischen Fasern in der Verstärkungsschicht, welche die Vorteile von sowohl Nylon als auch Polyester zeigen.
Die GB-A-1 165 853 beschreibt einen Reifen für ein Motorfahrzeug, der eine Vielzahl von Fäden umfaßt, worin jeder Faden einen aus Polyester gebildeten Kern und eine aus Nylon gebildete Hülle umfaßt, wobei das Gewichtsverhältnis des Polyesters in dem Kern zu dem Nylon in der Hülle in dem Bereich von 30:70 bis 60:40 liegt. Die Lehre dieses Dokumentes gibt überhaupt keinen Verzwirnungskoeffizienten an.
In der EP-A-0 331 501 (Priorität: 03.03.88, Veröffentlichung 06.09.1989 und zitiert unter Artikel 54(3) EPC) ist ein Reifen für ein Motorfahrzeugrad beschrieben, welcher wenigstens ein Paar von Wulsten, eine Karkasse hierzwischen und einen Laufflächenabschnitt auf dem äußeren Umfang der Karkasse umfaßt, wobei die Karkasse eine Vielzahl von Reifenkorden umfaßt, jeder Reifenkord eine Vielzahl von Fäden umfaßt, worin jeder Faden einen aus Polyester gebildeten Kern und eine aus Nylon gebildete Hülle umfaßt, das Gewichtsverhältnis des Polyesters in dem Kern zu dem Nylon in der Hülle in dem Bereich von 45:55 bis 55:45 liegt, die Fäden zu den Korden verdrillt sind, jeder Kord einen Verdrillungskoeffizienten NT innerhalb des Bereiches von 0,20-0,60 aufweist, der die Beziehung erfüllt:
worin: N = Anzahl der Verdrillungen / 10 cm
D = Gesamtdenierzahl des Kordes; und
= spezifisches Gewicht des Kordes.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um diese Aufgabe zu lösen, umfaßt der Reifen der vorliegenden Erfindung die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 oder 4.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung, in denen sind:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine radiale Schnittansicht eines Reifens, welche die typische Anordnung der Verstärkungskomponenten zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines kompositen Verstärkungskordes aus organischen Fasern, der eine Nylonhaut und einen Polyesterkern besitzt; und
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Kordschicht aus organischer Faser.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS FÖRMEN

Bevor eine detaillierte Beschreibung gegeben wird, sei aus Definitionszwecken darauf hingewiesen, daß bei dieser Diskussion der Ausdruck "Fäden aus organischen Fasern mit einer Hautstruktur" solche Fäden aus organischen Fasern bedeutet, die aus dem zentralen Abschnitt (Kernabschnitt) und dem Oberflächenabschnitt (Hautabschnitt) zusammengesetzt sind, wobei die beiden Abschnitte aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. Die Fig. 2 ist eine schematische Wiedergabe eines einzelnen Fadens aus organischer Faser. Wie gezeigt, ist der allgemein mit 10 bezeichnete Faden aus organischer Faser aus dem Kern 11 und der Haut 12 zusammengesetzt. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Kern 11 aus einem Polyester und die Haut 12 aus einem Nylon hergestellt. Ein beliebiger Nylontyp kann verwendet werden, wobei aliphatische Nylonsorten vom m n-Typ oder n-Typ erwünscht sind. Besonders vorteilhaft ist Nylon-6,6 wegen seiner großen Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und als Folge seines hohen Schmelzpunktes.
Die Haut bedeckt den Kern in Form einer einen jeden Faden umgebenden Hülle. Daher besteht die äußere Oberfläche der Fäden aus Nylon, und selbstverständlich besitzt auch eine Gruppe von Fäden, die zusammengedrillt sind, ebenfalls eine Nylonhaut. Diese Haut trägt zu der Haftung an Kautschuk bzw. Gummi bei.
Die Fäden werden nach dem in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Anmeldung 49-85315 beschriebenen Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren ist angegeben, daß der Faden einen Hautabschnitt, hergestellt aus Polyamid (Nylon) mit einem Molekulargewicht von nicht weniger als 20 000 einschließt, und daß der Kernabschnitt aus einem Polyester mit einem Molekulargewicht von nicht weniger als 20 000 hergestellt ist; die gesamte Offenbarung dieser Veröffentlichung wird hiermit als Referenz herangezogen. Weiterhin wird Öl, das im wesentlichen frei von Wasser ist, zu dem so hergestellten Faden zugeführt. Danach wird der erzeugte Faden einem Streckprozeß ohne hygroskopische Verarbeitung unterzogen.
Das Gewichtsverhältnis des Kernabschnittes zu dem Faden liegt innerhalb des Bereiches von 30%-90%. Falls das Verhältnis weniger als 30% beträgt, ist es unmöglich, die Vorteile des eine geringere thermische Schrumpfung aufweisenden und einen größeren Elastizitätsmodul besitzenden Polyesters zu erreichen. Falls andererseits das Verhältnis mehr als 90% beträgt, kann der Kernabschnitt freigelegt und nicht vollständig von dem Hautabschnitt bedeckt sein, da der Hautabschnitt zu dünn wird.
Der Anteil des Fadens 10 aus organischer Faser, der von dem Kern 11 eingenommen wird, wird vorteilhafterweise auf einen solchen Wert eingestellt, daß die Eigenschaften wie Elastizität und Festigkeit des Fadens durch das den Kern bildende Material beherrscht werden. Wie im folgenden beschrieben wird, ist die Haut 12 des Fadens ein Faktor, der die Haftung an Kautschuk bzw. Gummi beeinflußt.
Eine Vielzahl solcher Fäden aus organischer Faser, beispielsweise mehrere zig bis hunderte von Fäden werden unter Bildung eines Kordes nach einer konventionellen Methode zusammengebündelt.
Wie in der Fig. 3 gezeigt wird, werden eine Vielzahl von Strängen, jeder bestehend aus zwei miteinander verdrillten Korden 13,parallel zueinander angeordnet und in einer Kautschukschicht 15 zur Herstellung einer Kordschicht 14 eingebettet. Während der Reifenvulkanisation haften die Korde 13 an dem Kautschuk durch chemische Bindung, bei welcher die Haut 12 des Fadens 10 aus organischer Faser einen gewissen Anteil nimmt.
Die Fig. 1 ist ein Radialschnitt einer exemplarischen Reifenkonstruktion, welche die Hälfte des Reifens rechts von seiner Äquatorialebene zeigt. Der allgemein mit 1 bezeichnete Reifen schließt ein:die Karkasse 2, den Gürtel 3, die Bandage 4, den Wulstschutzstreifen 8 und den Wulstteil 9 als dessen Verstärkungsschichten. Die Karkasse 2 erstreckt sich über den Laufflächenabschnitt und den Seitenwandabschnitt und steht mit einem Paar von Wulstkernen 6, 6 in Eingriff. In dem in Fig.1 gezeigten Beispiel ist die Karkasse 2 aus einer einzigen Lage einer Kordschicht hergestellt, jedoch kann sie auch aus zwei oder mehr Lagen bestehen. Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist auf jeden Karkassentyp anwendbar, d.h. gleichgültig, ob sie eine Radial- oder Gürtelstruktur besitzt. Der Gürtel 3 ist radial nach außen zu der Karkasse 2 angeordnet, und die Bandage 4 ist weiter nach außen zu dem Gürtel 3 angeordnet. Die Bandage 4 kann eine Vollbandage sein, welche den Gürtel 3 vollständig bedeckt, oder eine Kantenbandage, welche nur die Kanten des Gürtels 3 abdeckt. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel werden die zwei Bandagetypen in Kombination angewandt.
Ein Wulstkernreiter 7, der einen allgemein dreieckförmigen sich verjüngenden Querschnitt aufweist und der aus Hartgummi hergestellt ist, ist radial nach außen zu dem Wulstkern 6 angeordnet, und der Wulstkernreiter 7 und der Wulstkern 6 sind gänzlich mit dem verstärkenden Wulstteil 9 bedeckt. Der Wulstschutzstreifen 8 bedeckt vollständig die Karkassenhochschläge, den Wulstkern 6 und den Wulstkernreiter 7, um diese vor einem Scheuern gegen die Felge zu schützen; gleichzeitig erhöht der Wulstschutzstreifen 8 die Steifheit des Wulstabschnittes 5, wodurch eine verbesserte Stabilität beim Manöverieren und eine erhöhte Dauerstandfestigkeit sichergestellt wird.
Wie zuvor beschrieben, ist der Reifen der Fig. 1 so gezeigt, daß er mit dem Gürtel, der Bandage, dem Wulstschutzstreifen und dem Wulstkeil ausgerüstet ist, jedoch müssen nicht alle diese Komponenten vorhanden sein. Falls gewünscht, können einige dieser Verstärkungsschichten die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Kordschicht 14 ausnützen.
Wie aus der vorangegangenen Erläuterung verständlich wird, erreicht der erfindungsgemäße Reifen sein Ziel mit Erfolg durch Einschluß einer Verstärkungsschicht, welche die Elastizität, Festigkeit und die anderen Eigenschaften eines Polyesterkordes mit der guten Haftung eines Nylonkordes an Kautschuk bzw. Gummi kombiniert. Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mehr ins einzelne gehend anhand von Beispielen beschrieben.

BEISPIELE

Beispiele 1 und 2

Es wurden Versuchsreifen gemäß den in der Tabelle 1 gezeigten Angaben aufgebaut mit der Maßgabe, daß eine Schicht aus Korden, jede bestehend aus Fäden aus organischen Fasern mit einer Haut-Kern-Struktur, zusammengesetzt aus einem Polyesterkern und einer Nylonhaut, in der Karkasse eines Diagonalreifens für einen Leichtlastwagen und einen Bus von der Größe 7.00 - 15 10PR verwendet wurde. Die hergestellten Reifen wurden sowohl einem Dauerstandsfestigkeitstest als auch einem Geräuschtest unterzogen. Die Ergebnisse sind im Unterteil der Spalten der Tabelle 1 angegeben. Die in den Beispielen 1 und 2 hergestellten Reifen erwiesen sich als ebenso dauerhaft wie das konventionelle Produkt (Vergleichsbeispiel 1 unter Verwendung von Nylon-6,6-Kord) und verursachten dennoch weniger Geräusch. Der im Vergleichsbeispiel 2 hergestellte Reifen verwendete dieselbe Karkasse wie im Vergleichsbeispiel 1 jedoch wurde als Folge einer erhöhten Anzahl von Gürtellagen und der Dicke des Gürtelkords die Geräuschentwicklung erfolgreich auf einen Wert reduziert, der demjenigen der vorliegenden Erfindung entsprach. Jedoch erhöhte sich als Folge der erhöhten Dicke der Gürtellage die Reifentemperatur während des Abrollens, so daß seine Dauerstandsfestigkeit verschlechtert wurde. Im Vergleich zu dem im Vergleichsbeispiel 3 (unter Verwendung eines Polyesterkords) hergestellten Reifen verursachten die Reifen der Beispiele 1 und 2 denselben Geräuschpegel jedoch zeigten sie bessere Dauerstandfestigkeit.
In den Beispielen 1 und 2 liegt das Verhältnis von Polyester zu Nylon-6,6 in den Fäden aus organischer Faser vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 30/70 bis 90/10. Die Fäden besitzen bevorzugt eine Festigkeit von wenigstens 5 g/d, und ihr Verdrillungskoeffizient NT, wie er im folgenden angegeben ist, liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,35 - 0,75:
worin: N = Anzahl der Verdrillungen / 10 cm
D = Gesamtdenierzahl des Kordes; und
= spezifisches Gewicht des Kordes.
Falls der Anteil von Polyester in dem Faden aus organischer Faser weniger als 30% beträgt, wird die hohe Steifigkeit, welche ein Polyester eigenes Merkmal ist, nicht erreicht. Falls der Anteil an Polyester 90% übersteigt, treten Probleme während der Reifenherstellung als Folge solcher Erscheinungen wie der Entwicklung von extrem dünnen Abschnitten von Nylon- 6,6 und teilweiser Exposition des Polyesters auf. Falls die Fadenfestigkeit weniger als 5 g/d beträgt, muß die Korddicke erhöht werden, um die Festigkeit beizubehalten, dieses führt zu erhöhter Wärmeerzeugung in dem Reifen und zu einem schwereren Reifen. Falls der Verdrillungskoeffizient NT der Fäden weniger als 0,35 beträgt, wird der Ermüdungswiderstand des Kordes unter Erhöhung der Chance des Karkassenbruches während des Ablaufens verschlechtert. Falls NT den Wert 0,75 übersteigt, besteht die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von unzureichender Kordfestigkeit und geringerer Steifheit. Vorteilhafterweise liegt der Wert von NT innerhalb des Bereiches von 0,55 - 0,70.

Beispiel 3

Es wurden Experimentierreifen nach den in Tabelle 2 gezeigten Angaben aufgebaut mit der Maßgabe, daß eine Schicht von Korden, wovon jeder aus Fäden aus organischen Fasern mit einer Haut-Kern-Struktur bestand, die aus einem Polyesterkern und einer Nylonhaut zusammengesetzt waren, in der Karkasse eines Radial-Rennreifens der Größe 280/50R13 verwendet wurde. Die hergestellten Reifen wurden sowohl einem Dauerstandsfestigkeitstest als auch einem Test auf Manöverierbarkeit unterworfen. Die Ergebnisse sind im unteren Teil der Spalten der Tabelle 2 gezeigt. Der im Beispiel 3 hergestellte Reifen erwies sich ebenso dauerhaft wie das konventionelle Produkt (Vergleichsbeispiel 4 unter Verwendung von Nylon-6,6- Kord) und dennoch trug er zu einer kürzeren Rundenzeit bei. Die Dauerhaftigkeit des Reifens wurde in Werten des Index der Karkassenhaftung, wie sie nach Rennen bestimmt wird, abgeschätzt. Im Vergleich zu dem im Vergleichsbeispiel 5 hergestellten Reifen (unter Verwendung eines Polyesterkordes) ergab der Reifen des Beispiels 3 denselben Wert der Rundenzeit, jedoch zeigte er bessere Dauerstandsfestigkeit.
Wie in den Beispielen 1 und 2 haben die Fäden aus organischer Faser vorzugsweise ein Verhältnis von Polyester zu Nylon-6,6 innerhalb des Bereiches von 30/70 bis 90/10, eine Festigkeit von wenigstens 5 g/d, einen Verdrillungskoeffizienten NT im Bereich von 0,15 - 0,75. Falls der Anteil des Polyesters weniger als 30% beträgt, ist die hohe Steifigkeit, welches ein Polyester eigenes Merkmal ist, nicht erreichbar für die Realisierung einer verbesserten Manöverierfähigkeit. Falls der Anteil des Polyesters 90% übersteigt, treten Probleme während der Reifenherstellung als Folge solcher Erscheinungen wie der Entwicklung von extrem dünnen Abschnitten von Nylon-6,6 und teilweiser Exposition des Polyesters auf, was potentiell zur Abtrennung während eines Hochgeschwindigkeitsrennens führen kann. Falls die Fadenfestigkeit weniger als 5 g/d beträgt, wird die Karkassenfestigkeit unzureichend. Falls der Verdrillungskoeffizient NT weniger als 0,15 beträgt, wird der Ermüdungswiderstand des Kordes unzureichend. Falls die zu fahrende Entfernung relativ kurz - wie im Fall von Vorrennen - ist, kann der Wert von NT weniger als 0,15 sein. Falls NT den Wert 0,75 übersteigt, tritt unzureichende Kordfestigkeit und Steifheit auf, was sicherlich nicht erwünscht ist. Vorteilhafterweise liegt der Wert von NT innerhalb des Bereiches von 0,55 - 0,70.
Die Testverfahren für Beispiel 3 waren wie folgt: die Reifen wurden auf einem Rennwagen, der auf einer Außenteststrecke von 6 km fuhr, montiert, und die Rundenzeit wurde gemessen. Danach wurden die Reifen zerlegt, und die Haftung an der Karkasse wurde gemessen.

Beispiele 4 und 5

Es wurden Experimentalreifen nach den in der Tabelle 3 gezeigten Angaben aufgebaut, mit der Maßgabe, daß eine Schicht von Korden, jeder bestehend aus Fäden aus organischer Faser mit einer Haut-Kern-Struktur, zusammengesetzt aus einem Polyesterkern und einer Nylonhaut, in der Bandage eines Radialreifens mit der Größe 195/60R14 für Hochleistungs-Personenwagen verwendet wurde. Die hergestellten Reifen wurden einem Hochgeschwindigkeits-Dauerstandsfestigkeitstest und einem Test auf Widerstand gegen Gürtelabtrennung unterzogen. Messungen wurden ebenfalls hinsichtlich des Wertes der Gleichförmigkeit des Reifens durchgeführt, wobei diese durch einen Index angegeben wird, der die Gesamteinstufung eines spezifischen Reifens hinsichtlich der Werte von Unwucht und Auslaufen liefert. Je höher der Index ist, umso besser ist die Reifengleichförmigkeit. Der Reifen des Beispiels 4 verwendete nur eine Kantenbandage, während der Reifen des Beispiels 5 sowohl eine Kantenbandage als auch eine Vollbandage verwendete. Der Reifen des Vergleichsbeispieles 6 verwendete eine Kantenbandage und eine Vollbandage, wobei jede aus einem Nylon-6,6-Kord hergestellt war. Der Reifen des Vergleichsbeispieles 7 verwendete eine Kantenbandage und eine Vollbandage, wobei jede aus einem Polyesterkord hergestellt war.
Die Ergebnisse sind im unteren Teil der Spalten von Tabelle 3 angegeben. Der Reifen des Beispiels 5 ergab bessere Leistung als diejenigen der Vergleichsbeispiele 6 und 7 des gleichen Aufbaus hinsichtlich der Dauerstandsfestigkeit bei hoher Geschwindigkeit, des Trennwiderstandes des Gürtels und des Wertes der Gleichförmigkeit. Selbst der Reifen von Beispiel 4, bei welchem nur eine Kantenbandage verwendet wurde, zeigte einen Wert der Dauerstandsfestigkeit bei hoher Geschwindigkeit zwischen denjenigen, wie sie von den Reifen der Vergleichsbeispiele 6 und 7 mit einer stabileren Bandagenstruktur erreicht wurden. Bei dem Test auf Trennwiderstand des Gürtels zeigte der Reifen des Beispiels 4 eine ebenso gute Leistung wie diejenigen des Beispiels 5 und des Vergleichsbeispiels 6. Der Reifen von Beispiel 4 erreichte den höchsten Wert an Gleichförmigkeit der getesteten Reifen.
In den Beispielen 4 und 5 haben die Fäden aus organischer Faser ein Verhältnis Polyester zu Nylon-6,6 innerhalb des Bereichs von 30/70 bis 90/10 und einen Verdrillungskoeffizienten NT im Bereich von 0,15 - 0,75. Falls der Anteil des Polyesters weniger als 30% beträgt, ist die hohe Steifigkeit, welche eine polyestereigene Eigenschaft ist, nicht erreichbar. Darüber hinaus würde die thermische Schrumpfung zunehmen, so daß es schwierig würde, das Hochgeschwindigkeits- Leistungsverhalten ohne Erniedrigung des Wertes der Gleichförmigkeit zu verbessern. Falls der Anteil an Polyester 90% übersteigt, treten Probleme während der Reifenherstellung als Folge solcher Erscheinungen wie der Entwicklung von extrem dünnen Abschnitten von Nylon-6,6 und teilweiser Exposition des Polyesters auf, was potentiell zur Trennung während eines Hochgeschwindigkeitsrennens führen könnte. Falls der Verdrillungskoeffizient NT weniger als 0,15 beträgt, bündeln sich die Korde so schlecht, daß die Haftung Kord-an-Gummi unter Zunahme der Chance der Auftrennung verschlechtert wird. Falls der Wert von NT 0,75 übersteigt, nimmt die Steifigkeit des Kordes ab, wobei eine erhöhte thermische Schrumpfung auftreten würde.
Wenn eine Kraft von 2,25 g/d auf die in Beispielen 1 - 5 verwendeten Korde aus organischen Fasern, welche durch Auseinandernehmen des ausvulkanisierten Reifens entfernt wurden, angelegt wird, dehnen sich die Korde vorteilhafterweise um einen Wert von 3 - 8%, besonders vorteilhaft 4 - 6%. Falls die Korddehnung weniger als 3% beträgt, sind die Eigenschaften des Kordes nicht ausreichend, um eine einfache Herstellung des gewünschten Kordes zu ermöglichen. Falls die Korddehnung 8% übersteigt, besteht die Wahrscheinlichkeit, daß kein besseres Leistungsverhalten als mit Nylonkorden gezeigt wird.
Die vorliegende Erfindung kann auf Reifenverstärkungsschichten angewandt werden, welche als Folge der Wärmeerzeugung während des Ablaufens heiß werden, oder auf Verstärkungsschichten in dem Reifen, der einem verlängerten Ausvulkanisieren bei erhöhten Temperaturen unterworfen wurde, insbesondere auf solche Verstärkungsschichten, welche konventionellerweise aus Nylonkorden hergestellt werden wie Karkasse, Bandage, Zwischenbau, Wulstschutzstreifen, Wulstkeil, etc.. Gemäß der vorliegenden Erfindung können erhöhter Elastizitätsmodul und erniedrigte thermische Schrumpfung realisiert werden, ohne daß die Dauerstandsfestigkeit des Reifens, welche von guter Haftung zwischen Gummi und den Verstärkungsschichten abhängt, verschlechtert wird. Als Konsequenz können Verbesserungen in verschiedenen Hinsichten wie hinsichtlich Geräuschlosigkeit, Stabilität beim Manöverieren, Widerstand gegen Flachstellen und Ausmaß der Gleichförmigkeit.
Zusätzlich können Verstärkungsschichten der zuvor beschriebenen Typen, welche konventionellerweise aus Polyesterkorden hergestellt wurden, modifiziert werden, so daß eine verbesserte Haftung an Gummi unter Hochtemperaturbedingungen erreicht wird, und dies ermöglicht, daß die Dauerstandsfestigkeit des Reifens ohne Aufgabe anderer Leistungscharakteristika verbessert werden kann. Tabelle 1 Reifengröße Karkasse Organisches Fasermaterial Haut-Kern=Struktur konventionell Polyester Nylon-6,6 Kordstärke Lagenanzahl Korddichte (1/5 cm) Kordeigenschaften Kordfestigkeit Dehnung unter Belastung von 2,25 g/d Schrumpfen bei trockener Hitze bei 180ºC Verdrillungskoeffizient, NT Zwischenbau Material Dauerstandsfestigkeit bei Hochgeschwindigkeit* Freilaufgeräusch** Anmerkung 1: * Entsprechend dem Dauerstandstest bei Hochgeschwindigkeit für Reifen von Leichtlastwagen (< 15 Zoll), beschrieben in JIS D 4230. Der Reifen wurde bei der angegebenen Geschwindigkeit und danach mit um 10 km/h/30 min ansteigender Geschwindigkeit abgerollt, wobei der Test solange durchgeführt wurde, bis der Reifen zerbarst, wobei die Geschwindigkeit beim Versagen gemessen wurde. ** Der Geräuschpegel bei 50 km/h wurde nach der JASO C-60 gemessen. Das Fahrzeug war einWagen von 2-t, der bei voller Ladekapazität gefahren wurde. Tabelle 2 Reifengröße Karkasse Organisches Fasermaterial Haut-Kern=Struktur konventionell Polyester Nylon-6,6 Kordstärke Lagenanzahl Korddichte (1/5 cm) Kordeigenschaften Kordfestigkeit Dehnung unter Last von 2,25 g/d Verdrillungskoeffizient, NT Gürtel Stahl Material Rundenzeit Fahrgefühl Index der Karkassenhaftung nach dem Rennen hoher Griff, gutes Zugvermögen hoher Griff, jedoch unzureichende Seitensteifigkeit Tabelle 3 Reifengröße Karkasse Organisches FAsermaterial Polyester Kordstärke Lagenanzahl Korddichte (1/5 cm) Gürtel Material Aufbau Band Organisches Fasermaterial Polyester Nylon-6,6 Kordeigenschaften Kordfestigkeit Dehnung unter Belastung von 2,25 g/d Verdrillungskoeffizient, NT Wert der Gleichförmigkeit Dauerstandstest bei Hochgeschwindigkeit* Widerstand gegen Gürtelabtrennung** Einzelkantenbandage Haut-Kern=Struktur eine Bandage auf jeder Kante und Vollbandagen konventionell

Anmerkungen zu Tabelle 3:

* Entsprechend dem Dauerstandstest bei Hochgeschwindigkeit, beschrieben in JIS D 4230, wurde der Reifen bei der angegebenen Geschwindigkeit und danach mit um 10 km/h/30 min ansteigender Geschwindigkeit abgerollt, wobei der Test solange durchgeführt wurde,, bis der Reifen barst, wobei die Geschwindigkeit beim Versagen gemessen wurde.
** Der Reifen wurde auf einer Trommel mit stiftartigen Projektionen unter der Bedingung in Übereinstimmung mit der Endstufe des Dauerstandsfestigkeitstests, wie er in JIS D 4230 beschrieben ist, abgerollt, und die zum Bersten des Reifens erforderliche Zeitdauer wurde gemessen und ist in relativen Werten angegeben, wobei der Wert für das Vergleichsbeispiel 6 mit 100 angenommen wurde.

Claims

1. Reifen (1) für ein Motorfahrzeugrad, umfassend wenigstens ein Paar von Wulsten (5), eine Karkasse (2) hierzwischen und einen Laufflächenabschnitt auf dem äußeren Umfang der Karkasse, wobei die Karkasse (2) eine Vielzahl von Reifenkorden (13) umfaßt, jeder Reifenkord eine Vielzahl von Fäden (10) umfaßt, worin jeder Faden einen aus Polyester gebildeten Kern (11) und eine aus Nylon gebildete Hülle (12) umfaßt, wobei das Gewichtsverhältnis des Polyesters im Kern zu dem Nylon in der Hülle in dem Bereich von 30 : 70 bis 90 : 10 liegt, jeder Faden (10) eine Festigkeit von wenigstens 5 g/d besitzt, die Korde (13) sich um einen Betrag von 3 - 8 % bei Anlegen einer Kraft von 2,25 g/d an die Korde (13) dehnen, die Fäden (10) zu den Korden (13) verdrillt sind, jeder Kord (13) einen Verdrillungskoeffizienten NT in dem Bereich von 0,15 - 0,75 aufweist, der die Beziehung erfüllt:

worin: N = Anzahl der Verdrillungen / 10 cm

D = Gesamtdenierzahl des Kordes; und

= spezifisches Gewicht des Kordes.

2. Reifen nach Anspruch 1, insbesondere für Räder von Leichtlastkraftwagen und Bussen, in welchem die Karkasse eine Diagonalstruktur hat, und jeder Kord (13) einen Verdrillungskoeffizienten NT innerhalb des Bereiches von 0,35 - 0,75 hat.

3. Reifen nach Anspruch 1, insbesondere für Räder von Rennfahrzeugen und Hochleistungs-Passagierfahrzeugen, in welchem die Karkasse eine Radialstruktur hat, und der Reifen einen Gürtel (3) radial einwärts von dem Laufflächenabschnitt einschließt.

4. Reifen (1) für ein Motorfahrzeugrad mit einer Radialstruktur, insbesondere für Räder von Hochleistungs-Passagierfahrzeugen, umfassend wenigstens ein Paar von Wulsten (5), eine Karkasse (2) hierzwischen, einen Laufflächenabschnitt auf dem äußeren Umfang der Karkasse und eine zwischen einem Gürtel (3) und dem Laufflächenabschnitt angeordnete Bandage (4), wobei die Bandage (4) eine Vielzahl von Reifenkorden (13) umfaßt, jeder Reifenkord eine Vielzahl von Fäden (10) umfaßt, worin jeder Faden (10) einen aus Polyester gebildeten Kern (11) und eine aus Nylon gebildete Hülle (12) umfaßt, wobei das Gewichtsverhältnis des Polyesters im Kern zu dem Nylon in der Hülle in dem Bereich von 30 : 70 bis 90 : 10 liegt, jeder Faden eine Festigkeit von wenigstens 5 g/d besitzt, die Korde (13) sich um einen Betrag von 3 - 8 % bei Anlegen einer Kraft von 2,25 g/d an die Korde dehnen, die Fäden (10) zu den Korden (13) verdrillt sind, jeder Kord (13) einen Verdrillungskoeffizienten NT in dem Bereich von 0,15 - 0,75 aufweist, der die Beziehung erfüllt:

worin: N = Anzahl der Verdrillungen / 10 cm

D = Gesamtdenierzahl des Kordes; und

= spezifisches Gewicht des Kordes.

5. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem die Haut eines jeden Fadens (10) aus Nylon 6,6 hergestellt ist.

6. Reifen nach Anspruch 4, in welchem die Karkasse (2) durch wenigstens eine Lage einer Kordschicht (14) verstärkt ist, in der jeder Kord (13) diese Fäden (10) umfaßt.