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Verweis auf verwandte Anmeldungen

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der früheren, am 9. August 2005 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-231369, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung, der Siliciumdioxid beigemischt ist, zur Verwendung in Luftreifen, sowie einen Luftreifen, bei welchem die Kautschukzusammensetzung verwendet wird.

Beschreibung der verwandten Technik

In Luftreifen, insbesondere Hochleistungsreifen für Sportwagen, wird eine gleichzeitige Verbesserung der Griffigkeitseigenschaften (einschließlich der Bremseigenschaft) und der Fahrstabilität auf einer nassen Fahrbahn sowie der Griffigkeitseigenschaft (einschließlich der Bremseigenschaft) und der Fahrstabilität auf einer trockenen Fahrbahn erwünscht.

Im Allgemeinen ist zur Verbesserung der Griffigkeitseigenschaften auf einer nassen Fahrbahn und trockenen Fahrbahn ein Verfahren der Erhöhung der Einmischmenge eines Füllstoffs und eines Öls verwendet worden. In diesem Fall wird jedoch die Wärmebildungseigenschaft vermindert, wodurch die Fahrstabilität auf der trockenen Fahrbahn abnimmt und die Abriebbeständigkeit vermindert wird, und es wird eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit aufgrund einer Erhöhung der Viskosität beobachtet. Während weiterhin die Verwendung eines Polymers mit einem hohen Glasübergangspunkt als Kautschukbestandteil ebenfalls in Erwägung gezogen werden kann, kann dadurch die Wärmebildungseigenschaft oder Verschleißbeständigkeit absinken, und die Fahrstabilität auf der trockenen Fahrbahn kann aufgrund einer Verschlechterung der Temperaturabhängigkeit verschlechtert werden.

Während weiterhin im Allgemeinen Silica zur Verbesserung der Griffigkeitseigenschaft nasser Fahrbahn verwendet wird, verursacht dies, wenn die Silicamenge erhöht wird, um die Griffigkeitseigenschaft weiter zu verbessern, ein Problem der Verschlechterung der Verarbeitbarkeit aufgrund einer Erhöhung der Viskosität. Weiterhin kann als ein Verfahren zur Verbesserung der Griffigkeitseigenschaften auf der nassen Fahrbahn in Erwägung gezogen werden, die Menge des Öls zu erhöhen, wodurch die Kautschukhärte vermindert wird, dies kann aber die Fahrstabilität auf der trockenen Fahrbahn verschlechtern.

Andererseits kann als ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrstabilität auf der trockenen Fahrbahn in Erwägung gezogen werden, die Kautschukhärte durch Erhöhung der Menge des Füllstoffs, eine Verminderung der Ölmenge, eine Zugabe von Härter etc. zu erhöhen, dies kann aber die Griffigkeitseigenschaften auf nasser Fahrbahn verschlechtern.

Wie oben beschrieben wurde, war es schwierig, gleichzeitig die Griffigkeitseigenschaften und die Fahrstabilität auf einer nassen Fahrbahn sowie die Griffigkeitseigenschaften und die Fahrstabilität auf einer trockenen Fahrbahn zu verbessern, und diese Bedürfnisse sind gegenwärtig noch nicht ausreichend befriedigt worden.

Es wurde vorgeschlagen, in einer Kautschukzusammensetzung mit eingemischtem Silica zur Verwendung in Reifen ein Silankopplungsmittel zu verwenden, in welchem Mercaptogruppen als Kopplungsmittel zum Binden von Silica und eines Dienkautschuks substituiert sind (USP Nr. 4519430 (entsprechend JP-A Nr. 59-53206), JP-A Nrn. 2000-239447 und 2000-344949). Die Einmischmenge des Silica hierin liegt aber in einem Bereich der allgemeinen, bisher verwendeten Einmischmenge, und obwohl die Verwendung von Styrol-Butadien-Kautschuk als das Dienkautschuk hierin veröffentlicht wurde, ist die Kombination eines Styrol-Butadien-Kautschuks, von Silica und eines geschützten Mercaptosilans, was ein der vorliegenden Erfindung innewohnendes Merkmal ist, nicht offenbart.

Weiterhin ist in WO99/09036 ein neues geschütztes Mercaptosilan als ein Silankopplungsmittel vorgeschlagen, das zusammen mit Silica zur Unterdrückung einer nicht erlaubten Zunahme der Viskosität während der Verarbeitung und zur Verbesserung eines frühen Härtens bzw. Anvulkanisierens (scorching) verwendet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das Voranstehende gemacht, und es wird beabsichtigt, eine Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Luftreifen bereitzustellen, die zur gleichzeitigen Verbesserung der Griffigkeitseigenschaften und der Fahrstabilität auf einer nassen Fahrbahn und der Griffigkeitseigenschaften und der Fahrstabilität auf einer trockenen Fahrbahn in der Lage ist, sowie einen Luftreifen, bei dem Kautschukzusammensetzung verwendet wird.

Der vorliegende Erfinder hat herausgefunden, dass die Einbeziehung und Dispergierfähigkeit von Silica in einem Kautschukbestandteil während des Mischens durch Verwendung eines spezifischen Styrol-Butadien-Kautschuks mit relativ hohem Glasübergangspunkt als Kautschukbestandteil und Verwendung eines geschützten Mercaptosilans als Silankopplungsmittel in einem Gemisch, in welches Silica mit relativ geringer Korngröße in einer größeren Menge als üblicherweise verwendet einbezogen ist, verbessert werden können, wodurch es ermöglicht wird, die Griffigkeitseigenschaft und die Fahrstabilität auf einer nassen Fahrbahn und die Griffigkeitseigenschaft und Fahrstabilität auf einer trockenen Fahrbahn gleichzeitig zu verbessern, und ist somit zu der Erfindung gelangt.

In die Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Luftreifen gemäß der Erfindung ist also ein Silica bzw. Siliciumdioxid mit einem spezifischen Oberflächenbereich nach BET von 190 bis 300 m2/g und einem spezifischen Oberflächenbereich nach CTAB von 140 bis 300 m2/g mit mehr als 100 Gew.-Teilen und 200 Gew.-Teilen oder weniger, bezogen auf 100 Gew.-Teile eines Kautschukbestandteils, eingemischt, wobei der Kautschukbestandteil einen Copolymerkautschuk, welcher durch Copolymerisation von 1,3-Butadien und Styrol unter Verwendung einer organischen Lithiumverbindung als Initiator erhalten wird, und der einen Glasübergangspunkt von –40°C oder höher, einen Styrolgehalt von 30 Gew.-% oder mehr und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 800000 oder mehr aufweist, alleine umfasst, oder ein Gemisch aus 50 Gew.-% oder mehr des Copolymerkautschuks und 50 Gew.-% oder weniger eines anderen Dienkautschuks umfasst, und es ist ein Silankopplungsmittel der folgenden allgemeinen Formel (1) mit von 2 bis 25 Gew.-Teilen eingemischt, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Silica (CnH2n+1O)3Si-CmH2m-S-CO-CkH2k+1(1)wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, m eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, und k eine ganze Zahl von 5 bis 9 ist.

Der erfindungsgemäße Luftreifen weist einen Laufstreifen bzw. eine Lauffläche auf, welche r) die oben beschriebene Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Luftreifen enthält.

Gemäß der Erfindung kann, da der Styrol-Butadien-Kautschuk mit hoher Glasübergangstemperatur für den Kautschukbestandteil verwendet wird, und das oben beschriebene geschützte Mercaptosilan der Formel (1) als das Silankopplungsmittel zusammen mit Silica kleiner Korngröße verwendet wird, die Einbeziehung von Silica in den Kautschukbestandteil während des Mischens verbessert werden, und es kann die Dispergierfähigkeit von Silica mit kleiner Korngröße mit hoher Kohäsion verbessert werden. Weiterhin können durch eine Einmischung dieses Silica mit kleiner Korngröße in einer größeren Menge als üblich, in Kombination mit der Verwendung des spezifischen Styrol-Butadien-Kautschuks und des Silankopplungsmittels, die Griffigkeitseigenschaft und die Fahrstabilität auf einer nassen Fahrbahn und die Griffigkeitseigenschaft und die Fahrstabilität auf einer trockenen Fahrbahn gleichzeitig verbessert werden.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Im Folgenden werden für die Durchführung der vorliegenden Erfindung relevante Punkte spezifisch beschrieben.

Der als Kautschukbestandteil in der Kautschukzusammensetzung der Erfindung verwendete Copolymerkautschuk ist ein Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), welcher durch Copolymerisation von 1,3-Butadien und Styrol unter Verwendung einer organischen Lithiumverbindung als Initiator erhalten wird. Ein derartiger Copolymerkautschuk kann unter Verwendung eines bekannten Lösungspolymerisationsverfahrens unter Verwendung eines inerten organischen Lösungsmittels wie z.B. Pentan, Hexan, Heptan, Benzol, Toluol und Diethylether hergestellt werden. Zu der organischen Lithiumverbindung gehören Alkyllithium, wie n-Butyllithium, Alkylendilithium, wie 1,4-Dilithiumbutan, und Phenyllithium. Der Copolymerkautschuk kann an den terminalen Enden der Copolymerkette mittels Zinn, Silicium oder eines Kopplungsmittels vom Alkoxysilantyp behandelt sein, und die terminalen Enden oder die Hauptkette hiervon können mit einer funktionalen Gruppe modifiziert sein, welche eine Wechselwirkung oder chemische Reaktivität mit der Silanolgruppe von Silica (zum Beispiel Hydroxygruppe oder Aminogruppe) aufweist.

Als Copolymerkautschuk werden solche mit einem Glasübergangspunkt (Tg) von –40°C oder höher verwendet. Durch Verwendung des Copolymerkautschuks mit einem derartig hohen Glasübergangspunkt kann die Griffigkeitseigenschaft auf einer nassen Fahrbahn und trockenen Fahrbahn verbessert werden. Obwohl die Obergrenze des Glasübergangspunkts nicht besonders eingeschränkt ist, beträgt diese üblicherweise –10°C oder weniger. Der Glasübergangspunkt ist ein Wert, der durch Erhöhen der Temperatur einer Testprobe von Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min und Messen der gebildeten Wärmemenge mittels eines Differential-Scanning-Kalorimeters erhalten wird.

Weiterhin werden als Copolymerkautschuk solche mit einem Styrolgehalt von 30 Gew.-% oder mehr verwendet. Wenn der Styrolgehalt weniger als 30 Gew.-% beträgt, kann eine zufriedenstellende Griffigkeitseigenschaft sowohl auf nasser Fahrbahn als auch trockener Fahrbahn nicht leicht erhalten werden. Obwohl die Obergrenze des Styrolgehalts nicht besonders eingeschränkt ist, beträgt diese bevorzugt 50 Gew.-% oder weniger.

Weiterhin werden für den oben beschriebenen Copolymerkautschuk solche mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von 800000 oder mehr verwendet. Durch Verwendung des Copolymerkautschuks mit einem derartig hohen Molekulargewicht ist es möglich, die Steifigkeit zu erhöhen, wodurch die Griffigkeitseigenschaft und Fahrstabilität auf trockener Fahrbahn verbessert werden. Obwohl die Obergrenze des Gewichtsmittels des Molekulargewichts nicht besonders eingeschränkt ist, beträgt diese üblicherweise 1600000 oder weniger. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts ist ein Wert, der mittels Gelpermeationschromatografie (GPC) unter Verwendung von Tetrahydrofuran (THF) als Entwicklungslösungsmittel erhalten wird.

Der Kautschukbestandteil in der Kautschukzusammensetzung der Erfindung umfasst den oben beschriebenen Copolymerkautschuk allein oder einen gemischten Kautschuk mit 50 Gew.-% oder mehr des Copolymerkautschuks und 50 Gew.-% oder weniger eines anderen Dienkautschuks. Wenn der Anteil des Copolymerkautschuks weniger als 50 Gew.-% beträgt, kann die oben beschriebene Wirkung der Erfindung nicht zufriedenstellend bereitgestellt werden. Die Menge des Copolymerkautschuks beträgt bevorzugter 70 Gew.-% oder mehr. Der andere Dienkautschuk ist nicht besonders eingeschränkt, beinhaltet aber Naturkautschuke sowie synthetische Dienkautschuke wie z.B. Isoprenkautschuk, Butadienkautschuk, Styrol-Isopren-Copolymerkautschuk, Butadien-Isopren-Copolymerkautschuk, Styrol-Isopren-Butadien-Copolymerkautschuk und Nitrilkautschuk. Diese können jeweils einzeln verwendet werden, oder zwei oder mehrere hiervon können in Kombination verwendet werden. Unter diesen sind Naturkautschuk und der Butadienkautschuk bevorzugter.

Das in der Kautschukzusammensetzung der Erfindung verwendete Silica (wässrige Kieselsäure) ist Silica kleiner Korngröße mit folgenden kolloidalen Eigenschaften: 190 ≤ spezifischer Oberflächenbereich nach BET (spezifischer Stickstoffadsorptionsoberflächenbereich) ≤ 300 m2/g, und 140 ≤ spezifischer Oberflächenbereich nach CTAB (spezifischer Cetyltrimethylammoniumbromidadsorptionsoberflächenbereich) ≤ 300 m2/g. Wenn der spezifische Oberflächenbereich nach BET und der spezifische Oberflächenbereich nach CTAB kleiner als die oben beschriebenen Bereiche sind, nimmt die Korngröße des Silica zu, wodurch die Griffigkeitseigenschaft auf nasser Fahrbahn und trockener Fahrbahn verschlechtert werden. Ein bevorzugter Bereich des spezifischen Oberflächenbereichs nach BET ist 230 m2/g als untere Grenze und 280 m2/g als Obergrenze. Weiterhin ist ein bevorzugterer Bereich des spezifischen Oberflächenbereichs nach CTAB 150 m2/g für die Untergrenze und 250 m2/g, bevorzugter 210 m2/g, für die Obergrenze. In der Erfindung ist der spezifische Oberflächenbereich nach BET ein mittels des BET-Verfahrens gemäß ASTM D3037 gemessener Wert, und der spezifische Oberflächenbereich nach CTAB ist ein gemäß ASTM D3765 gemessener Wert.

Das Silica wird mit mehr als 100 Gew.-Teilen und nicht mehr als 200 Gew.-Teilen eingemischt, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Kautschukbestandteils. Wie oben beschrieben, ist es durch Einmischen des Silica mit kleiner Korngröße in einer Menge, die verglichen mit der allgemeinen, bisherigen Einmischmenge von Silica merklich erhöht ist, zusammen mit der Verwendung des spezifischen Kautschukbestandteils und des Silankopplungsmittels, möglich, die Griffigkeitseigenschaft und die Fahrstabilität auf nasser Fahrbahn und trockener Fahrbahn gleichzeitig zu verbessern. Das Silica wird bevorzugt mit 125 Gew.-Teilen oder mehr eingemischt, um den oben beschriebenen Effekt weiter zu verbessern. Weiterhin beträgt die Obergrenze der Einmischmenge im Hinblick auf die Bearbeitungseigenschaften bei der Verarbeitung des Kautschuks bevorzugt 150 Gew.-Teile oder weniger.

In der Kautschukzusammensetzung der Erfindung kann zudem Carbon Black bzw. Ruß zusammen mit dem Silica eingemischt sein, wobei Carbon Black mit 0 bis 100 Gew.-Teilen, bevorzugter von 5 bis 30 Gew.-Teilen, einbezogen ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Kautschukbestandteils. Weiterhin sind das Silica und Carbon Black als Gewichtsverhältnis in einem Verhältnis von Silica/Carbon Black = 1,2/1 bis 1/0, bevorzugter 5/1 bis 20/1, eingemischt.

Das für die Kautschukzusammensetzung der Erfindung verwendete Silankopplungsmittel ist ein geschütztes Mercaptosilan der allgemeinen Formel (1). Das geschützte Mercaptosilan kann gemäß dem in WO99/09036 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Das geschützte Mercaptosilan ist mit von 2 bis 25 Gew.-Teilen eingemischt, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Silica, um die Wirkung der Erfindung ausreichend vorzusehen. Weiterhin kann das Silica zuvor mit dem Silankopplungsmittel behandelt werden, und das behandelte Silica kann durch Zumischen zu dem oben beschriebenen Kautschukbestandteil eingemischt werden.

In die Kautschukzusammensetzung der Erfindung können zusätzlich zu den oben beschriebenen Bestandteilen verschiedene Additive, die allgemein in Kautschukzusammensetzungen für die Verwendung in Reifen eingesetzt werden, eingemischt sein, wie beispielsweise Antialterungsmittel, Zinkoxid, Stearinsäure, Weichmacher, Vulkanisiermittel und Vulkanisierbeschleuniger. Als Verfahren zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung ist es zum Bereitstellen der Wirkung der oben beschriebenen Erfindung bevorzugt, den Kautschukbestandteil und das Silica (wahlweise auch Carbon Black enthaltend) und das Silankopplungsmittel bei 150 bis 180°C unter Verwendung einer bekannten Mischvorrichtung zu vermischen.

Da der spezifische Styrol-Butadien-Kautschuk mit einem hohen Glasübergangspunkt als der Kautschukbestandteil verwendet wird, und das geschützte Mercaptosilan als das Silankopplungsmittel zusammen mit dem Silica kleiner Korngröße verwendet wird, ist es in der oben beschriebenen Kautschukzusammensetzung möglich, die Einbeziehung des Silica in den Kautschukbestandteil während des Mischens zu verbessern und die Dispergierbarkeit des Silica mit kleiner Korngröße mit hoher Kohäsion zu verbessern. Demgemäß sind die Bearbeitungseigenschaften bei der Kautschukverarbeitung hervorragend. Da weiterhin das Silica mit kleiner Korngröße und in einer größeren Menge als in gegenwärtigen Fällen in der oben beschriebenen Kombination verwendet wird, können die Griffigkeitseigenschaft und Fahrstabilität auf nasser Fahrbahn sowie die Griffigkeitseigenschaft und Fahrstabilität auf trockener Fahrbahn verbessert werden. Daher kann die Kautschukzusammensetzung geeigneterweise insbesondere als Laufflächen- bzw. Laufstreifenkautschuk für Hochleistungssportwagenreifen (zum Beispiel Reifen mit einem Höhe-Breite-Verhältnis von 60% oder weniger) verwendet werden.

Beispiele der vorliegenden Erfindung sind unten aufgezeigt, die Erfindung ist aber nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.

(Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6)

Eine Kautschukzusammensetzung wurde unter Verwendung eines Banbury-Mischers gemäß der in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Mischung hergestellt. Dabei wurde die Mischtemperatur der Kautschukzusammensetzung auf 160°C eingestellt. Details aller Bestandteile in Tabelle 1 sind unten aufgeführt.

SBR1: "TUFDENE E50", hergestellt von Asahi Kasei Co. (mit Öl versetzter Kautschuk: lösungspolymerisiertes SBR, erhalten unter Verwendung einer organischen Lithiumverbindung als Initiator, Styrolgehalt = 36 Gew.-%, Glasübergangspunkt: Tg = –30°C, Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw = etwa 900000, enthaltend 37,5 Gew.-Teile Öl, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschukpolymer)

SBR2: "SBR1502", hergestellt von JSR Co. (emulsionspolymerisierter SBR: Styrolgehalt = 24 Gew.-%, Glasübergangspunkt Tg = –66°C, Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw = etwa 600000)

NR: Naturkautschuk RSS#3

Silica 1: "Z215GR", hergestellt von Rhodia Co. (spezifischer Oberflächenbereich nach BET = 250 m2/g, spezifischer Oberflächenbereich nach CTAB = 160 m2/g)

Silica 2: Es wird Silica mit einem spezifischen Oberflächenbereich nach BET = 240 m2/g, einem spezifischen Oberflächenbereich nach CTAB = 190 m2/g, hergestellt gemäß nachfolgendem Verfahren, verwendet. (1) Zu einem mit einem Silicat gefüllten Reaktionsgefäß wurde bei einer Temperatur in einem Bereich von 70 bis 85°C eine Mineralsäure in einer Menge, entsprechend 20 bis 50% einer konzentrierten Schwefelsäure, die zur Neutralisierung der Gesamtmenge des Silicats erforderlich war, innerhalb von 20 Minuten gegeben; (2) das in (1) oben erhaltene Reaktionsgemisch wurde auf eine Temperatur von 90 bis 100°C erhitzt, und eine konzentrierte Schwefelsäure in einer Menge, entsprechend 80 bis 50% der Gesamtmenge der konzentrierten Schwefelsäure, wurde portionsweise unterteilt für mindestens vier Male zugegeben, wobei die Temperatur beibehalten wurde, bis der pH des Reaktionsgemischs einen Bereich von 7 bis 10 erreichte, und es wurde für 10 bis 40 Minuten nach jeder Zugabe konzentrierter Schwefelsäure stehen gelassen; und (3) das Reaktionsgemisch wurde 30 bis 120 Minuten stehen gelassen, wobei die Temperatur bei 90 bis 100°C gehalten wurde, die Reaktion wurde durch Zugabe einer Mineralsäure beendet, sodass diese auf pH 5 oder weniger angesäuert wurde, und die erhaltenen Präzipitate (Aufschlämmung) wurden sorgfältig filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um ein Silica herzustellen. Da der spezifische Oberflächenbereich nach BET des endgültig erhaltenen Silica durch Erhöhung der Menge an konzentrierter Schwefelsäure, die für die Neutralisierungsreaktion in (1) oben verwendet wurde, auf einen Bereich von 20 bis 50% der Gesamtmenge an konzentrierter Schwefelsäure und Vermindern der Silicakonzentration in dem Reaktionsgemisch auf einen Bereich von 50 bis 80 g/l erhöht war, wurde durch Steuerung dieser Parameter ein Silica mit dem oben beschriebenen spezifischen Oberflächenbereich nach BET und dem spezifischen Oberflächenbereich nach CTAB erhalten.

Silica 3: "Ultrasil7000GR", hergestellt von Degussa Co. (spezifischer Oberflächenbereich nach BET = 170 m2/g, spezifischer Oberflächenbereich nach CTAB = 160 m2/g)

Carbon Black: ISAF, "DIABLACK N234", hergestellt von Mitsubishi Chemical Co.

Geschütztes Mercaptosilan: durch Formel (1) oben dargestelltes Kopplungsmittel (n=2, m=3, k=7), "NXT", hergestellt von GE Silocones Co.

Allzweckkopplungsmittel: Bis-(3-triethoxysilylpropyl)-disulfid, "Si-75", hergestellt von Degussa Co.

Öl: aromatisches Prozessöl "JOMO process X 140", hergestellt von Japan Energy Co.

Weiterhin wurden 2 Gew.-Teile Wachs ("Ozoace 0355", hergestellt von Nippon Seiro Co.), 2 Gew.-Teile eines Antialterungsmittels ("Santoflex 6PPD", hergestellt von Flexisys Co.), 2 Gew.-Teile Stearinsäure ("Lunax S20", hergestellt von Kao Corp.), 2 Teile Zinkoxid ("Zinkoxid Nr. 1", hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.), 1,5 Gew.-Teile eines Vulkanisierbeschleunigers CZ ("NOCCELER CZ-G", hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industry Co.) und 2 Gew.-Teile Schwefel ("pulverförmiger Schwefel 150 mesh", hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co.) als übliches Gemisch zu 100 Gew.-Teilen des Kautschukbestandteils in jede der Kautschukzusammensetzungen eingemischt.

Die Verarbeitbarkeit wurde für jede der Kautschukzusammensetzungen bewertet, und Luftreifen wurden unter Verwendung dieser hergestellt. Die Reifen wurden hergestellt, indem jede der Kautschukzusammensetzungen auf die Cap-Lauffläche (cap tread) des Versuchsradialreifens 215/45ZR17 mit einem Laufstreifen einer Cap/Base-Struktur aufgebracht wurde und unter Vulkanisieren gemäß einem üblichen Verfahren geformt wurde. Für jeden der erhaltenen Reifen wurden die Griffigkeitseigenschaften auf nasser Fahrbahn und trockener Fahrbahn, sowie die Fahrstabilität auf nasser Fahrbahn und trockener Fahrbahn bewertet. Die Bewertungsverfahren sind unten beschrieben.

Verarbeitbarkeit: Die Verarbeitbarkeit wurde mittels der Mooney-Viskosität bewertet, die mittels eines Mooney-Viskometers, hergestellt von Shimazu Seisakusho, gemessen wurde. Das Testverfahren war gemäß JIS K6300 und ist als Index angegeben, basierend auf dem Wert von Vergleichsbeispiel 1, der als 100 angenommen wurde. Wenn der Indexwert kleiner ist, zeigt dies, dass die Viskosität geringer ist, das heißt die Verarbeitbarkeit günstiger ist.

Griffigkeitseigenschaft auf nasser Fahrbahn (Nassgriffigkeitseigenschaft): Die oben beschriebenen Luftreifen wurden in vierfacher Anzahl an einem Personenkraftwagen angebracht, und das Auto wurde auf einer Fahrbahn fahren gelassen, wobei Wasser mit einer Tiefe von 2 bis 3 mm aufgesprüht wurde, und der Reibungskoeffizient wurde bei einer Geschwindigkeit von 100 km pro Stunde gemessen, und es wurde die Nassgriffigkeitseigenschaft bewertet. Diese wird durch einen Index angegeben, basierend auf dem Wert in Vergleichsbeispiel 1, der als 100 angenommen wird, wobei ein größerer Index eine bessere Griffigkeitseigenschaft anzeigt.

Griffigkeitseigenschaft auf trockener Fahrbahn (Trockengriffigkeitseigenschaft): Die oben beschriebenen Luftreifen wurden in der Anzahl von 4 an einem Personenkraftwagen angebracht, und das Auto wurde auf einer trockenen Fahrbahn fahren gelassen, und der Reibungskoeffizient wurde bei einer Geschwindigkeit von 100 km pro Stunde gemessen, und es wurde die Trockengriffigkeitseigenschaft bewertet. Diese wird durch einen Index, basierend auf dem Wert in Vergleichsbeispiel 1, der als 100 angenommen wird, angezeigt, wobei ein größerer Index eine bessere Griffigkeitseigenschaft anzeigt.

Fahrstabilität auf nasser Fahrbahn (Nassfahrstabilität): die Luftreifen wurden in der Anzahl von 4 an einem Personenkraftwagen angebracht, ein für einen Funktionstest verantwortlicher Fahrer fuhr einen Testkurs entlang, wobei Wasser aufgesprüht wurde, mit hoher Geschwindigkeit, während auf die Fahrreaktion, die Laufstabilität etc. geachtet wurde, um die Fahrstabilität zu bewerten. Das Ergebnis wurde unter Bezugnahme auf Vergleichsbeispiel 1 als Kontrolle angezeigt: "+2" für diejenigen, die besser als die Kontrolle waren, "+1" für diejenigen, die etwas besser waren, als "±0" für diejenigen, die gleich der Kontrolle waren, als "–1" für diejenigen, die etwas schlechter waren, und als "–2" für diejenigen, die schlechter waren.

Fahrstabilität auf trockener Fahrbahn (Trockenfahrstabilität): die Luftreifen wurden in der Anzahl von 4 an einem Personenkraftwagen angebracht, ein für einen Funktionstest verantwortlicher Fahrer fuhr einen trockenen Testkurs bei hoher Geschwindigkeit entlang, wobei auf das Lenkansprechverhalten, die Laufstabilität etc., geachtet wurde, um die Fahrstabilität zu bewerten. Das Ergebnis wurde mit Bezug auf Vergleichsbeispiel 1 als Kontrolle angegeben als: "+2" für diejenigen, die besser als die Kontrolle waren, "+1" für diejenigen, die etwas besser waren, als "±0" für diejenigen, die gleich der Kontrolle waren, als "–1" für diejenigen, die etwas schlechter waren, und als "–2" für diejenigen, die schlechter waren.

Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden gemäß Beispielen 1 bis 6 der Erfindung die Griffigkeitseigenschaft und die Fahrstabilität auf der nassen Fahrbahn und die Griffigkeitseigenschaft und die Fahrstabilität auf der trockenen Fahrbahn gleichzeitig und hervorragenderweise verbessert, wobei auch die Bearbeitungseigenschaft bei der Kautschukverarbeitung verbessert wurde oder zumindest die Verschlechterung der Bearbeitungseigenschaft im Vergleich mit Vergleichsbeispiel 1 oder Vergleichsbeispiel 6 so weit wie möglich unterdrückt wurde. Im Gegensatz dazu war in Vergleichsbeispiel 3, in dem lediglich die Silicamenge erhöht war, nicht nur die Verarbeitbarkeit stark beeinträchtigt, sondern es waren auch die Wirkung der Verbesserung der Griffigkeitseigenschaft und der Fahrstabilität nicht erkennbar. Weiterhin war in Vergleichsbeispiel 4, in welchem der Kautschukbestandteil außerhalb der Erfindung lag, obwohl die Verarbeitbarkeit verbessert war, die Wirkung der Verbesserung der Griffigkeitseigenschaft und der Fahrstabilität nicht erzielbar. Weiterhin war in Vergleichsbeispiel 2, bei dem die Einmischmenge des Silica mit kleiner Korngröße gering war, obwohl die Griffigkeitseigenschaft verbessert war, die Wirkung der Verbesserung der Fahrstabilität unzureichend. Weiterhin war in Vergleichsbeispiel 5, bei dem Silica großer Korngröße verwendet wurde, obwohl die Verarbeitbarkeit hervorragend war, die Wirkung der Verbesserung der Griffigkeitseigenschaft und der Fahrstabilität unzureichend.

Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Luftreifen kann als Kautschuk verwendet werden, wobei dieser Laufflächen beziehungsweise Laufstreifen verschiedener Arten von Luftreifen bildet, und ist insbesondere für Hochleistungssportwagenreifen geeignet.


Anspruch[de]
Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Luftreifen, umfassend:

einen Kautschukbestandteil, welcher mindestens einen Copolymerkautschuk, welcher durch Copolymerisation von 1,3-Butadien und Styrol unter Verwendung einer organischen Lithiumverbindung als Initiator erhalten wird, und der einen Glasübergangspunkt von –40°C oder höher, einen Styrolgehalt von 30 Gew.-% oder mehr und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 800000 oder mehr aufweist, alleine umfasst, oder welcher ein Gemisch von 50 Gew.-% oder mehr des Copolymerkautschuks und 50 Gew.-% oder weniger eines anderen Dienkautschuks umfasst,

mehr als 100 Gew.-Teile und nicht mehr als 200 Gew.-Teile Silica, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Kautschukbestandteils, wobei das Silica einen spezifischen Oberflächenbereich nach BET von 190 bis 300 m2/g und einen spezifischen Oberflächenbereich nach CTAB von 140 bis 300 m2/g aufweist, und

von 2 bis 25 Gew.-Teile eines Silankopplungsmittels, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Silica, wobei das Silankopplungsmittel durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird: (CnH2n+1O)3Si-CmH2m-S-CO-CkH2k+1(1)worin n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, m eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, und k eine ganze Zahl von 5 bis 9 ist.
Luftreifen mit einer die Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1 umfassenden Lauffläche.






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