DE60017668T2

DE60017668T2 - Kautschukzusammensetzung und Reifen

Info

Publication number: DE60017668T2
Application number: DE60017668T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Chuo-ku Yamada; Yuichiro Chuo-ku Nakamura
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: ES2234530T3; EP1095972B1; DE60017668D1; EP1095972A1; US6787595B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung, die sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus verbessern kann, welches Eigenschaften sind, die antinomisch zueinander sind, und die geeignet in unterschiedlichen Gebieten, wie beispielsweise Laufflächen für Reifen, verwendet werden kann, sowie einen Reifen, bei dem die Eigenschaft (niedriger Kraftstoffverbrauch) und Einreißfestigkeit ohne Beeinträchtigung der Verschleißfestigkeit verbessert sind.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Kautschukzusammensetzungen werden in unterschiedlichen Gebieten, wie beispielsweise Laufflächen für Reifen und dergleichen geeignet verwendet. Wenn eine Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche für einen Reifen verwendet wird, ist es wünschenswert, dass die Kautschukzusammensetzung sowohl eine gute Verschleißfestigkeit als auch eine niedrige Wärmeaufbaueigenschaft besitzt, welches Eigenschaften sind, die antinomisch zueinander sind. Im Stand der Technik wurde Ruß mit einer hohen Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP) in eine Kautschukzusammensetzung kompoundiert, um ihre Verschleißfestigkeit zu verbessern. In diesem Fall bestand jedoch ein Nachteil darin, dass dann, wenn die DBP zu groß war, sich die Verschleißfestigkeit verschlechterte und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus nicht ausreichend verbessert werden konnte. Eine Kautschukzusammensetzung, die gleichzeitig sowohl Verschleißfestigkeit als die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus verbessern kann, welches Eigenschaften sind, die zueinander antinomisch sind, und diese Eigenschaften in wohl ausgeglichener Weise verbessern kann, wurde bisher nicht zur Verfügung gestellt.
Es ist ein erstes erfindungsgemäßes Ziel, eine Kautschukzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus verbessern kann, welches Eigenschaften sind, die antinomisch zueinander sind, welche diese Eigenschaften in einer wohl ausgeglichenen Weise verbessern kann und in unterschiedlichen Gebieten, wie beispielsweise Laufflächen für Reifen, geeignet verwendet werden kann.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass eine Lauffläche für einen Reifen gut ist, sowohl in der Verschleißfestigkeit als auch der Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus (geringer Kraftstoffverbrauch), welches Eigenschaften sind, die antinomisch zueinander sind. Im Stand der Technik wurde eine kompoundierte Rußmenge verringert, um die Wärmeaufbaueigenschaft einer Kautschukzusammensetzung zu verringern, welche für eine Lauffläche verwendet wird. In diesem Fall trat jedoch der Nachteil auf, dass sich die Verschleißfestigkeit verschlechterte. Andererseits wurde Ruß mit einem großen DBP-Wert zu einer Kautschukzusammensetzung hinzugefügt, welche für eine Lauffläche für einen Reifen verwendet wurde, so dass sich deren Verschleißfestigkeit verbesserte. In diesem Fall bestand jedoch ein Nachteil darin, dass sich dann, wenn der DBP-Wert zu groß war, die Verschleißfestigkeit verschlechterte und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus nicht ausreichend verbessert werden konnte. In einem Fall, in dem die Verschleißfestigkeit verbessert wurde, gab es, obwohl die Lebensdauer des Reifens verlängert war, den Nachteil, dass sich Risse und dergleichen im Reifen ausbildeten, bevor die Gummizusammensetzung vollständig abgenutzt war und somit konnte der Reifen nicht bis zum Ende seiner erwarteten Lebensdauer verwendet werden.
Es ist ein zweites erfindungsgemäßes Ziel, einen Reifen zur Verfügung zu stellen, bei dem die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus (niedriger Kraftstoffverbrauch) und Einreißfestigkeit verbessert sind, ohne die Verschleißfestigkeit zu beeinträchtigen.
Zusammnenfassung der Erfindung
Eigenschaften einer Kautschukzusammensetzung werden in hohem Maße durch Wechselwirkungen, wie beispielsweise physikalische Bindung und chemische Bindung, zwischen einer Kautschukkomponente und Ruß, welche in der Kautschukzusammensetzung kompoundiert sind, beeinflusst. Ruß liegt in einer Kautschukzusammensetzung in Form eines darin dispergierten Aggregats vor. Der Erfinder hat gefunden, dass die Verschleißfestigkeit und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus, welches Eigenschaften sind, welche antinomisch zueinander sind, in wohl ausgeglichener Weise verbessert werden können, indem die Dispersion von Ruß in einer Kautschukzusammensetzung verbessert wird, was erreicht werden kann, indem die Form des Aggregats und die Oberflächenaktivität des Rußes kontrolliert werden. Darüber hinaus hat der Erfinder gefunden, dass sogar die Einreißfestigkeit verbessert werden kann durch Zusatz einer Verbindung auf Hydrazidbasis zur Kautschukzusammensetzung.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Erreichung des ersten Ziels ist eine Kautschukzusammensetzung, die folgendes umfasst: mindestens eine Kautschukkomponente ausgewählt aus Naturkautschuk und synthetischem Kautschuk auf Dienbasis; sowie einen Ruß, wobei der Ruß eine Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP) von 140 bis 200 ml/100 g, ein Aggregat des Rußes ein Verhältnis (Dw/Dn) eines gewichtsdurchschnittlichen Durchmessers (Dw) zu einem zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) von 1,80 bis 2,40 besitzt, und der Ruß eine spezifische Färbekraft (specific tinting strength, Tint) und eine spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) besitzt, die die Ungleichung: Tint ≧ = 0,100 × (N₂SA)+93 erfüllen.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Erreichung des zweiten Ziels ist ein Reifen, welcher mindestens eine Lauffläche aufweist, wobei die Lauffläche aus der Kautschukzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Kautschukzusammensetzung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt enthält mindestens eine Kautschukkomponente und einen Ruß, sowie andere Komponenten, die in Übereinstimmung mit den Anforderungen geeignet ausgewählt sind.
Kautschukkomponente
Die Kautschukkomponente schließt mindestens einen Vertreter von Naturkautschuk und synthetischem Kautschuk auf Dienbasis ein, sowie andere Komponenten, die in Abhängigkeit von den Anforderungen geeignet ausgewählt sind.
Der synthetische Kautschuk auf Dienbasis ist nicht besonders beschränkt und kann aus gut bekannten synthetischen Kautschuken auf Dienbasis in Übereinstimmung mit den Zielen ausgewählt werden. Beispiele des synthetischen Kautschuks auf Dienbasis schließen ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Isopren-Copolymer, Polyisopren, Polybutadien und dergleichen ein. Ein Typ synthetischer Kautschuk auf Dienbasis kann alleine verwendet werden oder zwei oder mehr Typen können in Kombination verwendet werden.
Unter diesen synthetischen Kautschuken auf Dienbasis ist Polybutadien bevorzugt. Cis-1,4-Polybutadien ist im Hinblick auf die niedrige Glasübergangstemperatur bevorzugt. Polybutadien mit einem cis-Anteil von 90 % oder mehr ist besonders bevorzugt.
Erfindungsgemäß werden Naturkautschuk und synthetischer Kautschuk auf Dienbasis bevorzugt in Kombination verwendet, weil eine solche Kombination sowohl die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus als auch eine hohe Verschleißfestigkeit erreichen kann. In diesem Fall ist das Gewichtsverhältnis des Naturkautschuks zum synthetischen Kautschuk auf Dienbasis (Naturkautschuk/synthetischer Kautschuk auf Dienbasis) vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente. Wenn die zugemischte Menge des Naturkautschuks in der Kautschukkomponente nicht weniger als 50 Gew.% ist, sind die Brucheigenschaften der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gut und die Dauerhaftigkeit eines Reifens, dessen Lauffläche aus der Kautschukzusammensetzung hergestellt wurde, ist gut.
Ruß
Der erfindungsgemäß verwendete Ruß besitzt eine Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP), ein Verhältnis (Dw/Dn) des gewichtsdurchschnittlichen Durchmessers (Dw) zum zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) eines Aggregats und eine spezifische Färbekraft (Tint), wie nachstehend beschrieben.
Die Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP) (die nachstehend als "DBP-Absorption" bezeichnet werden kann) muss in einem Bereich von 140 bis 200 ml/100 g liegen und sie liegt bevorzugt in einem Bereich von 140 bis 180 ml/100 g.
Wenn die DBP-Absorption nicht weniger als 140 ml/100 g ist, ist die Verschleißfestigkeit ausreichend. Wenn die DBP-Absorption nicht mehr als 200 ml/100 g ist, sind die Verarbeitungseigenschaften und Dehnungseigenschaften gut und die allgemeinen Eigenschaften als eine Kautschukzusammensetzung sind gut. Darüber hinaus können die Wärmeaufbaueigenschaften auf niedrigem Niveau gehalten werden.
Die DBP-Absorption ist ein Wert, der gemäß Regel A des japanischen Industriestandards (JIS) K6221 (1982) 6.1.2 gemessen wird und betrifft die Menge Dibutylphthalat (ml), die von 100 g Ruß absorbiert wird.
Das Verhältnis (Dw/Dn) des gewichtsdurchschnittlichen Durchmessers (Dw) zum zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) des Aggregats muss in einem Bereich von 1,80 bis 2,40, liegen und es ist vorzugsweise in einem Bereich von 1,80 bis 2,30.
Wenn das Verhältnis (Dw/Dn) nicht weniger als 1,80 ist, kann die Wärmeaufbaueigenschaft auf niedrigem Niveau gehalten werden. Wenn das Verhältnis (Dw/Dn) nicht mehr als 2,40 ist, ist die Verschleißfestigkeit gut.
Das hier beschriebene "Aggregat" betrifft eine diskrete, starre kolloidale Einheit, d.h. die kleinste dispergierbare Einheit und ist aus ausgedehnt koaleszierten Partikeln zusammengesetzt. Der gewichtsdurchschnittliche Durchmesser (Dw) und der zahlendurchschnittliche Durchmesser (Dn) können unter Verwendung einer gut bekannten Messvorrichtung, wie beispielsweise einem Scheibenzentrifugen-Fotosedimentmesser (disc centrifuge photosedimentmeter, DCP) (BI-DCP, hergestellt von DCP Brookhaven Co., Ltd.) gemessen werden.
Die spezifische Färbekraft (Tint) muss die folgende Bedingung erfüllen: Tint ≧ 0,100 × spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA)+93.
Wenn die spezifische Färbekraft (Tint) die obige Ungleichung erfüllt, sind die Verstärkungseigenschaft und Verschleißfestigkeit gut.
Die spezifische Färbekraft (Tint) kann nach einem Verfahren gemessen werden, welches Regel A von JIS 6221-1982 entspricht.
Erfindungsgemäß verwendeter Ruß ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, dass die DBP-Absorption, das obige Verhältnis (Dw/Dn) und die spezifische Färbekraft (Tint) jeweils in die zuvor erwähnten Zahlenbereiche fallen. Es ist jedoch geeignet, wenn der verwendete Ruß eine spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA), ein Verhältnis (N₂SA/IA) der spezifischen Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) zur Iodabsorption (IA) und ein Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) einer Halbwertsbreite (ΔD₅₀) zu einem Modus (mode, Dst) des Aggregats, wie nachstehend beschrieben, besitzt.
Die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) ist vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 180 m²/g, mehr bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 170 m²/g und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 150 m2/g.
Wenn die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) nicht weniger als 100 m²/g ist, ist die Verschleißfestigkeit der resultierenden Kautschukzusammensetzung gut. Wenn sie spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) nicht mehr als 180 m²/g ist, die die Dispersion des Rußes in der Kautschukzusammensetzung gut und die Verschleißfestigkeit der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung ist gut. Es ist im Hinblick darauf günstig, wenn die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) in den obigen Zahlenbereich fällt, dass die Verschleißfestigkeit der Kautschukzusammensetzung in zufriedenstellender Weise verbessert werden kann.
Die spezifische Oberfläche für die Stichstoffabsorption (N₂SA) ist in ASTM D3037-88 festgelegt und bezeichnet die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption pro Einheitsgewicht (m²/g).
Das Verhältnis (N₂SA/IA) der spezifischen Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) zur Iodabsorption (IA) ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,70 bis 1,00 und mehr bevorzugt in einem Bereich von 0,80 bis 1,00.
Wenn das obige Verhältnis (N₂SA/IA) nicht weniger als 0,70 ist, wird die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus sichergestellt. Wenn das Verhältnis (N₂SA/IA) nicht mehr als 1,00 ist, wird die Verschleißfestigkeit aufrechterhalten. Es ist im Hinblick darauf günstig, wenn das Verhältnis in den zuvor erwähnten Zahlenbereich fällt, dass sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus verbessert werden können.
Die Iodabsorption (IA) ist in JIS K6221-1982 festgelegt und bezeichnet die Iodabsorption pro Einheitsgewicht (mg/g).
Das Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) der Halbwertsbreite (ΔD₅₀) des Aggregats zum Modus (mode, Dst) des Aggregats ist vorzugsweise in einem Bereich von 1,05 bis 2,50 und mehr bevorzugt in einem Bereich von 1,10 bis 2,30.
Wenn das obige Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) nicht weniger als 1,05 ist, ist die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus gut. Wenn das Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) nicht mehr als 2,50 ist, wird die Verschleißfestigkeit aufrechterhalten. Wenn das Verhältnis in den obigen Wertebereich fällt, kann die Verschleißfestigkeit verbessert werden, ohne die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung zu beeinträchtigen. Dies ist im Hinblick darauf günstig, dass die widerstreitenden Eigenschaften der Verschleißfestigkeit und Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus verbessert werden können.
Die Aggregate des Rußes werden durch Zentrifugalsedimentation analysiert. Der "Modus (Dst)" bezeichnet einen modalen Durchmesserwert, d.h. den häufigsten Wert (Dst) auf einer Verteilungskurve der Stokes'schen äquivalenten Durchmesser. Die "Halbwertsbreite (ΔD₅₀)" bezeichnet die Halbwertsbreite (ΔD₅₀) des Peaks in der Verteilungskurve in Bezug auf den Modus (Dst).
Beispielsweise unter Verwendung eines Scheibenzentrifugen-Photosedimentmeters (DCP) können diese Werte wie folgt bestimmt werden.
Eine geringe Menge eines Tensids wird zu einer wässrigen 20 Vol.%igen Ethanollösung gegeben. Dann wird Ruß in einer Menge von 50 mg/l hinzugefügt und mittels einer Ultraschallbehandlung vollständig dispergiert. 10 ml destilliertes Wasser, das als Sedimentationslösung (Spinnlösung) dient und 1 ml einer Pufferlösung (d.h. der wässrigen 20 Vol.%igen Ethanollösung) werden der Reihe nach zu einer Rotationsscheibe hinzugefügt, deren Geschwindigkeit auf 8000 U/min eingestellt ist. Unter Verwendung eines Injektors werden 0,5 ml der obigen Dispersion des Rußes zur Rotationsscheibe gegeben und dann die Zentrifugal-Sedimentation begonnen. Eine Verteilungskurve des Aggregats wird durch ein fotoelektrisches Sedimentationsverfahren erstellt.
Im Hinblick auf den obigen Messvorgang wird nun der Modus (Dst) und die Halbwertsbreite (ΔD₅₀) ausführlicher beschrieben. Der Modus (Dst) ist so definiert, dass er in der Kurve der Stokes'schen äquivalenten Durchmesser des Aggregats, die durch den obigen Messvorgang erhalten wird, der Stokes'sche äquivalente Durchmesser ist, welcher der häufigste ist (tatsächlich der Durchmesser mit der größten Lichtabsorption, weil optische Messungen durchgeführt werden). Der Modus (Dst) wird als ein Wert angesehen, der eine Durchschnittsgröße des Rußaggregats wiedergibt.
Ferner ist die Halbwertsbreite (ΔD₅₀) des Aggregats der Absolutwert einer Differenz zwischen einem größeren Stokes'schen äquivalenten Durchmesser und einem kleineren Stokes'schen äquivalenten Durchmesser, bei denen jeweils die Häufigkeit 50 % der Häufigkeit beim Modusdurchmesser (Dst) ist. Die Halbwertsbreite (ΔD₅₀) ist nämlich die Differenz zwischen einem größeren Stokes'schen äquivalenten Durchmesser und einem kleineren Stokes'schen äquivalenten Durchmesser, welche den Wert 1/2 des Wertes beim Modus (Dst) haben.
Als Ruß können Ruße vom Grad HAF bis zum Grad SAF, welche die oben beschriebenen verschiedenen Bedingungen erfüllen, erfindungsgemäß vorzugsweise verwendet werden. Ruße vom Grad HAF oder höherer Grade, sind darin günstig, dass die Verschleißfestigkeit der resultierenden vulkanisierten Kautschukzusammensetzung ausreichend verbessert werden kann.
Der oben beschriebene Ruß kann hergestellt werden, indem beispielsweise ein Ofen zur Rußherstellung, wie er in 1 der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) Nr. 4-264165 beschrieben ist, verwendet wird. Das heißt, der Ofen zur Rußherstellung schließt eine Kammer zur Einbringung einer entflammbaren Flüssigkeit (Innendurchmesser: 450 mm, Länge: 400 mm), eine Konvergenzkammer (Innendurchmesser am anströmseitigen Ende: 370 mm, Durchmesser am abströmseitigen Ende: 80 mm, Konvergenzwinkel: 5,3°), eine Kammer zum Einbringen des Rohöls, eine Reaktionskammer und eine Kammer zur Fortsetzung der Reaktion und zum Abkühlen (Innendurchmesser: 140 mm, Länge: 2000 mm) ein. Die Kammer zur Einbringung der entflammbaren Flüssigkeit schließt einen Zylinder zur Einbringung eines sauerstoffhaltigen Gases (Innendurchmesser: 250 mm, Länge: 300 mm) ein. Dieser Zylinder besitzt eine Umlenkvorrichtung (straightening vane) zum Einstellen des Flusses des sauerstoffhaltigen Gases, welches von der Peripherie eines oberen Teils des Ofens zugeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Zuführung von Treibstoff an der Zentralachse des Zylinders. Die Konvergenzkammer ist an der uabströmseitigen Seite des Zylinders angeordnet. Die Kammer zum Einbringen des Rohöls ist an der abströmseitigen Seite der Konvergenzkammer angeordnet und schließt eine Rohöl-Sprühanordnungsvorrichtung ein, welche durch vier getrennte Ebenen gebildet ist, die jeweils vier Rohölzerstäuber darauf angebracht haben. An der Abströmseite der Kammer zum Einbringen des Rohöls befinden sich die Reaktionskammer und die Kammer zur Fortsetzung der Reaktion und zum Abkühlen. Die Kammer zur Fortsetzung der Reaktion und zum Abkühlen schließt eine Zerstäubervorrichtung ein, welche unter Druck gesetztes Wasser zum Abschrecken aufsprüht, um die Reaktion anzuhalten. Der gesamte Herstellungsofen ist mit feuerfestem Material ummantelt.
Ein Typ der zuvor erwähnten Ruße kann allein verwendet werden oder zwei oder mehr Typen können in Kombination verwendet werden.
Die zugemischte Menge Ruß ist vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 70 Gew.-Teilen und mehr bevorzugt im Bereich von 40 bis 55 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der Kautschukkomponente.
Wenn die zugemischte Menge Ruß im Bereich von 30 bis 70 Gew.-Teilen liegt, wird eine Kautschukzusammensetzung gebildet, bei der allgemeine Eigenschaften, wie beispielsweise Festigkeit und dergleichen, zufriedenstellend sind und bei welcher die Verschleißfestigkeit und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus hervorragend sind. Wenn die zugemischte Menge Ruß in den Bereich von 40 bis 55 Gew.-Teile fällt, wird eine Kautschukzusammensetzung gebildet, bei der allgemeine Eigenschaften, wie beispielsweise Festigkeit und dergleichen hervorragend sind und bei welcher die Verschleißfestigkeit und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus ganz besonders herausragend sind.
Andere Komponenten
Andere Komponenten können geeignet ausgewählt und verwendet werden, solange sie keine nachteiligen Wirkungen auf die vorliegende Erfindung haben. Beispiele anderer Komponenten, die verwendet werden können, schließen einen anorganischen Füllstoff, einen Weichmacher, ein Vulkanisationsmittel, wie Schwefel und dergleichen; einen Vulkanisationsbeschleuniger, wie Dibenzothiazyldisulfid; einen Vulkanisationshilfsstoff; ein Alterungsschutzmittel, wie N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid, N-Oxydiethylen-benzothiazyl-sulfenamid und dergleichen; Additive, wie Zinkoxid, Stearinsäure, ein Mittel gegen die Verschlechterung durch Ozon, ein Farbmittel, ein Antistatikum, ein Schmiermittel, ein Antioxidationsmittel, einen Weichmacher, einen Haftvermittler, ein Treibmittel, einen Treibhilfsstoff und dergleichen; sowie unterschiedliche Zuschlagsstoffe, die üblicherweise in der Gummiindustrie verwendet werden, ein. Handelsübliche Produkte dieser Komponenten können geeignet verwendet werden.
Die Kautschukzusammensetzung kann eine Verbindung auf Hydrazidbasis als andere Komponente enthalten. Die Verbindung auf Hydrazidbasis besitzt Funktionen, dass sie die Reaktivität der Kautschukkomponente verringert, die Reaktivität des Rußes aufrechterhält und verbessert und eine Viskositätserhöhung unterdrückt, während eine gute Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung aufrechterhalten bleibt.
Die Verbindung auf Hydrazidbasis ist nicht besonders beschränkt, solange sie die obigen Funktionen besitzt, und sie kann geeignet je nach den Zielen ausgewählt werden.
Verbindungen auf Hydrazidbasis mit den folgenden Formeln (I) bis (III) sind jedoch bevorzugt.
In den obigen Formeln (I) bis (III) bezeichnet A eine zweiwertige aromatische Ringgruppe (die entweder die ortho-Position, die meta-Position oder die para-Position verbindet), eine Hydantoin-Ringgruppe oder eine gesättigte oder ungesättigte, gerade oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 0 bis 18 Kohlenstoffatomen (eine Ethylengruppe, eine Tetramethylengruppe, eine Heptamethylengruppe, eine Octamethylengruppe, eine Octadecamethylengruppe, eine 7,11 Octadecadienilengruppe, oder dergleichen). B bezeichnet eine aromatische Gruppe (eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe oder dergleichen). X bezeichnet eine Hydroxylgruppe oder eine Aminogruppe. Y bezeichnet eine Pyridylgruppe oder eine Hydrazinogruppe. R₁ bis R₄ bezeichnen ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und einen aromatischen Ring. R₁ bis R₄ können gleich oder verschieden voneinander sein.
Beispiele der Verbindung auf Hydrazidbasis mit Formel (I) schließen ein: Isophthalsäure-dihydrazid, Isophthalsäure- di(1-methylethyliden)-hydrazid, welches ein Derivat von Adipinsäurehydrazid ist, Adipinsäure-di(1-methylethyliden)-hydrazid, Isophthalsäure-di(1-methylpropyliden)-hydrazid, Adipinsäure-di(1-methypropyliden)-hydrazid, Isophthalsäure-di(1,3-dimethylpropyliden)-hydrazid, Adipinsäure-di(1,3-dimethylpropyliden)-hydrazid, Isophthalsäure-di(1-phenylethyliden)-hydrazid, Adipinsäure-di(1-phenylethyliden)-hydrazid, Derivate von Terephthalsäure-dihydrazid, Azelainsäure-dihydrazid, Bernsteinsäure-dihydrazid, Eicosandicarbonsäure-dihydrazid und dergleichen.
Unter diesen Verbindungen sind aufgrund ihres ausgezeichneten Effekts bei der Verbesserung der Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung und der Verringerung der Mooney-Viskosität Derivate von Isophthalsäure-dihydrazid, welche die Mooney-Viskosität der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung verringern können, während die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung aufrechterhalten bleibt, bevorzugt.
Beispiele der Verbindung auf Hydrazidbasis mit Formel (II) schließen ein: Derivate von 2-Naphthoesäure-3-hydroxyhydrazid, wie 3-Hydroxy, (1-Methylethyliden)-2-naphthoesäure-hydrazid, 3-Hydroxy, (1-Methylpropyliden)-2-naphthoesäure-hydrazid, 3-Hydroxy, (1,3-Dimethylpropyliden)-2-naphthoesäure-hydrazid und 3-Hydroxy, (1-Phenylethyliden)-2-naphthoesäure-hydrazid; Derivate von Salicylsäure-hydrazid; Derivate von 4-Hydroxybenzoesäure-hydrazid; Derivate von Anthranilsäure-hydrazid und Derivate von 1-Hydroxy-2-naphthoesäure-hydrazid.
Unter diesen Verbindungen sind Derivate von 2-Naphthoesäure-3-hydroxyhydrazid bevorzugt, weil sie die Mooney-Viskosität der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung auf einen kleinen Wert drücken können, während die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus erhalten bleibt. 3-Hydroxy, N'-(1,3- Dimethylbutyliden)-2-naphthoesäure-hydrazid ist darin besonders bevorzugt, dass ein solcher Effekt auffallend ist.
Beispiele der Verbindung auf Hydrazidbasis mit Formel (III) schließen Derivate von Isonicotinsäure-hydrazid, wie beispielsweise Isonicotinsäure-(1-methylethyliden)-hydrazid, Isonicotinsäure-(1-methylpropyliden)-hydrazid, Isonicotinsäure-(1,3-dimethylpropyliden)-hydrazid und Isonicotinsäure-(1-phenylethyliden)-hydrazid; Derivate von Kohlensäure-hydrazid und dergleichen ein.
Unter diesen Verbindungen sind Derivate von Isonicotisäurehydrazid bevorzugt, weil sie die Mooney-Viskosität der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung verringern können, während eine ausgezeichnete Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung erhalten bleibt.
Was die Verbindungen auf Hydrazidbasis mit Formeln (I) bis (III) angeht, kann ein Typ alleine verwendet werden oder zwei oder mehr Typen können in Kombination verwendet werden.
Die Verbindungen auf Hydrazidbasis mit Formeln (I) bis (III) können auf Basis eines Verfahrens hergestellt werden, das in Pant, U.C.; Ramchandran, Reena; Joshi, B.C. Rev. Roum. Chim. (1979) 24(3), 471–82 beschrieben ist.
Der Gehalt an der Verbindung auf Hydrazidbasis in der Kautschukzusammensetzung ist vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente.
Wenn der Gehalt an der Verbindung auf Hydrazidbasis nicht weniger als 0,5 Gew.-Teile ist, ist die Wirkung des Zusatzes zufriedenstellend und die Einreißfestigkeit der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung wird in zufriedenstellender Weise sichergestellt. Wenn der Gehalt nicht mehr als 2 Gew.-Teile ist, bleibt die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung erhalten.
Herstellung der Kautschukzusammensetzung
Die Kautschukzusammensetzung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt kann hergestellt werden durch Kneten und dergleichen der Kautschukkomponente, des Rußes und der anderen Komponenten, die in Übereinstimmung mit den Anforderungen geeignet ausgewählt wurden und anschließendes Erwärmen, Extrudieren und Vulkanisieren der Mischung.
Die Bedingungen beim Kneten sind nicht besonders beschränkt. Unterschiedliche Bedingungen beim Kneten, wie beispielsweise die in die Knetmaschine eingespeisten Volumina, die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, der Kolbendruck, die Knettemperatur, die Dauer des Knetens, der Typ des Knetgeräts und dergleichen können geeignet in Abhängigkeit von den Zielsetzungen ausgewählt werden.
Beispiele des Knetgeräts schließen Innenmischer, wie beispielsweise Banbury-Mischer^®, Intermixer^®, Kneter und dergleichen, welche herkömmlich zum Kneten von Kautschukzusammensetzung verwendet werden, ein.
Die Bedingungen beim Erwärmen sind nicht besonders beschränkt. Unterschiedliche Bedingungen beim Erwärmen, wie beispielsweise die Erwärmungstemperatur, die Dauer des Erwärmens, das Gerät zum Erwärmen und dergleichen, können in Übereinstimmung mit den Zielsetzungen geeignet ausgewählt werden.
Beispiele des Geräts für das Erwärmen schließen Walzen ein, die für das Erwärmen üblicher Kautschukzusammensetzung verwendet werden.
Die Bedingungen beim Extrudieren sind nicht besonders beschränkt. Unterschiedliche Bedingungen beim Extrudieren, wie beispielsweise Dauer der Extrusion, Geschwindigkeit der Extrusion, Extrusionsgerät, Extrusionstemperatur und dergleichen können geeignet in Abhängigkeit von den Zielsetzungen ausgewählt werden.
Beispiele des Extrusionsgeräts schließen Extrusionsgeräte ein, die für die Extrusion herkömmlicher Kautschukzusammensetzungen für Reifen verwendet werden.
Zum Zeitpunkt der Extrusion können ein Weichmacher, wie beispielsweise ein aromatisches Öl, ein Naphthenöl, ein Paraffinöl, ein Esteröl und dergleichen, sowie Mittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit, wie beispielsweise flüssige Polymere, einschließlich flüssiger Polyisoprenkautschuk, flüssiger Polybutadienkautschuk und dergleichen geeignet zur Kautschukzusammensetzung hinzugesetzt werden, um die Fließfähigkeit der Kautschukzusammensetzung zu kontrollieren. In diesem Fall kann die Viskosität der unvulkanisierten Kautschukzusammensetzung verringert werden, so dass ihre Fließfähigkeit verbessert werden kann. Im Ergebnis kann die Extrusion in hervorragender Weise durchgeführt werden.
Geräte, Verfahren und Bedingungen für die Vulkanisation sind nicht besonders beschränkt und können in Abhängigkeit von den Zielsetzungen geeignet ausgewählt werden.
Beispiele des Vulkanisationsgeräts schließen Vulkanisationsmaschinen, die zur Ausbildung von Formen verwendet werden, die herkömmlich für die Vulkanisation eines Reifens verwendet werden, ein.
Was die Bedingungen bei der Vulkanisation angeht, so ist die Vulkanisationstemperatur üblicherweise in einem Bereich von 100 bis 190°C.
Obwohl die Kautschukzusammensetzung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt geeignet in unterschiedlichen Gebieten verwendet werden kann, kann die Kautschukzusammensetzung bevorzugt in einem Kautschukmaterial verwendet werden, wo sowohl gute Verschleißfestigkeit als auch eine gute Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus erzielt werden müssen, und sie kann besonders geeignet in einer Lauffläche für einen Reifen und dergleichen verwendet werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung auch in einer Ersatzlauffläche für einen runderneuerten Reifen, einen Vollreifen, den Boden berührenden Teil einer Gummikette für das Fahren auf eisbedeckter Straße, eine Raupe eines Schneefahrzeugs und dergleichen verwendet werden.
Der Reifen gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt besitzt mindestens eine Lauffläche und die Form, Struktur, Größe und dergleichen des Reifens sind nicht besonders beschränkt und können in Übereinstimmung mit den Zielsetzungen geeignet ausgewählt werden, solange die Lauffläche aus der Kautschukzusammensetzung des ersten Aspekts der Erfindung ausgebildet ist.
Ein Beispiel des Reifens ist ein Reifen, welcher gebildet ist durch ein Paar von Wulstteilen, einer Karkasse, die sich in Torusform von einem Wulstteil zum anderen Wulstteil erstreckt, einem Gürtel, der einen Kronenteil der Karkasse bereift (hoops) und einer Lauffläche.
Der obige Reifen kann eine Radialstruktur oder eine geneigte Struktur (bias structure) haben. Beispiele des Gases, das in den Reifen eingefüllt werden kann, schließen Luft, Stickstoff und dergleichen ein.
Die Lauffläche kann eine Einzelschicht- oder Mehrschichtstruktur, wie beispielsweise eine Kappen-und- Basis-Struktur aufweisen, bei welcher die Lauffläche durch einen ganz oben liegenden Kappenteil ausgebildet ist, welcher direkt in Kontakt mit der Straßenoberfläche steht, sowie einem darunterliegenden Basisteil, welcher an der Innenseite des Kappenteils angeordnet ist.
In dem Fall, wenn der Reifen die Kappen-und-Basis-Struktur besitzt, kann der Kappenteil aus der Kautschukzusammensetzung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt ausgebildet sein, der Basisteil kann aus der Kautschukzusammensetzung des ersten erfindungsgemäßen Aspekts ausgebildet sein oder sowohl der Kappenteil aus auch der Basisteil können aus der Kautschukzusammensetzung des ersten Aspekts der Erfindung ausgebildet sein.
Die Lauffläche ist aus der Kautschukzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Die Kautschukzusammensetzung kann eine Verbindung auf Hydrazidbasis enthalten.
Beispiele
Beispiele der vorliegenden Erfindung werden anschließend beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Experiment I
Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 Kautschukzusammensetzungen mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen wurden jeweils unter Verwendung eines Vulkanisationsgeräts (die Vulkanisationstemperatur war 145°C und die Dauer 30 Minuten) vulkanisiert.
Jede der Kautschukzusammensetzungen enthielt ferner 2,0 Gew.-Teile Stearinsäure, 3,5 Gew.-Teile Zinkweiß, 2,0 Gew.-Teile eines Alterungsschutzmittels (d.h. N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin), 1,3 Gew.-Teile eines Vulkanisationsbeschleunigers (d.h. N'-Cyclohexyl-2-benzodiazothiazylsulfenamid) und 1,0 Gew.-Teile Schwefel pro 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente.
Die Eigenschaften der in den jeweiligen Kautschukzusammensetzungen verwendeten Ruße sind in Tabelle 2 angegeben.
In Tabelle 2 bedeutet "DBP" die oben erwähnte Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP), die gemessen wurde, wie zuvor beschrieben. "Dw/Dn" bezeichnet das Verhältnis (Dw/Dn) des gewichtsdurchschnittlichen Durchmessers (Dw) zum zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) des Aggregats, "Dw" bezeichnet den gewichtsdurchschnittlichen Durchmesser (Dw) des Aggregats und "Dn" bezeichnet den zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) des Aggregats. Diese Werte wurden bestimmt unter Verwendung des Scheibenzentrifugen-Fotosedimentmeters (BI-DCP). "TINT" bezeichnet die zuvor erwähnte spezifische Färbekraft (Tint), welche mit einem Verfahren in Übereinstimmung mit Regel A der JIS K6221-1982 gemessen wurde. "N₂SA/IA" bezeichnet das Verhältnis (N₂SA/IA) der spezifischen Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) zur Iodabsorption (IA). Diese Werte wurden bestimmt, wie oben beschrieben. "D₅₀/Dst" bezeichnet das Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) der Halbwertsbreite (ΔD₅₀) zum Modus (Dst) des Aggregats. Diese Werte wurden bestimmt, wie oben beschrieben.
Die Verschleißfestigkeit und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung wurden wie nachstehend beschrieben für die jeweiligen nach der Vulkanisation erhaltenen Kautschukzusammensetzungen bestimmt. Tabelle 1 zeigt die Resultate.
Experiment II
Beispiele 7 bis 9 und Referenzbeispiel
Eine Lauffläche für einen Luftreifen wurde ausgebildet unter Verwendung der jeweiligen, in Tabelle 3 gezeigten Kautschukzusammensetzung und Luftreifen für die entsprechenden Tests wurden in Übereinstimmung mit den herkömmlichen Herstellungsbedingungen für Luftreifen (die Vulkanisationstemperatur betrug 145°C und die Dauer war 30 Minuten) hergestellt. Details der in Tabelle 3 gezeigten Ruße sind in Tabelle 4 angegeben. Ferner wurde der Reifen im Referenzbeispiel in derselben Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, außer dass eine Kautschukzusammensetzung, die keine Verbindung auf Hydrazidbasis enthielt, verwendet wurde, und dass Ruß durch "M" in Tabelle 4 ersetzt wurde.
Jeder der Luftreifen war ein Radialluftreifen für einen Pkw mit einer mit einer Größe 185/70R13 und besaß eine Radialstruktur, in welcher ein Paar von Wulstteilen, eine Karkasse, die sich in Torusform von einem Wulstteil zum anderen Wulstteil erstreckt, ein Gürtel, welcher einen Kronenteil der Karkasse bereift und eine Lauffläche der Reihe nach angeordnet sind. In jedem der Luftreifen waren Cords in der Karkassenlage in einem Winkel von im wesentlichen 90° in Bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens angeordnet. Die Zahl der eingebetteten Cords war 50/5 cm.
Die nachstehende Bewertung wurde für die Laufflächen der Luftreifen durchgeführt, die für die entsprechenden Tests erhalten wurden. Tabelle 3 zeigt die Resultate.
Bewertung der Verschleißfestigkeit
Eine Verschleißverlustmenge der jeweiligen Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 6 wurde unter Verwendung eines Lambourne-Verschleißtestgeräts bestimmt und gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
Verschleißfestigkeitsindex = {(Volumenverlust eines Teststücks der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1)/(Volumenverlust des gegenwärtigen Teststücks)} × 100.
Die Indizes sind angegeben, mit der die Verschleißfestigkeit der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 als 100. Das bedeutet, dass die Verschleißfestigkeit um so besser ist, um so höher der Wert ist.
Jeder der in Beispielen 7 bis 9 hergestellten Luftreifen wurde an einen Lastwagen als Hinterrad montiert und die entsprechenden Lastwagen 10.000 km gefahren. Anschließend wurde die Tiefe der Rille der Lauffläche für jeden der Reifen bestimmt. Die Verschleißverlustmenge für jeden der Reifen wurde berechnet, indem die Tiefe der Rille der Lauffläche nach dem Fahren von der Tiefe der Rille der Lauffläche vor dem Fahren subtrahiert wurde. Tabelle 3 zeigt die durch die folgende Gleichung gegebenen Werte.
(Verschleißverlustmenge des Referenzbeispiels) × 100/(Verschleißverlustmenge des jeweiligen Prototypreifens).
Dies bedeutet, dass die Verschleißfestigkeit um so besser ist, je höher der Wert ist.
Bewertung der Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus
Eine Probe mit einer Länge von 20 mm, einer Breite von 4,7 mm und einer Dicke von 2 mm wurde für die jeweiligen Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 6 hergestellt. Eine Frequenz von 50 Hz mit einer zyklischen Abweichung von 2 % wurde auf die entsprechenden Proben angewandt unter Verwendung eines von Toyo Seiki Co. Ltd. hergestellten Spektrometers und tanδ bei 60°C der jeweiligen Kautschukzusammensetzungen bestimmt.
Es sind Indizes angegeben, wobei der geringe Wärmeaufbau der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 100 ist. Dies bedeutet, dass der geringe Wärmeaufbau um so besser ist, je höher der Wert ist.
Man ließ jeden der Reifen der Beispiele 7 bis 9 auf Trommeln unter den Bedingungen für den Hochgeschwindigkeits-Dauerhaltbarkeitstest, welcher im American Automobile Safety Standards FMVSS119 genau angegeben sind, rotieren. Sofort danach wurde ein Thermistor in jeden der Reifen an einer Position an einem Ende des Gürtels, an welcher die Dicke der Lauffläche maximal ist, eingesetzt. Die Temperatur wurde mit dem Termistor bestimmt und die durch die folgende Gleichung gegebenen Werte sind in Tabelle 3 gezeigt.
(Temperatur des jeweiligen Prototypreifens) × 100/(Temperatur des Reifens im Referenzbeispiel).
Das heißt, die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus ist um so besser, je niedriger der Wert ist.
Einreißfestigkeit
Die Bruchdehnung nach der Wärmealterung wurde auf folgende Weise gemessen. Zuerst wurden Proben in Form quadratischer Stäbe, jeweils mit einer Länge von 10 mm, einer Breite von 100 mm und einer Höhe von 10 mm aus der jeweiligen Lauffläche des Luftreifens ausgeschnitten. Als nächstes wurde für jede Probe ein Schlitz ausgebildet, so dass dieser mit einer quadratischen Endfläche der Probe in Verbindung stand und sich zu einem im wesentlichen zentralen Teil (in Längsrichtung der Probe) des Probeninneren hin erstreckte, so dass er parallel zu einem Paar gegenüberliegender rechteckiger Seitenflächen war und von einer Position ausging, die 5 mm von jeder dieser gegenüberliegenden rechteckigen Seitenflächen entfernt war. Dann wurden die zwei Teile der einen quadratischen Endfläche, welche durch den Schlitz getrennt waren, in entgegengesetzte Richtungen gezogen, welche senkrecht zur Längsrichtung des Schlitzes waren. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Spannung, die pro Einheitslänge von Rissen, die sich in Richtung des Schlitzes bildeten, (d.h. Widerstand gegen die weitere Ausdehnung der Risse) angelegt wurde als Einreißfestigkeit angesehen. Der Widerstand gegen die weitere Ausdehnung der Risse wurde unter Verwendung eines Strographen bestimmt.
Indizes sind mit angegeben mit dem für die Lauffläche des Luftreifens vom Referenzbeispiel verwendeten als 100. Die Einreißfestigkeit ist nämlich um so besser, je höher der Wert ist.
In Tabelle 1 ist "Naturkautschuk" RSS#1, "Polybutadien" ist BR01, hergestellt von JSR Corporation und "Ruße" A bis J sind Prototypen.
Folgendes ergibt sich aus den Resultaten der Tabellen 1 und 2. Wenn die DBP-Absorption, wie in Vergleichsbeispiel 1, weniger ist als 140 ml/100 g, ist die Verschleißfestigkeit nicht ausreichend und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus nicht verbessert. Ferner wird, wenn das Verhältnis (Dw/Dn) weniger als 1,80 ist, keine Verbesserung der Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus beobachtet. In Vergleichsbeispiel 4, dessen spezifische Färbekraft (Tint) die Ungleichung (Tint ≧ 0,100 × spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA)+93) nicht erfüllt, nimmt die Verschleißfestigkeit ab.
Andererseits konnten bei den erfindungsgemäßen Beispielen die Verschleißfestigkeit und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus, welches Eigenschaften sind, die antinomisch zueinander sind, gleichzeitig verbessert werden und konnten in gut ausgeglichener Weise verbessert werden. In Beispiel 6, dessen Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) weniger als 1,05 war, ist die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus etwas niedriger als in den anderen Beispielen.
Tabelle 3
Tabelle 4
In Tabelle 3 bezeichnen die Werte in der Spalte "Überblick über die Zusammensetzung" Werte in Gewichtsteilen. "NR" bedeutet Naturkautschuk (RSS#1), "BR" bezeichnet einen Butadienkautschuk (BR01, hergestellt von JSR Corporation), "C/B" bezeichnet einen Ruß (K, L und M sind Prototypen), "phr" bezeichnet Gewichtsteile pro 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente, "Verbindung auf Hydrazidbasis" bezeichnet 3-Hydroxy, N'-(1,3-dimethylbutyliden)-2-naphthoesäure-hydrazid und "Vulkanisationsbeschleuniger" bezeichnet N'-Cyclohexyl-2-benzodiazothiazylsulfenamid.
Aus den Resultaten der Tabelle 3 ergab sich, dass im Fall der Laufflächen für die Reifen der Beispiele 1 bis 3 im Vergleich zum Referenzbeispiel, wo eine Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, die keine Verbindung auf Hydrazidbasis enthielt, die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus und die Einreißfestigkeit der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung verbessert werden konnte, ohne die Verschleißfestigkeit zu beeinträchtigen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können unterschiedliche Nachteile im Stand der Technik überwunden werden. Die Verschleißfestigkeit und die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus, welches Eigenschaften sind, die antinomisch zueinander sind, können nämlich beide verbessert werden und in gut ausgeglichener Weise verbessert werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung eine Kautschukzusammensetzung, die geeignet in unterschiedlichen Gebieten, wie Laufflächen für Reifen, verwendet werden kann, sowie einen Reifen, bei dem die Eigenschaft eines geringen Wärmeaufbaus (niedriger Kraftstoffverbrauch) und Einreißfestigkeit verbessert sind, ohne die Verschleißfestigkeit zu beeinträchtigen, zur Verfügung stellen.

Claims

Kautschukzusammensetzung, die folgendes umfasst: eine Kautschukkomponente, ausgewählt aus mindestens einem Vertreter von Naturkautschuk und einem synthetischen Kautschuk auf Dienbasis; und einen Ruß, wobei der Ruß eine Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP) von 140 bis 200 ml/100 g hat, ein Aggregat des Rußes ein Verhältnis (Dw/Dn) des gewichtsdurchschnittlichen Durchmessers (Dw) zum zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) von 1,80 bis 2,40 besitzt und der Ruß eine spezifische Färbekraft (Tint) und eine spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) besitzt, welche die Ungleichung: Tint ≧0.100 × spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA)+93 erfüllt.
Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Kautschukkomponente Naturkautschuk und Polybutadien einschließt.
Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kautschukkomponente 50 bis 100 Gew.% Naturkautschuk und 0 bis 50 Gew.% eines synthetischen Kautschuks auf Dienbasis einschließt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP) des Rußes im Bereich von 140 bis 180 ml/100 g liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verhältnis (Dw/Dn) des gewichtsdurchschnittlichen Durchmessers (Dw) zum zahlendurchschnittlichen Durchmesser (Dn) des Aggregats des Rußes in einem Bereich von 1,80 bis 2,30 liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) des Rußes in einem Bereich von 100 bis 180 m₂/g liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) des Rußes in einem Bereich von 100 bis 170 m₂/g liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) des Rußes in einem Bereich von 100 bis 150 m₂/g liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verhältnis (N₂SA/IA) der spezifischen Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) zur Iodabsorption (IA) des Rußes in einem Bereich von 0,70 bis 1,00 liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verhältnis (N₂SA/IA) der spezifischen Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) zur Iodabsorption (IA) des Rußes in einem Bereich von 0,80 bis 1,00 liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) der Halbwertsbreite (ΔD₅₀) zum Modus (Dst) des Aggregats des Rußes in einem Bereich von 1,05 bis 2,50 liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verhältnis (ΔD₅₀/Dst) der Halbwertsbreite (ΔD₅₀) zum Modus (Dst) des Aggregats des Rußes in einem Bereich von 1,10 bis 2,30 liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Dibutylphthalat-Absorptionsmenge (DBP) des Rußes in einem Bereich von 140 bis 180 ml/100 g liegt, die spezifische Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) des Rußes in einem Bereich von 100 bis 170 m²/g liegt und das Verhältnis (N₂SA/IA) der spezifischen Oberfläche für die Stickstoffabsorption (N₂SA) zur Iodabsorption (IA) des Rußes in einem Bereich von 0,80 bis 1,00 liegt.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Ruß in einer Menge von 30 bis 70 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente, enthalten ist.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Ruß in einer Menge von 40 bis 55 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente, enthalten ist.
Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, die eine Verbindung auf Hydrazidbasis enthält.
Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 16, wobei die Verbindung auf Hydrazidbasis in einer Menge von 0,5 bis 2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Kautschukkomponente, enthalten ist.
Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Verbindung auf Hydrazidbasis 3-Hydroxy-N'-(1,3-dimethylbutyliden)-2-naphthoesäurehydrazid ist.
Reifen, welcher mindestens eine Lauffläche aufweist, wobei die Lauffläche aus der Kautschukzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18 hergestellt ist.