DE69207544T2 - Reifen mit Lauffläche aus zwei Schichten - Google Patents

Reifen mit Lauffläche aus zwei Schichten

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DE69207544T2
DE69207544T2 DE1992607544 DE69207544T DE69207544T2 DE 69207544 T2 DE69207544 T2 DE 69207544T2 DE 1992607544 DE1992607544 DE 1992607544 DE 69207544 T DE69207544 T DE 69207544T DE 69207544 T2 DE69207544 T2 DE 69207544T2
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Goodyear Tire and Rubber Co
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Description

    Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft einen Gummi-Luftreifen mit einer Gummilauffläche mit einer Doppelkronen-Bauweise. Spezieller betrifft die Erfindung einen derartigen Reifen, der eine Laufflächenkrone aus inneren und äußeren elastomeren zusammensetzungen aufweist
  • Diese Erfindung ist insbesondere anwendbar auf eine relativ dicke Reifenlauffläche mit relativ tiefen Rillen, wie man sie zum Beispiel auf LKW-Reifen finden kann.
  • Hintergrund
  • LKW-Reifen haben herkömmlicherweise relativ dicke Laufflächen und entsprechend relativ tiefe Rillen.
  • Auf den Boden oder inneren Bereich der tiefen Rillen wird wegen der Hebelwirkung und des Biegemoments, die durch die hohen Wände der mit den Rillen verbundenen Laufflächenstollen ausgeübt werden, oft außergewöhnliche Beanspruchung übertragen.
  • Eine derartige Beanspruchung kann bewirken, daß die Oberfläche der Rillen nahe ihres Bodens reißt, insbesondere wenn der Reifen unter relativ harten Betriebsbedingungen eingesetzt wird. Ein solches Reißen der Rillen am inneren Bereich der Rillen ist normalerweise wegen eines unerwünschten Aussehens nicht wünschenswert und auch, weil derartige Risse sich fortpflanzen, größer werden und Wasser, Schmutz und Straßenschutt einschließen könnten, mit verschiedenen damit verbundenen Schwierigkeiten.
  • Typischerweise enthält der äußere Kronenteil der Lauffläche die sichtbaren Laufflächenrillen und die damit verbundenen Stollen oder erhöhten Teile, die so ausgelegt sind, daß sie den Boden berühren. Der Kronenteil schließt üblicherweise eine solche Laufflächenkonfiguration ein und erstreckt sich üblicherweise bis zu einer Laufflächentiefe von gerade unterhalb der Rillen der Lauffläche. Der Kautschuk für den Kronenteil wird oft so compoundiert, daß er gute Griffigkeit, Laufflächenabnutzung und guten Rollwiderstand für den Reifen liefert.
  • Manchmal wird die Lauffläche auch mit einem Unterteil versehen, das unterhalb des Kronenteils angebracht ist und, da es selbst ein Teil der Lauffläche ist, zwischen der Laufflächenkrone und einem darunterliegenden tragenden Gürtel- oder Karkassenteil des Reifens gelegen ist. Es ist jedoch der Kronenteil, der die Stollen und die Rillenkonfiguration der Lauffläche enthält. Eine derartige Reifenkonstruktion ist wohlbekannt.
  • Es ist eine aus doppelten Gummilagen zusammengesetzte Laufflächenkrone vorgeschlagen worden. Die äußere Lage würde wohl die Straße berühren und die innere Lage, die je nachdem an die Karkasse oder den Unterprotektor angrenzt, wäre so konstruiert, daß sie dem obenerwähnten Rillen-Reißen entgegenwirkt oder es reduziert. Eine derartige innere Lage der Laufflächenkrone würde den inneren Bereich der obenerwähnten Laufflächenrillen, zumindest die tiefen Rillen der Lauffläche, einschließen.
  • Demgemäß stellt man sich vor, daß die innere Kronenlage je nachdem eher eine innere Fortsetzung der äußeren Kronenlage als eine äußere Fortsetzung eines Reifenkarkassenteils oder einer Unterprotektorlage ist.
  • Die Verwendung von trans-1,4-Polybutadien für verschiedene Zwecke, einschließlich zum Beispiel Reifenlaufflächen-Kautschukcompounds (siehe z.B. Japanische Patentveröffentlichungsnummern 60-133 036, 62-101 504 und 61-143 453 und US-Patentnummern 4 510 291 und 5 025 059), ist offenbart worden. Es wurde vorgeschlagen, trans-1,4-Polybutadien als eine Komponente der Basis einer Laufflächenkronen/Unterprotektor-Konstruktion zu verwenden.
  • Jedoch sind in dieser Anwendung die Anforderungen für die innere Kronenlage, statt einer Basis einer Lauffläche mit einer Kronen/Unterprotektor-Konstruktion, denjenigen der äußeren Kronenlage (Laufflächenabnutzung, Griffigkeit usw.) ähnlicher und danach ausgerichtet. Dies ist deswegen so, weil man erwartet, daß, indem sich die Reifenlauffläche abnutzt, der innere Kronenteil schließlich der Straßenoberfläche ausgesetzt wird und, ähnlich dem äußeren Kronenteil, Straßenabnutzungs- und Bodenhaftungseigenschaften benötigt, was Anforderungen sind, die von der Unterprotektor-Komponente der Lauffläche, die normalerweise nicht der die Straße berührende Teil des Reifens sein soll, normalerweise nicht verlangt werden.
  • Einzigartigerweise ist trans-1,4-Polybutadien aufgrund seiner hohen Kristallinität in seinem unvulkanisierten Zustand bei Raumtemperatur typischerweise eher ein thermoplastisches Harz als ein Kautschuk. Da es in seinem Grundgerüst viele Doppelbindungen enthält, kann es jedoch mit Elastomeren in geeigneter Weise gemischt und covulkanisiert werden.
  • Offenbarung und praktische Durchführung der Erfindung
  • In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Gummireifen bereitgestellt, der eine Gummilauffläche mit einer Doppelkronen- Konstruktion mit Stollen und damit verbundenen Rillen darin aufweist, wobei die Krone eine innere Kronenlage und eine äußere Kronenlage, die so angepaßt ist, daß sie Boden-berührend ist, umfaßt; worin die äußere Kronenlage mindestens 25 Prozent, vorzugsweise einen größeren Teil und bevorzugter 75 bis 85 Prozent der äußeren Tiefe der tiefsten Laufflächenrillen umfaßt; und worin die innere Kronenlage bis zu 75 Prozent, vorzugsweise einen kleineren Teil und bevorzugter 15 bis 25 Prozent der inneren Tiefe der tiefsten Laufflächenrillen umfaßt; und worin die innere Kronenlage unter allen Laufflächenrillen liegt und sich unterhalb erstreckt; worin die innere Kronenlage eine Schwefel-vulkanisierte Kautschuklagenzusammensetzung ist, die, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk (TpH) umfaßt (A) 40 bis 95, vorzugsweise 50 bis 80 Gewichtsteile mindestens eines Dienkautschuks, der aus natürlichem und/oder synthetischem cis-1,4-Polyisopren-Kautschuk, cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk, Styrol/Butadien-Copolymer- Kautschuk, Styrol/Isopren/Butadien-Terpolymer-Kautschuk und 3,4- Polyisopren-Kautschuk ausgewählt ist; und (B) 5 bis 60, vorzugsweise 20 bis 50 Gewichtsteile eines trans-1,4-Polybutadiens, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es 75 bis 85 Prozent trans-1,4-Gehalt aufweist.
  • In der Beschreibung der erfindungsgemäßen Laufflächenkrone wird in einem Aspekt die äußere Kronenlage als ein größerer Teil der Laufflächenkrone beschrieben und entsprechend die innere Kronenlage als ein kleinerer Teil. Diese Bezeichnung wird insofern in einem herkömmlichen Sinn verwendet, als es beabsichtigt ist, daß die Dicke der äußeren Kronenlage mehr als 50 Prozent (z.B mindestens 51 Prozent) der Laufflächenkronendicke beträgt und entsprechend,daß die innere Kronenlage einen kleineren Teil oder weniger als 50 Prozent (z.B. bis zu 49 Prozent) der Gesamt-Kronendicke ausmacht, gemessen von der äußeren Laufflächenoberfläche zum "Boden" der Laufflächenkrone, der sich unterhalb der Laufflächenrillen erstreckt.
  • Ferner wird auf die Laufflächenrillen bequemerweise als aufihre äußeren Teile (für die äußere Kronenlage) und inneren Teile (für die innere Kronenlage) Bezug genommen. Die äußeren Teile der Rillen stehen typischerweise direkt mit der äußeren, bloßliegenden Oberfläche der Lauffläche in Verbindung und die inneren Teile erstrecken sich bis zum Boden der Rillen.
  • In einem Aspekt werden die äußeren und inneren Kronenlagen als die jeweiligen Rillenteile umfassend beschrieben, insofern als sie tatsächlich ein Teil der Wände der Rillen sind.
  • Die äußere Kronenlage wird als so angepaßt, daß sie Boden-berührend ist, beschrieben, in einem Sinne, daß es beabsichtigt ist, daß sie die Oberfläche der Reifenlauffläche ist, die mit einem Untergrund (z.B. Boden), über den der Reifen laufen soll, in Berührung stehen soll.
  • Vorzugsweise ist ein derartiges trans-1,4-Polybutadien dadurch gekennzeichnet, daß es 75 bis 85 Prozent seiner sich wiederholenden Butadien-Einheiten mit einer trans-1,4-isomeren Struktur, 2 bis 18 Prozent seiner Einheiten mit einer 1,2-Struktur und 2 bis 18 Prozent seiner Einheiten mit einer cis-1,4-Struktur und in seinem unvulkanisierten Zustand mindestens einen Schmelzpunkt im Bereich von 35ºC bis 60ºC aufweist.
  • In einem Aspekt der Erfindung ist der äußere Kronenteil eine Schwefel-vulkanisierte Kautschukzusammensetzung ohne trans-1,4- Polybutadien. Somit enthält in einem derartigen Aspekt der äußere Kronenteil kein trans-1,4-Polybutadien.
  • Für die Zwecke dieser Beschreibung beziehen sich die "compoundierten" Kautschukzusammensetzungen auf die jeweiligen Kautschukzusammensetzungen, die mit geeigneten Compoundierbestandteilen, wie zum Beispiel Rußschwarz, Öl, Stearinsäure, Zinkoxid, Siliciumdioxid, Wachs, Antiabbaumitteln, Harz(en), Schwefel und Beschleuniger(n), compoundiert worden sind.
  • In der praktischen Durchführung dieser Erfindung kann die Laufflächenkrone eine Gesamtdicke in einem Bereich von 6,5 bis 25 mm haben, wobei die äußere Kronenlage eine Dicke von 4,5 bis 20 mm aufweist und die innere Kronenlage eine Dicke von 2 bis 20,5 mm aufweist. Während diese Dicken für beschreibende Zwecke als repräsentativ angesehen werden können, kann die einzelne Laufflächendicke von Reifen zu Reifen variieren, was etwas von der Reifengröße und seinen beabsichtigten Einsatzbedingungen abhängt.
  • Tatsächlich kann die Gesamt-Laufflächenkronendicke für große Geländewagen- und große landwirtschaftlich genutzte Reifen sogar bis zu 140 mm sein, und die innere Kronenlage weist eine Dicke von bis zu 35 mm und mehr auf.
  • Während die Rillen in jeder Reifenlauffläche zwischen miteinander verbundenen Stollen eine Vielzahl von Tiefen aufweisen können, können die tiefsten Rillen eine Tiefe von 5,5 bis 22 mm aufweisen, was ein Maß für die Höhe ihrer Wände ist. Vorzugsweise sind 15 bis 25 Prozent oder, wenn der beabsichtigte Einsatz der Reifen es rechtfertigt, bis zu 75 Prozent der Tiefe der tiefsten Rillen in der inneren Kronen-Kautschuklage enthalten, wohingegen die flachsten Rillen vollständig im äußeren Kronenteil enthalten sein können, was wiederum vom Typ und beabsichtigen Einsatz des Reifens abhängt.
  • Somit wird in einem Aspekt der Erfindung eine Lauffläche von besagter Doppelkronen-Konstruktion bereitgestellt, worin bis zu 75 Prozent der Tiefe der tiefsten Rillen der Lauffläche von der inneren Kronenlage umfaßt werden. In einem bevorzugten Aspekt werden 15 bis 25 Prozent der Tiefe der tiefsten Rillen der Lauffläche von der inneren Kronenlage umfaßt.
  • Die innere Kronenlage wird nicht einfach als Fortsetzung einer Reifenkarkasse oder einer Unterprotektorlage eines Reifens oder einer Kronen/Unterprotektor-Konstruktion einer Reifenlauffläche betrachtet, und zwar deswegen, weil die innere Kronenlage nun tatsächlich den unteren Laufflächenrillen-Bereich enthält, während ein Unterprotektor herkömmlicherweise als die Laufflächenrillen im Grunde ausschließend angesehen wird. Auch kommen die gewünschten physikalischen Eigenschaften für die innere Kronenlage, wie zum Beispiel Laufflächenabnutzung, Schnittwachstumswiderstand, Reißfestigkeit und Biegeermüdungsbeständigkeit, eher den gewünschten Eigenschaften für die äußere Kronenlage näher als, je nachdem, für eine Unterprotektorlage in einer Laufflächen- Kronen/Unterprotektor-Konstruktion oder für eine Laufflächentragende Reifenkarkasse.
  • Das von dieser Erfindung verwendete trans-1,4-Polybutadien könnte beispielsweise durch diskontinuierliche oder kontinuierliche anionische Polymerisation von 1,3-Butadien in einem organischen Lösungsmittel und in Gegenwart von Kobaltoctoat und Triethylaluminium als Katalysatorsystem mit einem para-Alkylsubstituierten Phenol als Katalysatormodifikationsmittel hergestellt werden.
  • Es wurde beobachtet, daß das trans-1,4-Polybutadien in seinem unvulkanisierten Zustand mindestens einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt aufweist.
  • In der praktischen Durchführung dieser Erfindung kann die äußere Laufflächenkronenlagen-Kautschukzusammensetzung mindestens einen Kautschuk, der zum Beispiel aus mindestens einem von sowohl natürlichem als auch synthetischem cis-1,4-Polyisopren-Kautschuk, 3,4-Polyisopren-Kautschuk, Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuken, Styrol/Isopren/Butadien-Terpolymer-Kautschuken und cis-1,4- Polybutadien-Kautschuk ausgewählt ist, umfassen. Vorzugsweise umfaßt sie eine Kombination von natürlichem Kautschuk oder cis- 1,4-Polyisopren-Kautschuk und cis-1,4-Polybutadien-Kautschuken.
  • In einem Aspekt schließt die äußere Kronenlage trans-1,4- Polybutadien aus.
  • Eine Unterprotektor-Kautschukzusammensetzung kann, wenn sie in Kombination mit der inneren Kronen-Kautschuklage und unter dieser liegend verwendet wird, zum Beispiel verschiedene Schwefelvulkanisierbare Kautschuke, wie beispielsweise 1,4-Polyisopren- Kautschuk, natürlichen oder synthetischen 1, 4-Polybutadien- Kautschuk und Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, umfassen. In einem Aspekt kann sie trans-1,4-Polybutadien enthalten.
  • Es ist dem Fachmann ohne weiteres klar, daß die Kautschukzusammensetzungen der inneren und äußeren Kronen- Kautschuke mittels Verfahren compoundiert werden, die auf dem Gebiet der Kautschukcompoundierung allgemein bekannt sind, wie Mischen der verschiedenen Schwefel-vulkanisierbaren Kautschukbestandteile mit verschiedenen häufig verwendeten Zusatzmaterialien, wie beispielsweise Vulkanisierhilfsmitteln, wie Schwefel, Aktivatoren, Verzögerern und Beschleunigern, Verarbeitungszusätzen, wie Ölen, Harzen einschließlich klebrigmachenden Harzen, Siliciumdioxiden und Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, Fettsäure, Zinkoxid, Wachsen, Antioxidantien und Ozonschutzmitteln, Peptisierungsmitteln und verstärkenden Materialien, wie zum Beispiel Rußschwarz. Wie dem Fachmann bekannt ist, werden die obenerwähnten Additive je nach der beabsichtigten Verwendung des Schwefel-vulkanisierbaren und Schwefel-vulkanisierten Materials (Kautschuke) ausgewählt und für gewöhnlich in herkömmlichen Mengen verwendet.
  • Typische Zugaben von Rußschwarz umfassen 20 bis 100 Gewichtsteile von Dienkautschuk (TpH ), vorzugsweise 30 bis 60 TpH. Typische Mengen an Klebrigmacherharzen umfassen, falls verwendet, 0,5 bis TpH, üblicherweise 1 bis 5 TpH. Typische Mengen an Verarbeitungshilfsstoffen können 1 bis 20 TpH umfassen. Derartige Verarbeitungshilfsstoffe können zum Beispiel aromatische, naphthenische und/oder paraffinische Verarbeitungsöle umfassen. Siliciumdioxid, falls verwendet, kann in einer Menge von 5 bis 25 TpH , oft mit einem Siliciumdioxidkupplungsmittel, verwendet werden. Repräsentative Siliciumdioxide können beispielsweise hydratisierte amorphe Siliciumdioxide sein. Typische Mengen an Antioxidantien können 1 bis 5 TpH umfassen. Repräsentative Antioxidantien können zum Beispiel Diphenyl-p-phenylendiamin und andere, wie beispielsweise diejenigen, die im Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Seiten 344-346, offenbart sind, sein. Typische Mengen an Ozonschutzmitteln umfassen 1 bis 5 TpH. Typische Mengen an Fettsäuren, falls verwendet, die Stearinsäure einschließen können, umfassen 0,5 bis 3 TpH. Typische Mengen an Zinkoxid umfassen 2 bis 5 TpH. Typische Mengen an Wachsen umfassen 1 bis 5 TpH . Oft werden mikrokristalline Wachse verwendet. Typische Mengen an Peptisierungsmitteln umfassen 0,1 bis 1 TpH . Typische Peptisierungsmittel können zum Beispiel Pentachlorthiophenol und Dibenzamidodiphenyldisulfid sein. Das Vorhandensein und die relativen Mengen der obigen Additive werden nicht als Aspekt der vorliegenden Erfindung betrachtet, die in erster Linie auf die Verwendung spezifizierter Mischungen von Kautschuken in Reifenlaufflächen gerichtet ist.
  • Die Vulkanisation wird in Gegenwart eines Schwefel- Vulkanisiermitteis durchgeführt. Beispiele für geeignete Schwefel- Vulkanisiermittel schließen elementaren Schwefel (freien Schwefel) oder Schwefel-abgebende Vulkanisiermittel, zum Beispiel ein Amindisulfid, polymeres Polysulfid oder Schwefel-Olefin-Addukte ein. Vorzugsweise ist das Schwefel-Vulkanisiermittel elementarer Schwefel. Wie dem Fachmann bekannt ist, werden Schwefel- Vulkanisiermittel in einer Menge verwendet, die von 0,5 bis 4 TpH reicht, wobei ein Bereich von 1,5 bis 2,25 bevorzugt ist.
  • Beschleuniger werden verwendet, um die für die Vulkanisation erforderliche Zeit und/oder Temperatur zu regeln und um die Eigenschaften des Vulkanisats zu verbessern. In einer Ausführungsform kann ein einziges Beschleunigersystem verwendet werden, d.h., ein Primärbeschleuniger. Herkömmlicherweise wird ein Primärbeschleuniger in Mengen, die von 0,5 bis 2,0 TpH reichen, verwendet. In einer anderen Ausführungsform können, um die Eigenschaften des Vulkanisats zu aktivieren und zu verbessern, Kombinationen von zwei oder mehr Beschleunigern verwendet werden, die aus einem Primärbeschleuniger, der im allgemeinen in der größeren Menge (0,5 bis 1,0 TpH ) verwendet wird, und einem Sekundärbeschleuniger, der im allgemeinen in kleineren Mengen (0,05- 0,50 TpH ) verwendet wird, bestehen können. Es ist bekannt, daß Kombinationen dieser Beschleuniger einen synergistischen Effekt der endgültigen Eigenschaften erzeugen und etwas besser sind als diejenigen, die durch Verwendung von einem der Beschleuniger allein erzeugt werden. Außerdem können Beschleuniger mit verzögerter Wirkung eingesetzt werden, die durch normale Verarbeitungstemperaturen nicht beeinflußt werden, aber bei gewöhnlichen Vulkanisationstemperaturen zufriedenstellende Vulkanisationen erzeugen. Geeignete Arten von Beschleunigern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Amine, Disulfide, Guanidine, Thioharnstoffe, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate und Xanthate. Vorzugsweise ist der Primärbeschleuniger ein Sulfenamid. Wenn ein Sekundärbeschleuniger verwendet wird, ist der Sekundärbeschleuniger vorzugsweise eine Guanidin-, Dithiocarbamat- oder Thiuramverbindung. Das Vorhandensein und die relativen Mengen von Schwefel- Vulkanisiermittel und Beschleuniger(n) werden nicht als ein Aspekt dieser Erfindung angesehen, die in erster Linie auf die Verwendung spezifizierter Mischungen von Kautschuken in Reifenlaufflächen, insbesondere den Einschluß des trans-1,4-Polybutadiens in der inneren Laufflächen-Kronenlage, gerichtet ist.
  • Der Reifen kann mittels verschiedener Verfahren, die dem Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres offensichtlich sein werden, gebaut, geformt, modelliert und vulkanisiert werden.
  • Der hergestellte erfindungsgemäße Reifen wird mittels dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Verfahren auf herkömmliche Weise geformt und vulkanisiert.
  • Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen.
  • Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Querschnitt eines Radial- Gummiluftreifens 1 gezeigt.
  • Der Reifen 1 umfaßt eine Lauffläche 2, zwei Wulste oder Wulstelemente 3, Seitenwände 4, die die Lauffläche 2 und Wulstelemente 3 verbinden, und einen Gürtel 6 und eine Lage 5 zum Tragen der Lauffläche 2 und Seitenwände 4. Dies wird als Beschreibung eines ziemlich herkömmlichen Radial-Gummiluftreifens angesehen.
  • In Überein stimmung mit dieser Erfindung wird die Lauffläche 2 dargestellt als ein Kronenelement, das selbst in einen inneren Kronenteil oder eine innere Kronenlage 7 und einen äußeren Kronenteil oder eine äußere Kronenlage 8 aufgeteilt ist. Zwischen dem inneren Kronenteil 7 und dem äußeren Kronenteil 8 ist zweckmäßigerweise eine Trennlinie 9 gezeigt.
  • Die Lauffläche 1 ist auch mit Stollen 10 und Rillen 11 konfiguriert. Während derartige Rillen 11 verschiedene Tiefen aufweisen können, sind für Veranschaulichungszwecke relativ tiefe Rillen 11a und flache Rillen 11b dargestellt.
  • Für die tiefen Rillen 11b sind auch ihre Innen, Boden- oder Grundradien 12, die am Boden der Rillen 11 liegen, aufgezeigt.
  • Eine Prüfung der Zeichnung zeigt, daß der innere Kronenteil 7 sich nach außen erstreckt und zumindest einen Teil der Tiefe der tiefsten Rillen 11a umfaßt, wie durch die Trennlinie 9 deutlicher gezeigt wird.
  • Der innere Kronenteil 7 liegt auch unter allen Rillen 11 der Gesamt-Laufflächenkrone 2 und erstreckt sich unter diesen.
  • Wie in dieser Beschreibung angegeben, enthält der innere Kronenteil 7 das trans-1,4-Polybutadien und ist so ausgelegt, daß er das Reißen der vom inneren Kronenteil 7 umfaßten tiefen Rillen 11a, insbesondere an ihren Innenradien 12, verzögert oder im wesentlichen eliminiert.
  • Die äußere Kronenlage 8 umfaßt einen größeren Teil der äußeren Ausdehnung der Stollen 10 und der damit verbundenen Rillen 11 und insbesondere 11b.
  • Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele, in denen Teile und Prozente, sofern nicht anders angegeben, Gewichtsteile und -prozente sind, besser verstanden werden.
  • BEISPIEL I
  • Mischungen von Dienkautschuken mit trans-1,4-Polybutadien, das in seinem unvulkanisierten Zustand zwei Erweichungspunkte von etwa 40ºC und 60ºC aufweist, wurden hergestellt, die die folgende, in Tabelle 1 als Versuche A, B und C gezeigte Rezeptur umfaßten. Versuch A wird als Kontrolle angesehen. Tabelle 1 Material Teile Versuch(Kontrolle) Naturkautschuk/oder cis-1,4-Polyisoprenkautschuk trans-1,4- Polybutadien¹ Rußschwarz (N100-Serie) Verarbeitungsöl, Wachs, Zinkoxid und Stearinsäure Antiabbaumittel Beschleuniger Schwefel Verzögerer
  • Herkömmliche Mengen Antiabbaumittel (vom para-Phenylendiamin-Typ), Zinkoxid, Stearinsäure, Beschleuniger vom Sulfenamid-Typ wurden verwendet.
  • 1. Ein trans-1,4-Polybutadien für diese Erfindung, gekennzeichnet durch hohen trans-1,4-Polybutadien-Gehalt (80 % trans-1,4-).
  • Das trans-1,4-Polybutadien für dieses Beispiel war dadurch gekennzeichnet, daß es einen trans-1,4-Gehalt von etwa 80 Prozent, einen cis-1,4-Gehalt von etwa 5 Prozent und einen Vinyl-1,2-Gehalt von etwa 15 Prozent aufwies. Es war ferner dadurch gekennzeichnet, daß es ein Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von etwa 205 000 und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von etwa 430 000 hatte. Es war zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tg von etwa -75ºC und Schmelzpunkte (Tm) von 40ºC (größer) und 60ºC (kleiner) aufwies. (Sowohl die Tg als auch der Tm kann mittels Differentialscanningkalorimeter bei 10ºC pro Minute bestimmt werden.)
  • Ein derartiges 1,4-Polybutädien kann geeigneterweise durch diskontinuierliches Polymerisieren von 1,3-Butadien in einer aliphatischen Kohlenwasserstofflösung (z.B. Hexan) in Gegenwart eines Katalysators aus Kobaltoctoat und Triethylaluminium mit p- Dodecylphenol-Modifiziermittel hergestellt werden, obwohl es auch durch kontinuierliche Polymerisation mit einem geeigneten Gelinhibitor hergestellt werden kann.
  • BEISPIEL II
  • Die hergestellten Kautschukzusammensetzungen wurden etwa 20 Minuten bei einer Temperatur von etwa 150ºC vulkanisiert, und die resultierenden vulkanisierten Kautschukproben hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften bewertet, wie in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Die Versuchsproben A, B und C entsprechen den Versuchsproben A, B und C von Beispiel 1.
  • Vulkanisierte Platten oder Streifen wurden für jede der Proben A, B und C für Modul-, Zug- und Dehnungsversuche, für die Rückprallprüfung, für den Reißversuch und für den Gürtel- Rißbildungsversuch hergestellt. Die Proben für den Gürtel- Rißbildungsversuch enthielten eine Vielzahl von Rillen mit verschiedenen Breiten und Tiefen. Tabelle 2 Eigenschaften Versuch (Kontrolle) 300% Modul (MPa) Zugfestigkeit (MPa) Dehnung (Prozent) Rückprall (23ºC) Reißen (23ºC) (Strebler -Haftung)¹ (N) Gürtel-Rißbildungsversuch² (a) Tage³ (b) Aussehen&sup4;
  • 1. Eine Prüfung der Eigen-Haftung, die das Auseinanderziehen von Streifen in einem 180º-Winkel einschließt (5 mm breite Streifen), gemessen in Kraft-Newton.
  • 2. (ASTM-Test Nr. D430).
  • 3. Anzahl der Tage, über die der Test durchgeführt wurde.
  • 4. Eine visuelle Bewertung, wobei eine Einstufung von 10 die schlechteste (tiefe Risse quer über die Probe in praktisch allen Boden-Rillenradien) und 1 die beste (kein derartiges Rillen-Reißen) ist.
  • Somit sind die reißfeste Eigenschaft und die Beständigkeit gegen Ermüdungsrißbildung des vulkanisierten Kautschuks für Versuch B bedeutend höher. So wird das trans-1,4-Polybutadien als ausgezeichneter Kandidat für die innere Kronenlage in einer Lauffläche mit einem Doppelkronen-Gummi angesehen.
  • Zwar wurden zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung bestimmte repräsentative Ausführungsformen und Details gezeigt, doch wird es für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein, daß verschiedene Anderungen und Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims (8)

1. Gummireifen (1), der eine Gummilauffläche (2) mit einer Doppelkronen-Konstruktion mit Stollen und damit verbundenen Rillen darin aufweist, worin die Krone eine innere Kronenlage (7) und eine äußere Kronenlage (8), die so angepaßt ist, daß sie Boden-berührend ist, umfaßt; dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kronenlage (8) mindestens 25 Prozent und bis zu 85 Prozent der äußeren Tiefe der tiefsten Laufflächenrillen enthält; und worin die innere Kronenlage (7) bis zu 75 Prozent der inneren Tiefe der tiefsten Laufflächenrillen umfaßt, und worin die innere Kronenlage unter allen Laufflächenrillen liegt und sich unterhalb dieser erstreckt; und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kronenlage eine Schwefelvulkanisierte Kautschuklagenzusammensetzung ist, die, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk (TpH ), umfaßt (A) 40 bis 95, vorzugsweise 50 bis 80 Gewichtsteile mindestens eines Dienkautschuks, der aus natürlichem und/oder synthetischem cis-1,4-Polyisopren-Kautschuk, cis-l,4-Polybutadien-Kautschuk, Styrol/Butadien-copolymer-Kautschuk, Styrol/Isopren/Butadien- Terpolymer-Kautschuk und 3, 4-Polyisopren-Kautschuk ausgewählt ist; und (B) 5 bis 60, vorzugsweise 20 bis 50 Gewichtsteile eines trans-1,4-Polybutadiens, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es 75 bis 85 Prozent trans-1,4-Gehalt aufweist.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kronenlage aus einer Kautschukzusammensetzung ohne trans-1,4- Polybutadien besteht.
3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 25 Prozent der Tiefe der tiefsten Rillen der Lauffläche von der inneren Kronenlage umfaßt werden.
4. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleinerer Teil der Tiefe der tiefsten Rillen der Lauffläche von der inneren Kronenlage umfaßt wird.
5. Reifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenkrone eine Gesamtdicke von 6,5 bis 25 mm aufweist, wobei die äußere Kronenlage eine Dicke von 4,5 bis 20 mm und die innere Krone eine Dicke von 2 bis 20,5 mm hat.
6. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamt- Laufflächenkronendicke bis zu 140 mm beträgt und die innere Kronenlage eine Dicke von bis zu 35 mm aufweist.
7. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das trans- 1,4-Polybutadien dadurch gekennzeichnet ist, daß es 75 bis 85 Prozent seiner sich wiederholenden Butadien-Einheiten mit einer trans-1,4-isomeren Struktur, 2 bis 18 Prozent seiner Einheiten mit einer 1,2-Struktur und 2 bis 18 Prozent seiner Einheiten mit einer cis-1,4-Struktur und in seinem unvulkanisierten Zustand mindestens einen Schmelzpunkt im Bereich von 40ºC bis 60ºC aufweist.
8. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kronenlage mindestens einen Kautschuk umfaßt, der ausgewählt ist aus mindestens einem von sowohl natürlichem als auch synthetischem cis-1,4-Polyisoprenkautschuk, 3,4-Polyisopren- Kautschuk, Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, Styrol/Isopren/Butadien-Terpolymer-Kautschuken und cis-1,4- Polybutadienkautschuk.
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