CN117980393A - 两轮车轮胎、优选自行车轮胎及生产两轮车轮胎、优选自行车轮胎的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及两轮车轮胎、优选自行车轮胎，以及用于生产两轮车轮胎、优选自行车轮胎的方法。根据本发明的两轮车轮胎在至少一个部件中包含橡胶混合物，该橡胶混合物含有至少以下成分：‑至少一种橡胶、优选至少一种二烯橡胶；以及‑至少一种不同于橡胶的来自可再生原材料的物质。
Description
技术领域
本发明涉及两轮车轮胎、优选自行车轮胎，以及用于生产两轮车轮胎、优选自行车轮胎的方法。
背景技术
众所周知，两轮车轮胎、特别是自行车轮胎根据其构造包括由至少一种橡胶混合物制成的一个或多个部件。
还众所周知，普遍希望在用于车辆轮胎的橡胶混合物中使用尽可能可持续且环境友好的材料。因此，WO 2016/105932 A1披露了植物油和再循环橡胶颗粒在车辆轮胎的胎基(subtread)中的使用，不过完全没有提及自行车轮胎。
然而，这样的材料的使用影响对应橡胶混合物的物理特性，这可能导致滚动阻力和/或湿地抓地力(wet grip)特性和磨损方面的缺点。
另外应注意的是，作为权衡的结果，例如通过试图克服单个成分的缺点就物理特性而言对橡胶混合物的改进导致另一物理特性的恶化。例如在滚动阻力与抓地力特性(干地抓地力和湿地抓地力)之间以及在滚动阻力和磨损特性之间存在这样的折衷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种两轮车轮胎、优选自行车轮胎，其在车辆运行的要求方面对其特性没有表现出不利影响的情况下具有更可持续的组成。特别地，两轮车轮胎在滚动阻力特性方面不应表现出显著的缺点，或者甚至应表现出改进的滚动阻力特性。
本发明的还另一个目的是抓地力特性、特别是湿地抓地力特性和磨损特性不受到显著的不利影响。尤其是在滚动阻力与湿地抓地力之间的权衡不受到不利影响。
该目的通过根据权利要求1所述的两轮车轮胎并且通过根据权利要求11所述的用于生产两轮车轮胎的方法来实现。
根据本发明的两轮车轮胎、优选自行车轮胎的特征在于其在至少一个部件中包含橡胶混合物，该橡胶混合物含有至少一种来自可再生原材料的物质。
为了简单起见，根据本发明的两轮车轮胎的至少一个部件的橡胶混合物在下文中简称为“根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物”，或者甚至简称为“橡胶混合物”。
在本发明的上下文中，术语“来自可再生原材料的物质”应理解为意指这样的物质，其是由可再生原材料作为来源而化学生产的或者本身是来自可再生来源的原材料，其中基于植物的来源是特别优选的。
然而，在本发明的上下文中，来自可再生原材料的物质不同于橡胶，并因此尤其不同于天然橡胶。
这意味着，不论所选择的橡胶如何，都存在至少一种不同于橡胶的来自可再生原材料的物质。
因此，存在于根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物中的任何天然橡胶在本发明的上下文中被称为“橡胶”。
因此，根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物含有至少一种来自可再生原材料的物质以及任选地还有作为橡胶的天然橡胶。
根据本发明的两轮车轮胎的优点在于其具有更可持续的组成，并且同时在其物理特性方面没有缺点。特别地，根据本发明的两轮车轮胎没有显示出显著的缺点，或者甚至显示出滚动阻力特性的改进，同时其余特性，特别是抓地力、特别是湿地抓地力以及磨损特性保持在可比较的水平。
因此，根据本发明的两轮车轮胎实际上显示出在滚动阻力特性与磨损特性之间以及在滚动阻力特性与湿地抓地力特性之间的权衡方面的改进。
这也是出人意料的，因为与乘用车或卡车轮胎相比，对于两轮车轮胎、特别是自行车轮胎，在滚动阻力与湿地抓地力之间的权衡得到了加强：在两轮车轮胎、特别是自行车轮胎的情况下，由于更快的热量移除，与热量积聚相关的运行温度以及因此滚动阻力要低得多。因此，运行温度更接近于与抓地力特性相关的温度。
根据本发明的方法的特征在于更高的可持续性，并且提供了根据本发明的两轮车轮胎，其出人意料的特征在于在滚动阻力特性与磨损特性之间以及在滚动阻力特性与湿地抓地力特性之间的所述权衡方面的改进。
因此，根据本发明的两轮车轮胎和根据本发明的方法使得能够实现较低的CO2足迹以及改进的性能。
本发明包括所有有利的实施例，尤其是权利说明书中所体现的。本发明尤其还包括由不同特征的组合产生的实施例，这些特征具有不同的优先级水平，使得本发明还包括被描述为“优选的”或在有利的实施例的情况下被描述的第一特征与例如被描述为“特别优选的”的另一特征的组合。
此文件中使用的单位“phr”(按重量计每一百份橡胶的份数)是橡胶工业中混合物配方的量的常规指示。这些单独的物质的重量份的剂量在此文件中是基于100重量份的在混合物中存在的所有高分子量(通过GPC的重均分子量分布Mw大于60 000g/mol)并且因此固体橡胶的总质量。
优选的是两轮车轮胎，其中来自可再生原材料的物质是来自可再生原材料的增塑剂。这实现了橡胶混合物的并因此两轮车轮胎的特别好的滚动阻力特性，同时其他特性保持不变。
来自可再生原材料的增塑剂特别优选是植物油。这实现了橡胶混合物的并因此两轮车轮胎的特别好的滚动阻力特性，同时其他特性保持不变。
植物油可以选自本领域技术人员已知的任何植物油。
植物油特别优选选自由菜籽油和向日葵油组成的组，菜籽油是非常特别优选的。这实现了橡胶混合物的并因此两轮车轮胎的非常特别有利的滚动阻力特性，同时其他特性保持不变。
橡胶混合物优选含有来自可再生原材料的增塑剂、特别优选菜籽油，其量为5至60phr、特别优选15至50phr、非常特别优选15至30phr。
还优选的是两轮车轮胎，其中来自可再生原材料的物质是来自可再生原材料的填料。
来自可再生原材料的填料特别优选是由稻壳灰生产的二氧化硅。这实现了橡胶混合物的并且因此两轮车轮胎的非常特别有利的滚动阻力特性以及改进的撕裂特性，同时其他特性保持不变。
橡胶混合物优选含有来自可再生原材料的填料、特别优选由稻壳灰生产的二氧化硅，其量为5至150phr、特别优选20至100phr、非常特别优选30至70phr。
“由稻壳灰生产的二氧化硅”也被本领域技术人员称为“稻壳灰二氧化硅”(RHAS)。
这是从稻壳的无机燃烧残渣(灰)中获得的二氧化硅。从稻壳获得的灰包含超过按重量计80％的相对高的二氧化硅比例，并因此特别适合用于获得二氧化硅。
在根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物中存在的由稻壳灰生产的二氧化硅优选具有35至400m2/g、特别优选35至350m2/g、非常特别优选75至320m2/g并且进而非常特别优选120至235m2/g的氮表面积(BET表面积)(根据DIN ISO 9277和DIN 66132)以及30至400m2/g、特别优选30至330m2/g、非常特别优选70至300m2/g并且进而非常特别优选110至230m2/g的CTAB表面积(根据ASTM D 3765)。
具有155m2/g的BET表面积和156至157m2/g的CTAB表面积的合适的由稻壳灰生产的二氧化硅例如可以商品名“Precipitated Silica K160”从丰海(盘锦)水稻生物科技有限公司(FengHai(PanJin)Rice Biotechnology Co.,Ltd)获得。
还优选的是两轮车轮胎，其中橡胶混合物含有树树脂作为来自可再生原材料的物质。
树树脂特别优选是松香树脂。
橡胶混合物优选含有0.5至20phr、特别优选1至10phr、非常特别优选1至5phr的树树脂、优选松香树脂。
还优选的是两轮车轮胎，其中橡胶混合物含有来自可再生原材料的增塑剂、优选植物油、特别优选菜籽油，以及来自可再生原材料的填料、优选由稻壳灰生产的二氧化硅。
这样的两轮车轮胎的特征在于，由于增塑剂和填料，它具有包含相对高质量分数的可再生原材料的组成，并因此是可持续的。同时，两轮车轮胎出人意料地表现出改进的滚动阻力特性，同时其他特性如磨损和湿地抓地力特性保持不变。
还优选的是两轮车轮胎，其中橡胶混合物含有来自可再生原材料的增塑剂、优选植物油、特别优选菜籽油，以及来自可再生原材料的填料、优选由稻壳灰生产的二氧化硅，以及树树脂、优选松香树脂。
这样的两轮车轮胎的特征在于，由于增塑剂和填料以及树脂，它具有包含相对高质量分数的可再生原材料的组成，并因此是可持续的。同时，两轮车轮胎出人意料地表现出改进的滚动阻力特性，同时其他特性如磨损和湿地抓地力特性保持不变。
还优选的是两轮车轮胎，其中橡胶混合物另外含有至少一种再循环物质。
在本发明的上下文中，“再循环物质”应理解为意指通过对废料(即已生产并使用的制品)或新的制品(即已生产但尚未使用的制品)进行再加工而获得的物质。
优选的废料尤其包括含橡胶的废料，如尤其是报废轮胎。
“新制品”是指在价值链情况下通过对原材料进行特定改造而从原材料生产但随后不需要的制品。这可能尤其包括碎料。
这里也优选含橡胶的制品。
特别优选的是再循环物质橡胶再生料。
橡胶再生料是通过硫桥裂解从硫交联的橡胶硫化产品中获得的，其中橡胶混合物通过持续的脱硫从弹性状态转变为塑性状态(脱硫的橡胶混合物)。
借助于各种物质并在不同的装置中再生硫交联的橡胶硫化产品的方法早已为人所知，已知的再生类型包括蒸汽再生、机械再生、热再生、使用声波再生、使用辐射再生和化学再生。
优选使用由粉碎的橡胶废料如剥离的胎面通过在挤出机中解聚而生产的橡胶再生料。
这样的橡胶再生料具有1μm至3mm、优选从1μm至1mm并且特别优选从1μm至100μm的平均颗粒尺寸，并因此展现出相对细的颗粒。
使用光学显微镜确定平均颗粒尺寸。
在不存在相反陈述或证据的情况下，术语“橡胶再生料”原则上也包括不同的再生橡胶的使用。
用于再生橡胶的合适的起始材料包括所有硫化橡胶制品，例如并且优选来自报废轮胎或传送带的硫交联的橡胶硫化产品、或来自在技术橡胶制品或充气车辆轮胎的生产中产生的硫化废料的硫交联的橡胶硫化产品。在这种情况下，实际再生过程通常在一个或多个提供硫化橡胶颗粒或硫化橡胶粉末或粉状物的粉碎步骤之前。
还优选的是两轮车轮胎，其中橡胶混合物含有来自可再生原材料的增塑剂、优选植物油、特别优选菜籽油，以及来自可再生原材料的填料、优选由稻壳灰生产的二氧化硅，以及树树脂、优选松香树脂，以及至少一种再循环物质、优选橡胶再生料。
这样的两轮车轮胎的特征在于，由于增塑剂和填料和树脂和再循环物质，它具有相对高质量分数的可持续的组成。同时，两轮车轮胎出人意料地表现出改进的滚动阻力特性，同时其他特性如磨损和湿地抓地力特性保持不变。
根据本发明，两轮车轮胎的橡胶混合物包含至少一种橡胶。
根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物优选含有选自二烯橡胶和具有饱和聚合物链(特别是饱和主链)的橡胶中的至少一种橡胶。
二烯橡胶优选选自由以下组成的组：天然聚异戊二烯(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯橡胶(BR)和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。
具有饱和聚合物链的橡胶优选是乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)。
特别优选的是两轮车轮胎的橡胶混合物含有至少一种二烯橡胶，该二烯橡胶优选选自由以下组成的组：天然聚异戊二烯(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。
优选的是橡胶混合物含有至少一种天然聚异戊二烯，其量优选为2至100phr，并且在本发明的一个特别有利的实施例中，其量为5至35phr、非常特别优选20至30phr。这实现了根据本发明的橡胶混合物的特别好的可加工性和最佳的撕裂特性。
优选的是橡胶混合物含有至少一种聚丁二烯(丁二烯橡胶)，其量优选为2至100phr，并且在本发明的一个特别有利的实施例中，其量为5至35phr、非常特别优选为20至30phr。这实现了特别好的磨损和撕裂特性以及良好的可加工性，以及根据本发明的橡胶混合物的低滞后损耗。
在本发明的特别有利的实施例中，橡胶混合物含有至少一种苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，其量优选为2至100phr，并且在本发明的特别有利的实施例中，其量为25至90phr、非常特别优选为40至60phr。这实现了根据本发明的橡胶混合物的良好的可加工性和低的滞后损耗，以及良好的磨损和撕裂特性。
在这种情况下，SBR优选是SSBR，其产生最佳的滞后特性。
优选的是橡胶混合物含有所述橡胶NR、BR和SBR(优选SSBR)中的两种或更多种、特别是三种的聚合物共混物，其中存在的所有橡胶的总和总计100phr。
所有实施例的天然聚异戊二烯和/或合成聚异戊二烯可以是顺式-1,4-聚异戊二烯或3,4-聚异戊二烯。然而，优选使用具有按重量计>90％的顺式-1,4比例的顺式-1,4-聚异戊二烯。这种聚异戊二烯首先可通过在溶液中用齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂或使用精细分散的烷基锂立体定向聚合来获得。其次，天然橡胶(NR)是一种这样的顺式-1,4-聚异戊二烯，其中天然橡胶中的顺式-1,4含量大于按重量计99％。
进一步还可以想到的是一种或多种天然聚异戊二烯与一种或多种合成聚异戊二烯的混合物。
在本发明的上下文中，术语“天然橡胶”应理解为意指可以由三叶胶(Hevea)橡胶树和“非三叶胶”来源获得的天然存在的橡胶。非三叶胶来源包括例如银胶菊(guayule)灌木和蒲公英例如像TKS(Taraxacum kok-saghyz；俄罗斯蒲公英)。
如果本发明的橡胶混合物含有丁二烯橡胶(即BR，聚丁二烯)，则其可以是本领域技术人员已知的任何类型。这些包括所谓的高顺式类型和低顺式类型，具有按重量计不小于90％的顺式含量的聚丁二烯被称为高顺式类型，并且具有按重量计小于90％的顺式含量的聚丁二烯被称为低顺式类型。低顺式聚丁二烯的实例是具有按重量计20％至50％的顺式含量的Li-BR(锂催化的丁二烯橡胶)。高顺式BR实现了橡胶混合物的特别好的磨损特性和低滞后性。
所采用的一种或多种聚丁二烯可以通过改性和官能化来端基改性和/或沿着聚合物链官能化。改性可以选自用羟基和/或乙氧基和/或环氧基团和/或硅氧烷基团和/或氨基和/或氨基硅氧烷和/或羧基和/或酞菁基团和/或硅烷-硫化物基团的改性。然而，本领域技术人员已知的、也被称为官能化的其他改性也是合适的。金属原子可以是此类官能化的成分。
在其中至少一种苯乙烯-丁二烯橡胶(苯乙烯-丁二烯共聚物)存在于该橡胶混合物中的情况下，此苯乙烯-丁二烯橡胶可以选自溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(SSBR)和乳液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(ESBR)，至少一种SSBR和至少一种ESBR的混合物也是可采用的。术语“苯乙烯-丁二烯橡胶”和“苯乙烯-丁二烯共聚物”在本发明的上下文中被同义地使用。
所使用的苯乙烯-丁二烯共聚物可以通过以上对于聚丁二烯列举的改性和官能化来端基改性和/或沿着聚合物链官能化。
根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物可以进一步含有至少一种填料，该填料不是来自可再生原材料的物质，并且优选选自由以下组成的组：炭黑和不是由稻壳灰产生的另外的二氧化硅。
术语“二氧化硅”和“硅酸”在本发明的上下文中被同义地使用。
另外的二氧化硅可以是本领域技术人员已知的适合作为轮胎橡胶混合物的填料的任何二氧化硅类型。然而，特别优选的是使用具有35至400m2/g、优选35至350m2/g、特别优选85至320m2/g并且非常特别优选120至235m2/g的氮表面积(BET表面积)(根据DIN ISO9277和DIN 66132)以及30至400m2/g、优选30至330m2/g、特别优选80至300m2/g并且非常特别优选115至200m2/g的CTAB表面积(根据ASTM D 3765)的精细分散的、沉淀的二氧化硅。这种二氧化硅例如在用于轮胎胎面的橡胶混合物中产生了硫化产品的特别好的物理特性。此处也可以产生通过减少混合时间的混合物加工中的优点，同时保留相同的产品特性，这导致提高的生产率。所使用的二氧化硅因此可以是，例如，来自赢创公司(Evonik)的VN3类型(商品名)的二氧化硅或称为HD二氧化硅的高度可分散的二氧化硅(例如来自索尔维公司(Solvay)的/>1165MP)。
在优选的实施例中，橡胶混合物含有5至150phr、特别优选20至100phr的至少一种另外的二氧化硅。
结果，可以单独调节橡胶混合物的特性，并且可以灵活地添加另外的二氧化硅和由稻壳灰生产的二氧化硅。
在优选的实施例中，橡胶混合物含有高至10phr的另外的不是由稻壳灰生产的二氧化硅。
结果，可以单独调节橡胶混合物的特性，并且可以灵活地添加另外的二氧化硅和由稻壳灰生产的二氧化硅。
然而，在优选的实施例中，橡胶混合物不含有另外的二氧化硅，即0phr的二氧化硅，并因此不含不是由稻壳生产的二氧化硅。其结果是实现了最佳特性，并省去了添加另外的二氧化硅的方法步骤。
优选的是橡胶混合物含有由稻壳灰生产的二氧化硅作为填料，其量优选为5至150phr、特别优选20至100phr、非常特别优选30至70phr。
因此，还尤其优选使用来自稻壳灰的二氧化硅作为主要填料，并因此特别是完全或至少部分地替换“常规”二氧化硅，即不是由稻壳灰生产的二氧化硅。
出人意料地，来自稻壳灰的二氧化硅具有一系列有利的特性，其尤其在根据本发明的两轮车轮胎、特别是自行车轮胎中表现为在权衡方面的改进。
优选的是橡胶混合物含有1至20phr、特别优选3至10phr的至少一种炭黑。
合适的炭黑包括本领域技术人员已知的任何炭黑类型。
在一个实施例中，炭黑具有在30与250g/kg之间、优选30至180g/kg、特别优选40至180g/kg、并且非常特别优选70至130g/kg的根据ASTM D 1510的碘值(还被称为碘吸附值)，以及30至200ml/100g、优选70至200ml/100g、特别优选90至160ml/100g的根据ASTM D 2414的DBP值。
根据ASTM D 2414的DBP值通过邻苯二甲酸二丁酯确定了炭黑的比吸收体积。
橡胶混合物可以另外含有至少一种增塑剂，该增塑剂不同于来自可再生原材料的物质并且优选选自由以下组成的组：矿物油、磷酸酯如磷酸三(2-乙基己基)酯和根据GPC的重均分子量分布Mw为60 000g/mol或更小的液体橡胶。
当使用矿物油时，该矿物油优选选自由以下组成的组：DAE(经蒸馏的芳香族提取物)、RAE(残余的芳香族提取物)、TDAE(处理的经蒸馏的芳香族提取物)、MES(温和的经提取的溶剂)、白色矿物油和环烷油，其中RAE是特别优选的。
在优选的实施例中，橡胶混合物含有5至60phr、特别优选15至50phr、非常特别优选15至30phr的至少一种矿物油增塑剂、优选RAE。
然而，在优选的实施例中，橡胶混合物不含有矿物油增塑剂，即0phr的矿物油增塑剂。橡胶混合物优选含有来自可再生原材料的增塑剂、特别优选菜籽油，其量为5至60phr、特别优选15至50phr、非常特别优选15至30phr。
橡胶混合物可以进一步包含常规重量份的常规添加剂，其优选在所述混合物的生产期间在至少一个初级混合阶段中添加。这些添加剂包括
(A)老化稳定剂，例如像二胺如N-苯基-N’-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6PPD)、N,N‘-二苯基-对苯二胺(DPPD)、N,N‘-二甲苯基-对苯二胺(DTPD)、N-(1,4-二甲基戊基)-N'-苯基-对苯二胺(7PPD)、N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺(IPPD)，和/或三嗪如2-N,4-N,6-N-三[4-(5-甲基己-2-基氨基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(PPD三嗪)，和/或二氢喹啉如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(TMQ)，和N-苯基-1-萘胺(PAN)，2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(BKF)，丁基羟基甲苯(BHT)，聚(双环戊二烯-共聚-对甲酚)，苯乙烯化苯酚(SAPH)和1,3-二氢-4-甲基-2H-苯并咪唑-2-硫酮(MMBI),
b)活化剂，例如氧化锌和脂肪酸(例如硬脂酸)和/或其他活化剂，如锌络合物，例如乙基己酸锌，
c)活化剂和/或用于粘合填料、特别是炭黑的试剂，例如S-(3-氨基丙基)硫代硫酸和/或其金属盐(与炭黑粘合)和硅烷偶联剂(与二氧化硅粘合)，
d)抗臭氧剂蜡，
e)树脂，尤其是增粘树脂，
f)塑炼助剂，例如2,2'-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物(DBD)，以及
g)加工助剂，如特别是脂肪酸酯和金属皂，例如锌皂和/或钙皂，和/或聚乙二醇，
h)着色剂，特别是基于二氧化钛(TiO2)的颜料，其任选地与彩色颜料组合。
橡胶混合物优选含有至少一种选自由以下组成的组的老化稳定剂：N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6PPD)和N,N‘-二甲苯基-对苯二胺(DTPD)。
根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物优选含有至少一种硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂可以是本领域技术人员已知的任何类型。
此外，一种或多种不同的硅烷偶联剂可以彼此组合地使用。因此橡胶混合物可以含有不同硅烷的混合物。
在橡胶/橡胶混合物的混合(原位)期间或在甚至在将填料添加到橡胶中之前的预处理(预改性)的背景下，硅烷偶联剂与二氧化硅的表面硅醇基团或其他极性基团反应。
由现有技术已知的偶联剂是双官能的有机硅烷，这些有机硅烷在硅原子上具有至少一个烷氧基、环烷氧基或苯氧基作为离去基团并且具有作为另一官能团的基团，该基团可能在裂解后可以进入与聚合物的双键的化学反应中。后者基团可以例如包含以下化学基团：
-SCN、-SH、-NH2或-Sx-(其中x＝2至8)。
因此，可采用的硅烷偶联剂包括例如3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-硫氰基丙基三甲氧基硅烷或具有2至8个硫原子的3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物，例如3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT)、对应的二硫化物(TESPD)或另外具有1至8个硫原子的硫化物与不同含量的各种硫化物的混合物。TESPT还可以，例如，作为与工业炭黑(来自赢创公司的商品名)的混合物添加。
封端的巯基硅烷，如例如由WO 99/09036已知的，也可以用作硅烷偶联剂。还可以使用如在WO 2008/083241 A1、WO 2008/083242 A1、WO 2008/083243 A1以及WO 2008/083244A1中描述的硅烷。可采用的硅烷包括例如由美国迈图公司(Momentive,USA)以许多变体以名称NXT销售的那些，例如尤其是3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷，或由赢创工业公司(Evonik Industries)以名称Si销售的那些。
特别优选的是根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物含有至少一种选自由以下组成的组的硅烷偶联剂：3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(TESPD)、3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT)和3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷，其中TESPD是非常特别优选的。
另外的添加剂的总量的比例优选是3至150phr、特别优选5至100phr并且非常特别优选20至85phr、进而优选35至85phr。
氧化锌(ZnO)可以包括在另外的添加剂的总比例中。这可以是本领域的技术人员已知的任何类型的氧化锌，例如ZnO颗粒或粉末。常规使用的氧化锌通常具有小于10m2/g的BET表面积。然而，还可能的是使用具有10至100m2/g的BET表面积的氧化锌，例如所谓的“纳米氧化锌”。
根据本发明的两轮车轮胎优选是硫化的。因此，橡胶混合物同样优选是硫化的。
术语“硫化的”和“交联的”在本发明的上下文中被同义地使用。
在硫和/或硫供体的存在下借助于硫化促进剂优选地进行橡胶混合物的硫化，其中一些硫化促进剂可以同时充当硫供体。促进剂选自由以下组成的组：噻唑促进剂、含巯基的促进剂、次磺酰胺促进剂、硫代氨基甲酸酯促进剂、秋兰姆促进剂、硫代磷酸酯促进剂、硫脲促进剂、黄原酸酯促进剂和胍促进剂。
优选的是使用次磺酰胺促进剂，其选自由以下组成的组：N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N,N-二环己基苯并噻唑-2-次磺酰胺(DCBS)、苯并噻唑基-2-次磺酰吗啉(MBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(TBBS)和胍促进剂如二苯基胍(DPG)。
所使用的硫供体物质可以是本领域技术人员已知的任何硫供体物质。
硫化延缓剂也可以存在于橡胶混合物中。
根据本发明的两轮车轮胎优选是自行车轮胎，特别是充气自行车轮胎或无内胎自行车轮胎或自行车用实心橡胶自行车轮胎，优选充气自行车轮胎。
本发明尤其使得能够提供这样的自行车轮胎，其展现出在滚动阻力特性与磨损特性以及在滚动阻力特性与湿地抓地力特性之间的权衡方面的出人意料的改进。
这种改进也尤其是出人意料的，因为由于作为滚动阻力参考温度的运行温度降低，因此在如上详细说明的自行车轮胎中，所述的权衡被尤其加剧。
根据本发明的两轮车轮胎优选是具有优选20至150mm、特别优选25至100mm、非常特别优选25至70mm的宽度和/或优选340至640mm、特别优选550至630mm、非常特别优选570至620mm的外轮胎内径的自行车轮胎。
“宽度”应理解为意指垂直于旋转方向的外轮胎的宽度。
优选地并且特别地，根据本发明的两轮车轮胎是根据ETRTO(“欧洲轮胎和轮辋技术组织(European Tyre and Rim Technical Organisation)”)的定义的自行车轮胎。
举例来说并且优选地，自行车轮胎是竞速自行车轮胎、城市徒步自行车轮胎、碎石路自行车轮胎或载货自行车轮胎、山地自行车轮胎或实心橡胶自行车轮胎。
在本发明的有利实施例中，两轮车轮胎是具有胎面、轮胎胎体、轮胎侧壁的充气两轮车轮胎，优选充气自行车轮胎，特别优选竞速自行车轮胎、城市徒步自行车轮胎、碎石路自行车轮胎或载货自行车轮胎或山地自行车轮胎，并且在轮胎的每个轴向半部中具有胎圈区域，该胎圈区域具有带有芯体的轮胎胎圈，其中两轮车充气轮胎在胎圈区域中具有保护层，该保护层设置在胎体的轴向外侧并且具有嵌入橡胶材料中的加强构件；其中轮胎胎体由各自具有加强构件的第一胎体层和第二胎体层形成，其中该第二胎体层被布置在两轮车充气轮胎的径向在第一胎体层内部的顶点中并且从两轮车充气轮胎的顶点经轮胎侧壁延伸到两个胎圈区域，并且在胎圈区域中从轴向内部到轴向外部包裹对应的芯体并且终止于胎面的胎面端部的径向内部的第二胎体层端部中，并且其中第一胎体层从两轮车充气轮胎的顶点经轮胎侧壁延伸到两个胎圈区域，并且在胎圈区域中从轴向内部到轴向外部包裹对应的芯体。
还优选的是两轮车轮胎，其中该部件是至少胎面和/或具有胎冠(cap)-基部构造的胎面的胎冠和/或基部和/或穿刺保护层和/或阻尼层和/或至少一个侧壁和/或至少一个胎体层。
特别优选的是，包含含有至少一种不同于天然橡胶的来自可再生原材料的物质的橡胶混合物的部件是胎面、进而优选充气自行车轮胎的胎面。
根据本发明的用于生产两轮车轮胎、优选自行车轮胎的方法包括至少以下步骤：
(A)生产至少一种橡胶混合物，其中向该橡胶混合物中添加至少一种橡胶和至少一种不同于橡胶的来自可再生原材料的物质；以及
B)将来自步骤A)的该橡胶混合物模制成两轮车轮胎的部件；
C)将来自步骤B)的该部件引入到生胎上或生胎中；
D)使来自步骤C)的该生胎硫化。
与根据本发明的两轮车轮胎有关的所有上述实施例都适合于该橡胶混合物及其成分。
步骤A)至D)另外以本领域技术人员已知的方式使用本领域技术人员已知的装置进行。
橡胶混合物的生产另外通过在橡胶工业中惯用的方法进行，包括首先在一个或多个混合阶段中生产包含除硫化体系(例如硫和影响硫化的物质)之外的所有成分的初级混合物。通过在最后混合阶段中添加硫化体系来生产最终混合物。
例如通过挤出或压延对最终混合物进行进一步加工，并使其形成适当的形状、优选胎面的形状。
具体实施方式
现在将参考工作实例更具体地阐述本发明。
表1和表2中总结了对根据本发明的两轮车轮胎的橡胶混合物进行实验室测试的结果和轮胎测试的结果。标记为“E”的实例是本发明的实例，而标记为“V”的那些是对比实例。
表2中的轮胎测试所基于的混合物与来自表1的实验室测试的混合物是可比较的，并因此，为了更好地说明本发明，表2仅再现了重要成分。含有再生料的混合物同样包含提高量的硫和促进剂。在轮胎测试中，混合物在每种情况下都作为胎面引入。这些轮胎是城市徒步轮胎，并且具有42mm的胎面宽度和622mm的内径。
另外混合物通过在橡胶工业中惯用的方法在标准条件下以两个阶段在具有300毫升至3升的体积的实验室混合器中生产，其中在第一混合阶段(基础混合阶段)中，将除了硫化体系(硫和影响硫化的物质)之外的所有的成分首先在140℃至165℃下(其中目标温度为140℃至157℃)混合200至600秒。在第二阶段(最后混合阶段)中添加硫化体系，导致生产最终混合物，其中在90℃至120℃下混合180至300秒。
将所有的混合物用来在160℃下在压力下通过硫化至t95后至t100(根据ASTM D5289-12/ISO 6502在动模流变仪上测量的)生产测试样品，并且通过下文指定的测试方法使用这些测试样品来确定用于橡胶工业的典型的材料特性。
·在0℃和20℃下的损耗系数tan d(与tanδ同义)，来自根据DIN 53 513的动态力学分析，温度扫描，恒定变形(10/0.2％)
·在0℃和20℃下的损耗系数tanδ(tan d)，来自根据DIN 53513的动态力学分析，温度扫描；50/30N：静态启动力30N，动态振荡在30与50N之间
·根据DIN 53 512和ISO 4662的在室温(RT)下的回弹弹性
·根据DIN 53 504在室温下在300％伸长率下的应力值(M 300RT)、拉伸强度和断裂伸长率
·根据DIN/ISO 4649的在室温下的磨损
轮胎测试：
·行驶1500km后的磨损主观评价
·滚动摩擦湿地测试：来自轮胎实验室车轮能量Oy(Tyre Laboratory WheelEnergy Oy)的测量仪器；
测试速度/滑动速度＝2mm/s；负载50kg，轮胎内压4巴
使用的物质
a)通过在挤出机中的连续过程中再生剥离的报废胎面而产生的橡胶再生料，
b)二氧化硅：1165MP，BET表面积＝155m2/g(用氮测量的)，CTAB表面积＝156-157m2/g；索尔维公司(Solvay S.A.)
c)来自稻壳灰的二氧化硅：由稻壳生产的二氧化硅；BET表面积＝155m2/g(用氮测量的)，CTAB表面积＝156-157m2/g，沉淀二氧化硅K160，丰海(盘锦)水稻生物科技有限公司
d)菜籽油：菜籽油标准品，Biona Jerzin s.r.o.公司
e)茚-香豆酮树脂：Novares C 30，Rain Carbon德国有限责任公司(Rain CarbonGermany GmbH)
f)松香树脂：Tyreon-160，Orgkhim公司
g)活化剂：在每种情况下3phr的氧化锌和2phr的硬脂酸
h)硅烷：TESPD
表1
表2
从表1和表2中的数据明显看出，本发明的实例的特征在于改进的滚动阻力指标，同时磨损和湿地抓地力保持在可比较的水平，后者从表2中的轮胎测试中尤其明显。
结果特别出人意料，因为包含橡胶再生料的本发明的变体还显示出相应的滚动阻力优点以及同等的磨损和湿地抓地力。预期的是，尤其是含有橡胶再生料的变体将展现出较差的滚动阻力特性和较差的磨损特性。
因此，本发明的两轮车轮胎、特别是自行车轮胎出人意料地显示出在滚动阻力特性与磨损特性之间以及在滚动阻力特性与湿地抓地力特性之间的权衡方面的改进。
表3
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根据表3的滚动阻力测量：
根据标准ISO 28580的扭矩法在22℃下确定结果。使用800mm的滚筒直径、50kg的负载和30km/h的速度。
根据表3的磨损是根据DIN ISO 4649的磨损，其中修改是“半负载”(5N而不是10N的接触力)。
表3比较了没有再生料的混合物实例。来自轮胎测试的数据显示了尤其是关于滚动阻力的改进的特性。根据本发明的两轮车轮胎、特别是自行车轮胎的这些结果出人意料地使得能够实现在滚动阻力特性与磨损阻力特性之间以及在滚动阻力特性与湿地抓地力特性之间的权衡方面的改进。
Claims (11)
1.一种两轮车轮胎、优选自行车轮胎，其特征在于，该两轮车轮胎在至少一个部件中包含橡胶混合物，该橡胶混合物含有至少以下成分：
-至少一种橡胶、优选至少一种二烯橡胶；以及
-至少一种不同于橡胶的来自可再生原材料的物质。
2.如权利要求1所述的两轮车轮胎，其特征在于，该橡胶混合物含有来自可再生原材料的增塑剂、特别优选菜籽油，其量为5至60phr、特别优选15至50phr、非常特别优选15至30phr。
3.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该橡胶混合物含有来自可再生原材料的填料、特别优选由稻壳灰生产的二氧化硅，其量为5至150phr、特别优选20至100phr、非常特别优选30至70phr。
4.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该橡胶混合物含有树树脂、优选松香树脂，作为该来自可再生原材料的物质。
5.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该橡胶混合物含有来自可再生原材料的增塑剂、优选植物油、特别优选菜籽油，以及来自可再生原材料的填料、优选由稻壳灰生产的二氧化硅。
6.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该橡胶混合物含有来自可再生原材料的增塑剂、优选植物油、特别优选菜籽油，以及来自可再生原材料的填料、优选由稻壳灰生产的二氧化硅，以及树树脂、优选松香树脂。
7.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该橡胶混合物另外含有至少一种再循环物质、优选橡胶再生料。
8.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该两轮车轮胎是自行车轮胎，特别是充气自行车轮胎或无内胎自行车轮胎或自行车用实心橡胶轮胎，优选充气自行车轮胎。
9.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该两轮车轮胎是具有20至150mm、特别优选25至100mm、非常特别优选25至70mm的宽度和/或优选340至640mm、特别优选550至630mm、非常特别优选570至620mm的外轮胎内径的自行车轮胎。
10.如前述权利要求中任一项所述的两轮车轮胎，其特征在于，该部件是至少胎面和/或具有胎冠-基部构造的胎面的胎冠和/或基部和/或穿刺保护层和/或阻尼层和/或至少一个侧壁和/或至少一个胎体层。
11.一种用于生产两轮车轮胎、优选自行车轮胎的方法，其中该方法包括至少以下方法步骤：
(A)生产至少一种橡胶混合物，其中向该橡胶混合物中添加至少一种橡胶和至少一种不同于橡胶的来自可再生原材料的物质；以及
B)将来自步骤A)的该橡胶混合物模制成两轮车轮胎的部件；
C)将来自步骤B)的该部件引入到生胎上或生胎中；
D)使来自步骤C)的该生胎硫化。
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