DE112014001758T5 - Kautschukzusammensetzung für Schwerlast-Luftreifen - Google Patents

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Abstract

Problem: Bereitstellen einer Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen, mit dem niedriger Rollwiderstand, Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden. Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: von 35 bis 50 Gewichtsteile Silica, von 1,5 bis 3,5 Gewichtsteile Schwefel, Ruß, einen Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger und einen schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer pro 100 Gewichtsteile eines Dienkautschuks, der von 80 bis 100 Gew.-% einen Naturkautschuk enthält; wobei eine Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer von 1,85 bis 6,0 Gewichtsteile beträgt; und ein Mischanteil des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers von A Gewichtsteilen bis 2,6 Gewichtsteile, jeweils einschließlich, beträgt, wobei A durch eine spezifische Formel (1) bestimmt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschuk- bzw. Gummizusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen, womit ein geringer Rollwiderstand, Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verbessert werden.
  • Hintergrund
  • In den letzten Jahren lag ein Schwerpunkt auf dem Reduzieren der Umweltbelastung durch Schwerlast-Luftreifen, wie in den Kennzeichnungssystemen von Japan und Europa und den SmartWay-Bestimmungen von Nordamerika zu sehen ist, und es besteht eine Notwendigkeit, die Kraftstoffverbrauchsleistung insbesondere durch Reduzieren des Rollwiderstands zu verbessern. Als Indikator des Rollwiderstands einer Kautschukzusammensetzung wird in der Regel der tanδ bei 60°C verwendet, der durch dynamische Viskoelastizitätsmessung bestimmt wird, wobei ein kleinerer Wert von tanδ (60°C) der Kautschukzusammensetzung einen kleineren Rollwiderstand angibt.
  • Zu Beispielen für Verfahren zum Reduzieren des tanδ (60°C) einer Kautschukzusammensetzung gehören das Reduzieren des Mischanteils von Ruß und das Erhöhen der Teilchengröße von Ruß. Jedoch sind solche Verfahren insofern problematisch, als die mechanischen Eigenschaften, wie Bruchzugfestigkeit, Reißdehnung und Kautschukhärte, verschlechtert werden und die Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verschlechtert werden, wenn ein Schwerlast-Luftreifen hergestellt wird.
  • Patentdokument 1 schlägt das Beimischen von Silica, Ruß, einem Silan-Haftverbesserer, Schwefel und einem Sulfenamid-Beschleuniger in bestimmten Anteilen in Naturkautschuk vor, um den Rollwiderstand von Reifen für große Fahrzeuge zu reduzieren. Jedoch ist bei dieser Kautschukzusammensetzung die Wirkung des Reduzierens des Rollwiderstands nicht immer ausreichend. Außerdem ist die Haltbarkeit des Reifens, wie durch die Abriebbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und dergleichen angegeben, auch ungenügend. Das heißt, es gibt eine Notwendigkeit nach weiteren Verbesserungen in Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen, um den niedrigen Rollwiderstand, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus zu verbessern.
  • Dokument des Standes der Technik
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: WO/2010/077232
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu Lösendes Problem Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen, mit dem niedriger Rollwiderstand, Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Eine Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung, der die vorstehend beschriebene Aufgabe erfüllt, ist eine Kautschukzusammensetzung, die Folgendes aufweist: von 35 bis 50 Gewichtsteile Silica, von 1,5 bis 3,5 Gewichtsteile Schwefel, Ruß, einen Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger und einen schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer pro 100 Gewichtsteile eines Dienkautschuks, der von 80 bis 100 Gew.-% einen Naturkautschuk und von 20 bis 0 Gew.-% einen Isopren-Kautschuk enthält; wobei eine Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer von 1,85 bis 6,0 Gewichtsteile beträgt; und ein Mischanteil des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers von A Gewichtsteilen bis 2,6 Gewichtsteile, jeweils einschließlich, beträgt, wobei A durch die folgende Formel (1) bestimmt wird: A = 0,2209S2 – 1,409S + 1,309Y + 2,579 (1) wobei in Formel (1) A eine Untergrenze des Mischanteils (Gewichtsteile) des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers ist, S der Mischanteil (Gewichtsteile) des Schwefels ist und Y eine positive Zahl ist, die durch Y = Ws/(Ws + Wc) bestimmt wird, wobei Ws ein Mischanteil (Gewichtsteile) des Silica ist und Wc ein Mischanteil (Gewichtsteile) des Rußes ist.
  • Wirkung der Erfindung
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung wird durch Mischen von Ruß, Silica, Schwefel, einem Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger und einem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer mit einem Dienkautschuk, der einen Naturkautschuk als Hauptbestandteil enthält, hergestellt, wobei die Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer begrenzt ist und der Mischanteil des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers weiter spezifiziert wird, so dass es möglich ist, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus zu verbessern, während der Rollwiderstand reduziert wird, wenn die Zusammensetzung zum Herstellen eines Reifens verwendet wird.
  • Außerdem ist der Ruß von der Güte ISAF oder SAF, und es ist bevorzugt, dass der Mischanteil Wc des Rußes und der Mischanteil Ws des Silica die Beziehung der folgenden Formel (2) erfüllt, so dass die Kautschukzusammensetzung einen reduzierten Wärmeaufbau bewirken kann. Wc ≤ 32,71 – 0,592 Ws (2) (wobei in Formel (2) Ws der Mischanteil (Gewichtsteile) von Silica ist und Wc der Mischanteil (Gewichtsteile) von Ruß ist.)
  • Der Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung umfasst einen Laufflächenprotektor, der aus der Kautschukzusammensetzung für einen vorstehend beschriebenen Schwerlast-Luftreifen gebildet wird. Dieser Schwerlast-Luftreifen kann die Kraftstoffverbrauchsleistung verbessern und gleichzeitig den Rollwiderstand reduzieren. Da die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung gleichzeitig auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden, wird zudem auch die Haltbarkeit des Reifens verbessert.
  • Ferner wird in dem Schwerlast-Luftreifen eine Unterlauffläche vorzugsweise aus einer Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche gebildet, die von 15 bis 45 Gewichtsteile Ruß und von 3 bis 30 Gewichtsteile Silica pro 100 Gewichtsteile eines Dienkautschuks, der von 70 bis 90 Gew.-% einen Naturkautschuk und/oder einen Isopren-Kautschuk und von 30 bis 10 Gew.-% einen Butadienkautschuk und/oder einen Styrol-Butadien-Kautschuk aufweist, enthält und einen Silan-Haftverbesserer in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% der Menge des Silica enthält, und wobei eine spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche N2SA des Rußes von 35 bis 85 m2/g beträgt und eine DBP-Absorptionszahl von 110 bis 200 ml/100 g beträgt. Dieser Schwerlast-Luftreifen kann den Rollwiderstand weiter reduzieren, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verbessern und die Haltbarkeit des Reifens weiter erhöhen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung(en)
  • 1 ist eine Querschnittsansicht in Meridianrichtung, die ein Beispiel einer Ausführungsform eines Schwerlast-Luftreifens der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
  • In der vorliegenden Patentschrift bezieht sich ein Schwerlast-Luftreifen auf einen großen Luftreifen, der an einem LKW, einem Bus oder einem Baufahrzeug montiert ist.
  • In 1 umfasst ein Schwerlast-Luftreifen einen Laufflächenabschnitt 1, einen Seitenwandabschnitt 2 und einen Reifenwulstabschnitt 3. Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen dem linken und dem rechten Reifenwulstabschnitt 3 und 3 angebracht, und jedes Ende der Karkassenschicht 4 wird von innen nach außen über den Reifen um einen Reifenwulstkern 5 gefaltet. Eine Gürtelschicht 6 mit einer vierschichtigen Struktur ist auf der Außenseite in Reifenradialrichtung der Karkassenschicht 4 in dem Laufflächenabschnitt 1 angeordnet, und ein Laufflächengummi ist auf der Gürtelschicht 6 auf der äußersten Seite angeordnet. Der Laufflächengummi hat eine zweischichtige Struktur, die eine Unterlaufflächen-Gummischicht 8 auf der Innenseite in Radialrichtung angrenzend an die Gürtelschicht 6 und eine Laufflächenprotektor-Gummischicht 7 auf der Außenseite in Radialrichtung, die zur Oberfläche des Laufflächenabschnitts 1 hin freiliegt, aufweist.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung ist zum Bilden des Laufflächenabschnitts 1 und insbesondere des Laufflächenprotektorabschnitts – das heißt der Laufflächenprotektor-Gummischicht 7 – des Schwerlast-Luftreifens geeignet. Deshalb kann auch die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung als „Kautschukzusammensetzung für einen Laufflächenprotektor“ bezeichnet werden. Außerdem wird im Gegensatz dazu die Kautschukzusammensetzung, die die Unterlaufflächen-Gummischicht 8 des Laufflächenabschnitts bildet, gelegentlich als „Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche“ bezeichnet.
  • In der Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung ist der Kautschukbestandteil ein Dienkautschuk, der einen Naturkautschuk oder einen Naturkautschuk und einen Isopren-Kautschuk aufweist. Da der Dienkautschuk aus einem Naturkautschuk und einem Isopren-Kautschuk besteht, können die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung der Kautschukzusammensetzung auf hohem Niveau sichergestellt werden.
  • Der Gehalt von Naturkautschuk in 100 Gew.-% des Dienkautschuks beträgt von 80 bis 100 Gew.-% und vorzugsweise von 90 bis 100 Gew.-%. Wenn der Gehalt des Naturkautschuks weniger als 80 Gew.-% beträgt, besteht ein Risiko, dass es vielleicht nicht möglich ist, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung ausreichend zu verbessern. Der Gehalt von Isopren-Kautschuk in 100 Gew.-% des Dienkautschuks beträgt von 20 bis 0 Gew.-% und vorzugsweise von 10 bis 0 Gew.-%. Wenn der Gehalt des Isopren-Kautschuks 20 Gew.-% übersteigt, besteht ein Risiko, dass es vielleicht nicht möglich ist, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung ausreichend zu verbessern.
  • Bei der Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung umfasst der Dienkautschuk zu 100 Gew.-% einen Naturkautschuk oder insgesamt zu 100 Gew.-% einen Naturkautschuk und einen Isopren-Kautschuk. Wenn verschiedene Kompoundierungsmittel zu der Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen zugegeben werden und ein anderer Dienkautschuk als Naturkautschuk und Isopren-Kautschuk als Verdünnungsmaterial oder ein Grundkautschuk einer Grundmischung enthalten ist, wird die Verwendung solcher Kompoundierungsmittel nicht ausgeschlossen, und solche Kompoundierungsmittel können innerhalb eines Bereichs verwendet werden, der die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Zu Beispielen anderer Dienkautschuke gehören Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
  • In der vorliegenden Erfindung wird Silica zu 35 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 35 bis 47 Gewichtsteilen und mehr bevorzugt von 36 bis 45 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks beigemischt. Durch Hinzufügen von Silica ist es möglich, den Rollwiderstand zu reduzieren, wenn die Zusammensetzung zum Herstellen eines Reifens verwendet wird. Wenn der Mischanteil von Silica weniger als 35 Gewichtsteile beträgt, wird der Rollwiderstand groß. Wenn der Mischanteil von Silica 50 Gewichtsteile übersteigt, werden die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verringert.
  • Die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche von Silica unterliegt keinen speziellen Einschränkungen; jedoch beträgt die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche vorzugsweise von 150 bis 300 m2/g und mehr bevorzugt von 160 bis 240 m2/g. Wenn die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche von Silica weniger als 150 m2/g beträgt, nehmen die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung an, was nicht bevorzugt ist. Außerdem wird, wenn die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche von Silica 300 m2/g übersteigt, der Rollwiderstand groß, was nicht bevorzugt ist. Es ist zu beachten, dass die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche des Silica gemäß JIS K6217-2 bestimmt wird.
  • Das Silica, das verwendet wird, kann ein Silica sein, das gewöhnlich in Kautschukzusammensetzungen für Reifen verwendet wird, wie zum Beispiel nasses Silica, trockenes Silica, oberflächenbehandeltes Silica oder Ähnliches. Die zu verwendende Silica kann auf geeignete Weise aus im Handel erhältlichen Produkten ausgewählt werden. Außerdem kann eine Silica verwendet werden, die durch ein normales Herstellungsverfahren erhalten wird.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung enthält Ruß. Durch Beimischen von Ruß ist es möglich, die Festigkeit der Kautschukzusammensetzung zu erhöhen und dadurch die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung zu erhöhen. Die Güteklasse des Rußes, der verwendet wird, die durch ASTM D1765 klassifiziert wird, ist vorzugsweise die Güteklasse ISAF oder SAF, wodurch es möglich wird, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung der Kautschukzusammensetzung zu erhöhen.
  • Ruß wird in einer Menge von vorzugsweise mindestens 3 Gewichtsteilen und mehr bevorzugt mindestens 7 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks beigemischt. Wenn der Mischanteil des Rußes weniger als 3 Gewichtsteile beträgt, nehmen die Gummifestigkeit, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung der Kautschukzusammensetzung ab. Die Obergrenze des Mischanteils des Rußes wird vorzugsweise durch die Beziehung mit dem Mischanteil von Silica bestimmt. Das heißt, wenn der Mischanteil von Silica als Ws (Gewichtsteile) definiert ist und der Mischanteil von Ruß als Wc (Gewichtsteile) definiert ist, erfüllt die Beziehung zwischen Ws und Wc vorzugsweise die folgende Formel (2). Wc ≤ 32,71 – 0,592 Ws (2)
  • (In Formel (2) ist Ws der Mischanteil (Gewichtsteile) von Silica und Wc der Mischanteil (Gewichtsteile) von Ruß.)
  • Wenn der Mischanteil Wc von Ruß den Wert der rechten Seite der Formel (2) übersteigt, wird der Rollwiderstand groß, und die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung werden tatsächlich verringert.
  • Der Ruß, der in der Kautschukzusammensetzung für einen Laufflächenprotektor der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise von der Güte ISAF oder SAF, und die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche beträgt vorzugsweise von 100 bis 150 m2/g und mehr bevorzugt von 110 bis 125 m2/g. Wenn die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche kleiner als 100 m2/g ist, sind die mechanischen Eigenschaften, wie die Gummifestigkeit der Kautschukzusammensetzung, reduziert, und die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung werden verringert. Wenn die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche 150 m2/g übersteigt, wird der Rollwiderstand groß. Die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche des Rußes wird gemäß JIS K6217-2 gemessen.
  • In der Kautschukzusammensetzung für einen Laufflächenprotektor beträgt die Gesamtmenge von Ruß und Silica vorzugsweise von 38 bis 53 Gewichtsteile und mehr bevorzugt von 42 bis 50 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Wenn die Gesamtmenge von Ruß und Silica weniger als 38 Gewichtsteile beträgt, werden die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verringert. Außerdem wird, wenn die Gesamtmenge von Ruß und Silica 53 Gewichtsteile übersteigt, der Rollwiderstand groß.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung enthält ein schwefelhaltiges Silan-Haftverbesserer sowie Silica. Durch Beimischen des schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserers ist es möglich, die Dispergierbarkeit des Silica zu verbessern, den niedrigen Wärmeaufbau der Kautschukzusammensetzung weiter zu reduzieren, den Rollwiderstand weiter zu reduzieren und die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung zu verbessern.
  • Der schwefelhaltige Silan-Haftverbesserer unterliegt keinen speziellen Einschränkungen; jedoch gehören zu Beispielen davon Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Bis(3-(triethoxysilyl)propyl)disulfid, 3-Trimethoxysilylpropylbenzothiazoltetrasulfid, γ-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Octanoylthiopropyltriethoxysilan und dergleichen. Von diesen sind Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid und Bis(3-(triethoxysilyl)propyl)disulfid bevorzugt.
  • In der vorliegenden Erfindung muss die Gesamtmenge des Schwefels, der in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer enthalten ist, und des Schwefels, der zur Vulkanisation beigemischt wird, in einem Bereich von 1,85 bis 6,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks liegen. Der Mischanteil des schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserers unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, solange die Gesamtmenge von Schwefel des schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserers und dem Schwefel für die Vulkanisation innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt; jedoch beträgt der Mischanteil vorzugsweise von 5 bis 20 Gew.-% und mehr bevorzugt von 8 bis 14 Gew.-% bezogen auf den Mischanteil von Silica. Wenn der Mischanteil des schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserers weniger als 5 Gew.-% der Menge von Silica beträgt, kann die Wirkung des Verbesserns der Dispergierbarkeit des Silica nicht ausreichend erzielt werden. Wenn der Mischanteil des schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserers mehr als 20 Gew.-% der Menge von Silica beträgt, kondensiert das Silan-Haftverbesserer mit sich selbst, und die gewünschten Wirkungen können nicht erzielt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung können andere Füllstoffe abgesehen von Ruß und Silica beigemischt werden. Zu Beispielen anderer Füllstoffe gehören Ton, Glimmer, Talk, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Titanoxid und dergleichen. Von diesen sind Calciumcarbonat, Ton und Aluminiumoxid bevorzugt. Durch Beimischen anderer Füllstoffe können mechanische Eigenschaften der Kautschukzusammensetzung weiter verbessert werden, und eine Ausgewogenheit zwischen geringem Wärmeaufbau, Rissbeständigkeit und Verarbeitbarkeit, wenn die Kautschukzusammensetzung zu einem Reifen ausgebildet wird, kann verbessert werden.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung enthält von 1,5 bis 3,5 Gewichtsteile und vorzugsweise von 2,0 bis 3,0 Gewichtsteile Schwefel als Vulkanisierungsmittel pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Wenn der Mischanteil von Schwefel weniger als 1,5 Gewichtsteile beträgt, nehmen die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der Rollwiderstand ab. Wenn der Mischanteil von Schwefel 3,5 Gewichtsteile übersteigt, nehmen zudem die Abriebbeständigkeit und die Haltbarkeit ab.
  • In der vorliegenden Erfindung beträgt die Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer von 1,85 bis 6,0 Gewichtsteile und vorzugsweise von 2,5 bis 4,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Hierbei ist die „Gesamtmenge von Schwefel“ eine Gesamtheit der Nettomenge von Schwefel, der im Vulkanisierungsmittel enthalten ist, und der Nettomenge von Schwefel, der in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer enthalten ist; und ist die Menge von Schwefel, die bei der Vulkanisation verwendet wird. Wenn zum Beispiel das Vulkanisierungsmittel Schwefel und Öl enthält, bezieht sich die „Gesamtmenge von Schwefel“ auf die Nettomenge von Schwefel ausschließlich der Ölmenge. Wenn die Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer weniger als 1,85 Gewichtsteile beträgt, nehmen die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der Rollwiderstand ab. Wenn die Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer 6,0 Gewichtsteile übersteigt, nehmen zudem die Abriebbeständigkeit und die Haltbarkeit ab.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung enthält einen Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger. Die Untergrenze des Mischanteils des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers im Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks ist A Gewichtsteile, wobei A durch die folgende Formel (1) bestimmt wird, und die Obergrenze ist 2,6 Gewichtsteile und vorzugsweise 2,0 Gewichtsteile. A = 0,2209S2 - 1,409S + 1,309Y + 2,579 (1)
  • (In Formel (1) ist A die Untergrenze des Mischanteils (Gewichtsteile) des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers; S ist der Mischanteil (Gewichtsteile) von Schwefel; Y ist eine positive Zahl, die durch Y = Ws/(Ws + Wc) bestimmt wird, Ws ist der Mischanteil (Gewichtsteile) von Silica; und Wc ist der Mischanteil (Gewichtsteile) von Ruß.)
  • Die Untergrenze des Mischanteils des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers ist vorzugsweise B Gewichtsteile, wobei B durch die folgende Formel (3) bestimmt wird. B = 0,2209S2 – 1,409S + 1,309Y + 2,639 (3)
  • (In Formel (3) ist B eine geeignete Untergrenze des Mischanteils (Gewichtsteile) des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers; S ist der Mischanteil (Gewichtsteile) von Schwefel; Y ist eine positive Zahl, die durch Y = Ws/(Ws + Wc) bestimmt wird, Ws ist der Mischanteil (Gewichtsteile) von Silica; und Wc ist der Mischanteil (Gewichtsteile) von Ruß.)
  • Wenn der in Formel (1) bestimmte Mischanteil des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers weniger als A Gewichtsteile beträgt, nehmen die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der Rollwiderstand ab. Wenn der Mischanteil des Sulfenamid-Vulkanisierungs-beschleunigers 2,6 Gewichtsteile übersteigt, nehmen zudem die Abriebbeständigkeit und die Haltbarkeit ab.
  • Zu Beispielen für Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigern gehören N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid, N-Tertbutyl-2-benzothiazolylsulfenamid, N-Oxydiethylen-2-benzothiazolylsulfenamid, N,N-Dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid, N,N-Diisopropyl-2-benzothiazolylsulfenamid und 2-(Morpholinodithio)benzothiazol.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung kann einen Guanidin-Vulkanisierungsbeschleuniger enthalten. Der Mischanteil des Guanidin-Vulkanisierungsbeschleunigers beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile und mehr bevorzugt von 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Wenn der Mischanteil des Guanidin-Vulkanisierungsbeschleunigers weniger als 0,1 Gewichtsteile beträgt, besteht ein Risiko, dass die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der Rollwiderstand sinken können. Wenn der Mischanteil des Guanidin-Vulkanisierungsbeschleunigers 1,0 Gewichtsteil übersteigt, besteht zudem ein Risiko, dass die Abriebbeständigkeit und die Haltbarkeit abnehmen.
  • Zu Beispielen für Guanidin-Vulkanisierungsbeschleuniger gehören 1,3-Diphenylguanidin, 1,3-Di-o-tolyguanidin und 1-(o-Tolyl)biguanid.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine Grundmischung, die Aramidpulp enthält. Durch Beimischen einer Grundmischung, die Aramidpulp enthält, ist es möglich, die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung weiter zu verbessern und den Rollwiderstand weiter zu reduzieren und gleichzeitig die Abriebbeständigkeit sicherzustellen. Hierbei ist „Aramidpulp“ ein organischer Füllstoff, der durch Fibrillieren von Aramidfaserfilamenten hergestellt wird. Ein im Handel erhältliches Produkt kann als die Grundmischung des Aramidpulp verwendet werden, Beispiele dafür sind Twaron D3500 und Sulflon D3515, erhältlich von Teijin, Ltd.
  • Der Mischanteil der Aramidpulp-Grundmischung beträgt vorzugsweise von 0,5 bis 5,0 Gewichtsteile und mehr bevorzugt von 1,0 bis 3,0 Gewichtsteile im Bezug auf die Nettomenge von Aramidpulp pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Wenn der Mischanteil des Aramidpulp weniger als 0,5 Gewichtsteile beträgt, können die Wirkungen des Beimischens der Aramidpulp-Grundmischung nicht ausreichend erzielt werden. Wenn der Mischanteil des Aramidpulp 5,0 Gewichtsteile übersteigt, besteht ein Risiko, dass die Abriebbeständigkeit verringert werden kann.
  • Der Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung umfasst einen Laufflächenabschnitt – insbesondere einen Laufflächenprotektorabschnitt – der aus der vorstehend beschriebenen Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen gebildet ist. Dieser Schwerlast-Luftreifen kann die Kraftstoffverbrauchsleistung verbessern und gleichzeitig den Rollwiderstand reduzieren. Da die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung gleichzeitig auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden, wird zudem auch die Haltbarkeit des Reifens verbessert.
  • Bei dem Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung wird der Laufflächenprotektorabschnitt vorzugsweise aus der vorstehend beschriebenen Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen (Kautschukzusammensetzung für einen Laufflächenprotektor) gebildet, und der Unterlaufflächenabschnitt wird vorzugsweise aus einer nachstehend beschriebenen Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche gebildet. Dieser Schwerlast-Luftreifen kann den niedrigen Rollwiderstand, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung drastisch verbessern sowie die Haltbarkeit des Reifens verbessern.
  • Die Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche, die in der vorliegenden Erfindung geeigneter Weise verwendet wird, enthält von 15 bis 45 Gewichtsteile Ruß und von 3 bis 30 Gewichtsteile Silica pro 100 Gewichtsteile eines Dienkautschuks, der von 70 bis 100 Gew.-% einen Naturkautschuk und/oder einen Isopren-Kautschuk und von 30 bis 0 Gew.-% einen Butadienkautschuk und/oder einen Styrol-Butadien-Kautschuk aufweist, und enthält einen Silan-Haftverbesserer in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% der Menge von Silica, und die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche N2SA des Rußes beträgt von 35 bis 85 m2/g, und die DBP-Absorptionszahl beträgt von 110 bis 200 ml/100 g. Diese Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche stellt die Gummihärte sicher und ermöglicht, dass der tanδ (60°C) reduziert wird, so dass die Haltbarkeit aufrechterhalten/verbessert wird, während der Rollwiderstand reduziert wird, wenn die Zusammensetzung zum Herstellen eines Reifens verwendet wird.
  • Bei der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche enthält der Dienkautschuk Naturkautschuk und/oder Isopren-Kautschuk und Butadienkautschuk und/oder Styrol-Butadien-Kautschuk, vorzugsweise Butadienkautschuk. Durch Beimischen des Naturkautschuks und des Isopren-Kautschuks als Hauptbestandteile zusammen mit dem Butadienkautschuk und dem Styrol-Butadien-Kautschuk und spezifischen Ruß und Silica kann der Wärmeaufbau der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche klein gemacht werden, und die Haltbarkeit des Reifens kann verbessert werden, indem mechanische Eigenschaften, wie Gummihärte, Bruchzugfestigkeit und Reißdehnung verbessert werden.
  • Der Mischanteil des Naturkautschuks und/oder Isopren-Kautschuks in 100 Gew.-% des Dienkautschuks beträgt von 70 bis 100 Gew.-% und vorzugsweise von 80 bis 90 Gew.-%. Wenn der Mischanteil des Naturkautschuks und des Isopren-Kautschuks weniger als 70 Gew.-% beträgt, nehmen die Bruchzugfestigkeit und die Reißdehnung der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche ab. Außerdem nimmt die Haltbarkeit ab, wenn ein Reifen hergestellt wird.
  • Der Mischanteil des Butadienkautschuks und/oder Styrol-Butadien-Kautschuks in 100 Gew.-% des Dienkautschuks beträgt von 30 bis 0 Gew.-% und vorzugsweise von 20 bis 10 Gew.-%. Wenn der Mischanteil des Butadienkautschuks und des Styrol-Butadien-Kautschuks 30 Gew.-% übersteigt, nehmen die Bruchzugfestigkeit und die Reißdehnung der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche ab, und die Haltbarkeit, wenn die Zusammensetzung zum Herstellen eines Reifens verwendet wird, nimmt dadurch ab.
  • Der Dienkautschuk in der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche weist mehr bevorzugt von 80 bis 100 Gew.-% einen Naturkautschuk und/oder einen Isopren-Kautschuk und von 20 bis 0 Gew.-% einen Butadienkautschuk auf.
  • Bei der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche müssen das Silica und der Ruß beigemischt werden. Wie vorstehend beschrieben, kann durch Beimischen von spezifischem Ruß und Silica zusammen mit dem Butadienkautschuk und/oder Styrol-Butadien-Kautschuk der Wärmeaufbau der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche klein gemacht werden, und die Haltbarkeit des Reifens kann verbessert werden, indem mechanische Eigenschaften, wie Gummihärte, Bruchzugfestigkeit und Reißdehnung, verbessert werden.
  • In der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche ermöglicht das Verwenden eines hoch strukturierten Rußes mit einer großen Teilchengröße, dass eine Abnahme der mechanischen Eigenschaften, wie der Gummihärte, Bruchzugfestigkeit und Reißdehnung, verhindert wird, während der tanδ (60°C) der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche klein gemacht wird.
  • Der in der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche verwendete Ruß hat eine stickstoffspezifische Oberfläche N2SA von 35 bis 85 m2/g, vorzugsweise von 40 bis 80 m2/g und mehr bevorzugt von 40 bis 70 m2/g. Wenn N2SA weniger als 35 m2/g beträgt, nehmen die mechanischen Eigenschaften, wie die Gummihärte, Bruchzugfestigkeit und Abriebbeständigkeit, der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche ab. Wenn die N2SA 85 m2/g übersteigt, nimmt der tanδ (60°C) zu, wodurch der Wärmeaufbau zunimmt. Die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche N2SA wird gemäß JIS K6217-2 gemessen.
  • Außerdem beträgt eine DBP-Absorptionszahl des Rußes von 110 bis 200 ml/100 g, vorzugsweise von 135 bis 190 ml/100 g und mehr bevorzugt von 151 bis 180 ml/100 g. Wenn die DBP-Absorptionszahl weniger als 110 ml/100 g beträgt, kann die Verstärkungsleistung des Rußes nicht ausreichend erzielt werden, und die Haltbarkeit des Reifens nimmt ab. Wenn die DBP-Absorptionszahl 200 ml/100 g übersteigt, nehmen die mechanischen Eigenschaften, wie die Reißdehnung der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche, ab, und die Haltbarkeit des Reifens nimmt dadurch ab. Außerdem verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit aufgrund einer Zunahme der Viskosität. Die DBP-Absorptionszahl wird gemäß JIS K6217-4 „Oil Absorption Number Method A“ gemessen.
  • Der Mischanteil des Rußes beträgt von 15 bis 45 Gewichtsteile, vorzugsweise von 20 bis 40 Gewichtsteile und mehr bevorzugt von 25 bis 40 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Wenn der Mischanteil des Rußes weniger als 15 Gewichtsteile beträgt, kann die Verstärkungsleistung im Bezug auf die Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche nicht ausreichend erzielt werden, und die Gummihärte und die Bruchzugfestigkeit sind ungenügend. Wenn der Mischanteil des Rußes 45 Gewichtsteile übersteigt, nimmt der Wärmeaufbau der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche zu, während die Reißdehnung abnimmt.
  • Der Mischanteil des Silica beträgt von 3 bis 30 Gewichtsteile, vorzugsweise von 5 bis 25 Gewichtsteile und mehr bevorzugt von 7 bis 23 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Durch Festlegen des Mischanteils des Silica in einem solchen Bereich können sowohl niedriger Rollwiderstand als auch Haltbarkeit erzielt werden, wenn ein Reifen hergestellt wird. Wenn der Mischanteil des Silica weniger als 3 Gewichtsteile beträgt, wird der Wärmeaufbau groß, und der Rollwiderstand, wenn ein Reifen hergestellt wird, kann nicht ausreichend klein gemacht werden. Außerdem nimmt die Bruchzugfestigkeit ab. Wenn der Mischanteil des Silica 30 Gewichtsteile übersteigt, nimmt die Bruchzugfestigkeit ab, wodurch die Haltbarkeit des Reifens abnimmt.
  • Der gesamte Mischanteil des Silica und des Rußes beträgt vorzugsweise von 20 bis 75 Gewichtsteile und mehr bevorzugt von 25 bis 70 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks. Durch Festlegen der Gesamtmenge des Silica und des Rußes innerhalb eines solchen Bereichs, können der niedrige Rollwiderstand und die Haltbarkeit der Kautschukzusammensetzung für die Unterlauffläche auf einem höheren Niveau eingepegelt werden. Wenn die Gesamtmenge des Silica und des Rußes weniger als 20 Gewichtsteile beträgt, kann die Haltbarkeit des Reifens nicht sichergestellt werden. Wenn die Gesamtmenge des Silica und des Rußes 75 Gewichtsteile übersteigt, nimmt der Wärmeaufbau zu, wodurch sich der Rollwiderstand verschlechtert.
  • Bei der Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche wird ein Silan-Haftverbesserer zusammen mit dem Silica beigemischt, um die Dispergierbarkeit des Silica zu verbessern und die Verstärkungseigenschaften mit den Kautschukbestandteilen weiter zu erhöhen. Der Mischanteil des Silan-Haftverbesserers beträgt von 5 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise von 7 bis 13 Gew.-% bezogen auf die Menge von Silica. Wenn der Mischanteil des Silan-Haftverbesserers weniger als 5 Gew.-% des Silicagewichts beträgt, kann die Wirkung des Verbesserns der Dispersion des Silica nicht ausreichend erzielt werden. Wenn der Mischanteil des Silan-Haftverbesserers 15 Gew.-% übersteigt, kondensieren die Silan-Haftverbesserer miteinander, und die gewünschten Wirkungen können nicht erzielt werden.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen kann auch verschiedene Arten von Zusatzstoffen enthalten, die in Kautschukzusammensetzungen für Reifen gebräuchlich sind, wie Vulkanisations- oder Vernetzungsmittel, Vulkanisierungsbeschleuniger und Alterungsverzögerer, in einem Bereich, der die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Diese Zusatzstoffe können nach einem beliebigen üblichen Verfahren eingeknetet werden, um die Kautschukzusammensetzung zu bilden, und können zum Vulkanisieren oder Vernetzen benutzt werden. Der Mischanteil dieser Zusatzstoffe kann in jeder üblichen Menge vorliegen, solange die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht behindert wird. Die Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen jedes der vorstehend beschriebenen Bestandteile mithilfe einer gebräuchlichen Kautschukknetvorrichtung, wie eines Banbury-Mischers, eines Kneters und einer Walze, hergestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen weiter erläutert. Allerdings ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Beispiele
  • Achtzehn Arten von Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen, die die in Tabelle 3 beschriebenen Kompoundierungsmittel enthalten, als gemeinsame Formulierung und die in Tabellen 1 und 2 beschriebenen Formulierungen (Ausführungsbeispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11) wurden durch Kneten der Bestandteile außer Schwefel und dem Vulkanisierungsbeschleuniger in einem verschlossenen 1,8-l-Mischer für 5 Minuten bei 160°C, Extrudieren der Mischung als Grundmischung, Zugeben von Schwefel und dem Vulkanisierungsbeschleuniger zu der Grundmischung und dann Kneten der Grundmischung mit einer offenen Walze hergestellt. Die Gesamtmenge von Schwefel in dem Schwefel und dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer ist in den Zeilen „Schwefelgesamtgehalt“ von Tabelle 1 und 2 beschrieben. Die zugegebenen Mengen der gemeinsamen Kompoundierungsmittel, die in Tabelle 3 beschrieben sind, sind in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Dienkautschuke (100 Gewichtsteile der Nettomenge von Kautschuk), die in Tabellen 1 und 2 beschrieben sind, ausgedrückt.
  • Die erhaltenen achtzehn Arten von Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen wurden in Laufflächenprotektorabschnitten verwendet, Schwerlast-Luftreifen wurden vulkanisationsgeformt, und die erhaltenen Schwerlast-Luftreifen wurden zum Prüfen der Abriebbeständigkeit, der Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und des Rollwiderstands mit den folgenden Verfahren verwendet.
  • Abriebbeständigkeit
  • Luftreifen mit einer Reifengröße von 275/80R22,5 wurden vulkanisationsgeformt, und die resultierenden Reifen wurden auf einer Normfelge (Rad mit einer Größe von 22,5 × 7,5) montiert, auf einen Luftdruck von 900 kPa befüllt und an dem gleichen LKW-Typ montiert. Der LKW wurde wiederholt über ein bestimmtes Intervall fahren gelassen, wobei das Verhältnis von allgemeinen Straßen zu Autobahnen 10:90 betrug, und wenn der LKW die gleiche Strecke für jeden Reifen gefahren ist, wurde die Rillentiefe (verbleibende Rille) der Hauptrille gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „Abriebbeständigkeit“ als Index dargestellt, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 1 als 100 definiert ist. Größere Indexwerte für Abriebbeständigkeit geben eine bessere Abriebbeständigkeit und eine bessere Haltbarkeit des Reifens ab.
  • Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Luftreifen mit einer Reifengröße von 295/80R22,5 wurden vulkanisationsgeformt, und die resultierenden Reifen wurden auf einer Normfelge (Rad mit einer Größe von 22,5 × 8,25) montiert, auf einen Luftdruck von 900 kPa befüllt und an der Vorderachse einer Zugmaschine montiert. Das Fahrzeug 50.000 km in einem Zustand, in dem eine Last von 3.650 kg an jedem Reifen anlag, fahren gelassen. Das Luftprofil vor diesem Fahrtest und das Luftprofil nach diesem Fahrtest wurden verglichen, und der Wert von „(Menge der Abnutzung von Schulterrand) – (Menge der Abnutzung von äußerer Hauptrille)“ wurde gemessen und als die Menge der Schulter-Teilabnutzung (Menge ungleichmäßiger Abnutzung) verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung“ als Index angegeben, wobei der Kehrwert des Werts von Vergleichsbeispiel 1 als 100 definiert ist. Größere Indexwerte der Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung geben eine bessere Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und eine bessere Haltbarkeit des Reifens an.
  • Rollwiderstand
  • Luftreifen mit einer Reifengröße von 275/80R22,5 wurden vulkanisationsgeformt, und die erhaltenen Reifen wurden auf einer Normfelge (Rad mit einer Größe von 22,5 × 7,5) montiert und auf einem Trommelprüfgerät für Innenräume (Trommeldurchmesser: 1.707 mm) gemäß JIS D4230 montiert. Der Rollwiderstand wurde durch Messen des Widerstands bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h bei einem Luftdruck von 900 kPa und unter einer Last von 33,8 kN bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „Rollwiderstand“ von Tabellen 1 und 2 als Index angegeben, wobei der Wert von Vergleichsbeispiel 1 als 100 definiert ist. Kleinere Indexwerte geben einen niedrigeren Rollwiderstand und eine überlegene Kraftstoffverbrauchsleistung an. [Tabelle 1-I]
    Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Erfindungsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4
    NR Gew.-Teile 100 100 100 100 100
    Ruß 1 (Wc) Gew.-Teile 8 8 8 8 0
    Silica (Ws) Gew.-Teile 40 40 40 40 55
    Haftverbesserer Gew.-Teile 4,0 4,0 4,0 4,0 5,5
    Schwefel (S) Gew.-Teile 2,3 1,4 2,3 3,6 2,3
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,40 2,10 1,65 1,45 1,90
    Schwefelgesamtgehalt Gew.-Teile 3,09 2,23 3,09 4,33 3,43
    Y-Wert der Formel (1) - 0,83 0,83 0,83 0,83 1,00
    A-Wert der Formel (1) - 1,60 2,13 1,60 1,46 1,82
    Wert der rechten Seite der Formel (2) - 9,0 9,0 9,0 9,0 0,2
    Abriebbeständigkeit Indexwert 100 98 101 97 94
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Indexwert 100 96 105 96 104
    Index-Rollwiderstandwert 100 103 95 105 90
    [Tabelle 1-II]
    Erfindungsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 5 Vergleichsbeispiel 6 Vergleichsbeispiel 7
    NR Gew.-Teile 100 100 100 100
    Ruß 1 (Wc) Gew.-Teile 5 20 8 8
    Silica (Ws) Gew.-Teile 45 25 40 40
    Haftverbesserer Gew.-Teile 4,5 2,5 4,0 4,0
    Schwefel (S) Gew.-Teile 2,3 2,3 0,9 5,4
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,75 1,4 2,6 2,6
    Schwefelgesamtgehalt Gew.-Teile 3,20 2,75 1,76 6,04
    Y-Wert der Formel (1) - 0,90 0,56 0,83 0,83
    A-Wert der-Formel (1) - 1,68 1,23 2,58 2,50
    Wert der rechten Seite der Formel (2) - 6,1 17,9 9,0 9,0
    Abriebbeständigkeit Indexwert 101 108 99 97
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Indexwert 105 105 99 101
    Rollwiderstand Indexwert 93 111 95 85
    [Tabelle 2-I]
    Vergleichsbeispiel 8 Erfindungsbeispiel 3 Erfindungsbeispiel 4 Vergleichsbeispiel 9 Vergleichsbeispiel 10
    NR Gew.-Teile 90 90 80 70 100
    IR Gew.-Teile 10 20 30
    SBR Gew.-Teile 10
    Ruß 1 (Wc) Gew.-Teile 5 5 5 5 5
    Silica (Ws) Gew.-Teile 45 45 45 45 45
    Aramidpulp MB1 Gew.-Teile
    Aramidpulp MB2 Gew.-Teile
    Haftverbesserer Gew.-Teile 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
    Schwefel (S) Gew.-Teile 2,3 2,3 2,3 2,3 1,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75
    Schwefelgesamtgehalt Gew.-Teile 3,20 3,20 3,20 3,20 1,96
    Y-Wert der Formel (1) - 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
    A-Wert der Formel (1) - 1,68 1,68 1,68 1,68 2,57
    Wert der rechten Seite der Formel (2) - 6,1 6,1 6,1 6,1 6,1
    Abriebbeständigkeit Indexwert 98 101 100 97 93
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Indexwert 107 105 103 98 78
    Rollwiderstand Indexwert 100 93 93 93 120
    [Tabelle 2-II]
    Vergleichsbeispiel 11 Erfindungsbeispiel 5 Erfindungsbeispiel 6 Erfindungsbeispiel 7
    NR Gew.-Teile 100 100 100 100
    IR Gew.-Teile
    SBR Gew.-Teile
    Ruß 1 (Wc) Gew.-Teile 5 5 5 5
    Silica (Ws) Gew.-Teile 45 45 45 45
    Aramidpulp MB1 Gew.-Teile 2,5 10
    Aramidpulp MB2 Gew.-Teile 2,5
    Haftverbesserer Gew.-Teile 4,5 4,5 4,5 4,5
    Schwefel (S) Gew.-Teile 4,0 2,3 2,3 2,3
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,75 1,75 1,75 1,75
    Schwefelgesamtgehalt Gew.-Teile 4,82 3,20 3,20 3,20
    Y-Wert der Formel (1) - 0,90 0,90 0,90 0,90
    A-Wert der-Formel (1) - 1,66 1,68 1,68 1,68
    Wert der rechten Seite der Formel (2) - 6,1 6,1 6,1 6,1
    Abriebbeständigkeit Indexwert 83 101 100 100
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Indexwert 105 107 110 107
    Rollwiderstand Indexwert 90 94 92 89
  • Die Arten von Rohmaterialien, die in den Tabellen 1 und 2 verwendet werden, sind nachstehend beschrieben.
    • • NR: Naturkautschuk, STR 20
    • • IR: Isopren-Kautschuk, Nipol IR2200, hergestellt von Zeon Corporation
    • • SBR: Styrol-Butadien-Kautschuk, Nipol 1502, hergestellt von the Zeon Corporation, nicht ölgestrecktes Produkt
    • • Ruß 1: Ruß der Güte ISAF, Show Black N234, hergestellt von Cabot Japan K.K.
    • • Silica: 1165 MP, hergestellt von Degussa
    • • Haftverbesserer: schwefelhaltiger Silan-Haftverbesserer (Schwefelgehalt: 22,5 Gew.-%), Si69, hergestellt von Degussa
    • • Aramidpulp MB1: Grundmischung, die 40 Gew.-% Aramidpulp enthält, Twaron D3500, hergestellt von Teijin, Ltd.
    • • Aramidpulp MB2: Grundmischung, die 40 Gew.-% Aramidpulp enthält, Sulflon D3515, hergestellt von Teijin, Ltd.
    • • Schwefel: mit Golden-Flower-Öl behandeltes Schwefelpulver (Schwefelgehalt: 95 Gew.-%), hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Vulkanisierungsbeschleuniger: Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger, SANTOCURE CBS, hergestellt von FLEXSYS
    Tabelle 3
    Zusammensetzung der gemeinsamen Formulierung
    Zinkoxid 3,0 pbw
    Stearinsäure 1,5 pbw
    Alterungsverzögerer 1,5 pbw
  • Die Arten von Rohmaterialien, die in Tabelle 3 verwendet werden, sind nachstehend beschrieben.
    • • Zinkoxid: Zinkoxid Typ III, hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Stearinsäure: Stearinsäurekügelchen, hergestellt von NOF Corporation
    • • Alterungsverzögerer: Antigen 6C, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Wie aus Tabellen 1 und 2 hervorgeht, wurde bestätigt, dass Schwerlast-Luftreifen, die mit den Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen der Ausführungsbeispiele 1 bis 7 hergestellt wurden, eine Ausgewogenheit von Abriebbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und niedrigem Rollwiderstand aufwiesen, die auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert wurde.
  • Außerdem, wie aus Tabelle 1 hervorgeht, beträgt der Mischanteil von Schwefel in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2 weniger als 1,5 Gewichtsteile, so dass die Vernetzungsdichte reduziert wird, und die Abriebbeständigkeit, die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der niedrige Rollwiderstand werden jeweils verringert.
  • Der Mischanteil von Schwefel in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 3 übersteigt 3,5 Gewichtsteile, und die Menge des Vulkanisierungsbeschleunigers ist klein, so dass die Vernetzungsdichte reduziert wird, und die Abriebbeständigkeit, die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der niedrige Rollwiderstand werden jeweils verringert. Der Mischanteil von Silica in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 4 übersteigt 50 Gewichtsteile, und die Zusammensetzung enthält keinen Ruß, so dass die Abriebbeständigkeit verringert wird. Der Mischanteil von Silica in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 5 beträgt weniger als 30 Gewichtsteile, so dass der Rollwiderstand verringert wird. Die Gesamtheit des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 6 beträgt weniger als 1,85 Gewichtsteile, so dass es nicht möglich ist, die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung zu verbessern. Die Gesamtheit des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 7 übersteigt 6,0 Gewichtsteile, so dass die Abriebbeständigkeit verringert wird.
  • Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, enthält die Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 8 10 Gewichtsteile SBR in dem Dienkautschuk, so dass die Abriebbeständigkeit verringert wird, und der Rollwiderstand kann nicht verbessert werden. Der Mischanteil des Naturkautschuks in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 9 beträgt weniger als 80 Gewichtsteile, und der Mischanteil des Isopren-Kautschuks übersteigt 20 Gewichtsteile, so dass die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verringert werden. Der Mischanteil von Schwefel in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 10 beträgt weniger als 1,5 Gewichtsteile, so dass die Abriebbeständigkeit, die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und der niedrige Rollwiderstand jeweils verringert werden. Der Mischanteil von Schwefel in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 11 übersteigt 3,5 Gewichtsteile, so dass die Abriebbeständigkeit verringert wird.
  • Als Nächstes wurden drei Arten von Schwerlast-Luftreifen vulkanisationsgeformt, wobei die Kautschukzusammensetzungen, die die Laufflächenprotektorabschnitte und die Unterlaufflächenabschnitte bildeten, wie in Tabelle 4 beschrieben variiert wurden (Reifen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung und Vergleichsreifen 1). Außerdem war die Rezeptur der Kautschukzusammensetzungen, die die Unterlaufflächenabschnitt bildeten, wie in Tabelle 5 beschrieben, und die Zusammensetzungen wurden durch Kneten der Bestandteile außer Schwefel und dem Vulkanisierungsbeschleuniger in einem verschlossenen 1,8-l-mixer für 5 Minuten bei 160°C, Extrudieren der Mischung als Grundmischung, Zugeben von Schwefel und dem Vulkanisierungsbeschleuniger zu der Grundmischung und Kneten der Grundmischung mit einer offenen Walze hergestellt.
  • Die erhaltenen Schwerlast-Luftreifen (Reifen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung und Vergleichsreifen 1) wurden zum Prüfen auf Abriebbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung, Rollwiderstand und Haltbarkeit verwendet. Die Testverfahren für die Abriebbeständigkeit, die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und den Rollwiderstand sind wie vorstehend beschrieben, und die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 4 als Index dargestellt, wobei der Wert von Vergleichsreifen 1 als 100 definiert ist. Außerdem wurden Haltbarkeitstests der Schwerlast-Luftreifen mit dem folgenden Verfahren durchgeführt.
  • Beständigkeit
  • Luftreifen mit einer Reifengröße von 275/80R22,5 wurden vulkanisationsgeformt, und die erhaltenen Reifen wurden auf einer Normfelge (Rad mit einer Größe von 22,5 × 8,25) montiert. Diese wurden dann an einem Trommelprüfgerät für Innenräume (Trommeldurchmesser: 1.707 mm) gemäß JIS D4230 montiert, und ein Fahrtest wurde bei einer Geschwindigkeit von 45 km/h mit einem Schräglaufwinkel von 2 Grad unter Luftdruck von 900 kPa mit einer anfänglichen Last von 33,8 kN gestartet. Nach dem Starten des Tests wurde die Last alle 24 Stunden um 10% der anfänglichen Last erhöht, und der Fahrtest wurde fortgesetzt, bis der Reifen kaputt ging. Die Fahrtstrecke bis zur Reifenpanne wurde gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Zeile „Haltbarkeit“ von Tabelle 4 als Index dargestellt, wobei der Wert von Vergleichsreifen 1 als 100 definiert war. Größere Indexwerte geben eine überlegene Haltbarkeit des Reifens an. Tabelle 4
    Vergleichsreifen 1 Reifen 1 der vorliegenden Erfindung Reifen 2 der vorliegenden Erfindung
    Kautschukzusammensetzung des Laufflächenprotektorabschnitts Vergleichsbeispiel 1 Erfindungsbeispiel 2 Erfindungsbeispiel 2
    Kautschukzusammensetzung des Unterlaufflächenabschnitts Referenzbeispiel 1 Referenzbeispiel 1 Referenzbeispiel 2
    Abriebbeständigkeit 100 101 103
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb 100 107 107
    Rollwiderstand 100 94 89
    Beständigkeit 100 106 130
    Tabelle 5
    Referenzbeispiel 1 Referenzbeispiel 2
    NR Gew.-Teile 85 85
    BR Gew.-Teile 15 15
    Ruß 2 Gew.-Teile 32
    Ruß 3 Gew.-Teile 32
    Siliciumdioxid Gew.-Teile 13 13
    Haftverbesserer Gew.-Teile 1,3 1,3
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0
    Stearinsäure Gew.-Teile 1,5 1,5
    Alterungsverzögerer Gew.-Teile 1,5 1,5
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,5 1,5
  • Die Arten von Rohmaterialien, die in Tabelle 5 verwendet werden, sind nachstehend beschrieben.
    • • NR: Naturkautschuk, STR 20
    • • BR: Butadienkautschuk; Nipol BR1220, hergestellt von Zeon Corporation
    • • Ruß 2: Niteron Nr. 300IH, hergestellt von NSCC Carbon Co., Ltd., N2SA = 120 m2/g, DBP-Absorptionszahl = 126 ml/100 g
    • • Ruß 3: SEAST 116HM, hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.; N2SA = 56 m2/g, DBP-Absorptionszahl = 158 ml/100 g
    • • Silica: Nipsil AQ, hergestellt von Tosoh Silica Corporation
    • • Haftverbesserer: Silan-Haftverbesserer, Si69, hergestellt von Evonik Degussa
    • • Zinkoxid: Zinkoxid Typ III, hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Stearinsäure: Stearinsäurekügelchen, hergestellt von NOF Corporation
    • • Antioxidationsmittel: Santoflex 6PPD, hergestellt von Flexsys
    • • Schwefel: ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower“, hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Vulkanisierungsbeschleuniger: Nocceler NS-P, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
  • Anhand der Ergebnisse von Tabelle 4 wurde bestätigt, dass Reifen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung eine Abriebbeständigkeit, eine Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung, einen Rollwiderstand und eine Haltbarkeit aufwiesen, die denen von Vergleichsreifen 1 überlegen waren.
  • Es wurden acht Arten von Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen für Baufahrzeuge, die die in Tabelle 7 beschriebenen Kompoundierungsmittel aufwiesen, als gemeinsame Formulierung und die in Tabelle 6 beschriebenen Formulierungen (Ausführungsbeispiele 8 bis 10 und Vergleichsbeispiele 12 bis 16) durch Kneten der Bestandteile außer Schwefel und dem Vulkanisierungsbeschleuniger in einem verschlossenen 1,8-l-Mischer für 5 Minuten bei 160°C, Extrudieren der Mischung als Grundmischung, Zugabe von Schwefel und dem Vulkanisierungsbeschleuniger zu der Grundmischung und dann Kneten der Grundmischung mit einer offenen Walze hergestellt. Die Gesamtmenge von Schwefel in dem Schwefel und dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer ist in der Zeile „Schwefelgesamtgehalt“ von Tabelle 6 beschrieben. Die zugegebenen Mengen der gemeinsamen Kompoundierungsmittel, die in Tabelle 7 beschrieben sind, sind als Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Dienkautschuke (100 Gewichtsteile der Nettomenge von Kautschuk), die in Tabelle 6 beschrieben sind, ausgedrückt.
  • Probenstücke wurden durch Vulkanisieren der erhaltenen acht Arten von Kautschukzusammensetzungen in Formen mit einer vorgeschriebenen Form bei 150°C für 30 Minuten hergestellt, und der Wärmeaufbau (tanδ bei 60°C) wurde anhand der dynamischen Viskoelastizität als Index gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren bewertet.
  • Wärmeaufbau (tanδ bei 60°C)
  • Mit einem Viskoelastizitätsspektrometer, hergestellt von Toyo Seiki Seisakusho, Ltd., wurde der Verlustfaktor, tanδ, bei einer Temperatur von 60°C des erhaltenen Probenstücks gemäß JIS K6394 unter Bedingungen einer anfänglichen Dehnung von 10%, einer Amplitude von ±2% und einer Frequenz von 20 Hz gemessen. Die resultierenden tanδ-Werte sind in der Zeile „Wärmeaufbau“ von Tabelle 6 als Index beschrieben, wobei der Wert von Vergleichsbeispiel 12 als 100 definiert ist. Kleinere Indexwerte geben einen kleineren Wärmeaufbau an, der Anstiege in der Reifentemperatur aufgrund von Wärmeaufbau beim Fahren mit dem Reifen unterdrückt und ein Verbessern der Haltbarkeit des Reifens ermöglicht. Außerdem bedeutet dies gleichzeitig, dass der Rollwiderstand klein ist, wenn die Zusammensetzung zum Herstellen eines Luftreifens verwendet wird.
  • Die erhaltenen acht Arten von Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen wurden in Laufflächenprotektorabschnitten verwendet, Schwerlast-Luftreifen wurden vulkanisationsgeformt, und die erhaltenen Schwerlast-Luftreifen wurden zum Prüfen der Abriebbeständigkeit und der Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung mit den folgenden Verfahren verwendet.
  • Abriebbeständigkeit
  • Luftreifen mit einer Reifengröße von 2700R49 wurden vulkanisationsgeformt, und die resultierenden Reifen wurden auf einer Normfelge (Felge mit einer Größe von 49 × 19,50 – 4,0) montiert, mit 700 kPa Luftdruck befüllt und auf dem gleichen Baufahrzeugtyp montiert. Dieses Baufahrzeug wurde wiederholt über ein bestimmtes Intervall einer Mine fahren gelassen, und als das Baufahrzeug die gleiche Strecke für jeden Reifen gefahren ist, wurde die Rillentiefe (verbleibende Rille) jeder Hauptrille gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Zeile „Abriebbeständigkeit“ als Index dargestellt, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 12 als 100 definiert ist. Größere Indexwerte für Abriebbeständigkeit geben eine bessere Abriebbeständigkeit und eine bessere Haltbarkeit des Reifens ab.
  • Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb
  • Luftreifen mit einer Reifengröße von 2700R49 wurden vulkanisationsgeformt, und die resultierenden Reifen wurden auf einer Normfelge (Felge mit einer Größe von 49 × 19,50 – 4,0) montiert, mit 700 kPa Luftdruck befüllt und auf dem gleichen Baufahrzeugtyp montiert. Das Fahrzeug wurde 3.000 Stunden in einem Zustand, in dem eine Last von 27.250 kg an jeden Reifen angelegt war, durch die Mine fahren gelassen. Das Luftprofil vor diesem Fahrtest und das Luftprofil nach diesem Fahrtest wurden verglichen, und der Wert von „(Menge der Abnutzung von Schulterrand) – (Menge der Abnutzung von äußerer Hauptrille)“ wurde gemessen und als die Menge der Schulter-Teilabnutzung (Menge ungleichmäßiger Abnutzung) verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Zeile „Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung“ als Index angegeben, wobei der Kehrwert des Werts von Vergleichsbeispiel 12 als 100 definiert ist. Größere Indexwerte der Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung geben eine bessere Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und eine bessere Haltbarkeit des Reifens an. [Tabelle 6-I]
    Vergleichsbeispiel 12 Vergleichsbeispiel 13 Vergleichsbeispiel 14 Vergleichsbeispiel 15
    NR Gew.-Teile 100 100 100 100
    Ruß 1 (Wc) Gew.-Teile 13 25 15 0
    Silica (Ws) Gew.-Teile 37 25 25 55
    Haftverbesserer Gew.-Teile 3,7 2,5 2,5 5,5
    Schwefel (S) Gew.-Teile 2,7 2,95 2,95 2,25
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,70 1,70 1,70 1,70
    Schwefelgesamtgehalt Gew.-Teile 3,53 3,51 3,51 3,49
    Y-Wert der Formel (1) - 0,74 0,50 0,63 1,00
    A-Wert der Formel (1) - 1,35 1,00 1,16 1,84
    Wert der rechten Seite der Formel (2) - 10,8 17,9 17,9 0,2
    Abriebbeständigkeit Indexwert 100 90 106 92
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Indexwert 100 91 102 93
    Wärmeaufbau (tanδ 60°C) Indexwert 100 106 107 80
    [Tabelle 6-II]
    Vergleichsbeispiel 16 Erfindungsbeispiel 8 Erfindungsbeispiel 9 Erfindungsbeispiel 10
    NR Gew.-Teile 100 100 100 100
    Ruß 1 (Wc) Gew.-Teile 5 5 10 10
    Silica (Ws) Gew.-Teile 45 45 45 37
    Haftverbesserer Gew.-Teile 4,5 4,5 4,5 3,7
    Schwefel (S) Gew.-Teile 4 2,5 2,5 2,7
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 1,70 1,70 1,7 1,7
    Schwefelgesamtgehalt Gew.-Teile 5,01 3,51 3,51 3,53
    Y-Wert der Formel (1) - 0,90 0,90 0,82 0,79
    A-Wert der Formel (1) - 1,66 1,62 1,51 1,42
    Wert der rechten Seite der Formel (2) - 6,1 6,1 6,1 10,8
    Abriebbeständigkeit Indexwert 93 100 103 100
    Beständigkeit gegen ungleichmäßigen Abrieb Indexwert 105 100 102 100
    Wärmeaufbau (tanδ 60°C) Indexwert 87 90 93 87
  • Die Arten von Rohmaterialien, die in Tabelle 6 verwendet werden, sind nachstehend beschrieben.
    • • NR: Naturkautschuk, STR 20
    • • Ruß 1: Ruß der Güte ISAF, Show Black N234, hergestellt von Cabot Japan K.K.
    • • Silica: 1165 MP, hergestellt von Degussa
    • • Haftverbesserer: schwefelhaltiger Silan-Haftverbesserer (Schwefelgehalt: 22,5 Gew.-%), Si69, hergestellt von Degussa
    • • Schwefel: mit Golden-Flower-Öl behandeltes Schwefelpulver (Schwefelgehalt: 95 Gew.-%), hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Vulkanisierungsbeschleuniger: Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger, SANTOCURE CBS, hergestellt von FLEXSYS
    [Tabelle 7]
    Zusammensetzung der gemeinsamen Formulierung
    Zinkoxid 4,0 pbw
    Stearinsäure 2,0 pbw
    Alterungsverzögerer 2,0 pbw
  • Die Arten von Rohmaterialien, die in Tabelle 7 verwendet werden, sind nachstehend beschrieben.
    • • Zinkoxid: Zinkoxid Typ III, hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Stearinsäure: Stearinsäurekügelchen, hergestellt von NOF Corporation
    • • Alterungsverzögerer: Antigen 6C, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Wie aus Tabelle 6 hervorgeht, wurde bestätigt, dass Schwerlast-Luftreifen, die mit den Kautschukzusammensetzungen für einen Schwerlast-Luftreifen der Ausführungsbeispiele 8 bis 10 hergestellt wurden, eine Ausgewogenheit von Abriebbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung und niedrigem Rollwiderstand aufwiesen, die auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert wurde.
  • Wie aus Tabelle 6 hervorgeht, beträgt der Mischanteil von Silica in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 13 weniger als 35 Gewichtsteile, was die Beziehung zwischen dem Mischanteil von Ruß und dem Mischanteil von Silica, die in Formel (2) beschrieben ist, nicht erfüllt, so dass der Rollwiderstand, die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verringert werden. Die Menge von Silica in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 14 beträgt weniger als 35 Gewichtsteile, so dass der Rollwiderstand verringert wird. Der Mischanteil von Silica in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 15 übersteigt 50 Gewichtsteile, so dass die Abriebbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung verringert werden. Der Mischanteil von Schwefel in der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 16 übersteigt 3,5 Gewichtsteile, so dass die Abriebbeständigkeit verringert wird.
  • Erklärung von Symbolen
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Laufflächenabschnitt
    7
    Laufflächenprotektor-Gummischicht (Laufflächenprotektorabschnitt)
    8
    Unterlaufflächen-Gummischicht (Unterlaufflächenabschnitt)

Claims (4)

  1. Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen, wobei die Kautschukzusammensetzung Folgendes aufweist: von 35 bis 50 Gewichtsteile Silica, von 1,5 bis 3,5 Gewichtsteile Schwefel, Ruß, einen Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleuniger und einen schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer pro 100 Gewichtsteile eines Dienkautschuks, der von 80 bis 100 Gew.-% einen Naturkautschuk und von 20 bis 0 Gew.-% einen Isopren-Kautschuk enthält; wobei eine Gesamtmenge des Schwefels und des Schwefels in dem schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer von 1,85 bis 6,0 Gewichtsteile beträgt; und ein Mischanteil des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers von A Gewichtsteilen bis 2,6 Gewichtsteile, jeweils einschließlich, beträgt, wobei A durch die folgende Formel (1) bestimmt wird: A = 0,2209S2 – 1,409S + 1,309Y + 2,579 (1) wobei in Formel (1) A eine Untergrenze des Mischanteils (Gewichtsteile) des Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigers ist, S der Mischanteil (Gewichtsteile) des Schwefels ist und Y eine positive Zahl ist, die durch Y = Ws/(Ws + Wc) bestimmt wird, wobei Ws ein Mischanteil (Gewichtsteile) des Silica ist und Wc ein Mischanteil (Gewichtsteile) des Rußes ist.
  2. Kautschukzusammensetzung für einen Schwerlast-Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei der Ruß Güteklasse ISAF oder SAF ist und der Mischanteil Wc des Rußes und der Mischanteil Ws des Silica die Beziehung der folgenden Formel (2) erfüllen: Wc ≤ 32,71 – 0,592 Ws (2) wobei in Formel (2) Ws der Mischanteil (Gewichtsteile) des Silica ist und Wc der Mischanteil (Gewichtsteile) des Rußes ist.
  3. Schwerlast-Luftreifen, der einen Laufflächenprotektor aufweist, der aus der Kautschukzusammensetzung für einen in Anspruch 1 oder 2 beschriebenen Schwerlast-Luftreifen gebildet ist.
  4. Schwerlast-Luftreifen nach Anspruch 3, wobei eine Unterlauffläche aus einer Kautschukzusammensetzung für eine Unterlauffläche gebildet ist, die von 15 bis 45 Gewichtsteile Ruß und von 3 bis 30 Gewichtsteile Silica pro 100 Gewichtsteile eines Dienkautschuks, der von 70 bis 90 Gew.-% einen Naturkautschuk und/oder einen Isopren-Kautschuk und von 30 bis 10 Gew.-% einen Butadienkautschuk und/oder einen Styrol-Butadien-Kautschuk aufweist, enthält und einen Silan-Haftverbesserer in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% der Menge des Silica enthält und wobei eine spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche N2SA des Rußes von 35 bis 85 m2/g beträgt und eine DBP-Absorptionszahl von 110 bis 200 ml/100 g beträgt.
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