DE112014002070T5

DE112014002070T5 - Kautschukzusammensetzung für Reifen

Info

Publication number: DE112014002070T5
Application number: DE112014002070.2T
Authority: DE
Inventors: Miyuki Oka; Yoshihiro Kameda
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: US20160053076A1; WO2014157335A1; DE112014002070B4; CN105073872A; US9534101B2; JP5700063B2; JP2014189704A; KR20150119456A; KR101586265B1; CN105073872B

Abstract

Es wird eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen vorgesehen, die Ton enthält und die Kautschukhärte, Festigkeit und Verarbeitbarkeit auf gleiche oder höhere Werte als herkömmlich verbessert. Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, die 30 bis 100 Gewichtsteile eines Rußes und 10 bis 80 Gewichtsteile eines anorganischen Füllstoffes pro 100 Gewichtsteile eines Dien-Kautschuks umfasst, wobei 20 bis 80% der Partikel des anorganischen Füllstoffs eine Partikelgröße von höchstens 5 µm aufweisen; und wenn ein Aluminiumgehalt in dem anorganischen Füllstoff als Gal Gew.-% definiert und ein Siliziumgehalt als Gsi Gew.-% definiert wird, ist der Aluminiumgehalt Gal 11 bis 40 Gew.-%, und ein Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) × 100 von Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium ist 15 bis 38 Gew.-%.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, die die Kautschukhärte, Festigkeit und Verarbeitbarkeit auf gleiche oder höhere Werte als herkömmlich verbessert.
Hintergrund
Herkömmlicherweise wird Ton in Kautschukzusammensetzungen für Luftreifen zum Zwecke der Sicherstellung eines Gewichtungseffekts (Kostensenkung) bzw. Formstabilität beigemischt. Jedoch haben Kautschukzusammensetzungen, die Ton anstelle von Ruß enthalten, Probleme mit verminderter Kautschukhärte und Festigkeit im Vergleich zu Kautschukzusammensetzungen, die Ruß enthalten.
Das Patentdokument 1 schlägt eine Kautschukzusammensetzung für eine Reifenlauffläche vor, die einen Ton mit einer mittleren Partikelgröße von höchstens 10 µm und Ruß mit einer spezifischen Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption, von 70 bis 300 m²/g enthält.
Jedoch kann die Verarbeitbarkeit in einer Kautschukzusammensetzung, die einen Ton mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 10 µm enthält, vermindert werden, und eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, die gleichzeitig Kautschukhärte, Festigkeit und Verarbeitbarkeit erreicht, wurde noch nicht geschaffen.
Dokument des Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2002-80638A

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen vorzusehen, die Ton enthält und die Kautschukhärte, Festigkeit und Verarbeitbarkeit auf gleiche oder höhere Werte als herkömmlich verbessert.
Mittel zur Lösung des Problems
Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung, die das oben beschriebene Ziel erreicht, umfasst 30 bis 100 Gewichtsteile eines Rußes und 10 bis 80 Gewichtsteile eines anorganischen Füllstoffes pro 100 Gewichtsteile eines Dien-Kautschuks, wobei 20 bis 80% der Partikel des anorganischen Füllstoffes eine Partikelgröße von höchstens 5 µm aufweisen; und wenn ein Aluminiumgehalt in dem anorganischen Füllstoff als Gal Gew.-% definiert und ein Siliziumgehalt als Gsi Gew.-% definiert wird, ist der Aluminiumgehalt Gal 11 bis 40 Gew.-%, und ein Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) × 100 von Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium ist 15 bis 38 Gew.-%.
Erfindungsgemäße Wirkung
Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen bestimmten anorganischen Füllstoff mit begrenztem Aluminium- und Siliziumgehalt sowie einer Partikelgröße, so dass die Kautschukhärte, Festigkeit und Verarbeitbarkeit auf gleiche oder höhere Werte als herkömmlich verbessert werden können.
Der Ruß weist vorzugsweise eine spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption, von 15 bis 40 m²/g und eine DBP-Absorption von 50 bis 120 mL/100 g auf.
In einem Luftreifen, der einen Wulstbereich aufweist und der mittels der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wurde, kann ein Luftreifen mit ausgezeichneter Reifenleistung bei gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Teilquerschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, die ein Beispiel einer Ausführungsform eines Luftreifens darstellt, bei dem eine Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Reifen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Bestes Verfahren für die Ausführung der Erfindung
1 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform eines Luftreifens, wobei eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen für einen Laufflächenbereich verwendet wird. Der Luftreifen weist einen Laufflächenbereich 1, einen Seitenwandbereich 2 und einen Wulstbereich 3 auf. Bei diesen wird die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung im Wulstbereich 3 verwendet.
In 1 sind zwei Schichten einer Karkassenschicht 4, die durch Anordnen von Cordfäden, die sich in einer radialen Reifenrichtung in einer Reifenumfangsrichtung in einem vorgegebenen Abstand erstrecken und durch Einbetten dieser Cordfäden in einer Gummischicht gebildet wurden, so angeordnet, dass sie sich zwischen den linken und rechten Wulstbereichen 3 erstrecken. Beide Enden umgeben einen Wulstfüllstoff 6 um einen Wulstkern 5, der im Wulstbereich 3 eingebettet ist, und sind in einem Reifen in axialer Richtung von innen nach außen gefaltet. Eine innere Linerschicht 7 ist von der Karkassenschicht 4 nach innen angeordnet. Zwei Schichten einer Gürtelschicht 8, die durch Anordnen von Cordfäden, die sich schräg zur Reifenumfangsrichtung in einem vorgegebenen Abstand in radialer Reifenrichtung erstrecken und durch Einbetten dieser Cordfäden in einer Gummischicht gebildet wurden, sind in einer äußeren Umfangsseite einer Karkassenschicht 4 des Laufflächenbereichs 1 angeordnet. Die Cordfäden der zwei Schichten einer Gürtelschicht 8 kreuzen interlamellär, damit sich die Neigungsrichtungen in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung gegenüberliegen. Eine Gürteldeckschicht 9 ist in einer äußeren Umfangsseite der Gürtelschichten 8 angeordnet. Der Laufflächenbereich 1 wird aus einer Laufflächengummischicht 12 an einer äußeren Umfangsseite der Gürteldeckschicht 9 gebildet. Eine Seitengummischicht 13 ist von der Karkassenschicht 4 in jedem Seitenwandbereich 2 nach außen angeordnet, und eine Felgenschutz-Gummischicht 14 wird im äußeren Bereich der Karkassenschicht 4 bereitgestellt, die wieder um jeden der Wulstbereiche 3 zurückgefaltet wird.
Die Gummikomponente der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Dien-Kautschuk. Beispiele von Dien-Kautschuke umfassen Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadienkautschuk, Styrolbutadienkautschuk, Butylkautschuk und Acrylnitril-Butadienkautschuk. Von diesen werden Naturkautschuk und Styrolbutadienkautschuk bevorzugt. Wenn der Dien-Kautschuk aus Naturkautschuk und Styrolbutadienkautschuk besteht, ist eine geeignete Zusammensetzung eine, bei der der Naturkautschuk vorzugsweise 30 bis 90 Gew.-%, mehr bevorzugt 50 bis 80 Gew.-% und der Styrolbutadienkautschuk vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-% und mehr bevorzugt 20 bis 50 Gew.-% pro 100 Gew.-% des Dien-Kautschuks beträgt.
In dieser Kautschukzusammensetzung werden Ruß und ein anorganischer Füllstoff notwendigerweise in den oben beschriebenen Dien-Kautschuk beigemischt. Die beigemischte Menge des anorganischen Füllstoffs ist 10 bis 80 Gewichtsteile und vorzugsweise 20–60 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dien-Kautschuks. Durch das Festlegen der beigemischten Menge des anorganischen Füllstoffs zu 10 bis 80 Gewichtsteilen ist es möglich, sicherzustellen, dass sich die Wirkung der Zugabe eines spezifischen anorganischen Füllstoffs in den Eigenschaften der Kautschukzusammensetzung reflektiert.
Das Verhältnis der Partikel mit einer Partikelgröße von höchstens 5 µm im anorganischen Füllstoff wird auf 20 bis 80%, und vorzugsweise 20 bis 60%, festgelegt. Indem das Verhältnis der Teilchen mit einer Teilchengröße von höchstens 5 µm auf mindestens 20% festgelegt wird, ist es möglich, die Verstärkungsleistung, wie beispielsweise die Kautschukhärte und die Festigkeit der Kautschukzusammensetzung, zu verbessern. Darüber hinaus, indem das Verhältnis der Teilchen mit einer Teilchengröße von höchstens 5 µm auf mindestens 80% festgelegt wird, ist es möglich, eine günstige Verarbeitbarkeit durch Unterdrückung von Erhöhungen der Viskosität der Kautschukzusammensetzung zu erzielen. In dieser Spezifikation wird die Partikelgröße des anorganischen Füllstoffs mit einem Laserbeugungsverfahren, basierend auf JIS 8825-1, gemessen. Darüber hinaus wurde das Verhältnis der Teilchen mit einer Teilchengröße von höchstens 5 µm durch Auffinden der kumulativen Partikelgrößenverteilung, die die Beziehung zwischen der Partikelgröße und der Anzahl der Partikel darstellt, aus der erhaltenen Messung und anschließenden Berechnung des Zahlenverhältnisses von Teilchen mit einer Teilchengröße von höchstens 5 µm bestimmt.
Darüber hinaus ist der anorganische Füllstoff ein anorganischer Füllstoff, der Aluminium und Silizium enthält. In der vorliegenden Erfindung, wenn der Aluminiumgehalt in dem anorganischen Füllstoff als Gal Gew.-% und der Siliziumgehalt als Gsi Gew.-% definiert wird, wird der Aluminiumgehalt Gal auf 11 bis 40 Gew.-% und das Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) × 100 von Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium auf 15 bis 38 Gew.-% festgelegt.
Der Aluminiumgehalt Gal des anorganischen Füllstoffs ist 11 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise 11 bis 35 Gew.-%. Durch das Festlegen des Aluminiumgehalts Gal auf mindestens 11 Gew.-% ist es möglich, die Härte der Kautschukzusammensetzung zu verbessern. Darüber hinaus ist es durch das Festlegen des Aluminiumgehalts Gal auf mindestens 40 Gew.-% möglich, die Verarbeitbarkeit der Kautschukzusammensetzung zu verbessern.
Das Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) × 100 von Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium ist 15 bis 38 Gew.-% und vorzugsweise 16 bis 35 Gew.-%. Durch das Festlegen des Verhältnisses Gal/(Gal + Gsi) × 100 auf mindestens 15 Gew.-% ist es möglich, günstige Verstärkungseigenschaften durch Erhöhen der Härte und Zugfestigkeit der Kautschukzusammensetzung zu erzielen. Darüber hinaus ist es durch das Festlegen des Verhältnisses Gal/(Gal + Gsi) × 100 auf mindestens 38 Gew.-% möglich, eine günstige Verarbeitbarkeit durch Unterdrückung von Erhöhungen der Viskosität der Kautschukzusammensetzung zu erzielen.
In dieser Spezifikation werden der Aluminiumgehalt Gal Gew.-% und der Siliziumgehalt Gsi Gew.-% in dem anorganischen Füllstoff durch Fluoreszenz-Röntgenstrahlanalyse, basierend auf JIS K0119, gemessen.
Die Art des anorganischen Füllstoffs ist nicht besonders eingeschränkt, solange es die Bereiche der Teilchengröße und Zusammensetzungen von Aluminium und Silizium, wie oben beschrieben, erfüllt. Beispiele für anorganische Füllstoffe umfassen Ton, Glimmer und Pyrophyllit-Mineralien. Von diesen wird Ton bevorzugt.
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält notwendigerweise Ruß. Die beigemischte Menge des Rußes ist 30 bis 100 Gewichtsteile und vorzugsweise 40–85 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Dien-Kautschuks. Durch das Festlegen der beigemischten Menge des Rußes auf mindestens 30 Gewichtsteile ist es möglich, die Zugfestigkeit und die Härte zu verbessern. Darüber hinaus ist es durch das Festlegen der beigemischten Menge des Rußes auf mindestens 100 Gewichtsteile möglich, eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit zu unterdrücken.
Ferner wird in der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung das Gewichtsverhältnis (anorganischer Füllstoff/Ruß) vorzugsweise auf (10/90) bis (70/30) festgelegt und mehr bevorzugt auf (30/70) bis (60/40) als das Verhältnis der beigemischten Mengen des anorganischen Füllstoffs zu Ruß. Durch das Festlegen des Gewichtsverhältnisses (anorganischer Füllstoff/Ruß) auf mindestens (10/90) ist es möglich, eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit zu unterdrücken. Darüber hinaus ist es durch das Festlegen des Gewichtsverhältnisses (anorganischer Füllstoff/Ruß) auf mindestens (70/30) möglich, die Verarbeitbarkeit zu verbessern.
Die spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption, des Rußes ist vorzugsweise 15 bis 40 m²/g und mehr bevorzugt 25 bis 35 m²/g.
Durch das Festlegen der spezifischen Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption, auf mindestens 15 m²/g ist es möglich, die Härte zu erhöhen. Darüber hinaus ist es durch das Festlegen der spezifischen Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption, auf mindestens 40 m²/g möglich, die Verarbeitbarkeit zu erhöhen. In dieser Spezifikation wird die Messung der spezifischen Oberfläche durch Stickstoffadsorption des Rußes mit einer BET-Methode basierend auf ASTM D1993-03 durchgeführt.
Die DBP-Absorption des Rußes beträgt vorzugsweise 50 bis 120 m²/g und mehr bevorzugt 80 bis 100 m²/g. Durch das Festlegen der DBP-Absorption auf mindestens 50 m²/g ist es möglich, die Zugfestigkeit und Härte zu erhöhen. Darüber hinaus ist es durch das Festlegen der DBP-Absorption auf höchstens 120 m²/g möglich, die Verschlechterung der Verarbeitbarkeit zu unterdrücken. In dieser Spezifikation wurde die DBP-Absorption des Rußes mit der BET-Methode basierend auf JIS K6217-4 gemessen.
In der vorliegenden Erfindung können andere Füllstoffe außer den oben beschriebenen begrenzten anorganischen Füllstoffen und Ruß in die Kautschukzusammensetzung beigemischt werden. Beispiele für andere Füllstoffe umfassen Talkum, Glimmer, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Titanoxid.
In der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Kautschukzusammensetzung auch verschiedene Arten von Zusatzstoffen enthalten, die üblicherweise in Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen verwendet werden, wie beispielsweise Vulkanisations- und Vernetzungsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Alterungsschutzmittel, Weichmacher, Verarbeitungshilfsstoffe, Flüssigpolymere, Terpenharze und thermohärtende Harze in einem Bereich, der das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht behindert. Diese Zusatzstoffe können mit einem üblichen Verfahren geknetet werden, um die Kautschukzusammensetzung zu bilden und können bei der Vulkanisation oder Vernetzung verwendet werden. Die beigemischte Menge dieser Zusatzstoffe kann in jedem herkömmlichen Verhältnis sein, solange das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen jeder der oben beschriebenen Komponenten unter Verwendung einer allgemein verwendeten Gummi-Knetmaschine, wie beispielsweise einem Banbury Mischer, einem Kneter und einer Walze hergestellt werden.
Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um einen Laufflächenbereich, einen Seitenwandbereich oder einen Wulstbereich eines Luftreifens zu bilden. Von diesen wird bevorzugt, den Wulstbereich mit dieser Kautschukzusammensetzung für einen Reifen zu bilden. Ein Luftreifen mit einem Wulstbereich, der mit der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wurde, besitzt eine ausgezeichnete Reifenleistung wie beispielsweise Lenkstabilität und Langlebigkeit aufgrund der hohen Kautschukhärte und Festigkeit der Kautschukzusammensetzung. Darüber hinaus kann, da die Verarbeitbarkeit der Kautschukzusammensetzung günstig ist, die Zusammensetzung bei gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden durch Anwendungsbeispiele weiter erläutert. Jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Anwendungsbeispiele beschränkt.
Beispiele
Unter Verwendung der Kompoundierungsmittel, die in Tabelle 4 als gemeinsame Formulierung gezeigt werden, wurden 14 Arten von Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen, bestehend aus den in den Tabellen 1 und 2 (Anwendungsbeispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7) gezeigten Formulierungen, außer Schwefel und Vulkanisationsbeschleuniger, in einem 1,8 L abgedichteten Mischer über 5 Minuten bei 160°C geknetet und als Masterbatch extrudiert. Der Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger wurden diesem Masterbatch zugegeben und in offenen Walzen geknetet, um die Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen herzustellen. Zu beachten ist, dass die Mengen der in Tabelle 4 gezeigten gemeinsamen Formulierungen in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Dien-Kautschuke (100 Gewichtsteile der Nettomenge des Kautschuks) ausgedrückt sind.
Die Verarbeitbarkeit der 14 Arten der erhaltenen Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen wurde durch Messung der Mooney-Viskosität mit dem nachstehend angegebenen Verfahren bewertet.
Verarbeitbarkeit (Mooney-Viskosität)
Die Mooney-Viskosität der erhaltenen Kautschukzusammensetzung wurde gemäß JIS-K6300 mit einem Mooney-Viskosimeter mit einem L-Typ-Rotor (L = groß) (Durchmesser: 38,1 mm; Dicke: 5,5 mm) unter Bedingungen mit einer Vorwärmezeit von 1 Minute, einer Rotor-Drehzeit von 4 Minuten, einer Temperatur von 100°C und einer Drehzahl von 2 U/min, gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in den Zeilen „Verarbeitbarkeit“ der Tabellen 1 und 2 als Indexwerte, mit dem Wert des Vergleichsbeispiels 1 als ein Index von 100 ausgedrückt, gezeigt. Kleinere Werte dieses Index bedeuten, dass die Viskosität kleiner und die Verarbeitbarkeit besser ist.
Vulkanisierte Gummiprüfmuster wurden durch Druckvulkanisieren der erhaltenen 14 Arten von Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen in einer Form mit einer vorgegebenen Form über 20 Minuten bei 160°C hergestellt. Anschließend wurden Kautschukhärte und Zugfestigkeit gemäß den im Folgenden beschriebenen Verfahren gemessen.
Kautschukhärte
Gemäß JIS K6253 wurde ein Durometer Typ A verwendet, um die Kautschukhärte der erhaltenen vulkanisierten Gummiprüfmuster bei einer Temperatur von 20°C zu messen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in den Zeilen „Kautschukhärte“ der Tabellen 1 und 2 als Indexwerte, mit dem Wert des Vergleichsbeispiels 1 als ein Index von 100 ausgedrückt, gezeigt. Höhere Indexwerte bedeuten, dass die Kautschukhärte hoch ist und die mechanischen Eigenschaften sehr gut sind und die Lenkstabilität ausgezeichnet ist, wenn diese in einem Luftreifen gebildet werden.
Zugfestigkeit

JIS # 3 hantelförmige Prüfmuster (Dicke: 2 mm) wurden aus den erhaltenen vulkanisierten Gummiprüfmustern gemäß JIS K6251 gestanzt. Der Test wurde bei 20°C mit einer Zugkraft von 500 mm/min durchgeführt und die Zugfestigkeit gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in den Zeilen „Zugfestigkeit“ der Tabellen 1 und 2 als Indexwerte, mit dem Wert des Vergleichsbeispiels 1 als ein Index von 100 ausgedrückt, gezeigt. Höhere Indexwerte bedeuten, dass die Zugfestigkeit höher ist und die mechanischen Eigenschaften sehr gut und die Abriebbeständigkeit und Lenkstabilität ausgezeichnet sind, wenn diese in einem Luftreifen gebildet werden. [Tabelle 1-I]

		Vergleichsbeispiel 1	Anwendungsbeispiel 1	Anwendungsbeispiel 2	Anwendungsbeispiel 3
NK	Gew.-Teile	60	60	60	60
SBK	Gew.-Teile	40	40	40	40
Ruß 1	Gew.-Teile	50	50	50	50
Ruß 2	Gew.-Teile
Anorganischer Füllstofftyp	Gew.-Teile	Ton 3	Ton 6	Ton 7	Ton 8
Beigemischte Menge des anorganischen Füllstoffs	Gew.-Teile	50	50	50	50
Verarbeitbarkeit	Indexwert	100	98	97	99
Kautschukhärte	Indexwert	100	101	109	108
Zugfestigkeit	Indexwert	100	105	110	112

[Tabelle 1-II]

		Anwendungsbeispiel 4	Anwendungsbeispiel 5	Anwendungsbeispiel 6	Anwendungsbeispiel 7
NK	Gew.-Teile	60	60	60	60
SBK	Gew.-Teile	40	40	40	40
Ruß 1	Gew.-Teile	50		30	60
Ruß 2	Gew.-Teile		50
Anorganischer Füllstofftyp	Gew.-Teile	Ton 9	Ton 7	Ton 7	Ton 7
Beigemischte Menge des anorganischen Füllstoffs	Gew.-Teile	50	50	75	40
Verarbeitbarkeit	Indexwert	95	110	95	100
Kautschukhärte	Indexwert	104	112	101	110
Zugfestigkeit	Indexwert	108	111	100	111

[Tabelle 2-I]

		Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
NK	Gew.-Teile	60	60	60
SBK	Gew.-Teile	40	40	40
Ruß 1	Gew.-Teile	50	50	50
Ruß 2	Gew.-Teile
Anorganischer Füllstofftyp	Gew.-Teile	Ton 1	Ton 2	Ton 4
Beigemischte Menge des anorganischen Füllstoffs	Gew.-Teile	50	50	50
Verarbeitbarkeit	Indexwert	100	99	110
Kautschukhärte	Indexwert	98	99	115
Zugfestigkeit	Indexwert	97	93	115

[Tabelle 2-II]

		Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 6	Vergleichsbeispiel 7
NK	Gew.-Teile	60	60	60
SBK	Gew.-Teile	40	40	40
Ruß 1	Gew.-Teile	50	100
Ruß 2	Gew.-Teile
Anorganischer Füllstofftyp	Gew.-Teile	Ton 5		Ton 7
Beigemischte Menge des anorganischen Füllstoffs	Gew.-Teile	50	Kein	100
Verarbeitbarkeit	Indexwert	110	130	90
Kautschukhärte	Indexwert	107	120	95
Zugfestigkeit	Indexwert	110	115	94

Die Arten von Rohstoffen, die in den Tabellen 1 und 2 verwendet werden, sind im Folgenden gezeigt.

– NK: Naturkautschuk, STR-20
– SBK: Emulsionspolymerisation Styrolbutadienkautschuk; Nipol 1502 hergestellt von Zeon Corporation
– Ruß 1: spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption (BET), von 35 m²/g, DBP-Absorption von 85 mL/100 g, N660, hergestellt von NSCC Carbon Co., Ltd. (Niteron # GN)
– Ruß 2: spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption (BET), von 90 m²/g, DBP-Absorption von 122 mL/100 g, N339 (THAIBLACK N339) hergestellt von THAI CARBON BLACK PUBLICK CO.
– Tone 1–9: Tone mit den Verhältnissen von Teilchen mit einer Partikelgröße von höchstens 5 µm, und die chemischen Zusammensetzungen einschließlich des Aluminiumgehalts und das Verhältnis von Aluminium zur Gesamtmenge von Aluminium und Silizium sind in Tabelle 3 gezeigt

	Partikelgröße µm	Al-Gehalt Gal Gew.-%	Al-Verhältnis in der Menge von Al und Si Gal/(Gal + Gsi) × 100 Gew.-%	Anorganischer Füllstoff Produktname
Ton 1	16,1	10,4	10	Catalpo Y hergestellt von Sanyo Clay Industrial Co., Ltd.
Ton 2	19,9	7,8	14	T Clay hergestellt von Saitama Mining Co., Ltd.
Ton 3	36,1	9,6	14	Catalpo Y2 hergestellt von Sanyo Clay Industrial Co., Ltd.
Ton 4	97,1	28,8	39	Suprex hergestellt von Kentucky, Tennessee Clay
Ton 5	38,5	31,4	39	Franlin R hergestellt von Kentucky, Tennessee Clay
Ton 6	25,5	13,0	16	Catalpo YK hergestellt von Sanyo Clay Industrial Co., Ltd.
Ton 7	23,7	28,7	35	Eckalite 120 hergestellt von Imerys Performance Minerals
Ton 8	25,6	31,4	38	Hydrite Flat DS hergestellt von Imerys Performance Minerals
Ton 9	48,0	14,3	16	Union Clay hergestellt von Sobue Clay Co., Ltd.

Gemeinsame Formulierung der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen
Zinkoxid	3,0 Gew.-Teile
Stearinsäure	2,0 Gew.-Teile
Öl	12,5 Gew.-Teile
Schwefel	2,5 Gew.-Teile
Vulkanisationsbeschleuniger	1,5 Gew.-Teile

Die Arten von Rohstoffen, die in Tabelle 4 verwendet werden, sind im Folgenden gezeigt.

• Zinkoxid: Zinkoxid III, hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd.
• Stearinsäure: Beads Stearic Acid YR (hergestellt von NOF Corp.)
• Öl: Extrakt Nr. 4S, hergestellt von Showa Shell Sekiyu K.K.
• Schwefel: Öl behandelter Schwefel, hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.
• Vulkanisationsbeschleuniger: Nocceler CZ-G, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Wie in Tabelle 1 deutlich gezeigt, wurde bestätigt, dass die Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen nach den Anwendungsbeispielen 1 bis 7 die Verarbeitbarkeit, Kautschukhärte und Zugfestigkeit auf gleiche oder höhere Werte als herkömmlich verbessern.
Im Gegensatz dazu ist in der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Vergleichsbeispiel 1 der Aluminiumgehalt Gal von Ton 3 weniger als 11 Gew.-% und das Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) aus Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium weniger als 15 Gew.-%, deshalb ist es nicht möglich, die Verarbeitbarkeit, Kautschukhärte und Zugfestigkeit wie im Falle der Kautschukzusammensetzungen von Anwendungsbeispielen 1 bis 4 zu verbessern.
In den Kautschukzusammensetzungen für einen Reifen nach den Vergleichsbeispielen 2 und 3 ist der Aluminiumgehalt Gal von Ton 1 und 2 weniger als 11 Gew.-%, das Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) aus Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium weniger als 15 Gew.-% und das Verhältnis von Teilchen, die eine Partikelgröße von höchstens 5 µm haben, beträgt weniger als 20%, deshalb ist es nicht möglich, die Verarbeitbarkeit und Kautschukhärte zu verbessern, und die Zugfestigkeit ist vermindert.
In der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Vergleichsbeispiel 4, ist das Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) von Aluminium in Ton 4 größer als 38 Gew.-% und das Verhältnis von Teilchen, die eine Partikelgröße von höchstens 5 µm haben, ist größer als 80%, deshalb ist die Verarbeitbarkeit vermindert.
In der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Vergleichsbeispiel 5 ist das Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) von Aluminium in Ton 5 größer als 38 Gew.-%, deshalb ist die Verarbeitbarkeit vermindert.
Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Vergleichsbeispiel 6 enthält keinen spezifischen Ton, sondern nur Ruß, deshalb ist die Verarbeitbarkeit vermindert.
Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Vergleichsbeispiel 7 enthält keinen Ruß, deshalb sind die Zugfestigkeit und die Härte vermindert.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenbereich
2: Seitenwandbereich
3: Wulstbereich
4: Karkassenschicht
5: Wulstkern
6: Wulstfüllstoff
7: Innere Linerschicht
8: Gürtelschicht
9: Gürteldeckschicht

Claims

Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, die 30 bis 100 Gewichtsteile eines Rußes und 10 bis 80 Gewichtsteile eines anorganischen Füllstoffes pro 100 Gewichtsteile eines Dien-Kautschuks umfasst, wobei 20 bis 80% der Partikel des anorganischen Füllstoffs eine Partikelgröße von höchstens 5 µm aufweisen; und wenn ein Aluminiumgehalt in dem anorganischen Füllstoff als Gal Gew.-% definiert und ein Siliziumgehalt als Gsi Gew.-% definiert wird, ist der Aluminiumgehalt Gal 11 bis 40 Gew.-%, und ein Verhältnis Gal/(Gal + Gsi) × 100 von Aluminium zu einer Gesamtmenge von Aluminium und Silizium ist 15 bis 38 Gew.-%.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1, wobei eine spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption, 15 bis 40 m²/g und eine DBP-Absorption 50 bis 120 mL/100 g beträgt.
Luftreifen umfassend einen Wulstbereich, der mit der in Anspruch 1 oder 2 beschriebenen Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gebildet wird.