DE112017000999B4

DE112017000999B4 - Kautschukzusammensetzung für Reifen, vulkanisiertes Produkt und Verwendung des vulkanisierten Produkts in einem Luftreifen

Info

Publication number: DE112017000999B4
Application number: DE112017000999.5T
Authority: DE
Inventors: Kazushi Kimura; Hirokazu Kageyama; Satoshi Mihara
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: US11180641B2; JP2017149885A; JP6241487B2; WO2017146107A1; CN108473727B; CN108473727A; US20190062536A1; DE112017000999T5

Abstract

Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, wobei die Kautschukzusammensetzung Folgendes umfasst:
(i) ein schwefelvulkanisierbares Elastomer;
(ii) Ruß und/oder einen weißer Füllstoff; und
(iii) ein Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzter Struktur; wobei das Mikropartikel ein durch dreidimensionales Vernetzen eines Polymers erhaltenes Mikropartikel ist, gebildet aus einem Oligomer oder Präpolymer, das eine durch zwei oder mehr Schwefelatome in einer Hauptkette gebildete Sulfidbindung aufweist und/oder das eine Thiolgruppe aufweist,
wobei die Kautschukzusammensetzung pro 100 Massenteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers von 1 bis 120 Massenteile des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und von 1 bis 50 Massenteile des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur umfasst,
wobei das Mikropartikel mit der dreidimensional vernetzten Struktur eine Verbundsubstanz ist, enthaltend mindestens einen Teil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und/oder eines anderen organischen Mikropartikels.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, ein vulkanisiertes Produkt und die Verwendung des vulkanisierten Produkts in einem Luftreifen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kautschukzusammensetzung, wobei die Kautschukzusammensetzung ein neuartiges organisches Mikropartikel mit einer vernetzten Struktur enthält.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurden Luftreifen mit höherer Leistung entwickelt und verschiedene Studien wurden ausgeführt, während Steigerung in mechanischen Eigenschaften, insbesondere Zugspannung und Rückprallelastizität, von Kautschukzusammensetzungen für Reifen verlangt wurde.
Patentdokumente 1 und 2 schlagen Vermischen von dreidimensionalen vernetzten Mikropartikeln in Kautschukzusammensetzungen für Reifen vor. Die dreidimensional vernetzten Mikropartikel sind vorteilhaft, um die Leistung auf Eis und Abriebbeständigkeit von spikelosen Reifen aufgrund der geringen JIS A Härte zu steigern. Andererseits, wenn die dreidimensionalen vernetzten Mikropartikel vermischt werden, gibt es ein Problem, dass es nicht möglich ist, Zugspannung und Rückprallelastizität von Kautschukzusammensetzungen zu verbessern und zu steigern. Patentdokument 3, bei dem es sich um einen nachveröffentlichten Stand der Technik im Sinne des § 3(2)/S.3 PatG handelt, offenbart eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, umfassend 1 bis 100 Massenteile eines organischen Mikropartikels mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,001 bis 100 µm und mit einer vernetzten Struktur pro 100 Massenteile eines Dienkautschuks, wobei das organische Mikropartikel ein vernetztes Mikropartikel eines Copolymers ist, das aus mindestens zwei Arten von Segmenten mit Wiederholungseinheiten gebildet ist, die sich voneinander unterscheiden, wobei die mindestens zwei Arten von Segmenten aus einem Oligomer oder Präpolymer mit einer funktionellen Gruppe und mit einem Molekulargewicht von 500 bis 20000 gebildet sind, und wobei die funktionelle Gruppe eine vernetzte Struktur zwischen den mindestens zwei Arten von Segmenten bildet. Patentdokument 4 offenbart eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, umfassend 100 Masseteile eines Dienkautschuks (A), 30 bis 100 Masseteile Ruß und/oder weißen Füllstoff (B), 0,3 bis 30 Masseteile eines vernetzbaren Oligomers oder Polymers (C) und 0,1 bis 12 Masseteile dreidimensional vernetzter Feinpartikel (D) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 200 µm. Bei den Feinpartikeln (D) handelt es sich um Feinpartikel auf Polysulfidbasis. Der Anteil der Feinpartikel (D) beträgt 1 bis 50 Massenprozent in Bezug auf die Gesamtmasse des vernetzbaren Oligomers oder Polymers (C) und der Feinpartikel (D).
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP 2015-067635 A
Patentdokument 2: JP 2015-067636 A
Patentdokument 3: DE 11 2017 000 788 T5
Patentdokument 4: JP 2014-062141 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereitzustellen, durch welche Zugspannung und Rückprallelastizität auf Niveaus gleich dem Stand der Technik oder darüber hinaus gesteigert werden, während Verringerungen in Reißfestigkeit und Reißdehnung unterdrückt werden.
Lösung des Problems
Die Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das obenstehend beschriebene Ziel erreicht, ist eine Kautschukzusammensetzung, die Folgendes beinhaltet: (i) ein schwefelvulkanisierbares Elastomer, (ii) Ruß und/oder einen weißen Füllstoff und (iii) ein Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur; wobei das Mikropartikel ein durch dreidimensionales Vernetzen eines Polymers, gebildet aus einem Oligomer oder Präpolymer, erhaltenes Mikropartikel ist, das eine durch zwei oder mehr Schwefelatome in einer Hauptkette gebildete Sulfidbindung aufweist und/oder das eine Thiolgruppe aufweist, wobei die Kautschukzusammensetzung pro 100 Massenteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers von 1 bis 120 Massenteile des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und von 1 bis 50 Massenteile des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur umfasst, wobei das Mikropartikel mit der dreidimensional vernetzten Struktur eine Verbundsubstanz ist, enthaltend mindestens einen Teil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und/oder eines anderen organischen Mikropartikels.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Zugspannung und Rückprallelastizität auf Niveaus gleich dem Stand der Technik oder darüber hinaus gesteigert werden, während Verringerungen in Reißfestigkeit und Reißdehnung unterdrückt werden, weil die Kautschukzusammensetzung ein neuartiges Mikropartikel enthält, erhalten durch dreidimensionales Vernetzen eines Polymers, gebildet aus einem Oligomer oder Präpolymer, wobei das Oligomer oder Präpolymer ein organisches Mikropartikel ist, das eine Sulfidbindung aufweist, gebildet aus zwei oder mehr Schwefelatomen in einer Hauptkette, und/oder das eine Thiolgruppe aufweist, wobei die Kautschukzusammensetzung pro 100 Massenteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers von 1 bis 120 Massenteile des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und von 1 bis 50 Massenteile des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur umfasst, wobei das Mikropartikel mit der dreidimensional vernetzten Struktur eine Verbundsubstanz ist, enthaltend mindestens einen Teil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und/oder eines anderen organischen Mikropartikels.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Oligomer oder Präpolymer ferner die Sulfidbindung und/oder die Thiolgruppe enthalten, und eine funktionelle Gruppe außer der Thiolgruppe; und das Mikropartikel kann eine dreidimensional vernetzte Struktur aufweisen, gebildet durch Einfügen von mindestens einer ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Sulfidbindung und/oder der Thiolgruppe und der funktionellen Gruppe außer der Thiolgruppe. Die funktionelle Gruppe außer der Thiolgruppe ist vorzugsweise mindestens eine ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Hydroxylgruppe, einer Isocyanatgruppe, einer Aminogruppe, einer Glycidylgruppe, einer Silanolgruppe, einer Alkoxysilylgruppe, einer Vinylgruppe und einer (Meth)acryloylgruppe. Das zahlengemittelte Molekulargewicht des Oligomers oder Präpolymers beträgt vorzugsweise von 500 bis 20000. Die durchschnittliche Partikelgröße des Mikropartikels, das die dreidimensional vernetzte Struktur ausmacht, kann von 0,001 bis 100 µm reichen.
Die Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält pro 100 Massenteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers von 1 bis 120 Massenteile des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs, und von 1 bis 50 Massenteile des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur.
Die vernetzte Struktur des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur kann eine vernetzte Struktur sein, die gebildet wird durch Erlauben der funktionellen Gruppe, die Polymere in mindestens einem Dispersionsmedium, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasser, einem organischen Lösemittel, einem nichtreaktiven Lösemittel und dem schwefelvulkanisierbaren Elastomer, zu vernetzen. Das Mikropartikel mit der dreidimensional vernetzten Struktur ist eine Verbundsubstanz, enthaltend mindestens einen Teil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und/oder eines anderen organischen Mikropartikels.
Ein vulkansiertes Produkt der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in Luftreifen und insbesondere in Reifenlaufflächenabschnitten verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht in einer Reifenmeridianrichtung, die ein Beispiel einer Ausführungsform eines Luftreifens veranschaulicht, in welchem ein vulkanisiertes Produkt einer Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein in 1 veranschaulichter Luftreifen weist einen Laufflächenabschnitt 1, einen Seitenwandabschnitt 2 und einen Reifenwulstabschnitt 3 auf. Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen den linken und rechten Reifenwulstabschnitten 3 und 3 montiert, und jedes Ende der Karkassenschicht 4 sind von der inneren Seite zur äußeren Seite des Reifenwulstkerns um den Reifenwulstkern 5 herum zurückgefaltet. Eine Gürtelschicht 6 ist auf der Außenseite in der Reifenradialrichtung der Karkassenschicht 4 in dem Laufflächenabschnitt 1 angebracht, und ein Laufflächenkautschuk 7 ist auf der äußeren Seite der Gürtelschicht 6 angebracht. Ein vulkanisiertes Produkt der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise in dem Laufflächenkautschuk 7 oder dem Seitenwandabschnitt 2 verwendet werden. Unter diesen wird die Anwendung im Laufflächenkautschuk 7 besonders bevorzugt.
(i) Schwefelvulkanisierbares Elastomer
In der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kautschukbestandteil ein schwefelvulkanisierbares Elastomer mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in seiner Hauptkette. Beispiele des schwefelvulkanisierbaren Elastomers beinhalten Naturkautschuk (NK), Isoprenkautschuk (IK), StyrolButadien-Kautschuk (SBK), Butadienkautschuk (BK), Acrylnitril-Butadienkautschuk (NBK), Butylkautschuk (IIK), chlorierten Butylkautschuk (CI-IIK), bromierten Butylkautschuk (Br-IIK), Chloroprenkautschuk (CK) und dergleichen, und eine einzelne Art oder ein Gemisch nach eigenem Ermessen kann verwendet werden. Außerdem können ein Olefinkautschuk wie Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), Styrol-Isoprenkautschuk, Styrol-Isopren-Butadienkautschuk und Isopren-Butadienkautschuk vermischt werden. Unter diesen sind Naturkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Butadienkautschuk und Butylkautschuk als schwefelvulkanisierbares Elastomer bevorzugt.
(ii) Ruß und/oder weißer Füllstoff
Die Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält Ruß und/oder einen weißen Füllstoff. Indem man den Mikropartikeln mit der dreidimensional vernetzten Struktur erlaubt, zusammen mit dem Ruß und/oder dem weißen Füllstoff eingebunden zu sein, können überlegene Zugspannung und Rückprallelastizität der Kautschukzusammensetzung für Reifen erzielt werden.
Beispiele für den Ruß beinhalten Furnace-Ruße wie SAF, ISAF, HAF, FEF, GPE und SRF, und einer von diesen kann allein verwendet werden oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden.
Die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche (N₂SA) des Rußes ist nicht besonders eingeschränkt, aber beträgt vorzugsweise von 10 bis 300 m²/g, mehr bevorzugt von 20 bis 200 m²/g und noch mehr bevorzugt von 50 bis 150 m²/g. In der vorliegenden Beschreibung wird die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche in Übereinstimmung mit JIS K 6217-2 gemessen.
Beispiele für den weißen Füllstoff sind Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Talk, Tonerde, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Titanoxid und Calciumsulfat. Von diesen ist Siliciumdioxid bevorzugt. Einer dieser weißen Füllstoffe kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten von diesen weißen Füllstoffen können in Kombination verwendet werden.
Beispiele für das Siliciumdioxid beinhalten nasses Siliciumdioxid (wässrige Kieselsäure), trockenes Siliciumdioxid (Kieselsäureanhydrid), Calciumsilicat, Aluminiumsilicat. Von diesen ist nasses Siliciumdioxid bevorzugt. Eines dieser Siliciumdioxide kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten von diesen Siliciumdioxiden können in Kombination verwendet werden.
Das in die Kautschukzusammensetzung für Reifen kompoundierte Siliciumdioxid weist vorzugsweise die spezifische CTAB-Adsorptionsoberfläche von 50 bis 300 m²/g, mehr bevorzugt von 70 bis 250 m²/g und noch mehr bevorzugt von 90 bis 200 m²/g auf. Die CTABspezifische Adsorptionsoberfläche des Siliciumdioxids wird in Übereinstimmung mit JIS K 6217-3 gemessen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Mischanteil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs in Bezug auf die Gesamtmenge des Rußes und des weißen Füllstoffs von 1 bis 120 Massenteile, vorzugsweise von 5 bis 110 Massenteile und mehr bevorzugt von 10 bis 100 Massenteile pro 100 Massenteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers.
Wenn das Siliciumdioxid in die Kautschukzusammensetzung für Reifen gemischt wird, wird es bevorzugt, einen Silan-Haftverbesserer zusammen mit dem Siliciumdioxid zu vermischen, weil die Dispergierbarkeit des Siliciumdioxids in dem schwefelvulkanisierbaren Elastomer gesteigert werden kann. Der Mischanteil des Silan-Haftverbesserers beträgt vorzugsweise von 3 bis 15 Massen-% und mehr bevorzugt von 4 bis 10 Massen-%, bezogen auf den Mischanteil Siliciumdioxid. Wenn der Mischanteil des Silan-Haftverbesserers weniger als 3 Massen-% beträgt, kann die Dispergierbarkeit des Siliciumdioxids nicht ausreichend gesteigert werden. Außerdem, wenn der Mischanteil des Silan-Haftverbesserers größer ist als 15 Massen-%, aggregieren und kondensieren die Silan-Haftverbesserer, und die gewünschten Auswirkungen können nicht erzielt werden.
Es liegt keine besondere Einschränkung hinsichtlich der zu verwendenden Art von Silan-Haftverbesserer vor, doch es werden schwefelhaltige Silan-Haftverbesserer bevorzugt. Beispiele der schwefelhaltigen Silan-Haftverbesserer beinhalten Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Bis-(3-triethoxysilylpropyl)disulfid, 3-Trimethoxysilylpropylbenzothiazoltetrasulfid, γ-Mercaptopropyltriethoxysilan und 3-Octanoylthiopropyltriethoxysilan.
(iii) Mikropartikel mit dreidimensional vernetzter Struktur
In der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur in das obenstehend beschriebene schwefelvulkanisierbare Elastomer gemischt. Durch Vermischen der Mikropartikel kann Zugspannung und Rückprallelastizität auf Niveaus gleich dem Stand der Technik und darüber hinaus gesteigert werden, während Verringerungen der Reißfestigkeit und Reißdehnung der Kautschukzusammensetzung für Reifen unterdrückt werden.
Der Mischanteil des Mikropartikels mit einer dreidimensional vernetzten Struktur beträgt 1 bis 50 Massenteile, vorzugsweise von 2 bis 40 Massenteile und mehr bevorzugt von 4 bis 30 Massenteile pro 100 Massenanteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers. Wenn der Mischanteil des Mikropartikels mit einer dreidimensional vernetzten Struktur weniger als 1 Massenteil beträgt, kann die Auswirkung des Steigerns von Zugspannung und Rückprallelastizität nicht ausreichend erzielt werden. Außerdem können die Kosten der Kautschukzusammensetzung für Reifen höher sein, wenn der Mischanteil des Mikropartikels mit einer dreidimensional vernetzten Struktur größer ist als 50 Massenteile.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die durchschnittliche Partikelgröße der Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur vorzugsweise von 0,001 bis 100 µm, mehr bevorzugt von 0,002 bis 20 µm und noch mehr bevorzugt von 0,005 bis 5 µm, und besonders bevorzugt von 0,01 bis 1 µm. Wenn die durchschnittliche Partikelgröße der Mikropartikel mit dreidimensional vernetzten Strukturen weniger als 0,001 µm beträgt, ist die Dispergierbarkeit des schwefelvulkanisierbaren Elastomers verringert. Außerdem, wenn die durchschnittliche Partikelgröße der Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur größer als 100 µm ist, können Zugspannung und Rückprallelastizität nicht ausreichend gesteigert werden. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich durchschnittliche Partikelgröße auf einen durchschnittlichen Wert von äquivalenten Kreisdurchmessern, gemessen unter Verwendung eines Lasermikroskops. Zum Beispiel kann die Messung unter Verwendung des Laserbeugungsstreuung-Partikelgrößenverteilungsanalysiergeräts LA-300 (erhältlich von Horiba, Ltd.) oder des Lasermikroskops VK-8710 (erhältlich von Keyence Corporation) durchgeführt werden.
Das Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur ist ein durch dreidimensionales Vernetzen eines aus einem Oligomer oder Präpolymer gebildeten Polymers erhaltenes Mikropartikel. Dieses Polymer wird aus einem Oligomer oder Präpolymer mit einer aus zwei oder mehr Schwefelatomen in seiner Hauptkette gebildeten Sulfidbindung und/oder einem Oligomer oder Präpolymer mit einer Thiolgruppe gebildet.
Die aus zwei oder mehr Schwefelatomen gebildete Sulfidbindung ist eine Bindung, an welche zwei oder mehr Schwefelatome gebunden sind, wie Disulfidbindungen, Trisulfidbindungen und Tetrasulfidbindungen (hiernach auch als „Polysulfidbindung“ bezeichnet). Beispiele des Oligomers oder Präpolymers mit der Polysulfidbindung in der Hauptkette beinhalten flüssige Polysulfidpolymere, Polyether mit Disulfidbindungen und Blockpolymere eines Polysulfidpolymers und eines Polyethers. Außerdem ist es auch möglich, ein Molekül einer Verbindung mit einer Disulfidbindung durch Oxidation von zwei Molekülen von Thiolverbindungen zu bilden. Außerdem beinhalten Beispiele der Verbindung mit einer Tetrasulfidbindung Dipentamethylenthiuramtetrasulfid, benzimidazolylbasierte Tetrasulfidverbindungen und tetrasulfidbasierte Silan-Haftverbesserer. Insbesondere ist es auch möglich, einen tetrasulfidbasierten Silan-Haftverbesserer zu verschiedenen Oligomer oder Präpolymer durch die Modifikation durch die Silanolkondensation hinzuzufügen. Außerdem weist das Oligomer oder Präpolymer mit einer Thiolgruppe eine Thiolgruppe an seinem Terminus oder in seiner Seitenkette der Molekülkette auf. Beispiele davon beinhalten Monomercaptoverbindungen wie Alkylmercaptan und Mercaptosilan, und Polymere mit einer Mercaptogruppe einer polyfunktionellen Thiolverbindung. Es gilt zu beachten, dass diese Polysulfidbindungen und Thiolgruppen am Vernetzen eines Copolymers, das das Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur ausmacht, teilnehmen können.
Das Oligomer oder Präpolymer mit einer Polysulfidbindung und/oder einer Thiolgruppe weist ferner funktionelle Gruppen außer der Thiolgruppe und der Polysulfidbindung auf, und die dreidimensional vernetzte Struktur wird dadurch gebildet, dass diesen funktionellen Gruppen erlaubt wird, an dem Vernetzen teilzunehmen.
Die in dem Oligomer und dem Präpolymer enthaltene funktionelle Gruppe außer der Thiolgruppe kann eine funktionelle Gruppe sein, die von dem Monomer oder einer in ein Polymer eingeführten funktionellen Gruppe abgeleitet ist. Bevorzugte Beispiele der Art von funktioneller Gruppe beinhalten eine Carboxylgruppe, eine Epoxygruppe, eine Glycidylgruppe, eine Acylgruppe, eine Vinylgruppe, eine (Meth)acryloylgruppe, eine Säureanhydridgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Silanolgruppe, eine Alkoxysilylgruppe, eine Aminogruppe und eine Isocyanatgruppe. Mehr bevorzugt ist die funktionelle Gruppe vorzugsweise mindestens eine ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Hydroxylgruppe, einer Isocyanatgruppe, einer Aminogruppe, einer Glycidylgruppe, einer Silanolgruppe, einer Alkoxysilylgruppe, einer Vinylgruppe und einer (Meth)acryloylgruppe.
Die in dem Oligomer und Präpolymer enthaltene funktionelle Gruppe macht mindestens einen Teil der vernetzten Struktur aus, in welcher Polymere, die das Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur ausmachen, aneinander gebunden sind. Die vernetzte Struktur kann eine Struktur sein, in welcher die obenstehend beschriebene funktionelle Gruppe benachbarte Polymere direkt verbindet, oder die funktionelle Gruppe kann durch Wirken auf ein separat hinzugefügtes Vernetzungsmittel eine vernetzte Struktur bilden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt das zahlengemittelte Molekulargewicht des obenstehend beschriebenen Oligomers und Präpolymers vorzugsweise von 500 bis 20000, mehr bevorzugt von 500 bis 15000 und noch mehr bevorzugt von 1000 bis 10000. Wenn das zahlengemittelte Molekulargewicht des Oligomers und des Präpolymers weniger als 500 beträgt, können physikalische Eigenschaften der Kautschukzusammensetzung für Reifen nicht ausreichend gesteigert werden. Außerdem wird es schwierig, die Partikelgröße anzupassen, wenn das Mikropartikel gebildet wird, wenn das zahlengemittelte Molekulargewicht des Oligomers und des Präpolymers größer ist als 20000. In der vorliegenden Beschreibung wird das zahlengemittelte Molekulargewicht durch Gelpermeationschromatographie (GPC) auf Basis von Kalibrierung mit Polystyrolstandards gemessen.
Das Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur, dass in die Kautschukzusammensetzung für Reifen compoundiert wird, ist ein Mikropartikel, das durch Vernetzen eines Polymers, zu welchem ein Oligomer oder Präpolymer mit einer Polysulfidbindung und/oder einer Thiolgruppe und einer funktionellen Gruppe in einem Dispersionsmedium, gebildet aus Wasser, einem organischen Lösemittel, einem nichtreaktiven Lösemittel oder einem schwefelvulkanisierbaren Elastomer, durch Verwenden einer funktionellen Gruppe hinzugefügt wird; oder durch Bilden eines Polymers durch Hinzufügen eines Oligomers oder Präpolymers in diese Dispersionsmedien und anschließendem Vernetzen davon gebildet wird.
Wenn das Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur zubereitet wird, wird die vernetzte Struktur vorzugsweise durch Vernetzen der durch die funktionelle Gruppe des Oligomers und des Präpolymers zu bindenden Polymere in einem Dispersionsmedium, gebildet aus Wasser, einem organischen Lösemittel oder einem nichtreaktiven Lösemittel, gebildet.
Als Alternative, wenn das Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur zubereitet wird, wird die vernetzte Struktur vorzugsweise durch Vernetzen der durch die funktionelle Gruppe des Oligomers und des Präpolymers in einem Dispersionsmedium, gebildet aus einem Kautschukbestandteil, zu bindenden Segmente gebildet. Es gilt zu beachten, dass der in dem Dispersionsmedium verwendete Kautschukbestandteil die Art sein kann, die die gleiche ist wie mindestens ein Teil des schwefelvulkanisierbaren Elastomers, das die Kautschukzusammensetzung für Reifen ausmacht.
Indem mindestens einem Teil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und/oder eines anderen organischen Mikropartikels erlaubt wird, mit dem schwefelvulkanisierbaren Elastomer zu coexistieren, wird ein Verbundstoff eines Mikropartikels mit einer dreidimensional vernetzten Struktur und mindestens einem ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ruß, dem weißen Füllstoff und dem weiteren organischen Mikropartikel, erhalten. Durch Vermischen eines solchen Verbundmikropartikels in die Kautschukzusammensetzung für Reifen, ähnlich dem Fall, in dem die Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzten Struktur vermischt werden, können Zugspannung und Rückprallelastizität auf Niveaus gleich dem Stand der Technik oder darüber hinaus gesteigert werden, während Verringerungen der Reißfestigkeit und Reißdehnung unterdrückt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den obenstehend beschriebenen funktionellen Gruppen ein Vernetzungskatalysator, ein Vernetzungsmittel und ein Lösemittel (Dispersionsmedium) für das Vernetzen verwendet werden. Der Vernetzungskatalysator und das Vernetzungsmittel können abhängig von der Art der funktionellen Gruppe wie angemessen ausgewählt werden. Als das Dispersionsmedium werden Wasser, organische Lösemittel, nichtreaktive Lösemittel und schwefelvulkanisierbare Elastomere bevorzugt. Beispiele für ein solches Dispersionsmedium beinhalten Wasser; aliphatische Kohlenwasserstoffe wie n-Pentan, Isopentan, Neopentan, n-Hexan, 2-Methylpentan, 3-Methylpentan, 2,2-Dimethylbutan, 2,3-Dimethylbutan, n-Heptan, 2-Methylhexan, 3-Methylhexan, 2,2-Dimethylpentan, 2,3-Dimethylpentan, 2,4-Dimethylpentan, 3,3-Dimethylpentan, 3-Ethylpentan, 2,2,3-Trimethylbutan, n-Octan und Isooctan; alicyclische Kohlenwasserstoffe wie Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclopentan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Xylol, Benzol und Toluol; und terpenbasierte organische Lösemittel wie α-Pinen, β-Pinen und Limonen.
Außerdem können Kompoundierungsmittel wie Tenside, Emulgatoren, Dispergiermittel und Silan-Haftverbesserer wie benötigt in der Vernetzung verwendet werden.
In der Kautschukzusammensetzung für Reifen können Kompoundierungsmittel, die üblicherweise in Kautschukzusammensetzung für Reifen für industrielle Verwendung verwendet werden, wie Vulkanisierungsmittel, Vulkanisierungsbeschleuniger, Vulkanisierungshilfsmittel, Kautschukverstärkungsmittel, Erweichungsmittel (Weichmacher), Alterungsverzögerungsmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Aktivatoren, Formtrennmittel, Wärmewiderstandsstabilisatoren, Witterungsstabilisatoren, Antistatikmittel, Farbstoffe, Schmiermittel und Verdickungsmittel, hinzugefügt werden. Solange das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, können diese Kompoundierungsmittel in Mischanteilen angewendet werden, die üblicherweise verwendet werden, und können durch ein übliches Zubereitungsverfahren hinzugefügt, geknetet oder gemischt werden.
Ein vulkansiertes Produkt der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Laufflächenabschnitt oder einen Seitenwandabschnitt eines Luftreifens ausmachen. Von diesen macht das vulkanisierte Produkt vorzugsweise einen Reifenlaufflächenabschnitt aus. Ein Luftreifen, in welchem ein vulkansiertes Produkt der Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in diesen Abschnitten verwendet wird, kann verbesserte Reifenhaltbarkeitsleistung gleich Niveaus des Stands der Technik oder darüber hinaus erzielen.
Die vorliegende Erfindung wird weiter unten durch Beispiele weiter beschrieben. Allerdings ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiele
Herstellungsbeispiel 1 (Herstellung von Mikropartikel 1)
100 g flüssiges Polysulfidpolymer (THIOKOL LP-3, erhältlich von Toray Fine Chemicals Co., Ltd.; ein Oligomer mit einem aus einer Wiederholungseinheit mit einer Thiolgruppe an einem molekularen Terminus und einer Disulfidbindung in einer Hauptkette gebildeten Segment; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 1000), 20 g SRF-Grad Ruß (Asahi #500, erhältlich von Asahi Carbon Co., Ltd.), 5 g Zinkoxid (Zinkoxid III, erhältlich von Seido Chemical Industry Co., Ltd.), 8 g Parachinondioxim (VULNOC GM-P (GM), erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) und 2 g Diphenylguanidin (NOCCELER D (D-P), erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) wurden gemischt. Danach wurde dies zu einer gemischten Lösung hinzugefügt, in welche 200 g Wasser, 10 g sorbitansäurebasiertes Tensid (TW-O320V, erhältlich von Kao Corporation) gemischt wurden, und die Mischung wurde in einen Hochgeschwindigkeits-Dissolvermischer platziert und bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U/Min für 10 Minuten gerührt. Danach wurde die Temperatur auf 70 °C erhöht und die Rührgeschwindigkeit wurde auf 500 U/Min gesenkt und das Rühren wurde für 10 Stunden fortgesetzt. Danach wurde der Druck schrittweise gesenkt, um letztlich eine mikropartikelhaltige Verbindung zu erhalten, von der Wasser verdampft worden ist. Als das Beobachten unter Verwendung eines Lasermikroskops durchgeführt wurde, wurde bestätigt, dass sphärische Mikropartikel von annähernd 5 µ hergestellt und enthalten wurden. Diese wurden als „Mikropartikel 1“ verwendet.
Herstellungsbeispiel 2 (Herstellung von Mikropartikel 2)
In 15 g Methylethylketon (MEK, Reagens) wurden 8,5 g Dimethylolbuttersäure (DMBA, Reagens) und 5 g Triethylamin (TEA, Reagens) gemischt und aufgelöst. Dazu wurden 100 g von Oligomer mit einer Hydroxygruppe als funktioneller Gruppe und mit einer Disulfidbindung in einer Hauptkette (SULBRID 12, erhältlich von Daito Sangyo Co., Ltd.; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 2500) und 20 g Xylylendiisocyanat (Takenate 500, erhältlich von Mitsui Chemicals, Inc.) hinzugefügt und gemischt. Dazu wurden 300 g Wasser, 20 g sorbitansäurebasiertes Tensid (TW-O320V, erhältlich von Kao Corporation) gemischt und die Mischung wurde in einen Hochgeschwindigkeits-Dissolvermischer platziert und bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U/Min für 10 Minuten gerührt. Danach wurde die Temperatur auf 60 °C erhöht und die Rotationsgeschwindigkeit wurde auf 500 U/Min gesenkt und das Rühren wurde für 3 Stunden fortgesetzt. Danach wurde der Druck schrittweise gesenkt und letztlich wurde Wasser verdampft, um eine mikropartikelhaltige Verbindung zu erhalten. Wenn das Beobachten unter Verwendung eines Lasermikroskops durchgeführt wurde, wurde bestätigt, dass sphärische Mikropartikel von annähernd 1 bis 10 µm enthalten waren. Diese wurden als „Mikropartikel 2“ verwendet.
Herstellungsbeispiel 3 (Herstellung von Mikropartikel 3)
Eine Mangandioxidpaste aus 50 g Mangandioxid (Reagens) und 50 g Dibutylphthalat (DBP, Reagens) wurde zubereitet. 100 g flüssiges Polysulfidpolymer (THIOKOL LP-3, erhältlich von Toray Fine Chemicals Co., Ltd.; ein Oligomer mit einem aus einer Wiederholungseinheit mit einer Mercaptogruppe an einem molekularen Terminus und einer Disulfidbindung in einer Hauptkette gebildeten Segment; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 1000), 5 g pyrogenes Siliciumdioxid (Aerosil 200, erhältlich von Nippon Aerosil Co., Ltd.) und 10 g vorab zubereitete Mangandioxidpaste wurden gemischt. Dies wurde zu einer gemischten Lösung hinzugefügt, in welcher 200 g Wasser, 10 g sorbitansäurebasiertes Tensid (TW-O320V, erhältlich von Kao Corporation) gemischt wurden, und die Mischung wurde in einen Hochgeschwindigkeits-Dissolvermischer platziert und bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U/Min für 10 Minuten gerührt. Die Rührgeschwindigkeit wurde auf 500 U/Min gesenkt und das Rühren wurde für 10 Stunden fortgesetzt. Danach wurde der Druck schrittweise gesenkt, um letztlich eine mikropartikelhaltige Verbindung zu erhalten, von der Wasser verdampft worden ist. Wenn dies unter Verwendung eines Lasermikroskops beobachtet wurde, wurde bestätigt, dass sphärische Mikropartikel von annähernd 10 µ hergestellt wurden und enthalten waren. Diese wurden als „Mikropartikel 3“ verwendet.
Herstellungsbeispiel 4 (Herstellung von Mikropartikel 4)
200 g Polycarbonatdiol (T6001, erhältlich von Asahi Kasei Corporation; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 1000) und 100 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (Millionate MT, erhältlich von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 250) wurden bei 80 °C für 5 Stunden umgesetzt, um ein mit Isocyanat endverkapptes Polycarbonaturethanpräpolymer (Reaktionsprodukt 1) zu erhalten. Danach wurden zu 44 g des erhaltenen Urethanpräpolymers (Reaktionsprodukt 1) 3,5 g Methylisobutylketon (MIBK, Reagens), 2,0 g Dimethylolbuttersäure (DMBA, Reagens) und 1,5 g Triethylamin (TEA, Reagens) gemischt und für 10 Minuten gerührt. Danach wurden 77 g Wasser, 4,0 g sorbitansäurebasiertes Tensid (TW-0320V, erhältlich von Kao Corporation) und 0,06 g Dibutylzinndilaurat (DBTL, Reagens) hinzugefügt und bei einer Dissolver-Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U/Min für 10 Minuten unter Verwendung eines mit einem Dissolver ausgestatteten Rührers gerührt. Danach wurde die Temperatur schrittweise auf 70 °C gesteigert, und das Rühren wurde für 1 Stunde fortgesetzt, um eine milchige, weiße Emulsionslösung zu erhalten. Danach wurde der Druck schrittweise gesenkt und letztlich wurde Wasser verdampft, um organische Mikropartikel zu erhalten. Als diese unter Verwendung eines Lasermikroskops beobachtet wurden, wurde bestätigt, dass sphärische Mikropartikel von annähernd 1 bis 5 µm enthalten waren.
Separat davon wurden 100 g von Oligomer mit einer Disulfidbindung in einer Hauptkette (SULBRID 12, erhältlich von Daito Sangyo Co., Ltd.; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 2500), 20 g Xylylendiisocyanat (Takenate 500, erhältlich von Mitsui Chemicals, Inc.) und eine Mischung, in welcher 8,5 g Dimethylolbuttersäure (DMBA, Reagens) und 5 g Triethylamin (TEA, Reagens) in 15 g Methylethylketon (MEK, Reagens) gemischt und aufgelöst wurden, hinzugefügt und gemischt. Außerdem wurden 30 g des vorab hergestellten organischen Mikropartikels dazu hinzugefügt, und die Mischung wurde in einen Hochgeschwindigkeits-Dissolvermischer platziert und bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U/Min für 10 Minuten gerührt. Danach wurde die Temperatur auf 60 °C erhöht und die Rotationsgeschwindigkeit wurde auf 500 U/Min gesenkt und das Rühren wurde für 3 Stunden fortgesetzt. Danach wurde der Druck schrittweise gesenkt und letztlich wurde Wasser verdampft, um eine mikropartikelhaltige Verbindung zu erhalten. Als diese unter Verwendung eines Lasermikroskops beobachtet wurden, wurde bestätigt, dass sphärische Mikropartikel von annähernd 1 bis 20 µm enthalten waren. Diese wurden als „Mikropartikel 4“ verwendet.
Herstellungsbeispiel 5 (Herstellung von Mikropartikel 5 (Vergleichsmikropartikel))
200 g Polycarbonatdiol (T6001, erhältlich von Asahi Kasei Corporation; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 1000) und 100 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (Millionate MT, erhältlich von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.; zahlengemitteltes Molekulargewicht: 250) wurden bei 80 °C für 5 Stunden umgesetzt, um ein mit Isocyanat endverkapptes Polycarbonaturethanpräpolymer (Reaktionsprodukt 2) zu erhalten.
Danach wurden zu 132 g des erhaltenen, mit Isocyanat endverkapptem, Polycarbonaturethanpräpolymers (Reaktionsprodukt 2) 10,5 g Methylisobutylketon (MIBK), 6,0 g Dimethylolbuttersäure (DMBA) und 4,5 g Triethylamin (TEA) gemischt und für 10 Minuten gerührt.
Danach wurden 250 g Wasser, 10,0 g sorbitansäurebasiertes Tensid (TW-0320V, erhältlich von Kao Corporation) und 0,15 g Dibutylzinndilaurat (DBTL) hinzugefügt und bei einer Dissolver-Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U/Min für 10 Minuten unter Verwendung eines mit einem Dissolver ausgestatteten Rührers gerührt. Danach wurde die Temperatur schrittweise auf 70 °C gesteigert, und das Rühren wurde für 1 Stunde fortgesetzt, um eine milchige, weiße Emulsionslösung zu erhalten. Danach wurde der Druck schrittweise gesenkt und letztlich wurde Wasser verdampft, um eine mikropartikelhaltige Verbindung zu erhalten. Als das Beobachten unter Verwendung eines Lasermikroskops durchgeführt wurde, wurde bestätigt, dass sphärische Mikropartikel von annähernd 1 bis 20 µm enthalten waren. Diese wurden als „Mikropartikel 5 (Vergleichsmikropartikel)“ verwendet.
Zubereitung und Bewertung einer Kautschukzusammensetzung für Reifen
Beimischungsinhaltsstoffe außer Schwefel und Vulkanisierungsbeschleunigern wurden gemäß jeder der Kautschukzusammensetzungen für die 6 Arten von in Tabelle 1 gezeigten Kautschukzusammensetzungen für Reifen (Beispiele 1 bis 4, Standardbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1) abgewogen. Diese Beimischungsbestandteile wurden für 5 Minuten in einem 1,7 L abgedichtetem Banbury-Mischer geknetet. Anschließend wurde bei einer Temperatur von 150 °C eine Stammmischung ausgegeben und bei Raumtemperatur abgekühlt. Die Stammmischung wurde anschließend einer Heizwalze zugeführt und der Schwefel und die Vulkanisierungsbeschleuniger wurden anschließend zu der Stammmischung hinzugefügt und gemischt, und so wurde jede der 6 Arten von Kautschukzusammensetzung für Reifen zubereitet. Es gilt zu beachten, dass, da SBK ein ölgestrecktes Produkt war, die Nettomenge des SBK, welches die Menge des erstreckenden Bestandteils nicht beinhaltet, in Klammern gezeigt wurde. Durch Verwenden jeder der erhaltenen 6 Kautschukzusammensetzungen für Reifen wurde ein vulkanisiertes Kautschukflächengebilde in einer Gussform mit einer vorher festgelegten Gestalt bei 160 °C für 20 Minuten zubereitet. Zugprüfen wurde durch das folgende Verfahren durchgeführt, um Zugcharakteristika (Zugpannung, Reißfestigkeit und Reißdehnung), Rückprallelastizität und tan δ bei 20 °C zu bewerten.
Zugprüfung
Ein hantelförmiges JIS Nr. 3-Prüfstück wurde aus dem erhaltenen Kautschukflächengebilde in Übereinstimmung mit JIS K 6251 ausgeschnitten. Durch Verwenden des erhaltenen Prüfstücks wurden Zugpannung bei 100 % Verformung, Zugpannung bei 300 % Verformung, Reißfestigkeit und Reißdehnung in Übereinstimmung mit JIS K 6251 gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 als Indexwerte gezeigt, wobei der Wert von Standardbeispiel 1 als ein Indexwert von 100 ausgedrückt ist.
Ein größerer Indexwert gibt überlegene Zugpannung bei 100 % Verformung, überlegene Zugpannung bei 300 % Verformung, überlegene Reißfestigkeit oder überlegene Reißdehnung an.
Rückprallelastizität
Durch Verwenden der erhaltenen vulkanisierten Kautschukflächengebilde wurde Rückprallelastizität bei einer Temperatur von 40 °C unter Verwendung eines Leupke Schlagelastizitätsprüfers in Übereinstimmung mit JIS K 6255 gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 als Indexwerte gezeigt, wobei der Wert von Standardbeispiel 1 als ein Indexwert von 100 ausgedrückt ist. Ein größerer Wert dieses Indexwerts gibt größere Rückprallelastizität und überlegene Kraftstoffeffizienz an, wenn ein Luftreifen gebildet wird.
tan δ bei 20 °C

Unter Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers, erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd., wurde dynamische Viskoelastizität des erhaltenen Kautschukflächengebildes bei einer anfänglichen Spannung von 10 %, einer Amplitude von ± 2 % und einer Frequenz von 20 Hz gemessen und der tan δ wurde bei einer Temperatur von 20 °C bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 als Indexwerte gezeigt, wobei der Wert von Standardbeispiel 1 als ein Indexwert von 100 ausgedrückt ist. Ein kleinerer Indexwert gibt größeren tan δ (20 °C) und überlegene Griffleistung an, wenn ein Luftreifen gebildet wird. [Tabelle 1]

		Standardbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 2 *	Beispiel 3	Beispiel 4
SBK	Massenteile	103 (75)	103 (75)	103 (75)	103 (75)	103 (75)	103 (75)
BR	Massenteile	25	25	25	25	25	25
Siliciumdioxid	Massenteile	80	70	70	70	70	70
Ruß	Massenteile	10	10	10	10	10	10
Mikropartikel 1	Massenteile			10
Mikropartikel 2	Massenteile				10
Mikropartikel 3	Massenteile					10
Mikropartikel 4	Massenteile						10
Mikropartikel 5 (Vergleichsmikropartikel)	Massenteile		10
Silan-Haftvermittler	Massenteile	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Zinkoxid	Massenteile	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	Massenteile	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	Massenteile	2	2	2	2	2	2
Schwefel	Massenteile	1,5	1,5	1,0	1,0	1,0	1,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	Massenteile	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	Massenteile	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Öl	Massenteile	5	5	5	5	5	5
Zugspannung bei 100 % Verformung	Indexwert	100	95	109	114	118	127
Zugspannung bei 300 % Verformung	Indexwert	100	87	98	101	110	107
Reißfestigkeit	Indexwert	100	82	97	96	104	101
Reißdehnung	Indexwert	100	80	99	104	108	105
Rückprallelastizität	Indexwert	100	95	106	115	111	113
tan δ (20 °C)	Indexwert	100	95	80	65	75	70

* fällt nicht unter den Schutzbereich der Erfindung

Die Arten von in Tabelle 1 verwendeten Rohstoffen werden untenstehend gezeigt.

• SBK: Styrol-Butadienkautschuk; Handelsbezeichnung: Tufdene E581 (erhältlich von Asahi Kasei Chemicals Corporation); ölgestrecktes Produkt, in welchem 37,5 Massenteile Extenderöl pro 100 Massenteile SBK hinzugefügt wurden
• BK: Butadienkautschuk (Nipol 1220, erhältlich von Zeon Corporation)
• Siliciumdioxid: 1165MP, erhältlich von Solvay
• Ruß: SEAST N (erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd.)
• Mikropartikel 1 bis 4: durch obenstehend beschriebene Herstellungsbeispiele 1 bis 4 erhaltene Mikropartikel 1 bis 4
• Mikropartikel 5: durch obenstehend beschriebenes Herstellungsbeispiel 5 erhaltenes Mikropartikel 5 (Vergleichsmikropartikel)
• Silan-Haftverbesserer: schwefelhaltiger Silan-Haftverbesserer, Si69, erhältlich von Evonik Degussa
• Zinkoxid: Zinkoxid III, erhältlich von Seido Chemical Industry Co., Ltd.
• Stearinsäure: Stearinsäurekügelchen (erhältlich von Nippon Oil & Fats Co., Ltd.)
• Alterungsschutzmittel: Santoflex 6PPD, erhältlich von Flexsys
• Schwefel: „Golden Flower“ ölbehandeltes Schwefelpulver, erhältlich von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
• Vulkanisierungsbeschleuniger 1: NOCCELER CZ-G, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
• Vulkanisierungsbeschleuniger 2: Sanceller D-G, erhältlich von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
• Öl: Extrakt Nr. 4S (erhältlich von Showa Shell Sekiyu K.K.)

Durch die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse wurde gefunden, dass die Kautschukzusammensetzungen für Reifen von Beispielen 1 bis 4, verglichen mit denen der Kautschukzusammensetzung für Reifen von Standardbeispiel 1, überlegene Zugpannung bei 100 % Verformung, überlegene Zugspannung bei 300 % Verformung, überlegene Reißfestigkeit, überlegene Reißdehnung, überlegene Rückprallelastizität und überlegenen tan δ erzielten.
Es wurde gefunden, dass die Kautschukzusammensetzung für Reifen von Vergleichsbeispiel 1, verglichen mit denen von Kautschukzusammensetzungen für Reifen von Beispielen 1 bis 4 und denen von Kautschukzusammensetzung für Reifen von Standardbeispiel 1, geringere Reißfestigkeit und geringere Reißdehnung vorwiesen. Außerdem wurde auch gefunden, dass die Zugspannung bei 100 % Verformung, die Zugspannung bei 300 % Verformung und die Rückprallelastizität ebenfalls verringert wurden.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
7: Laufflächenkautschuk

Claims

Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, wobei die Kautschukzusammensetzung Folgendes umfasst: (i) ein schwefelvulkanisierbares Elastomer; (ii) Ruß und/oder einen weißer Füllstoff; und (iii) ein Mikropartikel mit einer dreidimensional vernetzter Struktur; wobei das Mikropartikel ein durch dreidimensionales Vernetzen eines Polymers erhaltenes Mikropartikel ist, gebildet aus einem Oligomer oder Präpolymer, das eine durch zwei oder mehr Schwefelatome in einer Hauptkette gebildete Sulfidbindung aufweist und/oder das eine Thiolgruppe aufweist, wobei die Kautschukzusammensetzung pro 100 Massenteile des schwefelvulkanisierbaren Elastomers von 1 bis 120 Massenteile des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und von 1 bis 50 Massenteile des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur umfasst, wobei das Mikropartikel mit der dreidimensional vernetzten Struktur eine Verbundsubstanz ist, enthaltend mindestens einen Teil des Rußes und/oder des weißen Füllstoffs und/oder eines anderen organischen Mikropartikels.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1, wobei das Oligomer oder Präpolymer ferner die Sulfidbindung und/oder die Thiolgruppe und eine funktionelle Gruppe außer der Thiolgruppe enthält; und das Mikropartikel eine dreidimensional vernetzte Struktur aufweist, gebildet durch Einfügen von mindestens einer ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Sulfidbindung oder der Thiolgruppe und der funktionellen Gruppe außer der Thiolgruppe.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein zahlengemitteltes Molekulargewicht des Oligomers oder Präpolymers von 500 bis 20000 beträgt.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine durchschnittliche Partikelgröße des Mikropartikel, das die dreidimensional vernetzte Struktur ausmacht, von 0,001 bis 100 µm beträgt.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die funktionelle Gruppe mindestens eine ausgewählt aus der Gruppe ist, bestehend aus einer Hydroxylgruppe, einer Isocyanatgruppe, einer Aminogruppe, einer Glycidylgruppe, einer Silanolgruppe, einer Alkoxysilylgruppe, einer Vinylgruppe und einer (Meth)acryloylgruppe.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die vernetzte Struktur des Mikropartikels mit der dreidimensional vernetzten Struktur eine vernetzte Struktur ist, die gebildet wird, indem der funktionellen Gruppe erlaubt wird, die Polymere in mindestens einem Dispersionsmedium, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasser, einem organischen Lösemittel, einem nichtreaktiven Lösemittel und dem schwefelvulkanisierbaren Elastomer, zu vernetzen.
Vulkanisiertes Produkt, erhältlich durch Vulkanisieren einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Verwendung eines vulkanisierten Produkts nach Anspruch 7 in einer Reifenlauffläche eines Luftreifens.