DE112017006339B4 - Kautschukzusammensetzung für Reifen sowie vulkanisiertes Produkt, insbesondere pneumatischer Reifen, die diese verwenden - Google Patents

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Abstract

Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, welche aufweist:eine feste Kautschukkomponente, die ein hydriertes Copolymer enthält, das durch ein Hydrieren eines aromatischen mit Vinyl konjugierten Diencopolymers erhalten worden ist, wobei das hydrierte Copolymer ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht, das durch eine Gelpermeationschromatographie gemessen wird, von 300.000 bis 2.000.000 und ein Hydrierungsverhältnis einer konjugierten Dieneinheit von 80 Molprozent oder mehr aufweist wobei der Anteil des hydrierten Copolymers in der festen Kautschukkomponente 80 Massenprozent oder mehr beträgt, undeinen Kautschuk, der bei 23 °C flüssig ist und wobei der Anteil dieses flüssigen Kautschuks 1 bis 50 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente beträgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen und vulkanisiertes Produkt, insbesondere einen pneumatischen Reifen, die diese verwenden.
  • Hintergrund der Technik
  • Der pneumatische Reifen muss eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweisen. Als ein Verfahren zur Verbesserung der Abriebfestigkeit offenbaren die Patentdokumente 1 und 2 die Verwendung eines hydrierten Copolymers, das ein Hydrierungsverhältnis einer konjugierten Dieneinheit von 75 Molprozent oder mehr aufweist, und das durch eine Copolymerisation von einem aromatischen Vinyl und einer konjugierten Dienverbindung erhalten worden ist.
  • Bei einem hydrierten Copolymer, das ein hohes Hydrierungsverhältnis aufweist, besteht jedoch das Problem, dass die Viskosität hoch ist und die Verarbeitbarkeit schlecht ist. Das Patentdokument 3 schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines hydrierten Copolymers vor, das eine zufriedenstellende Verarbeitbarkeit aufweist, das ein Hydrieren eines konjugierten Dienpolymers umfasst, das einen Anteil einer Vinylbindung einer konjugierten Dieneinheit von 20 bis 70 % aufweist, in dem sich eine Alkoxysilylgruppe und eine primäre Aminogruppe befinden, die geschützt sein können und an ein Polymer gebunden worden sind, das mindestens eine konjugierte Dieneinheit enthält, so dass das Hydrierungsverhältnis der konjugierten Dieneinheit 50 % oder mehr beträgt, wodurch ein hydriertes Dienpolymer erhalten wird und mindestens eine Metallhalogenidverbindung und eine organische Verbindung umgesetzt werden, um eine saure Verbindung mit dem hydrierten Dienpolymer zu erhalten. Allerdings ist weiterhin eine Verbesserung bei dem Verfahren erforderlich.
  • Die JP 2015-110704 A offenbart eine Laufflächenkautschukzusammensetzung für einen für einen Hochleistungsreifen, die einen Styrol-Butadien-Kautschuk und ein thermoplastisches Elastomer auf Basis von hydriertem Styrol aufweist und die einen Anteil an Styrol-Butadien-Kautschuk von 60 bis 97 Massenprozent und einen Anteil an thermoplastischem Kunststoff auf Basis von hydriertem Styrol von 3 bis 40 Massenprozent in 100 Massenprozent einer Kautschukkomponente aufweist.
  • Die EP 1 514 901 A1 offenbart eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, die 100 Massenteile eines Copolymers, das ein Styrol-Butadien-Copolymer mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht von 4,0×105 bis 3.0×106, das mit Gelpermeationschromatographie erhalten wurde und als der Wert des entsprechenden Polystyrols ausgedrückt wird, einem Anteil des gebundenen Styrols von 10 bis 50 Massenprozent und einem Anteil der Vinyleinheit im Butadienteil von 20 bis 70 %, 10 bis 200 Massenteile eines Copolymer, das ein hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht von 5.0×103 bis 2,0×105, das mit Gelpermeationschromatographie erhalten wurde und als der Wert des entsprechenden Polystyrols ausgedrückt wird, einem Anteil des gebundenen Styrols, der im Bereich von 25 bis 70 Massenprozent liegt und, und einem Anteil an hydrierter Doppelbindung im Butadienteil von 60 % oder mehr, und mindestens einer aus Harzen ausgewählten Substanz, die der Kautschukzusammensetzung Klebrigkeit verleihen, und flüssigen Polymeren mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht von 1.000 bis 50.000.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
    • Patentdokument 1: JP 2016-56349 A
    • Patentdokument 2: JP 2016-56350 A
    • Patentdokument 3: JP 2009-132907 A
    • Patentdokument 4: JP 2003-253051 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe, die von der Erfindung gelöst werden soll
  • Im Hinblick auf das Vorstehende besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, die eine weiter verbesserte Verarbeitbarkeit aufweist, während die Abriebfestigkeit, die eine Eigenschaft eines hydrierten Copolymers ist, aufrechterhalten wird, und einen pneumatischen Reifen bereitzustellen, der diesen verwendet.
  • Eine in dem Patentdokument 4 offenbarte Kautschukzusammensetzung unterscheidet sich von der vorliegenden Erfindung darin, dass ein verwendetes hydriertes Copolymer ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht von etwa 5.000 bis 200.000 aufweist und das hydrierte Copolymer hauptsächlich flüssig ist. Weiterhin weisen die hydrierten Copolymere, die in den Beispielen verwendet werden, ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht von etwa 10.000 auf und haben daher eine kurze Molekülkette. Außerdem ist die Anzahl der Vernetzungspunkte aufgrund der hydrierten Copolymere gering. Daher werden die Copolymere, obwohl sie vernetzt sind, lediglich an ein Styrol-Butadien-Copolymer der Komponente (A) angehängt und daran gebunden und sie sind nicht in einem Netzwerk eingeschlossen, das eine Kautschukelastizität zeigt.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, weist die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung eine feste Kautschukkomponente, die ein hydriertes Copolymer enthält, das durch ein Hydrieren eines aromatischen, mit einem Vinyl konjugierten Diencopolymers erhalten worden ist, wobei das hydrierte Copolymer ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht, das durch eine Gelpermeationschromatographie gemessen wird, von 300.000 bis 2.000.000 und ein Hydrierungsverhältnis einer konjugierten Dieneinheit von 80 Molprozent oder mehr aufweist, und einen Kautschuk, der bei 23 °C flüssig ist, auf.
  • Das Verhältnis des Anteils des hydrierten Copolymers in der festen Kautschukkomponente beträgt 80 Massenprozent oder mehr.
  • Der Anteil des flüssigen Kautschuks beträgt 1 bis 50 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente.
  • Der flüssige Kautschuk kann mindestens einer sein, der aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die einen Isopren-Kautschuk, einen Butadien-Kautschuk, einen Styrol-Butadien-Kautschuk, einen Isopren-Butadien-Kautschuk, einen Isopren-Styrol-Kautschuk, einen Isopren-Butadien-Kautschuk und deren hydrierten Produkten umfasst.
  • Das vulkanisierte Produkt, insbesondere der pneumatische Reifen nach der vorliegenden Erfindung wird durch eine Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen hergestellt.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Nach der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen der vorliegenden Erfindung kann die Verarbeitbarkeit verbessert werden, während die Abriebfestigkeit, die eine Eigenschaft des hydrierten Copolymers ist, aufrechterhalten wird.
  • Modus zur Durchführung der Erfindung
  • Die Punkte, die sich auf das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beziehen, werden nachstehend ausführlich beschrieben.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach diesem Ausführungsbeispiel weist eine feste Kautschukkomponente, die ein hydriertes Copolymer enthält, das durch ein Hydrieren eines aromatischen mit Vinyl konjugierten Diencopolymers erhalten worden ist, wobei das hydrierte Copolymer ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht, das durch eine Gelpermeationschromatographie gemessen wird, von 300.000 bis 2.000.000 und ein Hydrierungsverhältnis einer konjugierten Dieneinheit von 80 Molprozent oder mehr aufweist und einen flüssigen Kautschuk auf. Der hier verwendete feste Kautschuk bedeutet einen festen Kautschuk, der bei Raumtemperatur (23 °C) keine Fließfähigkeit aufweist, und der flüssige Kautschuk bedeutet einen flüssigen Kautschuk, der bei Raumtemperatur (23 °C) eine Fließfähigkeit aufweist.
  • Die Kautschukkomponente, die bei der Kautschukzusammensetzung nach diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, enthält ein hydriertes Copolymer, das durch ein Hydrieren eines aromatischen mit Vinyl konjugierten Diencopolymers erhalten erhalten worden ist, wobei das hydrierte Copolymer ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht, das durch ein Gelpermeationschromatographie gemessen wird, von 300.000 bis 2.000.000 und ein Hydrierungsverhältnis einer konjugierten Dieneinheit von 80 Molprozent oder mehr aufweist. In der vorliegenden Beschreibung ist das durch eine Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessene im Gewicht gemittelte Molekulargewicht ein Wert, der in Form von einem Polystyrol basierend auf dem im Handel erhältlichen Standardpolystyrol unter den Bedingungen berechnet wird, dass ein Detektor mit differenzieller Brechzahl (RI) als der Detektor verwendet wird, ein Tetrahydrofuran (THF) als das Lösungsmittel verwendet wird, die Messtemperatur 40 °C beträgt, die Flussrate 1,0 ml/min beträgt, die Konzentration 1,0 g/l beträgt und die Injektionsmenge 40 µl beträgt. Das Hydrierungsverhältnis ist ein Wert, der aus einer Spektrumabnahmerate einer ungesättigten Bindungseinheit eines Spektrums berechnet wird, das durch eine Messung des H1-NMR erhalten wird.
  • Das aromatische Vinyl, welches das aromatische mit Vinyl konjugierte Dien-Copolymer bildet, ist nicht besonders beschränkt, jedoch umfassen die Beispiele hierfür ein Styrol, ein α-Methylstyrol, ein 1-Vinylnaphthalin, ein 3-Vinyltoluol, ein Ethylvinylbenzol, ein Divinylbenzol, ein 4-Cyclohexylstyrol und ein 2,4,6-Trimethylstyrol. Diese können alleine oder als eine Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
  • Das konjugierte Dien, welches das aromatische mit Vinyl konjugierte Dien-Copolymer bildet, ist nicht besonders beschränkt, jedoch umfassen die Beispiele hierfür ein 1,3-Butadien, ein Isopren, ein 1,3-Pentadien, ein 2,3-Dimethylbutadien, ein 2-Phenyl-1,3-Butadien und ein 1,3-Hexadien. Diese können alleine oder als eine Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
  • Das aromatische mit Vinyl konjugierte Diencopolymer ist nicht besonders beschränkt, jedoch ist ein Copolymer aus einem Styrol und einem 1,3-Butadien (Styrol-Butadien-Copolymer) bevorzugt. Daher ist das hydrierte Copolymer bevorzugt ein hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer. Das hydrierte Copolymer kann ein statistisches Copolymer sein, es kann ein Blockcopolymer sein und es kann ein alternierendes Copolymer sein. Das aromatische mit Vinyl konjugierte Diencopolymer kann mit mindestens einer funktionellen Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die eine Aminogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Epoxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylsilylgruppe, eine Alkoxysilylgruppe und eine Carboxylgruppe umfasst, an einem molekularen Ende oder in einer Molekülkette modifiziert sein.
  • Das hydrierte Copolymer kann synthetisiert werden, indem zum Beispiel ein aromatisches mit Vinyl konjugiertes Dien-Copolymer synthetisiert wird und eine Hydrierungsbehandlung durchgeführt wird. Das Verfahren zum Synthetisieren des aromatischen mit Vinyl konjugierten Dien-Copolymers ist nicht besonders beschränkt, aber die Beispiele hierfür umfassen ein Lösungspolymerisationsverfahren, ein Gasphasenpolymerisationsverfahren und ein Massepolymerisationsverfahren, wobei das Lösungspolymerisationsverfahren bevorzugt ist. Die Polymerisationsform kann ein diskontinuierlicher und ein kontinuierlicher Typ sein. Das aromatische mit Vinyl konjugierte Dien-Copolymer kann die kommerziell erhältlichen Copolymere verwenden.
  • Das Hydrierungsverfahren ist nicht besonders beschränkt, und das aromatische mit Vinyl konjugierte Dien-Copolymer wird durch das herkömmliche Verfahren unter den herkömmlichen Bedingungen hydriert. Die Hydrierung wird im Allgemeinen bei 20 bis 150 °C unter einem Wasserstoffdruck von 0,1 bis 10 MPa in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators durchgeführt. Das Hydrierungsverhältnis kann gegebenenfalls eingestellt werden, indem die Menge eines Hydrierungskatalysators, der Wasserstoffdruck bei der Hydrierung, die Reaktionszeit und dergleichen geändert werden. Der Hydrierungskatalysator kann im Allgemeinen eine Verbindung verwenden, welche die Metalle der Gruppen 4 bis 11 des Periodensystems enthält. Zum Beispiel kann eine Verbindung, die ein Ti-, V-, Co-, Ni-, Zr-, Ru-, Rh-, Pd-, Hf-, Re- oder Pt-Atom enthält, als der Hydrierungskatalysator verwendet werden. Die Beispiele für die spezifischeren Hydrierungskatalysatoren umfassen eine Metallocenverbindung wie zum Beispiel Ti, Zr, Hf, Co, Ni, Pd, Pt, Ru, Rh oder Re, einen heterogenen Katalysator vom Trägertyp, der einen Träger wie zum Beispiel Kohlenstoff, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Diatomeenerde und ein Metall wie zum Beispiel Pd, Ni, Pt, Rh oder Ru, das darauf getragen wird, umfasst, einen homogenen Ziegler-Katalysator, der eine Kombination aus einem organischen Salz oder einem Acetylacetonsalz eines Metallelements wie zum Beispiel Ni oder Co und einem Reduktionsmittel wie zum Beispiel ein organisches Aluminium aufweist, eine organische Metallverbindung oder ein Komplex von Ru oder Rh, und eine Fulleren- oder Kohlenstoffnanoröhre mit darin eingeschlossenem Wasserstoff.
  • Das Hydrierungsverhältnis des hydrierten Copolymers (Anteil der hydrierten Einheit in der konjugierten Dieneinheit des aromatischen mit Vinyl konjugierten Diencopolymers) beträgt 80 Molprozent oder mehr und bevorzugt 90 Molprozent oder mehr. Wenn das Hydrierungsverhältnis 80 Molprozent oder mehr beträgt, ist der Verbesserungseffekt der Bruchfestigkeit und der Abriebfestigkeit aufgrund der Homogenisierung der Vernetzung hervorragend.
  • Das im Gewicht gemittelte Molekulargewicht beträgt 300.000 bis 2.000.000, besonders bevorzugt beträgt es 300.000 bis 1.000.000 und noch mehr bevorzugt beträgt es 300.000 bis 600.000.
  • Die Kautschukkomponente kann einen anderen Dienkautschuk als das hydrierte Copolymer enthalten, und die Beispiele des Dienkautschuks umfassen einen Naturkautschuk (NR), einen Isopren-Kautschuk (IR), einen Butadien-Kautschuk (BR), einen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), einen Styrolisopren-Copolymerkautschuk, einen Butadien-Isopren-Copolymerkautschuk und einen Styrol-Isopren-Butadien-Copolymerkautschuk. Diese Dienkautschuke können allein oder als eine Mischung aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
  • Der Anteil des hydrierten Copolymers in der festen Kautschukkomponente beträgt 80 bis 100 Massenprozent und bevorzugt beträgt er 90 bis 100 Massenprozent.
  • Die Kautschukzusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels enthält einen flüssigen Kautschuk, der bei Raumtemperatur (23 °C) flüssig ist.
  • Der flüssige Kautschuk ist nicht besonders beschränkt, er ist jedoch bevorzugt ein flüssiger Dienkautschuk, und die Beispiele davon umfassen einen Isopren-Kautschuk, einen Butadien-Kautschuk, einen Styrol-Butadien-Kautschuk, einen Isopren-Butadien-Kautschuk, einen Isopren-Styrol-Kautschuk, einen Isopren-Butadien-Styrol-Kautschuk, ein Isobutylen und einen Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Diese flüssigen Kautschuke können Kautschuke sein, die durch eine Carboxylierung, eine Methacrylierung oder dergleichen modifiziert worden sind, und es können Kautschuke sein, die hydriert worden sind. Wenn der flüssige Kautschuk ein Copolymer ist, kann das Copolymer ein alternierendes Copolymer sein, kann es ein Blockcopolymer sein und kann es ein statistisches Copolymer sein. Diese flüssigen Kautschuke können allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
  • Der flüssige Kautschuk kann im Handel erhältliche flüssige Kautschuke verwenden. Die Beispiele des Isopren-Kautschuks umfassen einen LIR-30, einen LIR-50, einen LIR-310, einen LIR-390, einen LIR-410, einen UC-203, UC-102, einen LIR-290 und einen LIR-700, die von der Kuraray Co., Ltd. hergestellt worden sind. Die Beispiele des Butadien-Kautschuks umfassen einen LBR-307, einen LBR-305 und einen LBR-352, die von der Kuraray Co., Ltd. hergestellt worden sind. Die Beispiele für den Styrol-Butadien-Kautschuk umfassen einen L-SBR-820 und einen L-SBR-841, die von der Kuraray Co., GmbH hergestellt worden sind.
  • Das im Gewicht gemittelte Molekulargewicht des flüssigen Kautschuks ist nicht besonders beschränkt, es beträgt aber bevorzugt 1.000 bis 100.000 und besonders bevorzugt 2.000 bis 50.000.
  • Der Anteil des flüssigen Kautschuks (Gesamtmenge bei Verwendung von zwei oder mehr Arten) beträgt 1 bis 50 Massenteile, bevorzugt 5 bis 30 Massenteile und noch mehr bevorzugt 5 bis 20 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente.
  • Bei der Kautschukzusammensetzung nach diesem Ausführungsbeispiel können ein Ruß und / oder ein Siliziumdioxid als der verstärkende Füllstoff verwendet werden. Mit anderen Worten kann der verstärkende Füllstoff nur der Ruß sein, er kann nur das Siliziumdioxid sein und er kann eine Kombination aus dem Ruß und dem Siliziumdioxid sein. Bevorzugt wird eine Kombination aus dem Ruß und dem Siliziumdioxid verwendet. Der Anteil des verstärkenden Füllstoffs ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel bevorzugt 10 bis 150 Massenteile, besonders bevorzugt 20 bis 100 Massenteile und noch mehr bevorzugt 30 bis 80 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente.
  • Der Ruß ist nicht besonders beschränkt und verschiedene herkömmliche Arten können verwendet werden. Der Anteil des Rußes beträgt bevorzugt 1 bis 70 Massenteile und besonders bevorzugt 1 bis 60 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente.
  • Das Siliziumdioxid ist nicht besonders beschränkt, jedoch wird bevorzugt ein feuchtes Siliziumdioxid wie zum Beispiel ein feucht ausgefälltes Siliziumdioxid oder ein feucht geliertes Siliziumdioxid verwendet. Wenn das Siliziumdioxid enthalten ist, beträgt sein Anteil bevorzugt 10 bis 120 Massenteile und besonders bevorzugt beträgt er 15 bis 100 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente, unter den Gesichtspunkten des Gleichgewichts von dem tanδ des Kautschuks, der Verstärkungseigenschaften und der gleichen.
  • Wenn das Siliziumdioxid enthalten ist, kann ferner ein Silanhaftvermittler wie zum Beispiel ein Sulfidsilan oder ein Mercaptosilan enthalten sein. Wenn der Silanhaftvermittler enthalten ist, beträgt sein Anteil bevorzugt 2 bis 20 Massenprozent bezogen auf den Anteil des Siliziumdioxids.
  • Zusätzlich zu den obigen Komponenten können die Verbindungsbestandteile, die bei der allgemeinen Kautschukindustrie verwendet werden, wie zum Beispiel ein Prozessöl, ein Zinkoxid, eine Stearinsäure, ein Weichmacher, ein Plastifiziermittel, ein Wachs, ein Alterungsschutzmittel, ein Vulkanisationsmittel und ein Vulkanisationsbeschleuniger, der Kautschukzusammensetzung nach diesem Ausführungsbeispiel in einem allgemeinen Bereich geeignet hinzugefügt werden.
  • Die Beispiele für das Vulkanisationsmittel umfassen Schwefelkomponenten wie zum Beispiel einen pulverisierten Schwefel, einen ausgefällten Schwefel, einen kolloidalen Schwefel, einen unlöslichen Schwefel und einen hoch dispergierbaren Schwefel. Obwohl er nicht besonders beschränkt ist, beträgt der Anteil des Vulkanisationsmittels bevorzugt 0,1 bis 10 Massenteile und besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente. Der Anteil des Vulkanisationsbeschleunigers beträgt bevorzugt 0,1 bis 7 Massenteile und besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente.
  • Die Kautschukzusammensetzung nach diesem Ausführungsbeispiel kann durch ein Kneten der erforderlichen Komponenten gemäß dem herkömmlichen Verfahren mittels einer Mischmaschine hergestellt werden, die im Allgemeinen verwendet wird, wie zum Beispiel einem Banbury-Mischer, einem Kneter oder Walzen. Insbesondere werden die Additive außer dem Vulkanisationsmittel und dem Vulkanisationsbeschleuniger zusammen mit dem flüssigen Kautschuk der festen Kautschukkomponente hinzugefügt, gefolgt von einem Mischen in einem ersten Mischschritt, und das Vulkanisationsmittel und der Vulkanisationsbeschleuniger werden der erhaltenen Mischung hinzugefügt, gefolgt von Mischen in einem abschließenden Mischschritt. Somit kann eine Kautschukzusammensetzung hergestellt werden.
  • Die auf diese Weise erhaltene Kautschukzusammensetzung kann für einen Reifen verwendet werden und sie kann für jede Stelle eines Reifens verwendet werden, wie zum Beispiel ein Laufflächenteil oder ein Seitenwandteil von pneumatischen Reifen mit verschiedenen Verwendungen und Größen, wie zum Beispiel die Reifen für Personenkraftwagen oder große Reifen für Lastwagen oder Busse. Die Kautschukzusammensetzung wird zum Beispiel durch eine Extrusionsverarbeitung gemäß dem herkömmlichen Verfahren in eine vorbestimmte Form geformt, mit anderen Teilen kombiniert und dann bei zum Beispiel 140 bis 180 °C vulkanisiert. Somit kann ein pneumatischer Reifen hergestellt werden.
  • Die Art des pneumatischen Reifens nach diesem Ausführungsbeispiel ist nicht besonders beschränkt, und die Beispiele des pneumatischen Reifens umfassen verschiedene Reifen, wie zum Beispiel Reifen für Personenkraftwagen und Schwerlastreifen für Lastwagen, Busse und dergleichen.
  • Beispiele
  • Die Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben, aber die vorliegende Erfindung soll nicht als auf diese Beispiele beschränkt aufgefasst werden.
  • Synthesebeispiel 1 eines hydrierten Copolymers
  • 2,5 1 an Cyclohexan, 50 g an Tetrahydrofuran, 0,12 g an n-Butyllithium, 100 g an Styrol und 400 g an 1,3-Butadien wurden in einen mit Stickstoff substituierten hitzebeständigen Reaktor gegeben und die Polymerisation wurde bei einer Reaktionstemperatur von 50 °C durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurden 1,7 g an N,N-Bis(Trimethylsilyl)Aminopropylmethyldiethoxysilan hinzugefügt, die Reaktion wurde 1 Stunde lang durchgeführt und dann wurde Wasserstoffgas unter einem Druck von 0,4 MPa Überdruck hinzugefügt. Die Reaktion wurde bei einer Reaktionstemperatur von 90 °C unter einem Wasserstoffgaszufuhrdruck von 0,7 MPa Überdruck unter Verwendung eines Katalysators durchgeführt, der hauptsächlich ein Titanocendichlorid enthielt, bis ein Ziel-Hydrierungsverhältnis erreicht wurde. Das Lösungsmittel wurde entfernt, um das hydrierte Copolymer 1 zu erhalten.
  • Das erhaltene hydrierte Copolymer hatte ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht nach GPC von 350.000 hinsichtlich dem Polystyrol als dem Standardpolystyrol. Die Messung wurde mit einem „LC-10A“, das von der Shimadzu Corporation hergestellt worden ist, als dem Messinstrument mit einem „PLgel-MIXED-C“, das von den Polymer Laboratories hergestellt worden ist, als die Säule, mit einem Differential-Brechungsindex-Detektor (RI) als dem Detektor und unter Verwendung von THF als dem Lösungsmittel unter den Bedingungen durchgeführt, dass die Messtemperatur 40 °C betrug, die Flussrate 1,0 ml/min betrug, die Konzentration 1,0 g/l betrug und die Injektionsmenge 40 µl betrug. Die Menge an gebundenem Styrol betrug 20 Massenprozent und das Hydrierungsverhältnis der Butadieneinheit betrug 90 Molprozent. Die Menge des gebundenen Styrols wurde aus einem Spektrum-Intensitätsverhältnis von dem Proton basierend auf der Styroleinheit und von dem Proton basierend auf der Butadieneinheit (die die hydrierte Einheit enthält) mittels H1-NMR erhalten.
  • Synthesebeispiel 2 eines hydrierten Copolymers
  • Das hydrierte Copolymer 2 wurde nach dem gleichen Verfahren wie bei dem Synthesebeispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass die Reaktionszeit für die Hydrierung und das Ziel-Hydrierungsverhältnis geändert worden sind. Das erhaltene hydrierte Copolymer 2 wies ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht von 350.000 in Bezug auf das Polystyrol als dem Standardpolystyrol auf. Die Menge an gebundenem Styrol betrug 20 Massenprozent und das Hydrierungsverhältnis der Butadieneinheit betrug 80 Molprozent.
  • Beispiele und Vergleichsbeispiele
  • Mittels eines Banbury-Mischers wurden die Komponenten, die keinen Vulkanisationsbeschleuniger und keinen Schwefel enthielten, gemäß den in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten Rezepturen (Massenteilen) hinzugefügt, gefolgt von einem Mischen in einem ersten Mischschritt (nicht verarbeitender Knetschritt) (Auslasstemperatur: 160 °C). Ein Vulkanisationsbeschleuniger und ein Schwefel wurden der erhaltenen Mischung hinzugefügt, gefolgt von einem Mischen in einem abschließenden Mischschritt (verarbeitender Knetschritt) (Auslasstemperatur: 90 °C). So wurde eine Kautschukzusammensetzung hergestellt.
  • Die Details jeder Komponente in der Tabelle 1 sind wie folgt.
    • SBR: „HPR350“, der von der JSR Corporation hergestellt worden ist
    • Hydrierter SBR 1: hydriertes Copolymer 1, das nach dem Synthesebeispiel 1 hergestellt worden ist
    • Hydrierter SBR 2: hydriertes Copolymer 2, das nach dem Synthesebeispiel 2 hergestellt worden ist
    • Siliziumdioxid: „Ultrasil VN3“, das von der Evonik hergestellt worden ist
    • Ruß: „SEAST 3“, der von der Tokai Carbon Co., Ltd. hergestellt worden ist
    • Öl: „PROCESS NC140“, das von der JX Nippon Oil & Sun Energy Corporation hergestellt worden ist
    • Flüssiger Kautschuk 1: „LIR290“, der von der Kuraray Co., Ltd. hergestellt worden ist. hydrierter flüssiger Isopren-Kautschuk, im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht: 31000
    • Flüssiger Kautschuk 2: „LIR30“, der von der Kuraray Co., Ltd. hergestellt worden ist, flüssiger Isopren-Kautschuk, im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht: 28000
    • Flüssiger Kautschuk 3: „LBR307“, der von der Kuraray Co., Ltd. hergestellt worden ist, flüssiger Butadien-Kautschuk, im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht: 8000
    • Flüssiger Kautschuk 4: „Ricon 184“, der von der Cray Valley hergestellt worden ist, statistisches Butadien-Styrol-Copolymer, im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht: 8600
    • Zinkoxid: „Zinc Flower #3“, das von der Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. hergestellt worden ist
    • Stearinsäure: „LUNAC S-20“, die von der Kao Corporation hergestellt worden ist
    • Alterungsschutzmittel: „NOCRAC 6C“, das von der Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. hergestellt worden ist
    • Wachs: „OZOACE 0355“, das von der Nippon Seiro Co., Ltd. hergestellt worden ist Silanhaftvermittler: „Si69“, der von der Evonik hergestellt worden ist
    • Schwefel: „Pulverisierter Schwefel“, der von der Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt worden ist
    • Vulkanisationsbeschleuniger 1: Beschleuniger vom Typ Guanidin, „NOCCELER D“, der von der Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. hergestellt worden ist
    • Vulkanisationsbeschleuniger 2: Beschleuniger vom Typ Sulfenamid, „SOXINOL CZ“, der von der Sumitomo Chemical Co., Ltd. hergestellt worden ist
    • Vulkanisationsbeschleuniger 3: Beschleuniger vom Typ Thiuram, „ACCEL TBZT“,der von der Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt worden ist
  • Die Verarbeitbarkeit und die Abriebfestigkeit j eder erhaltenen Zusammensetzung wurden bewertet. Die Bewertungsverfahren sind wie folgt.
  • Verarbeitbarkeit: Ein nicht vulkanisierter Kautschuk wurde 1 Minute bei 100 °C vorerhitzt, und dann wurde ein Drehmoment nach 4 Minuten in einer Mooney-Einheit mit einem rotorlosen Mooney-Messgerät, das von der Toyo Seiki Seisaku-Sho hergestellt worden ist, gemäß JIS K6300 gemessen. Die Verarbeitbarkeit wurde durch einen Index angegeben, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 1 100 betrug. Ein kleinerer Index zeigt eine niedrige Viskosität und eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit an.
  • Abriebfestigkeit: Sie wurde mit einem Prüfstücks mit einer vorbestimmten Form, das durch ein Vulkanisieren der erhaltenen Kautschukzusammensetzung bei 160 °C für 30 Minuten erhalten worden ist, gemäß JIS K6264 gemessen. Insbesondere wurde die Abriebmenge unter den Bedingungen gemessen Last: 29,4 N, Schlupfverhältnis: 20 %, Temperatur: 23 °C und Menge des abfallenden Sands: 20 g/min unter Verwendung eines Lambourn-Abriebprüfgeräts. Die umgekehrte Zahl der Abriebmenge wird durch einen Index angegeben, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 1 100 betrug. Ein größerer Wert zeigt eine hervorragende Abriebfestigkeit. Tabelle 1
    Vgl-Bsp. 1 Vgl-Bsp. 2 Vgl-Bsp. 3 Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp. 3 Bsp. 4 Bsp. 5 Bsp. 6* Bsp. 7 Bsp. 8
    SBR 100 100 - - - - - - 30 20 -
    Hydrierter SBR 1 - - 100 100 100 100 100 100 70 80 -
    Hydrierter SBR 2 - - - - - - - - - - 100
    Siliziumdioxid 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70
    Ruß 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
    Öl 20 10 20 10 10 10 10 - 10 10 10
    Flüssiger Kautschuk 1 - - - 10 - - - - - - -
    Flüssiger Kautschuk 2 - - - - 10 - - - - - -
    Flüssiger Kautschuk 3 - 10 - - - 10 - 20 10 10 10
    Flüssiger Kautschuk 4 - - - - - - 10 - - - -
    Zinkoxid 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
    Stearinsäure 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Alterungsschutzmittel 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Wachs 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Silanhaftvermittler 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
    Schwefel 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2
    Vulkanisationsbeschleuniger 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Vulkanisationsbeschleuniger 2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Vulkanisationsbeschleuniger 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
    Verarbeitbarkeit 100 105 150 135 140 130 135 120 110 107 120
    Abriebfestigkeit 100 100 130 125 130 140 138 150 110 108 133

    * Referenzbeispiel
  • Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Aus dem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 3 geht hervor, dass bei Verwendung des hydrierten SBR die Verarbeitbarkeit stark beeinträchtigt wird.
  • Aus dem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 3 und den Beispielen 1 bis 5 und 8 wurde erkannt, dass, wenn der hydrierte SBR und der flüssige Kautschuk in Kombination verwendet werden, die Verarbeitbarkeit verbessert wird, während die Abriebfestigkeit, die eine Eigenschaft eines Reifens ist, der ein hydrierten Copolymers enthält, aufrechterhalten oder weiter verbessert wird.
  • Aus dem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 2 wurde erkannt, dass bei Verwendung des flüssigen Kautschuks in Kombination mit dem SBR die Verarbeitbarkeit eher beeinträchtigt wird.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen der vorliegenden Erfindung kann bei verschiedenen Reifen von Personenkraftwagen, leichten Lastkraftwagen, Bussen und dergleichen verwendet werden.

Claims (3)

  1. Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, welche aufweist: eine feste Kautschukkomponente, die ein hydriertes Copolymer enthält, das durch ein Hydrieren eines aromatischen mit Vinyl konjugierten Diencopolymers erhalten worden ist, wobei das hydrierte Copolymer ein im Gewicht gemitteltes Molekulargewicht, das durch eine Gelpermeationschromatographie gemessen wird, von 300.000 bis 2.000.000 und ein Hydrierungsverhältnis einer konjugierten Dieneinheit von 80 Molprozent oder mehr aufweist wobei der Anteil des hydrierten Copolymers in der festen Kautschukkomponente 80 Massenprozent oder mehr beträgt, und einen Kautschuk, der bei 23 °C flüssig ist und wobei der Anteil dieses flüssigen Kautschuks 1 bis 50 Massenteile pro 100 Massenteile der festen Kautschukkomponente beträgt.
  2. Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1, wobei der flüssige Kautschuk mindestens einer ist, der aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die einen Isopren-Kautschuk, einen Butadien-Kautschuk, einen Styrol-Butadien-Kautschuk, einen Isopren-Butadien-Kautschuk, einen Isopren-Styrol-Kautschuk einen Isopren-Butadien-Styrol-Kautschuk und hydrierte Produkte davon umfasst.
  3. Vulkanisiertes Produkt, das durch eine Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt worden ist, insbesondere pneumatischer Reifen, welcher durch eine Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt worden ist.
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