DE112018003958B4

DE112018003958B4 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112018003958B4
Application number: DE112018003958.7T
Authority: DE
Inventors: Keisuke MURASE
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2038-06-27
Also published as: JP6795098B2; DE112018003958T5; CN110944851A; US20210139675A1; CN110944851B; WO2019026477A1; US11472947B2; JPWO2019026477A1

Abstract

Ein Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt umfassend eine Gummizusammensetzung für eine Lauffläche mit Siliciumdioxid, wobei der Luftreifen einen verbesserten Rollwiderstand und eine verbesserte Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten aufweist, während eine ausgezeichnete Trockenleistung und Nassleistung beibehalten werden. Der Laufflächenabschnitt (1) umfasst Längsrillen (21), die sich in einer Reifenumfangsrichtung erstrecken, und/oder Querrillen (22), die sich in einer Reifenquerrichtung erstrecken; wobei ein Rillenflächenverhältnis Sin eines Fahrzeuginnenseitenbereichs des Laufflächenabschnitts (1) von 30 % bis 39 % reicht; eine Differenz ΔS zwischen dem Rillenflächenverhältnis Sin und einem Rillenflächenverhältnis Sout von 6 % bis 14 % reicht; und die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche des Laufflächenabschnitts (1) einen Dienkautschuk umfasst, der von 10 Massenteilen bis 30 Massenteilen Naturkautschuk und von 70 Massenteilen bis 90 Massenteilen eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder eines emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, von 80 Massenteilen bis 150 Massenteilen Siliciumdioxid pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, von 0,5 Massenteilen bis 10 Massenteilen eines cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, und, relativ zur Menge von Siliciumdioxid, 3 Masse-% bis 10 Masse-% eines Alkyltriethoxysilans umfasst, das eine Alkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweist

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt, der eine Gummizusammensetzung für eine Lauffläche umfasst, die Siliciumdioxid enthält.
Stand der Technik
Beispiele der erforderlichen Leistungen des Luftreifens umfassen eine ausgezeichnete Trockenleistung und Nassleistung, einen geringen Rollwiderstand, und eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten. Insbesondere erfordern Reifen mit hoher Leistung, dass diese Leistungen auf kompatible Weise hochgradig erzielt werden. Das Mischen einer großen Menge an Siliciumdioxid mit einer Gummizusammensetzung für eine Lauffläche, die in Laufflächenabschnitten von Luftreifen verwendet wird, ist eine bekannte Technik, um Trockenleistung und Nassleistung in kompatibler Art und Weise hochgradig bereitzustellen (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Jedoch wirkt sich das einfache Mischen von Siliciumdioxid auf den Rollwiderstand und die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten aus, was dazu führt, dass nicht alle Leistungen in ausgewogener Weise hochgradig erzielt werden können. Somit besteht ein Bedarf nach einer Möglichkeit, den Rollwiderstand und die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten zu verbessern und auch eine ausgezeichnete Trockenleistung und Nassleistung beibehält, die durch Mischen einer großen Menge an Siliciumdioxid erhalten wird.
Literaturliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: JP 2010-077257 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Luftreifens mit einem Laufflächenabschnitt umfassend eine Gummizusammensetzung für eine Lauffläche mit Siliciumdioxid, wobei der Luftreifen einen verbesserten Rollwiderstand und eine verbesserte Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten aufweist und gleichzeitig eine ausgezeichnete Trockenleistung und Nassleistung beibehält.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, schließt ein Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: eine vorgesehene Montagerichtung in Bezug auf ein Fahrzeug; und einen Laufflächenabschnitt mit einer Ringform, die sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt, wobei der Laufflächenabschnitt Folgendes umfasst:

Längsrillen, die sich in der Reifenumfangsrichtung erstrecken, und/oder Querrillen, die sich in einer Reifenquerrichtung erstrecken, und aus einer Gummizusammensetzung für eine Lauffläche hergestellt sind; wobei ein Rillenflächenverhältnis Sin eines Fahrzeuginnenseitenbereichs, der einer Fahrzeuginnenseite eines Reifenäquators des Laufflächenabschnitts entspricht, von 30 % bis 39 % reicht;
eine Differenz ΔS zwischen dem Rillenflächenverhältnis Sin und einem Rillenflächenverhältnis Sout eines Fahrzeugaußenseitenbereichs, der einer Fahrzeugaußenseite einer Position des Reifenäquators des Laufflächenabschnitts entspricht, von 6 % bis 14 % reicht; und
die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche Folgendes umfasst:
- einen Dienkautschuk, der 10 Massenteile bis 30 Massenteile Naturkautschuk und 70 Massenteile bis 90 Massenteile eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder eines emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, 80 Massenteile bis 150 Massenteile an Siliciumdioxid, 0,5 Massenteile bis 10 Massenteile eines cyclischen Polysulfids, ausgedrückt durch Formel 1 unten, und, relativ zur Menge von Siliciumdioxid, 3 Masse-% bis 10 Masse-% eines Alkyltriethoxysilans umfasst, das eine Alkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweist

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist aus der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche mit der oben beschriebenen Zusammensetzung hergestellt. Somit kann er eine hervorragende Trockenleistung und Nassleistung, einen reduzierten Rollwiderstand, und eine verbesserte Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten bereitstellen. Die Trockenleistung und die Nassleistung sind relativ schwierig zu verbessern, wenn nur die physikalischen Eigenschaften der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche geändert werden. Durch Einstellen des Rillenflächenverhältnisses Sin und der Differenz ΔS in den oben beschriebenen entsprechenden Bereichen, können diese Leistungen jedoch in ausgewogener Weise hochgradig erzielt werden. Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verhältnis können durch Einstellen des Rillenflächenverhältnisses Sout auf 20 % bis 30 % die Trockenleistung und die Nassleistung weiter effektiv verbessert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Siliciumdioxid vorzugsweise eine spezielle CTAB-Absorptionsoberfläche auf, die von 180 m²/g bis 250 m²/g reicht. Dies verbessert die physikalischen Eigenschaften der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche und ist vorteilhaft, um eine gute Trockenleistung, Nassleistung, einen guten Rollwiderstand und eine gute Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten in kompatibler Weise zu erhalten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise 1 Massenteil bis 25 Massenteile eines aromatischen Terpenharzes pro 100 Masse-% des Dienkautschuks gemischt. Dies verbessert die physikalischen Eigenschaften der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche und ist vorteilhaft, um eine gute Trockenleistung, Nassleistung, einen guten Rollwiderstand und eine gute Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten in kompatibler Weise zu erhalten.
Beachten Sie, dass in der vorliegenden Erfindung das Rillenflächenverhältnis Sin des Fahrzeuginnenseitenbereichs und das Rillenflächenverhältnis Sout des Fahrzeugaußenseitenbereichs Rillenflächenverhältnisse für innerhalb des Bodenkontaktbereichs des Laufflächenabschnitts sind und Verhältnisse (%) des Gesamtbereichs der Rillenabschnitte im Bereich des Gesamtbereichs des Bereichs sind, der Stegabschnitte und Rillenabschnitte einschließt. „Bodenkontaktbereich“ ist der Bereich zwischen den Endabschnitten (Bodenkontakträndern) in der Reifenaxialrichtung der Oberfläche (Bodenkontaktoberfläche), die mit der Oberfläche in Kontakt kommt, auf die der Reifen angeordnet wird, wenn der Reifen auf eine reguläre Felge aufgezogen, auf einen regulären Innendruck gefüllt und vertikal auf einer flachen Oberfläche mit einer regulären, daran angelegten Last angeordnet ist. „Reguläre Felge“ ist eine Felge, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen basieren, und bezieht sich auf eine „Standardfelge“ (standard rim) im Falle der JATMA, auf eine „Entwurfsfelge“ (design rim) im Falle der TRA und auf eine „Messfelge“ (measuring rim) im Falle der ETRTO. „Regulärer Innendruck“ ist ein Luftdruck, der durch Standards für jeden Reifen nach einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen beruhen, und sich auf einen „maximalen Luftdruck“ (maximalen Luftdruck) im Falle der JATMA, auf einen Maximalwert in der Tabelle „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken) im Falle der TRA und auf den „INFLATION PRESSURE“ (Reifendruck) im Falle der ETRTO bezieht. Ein „regulärer Innendruck“ beträgt 180 kPa für einen Reifen an einem Personenfahrzeug. „Reguläre Last“ ist eine Last, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen basieren, und sich auf „maximale Lastenkapazität“ im Falle der JATMA, auf einen maximalen Wert in der Tabelle „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken) im Falle der TRA und auf „LOAD CAPACITY“ (Lastenkapazität) im Falle der ETRTO bezieht. Wenn der Reifen zur Verwendung mit einem Personenfahrzeug vorgesehen ist, wird eine Last verwendet, die 88 % der obenstehend beschriebenen Last entspricht.
Figurenliste

1 ist eine Meridianquerschnittsansicht eines Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Laufflächenabschnitt eines Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Konfigurationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Wie in 1 veranschaulicht, schließt der Luftreifen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden, ringförmigen Laufflächenabschnitt 1, ein Paar Seitenwandabschnitte 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und ein Paar Wulstabschnitte 3, die von den Seitenwandabschnitten 2 in Reifenradialrichtung nach innen angeordnet sind, ein. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen „CL“ einen Reifenäquator und das Bezugszeichen „E“ bezeichnet einen Bodenkontaktrand. Ein Luftreifen der vorliegenden Erfindung weist eine gekennzeichnete Montagerichtung in Bezug auf ein Fahrzeug auf. In den Zeichnungen bezeichnet „INNEN“ die Seite innen vom Fahrzeug, wenn der Reifen am Fahrzeug montiert ist (nachstehend als „Fahrzeuginnenseite“ bezeichnet), und „AUSSEN“ bezeichnet die Seite außen vom Fahrzeug, wenn der Reifen am Fahrzeug montiert ist (nachstehend als „Fahrzeugaußenseite“ bezeichnet). Solch eine Montagerichtung kann bestimmt werden, indem ein Indikator betrachtet wird, der sich an einem gewünschten Abschnitt der Reifenaußenoberfläche befindet.
Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen dem Paar aus einem linken und einem rechten Wulstabschnitt 3 angebracht. Die Karkassenschicht 4 beinhaltet eine Vielzahl von sich in der Reifenradialrichtung erstreckenden verstärkenden Cordfäden und ist um einen in jedem der Reifenwulstabschnitte 3 angeordneten Reifenwulstkern 5 von einer Fahrzeuginnenseite hin zu einer Fahrzeugaußenseite zurückgefaltet. Außerdem sind Wulstfüller 6 auf der Außenumfangsseite der Wulstkerne 5 angeordnet, und jeder Wulstfüller 6 ist von einem Hauptkörperabschnitt und einem zurückgefalteten Abschnitt der Karkassenschicht 4 umschlossen. Andererseits ist im Laufflächenabschnitt 1 eine Mehrzahl von Gürtelschichten 7 (zwei Schichten in 1) auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 eingebettet. Die Gürtelschichten 7 beinhalten jeweils eine Mehrzahl von verstärkenden Corden, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, wobei die verstärkenden Corden der unterschiedlichen Schichten kreuzweise angeordnet sind. In diesen Gürtelschichten 7 liegt der Neigungswinkel der verstärkenden Cordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung in einem Bereich von beispielsweise 10° bis 40°. Außerdem ist eine Gürtelverstärkungsschicht 8 auf der Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 bereitgestellt. Die Gürtelverstärkungsschicht 8 schließt organische Fasercordfäden ein, die in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind. In der Gürtelverstärkungsschicht 8 ist der Winkel der organischen Fasercordfäden bezüglich der Reifenumfangsrichtung beispielsweise auf 0° bis 5° festgelegt.
Eine Laufflächengummischicht 11 ist auf der Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1 angeordnet. Eine Seitengummischicht 12 ist auf der Außenumfangsseite (in der Reifenquerrichtung nach außen) der Karkassenschicht 4 in jedem der Seitenwandabschnitte 2 angeordnet. Eine Felgenpolstergummischicht 13 ist auf der Außenumfangsseite (in der Reifenquerrichtung nach außen) der Karkassenschicht 4 in jedem der Wulstabschnitte 3 angeordnet. Die Laufflächengummischicht 11 kann eine mehrlagige Struktur aufweisen, die zwei Arten von Gummischichten (eine Verschlusslaufflächengummischicht und eine Unterlaufflächengummischicht) mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften einschließt, die in der Reifenradialrichtung geschichtet sind.
Die vorliegende Erfindung kann auf einen derartigen allgemeinen Luftreifen angewendet werden, die Querschnittsstruktur davon ist jedoch nicht auf die obenstehend beschriebene Basisstruktur beschränkt.
Im Laufflächenabschnitt 1 des Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Längsrillen 21, die sich in der Reifenumfangsrichtung erstrecken, und Querrillen 22, die sich in der Reifenquerrichtung erstrecken, gebildet und definieren Stegabschnitte 23. Solange in der vorliegenden Erfindung ein Rillenflächenverhältnis Sin im Fahrzeuginnenseitenbereich und ein Rillenflächenverhältnis Sout im Fahrzeugaußenseitenbereich ein spezielles, nachstehend beschriebenes Verhältnis erfüllen, sind die Formen (Laufflächenmuster) der Längsrillen 21, der Querrillen 22 und der Stegabschnitte 23 nicht besonders eingeschränkt. Zum Beispiel können verschiedene Konfigurationen angewendet werden, einschließlich ein Muster, in dem nur die Längsrillen 21 gebildet sind, ein Muster, in dem nur die Querrillen 22 gebildet sind, ein Muster, in dem sowohl Längsrillen 21 als auch Querrillen 22 gebildet sind, ein Muster, in dem die Stegabschnitte 23 Rippen sind, die sich in der Reifenumfangsrichtung durchgängig erstrecken, ein Muster, in dem die Stegabschnitte 23 Blöcke sind, und dergleichen.
Wie in 2A und 2B veranschaulicht, ist die Fahrzeuginnenseite, die durch den Reifenäquator CL des Laufflächenabschnitts 1 definiert ist, als Fahrzeuginnenseitenbereich A definiert, die Fahrzeugaußenseite, die durch den Reifenäquator CL des Laufflächenabschnitts 1 definiert ist, ist als Fahrzeugaußenseitenbereich B definiert, und das Verhältnis des Gesamtbereichs (schraffierter Abschnitt in 2B) der Rillenabschnitte (die Längsrillen 21 und die Querrillen 22) zum Gesamtbereich (schraffierter Abschnitt in 2A) einschließlich der Stegabschnitte 23 und der Rillenabschnitte (die Längsrillen 21 und die Querrillen 22) ist als das Rillenflächenverhältnis definiert. Das Rillenflächenverhältnis Sin des Fahrzeuginnenseitenbereichs A reicht von 30 % bis 39 % und vorzugsweise von 30 % bis 34 % und das Rillenflächenverhältnis Sout des Fahrzeugaußenseitenbereichs B reicht von 20 % bis 30 % und vorzugsweise von 22 % bis 26 %. Die Rillenflächenverhältnisse Sin und Sout werden mit einer Rillenflächenverhältnisdifferenz ΔS (= Sin - Sout) eingestellt, die von 6 % bis 14 % und vorzugsweise von 7 % bis 13 % reicht. Beachten Sie, dass die Längsrillen 21 und die Querrillen 22 schmale Rillen oder Lamellen sein können, und die Bereiche der schmalen Rillen und Lamellen werden dem Gesamtbereich der oben beschriebenen Rillenabschnitte hinzugefügt. Wenn das Rillenflächenverhältnis das oben beschriebene Verhältnis erfüllt, kann die Steifigkeit des Stegabschnitts auf der Fahrzeugaußenseite, die zur Trockenleistung (Griffeigenschaften beim Lenken) beiträgt, beibehalten werden, ein ausreichender Rillenbereich auf der Fahrzeuginnenseite kann beibehalten werden, die Nassleistung kann sichergestellt werden und diese Leistungen können in ausgewogener Weise erzielt werden. Wenn das Rillenflächenverhältnis Sin des Fahrzeuginnenseitenbereichs A kleiner als 30 % ist, kann kein ausreichender Rillenbereich sichergestellt werden, und die Nassleistung wird reduziert. Wenn das Rillenflächenverhältnis Sin des Fahrzeuginnenseitenbereichs A größer als 39 % ist, wird der Gesamtbereich der Straßenkontaktoberfläche der Stegabschnitte 23, die mit der Fahrbahnoberfläche beim Fahren in Kontakt kommen, reduziert und die Nassleistung wird reduziert. Wenn das Rillenflächenverhältnis Sout des Fahrzeugaußenseitenbereichs B kleiner als 20 % ist, kann kein ausreichender Rillenbereich sichergestellt werden, und die Nassleistung wird verringert. Wenn das Rillenflächenverhältnis Sout des Fahrzeugaußenseitenbereichs B größer als 30 %, ist, wird die Differenz beim Rillenflächenverhältnis zwischen dem Fahrzeuginnenseitenbereich A und dem Fahrzeugaußenseitenbereich B verringert, und die vom Reduzieren des Rillenflächenverhältnisses der Fahrzeugaußenseitenbereichs B erzielte Wirkung (Erhöhung der Trockenleistung (Griffeigenschaften beim Lenken) wird nicht ausreichend erzielt. Wenn die Differenz ΔS beim Rillenflächenverhältnis weniger als 6 % beträgt, wird die Abflussleistung reduziert, wodurch die Nassleistung verringert wird. Wenn die Differenz ΔS des Rillenflächenverhältnisses größer als 14 % ist, wird die Bodenkontaktfläche verringert, wodurch es schwierig wird, die Trockenleistung ausreichend sicherzustellen.
Eine Gummizusammensetzung der Laufflächengummischicht 11 des Luftreifens der vorliegenden Erfindung (im Folgenden als „Gummizusammensetzung für eine Lauffläche“ bezeichnet) schließt einen Gummibestandteil von Dienkautschuk ein, und muss auch einen Naturkautschuk sowie einen lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummi und/oder einen emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummi einschließen.
Jeder beliebige Naturkautschuk, der in der Regel in Gummizusammensetzungen für eine Lauffläche verwendet wird, kann verwendet werden. Durch Einschließen eines Naturkautschuks, kann der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche ein ausreichender Gummiwiderstand verliehen werden. Wenn die Gesamtmenge des Dienkautschuks 100 Massenteile ist, reicht die gemischte Menge des Naturkautschuks von 10 Massenteilen bis 30 Massenteilen und vorzugsweise von 15 Massenteilen bis 25 Massenteilen. Wenn die gemischte Menge des Naturkautschuks weniger als 10 Massenteile beträgt, wird die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten reduziert. Wenn die gemischte Menge des Naturkautschuks mehr als 30 Massenteile beträgt, wird die Trockenleistung reduziert.
Für den lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummi und/oder den emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummi kann jeder Gummi verwendet werden, der in Gummizusammensetzungen in der Regel verwendet wird. Dieser kann je nach Wunsch allein oder gemischt verwendet werden. Durch Einschließen des lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder des emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis können die Trockenleistung und die Nassleistung verbessert werden. Wenn die Gesamtmenge des Dienkautschuks 100 Massenteile beträgt, reicht die gemischte Menge des lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder des emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis von 70 Massenteilen bis 90 Massenteilen und vorzugsweise von 75 Massenteilen bis 85 Massenteilen. Wenn die gemischte Menge des lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder des emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis kleiner als 70 Massenteile ist, werden die Trockenleistung und die Nassleistung reduziert. Wenn die gemischte Menge des lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder des emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis mehr als 90 Massenteile ist, wird die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten reduziert.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung kann einen Dienkautschuk zusätzlich zum Naturkautschuk, einen lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummi und/oder einen emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummi einschließen. Beispiele für andere Dienkautschuke schließen Butadien-Gummi, Isopren-Gummi, Acrylnitril-Butadien-Gummi und dergleichen ein. Diese Dienkautschuke können einzeln oder in jeder beliebigen Mischung davon verwendet werden.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung muss Siliciumdioxid als Füllstoff einschließen. Durch Einschließen von Siliciumdioxid kann die Nassleistung erhöht und der Rollwiderstand reduziert werden. Die gemischte Menge an Siliciumdioxid beträgt 80 Massenteile bis 150 Massenteile und vorzugsweise 90 Massenteile bis 140 Massenteile pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks. Wenn die gemischte Menge an Siliciumdioxid weniger als 80 Massenteile beträgt, werden die Nassleistung und der Rollwiderstand verschlechtert. Wenn die gemischte Menge an Siliciumdioxid mehr als 150 Massenteile beträgt, wird die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten verschlechtert.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Siliciumdioxid weist eine spezielle CTAB-Absorptionsoberfläche von 180 m²/g bis 250 m²/g und vorzugsweise von 190 m²/g bis 240 m²/g auf. Wenn die spezielle CTAB-Absorptionsoberfläche des Siliciumdioxids weniger als 180 m²/g beträgt, wird die Nassleistung verschlechtert. Wenn die spezielle CTAB-Absorptionsoberfläche des Siliciumdioxids mehr als 250 m²/g beträgt, wird der Rollwiderstand verschlechtert. Es ist zu beachten, dass bei der vorliegenden Erfindung der spezielle CTAB-Absorptionsoberflächenbereich des Siliciumdioxids nach ISO 5794 gemessen wird.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung kann auch andere Füllstoffe zusätzlich zum Siliciumdioxid einschließen. Zu Beispielen des anorganischen Füllstoffs gehören Ruß, Ton, Talk, Calciumcarbonat, Glimmer, Aluminiumhydroxid und dergleichen.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung muss Alkylsilan als Weichmacher einschließen. Durch Einschließen des Alkylsilans kann eine Aggregation von Siliciumdioxiden und eine Erhöhung der Viskosität der Gummizusammensetzung unterdrückt werden. Dadurch können ein besserer Rollwiderstand und eine bessere Nassleistung erzielt werden. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Alkylsilan ist ein Alkyltriethoxysilan mit einer Alkylgruppe, die 3 bis 20 Kohlenstoffe aufweist. Beispiele für eine Alkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen schließen eine Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe, Dodecylgruppe, Tridecylgruppe, Tetradecylgruppe, Pentadecylgruppe, Hexadecylgruppe, Heptadecylgruppe, Octadecylgruppe, Nonadecylgruppe und Icosylgruppe ein. Von diesen wird, unter dem Aspekt der Mischbarkeit mit dem Dienkautschuk, eine Alkylgruppe mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen bevorzugt und wird eine Octylgruppe oder Nonylgruppe noch mehr bevorzugt. Die gemischte Menge an Alkylsilan reicht von
3 Masse-% bis 10 Masse-% und vorzugsweise von 4 Masse-% bis 9 Masse% relativ zur Siliciumdioxidmasse. Wenn die gemischte Menge an Alkylsilan weniger als 3 Masse-% beträgt, werden die Nassleistung und der Rollwiderstand verschlechtert. Wenn die gemischte Menge an Alkylsilan mehr als 10 Masse-% beträgt, wird die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten reduziert.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung muss ein cyclisches Polysulfid, das von Formel 1 unten ausgedrückt ist, einschließen. Durch Beimischen eines cyclischen Polysulfids kann die Griffleistung über einen größeren Temperaturbereich verbessert werden und die Gummihärte und -steifigkeit können erhöht werden, wodurch die Abriebbeständigkeit der Gummizusammensetzung weiter verbessert wird.

(In Formel 1 ist R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen x ist eine Zahl mit einem Durchschnitt von 3 bis 5; und n ist eine ganze Zahl von 1 bis 5.)
Im cyclischen Polysulfid der vorstehenden Formel (I) ist R eine Alkylengruppe oder eine Oxyalkylengruppe, und die Kohlenstoffzahl davon beträgt 4 bis 8 und vorzugsweise 4 bis 7. Zu Beispielen für Substituenten an der Alkylengruppe und der Oxyalkylengruppe gehören eine Phenylgruppe, Benzylgruppe, Methylgruppe, Epoxidgruppe, Isocyanatgruppe, Vinylgruppe, Silylgruppe und dergleichen. S ist Schwefel. x ist eine Zahl mit einem Durchschnitt von 3 bis 5 und vorzugsweise mit einem Durchschnitt von 3,5 bis 4,5. n ist eine ganze Zahl von 1 bis 5 und vorzugsweise von 1 bis 4. Ein solches cyclisches Polysulfid kann durch gewöhnliche Verfahren hergestellt werden, zum Beispiel durch das in JP 2007-92086 beschriebene Herstellungsverfahren.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die gemischte Menge des cyclischen Polysulfids pro 100 Gewichtsteilen Dienkautschuk von 0,5 Massenteilen bis 10 Massenteilen und vorzugsweise von 1 Massenteil bis 9 Massenteilen. Wenn die gemischte Menge des cyclischen Polysulfids weniger als 0,5 Gewichtsteile beträgt, können die langfristige Wirkung des Beibehaltens der Griffleistung auf hohem Niveau und die Wirkung des Verbesserns der Beständigkeit gegen Reifenpannen nicht erzielt werden. Außerdem kann eine Abnahme der Abriebbeständigkeit der Gummizusammensetzung nicht ausreichend unterdrückt werden. Wenn die gemischte Menge des cyclischen Polysulfids ferner mehr als 10 Gewichtsteile beträgt, wird die Einfachheit der Verarbeitung verschlechtert.
In der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung dient das cyclische Polysulfid der vorstehenden Formel (I) als Vulkanisierungsmittel. Das Vulkanisierungsmittel kann das cyclische Polysulfid allein sein oder kann zusammen mit anderen Vulkanisierungsmitteln verwendet werden. Ein Beispiel eines Vulkanisierungsmittels, das verwendet werden kann, ist Schwefel. Wenn Schwefel in Kombination verwendet wird, beträgt die gemischte Menge an Schwefel pro 100 Gewichtsteilen des Dienkautschuks von 0,3 Massenteilen bis 4 Massenteilen und vorzugsweise von 0,5 Massenteilen bis 3,5 Massenteilen. Wenn Schwefel gemischt wird, beträgt das Gewichtsverhältnis von cyclischem Polysulfid zu Schwefel (cyclisches Polysulfid/Schwefel) vorzugsweise 1/5 bis 10/1 und mehr bevorzugt 1/4 bis 4/1. Da das Gewichtsverhältnis von cyclischem Polysulfid/Schwefel innerhalb eines solchen Bereichs liegt, wird die langfristige Wirkung des Beibehaltens der Griffleistung auf hohem Niveau erzielt, die Beständigkeit gegen Reifenpannen wird verbessert, und die Abriebbeständigkeit wird verbessert.
Bei der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung kann die Griffleistung verbessert werden, indem ein aromatisches Terpenharz mit den oben beschriebenen Kompoundierungsmitteln gemischt wird. Das aromatische modifizierte Terpenharz wird durch Polymerisieren eines Terpens und einer aromatischen Verbindung hergestellt. Beispiele für das Terpen schließen α-Pinen, β-Pinen, Dipenten und Limonen ein. Beispiele für die aromatische Verbindung schließen Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol und Inden ein. Die gemischte Menge des aromatischen Terpenharzes pro 100 Massenteilen an Dienkautschuk beträgt vorzugsweise 1 Massenteil bis 25 Massenteilen und mehr bevorzugt 3 Massenteile bis 23 Massenteile. Wenn die gemischte Menge des aromatischen Terpenharzes weniger als 1 Massenteil beträgt, kann eine Wirkung des Erhöhens von Griffeigenschaften nicht ausreichend erzielt werden. Wenn die gemischte Menge des aromatischen Terpenharzes größer als 25 Massenteile ist, wird das Haftvermögen der Gummizusammensetzung erhöht und die Formverarbeitbarkeit und Handhabbarkeit werden verschlechtert, da die Zusammensetzung an die Formwalze und dergleichen anhaftet.
Das aromatische Terpenharz hat vorzugsweise einen Erweichungspunkt von 80 °C bis 160 °C und mehr bevorzugt von 85 °C bis 140 °C. Wenn der Erweichungspunkt des aromatischen modifizierten Terpenharzes unter 80 °C liegt, kann die Wirkung des Erhöhens der Griffleistung nicht ausreichend erzielt werden. Wenn der Erweichungspunkt des aromatischen modifizierten Terpenharzes mehr als 160 °C ist, wird die Abriebbeständigkeit tendenziell verschlechtert. Es ist zu beachten, dass der Erweichungspunkt des aromatischen modifizierten Terpenharzes gemäß JIS K 6220-1 (Verfahren mit Ring und Kugel) gemessen wird.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den oben beschriebenen auch Kompoundierungsmittel einschließen. Beispiele von Kompoundierungsmitteln schließen einen Vulkanisierungsbeschleuniger, Alterungsschutzmittel, flüssige Polymere, ein wärmegehärtetes Harz, ein thermoplastisches Harz, und andere Kompoundierungsmittel ein, die gewöhnlich in Gummizusammensetzungen für einen Reifen verwendet werden. Diese Kompoundierungsmittel können in üblichen gemischten Mengen nach dem Stand der Technik gemischt werden, sofern die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht behindert werden. Beispiele eines Kneters schließen übliche Gummiknetmaschinen, wie einen Banbury-Mischer, einen Kneter und eine Walze ein.
Die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche der vorliegenden Erfindung kann aufgrund der Zusammensetzung und der physikalischen Eigenschaften, wie oben beschrieben, eine ausgezeichnete Trockenleistung und Nassleistung, einen reduzierten Rollwiderstand und eine verbesserte Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten bereitstellen. Somit kann ein Luftreifen, der die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche 1 verwendet, eine gute Leistung in ausgewogener Weise hochgradig erzielen. Insbesondere weist ein Luftreifen, bei dem das beschriebene Rillenflächenverhältnis erfüllt ist, aufgrund der Wirkung der Gummizusammensetzung für eine Lauffläche und der Wirkung vom Rillenflächenverhältnis eine gute Leistung hochgradig und auf kompatible Weise auf.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen weiter erläutert. Jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiel
Für 27 unterschiedliche Gummizusammensetzungen (Standardbeispiel 1, Vergleichsbeispiele 1 bis 7 und Beispiel 1 bis 19) der Bestandteile und deren Mengen, die in Tabellen 1 bis 3 aufgelistet sind (die Gummizusammensetzungen und deren Mengen, die in Tabelle 3 aufgelistet sind, sind bei allen Beispielen gleich), wurden Bestandteile abgesehen vom Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel gewogen, in einem versiegelten 1,7-I-Banbury-Mischer 5 Minuten lang geknetet, dann als Vormischung bei einer Temperatur von 155 °C ausgeschieden und bei Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde die Vormischung in den versiegelten 1,7-I-Banbury-Mischer gegeben und der Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel wurden zugeführt. Dies wurde 3 Minuten lang gemischt, um eine Gummizusammensetzung zu erhalten. Dann wurde die erhaltene Gummizusammensetzung in einer vorgegebenen Form bei 160 °C 20 Minuten lang druckvulkanisiert, um ein vulkanisiertes Gummi-Prüfstück herzustellen.
Die erhaltenen Gummizusammensetzungen wurden auf Gummihärte, tan δ bei 60 °C und Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten gemäß den unten beschriebenen Verfahren bewertet.
Gummihärte
Die Gummihärte der erhaltenen Prüfstücke wurde bei einer Temperatur von 20 °C mit einem Durometer vom Typ A gemäß JIS K6253 gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Indexwerten in der „Härte“-Zeile in Tabellen 1 und 2 dargestellt, wobei dem Standardbeispiel 1 der Wert 100 zugewiesen ist. Größere Indexwerte weisen auf eine größere Gummihärte hin.
Tan δ bei 60 °C
Unter Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers, erhältlich bei der Toyo Seiki Seisaku sho, Ltd., wurde die Verlusttangente, d. h. tan δ, bei einer Temperatur von 60 °C des erhaltenen Prüfstücks gemäß JIS K6394 bei einer anfänglichen Beanspruchung von 10 %, einer Amplitude von ±2 % und einer Frequenz von 20 Hz gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Indexwerten in der Zeile „tan δ (60 °C)“ in den Tabellen 1 und 2 dargestellt, wobei dem Standardbeispiel 1 der Wert 100 zugewiesen ist. Kleinere Werte weisen auf einen geringeren Rollwiderstand und ein besseres Kraftstoffverbrauchsverhalten hin.

Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten Hantelförmige Prüfstücke nach Nr. 3 wurden aus den erhaltenen Prüfstücken gemäß JIS K6251 gestanzt. Die Prüfstücke wurden auf Reißfestigkeit bei einer Temperatur von 100 °C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Indexwerten in der Zeile „Abriebbeständigkeit“ in Tabellen 1 und 2 dargestellt, wobei dem Standardbeispiel 1 der Wert 100 zugewiesen ist. Größere Indexwerte weisen auf eine größere Reißfestigkeit und eine verbesserte Abriebbeständigkeit in einem geformten Reifen hin. [Tabelle 1-1]

		Standardbeispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3
NR	Massenteile	15	15	15	15
SBG	Massenteile	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)
CB	Massenteile	60	20	20	20
Siliciumdioxid 1	Massenteile	70	120	120	120
Siliciumdioxid 2	Massenteile
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	4,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	2,8 (4,0)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile
Aromaöl	Massenteile	25	25	25	25
Schwefel	Massenteile	2,4	1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile		2	0,5	4
Gummihärte	Indexwert	100	105	101	108
Tan δ (60 °C)	Indexwert	100	95	99	94
Abriebbeständigkeit	Indexwert	100	105	101	108

[Tabelle 1-II]

		Beispiel 4	Beispiel 5	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
NR	Massenteile	15	15	15	5
SBG	Massenteile	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)	130,3 (95)
CB	Massenteile	20	20	20	20
Siliciumdioxid 1	Massenteile	120	120	120	120
Siliciumdioxid 2	Massenteile
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile
Aromaöl	Massenteile	25	25	25	21
Schwefel	Massenteile				1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile	8	10	12	2
Gummihärte	Indexwert	110	112	114	105
Tan δ (60 °C)	Indexwert	92	91	90	97
Abriebbeständigkeit	Indexwert	112	114	115	100

[Tabelle 1-III]

		Beispiel 6	Beispiel 7	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
NR	Massenteile	10	30	40	15
SBG	Massenteile	123,8 (90)	96,3 (70)	82,5 (60)	116,9 (85)
CB	Massenteile	20	20	20	70
(Siliciumdioxid 1	Massenteile	120	120	120	70
Siliciumdioxid 2	Massenteile
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	4,2 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)	2,8 (4,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile
Aromaöl	Massenteile	23	30	34	25
Schwefel	Massenteile	1,2	1,2	1,2	1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile	2	2	2	2
Gummihärte	Indexwert	104	102	105	105
Tan δ (60 °C)	Indexwert	96	94	93	103
Abriebbeständigkeit	Indexwert	103	106	108	114

[Tabelle 1-IV]

		Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Vergleichsbeispiel 5
NR	Massenteile	15	15	15	15
SBG	Massenteile	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)
CB	Massenteile	60	50	10
Siliciumdioxid 1	Massenteile	80	90	130	160
Siliciumdioxid 2	Massenteile
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	4,8 (6,0)	5,4 (6,0)	7,8 (6,0)	9,6 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	3,2 (4,0)	3,6 (4,0)	5,2 (4,0)	6,4 (4,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile
Aromaöl	Massenteile	25	25	25	25
Schwefel	Massenteile	1,2	1,2	1,2	1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile	2	2	2	2
Gummihärte	Indexwert	105	105	105	106
Tan δ (60 °C)	Indexwert	99	98	92	103
Abriebbeständigkeit	Indexwert	110	108	103	99

[Tabelle 2-1]

		Vergleichsbeispiel 6	Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13
NR	Massenteile	15	15	15	15
SBG	Massenteile	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)
CB	Massenteile	20	20	20	20
Siliciumdioxid 1	Massenteile	120	120	120	120
Siliciumdioxid 2	Massenteile
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	2,4 (2,0)	3,6 (3,0)	9,6 (8,0)	12 (10,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile
Aromaöl	Massenteile	25	25	25	25
Schwefel	Massenteile	1,2	1,2	1,2	1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile	2	2	2	2
Gummihärte	Indexwert	107	105	103	101
Tan δ (60 °C)	Indexwert	101	98	92	90
Abriebbeständigkeit	Indexwert	105	105	103	101

[Tabelle 2-11]

		Vergleichsbeispiel 7	Beispiel 14	Beispiel 15	Beispiel 16
NR	Massenteile	15	15	15	15
SBG	Massenteile	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)
CB	Massenteile	20	20	20	20
Siliciumdioxid 1	Massenteile	120	120		120
Siliciumdioxid 2	Massenteile			120
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	14,4 (12,0)		4,8 (4,0)	4,8 (4,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)		4,8 (4,0)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile				1
Aromaöl	Massenteile	25	25	25	24
Schwefel	Massenteile	1,2	1,2	1,2	1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile	2	2	2	2
Gummihärte	Indexwert	99	106	107	105
Tan δ (60 °C)	Indexwert	88	96	97	95
Abriebbeständigkeit	Indexwert	99	105	107	105

[Tabelle 2-III]

		Beispiel 17	Beispiel 18	Beispiel 19
NR	Massenteile	15	15	15
SBG	Massenteile	116,9 (85)	116,9 (85)	116,9 (85)
CB	Massenteile	20	20	20
Siliciumdioxid 1	Massenteile	120	120	120
Siliciumdioxid 2	Massenteile
Silan-Haftvermittler (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)	7,2 (6,0)
Alkylsilan 1 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)	4,8 (4,0)
Alkylsilan 2 (Siliciumdioxid-Anteil	Massenteile Masse-%)
Aromatisches Terpenharz	Massenteile	20	25	30
Aromaöl	Massenteile	5
Schwefel	Massenteile	1,2	1,2	1,2
Cyclisches Polysulfid	Massenteile	2	2	2
Gummihärte	Indexwert	106	107	105
Tan δ (60 °C)	Indexwert	97	97	97
Abriebbeständigkeit	Indexwert	107	108	109

[Tabelle 3]

		Gemischte Menge
Zinkoxid	Massenteile	2,0
Stearinsäure	Massenteile	1,0
Alterungsschutzmittel 1	Massenteile	3,0
Alterungsschutzmittel 2	Massenteile	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	Massenteile	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	Massenteile	1,0

Die in den Tabellen 1 bis 3 verwendeten Arten von Rohmaterialien sind wie nachstehend beschrieben.

• NR: Naturkautschuk, SIR20
• SBG: Styrol-Butadien-Gummi, NIPOL 9548 (ölgestrecktes Produkt, Styrolgehalt: 37 %, 37,5 Massenteile Öl pro 100 Massenteilen Gummibestandteil), erhältlich bei ZEON CORPORATION
• CB: Ruß, N-134, erhältlich bei THAI TOKAI CARBON
• Siliciumdioxid 1: ULTRASIL 7000GR (spezieller CTAB-Absorptionsoberflächenbereich: 158 m²/g), erhältlich bei Evonik Industries
• Siliciumdioxid 2: ULTRASIL 9000GR (spezieller CTAB-Absorptionsoberflächenbereich: 200 m²/g), erhältlich bei Evonik Industries
• Silan-Haftverbesserer 1: Si69, erhältlich bei Evonik Degussa
• Alkylsilan 1: KBE-3083 (Alkyltriethoxysilan mit einer Alkylgruppe mit 8 Kohlenstoffatomen erhältlich bei Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
• Alkylsilan 2: KBE-3063 (Alkyltriethoxysilan mit einer Alkylgruppe mit 6 Kohlenstoffatomen erhältlich bei Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
• Aromatisches Terpenharz: TO-125, erhältlich bei Yasuhara Chemical Co., Ltd.
• Aromaöl: VIVATEC 500, erhältlich bei H&R Chemical
• Schwefel: Ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower“ (Schwefelgehalt: 95,24 Massen-%), erhältlich bei Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
• Cyklisches Polysulfid: cyclisches Polysulfid, das gemäß dem Verfahren von Beispiel 3 in JP 2002-293783 A synthetisiert wird (in Formel 1 ist R (CH₂)₆, x (Mittelwert) ist 4, und n ist von 1 bis 5.)
• Zinkoxid: Zinkoxid III, erhältlich bei Seido Chemical Industry Co., Ltd.
• Stearinsäure: Stearinsäurekügelchen, erhältlich bei NOF Corporation
• Alterungsschutzmittel 1: Santoflex 6PPD, erhältlich bei Solutia Europe
• Alterungsschutzmittel 2: PILNOX TDQ, erhältlich bei NOCIL LIMITED
• Vulkanisierungsbeschleuniger 1: NOCCELER CZ-G, erhältlich bei Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
• Vulkanisierungsbeschleuniger 2: Soxinol D-G, erhältlich bei Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Unter Verwendung der oben beschriebenen 27 verschiedenen Gummizusammensetzungen (Standardbeispiel 1, Vergleichsbeispiele 1 bis 7, Beispiele 1 bis 19) wurden 40 Luftreifen, die dem Standardreifen 1, den Vergleichsreifen 1 bis 9 und den Beispielreifen 1 bis 30 entsprechen, mit einer Reifengröße von 195/65R15 und der in 1 veranschaulichten Basisstruktur hergestellt. Diese Luftreifen sind entsprechend den Angaben in den Tabellen 4 bis 6 eingestellt für: Art der verwendeten Gummizusammensetzung, Rillenflächenverhältnis Sin der Fahrzeuginnenseite, Rillenflächenverhältnis Sout der Fahrzeugaußenseite und Differenz ΔS im Rillenflächenverhältnis.
Diese vierzig Arten von Luftreifen wurden mittels der nachstehend beschriebenen Bewertungsverfahren hinsichtlich Trockenleistung und Nassleistung bewertet und die Ergebnisse davon sind in Tabellen 4 bis 6 gezeigt.
Trockenleistung
Die Testreifen wurden auf Standardfelgen (Felgengröße von 195x65R15) montiert, auf einen Luftdruck von 250 kPa eingestellt und an einem Testfahrzeug montiert. Das Testfahrzeug wurde auf einer Teststrecke mit einer trockenen Straßenoberfläche in Betrieb genommen, und die Ansprechempfindlichkeit beim Lenken wurde mittels sensorischer Bewertung durch einen Testfahrer bewertet. Die Bewertungsergebnisse wurden jeweils in eine von fünf Gruppen eingestuft, wobei ein Wert 3 der Standard war. Die Ergebnisse werden in der Zeile „Trockenleistung“ in den Tabellen 4 bis 6 gezeigt. Höhere Punktzahlen weisen auf eine bessere Trockenleistung hin (Lenkstabilität auf trockenen Straßenoberflächen).
Nassleistung

Die Testreifen wurden auf Standardfelgen (Felgengröße von 195x65R15) montiert, auf einen Luftdruck von 250 kPa eingestellt und an einem Testfahrzeug montiert. Das Testfahrzeug wurde auf einer Teststrecke mit einer 1-mm-Wasserschicht in Betrieb genommen, und die Ansprechempfindlichkeit beim Lenken wurde mittels sensorischer Bewertung durch einen Testfahrer bewertet. Die Bewertungsergebnisse wurden jeweils in eine von fünf Gruppen eingestuft, wobei ein Wert 3 der Standard war. Die Ergebnisse werden in der Zeile „Nassleistung“ in den Tabellen 4 bis 6 gezeigt. Höhere Punktzahlen weisen auf eine bessere Nassleistung hin (Lenkstabilität auf nassen Straßenoberfläche). [Tabelle 4-1]

		Standardreifen 1	Beispielreifen 1	Beispielreifen 2	Beispielreifen 3	Beispielreifen 4
Art der Gummizusammensetzung		Standardbeispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
Rillenflächenverhältnis Sin	%	32	32	32	32	32
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	8	8	8	8	8
Trockenleistung		3	4	4	5	5
Nassleistung		3	4	4	4	4

[Tabelle 4-11]

		Beispielreifen 5	Vergleichsreifen 1	Vergleichsreifen 2	Beispielreifen 6	Beispielreifen 7
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 5	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Beispiel 6	Beispiel 7
Rillenflächenverhältnis Sin	%	32	32	32	32	32
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	8	8	8	8	8
Trockenleistung		4	3	4	4	4
Nassleistung		4	4	4	4	4

[Tabelle 4-III]

		Vergleichsreifen 3	Vergleichsreifen 4	Beispielreifen 8	Beispielreifen 9
Art der Gummizusammensetzung		Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Beispiel 8	Beispiel 9
Rillenflächenverhältnis Sin	%	32	32	32	32
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	8	8	8	8
Trockenleistung		3	4	4	4
Nassleistung		4	3	4	4

[Tabelle 5-1]

		Beispielreifen 10	Vergleichsreifen 5	Vergleichsreifen 6	Beispielreifen 11	Beispielreifen 12
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 10	Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 6	Beispiel 11	Beispiel 12
Rillenflächenverhältnis Sin	%	32	32	32	32	32
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	8	8	8	8	8
Trockenleistung		4	4	4	4	4
Nassleistung		5	4	4	4	4

[Tabelle 5-11]

		Beispielreifen 13	Vergleichsreifen 7	Beispielreifen 14	Beispielreifen 15
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 13	Vergleichsbeispiel 7	Beispiel 14	Beispiel 15
Rillenflächenverhältnis Sin	%	32	32	32	32
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	8	8	8	8
Trockenleistung		4	3	4	5
Nassleistung		5	5	4	5

[Tabelle 5-III]

		Beispielreifen 16	Beispielreifen 17	Beispielreifen 18	Beispielreifen 19
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 16	Beispiel 17	Beispiel 18	Beispiel 19
Rillenflächenverhältnis Sin	%	32	32	32	32
Rillenflächen verhältnis Sout	%	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	8	8	8	8
Trockenleistung		4	4	4	5
Nassleistung		4	5	5	5

[Tabelle 6-I]

		Vergleichsreifen 8	Beispielreifen 20	Beispielreifen 21	Beispielreifen 22	Beispielreifen 23
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1
Rillenflächenverhältnis Sin	%	28	30	34	36	38
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	24	24	24	24
Differenz ΔS	%	4	6	10	12	14
Trockenleistung		4	4	4	4	4
Nassleistung		3	4	5	5	4

[Tabelle 6-II]

		Vergleichsreifen 9	Beispielreifen 24	Beispielreifen 25	Beispielreifen 26
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1
Rillenflächenverhältnis Sin	%	40	30	31	32
Rillenflächenverhältnis Sout	%	24	19	20	22
Differenz ΔS	%	16	11	11	10
Trockenleistung		3	4	5	4
Nassleistung		4	4	4	4

[Tabelle 6-III]

		Beispielreifen 27	Beispielreifen 28	Beispielreifen 29	Beispielreifen 30
Art der Gummizusammensetzung		Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 1
Rillenflächenverhältnis Sin	%	35	37	38	39
Rillenflächen verhältnis Sout	%	26	28	30	31
Differenz ΔS	%	9	9	8	8
Trockenleistung		4	4	4	4
Nassleistung		5	4	4	4

Wie den Tabellen 1 bis 2 zu entnehmen ist, weisen die Gummizusammensetzungen der Beispiele 1 bis 19 eine bessere Gummihärte tan δ bei 60 °C und Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten als Standardbeispiel 1 auf und sie erzielten diese Leistungen in ausgewogener Weise. Wie ferner den Tabellen 4 bis 6 zu entnehmen ist, hatten die Beispielreifen 1 bis 30, die mit Gummizusammensetzungen von Beispielen 1 bis 19 hergestellt wurden, ein gutes Verhältnis zwischen dem Rillenflächenverhältnis auf der Fahrzeuginnenseite und der Fahrzeugaußenseite und sie erzielten eine hochgradige Trockenleistung und Nassleistung in einer kompatiblen Weise.
Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsreifen 1, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu viel cyclisches Polysulfid auf. Somit war die Gummihärte zu hoch und es wurde keine Verbesserungswirkung der Trockenleistung erzielt. Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsreifen 2, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu wenig Naturkautschuk auf. Somit wurde keine Verbesserungswirkung der Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten erzielt. Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 3 und Vergleichsreifen 3, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu viel Naturkautschuk auf. Somit wurde keine Verbesserungswirkung der Trockenleistung erzielt. Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 4 und Vergleichsreifen 4, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu wenig Siliciumdioxid auf. Somit wurde tan δ bei 60 °C verschlechtert und es wurde keine Verbesserungswirkung der Nassleistung erzielt. Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 5 und Vergleichsreifen 5, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu viel Siliciumdioxid auf. Somit wurde die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten verschlechtert. Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 6 und Vergleichsreifen 6, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu wenig Alkylsilan auf. Daher wurde tan δ bei 60 °C verschlechtert. Die Gummizusammensetzung von Vergleichsbeispiel 7 und Vergleichsreifen 7, der aus dieser Gummizusammensetzung hergestellt wurde, wies zu viel Alkylsilan auf. Somit wurde die Abriebbeständigkeit bei hohen Geschwindigkeiten verschlechtert.
Vergleichsreifen 8 wurde unter Verwendung der Gummizusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt. Das Rillenflächenverhältnis Sin der Fahrzeuginnenseite war jedoch zu klein und die Differenz ΔS des Rillenflächenverhältnisses war zu gering. Somit wurde keine Verbesserungswirkung der Nassleistung erzielt. Vergleichsreifen 9 wurde unter Verwendung der Gummizusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt. Das Rillenflächenverhältnis Sin der Fahrzeuginnenseite war jedoch zu groß und die Differenz ΔS des Rillenflächenverhältnisses war zu groß. Somit wurde keine Verbesserungswirkung der Trockenleistung erzielt.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Wulstabschnitt
4: Karkassenschicht
5: Wulstkern
6: Wulstfüller
7: Gürtelschicht
8: Gürtelverstärkungsschicht
11: Laufflächengummischicht
12: Seitengummischicht
13: Felgenpolstergummischicht
21: Längsrille
22: Querrille
23: Stegabschnitt
CL: Reifenäquator
E: Bodenkontaktrand

Claims

Luftreifen, umfassend: eine vorgesehene Montagerichtung in Bezug auf ein Fahrzeug; und einen Laufflächenabschnitt mit einer Ringform, die sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt, wobei der Laufflächenabschnitt Längsrillen, die sich in der Reifenumfangsrichtung erstrecken, und/oder Querrillen umfasst, die sich in der Reifenquerrichtung erstrecken, und aus einer Gummizusammensetzung für eine Lauffläche hergestellt sind; wobei ein Rillenflächenverhältnis Sin eines Fahrzeuginnenseitenbereichs, der einer Fahrzeuginnenseite eines Reifenäquators des Laufflächenabschnitts entspricht, von 30 % bis 39 % reicht; eine Differenz ΔS zwischen dem Rillenflächenverhältnis Sin und einem Rillenflächenverhältnis Sout eines Fahrzeugaußenseitenbereichs, der einer Fahrzeugaußenseite einer Position des Reifenäquators des Laufflächenabschnitts entspricht, von 6 % bis 14 % reicht; und die Gummizusammensetzung für eine Lauffläche Folgendes umfasst: einen Dienkautschuk, der 10 Massenteile bis 30 Massenteile Naturkautschuk und 70 Massenteile bis 90 Massenteile eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis und/oder eines emulsionspolymerisierten Styrol-Butadien-Gummis pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, 80 Massenteile bis 150 Massenteile Siliciumdioxid pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, 0,5 Massenteile bis 10 Massenteile eines cyclischen Polysulfids, ausgedrückt durch Formel 1 unten, pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks, und, relativ zur Menge von Siliciumdioxid, 3 Masse-% bis 10 Masse-% eines Alkyltriethoxysilans umfasst, das eine Alkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweist

(in Formel 1 ist R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen; x ist eine Zahl mit einem Durchschnitt von 3 bis 5; und n ist eine ganze Zahl von 1 bis 5).
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei das Rillenflächenverhältnis Sout von 20 % bis 30 % reicht.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Siliciumdioxid eine spezielle CTAB-Absorptionsoberfläche aufweist, die von 180 m²/g bis 250 m²/g reicht.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei 1 Massenteil bis 25 Massenteile eines aromatischen Terpenharzes pro 100 Massenteilen des Dienkautschuks gemischt werden.