DE112018005108T5

DE112018005108T5 - Gummizusammensetzung für Reifen und Luftreifen

Info

Publication number: DE112018005108T5
Application number: DE112018005108.0T
Authority: DE
Inventors: Ayaki Kazariya; Makoto Ashiura; Satoshi Mihara; Kazushi Kimura; Hirokazu Kageyama
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2038-09-11
Also published as: US11180634B2; DE112018005108B4; US20200270420A1; JP6489184B1; JP2019052215A; CN111094425B; WO2019054340A1; CN111094425A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Gummizusammensetzung für einen Reifen bereit, der eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit aufweist und ausgezeichnete Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand zeigt, wenn die Gummizusammensetzung in einen Reifen ausgebildet wird und ein Luftreifen die Gummizusammensetzung für einen Reifen einschließt.Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gummizusammensetzung für einen Reifen, wobei die Gummizusammensetzung enthält: einen Dienkautschuk; Siliziumdioxid und eine heterozyklische Verbindung (wobei die heterozyklische Verbindung kein Siliziumatom aufweist) mit einer Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen und mindestens einem Typ Heterozyklus, der aus der Gruppe bestehend aus einem Piperazinring, einem Morpholinring und einem Thiomorpholinring ausgewählt ist; eine durchschnittliche Glasübergangstemperatur des Dienkautschuks -50 °C oder weniger beträgt; ein Gehalt des Siliziumdioxids von 80 bis 200 Massenteilen pro 100 Massenteile des Dienkautschuks beträgt; und ein Gehalt der heterocyclischen Verbindung, bezogen auf den Gehalt des Siliziumdioxids, von 0,5 bis 20 Masseanteile beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gummizusammensetzung für einen Reifen und einen Luftreifen.
Stand der Technik
Nach dem Stand der Technik gab es einen Bedarf zur Reduzierung der Reifenrollwiderstands aus der Perspektive des niedrigen Kraftstoffverbrauchs, wenn ein Fahrzeug gefahren wird. Zusätzlich gab es einen Bedarf zur Verbesserung der Nassgriffleistung (Bremsleistung auf nassen Straßenoberflächen) aus der Perspektive der Schutzwirkung. Dafür ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines niedrigen Rollwiderstands und einer geringen Nassgriffleistung auf kompatible Art und Weise durch Mischen von Siliziumdioxid mit einem Kautschukbestandteil, der den Laufflächenabschnitt eines Reifens bildet, bekannt. Außerdem ist in den letzten Jahren für Anforderungen, Reifen mit einer höheren Leistung zu versehen, eine Technik bekannt, die Siliziumdioxid mit einer großen spezifischen Oberfläche verwendet.
Siliziumdioxid besitzt jedoch eine geringe Affinität zu Kautschukbestandteilen, und die Kohäsionskraft zwischen Siliziumdioxid-Bestandteilen ist hoch, sodass in dem Fall, in dem Siliziumdioxid einfach dem Gummibestandteil beigemischt wird, das Siliziumdioxid nicht dispergiert wird, was zu dem Problem führt, dass die Wirkung zum Vermindern des Rollwiderstands oder die Wirkung zum Verbessern der Nassgriffleistung nicht ausreichend erreicht werden kann.
Um die Dispersion von Siliziumdioxid in einer Gummizusammensetzung zu verbessern, ist daher ein Verfahren zur Zugabe eines Schwefel enthaltenden Silan-Haftvermittlers, wie beispielsweise ein Sulfit auf Basis eines Silan-Haftvermittlers oder eine Mercaptogruppe auf Basis eines Silan-Haftvermittlers, bereits bekannt.
Nun beschreibt Patentschrift 1 als eine Gummizusammensetzung mit einem Haftvermittler für einen anorganischen Füllstoff und ein Elastomer zum Beispiel eine Dien-Elastomer-Zusammensetzung mit einem Dien-Elastomer, einem hydrolysierbaren Silan und einem Härtungsmittel für das Dien-Elastomer, und das hydrolysierbare Silan ist ein hydrolysierbares Silan mit einer bestimmten Struktur.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentdokument: JP 2015-502357 T
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn jedoch eine große Menge von Siliziumdioxid mit einer großen spezifischen Oberfläche in eine Gummizusammensetzung mit einem Dienkautschuk und einem Schwefel enthaltenden Silan-Haftvermittler gemischt wird, kann eine Wirkung durch das Zumischen von Siliziumdioxid erwartet werden. Siliziumdioxid neigt jedoch zum Aggregieren, und Probleme wie Verringerung der Wirkung und Verschlechterung der Verarbeitbarkeit (z. B. wird die Mooney-Viskosität einer unvulkanisierten Gummizusammensetzung verstärkt) neigen dazu, aufzutreten.
Außerdem erfüllt in einigen Fällen der niedrige Rollwiderstand oder die Nassgriffeistung eines Gummis, der durch eine solche Gummizusammensetzung erhalten wird, nicht das Niveau, das seit kurzem erforderlich ist (Standardbeispiel in jeder Tabelle der unten stehenden Beispiele).
Außerdem haben die vorliegenden Erfinder als Ergebnis der Herstellung einer Gummizusammensetzung, die ein hydrolysierbares Silan mit einem Piperazinring unter Bezugnahme auf die Patentschrift 1 und die Bewertung der hergestellten Gummizusammensetzung enthält, herausgefunden, dass eine solche Zusammensetzung eine hohe Mooney-Viskosität aufweist und eine Kerbung (Verbrennung von nicht vulkanisiertem Gummi) nicht verhindern kann und eine geringe Verarbeitbarkeit aufweisen kann. Darüber hinaus wurde herausgefunden, dass in der oben beschriebenen Zusammensetzung das hydrolysierbare Silan nur geringe Auswirkungen eines niedrigem Rollwiderstands oder von Nassgriffleistung erzielen kann (Vergleichsbeispiel 4 jeder Tabelle). Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gummizusammensetzung für einen Reifen bereitzustellen, die eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit (z. B. liegt die Mooney-Viskosität in einem geeigneten Bereich) und eine ausgezeichnete Nassgriffleistung und einen niedrigen Rollwiderstand aufweist, wenn die Gummizusammensetzung zu einem Reifen geformt wird, und einen Luftreifen bereitzustellen, der die Gummizusammensetzung für einen Reifen enthält.
Lösung des Problems
Als ein Ergebnis der sorgfältigen Untersuchungen zur Lösung der oben beschriebenen Probleme haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass eine heterozyklische Verbindung mit einer bestimmten Struktur eine Wirkung auf die Verarbeitbarkeit sowie eine Wirkung auf die Nassgriffleistung und den geringen Rollwiderstand hat. Außerdem haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung auch herausgefunden, dass die oben beschriebenen Probleme durch Mischen eines bestimmten Inhalts der heterocyclischen Verbindung gelöst werden können, in dem Fall wo die durchschnittliche Glasübergangstemperatur eines Dienkautschuk und der Gehalt von Siliziumdioxid in vorher festgelegten Bereichen liegen, und somit die vorliegende Erfindung abgeschlossen.
Insbesondere kann die vorliegende Erfindung die vorstehend beschriebenen Probleme durch die folgenden Merkmale lösen.

[1] Eine Gummizusammensetzung für einen Reifen, wobei die Gummizusammensetzung Folgendes enthält:
- einen Dienkautschuk;
- Siliziumdioxid und
- eine heterozyklische Verbindung (wobei die heterozyklische Verbindung kein Siliziumatom enthält) mit einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffen und mindestens einen Typ Heterozyklus, der aus der Gruppe bestehend aus einem Piperazinring, einem Morpholinring und einem Thiomorpholinring ausgewählt ist,
- wobei eine durchschnittliche Glasübergangstemperatur des Dienkautschuks -50 °C oder höher ist,
- ein Gehalt des Siliziumdioxids von 80 bis 200 Massenteilen pro 100 Massenteile des Dienkautschuks beträgt, und
- ein Gehalt der heterocyclischen Verbindung, bezogen auf den Gehalt des Siliziumdioxids, von 0,5 bis 20 Masseanteile beträgt.
[2] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß [1] oben, wobei die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die für die Formel (I) unten steht.
In Formel (I) steht X₇ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist, X₃, X₄, X₅ und X₆ stehen unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe. Wenn X₇ ein Stickstoffatom ist, n3 gleich 1 ist und ein oder beide X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander für die Formel (I-1) stehen: -(A₁)n_1-1-R_1-1, wenn nur ein X₁ und X₂ für die Formel (I-1) steht, stehen die verbleibenden Gruppen für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H, in Formel (1-3) steht R₂ jeweils unabhängig für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, und n2 steht für von 1 bis 10. Wenn X₇ mindestens ein Typ ist, der aus der Gruppe bestehend aus einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist, steht n3 für 0 und X₁ steht für Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1. In Formel (1-1) steht A₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonylgruppe und Formel (1-2) ausgewählt ist: -R_1-2(OH)-O-, n1-1 steht für 0 oder 1, R_1-1 steht für eine Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, und in Formel (1-2) steht R_1-2 für eine dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.
[3] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß [2] oben, wobei die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die für die obige Formel (I) steht, wobei X₇ ein Stickstoffatom, n3 1 und sowohl X₁ als auch X₂ jeweils unabhängig voneinander für Formel (I-1) stehen.
[4] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß [2] oben, wobei die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die für die obige Formel (I) steht, wobei X₇ ein Stickstoffatom ist, und n3 1 ist, nur ein von X₁ und X₂ steht für die obige Formel (I-1), die verbleibenden Gruppen stehen für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H. In der Formel (1-3) steht R₂ jeweils unabhängig für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, und n2 steht für von 1 bis 10.
[5] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem von [1] bis [4] oben, wobei das Siliziumdioxid eine spezifische Oberfläche zur Adsorption von Cetyltrimethylammoniumbromid von 150 bis 300 m²/g besitzt.
[6] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem von [1] bis [5] oben, wobei die Gummizusammensetzung ferner einen Silan-Haftvermittler enthält.
[7] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem von [1] bis [6], wobei der Dienkautschuk einen modifizierten Dienkautschuk enthält, und ein Gehalt des modifizierten Dienkautschuks in Bezug auf eine Gesamtmenge des Dienkautschuks größer als 50 Masseanteile ist.
[8] Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem von [1] bis [7] oben, wobei die Gummizusammensetzung ferner ein niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer enthält, das ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 1000 bis 30000 aufweist und modifiziert werden kann, wobei ein Gehalt des niedermolekularen konjugierten Dienpolymer von 5 bis 30 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuk beträgt.
[9] Ein Luftreifen umfassend die in einer von [1] bis [8] beschriebenen Gummizusammensetzung für einen Reifen in einer Protektorlauffläche.

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit auf und zeigt eine ausgezeichnete Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand, wenn die Gummizusammensetzung in einem Reifen ausgebildet ist.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung den Luftreifen bereitstellen.
Figurenliste

1 ist eine teilweise schematische Querschnittsansicht eines Reifens, der einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Beschreibung (Meth)acrylat für Acrylat oder Methacrylat steht, (Meth)acryloyl für Acryloyl oder Methacryloyl steht und (Meth)acryl für Acryl oder Methacryl steht. Außerdem schließen in der vorliegenden Beschreibung numerische Bereiche, die unter Verwendung von „... bis ...“ angegeben sind, die erste Zahl als den unteren Grenzwert und die letzte Zahl als den oberen Grenzwert ein.
Die Bestandteile in der vorliegenden Beschreibung sind hinsichtlich ihrer Herstellungsverfahren nicht besonders eingeschränkt, wenn nichts anderes angegeben ist. Beispiele davon schließen bekannte Verfahren ein.
In der vorliegenden Beschreibung kann, sofern nicht anders angegeben, eine einzelne entsprechende Substanz für jeden Bestandteil verwendet werden, oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten von entsprechenden Substanzen kann für jeden Bestandteil verwendet werden. Wenn ein Bestandteil zwei oder mehr Arten von Substanzen enthält, ist der Gehalt des Bestandteils auf den Gesamtgehalt der zwei oder mehr Arten von Substanzen bezogen.
In der vorliegenden Beschreibung können die Fälle, in denen mindestens eines von Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedriger Rollwiderstand überlegen sind, als „eine überlegene Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigend“ bezeichnet werden.
Gummizusammensetzung für Reifen
Die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung) ist eine Gummizusammensetzung für einen Reifen, die Gummizusammensetzung enthaltend:

einen Dienkautschuk;
Siliziumdioxid und
eine heterozyklische Verbindung (wobei die heterozyklische Verbindung kein Siliziumatom enthält) mit einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffen und mindestens einem Typ Heterozyklus, der aus der Gruppe bestehend aus einem Piperazinring, einem Morpholinring und einem Thiomorpholinring ausgewählt ist,
wobei eine durchschnittliche Glasübergangstemperatur des Dienkautschuks -50 °C oder höher ist,
ein Gehalt des Siliziumdioxids von 80 bis 200 Massenteilen pro 100 Massenteile des Dienkautschuks beträgt, und
ein Gehalt der heterocyclischen Verbindung, bezogen auf den Gehalt des Siliziumdioxids, von 0,5 bis 20 Masseanteile beträgt.

Es wird angenommen, dass die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gewünschten Wirkungen als Ergebnis einer solchen Konfiguration erzielt. Obwohl der Grund nicht klar ist, wird angenommen, dass er wie folgt ist.
Die heterozyklische Verbindung in der Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen und mindestens einen Typ Heterozyklus auf, der aus der Gruppe bestehend aus einem Piperazinring, einem Morpholinring und einem Thiomorpholinring ausgewählt ist.
Es wird angenommen, dass die Kohlenwasserstoffgruppe leicht mit dem Dienkautschuk interagiert, da sie hydrophob ist, und der Heterozyklus leicht mit Siliziumdioxid interagiert, da er hydrophil ist.
Somit fungiert die heterozyklische Verbindung, welche die Kohlenwasserstoffgruppe als hydrophoben Teil und den Heterozyklus als hydrophilen Teil aufweist, wie ein Tensid in der Zusammensetzung, die den Dienkautschuk und das Siliciumdioxid enthält, um die Dispergierbarkeit des Siliziumdioxids in einem Dienkautschuk zu erhöhen. Angesichts dessen schätzen die gegenwärtigen Erfinder, dass die Mooney-Viskosität in einem nicht vulkanisierten Kautschuk verringert wird. Ferner bildet die heterozyklische Verbindung keine chemische Bindung, obwohl sie mit dem Dienkautschuk in der Kohlenwasserstoffgruppe wechselwirkt, und die heterozyklische Verbindung wechselwirkt mit dem Siliciumdioxid im Heterozyklus, hat aber kein Siliziumatom. Es wird daher angenommen, dass die heterozyklische Verbindung nicht die chemische Bindung mit dem Siliciumdioxid bildet. Aus diesem Grund vermuten die gegenwärtigen Erfinder, dass die Kerbung (Verbrennung) unterdrückt werden kann, da die heterozyklische Verbindung keine zu hohe die Vulkanisierung beschleunigende Wirkung hat.
Wie oben beschrieben, wird angenommen, dass die Präsenz der heterocyclischen Verbindung die Mooney-Viskosität verringert, wodurch die Kerbung unterdrückt wird, und daher weist die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine überlegene Verarbeitbarkeit auf.
Außerdem, wie oben beschrieben, wird angenommen, dass eine ausgezeichnete Nassgriffleistung und ein niedriger Rollwiderstand erzielt werden können, wenn die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einen Reifen durch Verbesserung der Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid in dem Dienkautschuk durch die heterozyklische Verbindung geformt wird. Jeder der in der Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthaltene Bestandteile wird nachstehend ausführlich erläutert.
Dienkautschuk
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält einen Dienkautschuk, und die durchschnittliche Glasübergangstemperatur des Dienkautschuks beträgt -50 °C oder mehr. Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Dienkautschuk das unten beschriebene niedermolekulare konjugierte Dienpolymer nicht enthält.
Der Dienkautschuk ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele für Dienkautschuk schließen ein: einen Naturkautschuk (NR); aromatische Vinyl-konjugierte Dien-Copolymer-Kautschukarten, wie etwa einen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und einen Styrol-Isopren-CopolymerKautschuk; ein Isoprenkautschuk (IR), ein Butadienkautschuk, ein Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk (NBR), ein Butylkautschuk (IIR), ein halogenierter Butylkautschuk (Br-IIR und CI-IIR) und ein Chloropren-Kautschuk (CR).
Von diesen ist zumindest ein ausgewählter Typ aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Vinyl-konjugierten Dien-Copolymer Kautschukarten und Butadien-Kautschukarten bevorzugt, und mindestens ein ausgewählter Typ aus der Gruppe bestehend aus SBRs und Butadien-Kautschukarten ist besonders bevorzugt.
Modifizierter Dienkautschuk
Der Dienkautschuk kann einen modifizierten Dienkautschuk enthalten. Der modifizierte Dienkautschuk kann eine Weiterbildungsgruppe enthalten. Die Weiterbildungsgruppe ist vorzugsweise eine Gruppe, die mit Siliziumdioxid wechselwirken oder an dieses binden kann. Beispiele von Weiterbildungen schließen eine Hydroxygruppe, Hydrocarbyloxysilangruppen wie Alkoxysilylgruppen, eine Silanolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aldehydgruppe, eine Aminogruppe, eine Iminogruppe, eine Thiolgruppe, eine Epoxygruppe und Polysiloxangruppen wie Polyorganosiloxangruppen und Kombinationen davon ein.
Beispiele der Hauptkette des modifizierten Dienkautschuks schließen Substanzen ein, welche die gleichen wie jene des oben beschriebenen Dienkautschuks sind.
Die Weiterbildungsgruppe und die Hauptkette (der oben beschriebene Dienkautschuk) können direkt oder über eine organische Gruppe gebunden sein. Die organische Gruppe unterliegt keinen Einschränkungen.
Ein Beispiel für bevorzugte Gesichtspunkte ist eines, bei dem die Weiterbildungsgruppe an einem Anschluss des modifizierten Dienkautschuks liegt.
In dem Fall, wo der Dienkautschuk modifizierten Dienkautschuk enthält, ist der Gehalt des modifizierten Dienkautschuks vorzugsweise eine Menge von mehr als 50 Masseanteile und mehr bevorzugt eine Menge von 60 bis 100 Masseanteile bezogen auf die gesamte Menge des Dienkautschuks aus der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Nassgriffleistung).
In dem Fall, wo der Dienkautschuk modifizierten Dienkautschuk enthält, kann außerdem der Gehalt des modifizierten Dienkautschuks 90 Masseanteile oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge des Dienkautschuks, betragen.
In dem Fall, wo der Dienkautschuk den modifizierten Dienkautschuk und einen Dienkautschuk enthält, der nicht modifiziert ist (unmodifizierter Dienkautschuk), ist ein Beispiel für die Kombination eine Kombination aus einem modifizierten SBR und einem unmodifizierten BR.
Das durchschnittliche Molekulargewicht des Dienkautschuks kann ein Wert sein, der größer als 30000 ist. Das durchschnittliche Molekulargewicht des Dienkautschuks kann 2000000 oder weniger betragen.
Das durchschnittliche Molekulargewicht des modifizierten Dienkautschuks basiert auf dem Messwert durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC), der auf der Grundlage einer Eichung mit einem Polystyrolstandard mit Tetrahydrofuran als Lösungsmittel gemessen wird.
Ein Beispiel für einen bevorzugten Gesichtspunkt ist einer, wo der Dienkautschuk bei 23 °C fest ist.
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die durchschnittliche Glasübergangstemperatur (mittlere Tg) des Dienkautschuks -50 °C oder mehr.
Die durchschnittliche Glasübergangstemperatur ist vorzugsweise -45 °C oder mehr unter der Perspektive, dass sie eine überlegene Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere Nassgreifleistung) zeigt.
Die durchschnittliche Glasübergangstemperatur kann -25 °C oder niedriger oder niedriger als -35 °C sein.
Die mittlere Tg von Dienkautschuk wird durch Multiplizieren der Glasübergangstemperatur (Tg) von jedem der Dienkautschukarten durch Masseanteile des Dienkautschuk in Bezug auf die Menge des gesamten Dienkautschuk und dann durch Addieren der erhaltenen Werte erhalten. Es ist zu beachten, dass in dem Fall, wo eine Dienkautschukart als Dienkautschuk verwendet wird, die durchschnittliche Glasübergangstemperatur des Dienkautschuks die Glasübergangstemperatur des einen Typs Dienkautschuk ist.
Die Glasübergangstemperatur jedes der Dienkautschuke wird unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC) bei einer Temperaturanstiegsrate von 20 °C/min gemessen und durch das Mittelpunktverfahren berechnet.
Siliziumdioxid
Das in der Zusammensetzung enthaltene Silimdioxid gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zum Beispiel kann ein öffentlich bekanntes Siliziumdioxid, das in Gummizusammensetzungen für Anwendungen auf Reifen oder dergleichen gemischt wird, verwendet werden.
Beispiele für das Silica schließen nasses Silica, trockenes Silica, pyrogene Kieselsäure und Kieselgur ein.
Spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption von Siliziumdioxid
Aus der Perspektive der gezeigten überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere der Nassgriffleistung) beträgt die spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption des Siliziumdioxids vorzugsweise von 150 bis 300 m²/g, und mehr bevorzugt ist von 180 bis 300 m²/g.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption des Siliziumdioxids weniger als 210 m²/g betragen.
Hier handelt es sich bei der spezifischen Oberfläche zur CTAB-Adsorption um ein alternatives Charakteristikum der Oberfläche des Siliziumdioxids, die zur Adsorption an den Silan-Haftverbesserer verwendet werden kann. Hier ist die spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption ein Wert, der durch Messen der Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB-) Adsorption an der Siliziumdioxidoberfläche gemäß JIS K6217-3:2001 „Teil 3:

Bestimmung von spezifischen Oberflächen - CTAB-Adsorptionsverfahren“ bestimmt wird.

Siliziumdioxidgehalt
In der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt des oben beschriebenen Siliziumdioxids von 80 bis 200 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die Menge an Siliziumdioxid beträgt aus der Sicht des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere der Nassgriffleistung) vorzugsweise 80 bis 150 Massenteile und mehr bevorzugt 80 bis 130 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Siliziumdioxidgehalt weniger als 150 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks betragen.
Heterozyklische Verbindung
Die heterozyklische Verbindung in der Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen und mindestens einen Typ Heterozyklus auf, der aus der Gruppe bestehend aus einem Piperazinring, einem Morpholinring und einem Thiomorpholinring ausgewählt ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die heterozyklische Verbindung kein Siliziumatom auf.
Die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, kann als hydrophober Teil fungieren.
Die heterozyklische Verbindung kann eine Verbindung sein, die keine Enamin-Struktur (N-C = C) aufweist.
Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen
Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe weisen von 3 bis 30 Kohlenwasserstoffe einschließlich einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe (einschließlich linearer, verzweigter und zyklischer Typen), einer aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe sowie Kombinationen davon auf.
Von diesen, aus der Perspektive zum Erreichen einer besonders guten Verarbeitbarkeit, ist die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe bevorzugt, und eine gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe ist mehr bevorzugt.
Die Anzahl an Kohlenstoffen der Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen beträgt vorzugsweise von 8 bis 22, und mehr bevorzugt von 8 bis 18, aus der Perspektive zum Erreichen einer besseren Verarbeitbarkeit.
Gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte schließen Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweisen, eine bestehend aus nur einem Kohlenstoffatom und einem Wasserstoffatom ein.
Gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte ist die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, einwertig.
Ein Molekül der heterocyclischen Verbindung kann eine oder mehrere der Kohlenwasserstoffgruppen aufweisen, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweisen, und gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte weist die heterozyklische Verbindung eine oder zwei der Kohlenwasserstoffgruppen auf.
Heterozyklus
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die heterozyklische Verbindung mindestens einen Typ Heterozyklus auf, der aus der Gruppe bestehend aus dem Piperazinring, dem Morpholinring und dem Thiomorpholinring ausgewählt ist.
Ein Molekül der heterocyclischen Verbindung kann einen oder mehrere der Heterozyklen aufweisen, und gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte weist die heterozyklische Verbindung einen Heterozyklus auf.
Aus der Perspektive zum Erreichen einer besonders guten Verarbeitbarkeit ist der Heterozyklus vorzugsweise der Piperazinring und der Morpholinring, und mehr vorzugsweise der Piperazinring.
Piperazinring
Der Piperazinring bedeutet ein Gerüst von Piperazin. Die heterozyklische Verbindung, die den Piperazinring als den Heterozyklus aufweist, kann hierin nachstehend als eine bevorzugte „Piperazinverbindung“ bezeichnet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt der Piperazinring kein Triethylendiamin-Gerüst (Diazabicyclooctan-Gerüst) ein.
Morpholinring
Der Morpholinring bedeutet ein Gerüst von Morpholin. Die heterozyklische Verbindung, die den Morpholinring als den Heterozyklus aufweist, kann hiernach als eine „Morpholin-Verbindung“ bezeichnet werden.
Thiomorpholinring
Der Thiomorpholinring bedeutet ein Gerüst von Thiomorpholin. Die heterozyklische Verbindung, die den Thiomorpholinring als den Heterozyklus aufweist, kann hierin nachstehend als eine bevorzugte „Thiomorpholinverbindung“ bezeichnet werden.
Bindung des Heterozyklus an die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist
Die Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen kann direkt oder über eine organische Gruppe an ein Stickstoffatom oder ein Kohlenstoffatom des Heterozyklus der heterocyclischen Verbindung gebunden sein.
Gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte ist die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, direkt oder über die organische Gruppe an das Stickstoffatom des Heterozyklus der heterozyklischen Verbindung gebunden.
In der heterocyclischen Verbindung kann in dem Fall, in dem der Heterozyklus der Morpholinring ist, die Kohlenwasserstoffgruppe mit von 3 bis 30 Kohlenwasserstoffen direkt oder über die organische Gruppe an ein Stickstoffatom oder ein Kohlenstoffatom im Morpholinring gebunden sein. Das gleiche gilt für den Fall, dass der Heterozyklus der Thiomorpholinring ist.
Die organische Gruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Beispiele einer organischen Gruppe schließen eine Kohlenwasserstoffgruppe ein, die ein Sauerstoffatom aufweist. Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe schließen die gleichen ein wie die oben genannten.
Das Sauerstoffatom kann beispielsweise eine Carbonylgruppe oder eine Hydroxygruppe bilden.
In dem Fall, in dem die organische Gruppe die Kohlenwasserstoffgruppe mit einem blind endenden Sauerstoffatom davon ist, kann das Sauerstoffatom an die Kohlenwasserstoffgruppe gebunden sein, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, um eine Etherbindung zu bilden. Die Kohlenwasserstoffgruppe mit einem Sauerstoffatom kann ferner eine Hydroxygruppe aufweisen.
Die Piperazinverbindung kann ferner die Kohlenwasserstoffgruppe aufweisen, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe und einen anderen Substituenten als den Piperazinring aufweist. Beispiele für den Substituenten schließen mindestens einen Typ ein, der aus der Gruppe bestehend aus einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: - (P₂-O)_n2-H.
In dem Fall, in dem die Piperazinverbindung ferner den Substituenten aufweist, kann der Substituent an ein Stickstoffatom des Piperazinrings der Piperazinverbindung gebunden sein.
Zusätzlich ist in der Piperazinverbindung eine Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, an eines von zwei Stickstoffatomen des Piperazinrings gebunden, und das verbleibende Stickstoffatom des Piperazinrings kann an das Wasserstoffatom oder den Substituenten gebunden sein.
Auf Sulfon basierende Schutzgruppe
Beispiele für die auf Sulfon basierende Schutzgruppe schließen eine Methansulfonylgruppe, eine Tosylgruppe und eine Nosylgruppe ein.
Auf Carbamat basierende Schutzgruppe
Beispiele für die Carbamat-basierende Schutzgruppe schließen eine tert-Butoxycarbonylgruppe, eine Allyloxycarbonylgruppe, eine Benzyloxycarbonylgruppe und eine 9-Fluorenylmethyloxycarbonylgruppe ein.
Formel (1-3)
In Formel (1-3) -(P₂-O)_n2-H steht R₂ jeweils unabhängig für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.
In der Formel (1-3) ist die Anzahl der Kohlenstoffe der zweiwertigen Kohlenwasserstoffgruppe vorzugsweise 2 und 3.
Die zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe. Die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe kann linear, verzweigt, zyklisch oder eine beliebige Kombination davon sein.
n2 steht für von 1 bis 10 und ist vorzugsweise aus 1 bis 5.
Aus der Perspektive zum Erreichen einer guten Verarbeitbarkeit und guten Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist die heterozyklische Verbindung vorzugsweise eine Verbindung, die durch die folgende Formel (I) dargestellt ist.
In Formel (I) steht X₇ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist, und
X₃, X₄, X₅ und X₆ stehen unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe.
Wenn X₇ ein Stickstoffatom ist, n3 gleich 1 ist und ein oder beide X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander für die Formel (I-1) stehen: -(A₁)_n1-1-R_1-1,
wenn nur ein X₁ und X₂ für die Formel (I-1) steht, stehen die verbleibenden Gruppen für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H,
in Formel (1-3) steht R₂ jeweils unabhängig für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, und
n2 steht für von 1 bis 10.
Wenn X₇ mindestens ein Typ ist, der aus der Gruppe bestehend aus einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist, steht n3 für 0 und X₁ steht für Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1.
In Formel (I-1) steht A₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonylgruppe und Formel (1-2) ausgewählt ist: -R_1-2(OH)-O-,
n1-1 steht für 0 oder 1, und
R_1-1 steht für eine Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, und
in Formel (1-2) steht R_1-2 für eine dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.
In der Formel (I) stehen einer oder beide von X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander für die Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1.
Formel (1-1)
In Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1 steht A₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonylgruppe und Formel (1-2) ausgewählt ist: -R_1-2(OH)-O-.
n1-1 steht für 0 oder 1.
R_1-1 steht für die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist. Die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, ist die gleiche wie oben.
Formel (1-2)
In Formel (I-2): -R_1-2(OH)-O- steht R_1-2 für eine dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.
Die Anzahl der Kohlenstoffatome der dreiwertigen Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise von 3 bis 30.
Die dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe. Die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe kann linear, verzweigt, zyklisch oder eine beliebige Kombination davon sein.
In Formel (1-2) kann die Hydroxygruppe an jedes Kohlenstoffatom gebunden sein, das R_1-2 bildet.
Ein Beispiel eines bevorzugten Gesichtspunkts ist einer in dem Fall, in dem n1-1 1 ist und A₁ Formel (1-2) ist: -R_1-2(OH)-O- in Formel (I-1):-(A₁)_n1-1-R_1-1, R_1-2 von Formel (1-2) bindet an ein Stickstoffatom eines Heterozyklus, das Sauerstoffatom (- O -) der Formel (1-2) bindet an R_1-1, wobei R_1-2 (dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe) 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, und drei oder mehr Kohlenstoffatome der Kohlenstoffatome in R_1-2 (dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe) sind nebeneinander zwischen dem Sauerstoffatom (- O -) und dem Stickstoffatom des Heterozyklus angeordnet.
X₃, X₄, X₅ und X₆
In der Formel (I) stehen X₃, X₄, X₅ und X₆ jeweils unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe. Die Kohlenwasserstoffgruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann eine Kohlenwasserstoffgruppe sein, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, oder kann jede andere Kohlenwasserstoffgruppe sein.
Gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte sind X₃, X₄, X₅ und X₆ jeweils ein Wasserstoffatom.
In Formel (I), wenn X₇ ein Stickstoffatom ist, n3 1 ist und nur ein von X₁ und X₂ für Formel (I-1) steht, können die verbleibenden Gruppen für mindestens einen Typ stehen, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist. - (R₂-O)_n2-H.
Das heißt, wenn X₁ für Formel (I-1) steht, steht X₂ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H.
Zusätzlich, wenn X₂ für Formel (I-1) steht, steht X₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H. Die auf Sulfon basierende Schutzgruppe, die auf Carbamat basierende Schutzgruppe und die Formel (1-3) sind jeweils die gleichen wie die oben beschriebenen.
Wenn die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die durch die Formel (I) dargestellt ist, X₇ ein Stickstoffatom ist und n3 1 ist
Die heterozyklische Verbindung, die durch Formel (I) dargestellt wird, wobei X₇ ein Stickstoffatom ist und n3 1 ist, wird durch die folgende Formel (II) dargestellt.
In Formel (II) stehen ein oder beide X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander für Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1.
Formel (I-1)
In Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1 steht A₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonylgruppe und Formel (1-2) ausgewählt ist: -R_1-2(OH)-O-.
n1-1 steht für 0 oder 1.
R_1-1 steht für eine Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist. Die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, ist die gleiche wie oben.
Formel (1-2)
In Formel (I-2): -R_1-2(OH)-O- steht R_1-2 für eine dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.
Die Anzahl der Kohlenstoffatome der dreiwertigen Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise von 3 bis 30.
Die dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe. Die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe kann linear, verzweigt, zyklisch oder eine beliebige Kombination davon sein.
In Formel (1-2) kann die Hydroxygruppe an jedes Kohlenstoffatom gebunden sein, das R_1-2 bildet.
Ein Beispiel eines bevorzugten Gesichtspunkts ist einer in dem Fall, in dem n1-1 1 ist und A₁ Formel (1-2) ist: -R_1-2(OH)-O- in Formel (I-1):-(A₁)_n-1-R_1-1, R_1-2 von Formel (1-2) bindet an ein Stickstoffatom mit einem Piperazinring, das Sauerstoffatom (-O-) der Formel (1-2) bindet an R_1-1, R_1-2 (dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe) hat 3 bis 30 Kohlenstoffe, und drei oder mehr Kohlenstoffatome unter den Kohlenstoffatomen in R_1-2 (dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe) sind zwischen dem Sauerstoffatom (-O-) und dem Stickstoffatom der Piperazinring angeordnet.
X₃, X₄, X₅ und X₆
In Formel (II) stehen X₃, X₄, X₅ und X₆ jeweils unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe.
Die Kohlenwasserstoffgruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann eine Kohlenwasserstoffgruppe sein, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, oder kann jede andere Kohlenwasserstoffgruppe sein.
Gemäß einem der bevorzugten Gesichtspunkte sind X₃, X₄, X₅ und X₆ jeweils ein Wasserstoffatom.
In Formel (II), wenn nur ein von X₁ und X₂ für die Formel (I-1) steht, können die restlichen Gruppen für mindestens einen Typ stehen, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H.
Das heißt, wenn X₁ für Formel (I-1) steht, steht X₂ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H.
Zusätzlich, wenn X₂ für Formel (I-1) steht, steht X₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H. Die auf Sulfon basierende Schutzgruppe, die auf Carbamat basierende Schutzgruppe und die Formel (1-3) sind jeweils die gleichen wie die oben beschriebenen.
Beispiele für einen spezifischen Gesichtspunkt der Piperazinverbindung schließen den folgenden Gesichtspunkt 1 oder 2 ein.
Gesichtspunkt 1 von der Piperazinverbindung
Der Gesichtspunkt 1 von der Piperazinverbindung wird durch die Formel (II) dargestellt, und
X₁ und X₂ stehen jeweils unabhängig voneinander für eine Verbindung, die durch die obige Formel (I-1) dargestellt wird.
In dem Gesichtspunkt 1 sind X₃, X₄, X₅ und X₆ jeweils vorzugsweise ein Wasserstoffatom.
Spezifische Beispiele des Gesichtspunkts 1 schließen Piperazinverbindungen 3, 5 und 8 ein, die durch die folgende Formel dargestellt werden.
Piperazinverbindung 3
Piperazinverbindung 5
Die Piperazinverbindung 8 (R steht jeweils unabhängig voneinander für -C₁₂H₂₅ oder -C₁₃H₂₇)
Es ist zu beachten, dass die Piperazinverbindung 8 eine Mischung aus mindestens zwei Typen sein kann, die aus der Gruppe bestehend aus einer Verbindung, in der beide R-Hälften -C₁₂H₂₅ sind, einer Verbindung, in der beide R-Hälften -C₁₃H₂₇ sind, und einer Verbindung, in der eine der R-Hälften -C₁₂H₂₅ und die andere R-Hälfte -C₁₃H₂₇ ist, ausgewählt ist.
Gesichtspunkt 2 der Piperazinverbindung
Der Gesichtspunkt 2 der Piperazinverbindung wird durch die Formel (II) dargestellt und
ist eine Verbindung, bei der nur ein von X₁ oder X₂ für die Formel (I-1) steht, und
die anderen Gruppen stehen jeweils für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und der obigen Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H. In dem Gesichtspunkt 2, sind X₃, X₄, X₅ und X₆ vorzugsweise ein Wasserstoffatom.
Spezifische Beispiele des Gesichtspunkts 2 schließen Piperazinverbindungen 1, 2, 4, 6 und 7 ein, die durch die folgende Formel dargestellt werden.
Piperazinverbindung 1
Die Piperazinverbindung 2 (in der folgenden Strukturformel, ist n 1 bis 10 und vorzugsweise 1 bis 5).
Piperazinverbindung 4
Piperazinverbindung 6
Die Piperazinverbindung 7 (R steht jeweils unabhängig voneinander für -C₁₂H₂₅ oder -C₁₃H₂₇. Die Piperazinverbindung 7 kann auch eine Mischung aus einer Piperazinverbindung sein, in der R -C₁₂H₂₅ ist, und einer Piperazinverbindung, in der R -C₁₃H₂₇ ist)
Wenn die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die durch Formel (I) dargestellt wird, ist X₇ ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom, und n3 ist 0.
Die heterozyklische Verbindung, die durch Formel (I) dargestellt wird, wobei X₇ ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom ist und n3 gleich 0 ist, wird durch die folgende Formel (III) dargestellt.
In Formel (III) ist X₁ gleich wie in Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1 von der obigen Formel (I), X₃, X₄, X₅ und X₆ sind die gleichen wie X₃, X₄, X₅ und X₆ von der obigen Formel (I), und X₈ ist mindestens ein Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist.
Beispiele der Verbindung, die durch Formel (III) dargestellt wird, schließen Morpholinverbindungen 1 bis 4, die durch die folgende Formel dargestellt werden, ein.
Morpholinverbindung 1
Morpholinverbindung 2
Morpholinverbindung 3
Morpholinverbindung 4
In der Morpholinverbindung 4 steht R für -C₁₂H₂₅ oder -C₁₃H₂₇. Die Morpholinverbindung 4 kann eine Mischung der Morpholinverbindung sein, in der R -C₁₂H₂₅ ist, und eine Morpholinverbindung, in der R -C₁₃H₂₇ ist.
Ein Verfahren zum Herstellen einer heterocyclischen Verbindung unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispiele davon schließen bekannte Verfahren ein.
Insbesondere wird zum Beispiel eine Kohlenwasserstoffverbindung mit von 3 bis 30 Kohlenstoffen je nach Bedarf in einem Lösungsmittel umgesetzt, die mindestens einen Typ aufweist, der aus der Gruppe bestehend aus Piperazin, Morpholin, und Thiomorpholin ausgewählt ist und die einen Substituenten aufweisen können, und mindestens einen Typ aufweist, der aus der Gruppe bestehend aus einem Halogenatom (Chlor, Brom, Iod, oder dergleichen), einer Säurehalogengruppe (Säurechloridgruppe, Säurebromidgruppe und Säureiodidgruppe oder dergleichen) und einer Glycidylgruppe ausgewählt ist, wodurch die heterozyklische Verbindung erhalten wird. Der Substituent ist der gleiche wie oben. Die Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe der Kohlenwasserstoffverbindung aufweist, ist die gleiche wie oben. Zusätzlich schließen Beispiele des Verfahrens zur Herstellung einer Piperazinverbindung mit der Formel (1-3): -(R₂-O)_n2-H wie in der Piperazinverbindung 2 ein Verfahren zur Umsetzung einer Piperazinverbindung mit einer Hydroxygruppe ein, wie in der Piperazinverbindung 1 mit einem Alkylenoxid in Gegenwart eines Metallalkoxids.
Inhalt der heterocyclischen Verbindung
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt der heterocyclischen Verbindung von 0,5 bis 20 Masseanteile in Bezug auf den Gehalt von Siliziumdioxid.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung und dem Erreichen einer hervorragenden Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist der Inhalt der heterocyclischen Verbindung vorzugsweise von 1 bis 15 Masseanteile und mehr bevorzugt von 1 bis 10 Masseanteile in Bezug auf den Gehalt von Siliziumdioxid.
Silan-Haftvermittler
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Silan-Haftvermittler enthalten.
Der Silan-Haftvermittler unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Der Silan-Haftvermittler kann eine hydrolysierbare Gruppe aufweisen. Die hydrolysierbare Gruppe ist nicht besonders beschränkt; jedoch schließen Beispiele davon Alkoxygruppen, Phenoxygruppen, Carboxylgruppen und Alkenyloxygruppen ein. Von diesen werden Alkoxygruppen bevorzugt. Wenn die hydrolysierbare Gruppe eine Alkoxygruppe ist, ist die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkoxygruppe vorzugsweise von 1 bis 16 und mehr bevorzugt von 1 bis 4. Beispiele für die Alkoxygruppe mit von 1 bis 4 Kohlenstoffen schließen eine Methoxygruppe, eine Thoxygruppe und eine Propoxygruppe ein.
Der Silan-Haftvermittler kann eine ein Schwefelatom enthaltende Gruppe neben der hydrolysierbaren Gruppe aufweisen. Zum Beispiel kann das Schwefelatom eine Sulfitgruppe (einschließlich einer Monosulfitgruppe und einer Polysulfitgruppe), eine Mercaptogruppe und eine Carbonythiolgruppe bilden.
Beispiele des Silan-Haftvermittlers schließen schwefelhaltige Silan-Haftvermittler und eine Silan-Haftvermittler enthaltende Polysiloxanhauptkette ein.
Die Polysiloxanhauptkette bezieht sich auf ein Polymer mit einer Mehrzahl von sich wiederholenden Einheiten von -(Si -O) -. Die Polysiloxanhauptkette kann eine lineare, verzweigte oder räumliche Struktur oder eine Kombination davon sein.
Das Silan-Haftvermittler kann eine Polysiloxanhauptkette oder keine Polysiloxanhauptkette aufweisen.
Beispiele des Silan-Haftvermittlers schließen Polysulfitsilane, wie Bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfit, Bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfit, Bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfit, Bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfit, Bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfit, Bis (3-trimethoxysilylethyl) trisulfit, Bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfid und Bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfid ein
Silan-Haftvermittler werden durch die nachstehende Formel (a) dargestellt;
Silan-Haftvermittler werden durch die nachstehende Formel (b) dargestellt; und
Silan-Haftvermittler, die durch die nachstehende Formel (2) dargestellt werden, wie 3- [thoxybis (3,6,9,12,15-pentaoxaoctacosan-1-yloxy) silyl]-1-propanthiol (Si 363, erhältlich von Evonik Degussa), und eine Mercaptogruppe enthaltende Silan-Haftvermittler, wie Gamma-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan und Gamma-Mercaptopropyltrimethoxysilan.
Unter diesen sind, von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung aus, mindestens ein Typ eines schwefelhaltigen Silan-Haftvermittlers, der aus der Gruppe bestehend aus Silan-Haftvermittlern, die durch die nachstehende Formel (a) dargestellt werden, Silan-Haftvermittlern, die durch die nachstehende Formel (b) dargestellt werden, und eine Mercaptogruppe enthaltende Silan-Haftvermittlern ausgewählt ist, bevorzugt.
• Silan-Haftvermittler dargestellt durch Formel (a)
Formel (a) ist (C_LH_2L+1O)₃-Si-(CH₂)_m-S-C(=O)-(C_nH_2n+1).
In Formel (a) ist L von 1 bis 3, m von 1 bis 3 und n von 1 bis 15. C_LH_2L+1 kann linear oder verzweigt sein.
(C_nH_2n+1) kann linear, verzweigt oder zyklisch oder eine Kombination davon sein.
Beispiele des Silan-Haftvermittlers, der durch Formel (a) dargestellt wird, schließen 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilan ein.
• Silan-Haftvermittler dargestellt durch Formel (b)
Formel (b) ist (A)_a(B)_b(C)_c(D)_d(R¹)_eSiO_{(4-2a-b-c-d-e)/2}.
Man beachte, dass Formel (b) eine durchschnittliche Zusammensetzungsformel ist.
In Formel (b) steht A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfitgruppe. B steht für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit von 5 bis 10 Kohlenstoffen. C steht für eine hydrolysierbare Gruppe. D steht für eine organische Gruppe, die eine Mercaptogruppe aufweist. R¹ steht für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die von 1 bis 4 Kohlenstoffe aufweist, a bis e erfüllen die Verhältnisformeln 0 ≤ a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 3, 0 ≤ d < 1, 0 ≤ e < 2 und 0 < 2a + b + c + d + e < 4.
Jedoch ist der Fall ausgeschlossen, in dem sowohl a als auch d gleichzeitig 0 sind.
Ein Beispiel für einen bevorzugten Gesichtspunkt ist einer, in dem der durch die obige Formel (b) dargestellte Silan-Haftvermittler eine Polysiloxanhauptkette aufweist.
(A)
In der obigen Formel (b) steht A für eine zweiwertige organische Gruppe enthaltend eine Sulfitgruppe (im Folgenden auch als „Sulfit enthaltende organische Gruppe“ bezeichnet). Die organische Gruppe kann zum Beispiel eine, optional ein Heteroatom wie beispielsweise einen Sauerstoff, einen Stickstoff oder einen Schwefel aufweisende, Kohlenwasserstoffgruppe sein.
Unter diesen wird eine durch die nachstehende Formel (4) dargestellte Gruppe bevorzugt. *-(CH₂)_n-S_x-( CH₂)_n- * (4)
In der obigen Formel (4) ist n eine ganze Zahl von 1 bis 10, unter denen eine ganze Zahl von 2 bis 4 bevorzugt ist.
In der obigen Formel (4) ist x eine ganze Zahl von 1 bis 6, unter denen eine ganze Zahl von 2 bis 4 bevorzugt ist.
In der obigen Formel (4) steht * für eine Bindungsstellung.
Spezifische Beispiele für die Gruppe, die durch die obige Formel (4) dargestellt wird, schließen *-CH₂-S₂-CH₂-*, *-C₂H₄-S₂-C₂H₄-*, *-C₃H₆-S₂-C₃H₆-*, *-C₄H₈-S₂-C₄H₈-*, *-CH₂-S₄-CH₂-*, *-C₂H₄-S₄-C₂H₄-*, *-C₃H₆-S₄-C₃H₆-* und *-C₄H₈-S₄-C₄H₈-* ein.
(B)
In der obigen Formel (a) steht B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit von 5 bis 10 Kohlenstoffen. Spezielle Beispiele davon schließen eine Hexylgruppe, eine Octylgruppe und eine Decylgruppe ein. B kann eine Mercaptogruppe schützen.
Aus der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen einer hervorragenden Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist B vorzugsweise eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit von 8 bis 10 Kohlenstoffen.
(C)
In der obigen Formel (b) steht C für eine hydrolysierbare Gruppe, und konkrete Beispiele davon beinhalten Alkoxygruppen, Phenoxygruppen, Carboxylgruppen und Alkenyloxygruppen. Unter diesen wird eine durch die nachstehende Formel (5) dargestellte Gruppe bevorzugt. *-OR² (5)
In der obigen Formel (5) steht R² für eine Alkylgruppe mit von 1 bis 20 Kohlenstoffen, eine Arylgruppe mit von 6 bis 10 Kohlenstoffen, eine Aralkylgruppe (Aralkylgruppe) mit von 7 bis 10 Kohlenstoffen oder eine Alkenylgruppe mit von 2 bis 10 Kohlenstoffen. Unter diesen ist R² vorzugsweise eine Alkylgruppe, die von 1 bis 5 Kohlenstoffe aufweist.
Spezifische Beispiele der Alkylgruppe mit von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Butylgruppe, eine Hexylgruppe, eine Octylgruppe, eine Decylgruppe und eine Octadecylgruppe ein.
Spezifische Beispiele der Arylgruppe mit von 6 bis 10 Kohlenstoffen schließen eine Phenylgruppe und eine Tolylgruppe ein.
Spezifische Beispiele der Aralkylgruppe mit von 7 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen eine Benzylgruppe und eine Phenylethylgruppe ein.
Konkrete Beispiele der Alkenylgruppe mit von 2 bis 10 Kohlenstoffen schließen eine Vinylgruppen, eine Propenylengruppe und eine Pentenylgruppen ein.
In der obigen Formel (5) steht * für eine Bindungsstellung.
(D)
In der obigen Formel (b) steht D für eine organische Gruppe, die eine Mercaptogruppe aufweist. Unter diesen wird eine durch die nachstehende Formel (6) dargestellte Gruppe bevorzugt. *-(CH₂)_m-SH (6)
In der obigen Formel (6) ist m eine ganze Zahl von 1 bis 10. Unter diesen ist m vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 5.
In der obigen Formel (6) steht * für eine Bindungsstellung.
Spezifische Beispiele für die durch die obige Formel (6) dargestellt Gruppe schließen *-CH₂SH, *-C₂H₄SH, *-C₃H₆SH, *-C₄H₈SH, *-C₅H₁₀SH, *-C₆H₁₂SH, *-C₇H₁₄SH, *-C₈H₁₆SH, *-C₉H₁₈SH und *-C₁₀H₂₀SH ein.
(R¹)
In der obigen Formel (b) steht R¹ für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit von 1 bis 4 Kohlenstoffen. Beispiele davon schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe und eine Butylgruppe ein.
(a bis e)
In der obigen Formel (b) erfüllen a bis e die Verhältnisformeln 0 ≤ a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 3, 0 ≤ d < 1, 0 ≤ e < 2 und 0 < 2a + b + c + d + e < 4.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen einer ausgezeichneten Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist in dem durch Formel (b) dargestellten Silan-Haftvermittler a vorzugsweise größer als 0 (0 < a) und erfüllt mehr bevorzugt 0 < a ≤ 0,50.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen einer hervorragenden Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid erfüllt in der obigen Formel (a) b vorzugsweise 0,10 ≤ a ≤ 0,89.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen hervorragender Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid erfüllt in der obigen Formel (b) c vorzugsweise 1,2 ≤ b ≤ 2,0.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen hervorragender Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid erfüllt in der obigen Formel (b) d vorzugsweise 0,1 ≤ d ≤ 0,8.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen hervorragender Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist 0 < 2a + b + c + d + e ≤ 3 vorzugsweise erfüllt.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen hervorragender Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist in dem durch Formel (b) dargestellten Silan-Haftvermittler A vorzugsweise eine Gruppe, die durch die obige Formel (4) dargestellt ist, C eine Gruppe, die durch die obige Formel (5) dargestellt ist, und D eine Gruppe, die durch die obige Formel (6) dargestellt ist, und mehr bevorzugt ist A eine Gruppe, die durch die obige Formel (4) dargestellt ist, C eine Gruppe, die durch die obige Formel (5) dargestellt ist, D eine Gruppe, die durch die obige Formel (6) dargestellt ist, und B ist in der obigen Formel (b) eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit von 8 bis 10 Kohlenstoffen.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen hervorragender Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist das durchschnittliche Molekulargewicht des durch Formel (b) dargestellten Silan-Haftvermittlers vorzugsweise von 500 bis 2300 und mehr bevorzugt von 600 bis 1500. Das Molekulargewicht des durch Formel (b) dargestellten Silan-Haftvermittlers ist ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) durch Gel-Permeations-Cromatographie (GPC), gemessen auf Basis der Eichung mit Polystyrol unter Verwendung von Toluol als Lösungsmittel.
Das Mercapto-Äquivalent des Silan-Haftvermittlers, das durch die Formel (b) dargestellt wird und durch das Titrationsverfahren Essigsäure/Kaliumiodid/Kaliumiodat-Addition-Natriumthiosulfatlösung bestimmt wird, ist vorzugsweise von 550 bis 1900 g/mol und mehr bevorzugt von 600 bis 1800 g/mol von der Perspektive einer hervorragenden Vulkanisierungsreaktivität.
• Silan-Haftvermittler dargestellt durch Formel (2)
Formel (2) ist wie nachfolgend beschrieben.
In der obigen Formel (2) steht R²¹ für eine Alkoxygruppe mit von 1 bis 8 Kohlenstoffen. R²² steht für eine Polyethergruppe mit einer Kohlenwasserstoffgruppe an einem blinden Ende. R²³ steht für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, die von 1 bis 8 Kohlenstoffe aufweist. R²⁴ steht für eine Alkylengruppe, die von 1 bis 30 Kohlenstoffe aufweist. I steht für eine ganze Zahl von 1 bis 2, m steht für eine ganze Zahl von 1 bis 2, n steht für eine ganze Zahl von 0 bis 1 und I, m und n erfüllen die Verhältnisformel I + m + n = 3. In dem Fall, in dem I gleich 2 ist, kann eine Mehrzahl von R²¹ gleich oder unterschiedlich sein. In dem Fall, in dem m gleich 2 ist, kann eine Mehrzahl von R²² gleich oder unterschiedlich sein.
(R²¹)
In obiger Formel (2) steht R²¹ für eine Alkylgruppe, die von 1 bis 8 Kohlenstoffe aufweist. Unter diesen ist von der Perspektive der Erlangung eines Reifens mit einem ausgezeichneten niedrigen Rollwiderstand eine Alkoxygruppe, die von 1 bis 3 Kohlenstoffe aufweist, bevorzugt. Beispiele für die Alkoxygruppe mit von 1 bis 3 Kohlenstoffe schließen eine Methoxygruppe und eine Thoxygruppe ein.
(R²²)
In der obigen Formel (2) steht R²² für eine Polyethergruppe mit einer Kohlenwasserstoffgruppe an einem blinden Ende. Die Polyethergruppe ist eine Gruppe mit zwei oder mehr Etherbindungen. Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in dem m 2 ist, eine Mehrzahl von R²² gleich oder unterschiedlich sein kann.
Ein bevorzugter Gesichtspunkt der Polyethergruppe mit einer Kohlenwasserstoffgruppe an einem blinden Ende ist eine Gruppe, die nachstehend durch Formel (5) dargestellt wird.
(R⁵¹)
In der obigen Formel (5) steht R⁵¹ für eine lineare Alkylgruppe, eine lineare Alkenylgruppe oder eine lineare Alkinylgruppe, und unter diesen ist eine lineare Alkylgruppe bevorzugt. Als lineare Alkylgruppe ist eine lineare Alkylgruppe mit von 1 bis 20 Kohlenstoffen bevorzugt, und eine lineare Alkylgruppe mit von 8 bis 15 Kohlenstoffen ist mehr bevorzugt. Ein spezifisches Beispiel der linearen Alkylgruppe, die von 8 bis 15 Kohlenstoffe aufweist, schließt eine Octylgruppe, eine Nonylgruppe, eine Decylgruppe, eine Undecylgruppe, eine Dodecylgruppe und eine Tridecylgruppe ein. Unter diesen ist eine Tridecylgruppe bevorzugt.
(R⁵²)
In der obigen Formel (5) steht R⁵² für eine lineare Alkylengruppe, eine lineare Alkenylengruppe oder eine lineare Alkinylengruppe. Unter diesen ist eine lineare Alkylengruppe bevorzugt. Als lineare Alkylengruppe ist eine lineare Alkylengruppe mit von 1 bis 2 Kohlenstoffen bevorzugt, und eine Ethylengruppe ist mehr bevorzugt.
(p)
In der obigen Formel (5) ist p eine ganze Zahl von 1 bis 10, und vorzugsweise eine ganze Zahl von 3 bis 7.
In der obigen Formel (5) steht * für eine Bindungsstellung.
(R²³)
In der obigen Formel (2) steht R²³ für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, die von 1 bis 8 Kohlenstoffe aufweist.
(R²⁴)
In der obigen Formel (2) steht R²⁴ für eine Alkylengruppe, die von 1 bis 30 Kohlenstoffe aufweist. Unter diesen ist eine Alkylengruppe mit von 1 bis 12 Kohlenstoffen bevorzugt, und eine Alkylengruppe mit von 1 bis 5 Kohlenstoffen ist mehr bevorzugt. Spezielle Beispiele der Alkylengruppe, die von 1 bis 5 Kohlenstoffe aufweist, schließen eine Methylengruppe, eine Ethylengruppe, eine Trimethylengruppe und eine Propylengruppe ein.
(I, m, n)
In der obigen Formel (2) steht I für eine ganze Zahl von 1 bis 2 und ist vorzugsweise 1. In der obigen Formel (2) steht m für eine ganze Zahl von 1 bis 2 und ist vorzugsweise 2. n steht für eine ganze Zahl von 0 bis 1 und ist vorzugsweise 0. l, m und n erfüllen die Verhältnisformel l + m + n = 3.
Spezifische Beispiele des durch Formel (2) dargestellten Silan-Haftvermittlers schließen 3- [thoxybis(3,6,9,12,15-pentaoxaoctacosan-1-yloxy) silyl]-1-propanthiol (Si 363, erhältlich von Evonik Degussa) ein.
Ein Verfahren zum Herstellen des Silan-Haftvermittlers unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispiele davon schließen bekannte Verfahren ein.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) und dem Erreichen einer ausgezeichneten Dispergierbarkeit von Siliziumdioxid ist der Gehalt des Silan-Haftvermittlers vorzugsweise von 2 bis 20 Massenteile und mehr bevorzugt von 5 bis 15 Massenteile pro 100 Massenteile des Siliziumdioxids.
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer enthalten, das ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 1000 bis 30000 aufweist und modifiziert werden kann. Das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer ist ein Polymer mit einer Wiederholungseinheit aus konjugiertem Dien (konjugierte Dieneinheit). In dem Fall, in dem die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthält, wird eine bessere Verarbeitbarkeit oder ein niedriger Rollwiderstand erreicht.
Es ist zu beachten, dass das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer nicht den oben beschriebenen Dienkautschukarten entspricht.
• durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von niedermolekularem konjugiertem Dienpolymer
Es ist zu beachten, dass das durchschnittliche Molekulargewicht (Gewichtsmittel) des niedermolekularen konjugierten Dienpolymer durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) auf Basis der Eichung mit Polystyrolstandards unter Verwendung von Tetrahydrofuran als ein Lösungsmittel gemessen wird.
Das durchschnittliche Molekulargewicht des niedermolekularen konjugierten Dienpolymer ist von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere der niedrige Rollwiderstand) vorzugsweise von 4000 bis 10000.
Ein Beispiel für einen bevorzugten Gesichtspunkt ist einer, bei dem das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer bei 23 °C flüssig ist.
Spezielle Beispiele des niedermolekularen konjugierten Dienpolymers schließen Butadienkautschuk, Isoprenkautschuk, Acrylonitril-Butadienkautschuk und Styrol-Butadienkautschuk ein.
Das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer kann modifiziert oder unmodifiziert sein.
In dem Fall, in dem das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer modifiziert ist, ist die Weiterbildungssgruppe, die in dem modifizierten niedermolekularen konjugierten Dienpolymer enthalten ist (modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer) vorzugsweise eine Gruppe, die an oder mit Siliziumdioxid binden kann. Beispiele von Weiterbildungen schließen eine Hydroxygruppe, Hydrocarbyloxysilangruppen wie Alkoxysilylgruppen, eine Silanolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aldehydgruppe, eine Aminogruppe, eine Iminogruppe, eine Thiolgruppe, eine Epoxygruppe und Polysiloxangruppen wie Polyorganosiloxangruppen und Kombinationen davon ein.
Beispiele der Hauptkette des modifizierten niedermolekularen konjugierten Dienpolymers schließen Substanzen ein, die mit denen des niedermolekularen konjugierten Dienpolymers identisch sind.
Die Weiterbildungsgruppe und die Hauptkette können direkt oder über eine organische Gruppe binden. Die organische Gruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen.
Ein Beispiel für bevorzugte Gesichtspunkte ist eines, bei dem die Weiterbildungsgruppe an einem blinden Ende des modifizierten niedermolekularen konjugierten Dienpolymers ist.
Aus der Perspektive einer ausgezeichneten Kraftstoffeffizienz ist der Vinylbindungsgehalt des niedermolekularen konjugierten Dienpolymers vorzugsweise von 20 bis 95 %, mehr bevorzugt von 20 bis 90 %, und noch mehr bevorzugt von 20 bis 70 %.
In dem Fall, in dem das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer neben der konjugierten Dieneinheit ferner eine Wiederholungseinheit von aromatischem Vinyl (aromatische Vinyleinheit) enthält, ist der Gehalt an aromatischen Vinyleinheiten vorzugsweise von 20 bis 40 Masseanteilen der Menge des niedermolekularen konjugierten Dienpolymers.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt der aromatischen Vinyleinheit und der Vinylbindungsgehalt durch ¹H-NMR gemessen werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in dem Fall, in dem ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymers enthalten ist, ist der Gehalt des niedermolekularen konjugierten Dienpolymers von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung (insbesondere die Verarbeitbarkeit) vorzugsweise von 5 bis 30 Massenteile, und mehr bevorzugt von 5 bis 20 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Von der Perspektive des Aufzeigens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung ist die Masse des Verhältnisses der heterocyclischen Verbindung zu niedermolekularem konjugierten Dienpolymer (heterozyklische Verbindung/niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer) vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 und mehr bevorzugt von 0,1 bis 0,4.
(Zusatzstoffe)
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nach Bedarf ferner weitere Zusatzstoffe innerhalb eines Umfangs enthalten, welche die Wirkung oder den Zweck davon nicht behindern. Beispiele des Zusatzstoffs schließen andere Gummiarten als Dienkautschuk, andere Füllstoffe als Siliziumdioxid (zum Beispiel Ruß), einen Vulkanisierungsbeschleuniger, ein Harz, Zinkoxid, eine Stearinsäure, ein Alterungsschutzmittel, ein Verarbeitungshilfsmittel, Öl, ein Vulkanisierungsmittel wie Schwefel und solche, die allgemein in einer Gummizusammensetzung für einen Reifen wie etwa Peroxid verwendet werden, ein. Der Gehalt des Zusatzstoffs kann in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Ruß
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner Ruß einschließen.
Der Ruß ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel können Russe wie Ruß in verschiedenen Graden verwendet werden. Beispiele von Graden schließen Öfen mit Superabrieb (SAF, im Folgenden dasselbe)-hohe Struktur (-HS, im Folgenden dasselbe), SAF, Zwischenverbindungsöfen mit Superabrieb (ISAF, im Folgenden dasselbe)-HS, ISAF, ISAF-niedrige Struktur (LS, im Folgenden dasselbe), Zwischenverbindung-ISAF (IISAF)-HS, hohe Abrieböfen (HAF, im Folgenden dasselbe)-HS, HAF, HAF-LS und schnell ausstoßende Öfen (FEF) ein.
Die stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) des Rußes ist vorzugsweise von 50 bis 200 m²/g von der Perspektive des Erreichens einer besseren Verarbeitbarkeit. Die stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche des Siliziumdioxids wird gemäß JIS K 6217-2 gemessen.
Der Gehalt des Rußes ist vorzugsweise von 1 bis 50 Massenteile und mehr bevorzugt von 1 bis 20 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Verfahren zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung
Das Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Spezielle Beispiele davon schließen ein Verfahren zum Mischen jeder der oben beschriebenen Bestandteile bei einer Temperatur von 100 bis 200 °C unter Verwendung bekannter Verfahren und Apparate (zum Beispiel eines Banbury-Mischers, eines Kneters oder einer Walze) ein.
Des Weiteren kann die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Beispiel unter bekannten Vulkanisierungs- oder Vernetzungsbedingungen nach dem Stand der Technik vulkanisiert oder vernetzt werden.
Zum Beispiel kann ein Reifen unter Verwendung der Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Die Bindeglieder des Luftreifens, die durch die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können, sind nicht besonders eingeschränkt. Beispiele der Glieder schließen eine Reifenlauffläche wie eine Protektorlauffläche, eine Seitenwand und einen Wulstfüller ein.
Die Protektorlauffläche ist ein Bindeglied, das sich typischerweise auf der äußersten Oberfläche einer Reifenlauffläche befindet. In der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel eines bevorzugten Gesichtspunkts einer, bei dem die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens in der Protektorlauffläche enthalten ist.
Luftreifen
Der Luftreifen ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Luftreifen, der die in einer Protektorlauffläche angeordnete Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt.
Die Kautschukzusammensetzung in der Protektorlauffläche ist nicht besonders eingeschränkt, solange die Kautschukzusammensetzung die Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung) ist.
Die Protektorlauffläche ist ein Abschnitt des Luftreifens, welcher in direktem Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche ist.
Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, solange die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Protektorlauffläche enthalten ist (Protektorlauffläche ist aus der Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet).
1 ist eine teilweise schematische Querschnittsansicht eines Reifens, der einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beigefügten Zeichnungen beschränkt.
In 1 schließt der Luftreifen einen Wulstabschnitt 1, einen Seitenwandabschnitt 2 und einen Reifenlaufflächenabschnitt 3 ein. Eine Karkassenschicht 4, in der ein Glasfaserfaden eingebettet ist, ist zwischen einem Paar linker und rechter Wulstabschnitte 1 und einem Endabschnitt der Karkassenschicht 4 nach außen aus dem Inneren des Reifens um den Reifenwulstkern 5 und den Wulstfüller 6 gefaltet und aufgerollt. In dem Reifenlaufflächenabschnitt 3 ist eine Gürtelschicht 7 entlang des gesamten Umfangs des Reifens auf der Außenseite der Karkassenschicht 4 bereitgestellt. In dem Wulstabschnitt 1 ist ein Radkranzpolster 8 in einem Abschnitt, der mit einer Felge in Kontakt ist, angeordnet.
Der Reifenlaufflächenabschnitt 3 schließt eine Protektorlauffläche auf der Gürtelschicht 7 ein. Eine Unterlauffläche kann zwischen der Gürtelschicht 7 und der Protektorlauffläche angeordnet sein.
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben ist in der Protektorlauffläche des Reifenlaufflächenabschnitts 3 enthalten.
Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel in Übereinstimmung mit einem bekannten Verfahren hergestellt werden.
Als Gas, mit dem der Luftreifen gefüllt ist, kann ein Inertgas wie Stickstoff, Argon oder Helium zusätzlich zu normaler Luft oder zu Luft, deren Sauerstoffpartialdruck eingestellt wird, verwendet werden.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen ausführlich beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Beispiele beschränkt.
Herstellung einer Piperazinverbindung
Synthese der Piperazinverbindung 1
33,3 g 1-Bromoctadecan (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) und 13,0 g 1-(2-Hydroxyethyl) piperazin (Hydroxyethylpiperazin, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) wurden in Tetrahydrofuran und Dichlormethan bei Raumtemperatur 1 Stunde lang umgesetzt. Eine umgesetzte Lösung wurde mit einer wässrigen Kaliumcarbonatlösung mit Dichlormethan extrahiert und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat dehydriert. Ein wasserfreies Magnesiumsulfat wurde abgefiltert und konzentriert, um eine Piperazinverbindung 1 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist.
Piperazinverbindung 1
Synthese der Piperazinverbindung 2
39,6 g der wie oben beschrieben erhaltenen Piperazinverbindung 1, 13,2 g Ethylenoxid und 0,004 g Natriummethoxid wurden umgesetzt. Die umgesetzte Lösung wurde mit Phosphorsäure neutralisiert und gefiltert, um eine Piperazinverbindung 2 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist. In der folgenden Formel ist n gleich 3.
Piperazinverbindung 2
Synthese der Piperazinverbindung 3
66,6 g 1-Bromooctadecan (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) und 19,04 g Piperazinhexahydrat (Piperazinhexahydrat, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) wurden in Tetrahydrofuran und Dichlormethan bei Raumtemperatur 1 Nacht lang umgesetzt. Eine umgesetzte Lösung wurde mit einer wässrigen Kaliumcarbonatlösung mit Dichlormethan extrahiert und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat dehydriert. Ein wasserfreies Magnesiumsulfat wurde abgefiltert und konzentriert, um eine Piperazinverbindung 3 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist.
Piperazinverbindung 3
Synthese der Piperazinverbindung 4
30,3 g Stearoylchlorid (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 13,0 g 1- (2-hydroxyethyl) piperazin (Hydroxyethylpiperazin, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) und 15,2 g Triethylamin wurden in Toluol bei 0 °C 1 Stunde lang umgesetzt. Eine umgesetzte Lösung wurde mit wässriger Natriumcarbonatlösung gewaschen, mit Toluol extrahiert und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat dehydriert. Ein wasserfreies Magnesiumsulfat wurde abgefiltert und konzentriert, um eine Piperazinverbindung 4 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist.
Piperazinverbindung 4
Synthese der Piperazinverbindung 5
60,6 g Stearoylchlorid (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 19,04 g Piperazinhexahydrat (Piperazinhexahydrat, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) und 30,4 g Triethylamin wurden in Toluol bei 0 °C 1 Stunde lang umgesetzt. Eine umgesetzte Lösung wurde mit wässriger Natriumcarbonatlösung gewaschen, mit Toluol extrahiert und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat dehydriert. Ein wasserfreies Magnesiumsulfat wurde abgefiltert und konzentriert, um eine Piperazinverbindung 5 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist.
Piperazinverbindung 5
Synthese der Piperazinverbindung 6
18,5 g 2-Ethylhexyl[-glycidyl-]ether (Epogosey (Handelsname) 2EH, erhältlich von Yokkaichi Chemical Company Ltd.) und 13,0 g 1-(2-Hydroxyethyl) piperazin (Hydroxyethylpiperazin, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) wurden bei 60 °C 4 Stunden lang umgesetzt, um eine Piperazinverbindung 6 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist.
Die Ergebnisse von ¹H-NMR der Piperazinverbindung 6 sind wie folgt. ¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃): δ 3,85 (m, 1H), 3,60 (t, 2H), 3,30-3,47 (m, 4H), 2,65 (m, 2H), 2,54 (t, 4H), 2, 46 (t, 2H), 2, 38 (dd, 2H), 1,52 (q, 1H), 1,26-1,41 (m, 8H), 0,89 (t, 5H), und 0,85 (s, 1H)
Piperazinverbindung 6
Synthese der Piperazinverbindung 7
28,4 g C12 und C13 gemischter Alkohol[-glycidyl-]ether (Epogosey (Handelsname) EN, erhältlich von Yokkaichi Chemicals Company, Ltd. Mischung von C12 Alkohol[-glycidyl-]ether und C13 Alkohol[-glycidyl-]ether und 13,0 g 1-(2-Hydroxyethyl) piperazin (Hydroxyethylpiperazin, erhältlich von der Nippon Nyukazai Co., Ltd.) wurden bei 60 °C für 4 Stunden lang umgesetzt, um eine Piperazinverbindung 7 zu erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt ist (R steht für -C₁₂H₂₅ oder -C₁₃H₂₇). Die Piperazinverbindung 7 ist eine Mischung aus einer Piperazinverbindung, in der R -C₁₂H₂₅ ist, und einer Piperazinverbindung, in der R -C₁₃H₂₇ ist.
Piperazinverbindung 7
Synthese der Piperazinverbindung 8
56,8 g C12 und C13 gemischter Alkohol[-glycidyl-]ether (Epogosey (Handelsname) EN, erhältlich von Yokkaichi Chemical Company Ltd.) und 19,04 g Piperazinhexahydrat (Piperazinhexahydrat, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) wurden in Ethanol bei 60 °C 6 Stunden lang umgesetzt. Die Reaktionslösung wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, mit Ethylacetat extrahiert und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat dehydriert. Wasserfreies Magnesiumsulfat wurde abgefiltert und konzentriert, um eine Piperazinverbindung 8 zu erhalten (R steht jeweils unabhängig voneinander für -C₁₂H₂₅ oder -C₁₃H₂₇), die durch die folgende Formel dargestellt ist.
Piperazinverbindung 8
Synthese der Morpholinverbindung 3
18,5 g 2-Ethylhexyl[-glycidyl-]ether (Epogosey (Handelsname) 2EH, erhältlich von Yokkaichi Chemical Company, Ltd.) und 8,7 g Morpholin (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) wurden bei 60 °C 4 Stunden lang umgesetzt, um eine Morpholinverbindung 3 (folgende Struktur) zu erhalten.
Morpholinverbindung 3
Herstellung einer Zusammensetzung für Reifen
Jeder der in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten Bestandteile wurden in der in derselben Tabelle gezeigten Zusammensetzung (Massenteile) gemischt.
Insbesondere wurde eine Hauptcharge durch Erhitzen der in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten Bestandteile mit Ausnahme des Schwefels und des Vulkanisierungsbeschleunigers 5 Minuten lang in einem 1,7 I-Banbury-Mischer des geschlossenen Typs auf eine Temperatur von etwa 150 °C erhitzt, dann wurde die Mischung ausgeschieden und die Mischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Schwefel und der Vulkanisierungsbeschleuniger wurden dann der sich ergebenden Hauptcharge unter Verwendung des oben beschriebenen Banbury-Mischers zugemischt, um eine Gummizusammensetzung für einen Reifen zu erhalten.
Es ist zu beachten, dass in Tabelle 1 für die Menge an SBR ein Wert in einer oberen Reihe eine Gummimenge (ölverlängertes Produkt) (Einheit: Masseanteil) ist und ein Wert in einer unteren Reihe eine Nettomenge des Gummis ist (Einheit: Masseanteil). Dasselbe gilt für Tabellen 2 und 3.
Für Tabelle 2 wurden die Gummizusammensetzungen für Reifen in der gleichen Weise wie für Tabelle 1 hergestellt.
Für Tabelle 3 wurden die Gummizusammensetzungen für Reifen in der gleichen Weise wie für Tabelle 1 hergestellt.
<Bewertung>
Die nachfolgenden Bewertungen erfolgten unter Verwendung der wie oben beschrieben hergestellten Gummizusammensetzungen für Reifen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt. In jeder Tabelle wurde ein Bewertungsergebnis von jedem Beispiel für jedes der Bewertungselemente als ein Indexwert in Bezug auf das Bewertungsergebnis (100) des Standardbeispiels dargestellt.
Mooney-Viskosität
Durch die Verwendung von der wie oben beschrieben hergestellten Gummizusammensetzungen für Reifen wurde die Mooney-Viskosität (ML₁₊₄) bei 100 °C gemäß dem Verfahren von JIS K6300-1:2013 gemessen.
Ein kleinerer Indexwert der Mooney-Viskosität zeigt eine bessere Verarbeitbarkeit, aber der Indexwert ist vorzugsweise 90 oder mehr.
Nassgriffleistung
Ein vulkanisiertes Gummiflächengebilde wurde hergestellt, indem jede der oben beschriebenen erhaltenen (unvulkanisierten) Gummizusammensetzungen 20 Minuten lang bei 160 °C in einer Gießform (15 cm x 15 cm x 0,2 cm) pressvulkanisiert wurde.
Der tan-Delta-Wert (0 °C) wurde für jedes der hergestellten vulkanisierten Gummiflächengebilde mit einer
Verlängerungsverformungsverzerrung von 10 % ± 2 %, einer Frequenz von 20 Hz und bei einer Temperatur von 0 °C unter Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) gemäß JIS K6394:2007 gemessen.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt ein größerer tan-Delta-Indexwert (0 °C) einen größeren tan-Delta-Wert (0 °C) und eine überlegene Nassgriffleistung eines geformten Reifen.
Geringer Rollwiderstand
Der tan-Delta-Wert (60 °C) wurde durch dasselbe Verfahren wie für die oben beschriebene Nassgreifleistung gemessen, mit Ausnahme der Messung bei einer Temperatur von 60 °C anstatt einer Temperatur von 0 °C.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt ein kleinerer tan-Delta-Indexwert (60 °C) einen kleineren tan-Delta-Wert (60 °C) und einen überlegenen geringen Rollwiderstand eines geformten Reifen.
Payne-Effekt

Jede der wie oben beschrieben hergestellten Gummizusammensetzungen für Reifen wurde 20 Minuten lang bei 160 °C vulkanisiert. Unter Verwendung des erhaltenen vulkanisierten Gummis wurde die Scherdehnung von G ‚(0,28 %) bei einer Dehnung von 0,28 % und die Scherdehnung von G‘ (450 %) bei einer Dehnung von 450 % gemäß ASTM D6204 bei 110 °C unter Verwendung eines RPA 2000 (Scherdehnungsmessinstrument von Alpha Technologies) gemessen und dann ΔG' = G'(0,28 %) - G'(450 %) berechnet.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt einen kleiner Delta-G'-Indexwert eine bessere Reduktion oder Unterbindung der Payne-Wirkung (bessere Dispergierbarkeit von Silan).
[Tabelle 1-I]

Tabelle 1	Standardbeispiel	Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
SBR1 E580	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0
BR 1220	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Siliziumdioxid 1 1165MP	90,0	90,0	60,0	220,0	90,0	90,0
Siliziumdioxid 2 200MP
Ruß N339	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Silan-Haftvermittler 1 Si 69	7,0	7,0	4,2	15,4	7,0	7,0
Silan-Haftvermittler 2 NXT
Zinkoxid	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Prozessöl	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000)
Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB)
Piperazinverbindung 7		5,0	5,0	5,0
Morpholinverbindung 3
Vergleichende Piperazinverbindung 1					5,0
Vergleichende Piperazinverbindung 2						5,0
Schwefel	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur von Dienkautschuk (°C)	-43	-43	-43	-43	-43	-43
Mooney-Viskosität	100	93	86	108	97	100
Geringer Rollwiderstand	100	88	90	112	98	99
Nassgriffleistung	100	106	88	114	100	101
Payne-Effekt	100	90	92	110	97	100

[Tabelle 1-II]

Tabelle 1	Vergleichsbeispiel 5	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 6	Beispiel 3	Beispiel 4
SBR1 E580	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0
BR 1220	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Siliziumdioxid 1 1165MP	90,0	90,0	90,0	90,0	90,0
Siliziumdioxid 2 200MP
Ruß N339	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Silan-Haftvermittler 1 Si 69	7,0	7,0	7,0	7,0	7,0
Silan-Haftvermittler 2 NXT
Zinkoxid	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Prozessöl					15,0
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000)	15,0	15,0
Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB)			15,0	15,0
Piperazinverbindung 7		5,0		5,0
Morpholinverbindung 3					5,0
Vergleichende Piperazinverbindung 1
Vergleichende Piperazinverbindung 2
Schwefel	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur von Dienkautschuk (°C)	-43	-43	-43	-43	-43
Mooney-Viskosität	110	90	96	92	96
Geringer Rollwiderstand	102	94	96	86	96
Nassgriffleistung	87	101	95	102	101
Payne-Effekt	110	87	96	86	93

[Tabelle 2-1]

Tabelle 2	Standardbeispiel	Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
SBR1 E580	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0
BR 1220	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Siliziumdioxid 1 1165MP
Siliziumdioxid 2 200MP	120,0	120,0	60,0	220,0	120,0	120,0
Ruß N339	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Silan-Haftvermittler 1 Si 69
Silan-Haftvermittler 2 NXT	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0
Zinkoxid	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Prozessöl	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000)
Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB)
Piperazinverbindung 7		5,0	5,0	5,0
Morpholinverbindung 3
Vergleichende Piperazinverbindung 1					5,0
Vergleichende Piperazinverbindung 2						5,0
Schwefel	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur von Dienkautschuk (°C)	-43	-43	-43	-43	-43	-43
Mooney-Viskosität	100	93	87	110	97	100
Geringer Rollwiderstand	100	91	90	111	98	99
Nassgriffleistung	100	102	84	118	100	101
Payne-Effekt	100	93	90	111	97	100

[Tabelle 2-II]

Tabelle 2	Vergleichsbeispiel 5	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 6	Beispiel 3	Beispiel 4
SBR1 E580	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0	110,0 80,0
BR 1220	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Siliziumdioxid 1 1165MP
Siliziumdioxid 2 200MP	100,0	100,0	100,0	100,0	120
Ruß N339	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Silan-Haftvermittler 1 Si 69			7,0		7,0
Silan-Haftvermittler 2 NXT	12,0	10,0		10,0
Zinkoxid	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Prozessöl					15,0
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000)	15,0	15,0
Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB)			15,0	15,0
Piperazinverbindung 7		5,0		5,0
Morpholinverbindung 3					5,0
Vergleichende Piperazinverbindung 1
Vergleichende Piperazinverbindung 2
Schwefel	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur von Dienkautschuk (°C)	-43	-43	-43	-43	-43
Mooney-Viskosität	96	90	96	88	96
Geringer Rollwiderstand	101	94	96	86	96
Nassgriffleistung	89	101	95	102	101
Payne-Effekt	93	90	96	86	93

[Tabelle 3-1]

Tabelle 3	Standardbeispiel	Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
SBR2 Nipol	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0
NS522	80,0	80,0	80,0	80,0	80,0	80,0
BR 1220	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Siliziumdioxid 1 1165MP	90,0	90,0	60,0	220,0	90,0	90,0
Siliziumdioxid 2 200MP
Ruß N339	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Silan-Haftvermittler 1 Si 69	7,0	7,0	4,2	15,4	7,0	7,0
Silan-Haftvermittler 2 NXT
Zinkoxid	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Prozessöl	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000)
Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB)
Piperazinverbindung 7		5,0	5,0	5,0
Morpholinverbindung 3
Vergleichende Piperazinverbindung 1					5,0
Vergleichende Piperazinverbindung 2						5,0
Schwefel	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur von Dienkautschuk (°C)	-39,4	-39,4	-39,4	-39,4	-39,4	-39,4
Mooney-Viskosität	100	93	87	110	103	110
Geringer Rollwiderstand	100	91	90	111	86	101
Nassgriffleistung	100	102	84	118	99	89
Payne-Effekt	100	93	90	111	86	93

[Tabelle 3-II]

Tabelle 3	Vergleichsbeispiel 5	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 6	Beispiel 3	Beispiel 4
SBR2 Nipol	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0
NS522	80,0	80,0	80,0	80,0	80,0
BR 1220	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Siliziumdioxid 1 1165MP	90,0	90,0	90,0	90,0	90,0
Siliziumdioxid 2 200MP
Ruß N339	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Silan-Haftvermittler 1 Si 69	7,0	7,0	7,0	7,0	7,0
Silan-Haftvermittler 2 NXT
Zinkoxid	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Stearinsäure	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Prozessöl					15,0
Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000)	15,0	15,0
Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB)			15,0	15,0
Piperazinverbindung 7		5,0		5,0
Morpholinverbindung 3					5,0
Vergleichende Piperazinverbindung 1
Vergleichende Piperazinverbindung 2
Schwefel	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Vulkanisierungsbeschleuniger 1	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Vulkanisierungsbeschleuniger 2	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Durchschnittliche Glasübergangstemperatur von Dienkautschuk (°C)	-39,4	-39,4	-39,4	-39,4	-39,4
Mooney-Viskosität	96	91	96	90	96
Geringer Rollwiderstand	101	95	96	94	96
Nassgriffleistung	89	102	95	103	101
Payne-Effekt	93	95	96	90	93

Die Einzelheiten zu jedem Bestandteil in jeder Tabelle sind wie folgt.

• SBR 1 Lösungspolymerisierter Styrol-Butadienkautschuk mit einer Hydroxygruppe als blind endende Weiterbildungsgruppe für Siliziumdioxid. Der SBR1 entspricht dem Dienkautschuk. Tufden E580 (ölverlängertes Produkt (37,5 Massenteile Öl-Extender waren pro 100 Massenteile SBR enthalten; die Nettomenge an SBR in dem SBR 1 waren 72,7 Masseanteile); Styrolgehalt: 37 Masseanteile; Vinylbindungsgehalt: 42 %; Tg: -27 °C; durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel): 1260000; erhältlich von Asahi Kasei Corporation) Da der SBR 1 ein Styrol-Butadienkautschuk mit einer Hydroxygruppe als eine blind endende Weiterbildungsgruppe für Siliziumdioxid ist, kann der SBR 1 mit Siliziumdioxid bei der Weiterbildungsgruppe zusammenwirken und umsetzen.
• SBR2: Styrol-Butadienkautschuk Der SBR2 entspricht dem Dienkautschuk. Handelsname: Nipol NS522 (ölverlängertes Produkt (37,5 Massenteile Öl-Extender waren pro 100 Massenteile SBR enthalten; die Nettomenge an SBR in dem SBR 2 betrug 72.7 Masseanteile); Styrolgehalt: 39 Masseanteile; Vinylbindungsgehalt: 41 %; Tg: -23 °C; durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel): 1360000; erhältlich von Zeon Corporation) Es ist zu beachten, dass der SBR2 keine Weiterbildungsgruppe aufweist.
• BR: Butadienkautschuk, Nipol 1220 (Butadienkautschuk, erhältlich von Zeon Corporation), Tg: -105 °C. Der BR entspricht dem Dienkautschuk. Der BR weist keine Weiterbildungsgruppe auf.
• Siliciumdioxid 1: Zeosil 1165MP (spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption: 159 m²/g), erhältlich von Rhodia)
• Siliciumdioxid 2: Zeosil PREMIUM 200MP, erhältlich von Rhodia; spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption: 200 m²/g
• Ruß: SEAST KH N339 (N₂SA: 93 m²/g, erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd.)
• Silan-Haftverbesserer 1: Si69 (Bis(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfit, erhältlich von Evonik Degussa Corporation)
• Silan-Haftvermittler 2: NXT (3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilan, erhältlich von Momentive Performance)
• Zinkoxid: Zinkoxid III (erhältlich von Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
• Stearinsäure: Stearinsäurewülste YR, erhältlich bei NOF Corporation)
• Alterungsschutzmittel: 6PPD (erhältlich von Flexsys)
• Prozessöl: Extrakt Nr. 4S (erhältlich von Showa Shell Sekiyu K.K.)
• Niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (B-2000): Flüssiger Butadienkautschuk; Handelsname: B-2000, erhältlich von Nippon Soda Co., Ltd.; durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel): 2100; Vinylbindungsgehalt: 90 %
• Modifiziertes niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer (ATB): Modifizierter flüssiger Butadienkautschuk mit einer blind endenden Amingruppe; Handelsname: Hypro 2000X173, erhältlich von Emerald Performance Materials, LLC; durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel): 4000; Vinylbindungsgehalt: 23 %
• Piperazinverbindung 7: Piperazinverbindung 7 synthetisiert wie oben beschrieben
• Morpholinverbindung 3: Morpholinverbindung 3 synthetisiert wie oben beschrieben
• Vergleichende Piperazinverbindung 1: Hydroxyethylpiperazin, 1-(2 hydroxyethyl) piperazin, erhältlich von Nippon Nyukazai Co., Ltd.
• Vergleichende Piperazinverbindung 2: Reagens [3-(1-piperazinyl)propyl]triethoxysilane. Die vergleichende Piperazinverbindung 2 hat ein Siliziumatom.
• Schwefel: „Golden Flower“ ölbehandeltes Schwefelpulver (erhältlich von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
• Vulkanisierungsbeschleuniger 1: NOCCELER CZ-G (Vulkanisierungsbeschleuniger CBS, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
• Vulkanisierungsbeschleuniger 2: NOCCELER D (Vulkanisierungsbeschleuniger DPG, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)

Wie aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wies Vergleichsbeispiel 1, bei dem der Gehalt an Siliziumdioxid kleiner als der vorher festgelegte Bereich war, eine schlechtere Nassgriffleistung im Vergleich zu derjenigen des Standardbeispiels auf.
Vergleichsbeispiel 2, bei dem der Gehalt an Siliziumdioxid größer als der vorher festgelegte Bereich war, zeigte eine schlechtere Verarbeitbarkeit und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 3, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt und stattdessen die Piperazinverbindung mit einer Hydroxyethylgruppe enthielt, zeigte ungefähr den gleichen Grad an Nassgriffleistung wie diejenige des Standardbeispiels. Vergleichsbeispiel 4, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt und stattdessen die Piperazinverbindung mit einem Siliziumatom enthielt, zeigte ungefähr den gleichen Grad an Verarbeitbarkeit wie diejenige des Standardbeispiels. Vergleichsbeispiel 5, das ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthielt, das modifiziert worden sein konnte, jedoch keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt, zeigte eine schlechtere Verarbeitbarkeit, niedrigen Rollwiderstand und Nassgriffleistung im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels. Vergleichsbeispiel 6, das ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthielt, das modifiziert worden sein konnte, jedoch keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt, zeigte eine schlechtere Nassgriffleistung im Vergleich zu derjenigen des Standardbeispiels.
Im Gegensatz zu diesen zeigten die Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (Beispiele 1 bis 4) eine überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels. Außerdem zeigte die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2) eine überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Vergleichsbeispiels 5, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt.
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 3) zeigte überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Vergleichsbeispiels 6, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt.
Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wies Vergleichsbeispiel 1, bei dem der Gehalt an Siliziumdioxid kleiner als der vorher festgelegte Bereich war, eine schlechtere Nassgriffleistung im Vergleich zu derjenigen des Standardbeispiels auf.
Vergleichsbeispiel 2, bei dem der Gehalt an Siliziumdioxid größer als der vorher festgelegte Bereich war, zeigte eine schlechtere Verarbeitbarkeit und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 3, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt und stattdessen die Piperazinverbindung mit einer Hydroxyethylgruppe enthielt, zeigte ungefähr den gleichen Grad an Nassgriffleistung wie diejenige des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 4, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt und stattdessen die Piperazinverbindung mit einem Siliziumatom enthielt, zeigte ungefähr den gleichen Grad an Verarbeitbarkeit wie diejenige des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 5, das ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthielt, das modifiziert worden sein konnte, jedoch keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt, zeigte einen schlechteren niedrigeren Rollwiderstand und Nassgriffleistung im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 6, das ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthielt, das modifiziert worden sein konnte, jedoch keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt, zeigte eine schlechtere Nassgriffleistung im Vergleich zu derjenigen des Standardbeispiels.
Im Gegensatz zu diesen zeigten die Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (Beispiele 1 bis 4) eine überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels. Außerdem zeigte die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2) eine überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Vergleichsbeispiels 5, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt.
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 3) zeigte überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Vergleichsbeispiels 6, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt.
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 3 ersichtlich ist, zeigte Vergleichsbeispiel 1, bei dem der Gehalt an Siliziumdioxid kleiner als der vorher festgelegte Bereich war, eine schlechtere Nassgriffleistung im Vergleich zu derjenigen des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 2, bei dem der Gehalt an Siliziumdioxid größer als der vorher festgelegte Bereich war, zeigte eine schlechtere Verarbeitbarkeit und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 3, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt und stattdessen die Piperazinverbindung mit einer Hydroxyethylgruppe enthielt, zeigte eine schlechtere Verarbeitbarkeit und Nassgriffleistung im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels. Vergleichsbeispiel 4, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt und stattdessen die Piperazinverbindung mit einem Siliziumatom enthielt, zeigte eine schlechtere Verarbeitbarkeit, niedrigen Rollwiderstand und Nassgriffleistung.
Vergleichsbeispiel 5, das ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthielt, das modifiziert worden sein konnte, jedoch keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt, zeigte einen schlechteren niedrigeren Rollwiderstand und Nassgriffleistung im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels.
Vergleichsbeispiel 6, das ferner das niedermolekulare konjugierte Dienpolymer enthielt, das modifiziert worden sein konnte, jedoch keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt, zeigte eine schlechtere Nassgriffleistung im Vergleich zu derjenigen des Standardbeispiels.
Im Gegensatz zu diesen zeigten die Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (Beispiele 1 bis 4) eine überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Standardbeispiels. Außerdem zeigte die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2) eine überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Vergleichsbeispiels 5, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt.
Die Zusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Beispiel 3) zeigte überlegene Verarbeitbarkeit, Nassgriffleistung und niedrigen Rollwiderstand im Vergleich zu denjenigen des Vergleichsbeispiels 6, das keine vorher festgelegte heterozyklische Verbindung enthielt.
Bezugszeichenliste

1: Wulstabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Reifenlaufflächenabschnitt
4: Karkassenschicht
5: Wulstkern
6: Wulstfüller
7: Gürtelschicht
8: Radkranzpolster

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015502357 T [0004]

Claims

Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, wobei die Kautschukzusammensetzung Folgendes umfasst: einen Dienkautschuk; Siliziumdioxid und eine heterozyklische Verbindung (wobei die heterozyklische Verbindung kein Siliziumatom enthält) mit einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffen und mindestens einem Typ Heterozyklus, der aus der Gruppe bestehend aus einem Piperazinring, einem Morpholinring und einem Thiomorpholinring ausgewählt ist, wobei eine durchschnittliche Glasübergangstemperatur des Dienkautschuks -50 °C oder höher ist, ein Gehalt des Siliziumdioxids von 80 bis 200 Massenteilen pro 100 Massenteile des Dienkautschuks beträgt, und ein Gehalt der heterocyclischen Verbindung, bezogen auf den Gehalt des Siliziumdioxids, von 0,5 bis 20 Masseanteile beträgt.
Gummizusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die durch nachstehende Formel (I) dargestellt ist:

in Formel (I) steht X₇ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist, X₃, X₄, X₅ und X₆ stehen jeweils unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe, Wenn X₇ ein Stickstoffatom ist, n3 gleich 1 ist und ein oder beide X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander für die Formel (I-1) stehen: -(A₁)_n1-1-R_1-1, wenn nur ein X₁ und X₂ für die Formel (I-1) steht, stehen die verbleibenden Gruppen für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-Q)_n2-H, in Formel (1-3) steht R₂ jeweils unabhängig für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, und n2 steht für von 1 bis 10. wenn X₇ mindestens ein Typ ist, der aus der Gruppe bestehend aus einem Sauerstoffatom und einem Schwefelatom ausgewählt ist, steht n3 für 0 und X₁ steht für Formel (I-1): -(A₁)_n1-1-R_1-1, in Formel (1-1) steht A₁ für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonylgruppe und Formel (1-2) ausgewählt ist: -R_1-2(OH)-O-, n1-1 steht für 0 oder 1, R_1-1 steht für eine Kohlenwasserstoffgruppe, die von 3 bis 30 Kohlenstoffe aufweist, und in Formel (1-2) steht R_1-2 für eine dreiwertige Kohlenwasserstoffgruppe.
Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß Anspruch 2, wobei die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die durch die obige Formel (I) dargestellt ist, wo X₇ ein Stickstoffatom ist, n3 gleich 1 ist, und sowohl X₁ als auch X₂ jeweils unabhängig voneinander für Formel (I-1) stehen.
Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß Anspruch 2, wobei die heterozyklische Verbindung eine Verbindung ist, die durch die obige Formel (I) dargestellt ist, wo X₇ ein Stickstoffatom ist, und n3 gleich 1 ist, nur ein von X₁ und X₂ steht für die obige Formel (I-1), die verbleibenden Gruppen stehen für mindestens einen Typ, der aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer auf Sulfon basierenden Schutzgruppe, einer auf Carbamat basierenden Schutzgruppe und Formel (1-3) ausgewählt ist: -(R₂-O)_n2-H, in Formel (I-3) steht R₂ jeweils unabhängig voneinander für eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe und n2 steht für von 1 zu 10.
Gummizusammensetzung für Reifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Siliziumdioxid eine spezifische Oberfläche zur CTAB-Adsorption von 150 bis 300 m²/g aufweist.
Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gummizusammensetzung ferner einen Silan-Haftvermittler umfasst.
Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Dienkautschuk einen modifizierten Dienkautschuk enthält, und ein Gehalt des modifizierten Dienkautschuks in Bezug auf eine Gesamtmenge des Dienkautschuks größer als 50 Masseanteile ist.
Gummizusammensetzung für einen Reifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gummizusammensetzung ferner ein niedermolekulares konjugiertes Dienpolymer umfasst, das ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 1000 bis 30000 aufweist und modifiziert werden kann, wobei ein Gehalt des niedermolekularen konjugierten Dienpolymer von 5 bis 30 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuk beträgt.
Luftreifen, umfassend die Gummizusammensetzung in einer Protektorlauffläche für einen Reifen, die in einem der Ansprüche 1 bis 8 beschrieben ist.