DE112021002763T5 - Kautschukzusammensetzung für Reifen - Google Patents

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Abstract

Bereitgestellt ist eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen mit hervorragender Leistung auf Schnee, Nassgriffleistung und Formbarkeit, während sie eine große Menge an Siliciumdioxid enthält. Die Kautschukzusammensetzung enthält: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, der zu 25 bis 50 Massen-% einen Butadienkautschuk enthält, zu 50 Massenteilen oder mehr eine Weichmacherkomponente; zu 120 bis 180 Massenteilen Siliciumdioxid; zu M1 Massenteilen 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan; und zu M2 Massenteilen Alkylsilan. (M1 + M2), eine Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan, beträgt 5 bis 10 Massen-% bezogen auf die Masse von Siliciumdioxid, und [M2/(Mi + M2)], ein Verhältnis von Alkylsilan zur Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan, beträgt 0,10 bis 0,40.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen mit hervorragender Leistung auf Schnee, Nassgriffleistung und Formbarkeit.
  • Stand der Technik
  • Winterreifen müssen Leistung auf Schnee und Nassgriffleistung auf miteinander vereinbare Weise und hervorragende Sicherheit bieten. Um eine hervorragende Nassgriffleistung zu erreichen, kann in eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen eine große Menge Siliciumdioxid eingemischt werden; die Leistung auf Schnee kann sich jedoch aufgrund einer zu großen Kautschukhärte und -steifigkeit verschlechtern. Derweil kann eine große Menge an Weichmacher oder Siliciumdioxid-Dispergiermittel beigemischt werden, um die Kautschukhärte zu verringern und die Leistung auf Schnee aufrechtzuerhalten; es besteht jedoch die Gefahr, dass aufgrund einer Verringerung der Verbundfestigkeit vor der Vulkanisierung (Festigkeit der Kautschukzusammensetzung vor der Vulkanisierung) ein Plattenbruch und/oder eine Verschlechterung der Formbarkeit auftreten können, da sich beim Extrusionsformen aufgrund der verringerten Viskosität leicht Schaum bildet.
  • Patentdokument 1 offenbart einen Luftreifen, bei dem es sich um einen Ganzjahresreifen handelt, bei dem die Priorität auf Trockengriffleistung, Nassgriffleistung, geringem Rollwiderstand und Leistung auf Schnee liegt, der aus einer Kautschukzusammensetzung gebildet ist, die bestimmte Mengen von zwei Arten von modifizierten Styrol-Butadienkautschuken, einen Butadienkautschuk, Siliciumdioxid, einen Silan-Haftvermittler und ein Öl enthält. Der in Patentdokument 1 beschriebene Reifen weist jedoch nicht immer eine zufriedenstellende Leistung auf Schnee auf, und es wurde eine weitere Verbesserung der Leistung auf Schnee sowie gleichzeitig der Nassgriffleistung gewünscht.
  • Literaturliste
  • Patentliteratur
  • Patentdokument 1: JP 6687069 B
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen mit hervorragender Leistung auf Schnee, Nassgriffleistung und Formbarkeit bereitzustellen, die eine große Menge an Siliciumdioxid enthält.
  • Lösung des Problems
  • Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, enthält die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, der zu 25 bis 50 Massen-% einen Butadienkautschuks enthält, zu 50 Massenteilen oder mehr eine Weichmacherkomponente; zu 120 bis 180 Massenteilen Siliciumdioxid; zu M1 Massenteilen 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan; und zu M2 Massenteilen Alkylsilan. (M1 + M2), eine Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan, beträgt 5 bis 10 Massen-% bezogen auf die Masse von Siliciumdioxid, und [M2/(M1 + M2)], ein Verhältnis von Alkylsilan zur Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan, beträgt 0,10 bis 0,40.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Dispergierbarkeit des Siliciumdioxids weiter verbessert und eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen mit hervorragender Leistung auf Schnee, Nassgriffleistung und Formbarkeit erhalten werden, weil die gemischten Mengen des Butadienkautschuks, die Weichmacherkomponente, das 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und das Alkylsilan, spezifiziert sind, während eine große Menge Siliciumdioxid beigemischt wird.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen weist vorzugsweise eine spezifische CTAB-Adsorptionsoberfläche von Siliciumdioxid von 80 bis 175 m2/g auf und kann das Gleichgewicht der Leistung auf Schnee, der Nassgriffleistung und der Formbarkeit weiter verbessern.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen enthält vorzugsweise 3 bis 20 Massenteile eines niedermolekularen Butadienkautschuks mit einer zahlenmittleren Molekularmasse von 10.000 bis 50.000 in 100 Massenteilen des Dienkautschuks und kann die Leistung auf Schnee und die Nassgriffleistung weiter verbessern.
  • Der Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Reifen, der die vorstehend beschriebene Kautschukzusammensetzung für einen Reifen in einem Laufflächenabschnitt enthält. Der Reifen schließt Folgendes ein: eine Vielzahl von ersten geneigten Hauptrillen, die zu einer Seite in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung geneigt sind und sich zu einer Äquatorialebene des Reifens und zu einem Bodenkontaktrand des Reifens auf der einen Seite erstrecken und öffnen; eine Vielzahl von zweiten geneigten Hauptrillen, die zu einer anderen Seite in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind und sich zu der Äquatorialebene des Reifens und zu einem Bodenkontaktrand des Reifens auf der anderen Seite erstrecken und öffnen; eine Vielzahl von ersten Stegabschnitten, die durch ein Paar der ersten geneigten Hauptrillen, die zueinander benachbart sind, und eine der zweiten geneigten Hauptrillen definiert und gebildet werden, wobei sich die Vielzahl von ersten Stegabschnitten von der Äquatorialebene des Reifens zu dem Bodenkontaktrand des Reifens auf der einen Seite erstreckt; und eine Vielzahl von zweiten Stegabschnitten, die durch ein Paar der zweiten geneigten Hauptrillen, die zueinander benachbart sind, und eine der ersten geneigten Hauptrillen definiert und gebildet werden, wobei sich die Vielzahl von zweiten Stegabschnitten von der Äquatorialebene des Reifens zu dem Bodenkontaktrand des Reifens auf der anderen Seite erstreckt. Die Vielzahl von ersten Stegabschnitten ist in Reifenumfangsrichtung nebeneinander angeordnet, die Vielzahl von zweiten Stegabschnitten ist in Reifenumfangsrichtung nebeneinander angeordnet, die ersten Stegabschnitte und die zweiten Stegabschnitte sind in einer gestaffelten Weise entlang der Äquatorialebene des Reifens angeordnet, wobei jeder der ersten Stegabschnitte und der zweiten Stegabschnitte eine Vielzahl von Durchgangsrillen aufweist, die durch den Stegabschnitt verlaufen und zu dem Paar geneigter Hauptrillen hin offen sind, und wobei durch die Durchgangsrillen eine Vielzahl von Blöcken definiert und ausgebildet ist, wobei die Blöcke einen innersten zentralen Block einschließen, der als ein Block definiert ist, welcher der Äquatorialebene des Reifens am nächsten ist, und ein Randabschnitt des innersten zentralen Blocks einen Aussparungsabschnitt einschließt, der sich zu einem Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrillen öffnet.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht, die eine Lauffläche eines Reifens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 2 ist eine Draufsicht auf eine Lauffläche, die einen Luftreifen eines herkömmlichen Beispiels veranschaulicht.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eignet sich zum Bilden eines Laufflächenabschnitts für einen Winterreifen und enthält zu
    100 Massenteilen einen Dienkautschuk, der zu 25 bis 50 Massen-% einen Butadienkautschuk enthält, zu 50 Massenteilen oder mehr eine Weichmacherkomponente, zu 120 bis 180 Massenteilen Siliciumdioxid, zu M1 Massenteilen 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und zu
    M2 Massenteilen Alkylsilan, wobei die Summe (M1 + M2) aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan 5 bis 10 Massen-%, bezogen auf die Masse des Siliciumdioxids, beträgt und ein Verhältnis von [M2/(M1 + M2)] an Alkylsilan zur Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan 0,10 bis 0,40 beträgt.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen enthält zu 25 bis 50 Massen-% einen Butadienkautschuk in 100 Masse-% Dienkautschuk. Der Butadienkautschuk unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, solange der Butadienkautschuk ein Butadienkautschuk ist, der in der Regel für eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen verwendet wird. Da der Butadienkautschuk eine niedrige Glasübergangstemperatur aufweist, kann der Butadienkautschuk die Leistung auf Schnee verbessern, indem er in eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen eingemischt wird. Wenn Butadienkautschuk beigemischt wird, kann sich die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid jedoch verschlechtern, und dadurch wird möglicherweise keine ausreichende Verbesserung der Leistung auf Schnell und der Nassgriffleistung erzielt. Derweil kann durch Verwenden der Konfiguration der vorliegenden Erfindung die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid sogar in Gegenwart von Butadienkautschuk hervorragend gemacht werden, und es kann ein hervorragendes Gleichgewicht der Leistung auf Schnee und der Nassgriffleistung erzielt werden.
  • Der Gehalt an Butadienkautschuk beträgt 25 bis 50 Masse-%, vorzugsweise mehr als 25 Masse-% und 50 Masse-% oder weniger, mehr bevorzugt 28 bis 46 Masse-% und noch mehr bevorzugt 30 bis 42 Masse-% in 100 Masse-% Dienkautschuk. Wenn die Menge des Butadienkautschuks weniger als 25 Masse-% beträgt, werden sowohl die Fahrleistung auf Schnee als auch die Bremsleistung auf Schnee unbefriedigend. Wenn die Menge des Butadienkautschuks mehr als 50 Masse-% beträgt, sinkt die Kautschukfestigkeit der Kautschukzusammensetzung vor der Vulkanisierung (Verbindung) und auch die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid und die Nassgriffleistung nehmen ab, und während des Extrusionsformens bildet sich leicht Schaum, wodurch sich die Formbarkeit verschlechtert.
  • Der Dienkautschuk enthält neben dem Butadienkautschuk einen weiteren Dienkautschuk. Beispiele für einen solchen anderen Dienkautschuk schließen Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Kautschuk, Isopren-Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk ein. Diese anderen Dienkautschuke können mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen modifiziert werden. Die Art der funktionalen Gruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, und zu Beispielen dafür gehören eine Epoxidgruppe, Carboxygruppe, Aminogruppe, Hydroxygruppe, Alkoxygruppe, Silylgruppe, Alkoxysilylgruppe, Amidgruppe, Oxysilylgruppe, Silanolgruppe, Isocyanatgruppe, Isothiocyanatgruppe, Carbonylgruppe und Aldehydgruppe.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen enthält 120 bis 180 Massenteile des Siliciumdioxids in den 100 Massenteilen des Dienkautschuks. Beispiele für das Silica schließen nasses Siliciumdioxid (wässrige Kieselsäure), trockenes Siliciumdioxid (Kieselsäureanhydrid), Calciumsilicat und Aluminiumsilicat ein. Einer dieser Stoffe kann allein verwendet werden, oder eine Kombination von zwei oder mehr dieser Stoffe kann verwendet werden. Außerdem kann auch oberflächenbehandeltes Siliciumdioxid verwendet werden, bei dem die Oberfläche des Siliciumdioxids mit einem Silan-Haftvermittler oberflächenbehandelt ist.
  • Die spezifische CTAB-Adsorptionsoberfläche des Siliciumdioxids unterliegt keinen speziellen Einschränkungen und beträgt vorzugsweise 80 bis 175 m2/g und mehr bevorzugt 90 bis 170 m2/g. Durch Einstellen der spezifischen CTAB-Adsorptionsoberfläche von Siliciumdioxid auf 80 m2/g oder mehr kann die Nassgriffleistung der Kautschukzusammensetzung sichergestellt werden. Weiterhin wird durch Einstellen der spezifischen CTAB-Adsorptionsoberfläche von Siliciumdioxid auf 175 m2/g oder weniger die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid verbessert und die Leistung auf Schnee und die Nassgriffleistung können verbessert werden. In der vorliegenden Beschreibung ist die spezifische CTAB-Oberfläche von Siliciumdioxid ein gemäß ISO 5794 gemessener Wert.
  • 100 Massenteilen Dienkautschuk werden 120 bis 180 Massenteile, vorzugsweise 120 Massenteile oder mehr und 170 Massenteile oder weniger und mehr bevorzugt 125 bis 160 Massenteile Siliciumdioxid beigemischt. Durch Einstellen der beigemischten Menge des Siliciumdioxids, das 120 Massenteile ausmacht, kann die Nassgriffleistung verbessert werden. Darüber hinaus wird durch Einstellen der beigemischten Menge des Siliciumdioxids auf 180 Massenteile oder weniger die Kautschukfestigkeit der Kautschukzusammensetzung vor der Vulkanisierung (Verbindung) sichergestellt sowie die Leistung auf Schnee verbessert, und die Bildung von Schaum während des Extrusionsformens kann unterdrückt und die Formbarkeit verbessert werden.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen kann neben dem Siliciumdioxid einen weiteren Füllstoff enthalten. Zu Beispielen für einen solchen weiteren Füllstoff gehören Ruß, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Talk, Ton, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Titanoxid und Calciumsulfat. Von diesen ist Ruß bevorzugt. Eine Art dieser anderen Füllstoffe kann allein verwendet werden, oder eine Kombination von zwei oder mehr dieser Arten von diesen kann verwendet werden.
  • Indem ermöglicht wird, dass 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan als Silan-Haftvermittler beigemischt wird, kann die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid verbessern. Das heißt, das 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan weist eine hervorragende Wirkung zur Verbesserung der Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid im Vergleich zu anderen schwefelhaltigen Silan-Haftvermittlern auf und kann die Nassgriffleistung sowie die Leistung auf Schnee und die Bremsleistung auf Schnee hervorragend machen.
  • Indem ermöglicht wird, dass die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen Alkylsilan enthält, kann die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid verbessert werden. Hinsichtlich des Alkylsilans bestehen keine besonderen Einschränkungen, und Beispiele davon schließen Alkyltriethoxysilan und Alkyltrimethoxysilan ein. Das Alkylsilan kann eine Alkylgruppe mit vorzugsweise 7 bis 20 Kohlenstoffen und mehr bevorzugt 8 bis 10 Kohlenstoffen aufweisen und Beispiele für die Alkylgruppe schließen Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl und Dodecyl ein.
  • In der vorliegenden Beschreibung ist die beigemischte Menge an 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan als M1 Massenteile und die beigemischte Menge an Alkylsilan als M2 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des Dienkautschuks angegeben. Zu diesem Zeitpunkt beträgt der Anteil der Summe (M1 + M2) aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan in Bezug auf die Masse von Siliciumdioxid 5 bis 10 Massen-% und vorzugsweise 6 bis 9 Massen-%. Wenn die Summe (M1 + M2) weniger als 5 Massen-% in Bezug auf die Masse an Siliciumdioxid beträgt, ist die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid unzureichend. Wenn die Summe (M1 + M2) mehr als 10 Massen-% in Bezug auf die Masse des Siliciumdioxids beträgt, verschlechtert sich außerdem die Formbarkeit.
  • Weiterhin beträgt das Verhältnis [M2/(M1 + M2)] der M2-Massenteile an Alkylsilan zur Summe (M1 + M2) von M1-Massenteilen an 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und M2 Massenteilen an Alkylsilan 0,10 bis 0,40 und vorzugsweise 0,15 bis 0,35. Wenn das Verhältnis [M2/(M1 + M2)] weniger als 0,10 beträgt, kann kein ausreichender Effekt einer Verstärkung der Leistung auf Schnee, der Nassgriffleistung und der Formbarkeit erzielt werden. Wenn außerdem das Verhältnis [M2/(M1 + M2)] mehr als 0,40 beträgt, verringern sich dagegen die Leistung auf Schnee, die Nassgriffleistung und die Formbarkeit.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen enthält 50 Massenteile oder mehr und vorzugsweise 55 bis 75 Massenteile einer Weichmacherkomponente in Bezug auf 100 Massenteile des Dienkautschuks. Wenn die Menge der Weichmacherkomponente weniger als 50 Massenteile beträgt, nimmt die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid ab, und die Leistung auf Schnee und die Nassgriffleistung werden schlecht. Beispiele für die Weichmacherkomponente schließen Öle, Dienkautschuke mit niedriger Molekularmasse und Harzkomponenten ein. Beispiele für das Öl schließen Öle ein, die während der Herstellung von Kautschukzusammensetzungen zugesetzt werden, wie zum Beispiel natürliche Öle und synthetische Öle. Außerdem ist ein erstreckender Bestandteil, der in dem Dienkautschuk enthalten ist, auch ein Öl. Beispiele für den Dienkautschuk mit niedriger Molekularmasse schließen niedermolekularen Butadienkautschuk, Isoprenkautschuk und Styrol-Butadienkautschuk ein, und der Dienkautschuk mit niedriger Molekularmasse ist vorzugsweise ein Butadienkautschuk mit einer niedrigen Molekularmasse. Die zahlenmittlere Molekularmasse des niedermolekularen Dienkautschuks beträgt vorzugsweise 10.000 bis 50.000 und mehr bevorzugt 20.000 bis 40.000. Die Harzkomponente unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, solange die Harzkomponente in einer Kautschukzusammensetzung für einen Reifen verwendet wird, und Beispiele davon schließen Terpenharze, Terpenharze mit modifizierten aromatischen Gruppen, Petroleumharze, Cumaron-Inden-Harze, Kolophoniumharze und Phenolharze ein.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen kann vorzugsweise zu 3 bis 20 Massenteilen, mehr bevorzugt zu 4 bis 15 Massenteilen und noch mehr bevorzugt zu 5 bis 10 Massenteilen den niedermolekularen Butadienkautschuk mit einer zahlenmittleren Molekularmasse von 10.000 bis 50.000 in Bezug auf 100 Massenteile des Dienkautschuks enthalten. Durch Beimischen von 3 Massenteilen oder mehr des niedermolekularen Butadienkautschuks können die Leistung auf Schnee und die Nassgriffleistung weiter verbessert werden.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen kann auch verschiedene Zusatzstoffe enthalten, die üblicherweise in einer Kautschukzusammensetzung für einen Reifen innerhalb eines Bereichs verwendet werden, der die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Zu Beispielen zählen Vulkanisierungs- oder Vernetzungsmittel, Vulkanisierungsbeschleuniger, Alterungsverhinderer, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, flüssige Polymere und Duroplastharze. Diese Zusatzstoffe können durch jedes allgemein bekannte Verfahren geknetet werden, um eine Kautschukzusammensetzung zu bilden, und können zum Vulkanisieren oder Vernetzen verwendet werden. Beigemischte Mengen dieser Zusatzstoffe können beliebige bekannte Mengen sein, solange die Aufgaben der vorliegenden Erfindung nicht behindert werden.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zum Bilden eines Laufflächenabschnitts eines Reifens geeignet. Der Reifen mit der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen im Laufflächenabschnitt weist eine gute Formbarkeit auf, während eine hervorragende Leistung auf Schnee und Nassgriffleistung erreicht werden, und es können qualitativ hochwertige Reifen stabil hergestellt werden.
  • Der Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Kautschukzusammensetzung für einen vorstehend beschriebenen Reifen in einem Laufflächenabschnitt. Der Laufflächenabschnitt schließt Folgendes ein: eine Vielzahl von ersten geneigten Hauptrillen, die zu einer Seite in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung geneigt sind und sich zu einer Äquatorialebene des Reifens und zu einem Bodenkontaktrand des Reifens auf der einen Seite erstrecken und öffnen; eine Vielzahl von zweiten geneigten Hauptrillen, die zu einer anderen Seite in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind und sich zu der Äquatorialebene des Reifens und zu einem Bodenkontaktrand des Reifens auf der anderen Seite erstrecken und öffnen; eine Vielzahl von ersten Stegabschnitten, die durch ein Paar der ersten geneigten Hauptrillen, die zueinander benachbart sind, und eine der zweiten geneigten Hauptrillen definiert und gebildet werden, wobei sich die Vielzahl von ersten Stegabschnitten von der Äquatorialebene des Reifens zu dem Bodenkontaktrand des Reifens auf der einen Seite erstreckt; und eine Vielzahl von zweiten Stegabschnitten, die durch ein Paar der zweiten geneigten Hauptrillen, die zueinander benachbart sind, und eine der ersten geneigten Hauptrillen definiert und gebildet werden, wobei sich die Vielzahl von zweiten Stegabschnitten von der Äquatorialebene des Reifens zu dem Bodenkontaktrand des Reifens auf der anderen Seite erstreckt. Die Vielzahl von ersten Stegabschnitten ist in Reifenumfangsrichtung nebeneinander angeordnet, die Vielzahl von zweiten Stegabschnitten ist in Reifenumfangsrichtung nebeneinander angeordnet, die ersten Stegabschnitte und die zweiten Stegabschnitte sind in einer gestaffelten Weise entlang der Äquatorialebene des Reifens angeordnet, wobei jeder der ersten Stegabschnitte und der zweiten Stegabschnitte eine Vielzahl von Durchgangsrillen aufweist, die durch den Stegabschnitt verlaufen und zu dem Paar geneigter Hauptrillen hin offen sind, und wobei durch die Durchgangsrillen eine Vielzahl von Blöcken definiert und ausgebildet ist, wobei die Blöcke einen innersten zentralen Block einschließen, der als ein Block definiert ist, welcher der Äquatorialebene des Reifens am nächsten ist, und ein Randabschnitt des innersten zentralen Blocks einen Aussparungsabschnitt einschließt, der sich zu einem Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrillen öffnet.
  • 1 ist eine Draufsicht, die eine Lauffläche eines Reifens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine in 1 veranschaulichte Drehrichtung des Reifens ist als eine Drehrichtung definiert, die häufig verwendet wird, wenn der Reifen in Gebrauch ist, und insbesondere als eine Drehrichtung, wenn ein Fahrzeug fährt. Außerdem werden eine Seite, die zuerst mit dem Boden in Kontakt kommt (eine so genannte führende Seite oder in Laufrichtung vordere Seite), und eine Seite, die zuletzt mit dem Boden in Kontakt kommt (eine sogenannte nachfolgende Seite oder in Laufrichtung hintere Seite), eines Blocks, wenn der Reifen mit dem Boden in Kontakt kommt, durch die Drehrichtung des Reifens definiert.
  • Ferner ist ein Bodenkontaktrand T des Reifens als eine Position maximaler Breite einer Kontaktoberfläche zwischen dem Reifen und einer flachen Platte in einer Reifenaxialrichtung definiert, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert, auf einen vorgegebenen Innendruck befüllt, auf der flachen Platte senkrecht in einem statischen Zustand platziert und mit einer Last, die einer vorgegebenen Last entspricht, belastet ist. „Vorgegebene Felge“ bezieht sich auf eine „applicable rim“ (geeignete Felge) laut Definition der „Japan Automobile Tyre Manufacturers Association Inc.“ (JATMA, Verband der japanischen Reifenhersteller), eine „Design Rim“ (Entwurfsfelge) laut Definition der „Tire and Rim Association, Inc.“ (TRA, Reifen- und Felgenverband) oder eine „Measuring Rim“ (Messfelge) laut Definition der „European Tyre and Rim Technical Organisation“ (ETRTO, Europäische Reifen- und Felgen-Sachverständigenorganisation). Außerdem bezieht sich der spezifizierte Innendruck auf einen von JATMA spezifizierten „maximalen Luftdruck“, den Maximalwert in „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltluftdrücken) laut Vorgabe der TRA oder „INFLATION PRESSURES“ (Reifendrücke) laut Vorgabe der ETRTO. Außerdem bezieht sich die vorgegebene Last auf eine „maximale Lastkapazität“ laut Vorgabe der JATMA, auf den Maximalwert in „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken) laut Vorgabe der TRA oder eine „LOAD CAPACITY“ (Lastkapazität) laut Vorgabe der ETRTO. Allerdings ist im Falle der JATMA für einen PKW-Reifen der vorgegebene Innendruck ein Luftdruck von 180 kPa, und die vorgegebene Last beträgt 88 % der maximalen Lastkapazität.
  • Wie in 1 veranschaulicht, schließt der Reifen 1 erste und zweite geneigte Hauptrillen 2A, 2B und erste und zweite Stegabschnitte 3A, 3B ein, die durch die geneigten Hauptrillen 2A bzw. 2B definiert und gebildet sind. Die erste geneigte Hauptrille 2A erstreckt sich unter Neigung zu einer Seite (links in den Zeichnungen) in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung und öffnet sich zu der Äquatorialebene CL des Reifens und dem Bodenkontaktrand T des Reifens auf der einen Seite. Außerdem ist eine Vielzahl der ersten geneigten Hauptrillen 2A in vorab festgelegten Abständen in Reifenumfangsrichtung angeordnet. Die zweite geneigte Hauptrille 2B erstreckt sich unter Neigung zu der anderen Seite (rechts in den Zeichnungen) in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung und öffnet sich zu der Äquatorialebene CL des Reifens und dem Bodenkontaktrand T des Reifens auf der anderen Seite. Außerdem ist eine Vielzahl der zweiten geneigten Hauptrillen 2B in vorab festgelegten Abständen in Reifenumfangsrichtung angeordnet. Insbesondere neigen sich die ersten und zweiten geneigten Hauptrillen 2A, 2B jeweils von der Äquatorialebene CL des Reifens zu der Außenseite in der Reifenbreitenrichtung zu einer gegenüberliegenden Seite der Drehrichtung des Reifens (d. h. der Seite, die zuletzt mit dem Boden in Kontakt kommt). Darüber hinaus erstrecken sich die ersten und zweiten geneigten Hauptrillen 2A, 2B jeweils über die Äquatorialebene CL des Reifens hinaus.
  • Außerdem öffnet sich eine erste geneigte Hauptrille 2A in einer Y-Form zu einer zweiten geneigten Hauptrille 2B und stellt somit eine Hauptrilleneinheit (Einheit aus einem Paar der geneigten Hauptrillen 2A, 2B; Bezugszeichen in den Zeichnungen weggelassen) dar. Insbesondere verbindet sich die erste geneigte Hauptrille 2A seitlich mit der zweiten geneigten Hauptrille 2B und endet, ohne den zweiten Stegabschnitt 3B auf einer Verlängerungslinie der Rillenmittellinie zu schneiden. Außerdem öffnet sich die zweite geneigte Hauptrille 2B der Hauptrilleneinheit in der Y-Form zu der ersten geneigten Hauptrille 2A einer anderen Hauptrilleneinheit angrenzend an die Reifendrehrichtung. Darüber hinaus verbindet sich die zweite geneigte Hauptrille 2B seitlich mit dem ersten Stegabschnitt 3A und endet, ohne den ersten Stegabschnitt 3A auf einer Verlängerungslinie der Rillenmittellinie zu schneiden. Außerdem ist eine Vielzahl der Hauptrilleneinheiten (2A, 2B) wiederholt angeordnet und in Reifenumfangsrichtung verbunden. Dementsprechend sind die ersten geneigten Hauptrillen 2A und die zweiten geneigten Hauptrillen 2B abwechselnd in der Y-Form in Reifenumfangsrichtung verbunden, wodurch ein Laufflächenmuster gebildet wird, in dem eine Vielzahl der geneigten Hauptrillen 22A, 2B in Reifenumfangsrichtung verbunden sind.
  • In der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind die geneigten Hauptrillen 2A, 2B in Y-Form miteinander verbunden und in Reifenumfangsrichtung angeordnet, ohne lange Stegabschnitte 3A, 3B zu passieren, die sich von der Äquatorialebene CL des Reifens zum Bodenkontaktrand T des Reifens erstrecken, wie vorstehend beschrieben. Dementsprechend wird die Anordnungseffizienz der geneigten Hauptrillen 2A, 2B und der langen Stegabschnitte 3A, 3B geeignet eingestellt, und die Abflusseigenschaften und die Steifigkeit im Bodenkontaktbereich des Reifens werden geeignet festgelegt.
  • Zum Beispiel weisen die ersten und die zweiten geneigten Hauptrillen 2A, 2B in der Konfiguration von 1 eine lineare symmetrische Struktur auf, die in der Äquatorialebene CL des Reifens zentriert ist, und sind in Reifenumfangsrichtung versetzt angeordnet. Außerdem weisen die ersten und die zweiten geneigten Hauptrillen 2A, 2B eine Bogenform mit leichter Krümmung oder eine L-Form mit leichter Biegung auf. Außerdem erhöhen sich die Neigungswinkel der ersten und der zweiten geneigten Hauptrillen 2A, 2B (Abmessungssymbole in den Zeichnungen weggelassen) gleichmäßig von der Äquatorialebene CL des Reifens in Richtung der Außenseite in Reifenbreitenrichtung. Dementsprechend sind die Abflusseigenschaften des Bodenkontaktbereichs des Reifens verbessert.
  • Die Neigungswinkel der geneigten Hauptrillen 2A, 2B sind jeweils als Winkel, der durch die Tangente der Rillenmittellinie der geneigten Hauptrille und eine entgegengesetzte Richtung der Reifendrehrichtung gebildet wird, definiert und gebildet. Die Rillenmittellinie der geneigten Hauptrille ist als eine sanfte Kurve definiert, die Mittelpunkte der Rillenwände von links und rechts der geneigten Hauptrille verbindet.
  • Der erste Stegabschnitt 3A wird durch ein Paar der ersten geneigten Hauptrillen 2A, 2A angrenzend in Reifenumfangsrichtung und eine zweite geneigte Hauptrille 2B definiert und gebildet und weist eine lange Struktur auf, die sich von der Äquatorialebene CL des Reifens zum Bodenkontaktrand T des Reifens auf einer Seite erstreckt (linke Seite in den Zeichnungen). Außerdem ist eine Vielzahl der ersten Stegabschnitte 3A, 3A in Reifenumfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet. In ähnlicher Weise wird der zweite Stegabschnitt 3B durch ein Paar der zweiten geneigten Hauptrillen 2B, 2B aneinander angrenzend in Reifenumfangsrichtung und eine erste geneigte Hauptrille 2A definiert und gebildet und weist eine lange Struktur auf, die sich von der Äquatorialebene CL des Reifens zum Bodenkontaktrand T des Reifens auf der anderen Seite erstreckt (rechte Seite in den Zeichnungen). Außerdem ist eine Vielzahl der zweiten Stegabschnitte 3B in Reifenumfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet. Außerdem sind die ersten Stegabschnitte 3A und die zweiten Stegabschnitte 3B entlang der Äquatorialebene CL des Reifens versetzt angeordnet, während die Längsrichtung dazwischen invertiert ist.
  • Zum Beispiel weisen der erste und der zweite Stegabschnitt 3A, 3B in der Konfiguration von 1 eine lineare symmetrische Struktur auf, die in der Äquatorialebene CL des Reifens zentriert ist, und sind in Reifenumfangsrichtung versetzt angeordnet. Außerdem weisen der erste und der zweite Stegabschnitt 3A, 3B eine lange Form auf, die leicht gekrümmt oder gebogen ist. Zusätzlich neigen sich die Längsrichtungen des ersten und des zweiten Stegabschnitts 3A, 3B jeweils von der Äquatorialebene CL des Reifens zur Außenseite in Reifenbreitenrichtung hin zu einer gegenüberliegenden Seite (d. h. der Seite, die zuletzt mit dem Boden in Kontakt kommt) in der Reifendrehrichtung. Außerdem steigen Breiten (Abmessungssymbole in den Zeichnungen weggelassen) des ersten und des zweiten Stegabschnitts 3A, 3B gleichmäßig von der Äquatorialebene CL des Reifens zur Außenseite in Reifenbreitenrichtung an. Entsprechend werden die Bodenkontakteigenschaften des Reifens verbessert.
  • Außerdem schließt ein Stegabschnitt 3A (3B) eine Vielzahl von Durchgangsrillen 41, 42 und eine Vielzahl von Blöcken 51 bis 53 ein, die durch die Durchgangsrillen 41, 42 definiert und gebildet werden. Vorzugsweise beträgt die Anzahl von Rillen in dem einen Stegabschnitt 3A (3B) 2 oder mehr und 4 oder weniger und die Anzahl der Blöcke darin beträgt 3 oder mehr und 5 oder weniger. Die Durchgangsrillen 41, 42 weisen eine offene Struktur auf, die sich durch den Stegabschnitt 3A (3B) erstreckt, und öffnen sich zu einem Paar benachbarter geneigter Hauptrillen 2A, 2A (2B, 2B). Außerdem ist eine Vielzahl der Durchgangsrillen 41, 42 in vorbestimmten Abständen in der Längsrichtung des Stegabschnitts 3A (3B) angeordnet.
  • Außerdem ist in der Konfiguration von 1 die Vielzahl der äußersten Durchgangsrillen 42 in Reifenumfangsrichtung angeordnet, und die äußersten Durchgangsrillen 42 weisen den vorstehend beschriebenen Neigungswinkel θ2 auf, und somit sind die Öffnungspositionen in Bezug auf die geneigten Hauptrillen 2A und 2B zueinander versetzt. Dementsprechend werden Umfangsrillen mit einer Zickzackform gebildet, indem abwechselnd die äußersten Durchgangsrillen 42 und Abschnitte der geneigten Hauptrillen 2A, 2B in Reifenumfangsrichtung miteinander verbunden werden.
  • Die Blöcke 51 bis 53 sind durch die Vielzahl der Durchgangsrillen 41, 42 definiert und gebildet und sind in einer Reihe entlang eines Paars geneigter Hauptrillen 2A, 2A (2B, 2B) angeordnet, die Stegabschnitte 3A (3B) definieren. In der Konfiguration von 3 schließt ein Stegabschnitt 3A (3B) drei Blöcke 51 bis 53 ein. Außerdem weisen die Blöcke 51 bis 53 eines zentralen Bereichs des Laufflächenabschnitts eine trapezförmige Form mit Randabschnitten an den Seiten des Paares geneigter Hauptrillen 2A, 2A (2B, 2B) auf, die im Wesentlichen parallele gegenüberliegende Seiten sind. Darüber hinaus weisen die Blöcke 51, 52 des zentralen Bereichs des Laufflächenabschnitts spitze Eckabschnitte auf der vorderen Seite in der Reifendrehrichtung und auf der Außenseite in Reifenbreitenrichtung auf.
  • Ein zentraler Bereich des Laufflächenabschnitts CE (siehe 1) ist als ein Bereich an einer Innenseite in Reifenbreitenrichtung definiert, der durch die äußersten Durchgangsrillen 42 an einer äußersten Seite in Reifenbreitenrichtung abgegrenzt wird. Außerdem ist ein Schulterbereich des Laufflächenabschnitts SH als ein Bereich an der Außenseite in Reifenbreitenrichtung definiert, der durch die äußersten Durchgangsrillen 42 abgegrenzt wird.
  • Außerdem befinden sich die zentralen Blöcke 51, 52 im zentralen Bereich des Laufflächenabschnitts, und innerste zentrale Blöcke 51, die der Äquatorialebene CL des Reifens am nächsten sind, sind an der Äquatorialebene CL des Reifens angeordnet, und äußerste zentrale Blöcke 52 sind an der Außenseite in Reifenbreitenrichtung angeordnet. Die zentralen Blöcke 51, 52 schließen jeweils einen ersten Aussparungsabschnitt 61 oder einen zweiten Aussparungsabschnitt 62 ein. Der erste Aussparungsabschnitt 61 und der zweite Aussparungsabschnitt 62 sind Aussparungsabschnitte von Blöcken und werden in Bezug auf die geneigten Hauptrillen 2A, 2B voneinander unterschieden.
  • Der erste Aussparungsabschnitt 61 ist in dem Randabschnitt des innersten zentralen Blocks 51 an der Seite der geneigten Hauptrille 2A oder 2B ausgebildet und öffnet sich zu einem Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrillen 2A, 2B von links und rechts. Insbesondere öffnet sich der erste Aussparungsabschnitt 61 zu einer Position, an der eine geneigte Hauptrille 2A oder 2B auf einer Seite seitlich in der Y-Form mit einer geneigten Hauptrille 2B oder 2A auf der anderen Seite verbunden ist und an einer Verlängerungslinie einer Rillenmittellinie der geneigten Hauptrille 2A oder 2B auf der einen Seite angeordnet ist. Der erste Aussparungsabschnitt 61 ist in dem Randabschnitt des innersten zentralen Blocks 51 auf der nachfolgenden Seite in der Reifendrehrichtung ausgebildet. Andererseits weist der Randabschnitt des innersten zentralen Blocks 51 an der führenden Seite in der Reifendrehrichtung keinen Aussparungsabschnitt auf. Der Aussparungsabschnitt ist definiert als ein stufenförmiger Aussparungsabschnitt (d. h. ein Stufenabschnitt), der eine untere Oberfläche parallel zur Straßenkontaktoberfläche des Stegabschnitts aufweist. Zusätzlich kann anstelle des Aussparungsabschnitts eine kurze Stollenrille gebildet sein.
  • Der zweite Aussparungsabschnitt 62 ist in dem Randabschnitt eines anderen zentralen Blocks 52 an der Seite der geneigten Hauptrille 2A oder 2B ausgebildet und öffnet sich zu einem Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrille 2A oder 2B und einer Verbindungsrille 41. Insbesondere ist der zweite Aussparungsabschnitt 62 an einer Position angeordnet, die einem Öffnungsabschnitt in Bezug auf die geneigte Hauptrille 2A oder 2B der Verbindungsrille 41 zugewandt ist. Außerdem ist der zweite Aussparungsabschnitt 62 in dem Randabschnitt des zentralen Blocks 52 auf der nachfolgenden Seite in der Reifendrehrichtung ausgebildet. Andererseits weist der Randabschnitt auf der vorderen Seite des zentralen Blocks 52 in der Reifendrehrichtung keinen Aussparungsabschnitt auf.
  • In der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird der Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrillen 2A, 2B durch den ersten Aussparungsabschnitt 61 erweitert, und die Abflusseigenschaften des zentralen Bereichs des Laufflächenabschnitts verbessern sich. Darüber hinaus verbessern sich die Schneetraktionseigenschaften aufgrund der Randkomponenten des ersten Aussparungsabschnitts 61. Entsprechend werden die Nassleistung und die Leistung des Reifens auf Schnee verbessert.
  • Im Reifen (1) erstrecken sich die erste geneigte Hauptrille 2A und die zweite geneigte Hauptrille 2B von dem Bodenkontaktrand T des Reifens zur Äquatorialebene CL des Reifens, und somit verbessern sich die Randkomponenten des Laufflächenabschnitts und die Bremseigenschaften des Reifens auf Schnee verbessern sich und die Abflusseigenschaften des Laufflächenabschnitts verbessern sich und die Nassbremsleistung des Reifens verbessert sich. Außerdem (2) erstrecken sich die Stegabschnitte 3A, 3B von der Äquatorialebene CL des Reifens zum Bodenkontaktrand T des Reifens und sind in Reifenumfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet, und somit ist im Vergleich zu einer Konfiguration, in der ein dritter Stegabschnitt zwischen den Stegabschnitten 3A, 3B angeordnet ist (siehe zum Beispiel 2), die Anordnungseffizienz der geneigten Hauptrillen 2A, 2B und der Stegabschnitte 3A, 3B geeignet festgelegt und die Abflusseigenschaften und die Steifigkeit im Bodenkontaktbereich des Reifens sind geeignet festgelegt. Darüber hinaus sind (3) die ersten Stegabschnitte 3A und die zweiten Stegabschnitte 3B entlang der Äquatorialebene CL des Reifens versetzt angeordnet, während die Längsrichtung dazwischen invertiert ist, und somit verbessern sich die Schneetraktionsleistung und die Bremsleistung auf Schnee des Reifens. Ferner weist (4) der Randabschnitt des innersten zentralen Blocks den Aussparungsabschnitt auf, der sich zum Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrillen öffnet, und somit verbessern sich die Abflusseigenschaften eines zentralen Bereichs des Laufflächenabschnitts. Diese haben den Vorteil, die Leistung auf Schnee und die Nassleistung des Reifens zu verbessern.
  • Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend durch Beispiele weiter beschrieben. Allerdings ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Beispiel
  • Jede der Kautschukzusammensetzungen für Reifen (Beispiele 1 bis 5, Standardbeispiel und Vergleichsbeispiele 1 bis 10) wurde gemäß den in Tabellen 1 und 2 angegebenen Formulierungen hergestellt, wobei die in Tabelle 3 angegebenen Compoundierungsmittel als gemeinsame Bestandteile verwendet wurden. Mit Ausnahme des Schwefels und des Vulkanisierungsbeschleunigers wurden die Bestandteile in einem verschlossenen 1,7-I-Banbury-Mischer für 5 Minuten geknetet, dann aus dem Mischer abgelassen und bei Raumtemperatur abgekühlt. Dies wurde in den verschlossenen oben beschriebenen 1,7-I-Banbury-Mischer gegeben, und der Schwefel und die Vulkanisierungsbeschleuniger wurden dann zugegeben und gemischt, und somit wurde eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen hergestellt. Außerdem sind die beigemischten Mengen der in Tabelle 3 gezeigten Compoundierungsmittel als Werte in Massenteil pro 100 Massenteile Dienkautschuk, die in Tabellen 1 und 2 gezeigt sind, ausgedrückt. Grünfestigkeit, Extrusionsformbarkeit und Payne-Effekt infolge der Verwendung der erhaltenen Kautschukzusammensetzungen für Reifen wurden anhand der folgenden Bewertungsverfahren bewertet.
  • Grünfestigkeit
  • Unter Verwendung der erhaltenen Kautschukzusammensetzung für einen Reifen und einer vorbestimmten Form (Dicke: 2 mm) wurde bei 100 °C 5 Minuten lang gepresst, und die Anpassung wurde für einen vorbestimmten Zeitraum bei konstanter Temperatur durchgeführt. Das erhaltene Material wurde in eine JIS-Nr. 2-Hantel gestoßen und somit wurde ein Zugprüfstück hergestellt. Die Bruchdehnung wurde gemäß dem Zugprüfverfahren von JIS K 6301 gemessen und als Grünfestigkeit verwendet. Die erhaltenen Werte sind in den Zeilen „Grünfestigkeit“ in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, wobei dem Standardbeispiel ein Index von 100 zugeordnet ist. Ein größerer Indexwert bedeutet eine höhere Kautschukstärke der Kautschukzusammensetzung während der Formverarbeitung, eine Fähigkeit zur Unterdrückung von Fehlern wie Plattenbruch und ist hervorragend.
  • Extrusionsformbarkeit
  • Die Extrusionsformbarkeit infolge der Verwendung der erhaltenen Kautschukzusammensetzung für einen Reifen wurde mit dem Garvey-Düsenkopf-Extrusionstest bewertet. In anderen Worten wurde durch Verwendung eines Extruders mit einem Garvey-Düsenkopf an einer Spitze (Einzelschnecken-Trommeldurchmesser: 20 mm; Drehzahl: 30 U/min; Trommeltemperatur: 60 °C; Kopftemperatur: 80 °C) jede der Kautschukzusammensetzungen für Reifen extrusionsgeformt, und somit wurden 10 extrusionsgeformte Produkte erhalten. Der Querschnitt jedes der 10 extrusionsgeformten Produkte wurde visuell beobachtet und auf einer Skala von eins bis drei basierend auf den folgenden Kriterien bewertet, und die Ergebnisse sind in den Zeilen „Extrusionsformbarkeit“ in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt. 3: In den Querschnitten waren keine Poren (Schaum) erzeugt worden und die Extrusionsformbarkeit war hervorragend. 2: In einer Vielzahl der Querschnitte waren bis zu einem gewissen Grad Poren (Schaum) erzeugt worden, und die Extrusionsformbarkeit war in gewisser Hinsicht schlecht.
    1: In allen Querschnitten waren Poren (Schaum) erzeugt worden und die Extrusionsformbarkeit war schlecht.
  • Payne-Effekt (Indikator für Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid)
  • Nachdem die erhaltene Kautschukzusammensetzung für einen Reifen 20 Minuten lang mit einer vorbestimmten Form bei 160 °C vulkanisiert wurde, wurden unter Verwendung einer Dehnungs-/Scherspannungmessmaschine (RPA2000, Alpha Technology) eine Dehnungs-/Scherspannung G' bei einer Dehnung von 0,28 % und eine Dehnungs-/Scherspannung G' bei einer Dehnung von 30,0 % gemessen, und der Unterschied G' 0,28 (MPa) - G' 30,0 (MPa) wurde als Payne-Effekt berechnet. Jedes der erhaltenen Ergebnisse wurde als Indexwert ausgedrückt, der durch Berechnen eines Kehrwerts davon erhalten wurde, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen wurde, und in den Zeilen „Payne-Effekt“ in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist. Ein größerer Indexwert bedeutet einen kleineren Payne-Effekt und eine überlegene Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid.
  • Unter Verwendung der wie vorstehend beschrieben erhaltenen 15 Kautschukzusammensetzungsarten für Reifen in Laufflächenkautschuken wurden Luftreifen (Reifengröße: 195/65R15) mit Muster von Laufflächenabschnitten, die in den Tabellen 1 und 2 aufgelistet sind, durch Vulkanisierung geformt. In „Muster des Laufflächenabschnitts“ der Tabellen 1 und 2 bedeutet „2“ ein Laufflächenmuster eines in 2 veranschaulichten Reifens und „1“ bedeutet ein Laufflächenmuster eines in 1 veranschaulichten Reifens. Durch Verwenden der erhaltenen 16 Arten von Luftreifen wurden die Leistung auf Schnee (Fahrleistung auf Schnee und Bremsleistung auf Schnee) und die Nassgriffleistung mit den nachstehend beschriebenen Testverfahren gemessen.
  • Leistung auf Schnee (Fahrleistung auf Schnee)
  • Der wie vorstehend beschrieben erhaltene Luftreifen wurde auf eine Standardfelge montiert, auf einen Luftdruck von 250 kPa befüllt und an einem Testfahrzeug montiert. Das Testfahrzeug fuhr aus dem inaktiven Zustand auf einer Straßenoberfläche mit verdichtetem Schnee los, und es wurde die zum Fahren von 15 m erforderliche Zeit gemessen. Jedes der erhaltenen Ergebnisse wird als Indexwert ausgedrückt, der durch Berechnen eines Kehrwerts davon erhalten wird, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen wird, und ist in den Zeilen „Fahrleistung auf Schnee“ in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Ein größerer Indexwert bedeutet eine kürzere Fahrzeit, was besser ist.
  • Leistung auf Schnee (Bremsleistung auf Schnee)
  • Der wie vorstehend beschrieben erhaltene Luftreifen wurde auf eine Standardfelge montiert, auf einen Luftdruck von 250 kPa befüllt und an einem Testfahrzeug montiert. Das Testfahrzeug fuhr auf einer Straßenoberfläche aus verdichtetem Schnee, und es wurde ein Bremsweg beim Bremsen des Testfahrzeugs bei einer Anfangsgeschwindigkeit von 40 km/h gemessen. Jedes der erhaltenen Ergebnisse wird als Indexwert ausgedrückt, der durch Berechnen eines Kehrwerts davon erhalten wird, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen wird, und in den Zeilen „Bremsleistung auf Schnee“ in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Ein größerer Indexwert bedeutet einen kürzeren Bremsweg, was besser ist.
  • Nassgriffleistung
  • Der wie vorstehend beschrieben erhaltene Luftreifen wurde auf eine Standardfelge montiert, auf einen Luftdruck von 250 kPa befüllt und an einem Testfahrzeug montiert. Das Testfahrzeug fuhr auf einer nassen Straßenoberfläche mit vergleichsweise weniger Erhebungen und Vertiefungen, und für das Ansprechverhalten der Lenkung wurde eine sensorische Bewertung in einer Skala von eins bis fünf durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „Nassgriffleistungsleistung“ in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Ein größerer Indexwert bedeutet eine hervorragende Nassgriffleistungsleistung. Bevorzugt ist die Punktzahl 4 oder größer. [Tabelle 1-I]
    Standardbeispiel Vergleichsbeispiel
    1 2 3
    Mischung SBR Massenteile 60 60 85 45
    BR Massenteile 40 40 15 55
    Ruß Massenteile 10 10 10 10
    Siliciumdioxid 1 Massenteile 140 140 140 140
    Haftvermittler 1 Massenteile 9
    Haftvermittler 2 Massenteile 12 9 9
    Alkylsilan Massenteile 3 3 3
    Aromaöl Massenteile 60 60 60 60
    Summe der Weichmacherkomponenten (Massenteil) (60) (60) (60) (60)
    Verhältnis von (M1 + M2) zu Siliciumdioxid Masse-% 8,6 2,1 8,6 8,6
    Verhältnis [M2/(M1 + M2)] - 0,00 0,25 0,25 0,25
    Verarbeitbarkeit Grünfestigkeit Indexwert 100 105 108 96
    Extrusionsformbarkeit Bewertung 3 3 3 1
    Payne-Effekt Indexwert 100 70 101 98
    Reifenleistung Muster des Laufflächenabschnitts - 2 2 2 2
    Fahrleistung auf Schnee Indexwert 100 94 90 112
    Bremsleistung auf Schnee Indexwert 100 82 93 115
    Nassgriffleistung Bewertung 3 2 4 2
    [Tabelle 1-II]
    Vergleichsbeispiel
    4 5 6 7
    Mischung SBR Massenteile 60 60 60 60
    BR Massenteile 40 40 40 40
    Ruß Massenteile 10 10 10 10
    Siliciumdioxid 1 Massenteile 110 190 140 140
    Haftvermittler 1 Massenteile
    Haftvermittler 2 Massenteile 7 14 5 11
    Alkylsilan Massenteile 3 3 1,7 3,7
    Aromaöl Massenteile 40 80 60 60
    Summe der Weichmacherkomponenten (Massenteil) (40) (80) (60) (60)
    Verhältnis von (M1 + M2) zu Siliciumdioxid Masse-% 9,1 8,9 4,8 10,5
    Verhältnis [M2/(M1 + M2)] - 0,30 0,18 0,25 0,25
    Verarbeitbarkeit Grünfestigkeit Indexwert 106 80 103 91
    Extrusionsformbarkeit Bewertung 3 2 2 2
    Payne-Effekt Indexwert 120 75 87 116
    Reifenleistung Muster des Laufflächenabschnitts - 2 2 2 2
    Fahrleistung auf Schnee Indexwert 106 93 98 108
    Bremsleistung auf Schnee Indexwert 110 92 96 107
    Nassgriffleistung Bewertung 2 4 2 4
    [Tabelle 2-I]
    Vergleichsbeispiel Beispiel
    8 9 10 1
    Mischung SBR Massenteile 60 60 60 60
    BR Massenteile 40 40 40 40
    Ruß Massenteile 10 10 10 10
    Siliciumdioxid 1 Massenteile 140 140 140 140
    Haftvermittler 2 Massenteile 11 5 9 9
    Alkylsilan Massenteile 0,5 7 3 3
    Flüssiges BR-1 Massenteile
    Flüssiges BR-2 Massenteile
    Aromaöl Massenteile 60 60 40 60
    Summe der Weichmacherkomponenten (Massenteil) (60) (60) (40) (60)
    Verhältnis von (M1 + M2) zu Siliciumdioxid Masse-% 8,2 8,6 8,6 8,6
    Verhältnis [M2/(M1 + M2)] - 0,04 0,58 0,25 0,25
    Verarbeitbarkeit Grünfestigkeit Indexwert 100 92 103 101
    Extrusionsformbarkeit Bewertung 3 1 3 3
    Payne-Effekt Indexwert 101 109 96 105
    Reifenleistung Muster des Laufflächenabschnitts - 2 2 2 2
    Fahrleistung auf Schnee Indexwert 100 94 93 103
    Bremsleistung auf Schnee Indexwert 100 102 96 103
    Nassgriffleistung Bewertung 3 2 2 4
    [Tabelle 2-II]
    Beispiel
    2 3 4 5
    Mischung SBR Massenteile 60 60 60 60
    BR Massenteile 40 40 40 40
    Ruß Massenteile 10 10 10 10
    Siliciumdioxid 1 Massenteile 140 140 140 140
    Haftvermittler 2 Massenteile 8 10 10 8
    Alkylsilan Massenteile 5 3 3 5
    Flüssiges BR-1 Massenteile 5
    Flüssiges BR-2 Massenteile 5
    Aromaöl Massenteile 55 55 55 55
    Summe der Weichmacherkomponenten (Massenteil) (55) (55) (55) (55)
    Verhältnis von (M1 + M2) zu Siliciumdioxid Masse-% 9,3 9,3 9,3 9,3
    Verhältnis [M2/(M1 + M2)] - 0,38 0,23 0,23 0,38
    Verarbeitbarkeit Grünfestigkeit Indexwert 100 101 104 100
    Extrusionsformbarkeit Bewertung 3 3 3 3
    Payne-Effekt Indexwert 111 105 107 111
    Reifenleistung Muster des Laufflächenabschnitts - 2 2 2 1
    Fahrleistung auf Schnee Indexwert 104 103 106 104
    Bremsleistung auf Schnee Indexwert 103 104 107 106
    Nassgriffleistung Bewertung 4 4 5 5
    [Tabelle 3]
    Gemeinsame Formulierung der Kautschukzusammensetzung für einen Reifen
    Zinkoxid 2,0 Massenteile
    Stearinsäure 1,0 Massenteile
    Alterungsverzögerer-1 3,0 Massenteile
    Alterungsverzögerer-2 2,0 Massenteile
    Schwefel 1,5 Massenteile
    Vulkanisierungsbeschleuniger-1 2,3 Massenteile
    Vulkanisierungsbeschleuniger-2 2,0 Massenteile
  • In den Tabellen 1 und 2 sind die verwendeten Rohstoffarten wie folgt angegeben.
    • • SBK: Styrol-Butadienkautschuk, TUFDENE E581, erhältlich von Asahi Kasei Corporation
    • • BR: Butadienkautschuk; Nipol BR1220, erhältlich von Zeon Corporation
    • • Ruß: Sho Black N339, erhältlich von Cabot Japan K.K.
    • • Siliciumdioxid-1: ZEOSIL 1165MP, erhältlich von Solvay, spezifische CTAB-Adsorptionsoberfläche: 159 m2/g
    • • Haftvermittler-1: Si69, erhältlich von Evonik Degussa, Bis(triethoxysilyl propyl)tetrasulfid
    • • Haftvermittler 2: NXT, erhältlich von Momentive, 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan
    • • Alkylsilan: KBE-3083, erhältlich bei Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Octyltriethoxysilan
    • • Flüssiges BR-1: LBR 302, erhältlich von Kuraray Co., Ltd., zahlenmittlere Molekularmasse: 5.000
    • • Flüssiges BR-2: LBR 305, erhältlich von Kuraray Co., Ltd., zahlenmittlere Molekularmasse: 30.000
    • • Aromaöl: Extract No. 4S, erhältlich von Showa Shell Sekiyu K.K.
  • Für Tabelle 3 sind die Arten der verwendeten Rohmaterialien wie folgt.
    • • Zinkoxid: Zinkoxid III, erhältlich von Seido Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Stearinsäure: Stearinsäurekügelchen, erhältlich von NOF Corporation
    • • Alterungsverzögerer-1: Santoflex 6PPD, erhältlich von Solutia Europe
    • • Alterungsverzögerer-2: Pilnox TDQ, erhältlich von Nocil Limited
    • • Schwefel: Ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower“ (Schwefelgehalt: 95,24 Massen-%), erhältlich von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
    • • Vulkanisierungsbeschleuniger-1: NOCCELER CZ-G (CZ), erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
    • • Vulkanisierungsbeschleuniger-2: Soxinol D-G (DPG), erhältlich von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurde bestätigt, dass die Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 5 eine ausgezeichnete Grünfestigkeit, eine ausgezeichnete Extrusionsformbarkeit und einen ausgezeichneten Payne-Effekt und die damit erhaltenen Reifen eine hervorragende Fahrleistung auf Schnee, eine hervorragende Bremsleistung auf Schnee und eine hervorragende Nassgriffleistungsleistung aufwiesen.
  • Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wies die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, der in Vergleichsbeispiel 1 erhalten wird, einen kleinen Indexwert des Payne-Effekts auf und die Dispergierbarkeit von Siliciumdioxid war schlecht, da anstelle von 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan Si69 beigemischt worden war. Der betreffende Reifen hatte auch eine schlechte Bremsleistung auf Schnee und eine schlechte Nassgriffleistung.
    Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 2 zu weniger als 25 Massenteile Butadien enthielt, hatte der betreffende Reifen eine schlechte Fahrleistung auf Schnee und eine schlechte Bremsleistung auf Schnee.
    Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 3 zu mehr als 50 Massenteile Butadien enthielt, waren die Grünfestigkeit, die Extrusionsformbarkeit und der Payne-Effekt schlechter, und der betreffende Reifen wies eine schlechte Nassgriffleistung auf.
    Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 4 zu weniger als 120 Massenteile Siliciumdioxid enthielt, hatte der betreffende Reifen eine schlechte Nassgriffleistung. Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 5 zu mehr als 180 Massenteile Siliciumdioxid enthielt, waren die Grünfestigkeit, die Extrusionsformbarkeit und der Payne-Effekt schlechter, und der betreffende Reifen wies eine schlechte Fahrleistung auf Schnee und eine schlechte Bremsleistung auf Schnee auf.
    Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 6 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan in einer Summe (M1 + M2) von weniger als 5 Massen-% in Bezug auf die Masse des Siliciumdioxids aufwies, war die Siliciumdioxid-Dispergierbarkeit schlecht. Darüber hinaus hatte der Reifen, bei dem diese verwendet wurde, eine schlechte Fahrleistung auf Schnee und Bremsleistung auf Schnee.
    Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 7 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan in einer Summe (M1 + M2) von mehr als 10 Massen-% in Bezug auf die Masse des Siliciumdioxids aufwies, war die Formbarkeit schlecht.
  • Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, können die Formbarkeit und die Fahrleistung auf Schnee und die Bremsleistung auf Schnee des Reifens, bei dem die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 8 mit dem Verhältnis [M2/(M1 + M2)] von M2 von Alkylsilan zur Summe (M1 + M2) von 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan von weniger als 0,10 verwendet wurde, nicht über die von Standardbeispiel hinaus verbessert werden. Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 9 das Verhältnis [M2/(M1 + M2)] von M2 von Alkylsilan zur Summe (M1 + M2) von 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan von mehr als 0,40 aufwies, waren die Grünfestigkeit und die Extrusionsformbarkeit verschlechtert, und der Reifen, bei dem diese Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, wies eine schlechte Fahrleistung auf Schnee und eine schlechte Nassgriffleistung auf. Da die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen von Vergleichsbeispiel 10 weniger als 50 Massenteile der Weichmacherkomponente enthielt, war der Payne-Effekt verschlechtert, und der Reifen, bei dem diese Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, hatte eine schlechte Fahrleistung auf Schnee, eine schlechte Bremsleistung auf Schnee und eine schlechte Nassgriffleistung.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Luftreifen
    2A, 2B
    geneigte Hauptrille
    3A, 3B
    Stegabschnitt
    41, 42
    Durchgangsrille
    51, 52
    zentraler Block
    53
    Schulterblock
    61, 62
    Aussparungsabschnitt
  • 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 6687069 B [0004]

Claims (4)

  1. Kautschukzusammensetzung für einen Reifen, wobei die Kautschukzusammensetzung Folgendes umfasst: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, der zu 25 bis 50 Massen-% einen Butadienkautschuk enthält, zu 50 Massenteilen oder mehr eine Weichmacherkomponente, zu 120 bis 180 Massenteilen Siliciumdioxid, zu M1 Massenteilen 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und zu M2 Massenteilen Alkylsilan, wobei (M1 + M2), eine Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan, zu 5 bis 10 Massen-% bezogen auf die Masse des Siliciumdioxids beträgt, und [M2/(M1 + M2)], ein Verhältnis von Alkylsilan zur Summe aus 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan und Alkylsilan, 0,10 bis 0,40 beträgt.
  2. Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1, wobei eine spezifische CTAB-Adsorptionsoberfläche des Siliciumdioxids 80 bis 175 m2/g beträgt.
  3. Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei in 100 Massenteilen Dienkautschuk 3 bis 20 Massenteile eines niedermolekularen Butadienkautschuks mit einer zahlenmittleren Molekülmasse von 10.000 bis 50.000 enthalten sind.
  4. Reifen umfassend die Kautschukzusammensetzung für einen Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Laufflächenabschnitt, wobei der Reifen Folgendes umfasst: eine Vielzahl von ersten geneigten Hauptrillen, die zu einer Seite in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung geneigt sind und sich zu einer Äquatorialebene des Reifens und einem Bodenkontaktrand des Reifens auf der einen Seite erstrecken und öffnen; eine Vielzahl von zweiten geneigten Hauptrillen, die zu einer anderen Seite in der Reifenumfangsrichtung geneigt sind und sich zu einer Äquatorialebene des Reifens und einem Bodenkontaktrand des Reifens auf der anderen Seite erstrecken und öffnen; eine Vielzahl von ersten Stegabschnitten, die durch ein Paar der ersten geneigten Hauptrillen, die zueinander benachbart sind, und eine der zweiten geneigten Hauptrillen definiert und gebildet werden, wobei sich die Vielzahl von ersten Stegabschnitten von der Äquatorialebene des Reifens zu dem Bodenkontaktrand des Reifens auf der einen Seite erstreckt; und eine Vielzahl von zweiten Stegabschnitten, die durch ein Paar der zweiten geneigten Hauptrillen, die zueinander benachbart sind, und eine der ersten geneigten Hauptrillen definiert und gebildet werden, wobei sich die Vielzahl von zweiten Stegabschnitten von der Äquatorialebene des Reifens zu dem Bodenkontaktrand des Reifens auf der anderen Seit erstreckt, wobei die Vielzahl von ersten Stegabschnitten in der Reifenumfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet ist, wobei die Vielzahl von zweiten Stegabschnitten in der Reifenumfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet ist, wobei die ersten Stegabschnitte und die zweiten Stegabschnitte entlang der Äquatorialebene des Reifens versetzt angeordnet sind, wobei jeder der ersten Stegabschnitte und der zweiten Stegabschnitte Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Durchgangsrillen, die durch den Stegabschnitt verlaufen und sich zu dem Paar der geneigten Hauptrillen öffnen; und eine Vielzahl von Blöcken, die von den Durchgangsrillen definiert und gebildet werden, wobei die Blöcke einen innersten zentralen Block umfassen, der als ein Block definiert ist, welcher der Äquatorialebene des Reifens am nächsten ist, wobei der innerste zentrale Block einen Randabschnitt umfasst, wobei der Randabschnitt einen Aussparungsabschnitt umfasst, der zu einem Verbindungsabschnitt der geneigten Hauptrillen geöffnet ist.
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