DE112022000263T9

DE112022000263T9 - Kautschukzusammensetzung für Reifen und Reifen

Info

Publication number: DE112022000263T9
Application number: DE112022000263.8T
Authority: DE
Inventors: Kensuke HIJIKATA
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2023-11-23
Also published as: DE112022000263T5; WO2022158423A1

Abstract

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereit, wobei die Kautschukzusammensetzung enthält: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, enthaltend einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, der eine Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 50 bis 200 Massenteilen Ruß, das eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche N₂SA von 100 bis 500 m²/g und N₂SA/IA, das ein Verhältnis des N₂SA (Einheit: m²/g) zu einer Jodadsorptionsnummer IA (Einheit: mg/g) ist, von 0,90 bis 1,03 aufweist; zu 5 bis 50 Massenteilen eine spezifische styrolierte Phenolverbindung; und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz; wobei eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung 15 Masse-% oder mehr bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für Reifen und einen Reifen.
Stand der Technik
Im Allgemeinen sind verschiedene Leistungen von Rennluftreifen erforderlich. Es ist insbesondere erforderlich, dass Rennluftreifen eine ausgezeichnete Lenkstabilität (Trockengriffleistung) auf einer trockenen Fahrbahnoberfläche zum Zeitpunkt des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit aufweisen und außerdem Änderungen in ihren Reifenleistungen, wie durch Wärme verursachter Verlust der Griffleistung zum Zeitpunkt des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit auf einem Ring für eine lange Zeit, unterdrücken. Daher wurden zum Beispiel, um die Trockengriffleistung zu verbessern, Ruß, das eine hohe spezifische Oberfläche aufweist, ein klebrigmachendes Harz und ein Weichmacher in großen Mengen vermischt.
Durch die vorstehend beschriebenen Mittel verschlechtert sich jedoch die Körnungsleistung (Abriebbeständigkeit und Griffleistung bei niedrigen Temperaturen), und die Temperaturabhängigkeit der Härte kommt zum Tragen und wärmebedingter Verlust der Griffleistung findet statt, was zu schlechten Ergebnissen bei Rennen führt.
Nachstehendes Patentdokument 1 beschreibt eine Kautschukzusammensetzung für eine Reifenlauffläche, die Kautschukzusammensetzung enthaltend: zu 100 Massenteilen (A) einen Dienkautschuk, enthaltend einen aromatischen Vinyl-konjugierten Dienkautschuk, der eine Glasübergangstemperatur (Tg) von -35 °C oder höher aufweist, zu 50 bis 200 Massenteilen (B) Ruß, das eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) von 100 bis 400 m²/g und eine DBP-Absorption von 100 bis 200 cm³/100 g aufweist; und zu 0,5 bis 20 Massenteilen (C) eine styrolierte Phenolverbindung, enthaltend distyroliertes Phenol oder tristyroliertes Phenol als Hauptkomponente.
Die in Patentdokument 1 beschriebene Technologie kann jedoch nicht die Trockengriffleistung, die Körnungsleistung und den wärmebedingten Verlust der Griffleistung in einer kompatiblen Weise erfüllen.
Andererseits werden ein Reifen zum Fahren auf einer trockenen Fahrbahnoberfläche und ein Reifen zum Fahren auf einer nassen Fahrbahnoberfläche als Rennluftreifen vorbereitet, und ein optimaler Reifen für jeden dieser Reifen wird gemäß dem Wetter- und Fahrbahnoberflächenzustand zum Zeitpunkt der Fahrt ausgewählt. Für Rennreifen zum Fahren auf nassen Straßenoberflächen wurden einige Mittel eingesetzt, um die Nassgriffleistung zu verbessern, wie (1) Vermischen mit Silica, das eine hohe spezifische Oberfläche aufweist, (2) Vermischen mit einer großen Menge an Silica und (3) Vermischen mit einer großen Menge eines Harzes. Die vorstehenden Mittel von (1) und (2) wiesen jedoch ein Problem mit einer schlechten Abriebbeständigkeit aufgrund einer schlechten Dispergierbarkeit von Silica auf, und das vorstehende Mittel von (3) hatte ein Problem mit einer schlechten Aufwärmleistung (Nassgriffleistung bei niedrigen Temperaturen).
Als Versuch, die Nassgriffleistung zu verbessern, beschreibt zum Beispiel nachstehendes Patentdokument 2 eine Kautschukzusammensetzung, in der Silica, das eine hohe spezifische Oberfläche aufweist, und ein Harzbestandteil, der eine hohe Tg aufweist, und ein Harzbestandteil, der eine niedrige Tg aufweist, mit einem Dienkautschuk vermischt sind.
Für die Technik ist es jedoch schwierig, sowohl die Nassgriffleistung als auch die Abriebbeständigkeit zu verbessern.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP 2016-113482 A
Patentdokument 2: JP 2007-186567 A

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereitzustellen, wobei die Zusammensetzung in der Lage ist, die Trockengriffleistung und die Körnungsleistung zu verbessern und in der Lage ist, einen wärmebedingten Verlust der Griffleistung durch Unterdrückung der Temperaturabhängigkeit der Härte zu verbessern, und einen Reifen unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereitzustellen, wobei die Zusammensetzung in der Lage ist, eine ausgezeichnete Lenkstabilität bereitzustellen, die Nassgriffleistung zu verbessern, insbesondere die Aufwärmleistung (Nassgriffleistung bei niedrigen Temperaturen), die Bruchfestigkeit zu verbessern und eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit bereitzustellen, und einen Reifen unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung bereitzustellen.
Lösung des Problems
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereit, die Kautschukzusammensetzung enthaltend: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, enthaltend einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, der eine Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 50 bis 200 Massenteilen Ruß, das eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche N₂SA von 100 bis 500 m²/g und N₂SA/IA, das ein Verhältnis der stickstoffadsorptionsspezifischen Oberfläche N₂SA (Einheit: m²/g) zu einer Jodadsorptionsnummer IA (Einheit: mg/g) ist, von 0,90 bis 1,03 aufweist; zu 5 bis 50 Massenteilen eine styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die nachstehende Strukturformel (1); und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz; wobei eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung 15 Masse-% oder mehr bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes ist.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereit, die Kautschukzusammensetzung enthaltend: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, enthaltend einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, der eine Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 150 bis 300 Massenteilen Silica, das einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g aufweist; zu 5 bis 50 Massenteilen eine styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die nachstehende Strukturformel (1); und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz; wobei eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung 15 Masse-% oder mehr bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes ist.
In der Strukturformel (1) ist n 2 oder 3.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine spezifische Menge an Ruß, der eine spezifische Eigenschaft in einem Dienkautschuk aufweist, der eine spezifische Zusammensetzung aufweist, und enthält ferner eine spezifische Menge einer styrolierten Phenolverbindung, und somit kann die Kautschukzusammensetzung für Reifen bereitgestellt werden, wobei die Zusammensetzung in der Lage ist, die Trockengriffleistung und die Körnungsleistung zu verbessern, und in der Lage ist, einen wärmebedingten Verlust der Griffleistung durch Unterdrückung der Temperaturabhängigkeit der Härte zu verbessern; und ebenso kann ein Reifen unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung bereitgestellt werden.
Die Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine spezifische Menge an Silica, das eine spezifische Eigenschaft in einem Dienkautschuk aufweist, der eine spezifische Zusammensetzung aufweist, und enthält ferner eine spezifische Menge einer styrolierten Phenolverbindung, und somit kann die Kautschukzusammensetzung für Reifen bereitgestellt werden, wobei die Zusammensetzung in der Lage ist, eine ausgezeichnete Lenkstabilität bereitzustellen, die Nassgriffleistung zu verbessern, insbesondere die Aufwärmleistung (Nassgriffleistung bei niedrigen Temperaturen), die Bruchfestigkeit zu verbessern und eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit bereitzustellen; und ebenso kann ein Reifen unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung bereitgestellt werden.
Beschreibung von Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Dienkautschuk
Der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Dienkautschuk enthält einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR) als einen wesentlichen Bestandteil. Wenn eine Gesamtmenge des in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Dienkautschuks als 100 Massenteile angenommen wird, kann eine Mischmenge des SBR durch angemessenes Berücksichtigen verschiedener Bedingungen, wie Lufttemperatur und Wetter, zum Beispiel in einem Fall einer Rennanwendung, bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Mischmenge des SBR 70 Massenteile oder mehr, vorzugsweise 85 Massenteile oder mehr und mehr bevorzugt 100 Massenteile betragen. Zusätzlich zu dem SBR kann jeder Dienkautschuk, der in gewöhnliche Kautschukzusammensetzungen gemischt werden kann, in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und Beispiele davon schließen Naturkautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk (NBR) und Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) ein. Diese können jeweils allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Typen können in Kombination verwendet werden. Darüber hinaus sind deren Molekulargewicht und Mikrostruktur nicht besonders beschränkt. Der Dienkautschuk kann endständig mit einer Amin-, Amid-, Silyl-, Alkoxysilyl-, Carboxyl- oder Hydroxylgruppe modifiziert oder epoxidiert sein.
Der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete SBR weist vorzugsweise einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr auf. Durch Erfüllen eines solchen Styrolgehalts steigt die Glasübergangstemperatur (Tg) des SBR, und die Trockengriffleistung kann erhöht werden. Darüber hinaus können Nassgriffleistung, Lenkstabilität und Abriebbeständigkeit eines Reifens verbessert werden. Ferner bevorzugt beträgt der Styrolgehalt 33 bis 50 Masse-%.
Ruß
Der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Ruß weist eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche N₂SA von 100 bis 500 m²/g und N₂SA/IA, das ein Verhältnis der stickstoffadsorptionsspezifischen Oberfläche N₂SA (Einheit: m²/g) zu einer Jodadsorptionsnummer IA (Einheit: mg/g) ist, von 0,90 bis 1,03 auf (nachstehend auch als spezifischer Ruß bezeichnet). Es kann gesagt werden, dass der Ruß, der dieses N₂SA/IA erfüllt, eine große Anzahl von funktionellen Gruppen aufweist, die in der Oberfläche vorhanden sind, und eine hohe Oberflächenaktivität aufweist. Der eine hohe Oberflächenaktivität aufweisende Ruß interagiert stark mit einer OH-Gruppe, die in der nachstehend beschriebenen styrolierten Phenolverbindung enthalten ist, kann die Trockengriffleistung und die Körnungsleistung verbessern und kann den wärmebedingten Verlust der Griffleistung durch Unterdrückung der Temperaturabhängigkeit der Härte verbessern.
In dem spezifischen Ruß, der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt, aus der Perspektive des weiteren Verbesserns der Interaktionseffekte, die N₂SA vorzugsweise von 150 bis 400 m²/g, und das N₂SA/IA beträgt vorzugsweise von 0,92 bis 1,01 und mehr bevorzugt von 0,93 bis 1,00. Die IA beträgt vorzugsweise von 130 bis 500 mg/g und mehr bevorzugt von 150 bis 470 mg/g.
Es ist zu beachten, dass die N₂SA gemäß JIS K 6217-2 gemessen wird und die IA gemäß JIS K 6217-1 gemessen wird.
Silica
Das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Silica weist eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche N₂SA von 100 bis 300 m²/g auf (nachstehend auch als spezifisches Silica bezeichnet).
Wenn die N₂SA der Silica weniger als 100 m²/g beträgt, nehmen die Härte und die Bruchfestigkeit ab, und verschlechtern sich somit die Lenkstabilität und die Abriebbeständigkeit.
Darüber hinaus wird, wenn die N₂SA des Silicas mehr als 300 m²/g beträgt, die Viskosität zu hoch, und die Verarbeitung wird schwierig.
Mehr bevorzugt beträgt die N₂SA des in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Silicas von 130 bis 270 m²/g.
Es ist zu beachten, dass die N₂SA gemäß JIS K 6217-2 gemessen wird.
Styrolierte Phenolverbindung
Die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete styrolierte Phenolverbindung kann durch die nachstehende Strukturformel (1) dargestellt werden. Die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete styrolierte Phenolverbindung erhöht tan δ durch Interaktion mit dem Dienkautschuk und weist eine Funktion auf, um die Trockengriffleistung zu verbessern.
Darüber hinaus hat die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete styrolierte Phenolverbindung Funktionen, um die Lenkstabilität, die Nassgriffleistung, die Aufwärmleistung und die Abriebbeständigkeit durch die Interaktion des Dienkautschuks und des Silicas zu verbessern.
In der styrolierten Phenolverbindung, die durch die Strukturformel (1) dargestellt wird, ist n 2 oder 3. Das heißt, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete styrolierte Phenolverbindung ist ein distyroliertes Phenol, in dem n 2 ist oder ein tristyroliertes Phenol, in dem n 3 ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch eine Mischung einer distyrolierten Phenolverbindung und einer tristyrolierten Phenolverbindung verwendet werden. Es ist zu beachten, dass in der styrolierten Phenolverbindung, wenn eine Menge an Styroleinheiten in einem Molekül klein ist, die Interaktion mit dem Dienkautschuk reduziert wird und die gewünschten Wirkungen weniger wahrscheinlich erreicht werden. Aus dieser Perspektive wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise keine monostyrolierte Phenolverbindung, in der n 1 ist, verwendet. Es ist zu beachten, dass eine Spurenmenge einer monostyrolierten Phenolverbindung enthalten sein kann (z. B. 0,1 Masse-% oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der zu verwendenden styrolierten Phenolverbindung).
Die durch die Strukturformel (1) dargestellte styrolierte Phenolverbindung kann durch ein bekanntes Herstellungsverfahren hergestellt werden und ist auch im Handel erhältlich. Beispiele für die im Handel erhältlichen Produkte schließen SP-24 (enthaltend distyroliertes Phenol als Hauptkomponente) und TSP (enthaltend tristyroliertes Phenol als Hauptkomponente), erhältlich von Sanko Co., Ltd., ein.
Es ist zu beachten, dass die Styroleinheit in der vorstehenden Formel ein Derivat von Styrol sein kann. Beispiele hierfür schließen α-Methylstyrol, o-Methylstyrol und 1,3-Dimethylstyrol ein.
Klebrigmachendes Harz
Das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete klebrigmachende Harz unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Spezifische Beispiele des klebrigmachenden Harzes schließen ein Phenolharz (z. B. ein Phenolharz, ein Phenol-Acetylen-Harz, ein Phenol-Formaldehyd-Harz), ein Cumaron-basiertes Harz (z. B. ein Cumaron-Harz, ein Cumaron-Inden-Harz, ein Cumaron-Inden-Styrol-Harz), ein Terpenharz (z. B. ein Terpenharz, ein modifiziertes Terpenharz (z. B. ein aromatisches modifiziertes Terpenharz), ein Terpen-Phenol-Harz), ein Styrolharz, ein Acrylharz, ein Kolophoniumharz (z. B. ein Kolophonium, ein Kolophoniumester, ein gehärtetes Derivat von Kolophonium), ein hydriertes Terpenharz), ein Erdölharz (z. B. ein C5-Erdölharz wie ein Dicyclopentadienharz, ein C9-Erdölharz, ein alicyclisches Erdölharz, ein C5/C9-Copolymer-basiertes Erdölharz), ein Xylol-basiertes Harz (z. B. ein Xylolharz, ein Xylol-Acetylen-Harz, ein Xylol-Formaldehyd-Harz) ein α-Pinen-Harz und ein gesättigtes aliphatisches Kohlenwasserstoffharz ein. Von diesen handelt es sich bei dem klebrigmachenden Harz aus der Perspektive des Erzielens überlegener Wirkungen der vorliegenden Erfindung und dergleichen vorzugsweise um eine oder mehrere Arten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem C9-Erdölharz, einem Phenolharz, einem Cumaron-Inden-Harz, einem Terpenharz, einem Styrolharz, einem Acrylharz, einem Kolophoniumharz und einem Dicyclopentadien-Harz.
Aus der Perspektive des Erzielens einer überlegenen Wirkung der vorliegenden Erfindung beträgt ein Erweichungspunkt des klebrigmachenden Harzes vorzugsweise 60 bis 180 °C. Es ist zu beachten, dass der Erweichungspunkt gemäß JIS K 6220-1 gemessen wird.
Beimischverhältnis der Kautschukzusammensetzung
In einer ersten Ausführungsform enthält die Kautschukzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu 100 Massenteilen den Dienkautschuk, zu 50 bis 200 Massenteilen einen spezifischen Ruß, zu 5 bis 50 Massenteilen eine styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die Strukturformel (1), und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz, und eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung beträgt 15 Masse-% oder mehr, bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes.
Wenn die vermischte Menge des spezifischen Rußes weniger als 50 Massenteile beträgt, nimmt tan δ 60 °C ab. Umgekehrt nimmt die Bruchfestigkeit ab, wenn die vermischte Menge mehr als 200 Massenteile beträgt.
Die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung von weniger als 5 Massenteilen erreicht nicht die Wirkung der vorliegenden Erfindung, da die vermischte Menge zu klein ist. Umgekehrt wird, wenn die vermischte Menge mehr als 50 Massenteile beträgt, die Versprödungstemperatur höher.
Wenn die vermischte Menge des klebrigmachenden Harzes weniger als 20 Massenteile beträgt, nimmt tan δ 60 °C ab.
Wenn die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung weniger als 15 Masse-%, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes, beträgt, verschlechtern sich die Körnungsleistung und die Temperaturabhängigkeit der Härte.
In der ersten Ausführungsform der Kautschukzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die vermischte Menge des Rußes vorzugsweise von 70 bis 190 Massenteile und mehr bevorzugt von 90 bis 180 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung beträgt vorzugsweise von 7 bis 45 Massenteile und mehr bevorzugt von 10 bis 40 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die vermischte Menge des klebrigmachenden Harzes beträgt vorzugsweise von 25 bis 90 Massenteile und mehr bevorzugt von 30 bis 80 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung beträgt vorzugsweise von 20 bis 80 Masse-%, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes.
In einer zweiten Ausführungsform enthält die Kautschukzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu 100 Massenteilen den Dienkautschuk, zu 150 bis 300 Massenteilen einen spezifischen Ruß, zu 5 bis 50 Massenteilen eine styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die Strukturformel (1), und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz, und eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung beträgt 15 Masse-% oder mehr, bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes.
Wenn die vermischte Menge des spezifischen Silicas weniger als 150 Massenteile beträgt, nimmt die Härte ab und die Lenkstabilität verschlechtert sich. Umgekehrt nimmt die Bruchfestigkeit ab, wenn die vermischte Menge mehr als 300 Massenteile beträgt.
Die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung von weniger als 5 Massenteilen erreicht nicht die Wirkung der vorliegenden Erfindung, da die vermischte Menge zu klein ist. Umgekehrt nimmt die Aufwärmleistung ab, wenn die vermischte Menge mehr als 50 Massenteile beträgt.
Wenn die vermischte Menge des klebrigmachenden Harzes weniger als 20 Massenteile beträgt, nimmt die Nassgriffleistung ab.
Wenn die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung weniger als 15 Masse-%, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes, beträgt, nimmt die Härte bei niedrigen Temperaturen ab und die Aufwärmleistung verschlechtert sich.
In der zweiten Ausführungsform der Kautschukzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die vermischte Menge des spezifischen Silicas vorzugsweise von 160 bis 280 Massenteile und mehr bevorzugt von 170 bis 260 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung beträgt vorzugsweise von 7 bis 45 Massenteile und mehr bevorzugt von 10 bis 40 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die vermischte Menge des klebrigmachenden Harzes beträgt vorzugsweise von 25 bis 70 Massenteile und mehr bevorzugt von 30 bis 60 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung beträgt vorzugsweise von 20 bis 70 Masse-%, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes.
In der zweiten Ausführungsform der Kautschukzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Kautschukzusammensetzung, die ferner von 2 bis 20 Masse-% und vorzugsweise von 5 bis 16 Masse-% einen Silan-Haftvermittler, bezogen auf die Menge des Silicas, enthält, wobei der Silan-Haftvermittler durch eine Zusammensetzungsformel von (2) nachstehend dargestellt ist, die Nassgriffleistung weiter verbessern. (A)_a(B)_b(C)_c(D)_d(R1)_eSiO_{(4-2a-b-c-d-e)/2} (2) In Formel (2) steht A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfidgruppe, B steht für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, C steht für eine hydrolysierbare Gruppe, D steht für eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe, R1 steht für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und a bis e erfüllen die Beziehungen: 0 ≤ a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 3, 0 ≤ d < 1, 0 ≤ e < 2 und 0 < 2a + b + c + d + e < 4.
Der Silan-Haftvermittler (Polysiloxan), dargestellt durch Formel (2), und das Herstellungsverfahren davon sind öffentlich bekannt und zum Beispiel in WO 2014/002750 beschrieben.
In der vorstehenden Formel (2) steht A für eine zweiwertige organische Gruppe, die eine Sulfidgruppe aufweist. Von diesen wird eine durch die nachstehende Formel (12) dargestellte Gruppe bevorzugt. *-(CH₂)_n-S_x-(CH₂)_n-* (12) In der vorstehenden Formel (12) steht n für eine ganze Zahl von 1 bis 10, von denen eine ganze Zahl von 2 bis 4 bevorzugt ist.
In der vorstehenden Formel (12) steht x für eine ganze Zahl von 1 bis 6, von denen eine ganze Zahl von 2 bis 4 bevorzugt ist.
In der Formel vorstehenden Formel (12) gibt * eine Bindungsposition an.
Spezifische Beispiele der Gruppe, die durch die vorstehende Formel (12) 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.
In der vorstehenden Formel (2) steht B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen, und spezifische Beispiele davon schließen eine Hexylgruppe, eine Octylgruppe und eine Decylgruppe ein. B ist vorzugsweise eine monovalente Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen.
In der vorstehenden Formel (2) steht C für eine hydrolysierbare Gruppe, und spezifische Beispiele davon schließen Alkoxygruppen, eine Phenoxygruppe, eine Carboxylgruppe und Alkenyloxygruppen ein. Von diesen wird eine durch die nachstehende Formel (13) dargestellte Gruppe bevorzugt. *-OR² (13) In der vorstehenden Formel (13) steht R² für eine Alkylgruppe mit von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit von 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe (Arylalkylgruppe) mit von 6 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit von 2 bis 10 Kohlenstoffatomen. Von diesen wird eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bevorzugt. 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 Kohlenstoffatomen schließen eine Phenylgruppe und eine Tolylgruppe ein. Spezifische Beispiele der Aralkylgruppe mit von 6 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen eine Benzylgruppe und eine Phenylethylgruppe ein. Spezifische Beispiele der Alkenylgruppen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen eine Vinylgruppe, eine Propenylgruppe und eine Pentenylgruppe ein.
In der vorstehenden Formel (13) gibt * eine Bindungsposition an.
In der vorstehenden Formel (2) steht D für eine organische Gruppe, die eine Mercaptogruppe aufweist. Von diesen wird eine durch die nachstehende Formel (14) dargestellte Gruppe bevorzugt. *-(CH₂)_m-SH (14) In der vorstehenden Formel (14) steht m für eine ganze Zahl von 1 bis 10, von denen eine ganze Zahl von 1 bis 5 bevorzugt ist.
In der vorstehenden Formel (14) gibt * eine Bindungsposition an.
Spezifische Beispiele der durch die vorstehende Formel (14) dargestellte Gruppe schließen *-CH₂SH, *-C₂H₄SH, *-C₃H₆SH, *-C₄H₈SH, *-C₅H₁₀SH, *-C₆H₁₂SH, *-C₇H₁₄SH, *-C₈H₁₆SH, *-C₉H₁₈SH und *-C₁₀H₂₀SH ein.
In der vorstehenden Formel (2) steht R1 für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.
In der vorstehenden Formel (2) erfüllen a bis e die Verhältnisse 0 ≤ a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 3, 0 ≤ d < 1, 0 ≤ e < 2 und 0 < 2a + b + c + d + e < 4.
In der vorstehenden Formel (2) ist a vorzugsweise 0 < a ≤ 0,50 aus der Perspektive des Verbesserns der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
In der vorstehenden Formel (2) ist b vorzugsweise 0 < b und mehr bevorzugt 0,10 ≤ b ≤ 0,89 aus der Perspektive des Verbesserns der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
In der vorstehenden Formel (2) ist c vorzugsweise 1,2 ≤ c ≤ 2,0 aus der Perspektive des Verbesserns der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
In der vorstehenden Formel (2) ist d vorzugsweise 0,1 ≤ d ≤ 0,8 aus der Perspektive des Verbesserns der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polysiloxans beträgt aus der Perspektive des Verbesserns der Wirkung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 500 bis 2300 und mehr bevorzugt 600 bis 1500. Das Molekulargewicht des Polysiloxans wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) unter Verwendung von Toluol als Lösungsmittel basierend auf einer Eichung mit Polysiloxan bestimmt.
Das Mercapto-Gewichtsäquivalent des Polysiloxans, das durch das Natriumthiosulfatlösung-Titrationsverfahren unter Essigsäure-/Kaliumiodid-/Kaliumiodat-Zugabe bestimmt wird, beträgt vorzugsweise 550 bis 700 g/mol und mehr bevorzugt 600 bis 650 g/mol unter dem Gesichtspunkt einer hervorragenden Vulkanisierungsreaktivität.
Das Polysiloxan ist aus der Perspektive des Verbesserns der Wirkung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Polysiloxan, das 2 bis 50 Siloxaneinheiten (-Si-O-) aufweist.
Es ist zu beachten, dass andere Metalle außer einem Siliciumatom (z. B. Sn, Ti und Al) nicht in der Hauptkette des Polysiloxans vorhanden sind.
Das Verfahren zur Herstellung des Polysiloxans ist öffentlich bekannt und kann zum Beispiel nach dem in der WO 2014/002750 offenbarten Verfahren hergestellt werden.
Weitere Bestandteile
Die Kautschukzusammensetzung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen mit Vulkanisierungs- oder Vernetzungsmitteln; Vulkanisierungs- oder Vernetzungsbeschleunigern; verschiedenen Füllstoffen, wie Ton, Talk und Calciumcarbonat; Alterungsverzögererungsmitteln; Weichmachern; Harzen; und verschiedenen Zusatzstoffen, die üblicherweise in Kautschukzusammensetzungen vermischt sind, wie Härtungsmittel, vermischt sein. Die Zusatzstoffe werden mithilfe eines üblichen Verfahrens verknetet, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die dann zur Vulkanisierung oder Vernetzung verwendet werden kann. Die vermischten Mengen dieser Zusatzstoffe können jede im verwandten Stand der Technik übliche beigemischte Menge sein, solange die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht behindert wird.
In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann insbesondere die Verwendung von Aluminiumhydroxid die Nassgriffleistung weiter verbessern. In einem Fall, in dem Aluminiumhydroxid vermischt wird, beträgt eine vermischte Menge davon vorzugsweise von 20 bis 80 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Da die Kautschukzusammensetzung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Trockengriffleistung und die Körnungsleistung verbessern kann und den wärmebedingten Verlust der Griffleistung durch Unterdrückung der Temperaturabhängigkeit der Härte verbessern kann, kann die Kautschukzusammensetzung entsprechend für eine Lauffläche, insbesondere eine Protektorlauffläche eines Reifens, und vorzugsweise für eine Lauffläche, insbesondere eine Protektorlauffläche eines Rennreifens verwendet werden.
Da die Kautschukzusammensetzung in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Lenkstabilität erreicht, die Nassgriffleistung, insbesondere die Aufwärmleistung verbessert, die Bruchfestigkeit verbessert und eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit erreicht, kann die Kautschukzusammensetzung entsprechend für eine Lauffläche, insbesondere eine Protektorlauffläche eines Reifens und vorzugsweise für eine Lauffläche, insbesondere eine Protektorlauffläche eines Rennreifens, verwendet werden. Der Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Luftreifen, der mit jedem Gas, einschließlich Luft und Inertgas, wie Stickstoff, befüllt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird durch Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist durch diese Beispiele nicht beschränkt.
Beispiele
Standardbeispiel 1, Beispiele 1 und 2 sowie Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Probenzubereitung
Gemäß der in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzung (Massenteile) wurden die Bestandteile, bei denen es sich nicht um die Vulkanisierungsbestandteile (Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel) handelte, 5 Minuten in einem verschlossenen 1,7-1-Banbury-Mischer geknetet. Dann wurde die Zusammensetzung aus dem Mischer entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach wurde die Kautschukzusammensetzung hergestellt, indem die Zusammensetzung erneut in denselben Banbury-Mischer gegeben wurde, wobei die Vulkanisierungsbestandteile hinzugegeben wurden, und dann geknetet wurde. Als Nächstes wurde die so gewonnene Kautschukzusammensetzung in einer vorgegebenen Form bei 150°C 30 Minuten lang in der Presse vulkanisiert, um ein vulkanisiertes Kautschukteststück herzustellen. Dann wurde die Probe aus vulkanisiertem Kautschuk den nachstehend dargestellten Testverfahren unterzogen, um ihre physikalischen Eigenschaften zu messen.
tan δ (60 °C): Der tan δ (60 °C) wurde unter Bedingungen einer Beanspruchung durch eine Dehnungsverformung von 10 ± 2 %, einer Schwingungsfrequenz von 20 Hz und einer Temperatur von 60 °C unter Verwendung eines viskoelastischen Spektrometers (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) gemäß JIS K 6394:2007 gemessen. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein größerer Indexwert weist auf einen größeren tan δ und eine überlegene Nassgriffleistung hin.
M300 (RT)/M300 (60 °C): Die Zugprüfung wurde bei Raumtemperatur (RT) oder bei 60 °C gemäß JIS K 6251 (Nr. 3 Hantel verwendet) durchgeführt, und somit wurde Verformungsmodul von 300 % (M300) bestimmt. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein kleinerer Indexwert weist auf eine geringere Temperaturabhängigkeit und eine bessere Leistung hinsichtlich des wärmebedingten Verlusts des Griffes hin.
Versprödungstemperatur: Die Versprödungstemperatur wurde gemäß „Niedrigtemperatur-Versprödung“ aus JIS K 6261 „Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of low temperature properties“ gemessen. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein kleinerer Indexwert weist auf eine überlegene Abriebbeständigkeit und Griffleistung bei niedrigen Temperaturen hin. Bruchfestigkeit (RT): Die Reißdehnung wurde bei Raumtemperatur in einem Zugtest gemäß JIS K 6251 bewertet. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein größerer Indexwert weist auf eine überlegene Bruchfestigkeit, überlegene Abriebbeständigkeit und überlegene Körnungsbeständigkeitsleistung hin.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1-I]

	Standardbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 2
SBR 1 *1	137,5	137,5	137,5	137,5	137,5
SBR 2 *2	-	-	-	-	-
Ruß 1 *3	120,0	120,0	120,0	120,0	-
Ruß 2 *4	-	-	-	-	120,0
Ruß 3 *5	-	-	-	-
Ruß 4 *6	-	-	-	-	-
Klebrigmachendes Harz *7	40,0	40,0	40,0	40,0	40,0
Öl *8	70,0	55,0	55,0	55,0	55,0
Styrolierte Phenolverbindung 1 *9	-	25,0	-	-	-
Styrolierte Phenolverbindung 2 *10	-	-	25,0	-	25,0
Styrolierte Phenolverbindung 3 *11	-	-	-	25,0	-
Stearinsäure *12	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *13	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel 14	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger *15	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *16	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
Tan δ (60°C)	100	97	102	105	94
M300 (RT)/M300 (60 °C)	100	92	95	96	96
Versprödungstemperatur	100	93	95	97	95
Bruchfestigkeit (RT)	100	100	102	103	104

[Tabelle 1-II]

	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 6
SBR 1 *1	137,5	137,5	137,5	-
SBR 2 *2	-	-	-	137,5
Ruß 1 *3	-	-	120,0	120,0
Ruß 2 *4	-	-	-	-
Ruß 3 *5	120,0	-	-	-
Ruß 4 *6	-	120,0	-	-
Klebrigmachendes Harz *7	40,0	40,0	80,0	40,0
Öl *8	55,0	55,0	55,0	55,0
Styrolierte Phenolverbindung 1 *9	-	-	-	-
Styrolierte Phenolverbindung 2 *10	25,0	25,0	10,0	25,0
Styrolierte Phenolverbindung 3 *11	-	-	-	-
Stearinsäure *12	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *13	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel 14	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger *15	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *16	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
Tan δ (60°C)	111	107	125	95
M300 (RT)/M300 (60 °C)	94	95	117	89
Versprödungstemperatur	94	93	114	90
Bruchfestigkeit (RT)	94	94	107	98

*1: SBR 1 (Nipol NS522, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd.
- (Styrolgehalt = 39 Masse-%; Ölextendergehalt: 37,5 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile SBR))
*2: SBR 2 (Nipol NS460, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd.
- (Styrolgehalt = 25 Masse-%; Ölextendergehalt: 37,5 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile SBR))
*3: Ruß 1 (#95, erhältlich von Asahi Carbon Co., Ltd. (stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) = 147 m²/g: N₂SA/IA = 0,98))
*4: Ruß 2 (SEAST 7HM, erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd.
- (stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) = 126 m²/g; N₂SA/IA = 1,05))
*5: Ruß 3: CD2019, erhältlich von Columbian Carbon Company
- (stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) = 340 m²/g; N₂SA/IA = 1,05))
*6: Ruß 4 (TOKA BLACK #5500, erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd.
- (stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) = 225 m²/g; N₂SA/IA = 0,88))
*7: Klebrigmachendes Harz (NEOPOLYMER 140, erhältlich von ENEOS Corporation; C9-Erdölharz)
*8: Öl (Extract No. 4S, erhältlich bei Showa Shell Sekiyu K.K.)
*9: Styrolierte Phenolverbindung 1 (SP-F, erhältlich von Sanko Co., Ltd.; monostyroliertes Phenol: 65 mol-% oder mehr; distyroliertes Phenol: 32 mol-% oder weniger; tristyroliertes Phenol: 1 mol-% oder weniger)
*10: Styrolierte Phenolverbindung 2 (SP-24, erhältlich von Sanko Co., Ltd.; monostyroliertes Phenol: 0 mol-%; distyroliertes Phenol: 60 mol-% oder mehr; tristyroliertes Phenol: 40 mol-% oder weniger)
*11: Styrolierte Phenolverbindung 3 (TSP, erhältlich von Sanko Co., Ltd.; monostyroliertes Phenol: 0 mol-%; distyroliertes Phenol: 30 mol-% oder weniger; tristyroliertes Phenol: 65 mol-% oder mehr)
*12: Stearinsäure (Stearinsäurekügelchen YR, erhältlich bei NOF Corporation)
*13: Zinkoxid (Zinkoxid III, erhältlich bei Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
*14: Alterungsverzögerungsmittel (6PPD, erhältlich von Flexsys)
*15: Vulkanisierungsbeschleuniger (NOCCELER CZ-G, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
*16: Schwefel (ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower“ erhältlich von Tsurumi Chemical Industry, Co., Ltd.)

Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 hervorgeht, enthielten die Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 jeweils zu 100 Massenteilen den Dienkautschuk, enthaltend einen SBR mit einer Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr, zu 50 bis 200 Massenteilen den spezifischen Ruß, zu 5 bis 50 Massenteilen die styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die Strukturformel (1), und zu 20 Massenteilen oder mehr des klebrigmachenden Harzes, und die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung betrug 15 Masse-% oder mehr, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes, und somit wurden die Trockengriffleistung und die Körnungsleistung verbessert, und der wärmebedingte Verlust der Griffleistung wurde ebenso durch Unterdrückung der Temperaturabhängigkeit der Härte verbessert, verglichen mit denen der Kautschukzusammensetzung des Standardbeispiels 1.
Andererseits schloss in Vergleichsbeispiel 1 n in der Strukturformel (1) 1 ein, und die Trockengriffleistung nahm ab.
In den Vergleichsbeispielen 2 und 3 überschritt das N₂SA/IA des Rußes die für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegebene Obergrenze, und die Trockengriffleistung oder die Bruchfestigkeit nahmen ab.
In Vergleichsbeispiel 4 war das N₂SA/IA des Rußes kleiner als die für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegebene Untergrenze, und die Bruchfestigkeit nahm ab.
In Vergleichsbeispiel 5 betrug die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung weniger als 15 Masse-%, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes, und die Temperaturabhängigkeit und die Versprödungstemperatur verschlechterten sich.
In Vergleichsbeispiel 6 war die Styrolmenge des SBR kleiner als die für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegebene Untergrenze, und die Trockengriffleistung und die Bruchfestigkeit verschlechterten sich.
Standardbeispiel 2, Beispiele 3 bis 6 und Vergleichsbeispiele 7 bis 11
Probenzubereitung
Gemäß der in Tabelle 2 dargestellten Zusammensetzung (Massenteile) wurden die Bestandteile, bei denen es sich nicht um die Vulkanisierungsbestandteile (Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel) handelte, 5 Minuten in einem verschlossenen 1,7-1-Banbury-Mischer geknetet. Dann wurde die Zusammensetzung aus dem Mischer entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach wurde die Kautschukzusammensetzung hergestellt, indem die Zusammensetzung erneut in denselben Banbury-Mischer gegeben wurde, wobei die Vulkanisierungsbestandteile hinzugegeben wurden, und dann geknetet wurde. Als Nächstes wurde die so gewonnene Kautschukzusammensetzung in einer vorgegebenen Form bei 150 °C 30 Minuten lang in der Presse vulkanisiert, um ein vulkanisiertes Kautschukteststück zu fertigen. Dann wurde die Probe aus vulkanisiertem Kautschuk den nachstehend dargestellten Testverfahren unterzogen, um ihre physikalischen Eigenschaften zu messen.
tan δ (0 °C): Der tan δ (0 °C) wurde unter Bedingungen einer Beanspruchung durch eine Dehnungsverformung von 10 ± 2 %, einer Schwingungsfrequenz von 20 Hz und einer Temperatur von 0 °C unter Verwendung eines viskoelastischen Spektrometers (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) gemäß JIS K 6394:2007 gemessen. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein größerer Indexwert weist auf eine überlegene Nassgriffleistung hin. Lenkstabilität: Die Härte wurde bei einer Temperatur von 60 °C unter Verwendung eines Typ-A-Durometers gemäß JIS K 6253 gemessen. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein größerer Indexwert weist auf eine größere Härte und überlegene Lenkstabilität hin. Aufwärmleistung: Die Härte wurde bei einer Temperatur von 10 °C unter Verwendung eines Typ-A-Durometers gemäß JIS K 6253 gemessen. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein kleinerer Indexwert weist auf eine geringere Härte bei niedrigen Temperaturen und überlegene Aufwärmleistung (Griffleistung bei niedrigen Temperaturen) hin. Bruchfestigkeit (RT): Die Reißdehnung wurde bei Raumtemperatur in einem Zugtest gemäß JIS K 6251 bewertet. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel der Wert 100 zugewiesen ist. Ein größerer Indexwert weist auf eine überlegene Bruchfestigkeit und überlegene Abriebbeständigkeit hin.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. [Tabelle 2-I]

	Standardbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 7	Beispiel 3	Beispiel 4
SBR1 *17	137,5	137,5	137,5	137,5
SBR2 *18	-	-	-	-
Silica 1 *19	200,0	200,0	200,0	200,0
Silica 2 *20	-	-	-	-
Ruß *21	10,0	10,0	10,0	10,0
Klebrigmachendes Harz *22	50,0	50,0	50,0	50,0
Silan-Haftvermittler 1 *23	16,0	16,0	16,0	16,0
Silan-Haftvermittler 2 *24	-	-	-	-
Öl *25	60,0	30,0	30,0	30,0
Styrolierte Phenolverbindung 1 *26		30,0	-	-
Styrolierte Phenolverbindung 2 *27	-	-	30,0	-
Styrolierte Phenolverbindung 3 *28	-	-	-	30,0
Stearinsäure *29	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *30	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel *31	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *32	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *33	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *34	1,5	1,5	1,5	1,5
Aluminiumhydroxid *35	-	-	-	-
Messergebnis
Nasshaftung: tan δ (0°C)	100	98	102	104
Lenkstabilität (Härte (60°C))	100	98	101	104
Aufwärmleistung (Härte (10 °C))	100	97	95	92
Bruchfestigkeit (RT)	100	99	101	102

[Tabelle 2-II]

	Beispiel 5	Vergleichsbeispiel 8	Vergleichsbeispiel 9	Vergleichsbeispiel 10
SBR1 *17	137,5	137,5	137,5	137,5
SBR2 *18	-	-	-	-
Silica 1 *19	200,0	-	130,0	200,0
Silica 2 *20	-	200,0	-	-
Ruß *21	10,0	10,0	10,0	10,0
Klebrigmachendes Harz *22	50,0	50,0	50,0	50,0
Silan-Haftvermittler 1 *23	-	16,0	10,4	16,0
Silan-Haftvermittler 2 *24	16,0	-	-	-
Öl *25	30,0	30,0	30,0	20,0
Styrolierte Phenolverbindung 1 *26	-	-	-	-
Styrolierte Phenolverbindung 2 *27	30,0	30,0	30,0	10,0
Styrolierte Phenolverbindung 3 *28	-	-	-	-
Stearinsäure *29	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *30	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel *31	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *32	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *33	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *34	1,5	1,5	1,5	1,5
Aluminiumhydroxid *35	-	-	-	-
Messergebnis
Nasshaftung: tan δ (0°C)	107	113	114	125
Lenkstabilität (Härte (60°C))	102	91	82	118
Aufwärmleistung (Härte (10 °C))	89	92	80	110
Bruchfestigkeit (RT)	103	92	105	117

[Tabelle 2-III]

	Vergleichsbeispiel 11	Beispiel 6
SBR1 *17	-	137,5
SBR2 *18	137,5	-
Silica 1 *19	200,0	120,0
Silica 2 *20	-	-
Ruß *21	10,0	10,0
Klebrigmachendes Harz *22	80,0	50,0
Silan-Haftvermittler 1 *23	16,0	16,0
Silan-Haftvermittler 2 *24	-	-
Öl *25	30,0	30,0
Styrolierte Phenolverbindung 1 *26	-	-
Styrolierte Phenolverbindung 2 *27	30,0	30,0
Styrolierte Phenolverbindung 3 *28	-	-
Stearinsäure *29	2,0	2,0
Zinkoxid *30	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel *31	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *32	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *33	2,0	2,0
Schwefel *34	1,5	1,5
Aluminiumhydroxid *35	-	40,0
Messergebnis
Nasshaftung: tan δ (0°C)	95	106
Lenkstabilität (Härte (60°C))	96	103
Aufwärmleistung (Härte (10 °C))	90	97
Bruchfestigkeit (RT)	99	101

*17: SBR 1 (Nipol NS522, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd.
- (Styrolgehalt = 39 Masse-%; Ölextendergehalt: 37,5 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile SBR))
*18: SBR 2 (Nipol NS460, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd.
- (Styrolgehalt = 25 Masse-%; Ölextendergehalt: 37,5 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile SBR))
*19: Silica 1 (Ultrasil 7000 GR, erhältlich bei Evonik Industries AG; stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) = 175 m²/g)
*20: Silica 2 (Zeosil 1085GR, erhältlich von Solvay (stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche (N₂SA) = 80 m²/g)
*21: Ruß (SEAST 7HM, erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd.)
*22: Klebrigmachendes Harz (NEOPOLYMER 140, erhältlich von ENEOS Corporation; C9-Erdölharz)
*23: Silan-Haftvermittler 1 (Si 69, erhältlich von Evonik Industries AG)
*24: Silan-Haftvermittler 2 (Silan-Haftvermittler, der die vorstehende Zusammensetzungsformel von (2) erfüllt, hergestellt gemäß einem in WO 2014/002750 beschriebenen Herstellungsverfahren; Zusammensetzungsformel = (-C₃H₆-S₄-C₃H₆-)_0,083(-C₈H₁₇)_0,667(-OC₂H₅)_1,50(-C₃H₆SH)_0,167SiO_0,75; durchschnittliches Molekulargewicht = 860)
*25: Öl (Extract No. 4S, erhältlich bei Showa Shell Sekiyu K.K.)
*26: Styrolierte Phenolverbindung 1 (SP-F, erhältlich von Sanko Co., Ltd.; monostyroliertes Phenol: 65 mol-% oder mehr; distyroliertes Phenol: 32 mol-% oder weniger; tristyroliertes Phenol: 1 mol-% oder weniger)
*27: Styrolierte Phenolverbindung 2 (SP-24, erhältlich von Sanko Co., Ltd.; monostyroliertes Phenol: 0 mol-%; distyroliertes Phenol: 60 mol-% oder mehr; tristyroliertes Phenol: 40 mol-% oder weniger)
*28: Styrolierte Phenolverbindung 3 (TSP, erhältlich von Sanko Co., Ltd.; monostyroliertes Phenol: 0 mol-%; distyroliertes Phenol: 30 mol-% oder weniger; tristyroliertes Phenol: 65 mol-% oder mehr)
*29: Stearinsäure (Stearinsäurekügelchen YR, erhältlich bei NOF Corporation)
*30: Zinkoxid (Zinkoxid III, erhältlich bei Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
*31: Alterungsverzögerungsmittel (6PPD, erhältlich von Flexsys)
*32: Vulkanisierungsbeschleuniger 1 (SANCELER D-G, erhältlich von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
*33: Vulkanisierungsbeschleuniger 2 (NOCCELER CZ-G, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
*34: Schwefel (ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower“, erhältlich von Tsurumi Chemical Industry, Co., Ltd.)
*35: Aluminiumhydroxid (Handelsname: BF013, erhältlich von Nippon Light Metal Company, Ltd.)

Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 2 hervorgeht, enthielten die Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 3 bis 6 jeweils zu 100 Massenteilen den Dienkautschuk, enthaltend einen SBR mit einer Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr, zu 150 bis 300 Massenteilen den spezifischen Ruß, zu 5 bis 50 Massenteilen die styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die Strukturformel (1), und zu 20 Massenteilen oder mehr des klebrigmachenden Harzes, und die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung betrug 15 Masse-% oder mehr, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes, und somit war die Lenkstabilität ausgezeichnet, die Nassgriffleistung, insbesondere die Aufwärmleistung (Nassgriffleistung bei niedrigen Temperaturen) wurde verbessert, die Bruchfestigkeit wurde erhöht und die Abriebbeständigkeit war ausgezeichnet, verglichen mit denen der Kautschukzusammensetzung des Standardbeispiels 2.
Andererseits schloss in Vergleichsbeispiel 7 n in der Strukturformel (1) 1 ein, und die Nassgriffleistung, die Lenkstabilität und die Abriebbeständigkeit nahmen ab.
In Vergleichsbeispiel 8 war die N₂SA des für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegebenen Silicas kleiner als die Untergrenze, und die Lenkstabilität und die Abriebbeständigkeit nahmen ab.
In Vergleichsbeispiel 9 war die vermischte Menge des Silicas geringer als die in der vorliegenden Erfindung angegebene Untergrenze, und die Lenkstabilität nahm ab.
In Vergleichsbeispiel 10 betrug die vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung weniger als 15 Masse-%, bezogen auf die Menge des klebrigmachenden Harzes, und die Lenkstabilität nahm ab.
In Vergleichsbeispiel 11 war die Styrolmenge des SBR kleiner als die für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegebene Untergrenze, und die Trockengriffleistung, die Lenkstabilität und die Abriebbeständigkeit verschlechterten sich.
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 2016113482 A [0005]
JP 2007186567 A [0005]
WO 2014/002750 [0029, 0040, 0051]

Claims

Kautschukzusammensetzung für Reifen, wobei die Kautschukzusammensetzung umfasst: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, enthaltend einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, der eine Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 50 bis 200 Massenteilen Ruß, das eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche N₂SA von 100 bis 500 m²/g und N₂SA/IA, das ein Verhältnis der stickstoffadsorptionsspezifischen Oberfläche N₂SA (Einheit: m²/g) zu einer Jodadsorptionsnummer IA (Einheit: mg/g) ist, von 0,90 bis 1,03 aufweist; zu 5 bis 50 Massenteilen eine styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die Strukturformel (1); und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz; wobei eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung 15 Masse-% oder mehr bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes darstellt:
worin n 2 oder 3 ist.
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 1, wobei ein Erweichungspunkt des klebrigmachenden Harzes von 60 bis 180 °C beträgt.
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem klebrigmachenden Harz um eine oder mehrere Arten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem C9-Erdölharz, einem Phenolharz, einem Cumaron-Inden-Harz, einem Terpenharz, einem Styrolharz, einem Acrylharz, einem Kolophoniumharz und einem Dicyclopentadienharz, handelt.
Reifen, umfassend die Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 1 in einer Protektorlauffläche.
Kautschukzusammensetzung für Reifen, wobei die Kautschukzusammensetzung umfasst: zu 100 Massenteilen einen Dienkautschuk, enthaltend einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, der eine Styrolmenge von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 150 bis 300 Massenteilen Silica, das eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche N₂SA von 100 bis 300 m²/g aufweist; zu 5 bis 50 Massenteilen eine styrolierte Phenolverbindung, dargestellt durch die Strukturformel (1); und zu 20 Massenteilen oder mehr ein klebrigmachendes Harz; wobei eine vermischte Menge der styrolierten Phenolverbindung 15 Masse-% oder mehr bezogen auf eine Menge des klebrigmachenden Harzes darstellt:
worin n 2 oder 3 ist.
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 5, wobei ein Erweichungspunkt des klebrigmachenden Harzes von 60 bis 180 °C beträgt.
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 5, wobei es sich bei dem klebrigmachenden Harz um eine oder mehrere Arten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem C9-Erdölharz, einem Phenolharz, einem Cumaron-Inden-Harz, einem Terpenharz, einem Styrolharz, einem Acrylharz, einem Kolophoniumharz und einem Dicyclopentadienharz, handelt.
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 5, ferner umfassend zu 2 bis 20 Masse-% einen Silan-Haftvermittler bezogen auf eine Menge des Silicas, wobei der Silan-Haftvermittler, der eine Mercaptogruppe enthält, durch eine Zusammensetzungsformel von (2) dargestellt wird: (A)_a(B)_b(C)_c(D)_d(R1)_eSiO(_4-2a-b-c-d-e)_/2 (2) worin A eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfidgruppe darstellt, B eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, C eine hydrolysierbare Gruppe darstellt, D eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe darstellt, R1 eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt, und a bis e die Beziehungen erfüllen: 0 ≤ a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 3, 0 ≤ d < 1, 0 ≤ e < 2 und 0 < 2a + b + c + d + e < 4.
Reifen, umfassend die Kautschukzusammensetzung für Reifen nach Anspruch 5 in einer Protektorlauffläche.