DE112022003522T5

DE112022003522T5 - Reifenkautschukzusammensetzung und reifen

Info

Publication number: DE112022003522T5
Application number: DE112022003522.6T
Authority: DE
Inventors: Kensuke HIJIKATA
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-05-23
Also published as: WO2023047752A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart in einer der Ausführungsformen eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, die pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen SBR mit einem Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr enthält, zu 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxid, das einen N2SA von 100 bis 300 m2/g und einen Wert eines stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N2SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger aufweist, zu 15 Massenteilen oder mehr Aluminiumhydroxid, zu 5 Massenteilen oder mehr einen flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, der einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist, und zu 15 Massenteilen oder mehr ein Klebrigmacherharz mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C einschließt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für Reifen und einen Reifen, der diese verwendet.
Stand der Technik
Im Allgemeinen werden Reifen zum Fahren auf einer trockenen Fahrbahnoberfläche und Reifen zum Fahren auf einer nassen Fahrbahnoberfläche als Rennluftreifen angefertigt, und optimale Reifen für jeden dieser Reifen werden gemäß dem Wetter und Fahrbahnoberflächenzustand während der Fahrt ausgewählt. Hier wird bei Rennreifen zum Fahren auf nassen Fahrbahnoberflächen eine große Menge an Siliciumdioxid oder Aluminiumhydroxid beigemischt, um die Nassgriffleistung zu verbessern (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Wenn jedoch eine große Menge des vorstehenden anorganischen Füllstoffs beigemischt wird, gibt es ein Problem, dass die Abriebbeständigkeit verschlechtert wird. Während Beimischen einer großen Menge an Harz ermöglicht, dass die Nassgriffleistung sich verbessert, wird der durch Wärme verursachte Griffverlust während langer Betriebsstunden durch Beimischen einer großen Harzmenge verschlechtert. Darüber hinaus nimmt in der in dem vorstehend erwähnten Patentdokument 1 offenbarten Technik die Viskosität der Verbindung zu, und die Grünfestigkeit nimmt ab, was Probleme der Verschlechterung der Verarbeitbarkeit wie Haftung an dem Inneren des Mischers verursacht. Wenn eine große Menge Öl beigemischt wird, um die Viskosität zu senken, besteht ein Problem, dass die Lenkstabilität vermindert wird.
Literaturliste
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 5827541 B
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, die hervorragend bei der Nassgriffleistung und Abriebbeständigkeit und auch hervorragend beim durch Wärme verursachten Verlust der Griffleistung ist, und einen Reifen bereitzustellen, der diese verwendet. Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, die hervorragend bei der Nassgriffleistung und Verarbeitbarkeit und auch hervorragend bei der Lenkstabilität ist, und einen Reifen bereitzustellen, der diese verwendet.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt als Konfiguration (1) eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereit, einschließlich, pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr enthält, zu 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxids mit einem stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und einem Wert eines stickstoffadsorptionspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger, zu 15 Massenteilen oder mehr ein Aluminiumhydroxid, zu 5 Massenteilen oder mehr einen flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr, der unmodifiziert ist, und zu 15 Massenteilen oder mehr ein Klebrigmacherharz mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C. Ferner stellt die vorliegende Erfindung, als Konfiguration (2), eine Kautschukzusammensetzung für Reifen bereit, einschließlich: pro 100 Massenteilen eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk enthält, der einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxid, das einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g aufweist; und zu 15 Massenteilen oder mehr, ein oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxid.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die Kautschukzusammensetzung für Reifen der vorstehend erwähnten Konfiguration (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einschließt:

pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr enthält, zu 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxids mit einem stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und einem Wert eines stickstoffadsorptionspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger, zu 15 Massenteilen oder mehr ein Aluminiumhydroxid, zu 5 Massenteilen oder mehr einen flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr, der unmodifiziert ist, und 15 Massenteile oder mehr eines Klebrigmacherharzes, das einen Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C aufweist, und daher können eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, die bei Nassgriffleistung und Abriebbeständigkeit ausgezeichnet und auch ausgezeichnet beim durch Wärme verursachten Verlust an Griffleistung sind, sowie ein Reifen, der diese verwendet, bereitgestellt werden.

Die Kautschukzusammensetzung für Reifen der vorstehend erwähnten Konfiguration (2) ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einschließt:

pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr enthält, zau 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxid mit einem stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und zu 15 Massenteilen oder mehr ein oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxid, und daher können eine Kautschukzusammensetzung für Reifen, die hervorragend bei Nassgriffleistung und Verarbeitbarkeit und auch hervorragend bei Lenkstabilität ist, sowie ein Reifen, der dieselbe verwendet, bereitgestellt werden.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Zunächst wird die Kautschukzusammensetzung für Reifen der vorstehenden Konfiguration (1) beschrieben.
Dienkautschuk
Der in der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete dienbasierte Kautschuk enthält einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR) als einen wesentlichen Bestandteil. Wenn eine Gesamtmenge des in der vorliegenden Erfindung verwendeten dienbasierten Kautschuks als 100 Massenteile angenommen wird, kann die beigemischte Menge von SBR durch angemessenes Berücksichtigen verschiedener Bedingungen, wie Lufttemperatur und Wetter, zum Beispiel in einem Fall einer Rennanwendung, bestimmt werden. Zum Beispiel kann die beigemischte Menge 70 Massenteile oder mehr, vorzugsweise 85 Massenteile oder mehr und mehr bevorzugt 100 Massenteile betragen. In der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu dem SBR jeder dienbasierte Kautschuk, der in gewöhnliche Kautschukzusammensetzungen beigemischt werden kann, 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 der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete SBR weist vorzugsweise einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr auf. Durch Erfüllen eines solchen Styrolgehalts können die Nassgriffleistung, die Abriebbeständigkeit und der durch Wärme verursachte Verlust der Griffleistung von Reifen verbessert werden. Ferner bevorzugt beträgt der Styrolgehalt 33 bis 50 Masse-%.
Darüber hinaus weist der in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete SBR vorzugsweise ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10 × 10⁵ g/mol oder mehr auf. Durch Erfüllen dieses gewichtsmittleren Molekulargewichts verbessert sich die Abriebbeständigkeit. Ein stärker bevorzugtes gewichtsmittleres Molekulargewichts des SBR beträgt 10 × 10⁵ g/mol oder mehr und 20 × 10⁵ g/mol oder weniger.
Weiterhin weist der in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete SBR vorzugsweise ein solches Massenverhältnis auf, dass Styrolgehalt > Vinylgehalt. Durch Erfüllen dieser Bedingung hat der SBR eine Wirkung, dass die Härte zunimmt, während Tg sichergestellt wird, und die Abriebbeständigkeit verbessert wird.
Silica
Das in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete Siliciumdioxid weist einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und einen Wert eines stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTABspezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger auf (nachstehend manchmal als spezifisches Siliciumdioxid 1 bezeichnet).
Wenn der N₂SA des spezifischen Siliciumdioxids 1 weniger als 100 m²/g beträgt, werden die Härte und die Bruchfestigkeit verringert, und somit werden die Lenkstabilität und die Abriebbeständigkeit verschlechtert. Alternativ, wenn der N₂SA des spezifischen Siliciumdioxids 1 300 m²/g überschreitet, wird die Viskosität zu hoch, was zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung führt.
Ein mehr bevorzugter N₂SA des spezifischen Siliciumdioxids 1, das in der Kautschukzusammensetzung mit der vorstehenden Konfiguration (1) verwendet wird, beträgt 130 bis 270 m²/g.
Es ist zu beachten, dass der N₂SA gemäß JIS K6217-2 gemessen wird.
Weiterhin weist das in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete spezifische Siliciumdioxid 1 einen Wert des stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger auf. Der Wert des vorstehenden stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs stellt den Zustand der Oberflächenporen von Siliciumdioxid dar. Wenn der Wert des stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs 1,10 oder weniger beträgt, befindet er sich in einem Zustand, in dem die Anzahl der Oberflächenporen von Siliciumdioxid klein ist. Daher tritt der SBR kaum in die Oberflächenporen ein, was die Dispergierbarkeit des Siliciumdioxids und die Interaktion mit dem SBR erhöht und somit wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung verbessert.
Der Wert des stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTABspezifischen Oberflächenbereichs beträgt vorzugsweise 1,08 bis 0,90.
Es ist zu beachten, dass der CTAB-spezifische Oberflächenbereich des Siliciumdioxids nach ISO 5794/1 gemessen wird.
Aluminiumhydroxid
Das in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) verwendete Aluminiumhydroxid unterliegt keinen besonderen Einschränkungen hinsichtlich Bedingungen wie seiner Partikelgrößenverteilung und kann aus bekannten Materialien angemessen ausgewählt werden. Beispiele für im Handel erhältliche Produkte schließen BF013 ein, erhältlich von Nippon Light Metal Co., Ltd., usw.
Darüber hinaus beträgt der BET-spezifische Oberflächenbereich des Aluminiumhydroxids aus dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 10 m²/g oder weniger, mehr bevorzugt 1 bis 8 m²/g. Es ist zu beachten, dass der spezifische BET-Oberflächenbereich nach ISO 5794/1 gemessen wird.
Flüssiges Styrol-Butadien-Copolymer
Um die Wirkung der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) weiter zu verbessern, kann ein flüssiges Styrol-Butadien-Copolymer (flüssiger SBR) beigemischt werden. Vorzugsweise weist der flüssige SBR einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr (vorzugsweise von 50 bis 90 Masse-%) auf und ist nicht modifiziert. Ferner kann ein flüssiger SBR mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 2000 bis 40000 und vorzugsweise von 3000 bis 20000 verwendet werden. Das „gewichtsmittlere Molekulargewicht“ in der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein gewichtsmittleres Molekulargewicht, das durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) basierend auf Eichung mit Polystyrol bestimmt wird. Durch Verwendung eines solchen flüssigen SBR wird die Interaktion des dienbasierten Kautschuks mit dem SBR verbessert, und die Wirkungen der vorliegenden Erfindung, insbesondere die Abriebbeständigkeit, werden verbessert. Es ist zu beachten, dass der in der vorliegenden Erfindung verwendete flüssige SBR bei 23 °C flüssig ist. Er unterscheidet sich daher von dem bei dieser Temperatur festen Dienkautschuk.
Klebrigmacherharz
In der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) kann ein Klebrigmacherharz beigemischt werden, um seine Wirkung weiter zu verbessern. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Klebrigmacherharz ist nicht besonders beschränkt, und spezifische Beispiele davon schließen phenolbasierte Harze (z. B. Phenolharze, Phenol-Acetylenharze und Phenol-Formaldehydharze); cumaronbasierte Harze (z. B. Cumaronharze, Cumaron-Inden-Harze und Cumaron-Inden-Styrolharze); terpenbasierte Harze (z. B. Terpenharze, modifizierte Terpenharze (aromatische modifizierte Terpenharze usw.), Terpenphenolharze); Styrolharze; Acrylharze; kolophoniumbasierte Harze (z. B. Kolophonium, Kolophoniumester, hydrierte Kolophoniumderivate), hydrierte Terpenharze); Erdölharze (z. B. C5-Erdölharze wie Dicyclopentazin-Harze, C9-Erdölharze, alicyclische Erdölharze und copolymerisierte C5/C9-Erdölharze); xylolbasierte Harze (z. B. Xylol-Harze, Xylol-Acetylenharze und Xylol-Formaldehydharze); o-Pinen-Harze; und aliphatische gesättigte Kohlenwasserstoffharze ein. Unter ihnen sind aus dem Grund überlegener Wirkungen und dergleichen der vorliegenden Erfindung mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C9-Erdölharzen, Phenolharzen, Cumaron-Inden-Harzen, Terpenharzen, Styrolharzen, Acrylharzen, Kolophoniumharzen und Dicyclopentadienharzen bevorzugt und aromatbasierte Erdölharze, die zu 30 Masse-% oder mehr Inden enthalten, sind aus dem Gesichtspunkt des Erhöhens von tanδ (0 °C) und des Verbesserns der Nassgriffleistung mehr bevorzugt.
Der Erweichungspunkt des Klebrigmacherharzes beträgt vorzugsweise von 60 bis 180 °C aus dem Grund des Erreichens überragender Wirkungen der vorliegenden Erfindung.
Es ist zu beachten, dass der vorstehende Erweichungspunkt gemäß JIS K6220-1 gemessen wird.
Beimischverhältnis der Kautschukzusammensetzung
Die Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) schließt, pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, 140 bis 300 Massenteile spezifisches Siliciumdioxid 1, 15 Massenteile oder mehr Aluminiumhydroxid, 5 Massenteile oder mehr eines flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuks (flüssiger SBR), der einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist, und 15 Massenteile oder mehr eines Klebrigmacherharzes mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C ein. Wenn die beigemischte Menge des spezifischen Siliciumdioxids 1 weniger als 140 Massenteile beträgt, nimmt die Härte ab und die Lenkstabilität verschlechtert sich. Umgekehrt, wenn die beigemischte Menge des spezifischen Siliciumdioxids 1 300 Massenteile überschreitet, verschlechtern sich Verarbeitbarkeit und Lenkstabilität.
Wenn die beigemischte Menge des Klebrigmacherharzes weniger als 15 Massenteile beträgt, kann die Nassgriffleistung nicht verbessert werden. Wenn die beigemischte Menge des flüssigen SBR weniger als 5 Massenteile beträgt, ist die zugegebene Menge zu klein, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung aufzuweisen.
Wenn die beigemischte Menge des Klebrigmacherharzes weniger als 15 Massenteile beträgt, ist die zugegebene Menge zu klein, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung aufzuweisen.
In der vorstehenden Konfiguration (1) beträgt die beigemischte Menge des spezifischen Siliciumdioxids 1 vorzugsweise 160 bis 280 Massenteile und mehr bevorzugt 170 bis 260 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
Die beigemischte Menge des Aluminiumhydroxids beträgt vorzugsweise 10 bis 80 Massenteile und mehr bevorzugt 20 bis 70 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
Die beigemischte Menge des flüssigen SBR beträgt vorzugsweise 5 bis 50 Massenteile und mehr bevorzugt 10 bis 40 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
Die beigemischte Menge des Klebrigmacherharzes beträgt vorzugsweise 25 bis 70 Massenteile und mehr bevorzugt 30 bis 60 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
In der Kautschukzusammensetzung mit der vorstehenden Konfiguration (1) werden 2 bis 20 Masse-%, vorzugsweise 5 bis 16 Masse-% eines Silan-Haftvermittler ferner in Bezug auf das Siliciumdioxid beigemischt, und wenn der Silan-Haftvermittler ein durch die folgende Zusammensetzungsformel (2) dargestellter ist, können die Nassgriffleistung, die Abriebbeständigkeit und der durch Wärme verursachte Griffverlust weiter verbessert werden: ${(A)}_{a} {(B)}_{b} {(C)}_{c} {(D)}_{d} {(R 1)}_{e} {SiO}_{(4 - 2 a - b - c - d - e) / 2}$
wobei in Formel (2) A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfidgruppe steht, B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht, C für eine hydrolysierbare Gruppe steht, D für eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe steht, R1 für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und a bis e die folgenden 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.
Der Silan-Haftvermittler (Polysiloxan), dargestellt durch Formel (2), und das Herstellungsverfahren davon sind bekannt und zum Beispiel in WO 2014/002750 offenbart.
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 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-*, *-C₄H₈-* S₄-C₄H₈-* ein.
In der vorstehenden Formel (2) steht B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 20 Kohlenstoffen, 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) stellt R² eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe (Arylalkylgruppe) mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen dar, von denen eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bevorzugt ist. Spezifische Beispiele der Alkylgruppe mit von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Butylgruppe, eine Hexylgruppe, eine Octylgruppe, eine Decylgruppe und eine Octadecylgruppe ein. Spezifische Beispiele der Arylgruppe mit von 6 bis 10 Kohlenstoffen schließen eine Phenylgruppe und eine Tolylgruppe ein. Spezifische Beispiele der Aralkylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffen 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 unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wirkung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 500 bis 2300, mehr bevorzugt 600 bis 1500. Das Molekulargewicht des vorstehenden Polysiloxans in der vorliegenden Erfindung wird durch Gelpermeationschromatographie (GPC) basierend auf einer Kalibrierung mit Polystyrol unter Verwendung von Toluol als Lösungsmittel 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 der vorstehenden Konfiguration (1) kann zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen Vulkanisierungs- oder Vernetzungsmittel enthalten: Vulkanisierungs- oder Vernetzungsbeschleunigern; verschiedene Füllstoffe, wie Ruß, Ton, Talk und Calciumcarbonat; Alterungsverzögererungsmitteln; Weichmachern; Harzen; Härtungsmittel; und andere verschiedene Zusatzstoffe, die gewöhnlich in Kautschukzusammensetzungen beigemischt werden. 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.
Wenn ein Weichmacher beigemischt wird, enthält die Kautschukzusammensetzung in der vorstehenden Konfiguration (1) vorzugsweise zu 5 Massenteilen oder mehr, vorzugsweise zu 15 bis 60 Massenteilen einen Weichmacher, der ein Terpenharz enthält, pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks, aus dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wirkung davon. Als der Weichmacher, der ein Terpenharz enthält, können im Handel erhältliche Produkte verwendet werden, und Beispiele davon schließen PX300N ein, erhältlich von YASUHARA CHEMICAL CO., Ltd.
Die Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) ist hervorragend bei Nassgriffleistung und Abriebbeständigkeit und ist auch bei Verlust der Griffleistung durch Wärme ausgezeichnet und kann somit geeigneterweise für eine Lauffläche, insbesondere eine Protektorlauffläche, eines Reifens, vorzugsweise 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.
Als Nächstes wird die Kautschukzusammensetzung für Reifen der vorstehenden Konfiguration (2) beschrieben.
Dienkautschuk
Der in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) verwendete dienbasierte Kautschuk enthält einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR) als einen wesentlichen Bestandteil. Wenn die Gesamtmenge des in der vorliegenden Erfindung verwendeten dienbasierten Kautschuks als 100 Massenteile angenommen wird, kann die beigemischte Menge von SBR durch angemessenes Berücksichtigen verschiedener Bedingungen, wie Lufttemperatur und Wetter, zum Beispiel in einem Fall einer Rennanwendung, bestimmt werden. Zum Beispiel kann die beigemischte Menge 70 Massenteile oder mehr, vorzugsweise 85 Massenteile oder mehr und mehr bevorzugt 100 Massenteile betragen. In der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu dem SBR jeder dienbasierte Kautschuk, der in gewöhnliche Kautschukzusammensetzungen beigemischt werden kann, in der ersten 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.
Außerdem weist der in der vorstehenden Konfiguration (2) verwendete SBR vorzugsweise einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr auf. Durch Erfüllen eines solchen Styrolgehalts können die Nassgriffleistung und die Lenkstabilität des Reifens verbessert werden. Ferner bevorzugt beträgt der Styrolgehalt 33 bis 50 Masse-%.
Silica
Das in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) verwendete Siliciumdioxid weist einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g auf (nachstehend manchmal auch als spezifisches Siliciumdioxid 2 bezeichnet).
Wenn der N₂SA des spezifischen Siliciumdioxids 2 weniger als 100 m²/g beträgt, werden die Härte und die Bruchfestigkeit verringert, und somit werden die Lenkstabilität und die Abriebbeständigkeit verschlechtert. Alternativ, wenn der N₂SA des spezifischen Siliciumdioxids 2 300 m²/g überschreitet, wird die Viskosität zu hoch, was zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung führt.
Ein mehr bevorzugter N₂SA des Siliciumdioxids 2, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt von 130 bis 270 m²/g.
Es ist zu beachten, dass der N₂SA gemäß JIS K6217-2 gemessen wird.
Oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxid
Das in der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) verwendete Aluminiumhydroxid ist ein Aluminiumhydroxid, das mit einem Oberflächenbehandlungsmittel oberflächenbehandelt wurde. Beispiele für ein solches Oberflächenbehandlungsmittel schließen einen Silan-Haftvermittler, eine höhere Fettsäure oder ein Salz davon, Polymere, eine titanatbasierte Verbindung, eine epoxidbasierte Verbindung, eine isocyanatbasierte Verbindung und einen Phosphorsäureester ein. Das Oberflächenbehandlungsmittel kann in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Unter ihnen ist ein Silan-Haftvermittler aus dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wirkung der vorliegenden Erfindung vorzuziehen.
Beispiele für den Silan-Haftvermittler schließen Vinylgruppen-haltige silanbasierte Haftvermittler, (Meth)acryloylgruppen-haltige silanbasierte Haftvermittler, Aminogruppen-haltige silanbasierte Haftvermittler, Epoxidgruppen-haltige silanbasierte Haftvermittler, Mercaptogruppen-haltige silanbasierte Haftvermittler, Carboxylgruppen-haltige silanbasierte Haftvermittler und Halogenatom-haltige Haftvermittler ein.
Die verwendete Menge des Oberflächenbehandlungsmittels beträgt beispielsweise 0,1 bis 10 Massenteile pro 100 Massenteile des Aluminiumhydroxids.
Das Verfahren zur Oberflächenbehandlung des Aluminiumhydroxids kann angemessen aus bekannten Verfahren wie einem Trockenverfahren, einem Nassverfahren und einem Integralmischverfahren ausgewählt werden.
Darüber hinaus beträgt der BET-spezifische Oberflächenbereich des Aluminiumhydroxids aus dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 10 m²/g oder weniger, mehr bevorzugt 1 bis 8 m²/g. Es ist zu beachten, dass der spezifische BET-Oberflächenbereich nach ISO 5794/1 gemessen wird.
Als das oberflächenbehandelte Aluminiumhydroxid kann im Handel erhältliches Aluminiumhydroxid verwendet werden, und Beispiele davon schließen Martinal-Serien ein, die von Huber erhältlich sind.
Beimischverhältnis der Kautschukzusammensetzung
Die Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) wird durch Beimischen von 140 bis 300 Massenteilen spezifischen Siliciumdioxids 2 und 15 Massenteilen oder mehr des oberflächenbehandelten Aluminiumhydroxids pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks erhalten.
Wenn die beigemischte Menge des spezifischen Siliciumdioxids 2 weniger als 140 Massenteile beträgt, nimmt die Härte ab und die Lenkstabilität verschlechtert sich. Umgekehrt, wenn die beigemischte Menge des spezifischen Siliciumdioxids 2 300 Massenteile überschreitet, werden die Verarbeitbarkeit und die Lenkstabilität vermindert.
Wenn die beigemischte Menge des oberflächenbehandelten Aluminiumhydroxids weniger als 15 Massenteile beträgt, kann die Nassgriffleistung nicht verbessert werden.
Ferner beträgt in der vorstehenden Konfiguration (2) die beigemischte Menge des spezifischen Siliciumdioxids 2 vorzugsweise 160 bis 280 Massenteile, mehr bevorzugt 170 bis 260 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
Die beigemischte Menge des oberflächenbehandelten Aluminiumhydroxids beträgt vorzugsweise 10 bis 80 Massenteile und mehr bevorzugt 20 bis 70 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
Flüssiges Styrol-Butadien-Copolymer
Um die Wirkung der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) weiter zu verbessern, kann ein flüssiges Styrol-Butadien-Copolymer (flüssiger SBR) beigemischt werden.
Vorzugsweise weist der flüssige SBR einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr (vorzugsweise 50 bis 90 Masse-%) auf und ist nicht modifiziert. Ferner können, als der flüssige SBR, jene mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 2000 bis 40000 und vorzugsweise von 3000 bis 20000 verwendet werden. Das „gewichtsmittlere Molekulargewicht“ in der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein gewichtsmittleres Molekulargewicht, das durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) basierend auf Eichung mit Polystyrol bestimmt wird. Es ist zu beachten, dass der in der vorliegenden Erfindung verwendete flüssige SBR bei 23 °C flüssig ist. Er unterscheidet sich daher von dem bei dieser Temperatur festen Dienkautschuk.
Die beigemischte Menge des flüssigen SBR beträgt vorzugsweise 5 Massenteile oder mehr und mehr bevorzugt 5 bis 50 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
Klebrigmacherharz
In der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) kann ein Klebrigmacherharz beigemischt werden, um die Wirkung weiter zu verbessern. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Klebrigmacherharz ist nicht besonders beschränkt, und spezifische Beispiele davon schließen phenolbasierte Harze (z. B. Phenolharze, Phenol-Acetylenharze und Phenol-Formaldehydharze); cumaronbasierte Harze (z. B. Cumaronharze, Cumaron-Inden-Harze und Cumaron-Inden-Styrolharze); terpenbasierte Harze (z. B. Terpenharze, modifizierte Terpenharze (aromatische modifizierte Terpenharze usw.), Terpenphenolharze); Styrolharze; Acrylharze; kolophoniumbasierte Harze (z. B. Kolophonium, Kolophoniumester, hydrierte Kolophoniumderivate), hydrierte Terpenharze); Erdölharze (z. B. C5-Erdölharze wie Dicyclopentazin-Harze, C9-Erdölharze, alicyclische Erdölharze und copolymerisierte C5/C9-Erdölharze); xylolbasierte Harze (z. B. Xylol-Harze, Xylol-Acetylenharze und Xylol-Formaldehydharze); α-Pinen-Harze; und aliphatische gesättigte Kohlenwasserstoffharze ein. Unter ihnen sind aufgrund der überlegenen Wirkungen usw. der vorliegenden Erfindung mindestens eines bevorzugt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus C9-Erdölharzen, Phenolharzen, einem Cumaron-Inden-Harzen, einem Terpenharzen, einem Styrolharz, einem Acrylharzen, Kolophoniumharz und Dicyclopentadien-Harzen.
Der Erweichungspunkt des Klebrigmacherharzes beträgt vorzugsweise 60 bis 180 °C aus der Perspektive des Erreichens überlegener Wirkungen der vorliegenden Erfindung.
Es ist zu beachten, dass der vorstehende Erweichungspunkt gemäß JIS K6220-1 gemessen wird.
In der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) beträgt die beigemischte Menge des Klebrigmacherharzes vorzugsweise 15 Massenteile oder mehr, mehr bevorzugt 25 bis 70 Massenteile und besonders bevorzugt 30 bis 60 Massenteile pro 100 Massenteile des dienbasierten Kautschuks.
In der Kautschukzusammensetzung mit der vorstehenden Konfiguration (2) wird ferner zu 2 bis 20 Masse-%, vorzugsweise zu 5 bis 16 Masse-% ein Silan-Haftvermittler, in Bezug auf das Siliciumdioxid, beigemischt, und wenn der Silan-Haftvermittler ein durch die Zusammensetzungsformel von vorstehendem (2) dargestellter ist, können die Nassgriffleistung, die Verarbeitbarkeit und die Lenkstabilität weiter verbessert werden.
Weitere Bestandteile
Die Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) kann zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen Vulkanisierungs- oder Vernetzungsmittel enthalten; Vulkanisierungs- oder Vernetzungsbeschleunigern; verschiedene Füllstoffe, wie Zinkoxid, Ruß, Ton, Talk und Calciumcarbonat; Alterungsverzögererungsmitteln; Weichmachern; und andere verschiedene Zusatzstoffe, die gewöhnlich in Kautschukzusammensetzungen beigemischt werden. 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.
Da die Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (2) bei Nassgriffleistung und Verarbeitbarkeit hervorragend ist und auch bei Lenkstabilität hervorragend ist, kann sie geeigneterweise für eine Lauffläche eines Reifens, insbesondere eine Protektorlauffläche, vorzugsweise eine Lauffläche eines Rennreifens, insbesondere eine Protektorlauffläche, 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.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird durch Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch diese Beispiele beschränkt. Zunächst werden Beispiele und Vergleichsbeispiele der Kautschukzusammensetzung der vorstehenden Konfiguration (1) beschrieben.
Verfahren zur Herstellung von modifiziertem flüssigem SBR
Methyltriethoxysilan als Modifikator wurde mit einem polymerisationsaktiven Ende eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuks umgesetzt, der durch anionische Polymerisation von Styrol und 1,3-Butadien unter Verwendung von Lithiumdimethylamid als Initiator synthetisiert wurde, um einen modifizierten, am Ende modifizierten flüssigen SBR zu erhalten.
Standardbeispiel 1, Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5
Probenbereitung
Gemäß dem in Tabelle 1 dargestellten Verbindungsverhältnis (Massenteile) wurden die Bestandteile, außer den Vulkanisierungsbestandteilen (Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel) 5 Minuten in einem verschlossenen 1,7-I-Banbury-Mischer geknetet. Dann wurde das erhaltene Gemisch 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 ein Luftreifen mit einer Reifengröße von 225/40R18 unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung in einem Laufflächenabschnitt und Vulkanisation hergestellt und wie nachstehend dargestellt bewertet.
Nassgriffleistung: Der erhaltene Luftreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 17 × 8 J montiert und an einem Testfahrzeug einer 2-Liter-Pkw-Klasse montiert, und der tatsächliche Fahrzeugweg war pro auf einer 1,2 km langen Teststrecke pro Testlauf auf einer nassen Straßenoberfläche oder einer trockenen Straßenoberfläche (Wassertiefe unterhalb der Oberseite der Unebenheit der Straße) unter dem Zustand eines Luftdrucks von 240 kPa, und eine Rundenzeit für jeden Testlauf, wenn der Luftreifen kontinuierlich 10 Testläufe gefahren war, wurde gemessen, und die schnellste Rundenzeit wurde als ein Ergebnis erhalten. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 1 der Wert 100 zugewiesen ist. Je größer der Index, desto schneller die Rundenzeit und desto besser die Nassgriffleistung.
Widerstand gegen Griffverlust durch Wärme: Unter Verwendung der vorstehenden Kautschukzusammensetzung wurde M300 (RT)/M300 (60 °C) bestimmt. Insbesondere gab es einen Zugtest bei Raumtemperatur (RT) oder 60 °C auf der Basis von JIS K6251 (unter Verwendung von Prüfhantel Nr. 3), um den 300 % Verformungsmodul (M300) zu bestimmen. Die Ergebnisse wurden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 1 der Wert 100 zugewiesen ist. Je größer der Index, desto geringer die Temperaturabhängigkeit und desto besser der durch Wärme verursachte Griffverlust.
Abriebbeständigkeit: Unter Verwendung der vorstehenden Kautschukzusammensetzung wurde die Bruchdehnung bei Raumtemperatur durch einen Zugtest gemäß JIS K6251 bewertet. Die Ergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 1 der Wert 100 zugeordnet wird. Größere Indexwerte geben eine bessere Bruchfestigkeit und eine bessere Abriebbeständigkeit an.

Die Ergebnisse liegen in Tabelle 1 vor. Tabelle 1-I

	Standardbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
SBR 1 *1	137,5	137,5	137,5	137,5	137,5	137,5
SBR 2 *2	-	-	-	-	-	-
SBR 3 *3	-	-	-	-	-	-
SBR 4 *4	-	-	-	-	-	-
Siliciumdioxid 1 *5	180,0	180,0	-	-	-	-
Siliciumdioxid 2 *6	-	-	180,0	180,0	180,0	180,0
Siliciumdioxid 3 *7	-	-	-	-	-	-
Ruß *8	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0
Aluminiumhydroxid *9	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 1 *10	30,0	30,0	30,0	-	-	-
Klebrigmacherharz 2 *11	-	-	-	30,0	30,0	30,0
SilanHaftvermittler 1 *12	14,4	14,4	14,4	14,4	14,4	-
SilanHaftvermittler 2 *13	-	-	-	-	-	14,4
Flüssiger SBR 1 *14	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0
Flüssiger SBR 2 *15	-	-	-	-	-	-
Flüssiger SBR 3 *16	-	-	-	-	-	-
Weichmacher 1 *17	30,0	30,0	30,0	30,0	20,0	30,0
Weichmacher 2 *18	-	-	-	-	10,0	-
Stearinsäure *19	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *20	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel *21	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *22	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *23	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *24	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
NassgriffLeistung (nasse Straßenoberfläche)	100	107	113	117	118	121
NassgriffLeistung (halbge-	100	108	114	114	117	116
trocknete Straßenoberfläche)
Widerstand gegen Griffverlust durch Wärme	100	100	101	105	107	102
Abriebbeständigkeit	100	96	102	105	106	101

Tabelle 1-II

	Beispiel 5	Beispiel 6	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Vergleichsbeispiel 5
SBR 1 *1	-	-	137,5	137,5	137,5	-
SBR 2 *2	-	-	-	-	-	137,5
SBR 3 *3	137,5	-	-	-	-	-
SBR 4 *4	-	137,5	-	-	-	-
Siliciumdioxid 1 *5	-	-	-	-	-	-
Siliciumdioxid 2 *6	180,0	180,0	-	180,0	180,0	180,0
Siliciumdioxid 3 *7	-	-	180,0	-	-	-
Ruß *8	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0
Aluminiumhydroxid *9	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 1 *10	-	-	30,0	30,0	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 2 *11	30,0	30,0	-	-	-	-
SilanHaftvermittler 1 *12	-	-	14,4	14,4	14,4	14,4
SilanHaftvermittler 2 *13	14,4	14,4	-	-	-	-
Flüssiger SBR 1 *14	15,0	15,0	15,0	-	-	15,0
Flüssiger SBR 2 *15	-	-	-	15,0	-	-
Flüssiger SBR 3 *16	-	-	-	-	15,0	-
Weichmacher 1 *17	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Weichmacher 2 *18	-	-	-	-	-	-
Stearinsäure *19	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *20	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alterungsverzögerungsmittel *21	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *22	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *23	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *24	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
NassgriffLeistung (nasse Straßenoberfläche)	121	120	105	98	97	108
NassgriffLeistung (halbge-	117	118	108	99	115	107
trocknete Straßenoberfläche)
Widerstand gegen Griffverlust durch Wärme	105	108	100	103	104	97
Abriebbeständigkeit	106	111	95	101	104	98

*1: SBR 1 (Nipol NS522, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd. (Styrolgehalt = 39 Masse-%, Vinylgehalt = 42 Masse-%, gewichtsmittleres Molekulargewicht = 8,4 × 10⁵ g/mol, Ölweichmachergehalt = 37,5 Massenteile pro 100 Massenteile SBR))
*2: SBR 2 (Nipol NS460, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd. (Styrolgehalt = 25 Masse-%, Vinylgehalt = 63 Masse-%, gewichtsmittleres Molekulargewicht = 9,5 × 10⁵ g/mol, Ölweichmachergehalt = 37,5 Massenteile pro 100 Massenteile SBR))
*3: SBR 3 (HP776, erhältlich von JSR Corporation (Styrolgehalt = 32 Masse-%, Vinylgehalt = 56 Masse-%, gewichtsmittleres Molekulargewicht = 12,1 × 10⁵ g/mol, Ölweichmachergehalt = 37,5 Massenteile pro 100 Massenteile SBR))
*4: SBR 4 (VSL2438-2, erhältlich von LANXESS (Styrolgehalt = 38 Masse-%, Vinylgehalt = 24 Masse-%, gewichtsmittleres Molekulargewicht = 10,9 × 10⁵ g/mol, Ölweichmachergehalt = 37,5 Massenteile pro 100 Massenteile SBR))
*5: Siliciumdioxid 1 (VN3GR, erhältlich von Evonik Industries AG, stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N₂SA) = 181 m²/g, N₂SA/CTAB-spezifischer Oberflächenbereich = 1,12)
*6: Siliciumdioxid 2 (Ultrasil 7000 GR, erhältlich von Evonik Industries AG, stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N₂SA) = 171 m²/g, N₂SA/CTAB-spezifischer Oberflächenbereich = 1,03)
*7: Siliciumdioxid 3 (Zeosil 1085GR, erhältlich von Sovay Co. (stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N₂SA) = 86 m²/g, N₂SA/CTAB-spezifischer Oberflächenbereich = 0,99)
*8: Ruß (SEAST 9, erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd. (stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N2SA) = 142 m²/g, N₂SA/IA = 1,02))
*9: Aluminiumhydroxid (BF013, erhältlich von Nippon Light Metal Co., Ltd.)
*10: Klebrigmacherharz 1 (FTR2140, erhältlich von Mitsui Chemicals, Inc., aromatbasiertes Kohlenwasserstoffharz, Erweichungspunkt = 137 °C, Indengehalt = 0 Masse-%)
*11: Klebrigmacherharz 2 (Neopolymer 140S, erhältlich von ENEOS Co., Ltd., C9-Erdölharz, Erweichungspunkt = 145 °C, Indengehalt = 48 Masse-%)
*12: Silan-Haftvermittler 1 (Si69, erhältlich von Evonik Industries AG)
*13: Silan-Haftvermittler 2 (ein Silan-Haftvermittler, der durch das in WO 2014/002750 offenbarte Herstellungsverfahren hergestellt wurde und die Zusammensetzungsformel des oben genannten (2) erfüllt. Zusammensetzungsformel = (-C₃H₆-S₄-C₃H₆-)₀,₀₈₃(-C₈H₁₇)_0,667(-OC₂H₅)_1,50(-C₃H₆SH)_0,167SiO_0,75; durchschnittliches Molekulargewicht = 860)
*14: Flüssiger SBR 1 (Ricon 100, erhältlich von Cray Valley, Vinylgehalt = 70 Masse-%, unmodifiziert)
*15: Flüssiger SBR 2 (Ricon 184, erhältlich von Cray Valley, Vinylgehalt = 30 Masse-%, unmodifiziert)
*16: Flüssiger SBR 3 (modifizierter flüssiger SBR basierend auf dem vorstehenden Herstellungsverfahren, Vinylgehalt = 70 Masse-%, silanmodifiziert)
*17: Weichmacher 1 (Extrakt Nr. 4S, erhältlich von Shell Lubricants Japan K.K.)
*18: Weichmacher 2 (PX300N, erhältlich von YASUHARA CHEMICAL CO., LTD., aus einem Terpenharz hergestellt)
*19: Stearinsäure (Stearinsäurekügelchen YR, erhältlich bei NOF Corporation)
*20: Zinkoxid (Zinkoxide III, erhältlich von Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
*21: Alterungsverzögerungsmittel (6PPD, erhältlich von Flexsys)
*22: Vulkanisierungsbeschleuniger 1 (SANCELER D-G, erhältlich von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
*23: Vulkanisierungsbeschleuniger 2 (NOCCELER CZ-G, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
*24: Schwefel (ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower“ erhältlich von Tsurumi Chemical Industry, Co., Ltd.)

Basierend auf den Ergebnissen von Tabelle 1 schloss die Kautschukzusammensetzung jedes Beispiels pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk enthält, der einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr aufweist, 140 bis 300 Massenteile eines Siliciumdioxids, das einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/ g und einen Wert eines stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereich von 1,10 oder weniger aufweist, 15 Massenteile oder mehr Aluminiumhydroxid, 5 Massenteile oder mehr eines flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuks, der einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist, und 15 Massenteile oder mehr eines Klebrigmacherharzes mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C ein. Daher war die Kautschukzusammensetzung hervorragend bei Nassgriffleistung und Abriebbeständigkeit und auch hervorragend bei durch Wärme verursachtem Griffverlust.
Derweil ist in Vergleichsbeispiel 1, da der Wert des N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von Siliciumdioxid 1,10 überschreitet, die Abriebbeständigkeit verschlechtert.
In Vergleichsbeispiel 2, da der N₂SA des Siliciumdioxids unter der unteren Grenze lag, die in der vorstehenden Konfiguration (1) definiert ist, war die Abriebbeständigkeit vermindert.
In Vergleichsbeispiel 3, da der Vinylgehalt des flüssigen SBR unter der unteren Grenze lag, die in der vorstehenden Konfiguration (1) definiert ist, war die Nassgriffleistung vermindert.
In Vergleichsbeispiel 4, da der flüssige SBR mit Maleinsäure modifiziert worden war, war die Nassgriffleistung vermindert.
In Vergleichsbeispiel 5, da der Styrolgehalt im SBR unter der unteren Grenze lag, die durch die vorstehende Konfiguration (1) definiert ist, waren Widerstand gegen Griffverlust durch Wärme und Abriebbeständigkeit verschlechtert.
Als Nächstes werden Beispiele und Vergleichsbeispiele der Kautschukzusammensetzung mit der vorstehenden Konfiguration (2) beschrieben.
Verfahren zur Herstellung von modifiziertem flüssigem SBR
Methyltriethoxysilan als Modifikator wurde mit einem polymerisationsaktiven Ende eines lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuks umgesetzt, der durch anionische Polymerisation von Styrol und 1,3-Butadien unter Verwendung von Lithiumdimethylamid als Initiator synthetisiert wurde, um einen modifizierten, am Ende modifizierten flüssigen SBR zu erhalten.
Standardbeispiel 2, Beispiele 7 bis 14 und Vergleichsbeispiele 6 bis 10
Probenbereitung
Gemäß dem in Tabelle 2 dargestellten Verbindungsverhältnis (Massenteile) wurden die Bestandteile, außer den Vulkanisierungsbestandteilen (Vulkanisierungsbeschleuniger und Schwefel) 5 Minuten in einem verschlossenen 1,7-I-Banbury-Mischer geknetet. Dann wurde das erhaltene Gemisch 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 ein Luftreifen mit einer Reifengröße von 225/40R18 unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung in einem Laufflächenabschnitt und Vulkanisation hergestellt und wie nachstehend dargestellt bewertet.
Nassgriffleistung: Der erhaltene Luftreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 17 × 8 J montiert und an einem Testfahrzeug einer 2-Liter-Pkw-Klasse montiert, und der tatsächliche Fahrzeugweg war pro auf einer 1,2 km langen Teststrecke pro Testlauf auf einer nassen Straßenoberfläche oder einer trockenen Straßenoberfläche (Wassertiefe unterhalb der Oberseite der Unebenheit der Straße) unter dem Zustand eines Luftdrucks von 240 kPa, und eine Rundenzeit für jeden Testlauf, wenn der Luftreifen kontinuierlich 10 Testläufe gefahren war, wurde gemessen, und die schnellste Rundenzeit wurde als ein Ergebnis erhalten. Die Ergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 2 der Wert 100 zugeordnet wird. Je größer der Index, desto schneller die Rundenzeit und desto besser die Nassgriffleistung.
Verarbeitbarkeit 1 (Mooney-Viskosität): Unter Verwendung der vorstehenden Kautschukzusammensetzung wurde die Mooney-Viskosität des unvulkanisierten Kautschuks bei 100 °C gemäß JIS K6300 gemessen. Die Ergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 2 der Wert 100 zugeordnet wird. Eine kleinerer Indexwert bedeutet eine geringere Viskosität und zeigt somit eine bessere Verarbeitbarkeit an.
Verarbeitbarkeit 2 (Grünfestigkeit): Unter Verwendung der vorstehenden Kautschukzusammensetzung (unvulkanisiert), gemäß JIS K6251:2010, wurde ein hantelförmiges Teststück nach JIS Nr. 3 (Dicke: 2 mm) ausgestanzt und 300 % Modul wurde unter den Bedingungen einer Temperatur von 20 °C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/Minute gemessen. Die Ergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 2 der Wert 100 zugeordnet wird. Je größer der Index, desto besser die Grünfestigkeit und desto besser die Verarbeitbarkeit.
Lenkstabilität: Die Kautschukhärte der hergestellten Proben wurde gemäß JIS K6253 mit einem Durometer Typ A bei einer Temperatur von 60 °C gemessen. Die Ergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Standardbeispiel 2 der Wert 100 zugeordnet wird. Größere Indexwerte geben eine größere Härte und bessere Lenkstabilität an.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2-I

	Standardbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 6	Vergleichsbeispiel 7	Beispiel 7	Beispiel 8
SBR 1 *25	137,5	137,5	137,5	137,5	137,5
SBR 2 *26	-	-	-	-	-
Siliciumdioxid 1 *27	180,0	180,0	180,0	180,0	180,0
Siliciumdioxid 2 *28	-	-	-	-	-
Ruß *29	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0
Aluminiumhydroxid 1 *30	-	30,0	30,0	-	-
Aluminiumhydroxid 2 *31	-	-	-	30,0	-
Aluminiumhydroxid 3 *32	-	-	-	-	30,0
Aluminiumhydroxid 4 *33	-	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 5 *34	-	-	-	-	-
Klebrigmacherharz 1 *35	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 2 *36	-	-	-	-	-
SilanHaftvermittler 1 *37	14,4	14,4	14,4	14,4	14,4
SilanHaftvermittler 2 *38	-	-	-	-	-
Flüssiger SBR 1 *39	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0
Flüssiger SBR 2 *40	-	-	-	-	-
Flüssiger SBR 3 *41	-	-	-	-	-
Weichmacher *42	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Stearinsäure *43	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *44	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alteru ngsverzögeru ngsmittel *45	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *46	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *47	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *48	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
NassgriffLeistung (nasse Straßenoberfläche)	100	107	108	108	110
NassgriffLeistung (halbgetrocknete Straßenoberfläche)	100	108	107	111	112
Verarbeitbarkeit 1 (1/MV)	100	100	99	102	102
Verarbeitbarkeit 2 (Grünfestigkeit)	100	97	94	100	101
Lenkstabilität	100	101	102	102	101

Tabelle 2-II

	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13
SBR 1 *25	137,5	137,5	137,5	137,5	137,5
SBR 2 *26	-	-	-	-	-
Siliciumdioxid 1 *27	180,0	180,0	180,0	180,0	180,0
Siliciumdioxid 2 *28	-	-	-	-	-
Ruß *29	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0
Aluminiumhydroxid 1 *30	-	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 2 *31	-	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 3 *32	-	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 4 *33	30,0	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 5 *34	-	30,0	30,0	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 1 *35	30,0	30,0	-	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 2 *36	-	-	30,0	-	-
SilanHaftvermittler 1 *37	14,4	14,4	14,4	-	14,4
SilanHaftvermittler 2 *38	-	-	-	14,4	-
Flüssiger SBR 1 *39	15,0	15,0	15,0	15,0	-
Flüssiger SBR 2 *40	-	-	-	-	15,0
Flüssiger SBR 3 *41	-	-	-	-	-
Weichmacher *42	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Stearinsäure *43	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *44	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Alteru ngsverzögeru ngsmittel *45	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *46	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *47	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *48	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
NassgriffLeistung (nasse Straßenoberfläche)	113	110	112	121	106
NassgriffLeistung (halbgetrocknete Straßenoberfläche)	115	117	114	116	103
Verarbeitbarkeit 1 (1/MV)	102	101	100	109	103
Verarbeitbarkeit 2 (Grünfestigkeit)	102	101	100	105	102
Lenkstabilität	104	105	103	101	100

Tabelle 2-III

	Beispiel 14	Vergleichsbeispiel 8	Vergleichsbeispiel 9	Vergleichsbeispiel 10
SBR 1 *25	137,5	137,5	-	-
SBR 2 *26	-	-	137,5	137,5
Siliciumdioxid 1 *27	180,0	-	180,0	180,0
Siliciumdioxid 2 *28	-	180,0	-	-
Ruß *29	10,0	10,0	10,0	10,0
Aluminiumhydroxid 1 *30	-	-	30,0	-
Aluminiumhydroxid 2 *31	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 3 *32	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 4 *33	-	-	-	-
Aluminiumhydroxid 5 *34	30,0	30,0	-	30,0
Klebrigmacherharz 1 *35	30,0	30,0	30,0	30,0
Klebrigmacherharz 2 *36	-	-	-	-
SilanHaftvermittler 1 *37	14,4	14,4	14,4	14,4
SilanHaftvermittler 2 *38	-	-	-	-
Flüssiger SBR 1 *39	-	15,0	15,0	15,0
Flüssiger SBR 2 *40	-	-	-	-
Flüssiger SBR 3 *41	15,0	-	-	-
Weichmacher *42	30,0	30,0	30,0	30,0
Stearinsäure *43	2,0	2,0	2,0	2,0
Zinkoxid *44	2,0	2,0	2,0	2,0
Alteru ngsverzögeru ngsmittel *45	2,0	2,0	2,0	2,0
Vulkanisierungsbeschleuniger 1 *46	1,5	1,5	1,5	1,5
Vulkanisierungsbeschleuniger 2 *47	2,0	2,0	2,0	2,0
Schwefel *48	1,5	1,5	1,5	1,5
Messergebnis
NassgriffLeistung (nasse Straßenoberfläche)	100	103	108	110
NassgriffLeistung (halbgetrocknete Straßenoberfläche)	103	105	107	115
Verarbeitbarkeit 1 (1/MV)	100	111	97	98
Verarbeitbarkeit 2 (Grünfestigkeit)	100	98	95	98
Lenkstabilität	105	98	98	103

*25: SBR 1 (Nipol NS522, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd. (Styrolgehalt = 39 Masse-%, Ölweichmachergehalt = 37,5 Massenteile pro 100 Massenteile SBR))
*26: SBR 2 (Nipol NS460, erhältlich von ZS Elastomer Co., Ltd. (Styrolgehalt = 25 Masse-%, Ölweichmachergehalt = 37,5 Massenteile pro 100 Massenteile SBR))
*27: Siliciumdioxid 1 (VN3GR, erhältlich von Evonik Industries AG, stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N₂SA) = 181 m²/g)
*28: Siliciumdioxid 2 (Zeosil 1085GR, erhältlich von Sovay Co. (stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N₂SA) = 86 m²/g, N₂SA/CTAB = 0,99)
*29: Ruß (SEAST 9, erhältlich von Tokai Carbon Co., Ltd. (stickstoffadsorptionsspezifischer Oberflächenbereich (N2SA) = 142 m²/g, N₂SA/IA = 1,02))
*30: Aluminiumhydroxid 1 (Martinal OL-104LEO, erhältlich von Huber (ohne Oberflächenbehandlung))
*31: Aluminiumhydroxid 2 (Martinal OL-104C, erhältlich von Huber (oberflächenbehandelt mit Stearinsäure))
*32: Aluminiumhydroxid 3 (Martinal OL-104GO, erhältlich von Huber (oberflächenbehandelt mit einem Polymer))
*33: Aluminiumhydroxid 4 (Martinal OL-104IO, erhältlich von Huber (oberflächenbehandelt mit einem Aminosilan))
*34: Aluminiumhydroxid 5 (Martinal OL-104ZO, erhältlich von Huber (oberflächenbehandelt mit Vinylsilan))
*35: Klebrigmacherharz 1 (Neopolymer 140S, erhältlich von ENEOS Co., Ltd., C9-Erdölharz, Erweichungspunkt = 145 °C)
*36: Klebrigmacherharz 2 (YS Resin TO-125, erhältlich von Yasuhara Chemical Co., Ltd., Erweichungspunkt = 125 °C)
*37: Silan-Haftvermittler 1 (Si69, erhältlich von Evonik Industries AG)
*38: Silan-Haftvermittler 2 (ein Silan-Haftvermittler, der durch das in WO 2014/002750 offenbarte Herstellungsverfahren hergestellt wurde und die Zusammensetzungsformel des oben genannten (2) erfüllt. Zusammensetzungsformel = (-C₃H₆-S₄-C₃H₆-)_0,083(-C₈H₁₇)_0,667(-OC₂H₅)_1,50(-C₃H₆SH)_0,167SiO_0,75; durchschnittliches Molekulargewicht = 860)
*39: Flüssiger SBR 1 (Ricon 100, erhältlich von Cray Valley, Vinylgehalt = 70 Masse-%, unmodifiziert)
*40: Flüssiger SBR 2 (Ricon 184, erhältlich von Cray Valley, Vinylgehalt = 30 Masse-%, unmodifiziert)
*41: Flüssiger SBR 3 (modifizierter flüssiger SBR basierend auf dem vorstehenden Herstellungsverfahren, Vinylgehalt = 70 Masse-%, silanmodifiziert)
*42: Weichmacher (Extrakt Nr. 4S, erhältlich von Shell Lubricants Japan K.K.)
*43: Stearinsäure (Stearinsäurekügelchen YR, erhältlich bei NOF Corporation)
*44: Zinkoxid (Zinkoxide III, erhältlich von Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
*45: Alterungsverzögerungsmittel (6PPD, erhältlich von Flexsys)
*46: Vulkanisierungsbeschleuniger 1 (SANCELER D-G, erhältlich von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
*47: Vulkanisierungsbeschleuniger 2 (NOCCELER CZ-G, erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
*48: Schwefel (ölbehandeltes Schwefelpulver „Golden Flower-“ erhältlich von Tsurumi Chemical Industry, Co., Ltd.)

Aus den Ergebnissen von Tabelle 2 schloss die Kautschukzusammensetzung jedes Beispiels, pro 100 Massenteilen eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk enthält, der einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr aufweist, 140 bis 300 Massenteile eines Siliciumdioxids, das einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g aufweist, und 15 Massenteile oder mehr eines oberflächenbehandelten Aluminiumhydroxids ein. Daher ist die Kautschukzusammensetzung hervorragend bei der Nassgriffleistung und Verarbeitbarkeit und auch hervorragend bei der Lenkstabilität.
In den Vergleichsbeispielen 6 und 7 wurde das Aluminiumhydroxid nicht oberflächenbehandelt, und somit war die Verarbeitbarkeit verschlechtert.
In Vergleichsbeispiel 8, da der N₂SA des Siliciumdioxids unter der in der vorliegenden Erfindung definierten unteren Grenze lag, waren die Verarbeitbarkeit und die Lenkstabilität vermindert.
In Vergleichsbeispiel 9, da der Styrolgehalt im SBR unter der in der vorliegenden Erfindung definierten unteren Grenze lag und das Aluminiumhydroxid nicht oberflächenbehandelt war, waren die Verarbeitbarkeit und die Lenkstabilität vermindert.
In Vergleichsbeispiel 10, da der Styrolgehalt im SBR unter der in der vorliegenden Erfindung definierten unteren Grenze lag, war die Verarbeitbarkeit vermindert.
Die vorliegende Erfindung schließt die folgenden Ausführungsformen ein.
Erste Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen, einschließlich, pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk enthält, der einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr aufweist, 140 bis 300 Massenteile eines Siliciumdioxids, das einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und einen Wert eines stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereichs N₂Sa/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger aufweist, 15 Massenteile oder mehr Aluminiumhydroxid, 5 Massenteile oder mehr eines flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuks, der einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist, und 15 Massenteile oder mehr eines Klebrigmacherharzes mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C.
Zweite Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß der ersten Ausführungsform, wobei das Klebrigmacherharz ein aromatbasiertes Erdölharz enthält, das zu 30 Masse-% oder mehr Inden enthält.
Dritte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform, die ferner 5 Massenteile oder mehr eines Weichmachers einschließt, der ein Terpenharz enthält.
Vierte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß einer der ersten bis dritten Ausführungsformen, wobei der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10 × 10⁵ g/mol oder mehr aufweist.
Fünfte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach einer der ersten bis vierten Ausführungsformen, wobei der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk ein solches Massenverhältnis aufweist, dass Styrolgehalt > Vinylgehalt.
Sechste Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach einer der ersten bis fünften Ausführungsform, ferner einschließend zu 2 bis 20 Masse-% einen Silan-Haftvermittler bezogen auf das Siliciumdioxid, wobei der Silan-Haftvermittler,
der eine Mercaptogruppe aufweist, durch die folgende
Zusammensetzungsformel (2) dargestellt wird: (A)_a(B)_b(C)_c(D)_d(R1)_eSiO_{(4-2a-b-c-d-e)/2} (2) wobei in Formel (2) A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer
Sulfidgruppe steht, B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht, C für eine hydrolysierbare Gruppe steht, D für eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe steht, R1 für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und a bis e die folgenden 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.
Siebte Ausführungsform:
Reifen, der die Kautschukzusammensetzung für Reifen nach einer der ersten bis sechsten Ausführungsform in einer Protektorlauffläche verwendet.
Achte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen, die, pro 100 Massenteilen eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk enthält, der einen Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr aufweist, zu 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxid, das einen stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g aufweist, und zu 15 Massenteilen oder mehr ein oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxid einschließt.
Neunte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß der achten Ausführungsform, wobei das oberflächenbehandelte Aluminiumhydroxid ein Aluminiumhydroxid ist, das mit einem Silan-Haftvermittler oberflächenbehandelt ist.
Zehnte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß der achten oder neunten Ausführungsform, die ferner zu 5 Massenteilen oder mehr einen flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk einschließt, der einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist.
Elfte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß der achten oder zehnten Ausführungsform, die ferner zu 15 Massenteilen oder mehr ein Klebrigmacherharz mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C einschließt.
Zwölfte Ausführungsform:
Kautschukzusammensetzung für Reifen nach einer der achten bis elften Ausführungsform, ferner einschließend zu 2 bis 20 Masse-% einen Silan-Haftvermittler bezogen auf das Siliciumdioxid, wobei der Silan-Haftvermittler, der eine Mercaptogruppe aufweist, durch die folgende
Zusammensetzungsformel (2) dargestellt wird: ${(A)}_{a} {(B)}_{b} {(C)}_{c} {(D)}_{d} {(R 1)}_{e} {SiO}_{(4 - 2 a - b - c - d - e) / 2}$
wobei in Formel (2) A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfidgruppe steht, B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht, C für eine hydrolysierbare Gruppe steht, D für eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe steht, R1 für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und a bis e die folgenden 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.
Dreizehnte Ausführungsform:
Reifen, der die Kautschukzusammensetzung für Reifen nach einer der achten bis zwölften Ausführungsform in einer Protektorlauffläche verwendet.
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 5827541 B [0003]
WO 2014/002750 [0024, 0038, 0068, 0078]

Claims

Kautschukzusammensetzung für Reifen, umfassend pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr umfasst, zu 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxids mit einem stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und einem Wert eines stickstoffadsorptionspezifischen Oberflächenbereichs N₂SA/CTAB-spezifischen Oberflächenbereichs von 1,10 oder weniger, zu 15 Massenteilen oder mehr ein Aluminiumhydroxid, zu 5 Massenteilen oder mehr einen flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, wobei der flüssige Styrol-Butadien-Copolymer einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist, und zu 15 Massenteilen oder mehr ein Klebrigmacherharz mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 1, wobei das Klebrigmacherharz ein aromatbasiertes Erdölharz umfasst, das zu 30 Masse-% oder mehr Inden enthält.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 1, die ferner zu 5 Massenteilen oder mehr einen Weichmacher umfasst, der ein Terpenharz enthält.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 1, wobei der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10 × 10⁵ g/mol oder mehr aufweist.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 1, wobei der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk ein solches Massenverhältnis aufweist, dass Styrolgehalt > Vinylgehalt.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß Anspruch 1, ferner umfassend zu 2 bis 20 Masse-% einen Silan-Haftvermittler, bezogen auf das Siliciumdioxid, wobei der Silan-Haftvermittler mit einer Mercaptogruppe durch die folgende Zusammensetzungsformel (2) dargestellt ist: (A)_a(B)_b(C)_c(D)_d(R1)_eSiO_{(4-2a-b-c-d-e)/2} (2) wobei in Formel (2) A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfidgruppe steht, B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht, C für eine hydrolysierbare Gruppe steht, D für eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe steht, R1 für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und a bis e die folgenden 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 1 in einer Protektorlauffläche.
Kautschukzusammensetzung für Reifen, umfassend pro 100 Massenteile eines dienbasierten Kautschuks, der einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit einem Styrolgehalt von 30 Masse-% oder mehr umfasst, zau 140 bis 300 Massenteilen ein Siliciumdioxid mit einem stickstoffadsorptionsspezifischen Oberflächenbereich N₂SA von 100 bis 300 m²/g und zu 15 Massenteilen oder mehr ein oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxid.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 8, wobei das oberflächenbehandelte Aluminiumhydroxid ein Aluminiumhydroxid ist, das mit einem Silan-Haftvermittler oberflächenbehandelt ist.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 8, die ferner zu 5 Massenteilen oder mehr einen flüssigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk umfasst, der einen Vinylgehalt von 50 Masse-% oder mehr aufweist und unmodifiziert ist.
Kautschukzusammensetzung für Reifen gemäß Anspruch 8, die ferner zu 15 Massenteilen oder mehr ein Klebrigmacherharz mit einem Erweichungspunkt von 60 bis 180 °C umfasst.
Kautschukzusammensetzung für einen Reifen gemäß Anspruch 8, ferner umfassend zu 2 bis 20 Masse-% einen Silan-Haftvermittler, bezogen auf das Siliciumdioxid, wobei der Silan-Haftvermittler mit einer Mercaptogruppe durch die folgende Zusammensetzungsformel (2) dargestellt ist: ${(A)}_{a} {(B)}_{b} {(C)}_{c} {(D)}_{d} {(R 1)}_{e} {SiO}_{(4 - 2 a - b - c - d - e) / 2}$
wobei in Formel (2) A für eine zweiwertige organische Gruppe mit einer Sulfidgruppe steht, B für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht, C für eine hydrolysierbare Gruppe steht, D für eine organische Gruppe mit einer Mercaptogruppe steht, R1 für eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und a bis e die folgenden 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 gemäß Anspruch 8 in einer Protektorlauffläche.