DE3426878A1

DE3426878A1 - Kautschukzusammensetzung fuer reifen

Info

Publication number: DE3426878A1
Application number: DE19843426878
Authority: DE
Inventors: Mitsuaki Otsu Shiga Hashiyama; Satoshi Ibaraki Osaka Iwama
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1985-04-25
Also published as: JPH0461022B2; JPS6026045A; DE3426878C2; US4550135A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER" ■ „

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE θ4Ζυϋ /0

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE - DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · :DIPL.-INQ. W. LEHN

DIPL.-INS. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GDRQ

DIPL.-1NG. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

-3- ■ 40 59-6 o/sm

TOYO TIRE & RUBBER CO., LTD. Osaka / Japan

Kautschukzusammensetzung für Reifen

Die Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für Reifen und insbesondere eine Kautschukzusammensetzung für Reifenlaufflächen, welche Reifenlaufflächen ergibt, bei denen das Verhältnis zwischen Rollwiderstand und dem Gleitreibungskoeffizienten auf einer nassen Straßenoberfläche gut ausgeglichen ist.

Die derzeitigen weltweiten Bemühungen Energie und Rohstoffe zu sparen, haben auch die Autohersteller veranlaßt, eine bessere Ausnutzung des Treibstoffs zu bewirken. Um dies zu erzielen, ist es wichtig!, daß die Reifenhersteller Wege finden, um den Energieverlust, der durch die Bewegung der Reifen entsteht, zu minimalisieren.

. -i

Die beiden Hauptfunktionen von Reifen-sind die, daß sie das Gewicht des Autos tragen sollen und daß sie die Antriebskraft " der Räder übertragen. Es ist bekannt, daß. der Energieverlust, der durch die Reibung zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche erfolgt oder durch die durch die Reifen selbst erzeugte Wärme einen erheblichen Einfluß auf den Treibstoffverbrauch des Autos haben. Der Energieverlust, der auf den Reifen selbst zurückzuführen ist, d. h. der Rollwiderstand, kann nicht vermindert wer-. den, ohne daß man den Gleitreibungskoeffizienten ^w) gegenüber einer nassen Straßenoberfläche verringert. Mit

RABELLASTRASSE 4 · D-8OOO MÜNCHEN 81 · TELEFON CO89} 911Ο87 · TELEX 5-29619 CF³ATHE;) . TELEKOPIERER 9183

anderen Worten heißt dies, daß ein Reifen mit einem geringen Rollwiderstand eine große Tendenz zum Rutschen hat. . Deshalb ist es für die Reifenhersteller sehr wichtig, ein ausgeglichenes Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand des Reifens und dem Gleitreibungskoeffizienten auf einer nassen Straßenoberfläche zu erzielen. Es besteht ein laufendes Bedürfnis nach einem Reifen mit guter Ausgeglichenheit zwischen dem Rollwiderstand und der Eigenschaft, daß der Reifen auf einer nassen Straßenoberflä.che rutscht und der dabei nur einen minimalen Energieverlust aufweist.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Kautschukmischung für Autoreifen zur Verfügung zu stellen, mit der man einen Reifen herstellen kann, der verbesserte verringerte Energieverlustcharakteristika aufweist und der ein verbessertes Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand und dem Gleitreibungskoeffizienten hat.

Diese Aufgabe und weitere Aufgaben der Erfindung kann man mit einer Kautschukreifenzusammensetzung erzielen aus 20 bis 150 Gew. Teilen Ruß, die in 100 Gew.-Teilen Kautschuk eingebracht sind, welche, dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens 30 Gew.-Teile des Kautschuks- ein Startyp-lösungspolymerisierter statistischer Styrol-Butadiencopolymerkautschuk aus 10 bis 20 Gew.-% Styroleinheiten, Rest Butadieneinheiten, sind; daß die Styroleinheiten wenigstens 40 Gew.-% an einzelnen isolierten Styroleinheiten, die voneinander getrennt sind, und 5 Gew.-% oder weniger an Styroleinheiten 0 in Form von langkettigen Blöcken, die jeweils aus 8 oder mehr aneinandergebundenen Styroleinheiten be-

stehen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Styroleinheiten in dem Copolymer sind; daß die Butadieneinheiten 35 bis 50 Mol-% Butadieneinheiten in Form von 1,2-Vinylstrukturen, bezogen auf die Gesamtmole der Butadieneinheiten in dem Copolymer sind, wobei der Styrol-Butadiericopolymerkautschuk ein Verhältnis (Mw/Mn) von 1,2 bis 3,5 aufweist, wobei Mw und Mn das gewichtsdurchschnittliche bzw. das zahlendurchschnittliche Molekulargewicht angeben, und der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk eine Kupplungseffizienz von 40 % oder mehr aufweist und

daß der Ruß ein Ofenruß ist mit (1) einer spezifischen Oberfläche (N_SA) im Bereich von 75 bis 105, gemessen durch die Stickstoffadsorptionstechnik, (2) die Differenz zwischen der N-SA-Zahl und der gemessenen Jodadsorptionszahl (JA) wenigstens 15 beträgt (ausgedrückt durch die Formel N₃SA-JA=IS) und (3) die Differenz zwischen der NpSA-Zahl und·der gemessenen spezifischen Oberfläche (CTAB) bestimmt durch die Cetyltrimethylammoniumbromidadsorptbnstechnik nicht mehr als 5 be.tragt (ausgedrückt durch die Formel N₂SA-CTAB=5)7 daß der Ofenruß außerdem eine Dibutylphthalatadsorptionszahl (24M4 DBP) von nicht mehr als 110 ml/100 g aufweist und eine Färbekraft (Tönung) von 90 bis 110 hat, unter der Voraus· Setzung, daß die Differenz Δ Tönung zwischen der gemessenen Tönung und der berechneten Tönung des Ofenrußes nicht größer als -3 ist (d. h. gemessene Tönung - berechnete Tönung = -3).

Die Erfindung und die dadurch erzielten Vorteile werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen besser verständlich» In der Zeichnung wird die Beziehung zwischen dem RR-Index eines Reifens, welche den Rollwiderstand wiedergibt und dem. Gleitreibungskoeffizienten (|j.w-Index) des Reifens auf einer nassen Straßenoberfläche gezeigt»

Um ein ausgeglichenes Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand eines Reifens und dem Gleitreibungskoeffizienten jiW des Reifens auf einer nassen Straßenoberfläche zu erzielen, wurden Untersuchungen hinsichtlich des als Hauptkomponente in der Kautschukzusammensetzung für den Reifen verwendeten" Polymers sowie der notwendigen Additive, die mit dem Polymer abgemischt werden, durchgeführt. Besondere Aufmerksamkeit wurde dabei dem Ruß, der wichtig als Verstärkungsmittel ist, geschenkt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß man Reifen, mit verbesserten Eigenschaften erzielen kann, indem man einen Ofenruß mit den folgenden Eigenschaften verwendet: (1) eine spezifische Oberfläche (N-SA) im Bereich von 75 bis 105, gemessen durch die Stickstoffadsorptionstechnxk, (2) die Differenz zwischen der N„SA-Zahl und der gemessen Jodadsorptionszahl [JA) beträgt wenigstens 15 (d. h„ N₀SA - JA

= 15) und (3) die Differenz zwischen der N_?SA-Zahl und der gemessenen spezifischen Oberfläche (CTAB), bestimmt durch die Cetyltrimethylammoniumbromidadsorptionstechnik, ist nicht größer als 5 (d„ h. N_?SÄ - CTAB = 5), (4) die Dibutylphthalatadsorptionszahl (24M4 DBP) ist nicht größer als 110 (ml/100 g) und (5) die Färbekraft (Farbtönung) beträgt 90 bis 110, unter der Voraussetzung, daß die Differenz A Farbtönung zwischen der gemessenen Tönung und der berechneten Tönung des Ofenrußes nicht mehr als -3 beträgt (d. h. gemessene Farbtönung - berechnete Farb-5 tönung = -3).

Dadurch, daß man einen Ofenruß mit diesen Eigenschaften in einen Kautschuk einbringt, erhält man eine Kautschukzusammensetzung mit einem ausgeglichenen Verhältnis zwischen dem Rollwiderstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten ^w) auf einer nassen Straßenoberfläche.

Die Zahl für A Farbton erhält man, indem man·den berechneten Farbton von dem gemessenen Farbton abzieht. Der berechnete Farbton wird gemäß folgender Gleichung bestimmt:

Berechneter Farbton = 56 + 1,057 χ (CTAB) - 0,002745 χ (CTAB)²-0,2596 χ (24M4 DBP) - 0,201 x (N₂SA-CTAB

(Gleichung 1) (siehe "Rubber Chemistry and Technology", Band 48, Seite 538, 1975).

Die Verwendung eines Rußes mit der vorerwähnten Eigenschaft in einer Kautschukzusammensetzung für Reifenlaufflächen wird in der anhängigen Patentanmeldung der Anmelderin vom gleichen Tage (Anwaltsakte 40 597) beschrieben.

Verglichen mit einer Kautschukzusammensetzung für Reifenlaufflächen, bei der ein üblicher Ruß verwendet wird, weist die obige Kautschukzusammensetzung, wie sie in der vorerwähnten anhängigen Patentanmeldung der Anmelderin auch beschrieben wird, ein gutes Gleichgewicht zwischen 0 dem Rollwiderstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten ^w) auf einer nassen Straßenoberfläche auf. Diese Kautschukzusammensetzung führt jedoch noch nicht zu einem noch besseren Ergebnis zwischen den RR- und μw-Werten.

Dieser Nachteil hat zu der vorliegenden Erfindung geführt, die sich mit der Polymerkomponente des Reifens, die den Hauptbestandteil einer Kautschukzusammensetzung für Reifen ausmacht, befaßt. Die Basis für die vorliegende Erfindung ist die Kombination des vorerwähnten Rußmaterials mit den vorerwähnten kolloidalen Eigenschaften mit einem Styrol-Butadien-Copolymer, das die nachfolgend beschriebene MikroStruktur aufweist. Unerwarteterweise wurde gefunden, daß die dabei gebildete Kautschukzusammensetzung ein noch viel besseres Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten (uw) auf einer nassen Straßenoberfläche ergibt, als wenn man eine Kautschukreifenformulierung mit Ofenruß verwendet, in welcher einer der Bestandteile des Kautschuks ein üblicher Reifenbestandteil ist oder eine Formulierung, in welcher weder der Ruß noch die Copolymerkomponenten der vorliegenden Erfindung vorliegen.

0 Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polymere ist ein statistischer Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR), wie er beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften 100112/1982 und 179212/1982 beschrieben wird und den man erhält, indem man die Polymerisation in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines organischen Lithiumkatalysators durchführt. Dieses Polymer enthält eine Komponente, die durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
(i) Der statistische Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk enthält 10 bis 20 Gew.-Teile an Styroleinheiten und als Rest Butadieneinheiten.

(ii) Die Styroleinheiten haben wenigstens 4 0 Gew.-% an einzel-isolierten Styroleinheiten, die voneinander, getrennt sind und 5 Gew.-% oder weniger an Styroleinheiten

in Form von langen Kettenblöcken, die. jeweils aus 8 oder mehr Styroleinheiten, die aneinander gebunden sind, bestehen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Styroleinheiten in dem Copolymer, wobei dieser Gehalt dadurch bestimmt wurde, indem man das Copolymer mittels Ozon zersetzte und das ozonzersetzte Produkt dann einer Gelpermeationschromatographieanalyse unterwarf. (iii) Die Butadieneinheiten haben 35 bis 50 Mol-% an Butadieneinheiten in Form von 1,2-Vinylstrukturen, bezogen auf die gesamten Mole der Butadieneinheiten in dem Copolymer. . . '

(iv) Der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk hat ein Verhältnis (Mw/Mn) von 1,2 bis 3,5, wobei Mw und Mn das gewichtsdurchschnittliche bzw. zahlendurchschnittliche Molekulargewicht bedeuten und

(v) der Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk hat eine Kuppluhgseffizienz von 40 % oder mehr.

Dieser so beschriebene Kautschuk kann entweder allein oder in einer Kautschukmischung aus wenigstens 30 Gew.-% des Kautschuks und nicht mehr;als 70 Gew.-% wenigstens eines anderen Dienkautschuks verwendet werden.

Übersteigt die. Menge des Styrols in der Polymerkomponente 20 Gew.-%, dann/weist die Zusammensetzung eine niedrige Abriebfestigkeit auf und hat kein ausgeglichenes Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten (μν). Wenn der Styrolgehalt weniger als 10 Gew.-% der Polymerkomponente ausmacht, dann kann 0 man die Wirkung, die man dadurch erzielt., daß man die Styrolketten innerhalb des angegebenen Bereiches limitiert, nicht in vollem Ausmaße erzielen. Liegt die Molekulargewichtsverteilung der Polymerkomponente (Mw/Mn)

bei weniger als 1,2, dann hat die erhaltene Kautschukzusammensetzung keine ausreichende Verarbeitbarkeit, und wenn Mw/Mn breiter als 3,5 ist, dann wird der gewünschte niedrige Rollwiderstand nicht erzielt. 5

Erfindungsgemäß muß die Verteilung der Styrolketten derart sein, daß der Gehalt an einzelnen isolierten Styroleinheiten, die voneinander getrennt sind, wenigstens 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Styroleinhexten in dem Copolymer ausmacht, und daß der Gehalt an Styrbleinheiten in Form von langen Kettenblöcken, die jeweils aus acht.oder mehr miteinander gebundenen Styroleinheiten bestehen, 5 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Styroleinheiten in dem Copolymer.

Die Polymerkomponente, hergestellt unter Verwendung von Zinntetrachlorid als Kupplungsmittel während der Polymerisation der Monomeren, die zwei Peaks in dem MoIekulargewichtsverteilungsmuster aufweist,.wird bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, weil man dadurch eine Verbesserung des erwünschten niedrigen Rollwiderstandes erzielt.

Die Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß man das vorerwähnte Polymer mit einem speziellen Ruß kombiniert.

Eine Kautschukzusammensetzung mit einem gewissen Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand und dem Gleitreibungskoeffizienten (uw) auf einer nassen Straßenoberfläche kann man erhalten, indem man die vorher charakterisierte Polymerkomponente mit einem üblichen Ruß als Verstärkungsmittel kombiniert oder indem man die speziel-

Ie Rußkomponente der vorliegenden Erfindung in ein übliches Polymer einbringt. Dadurch, daß man die spezielle Polymerkomponente'und das spezielle Rußmaterial gemäß der Erfindung in eine Kautschukzusammensetzung für einen Reifen einbringt, wird das Gleichgewicht zwischem dem Rollwiderstand und dem Gleitreibungskqeffizienten (uw) auf einer nassen Straßenoberfläche erheblich verbessert, und man erzielt Reifenlaufflächen mit besseren Eigenschaften, wie man sie nicht mit üblichen Formulierungen erzielen kann oder mit Formulierungen, bei denen nur einer der beiden speziellen Bestandteile gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet.wird. ■· .

Die Rußkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung wurde dahingehend ausgewählt, daß man eine Kautschukzusammensetzung erhalten wollte, die nur einen niedrigen Wert für den Verlusttangens (tan 6) und für den Lagerungselastizitätsmodul (E¹) aufweist. Es ist allgemein bekannt, daß der Rollwiderstand (RR) eines Reifens eine Funktion von E"/E¹ = tan δ ist, wobei E" das Verlustelastizitätsmodul und E' das Lagerungselastizitätsmodul ist. Reifen mit einem, niedrigen Verlusttangens (tan 6) haben auch einen niedrigen Rollwiderstand (RR). Der Koeffizient ^w) der Gleitreibung auf einer nassen Straßenoberfläche hängt auch eng mit dem viskoelastischen Eigenschaften des Kautschuks zusammen, und je höher tan δ ist, um so höher

ist auch \lw. Eine Kautschukzusammensetzung mit einem hohen tan δ hat jedoch einen unerwünscht hohen Rollwiderstand (RR) .
30

Zahlreiche Untersuchungen, diese beiden nicht verträglichen Erfordernisse miteinander in Einklang zu bringen, haben zu der vorliegenden Erfindung geführt. Dabei wur-

de festgestellt, daß man zur Erhöhung der ^w)-Zahl, ohne daß die RR-Zahl erhöht wird, es erforderlich ist, den Wert für E' in einem solchen Maße zu vermindern, daß das Niveau von tan δ nicht erheblich beeinflußt wird. Diese Idee liegt auch der anhängigen deutschen Patentanmeldung (Anwaltsakte 40 597 vom gleichen Tag) zugrunde. Die richtige Einstellung dieser Parameter in der angegebenen Weise ergibt ein gutes Gleichgewicht zwischen den Werten für RR und uw.

Um diese Erfordernisse zu erfüllen, muß die Rußkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Eigenschaften haben: (1) eine spezifische Oberfläche (N₂SA) im Bereich von 75 bis 105, gemessen durch die Stickstoffadsorptionstechnik, (2) die Differenz zwischen der N-SA-Zahl und der gemessenen Jodadsorptionszahl (JA) beträgt wenigstens 15 (d. h., daß N₃SA - JA = ist) und (3) die Differenz zwischen der N₂SA-Zahl und der gemessenen spezifischen Oberfläche (CTAB), bestimmt durch die Cetyltrimethylammoniumbromidadsorptionstechnik beträgt nicht mehr als 5 (d. h. N SA - CTAB = 5), (4) die Dibutylphthalatadsorptxonszahl (24M4 DBP) ist nicht größer als 110 (ml/100 g) und (5) die Färbekraft (Farbtönung) beträgt 90 bis 100 mit dem Proviso, daß die Differenz AFarbtönung zwischen der gemessenen Tönung und der berechneten Tönung des Ofenrußes nicht größer als -3 ist (d. h. gemessene Farbtönung - berechnete Farbtönung'= -3).

30- Beträgt die N₃SA der Rußkomponente weniger als 75, dann hat die erhaltene Kautschukzusammensetzung eine niedrige Abriebfestigkeit und ist nicht als Reifenlauffläche

2 geeignet, übersteigt die N₂SA-Zahl 105 (m /g), dann

weist die erhaltene Zusammensetzung einen erhöhten tan ö auf und dies führt zu einer Erhöhung des Rollwiderstandes .

Beträgt die Farbtönungszahl weniger als 90, dann hat die erhaltene Kautschukzusammensetzung eine schlechte Abriebfestigkeit. Liegt der Farbtönungswert oberhalb 1.10, dann weist die 'Kautschukzusammensetzung einen zu großen tan ö Verlust auf. Übersteigt der Wert für 24M3 DBP 11L ial/100 g , dann wird der Wert für E' zu hoch.

Die Differenz zwischen N„SA und JA soll wenigstens 15 betragen (N„SA - JA = 15). Je größer die Differenz, um so höher ist die Oberflächenaktivität des Rußes. Ist der Unterschied zwischen N₉SA und CTÄB klein, und ist er insbesondere 5 oder weniger (N„SA - CTAB = 5), dann weist, der Ruß eine geringe Oberflächenrauheit auf.

Ein Ruß,. der .gekennzeichnet ist durch einen Unterschied

I
zwischen N SA und JA, der nic|ht weniger als 15 beträgt, und einem Unterschied zwischen N₃SA und der CTAB-Zahl von nicht mehr als 5 · ist in der Lage, E¹ des Kautschuks, mit welchem der Ruß vermischt worden ist, zu vermindern. Ein Ruß mit einem Wert d.er Δ Farbtönung von -3 oder weniger ist in der Lage,ι den tan 6 der Kautschukzusammensetzung zu erniedrigen.

Zwar muß der in die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung inkorporierte Ruß die vorstehend angegebenen Eigenschaften haben, jedoch liegt keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Menge des in das Polymer einzumischenden Rußes vor. Die Menge.an verwendetem Ruß hängt von den speziellen Anwendungseigenschaften für eine gegebene Reifenlauffläche ab. Es wurde jedoch fest-

gestellt, daß ein Ofenruß mit den vorerwähnten Eigenschaften vorzugsweise in einer Menge von 20 bis 150 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Kautschuks eingemischt wird.
5

Einen Ofenruß mit den vorgenannten Eigenschaften kann man beispielsweise herstellen, indem man einen üblichen Reaktionsofen vom Ölverbrennungstyp verwendet, wobei man die Bedingungen der thermischen Zersetzung des als Rohmaterial eingesetzten Kohlenwasserstoffs in geeigneter Weise auswählt, z. B. die Reaktionstemperatur, die Atmosphäre im Reaktionsofen, die Verweilzeit im Reaktionsofen bis zum Abkühlen und dgl. Im allgemeinen sollte man zur Erhöhung der Differenz zwischen der N-SA-Zahl und der JA-Zahl die Verweilzeit im Vergleich zu einem üblichen Ofenruß verkürzen. Eine Verkürzung der Verweilzeit ergibt jedoch eine Erhöhung der Differenz zwischen der N„SA-Zahl und der CTAB-Zahl. Deshalb muß man das Verkürzen der Verweilzeit so auswählen, daß die 0 beiden Differenzen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, erzielt werden (d. h. N SA - JA = 15 und N₂SA - CTAB =-5).

Zusätzlich zu dem Ruß kann man in die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung übliche Additive wie Vulkanisiermittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsbeschleunigerhilfen, Antioxidantien, Erweichungsmittel und Füllstoffe und dgl. einbringen.

Erfindungsgemäß ergibt die Kombination des spezifizierten Polymers und des spezifizierten Rußes ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten ^w) auf einer nassen Straßenoberfläche, wobei eine ausreichende Abriebfestig-

keit beibehalten wird. Warum

durch die Kombination des speziellen Polymers und des speziellen Rußes diese Vorteile erzielt werden, ist noch nicht voll bekannt, aber eine plausible Erklärung ist die folgende:

Der erfindungsgemäß verwendete Ruß hat eine sehr hohe Oberflächenaktivität, die ausgedrückt wird durch die große Differenz, zwischen N„SA und der JA-Zahl, die 15 oder mehr als 15 beträgt. Sowohl die N„SA-Zahl als auch . die.JA-Zahl geben die spezifische Oberfläche des Rußes an. Die erstere' Zahl wird bestimmt durch die Menge an adsorbiertem Stickstoff pro Oberflächeneinheit eines Rußteilchens. Der JA-Index wird bestimmt, indem man die

1-5 Menge des auf die Oberfläche einer Gewichtseinheit der Rußteilchen adsorbierten Jods mißt. In Gegenwart von aktiven Stellen auf der Oberfläche der Rußteilchen wird Jod auf den Teildhen nicht adsorbiert, so daß die Diffe-. renz zwischen den N„SA- und JA-Werten eine Leitzahl für die Zahl der aktiven Stellen darstellt. Andererseits ist die erfindungsgemäß verwendete Kautschukkomponente mit- ■ tels Zinntetrachlorid gekuppelt und weist eine verhältnismäßig leicht spaltbare Zinn-Kohlenstoffbindung in den Molekularketten auf. Diese Bindung wird aufgespalten und bildet durch die Scherkräfte, die auf den Kautschuk einwirken, wenn dieser mit dem Ruß vermischt wird, ein Radikal. Ein so-aktiviertes Polymer bildet eine starke Bindung mit den aktiven Stellen der Rußoberfläche aus und dadurch erzielt man nicht nur eine einfache Mischung des Polymers mit dem Ruß, sondern eine Zusammensetzung, bei der eine starke Wechselwirkung zwischen den beiden Komponenten vorliegt. Diese. Möglichkeit ist ein Grund, warum die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung eine so bemerkenswerte Ausgeglichenhei't zwischen dem Rollwi-

derstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten (μχ^) auf einer nassen Straßenoberfläche aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend in den Beispielen näher erläutert. Die Anteile an Polymer und Ruß, die in den Beispielen verwendet werden, sowie die jeweiligen physikalischen Eigenschaften werden in den nachfolgenden Tabellen gezeigt.

Tabelle'1 (Beispiele)

^^-■^. Formulie- komponentenV»^^ ihrp PigrTi^rhsfirfTK	Styrolgchalt (Gew.-%)	• N₃SA	1	2	3	4 '	5	6	7
Polymcrkomponente Nr.	1,2-VinyIbin dungen (Mol-%)	JA	A	B	C	D	E	F	G
	cis-1,4-Bindun gen (Mol-%)	CTAB	15	10	20	•11	20	15	10
	trans-1,4-Bin- dungen (Mol-%)	24M4 DBP (ml/100 g)	46	50	40	35	49	46	48
	Molekülarqewicht verteilung (Mw/Mn)	Tönung	23	21	25	26	22	22	24
I	S₁*** (Gew.-%)	N₂SA-JA	31	29	35	39	29	32	32
	_s **** (Gew.-%) O	N₂SA-CTAB	⁵"1,7	2,0	1,9	1,6	2,5	1,7	2,8
	Kupplungseffi zienz (%)	Δ Tönung	60	42	52	60	48 '	60	53
Pol	Kupplungsmittel	Picoabrieb (Inde	2,8	1,8	0,5	0,3	1,0	3,7	0,2
	Rub Nr.	RR (Index)	51	50	49	50	49	43	50
		VM (Index)	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄
	μντ/RR (Index)	a	a	a	a	a	a	a
	82	82	82	82	82	82	82
	65	65	65	65	65	65	65
C	79	79	79	79	79	79	79
a	96	96	96	96	96	96	96
I	yi	91	91	91	91	91	91
ϊ	17	17	17	71	17	17	17
CO S	3	3	3	3	' ' 3	3	3
	-6	-6	. -6	-6	-6	-6	-6
	κ) 97	98	95	98	94	96	96
	82	81	83	80	86	83	82
105	103	106	98	107	107	102
1,28	1,27	1,28	1,23	1,24	1,29	1,24

* Physikalische Eigenschaften
** Reifenverhalten

*** S₁: Gehalt an einzel-isolierten Styroleinheiten, die voneinander getrennt sind

**** Sg: Gehalt an Styroleinheiten in Form von langkettigen Blöcken, die jeweils aus 8 oder mehr Styroleinheiten bestehen

Tabelle 2-1 (Vergleichsbeispiele

^\^^ Formulie- Haupt-"\rung Nr. konponen tenK^^ ihrfi Kigpn^rhaffpfrN.	Styrolgehalt (Gew.-%)	N₂SA	8	9	10	11	82	12
Polymerkonponente Nr.	1,2-Viny lbin dungen (lfol-%)	JA	H	I	J	K	65	L
	cis-1,4-Bindun gen (Mol-%)	CTAB	(30)	15	18	17	79	11
	trans-1,4-Bin dungen (Mol-%)	24M4 DBP (ml/100 g)	45	(25)	(60)	44 .	96	53
	Molekülarqewicht verteilung (Mw/Mn)	Tönung	23	32	17	23	91	18
C	S₁*** (Gew.-%)	N_nSA-JA	32	43	23	33	17	.29
	S **** (Gew.-%)	N₂SA-CTAB	³~ 1,5	1,7	1,3	1,5	3	1,2
·§	Kupplungseffi zienz (%)	Δ Tönung	59	40	63	(24)	-6	54
Pol	Kupplungsmittel	Picoabrieb (Inde	0,4	4,5	.0,3	3,3	90	(11,2)
	Ruß Nr.	RR (Index)	50	50	51	52	88	48
		uw (Index)	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄	SnCl₄	102	SnCl₄
	pw/RR (Index)	a	a	a	a	1,16	a
	82	82	82	82
	65	65	65	65
nten	79	79	79	79
C	96	96	96	96
S	91	91	91	91
Ruß!«	17 .	17	17	17
	3	3	3	3
	-6	-6	-6	-6
	0 79	95	75	88
94	84	86	91
107	96	108	103
1,14	1,14	1,26	1,13

Anmerkung: Die Zahlen in den Klammern sind außerhalb der Bereiche, die für die erfindungsgemäß verwendeten Polymere angegeben sind.

Tabelle 2-2 ■ (Vergleichsbeispiele)-

Haupt- \
komponenten
ihre

Formulie-Nr.

13

14

15

•16

Polymerkomponente Nr,

Styrolgehalt (Gew.-%)

15

10.

1,2-Vinylbindungen (Mol-%)

cis-1,4-Bindungen (Mol-%)

trans-1,4-Bindungen (Mol-%)

Molekularqewicht verteilung

(Mw/Mn)

(Gew.-%)

Kupplungseffizienz (%)

Kupplungsmittel

46

47

46

23

22

23

31

1,5

1,7

60

60.

2,8

2,5

2,8

(25)

51

SnCl₄ (SiCl₄)

SnCl,

50

21

29

2,0

42

1,8

50

SnCl,

Rub Nr.

N-339 b

N-339 K

82

93

JA

65

91

CTAB

79

91

24M4 DBP (ml/100 g)

96

102

Tönung

91

109

i_N₂ ^;SA-JA

N₂SA-CTAB

17

(2)

Δ Tönung

-6

(6)

Picoabrieb (Indes)

90

104

105

RR (Index)

92

93

92

\i\j (Index)

μνζ/RR (Index)

105

104

1,14

1,12

103

1,12

Anmerkung:

Die Zahlen.in Klammern und das eingeklammerte SiCl.-Kupplungsmittel sind außerhalb der vorliegenden Erfindung .
5

Ruß b ist ein Ruß, wie er üblicherweise in Reifenlaufflächenmischungen eingebracht wird und unterscheidet sich erheblich von dem erfindungsgemäß verwendeten Ofenruß .
10

-21-Tabelle

(Mischungen von Polymer A gemäß der Erfindung mit anderen Dienpolymeren)

Formulierung Nr.

Hauptbestandteile und

ihre Eigenschaften Polymerioischuhg (Gew.-Teile)

Polyraerkomponente Nr. A

30

Naturkautschuk	30	60
SBR 1502	—
Riß Nr.	a	a
Rußkomponente
N₂SA	82	82
JA	65	65
CTAB ·	79	79
24M4 DBP (mi./100 g)	96	96
Tönung	91	.91
N SA-IA	17	17
N SA-CTAB	3	3
Λ Tönung	-6	-6

Beispiel	18	• Vercrl	.Beisp.	VeralrBeisp.
17	40 60	1	9	20
70 30	15 90		70

82 82

65 · 65

79 79

• 96 96

91 91

17 17

3 3

-6 -6 Physikalische Eigenschaft

Picoabrieb (Index) . 104 104 103 106

Reifenverhalten RR (Index) Mw (index) yw /RR

83	82	,22	82	,12	84
104	100	, 92	106
1,25	1	1	1,26

-22-Tabelle 4 (Vergleichsbeispiele)

Hauptbestandteile und ihre Eigen	21	C	87	0_;126	Fonnulieruna	22	90	23	100	Nr.	24	82	25	77
schaften,	Polynerkomponente Nr. a		63	7,00	A	70	A	83	A	65	A	55
	Raß Nr.	86	100	d	87	e	98	f	79	S	77
Raßkoraponente	105			95		98		96		103
N₂SA	94	84	90	103	91	90
JA	24	109'	20	17	17	22
CTAB	1	1,30	3	2	3	0
24M4 DBP (m£/100 g)	-5	-12	-4	-6	-4
Tönung	Physikalische Eigenschaft
N SA-IA	tan δ bei60°C .	0,120	0,124	Oj 120	0,117
N SA-CTAB	E¹ (MPa) bei 60⁰C	7,05	7,26	7,00	7,11
Δ Tönung	Picoabrieb (Index)	105	107	97	90 ■
Reifenverhalten
RR (Index)	80	88	81	79
^^ν (Index)	103	111	104'	97
yw/RR	1,29	1,26	1,28	1 ,23

Tabelle 5 (Vergleichsbeispiele)

T3ußkcmponente

¹⁰⁵

⁹⁷

Hauptbestandteile und ihre Eigen-'	26	27	Formulieruna Nr.	29	30	31	32
schäften	Nr. A h	A i	28	' -A k	A I	A m	A η
Polymerkonponente Ruß Nr.		A j '

N₂SA	<70>	<112>	90	.90	100	90.	82
JA	55"'	92	80	75	83	73	65
CTAB	69	106	88	82	99	88	SO

Tönung	90	0,132	95	90	95	100	<S6>	<116>
N SA-IA	15	7,74	18	<10>	15	17	17	17
N SA-CTAB .	1	75	4 '	2	<8>	1	2	2
Δ Tönung	<-1>	86	-15	-11	<0>	-4	. -16	<19>
Physikalische Eigenschaft	99
tan δ bex60°C	1,15	0,158	0,139	0,135	0,151	0,122	0^153
E¹ (MPa) bei 60⁰C	6,63	8,11	8,21	7,53	7>00	7,84
Picoabrieb (Index) Reifenverhalten	108	96	99	112	77	110
RR (Index)	100	87	87	98	81	101
yw (Index)	113	98	95	110	102	105
yw/RR	1,13	1,10	1,07 ·	1,12	1,26	1,04

Bemerkungen:

Die Zahlen in Klammern liegen außerhalb der Erfindung.

Tabelle 6 (Beispiele)

Hauptbestandteile und ihre Eigenschaften	87	33	Formulierung Nr.	90	35	100
Polymerkcmponente Nr.	63	B	34	70	B	83
Ruß Nr.	86	C	B	8.7	e	98
Rußkomponente	.105		d	95		98
N₂SA	94			90	103
JA	24		20	• 17
CTAB	1		3	2
24M4 DBP (mA/100 g)	-5		-12	-4
Tönung
N₂SA-IA	0		0,120	0,123
N₂SA-CTAB	6		6,95	7,16
Δ Tönung	100		106	107
Physikalische Eigenschaft
tan <Sbei 6O⁰C	83	,124	80	88
E¹ (MPa) bei 60⁰C	109	,95	103	110
Picoabrieb (Index)	1		1 ,29	1,25
Reifenverhalten
RR (Index)
_yw (Index)
μ w/RR	,31

Tabelle 7

(Polymere außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung)

Hauptbestanateile unä

Formulierung Nr.

Physikalische Eigenschaft Picoabrieb (Index) 100

90

95

ihre Eigenschaften	36	37	38	39	40
Polymerioidchung (Gew.-Teile)
SBR15O2	100	70	60	100	70
BR150B*	—	30	—		30
35 % Styrol emulsionspolyiaeri- sierter SBR		—	40 ■	—	—
Ruß Nr.	b	b	b	a	a
Rußkcmponente
N₂SA	93	93	93	82	82 ·
JA	91	91 ·	91	65	65
■ CTAB	91	91	91	79	79
24M4 DBP (mJl/100 g)	102	102	102	96 .	96
Tönung	109	109	109	91	91 ·
N₂SA-IA	<2>	<2>	<2>	17	17
N SA-CTAB Λ Π^νΥΠΤΊΓΓ	2 ' <f>>	2 <fi>	2 <6>	3 -6	3 -6

Reifenverhalten	100	95	106	94	91
RR (Index)	100	94	107	10.2	98
μν (Index)	1,0	0,99	1,01	1,09	1,08
pw/RR

* BR150B: Hoch-cis-BR, hergestellt von ÜBE Industries, Ltd.

Die physikalischen Eigenschaften und der Reifenverhaltensindex, der in den Tabellen angegeben wird, wurde mit geformten vulkanisierten Produkten aus den. in den Tabellen gezeigten Polymerkomponenten und Rußkomponenten gemessen, wobei diese Komponenten mit den anderen Komponenten gemäß der nachfolgenden Formulierung abgemischt worden waren.

Formulierung (in Gew.-%)

Polymer 100

Ruß 55

Aromatisches Öl 20

Zinkoxid 3

Stearinsäure 2 Antioxidans [N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-

p-phenylendiamin] 1,5

Härtungsbeschleuniger (N-Cyclohexyl-2-benzo-

thiazolsulfenamid) 1,5

Härtungsbeschleuniger (Diphenylguanidin) 0,2

Schwefel ■ 2

Die in den jeweiligen Tabellen angegebenen Indices wurden nach den folgenden Methoden gemessen: 25

(1) Der Picoabriebswert wurde nach einem Standardverfahren bestimmt: ASTM-D 2228, und wird als Index ausgedrückt, wobei der Wert für die Formulierung Nr. 36 mit 100 eingesetzt wird. Je kleiner der In-0 . dex, um so größer der Picoabrieb.

(2) Für die Messung des Rollwiderstandes (RR) und des Gleitreibungskoeffizienten (\xw) auf einer nassen Straßenoberfläche wurden Reifenproben (175 SR 14)

unter Verwendung der in den Tabellen gezeigten Laufflächenformulierungen hergestellt. Die jeweiligen Werte für RR und μw werden als Indices ausgedrückt, wobei die Werte für die Formulierung Nr. 36 mit 100 eingesetzt wurden.. Je kleiner der Wert für RR, um so besser sind die Rollwiderstandseigenschaften. ■ Je höher die μw-Zahl, um so besser ist der Gleitreibungskoeffizient. Das Verhältnis μw/RR zeigt das Gleichgewicht zwischen RR und μw.an, und je größer dieses Verhältnis ist, um so besser ist die Ausgeglichenheit zwischen RR und μw.

(3) Die Parameter tan δ und E¹ wurden mit einem viskoelastischem Spektrometer (einer Produkt der Iwamo-

to Seisakusho, K.K.) unter 1 % Belastung .(strain) bei 100 Hz und 60°C gemessen.

(4) Die spezifischen Oberflächen des Rußes, gemessen durch die Stickstoffadsorptionstechnik (N„SA), Jodadsorption (JA) und die Cetyltrimethylämmoniumbromidadsorptionstechnik (CTAB) sind Indices für die Oberfläche der Rußteilchen, ausgedrückt durch die Menge des aufgenommenen Stickstoffs, Jods oder Cetyltrimethylammoniumbromids in den Teilchen. Die N₀SA-

2 ·
Zahl wird ausgedrückt in m /g und wird gemäß ASTM-D 3037-73 bestimmt. Die Zahl für die Jodadsorption (JA) wird ausgedrück in mg/g und wird durch die Methode gemäß ASTM-D 1765-739 bestimmt. Die (CTAB)-Zahl wird

2
ausgedrückt in m /g und wird gemäß ASTM-D 3765 bestimmt. Die Dibutylphthalatabsorptionszahl (24M4 DBP) und die Färbekraft (Farbtönung) wurden gemäß ASTM-D 3493-79 bzw. ASTM-D-3265-75' gemessen.

Tabelle 1 zeigt die physikalischen Eigenschaften für die Formulierungen 1 bis 7 unter Verwendung der Polymerkomponenten (A-G) und der Rußkomponente (a) gemäß den Definitionen der vorliegenden Erfindung. Tabelle 2 zeigt die Daten für Vergleichsformulierungen Nr. 8 bis 16. Formulierungen Nr. 8 bis 14 bestehen aus einer Kombination einer Polymerkomponente, die in einer oder mehreren der Erfordernisse nicht denen der vorliegenden Erfindung' entspricht, und die Rußkomponente (a) entspricht der vorliegenden Erfindung. Die Formulierungen 15 und verwendeten Kombinationen der Polymerkomponenten A und B (gemäß der vorliegenden Erfindung) mit Ruß b (ASTM N-339), der nicht das Rußmaterial (a) gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

Die Formulierung Nr. 8 mit mehr als 20 Gew.-% Styrolge-.halt zeigte eine niedrige Abriebfestigkeit und hatte ein kleines iiw/RR-Verhältnis. Kleine μw/RR-Werte (schlechtes Gleichgewicht) wurden auch bei der Formulierung Nr. 9 (weniger als 35 Gew.-% an 1,2-VinyIbindungen), bei der Formulierung Nr. 11, die weniger als 40 Gew.-% an isolierten Styroleinheiten (S₁), bezogen auf die gesamte Styrolmenge hatte, bei der Formulierung Nr. 12, bei welcher der Gehalt an Styroleinheiten, die in langkettigen Blöcken (S_g) vorlagen, bezogen auf den Gesamtstyrolgehalt, mehr als 5 betrug, bei der Formulierung Nr. 13, die eine Kupplungseffizienz von weniger als 40 % hatte, und bei der Formulierung Nr. 14, bei welcher SiCl, als Kupplungsmittel verwendet wurde.

Formulierung Nr.. 10 basierte auf einem Styrol-Butadien-Copolymer, bei dem der Gehalt an 1,2-Vinylbindungen des Butadiens'mehr als 50 Mol-% betrug. Die dabei erhaltene Reifenlauffläche zeigte einen gut ausgeglichenen μ-w/RR-Wert,. aber die Abriebfestigkeit war sehr niedrig.

Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse, die man beim Abmischen von Polymerkomponente A gemäß der Erfindung -mit anderen • Dienpolymeren erhält. Formulierungen 17 und 18 beziehen sich auf Abmischungen mit Naturkautschuk, Formulierung 20 auf eine Abmischung mit SBR 1502 und Formulierung Nr. 19 betrifft Vergleichsbeispiele, bei denen nur eine geringe Menge der Polymerkomponente A mit Naturkautschuk ' vermischt war. Diese letztere Formulierung zeigt einen niedrigen μνί/ίΙΚ-νίθ^. Wenn daher die erfindungsgemäß zu verwendende Polymerkomponente in einer Mischung mit anderen Polymeren verwendet wird, dann muß der Anteil an der· ersteren wenigstens 30 Gew.-% in der Mischung ausmachen.

Tabelle 4 zeigt die -überlegenen Eigenschaften der Formulierungen Nr. 21 bis 25, bei denen Kombinationen von Polymerkomponente A gemäß der vorliegenden Erfindung und der Rußkomponenten .(c-g), die ebenfalls im Umfang der erfindungsgemäß zu verwendenden Rußkomponente lagen, verwendet wurden.

Tabelle 5 zeigt die Daten für Vergleichsproben, bei denen Kombinationen von Polymerkomponente A gemäß der vorliegenden Erfindung mit Rußkomponenten, die in einem oder mehreren Parameter (n) nicht den Bedingungen der vorliegenden Erfindung entsprechen, verwendet wurden.

Die Formulierung Nr. 26 zeigte eine N„SA-Zahl von weniger als 75 und die Formulierung Nr. 31 hatte eine Tönungszahl von weniger als 90 und eine sehr niedrige Abriebfestigkeit. Formulierungen Nr. 26, 29-und 32 zeigten Werte für &Tönung von mehr als -3 und hatten niedrige uw/RR-Werte. Formulierung Nr. 27 mit einer N„SA-Zahl von mehr als 105 hatte eine hohe RR-Zahl, die zu einem

niedrigen μw/RR-Verhältnis führte. Formulierung Nr. 28 (N₂SA - JA < 15), Formulierung Nr. 29 (N₃SA - CTAB > 5), Formulierung Nr. 32 (Tönung > 110) und Formulierung Nr. 30 (24M4 DBP > 110)' wiesen alle niedrige uw/RR-Werte auf. Ein Vergleich dieser Formulierungen zeigt, daß die Proben, die alle den Anforderungen entsprechen, wie sie erfindungsgemäß gefordert sind, erheblich verbesserte Eigenschaften aufwiesen.

Tabelle 6 zeigt die Daten für die Formulierungen Nr. 33 bis 35, bei denen eine Polymerkomponente B gemäß der vorliegenden Erfindung und Rußkomponenten c,· d und e gleichfalls nach der vorliegenden Erfindung verwendet wurden. Ebenso wie die Formulierungen in der Tabelle 4, weisen diese drei.Proben überlegene Eigenschaften auf.

Tabelle 7 zeigt Daten für die Formulierungen Nr. 36 bis 40, die außerhalb der vorliegenden Erfindung liegen.

In den Formulierungen 36 bis 38 werden Kombinationen von üblichen Polymeren mit üblichen Rußkomponenten verwendet, während bei den Formulierungen Nr. 3 9 und 4 0 Kombinationen von üblichen Polymerkomponenten mit der Rußkomponente a , die innerhalb der vorliegenden Erfindung liegt, gezeigt werden.

Die Werte für den Rollwiderstand (RR) und den Gleitreibungskoeffizienten ^w) auf einer nassen Straßenoberfläche in den Tabellen 1 bis 7 sind in der Zeichnung wie-. dergegeben worden. Aus dieser graphischen Darstellung .

geht hervor/ daß·· die Werte, die sich in Richtung, die durch die Faust angegeben wird, bewegen, bessere Ergebnisse' darstellen.

3426873

In der graphischen Darstellung werden die Proben aus den Polymerkomponenten und Rußkomponenten gemäß der vorliegenden Erfindung durch ausgefüllte Symbole dargestellt, während Vergleichsformulierungen durch nichtausgefüllte Symbole bezeichnet werden. Formulierungen Nr. 1 bis 7 (Tabelle 1) und Formulierungen .Nr. 17, 18 ■ und 29 (Tabelle 3) werden mit ausgefüllten Funkten («) bezeichnet, während die Formulierungen Nr. 8 bis 14 (Tabelle 2) und Formulierung Nr. 19 (Tabelle 3) durch offene Punkte (o) gekennzeichnet werden. Diese Vergleichsformulierungen verwendeten Polymerkomponenten, die in einer oder mehreren Hinsicht (en) nicht denen entsprachen, wie sie für die speziellen Styrol-Butadien-Copolymere der vorliegenden Erfindung gefordert werden.

Formulierungen Nr. 21 bis 25 (Tabelle 4) und Nr. 33 bis 35 (Tabelle 6) werden durch ausgefüllte Dreiecke (A.) gekennzeichnet, während die Formulierungen Nr. 26 bis 32 (Tabelle 5) durch offene Dreiecke (Δ) gekennzeichnet werden. Bei diesen Vergleichsformulierungen wurden Rußkomponenten verwendet, die in einer oder mehreren Hinsicht (en) nicht dem Rußmaterial entsprachen, wie es erfindungsgemäß gefordert wird.

Formulierungen Nr. 15 und 16 (Tabelle 2-2) und Formulierungen Nr. 36 bis 40 (Tabelle 7) werden durch offene Quadrate (O) bezeichnet. Formulierungen Nr. 15 und 16 verwendeten Kombinationen aus Polymermaterialien-, die Styrol-Butadien-Copolymere gemäß der Erfindung waren mit üblichem Ruß. Formulierungen Nr. 38 und 40 verwendeten Kombinationen von üblichen Polymeren mit einem erfindungsgemäß zu verwendenden Ruß. Formulierungen Nr. 36 bis 38 verwendeten Kombinationen von üblichen Polymeren mit üblichem Ruß.

Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß die Formulierung Nr. 10 und 31 μν/RR-Verhältnisse zeigten, die so gut sind wie die, die man auch mit den erfindungsgemäßen Formulierungen erhält. Diese Vergleichsformulierungen wiesen jedoch eine sehr niedrige Abriebfestigkeit auf und waren deshalb als Kautschukzusammensetzungen für Reifenlaufflächen nicht geeignet.

Aus der graphischen Darstellung wird ersichtlich, daß Kautschukzusammensetzungen für Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen eine Kombination aus einer Polymerkomponente und einer Rußkomponente, wie sie in der vorliegenden Beschreibung spezifiziert sind, verwendet werden, ein sehr viel besser ausgeglichenes Gleichgewicht zwischen dem Rollwiderstand (RR) und dem Gleitreibungskoeffizienten (μνί) auf einer nassen Straßenoberfläche zeigten, als wenn man die beiden Komponenten individuell oder keine von beiden verwendet.

Claims

HOFFMANN ; EITLE & FARTNEFi . 3 426 8 PATENT-UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN - DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K. FüCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS - DIPL.-ΙΝβ. K. SORS DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 40 596 o/sm TOYO TIRE & RUBBER CO., LTD. Osaka / Japan Kautschukzusammensetzung für Reifen -Patentansprüche

1. Kautschukzusammensetzung für Reifen aus 20 bis 150 Gew.-Teilen Ruß in 100 Gew.-Teilen Kautschuk, dadurch gekennzeichnet , .daß wenigstens 30 Gew.-Teile des Kautschuks ein Startyp-lösungspolymerisierter statistischer Styrol-Butadiencopolymerkautschuk aus 10 bis 20 Gew.-% Styroleinheiten, Rest Butadieneinh^'iten, · sind; daß die Styroleinheiten wenigstens 40 Gew.-% an einzelnen .isolierten Styroleinheiten, die voneinander getrennt sind, und 5 Gew.-% oder weniger an Styroleinheiten in Form von langkettigen Blöcken, die jeweils aus 8 ■ oder mehr aneinandergebundenen Styroleinheiten bestehen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Styroleinheiten in dem Copolymer/ sind; daß die Butadieneinheiten 35 bis 50 Mol-% Butadieneinheiten in Form von 1,2-Vinylstrukturen, bezogen auf die Gesamtmole der Butadieneinheiten in dem Copolymer sind, wobei der Styrol-Butadiencopolymerkautschuk ein Verhältnis (Mw/Mn) von 1,2 bis 3,5 aufweist, wobei Mw und Mn das gewichtsdurchschnittliche bzw. das zahlendurchschnittliche Molekulargewicht angeben, und der Styrol-Butadien-

RABELLASTRASSE 4 . D-8000 MÜNCHEN 81 · TELEFON CO89} 91IO87 · TELEX 5-29619 CPATHEJ ■ TELEKOPIERER 9183

Copolymerkautschuk eine Kupplungseffizienz von 40 % . oder mehr aufweist und

daß der Ruß ein Ofenruß ist mit (1) einer spezifischen Oberfläche (N_SA) im Bereich von 7 5 bis 105, gemessen durch die Stickstoffadsorptionstechnik, (2) die Differenz zwischen der N„SA-Zahl und der gemessenen Jodadsorptionszahl (JA) wenigstens 15 beträgt (ausgedrückt durch die Formel N₃SA-JA=I5) und (3) die Differenz zwischen der N-SA-Zahl und der gemessenen spezifischen Oberfläche -(CTAB) bestimmt durch die Cetyltrimethylammoniumbromidadsorptbnstechnik nicht mehr als 5 beträgt (ausgedrückt durch die Formel N₂SA-CTAB=.5) ; daß der Ofenruß außerdem eine Dibutylphthalatadsorptionszahl (24M4 DBP) von nicht mehr als 110 ml/100 g aufweist und eine

.15 Färbekraft (Tönung) von 90 bis 110 hat, unter der Voraussetzung, daß die Differenz Δ Tönung zwischen der gemessenen Tönung und der berechneten Tönung des Ofenrußes nicht größer als -3 ist (d. h. gemessene Tönung - be-

rechnete Tönung = -3) .

2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Startyp-lösungspolymerisierte.Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk mit Zinntetrachlorid gekuppelt ist.

3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich.η et, daß sie wenigstens ein Additiv, ausgewählt aus Vulkanisierungsmittel, Vulkanisierungsbeschleuniger, Vulkanisierungsbeschleunigerhilfe, Antiqxidantien, Weichmachungsmitteln und Füllstoffen enthält.

4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie 70 Gew.-Teile oder weniger an Dierikautschuk enthält.