DE3635587A1

DE3635587A1 - Pneumatischer reifen

Info

Publication number: DE3635587A1
Application number: DE19863635587
Authority: DE
Inventors: Yasushi Kikuchi; Kazuyoshi Kayama; Yukiji Suzuki; Hiroyuki Watanabe; Shuichi Akita
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1985-10-23
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1987-04-23
Anticipated expiration: 2006-10-21
Also published as: DE3635587C2; JPS6296546A; JPH0464624B2; KR870003885A; CA1289044C; KR960000901B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Reifen, der weniger Wärmeansammlung im Reifenprofilteil während des Laufens verursacht und so einen verminderten Treibstoffverbrauch ermöglicht und der merklich verbessert hinsichtlich der Bremskraft nicht nur auf einer nassen Straßenoberfläche, sondern auch auf einer schneebedeckten oder vereisten Straßenoberfläche ist.

Um den jüngsten sozialen Erfordernissen für Materialquelleneinsparung und Energieeinsparung gerecht zu werden, wird die Forderung nach einem verminderten Treibstoffverbrauch von Automobilen stärker und stärker. So wurden nicht nur Autokörper selbst einschließlich Motoren entwickelt, die nur eine kleinere Treibstoffmenge verbrauchen, sondern zunehmend wurden auch Untersuchungen bezüglich Reifen mit vermindertem Treibstoffverbrauch durchgeführt, die einen verminderten Energieverlust ermöglichen.

Ein Kautschukmaterial mit einem kleineren Hystereseverlust wurde bisher als ein Rohmaterial für einen Reifen mit vermindertem Treibstoffverbrauch angesehen. Unter anderem ist es der Profilabschnitt, der als verantwortlich für 50% oder mehr des Hystereseverlustes angesehen wird. So wurden Naturkautschuk, Polyisoprenkautschuk, Polybutadienkautschuk, Styrol- Butadiencopolymerkautschuk mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur (Tg) und Gemische davon, die alle einen kleinen Hystereseverlust haben, als die Kautschukkomponente des Profilabschnittes verwendet. In einem Aspekt der Kautschukzusammensetzung wurden bisher Kautschukzusammensetzungen benutzt, die eine relativ kleine Menge an Ruß mit einer relativ großen Teilchengröße und so wenig wie möglich an Weichmacher, wie eines aromatischen Öles, enthalten.

In jüngster Zeit wurden mehr und mehr Arten von Funktionen auf höheren Ebenen in einem Reifen gesucht. Beispielsweise wurden bei dem Reifen mit vermindertem Treibstoffverbrauch, der wie oben beschrieben entwickelt wurde, ernsthaft eine hohe Bremsleistung, die in der Lage ist, den Reifen an eine nasse Straßenoberfläche und eine schneebedeckte oder gefrorene Straßenoberfläche vom Standpunkt der Sicherheit ohne nachteilige Beeinflussung des verminderten Brennstoffverbrauches anzupassen, gefordert.

Wo Naturkautschuk, Polyisoprenkautschuk, Polybutadienkautschuk oder Styrol-Butadiencopolymerkautschuk mit niedrigen Tg, die alle einen kleinen Hystereseverlust haben, wie oben beschrieben wurde, verwendet wird, hat ein Reifen jedoch den Nachteil, daß die Bremskraft besonders auf einer nassen Straßenoberfläche (Naßrutschbeständigkeit) schlecht ist, was zu einer extrem schlechten Laufstabilität führt. Wenn Ruß mit einer großen Teilchengröße verwendet wird, kann eine Verschlechterung der Eigenschaften, wie der Bremskraft auf der feuchten Straßenoberfläche und Abriebbeständigkeit, nicht vermieden werden, obwohl der Treibstoffverbrauch merklich vermindert werden kann. Da außerdem die in dem Profilabschnitt eines Reifens mit vermindertem Treibstoffverbrauch verwendete Kautschukzusammensetzung eine kleinere Menge eines darin eingemischten Weichmachers enthält, unterliegt sie einer Härtung bei niedrigen Temperaturen mit dem Ergebnis, daß die Bremskraft auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßenoberfläche (Eisrutschbeständigkeit) nicht vollständig zufriedenstellend ist.

Andererseits wurden in jüngster Zeit Polybutadien- und Styrol- Butadiencopolymerkautschuke mit hohem Vinylgehalt, die 50% oder mehr an 1,2-Vinylbindungen enthalten, als ein Material vorgeschlagen, daß sowohl niedrigen Treibstoffverbrauch als auch verbesserte Naßrutschbeständigkeit ergibt. Da diese Kautschuksorten jedoch eine hohe Glasübergangstemperatur (Tg) haben, sind sie schlecht in der Abriebbeständigkeit und fähig, bei niedrigen Temperaturen zu härten, was zu erheblich schlechter Bremskraft auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßenoberfläche führt. So sind sie auch ungenügend in der Erreichung aller oben erwähnten Eigenschaften.

Wie oben diskutiert, gab es keine Vorschläge für Reifen, die alle erwünschten Eigenschaften, wie verminderten Treibstoffverbrauch und verbesserte Bremskraft auf feuchten Straßen und auf schneebedeckten oder gefrorenen Straßenoberflächen, haben. Besonders im Winter, wenn die Straßenoberfläche als Ergebnis von Schneefall oder Frost glatt wird, zeigen gewöhnliche Reifen einschließlich Reifen mit vermindertem Treibstoffverbrauch eine sehr geringe Bremskraft auf der Straßenoberfläche, wie oben erwähnt wurde. So ist die Verwendung eines Schneereifens unvermeidlich. Dies zwingt einen Verbraucher, für den Reifenwechsel erhebliche Zeit und Arbeit aufzuwenden. Im Hinblick hierauf wurde ein Alljahreszeitenreifen heftig gefordert, der im wesentlichen ein gewöhnlicher Sommerreifen ist, aber auch die drei oben erwähnten erwünschten Eigenschaften hat.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick darauf gemacht, diesen Bedarf zu decken. So ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Reifen zu bekommen, der geringere Wärmeansammlung in dem Reifenprofilteil während des Laufens verursacht und verminderten Treibstoffverbrauch ermöglicht und der in der Bremskraft wesentlich verbessert ist nicht nur auf einer nassen Straßenoberfläche, sondern auch auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßenoberfläche. Dieser Reifen ist ein pneumatischer Alljahreszeitenreifen, der in der Lage ist, das ganze Jahr, im Sommer oder Winter, benutzt zu werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung machten intensive Untersuchungen, um die Aufgabe zu lösen, und als Ergebnis hiervon wurde gefunden, daß die Verwendung einer Kautschukzusammensetzung, die einen neuen Styrol-Butadiencopolymerkautschuk enthält, im Profilabschnitt einen pneumatischen Reifen mit einem verminderten Treibstoffverbrauch und mit ausgezeichneter Bremskraft nicht nur auf einer nassen Straßenoberfläche, sondern auch auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßenoberfläche liefern kann. Die vorliegende Erfindung wurde auf dieser Erkenntnis aufgebaut.

Speziell bekommt man nach der vorliegenden Erfindung einen pneumatischen Reifen mit einem Profilabschnitt, der aus wenigstens zwei Schichten einschließlich einer Außenseitenkautschukschicht und einer Innenseitenkautschukschicht besteht, wobei die oben erwähnte Außenseitenkautschukschicht (1) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die aus 20 bis 90 Gewichtsteilen Naturkautschuk und/oder Polyisoprenkautschuk und 10 bis 80 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadiencopolymerkautschuks mit 5 bis 30 Gew.-% gebundener Styroleinheiten und 10 bis 85 Gew.-% 1,2-Vinylbindungen in den Butadieneinheiten und mit einer an einer Molekülendgruppe oder in eine Kette eingeführten Atomgruppe der allgemeinen Formel worin R₁, R₂ und R₃ jeweils für Wasserstoff oder einen Substituenten steht und R₁ unter Ringbildung an R₂ oder R₃ gebunden sein kann, besteht, und 30 bis 80 Gewichtsteile Ruß, der als ein Verstärkungsmittel dient und eine spezifische Oberfläche (N₂SA) von 60 bis 140 m²/g und eine Dibutylphthalatabsorption (DBP-Absorption) von 100 bis 150 ml/100 g hat, umfaßt.

Die obige Aufgabe und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine erläuternde meridionale Halbquerschnittsdarstellung eines Beispiels eines Reifens nach der vorliegenden Erfindung.

In dieser Fig. 1 bezeichnet das Symbol T einen Profilabschnitt, der aus einer Deckschicht 1 (Außenseitenkautschukschicht) und einer darunterliegenden Schicht 2 (Innenseitenkautschukschicht) besteht. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Karkassenschicht, die zwischen einem Paar linker und rechter Wulstdrähte 4 und 5 gestreckt ist. In dem Profilabschnitt T ist eine Gürtelschicht 5 derart angeordnet, daß sie den Außenumfang der Karkassenschicht 3 umgibt. Die Bezugszeichen 6 und 7 bezeichnen eine Profilnut bzw. einen Seitenabschnitt.

(1) Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt die Außenseitenkautschukschicht 1 20 bis 90 Gewichtsteile Naturkautschuk und/oder Polyisoprenkautschuk und 10 bis 80 Gewichtsteile speziellen Styrol-Butadiencopolymerkautschuk (gesamte Kautschukkomponente 100 Gewichtsteile). Dies beruhrt darauf, daß jede Zusammensetzung außerhalb des Bereiches, wie er oben angegeben ist, den verminderten Treibstoffverbrauch, die verbesserte Bremskraft auf einer nassen Straßenoberfläche und die verbesserte Bremskraft auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßenoberfläche nachteilig beeinflußt. Es können jedoch 30 Gewichtsteile oder weniger von anderem Dienkautschuk, wie Polybutadien-, Acrylnitril-Butadiencopolymer- oder nicht modifiziertem Styrol-Butadiencopolymerkautschuk zusätzlich eingearbeitet werden.

In dem hier verwendeten Styrol-Butadiencopolymerkautschuk ist eine Atomgruppe der folgenden Formel (I) in einer Molekülendgruppe oder einer Kette eingearbeitet: worin R₁, R₂ und R₃ jeweils für Wasserstoff oder einen Substituenten stehen und R₁ unter Ringbildung an R₂ oder R₃ gebunden sein kann.

Einführung der Atomgruppe gemäß der oben erwähnten Formel (I) erfolgt durch Umsetzung einer Verbindung (nachfolgend als die "Verbindung A" bezeichnet) der allgemeinen Formel (worin M für ein O-Atom oder ein S-Atom steht, R₁, R₂ und R₃ jeweils für Wasserstoff oder einen Substituenten steht und R₁ unter Bildung eines Ringes an R₂ oder R₃ gebunden sein kann) mit einem Styrol-Butadiencopolymer.

Beispiele der Verbindung A sind N,N-Dimethylformamid und N,N-Diethylformamid; N,N-Diethylacetamid; Aminoacetamid, N,N-Dimethyl-N′,N′-dimethylaminoacetamid und N-Phenyldiacetamid; N,N-Dimethylacrylamid und N,N-Dimethylmethacrylamid; Propionamid und N,N-Dimethylpropionamid; 4-Pyridylamid und N,N-Dimethyl-4-pyridylamid; N,N-Dimethylbenzamid, p-Aminobenzamid, N′,N′-(p-Dimethylamino)-benzamid, N,N-Dimethyl-N′- (p-ethylamino)-benzamid und N-Acetyl-N-2-naphthylbenzamid; Nicotinamid und N,N-Diethylnicotinamid; Succinamid, Maleamid und N,N,N′,N′-Tetramethylmaleamid; Succinimid, Maleimid, N-Methylmaleidmid, N-Methylphthalimid, 1,2-Cyclohexancicarboximid und N-Methyl-1,2-cyclohexandicarboximid; Oxamid, 2- Furamid, N,N,N′,N′-Tetramethyloxamid und N,N-Dimethyl-2-furamid; N,N-Dimethyl-8-chinolincarboxamid; N,N-Dimethyl-p-aminobenzalacetamid und N,N-Dimethyl-N′,N′-(p′-dimethylamino)- cinnamylidenacetamid; N,N-Dimethyl-N′,N′-(2-dimethylamino)- vinylamid und N′-(2-Methylamino)-vinylamid; Harnstoff, N,N′- Dimethylharnstoff und N,N,N′,N′-Tetramethylharnstoff, Methylcarbamat und Methyl-N,N-diethylcarbamat; ε-Caprolactam, N-Methyl-ε-caprolactam, N-Acetyl-ε-caprolactam, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Acetyl-2-pyrrolidon, 2-Piperidon, N-Methyl-2-piperidon, 2-Chinolon, N-Methylchinolon, 2-Indolinon und N-Methyl-2-indolinon und Isocyanursäure und N,N′,N′′-Trimethylisocyanursäure sowie deren entsprechende schwefelhaltige Verbindungen. Unter diesen sind die am meisten bevorzugten Verbindungen solche mit einer an Stickstoff gebundenen Alkylgruppe.

Beispiele des Verfahrens zur Herstellung eines Styrol-Butadiencopolymerkautschuks mit einer darin eingeführten Atomgruppe der oben erwähnten Formel (I) sind beispielsweise (a) ein Verfahren zur Polymerisation von Styrol und Butadien in Gegenwart eines Katalysators auf Alkalimetallbasis und/ oder eines Katalysators auf Erdalkalimetallbasis und Zugabe der Verbindung A zu der Polymerisationsreaktionsgemischlösung sowie (b) ein Verfahren zur Additionsreaktion eines Styrol-Butadiencopolymers mit einem Alkalimetall und/oder einem Erdalkalimetall in einer Lösung des Copolymers, gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, und Zugabe der Verbindung A zu der Lösung, um eine weitere Reaktion zu bewirken.

Katalysatoren auf Alkalimetallbasis, die in der Polymerisation und Addition, wie oben erwähnt, verwendet werden können, sind beispielsweise Metalle selbst, wie Lithium, Rubidium und Caesium, und Komplexe derselben mit einer Kohlenwasserstoffverbindung oder einer polaren Verbindung (z. B. n-Butyllithium, 2-Naphthyllithium, Kalium-Tetrahydrofuran- Komplex und Kalium-Diethoxyethan-Komplex). Beispiele von Katalysatoren auf Erdalkalimetallbasis sind Katalysatorsysteme, die als die Hauptkomponente einer Verbindung von Barium, Strontium, Calcium oder dergleichen enthalten, wie in den japanischen Offenlegungsschriften 1 15 590/1976, 90 90/ 1977 und 1 00 146/1982 beschrieben ist. Diese Katalysatoren auf Metallbasis sind nicht besonders beschränkt insoweit, als sie als ein Katalysator für gewöhnliche Lösungspolymerisation verwendet werden können.

Nach Vervollständigung der Reaktion wird ein ungesättigtes Kautschukpolymer mit darin eingeführten Einheiten der Verbindung A aus dem Reaktionsgemisch Lösung durch eine gewöhnliche Trennmethode, wie Zugabe eines Coaguliermittels, wie Methanol, oder Ausstreifen mit Wasserdampf gewonnen. In dem erhaltenen ungesättigten Kautschukpolymer wird die Verbindung A in der Form einer Atomgruppe der folgenden Formel an einer Molekülendgruppe oder in einer Kette des Polymers eingeführt: worin R₁, R₂ und R₃ jeweils für Wasserstoff oder einen Substituenten steht und R₁ unter Bildung eines Ringes an R₂ oder R₃ gebunden sein kann.

Obwohl die Stellung der Einführung der Verbindung A irgendwo an den Endgruppen oder in irgendwelchen Stellungen der Molekülkette sein kann, sind die Endgruppen der Molekülkette bevorzugt. Die Verwendung eines Polymers, das man bei der Umsetzung eines Copolymers mit einer Dienylstruktur an den Endgruppen der Molekülkette mit der Verbindung A erhält, trägt zu weiterer Verminderung des Treibstoffverbrauches bei.

Ein unerläßlicher Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist der Einschluß einer Atomgruppe der oben erwähnten Formel (I) in die Molekülkette des Styrol-Butadiencopolymerkautschuks. Eine Kautschukzusammensetzung, die dieses Styrol- Butadiencopolymer enthält, zeigt eine merklich verbesserte Stoßelastizität im Vergleich mit einer Kautschukzusammensetzung, die einen gewöhnlichen Styrol-Butadiencopolymerkautschuk ohne Atomgruppe der oben erwähnten Formel (I) umfaßt. Daher kann ein pneumatischer Reifen unter Verwendung dieser Kautschukzusammensetzung im Profil den Treibstoffverbrauch wesentlich vermindern, während andere Eigenschaften auf hoher Qualität gehalten werden.

Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Styrol-Butadienkautschuk umfaßt 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% gebundene Styroleinheiten und 10 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 75 Gew.-% 1,2-Vinylbindungen in den Butadieneinheiten.

Wenn die Menge an gebundenen Styroleinheiten geringer als 5 Gew.-% ist, wird der Naßrutschwiderstand der Kautschukzusammensetzung vermindert, was die Bremskraft des Reifens auf einer nassen Straßenoberfläche ungünstig schwächt. Wenn sie andererseits 30 Gew.-% übersteigt, werden die Bremskraft auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßendecke sowie der Abriebwiderstand nachteilig verschlechtert, obwohl die Bremskraft auf einer nassen Straßendecke erhöht wird.

Wenn die Menge an 1,2-Vinylbindungen kleiner als 10% ist, gibt es nicht nur eine Schwierigkeit bei der Herstellung, sondern außerdem ist auch die Wirkung einer Verbesserung der Bremskraft auf einer nassen Straßendecke gering. Wenn sie andererseits 85% übersteigt, wird nicht nur der Wärmeaufbau erhöht, sondern es werden auch die Bremskraft auf einer vereisten Straßendecke und die Abriebbeständigkeit nachteilig stark vermindert.

Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Styrol-Butadiencopolymerkautschuk kann ein verzweigtes Polymer enthalten, wobei die Verzweigungen mit einer Zinn-Butadienylbindung verbunden sind, um eine gute Verarbeitbarkeit in der Reifenherstellung zu bekommen. Wenn jedoch zu viele Molekülendgruppen des Styrol-Butadiencopolymerkautschuks zur Bildung von Zinn-Butadienylbindungen benutzt werden, nimmt die Anzahl der wirksamen Molekülendgruppen, die für die Einführung einer Atomgruppe der oben erwähnten Formel (I) zu benutzen sind, ab. Um somit die bei der vorliegenden Erfindung angestrebte Reifenleistung zu gewährleisten und gleichzeitig die gute Verarbeitbarkeit in der Reifenherstellung beizubehalten, ist es bevorzugt, daß das Verhältnis A/B des verzweigten Polymers (A) mit Verzweigungen, die an eine Zinn-Butadienylbindung gebunden sind, zu dem Polymer (B) mit wenigstens einer darin eingeführten Atomgruppe der oben erwähnten Formel (I) im Bereich von 0,1 bis 4,0 liegt.

(2) Bei der vorliegenden Erfindung enthält die Außenseitenkautschukoberflächenschicht 1 als ein Verstärkungsmittel 30 bis 80 Gew.-%, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Rohmaterialkautschuks, an Ruß.

Wenn die Rußmenge geringer als 30 Gewichtsteile ist, kann mit dem Reifen weder eine ausreichende Bremskraft auf einer nassen Fahrbahndecke, noch ausreichende Abriebbeständigkeit gewährleistet werden. Wenn sie andererseits 80 Gewichtsteile übersteigt, wird nicht nur der Treibstoffverbrauch des Reifens erhöht, sondern es wird auch die Anfälligkeit des Reifens, auf einer gefrorenen Fahrbahndecke zu rutschen, ungünstig infolge einer Erhöhung der Härte des Profilteils bei niedrigen Temperaturen erhöht.

Die erforderlichen Eigenschaften von hier zu verwendendem Ruß schließen eine spezifische Oberfläche (N₂SA) von 60 bis bis 140 m²/g, vorzugsweise von 75 bis 120 m²/g, gemessen durch die Stickstoffadsorptionsmethode, und eine Dibutylphthalatabsorption (DBP-Absorption) von 100 bis 150 ml/100 g, vorzugsweise von 110 bis 140 ml/100 g ein.

Wenn das N₂SA kleiner als 60 m²/g ist, werden die Bremskraft auf einer nassen Fahrbahndecke und der Abriebwiderstand des Reifens nicht wesentlich verschlechtert, obwohl der Treibstoffverbrauch reduziert wird. Wenn andererseits das N₂SA 140 m²/g übersteigt, wird der Treibstoffverbrauch des Reifens ungünstig erhöht.

Wenn die DBP-Absorption kleiner als 100 ml/100 g ist, wird nicht nur die Abriebbeständigkeit des Reifens vermindert, sondern auch die Steuerbarkeit nachteilig verschlechtert.

Wenn sie 150 ml/100 g übersteigt, unterliegt der Profilabschnitt des Reifens in unvorteilhafter Weise einer Härtung bei niedrigen Temperaturen, was zu einer Abnahme der Bremskraft auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßendecke führt.

Weiterhin ist es vom Standpunkt einer Verminderung des Treibstoffverbrauches vorteilhaft, daß der Ruß eine Halbwertsbreite (Δ Dst) in der Aggregatverteilung von 85 bis 130 µm, gemessen durch die Zentrifugalsedimentationsmethode, hat.

Obwohl das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung in der Verwendung einer Kautschukzusammensetzung besteht, die die oben erwähnte Kautschukkomponente und Ruß in der Außenseitenkautschukschicht eines pneumatischen Reifens mit einem aus wenigstens zwei Schichten bestehenden Profilabschnitt enthält, kann diese Kautschukzusammensetzung auch ein Vulkanisiermittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, eine Vulkanisationshilfe, ein Antioxidationsmittel und/oder einen Weichmacher enthalten, wobei alle diese Bestandteile üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auf alle Reifen einschließlich, doch nicht nur einschließlich Reifen für Passagierfahrzeuge angewendet werden, sondern auch für Lastwagen- und Autobusreifen ohne irgendeine besonders Beschränkung auf eine bestimmte Reifenart.

Beispiele und Vergleichsbeispiele werden nun beschrieben.

Beispiele und Vergleichsbeispiele

Die Eigenschaften eines hier verwendeten Styrol-Butadiencopolymerkautschuks (SBR) sind in der Tabelle I gezeigt, während jene von Ruß in der Tabelle II gezeigt sind.

Kautschukzusammensetzungen mit den betreffenden Rezepturen (in Gewichtsteilen), die in Tabelle III aufgelistet sind, wurden in der Deckschicht eines Reifens mit einer zweischichtigen Profilstruktur verwendet, wie in Fig. 1 erläutert ist, um 18 Arten von Reifen 165 SR 13 zu erzeugen. Jeder Reifen wurde in einem Bremstest auf nasser Straße, einem Bremstest auf gefrorener Straße und einem Rollwiderstandstest unter Verwendung eines Serienwagens nach den folgenden Methoden bewertet. Die Ergebnisse sind auch in der Tabelle III gezeigt.

(1) Bremstest auf nasser Straße:

Wasser wurde über die Oberfläche eines Asphaltstraßenpflasters gesprüht. Der Bremsabstand wurde gemessen, wenn die Bremse bei einer Geschwindigkeit von 40 kmh betätigt wurde. Die Bewertung erfolgte nach einem Index in Relation zu einem Index 100, der für den Reifen des Vergleichsbeispiels 1 definiert wurde. Je höher der Index, desto besser ist die Bremsleistung.

(2) Bremstest auf gefrorener Straße:

Der Abstand von der Bremsbetätigung bis zum vollständigen Anhalten des Wagens wurde gemessen, wenn die Bremse beim Fahren auf einer vollständig gefrorenen Straßendecke bei einer Lufttemperatur von -5 bis -10°C bei einer Geschwindigkeit von 40 kmh betätigt wurde. Die Bewertung erfolgte mit einem Index in Relation zu einem Index 100, der für den Reifen des Vergleichsbeispiels 1 definiert wurde. Je höher der Index ist, desto besser ist die Bremsleistung.

(3) Rollwiderstandstest:

Vorausgehendes Laufen erfolgte auf einer Raumtesttrommel von 707 mm Durchmesser mit einem inneren Reifendruck von 1,9 kg/cm² unter einer Belastung von 420 kg mit einer Geschwindigkeit von 100 kmh während 30 min. Danach wurde der Rollwiderstand bei einer Geschwindigkeit von 60 kmh gemessen. Die Bewertung erfolgte anhand eines Index in Relation zu einem Index 100, der für den Reifen des Vergleichsbeispiels 1 definiert wurde. Je niedriger der Index ist, desto niedriger ist der Rollwiderstand und somit desto kleiner der Treibstoffverbrauch.

Tabelle I

Fußnoten:
*1 Nipol 1502 (Nippon Zeon Co., Ltd.)
*2 Solprene 1204 (Asahi Chemical Industry Co., Ltd.)
*3 Cariflex 1215 (Shell Chemical Co.)
*4 gemessen durch NMR unter Protonenverwendung
*5 Die Menge an verzweigtem Polymer wurde durch GPC (Geldurchdringungschromatographie) bestimmt. Die Menge eines Polymers mit einer darin eingeführten Atomgruppe der Formel (I) wurde durch 13-NMR (kernmagnetische Resonanzmethode unter Verwendung von C¹³

) bestimmt.

Tabelle II

Fußnoten:
*1 Seast KH (Tokai Carbon Co., Ltd.)
*2 Diablack A (Mitsubishi Chemical Industries Ltd.)
*3 HTC Nr. 100 (Chubu Carbon Co., Ltd.)
*4 Gemessen nach dem Verfahren gemäß ASTM D 3037
*5 Gemessen nach dem Verfahren gemäß JIS K 6221
*6 Die Messung des

Δ

Dst

erfolgte unter Verwendung einer Scheibenzentrifuge (hergestellt von der Joyce Loebl Company, Großbritannien). Ruß wurde genau gewogen und mit einer wäßrigen Lösung von Ethanol in einem Volumen vom Zwanzigfachen des Rußgewichtes und eines oberflächenaktiven Mittels vermischt, worauf ein Dispergieren mit Ultraschallwellen folgte. So wurde eine Probenlösung mit einer Rußkonzentration von 5 mg/100 cm³

hergestellt. 0,5 ml der Probenlösung wurden in 10 ml einer Schleuderflüssigkeit gegossen, die aus destilliertem Wasser bestand. Die Zentrifugensedimentation wurde alle auf einmal mit einer Scheibenzentrifugenumdrehung von 8000 U/min begonnen. Eine Aggregatverteilungskurve, umgerechnet in Stokes Radien, wurde gemäß der Licht-Sedimentationsmethode hergestellt. Die Aggregatverteilungsbreite bei einhalb der Maximalfrequenz (maximale Lichtabsorption) im Histogramm ist als die Halbwertsbreite (

Δ

Dst

) definiert.

Tabelle III

Fußnoten:
*1 TTR-20 (TTR: Thailand Tested Rubber)
*2 N-Isopropyl-N-phenyl-p-phenylendiamin
*3 N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid

Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß die Reifen der Beispiele 1 bis 5 einen geringeren Rollwiderstand und daher einen wesentlich geringeren Treibstoffverbrauch als die Reifen des Vergleichsbeispiels 1 hatten, während die Bremskraft auf einer nassen Straßendecke und einer schneebedeckten oder gefrorenen Straßendecke verbessert wurde. Andererseits konnte bei den Reifen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 unter Verwendung eines einzelnen Polymers in ihrem Profilabschnitt die Bremskraft auf einer nassen Fahrbahndecke, die Bremskraft auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Fahrbahndecke und der Rollwiderstand nicht zufriedenstellend erhalten werden. Selbst in den Systemen eines Gemisches mit Naturkautschuk ergab die Verwendung eines Styrol-Butadiencopolymerkautschuks ohne in seine Molekülkette eingeführte Atomgruppen der oben erwähnten Formel (I) (Vergleichsbeispiele 6, 7 und 9) oder eines Styrol-Butadiencopolymerkautschuks mit mehr als 30 Gew.-% der gebundenen Styroleinheiten (Vergleichsbeispiel 8) eine unzureichende Verbesserung. Die Verwendung von SAF-Kohle mit einem N₂SA von mehr als 140 m²/g (Vergleichsbeispiel 10) ergab einen schlechten Rollwiderstand, während die Verwendung von FEF-Kohle mit einem N₂SA von weniger als 60 m²/g (Vergleichsbeispiel 11) keine ausreichende Bremskraft auf einer nassen Fahrbahndecke ergab. Im Gegensatz dazu ergab die Verwendung von N 339- Kohle oder Ruß in den Beispielen 6 und 7 einen in allen Eigenschaften gleichzeitig merklich verbesserten Reifen.

Wie oben beschrieben, kann nach der vorliegenden Erfindung, da eine einen neuen Styrol-Butadiencopolymerkautschuk umfassende Kautschukzusammensetzung im Profilbereich verwendet wird, ein pneumatischer Alljahreszeitenreifen mit merklich vermindertem Treibstoffverbrauch und gleichzeitiger zufriedenstellender Bremskraft auf einer nassen Fahrbahndecke und auf einer schneebedeckten oder gefrorenen Fahrbahndecke erhalten werden.

Claims

1. Pneumatischer Reifen mit einem Profilabschnitt, der aus wenigstens zwei Schichten einschließlich einer Außenseitenkautschukschicht und einer Innenseitenkautschukschicht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseitenkautschukschicht (1) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die aus 20 bis 90 Gewichtsteilen Naturkautschuk und/oder Polyisoprenkautschuk und 10 bis 80 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadiencopolymerkautschuks mit 5 bis 30 Gew.-% gebundenen Styroleinheiten und 10 bis 85 Gew.-% 1,2-Vinylbindungen in den Butadieneinheiten und mit einer an der Molekülendgruppe oder in einer Molekülkette von ihm eingeführten Atomgruppe der allgemeinen Formel worin R₁, R₂ und R₃ jeweils für Wasserstoff oder einen Substituenten stehen und R₁ unter Bildung eines Ringes an R₂ oder R₃ gebunden sein kann, besteht, und 30 bis 80 Gewichtsteile Ruß, der als Verstärkungsmittel dient und eine spezifische Oberfläche (N₂SA) von 60 bis 140 m²/g und eine Dibutylphthalatabsorption (DBP-Absorption) von 100 bis 150 ml/100 g besitzt, umfaßt.

2. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseitenkautschukschicht 30 Gewichtsteile oder weniger Polybutadienkautschuk, Acrylnitril- Butadiencopolymerkautschuk oder nicht modifizierten Styrol-Butadiencopolymerkautschuk umfaßt.

3. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Styrol-Butadiencopolymerkautschuk einen verzweigten Kautschuk mit Verzweigungen enthält, die mit einer Zinn-Butadienylbindung verbunden sind.

4. Pneumatischer Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß eine Halbwertsbreite (Δ Dst) in der Aggregatverteilung von 85 bis 130 mµ, gemessen durch die Zentrifugalsedimentationsmethode, hat.