DE60302265T2

DE60302265T2 - Kautschukmischung enthaltend ein thermoplastisches Polymer und eine Reifenseitenwand-Komponente oder einen Reifen-verstärkenden Ring aus einer solchen Kautschukmischung

Info

Publication number: DE60302265T2
Application number: DE60302265T
Authority: DE
Inventors: Bruce Raymond Hahn; Ivan Glen Hargis; David Andrew Benko
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2023-03-08
Also published as: EP1344796A1; US6646066B2; DE60302265D1; EP1344796B1; US20030176601A1; BR0300456A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung, die ein thermoplastisches Polymer enthält, und deren Anwendung als eine Reifenseitenwandkomponente und/oder ein Laufflächenstützring zur Verwendung in einer Reifen-/Felgenbaugruppe. Eine solche Reifenseitenwandkomponente kann ein Seitenwandeinsatz und/oder Kernprofil aus einer Kautschukzusammensetzung sein, die ein thermoplastisches Polymer enthält.
Hintergrund der Erfindung
Luftreifen enthalten konventionell einen relativ harten Kautschuk-Seitenwandeinsatz in der Art eines Kernprofils als einen Einsatz innerhalb einer Reifenseitenwand, benachbart, und üblicherweise Seite an Seite nebeneinander, dem Wulstbereich eines Reifens, um die Regulierung der Steifigkeit der Seitenwand des Reifens zu unterstützen.
Für manche Reifen, insbesondere Reifen, die dazu gedacht sind, in der Lage zu sein, mit nur atmosphärischem Luftdruck im Luftreifenhohlraum zu laufen, ist ein relativ harter Gummieinsatz in der Reifenseitenwand positioniert, der von den Wulstbereichen beabstandet sein kann, um der Reifenseitenwand sowohl Tragkraft als auch Steifigkeit zu verleihen.
Bei einer solchen, einen Einsatz enthaltenden Seitenwand wird, aufgrund der üblicherweise inhärenten erhöhten Dicke der Seitenwand selbst, typischerweise ein inhärentes Ansteigen der Wärmeentwicklung erfahren, das zu einer erhöhten Lauftemperatur für die Reifenseitenwand während ihres Betriebs des Bewegens ihres zugeordneten Fahrzeugs führt.
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Einschlusses eines partikelförmigen thermoplastischen Elastomers in solchen Kautschukseitenwandeinsätzen, um Wärmeentwicklung in dem Kautschukeinsatz zu verringern, während sein Kompressionsmodul im Wesentlichen aufrechterhalten wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Laufflächenstützring in einer Reifen-/Felgenbaugruppe, aufweisend eine Kautschukzusammensetzung, die einen Einschluss aus einem thermoplastischen Polymer enthält, um bei der Verringerung von Wärmeentwicklung zu helfen.
EP-A-1 241 025 betrifft eine Reifen-Kautschukkomponente, die ein schlagzähes Styrol enthält. US 2002/0033216 betrifft eine Kautschukzusammensetzung, die Partikel eines thermoplastischen Polymers enthält, und eine Reifen-Sicherheitsstütze daraus. US-A-6,051,650 betrifft ein kautschukverstärktes thermoplastisches Harz als eine Harzmasse, worin Partikel eines Pfropfpolymers dispergiert sind.
In der Beschreibung dieser Erfindung wird der Begriff "ThK" verwendet, um Gewichtsanteile eines Materials pro 100 Gewichtsanteile Elastomer zu bezeichnen. Die Begriffe "Kautschuk", "Gummi" und "Elastomer" können austauschbar verwendet werden, wenn nicht anderweitig angedeutet. Die Begriffe "vulkanisiert" und "ausgehärtet" können austauschbar verwendet werden, wie auch "unvulkanisiert" oder "unausgehärtet", wenn nicht anderweitig angedeutet.
Zusammenfassung und Praxis dieser Erfindung
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Reifen mit einem Einsatz in seiner Seitenwand aus einer ein thermoplastisches Polymer enthaltenden Kautschukzusammensetzung verschafft, welche zumindest ein dienbasiertes Elastomer umfasst und worin ein Einschluss aus besagtem thermoplastischen Polymer verschafft wird, der, auf Basis von 100 ThK Elastomer, folgendes umfasst:

(A) 100 Thk eines dienbasierten Elastomers, und
(B) 5 bis 20, alternativ 5 bis 10, ThK darin dispergierten partikelförmigen thermoplastischen Materials, gewählt aus zumindest einem von Polyphenylenether, Polyphenylensulfid und Mischungen davon,
(C) 20 bis 100, alternativ 25 bis 90, ThK zumindest eines partikelförmigen Verstärkungsfüllmittels, gewählt aus Carbon Black, Aggregaten synthetischen amorphen Silikas und silikahaltigen Kohlenstoffs mit Silikabereichen an seiner Oberfläche, und
(D) ein Kopplungsmittel mit einem Anteil, der mit an der Oberfläche besagten ausgefällten Silikas enthaltenen Hydroxylgruppen (z.B. Silanolgruppen) und besagten Silikabereichen an der Oberfläche besagten silikahaltigen Carbon Blacks reaktiv ist, und einem anderen Anteil, der mit zumindest einem der besagten Elastomere in Wechselwirkung tritt.

In zusätzlicher Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird eine Reifen-/Felgenbaugruppe verschafft, aufweisend einen Luftreifen, der auf einer starren Felge montiert ist, um einen Hohlraum dazwischen zu bilden (im Allgemeinen begrenzt durch den Hohlraum besagten Luftreifens und besagter Felge), wobei besagte Felge einen daran und innerhalb besagten Hohlraums montierten Reifenlaufflächen-Stützring enthält, wobei besagter Ring besagte Kautschukzusammensetzung aufweist, die darin den Einschluss aus dem thermoplastischen Polymer enthält.
In der Reifenseitenwand kann der Einsatz in Form eines Kernprofils in Juxtaposition zu einer oder mehreren Reifenlaufflächenkomponenten sein oder kann von besagtem Wulstteil beabstandet sein zu einer Position dichter zur Reifenlauffläche.
In besagter Reifen-/Felgenbaugruppe ist besagter Laufflächenstützring typischerweise an der Reifenfelge innerhalb der Luftreifenhülle oder dem kreisringförmigen Hohlraum montiert, auf eine Weise, dass er normalerweise nicht mit der Reifenkarkasse in dem Zenitbereich des Reifens unter der Reifenlauffläche in Kontakt kommt, dass er jedoch mit dem Reifen in Kontakt kommt und dadurch den Reifen stützt, wenn der Reifen seinen Fülldruck verliert, um das Plattwerden des Reifens zu verhindern.
In der Praxis ist der Reifen ein im Wesentlichen offener, kreisringförmiger Gummi-Luftreifen, der eine Karkasse umfasst, die eine umfangsgerichtete Lauffläche stützt, welche dazu entworfen ist, mit dem Boden in Kontakt zu kommen, und die zwei beabstandete, relativ unausdehnbare Wulstteile und zwei Seitenwandteile, die sich individuell von jedem der besagten Wulstteile zur Reifenlauffläche erstrecken, enthält;
wobei besagte Karkasse zumindest eine Karkassenlage aufweist, die sich von Wulst zu Wulst erstreckt, und optionsweise zumindest eine Gürtellage, die sich in Umfangsrichtung um besagte Karkasse und zwischen besagter Lauffläche und besagten Karkassenlagen positioniert erstreckt;
wobei besagte Karkassenlagen und Gürtellagen individuell ein Laminat aus einer Kautschukzusammensetzung und einer Vielzahl beabstandeter Korde, die in einem im Wesentlichen parallelen Verhältnis zueinander angeordnet sind, aufweisen, wobei besagte Kautschukzusammensetzung besagte Korde einkapselt, und wobei besagte Korde ein oder mehrere Filamente aufweisen, wobei besagte Filamente aus messingbeschichteten Stahlfilamenten, Polyesterfilamenten, Nylonfilamenten, Aramidfilamenten und Glasfilamenten gewählt sind;
wobei besagte Karkasse Folgendes enthält:

(A) ein Kernprofil als einen Streifen aus einer Kautschukzusammensetzung in Form eines ringförmigen Rings, der innerhalb einer Karkassenseitenwand benachbart zu einem Wulstteil der Karkasse in einer primären ringförmigen Richtung, die sich in Umfangsrichtung innerhalb des Seitenwandteils der Karkasse gemeinsam mit diesem erstreckt, und einer sekundären radialen Richtung, die sich zur Reifenlauffläche hin und beabstandet von dieser erstreckt, positioniert ist, und/oder;
(B) einen Seitenwandeinsatz als einen Streifen aus besagter Kautschukzusammensetzung, der einen Einschluss aus besagtem thermoplastischen Polymer enthält, in Form eines ringförmigen Rings, der innerhalb einer Karkassenseitenwand positioniert ist und von einem Karkassenwulstteil in einer primären ringförmigen Richtung beabstandet ist, die sich in Umfangsrichtung innerhalb des Seitenwandteils gemeinsam mit diesem erstreckt, und einer zweiten radialen Richtung, die sich zur Reifenlauffläche hin und beabstandet von dieser erstreckt.

Kopplungsmittel für besagte Kautschukzusammensetzung, die einen Einschluss aus besagtem thermoplastischen Polymer und Silika und/oder Carbon Black, das Silikabereiche an seiner Oberfläche enthält, enthält, kann beispielsweise Bis (3-Trialkoxysilylalkyl)polysulfide enthalten, wie beispielsweise ein Bis(3-Trioxysilylpropyl)polysulfid mit einem Durchschnitt von 2 bis 2,6 oder von 3,5 bis 4 verbindenden Schwefelatomen in seiner Polysulfidbrücke, vorzugsweise von 2 bis 2,6 verbindenden Schwefelatomen.
Das Polyphenylenoxidmaterial kann ein Poly(2,6-Dimethyl-p-phenylen)ether sein, bezogen als Vistoran^TM 1900 von Creanova Company und vermischt mit Polystyrolpolymeren.
Das Polyphenylensulfidmaterial kann Ryton^TM von Phillips Petroleum Company sein.
Das syndiotaktische Polystyrol kann eine kleine Menge copolymerisierten p-Methylstyrols und bezogen als Questra^TM von Dow Chemical Company enthalten.
Ein signifikanter Aspekt dieser Erfindung ist die Verringerung von Wärmeentwicklung in der Kautschukzusammensetzung, die eine Dispersion solcher Polymere enthält.
In der Praxis, für die Zwecke dieser Erfindung, wird besagtes thermoplastisches Polymer durch Mischen auf einer Temperatur in einem Bereich von 100°C bis 175°C und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um das Elastomer zu zerlegen und das thermoplastische Polymer darin zu dispergieren, homogen in seinem Elastomerwirt dispergiert.
In der Praxis können verschiedene dienbasierte Elastomere für die Reifenkomponente (z.B. die Reifenlauffläche) verwendet werden, wie beispielsweise Polymere von Isopren und/oder 1,3-Butadien und Copolymere von Styrol mit Isopren und/oder 1,3-Butadien.
Repräsentativ für solche Elastomere auf Basis konjugierten Diens sind beispielsweise Cis-1,4-Polyisopren (natürlich und synthetisch), Cis-1,4-Polybutadien, Styrol-/Butadien-Copolymere (durch wässrige Emulsionspolymerisation hergestellt und durch organische Lösungsmittellösungspolymerisation hergestellt), mittleres Vinylpolybutadien mit einem Vinyl-1,2-Gehalt in einem Bereich von 15 bis 90 Prozent, Isopren-/Butadien-Copolymere, Styrol-/Isopren-/Butadien-Terpolymere. Es können auch zinn- oder silikagekoppelte Elastomere verwendet werden, wie beispielsweise zinn- und/oder silikagekoppelte, durch organische Lösungspolymerisation hergestellte Styrol-/Butadien-Copolymere, Isopren-/Butadien-Copolymere, Styrol-/Isopren-Copolymere, Polybutadien und Styrol-/Isopren-/Butadien-Terpolymere. Solche gekoppelten Elastomere können beispielsweise durch organische Lösungsmittelpolymerisation in Gegenwart eines geeigneten zinnbasierten oder silikonbasierten Katalysatorkomplexes aus zumindest einem von Isopren- und 1,3-Butadienmonomeren oder aus Styrol zusammen mit zumindest einem von Isopren- und 1,3-Butadienmonomeren hergestellt werden. Die Herstellung von zinn- und silikongekoppelten Elastomeren mittels organischer Lösungsmittelpolymerisation ist den Fachleuten in dieser Technik wohlbekannt.
In der Praxis kann die Kautschukzusammensetzung ein funktionalisiertes dienbasiertes Elastomer enthalten. Beispielsweise kann ein funktionalisiertes Elastomer als ein dienbasiertes Elastomer, wie oben beschrieben, verschafft sein, das ein oder mehr funktionelle Gruppen enthält, wie beispielsweise eine oder mehr Gruppen, gewählt aus Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Silanolgruppen, Amingruppen und Epoxygruppen, die verfügbar sind, um an Reaktionen mit beispielsweise Kautschukverstärkungsfüllmitteln wie beispielsweise Carbon Black (eigentlich Anteilen, wie beispielsweise kleineren Mengen von Carboxylgruppen an der Oberfläche von Carbon Black), Carbon Black, das Silikabereiche an seiner Oberfläche enthält, amorphem Silika (das beispielsweise Silanolgruppen an seiner Oberfläche enthält), Ton (insbesondere wasserquellfähiger Ton wie beispielsweise Montmorillonitton) und Verstärkung auf Stärkebasis teilzunehmen. Solche funktionalisierten dienbasierten Elastomere und deren Herstellung sind den Fachleuten in dieser Technik wohlbekannt.
In der weiteren Praxis dieser Erfindung kann partikelförmige Verstärkung für die Kautschukzusammensetzung auch Aggregate synthetischen amorphen Silikas oder eine Kombination von Carbon Black und solchen ausgefällten Silikas, üblicherweise in einer Menge in einem Bereich von 35 bis 100, alternativ 35 bis 90, ThK, enthalten. Wenn eine Kombination von solchem Carbon Black und ausgefälltem Silika verwendet wird, werden üblicherweise zumindest 5 ThK Carbon Black und zumindest 10 ThK Silika verwendet. Beispielsweise könnte ein Gewichtsverhältnis von Silika zu Carbon Black im Bereich von 1:5 bis 5:1 verwendet werden.
Die in dieser Erfindung vorzugsweise eingesetzten ausgefällten Silikaaggregate sind ausgefällte Silikas, wie beispielsweise die durch die Säuerung eines löslichen Silikats, z.B. Natriumsilikat, erhaltenen und können kopräzipitiertes Silika und eine kleinere Menge Aluminium enthalten.
Solche Silikas könnten üblicherweise dadurch gekennzeichnet sein, dass sie beispielsweise einen BET-Oberflächenbereich, gemessen unter Verwendung von Stickstoffgas, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 600 und üblicher in einem Bereich von 50 bis 300 Quadratmetern pro Gramm aufweisen. Das BET-Verfahren zur Messung des Oberflächenbereichs ist im Journal of the American Chemical Society (Journal der Amerikanischen Chemischen Gesellschaft), Band 60, Seite 304 (1930), beschrieben.
Das Silika kann auch typischerweise dadurch gekennzeichnet sein, dass es einen Dibutylphthalat(DBP)-Absorptionswert in einem Bereich von 50 bis 400 cm³/100 g, und üblicher von 100 bis 300 cm³/100 g aufweist.
Verschiedene kommerziell erhältliche ausgefällte Silikas können zur Verwendung in dieser Erfindung erwogen werden, wie etwa, hierin nur als Beispiel und ohne Einschränkung angeführt, Silikas von PPG Industries unter dem Hi-Sil-Markenzeichen mit den Bezeichnungen Hi-Sil 210, Hi-Sil 243, usw.; Silikas von Rhodia, wie beispielsweise Zeosil 1165MP^TM und Zeosil 165GR^TM, Silikas von der Degussa AG mit beispielsweise den Bezeichnungen VN2^TM und VN3^TM, sowie andere Silikaqualitäten, insbesondere ausgefällte Silikas, die zur Elastomerverstärkung verwendet werden können.
Als das Kopplungsmittel kann beispielsweise ein Bis(3-Trialkoxysilylalkyl)polysulfid mit einem Durchschnitt von 2 bis 2,6 oder von 3,5 bis 4 verbindenden Schwefelatomen in seiner Polysulfidbrücke verwendet werden, wie beispielsweise ein Bis(3-Triethoxysilylpropyl)polysulfid.
Den Fachleuten in der Technik ist leicht verständlich, dass die Kautschukzusammensetzung mittels in der Kautschukmischtechnik allgemein bekannter Verfahren gemischt würde, wie etwa Mischen der verschiedenen schwefelvulkanisierbaren bestandteilbildenden Kautschuke mit verschiedenen gemeinsam verwendeten Additivmaterialien wie beispielsweise Aushärtehilfsmitteln, wie etwa Schwefel, Aktivatoren, Hemmmitteln und Beschleunigungsmitteln, Verarbeitungszusätzen, wie etwa Ölen, Harzen einschließlich klebrigmachender Harze, Silikas, und Weichmachern, Füllmitteln, Pigmenten, Fettsäure, Zinkoxid, Wachsen, Antioxidantien und Ozonschutzmitteln, Peptisiermitteln und Verstärkungsmaterialien wie beispielsweise Carbon Black. Wie den Fachleuten in der Technik bekannt ist, werden die oben erwähnten Additive abhängig von der beabsichtigten Verwendung des schwefelvulkanisierbaren und schwefelvulkanisierten Materials (Kautschuke) ausgewählt und gemeinsam in konventionellen Mengen verwendet.
Typische Mengen klebrigmachender Harze, falls verwendet, umfassen 0,5 bis 10 ThK, üblicherweise 1 bis 5 ThK. Typische Mengen Verarbeitungshilfsmittel umfassen 1 bis 50 ThK. Solche Verarbeitungshilfsmittel können beispielsweise aromatische, naphthenische und/oder paraffinische Verarbeitungsöle umfassen. Typische Mengen Antioxidantien umfassen 1 bis 5 ThK. Repräsentative Antioxidantien können beispielsweise Diphenyl-p-phenylendiamin und andere sein, wie beispielsweise die in The Vanderbilt Rubber Handbook (Vanderbilt Kautschukhandbuch) (1978), Seiten 344 bis einschließlich 346, offenbarten. Typische Mengen Ozonschutzmittel umfassen 1 bis 5 ThK. Typische Mengen Fettsäuren, falls verwendet, die Stearinsäure umfassen können, umfassen 0,5 bis 3 ThK. Typische Mengen Zinkoxid umfassen 1 bis 10 ThK. Typische Mengen Wachse umfassen 1 bis 5 ThK. Oft werden mikrokristalline Wachse verwendet. Typische Mengen Peptisiermittel umfassen 0,1 bis 1 ThK.
Die Vulkanisation wird in Gegenwart eines Schwefelvulkanisiermittels vollzogen. Beispiele geeigneter Schwefelvulkanisiermittel umfassen elementaren Schwefel (freien Schwefel) oder schwefelabgebende Vulkanisiermittel, beispielsweise ein Amindisulfid, polymeres Polysulfid oder Schwefelolefinaddukte. Vorzugsweise ist das Schwefelvulkanisiermittel elementarer Schwefel. Wie den Fachleuten in der Technik bekannt ist, werden Schwefelvulkanisiermittel in einer Menge verwendet, die sich auf 0,5 bis 4 ThK, oder, unter manchen Umständen, sogar bis auf 8 ThK beläuft.
Beschleunigungsmittel werden zur Steuerung der zur Vulkanisation erforderlichen Zeit und/oder Temperatur und zur Verbesserung der Eigenschaften des Vulkanisats verwendet. In einer Ausführung kann ein Einzel-Beschleunigungsmittelsystem verwendet werden, d.h. ein Primärbeschleunigungsmittel. Konventionell und bevorzugt werden ein (bzw. mehrere) Primärbeschleunigungsmittel in sich auf 0,5 bis 4, vorzugsweise 0,8 bis 1,5, ThK belaufenden Mengen verwendet. In einer anderen Ausführung könnten Kombinationen eines Primär- und eines Sekundärbeschleunigungsmittels verwendet werden, wobei das Sekundärbeschleunigungsmittel in kleineren Mengen (von 0,05 bis 3 ThK) verwendet wird, um die Eigenschaften des Vulkanisats zu aktivieren und zu verbessern. Von Kombinationen dieser Beschleunigungsmittel wäre zu erwarten, dass sie einen synergetischen Effekt auf die Endeigenschaften hervorrufen und etwas besser sind als die nur durch Verwendung eines der Beschleunigungsmittels hervorgerufenen. Zusätzlich können Beschleunigungsmittel mit verzögerter Wirkung verwendet werden, die von normalen Verarbeitungstemperaturen nicht beeinträchtigt werden, jedoch bei gewöhnlichen Vulkanisationstemperaturen eine zufriedenstellende Aushärtung hervorrufen. Es könnten auch Vulkanisations-Hemmmittel verwendet werden. Geeignete Typen von Beschleunigungsmitteln, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Amine, Disulfide, Guanidine, Thiocarbamide, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate und Xanthate. Vorzugsweise ist das Primärbeschleunigungsmittel ein Sulfenamid. Wenn ein zweites Beschleunigungsmittel verwendet wird, so ist das Sekundärbeschleunigungsmittel vorzugsweise eine Guanidin-, Dithiocarbamat- oder Thiuramverbindung.
Vorhandensein und relative Mengen der obigen Additive werden nicht als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrachtet, wenn nicht hierin anderweitig angedeutet, welche primärer auf die Nutzbarmachung eines hitzebeständigen thermoplastischen Materials in einer Reifenseitenwandeinsatz-Kautschukzusammensetzung gerichtet ist.
Das Mischen der Kautschukzusammensetzung kann durch Verfahren vollzogen werden, die den in der Kautschukmischtechnik bewanderten Fachleuten bekannt sind. Beispielsweise werden die Inhaltsstoffe typischerweise in zumindest zwei Stufen gemischt, nämlich zumindest einer nicht-produktiven Stufe, gefolgt von einer produktiven Mischstufe. Die endgültigen Aushärtemittel werden typischerweise in der Endstufe gemischt, die konventionell die "produktive" Mischstufe genannt wird, worin das Mischen typischerweise auf einer Temperatur, oder Höchsttemperatur, stattfindet, die niedriger ist als die Mischtemperatur(en) der vorangehenden nicht-produktiven Mischstufe(n). Der Kautschuk, und Füllmittel wie etwa Silika und silikabehandeltes Carbon Black und Haftmittel, werden in einer oder mehr nicht-produktiven Mischstufen gemischt. Die Begriffe "nicht-produktive" und "produktive" Mischstufen sind den Fachleuten in der Kautschukmischtechnik wohlbekannt.
Die folgenden Beispiele werden zur Illustration der Erfindung und ohne die Absicht der Einschränkung dargestellt. Die Anteile und Prozentsätze sind gewichtsbezogen, wenn nicht anders bezeichnet.
BEISPIEL
Eine Serie von sechs Zusammensetzungen auf Kautschukbasis wurde hergestellt, auf die hierin als Proben A bis einschließlich F Bezug genommen wird, wobei die Proben A, C und D Kontrollproben sind.
Kontrollprobe A wird ohne Zusatz eines wärmebeständigen thermoplastischen Materials hergestellt.
Kontrollprobe B enthielt 5 ThK Polyphenylenether als eine Legierung mit Polystyrol.
Kontrollprobe C enthielt 5 ThK syndiotaktisches Polystyrol.
Kontrollprobe D enthielt 20 ThK syndiotaktisches Polystyrol (ein Anstieg von 15 ThK), das verwendet wurde, um eine äquivalente Menge Carbon Black zu ersetzen.
Probe E enthielt 5 ThK Polyphenylensulfid.
Probe F enthielt 20 ThK Polyphenylensulfid (ein Anstieg von 15 ThK), um eine äquivalente Menge Carbon Black zu ersetzen.
Für dieses Beispiel wurden, in einem üblicherweise als nicht-produktiven Mischprozedur bezeichneten Vorgang, die Proben hergestellt, indem zuerst der Naturkautschuk (Cis-1,4-Polyisopren) in einen Innengummimischer gegeben wurde, der auf eine Temperatur von über 110°C vorgeheizt worden war, und der Kautschuk darin zuerst etwa 30 Sekunden lang gemischt wurde, um den Kautschuk etwas zu zerlegen und seine Viskosität zu verringern, wonach das wärmebeständige thermoplastische Material, wo anwendbar, und andere angedeutete Inhaltsstoffe, außer Schwefel und zugehörigen Schwefelvulkanisationsbeschleunigungsmitteln, mit dem Elastomer bis auf Temperaturen von etwa 156°C, 165°C, 167°C, 168°C beziehungsweise 166°C gemischt wurde, wonach das Gemisch aus dem Kautschukmischer entnommen, mit einer freiliegenden Rolle gewalkt, zu Platten ausgewalzt und auf eine Temperatur unter 40°C abgekühlt wird.
Die sich ergebenden Kautschukmischungen wurden in einem Innengummimischer auf eine Temperatur von etwa 145°C rückgemischt, aus dem Mischer entnommen, gewalkt, zu Platten ausgewalzt und auf eine Temperatur unter 40°C abgekühlt.
In dem üblicherweise als anschließender Mischschritt, der üblicherweise als ein produktiver Mischschritt bezeichnet wird, bezeichneten Schritt wird das Gemisch in einen Innengummimischer eingebracht und werden Schwefel und Vulkanisationsbeschleunigungsmittel zugesetzt und etwa vier Minuten lang auf eine Temperatur von etwa 100°C erhitzt.
Zusammensetzungen der Proben A bis einschließlich E sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

¹Erhalten von The Goodyear Tire & Rubber Company
²N660, eine ASTM-Bezeichnung
³vom Kautschukverarbeitungsöl naphthenischen Typs
⁴Als Vestoran^TM1900 von Creanova Company bezogen
⁵Als Questra^TM von Dow Chemical Company bezogen
⁶Als Polyphenylensulfid von Aldrich Chemical Company bezogen
⁷Vom Sulfonamidtyp
⁸Vom Phthalimidtyp

Verschiedene physikalische Eigenschaften der Proben von Tabelle 1 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 wiedergegeben.
In der nachfolgenden Tabelle 2 bedeuten die Begriffe "UTS" und "MTS" "Bruchgrenze" beziehungsweise "Materialtestsystem". Tabelle 2

¹Der E'-Wert bei 2 Prozent Druckverformung, nämlich ein Maß von Druckspeichermodul, wie den Fachleuten in dieser Technik wohlbekannt, wird hierin als ein Maß der Steifigkeit betrachtet, wobei ein Anstieg von E' eine entsprechende Andeutung eines Anstiegs an Steifigkeit der Kautschukzusammensetzung ist.
²Der Tan Delta bei 2 Prozent Druckverformung, nämlich ein Verhältnis von Druckverlustmodul zu Speichermodul, wie den Fachleuten in dieser Technik wohlbekannt, wird hierin als ein Maß der Hysterese betrachtet, wobei eine niedrigere Hysterese wünschenswert ist, die eine niedrigere Wärmeentwicklung und somit einen niedrigeren Grad von Temperaturaufbau voraussagt, innerhalb der jeweiligen Komponente einer Reifenseitenwandkomponente, eines Laufflächenstützrings einer Reifen-/Felgenbaugruppe, unter Arbeitsbedingungen. Eine Abnahme des Tan Delta-Werts bei 100°C ist ein entsprechender Hinweis auf eine Abnahme der Hysterese der Kautschukzusammensetzung.

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die Proben E und F im Vergleich zu Kontrollprobe A zu niedrigeren Tan Delta-Werten führten und daher unter Arbeitsbedingungen vorhersagbar weniger Wärmeentwicklung für eine jeweilige Reifenseitenwandkomponente oder einen Laufflächenstützring in einer Reifen-/Felgenbaugruppe unter Arbeitsbedingungen aufweisen.
Dies wird hierin als signifikant erachtet, da eine niedrigere Wärmeentwicklung zu einem niedrigeren Grad von Temperaturanstieg einer Reifenkomponente führt, was seinerseits eine Komponente mit längerer Lebensdauer unter Arbeitsbedingungen voraussagt, insbesondere, wenn die Komponente ein Reifenseitenwandeinsatz oder Laufflächenstützring einer Reifen-/Felgenbaugruppe ist.
Aus Tabelle 2 ist auch ersichtlich, dass die Proben B, E und F im Vergleich zu Kontrollprobe A zu höheren Modulwerten führten, was eine steifere Reifenkomponente anzeigt, insbesondere, wenn die Komponente ein Seitenwandeinsatz oder Laufflächenstützring in einer Reifen-/Felgenbaugruppe ist.
Dies ist signifikant, da hierin in Betracht gezogen wird, dass ein in einem zu wenig aufgeblasenen Zustand gefahrener Reifen eine steife Stütze in seiner Seitenwand und als Laufflächenstützring in einer Reifen-/Felgenbaugruppe erfordert.

Claims

Ein Reifen, der in seiner Seitenwand einen Einsatz aus einer ein thermoplastisches Polymer enthaltenden Kautschukzusammensetzung aufweist, welche zumindest ein dienbasiertes Elastomer und darin einen Einschluss aus besagtem thermoplastischen Polymer umfasst, der, auf Basis von 100 ThK Elastomer, folgendes umfasst: (A) 100 Thk eines dienbasierten Elastomers, und (B) 5 bis 20 ThK darin dispergierten partikelförmigen thermoplastischen Materials, und (C) 20 bis 100 ThK zumindest eines partikelförmigen Verstärkungsfüllmittels, gewählt aus Carbon Black, Aggregaten synthetischen amorphen Silikas und silikahaltigen Kohlenstoffs mit Silikabereichen an seiner Oberfläche, und ein Kopplungsmittel mit einem Anteil, der mit an der Oberfläche besagten ausgefällten Silikas enthaltenen Hydroxylgruppen und besagten Silikabereichen an der Oberfläche besagten silikahaltigen Carbon Blacks reaktiv ist, und einem anderen Anteil, der mit zumindest einem der besagten Elastomere in Wechselwirkung tritt, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes partikelförmiges thermoplastisches Material aus zumindest einem von Polyphenylenether, Polyphenylensulfid oder Mischungen davon gewählt ist.
Der Reifen gemäß Anspruch 1, wobei besagtes thermoplastisches Polymer ein Polyphenylenether ist.
Der Reifen gemäß Anspruch 1, wobei besagtes thermoplastisches Polymer ein Polyphenylensulfid ist.
Der Reifen gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei besagtes dienbasiertes Elastomer bzw. Elastomere aus zumindest einem von Cis-1,4-Polyisopren (natürlich und synthetisch), Cis-1,4-Polybutadien, Styrol-/Butadien-Copolymeren (durch wässrige Emulsionspolymerisation hergestellt und durch organische Lösungsmittellösungspolymerisation hergestellt), mittlerem Vinylpolybutadien mit einem Vinyl-1,2-Gehalt in einem Bereich von 15 bis 90 Prozent, Isopren-/Butadien-Copolymeren, Styrol-/Isopren-/Butadien-Terpolymeren und zinngekoppelten Elastomeren, gewählt aus zumindest einem von zinngekoppelten, durch organische Lösungspolymerisation hergestellten Styrol-/Butadien-Copolymeren, Isopren-/Butadien-Copolymeren, Styrol-/Isopren-Copolymeren, Polybutadien und Styrol-/Isopren-/Butadien-Terpolymeren, besteht.
Der Reifen gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei besagte Kautschukzusammensetzung ein Elastomer als ein zinn- und/oder silikongekoppeltes, durch organische Lösungspolymerisation hergestelltes Styrol-/Butadien-Copolymer, Isopren-/Butadien-Copolymer, Styrol-/Isopren-Copolymer, Polybutadien oder Styrol-/Isopren-/Butadien-Terpolymer oder Mischungen davon enthält.
Der Reifen gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei besagtes zumindest eine von besagten dienbasierten Elastomeren ein funktionalisiertes Elastomer ist, das eine oder mehr funktionelle Gruppen enthält, gewählt aus Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Silanolgruppen, Amingruppen und Epoxygruppen, die verfügbar sind, um an Reaktionen mit Kautschukverstärkungsfüllmitteln, gewählt aus Carbon Black, Carbon Black, das Silikabereiche an seiner Oberfläche enthält, amorphem Silika, Ton und Verstärkung auf Stärkebasis, teilzunehmen.
Der Reifen gemäß Anspruch 1, wobei besagter Reifen ein im Wesentlichen offener kreisringförmiger Gummi-Luftreifen ist, der aus einer Karkasse besteht, welche eine umfangsgerichtete Lauffläche stützt, die dazu entworfen ist, um mit dem Boden in Kontakt zu kommen, und die zwei beabstandete, relativ unausdehnbare Wulstteile enthält, und zwei Seitenwandteile, die sich individuell von jedem der besagten Wulstteile zur Reifenlauffläche erstrecken; wobei besagte Karkasse aus zumindest einer Karkassenlage besteht, die sich von Wulst zu Wulst erstreckt, und optionsweise zumindest einer Gürtellage, die sich in Umfangsrichtung um besagte Karkasse und zwischen besagter Lauffläche und besagten Karkassenlagen positioniert erstreckt; wobei besagte Karkassenlagen und Gürtellagen individuell aus einem Laminat aus einer Kautschukzusammensetzung und einer Vielzahl beabstandeter Korde, die in einem im Wesentlichen parallelen Verhältnis zueinander angeordnet sind, bestehen, wobei besagte Kautschukzusammensetzung besagte Korde einkapselt, und wobei besagte Korde aus einem oder mehr Filamenten bestehen, wobei besagte Filamente aus messingbeschichteten Stahlfilamenten, Polyesterfilamenten, Nylonfilamenten, Aramidfilamenten und Glasfilamenten gewählt sind; und wobei besagte Karkasse den Einsatz innerhalb ihrer Seitenwand als einen Streifen aus besagter Kautschukzusammensetzung enthält, der einen Einschluss aus besagtem thermoplastischen Polymer enthält, in Form eines ringförmigen Rings, der innerhalb einer Karkassenseitenwand positioniert ist und von einem Karkassenwulstteil in einer primären ringförmigen Richtung beabstandet ist, die sich in Umfangsrichtung innerhalb des Seitenwandteils gemeinsam mit diesem erstreckt, und einer sekundären radialen Richtung, die sich zur Reifenlauffläche hin und beabstandet von dieser erstreckt.