DE68909875T2

DE68909875T2 - Luftreifen, welcher syndiotaktisches 1,2-Polybutadien enthält.

Info

Publication number: DE68909875T2
Application number: DE89630146T
Authority: DE
Inventors: Adel Farhan Halasa; Wen-Liang Hsu; Richard Martin Scriver
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2009-09-09
Also published as: IL91604A; IL91604A0; KR0145085B1; EP0359694B1; AR248368A1; JPH02114002A; JP2810719B2; AU615797B2; AU4150789A; CN1041134A; MX171318B; KR900004535A; TR23960A; DE68909875D1; BR8904588A; EP0359694A1; CA1333468C; CN1018256B; ATE95824T1; ES2044202T3

Description

Hintergrund der Erfindung

Luftreifen werden manchmal mit einer umlaufenden Gürtelverstärkung, die in ihrem Scheitelabschnitt zwischen Lauffläche und Karkasse positioniert ist, konstruiert. Eine derartige Konstruktion wird oft bei Radialreifen und manchmal bei Diagonalreifen verwendet.
Der Gürtel ist typischerweise ein Gewebe-verstärkter Gummi in Form eines in Gummi eingekapselten Textilgewebes oder einer Mehrfach- Faser, wie z.B. Stahl, Glas, Nylon, Aramid oder Polyester.
Die Gürtelverstärkung wird beispielsweise verwendet, um die nach außen gerichtete Ausdehnung oder Deformation des Reifens im Betrieb zu kontollieren oder begrenzen, um etwas Stabilität für die Reifen- Gesamtkonstruktion zu liefern, und um bei der Bereitstellung einer verstärkenden Grenzfläche zwischen den Karkassenlagen und dem Laufflächenkautschuk zu helfen.
Ein weiterer und wichtiger Zweck ist es, die Verwindung bzw. das Winden des Laufflächenelements, während der Reifen sich über einen Untergrund (zum Beispiel den Boden oder Pflaster) dreht und die Lauffläche gegen den Untergrund ihre Aufstandsfläche durchläuft, zu begrenzen. An diesem Berührungspunkt wird im Bereich der Aufstandsfläche beträchtliches und fortgesetztes Walken und Verwinden des Reifens beobachtet. Eine Gürtelverstärkung widersteht derartiger Verwindung an der Aufstandsfläche, was üblicherweise zu besseren Laufflächenabnutzungseigenschaften führt.
Hochleistungsreifen weisen typischerweise auch eine oder mehrere Overlay-Schichten auf, die zwischen der Gürtelverstärkung und der Lauffläche positioniert sind. Derartige Overlay-Schichten können unter Verwendung einer breiten Vielfalt von Materialien hergestellt werden, wobei Nylon unter den häufigsten ist. Derartige Overlay- Schichten verbessern das Verhalten des Reifens, sind aber in der Anwendung teuer und tragen erheblich zu den Kosten des Reifens bei.

Zusammenfassung der Erfindung

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren kann das Hochgeschwindigkeitsverhalten von Reifen stark verbessert werden. Tatsächlich ist es durch Verwendung des erfindungsgeinäßen Verfahrens möglich, die Overlay-Schichten von Reifen wegzulassen, ohne Leistungseigenschaften zu opfern. Die vorliegende Erfindung befaßt sich spezieller mit der Verwendung von syndiotaktischem 1,2- Polybutadien (SPBD) als Gummistreifen in den und um die Ränder der Gürtellagen herum, als Laufflächen-Unterschicht (Laufflächenpolster) und in der Kautschukzusammensetzung, die in Gewebe-verstärkten Gürteln verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung offenbart spezieller einen Gummi- Luftreifen, der eine ringförmige Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen unausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich radial von der Lauffläche erstrecken und diese mit den Wulsten verbinden, umfaßt, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden Gewebeverstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse positioniert ist, aufweist, worin der Kautschuk des Gürtels umfaßt: (A) 25 bis 75 Gewichtsprozent einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren, worin die stark dispergierte Mischung 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent syndiotaktisches 1,2- Polybutadien enthält und worin die stark dispergierte Mischung hergestellt wurde durch Umkehrphasenpolymerisation, (B) 25 bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk und (C) 0 bis 40 Gewichtsprozent Polydienkautschuke außer Naturkautschuk.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch einen Luftreifen, der eine ringförmige Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen unausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich radial von der Lauffläche erstrecken und diese mit den Wulsten verbinden, umfaßt, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden Gewebe-verstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse positioniert ist, und eine Gummi-Laufflächen-Unterschicht, die zwischen der Lauffläche und dem Gürtel lokalisiert ist, aufweist, worin die Gummi-Laufflächen-Unterschicht umfaßt: (A) 25 bis 75 Gewichtsprozent einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischern 1,2-Polybutadien in Polyisopren, worin die stark dispergierte Mischung 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent syndiotaktisches 1,2-Polybutadien enthält und worin die stark dispergierte Mischung durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wurde, (B) 25 bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk und (C) 0 bis 40 Gewichtsprozent Polydienkautschuke außer Naturkautschuk.
Die vorliegende Erfindung offenbart ferner einen Gummi-Luftreifen, der eine ringförmige Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen unausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich von der Lauffläche radial ausdehnen und diese mit den Wulsten verbinden, umfaßt, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden, Gewebe-verstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse positioniert ist, aufweist, wobei sich Gummistreifen um die Ränder der Gürtel herum befinden, worin die Gummistreifen umfassen: (A) 25 bis 75 Gewichtsprozent einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren, worin die stark dispergierte Mischung von 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent syndiotaktisches 1,2- Polybutadien enthält und worin die stark dispergierte Mischung durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wurde, (B) 25 bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk und (C) 0 bis 40 Gewichtsprozent Polydienkautschuke außer Naturkautschuk.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das syndiotaktische 1,2-Polybutadien (SPBD), das in der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist normalerweise mehr als 70% seiner Monomer-Einheiten in einer syndiotaktischen 1,2-Konfiguration auf. In den meisten Fällen wird das in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendete SPBD mindestens 90% seiner Monomer-Einheiten in der syndiotaktischen 1,2-Konfiguration haben. Das SPBD wird im allgemeinen einen Schmelzpunkt von mindestens 160ºC aufweisen. In den meisten Fällen ist es vorzuziehen, daß das SPBD einen Schmelzpunkt von mindestens 180ºC aufweist, und es ist noch bevorzugter, daß das SPBD einen Schmelzpunkt von mindestens 200ºC hat. Es ist sehr wichtig, daß das SPBD in den ganzen Kautschuken, mit denen es compoundiert wird, stark dispergiert ist. Überall in kautschukartigen Elastomeren stark dispergierte Mischungen des SPBDs können durch die Verwendung von Umkehrphasenpolymerisation hergestellt werden. Derartige Mischungen von SPBD mit dem kautschukartigen Elastomer können dann weiter compoundiert werden, um Kautschukmischungen zu erhalten, die in der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Die europäische Patentanmeldung Nr. 89 630 043.1 (Veröffentlichungs-Nr. 0 336 874) offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in einem kautschukartigen Elastomer (synthetisches Polyisopren), welches umfaßt (1) das Polymerisieren von 1,3- Butadien-Monomer in einem organischen Lösungsmittel unter Bedingungen und in der Gegenwart eines Katalysators, was zur Bildung eines Polymerzements des syndiotaktischen 1,2-Polybutadiens in dem organischen Lösungsmittel führt, (2) das Polymerisieren mindestens eines Dienmonomers (Isopren) in dem Polymerzement unter Bedingungen und in der Gegenwart eines Katalysators, was in der Bildung des kautschukartigen Elastomers resultiert, um einen Kautschukzement herzustellen, der syndiotaktisches 1,2-Polybutadien darin dispergiert enthält, und (3) das Gewinnen der stark dispergierten Mischung des 1,2-Polybutadiens im kautschukartigen Elastomer aus dem organischen Lösungsmittel im Kautschukzement. Das in der europäischen Patentanmeldung Nr. 89 630 043.1 (Veröffentlichungs-Nr 0 336 874) offenbarte Umkehrphasenpolymerisationsverfahren ist durch Bezugnahme hierin in seiner Gesamtheit eingeschlossen. Die durch Polymerisation in umgekehrter Phase hergestellten stark dispergierten Mischungen von SPBD in synthetischem Polyisopren können tatsächlich Verbundmaterialien oder Propfpolymere sein.
Stark dispergierte Mischungen von SPBD in kautschukartigen Elastomeren können auch unter Verwendung von SPBD-Latex als dem Polymerisationsmedium zur Herstellung von Emulsionskautschuken hergestellt werden. Derartige stark dispergierte Mischungen können auch hergestellt werden, inden man SPBD-Latex vor der Koagulation mit dem Latex eines kautschukartigen Elastomers mischt. Die Koagulation solcher gemischter Latices führt zur Bildung einer stark dispergierten Mischung von SPBD im ganzen kautschukartigen Elastomer. Derartige Verfahren sind in US-Patent 4 902 741 offenbart, das durch Bezugnahme hierin in seiner Gesamtheit eingeschlossen ist.
Die stark dispergierten Mischungen von SPBD mit synthetischem Polyisopren, die durch Umkehrphasenpolymerisation oder ein anderes geeignetes Verfahren hergestellt wurden, werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kautschuk/SPBD-Mischung, typischerweise 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent SPBD enthalten. Derartige Mischungen werden vorzugsweise 12 bis 25 Gewichtsprozent SPBD enthalten und werden bevorzugter 16 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent SPBD enthalten. Derartige Mischungen können dann mit zusätzlichen Kautschuken gemischt werden, um SPBD-enthaltende Kautschuk-Compounds herzustellen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten SPBD-enthaltenden Kautschuk- Compounds werden typischerweise 25 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk enthalten. Es ist vorzuziehen, daß derartige Kautschuk-Compounds 30 Gewichtsprozent bis 70 Gewichtsprozent Naturkautschuk enthalten, wobei Compounds, die 40 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent Naturkautschuk enthalten, am bevorzugtesten sind. Derartige Kautschuk-Compounds können zusätzlich bis zu 40 Gewichtsprozent Allzweck-Kautschuke, wie z.B. andere Polydienkautschuke als Naturkautschuk, enthalten. Derartige Polydienkautschuke sind von konjugierten Dienmonomeren und/oder nicht-konjugierten Dienmonomeren abgeleitet. Derartige konjugierte Dienmonomere und nicht-konjugierte Dienmonomere enthalten typischerweise 4 bis 12 Kohlenstoffatome und enthalten vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatome. Einige repräsentative Beispiele geeigneter Dienmonomere schließen 1,3-Butadien, Isopren, 2,3- Dimethyl-1,3-butadien, 2-Methyl-1,3-pentadien, 3,4-Dimethyl-1,3- hexadien und dergleichen ein. Derartige Polydienkautschuke können auch verschiedene Vinyl-aromatische Monomere, wie z.B. Styrol, 1- Vinylnaphthalin, 2-Vinylnaphthalin, α-Methylstyrol und dergleichen, enthalten. Einige repräsentative Beispiele für geeignete Polydienkautschuke schließen cis-1,4-Polybutadien, medium- Vinylpolybutadien, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), synthetisches Polyisopren, Isopren-Butadien-Kautschuk, Isopren-Butadien-Styrol- Kautschuk und Nitrilkautschuk ein.
Die erfindungsgemäß beim Bau von Reifen verwendeten SPBD- enthaltenden Kautschuk-Compounds werden typischerweise hergestellt, indem man eine in einem Kautschuk stark dispergierte Mischung von SPBD, die durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wurde, mit zusätzlichen gewünschten Kautschuken, einschließlich Naturkautschuk, mischt. Ein derartiges Mischverfahren kann unter Verwendung von Standard-Mischtechniken, wie z.B. Mischen in einem Banbury-Mischer oder einem Mühlenmischer, ausgeführt werden. Typischerweise werden 25 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent der stark dispergierten SPBD-Mischung in dem kautschukartigen Elastomer vollständig mit 25 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent des Naturkautschuks gemischt werden. Beispielsweise könnte eine Mischung, die 18 Gewichtsprozent SPBD und 82 Gewichtsprozent synthetisches Polyisopren enthält, mit Naturkautschuk unter Verwendung eines 1:1-Verhältnisses gemischt werden, um ein Mischung, die 9 Gewichtsprozent SPBD in synthetischem Polyisopren und Naturkautschuk enthält, herzustellen.
In der Praxis der vorliegenden Erfindung werden die beim Bau von Reifen verwendeten SPBD-enthaltenden Kautschuk-Compounds auch herkömmliche Compoundierbestandteile, wie z . B. Rußschwarz, Schwefel, Beschleuniger, Antiabbaumittel, Zinkoxide, Weichmacheröl und Fettsäuren und/oder deren Metallsalze, wie Stearinsäure oder Zinkstearat, enthalten. Zum Beispiel könnte eine solche SPBD- enthaltende Kautschukzusammensetzung 0 bis 10 TpH Weichmacheröl, 20 bis 70 TpH Rußschwarz, 2 bis 10 TpH Zinkoxid, 1 bis 5 TpH Fettsäuren, 0,5 bis 2 TpH Vulkanisationsbeschleuniger und 0,5 bis 5 TpH Schwefel enthalten. Der Begriff "TpH" bezieht sich auf Gewichtsteile des spezifizierten Materials oder Bestandteils pro 100 Gewichtsteile Kautschuk. Für die Zwecke dieser Patentanmeldung wird angenommen, daß SPBD ein Kautschuk ist, auch wenn es eigentlich ein thermoplastisches Polymer ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gefertigte Reifen werden unter Verwendung von Standard-Bauverfahren gebaut. Außerdem werden Reifen, die unter Verwendung von SPBD-enthaltenden Kautschuk-Compounds hergestellt wurden, auf eine herkömmliche Weise vulkanisiert. Die erfindungsgemäßen Reifen umfassen eine ringförmige, Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen nicht ausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich radial von der Lauffläche erstrecken und diese mit den Wulsten verbinden, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden, Gewebe-verstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse angebracht ist, aufweist. Diese Reifen schließen jedoch einen oder mehrere SPBD-enthaltende Kautschuk-Compounds ein. Die Reifenkomponenten, in denen SPBD- enthaltende Kautschuk-Compounds erfindungsgemäß verwendet werden können, schließen Gummistreifen um die Ränder der Gürtel herum, eine Gummi-Laufflächen-Unterschicht und den in der Herstellung des Gewebe-verstärkten Gürtels verwendeten Kautschuk ein. SPBD- enthaltende Gummistreifen werden typischerweise oben auf den Rändern der ersten Gürtellage, die die am weitesten innen befindliche Gürtellage ist (am nächsten zur Karkasse und am weitesten von der Lauffläche gelegen) aufgebracht. Derartige Gummistreifen können als Gummischicht in den und um die Ränder der Gürtellagen herum gelegen sein. Gürtel, die unter Verwendung SPBD- enthaltender Compounds hergestellt werden, sind in jeder anderen Hinsicht herkömmlich. Gummi-Laufflächen-Unterschichten, die unter Verwendung der SPBD-enthaltenden Compounds gefertigt werden, werden ebenso unter Einsatz herkömmlicher Verfahren hergestellt und in den Reifen eingebaut. Die Dicke derartiger Gummi-Laufflächen- Unterschichten kann erheblich variieren. Jedoch werden derartige Gummi-Laufflächen-Unterschichten typischerweise eine Dicke aufweisen, die im Bereich von 0,005 Inch (0,127 mm) bis 0,2 Inch (5,08 mm) liegt. Die Gummi-Laufflächen-Unterschicht wird vorzugsweise eine Dicke von 0,01 (0,254 mm) bis 0,05 Inch (1,27 mm) haben, und wird bevorzugter eine Dicke aufweisen, die im Bereich von 0,015 Inch (0,381 mm) bis 0,03 Inch (0,762 mm) liegt.
Der Reifen kann mittels verschiedener Verfahren, die dem Fachmann ohne weiteres offensichtlich sein werden, gebaut, gestaltet, geformt und vulkanisiert werden.
Der Laufflächenkautschuk ist typischwerweise ein Schwefelvulkanisierter hoch-ungesättigter Dienkautschuk oder eine Mischung davon. Repräsentativ für derartige hoch-ungesättigte Kautschuke sind Naturkautschuk und synthetische kautschukartige Polymere von cis-1,4-Polyisopren, cis-1,4-Polybutadien, Vinyl-1,2-polybutadien, Styrol/1,3-Butadien-Copolymer und medium-Vinylstyrol/1,3-Butadien- Copolymer-Kautschuk.
Der Styrol/1,3-Butadien-Kautschuk kann von den von der wäßrigen Emulsionspolymerisation oder der Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel- Lösungspolymerisation abgeleiteten Typen sein und enthält herkömmlicherweise 5 bis 15, üblicherweise 8 bis 12 Prozent Vinyl- 1,2-Gehalt. Der medium-Vinylstyrol/1,3-Butadien-Kautschuk enthält 15 bis 50, vorzugsweise 20 bis 45 Prozent Vinyl-1,2-Gehalt des Typs, der üblicherweise durch Lösungspolymerisation der Monomere in Gegenwart eines polaren Modifiziermittels hergestellt wird.
Der Kautschuk der tragenden Karkasse ist typischerweise mindestens ein Schwefel-vulkanisierter hoch-ungesättigter Dienkautschuk oder eine Mischung davon. Repräsentativ für derartige Kautschuke sind Naturkautschuk (cis-1,4-Polyisopren), cis-1,4-Polybutadien und Styrol/Butadien-Kautschuk.
Der Gürtel kann typischerweise beim Bauen des grünen Reifens, bei dem der unvulkanisierte Gürtel vor dem Laufflächen-Bauglied gebaut wird, aufgetragen werden, worauf der grüne Reifen geformt und vulkanisiert wird.
Es ist klar, daß der Kautschuk der Reifenkarkasse, der die Lauffläche stützt, Faserverstärkung und Additive zur Verbesserung der Haftung des Kautschuks an den Fasern enthalten kann. Derartige Fasern können aus mindestens einer metallischen, organischen oder anorganischen Faser ausgewählt sein und liegen herkömmlicherweise in Form eines gedrehten Kabels oder Cords mehrerer solcher Fasern vor.
Der Begriff "Luftreifen" wird hierin verwendet, um sich auf Reifen sowohl des Pneumatischen als auch des halb-pneumatischen Typs zu beziehen. Herkömmlicherweise sind Luftreifen auf einen inneren Luftdruck angewiesen, um ihre Form zu behalten, wenn sie auf eine Felge montiert und unter Belastung gestellt werden, während ein halbpneumatischer Reifen sich zur Unterstützung des Reifens selbst nicht vollständig auf das Gas verläßt, obwohl er ein Gas wie z.B. Luft enthält, das im Reifenhohlraum unter Druck stehen könnte.
Die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung wird ferner durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele veranschaulicht, die eher repräsentativ als den Geltungsbereich der Erfindung einschränkend sein sollen. Sofern nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozente als Gewichtsteile und -prozente zu verstehen.

Beispiele 1 und 2

In diesem Versuch wurde ein Standard-Mantel/Gürtel-Ansatz hergestellt (Beispiel 1) und mit einem ähnlichen Mantel/Gürtel- Ansatz, der unter Verwendung eines SPBD enthaltenden Kautschuk- Compounds hergestellt wurde, verglichen. Der in Beispiel 1 hergestellte Standard-Mantel/Gürtel-Compound umfaßte 100 Teile Naturkautschuk, etwa 65 Teile Füllstoffe, etwa 1 Teil Beschleuniger, etwa 5 Teile Schwefel und etwa 1 Teil Antioxidans. Der hergestellte compoundierte Kautschuk wurde unter Verwendung von Standardverfahren vulkanisiert und auf mechanische Eigenschaften geprüft. Die mechanischen Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks sind in Tabelle I wiedergegeben.
In Beispiel 2 wurde eine stark dispergierte Mischung, die 18 Gewichtsprozent SPBD und 82 Gewichtsprozent synthetisches Polyisopren enthielt, durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt. 50 Teile der SPBD/Polyisopren-Mischung wurden mit 50 Teilen Naturkautschuk gemischt. Die hergestellte Mischung enthielt entsprechend 9 Gewichtsprozent SPBD, das im ganzen Naturkautschuk und synthetischen Polyisopren dispergiert war. Sie wurde compoundiert und vulkanisiert, indem man das gleiche Verfahren, wie es in Beispiel 1 durchgeführt wurde, verwendete. Die physikalischen Eigenschaften der vulkanisierten SPBD-enthaltenden Mischung sind in Tabelle I wiedergegeben. Tabelle I Beispiel Modul MPa Zugfestigkeit MPa Dehnung % Rückprall (Durchschn.) % Biegesteifheit (5% Belastung) Schnittwachstum (Demattia) mm Rheometer, max. Drehmoment
Wie beim Überprüfen von Tabelle I zu sehen ist, wurde der Modul des Mantel/Gürtel-Compounds stark verbessert, indem man SPBD darin inkorporierte. Es wurde auch eine enorme Verbesserung im Schnittwachstum beobachtet. Das angegebene Schnittwachstum ist das durchschnittliche Schnittwachstum für eine Testdauer von 240 Minuten, wie es unter Verwendung von ASTM D813 gemessen wurde. Auch eine ausgezeichnete Erhöhung in der Biegesteifheit wurde durch Einverleiben des SPBDs in den Kautschuk-Compound erreicht. Etwas Verlust in Zugfestigkeit, Dehnung und Rückprall wurde beobachtet. Jedoch waren die Verluste an Zugfestigkeit, Dehnung und Rückprall alle ohne weiteres innerhalb akzeptabler Grenzen.
Dieser Versuch zeigt deutlich, daß SPBD-enthaltende Compounds eine ausgezeichnete Kombination physikalischer Eigenschaften zur Verwendung in Gummi-Laufflächen-Unterschichten, Gummistreifen zur Verwendung in den und um die Ränder von Gürtellagen herum und in Gürteln aufweisen.

Beispiel 3

Bei diesem Versuch wurde das in Beispiel 2 verwendete Verfahren wiederholt, mit der Ausnahme, daß das verwendete SPBD durch Suspensionspolymerisation hergestellt und zu einer kleinen Teilchengröße gemahlen wurde. Das SPBD mit kleiner Teilchengröße wurde dann durch mechanisches Mischen in den Kautschuk hineingemischt. Nach dem Vulkanisieren wurde ein Modul von 4,5 MPa erreicht. Dieser Versuch zeigt deutlich, daß überlegene Ergebnisse erhalten werden, wenn das SPBD unter Verwendung von Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wird.

Beispiel 4

Bei diesem Versuch wurde ein P195/75R14-Reifen vom Vector - Design unter Verwendung von Standardverfahren gebaut, mit der Ausnahme, daß eine Gummi-Laufflächen-Unterschicht, die eine Dicke von 0,015 Inch aufwies, anstelle eines Standard-Nylon-Overlays verwendet wurde. Die Gummi-Laufflächen-Unterschicht wurde unter Verwendung des in Beispiel 2 beschriebenen Verfahrens hergestellt. Der Reifen, der unter Verwendung der Gummi-Laufflächen-Unterschicht anstelle des Nylon-Overlays gebaut wurde, erwies sich als in jeder Hinsicht zufriedenstellend. Tatsächlich schnitt der unter Verwendung der SPBD-enthaltenden Gummi-Laufflächen-Unterschicht gebaute Reifen im Hochgeschwindigkeitstest im Vergleich zu Standardreifen, die das herkömmliche Nylon-Overlay enthalten, sehr günstig ab.
Die gebauten Reifen wurden bis zum Versagen auf einem Dynamometer getestet. In dem verwendeten Testverfahren wurden die Reifen mit einer äquivalenten Geschwindigkeit von etwa 99 Meilen pro Stunde (159 km pro Stunde) 10 Minuten gedreht. Die Geschwindigkeit, mit der die Reifen gedreht wurden, wurde alle 10 Minuten um 6,2 Meilen pro Stunde (10 Kilometer pro Stunde) erhöht. Die Reifen versagten bei einer Geschwindigkeit von etwa 137 Meilen pro Stunde (220 km pro Stunde). Dies schneidet im Vergleich zu Standardreifen desselben Designs, die ein Standard-Nylon-Overlay enthalten und typischerweise bei Geschwindigkeiten von weniger als 137 Meilen Pro Stunde (220 km pro Stunde) versagen, sehr günstig ab. Beispielsweise wurden drei Standardreifen getestet, und zwei von ihnen versagten bei einer Geschwindigkeit von 130 Meilen pro Stunde (209 km pro Stunde).
Dieses Beispiel zeigt, daß Gummi-Laufflächen-Unterschichten, die SPBD-enthaltende Kautschuk-Compounds umfassen, beim Bauen von Hochleistungsreifen anstelle von averlays verwendet werden können. Durch Eliminieren des Overlays können sehr signifikante Kosteneinsparungen verwirklicht werden. Diese Einsparungen können niedrigeren Lohnkosten und niedrigeren Naterialkosten zugeschrieben werden.

Beispiel 5

Dieser Versuch wurde durchgeführt, um zu zeigen, daß durch Verwendung SPBD-enthaltender Kautschuk-Compounds in Gummistreifen, einer Gummi-Laufflächen-Unterschicht und im Gürtelkautschuk verbessertes Verhalten verwirklicht werden kann. In dem verwendeten Verfahren wurden P225/60VR16-Reifen der Bauart Eagle GT+4 gebaut. Jedoch wurden keine Overlays in die Reifen aufgenommen, sondern die nach dem in Beispiel 2 spezifizierten Verfahren hergestellte SPBD-Kautschukzusammensetzung wurde bei der Herstellung von Gummistreifen, die oben auf die Ränder der ersten Gürtellage aufgetragen wurden, verwendet. Die unter Verwendung dieses Verfahrens gebauten Reifen versagten bei dem in Beispiel 4 beschriebenen Hochgeschwindigkeitstest bei einer Geschwindigkeit von etwa 130 Meilen pro Stunde (209 km pro Stunde).
Zusätzliche Reifen wurden unter Verwendung von Gummistreifen, die die SPBD-Kautschukzusammensetzung umfaßten, und einer Gummi- Laufflächen-Unterschicht, die ebenfalls die SPBD-enthaltende Kautschukzusammensetzung umfaßte, gebaut. Außerdem wurden die hergestellten Reifen unter Verwendung von Schulterkeilen, die an beiden Rändern unter dem Gürtel lagen und die die SPBD-enthaltende Kautschukzusammensetzung umfaßten, gebaut. Von den drei unter Verwendung dieses Verfahrens gebauten Reifen versagte einer bei 130 Meilen pro Stunde (209 km pro Stunde), und zwei versagten bei 136 Meilen pro Stunde (219 km pro Stunde). Demgemäß kann durch die Verwendung von SPBD sowohl in der Gummi-Laufflächen-Unterschicht als auch im Gummistreifen besseres Verhalten verwirklicht werden.
Drei zusätzliche Reifen wurden unter Verwendung der SPBD- Kautschukzusammensetzung als Kautschuk für die Gürtel sowie als Kautschuk für die Laufflächen-Unterschicht und den Gummistreifen gebaut. Alle unter Verwendung dieses Verfahrens gebauten Reifen versagten bei 136 Meilen pro Stunde (219 km pro Stunde). Dieser Versuch zeigt deutlich, daß durch die Verwendung von SPBD- enthaltenden Kautschukzusammensetzungen als dem Kautschuk, den Gürtel umfassen, Vorteile verwirklicht werden können. Er zeigt ferner den Vorteil der Verwendung derartiger Compounds im Gummistreifen, der Gummi-Laufflächen-Unterschicht und in Gürteln.

Claims

1. Gummi-Luftreifen, der eine ringförmige Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen unausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich radial von der Lauffläche erstrecken und diese mit den Wulsten verbinden, umfaßt, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden, Gewebeverstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse positioniert ist, aufweist, worin der Kautschuk des Gürtels dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: (A) 25 bis 75 Gewichtsprozent einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren, worin die stark dispergierte Mischung 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent syndiotaktisches 1,2- Polybutadien enthält und worin die stark dispergierte Mischung durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wurde, (B) 25 bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk und (C) 0 bis 40 Gewichtsprozent Polydienkautschuke außer Naturkautschuk.

2. Gummi-Luftreifen, der eine ringförnige Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen unausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich radial von der Lauffläche erstrecken und diese mit den Wulsten verbinden, umfaßt, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden, Gewebeverstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse positioniert ist, und eine Gummi- Laufflächen-Unterschicht, die zwischen der Lauffläche und dem Gürtel positioniert ist, aufweist, worin die Gummi-Laufflächen- Unterschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt: (A) 25 bis 75 Gewichtsprozent einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren, worin die stark dispergierte Mischung 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent syndiotaktisches 1,2- Polybutadien enthält und worin die stark dispergierte Mischung durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wurde, (B) 25 bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk und (C) 0 bis 40 Gewichtsprozent Polydienkautschuke außer Naturkautschuk.

3. Gummi-Luftreifen, der eine ringförmige Gewebe-verstärkte Kautschukkarkasse und eine außen umlaufende Kautschuklauffläche, zwei mit Zwischenraum angeordnete, im wesentlichen unausdehnbare Wulste und zwei Seitenwände, die sich radial von der Lauffläche erstrecken und diese mit den Wulsten verbinden, umfaßt, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen umlaufenden, Gewebeverstärkten Kautschukgürtel, der zwischen der Lauffläche und der tragenden Karkasse positioniert ist, aufweist, wobei sich Gummistreifen um die Ränder der Gürtel herum befinden, worin die Gummistreifen umfassen: (A) 25 bis 75 Gewichtsprozent einer stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2- Polybutadien in synthetischem Polyisopren, worin die stark dispergierte Mischung 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtspr6zent syndiotaktisches 1,2-Polybutadien enthält und worin die stark dispergierte Mischung durch Umkehrphasenpolymerisation hergestellt wurde, (B) 25 bis 75 Gewichtsprozent Naturkautschuk und (C) 0 bis 40 Gewichtsprozent Polydienkautschuke außer Naturkautschuk.

4. Gummi-Luftreifen wie in Anspruch 2 angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Laufflächen-Unterschicht 30 bis 70 Gewichtsprozent der stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren umfaßt.

5. Gummi-Luftreifen wie in Anspruch 2 angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Laufflächen-Unterschicht 40 bis 60 Gewichtsprozent der stark dispergierten Mischung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren umfaßt.

6. Gummi-Luftreifen wie in Anspruch 2, 4 oder 5 angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Laufflächen-Unterschicht 30 bis 70 Gewichtsprozent Naturkautschuk umfaßt.

7. Gummi-Luftreifen wie in Anspruch 2, 4 oder 5 angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Laufflächen-Unterschicht 40 bis 60 Gewichtsprozent Naturkautschuk umfaßt.

8. Gummi-Luftreifen wie in einem der vorhergehenden Ansprüche angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß die stark dispergierte Mischung von 1,2-Polybutadien in synthetischem Polyisopren 12 bis 25 Gewichtsprozent syndiotaktisches 1,2-Polybutadien enthält; und worin das syndiotaktische 1,2-Polybutadien einen Schmelzpunkt von mindestens 180ºC aufweist.

9. Gummi-Luftreifen wie in einem der vorhergehenden Ansprüche angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß das syndiotaktische 1,2- Polybutadien einen Schmelzpunkt von mindestens 200ºC aufweist.