DE69226295T2

DE69226295T2 - Radialer Luftreifen

Info

Publication number: DE69226295T2
Application number: DE1992626295
Authority: DE
Inventors: Yuichi Kobe-Shi Hyogo-Ken Saito; Susumu Kobe-Shi Hyogo-Ken Watanuma
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2012-01-18
Also published as: CA2059763C; CA2059763A1; JP2755830B2; JPH04243604A; DE69226295D1; EP0496542B1; EP0496542A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gürtelreifen für Personenwagen. Insbesondere betrifft sie einen Gürtelreifen für Personenwagen mit einem Antiblockiersystem.
Bei einem herkömmlichen Bremssystem blockieren die Reifen eines Fahrzeugs auf einem Straßenbelag mit einem kleinen Reibungskoeffizienten, wie einer Eisfläche, sofort, wenn die Bremsen betätigt werden, und das Fahrzeug gerät außer Kontrolle. Dies ist äußerst gefährlich. Ein Antiblockiersystem (ABS), das seit 1978 eingesetzt wird, stellt ein mechanisches oder elektrisches System dar, bei dem die Bremsen gelöst werden, sobald die Reifen blockieren. Mit ABS können Fahrzeuge bei beliebigen Straßenzuständen sicher angehalten werden, ohne das Fahrzeug zu beeinträchtigen. Wie vorstehend beschrieben, unterscheidet sich ABS wesentlich von herkömmlichen Bremssystemen, und daher ist neuerdings die Entwicklung neuer Reifen, die der jüngsten ABS-Entwicklung entsprechen, erforderlich.
Um das Laufverhalten (z. B. die Eigenschaften beim Bremsen, Fahren und Wenden) zu verbessern, ist es ferner notwendig, die Reifen entsprechend dem Fahrzeugtyp (insbesondere der Fahrzeugleistung) zu verbessern, und zudem die Reifen entsprechend dem vorstehend beschriebenen Bremssystem zu verbessern. Beispielsweise ist es notwendig, jeweils Reifen so zu entwickeln, daß sie für einen Sportwagen mit leichter Karosserie und hoher Motorleistung bzw. einen Lastwagen mit geringerer Motorleistung ungeachtet seiner schweren Karosserie geeignet sind. Jedoch wurde bei der Entwicklung solcher Reifen, insbesondere bei der Entwicklung des Laufflächengummis, der stark zu den Eigenschaften des Reifens beiträgt, die Fahrzeugleistung wenig berücksichtigt, ausgenommen Fahrzeuge, die für spezielle Verwendungen vorgesehen sind. Tatsächlich werden, um die Eigenschaften der Griffigkeit, des Fahrkomforts und der Verschleißfestigkeit ausgewogen zu gestalten, einige Gummis miteinander gemischt, wodurch unter Verzicht auf die Eigenschaften eines jeden Gummis ein Kompromiß gefunden wird.
Wir haben bereits einen Gürtelreifen vorgeschlagen, der optimale, der Fahrzeugleistung angemessene Eigenschaften besitzt (Japanische Veröffentlichung Kokai 3-239 603, die der US-Patentanmeldung Serien Nr. 653,561 entspricht), aber es wurde keine maximale Antiblockierbremseigenschaft erreicht.
EP-A-0 443 762 betrifft einen Gürtelreifen, der für Personenwagen geeignet ist, und ist durch Artikel 54(3) EPÜ in den Stand der Technik eingeschlossen.
Wir haben nunmehr einen Gürtelreifen entwickelt, der maximale Antiblockierbrems eigenschaften zeigt und optimale, der Fahrzeugleistung angemessene Eigenschaften aufweist.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug oder Kleinlaster bereitgestellt, die mit einem Antiblockiersystem ausgerüstet sind, umfassend Gürtelreifen, die einen Laufilächengummi und Seitenwände umfassen, wobei der Laufflächengummi die folgende Beziehung zwischen einer Temperaturspitze (Tg) der Viskoelastizität (tan δ) und dem α-Wert aufweist:
-50 < Tg < -20 (1)
10,7α -58 < Tg < 22,9 α-48 (2)
wobei
Tg aus einer Temperaturverteilungskurve der Viskoelastizität (tan δ) erhalten wird, die bei einer Frequenz von 10 Hz, einer Anfangsdehnung von 10%, einer Amplitude von ±0,25% und einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 2ºC/min mittels eines Viskoelastizitätsspektrometers bestimmt wird, und α aus der Gleichung
erhalten wird, wobei die Motorleistung ein netto-Wert in PS-Einheiten ist, und das Karosseriegewicht das Gewicht eines leeren Fahrzeugs in kg ist, und
wobei der Laufflächengummi weder einen emulsionspolymerisierten Styrol-Butadienkautschuk mit einem Vinylgehalt im Butadienteil von 18 Gew.-% noch einen lösungspolymerisierten Styrol-Butadienkautschuk mit einem Vinylgehalt im Butadienteil von 35 Gew.-% einschließt.
In der vorliegenden Erfindung wird das Fahrzeug mittels des durch die vorstehende Gleichung (3) wiedergegebenen α-Werts, als dem Index der Fahrzeugeigenschaften klassifiziert. Im allgemeinen ist ein Fahrzeug, das einen hohen α-Wert hat, ein Sportwagen mit hoher Motorleistung und leichter Karosserie, und ein Fahrzeug, das einen kleinen α-Wert hat, ist ein Wagen mit schwerer Karosserie ungeachtet der Motorleistung, z. B. ein Kombi-Fahrzeug oder ein Kleinlaster.
Die Temperaturverteilungskurve der Viskoelastizität, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann mittels eines Viskoelastizitätsspektrometers (hergestellt von Iwamoto Seisakusho K. K.; Typ VES F-III) erhalten werden. Die Prüfung wird bei einer Frequenz von 10 Hz, einer Anfangsdehnung von 10%, einer Amplitude von ±0,25% und einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 2ºC/min durchgeführt. Ferner gibt Tg die Temperaturspitze der Viskoelastizität (tan δ) an.
In der vorliegenden Erfindung sollte Tg der vorstehenden Beziehung bezüglich des α-Werts genügen. Wenn Tg größer ist als die Obergrenze der Formel (2), ist die ABS-Bremseigenschaft unterlegen, und dies wird daher nicht bevorzugt. Wenn Tg größer ist als die Obergrenze der Formel (1), verschlechtern sich die Steuerbarkeit gegenüber der Griffigkeitsgrenze und des Fahrkomforts, und dies wird daher nicht bevorzugt. Ferner kann die Griffigkeit der Reifen nicht der Motorleistung des Fahrzeugs folgen, wenn Tg kleiner ist als die Untergrenze der Formel (2) oder (1), was zu einer Verschlechterung des Fahr- und Bremsverhaltens (unter trockenen Bedingungen) führt, und dies wird daher nicht bevorzugt.
Fachleuten ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Laufflächengummis bekannt. Die Einstellung der vorstehenden physikalischen Eigenschaften kann jedoch durch passende Auswahl der Kautschukbestandteile, Vernetzungsmittel, Mengen der Vernetzungsmittel, die Vulkanisierdauer und weiterer Zusatzstoffe durchgeführt werden. Beispiele des für den erfindungsgemäßen Laufflächengummi geeigneten Kautschuks umfassen Styrol- Butadien-Copolymerkautschuk und Butadienkautschuke mit hohem Vinyl-Gehalt, wie durch Lösungspolymerisation erhaltener 1,2-Butadienkautschuk, 3,4-Isoprenkautschuk, Isopren- Butadien-Copolymerkautschuk, Naturkautschuk, Isoprenkautschuk oder ein Gemisch davon, aber schließen einen emulsionspolymerisierten Styrol-Butadienkautschuk mit einem Vinylgehalt im Butadienteil von 18 Gew.-% oder einen lösungspolymerisierten Styrol-Butadienkautschuk mit einem Vinylgehalt im Butadienteil von 35 Gew.-% aus.
Als Verstärkungsmaterial für die Gummimasse wird normalerweise Ruß eingesetzt. Der Ruß besitzt vorzugsweise eine Teilchengröße von 15 bis 35 um. Wenn die Teilchengröße kleiner als 15 um ist, verschlechtert sich die exotherme Wärme und der Rollwiderstand, und dies wird daher nicht bevorzugt. Wenn die Teilchengröße mehr als 35 um beträgt, verschlechtern sich die Verschleißfestigkeit und Griffigkeit.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Gürtelreifen, bei dem der erfindungsgemäße Laufflächengummi verwendet wird, bei einem Fahrzeug, das mit ABS ausgerüstet ist, eine maximale Antiblockierbremseigenschaft zeigen. Ferner ist der erfindungsgemäße Gürtelreifen für ein Fahrzeug geeignet, das Eigenschaften aufweist, die durch den α-Wert angegeben werden.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter ausführlich, aber sind nicht so auszulegen, daß sie deren Umfang begrenzen. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen beziehen sich alle "Teile" und "Prozentsätze" auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben wird.

Beispiele 1 bis 3 sowie Vergleichsbeispiele 1 und 2

Eine Laufflächengummimasse wurde aus den in Tabelle 1 angegebenen Bestandteilen hergestellt und anschließend zu einem Reifen geformt. Die Seitengummis und weitere Elemen te des Reifens sind in allen Reifen gleich. Der Tg-Wert des Laufflächengummis ist in Tabelle 1 angegeben, und ferner werden der Bremsindex, die Laufstabilität und der Fahrkomfort bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Beispiel 2 steht nicht im Einklang mit der vorliegenden Erfindung.
Wie aus Tabelle 1 zu sehen ist, sind bei einer herkömmlichen blockierenden Bremse die Ergebnisse umso besser, je größer der Tg-Wert ist. Beim Einsatz in Kombination mit ABS wurde der Tg-Wert auf den Temperaturbereich von -50 bis -20ºC verbessert. Ferner wurde gefunden, daß es einen optimalen Tg-Wert für den α-Wert des Fahrzeugs geben kann, und der Laufflächengummi mit optimalem Tg-Wert ist hinsichtlich Laufstabilität und Fahrkomfort überragend. Tabelle 1
1) Styrol: 17%; Vinyl: 35%; Menge des Ölstreckmittels: 37,5 Teile; Lösungspolymerisation
2) Styrol: 30%; Vinyl: 30%; Menge des Ölstreckmittels: 37,5 Teile; Lösungspolymerisation
3) Styrol: 35%; Vinyl: 45%; Menge des Ölstreckmittels: 37,5 Teile; Lösungspolymerisation
4) Menge des Ölstreckmittels: 37,5 Teile; Lösungspolymerisation
5) N,N'-Phenyl-p-phenylendiamin
6) N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid (Fortsetzung Tabelle 1:)
7) Um Informationen über die Verzögerung zu erhalten, wurde die Geschwindigkeit eines 2.000 cm³ Fahrzeugs mit ABS oder eines Fahrzeugs ohne ABS, die mit Stahlgürtelreifen ausgerüstet waren (Größe: 195/65R15, Innendruck: 2,0 kgf/cm²), von 40 km/h auf 20 km/h verringert. Die Zahlen in Tabelle 1 sind Indizes, die auf der Basis des Reifens aus Vergleichsbeispiel 2, das gleich 100 gesetzt wurde, berechnet wurden. Die Straße für die Prüfung war eine Asphaltstraße.
8) Die Gesamtbewertung der Laufstabilität und des Fahrkomforts wurde an einem Personenwagen A (α = 1,5; 225/50R16), einem Personenwagen B (α = 1,0; 195/65R15) bzw. einem Kombi-Fahrzeug C (α = 0,5; 155R13) durchgeführt. Die Bewertung wurde in fünf Klassen eingeteilt. Je größer die Zahl, umso besser.

Claims

1. Fahrzeug oder Kleinlaster, die mit einem Antiblockiersystem ausgerüstet sind, umfassend einen Gürtelreifen, der einen Laufflächengummi umfaßt, wobei der Laufflächengummi die folgende Beziehung zwischen einer Temperaturspitze (Tg) der Viskoelastizität (tan δ) und dem α-Wert aufweist:

- 50 < Tg < -20 (1)

10,7 α-58 < Tg < 22,9 α-48 (2)

wobei

Tg aus einer Temperaturverteilungskurve der Viskoelastizität (tan δ) erhalten wird, die bei einer Frequenz von 10 Hz, einer Anfangsdehnung von 10%, einer Amplitude von ±0,25% und einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 2ºC/min mittels eines Viskoelastizitätsspektrometers bestimmt wird, und α aus der Gleichung

erhalten wird, wobei die Motorleistung ein netto-Wert in PS-Einheiten ist, und das Karosseriegewicht das Gewicht eines leeren Fahrzeugs in kg ist, und

wobei der Laufflächengummi weder einen emulsionspolymerisierten Styrol-Butadienkautschuk mit einem Vinylgehalt im Butadienteil von 18 Gew.-% noch einen lösungspolymerisierten Styrol-Butadienkautschuk mit einem Vinylgehalt im Butadienteil von 35 Gew.-% einschließt.

2. Fahrzeug oder Kleinlaster nach Anspruch 1, wobei der Laufflächengummi des Gürtelreifens aus Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, 3,4-Isoprenkautschuk, Isopren-Butadien-Copolymerkautschuk oder 1,2-Butadienkautschuk oder deren Gemischen besteht.

3. Reifen für ein Fahrzeug oder einen Kleinlaster nach Anspruch 1 oder 2, in dem der Laufflächengummi des Gürtelreifens mit Ruß verstärkt ist.

4. Reifen für ein Fahrzeug oder einen Kleinlaster nach Anspruch 3, in dem der Ruß zur Verstärkung des Laufflächengummis eine Teilchengröße im Bereich von 15 bis 35 um aufweist.