FI98521C

FI98521C - Kumikoostumus ja autonrengas

Info

Publication number: FI98521C
Application number: FI891117A
Authority: FI
Inventors: Yuichi Saito; Shuichi Sakamoto; Naohiko Kikuchi; Takao Wada; Mamoru Uchida; Kiyoshige Muraoka
Original assignee: Sumitomo Rubber Ind
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1997-07-10
Also published as: NO306164B1; EP0332459B1; NO890987L; JP2554536B2; CA1333641C; FI891117L; EP0332459A1; DE68900888D1; NO890987D0; US5049598A; JPH02167353A; FI98521B; FI891117A0

Description

98521

Kumikoostumus ja autonrengas

Esillä oleva keksintö kohdistuu kumikoostunnukseen, jota voidaan käyttää auton renkaissa ja muissa tuotteissa.

5 Yksityiskohtaisemmin esillä oleva keksintö kohdistuu kumi-koostumukseen, joka on sopivaa nastattomien renkaiden ku-lutuspinnaksi ja jonka suorituskyky on riittävä lumessa ja jäisillä pinnoilla.

Autonrenkaisiin, joita käytetään talvella lumella 10 ja jäällä ajettaessa, luetaan nastarenkaat, nastattomat renkaat ja teräksisillä lumiketjuilla varustetut renkaat. Nastarenkaita on tarvittu, jotta saataisiin hyvä pitosuo-rituskyky jäisillä teillä, mutta koska ne kuluttavat tien peiteainetta ja siitä syntyy pölyhiukkasia, on otettu 15 käyttöön sääntöjä, joilla rajoitetaan nastarenkaiden käyttöä.

Viime aikoina on kehitetty nastattomia renkaita ja pyrkimyksenä on ollut parantaa kumin kulutuspinnan matalan lämpötilan ominaisuuksia siten, että niiden pitokyky on 20 verrannollinen nastarenkaiden pitokykyyn. Tällaisten nastattomien renkaiden suorituskyky jäisillä teillä on kuitenkin hieman huonompi kuin nastarenkaiden. Nastattomien renkaiden lisäongelmana on, että jos halutaan parantaa matalan lämpötilan ominaisuuksia, on pehmentäviä aineita, 25 kuten esteripohjäisiä ja nafteenisia pehmentimiä (plasti-soimisaineita) yhdistettävä suuria määriä, jotta pitkäaikaisen käytön tai varastoinnin aikana pehmentimet voivat osittain hävitä tai huonontua, jolloin ne aiheuttavat kumin kulutuspinnan kovenemisen; toisin sanoen vanhentuneen 30 nastattoman renkaan suorituskyky jäällä on huonompi kuin uuden renkaan. Näistä syistä nastattomia renkaita ei ole vielä täysin kaupallistettu.

Esillä olevan keksinnön kohteena on kehittää nas-taton rengas, jonka pitokykyä lumisilla tai jäisillä teil-35 lä on parannettu ja jota voidaan käyttää pidempään ilman, 98521 2 että laatu huononee tai teille aiheutuu vahinkoa.

Esillä olevan keksinnön toisena kohteena on kumi-koostumus, jota voidaan käyttää tällaisten nastattomien renkaiden kulutuspintaan, ja muihin tuotteisiin, esim.

5 kumisiin lumiketjuihin.

Esillä olevan keksinnön kohteet voidaan saavuttaa käyttäen kumikoostumusta, joka sisältää selluloosamateri-aalia sisältävää prosessoitua jauhetuotetta ja kumikompo-nentteja, ja nastattomalla renkaalla, jonka kulutuspinnan 10 osana on kyseistä kumikoostumusta ja joka parantaa suorituskykyä ajettaessa lumessa ja jäällä.

Kuvassa 1 esitetystä käyrästä voidaan nähdä aseto-niuuttoasteen ja vanhentuneen renkaan kovuuden kasvun välinen yhteys.

15 Esillä olevan keksinnön kumikoostumuksen kumikom- ponentit koostuvat yleensä dieenipohjäisestä kumista, kuten luonnon kumista, polybutadieenistä, polyisopropee-nista tai styreenibutadieenikumista, edullisessa koostumuksessa on 65-95 paino-osaa ja edullisesti 80-95 paino-20 osaa yhtä tai jotakin yllä mainituista kumeista, ja 5-35 ja edullisesti 5-20 paino-osaa nestemäistä dieenipohjäistä polymeeriä, jonka viskoottinen keskimääräinen molekyyli-paino on 2000-50 000, kuten nestemäistä polyisopropeeni-kumia tai nestemäistä polybutadieenikumia, joita voidaan 25 käyttää yksistään tai seoksina.

Esillä olevan keksinnön kohteena on myös nastaton rengas, jonka kulutuspintana käytetään kumikoostumusta, jonka tan δ maksimilämpötila on enintään -40°C viskoelas-tisella spektrometrillä mitattuna (valmistaja Iwamoto 30 Seisakusho, K.K.).

Edelleen esillä olevan keksinnön kohteena on nastaton rengas, jonka kulutuspinnassa käytetään kumikoostumusta, jonka asetoniuuton määrä on enintään 10 %.

Kun esillä olevan keksinnön kumikoostumusta käyte-35 tään renkaan kulutuspinnan osana, etenkin nastattomissa 3 98521 renkaissa, kun rengas pyörii jäisellä tiellä, selluloosa-materiaalia sisältävä prosessoitu jauhetuote, joka työntyy kumin kulutuspinnasta ulos ja joka on kovempaa kuin perus-kumi, raapii jään pinnan, jolloin "piikki"-vaikutus näkyy 5 jarrutuksen, kiihdytyksen ja käännösten aikana. Tämän renkaan pitokyky jäisellä pinnalla ei millään tavoin vähene, jos se kuluu jatkuvasti, koska kulutuspinnasta irtoavat jauhehiukkaset synnyttävät ontelotta, epätasaisuutta ja reunoja kyseiseen pintaan, jolloin jäänpintaan kohdistuva 10 kitka kasvaa.

Prosessoitu jauhetuote sisältää selluloosamateri-aalia, joten sen sekotttuvuus kumiin on riittävän hyvä, jotta se voidaan dispergoida peruskuntiin sekoituksen aikana. Lisäksi tämä jauhetuote sitoutuu heikosti kumiin.

15 Sen vuoksi tämän pyörivän renkaan kuluessa jatkuvasti tämä tuote putoaa helposti kulutuspinnasta pois, mutta kulutus-pinnan murtolujuus pysyy suurena ja ei-toivottuja ilmiöitä, kuten kulutuspinnan urapohjien murtumista ei tapahdu.

Jos peruskuntiin lisätään kovempia aineita, kuten 20 metalleja, rengas kuluttaa liiaksi tienpintaa tai kumin kovuus kokonaisuudessaan huonontaa entisestään adheesiota jäiseen tienpintaan (ts pitokyky jäällä vähenee). Nämä ongelmat puuttuvat kokonaan selluloosamateriaalia sisältävistä prosessoiduista jauhetuotteista. Selluloosamateri-25 aalia pehmeämmät aineet eivät kykene synnyttämään tyydyttävää "piikki"-ilmiötä. Kun tarkastellaan näitä piirteitä, selluloosamateriaalilla on optimikovuus ja se soveltuu käytettäväksi esillä olevan keksinnön mukaisissa kumikoos-tumuksissa.

30 Selluloosamateriaalia sisältävä prosessoitu jauhe- tuote lisätään esillä olevan keksinnön mukaiseen kumi-koostumukseen sisältäen akanoita (chaff, esim. riisin tai vehnän) akanoita, korkkilastuja, sahanpurua tai muita kasvien jauhettuja osia. Akanoita suositaan etenkin niiden 35 optimaalisen kovuuden takia. Akana, jota esiintyy luonnon- 98521 4 tuotteissa, on erikoinen aine, jonka pinta on rosoinen, joten se sekoittuu suhteellisen hyvin kumiin estäen murto-lujuuden vähenemisen.

Edelleen akana ei huononna renkaan urapinnan kykyä 5 kestää murtumista.

Esillä olevassa keksinnössä käytettävän selluloosa-materiaalia sisältävän prosessoidun jauhemaisen tuotteen keskimääräinen hiukkaskoko on edullisesti 20 - 600 pm, hiukkaskoon 100 - 200 pm ollessa erityisen edullinen. Jos 10 jauhemaisen tuotteen keskimääräinen hiukkaskoko on alle 20 pm ei haluttua "piikkivaikutusta" voida osoittaa. Lisäksi jauhemaisen tuotteen vahvistava vaikutus ei riitä ylläpitämään kulutuspinnan suorituskykyä. Jos jauhemaisen tuotteen keskimääräinen hiukkaskoko ylittää 600 pm, pyörivän 15 renkaan kulutuspinta vaurioituu helposti ja kumin ja jään-pinnan välinen kontaktialue pienenee ja adheesio pyrkii vähentymään (huono pito jäällä).

Selluloosamateriaalia sisältävä prosessoitu jauhemainen tuote yhdistetään edullisesti kumikoostumukseen 3 -20 25 paino-osan suuruisena määränä peruskuntin 100 paino- osasta 5-15 paino-osan ollessa erityisen edullisen. Jos tämän jauhemaisen tuotteen pitoisuus on vähemmän kuin 3 paino-osaa peruskuntin 100 paino-osasta, ei aiottua "piikki-vaikutusta" voida osoittaa. Jos jauhemaisen tuotteen 25 pitoisuus on suurempi kuin 25 paino-osaa peruskumin 100 paino-osasta, ei ainoastaan kumin kovuus kokonaisuudessaan kasvanut ei-toivottavasti, vaan myös jauhemainen tuote itsessään on kosketuksissa jäiseen tienpintaan, jolloin peruskumin ja tienpinnan välinen kontaktialue pienenee 30 aiheuttaen näin adheesion pienentymisen. Lisäksi syntyvän kumikoostumuksen kulutuskestävyys todennäköisesti vähenee.

Esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan esillä olevan keksinnön mukaisen kumikoostumuksen, 35 jota käytetään renkaan kulutuspinnan perusmateriaalina,

II

98521 5 tan 6 maksimilämpötila on enintään -40eC Iwamoto Seisakushon K.K:n viskoelastisella spektrometrillä mitattuna. Kumiseoksen, jonka tan 6 maksimilämpötila on -40eC, kerroin tietyssä kovuudessa on suuresti lämpötilasta riip-5 puvainen ja kovuus pyrkii kasvamaan alhaisen lämpötilan alueella (-40)-(-10)°C aiheuttaen pitokyvyn pienenemisen jäällä. Yksi nastattomien renkaiden ongelma, jota esillä olevassa keksinnössä tarkastellaan, on se, että niiden suorituskyky jäällä huonontuu käytön pidentyessä ja tämä 10 ongelma korostuu erityisesti, kun kulutuspinnan kumikoos-tumukseen yhdistetään suuria määriä pehmentimiä. Kulutus-pinnan kumi, jossa kumikoostumuksen asetoni asetoniuutto on 20 % tai suurempi, tulee erittäin kovaksi käyttöajan ollessa vain 2-3 vuotta ja kovuus kasvaa 10-15 yksikön 15 verran käyttämättömään renkaaseen verrattuna. Esillä olevan keksinnön mukaan on erityisen edullista käyttää kumi-koostumusta, jossa asetoniuutto on enintään 10 % ja tämä estää tehokkaasti suorituskyvyn huonontumisen jäällä jopa pitkän käytön jälkeen. Seuraavien esimerkkien tarkoituk-20 sena on valaista esillä olevaa keksintöä, mutta niitä ei missään nimessä tule tulkita rajoittaviksi.

Esimerkki 1

Neljä esillä olevan keksinnön mukaista rengasnäy-tettä (1-1) - (1-4) valmistettiin yhdistämällä akanoita 25 kulutuspinnan kumikoostulitukseen. Kumikoostumukset sisälsivät akanoita, joiden keskimääräinen hiukkaskoko oli 20-600 pm ("Sumiscelco", kauppanimi, Sumikin Bussan Kaishan valmistama), ja nestemäistä polybutadieeniä. Lisäksi valmistettiin viisi vertailurengasta (1-1) - (1-5) käyttäen 30 kulutuspinnan kumikoostumusta, johon ei yhdistetty akanoita. Kulutuspinnan kumikoostumuksen ominaisaineosaset, joita käytettiin kussakin näytteessä, on esitetty taulukossa 1. Esteripohjaisen pehmentimen lisäys kaikkiin näytteisiin vertailunäytettä 1-5 lukuunottamatta säädettiin 35 siten, että kumin asetoniuuton määrä oli 7-8 %.

98521 6

Taulukko 1

Vertailunäyte Näyte 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-1 1-2 1-3 1-4

Luonnon kumi 70 58 46 34 60 46 46 46 46 BR 30 30 30 30 40 30 30 30 30

Nestemäinen BR - 12 24 36 - 24 24 24 24 (kauppanimi "LBR130") ISAF hiili 56 56 56 56 65 56 56 56 56

Sumiselco - - - - - 5 10 15 20

Dioktyylisebasaatti 7777 36 7777

Vaha 222222222

Antioksidantti 13 lt5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Steariinihappo 222222222

Sinkkioksidi 555555555

Rikki 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 *1,5 1,5 1,5

Vulkanoitumisen 111111111 kiihdytin CZ ---------

Asetoniuutto (%) 7,6 7,9 8,3 8,3 22 8,2 8,3 8,4 8,3

Kovuus RT 64 go 55 51 56 53 54 56 59 -10 c o 69 65 61 57 62 58 59 62 64 “30 C 76 72 69 66 69 64 64 67 69

Kitkakerroin jäällä 0-5 km/h - - 103 - 100 127 124 113 105 0-10 km/h _ _ 102 - 100 129 123 111 107 Lämpövanhenemisesta johtuva kovuuden li- 7677 14 6555 sääntyminen __________

Murtolu juus (kg/cm) 63,7 54,3 47,6 39,4 43,7 45,9 44,0 43,2 41,3

Pico kulutusindeksi 143 132 125 97 100 109 108 102 97

Pysäytysindeksi oikean ajoneuvon ” ~ 108 - 100 119 115 112 102 ollessa jäällä --------- 98521 7 Näytteiden kovuus, kitkakerroin jäällä, lämpövan-henemisesta johtuva kovuuden lisääntyminen, murtolujuus ja pico kulutusindeksi on esitetty taulukossa 1.

"Kitkakertoimeen jäällä" liittyvä data, joka on 5 esitetty taulukossa 1, määritettiin käyttäen seuraavaa koemenetelmää.

Paikka: Hokkaidossa oleva ulkoradan jäinen tie Jäänpinnan lämpötila: (-3) - (-2)°C

Menetelmä: Tienpinnan ja testattavan renkaan välinen kit-10 kakerroin määritettiin dynaamisella kitkakoestuslaitteella (valmistaja Sancor Co.) käyttäen jarruja alkupysäytys-nopeudessa 40 km/h. Tulokset ilmaistaan indeksitermeinä vertailunäytteen 1-5 arvon ollessa 100.

Testaus oikealla ajoneuvolla: Valmistettiin teräksiset 15 vyörenkaat (165 SR 13) ja näiden renkaiden ja tienpinnan välinen kitkakerroin laskettiin pysäytysmatkan perusteella käyttäen jarruja renkaat lukittuna alkupysäytysnopeudella 30 km/h. Laskettiin kahdenlaiset kitkakertoimet. Ensimmäinen oli kitkakerroin 5-0 km/h ja toinen oli 10-0 km/h.

20 Tulokset on ilmaistu indeksitermeinä vertailunäytteen 1-5 arvon ollessa 100.

"Lämpövanhenemisesta johtuvaan kovuuden kasvuun" liittyvä data taulukossa 1 määritettiin mittaamalla näytteen kovuus, kun se oli jätetty 10 päiväksi uuniin 25 (100°C). Kovuusmittaus suoritettiin käyttämällä referens siä, joka oli valmistettu kovuus- ja vanhenemistestejä varten, jotka testit on kuvailtu JIS K6301:ssä Murtolu-juusmittaukset suoritettiin JIS K6301:ssä kuvatun repäisy-kokeen mukaisesti. Pico-kulutusindeksimittaukset suoritet-30 tiin ASTM D2228:n mukaisesti.

Vertailunäyte 1-5 oli nastaton rengas, joka oli valmistettu perinteisestä kulutuspintaan käytettävästä kumikoostumuksesta. Vertailunäyte 1-1 oli kovempi kuin vertailunäyte 1-5. Vertailunäytteiden 1-2 ja 1-3 kovuus 35 ja alhaisen lämpötilan ominaisuudet oli säädetty vertailu- 98521 8 näytteen 1-5 kanssa verrannollisiksi lisäämällä nestemäistä polybutadieeniä. Näytteet 1-1 ja 1-4 oli valmistettu samasta kumiseoksesta kuin vertailunäyte 1-3 lukuunottamatta sitä, että niihin sisältyvien akanoiden paino-5 osuus oli 5-30. Näytteet 1-1 ja 1-2, joiden akanoiden paino-osuus oli 5-10, olivat pehmeämpiä ja niiden kitka-kertoimien arvot jäällä oli paremmat vertailunäytteeseen 1-3 verrattuna. Näytteet 1-3 ja 1-4, jotka sisälsivät enemmän akanoita kuin näytteet 1-1 ja 1-2, olivat kovempia 10 kuin vertailunäyte 1-3, mutta niiden kitkakertoimet jäällä paranivat ilmeisesti akanoiden piikki-ilmiön seurauksena, joka naarmutti jään pintaa. Mitä lämpövanhenemisesta johtuvaan kovuuteen tulee, vertailunäyte 1-5, jonka asetoni-uutto oli 22 %, osoitti 14 yksikön kasvua, kun taas näyt-15 teiden 1-1 ja 1-4, joiden asetoniuutto oli enintään 10 %, osoittivat ainoastaan 5-7 yksikön kasvua.

Esimerkki 2

Seuraava testi tehtiin, jotta voitaisiin demonstroida hyöty, joka saadaan, kun kumikoostumuksen lisäkom-20 ponentiksi yhdistetään nestemäinen dieenipohjainen polymeeri .

Näytteet kulutuspinnan kumikoostumuksesta, jotka sisälsivät erilaisia määriä pehmentimiä, jätettiin 10 päiväksi 100°C:seen ja mitattiin kunkin lämpövanhentuneen 25 näytteen kovuuden lisääntyminen. Kuten kuvan 1 tuloksista voidaan selvästi havaita, äärimmäinen kovuuden lisääntyminen tapahtui, kun asetoniuuton määrä oli 10 % tai sitä suurempi.

Koetulokset osoittivat, että on edullista varmistua 30 siitä, että nastattomien renkaiden kulutuspinnan kumi-koostumuksen öljypitoisuus pidetään enintään 10 %:ssa asetoniuuton merkeissä ilmaistuna. Tällä tavoin renkaalle muodostuu suurempi kyky vastustaa pitkästä käytöstä aiheutuvaa suorituskyvyn huonontumista jäällä.

35 Tarkoituksenmukaisia johtopäätöksiä asetoniuuton 98521 9 määrän vähentämiseksi 10 %:iin tai sen alle ovat seuraa-vat: yhdistämällä alhaisen molekyylipainon omaava polymeeri, jota ei ole uutettu asetonilla, vanhenemisesta aiheutuva ajasta riippuvainen kumin laadunmuutos voidaan 5 estää ja samanaikaisesti voidaan toteuttaa pehmentävä vaikutus, joka on esteripohjäisiin pehymentimiin ja nafteeni-pehmentimiin verrannollinen.

"Alhaisen molekyylipainon omaava polymeeri" kuten yllä kuvattiin, on dieenipohjainen polymeeri; yhdistetään 10 edullisesti nestemäinen isopreeni tai polybutadieenikumi, jonka alhaisen lämpötilan ominaisuudet ovat hyvät, sillä se varmistaa, että alhaisen lämpötilan ominaisuudet paranevat esteripohjäisillä pehmentimillä saavutettaviin ominaisuuksiin verrattuna.

15 Alhaisen molekyylipainon omaavien polymeerien vis- koosinen keskimääräinen molekylipaino on edullisesti alueella 2000-50 000. Jos viskoosinen keskimääräinen molekyy-lipaino on alle 2000, polymeeri voidaan helposti uuttaa asetonilla; jos viskoosinen keskimääräinen molekyylipaino 20 on yli 50 000, ei aiottua pehmentävää vaikutusta saavuteta.

Yllä mainitut nestemäiset dieenipohjäiset polymeerit ovat edullisesti yhdistettävissä 5-35 paino-osan määrinä. Jos niiden paino-osuus on alle 5, ei aiottua pehmen-25 tävää vaikutusta saavuteta; jos niiden pitoisuus ylittää 35 paino-osaa kumin murtolujuus vähenee, josta seuraa, että kyky kestää kulutusta, joka aiheutuu kun pyörä pyörii tien peiteaineen päällä, vähenee.

Jotta voitaisiin todistaa nestemäisten dieenipoh-30 jäisten polymeerien yhdistämisen vaikutus, valmistettiin vertailunäytteet (II-l) - (II-7); vertailunäyte II-l sisälsi nestemäisen dieenipohjäisen polymeerin sijasta este-ripohjaisen pehmentimen; vertailunäytteessä II-2 ei ollut esteripohjäistä pehmennintä eikä nestemäistä dieenipoh-35 jäistä polymeeriä; vertailunäytteet (II-3) - (II-7) sisäl- 98521 10 sivät nestemäisiä dieenipohjäisiä polymeerejä. Lisänäyt-teet (II-l) - (II-7) sisälsivät nestemäisiä dieenipohjai-sia polymeerejä. Lisänäytteet (II-l) - (II-5), jotka kuuluvat esillä olevan keksinnön suojapiiriin, valmistettiin 5 jotta voitaisiin osoittaa tehokkuus, joka saavutetaan kun käytetään nestemäisiä dieenipohjäisiä polymeerejä akanoihin yhdistettynä (Sumiselco). Asianomaisissa näytteissä käytettävien kulutuspinnan kumiseosten ominaisainesosaset ja näistä näytteistä määritellyt tulokset on esitetty tau-10 lukossa 2-1 ja 2-2.

98521 11

Taulukko 2-1

Vertailunäyte II-l II-2 II-3 II-4 II-5 II-6 II-7

Luonnon kumi 60 60 60 60 60 60 60

Polybutadieeni 40 40 40 40 40 40 40 IS AF hiili 65 65 65 65 65 65 65

Polymeereissä oleva öljy 21 21 21 21 21 21 21

Dioktyylisebasaatti 14 _____ IR-neste (1) --14---- (kauppanimi "LIR50") IR-neste (2) _ _ _ 14 _ _ _ (kauppanimi "LIR30") IR-neste (3) _ _ _ _ 14 _ _ (kauppanimi "LIR290") BR-neste (1) _____ 14 _ (kauppanimi "LBR160") BR-neste (2) ______ 14 (kauppanimi "LIR130")

Vaha 2 2 2 2 2 2 2

Antioksidantti 13 1,5 1,5 1,5 1,5 1;5 1;5 1,5

Steariinihappo 2222222

Sinkkioksidi 5555555

Rikki 1,5 1;5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Vulkanoitumisen kiihdy- 1111111

tin CZ

Nestemäisen IR:n tai BR:n viskoosinen keskimääräinen - 47000 29000 25000 30000 3000 molekyylipaino

Asetoniuutto (%) 21,2 15,8 14,4 14,8 14,7 14,7 16,4

Kovuus RT 54 62 57 56 58 56 53 -10°C 58 66 60 60 64 61 58 o -30 C 65 74 68 67 72 68 64

Murtolu juus (kg/cm) 43,7 36,4 61,2 59,0 56,0 57,0 54,5

Pico kulutusindeksi 100 133 125 113 120 121 110

Kitkakerroin jäällä 100 90 96 95 88 92 102 98521 12

Taulukko 2-2 Näyte II-l II-2 II-3 11-4 II-5

Luonnon kumi 60 60 60 60 60

Polybutadieeni 40 40 40 40 40 ISAF hiili ,, 65 65 65 65 65

Polymeereissä oleva öljy 21 21 21 21 21

Sumiselco 10 10 10 10 10

Dioktyylisebasaatti - IR-neste (1) 14 (kauppanimi "LIR50") IR-neste (2) - 14 (kauppanimi "LIR30") IR-neste (3) - - 14 - (kauppanimi "LIR290") BR-neste (1) - - - 14 - (kauppanimi "LBR160") BR-neste (2) (kauppanimi "LIRI30") vaha 22222

Antioksidantti 13 1,5 lf5 lj5 1}5 i/5

Steariinihappo 22222

Sinkkioksidi 55555

Rlkkl 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

Vulkanoitumisen kiihdytin CZ i i i i χ

Asetoniuutto (%) 13,8 14,5 14,5 14,2 16,0

Kovuus RT 58 58 59 57 55 -10 C 61 61 64 62 59 -30°C 68 67 72 68 65

Murtolujuus (kg/cm) 61,5 60il 55|7 58j5 58^0

Pico kulutusindeksi 104 99 102 101 93

Kitkakerroin 116 117 113 116 120 jaalla 98521 13

Kuten taulukosta 2-1 voidaan selvästi havaita kovuuden suhteen, vertailunäytteet (II-3) - (II-7) eivät olleet parempia kuin vertailunäyte II-l, mutta vertailu-näytteiden (II-3) - (II-7) kovuusarvot olivat pienempiä 5 kuin vertailunäytteen II-2. Vertailunäytteiden nestemäisiä dieenipohjäisiä polymeerejä ei uutettu asetonilla.

Vertailunäytteiden (II-3) - (II-7) murtolujuuden ja pico kulutusindeksin suhteen tapahtui paranemista verrattuna vertailunäytteeseen II-l, johon oli yhdistetty este-10 ripohjainen pehmennin. Kovuuden suhteen vertailunäyte II-7 vastasi myös vertailunäytettä II-l; vertailunäytteen II-7 asetoniuuton määrä oli hieman suurempi kuin vertailu-näytteen II-2 ja sen ei katsota pienenevän renkaan pyörimisen tai varastoinnin aikana.

15 Nestemäisen dieenipohjaisen polymeerin lisääminen yksistään ei kuitenkaan ole riittävä, jotta kitkakerroin jäällä paranisi esillä olevan keksinnön tarkoittamassa määrin; tämän vuoksi lisänäytteet (II-l) - (II-5) valmistettiin käyttäen akanoita (Sumiselco) vertailunäytteissä 20 (II-3) - (II-7) käytettyihin nestemäisiin dieenipohjai- siin polymeereihin yhdistettynä; kaikki nämä näytteet, jotka valmistettiin esillä olevan keksinnön mukaisesti, olivat pico kulutusindeksin suhteen vertailunäytteeseen II-l verrattavissa tai parempia, samanaikaisesti kitkaker-25 roin jäällä parani huomattavasti.

Esimerkki III

Taulukossa 3 olevien reseptien mukaisesti valmistettiin neljä näyterengasta (165 SR 13), joiden kulutus-pinnat oli valmistettu kumikoostumuksesta, johon oli yh-30 distetty akanoita. Vertailua varten valmistettiin lisä-näyte käyttäen taulukossa 3 esitettyjä tavanomaisia aines-osasia. Näillä näytteillä tehtiin useita kokeita ja tulokset ovat taulukossa 3. Akanoina käytettiin Sumimoto Bussan Kabushiki Kaishan Sumiselcoa, jossa hiukkaskoko oli 100 -35 300 pm.

98521 14 "Kitkakertoimeen jäällä" liittyvä data taulukossa 3 määritettiin seuraavalla kokeella.

Paikka: Hokkaidon ulkoradan jäätie Jäänpinnan lämpötila: (-3) - (-2)°C 5 Menetelmä: Tienpinnan ja testattavan renkaan välinen kitkakerroin määritettiin dynaamisella kitkakoestuslaitteella (Sancor Co:n valmistama) käyttäen jarruja alkupysäytysno-peudessa 40 km/h. Tulokset ilmaistaan indeksitermeinä ver-tailunäytteen III-l arvon ollessa 100.

10 "Jäällä tehtävän rengastestin" data, joka on esi tetty taulukossa 3, määritettiin seuraavalla testillä.

Alue: Hokkaidon ulkoradan jäätie Jääpinnan lämpötila: (-3) - (-2)°C

Testiajoneuvo: Japanilainen henkilöauto (FF 1500 cc) 15 Renkaan vanne: 5Jxl3 2

Sisäinen paine: 1,9 kg/cm

Menetelmä: Kitkakertoimet laskettiin pysäytysmatkan perusteella käyttäen alkupysäytysnopeudessa 30 km/h jarruja, renkaat lukittuna. Tulokset on ilmaistu indeksitermeinä 20 vertailunäytteen III-l arvon ollessa 100.

Il 98521 15

Taulukko 3 Näyte Vertallunäyte III-l III-2 III-3 III-4 III-l Luonnon kumi 60 60 60 60 60

Polybutadieeni ~Q “ “ ~Q ~ ISAF hiili 65 65 65 65 65

Polymeereissä oleva öljy 36 36 36 36 36

Vaha 2222 2

Antioksidantti 13 1>5 lf5 i|5 if5 1,5

Steariinihappo 2222 2

Sinkkioksidi 3333 3

Sumiselco 6 Π 24 36 -

Rlkkl 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Vulkanoitumisen kiihdytin CZ 1 3 3 ^ 3

Vulkanoitu testipala

Kovuus RT 54 53 55 65 56 o ----- u 64 63 65 75 65

Murto lujuus (kg/cm) 32,9 33^~B 29μ 28^9 30^0 100 % venymän kuormitus 14 14 16 23 18

Vetolujuus 126 130 121 110 125

Murtovenymä (%) 471 483 415 334 450

Kitkakerroin jäällä 118 120 58 27 100

Rengastesti jäällä

Kitkakerroin jäällä 109 112 105 1Q1 100

Maksimi vetovoima (^u) 120 122 106 101 100

Keskimääräinen vetovoima (^u) 123 131 107 101 100 98521 16

Esimerkki 4

Valmistettiin viisi näyterengasta (165 SR 13), joiden kulutuspinnat oli tehty kumikoostumuksista, jotka valmistettiin yhdistämällä erilaisia esillä olevan keksinnön 5 mukaisia selluloosamateriaalia sisältäviä jauhemaisia tuotteita käyttämällä taulukossa 4 esitettyjä aineosia.

Nämä näytteet testattiin eri testein ja tulokset on esitetty taulukossa 4.

"Vulkanoidun testipalan kitkakerroin jäällä" data 10 taulukossa 4 on määritetty seuraavalla testillä.

Alue: Hokkaidon ulkoradan jäätie Jäänpinnan lämpötila: (-3) - (-3)°C

Menetelmä: Tienpinnan ja testattavan renkaan välinen kitkakerroin määritettiin dynaamisella kitkakoestuslaitteella 15 (Sancor CO:n valmistama) käyttäen jarruja alkupysäytysno-peudessa 40 km/h. Tulokset ilmaistaan indeksitermeinä ver-tailunäytteen IV-1 arvon ollessa 100.

"Jäällä suoritetun rengastestin" data, joka on esitetty taulukossa 4, on määritetty seuraavalla testillä.

20 Alue: Hokkaidon ulkoradan jäätie

Jäänpinnan lämpötila: (-3) - (-2)°C

Testiajoneuvo: Japanilainen henkilöauto (FF 1500 cc)

Renkaan vanne: 5Jxl3 2

Sisäinen paine: 1,9 kg/cm 25 Menetelmä: Kitkakertoimet laskettiin pysäytysmatkan perusteella käyttäen alkupysäytysnopeudessa 30 km/h jarruja, renkaat lukittuna. Tulokset on ilmaistu indeksitermeinä vertailunäytteen IV-1 arvon ollessa 100.

*

Taulukko 4 17 98521 Näyte Vertailunäyte IV-1 IV-2 IV-3 IV-4 IV-5 IV-1

Luonnon kumi 60 60 60 60 60 60

Polybutadieeni 40 40 40 40 40 40 ISAF hiili 65 65 65 65 65 65

Polymeereissä oleva öljy 36 36 36 36 36 36

Vaha 2 2 2 2 2 2

Antioksidantti 13 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 lf 5

Steariinihappo 22222 2

Sinkkioksidi 33333 3

Akanat (riisi) (keskim. hiukkaskoko, 15 - noin 500 ^um)

Akanat (vehnä) (keskim. hiukkaskoko 15 noin 200 ^um)

Korkkilastut (keskim. _ 15 hiukkaskoko n. 500 ^um)

Kuitumaiset lastuhiukkaset _ _ - 15 - (keskim. hiukkaskoko noin 80 ,um)

Sahanpuru (keskim. hiuk- - - - - 15 kaskoko noin 500 um) ------

Rikki ' 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Vulkanoitumisen kiihdytin 11111 1

CZ

Vulkanoidun testipalan 131 125 115 110 111 100 kitkakerroin jäällä ______

Rengastestin pysähtymis- 115 1Qg 1Q7 1Q6 1Q6 100 indeksi jaalla

Maksimi vetovoima (^um) 125 120 109 108 108 100

Keskimääräinen (^um) 123 120 108 108 107 100 98521 18

Esimerkki V

Valmistettiin seitsemän teräksistä vyörengasta käyttäen kulutuspinnan kumikoostumuksia, jotka sisälsivät neljää Sumiselco-laatua. Yksittäisten kumikoostumusten 5 aineosat on esitetty taulukossa 5, ja Sumiselcon neljän laadun vastaavat hiukkaskoot olivat: (1) 100-120 pm; (2) 40-60 pm; (3) 200-250 pm; ja 10 (4) 400-600 pm.

Näitä näytteitä testattiin erilaisin menetelmin, jotka ovat olennaisesti vastaavanlaiset kuin esimerkissä III. Testitulokset on esitetty taulukossa 5.

"Renkaan kulutuskestävyyteen" liittyvä data taulu-15 kossa on määritetty käyttäen testiä seuraavissa olosuhteissa:

Testiajoneuvo: Japanilainen auto (FF 1500 cc)

Renkaan koko: 165 SR 13 Renkaan kehä: 5Jxl3 2 20 Sisäinen paine: 1,9 kg/cm Päällystetty matka: 10^ km (5 x 10^ moottoritietä ja 5 x 10^ km valtatietä)

Renkaan suorituskyvyn testaamiseen jäällä käytettiin samaa menetelmää kuin esimerkissä IV.

98521 19

Taulukko 5 Näyte Vertailunäyte V-X V-2 V-3 V-4 V-5 V-6 V-7 V-l

Luonnon kumi 60 60 50 60 60 60 60 60

Polybutadieeni 40 40 40 40 40 40 40 40 ISAF hiili 65 65 65 65 65 65 65 65

Polymeereissä oleva 36 36 36 36 36 36 36 36 ol:’Y 2222222 2

Vaha ---------

Antioksidantti 13 lf5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Steariinihappo 2222222 2

Sinkkioksidi 3333333 3

Sumiselco* (1) 6 12 24 36 - - - (2) - , - - 12 __- (3) 12__- (4) 12__-

Rikki 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Vulkanoitumisen 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

kiihdytin CZ

(Vulkanoitu testipala)--------

Kovuus RT 54 54 56 64 54 55 57 56

Kitkakerroinindeksi H8 129 61 52 109 110 82 100 jäällä (Rengastesti jäällä)

Pysähtymisetäisyys- 109 112 113 103 102 104 102 100 indeksi (30 km/h)

Kulutuskestävyys- 9 7 95 86 78 81 91 92 100 indeksi * Sumiselcon keskimääräinen hiukkaskoko: (1) 100- 120 pm (2) 40 - 60 pm (3) 200 - 250 pm (4) 400 - 600 pm 98521 20

Esimerkeistä I-V päätellen on selvää, että esillä olevan keksinnön mukaisen renkaan kumikoostumuksen,joka sisältää selluloosamateriaalia sisältävää prosessoitua jauhemaista tuotetta ja kumikomponentteja, etuna on se, 5 että kun sitä käytetään kulutuspintaisissa renkaissa kuten nastattomissa renkaissa, pitokyky tien jäisellä pinnalla paranee menetelmän prosessoidun jauhemaisen tuotteen piik-kivaikutuksen ansiosta, joka naarmuttaa jäänpinnan rikki. Selluloosamateriaalia sisältävän prosessoidun jauhemaisen 10 tuotteen, kuten akanoiden, käytön lisäetuna on, että tienpinta ei vahingoitu verrattuna tapaukseen, jossa käytetään kovia materiaaleja kuten metallia.

Kun kumikomponentit sisältävät 65-95 paino-osaa dieenipohjäistä kumia, kuten luonnonkumia, polybutadiee-15 nia, polyisopreenia tai styreenibutadieenisekapolymeeriä, ja 5-35 paino-osaa nestemäistä dieenipohjäistä polymeeriä, jonka viskoosinen keskimääräinen molekyylipaino on 2000-50 000, voidaan asetoniuuton määrä vähentää 10 %:iin tai sen alle, ja tämä vaikuttaa kestävyyttä lisäävästi, kuten 20 on osoitettu, että pitkitetyssä käytössä tapahtuvaa laadun huonontumista voidaan vastustaa.

Samalla kun keksintö on kuvailtu yksityiskohtaisesti viittaamalla sen spesifisiin suoritusmuotoihin, on alaa tuntevalle ilmeistä, että keksinnössä voidaan tehdä lukui-25 siä muutoksia ja sitä voidaan muunnella ilman, että poiketaan keksinnön luonteesta tai puitteista.

Claims

98521

1. Kumikoostumus renkaiden kulutusplntoja varten, tunnettu siitä, että se sisältää 5 selluloosamateriaalia sisältävää prosessoitua jau hemaista tuotetta, jonka keskimääräinen hiukkaskoko on 20 - 600 pm ja joka on jotakin materiaaleista, jotka on valittu ryhmästä riisin tai vehnän akanat, korkkilastut, sahanpuru ja/tai muut kasvien jauhetut osat, sekä 10 kumikomponentteja, jotka käsittävät pääosin eli 65 - 95 paino-osaa dieenipohjäistä kumia, joka on valittu ryhmästä luonnon kumi, polybutadieeni, polyisopreeni, styreeni -butadieenikumi ja niiden seokset, ja kumikomponent-tien loppuosa eli 5-35 paino-osaa on kokonaan tai osit- 15 tain nestemäistä dieenipohjäistä kumia, joka on valittu ryhmästä nestemäinen polyisopreenikumi, nestemäinen poly-butadieenikumi ja niiden seokset, jolloin koostumus sisältää 3-25 paino-osaa selluloosamateriaalia sisältävää prosessoitua jauhemaista tuo- 20 tetta kumikomponenttien 100 paino-osaa kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kumikoostumus, tunnettu siitä, että nestemäisen dieenipohjäisen kumin viskoosinen keskimääräinen molekyylipaino on 2 000 -50 000.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kumikoostumus, tunnettu siitä, että selluloosamateriaalia sisältävä prosessoitu jauhemainen tuote on akanamateriaalia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kumikoostumus, tunnettu siltä, että selluloosamateriaalia sisäl- 30 tävän prosessoidun jauhemaisen tuotteen keskimääräinen hiukkaskoko on 100 - 200 pm.

5. Rengas, tunnettu siitä, että sen kulu-tuspintaosa muodostuu rengaskumikoostumuksesta, joka sisältää 98521 selluloosamateriaalia sisältävää prosessoitua jauhemaista tuotetta, jonka keskimääräinen hiukkaskoko on 20 - 600 pm ja joka on jotakin materiaaleista, jotka on valittu ryhmästä riisin tai vehnän akanat, korkkilastut, 5 sahanpuru ja/tai muut kasvien jauhetut osat, sekä kumikomponentteja, jotka käsittävät pääosin eli 65 - 95 paino-osaa dieenipohjäistä kumia, joka on valittu ryhmästä luonnon kumi, polybutadieeni, polyisopreeni, styreeni -butadieenikumi ja niiden seokset, ja kumikomponent- 10 tien loppuosa eli 5-35 paino-osaa on kokonaan tai osittain nestemäistä dieenipohjaista kumia, joka on valittu ryhmästä nestemäinen polyisopreenikumi, nestemäinen poly-butadieenikumi ja niiden seokset, jolloin koostumus sisältää 3-25 paino-osaa sellu- 15 loosamateriaalia sisältävää prosessoitua jauhemaista tuotetta kumikomponenttien 100 paino-osaa kohti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukaisen kulutuspinnan omaava rengas, tunnettu siitä, että mainitun nestemäisen dieenipohjäisen kumin viskoosinen keskimääräinen 20 molekyylipaino on 2 000 - 50 000.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukaisen kulutuspinnan omaava rengas, tunnettu siitä, että selluloosamateriaalia sisältävä prosessoitu jauhemainen tuote on aka-namateriaalia. 23 98521