PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004001807T2 02.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001484359
Titel Gummizusammensetzung für Reifenlaufflächen und peneumatischer Reifen auf der Basis derselben
Anmelder Sumitomo Rubber Industries Ltd., Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Yagi, Noriko, Chuo-ku Kobe-shi Hyogo-ken, JP;
Muraoka, Kiyoshige, Chuo-ku Kobe-shi Hyogo-ken, JP
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 602004001807
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 04.05.2004
EP-Aktenzeichen 040105835
EP-Offenlegungsdatum 08.12.2004
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse C08K 3/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche und einen Luftreifen, insbesondere auf eine Kautschukzusammensetzung enthaltend modifizierten epoxidierten Naturkautschuk.

In den letzten Jahren sind aufgrund von Lieferschwierigkeiten die Bedenken bezüglich eines Anstiegs des Ölpreises und bezüglich der Erschöpfung des Öls gestiegen. Auch unter dem Gesichtspunkt von Umweltproblemen, wie beispielsweise Verschärfungsregeln bezüglich der Ressourcenerhaltung und der Vermeidung von Kohlendioxidabgas, wurden wieder natürliche Ressourcen in Erwägung gezogen. Die Reifenindustrie ist keine Ausnahme und Naturkautschuk zieht wieder als ein alternatives Material zu synthetischem Kautschuk Aufmerksamkeit auf sich. Naturkautschuk hat eine hohe mechanische Festigkeit und eine ausgezeichnete Abrasionsbeständigkeit und wird daher häufig in großen Reifen, wie beispielsweise Lkw-/Bus-Reifen, eingesetzt. Allerdings besteht ein dahingehendes Problem, dass das Griffverhalten gering ist, weil Naturkautschuk lediglich Methylgruppen mit geringem Molekulargewicht in den Seitenketten aufweist und eine niedrige Glasübergangstemperatur (Tg) von –60°C besitzt.

Um solche Probleme zu lösen, wird das Verfahren des Einsetzens von epoxidiertem Naturkautschuk vorgeschlagen (siehe JP-A-6-220254, JP-A-7-90123, JP-A-7-149955 sowie JP-A-2001-233995). Epoxidierter Naturkautschuk ist Naturkautschuk, bei dem ungesättigte Doppelbindungen epoxidiert sind und die Fähigkeit zur molekularen Aggregation des Kautschuks aufgrund der Epoxygruppen, welche polare Gruppen sind, ansteigt. Folglich hat epoxidierter Naturkautschuk eine höhere Glasübergangstemperatur (Tg) als Naturkautschuk und ist hinsichtlich dessen mechanischer Festigkeit, Abrasionsbeständigkeit und Gasdurchlässigkeitswiderstand exzellent. Insbesondere in Silica enthaltendem Kautschuk reagieren die Silanolgruppen der Silicaoberfläche mit den Epoxygruppen und als ein Ergebnis hiervon kann eine zu denen von Ruß enthaltendem Kautschuk gleichwertige mechanische Festigkeit und Abrasionsbeständigkeit erhalten werden. Obwohl epoxidierter Naturkautschuk einen großen Hystereseverlust aufweist und bezüglich der Nassgriffeigenschaft exzellent ist, besteht allerdings das Problem, dass der Rollwiderstand unzureichend ist.

Epoxidierten Naturkautschuk enthaltende Kautschukzusammensetzungen sind in der US 6,492,454 B1, in der EP 0 933 391 A1 und in der EP 0 678 551 A1 offenbart.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche bereitzustellen, in der sowohl eine Verbesserung in der Nassgriffeigenschaft als auch eine Abnahme der Wärme bildenden Eigenschaften erreicht werden kann, während die exzellenten Eigenschaften des epoxidierten Naturkautschuks, wie beispielsweise die mechanische Eigenschaften und die Abrasionsbeständigkeit, aufrechterhalten werden, sowie einen Luftreifen unter Verwendung derselben bereitzustellen.

Das heißt, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche enthaltend 5 bis 150 Gewichtsteile Silica mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche zwischen 100 und 300 m2/g und/oder Ruß mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche zwischen 70 und 300 m2/g, basierend auf 100 Teilen einer Kautschukkomponente enthaltend 5 bis 100 Gew.-% eines modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks erhalten durch Reagieren von epoxidierten Naturkautschuk mit einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Lewis-Säure, einer Aminverbindung, einer Thiolverbindung, einer Amidverbindung und einer Imidazolverbindung, um eine Ringöffnung einer Epoxygruppe durchzuführen, wobei der Proteingehalt des modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks, umgerechnet auf den Stickstoffgehalt, maximal 0,1 Gew.-% beträgt.

Die Kautschukzusammensetzung enthält, basierend auf dem Silica, vorzugsweise maximal 20 Gew.-% eines Silankupplungsmittels.

Das Silankupplungsmittel wird vorzugsweise durch die nachfolgende Formel (1) wiedergegeben (CnH2n+1O)3-Si-(CH2)m-Si-(CH2)m-Si-(CnH2n+1O)3 (1) (wobei in der Formel (1) n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 ist, m eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 ist, 1 die Anzahl an Schwefelatomen in dem Polysulfidteil ist und der Durchschnittswert von 1 zwischen 2,1 und 4,5 beträgt).

Der Epoxidierungsgrad des epoxidierten Naturkautschuks beträgt vorzugsweise zwischen 5 und 80 Mol.-%.

Die Lewis-Säure ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkohol, einer Phenolverbindung, einer Carbonsäure sowie einem Säureanhydrid.

Der Modifizierungsgrad des modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks beträgt vorzugsweise zwischen 5 und 60%.

Der Proteingehalt des modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks beträgt, umgerechnet auf den Stickstoffgehalt, vorzugsweise maximal 0,1 Gew.-%.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf einen Luftreifen enthaltend die Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben.

Die Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Kautschukkomponente sowie Silica und/oder Ruß.

Die Kautschukkomponente enthält modifizierten, epoxidierten Naturkautschuk, welcher durch Reagieren von epoxidiertem Naturkautschuk mit einer Verbindung, wie beispielsweise einer Lewis-Säure, um eine Ringöffnung der Epoxygruppen durchzuführen, erhalten wird.

Als epoxidierter Naturkautschuk kann kommerziell erhältlicher epoxidierter Naturkautschuk eingesetzt werden oder es kann Naturkautschuk epoxidiert werden und dann eingesetzt werden. Das Verfahren zum Epoxidieren von Naturkautschuk ist nicht besonders beschränkt und die Epoxidierung kann unter Einsatz von Verfahren, wie beispielsweise dem Chlorhydrinverfahren, dem direkten Oxidationsverfahren, dem Wasserstoffperoxidverfahren, dem Alkylhydroperoxidverfahren und dem Persäureverfahren, durchgeführt werden. Ein Beispiel ist das Verfahren des Reagierens von Naturkautschuk mit organischer Persäure, wie beispielsweise Peressigsäure oder Perameisensäure.

Der Epoxidierungsgrad des epoxidierten Naturkautschuks beträgt vorzugsweise wenigstens 5 Mol.-%. Wenn der Epoxidierungsgrad weniger als 5 Mol.-% beträgt, neigen die Effekte des Modifizierens dazu, gering zu sein. Ferner beträgt der Epoxidierungsgrad vorzugsweise maximal 80 Mol.-% und besonders bevorzugt maximal 60 Mol.-%. Wenn der Epoxidierungsgrad mehr als 80 Mol.-% beträgt, tendiert das Polymer dazu, zu gelieren.

Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte modifizierte epoxidierte Naturkautschuk wird, wie zuvor ausgeführt, durch Durchführen einer Ringöffnung der Epoxygruppen in dem epoxidierten Naturkautschuk unter Einsatz einer Verbindung mit einer Reaktivität gegenüber Epoxygruppen erhalten.

Das Verfahren zum Modifizieren von epoxidiertem Naturkautschuk ist nicht besonders beschränkt und kann mit jedem der Zustände Latex, Lösung von Naturkautschuk oder Feststoffkautschuk durchgeführt werden. Wenn in einem Latex modifiziert wird, ist der Latex des Naturkautschuks, welcher eingesetzt wird, nicht besonders beschränkt und es kann sowohl kommerziell erhältlicher, mit Ammoniak behandelter Latex als auch Feldlatex eingesetzt werden. Wenn in einer Lösung modifiziert wird, ist das organische Lösungsmittel, welches eingesetzt wird, nicht limitiert, solange das Lösungsmittel selbst nicht mit dem epoxidierten Naturkautschuk und der Lewis-Säure reagiert. Beispielsweise können aromatischer Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Benzol, Chlorbenzol, Toluol und Xylol; aliphatischer Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise n-Heptan, n-Hexan, n-Pentan und n-Oktan, sowie alicyclischer Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Cyclohexan, Methylcyclohexan, Tetralin und Decalin, geeigneterweise eingesetzt werden. Ebenfalls kann Methylenchlorid eingesetzt werden. Wenn als Feststoff-Kautschuk modifiziert wird, kann der Kautschuk durch direktes Kneten mit einer Walze oder einem Extrusionskneter modifiziert werden. Unter den Gesichtspunkten der Kosten und der Einfachheit hinsichtlich der Handhabung wird die Modifizierung von epoxidiertem Naturkautschuk vorzugsweise in Latex durchgeführt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Verbindungen mit Reaktivität gegenüber Epoxygruppen Lewis-Säuren, Aminverbindungen, Thiolverbindungen, Amidverbindungen und Imidazolverbindungen. Beispiele für Lewis-Säuren sind Alkohol, Phenolverbindungen, Carbonsäuren sowie Säureanhydride.

Beispiele für den Alkohol sind Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, Isubutylalkohol, t-Butylalkohol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Triethylenglykol, Glycerin, Phenylmethanol sowie 2-Phenylethanol.

Beispiele für die Phenolverbindung sind Phenol, o-Kresol, p-Kresol, 1-Naphthol, Catechol, Resorcinol sowie Hydrochinon.

Beispiele für die Carbonsäure sind Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, n-Buttersäure, Isobuttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Hydroacrylsäure, 3-Hydroxybuttersäure, Glycerinsäure, Gluconsäure, Fluoressigsäure, Chloreessigsäure, Chlorpropionsäure, Chlorbuttersäure, Dichlorbuttersäure, Trichloressigsäure, Aldehydsäure, Brenztraubensäure, Acetoessigsäure, Lävulinsäure, Benzoesäure, p-Toluolsäure, m-Chlorbenzoesäure, Salicylsäure, m-Hydroxybenzoesäure, Phenylessigsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Apfelsäure, Phthalsäure sowie Zitronensäure.

Beispiele für das Säureanhydrid sind Propionsäureanhydrid, n-Buttersäureanhydrid, Isobuttersäureanhydrid, n-Valeriansäureanhydrid, Hexansäureanhydrid, Benzoesäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, 1,2-Cyclohexandicarbonsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, 1,8-Naphthalinsäureanhydrid, Trimellitsäureanhydrid und Pyromellitsäuredianhydrid.

Beispiele für die Aminverbindung sind Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, n-Propylamin, Di-n-propylamin, Tri-n-propylamin, Isopropylamin, Diisopropylamin, Triisopropylamin, n-Butylamin, Di-n-butylamin, Tri-n-butylamin, Isobutylamin, Diisobutylamin, Triisobutylamin, n-Pentylamin, Di-n-pentylamin, Tri-n-pentylamin, n-Hexylamin, Di-n-hexylamin, Tri-n-hexylamin, Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, n-Methylcyclohexylamin, n-Heptylamin, Di-n-heptylamin, Tri-n-heptylamin, Cycloheptylamin, n-Octylamin, Di-n-octylamin, Tri-n-octylamin, Cyclooctylamin, N,N-Dimethyloctylamin, n-Decylamin, Di-n-decylamin, Tri-n-decylamin, Laurylamin, Myristylamin, Stearylamin, Benzylamin, Phenylamin, Diphenylamin, Triphenylamin, N-Methylbenzylamin, N,N-Dimethylbenzylamin, 2-Naphthylamin, 4-Chinolinamin, Ethylendiamin, Trimethylendiamin, Triethylendiamin, Diethylentriamin, 1,4-Naphthalindiamin, Anilin, o-Toluidin, 2,3-Xylidin, o-Anisidin, o-Phenetidin, N,N-Dibenzylethylendiamin, Phenetylamin, p-Phenylendiamin, 2,3-Diaminonaphtalin, 3-Methoxypropylamin, N-Methylanilin, N,N-Dimethylanilin, N,N-Diethylanilin, N-Ethyl-N-methylbutylamin, Diethylbutylamin, N-Methyldiethanolamin, Triethanolamin, n-Propanolamin, Di-n-propanolamin, Tri-n-propanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Tributanolamin, Dipropylentriamin, N-n-Butyldiethanolamin, 2-Aminopentan, Hexamethylendiamin, Dodecamethylendiamin, Pyridin, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltriethoxysilan sowie 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan. Unter dem Gesichtspunkt, dass die Reaktivität mit Epoxygruppen exzellent ist, sind tertiäre Amine als Aminverbindung besonders bevorzugt.

Beispiele für die Thiolverbindung sind Ethylmercaptan, 1-Propanthiol, n-Butylmercaptan, 1-Hexanthiol, 1-Dodecanthiol, 1-Octanthiol, Benzolthiol, 1,2-Ethandithiol, 1,3-Propandithiol, 1,4-Butanthiol, 1,2-Benzolthiol, 1,4-Benzolthiol, 2-Aminoethanthiol, 2-Aminobenzolthiol, 4-Aminobenzolthiol, Mercaptoessigsäure sowie o-Mercaptobenzoesäure.

Beispiele für die Amidverbindung sind Formamid, Acetamid, Propionamid, n-Butylamid, Valeramid, Hexanamid, Stearamid, Benzamid, Succinamid, Oxamid, N-Hydroxyacetamid, N-(2-Hydroxy)acetamid, N-Methylbenzamid, o-Hydroxybenzamid, p-Hydroxybenzamid, o-Aminobenzamid, p-Aminobenzamid, o-Acetamidophenol, p-Acetamidophenol, Sulphenylamid, o-Acetamidobenzoesäure, Benzanilid, Diethylacetamidomalonat, N-Methylformamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Diethylformamid, N-Methylacetamid, N,N-Dimethylacetamid, Nicotinamid, Thioacetamid, o-Toluolsulfonamid und p-Toluolsulfonamid.

Beispiele für die Imidazolverbindung sind Imidazol, 1-Methylimidazol, 2-Methylimidazol, N-Acetylimidazol, 2-Mercapto-1-methylimidazol, Benzoimidazol, 2-Mercaptobenzoimidazol sowie 2-Phenylimidazol.

Die Menge der Verbindung mit der Reaktivität mit den Epoxygruppen beträgt vorzugsweise wenigstens 5 Mol.-% und besonders bevorzugt wenigstens 10 Mol.-%, basierend auf dem epoxidierten Naturkautschuk. Wenn die Menge der Verbindung weniger als 5 Mol.-% beträgt, kann eine ausreichende Griffigkeit nicht erreicht werden. Ferner beträgt die Menge der Verbindung vorzugsweise maximal 60 Mol.-% und besonders bevorzugt maximal 55 Mol.-%. Wenn die Menge der Verbindung mehr als 60 Mol.-% beträgt, nimmt die Zugfestigkeit und die Abrasionsbeständigkeit ab.

Die Reaktionstemperatur beträgt vorzugsweise 40 bis 160°C. Wenn die Reaktionstemperatur weniger als 40°C beträgt, ist die Reaktionsgeschwindigkeit langsam und die Reaktivität tendiert dazu, abzunehmen. Wenn die Temperatur mehr als 160°C beträgt, tendiert das Polymer dazu, während der Reaktion zu gelieren.

Wenn die Modifizierungsreaktion des epoxidierten Naturkautschuks in einem Latex oder in einer Lösung durchgeführt wird, beträgt die Reaktionszeit vorzugsweise wenigstens 0,5 Stunden und besonders bevorzugt wenigstens 1 Stunde. Wenn die Reaktionszeit weniger als 0,5 Stunden beträgt, schreitet die Modifizierungsreaktion nicht ausreichend fort und kann der gewünschte modifizierte epoxidierte Naturkautschuk nur schwer erhalten werden. Ferner beträgt die Reaktionszeit vorzugsweise bis zu 10 Stunden und besonders bevorzugt bis zu 8 Stunden. Wenn die Reaktionszeit länger als 10 Stunden beträgt, können eine Gelierung des Polymers und Nebenreaktionen auftreten.

Der Modifizierungsgrad des so erhaltenen epoxidierten Naturkautschuks beträgt vorzugsweise wenigstens 5% und besonders bevorzugt wenigstens 10%. Wenn der Modifizierungsgrad weniger als 5% beträgt kann eine ausreichende Griffigkeit und Treibstoffeffizienz nicht erhalten werden. Ferner beträgt der Modifizierungsgrad vorzugsweise maximal 60% und besonders bevorzugt maximal 55%. Wenn der Modifizierungsgrad mehr als 60% beträgt, tendiert die Abrasionsbeständigkeit und Weiterreißfestigkeit dazu, abzunehmen.

Gewöhnlicherweise enthält Naturkautschuk ungefähr 5 bis 10% an Nicht-Kautschukkomponenten, wie beispielsweise Protein. Diese Nicht-Kautschukkomponenten, insbesondere Protein, inhibieren die Modifizierung des Naturkautschuks.

Daher ist der modifizierte Naturkautschuk, welcher in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, deproteinierter Naturkautschuk, wobei das Protein in dem Naturkautschuk, umgerechnet auf den Stickstoffgehalt, bis auf einen Wert von maximal 0,1 Gew.-% entfernt ist. Durch den Einsatz von Naturkautschuk, der auf einen Stickstoffgehalt von maximal 0,1 Gew.-% deproteiniert wurde, kann Naturkautschuk effizient modifiziert werden und hohe Modifizierungseffekte können erreicht werden. Insbesondere beträgt die Menge an Protein in dem modifizierten Naturkautschuk, umgerechnet auf den Stickstoffgehalt, vorzugsweise maximal 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0,03 Gew.-% und am meisten bevorzugt maximal 0,02 Gew.-%. Naturkautschuk, bei dem der Stickstoffgehalt maximal 0,03 Gew.-% beträgt, wird erachtet, nahezu vollständig frei an Protein zu sein.

Deproteinierter Naturkautschuk kann durch ein Verfahren des Zersetzens von Protein durch Zugabe eines Protein abbauenden Enzyms oder von Bakterien zu dem Latex, durch ein Verfahren des wiederholten Waschens mit einem Tensid, wie beispielsweise einer Seife, oder einer Kombination der vorgenannten Verfahren hergestellt werden.

Das Protein abbauende Enzym ist nicht besonders beschränkt und kann ein Enzym sein, welches aus Bakterien, filamentösen Bakterien oder Hefe abgeleitet ist. Von diesen wird bevorzugt ein aus Bakterien abgeleitetes, Protein abbauendes Enzym eingesetzt.

Als das Tensid wird geeigneterweise ein anionisches Tensid und/oder ein nicht ionisches Tensid eingesetzt. Beispiele für das anionische Tensid sind Carbonsäurearten, Sulfonsäurearten, Schwefelesterarten und Phosphoresterarten. Als nicht ionisches Tensid können geeigneterweise Polyoxyalkylenetherarten, Polyoxyalkylenesterarten, Polyolfettsäureesterarten, Zuckerfettsäureesterarten sowie Alkylpolyglykoxid eingesetzt werden.

Um das Protein in dem Latex des Naturkautschuks mit einem Protein abbauendem Enzym zu zersetzen, wird das Protein abbauende Enzym vorzugsweise zu einem Feldlatex oder einen mit Ammoniak behandelten Latex in einem Verhältnis von ungefähr 0,001 bis 10 Gew.-% hinzugefügt. Die Zeit der Behandlung mit dem Enzym ist nicht besonders beschränkt, aber die Behandlung wird vorzugsweise für ungefähr einige wenige Minuten bis zu einer Woche durchgeführt. Der Latex kann gerührt werden oder kann still gelassen werden. Auch die Temperatur kann eingestellt werden, wenn notwendig, und die Behandlungstemperatur beträgt vorzugsweise wenigstens 5°C und besonders bevorzugt wenigstens 20°C. Wenn die Behandlungstemperatur weniger als 5°C beträgt, tendiert die Enzymreaktion dazu, Schwierigkeiten beim Fortschreiten aufzuweisen. Ferner beträgt die Behandlungstemperatur vorzugsweise maximal 90°C und besonders bevorzugt maximal 60°C. Wenn die Behandlungstemperatur mehr als 90°C beträgt, tendiert das Enzym dazu, zu deaktivieren.

Waschen der Latexpartikel mit einem Tensid kann für den Latex vor der Enzymbehandlung oder für den Latex nach der Enzymbehandlung durchgeführt werden. Die Menge des Tensids beträgt, basierend auf dem Latex, vorzugsweise wenigstens 0,001 Gew.-%. Ferner beträgt die Menge an Tensid maximal 15 Gew.-% und besonders bevorzugt maximal 10 Gew.-%. Beispiele für das Waschverfahren sind ein Verfahren des Zusetzens des Tensids zu dem Latex vor oder nach der Enzymbehandlung und dann Zentrifugieren und ein Verfahren des Abtrennens durch Koagulation der Latexpartikel. Wenn das Waschen des Latex durch Zentrifugation erfolgt, kann die Zentrifugation einmal oder mehrmals durchgeführt werden. Wenn Naturkautschuk gewaschen wird, können auch synthetischer Kautschuk oder synthetischer Latex zusammen eingesetzt werden.

Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte modifizierte, epoxidierte Naturkautschuk ist in der Kautschukkomponente in einer Menge von wenigstens 5 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 8 Gew.-% und besonders bevorzugt wenigstens 10 Gew.-% enthalten. Wenn die Menge an modifiziertem epoxidiertem Naturkautschuk weniger als 5 Gew.-% beträgt, sind die Effekte der Zugabe des modifizierten epoxidierten Naturkautschuks gering. In der Kautschukkomponente kann auch lediglich modifizierter Naturkautschuk enthalten sein.

Als eine Kautschukkomponente anders als der modifizierte epoxidierte Naturkautschuk kann Naturkautschuk (NR) und/oder synthetischer Dienkautschuk eingesetzt werden. Beispiele für den in der vorliegenden Erfindung eingesetzten synthetischen Dienkautschuk sind Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polybutadienkautschuk (BR), Polyisoprenkautschuk (IR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Chloroprenkautschuk (CR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) sowie Butylkautschuk (IIR). Diese Kautschuke können alleine eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten können zusammen eingesetzt werden.

Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Silica kann durch ein Nassverfahren oder durch ein Trockenverfahren hergestelltes Silica sein und ist nicht besonders beschränkt. Das Silica hat eine durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche (N2SA) von wenigstens 100 m2/g und vorzugsweise von wenigstens 130 m2/g. Wenn die N2SA des Silicas weniger als 100 m2/g beträgt, sind die Verstärkungseffekte gering. Ferner beträgt die N2SA des Silicas vorzugsweise maximal 300 m2/g und bevorzugt maximal 280 m2/g. Wenn die N2SA des Silicas mehr als 300 m2/g beträgt, nimmt die Dispergierbarkeit ab und die Wärmebildung der Kautschukzusammensetzung steigt an.

Die Menge an Silica beträgt wenigstens 5 Gewichtsteile, vorzugsweise wenigstens 10 Gewichtsteile und besonders bevorzugt wenigstens 15 Gewichtsteile, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Kautschukkomponente. Wenn die Menge an Silica weniger als 5 Gewichtsteile beträgt, ist die Wärmebildung nicht ausreichend verringert und eine exzellente Nassgriffeigenschaft kann nicht erreicht werden. Ferner beträgt die Menge an Silica maximal 150 Gewichtsteile, bevorzugt maximal 120 Gewichtsteile und besonders bevorzugt maximal 100 Gewichtsteile. Wenn die Menge an Silica mehr als 150 Gewichtsteile beträgt, nimmt die Verarbeitbarkeit und die Bearbeitbarkeit ab.

Die durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche (N2SA) des in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Rußes beträgt wenigstens 70 m2/g und vorzugsweise wenigstens 80 m2/g. Wenn die N2SA des Rußes weniger als 70 m2/g beträgt, sind die Verstärkungseffekte gering. Ferner beträgt die N2SA des Rußes maximal 300 m2/g und vorzugsweise maximal 280 m2/g. Wenn die N2SA des Rußes mehr als 300 m2/g beträgt, nimmt die Dispergierbarkeit ab und die Wärmebildung der Kautschukzusammensetzung wird erhöht.

Die Menge an Ruß beträgt wenigstens 5 Gewichtsteile, vorzugsweise wenigstens 10 Gewichtsteile und besonders bevorzugt wenigstens 15 Gewichtsteile, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Kautschukkomponente. Wenn die Menge an Ruß weniger als 5 Gewichtsteile beträgt, können ausreichende Verstärkungseffekte nicht erhalten werden. Ferner beträgt die Menge an Ruß maximal 150 Gewichtsteile, vorzugsweise maximal 120 Gewichtsteile und besonders bevorzugt maximal 100 Gewichtsteile. Wenn die Menge an Ruß mehr als 150 Gewichtsteile beträgt, nimmt die Verarbeitbarkeit und die Bearbeitbarkeit ab.

Ferner kann die Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche gemäß der vorliegenden Erfindung ein Silankupplungsmittel enthalten. Als das Silankupplungsmittel kann jedes Silankupplungsmittel eingesetzt werden, welches herkömmlicherweise zusammen mit einem Silica-Füllstoff eingesetzt werden kann. Beispiele hierfür sind Sulfid-Arten, Mercapto-Arten, Vinyl-Arten, Amin-Arten, Glycidoxy-Arten, Nitro-Arten sowie Chlor-Arten von Silankupplungsmitteln.

Beispiele für Silankupplungsmittel vom Sulfid-Typ sind Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfid, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfid, Bis(4-trimethoxysilylbutyl)tetrasulfid, Bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)trisulfid, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)trisulfid, Bis(2-trimethoxysilylethyl)trisulfid, Bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfid, Bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfid, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfid, Bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfid, Bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfid, 3-Trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 2-Triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 2-Trimethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 3-Trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropylbenzothiazoltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropylmethacrylatmonosulfid und 3-Trimethoxysilylpropylmethacrylatmonosulfid.

Beispiele für Silankupplungsmittel vom Mercapto-Typ sind 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 2-Mercaptoethyltrimethoxysilan sowie 2-Mercaptoethyltriethoxysilan.

Beispiele für Silankupplungsmittel vom Vinyl-Typ sind Vinyltriethoxysilan und Vinyltrimethoxysilan.

Beispiele für Silankupplungsmittel vom Amin-Typ sind 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltriethoxysilan sowie 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan. Beispiele für Silankupplungsmittel vom Glycidoxy-Typ sind &ggr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan sowie &ggr;-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan.

Beispiele für Silankupplungsmittel vom Nitro-Typ sind 3-Nitropropyltrimethoxysilan und 3-Nitropropyltriethoxysilan.

Beispiele für Silankupplungsmittel vom Chlor-Typ sind 3-Chlorpropyltrimethoxysilan, 3-Chlorpropyltriethoxysilan, 2-Chlorethyltrimethoxysilan und 2-Chlorethyltriethoxysilan.

Von diesen werden im Hinblick auf das Erreichen sowohl der Effekte des Zufügens des Kupplungsmittels als auch geringer Kosten geeigneterweise Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid sowie 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan eingesetzt. Diese Kupplungsmittel können alleine eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten können zusammen eingesetzt werden.

Ferner ist das Silankupplungsmittel vorzugsweise ein Silankupplungsmittel wiedergegeben durch die nachfolgende Formel (1): (CnH2n+1O)3-Si-(CH2)m-Si-(CH2)m-Si-(CnH2n+1O)3 (1)

In der Formel (1) ist n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, ist m eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 und ist 1 die Anzahl der Schwefelatome in dem Polysulfidteil. Der Durchschnittswert von 1 beträgt zwischen 2,1 und 4,5 und vorzugsweise zwischen 2,1 und 3,5. Wenn der Durchschnittswert von 1 weniger als 2,1 beträgt, wird die Reaktivität des Silankupplungsmittels und der Kautschukkomponente gering, und, wenn der Durchschnittswert mehr als 4,5 beträgt, wird die Gelierung beim Verarbeiten beschleunigt, was folglich unvorteilhaft ist.

Beispiele für solche Kupplungsmittel sind Bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)polysulfid, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)polysulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)polysulfid sowie Bis(4-trimethoxysilylbutyl)polysulfid. Von diesen Silankupplungsmitteln wird im Hinblick auf das Erreichen sowohl der Effekte der Zugabe des Kupplungsmittels als auch geringer Kosten geeigneterweise Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfid eingesetzt. Diese Kupplungsmittel können alleine eingesetzt werden oder zwei oder mehr Arten können zusammen miteinander eingesetzt werden.

Die Menge des Silankupplungsmittels beträgt vorzugsweise maximal 20 Gew.-% und besonders bevorzugt maximal 15 Gew.-%, basierend auf der Menge des Silicas. Wenn die Menge des Silankupplungsmittels mehr als 20 Gew.-% beträgt, wird der Kupplungseffekt nicht erreicht, obwohl die Kosten hoch sind und die Verstärkungseigenschaften und die Abrasionsbeständigkeit dazu tendieren, abzunehmen. Auch im Hinblick auf den Dispersionseffekt und den Kupplungseffekt beträgt die Menge des Silankupplungsmittels vorzugsweise wenigstens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 1 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt maximal 15 Gew.-%.

Neben der Kautschukkomponente, dem Silica, dem Ruß und dem Silankupplungsmittel kann die Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche gemäß der vorliegenden Erfindung Hilfsstoffe enthalten, welche in der Kautschukindustrie, wenn nötig, herkömmlicherweise eingesetzt werden, wie beispielsweise einen Weichmacher, ein Antioxidationsmittel, ein Vulkanisierungsmittel, einen Vulkanisierungsbeschleuniger sowie eine Vulkanisierungsbeschleunigungshilfe.

Der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das herkömmliche Verfahren unter Einsatz der Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt. Das heißt, die Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche gemäß der vorliegenden Erfindung, zu welcher, wenn notwendig, die zuvor genannten Additive zugefügt werden, wird vor der Vulkanisation in die Form einer Reifenlauffläche extrusionsgeformt und dann durch das herkömmliche Verfahren auf einer Reifenformungsmaschine zu einem Reifen geformt, um einen unvulkanisierten Reifen herzustellen. Der unvulkanisierte Reifen wird erhitzt und in einem Vulkanisierer mit Druck beaufschlagt, um einen Reifen herzustellen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mittels Beispielen im Detail beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.

<Herstellung eines modifizierten Naturkautschuks> Polymer 1 (deproteinierter Naturkautschuk)

Es wurde ein von Guthrie Bhd. (Malaysia) kommerziell erhältlicher Latex von Naturkautschuk des hohen Ammoniak-Typs (Feststoffgehalt 62,0%) eingesetzt.

Der Latex des Naturkautschuks wurde mit einer 0,12%-igen wässrigen Lösung von Natriumnaphthenat verdünnt, so dass der Kautschukfeststoffgehalt 10% betrug. Der pH hiervon wurde unter Einsatz von Natriumdihydrogenphosphat auf 9,2 eingestellt und dann wurden 2 M Alcalase in einem Verhältnis von 0,87 g, basierend auf 10 g der Kautschukkomponente, zugefügt. Nach erneuter Einstellung des pH-Wertes auf 9,2 wurde der Latex bei 37°C für 24 Stunden inkubiert.

Zu dem mit Enzym behandelten Latex wurde eine 1%-ige wässrige Lösung von Emulgen 810 (erhältlich von Kao Corporation), welches ein nicht ionisches Tensid ist, zugefügt, um die Kautschukkonzentration auf 8% einzustellen. Dann wurde für 30 Minuten bei 11.000 UpM eine Zentrifugation durchgeführt. Die hergestellte cremige Fraktion wurde in einer 1%-igen wässrigen Lösung von Emulgen 810 dispergiert und, nachdem die Kautschukkonzentration auf ungefähr 8% eingestellt wurde, wurde erneut eine Zentrifugation durchgeführt. Nachdem dieses Verfahren einmal wiederholt wurde, wurde die erhaltene cremige Fraktion in destilliertem Wasser dispergiert, um einen Latex von deproteiniertem Kautschuk mit einem Feststoffgehalt von 60% (Polymer 1) zu erhalten.

Polymer 2 (Epoxidierung von Naturkautschuk vom hohen Ammoniak-Typ)

Eine vierhalsige, 500 ml Flasche ausgestattet mit einem Rührstab, einem Tropftrichter und einem Kondensator, wurde mit 150 g eines Latex von Naturkautschuk vom hohen Ammoniak-Typ (Hytex, kommerziell erhältlich von Nomura Trading Co., Ltd.) (Feststoffgehalt 60%) beladen. Der Latex wurde mit 150 ml destilliertem Wasser verdünnt, so dass der Feststoffgehalt 30% betrug, und die Temperatur hiervon wurde auf 20°C eingestellt. Während des Rührens wurden 0,9 g eines nicht ionischen Emulgators (Emulgen 106, kommerziell erhältlich von Kao Corporation) hierzu hinzugefügt. Nachdem der pH des Latex unter Einsatz von 2,8%-igen Ammoniakwasser derart eingestellt wurde, dass dieser innerhalb eines pH-Bereiches zwischen 5 und 6 lag, wurden dann 265 g Peressigsäure mit einer Konzentration von 2,5 Mol/l langsam hinzugefügt. Nach dem Zufügen wurde die Reaktion für 5 Stunden bei Raumtemperatur durchgeführt, um einen Latex von epoxidiertem Naturkautschuk (Polymer 2) zu erhalten.

Polymer 3 (Epoxidierung von deproteiniertem Naturkautschuk)

Ein Latex von epoxidiertem Naturkautschuk (Polymer 3) wurde auf dieselbe Weise wie Polymer 2 erhalten ausgenommen, dass der deproteinierte Naturkautschuk von Polymer 1 anstelle von Naturkautschuk vom hohen Ammoniak-Typ eingesetzt wurde.

Polymer 4 (Modifizierung von epoxidiertem Naturkautschuk)

Nach dem Einstellen des pH-Werts des epoxidierten Naturkautschuks (Polymer 2) auf pH 10 unter Einsatz von Ammoniakwasser wurden, basierend auf 90 g der Kautschukkomponente, 44,6 g Phenol hinzugefügt und die Reaktion wurde für 5 Stunden bei 65°C durchgeführt. Nach der Reaktion wurde Methanol hinzugefügt, um lediglich den Kautschukinhalt zu koagulieren. Der Kautschukinhalt wurde mit Wasser mehrfach gewaschen und dann getrocknet, um das Polymer 4 zu erhalten.

Polymer 5 (Modifizierung von epoxidiertem Naturkautschuk)

Das Polymer 5 wurde auf die gleiche Weise wie das Polymer 4 erhalten ausgenommen, dass der epoxidierte Naturkautschuk des Polymers 3 eingesetzt wurde.

<Herstellung von Proben für die Analyse>

Die entsprechend erhaltenen Polymere 1 bis 5 und kommerziell erhältlicher Latex von Naturkautschuk vom hohen Ammoniak-Typ (Hytex, kommerziell erhältlich von Nomura Trading Co., Ltd.) wurden auf eine Glasplatte gegossen und wurden nach dem Trocknen bei Raumtemperatur im Vakuum getrocknet. Nach dem Trocknen wurden die Polymere 2 bis 5 mit Aceton extrahiert, um Verunreinigungen, wie beispielsweise Homopolymere, zu entfernen.

<Analyse von Naturkautschuk> (Stickstoffgehalt)

Der Stickstoffgehalt wurde durch das Kjeldahl-Testverfahren gemessen.

(IR)

Das Infrarotabsorptionsspektrum wurde unter Einsatz eines von Perkin Elmer, Inc. hergestellten Fourier-Transform-Infrarotspektrometers gemessen.

(1H-NMR)

Das 1H-NMR wurde unter Einsatz eines von JEOL Ltd. hergestellten Gerätes gemessen, wobei Chloroform-d1 für das Messen als Lösungsmittel eingesetzt wurde.

(Epoxidierungsgrad (A))

Der Epoxidierungsgrad wurde durch die nachfolgende Gleichung aus dem Verhältnis der Flächenintensität (B) der aus Naturkautschuk abgeleiteten Methin-Protonen bei 5,1 ppm und der Flächenintensität (C) der aus den Epoxygruppen nahe 2,7 ppm abgeleiteten Protonen berechnet. Epoxidierungsgrad (A)(%) = Flächenintensität(C)Flächenintensität(B) + Flächenintensität(C) × 100

(Ringöffnungsgrad (D))

Der Ringöffnungsgrad wurde durch die nachfolgende Gleichung aus der Flächenintensität (E) der aus Phenylgruppen nahe 7,2 ppm abgeleiteten Methin-Protonen, der Flächenintensität (F) der aus Naturkautschuk nahe 5,1 ppm abgeleiteten Methin-Protonen und der Flächenintensität (G) der aus Epoxygruppen nahe 2,7 ppm abgeleiteten Protonen berechnet. Ringöffnungsgrad(D) (%) = Flächenintensität(E)/5Flächenintensität(E)/5 + Flächenintensität(F) + Flächenintensität(G) × 100

(Modifizierungsgrad)

Der Modifizierungsgrad des epoxidierten Naturkautschuks wurde aus der nachfolgenden Gleichung ermittelt. Modifizierungsgrad(%) = Ringöffnungsgrad(%) × Mol Konzentration an PhenolMol Konzentration an Naturkautschuk × 100

Die Analyseergebnisse von HANR (Latex von Naturkautschuk vom hohen Ammoniak-Typ Hytex, kommerziell erhältlich von Nomura Trading Co., Ltd.) sowie der Polymere 1 bis 5 sind in der Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

BEISPIELE 1 BIS 5 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 30 <Inhaltsstoffe> Naturkautschuk (NR): RSS #3

  • SBR: SBR1502 (Menge an Styreneinheiten: 23,5 Gew.-%), kommerziell erhältlich von JSR Corporation
  • HANR: Latex von Naturkautschuk des hohen Ammoniak-Typs Hytex, kommerziell erhältlich von Nomura Trading Co., Ltd.
  • Silica: Ultrasil VN3, kommerziell erhältlich von Degussa Co. (N2SA: 210 m2/g)
  • Ruß: SHOWBLACK N220, kommerziell erhältlich von Showa Cabot Co., Ltd. (N2SA: 125 m2/g)
  • Silankupplungsmittel 1: Si69 (Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid) (Durchschnittswert von 1: 3,8), kommerziell erhältlich von Degussa Co.
  • Silankupplungsmittel 2: Si266 (Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfid) (Durchschnittswert von 1: 2,2), kommerziell erhältlich von Degussa Co.
  • Antioxidationsmittel: NOCRAC 6C (N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin), kommerziell erhältlich Ouchi Shinko Chemical Industries Co., Ltd.
  • Stearinsäure: Stearinsäure, kommerziell erhältlich von NOF Corporation Zinoxid: Zinkoxid vom Typ 1, kommerziell erhältlich von Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.
  • Schwefel: Pulverförmiger Schwefel, kommerziell erhältlich von Tsurumi Chemicals Co., Ltd.
  • Vulkanisationsationsbeschleuniger TBBS: Nocceler NS (N-tert-Butyl-2-benzothiazylsulfenamid), kommerziell erhältlich Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
  • Vulkanisationsationsbeschleuniger DPG: Nocceler D (N,N'-Diphenylguanidin), kommerziell erhältlich von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

<Herstellung einer vulkanisierten Gummiprobe>

Ameisensäure oder Methanol wurde zu dem Latex des Naturkautschuks schrittweise zugefügt. Nachdem lediglich die Kautschukkomponente koaguliert war, wurde die Kautschukkomponente mehrfach mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Unter Einsatz des erhaltenen Naturkautschuks wurden die Komponenten geknetet und gemäß den in den Tabellen 2 bis 6 gezeigten Zusammensetzungsrezepten vermischt, um jede Probe einer Kautschukzusammensetzung zu erhalten. Diese Zusammensetzungen wurden für 30 Minuten bei 150°C pressvulkanisiert, um vulkanisierte Gegenstände zu erhalten, und mit jedem dieser Gegenstände wurde jeder der nachfolgenden Eigenschaftstests durchgeführt.

<Testverfahren der vulkanisierten Gummiprobe> (Verarbeitbarkeit)

Die Mooney-Viskosität wurde bei 130°C gemäß dem in der JIS K6300 definierten Verfahren zum Messen der Mooney-Viskosität gemessen. Die Mooney-Viskosität (ML1+4) der Vergleichsbeispiele 1, 6, 11, 16 oder 21 (Standardzusammensetzung) wurde als 100 angenommen und die Verarbeitbarkeit wurde als ein Index durch die nachfolgende Gleichung wiedergegeben. Je größer der Index ist, desto geringer ist die Mooney-Viskosität und desto besser ist die Verarbeitbarkeit. Mooney-Viskositätsindex = (ML1+4 Standardzusammensetzung)/(ML1+4 von jeder Zusammensetzung) × 100

(Rollwiderstand)

Der tan&dgr; jeder Zusammensetzung wurde unter den Bedingungen einer Temperatur von 70°C, einer anfänglichen Belastung von 10% und einer dynamischen Belastung von 2% unter Einsatz eines Viskoe-Iastizitätsspektrometers VES (hergestellt von Iwamoto Corporation) gemessen. Der tan&dgr; des Vergleichsbeispiels 1, 6, 11, 16 oder 21 (Standardzusammensetzung) wurde als 100 angenommen und der Rollwiderstand wurde als ein Index durch die nachfolgende Gleichung wiedergegeben. Je größer der Index ist, desto besser ist der Rollwiderstand: Rollwiderstandsindex = (tan&dgr; der Standardzusammensetzung)/(tan&dgr; von jeder Zusammensetzung) × 100

(Abrasionstest)

Die Menge an Lambourn-Abrasion wurde unter den Bedingungen einer Temperatur von 20°C, einem Schlupfverhältnis von 20% und einer Testzeit von 5 Minuten unter Einsatz eines Lambourn-Abrasionstestgerätes gemessen und der Volumenverlust jeder Zusammensetzung wurde berechnet. Der Verlust in den Vergleichsbeispielen 1, 6, 11, 16 oder 21 (Standardzusammensetzung) wurde als 100 angenommen und die Abrasionsbeständigkeit wurde als ein Index durch die nachfolgende Gleichung wiedergegeben. Je größer der Index ist, desto besser ist die Abrasionsbeständigkeit. Abrasionsindex = (Verlust der Standardzusammensetzung)/(Verlust jeder Zusammensetzung) × 100

(Nassgrifftest)

Der maximale Reibungskoeffizient wurde gemäß dem Verfahren der ASTM E303-83 unter Einsatz eines von The Stanley London Division of The Munro Group hergestellten tragbaren Rutschtestgeräts gemessen. Der gemessene Wert des Vergleichsbeispiels 1, 6, 11, 16 oder 21 (Standardzusammensetzung) wurde als 100 angenommen und die Nassrutschfestigkeit wurde als ein Index durch die nachfolgende Formel wiedergegeben. Je größer der Index ist, desto besser ist die Nassgriffeigenschaft. Nassrutschindex = (Wert jeder Zusammensetzung)/(Wert der Standardzusammensetzung) × 100

Die Testergebnisse der vulkanisierten Gummiproben sind in den Tabellen 2 bis 6 gezeigt.

TABELLE 2

TABELLE 3

TABELLE 4

TABELLE 5

TABELLE 6

Gemäß der vorliegenden Erfindung können sowohl ein gutes Nassgriffverhalten als auch geringe Wärmebildungseigenschaften erreicht werden, während die exzellenten Eigenschaften des epoxidierten Naturkautschuks, wie mechanische Festigkeiten und Abrasionsbeständigkeit, aufrechterhalten werden.


Anspruch[de]
Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche, umfassend

5 bis 150 Gewichtsteile Silica mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche zwischen 100 und 300 m2/g und/oder Ruß mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche zwischen 70 und 300 m2/g,

basierend auf 100 Teilen einer Kautschukkomponente enthaltend 5 bis 100 Gew.-% eines modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks erhalten durch Reagieren von epoxidierten Naturkautschuk mit einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Lewis-Säure, einer Amin-Verbindung, einer Thiol-Verbindung, einer Amid-Verbindung und einer Imidazol-Verbindung, um eine Ringöffnung einer Epoxy-Gruppe durchzuführen, wobei der Proteingehalt des modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks, umgerechnet auf den Stickstoffgehalt, maximal 0,1 Gew.-% beträgt.
Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche nach Anspruch 1, wobei, basierend auf dem Silica, ein Silankupplungsmittel in einer Menge von maximal 20 Gew.-% enthalten ist. Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche nach Anspruch 2, wobei das Silankupplungsmittel wiedergegeben wird durch die allgemeine Formel (1) (CnH2n+1O)3-Si-(CH2)m-Si-(CH2)m-Si-(CnH2n+1O)3 (1) wobei in der Formel (1) n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 ist, m eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 ist, 1 die Anzahl der Schwefelatome in dem Polysulfidteil ist und der durchschnittliche Wert von 1 zwischen 2,1 und 4,5 beträgt. Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche nach Anspruch 1, wobei der Epoxidierungsgrad des epoxidierten Naturkautschuks 5 bis 80 Mol-% beträgt. Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche nach Anspruch 1, wobei die Lewis-Säure aus der aus Alkohol, einer Phenol-Verbindung, einer Carbonsäure und einem Säureanhydrid bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche nach Anspruch 1, wobei der Modifizierungsgrad des modifizierten, epoxidierten Naturkautschuks 5 bis 60% beträgt. Luftreifen enthaltend eine Kautschukzusammensetzung für eine Lauffläche nach Anspruch 1.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com