DE1301730B

DE1301730B - Vehicle tires

Info

Publication number: DE1301730B
Application number: DE1960D0033981
Authority: DE
Inventors: Bulgin Douglas; Hubbard George Douglas; Fort Dunlop; Madge Evelyn William
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1959-08-13
Filing date: 1960-08-08
Publication date: 1969-08-21
Also published as: BE593900A; ES260194A1

Description

Die Erfindung betrifft Reifen für Motorfahrzeuge.The invention relates to tires for motor vehicles.

Es ist erforderlich, solchen Reifen, insbesondere bei den heutigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, eine gute Straßenhaftung zu verleihen, um kurze Bremswege, gute Kurvenfestigkeit und niedriges Fahrgeräusch zu erzielen, ferner das Quietschen in der Kurve oder beim scharfen Bremsen zu vermeiden. Insbesondere hinsichtlich der Griffigkeit auf feuchten Straßen und das Quietschen lassen die gebräuchlichen Reifen, die aus natürlichem Kautschuk oder aus synthetischem Kautschuk auf Basis von Butadien-Styrol-Copolymerisaten mit einem Butadien-Styrol-Gewichtsverhältnis von ungefähr 77:33 aufgebaut sind, viel zu wünschen übrig.It is necessary to have such tires, especially with today's Vehicle speeds, good road grip, short braking distances, To achieve good cornering stability and low driving noise, furthermore the squeaking to avoid when cornering or when braking sharply. In particular with regard to the grip on damp roads and the squeaking leave the usual ones Tires that are made from natural rubber or made from synthetic rubber based of butadiene-styrene copolymers with a butadiene-styrene weight ratio of about 77:33 left much to be desired.

Es ist bekannt, daß Reifen mit einer Lauffläche aus Butylkautschuk eine bessere Griffestigkeit auf feuchten Straßen aufweisen und bei normaler Anwendung nicht quietschen. Dieses Material besitzt jedoch gewisse Nachteile gegenüber Naturkautschuk und Butadien-Styrol-Kautschuk. Einerseits ist er äußerst luftundurchlässig, so daß es, wenn der Reifen Schicht über Schicht aufgebaut wird, schwierig ist, sicherzustellen, daß keine Luft zwischen den aufeinanderliegenden Schichten eingeschlossen wird. Die eingeschlossene Luft bildet nämlich Blasen, die den gefertigten Reifen nicht voll einsatzfertig machen. Weiterhin läßt sich Butylkautschuk nur schlecht mit anderen Materialien verbinden, wodurch es schwierig wird, ihn z. B. in Fahrzeugreifen, bei denen z. B. die Lauffläche aus einer von dem Grundkörper des Reifens unterschiedlichen Kautschukmischung besteht, zu verwenden. Desgleichen ist die Haftung zwischen dem Reifenkord und dem Butylkautschuk schlecht. Weiterhin ist Butylkautschuk wenig abriebsfest.It is known that tires with a tread made of butyl rubber have better grip on wet roads and with normal use don't squeak. However, this material has certain disadvantages compared to natural rubber and butadiene-styrene rubber. On the one hand, it is extremely airtight, so that when the tire is built up layer upon layer, it is difficult to ensure that no air is trapped between the superimposed layers. The trapped air forms bubbles that the manufactured tire does not make fully operational. Furthermore, butyl rubber is difficult to mix with others Connect materials, making it difficult to e.g. B. in vehicle tires which z. B. the tread from a different from the base body of the tire Rubber compound is to be used. Likewise is the liability between the Tire cord and butyl rubber bad. Furthermore, butyl rubber is not very resistant to abrasion.

Ziel der Erfindung sind Reifen, die eine verbesserte Griffestigkeit besitzen und kein Quietschen zeigen im Vergleich mit Reifen, die aus natürlichem Kautschuk oder aus Butadien-Styrol-Kautschuk hergestellt wurden, ohne daß dabei die bei Butylkautschuk auftretenden Nachteile zu verzeichnen sind.The aim of the invention are tires which have an improved grip own and show no squeak in comparison with tires made of natural Rubber or butadiene-styrene rubber were made without doing anything the disadvantages occurring with butyl rubber are recorded.

Gegenstand der Erfindung sind Fahrzeugreifen, bei denen zumindest das Laufflächenmaterial aus einem Copolymerisat aus einem konjugierten Diolefin mit einem aromatischen Monoolefin besteht, wobei der Anteil des Diolefins mindestens 30 Gewichtsprozent beträgt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Copolymerisat eine Übergangstemperatur zweiter Ordnung im Bereich zwischen -35 und 0°C besitzt.The invention relates to vehicle tires in which at least the tread material made of a copolymer of a conjugated diolefin with an aromatic monoolefin, the proportion of the diolefin at least 30 percent by weight, which are characterized in that the copolymer has a second order transition temperature in the range between -35 and 0 ° C.

Es besitzt vorzugsweise eine Übergangstemperatur zweiter Ordnung zwischen -30 und -10°C. Als Übergangstemperatur zweiter Ordnung oder Einfriertemperatur wird die Temperatur bezeichnet, bei der ein Elastomeres vom glasartigen zum gummiähnlichen Zustand übergeht. Sie wird üblicherweise bestimmt, indem man eine temperaturabhängige Eigenschaft gegen die Temperatur aufträgt, z. B. durch Messung der thermischen Ausdehnung bei verschiedenen_Temperaturen (vgl. M. L. D a n n i s, J. Applied Polymer Science 1, 121, [l959]).It preferably has a second order transition temperature between -30 and -10 ° C. As a transition temperature of the second order or glass transition temperature denotes the temperature at which an elastomer changes from glass-like to rubber-like State passes. It is usually determined by taking a temperature-dependent one Property versus temperature applies, e.g. B. by measuring the thermal expansion at different temperatures (cf. M. L. D a n n i s, J. Applied Polymer Science 1, 121, [1959]).

Die so erhaltene Kurve gliedert sich in zwei Abschnitte, und der Übergangspunkt zwischen diesen beiden Abschnitten wird als die Einfriertemperatur bezeichnet.The curve obtained in this way is divided into two sections, and the transition point between these two sections is referred to as the freezing temperature.

Der Diolefinbestandteil des Copolymerisats ist üblicherweise Butadien, jedoch können auch andere konjugierte Diene, z. B. Isopren, verwendet werden. Das aromatische Monoolefin des Copolymerisats ist vorzugsweise Styrol oder a-Methylstyrol. Insbesondere werden Copolymerisate aus Butadien und Styrol mit einem Styrolgehalt von 35 bis 56 °/o verwendet. Die Copolymerisate sind nach gebräuchlichen Verfahren erhalten worden.The diolefin component of the copolymer is usually butadiene, however, other conjugated dienes, e.g. B. isoprene can be used. That The aromatic monoolefin of the copolymer is preferably styrene or α-methylstyrene. In particular, copolymers of butadiene and styrene with a styrene content are used used between 35 and 56 ° / o. The copolymers are made according to customary processes been received.

Die beanspruchten Fahrzeugreifen können ganz oder teilweise aus dem obengenannten Copolymerisat bestehen. Demzufolge können die Fahrzeugreifen auch aus einem Reifenkörper aus natürlichem Kautschuk oder üblichem Butadien-Styrol-Kautschuk (Styrolgehalt: etwa 23 °/o) bestehen. Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymerisate lassen sich dabei leicht mit anderen Kautschukarten bei der Vulkanisation verschweißen. Die gebräuchlichen Mischungszusätze können normalerweise verwendet werden, und auch die Karkassenkonstruktion kann von irgendeiner bekannten Art sein. Es können regenerierte Cellulose, Polyamide oder Stahlfäden von hoher Festigkeit als Verstärkungsmaterial verwendet werden, desgleichen Strecköle.The claimed vehicle tires can be wholly or partially from the above-mentioned copolymer exist. As a result, the vehicle tires can also from a tire body made of natural rubber or conventional butadiene-styrene rubber (Styrene content: about 23%) exist. The copolymers used according to the invention can easily be welded to other types of rubber during vulcanization. The usual blending additives can usually be used, and also the carcass construction can be of any known type. It can be regenerated Cellulose, polyamides or steel threads of high strength as reinforcement material are used, as well as extending oils.

In der weiteren Beschreibung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, die eine graphische Auftragung darstellt, die das Verhältnis zwischen Reifentemperatur und Einfriertemperatur (Übergangstemperatur der zweiten Ordnung) für optimale und minimale Reifenbetriebsbedingungen zeigt.In the further description of the invention reference is made to the drawing Reference is made to this, which is a graph showing the relationship between Tire temperature and freezing temperature (transition temperature of the second order) shows for optimal and minimum tire operating conditions.

Es wurde gefunden, daß die ausgezeichneten Resultate, insbesondere die Kombination von guter Griffigkeit und ein Fehlen von Quietschen zusammen mit allgemeinem Fahrkomfort, die gemäß der Erfindung erhalten werden, auf das allgemeine Verhältnis, wie es zwischen der Einfriertemperatur eines Reifenlaufflächenmaterials und der Temperatur des maximalen Reibungskoeffizienten eines solchen Materials gefunden wurde, zurückzuführen ist. Die Zeichnung zeigt dieses Verhältnis genauer. Kurve A zeigt das Verhältnis zwischen Einfriertemperatur und Reifentemperatur, das zu einer optimalen Straßenhaftung führt. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß Reifenmaterialien, deren Einfriertemperatur im Bereich von -35 bis 0°C liegt, ihre optimale Straßenhaftung bei Radtemperaturen im Bereich von -2 bis 35°C besitzen, was die normale Oberflächentemperatur des Reifens für allgemeinen Betrieb darstellt. Dies ist eine beträchtliche Verbesserung gegenüber dem üblichen Laufflächenmaterial von Reifen, dessen optimales Verhalten bei einer Temperatur unter -120C liegt. Die Kurve B zeigt das Verhältnis zwischen der Einfriertemperatur und der Reifentemperatur, bei der das Reifenverhalten unzufriedenstellend wird, woraus zu ersehen ist, daß Reifen nach der Erfindung bis herab zu -23'C verwendet werden können, was, obwohl diese Temperatur nicht so niedrig wie die für die üblichen Reifen ist, zufriedenstellend niedrig für den größten Teil der Reifenbedingungen ist.It has been found that the excellent results, in particular the combination of good grip and an absence of squeak along with general driving comfort obtained according to the invention to the general Relationship as it is between the glass transition temperature of a tire tread material and the temperature of the maximum coefficient of friction of such a material was found was due. The drawing shows this relationship in more detail. Curve A shows the relationship between freezing temperature and tire temperature that is too leads to optimal road grip. This curve shows that tire materials whose freezing temperature is in the range of -35 to 0 ° C, their optimal road grip at bike temperatures in the range of -2 to 35 ° C, which is the normal surface temperature of the tire for general use. This is a significant improvement compared to the usual tire tread material, its optimal behavior is at a temperature below -120C. Curve B shows the relationship between the freezing temperature and the tire temperature at which the tire behavior is unsatisfactory from which it can be seen that tires according to the invention are used down to -23'C can be what, although this temperature is not as low as that for the usual Tire is satisfactorily low for most of the tire conditions is.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Beispiel 1 Ein Copolymerisat aus Butadien und Styrol mit einem Styrolgehalt von 40 Gewichtsprozent, das mit einem hohen Mooney-Viskositätswert hergestellt worden ist, wurde mit folgenden Mischungszusätzen versehen: Reifen mit einer vulkanisierten Lauffläche dieser Zusammensetzung und einem Grundkörper entweder aus derselben Mischung oder aus natürlichem Kautschuk zeigten eine beträchtlich bessere Griffigkeit als ähnliche Reifen, die eine Lauffläche aus natürlichem Kautschuk oder einem Butadien-Styrol-Copolymerisat mit einem Styrolgehalt von 23 °/o besaßen. Sie wiesen kein Quietschen auf und gaben im allgemeinen weniger Geräusch. Die Abriebsfestigkeit war besser als diejenige aus Reifen mit einer Butylkautschuk-Lauffläche. Die erfindungsgemäßen Reifen sind insbesondere brauchbar zur Verwendung in gemäßigtem und kaltem Klima.The following examples serve to illustrate the invention. Example 1 A copolymer of butadiene and styrene with a styrene content of 40 percent by weight, which was produced with a high Mooney viscosity value, was provided with the following additives: Tires with a vulcanized tread of this composition and a base body made either of the same mixture or of natural rubber showed a considerably better grip than similar tires which had a tread made of natural rubber or a butadiene-styrene copolymer with a styrene content of 23%. They did not squeak and generally made less noise. The abrasion resistance was better than that of tires with a butyl rubber tread. The tires of the invention are particularly useful for use in temperate and cold climates.

Beispiel II Aus einem Copolymerisat aus Butadien und Styrol mit einem Styrolgehalt von 48 Gewichtsprozent mit hohem Mooney-Viskositätswert, wurde, wie im Beispiel I beschrieben, eine Reifenmischung hergestellt. Die aus dieser Zusammensetzung gefertigten Reifen hatten weitgehend ähnliche Eigenschaften wie diejenigen nach Beispiel I, waren jedoch mehr zur Verwendung unter tropischen Bedingungen geeignet. Beispiel III Ein Copolymerisat aus Butadien und oc-Methylstyrol mit einem x-Methylstyrol-Gehalt von 42 Gewichtsprozent wurden bei einem hohen Mooney-Viskositätswert hergestellt, und es wurden 20 Teile eines Strecköls für je 100 Teile des Copolymerisats vor der Coagulierung eingearbeitet. Das Copolymerisat wurde mit den folgenden Zusatzbestandteilen vermischt. Reifen mit einer Lauffläche dieser Zusammensetzung hatten Eigenschaften, die sehr ähnlich denen von Beispiel 1 und geeignet für kalte Klimata waren. Beispiele IV bis VII In den folgenden Tabellen 3 und 4 sind die Werte von verschiedenen Ansätzen zusammengefaßt. Die Übergangstemperaturen zweiter Ordnung und die Reibungskoeffizienten wurden an Vulkanisaten gemessen, deren Bestandteile in Tabelle 4 angegeben sind. Die Reibungskoeffizienten wurden im Laboratorium bei 60°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß solche Werte denen entsprechen, die bei praktischen Reifentests mit Reifen bei Normaltemperaturen (etwa 15 bis 20°C) erhalten wurden. Die Beispiele IV, V und VI stellen Vergleichsbeispiele dar. Die Eigenschaften von Reifen, in denen das Laufflächenmaterial nach der Erfindung verwendet wurde, sind in der folgenden Tabelle gezeigt, wo Reifen nach den Beispielen mit drei Reifen vom Standard-Typ mit Laufflächen aus natürlichem Kautschuk und einem Butadien-Styrol-Copolymerisat mit 23 °/o Styrolgehalt und mit Reifen aus Butylkautschuk verglichen werden. Die Straßenhaftungs- und Abriebsdaten beziehen sich auf natürlichen Kautschuk mit 1000/,; hohe Werte zeigen besseres Verhalten. -24°C war die niederste Reifentemperatur, die für diese Testzwecke zugänglich war.EXAMPLE II From a copolymer of butadiene and styrene with a styrene content of 48 percent by weight with a high Mooney viscosity value, a tire mixture was produced as described in Example I. The tires made from this composition had properties largely similar to those of Example I, but were more suitable for use in tropical conditions. EXAMPLE III A copolymer of butadiene and oc-methylstyrene with an x-methylstyrene content of 42 percent by weight was produced at a high Mooney viscosity value, and 20 parts of an extending oil were incorporated for every 100 parts of the copolymer before coagulation. The copolymer was mixed with the following additional ingredients. Tires with a tread of this composition had properties very similar to those of Example 1 and suitable for cold climates. Examples IV to VII The values of various batches are summarized in Tables 3 and 4 below. The transition temperatures of the second order and the coefficients of friction were measured on vulcanizates, the constituents of which are given in Table 4. The coefficients of friction were measured in the laboratory at 60 ° C, and it was found that such values correspond to those obtained in practical tire tests with tires at normal temperatures (about 15 to 20 ° C). Examples IV, V and VI are comparative examples. The properties of tires in which the tread material according to the invention was used are shown in the following table, where tires according to the examples with three tires of the standard type with treads made of natural rubber and a butadiene-styrene copolymer with 23 ° / o Styrene content and compared with tires made of butyl rubber. The road grip and abrasion data refer to natural rubber with 1000 / ,; high values show better behavior. -24 ° C was the lowest tire temperature that was accessible for these test purposes.

Es ist ersichtlich, daß die Verbesserung hinsichtlich der Straßenhaftung, d. h. der Bremseigenschaften, dem Griff bei Seitenbeeinflussung und dem Schub für Reifen nach der Erfindung gegenüber Standardreifen beträchtlich ist und gleich den Eigenschaften, die bei Verwendung von Laufflächen aus Butylkautschuk erhalten werden. Die Reifen der Erfindung quietschen nicht bei Bedingungen von normaler Seitenkrafteinwirkung und haben einen Abriebswiderstand, der gleich dem von Standardreifen ist.It can be seen that the improvement in road grip, d. H. the braking properties, the grip in the event of side influence and the thrust for Tire according to the invention compared to standard tires is considerable and equal to Properties obtained when using butyl rubber treads. The tires of the invention do not squeal under normal side force conditions and have an abrasion resistance equal to that of standard tires.

Claims

Claims: 1. Vehicle tires, in which at least the tread material from a copolymer of a conjugated diolefin with an aromatic monoolefin consists, the proportion of the diolefin being at least 30 percent by weight, d a characterized in that the copolymer has a transition temperature of the second order in the range between -33 and 0 ° C.

2. Vehicle tire according to claim 1, characterized characterized in that the copolymer consists of a butadiene-styrene copolymer with a butadiene content between 50 and 65 percent by weight.