Neue Füllstoffe senken Rollwiderstand deutlich

Der Geschäftsbereich Füllstoffsysteme & Pigmente der Degussa AG, Düsseldorf, will seinen Marktanteil als Zulieferer für die Reifenindustrie mit neuartigen Füllstoffen ausbauen. Der Spezialchemiekonzern teilte am Donnerstag mit, die Reifen mit den neuen Inhaltsstoffen sollten „in allernächster Zeit“ auf den Markt kommen, schreibt die Frankfurter Allgemeine. Sie böten gegenüber herkömmlichen Produkten einen bis zu acht Prozent niedrigeren Kraftstoffverbrauch für Lkws, so Degussa. Grund für die Einsparungen ist Degussa zufolge vor allem ein geringerer Rollwiderstand. Er könne wie die übrigen Eigenschaften auch durch die Gummimischung beeinflusst werden. Abriebwiderstand, Haftung und Reißfestigkeit blieben unverändert.

Degussa, weltweit führendes Unternehmen für Spezialchemie, liefert den Reifenproduzenten zur Herstellung dieser Mischung neben Carbon Black auch Kieselsäuren (Silica) und organische Siliziumverbindungen. Rund ein Drittel eines Reifens besteht aus diesen Füllstoffen, die den Gummimischungen die gewünschten Eigenschaften verleihen sollen. Bei den winzigen Carbon-Black- und den Silica-Partikeln seien das Wachstum und die Eigenschaften der Oberfläche im Herstellprozess nun so verändert worden, dass der Rollwiderstand bei Lkw-Reifen um bis zu 20 Prozent reduziert werde, heißt es in der Mitteilung des Chemiekonzerns. Auch die organischen Siliziumverbindungen, die zur Verbindung des Reifenkautschuks mit der Kieselsäure dienen, seien verbessert worden. Eine neuartige Struktur sorge dafür, dass sich Füllstoffpartikel und Kautschuk effektiver verbinden, der Kraftstoffverbrauch kann um bis zu acht Prozent gesenkt werden. Zudem senke die neue Chemikalie bei der Reifenherstellung die Emission von flüchtigen organischen Verbindungen um bis zu 80 Prozent und schone so die Umwelt.

Seit 1988 steigen die Kraftstoffpreise auf breiter Front. Pro „Liter Mobilität“ müssen Autofahrer heute mehr als doppelt so viel bezahlen wie damals. Das gilt für Normal- und Superbenzin, aber ebenso für Diesel. Und eine Änderung dieser Entwicklung ist nicht in Sicht. Vielmehr rechnet die Internationale Energie-Agentur (IEA, Paris) mit einer deutlich steigenden Nachfrage nach Energieträgern aller Art – um etwa 50 Prozent in den nächsten 25 Jahren. Damit dürften die Kosten für Kraftstoffe kaum sinken. So weit die schlechte Nachricht. Degussas Geschäftsbereich Füllstoffsysteme & Pigmente will dem nun seine neuartigen Materialien als gute Nachricht entgegen stellen.

Bei den Bemühungen, die Eigenschaften von Pkw- und Lkw-Reifen gleichermaßen zu verbessern, habe der Düsseldorfer Konzern überaus zukunftsweisende Ergebnisse erzielt, heißt es weiter. Bei einer durchschnittlichen Laufleistung eines Lkws von 150.000 Kilometern sind Spriteinsparungen von etwa 2.500 Liter pro Jahr möglich – also eine ansehnliche Menge. „Dabei kommt dem Rollwiderstand eine zentrale Bedeutung zu. Dieser ist durch die Gummimischung der Lauffläche beeinflussbar“, erklärt Dr. Ing. Winfried Tomaske, Direktor des Instituts für Fahrzeug- und Antriebssystemtechnik der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg. Jede fünfte Tankfüllung werde heute zur Überwindung des Rollwiderstands verbraucht. Die Formel ist einfach: Je niedriger er ist, desto geringer der Spritbedarf und damit auch die Kohlendioxid-Emissionen. Dies schont den Geldbeutel und entlastet die Umwelt.

Reifenmischungen enthalten üblicherweise etwa 30 Prozent Verstärkerfüllstoffe, mit denen die Gummimischungen erst die erwünschten Eigenschaften wie Haftung, Abriebwiderstand, Ein- und Weiterreißfestigkeit erreichen. Jahrzehnte lang waren dafür ausschließlich maßgeschneiderte Industrieruße, so genannte Carbon Blacks, verantwortlich. Heute werden bei modernen Pkw-Reifen noch individuellere Merkmale durch einen weiteren, zusätzlichen Inhaltsstoff ermöglicht: Silica. Die Komponenten Kautschuk und Silica sind allerdings aufgrund ihres unterschiedlichen chemischen Charakters zu keiner Verbindung im Gummi fähig. Hier springen bifunktionelle organische Siliziumverbindungen ein, kurz als Organosilane bezeichnet. Sie dienen als Koppler, die wie eine Brücke die beiden anderen Stoffe verbinden. Diese Silica/Silan-Technologie wurde ursprünglich von der Degussa entwickelt und dann von einem führenden Reifenhersteller zur Marktreife gebracht. Heute werden in Europa fast alle Pkws mit Reifen bestückt, deren Laufflächen Silica enthalten.

Während Silica für Pkw-Reifen, gerade in der Lauffläche, die besten Resultate liefert, dominiert Ruß in Lkw-Reifen nicht zuletzt durch den exzellenten Abriebwiderstand, schreibt der Düsseldorfer Konzern. Für die Wissenschaftler der Degussa bestand die Herausforderung darin, beide Produktklassen gezielt weiterzuentwickeln und dabei ein hervorragendes Rollverhalten der Reifen zu erreichen.

Die neu entwickelten Carbon-Black-Typen umfassen sowohl Lösungen für die Laufflächenmischungen von Lkw-Reifen als auch für den Unterbau von Pkw- und Lkw-Reifen. Bemerkenswert dabei ist, dass alle anderen Reifeneigenschaften auf demselben hohen Niveau blieben. Führende Reifenhersteller testen derzeit das neue Silan Si 363. Bereits in allernächster Zeit werden Reifen damit am Markt zur Verfügung stehen, schreibt Degussa. Die Investition dürfte sich schnell bezahlt machen.