Continental: Asche aus Reishülsen für nachhaltige Reifen
Continental hat vor 30 Jahren erstmals Silica, also Kieselsäure, in Laufflächenmischungen für Pkw-Reifen verwendet. Die Fahrsicherheit und Energieeffizienz von Reifen sollten damit verbessert und der Rollwiderstand reduziert werden. Zudem hätten sich seitdem die Bremswege um fast 50 Prozent verkürzt, so die Angaben.
Dafür sorgen sollen die besonderen Oberflächeneigenschaften von Silica. Denn die Kieselsäure kann chemische Bindungen mit dem Kautschukpolymer eingehen.
So sei bei der Vulkanisation unter anderem Silica dafür verantwortlich, dass sich ein besonders festes Netzwerk zwischen den Kautschukmolekülen ausbildet. Dadurch entstehe dem Hersteller zufolge ein elastischer Reifen, der zudem über gute Sicherheitseigenschaften verfügt.
Kürzere Bremswege, geringerer Rollwiderstand
Aktuell ersetzt die Kieselsäure laut Continental im Laufstreifen weitgehend Industrieruß und findet Verwendung in vielen Gummimischungen für Fahrzeug- sowie Zweiradreifen.
„Silica in Gummimischungen hat die Reifentechnologie revolutioniert. So konnten wir die Bremswege auf nasser Fahrbahn nahezu halbieren. Das ist bis heute ein enormer Sicherheitsgewinn“, so Prof. Dr. Burkhard Wies, der Mitte der 1990er-Jahre bei Continental der Entwickler erster Reifen mit Silica in den Gummimischungen war und heute dort als Leiter der Abteilung Angewandte Forschung und Innovation arbeitet.
Als weiteren Vorteil der Silica-Mischungen nennt er den geringeren Rollwiderstand des Reifens. Dies führe wiederum zu weniger Kraftstoffverbrauch bei Verbrennern und einer vergrößerte Reichweite bei E-Fahrzeugen, so Wies.
Kieselsäure findet in vielen Industriezweigen Verwendung – so wird der Füllstoff in der Bauindustrie zum Beispiel für Beton und Ziegel eingesetzt. Auch heutzutage werde Silica vor allem aus Quarzsand gewonnen. Für den Einsatz in der Reifenproduktion müsse jedoch eine technisch aufbereitete „amorphe“ Kieselsäure verwendet werden.
Besonders robust
Continental unternahm Anfang der Neunzigerjahre erste Experimente mit Silica. Der Hersteller erklärt: Seine Eigenschaften werden während des Mischprozesses aktiviert. Silica reagiert mit dem Bindemittel Silan. Während der anschließenden Vulkanisation wird die Gummimischung bei Temperaturen von 120 bis 160 Grad Celsius gezielt unter Druck gesetzt.
Sein Aussehen erhält der Reifen durch spezielle Reifenformen. Mithilfe von Schwefel aus der Gummimischung und Kieselsäure entsteht ein biegsamer und elastischer Gummi.
Der Schwefel bildet bei der Vulkanisation Brücken zwischen den langkettigen Molekülsträngen des Kautschuks aus. Die Kieselsäure geht – unterstützt durch das Bindemittel Silan – zusätzliche Bindungen zwischen einzelnen Kautschukpolymeren ein.
Continental zufolge wird so ein besonders festes Netzwerk zwischen den Kautschukmolekülen kreiert – und es entsteht ein Reifen mit sehr guter Nasshaftung, guter Abriebfestigkeit und sehr gutem Rollwiderstand, der zugleich hohen Belastungen standhalten soll.
Mehr Sicherheit
Die ersten Fahrversuche mit dem neuen Füllstoff in den Reifenmischungen wurden 1994 durchgeführt. Besonders beim Bremsen auf nassen Straßen und beim Rollwiderstand habe Silica dabei deutlich besser abgeschnitten als Industrieruß.
Ein Jahr später wurde der Stoff erstmals im ContiEcoContact CP verwendet. Der erste Winterreifen mit Silica folgte 1996 mit dem ContiWinterContact TS 770.
„Zusammen mit der Einführung von passiven Sicherheitseinrichtungen wie Sicherheitsgurten oder ABS-Bremsen hat der Einsatz von Silica in Reifen dazu beigetragen, die Zahl der Verkehrsopfer deutlich zu verringern“, unterstreicht Wies.
Im Nutzfahrzeugsegment soll unter anderem der kürzlich vorgestellte Conti EfficientPro 5 mit der Silica-Mischung vec2Sil und optimierter Kraftstoff- und Energieeffizienz im Fernverkehr punkten sowie zur Reduzierung der CO₂-Emissionen beitragen.
Reishülsen finden Verwendung
Doch die Reifen sollen nicht nur leistungsfähiger und sicherer werden, sondern auch nachhaltiger - sowohl was die Reifeneigenschaften betrifft als auch in Bezug auf die verwendeten Materialien.
Das Unternehmen forscht daher an der Verwendung von alternativen, nachhaltigeren Silica mit vergleichbaren Eigenschaften und Sicherheitsvorteilen.
Bewährt hätten sich dabei zum Beispiel Reishülsen als künftiges Ausgangsmaterial für nachhaltig hergestelltes Silica. Diese fallen, so die Angaben, als Nebenprodukt der Reisproduktion an, könnten aber nicht als Nahrungsmittel oder Tierfutter genutzt werden.
Die Herstellung von Silica aus Reishülsenasche sei damit energieeffizienter als aus herkömmlichen Materialien wie Quarzsand. Serienmäßig verwendet wird das Silica aus Reishülsen-Asche beispielsweise beim UltraContact NXT.
