DE1005861B - Schlauchloser Luftreifen, der an der Karkasseninnenflaeche ein die Luft haltendes Futter hat - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Luftreifen und insbesondere auf einen schlauchlosen Luftreifen, in dem ein lufthaltendes Futter enthalten ist, das auf einer neuartigen Mischung aufgebaut ist, welche aus besonders ausgewählten Anteilen von (A) Naturkautschuk und/oder synthetischem Butadien-Styrolkautschuk und (B) einer besonderen Art von Butylkautschukregenerat besteht, wie im folgenden beschrieben wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen schlauchlosen Luftreifen, dessen lufthaltendes Futter auf einer neuartigen Mischung von (A) und (B), wie oben genannt, und (C) aus Butylkautschuk aufgebaut ist, der mit Dinitrosobenzol chemisch umgesetzt wurde.

Wenn das Flitter aus den Komponenten (A) und (B) hergestellt wird, werden diese Komponenten erfindungsgemäß in den relativen Anteilen von 30 bis 70% Kautschukkohlenwasserstoff aus dem Butylkautschukregenerat (B) und dementsprechend in Anteilen von 70 bis 30 °/₀ des gewählten Naturkautschuks (A) verwendet.

Obwohl in den vergangenen Jahren verschiedene ver- so besserte Mischungen für Futter vorgeschlagen wurden, so bestand doch ein fortdauernder Wunsch nach weiteren Verbesserungen in bestimmten Hinsichten.

Man stieß auf besondere Schwierigkeiten bei der Schaffung einer Mischung für das Futter schlauchloser Reifen, das zwischen dem Futter und der Karkasse nicht abgelöst oder aufgeblasen wird, wenn der Reifen aus der Reifenvulkanisierform entfernt wird.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist

Fig. 1 ein ternäres Diagramm, das die Verhältnisse der drei wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Futterzusammensetzung aufzeigt;

Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt eines Luftreifens, in dem das erfindungsgemäße Futter enthalten ist.

Die Erfindung basiert auf der unerwarteten Entdeckung, daß durch neuartige Mischungen für Futter schlauchloser Reifen, die aus Mischungen von (A) Naturkautschuk und / oder synthetischem Butadien-Styrolkautschuk mit (B) einer besonderen Art von Butylkautschukregenerat und (C) einem Butylkautschuk bestehen, der mit Dinitrosobenzol chemisch umgesetzt wurde, Zusammensetzungen für diese Futter geschaffen werden können, die nicht erreichte Vorzüge aufweisen.

Der Bestandteil (A) dieser erfindungsgemäßen Futterzusammensetzung, nämlich Hevea-Kautschuk und/oder Butadien-Styrolkautschuk, ist so bekannt, daß er keine besondere Beschreibung erfordert. Es ist auch bekannt, daß Butadien-Styrolkautschuk das Standardkopolymerisat aus der Butadien-Styrolemulsion ist, daß es elastomer ist und typischerweise weniger als 30% Styrol enthält.

Die Bestandteile (B) und (C) dieses Futters sind von dem synthetischen Kautschuktyp abgeleitet, der als Schlauchloser Luftreifen, der an der

Karkasseninnenfläche
ein die Luft haltendes Futter hat

Anmelder:

United States Rubber Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschenrieder,
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Dezember 1954 f. d. Anspr. 2 und 3

Robert William Kindle, Detroit, Mich.,
und John Joseph Fleming, Grosse Pointe Woods,

Mich. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Butylkautschuk bekannt und ein Tieftemperaturkopolymerisat eines Isomonoolefins mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen mit 0,5 bis 10% eines konjugierten Diolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen ist. Der gewöhnliche handelsübliche Typ des Butylkautschuks kann als Kopolymerisat des Isobutylens mit 0,5 bis 5% Isopren beschrieben werden. Der Butylkautschuk hat ein ausgezeichnetes Vermögen, Luft zu halten, kann aber als solcher nicht in einem Futter verwendet werden, weil er weder an der Reifenkarkasse gut genug anhaftet noch als solcher mit anderen Stoffen vermischt werden kann, die ihm das erforderliche Haftvermögen und die erforderliche Klebfähigkeit verleihen würden, während gleichzeitig die guten physikalischen Eigenschaften erhalten bleiben.

Der Bestandteil (B) des Futters wird durch Regenerierung von vulkanisiertem Butylkautschuk in Gegenwart von Regenerieröl hergestellt, wobei Sorge getragen wird, daß das Ausmaß des Regenerierungsverfahrens insofern begrenzt wird, als das Regenerat nur eine begrenzte Menge an Kautschuk-Kohlenwasserstoffmaterial mit niedrigem Molekulargewicht enthält, wie es durch den standardisierten Chloroformauszugtest zu bestimmen ist. Die allgemeinen Verfahren zur Regenerierung von vulkanisiertem Butylkautschuk mit Öl sind gut bekannt und erfordern hier keine ins einzelne gehende Beschreibung. Es kann angeführt werden, daß Butylkautschukregenerat im allgemeinen durch Erhitzen von gemahlenen vulkanisierten Butylkautschukabfällen mit Wasser oder Dampf in Gegenwart von etwa 3 oder 4 Teilen Regenerieröl her-

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gestellt wird, bis die Masse erweicht und plastisch genug wesentlichen den Test dar, der in Ind. Eng. Chem., 39, geworden ist, um auf einer Walze eine fortlaufende Platte 1339 (Oktober 1947), und an anderen Stellen in der Litezu bilden und wie völlig ungebrauchter Kautschuk ver- ratur beschrieben ist. Das gegenwärtig verwendete Butylarbeitet werden zu können. Oft werden auch in die kautschukregenerat enthält 78 oder mehr Prozent Gel Regeneriermischung verschiedene Teile Kaolin ein- 5 bis zu etwa 88%, während frühere Butylkautschukgeschlossen. Das bei der Herstellung des Regenerate regenerate im wesentlichen weniger als 75 % Gel entverwendete Butylkautschukvulkanisat enthält beträcht- hielten und zur erfindungsgemäßen Verwendung un~ liche Mengen Weichmacher (gewöhnlich ein nicht fluch- brauchbar waren.

tiges Kohlenwasserstofföl wie das Regenerieröl). Dieser Der Chloroformextrakt und die Werte für das benzolist gewöhnlich in Mengen von wenigstens etwa 2 °/₀, aber i° unlösliche Gel bieten ein brauchbares Kriterium zur Begewöhnlich zu nicht mehr als etwa 30 % enthalten und Stimmung der richtigen Länge oder Ausführungsform des kommt fast immer aus alten oder aus Abfallschläuchen. Regenerier Verfahrens. Auf diese Weise kann der vulkani-Das Butylkautschukregenerat enthält gewöhnlich etwa sierte, Öl enthaltende Butylkautschuk einer Behandlung 50 bis 62% Kautschukkohlenwasserstoff und 25 bis 35% mit heißem Wasser oder Dampf in Gegenwart von Re-Ruß. Es hat gewöhnlich ein spezifisches Gewicht von 15 generieröl, wie oben beschrieben, ausgesetzt werden, bis ein 1,1 bis 1,2, einen Aschegehalt von 5 bis 12% und einen Muster des Materials einen Chloroformextraktwert erreicht Acetonextrakt von 3 bis 6%. Im USA.-Patent hat, der 10 bis 22%, vorzugsweise 13 bis 20% beträgt, Nr. 2 545 828 von Randall wird ein Beispiel eines und/oder bis der Betrag für das in Benzol unlösliche Gel typischen Regenerierungsverfahrens aufgezeigt. innerhalb des Bereiches von 78 bis 88% und vorzugs-

Für die erfindungsgemäße Verwendung muß das Re- 20 weise bei etwa 82% liegt. Ein einzelner Vorversuch, generierverfahren in Gegenwart von Öl notwendigerweise von welchem von Zeit zu Zeit Muster zur Bestimmung über das Stadium des Bröckeins und der beginnenden des Chloroformextraktwertes entnommen werden, kann Plastizität bis zu dem Stadium fortgeführt werden, wo für die ganze Zeit als Leitversuch für das richtige Ausmaß das ölhaltige Regenerat eindeutig plastisch und ver- der Regenerierung gelten, die unter den besonderen Bearbeitungsfähig ist und auf der Walze eine fortlaufende 25 dingungen ausgeführt wird, die in irgendeiner Regenerier-Platte bildet. Es ist jedoch für die erfindungsgemäßen anlage bestehen. Die Regenerierung wird zweckmäßig Ziele gleichzeitig unbedingt notwendig, daß die Regene- mit etwa 3,6 Teilen Öl, wie beschrieben, in Gegenwart rierstufe, d. h. das Erhitzen mit Wasser oder Dampf in von 2 Teilen Wasser, etwa 3 Stunden lang unter 10,50 kg Gegenwart des Regenerieröls, nicht unter so schweren Be- Dampfdruck oder etwa 1 Stunde lang unter 14 kg Dampfdingungen (z. B. bei so erhöhten Temperaturen und/oder 3° druck durchgeführt. Diese Behandlung, die sich über so lange) durchgeführt wird, wie diese Verfahren bisher 1 Stunde erstreckt, ist zu vergleichen mit einer ähnlichen in handelsüblicher Weise bei der Herstellung von Butyl- Behandlung bei 14 kg Dampfdruck unter den gleichen kautschukregenerat für gewöhnliche Zwecke ausgeführt Bedingungen, die etwa 5 Stunden lang und länger fortwurden. Die gewöhnlichen Butylregenerate, die bisher gesetzt wird, um ein gewöhnliches Butylkautschukim Handel zur Verfugung standen, sind zur erfmdungs- 35 regenerat für allgemeine Verwendungszwecke herzustellen, gemäßen Verwendung nicht geeignet, da sie der er- Im folgenden wird der Bestandteil (C) der erfindungs-

findungsgemäßen Mischung nicht die gewünschten Resul- gemäßen Futterzusammensetzung betrachtet: Dieses täte verleihen. Material wird hergestellt, indem anfänglich roher, nicht

Ein derartiges bisher herkömmliches Butylkautschuk- vulkanisierter Butylkautschuk bei erhöhter Temperatur regenerat unterscheidet sich von dem Butylkautschuk- 40 einer begrenzten chemischen Umsetzung mit Dinitrosoregenerat, wie es in der gegenwärtigen Erfindung not- benzol unterworfen wird. Zu diesem Zweck wird der rohe wendig ist, durch den hohen Chloroformextrakt des her- Butylkautschuk bei erhöhter Temperatur in Gegenwart kömmlichen Regenerats. Im Gegensatz dazu sind die von 0,08 bis 0,5 Teilen Dinitrosobenzol pro 100 Teile des Regenerierbedingungen, die bei der Herstellung des Butylkautschuks geknetet. Vorzugsweise beträgt die anerfindungsgemäßen Butylkautschukregenerats angewen- 45 gewendete Menge des Dinitrosobenzols 0,1 bis 0,2 Teile det werden, verhältnismäßig gemäßigt, so daß ein Butyl- pro 100 Teile Butylkautschuk. Dieses Kneten wird in kautschukregenerat hergestellt wird, in dem der Chloro- Gegenwart von Ruß durchgeführt, und zwar werden formextrakt geringer als etwa 22% und vorzugsweise vorzugsweise auf 100 Teile Butylkautschuk in diesem etwa 15 % ist, obwohl er in keinem Fall geringer als Stadium 25 bis 75 Teile Ruß verwendet. Im allgemeinen 10 % sein wird. Diese Chloroformextraktwerte sind weit 50 wird der Ruß innig mit dem Kautschuk vermischt, bevor niedriger als die Werte in den herkömmlichen handeis- das Dinitrosobenzol zugegeben wird, damit die erforderüblichen Butylkautschukregeneraten, die bisher zur Ver- liehe chemische Umsetzung eintritt. Mit den oben befügung standen. Diese niedrigen Werte werden als An- schriebenen Dinitrosobenzolmengen schreitet die erzeichen für die Gegenwart eines Minimums an Kohlen- wünschte chemische Umsetzung zum benötigten kritischen wasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht betrachtet. 55 Ausmaß fort, wenn die Mischung über einen Zeitraum Die obigen Chloroformextraktwerte wurden nach der geknetet wird, der sich von 3 Minuten bei 204° C bis Methode bestimmt, die auf den S. 126 und 127 der 60 Minuten bei 149° C und vorzugsweise über 10 bis »ASTM Standards on Rubber Products«, Dezember 1952, 20 Minuten bei 177 bis 191° C erstreckt. Für diese Beals Sektion 20 von »Chemical Analysis of Rubber Products handlung ist es typisch, daß die chemische Wirkung des (D 297-50 T) χ beschrieben ist, nur daß die Extraktion 60 Dinitrosobenzols auf den Butylkautschuk im wesent-Stunden lang statt 4 Stunden durchgeführt wurde, liehen erschöpft wird. Der auf diese Weise umgesetzte um sicher zu sein, daß die Entfernung des Kohlenwasser- Butylkautschuk ist in keiner Hinsicht ein wirklich vulstoffs mit niedrigem Molekulargewicht vollständig war. kanisiertes Material; er kann leicht verarbeitet werden Eine weitere bezeichnende Eigenschaft des zur erfin- und ist ein noch eindeutig ungesättigtes Material, das dungsgemäßen Verwendung geeigneten Butylkautschuk- 65 vulkanisiert werden kann.

regenerats ist der Gelgehalt, d. h. der Prozentgehalt an Nach der Umsetzung wird der chemisch behandelte

Material, das in Benzol unlöslich ist, bezogen auf das Butylkautschuk gewöhnlich zu glatten Platten gezogen. Gewicht des Kohlenwasserstoffgehalts des Butylkau- Für diesen auf diese Weise modifizierten Butylkautschuktschukregenerats. Das in Benzol unlösliche Gel kann be- bestandteil (C) ist keine weitere Verarbeitung oder Bestimmt werden. Das hierfür übliche Verfahren stellt im 7° handlung notwendig.

	Punkt	Koordinater	ι (%)	(C)
			Bestandteil
		(A)	(B)	Mit Di-
			Kohlen	nitrosobenzol
		Hevea-Kau	wasserstoff	umgesetzter
		tschuk oder	des	Butyl
		Butadien-	beschriebenen	kautschuk
		Styrol-	Butyl-
		kautschuk	kautschuk-	10
			regenerats	12
h		37	53	20
i	35	53	20
ή	35	45	15
k	43	37	10
I	53	32
m .	53	37

Bei der chemischen Vorbehandlung des Butylkau- In solchen Mischungen liegt der Hevea-Kautschuk oder

tschuks tritt eine Zunahme der Viskosität auf. Dieses der Butadien-Styrolkautschuk innerhalb der Grenzen von Phänomen bietet ein brauchbares Anzeichen, ob die Vor- 25 bis 75 Teilen, der besondere Butylregeneratkautschuk behandlung ausreichend ist. Im allgemeinen wird so viel liegt innerhalb der Grenzen von 25 bis 65 Teilen, und der dieses umsetzenden Mittels verwendet, daß der Wert für 5 durch Dinitrosobenzol modifizierte Butylkautschuk liegt die Linhorst-Plastizität um 0,002 bis 0,050 Einheiten innerhalb der Grenzen von 8 bis 40 Teilen, wobei die (3 Minuten Ablesung in Zoll bei 100° C an einem Werte der Komponenten in jeder besonderen Mischung 0,075 Gagemuster) im Vergleich zum Anfangswert des sich zu 100 Teilen Kautschukkohlenwasserstoff sumnicht umgesetzten Butylkautschuks angestiegen ist, wenn mieren.

die Wirkung des Dinitrosobenzols erschöpft ist. Wenn io Die besten Ergebnisse werden innerhalb eines bevordas Dinitrosobenzol in den Mengen und in der Weise, wie zugten Bereichs erzielt, welcher innerhalb eines kleineren oben angegeben, verwendet wird, wird es automatisch unregelmäßigen Polygons liegt, welches in der obigen die spezielle Erhöhung der Linhorst-Plastizitätszahl er- Fläche eingeschlossen ist und die Koordinaten h, i, j, k, I geben. Das Verfahren zur Bestimmung der Plastizitäts- und m hat, wie im folgenden gezeigt wird,
zahl nach Linhorst ist im einzelnen auf S. 626 der 15
India Rubber World, August 1953, beschrieben.

Die beschriebene chemische Umsetzung des Butylkautschuks mit Dinitrosobenzol wird auch von einem eindeutigen Anstieg des Gelgehaltes des Butylkautschuks begleitet. Im Reaktionsprodukt findet man, daß der Gehalt an benzolunlöslichem Gel zwischen 10 und 80 % ist. Para-Dinitrosobenzol ist das bevorzugte Mittel zum Erreichen der erwünschten Umsetzung des Butylkautschuks, aber es kann auch meta-Dinitrosobenzol verwendet werden.

Der oben beschriebene Bestandteil (B), Butylkautschukregenerat, und der Bestandteil (C), nämlich der mit Dinitrosobenzol modifizierte Butylkautschuk, vertragen sich beide mit dem Naturkautschuk oder dem Butadien-Styrolkautschuk, aus welchem der Bestandteil (A) besteht. In dieser Hinsicht sind die Komponenten (B) und (C) gewöhnlichem Butylkautschuk unähnlich.

In der Futtermischung sind auch herkömmliche Vulkanisiermittel in herkömmlichen Mengen enthalten, die I_n diesem bevorzugten Bereich liegt der Hevea-Kauausreichen, um den ganzen Ansatz zu vulkanisieren. 35 tschuk oder der Butadien-Styrolkautschuk innerhalb der Zur Ausführung der Erfindung werden das ölhaltige Grenzen von 35 bis 53 Teilen, der beschriebene Butyl-Butylkautschukregenerat, das den bestimmten Chloro- regeneratkautschuk liegt innerhalb der Grenzen von 32 formextraktwert aufweist, der Butylkautschuk, welcher bis 53 Teilen, während der durch Dinitrosobenzol umgemit Dinitrosobenzol umgesetzt wurde, und der Hevea- _setzte Butylkautschuk innerhalb der Grenzen von 10 bis Kautschuk oder der Butadien-Styrolkautschuk in be- ₄₀ 20 Teilen liegt, wobei die Werte für alle Komponenten in stimmten Verhältnissen, die am besten mit Hilfe eines jeder besonderen Mischung sich zu 100 Teilen Kautschukternären Diagramms bestimmt werden, innig mitein- kohlenwasserstoff summieren.

ander vermischt, wie es in Fig. 1 der Zeichnung gezeigt Bevor der Hevea-Kautschuk oder der Butadien-Styrol-

ist. In Fig. 1 der Zeichnung werden die erfindungsge- kautschuk mit den übrigen zwei wesentlichen Kautschukmäßen Futterzusammensetzungen aus den drei Kompo- 45 komponenten vermischt wird, werden vorzugsweise etwa nenten dargestellt. Sie liegen innerhalb eines unregel- 25 bis 75 Teile Ruß mit 100 Teilen des Hevea- oder mäßigen Polygons zwischen den Punkten a, b, c, d, e, f Butadien-Styrolkautschuks vermischt. Obwohl vorzugs- und g und werden von geraden Linien begrenzt, welche _wej_se di_e Komponente (A), der Hevea- oder der Butadienzwischen diesen Punkten gezogen sind, wobei die Koordi- Styrolkautschuk, aus demselben Kautschuk wie das Kaunaten derselben (ausgedrückt in Prozentteilen des ge- ₅₀ tschukmaterial besteht, welches die Grundlage der Reifensamten gegenwärtigen Kautschukkohlenwasserstoffs oder karkasse darstellt, können auch befriedigende Ergebnisse in Prozent des gesamten Kautschukgehaltes) wie folgt sind: erreicht werden, wenn diese Kautschukarten nicht die

gleichen sind. Man kann z. B. im Futter Hevea-Kautschuk verwenden, wenn das Karkassenmaterial Butadien-Styrolkautschuk ist, oder Butadien-Styrolkautschuk kann im Futter verwendet werden, wenn sich das Karkassenmaterial auf Hevea-Kautschuk aufbaut. Die Grundlage des Futters kann als Komponente (A) natürlich auch eine Mischung von Hevea- und Butadien-Styrolkautschuk in allen gewünschten Verhältnissen sein. Die Karkasse kann auch aus einer Mischung von Kautschukarten zusammengesetzt sein.

Das endgültige Futtermaterial ist also aus den drei Bestandteilen (A) (B) und (C) zusammengesetzt und enthält typischerweise Ruß und Vulkanisationszusätze.

Die endgültige Mischung enthält gewöhnlich 20 bis 60 Teile Ruß zur Verstärkung pro 100 Teile Kautschukkohlenwasserstoff (d. h. Kautschukkohlenwasserstoff, der durch die Bestandteile (A) (B) und (C) vorhanden ist). Die Schwefelanteile können etwas variieren, sie schwanken

Koordinaten (%)

	Punkt	(A)	Bestandteil	(C)
			(B)
		Hevea-Kau	Kohlen	Mit Di-
		tschuk oder	wasserstoff	nitrosobenzo]
		Butadien-	des	umgesetzter
		Styrol	beschriebenen	Butyl
		kautschuk	Butyl-	kautschuk
			kautschuk-
		27	regenerats	8
a ..		25	65	10
h		25	65	22
c ..		30	53	40
rf		53	30	22
e ..	60	25	15
f	60	25	8
S ■■	32

zwischen 1 bis 2,5 Teilen pro 100 Teile Natur- oder Butadien-Styrolkautschuk. In vielen Fällen wird Zinkoxyd in Mengen von 3 bis 10 Teilen pro 100 Teile (A) zugegen sein, während Stearinsäure gewöhnlich in Mengen von 1 bis 4 Teilen pro 100 Teile (A) vorhanden sein wird. Man kann auch Zinklaureat verwenden, und zwar zweckmäßigerweise in Mengen, die zwischen 1 bis 6 Teilen liegen. Man verwendet gewöhnlich auch eine kleine Menge Weichmacher.

Die neuartige, erfindungsgemäße Futtermischung wird dann normalerweise zu Platten gezogen. Die entstandene Futterplatte wird dann auf die Innenfläche der rohen Reifenkarkasse aufgebracht, dann wird das zusammengesetzte Material in der gewünschten Reifenform vulkanisiert.

Die folgenden Beispiele, bei denen alle Teile als Gewichtsteile ausgedrückt sind, dienen zur Veranschaulichung der verschiedenen Aspekte der Erfindung.

Beispiel I

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnung wurde die Erfindung für einen schlauchlosen Reifen verwendet, der die gewöhnliche äußere Kautschukdecke 10 und die gewöhnliche Karkasse 11 enthält. Die gewöhnlichen undehnbaren Wülste sind mit 12 bezeichnet, und die äußeren Teile der Wulstgegend sind mit der bekannten Dichtungsschicht 13 versehen. Die erfindungsgemäße Futterzusammensetzung 14 wird auf die Innenfläche der Karkasse in Form einer vollständigen Umhüllung oder einer Platte aufgebracht, die sich über den Scheitelteil des Reifens von einer Wulstgegend zur anderen in innigem klebendem Kontakt mit dem Karkassenmaterial erstreckt. Wenn das Karkassenmaterial auf der Bandschichtinnenfläche nicht überzogen ist, dann steht das Futter 14 mit dem Cord selbst, der das klebende Latexkunstharzmaterial trägt, in klebender Berührung. Über die innere Scheitelfläche des Futters ist bekannterweise eine Schicht 15 eines Reifenpannendichtungsmaterials angebracht, welches Löcher abdichtet, die gelegentlich durch beschädigende Gegenstände, wie Nägel, im Reifen verursacht wurden.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren wurde dann ein ölhaltiges, in Platten verformbares Butylkautsch.ukregenerat hergestellt, indem die folgende Mischung 3 Stunden lang unter einem Dampfdruck von 10,5 kg pro cm² erhitzt wurde.

Aus diesem Material setzt sich der Bestandteil (B) zusammen.

Dann wurde der Bestandteil (C) hergestellt, indem zuerst die folgende umgesetzte Butylkautschukvormischung zusammengestellt wurde:

Modifizierte Butylkautschukvormischung

Butylkautschuk 100,00

Ofenruß für hohen Modul 35,00

Para-Dinitrosobenzolpräparat 0,75

135,75

Die Mischung wurde auf einen Walzenstuhl entleert und zu einer glatten Platte ausgezogen.

Dann wurde die folgende Zusammensetzung hergestellt:

Endzusammensetzung

Teile

(B) Besonderes Butylkautschukregenerat 136,00

(C) Chemisch modifizierte Butylkautschukvormischung 33,94

(A) Rohkautschuk (smoked

sheet)

Halbverstärkender Ofenruß ...

Weichmacher

Stearinsäure

Zinkoxyd

Merkaptobenzthiazoldisulfid ..
Tetramethylthiurammonosulfid
Schwefel

vorgemischt

100,00 35,00 10,00 2,50 7,50 1,00 0,25 2,00

328,19

Zerkleinerte Butylkautschukreifenschläuche (die wenigstens etwa 2%
nicht flüchtigen Kohlenwasserstoffölweichmacher enthielten)

Regenerieröl (das gleiche, nicht flüchtige Öl wie der obige Weichmacher)

Kaolin

Wasser

Gewichtsteile

100,0

3,6 3,0 2,0

55

Dieses entvulkanisierte Material wird gewalzt, gestrainert und refinert. Es hat die folgenden Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht 1,168

Aschegehalt, % 7,6

Acetonextrakt 7,7

Chloroformextrakt 13,1

Reaktion neutral

Rußgehalt, % 30,1

Gesamtschwefelgehalt, % 1,02

Gehalt Butylkautschukkohlen-

wasserstoff, % 55,0 (geschätzt)

Gehalt benzolunlösliches Gel, °/₀ 82,0

Die verwendete Menge des besonderen Butylkautschukregenerats entsprach 75 Teilen Butylkautschukkohlenwasserstoff, während die verwendete Menge des chemisch umgesetzten Butylkautschuks 25 Teilen Butylkautschukkohlenwasserstoff entsprach.

Muster der obigen Futterzusammensetzung hatten, nachdem sie 30 Minuten lang in einer Presse bei 3,15 kg Dampfdruck vulkanisiert wurden, die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Zugfestigkeit 72,8 kg pro cm²

Dehnung 613,0%

300% Modul 21,0 kg pro cm²

Diese physikalischen Eigenschaften verkörpern nicht nur einen ausgezeichneten Qualitätszustand, der bisher in einer brauchbaren Futterzusammensetzung für schlauchlose Reifen nicht erreichbar war, sondern die Futtermischung zeigte auch nach der Vulkanisierung des zusammengesetzten Materials eine ungewöhnlich starke Haftfestigkeit, wenn es auf eine rohe Reifenkarkasse aufgebracht wurde, hatte eine lange Lebensdauer, entwickelte bei ausgedehnten Laufversuchen im Laboratorium keine Risse und löste sich nicht ab.

60

Beispiel II

Dieses Beispiel veranschaulicht die unbefriedigenden Resultate, die man erhält, wenn an Stelle des im Beispiel I beschriebenen Butylkautschukregenerats mit dem niedrigen Chloroformextraktwert gewöhnliches Butylkautschukregenerat verwendet wird, das einen hohen Chloroformextraktwert hat. Das Verfahren von Beispiel I wird wiederholt, aber es werden herkömmliche, regenerierte

Claims (3)

Butylkautschukarten verwendet, welche die folgenden Eigenschaften besitzen: Regenerat 1Regenerat 2Regenerat 3SpezifischesGewicht 1,1631,1561,161Aschegehalt, °/0..6,96,57,9Acetonextrakt, °/05,57,27,4Chloroformextrakt, % ...32,638,036,8Reaktion neutralneutralneutralRußgehalt, % ...30,229,829,3Gesamtschwefelgehalt, o/o 1,031,020,95 Die Butylkautschukregenerate 1, 2 und 3 sind typische Beispiele für die gewöhnlichen Regenerate, die vor dieser Erfindung im Handel erhältlich waren, und man kann feststellen, daß sie alle durch einen Chloroformextraktwert gekennzeichnet sind, im Gegensatz zu dem Regenerat, das in Beispiel I verwendet wurde, welches einen Chloroformextraktwert von 13,1 % hatte. Mit den Regeneraten 1, 2 und 3 wurden wie im Beispiel I ternäre Futtermischungen hergestellt, und nachdem sie, wie beschrieben, vulkanisiert worden waren, waren die typischen physikalischen Eigenschaften wie folgt: Zugfestigkeit .... Dehnung 300 % Modul 61,6 kg/cm2 663,0% 14,0 kg/cm2 54,6 kg/cm2 620,0% 14,0 kg/cm2 56,0 kg/cm2 623,0% 14,0 kg/cm2 Spezifisches Gewicht Aschegehalt, % Acetonextrakt, % Chloroformextrakt, % Reaktion Rußgehalt, % Gesamtschwefelgehalt, % Regenerat 3 Regenerat 4 1,173 6,3 6,3 19,7 neutral 29,7 1,13 1,179 6,1 4,4 17,6 neutral 31,4 1,14 6o Diese plattenbildenden, ölhaltigen Materialien wurden nach der obigen Beschreibung hergestellt, wobei die Regenerierungszeit und -temperatur in Gegenwart des Öls sorgfältig begrenzt wurden, so daß der erforderliche niedrige Chloroformextraktwert erhalten wurde. Das Verhalten und die Eigenschaften der Drei-Komponenten- Mischungen, die sich auf diesen Regeneraten aufbauten, war in bemerkenswertem Gegensatz zu den unbefriedigenden Resultaten, die mit Mischungen erhalten wurden, die mit herkömmlichen Regeneraten hergestellt wurden, welche hohen Chloroformextraktwert hatten. Es soll auch hervorgehoben werden, daß das ölhaltige, nicht bröckelnde, plattenbildende, plastische und bearbeitungsfähige Butylkautschukregenerat, das den besonderen Chloroformextraktwert hat, gewissen vulkanisierten ίο Butylkautschukzusammensetzungen des Standes der Technik ähnelt, die in Abwesenheit von Weichmachern partiell raffiniert wurden, um ein brüchiges, nicht plastisches, nicht plattenbildendes, krümeiförmiges Material zu bilden. Diese letztere Materialart ist im USA.-Patent Nr. 2 676 636 von Sarbach als Bestandteil des Futters eines schlauchlosen Reifens beschrieben; aber solch ein Material ist dem besonderen Butylkautschukregenerat, das in der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird, nicht äquivalent. Ein derartiges Material des frühe- ao ren Standes der Technik ist durch einen Chloroformextraktwert von nur 2,92 % (im Gegensatz zu den 10 bis 22%, die erfindungsgemäß benötigt sind) und durch einen benzolunlöslichen Gelgehalt von 96,48 bis 96,85 % (im Gegensatz zu 78 bis 88% Gel des erfindungsgemäßen Butylkautschukregenerats) gekennzeichnet. Das Material des früheren Standes der Technik bietet nicht die Vorzüge des besonderen Butylkautschukregenerats, wenn es letzteres in der erfindungsgemäßen ternären Futterzusammensetzung ersetzt, da die Bearbeitungs- und physikalischen Eigenschaften unbefriedigend sind. Aus diesen Daten kann man ersehen, daß die Regenerate 1, 2 und 3 eine ternäre Futtermischung mit schlechteren physikalischen Eigenschaften im Vergleich zur ternären Mischung des Beispiels I hervorbrachten. Ausgedehnte experimentelle Daten und Erfahrungen bei Laboratoriums- und Straßenversuchen auf diesen Gebieten führten zu dem nicht vorauszusehenden Schluß, ■daß mit der ternären Futterzusammensetzung unerwarteterweise zufriedenstellende Ergebnisse nur dann erzielbar sind, wenn der Chloroformextraktwert des Regenerates innerhalb des obengesetzten Bereichs anstatt über diesem Bereich liegt, wie er normalerweise bei handelsüblichen Butylkautschukregeneraten war. Beispiel III Im folgenden werden weitere Beispiele der auf besondere Art hergestellten Regenerate angegeben, welche wegen ihres niedrigen Chloroformextraktwertes befriedigende Resultate in der Erfindung ergeben. Fatkntanm'h . cm·:

1. Schlauchloser Luftreifen, der an der Karkasseninnenfläche ein die Luft haltendes Futter hat, das sich von der einen Wulstgegend über den Scheitel zur anderen Wulstgegend des Reifens erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Futter aus dem Vulkanisat einer Mischung hergestellt ist, die folgende Bestandteile enthält: (A) Naturkautschuk oder synthetischen Butadien-Styrolkautschuk oder eine Mischung derselben und (B) ein Regenerat, das durch so langes Erhitzen eines vulkanisierten kautschukartigen Kopolymerisates aus einem Isomonoolefin mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und 0,5 bis 10% eines konjugierten Diolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen in Gegenwart eines Regenerieröls hergestellt ist, bis das Kopolymerisat so plastisch ist, daß es zu Platten verarbeitet werden kann, wobei dieses Regenerat einen Chloroformextraktwert von 10 bis 22% hat und wobei die Bestandteile (A) und (B) in den Verhältnissen von 30 bis 70% des Kautschukkohlenwasserstoffes vorliegen, welcher von (B) und in entsprechender Weise von (A) zu 70 bis 30 % geliefert wird.

2. Schlauchloser Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Futter aus dem Vulkanisat einer Mischung hergestellt ist, die folgende Bestandteile enthält: (A) Naturkautschuk oder synthetischen Butadien-Styrolkautschuk oder eine Mischung derselben und (B) ein Regenerat, das durch so langes Erhitzen eines vulkanisierten kautschukartigen Kopolymerisates aus einem Isomonoolefin mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und 0,5 bis 10 % eines konjugierten Diolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen in Gegenwart eines Regenerieröls hergestellt ist, bis das Kopolymerisat so plastisch ist, daß es zu Platten verarbeitet werden kann, wobei dieses Regenerat einen Chloroformextraktwert von 10 bis 22 % hat, und (C) ein Reaktionsprodukt aus 100 Teilen dieses kautschukartigen Kopolymerisates in einem anfänglich rohen Zustand mit 0,08 bis 0,5 Teilen Dinitrosobenzol,

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ί005 861

wobei die Verhältnisse von '(A)," (B) und (C^'äeraftig sind, daß die Mischung innerhalb der Grenzen eines unregelmäßigen Polygons liegt, das in einem tefnären Mischungsdiagramm erhalten wird, wenn Punkte, die die folgenden Koordinaten haben, durch gerade Linien miteinander verbunden werden.

Koordinaten

Punkt (A) Bestandteil
(B) (C) a 27 65 8 b 25 65 10 c 25
30 53
30 22
40 d 53
60
60 25
25
32 22
15
8 e f g

wobei diese Koordinaten als Gewichtsteile Kautschukkohlenwasserstoff pro 100 Teile Gesamtkautschukkohlenwasserstoff der Bestandteile ausgedrückt sind.

3. Schlauchloser Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat ein Kopolymerisat aus Isobutylen mit 0,5 bis 5% Isopren ist und daß das unregelmäßige Polygon, innerhalb dessen Grenzen die Mischung von (A), (B) und (C) liegt, durch Verbinden von Punkten gebildet wird, die die folgenden Koordinaten haben:

Koordinaten

Punkt (A) Bestandteil
(B) (C) h 37 53 10 i . . . ·. . 35 53 12 η 35 .
43 45
37 20
20 k 53
53 32
37 15
10 ι m

wobei die Koordinaten als Gewichtsteile Kautschukkohlenwasserstoff pro 100 Teile Gesamtkautschukkohlenwasserstoff der Bestandteile ausgedrückt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen