DE102008034521A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials - Google Patents

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Takashi Miyasaka
Takashi Yuri
Hiroaki Narita
Hirofumi Hayashi
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

Der Füllstoff in einem Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial wird sehr fein dispergiert, wodurch die Eigenschaften eines niedrigen Wärmestaus, einer hohen Ermüdungsfestigkeit und einer guten Verarbeitbarkeit verbessert werden. Das Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial wird dadurch erhalten, dass eine Füllstoff-Aufschlämmung, die einen Füllstoff wie Ruß oder ein Silicamaterial enthält, mit Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 µm oder mehr bestrahlt wird, um den Füllstoff in der Aufschlämmung fein zu verteilen, und dass die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung mit einem konzentrierten Naturkautschuklatex gemischt wird, während ein Bestrahlen mit Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 µm oder mehr ausgefüllt wird, gefolgt von einem Koagulieren und Trocknen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials, das ein Verbundmaterial aus einem Kautschuk und einem Füllstoff ist. Genauer gesagt, betrifft sie ein Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials, das als Masterbatch verwendet wird, der einen Naturkautschuk sowie einen darin dispergierten Füllstoff wie Ruß oder ein Silicamaterial enthält.
  • Zu Verstärkungszwecken oder dergleichen wird ein Füllstoff wie Ruß mit einer bei Reifen oder dergleichen verwendeten Kautschukzusammensetzung gemischt. Herkömmlicherweise wird zum Mischen eines derartigen Füllstoffs und eines Kautschuks ein Verfahren verwendet, bei dem ein Füllstoff in Form eines Pulvers einem Kautschuk zugesetzt wird und diese dann geknetet werden, was als Trockenmischen bezeichnet wird. Jedoch besteht eine Einschränkung hinsichtlich eines gleichmäßigen, feinen Dispergierens des Füllstoffs im Kautschuk, wenn dieses Verfahren verwendet wird.
  • Angesichts des Vorstehenden wurde es in jüngerer Zeit vorgeschlagen, dass ein als nasser Masterbatch bezeichnetes Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial dadurch hergestellt wird, dass eine Füllstoff-Aufschlämmung mit einem Füllstoff wie Ruß oder Silicamaterial, die zuvor in Wasser dispergiert wurden, und einem Kautschuklatex zubereitet wird und dieser mit einer Kautschukzusammensetzung gemischt wird (siehe US 2004/0109944 A1 , US 4,788,231 A , US 4,883,829 A , JP-A-2004-66204 und JP-A-2006-152117 ). Es hat sich herausgestellt, dass die Eigenschaften eines geringen Wärmestaus, einer hoher Abriebfestigkeit auf rauer Straße und dergleichen verbessert sind.
  • Jedoch ist beim herkömmlichen Herstellverfahren für ein Kautschuk-gefülltes Verbundmaterial das Mahlen aggregierter Füllstoffe unzureichend, und es ist schwierig, die Funktion des Füllstoffs zu maximieren.
  • US 2004/0109944 A1 , US 4,788,231 A und US 4,883,829 A offenbaren beispielsweise, dass eine Füllstoff-Aufschlämmung und ein Kautschuklatex durch einen Schaufelrührer gemischt werden und durch Absenken des pH-Werts und Zusetzen eines Salzes eine Koagulation erzielt wird. Jedoch werden gemäß diesen Dokumenten beim Verfahren zum Herstellen einer Füllstoff-Aufschlämmung übliche Rühr- und Dispersionsgeräte verwendet, und die Dispersion des Füllstoffs ist unzureichend.
  • JP-A-2004-66204 offenbart es, eine Koagulation dadurch zu erzielen, dass eine Mischlösung einer Füllstoff und eines Kautschuklatex mit Ultraschallwellen bestrahlt wird. Jedoch wird die Füllstoff-Aufschlämmung nicht vorab mit Ultraschallwellen hoher Amplitude bestrahlt, weswegen die Dispersion des Füllstoffs unzureichend ist. Genauer gesagt, werden gemäß JP-A-2004-66204 Ultraschallwellen dazu verwendet, eine Koagulation eines Füllstoffs und eines Kautschuk aus der obigen Mischlösung zu erzielen, und dies ist ziemlich verschieden von der Verwendung von Ultraschallwellen bei der Erfindung, gemäß der ein Füllstoff durch Ultraschallwellen fein dispergiert wird.
  • JP-A-2006-152117 offenbart es, dass ein Masterbatch verwendet wird, der durch Mischen und Koagulieren einer Rußaufschlämmung und eines Kautschuklatex erhalten wurde, und dass einer Kautschukkomponente mit einem Isoprenkautschuk und Transpolybutadien Bismaleimid zugesetzt wird, um dadurch die Reißfestigkeit zu verbessern und einen niedrigen Wärmestau zu erzielen. Dieses Dokument gibt als Beispiel eine Ultraschall-Homogenisiereinrichtung gemeinsam mit einem Rotor/Stator-Mischer hoher Scherkraft, einer Hochdruck-Homogenisiereinrichtung oder dergleichen als bei der Herstellung einer Füllstoff verwendetes Gerät an (Absatz 0040). Jedoch enthalten die Arbeitsbeispiele keinerlei Ausführungsform unter spezieller Verwendung einer Ultraschall-Homogenisiereinrichtung, und existiert keine Offenbarung, die angeben würde, dass ein Füllstoff unter Verwendung von Ultraschallwellen hoher Amplitude fein dispergiert würde.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials zu schaffen, bei dem die Funktion dieses Verbundmaterials dadurch maximiert werden kann, dass ein Füllstoff besser als je zuvor in einem Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial fein dispergiert werden kann, wobei die Eigenschaften eines geringen Wärmestaus, einer hohen Ermüdungsfestigkeit und guter Verarbeitbarkeit verbessert sein können, wenn das Verbundmaterial mit einer Kautschukzusammensetzung gemischt wird.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials gemäß der Erfindung beinhaltet einen Dispergierschritt, in dem eine einen Füllstoff enthaltende Füllstoff-Aufschlämmung mit Ultraschallwellen hoher Amplitude einer Amplitude von 80 μm oder mehr bestrahlt wird, um den Füllstoff in der Aufschlämmung fein zu dispergieren und einen Mischschritt, in dem die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung mit einem konzentrierten Naturkautschuklatex gemischt wird.
  • Vorzugsweise werden die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex im Mischschritt gemischt, während eine Bestrahlung mit Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr ausgeführt wird.
  • Gemäß der Erfindung wird Kavitation erzeugt, wenn die Füllstoff-Aufschlämmung vor dem Mischen mit dem Kautschuklatex mit Ultra schallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr bestrahlt wird, was es ermöglicht, für eine Deaggregation des Füllstoffs zu sorgen und diesen mit hoher Feinheit zu dispergieren. Daher kann der Füllstoff gleichmäßig fein dadurch in einem Kautschuk dispergiert werden, dass sie auf diese Weise Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung mit dem Kautschuklatex gemischt wird. Daher kann, wenn ein Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial, bei dem es sich um die erhaltene Kautschukkoagulation handelt, in einer Kautschukzusammensetzung verwendet wird, das Funktionsvermögen des Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials maximiert werden, und es können die Eigenschaften eines geringen Wärmestaus, einer hohen Ermüdungsfestigkeit und einer guten Verarbeitbarkeit der Kautschukzusammensetzung verbessert werden. Ferner kann unter Verwendung von konzentriertem Naturkautschuklatex als Kautschuklatex gemäß einem Synergieeffekt der Wärmestau noch weiter verringert werden.
  • Beim Mischen, bei dem die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex gemischt werden, während ein Bestrahlen mit Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr ausgeführt wird, kann das konzentrierte Naturkautschuklatex gemischt werden, während eine Reaggregation der Füllstoff-Aufschlämmung verhindert wird, und das Funktionsvermögen des Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials kann effektiver verbessert werden.
  • Nun wird eine Ausführungsform der Erfindung detailliert erläutert.
  • Bei der Erfindung können verschiedene anorganische Füllstoffe, wie Ruß, ein Silicamaterial, Ton oder Zeolith als Füllstoff verwendet werden. Diese Füllstoffe können alleine oder als Mischungen von zweien oder mehr verwendet werden. Vorzugsweise wird Ruß, ein Silicamaterial oder ein Gemisch hiervon verwendet. Zu Silicamaterialien gehören feuchtes, trockenes sowie kolloidförmiges Silicamaterial.
  • Eine Füllstoff-Aufschlämmung enthält den in einem wässrigen Lösungsmittel wie Wasser dispergierten Füllstoff. Eine derartige Füllstoff-Aufschlämmung kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass Wasser einem Füllstoff zugesetzt wird und die Mischung mit einem Rührgerät gerührt wird. Der Inhalt des Füllstoffs in der Füllstoff-Aufschlämmung beträgt vorzugsweise aus dem Gesichtspunkt des Maleffekts im Dispergierschritt und des Mischeffekts des Füllstoffs mit dem Kautschuklatex im Mischschritt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%. Der Gehalt an Füllstoff beträgt bevorzugter 2 bis 10 Gew.-%.
  • Bei der Erfindung wird als Kautschuklatex ein konzentriertes Naturkautschuklatex verwendet. Das konzentrierte Naturkautschuklatex ist dergestalt, dass ein Feldlatex (im Allgemeinen beträgt die Kautschukkonzentration DRC: Dry Rubber Content) 20 bis 35 Gew.-%) eines durch Anzapfen eines Naturgummibaums gesammelten Naturkautschuks dadurch konzentriert wird, dass beispielsweise Proteine durch ein herkömmliches Konzentrierverfahren, wie Zentrifugierabtrennung, entfernt werden, wodurch die Kautschukkonzentration erhöht wird. Die Kautschukkonzentration (DRC) des bei der Erfindung verwendeten konzentrierten Naturkautschuklatex beträgt vorzugsweise 50 Gew.-% oder mehr, bevorzugter 50 bis 70 Gew.-%.
  • Beim Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials gemäß der Erfindung wird die Füllstoff-Aufschlämmung im Dispergierschritt einer Behandlung für feines Dispergieren unterzogen. Die Behandlung für feines Dispergieren wird dadurch ausgeführt, dass die Füllstoff-Aufschlämmung mit Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr bestrahlt wird. Das Einstrahlen derartiger Ultraschallwellen hoher Amplitude führt zu Kavitation in der Füllstoff-Aufschlämmung.
  • Die Kavitation besteht darin, dass durch ein Absinken des lokalen Drucks in einer Flüssigkeit Mikroporen dauernd zusammenfallen, wodurch dem Füllstoff wiederholt starke Stöße versetzt werden. Dies führt zu einer Deaggregation des Füllstoffs, wodurch er mit hoher Feinheit dispergiert wird.
  • Herkömmlicherweise wurde an Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterialien, speziell zur Verwendung bei Reifen, keinerlei derartige Behandlung für feine Dispersion mit derartigen Ultraschallwellen hoher Amplitude ausgeführt, und es wurde nicht in Betracht gezogen, dass eine derartige Behandlung zu besonders vorteilhaften Effekten bei der Reifenfunktion führen könnte. Anders gesagt, war es erforderlich, den Füllstoff gleichmäßig in einem Kautschuk zu verteilen, jedoch war keine Dispersion hoher Feinheit in derartigem Ausmaß erforderlich. Durch die Erfindung wurde herausgefunden, dass eine Behandlung mit Ultraschallwellen hoher Amplitude bei einem bei Reifen oder dergleichen verwendeten Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial zu besonders vorteilhaften Effekten führt.
  • Der hier verwendete Begriff "Ultraschallwellen" bedeutet Schallwellen mit einer Frequenz von 20 kHz oder mehr. Die Frequenz beträgt vorzugsweise 20 bis 100 kHz, bevorzugter 20 bis 50 kHz.
  • Bei der Erfindung ist die Amplitude derartiger Ultraschallwellen auf eine hohe Amplitude von 80 μm oder mehr eingestellt. Wenn die Amplitude kleiner als 80 μm ist, ist die Kavitation schwach und die Deaggregation des Füllstoffs wird unzureichend. Die Amplitude der Ultraschallwellen beträgt vorzugsweise 100 bis 260 μm. Derzeit ist es schwierig, Ultraschallwellen mit einer Amplitude über 260 μm zu erzeugen. Ferner ist bei derartigen Ultraschallwellen mit einer Amplitude über 260 μm die Erzeugung von Wärme in einem Ultraschallgenerator selbst erhöht, und die Energieverluste sind hoch.
  • Für das Verfahren zum Einstrahlen der Ultraschallwellen besteht keine spezielle Einschränkung, solange die Füllstoff-Aufschlämmung gleichmäßig mit Ultraschallwellen der obigen Amplitude bestrahlt werden kann. Ein bevorzugtes Verfahren ist ein Chargenverfahren, wie ein solches, bei dem eine Füllstoff-Aufschlämmung in einen Behälter gefüllt wird, eine Schaltsonde des Ultraschallgenerators in sie eingetaucht wird, und sie mit von der Schallsonde erzeugten Ultraschallwellen für eine vorgegebene Zeitperiode behandelt wird.
  • Im Dispergierschritt können der Füllstoff-Aufschlämmung vorab verschiedene Dispersionsmittel zugesetzt werden, wie anionische, kationische, nicht-ionische oder amphotere Dispersionsmittel. Zu speziellen Beispielen des Dispersionsmittel gehören ein Natriumsalz eines β-Naphthalensulfonsäure-Formalin-Kondensats, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Polyoxyethylendistyrol-Phenylether und Laurylbetain. Diese können alleine oder als Gemische von zweien oder mehreren derselben verwendet werden.
  • Im folgenden Mischschritt werden die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex gemischt. In diesem Fall werden die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex vorzugsweise gemischt, während das Einstrahlen der Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr ausgeführt wird. Dies ermöglicht es, das Kautschuklatex zu Mischen, während eine Reaggregation der Füllstoff-Aufschlämmung verhindert wird. Wenn das Bestrahlen mit Ultraschallwellen im Mischschritt ausgeführt wird, was in einem Mischschritt mit kontinuierlicher Strömung in solcher Weise erfolgt, dass eine Mischflüssigkeit sequenziell einer stromabwärtigen Seite zugeführt wird, während die Füllstoff-Aufschlämmung und das Kautschuklatex in kleinen Portionen zugefügt und gemischt werden, ist es bevorzugt, dass eine Schaltsonde eines Ultraschallgenerators unmittelbar nach dem Vereinigen betreffend die gemischte Flüssigkeit eingetaucht wird und das Bestrahlen mit Ultraschallwellen ausgeführt wird. Dadurch kann eine unerwünschte Aggregation des Füllstoffs und des Naturkautschuks verhindert werden. Die Frequenz und die Amplitude der im Mischschritt eingestrahlten Ultraschallwellen sind dieselben wie die oben Beschriebenen, die im Dispergierschritt verwendet werden.
  • Das Mischungsverhältnis der Füllstoff-Aufschlämmung und des konzentrierten Naturkautschuklatex ist vorzugsweise dergestalt, dass die Füllstoffmenge 20 bis 80 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile eines Kautschukpolymers beträgt.
  • Die gemischte Flüssigkeit aus der fein dispergierten Füllstoff-Aufschlämmung und dem konzentrierten Naturkautschuklatex erfährt Koagulations- und Trocknungsschritte, wie beim herkömmlichen Verfahren, und es wird ein festes Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial erhalten.
  • Das erhaltene Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial kann beim Herstellen einer Kautschukzusammensetzung zum Vulkanisieren als Masterbatch verwendet werden. In einer derartigen Kautschukzusammensetzung kann eine Kautschukkomponente das einzige Material sein, das als Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial zugesetzt wird, jedoch können zusätzlich andere Kautschuke zugesetzt werden. Zu Beispielen weiterer Aufbereitungsmittel gehören Öle, Antioxidansien, Zinkweiß, Stearinsäure, Weichmacher, Vulkanisiermittel sowie Vulkanisierbeschleuniger, wobei für die Aufbereitungsmittel keine spezielle Einschränkung besteht.
  • Eine Kautschukzusammensetzung, die mit einem erfindungsgemäßen Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial aufbereitet wurde, kann das Funktionsvermögen des Füllstoffs maximieren, was es ermöglicht, die Eigenschaften eines geringen Wärmestaus, einer hohen Ermüdungsfestigkeit und einer guten Verarbeitbarkeit zu verbessern. Daher wird eine derartige Kautschukzusammensetzung vorzugsweise als solche für Reifen, wie als Profilflächengummi oder Seitenwandgummi von Reifen, und zusätzlich bei verschiedenen anderen Kautschukzusammensetzungen verwendet.
  • BEISPIELE
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detailliert beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese eingeschränkt ist.
  • [Herstellung eines Masterbatches]
  • Jeder Masterbatch der folgenden Beispiele 1 bis 10 und der folgenden Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurde wie folgt hergestellt.
  • Beispiel 1
  • In einem Dispergierschritt wurde Wasser zu Ruß (Erzeugnis von Mitsubishi Chemical Corporation, MA600, BET-spezifische Oberfläche (durch die S-BET-Formel erhaltene spezifische Oberfläche aus der adsorbierten Stickstoffmenge gemäß JIS K6217) = 140 m2/g) mit einer Menge von 5 Gew.-% zugesetzt, und das sich ergebende Gemisch wurde mit einem Rührgerät gerührt (Rührrate: 50 m/s), um eine Rußaufschlämmung zu erhalten. 600 g der so erhaltenen Rußaufschlämmung wurden in ein Gefäß von 1 l gefüllt. Als Generator für Ultraschallwellen hoher Amplitude wurde das Gerät UP-400S, ein Erzeugnis von Nihon SiberHegner K. K., verwendet. In der Rußaufschlämmung wurde eine Schaltsonde des Generators platziert, und der Ruß wurde durch Einstrahlen von Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 30 kHz und einer Amplitude von 80 μm für 20 Minuten fein dispergiert.
  • Anschließend wurden in einem Mischschritt 600 g der auf die obige Weise dispergierten Rußaufschlämmung und 100 g konzentriertes Naturkautschuklatex (NR LATEX, Erzeugnis von Regitex Co., Ltd., DRC (Kautschukgehalt) = 30 Gew.-%) gemischt, während ein bestrahlen mit Ultraschallwellen hoher Amplitude durch das Gerät UP-400S erfolgte. Das Mischen erfolgte im oben beschriebenen Mischschritt mit kontinuierlicher Strömung, während die Rußaufschlämmung (Strömungsrate = 50 ml/Min.) unmittelbar nach der Vereinigung mit Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 30 kHz und einer Amplitude von 80 um durch die Schallsonde des Ultraschallgenerators bestrahlt wurde. Beim Ausführen des Mischvorgangs auf die obige Weise wurde eine Koagulation eines Ruß-Masterbatches erzielt. Die erzielte Koagulation wurde bei 50°C bei einem Unterdruck von 0,1 MPa für 30 Stunden oder mehr getrocknet, um einen Masterbatch herzustellen (mit 50 Gewichtsteilen Ruß auf 100 Gewichtsteile Naturkautschuk).
  • Beispiel 2
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Amplitude von Ultraschallwellen im Dispergierschritt und im Mischschritt auf 130 μm eingestellt wurde.
  • Beispiel 3
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Amplitude von Ultraschallwellen im Dispergierschritt und im Mischschritt auf 210 μm eingestellt wurde.
  • Beispiel 4
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass als im Dispergierschritt verwendeter Generator für Ultraschallwellen hoher Amplitude das Gerät UP-200S von Nihon SiberHegner K. K. verwendet wurde, wobei die Amplitude der Ultraschallwellen im Dispergierschritt auf 260 μm eingestellt wurde, während die Amplitude der Ultraschallwellen im Mischschritt auf 100 μm eingestellt wurde.
  • Beispiel 5
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 4 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass ein Dispersionsmittel (Erzeugnis DEMOL N von Kao Corporation, Natriumsalz eines β-Naphthalensulfonsäure-Formalin-Kondensats: anionisch) gemeinsam mit Wasser zu Ruß mit einer Menge von 0,3 Gew.-% zugesetzt wurde, um eine Rußaufschlämmung herzustellen.
  • Beispiel 6
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Rußaufschlämmung und das Naturkautschuklatex ohne Bestrahlung mit Ultraschallwellen mit Mischschritt gemischt wurden.
  • Beispiel 7
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 2 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Rußaufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex ohne Bestrahlung mit Ultraschallwellen mit Mischschritt gemischt wurden.
  • Beispiel 8
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 3 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Rußaufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex ohne Bestrahlung mit Ultraschallwellen mit Mischschritt gemischt wurden.
  • Beispiel 9
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 4 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Rußaufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex ohne Bestrahlung mit Ultraschallwellen mit Mischschritt gemischt wurden.
  • Beispiel 10
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 5 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Rußaufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex ohne Bestrahlung mit Ultraschallwellen mit Mischschritt gemischt wurden.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass 200 g eines Feldlatex (Erzeugnis NR LATEX von Golden Hope, DRC (Kautschukgehalt) = 30 Gew.-%) anstelle der 100 g an konzentriertem Naturkautschuklatex verwendet wurden und die Amplitude von Ultraschallwellen im Dispergierschritt und im Mischschritt auf 100 μm eingestellt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Bestrahlung mit Ultraschallwellen mit Dispergierschritt und im Mischschritt nicht ausgeführt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass als im Dispergierschritt und im Mischschritt verwendeter Ultraschallgenerator das Gerät Phenix Legend (Modell 75101) von KAIJO Corporation verwendet wurde und die Amplitude der Ultraschallwellen auf 2 bis 3 μm eingestellt wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Ein Masterbatch wurde auf dieselbe Weise wie beim Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Rußaufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex im Mischschritt ohne Bestrahlung mit Ultraschallwellen gemischt wurden.
  • [Bewertung des Masterbatches]
  • Unter Verwendung jedes auf die obige Weise erhaltenen Masterbatches wurde eine Kautschukzusammensetzung hergestellt. Die Kautschukzusammensetzung wurde wie folgt angesetzt: 150 Gewichtsteile des Masterbatches (Kautschukkomponente: 100 Gewichtsteile), ein Gewichtsteil Stearinsäure (Erzeugnis LUNAC S25 von Kao Corporation), ein Gewichtsteil Antioxidationsmittel (Erzeugnis 6PPD von Monsanto), 3 Gewichtsteile Zinkweiß (Erzeugnis Zinkweis Nr. 1 von Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.), ein Gewichtsteil Wachs (Erzeugnis OZOACE 0355 von Nippon Seiro Co., Ltd.), 2 Gewichtsteil Schwefel (Erzeugnis von Tsurumi Kagaku Kogyo K. K., 5% ölhaltiges, feines Schwefelpulver) und ein Gewichtsteil eines Vulkanisierbeschleunigers (Erzeugnis CBS von Sanshin Chemical Industry Co.).
  • Es wurden die Dispergierbarkeit, die Ermüdungsfestigkeit, der Wärmestau und die Verarbeitbarkeit jeder erhaltenen Kautschukzu sammensetzung bewertet, und die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.
  • Die Vulkanisierbedingungen betrugen 150°C und 30 Minuten. Die Bewertungsverfahren waren die Folgenden:
    • Dispergierfähigkeit: gemessen gemäß ASTM D2663-69, Methode B
    • Ermüdungsfestigkeit: gemessen gemäß JIS K16270. Angegeben als Index, wobei das Vergleichsbeispiel 1 den Wert 100 erhielt. Ein höherer Index bedeutet bessere Ermüdungsfestigkeit (Einreißfestigkeit).
    • Wärmestau: gemessen gemäß JIS K6265. Angegeben als Index, wobei das Vergleichsbeispiel 1 den Wert 100 erhielt. Ein kleinerer Index bedeutet eine tiefere exotherme Temperatur und niedrigen Wärmestau.
    • Verarbeitbarkeit: Gemessen gemäß JIS K6300-1. Angegeben als Index, wobei das Vergleichsbeispiel 1 den Wert 100 erhielt. Ein kleinerer Index bedeutet eine niedrigere Mooney-Viskosität und bessere Verarbeitbarkeit.
  • Figure 00150001
  • Wie es in der Tabelle 1 angegeben ist, ist bei einer Kautschukzusammensetzung unter Verwendung des Ruß/Naturkautschuk-Verbundmaterials mit den Beispielen zur Erfindung die Dispergierfähigkeit des Rußes ersichtlich besser als bei den Zusammensetzungen gemäß den Vergleichsbeispielen, und die Ermüdungsfestigkeit, die Wärmestaueigenschaften und die Verarbeitbarkeit sind stark verbessert. Ferner waren die Ermüdungsfestigkeit, geringer Wärmestau und die Verarbeitbarkeit im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 unter Verwendung eines Feldlatex als Kautschuklatex stark verbessert.
  • [Beispiel 11 bis 14 und Vergleichsbeispiele 5 und 6]
  • Jeder der Masterbatches der Beispiele 11 bis 14 und der Vergleichsbeispiele 5 und 6 wurde auf dieselbe Weise wie bei den Beispielen 1 bis 4 bzw. den Vergleichsbeispielen 2 und 3 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass als Füllstoff das Erzeugnis Printex 90 der Degussa AG (BET-spezifische Oberfläche = 300 m2/g) verwendet wurde.
  • Unter Verwendung der erhaltenen Masterbatches wurden Kautschukzusammensetzung hergestellt. Die Kautschukzusammensetzung wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 angesetzt.
  • Es wurden die Dispergierfähigkeit, die Ermüdungsfestigkeit, die Wärmestaueigenschaften und die Verarbeitbarkeit jeder erhaltenen Kautschukzusammensetzung bewertet, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. Die Bewertungsverfahren waren dieselben wie oben (betreffend den Index wurde als 100 der Wert beim Vergleichsbeispiel 5 verwendet). Tabelle 2
    Vergl. Bsp. 5 Vergl. Bsp. 6 Bsp.11 Bsp.12 Bsp.13 Bsp.14
    Dispergierschritt Ultraschallgerät fehlt Phenix Legend UP-400S UP-400S UP-400S UP-200S
    Amplitude (μm) 2–3 80 130 210 260
    Vorl./Fehlen e. Disp.-mittels fehlt fehlt fehlt fehlt fehlt fehlt
    Mischschritt Ultraschallgerät fehlt Phenix Legend UP-400S UP-400S UP-400S UP-400S
    Amplitude (μm) 2–3 80 130 210 100
    Naturkautklschuatex konz. konz. konz. konz. konz. konz.
    Dispersionsvermög. {%) 96.5 96.8 97.5 97.7 97.9 98.1
    Ermüdungseigensch. 100 102 110 110 112 114
    Wärmestau 100 98 94 94 93 92
    Verarbeitbarkeit 100 99 87 85 83 81
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2004/0109944 A1 [0003, 0005]
    • - US 4788231 A [0003, 0005]
    • - US 4883829 A [0003, 0005]
    • - JP 2004-66204 A [0003, 0006, 0006]
    • - JP 2006-152117 A [0003, 0007]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials, mit einem Dispergierschritt, in dem eine einen Füllstoff enthaltende Füllstoff-Aufschlämmung mit Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr bestrahlt wird, um den Füllstoff in der Füllstoff-Aufschlämmung fein zu dispergieren, und einem Mischschritt, in dem die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung mit einem konzentrierten Naturkautschuklatex gemischt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersions-behandelte Füllstoff-Aufschlämmung und das konzentrierte Naturkautschuklatex im Mischschritt gemischt werden, während ein Einstrahlen von Ultraschallwellen hoher Amplitude mit einer Amplitude von 80 μm oder mehr ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoffruß und als Kautschuklatex ein Dienkautschuklatex verwendet werden.
  4. Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterial, das durch das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wurde.
  5. Kautschukzusammensetzung unter Verwendung des im Anspruch 4 beanspruchten Kautschuk/Füllstoff-Verbundmaterials.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5554494B2 (ja) * 2008-12-26 2014-07-23 東洋ゴム工業株式会社 天然ゴムマスターバッチの製造方法
JP5618878B2 (ja) * 2011-03-22 2014-11-05 東洋ゴム工業株式会社 未加硫ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ
FR2981078B1 (fr) * 2011-10-11 2013-11-01 Michelin Soc Tech Methode pour preparer un melange maitre d'elastomere dienique et de silice

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788231A (en) 1987-07-14 1988-11-29 Huls Aktiengesellschaft Process for producing pourable powdered rubber containing filler
US4883829A (en) 1987-07-14 1989-11-28 Huls Aktiengesellschaft Process for producing pourable powered rubber containing filler
JP2004066204A (ja) 2002-08-09 2004-03-04 Bridgestone Corp 溶質の分離方法、溶質の分離装置、ポリマー組成物の製造方法及びポリマー組成物
US20040109944A1 (en) 2002-12-05 2004-06-10 Degussa Ag Continuous process for the preparation of filled rubber granules
JP2006152117A (ja) 2004-11-29 2006-06-15 Bridgestone Corp 大型車両用ラジアルタイヤ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004262973A (ja) * 2003-02-13 2004-09-24 Bridgestone Corp 天然ゴム及びこれを用いたゴム組成物
EP1652873A4 (de) * 2003-08-05 2009-11-11 Bridgestone Corp Kautschukmasterbatch und herstellungsverfahren dafür

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788231A (en) 1987-07-14 1988-11-29 Huls Aktiengesellschaft Process for producing pourable powdered rubber containing filler
US4883829A (en) 1987-07-14 1989-11-28 Huls Aktiengesellschaft Process for producing pourable powered rubber containing filler
JP2004066204A (ja) 2002-08-09 2004-03-04 Bridgestone Corp 溶質の分離方法、溶質の分離装置、ポリマー組成物の製造方法及びポリマー組成物
US20040109944A1 (en) 2002-12-05 2004-06-10 Degussa Ag Continuous process for the preparation of filled rubber granules
JP2006152117A (ja) 2004-11-29 2006-06-15 Bridgestone Corp 大型車両用ラジアルタイヤ

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