DE102012010317A1

DE102012010317A1 - Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung

Info

Publication number: DE102012010317A1
Application number: DE201210010317
Authority: DE
Inventors: Takuya Sudo; Hisakatsu HAMA
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-06
Also published as: JP6026781B2; JP2013010951A; CN102807679B; US9023937B2; CN102807679A; US20120309894A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung wird bereitgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt der Herstellung einer vorgekneteten Kautschukzusammensetzung durch Kneten von Kautschuk auf der Basis von Butadien und 1 bis 20 Gewichtsteilen eines Silankupplungsmittels pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien und einen Schritt des Knetens von der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung und 30 bis 200 Gewichtsteilen eines Siliciumoxids pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der für die Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wird, umfasst.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung.
[Hintergrund der Technik]
In den letzten Jahren hat wegen des zunehmenden Interesses an Umweltproblemen die Nachfrage nach Automobilen zum Einsparen von Kraftstoff zugenommen, und von Kautschukzusammensetzungen, die für Reifen verwendet werden sollen, wird auch gefordert, dass sie in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff überlegen sind. Als Kautschukzusammensetzungen für Laufflächen von Reifen sind Kautschukzusammensetzungen verwendet worden, bei denen Verstärkungsmittel, wie Siliciumoxid, in Kautschuke auf der Basis von Dien, wie Polybutadien und Styrol-Butadien-Copolymere, gemischt werden.
Wenn Siliciumoxid als ein Verstärkungsmittel in einen Kautschuk auf der Basis von Dien gemischt wird, wird weiterhin ein Silankupplungsmittel eingemischt, damit eine Affinität des Kautschuks auf der Basis von Dien und des Siliciumoxids verbessert wird, wodurch die Dispergierbarkeit des Siliciumoxids verbessert wird. Als ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, umfassend einen Kautschuk auf der Basis von Dien, ein Siliciumoxid-Verstärkungsmittel und ein Silankupplungsmittel, ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung vorgeschlagen worden, wie in Patentdokument 1 offenbart, bei dem ein Kautschuk auf der Basis, von Dien und ein Siliciumoxid-Verstärkungsmittel geknetet werden, um eine vorgeknetete Zusammensetzung herzustellen, und dann die vorgeknetete Zusammensetzung und ein Silankupplungsmittel geknetet werden.
[Dokumente nach dem Stand der Technik]
[Patentdokumente]
[Patentdokument 1]

JP 2002-201309 A

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Aufgaben, die durch die Erfindung gelöst werden sollen]
Eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung, die durch Vulkanisieren der Kautschukzusammensetzung, die mit dem vorstehend erwähnten Verfahren hergestellt wurde, erhalten wurde, wird als eine Lauffläche eines Reifens verwendet. Jedoch war die vulkanisierte Kautschukzusammensetzung nicht zufrieden stellend genug in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff oder Griffigkeitseigenschaft, wenn sie als eine Lauffläche eines Reifens verwendet wird.
Unter solchen Umständen ist die Aufgabe, die von der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung bereitzustellen, die als ein Ausgangsmaterial für eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung geeignet ist, aus der ein Reifen, der in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff und Griffigkeitseigenschaft überlegen ist, erhalten wird, wenn die vulkanisierte Kautschukzusammensetzung für die Lauffläche des Reifens verwendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung bereitzustellen, das die Kautschukzusammensetzung verwendet.
[Mittel zum Lösen der Aufgaben]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, wobei das Verfahren einen Schritt der Herstellung einer vorgekneteten Kautschukzusammensetzung durch Kneten von Kautschuk auf der Basis von Butadien und 1 bis 20 Gewichtsteilen eines Silankupplungsmittels pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien und einen Schritt des Knetens von der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung und 30 bis 200 Gewichtsteilen eines Siliciumoxids pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der für die Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wird, umfasst.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung, wobei das Verfahren einen Schritt des Knetens eines Vulkanisierungsmittels und einer Kautschukzusammensetzung, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wird, umfasst.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung, wobei das Verfahren einen Schritt des Erhitzens einer vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wird, umfasst.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Kautschukzusammensetzung, die als eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung geeignet ist, aus der ein Reifen, der in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff und Griffigkeitseigenschaft überlegen ist, erhalten werden kann, wenn sie für die Lauffläche des Reifens verwendet wird, und eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung, aus der ein Reifen, der in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff und Griffigkeitseigenschaften überlegen ist, erhalten werden kann, erhalten werden.
[Modus zum Durchführen der Erfindung]
<Kautschuk auf der Basis von Butadien
Der Kautschuk auf der Basis von Butadien in der vorliegenden Erfindung ist ein Kautschuk, der aus einem Polymer, das Butadien als Monomereinheiten enthält, zusammengesetzt ist. Beispiele für einen solchen Kautschuk auf der Basis von Butadien schließen einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR), einen Polybutadienkautschuk (BR), einen Butadien-Isopren-Copolymerkautschuk, einen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und einen Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymerkautschuk ein. Der Kautschuk auf der Basis von Butadien, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist vorzugsweise ein Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk oder ein Polybutadienkautschuk. Zwei oder mehr Kautschuke auf der Basis von Butadien können verwendet werden.
Der Kautschuk auf der Basis von Butadien kann mit einem Modifikationsmittel, wie ein Keton oder ein Amid, an seinen Polymerkettenenden modifiziert worden sein.
Die Mooney-Viskosität (ML₁₊₄) des Kautschuks auf der Basis von Butadien, gemessen bei 100°C, beträgt vorzugsweise 10 oder mehr, stärker bevorzugt 20 oder mehr. Damit die Verarbeitbarkeit verbessert wird, beträgt sie vorzugsweise 200 oder weniger, stärker bevorzugt 150 oder weniger. Die Mooney-Viskosität (ML₁₊₄) wird gemäß JIS K6300 (1994) gemessen.
<Silankupplungsmittel>
Beispiele für das Silankupplungsmittel in der vorliegenden Erfindung schließen Alkoxysilanverbindungen, die eine schwefelhaltige Gruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die einen Aminorest aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Epoxygruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Vinylgruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Acrylgruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Methacrylgruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Styrylgruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Ureidogruppe aufweisen, Alkoxysilanverbindungen, die eine Isocyanatgruppe aufweisen, und Alkoxysilanverbindungen, die ein Halogenatom aufweisen, ein; Alkoxysilanverbindungen, die eine schwefelhaltige Gruppe aufweisen, werden bevorzugt.
Beispiele für die schwefelhaltige Gruppe schließen eine Mercaptogruppe, eine Thioestergruppe, eine Thiocyanatogruppe und eine Polysulfidgruppe ein; eine Polysulfidgruppe wird bevorzugt.
Beispiele für Alkoxysilanverbindungen, die eine Mercaptogruppe aufweisen, schließen 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan und 3-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan ein. Beispiele für Alkoxysilanverbindungen, die eine Thioestergruppe aufweisen, schließen 3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilan ein. Beispiele für Alkoxysilanverbindungen, die eine Thiocyanatogruppe aufweisen, schließen 3-Thiocyanatopropyltriethoxysilan ein.
Beispiele für Alkoxysilanverbindungen, die eine Polysulfidgruppe aufweisen, schließen durch Formel (2) dargestellte Verbindungen ein:
wobei R²¹, R²² und R²³ jeweils für einen Alkylrest oder einen Alkoxyrest stehen, mindestens ein Rest, ausgewählt unter R²¹, R²² und R²³, ein Alkoxyrest ist, A für einen Rest, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dialkylthiocarbamylresten, einer Thiazolylgruppe, einer Benzothiazolylgruppe und Alkoxysilylalkylresten, steht, i für eine ganze Zahl von 1 bis 5 steht und j für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht.
In Formel (2) stehen R²¹, R²² und R²³ jeweils für einen Alkylrest oder einen Alkoxyrest und ist mindestens ein Rest, ausgewählt unter R²¹, R²² und R²³, ein Alkoxyrest. Vorzugsweise sind mindestens zwei Reste, ausgewählt unter R²¹, R²² und R²³, Alkoxyreste. Stärker bevorzugt sind R²¹, R²² und R²³ Alkoxyreste.
R²¹, R²² und R²³ sind jeweils ein Alkylrest oder Alkoxyrest, der vorzugsweise 1 bis 8, stärker bevorzugt 1 bis 6, noch stärker bevorzugt 1 bis 4 und insbesondere vorzugsweise 1 bis 2 Kohlenstoffatome aufweist.
Beispiele für den Alkylrest von R²¹, R²² und R²³ schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine sec-Butylgruppe, eine tert-Butylgruppe, eine n-Pentylgruppe, eine n-Hexylgruppe und eine n-Octylgruppe ein. Eine Methylgruppe und eine Ethylgruppe werden bevorzugt.
Beispiele für den Alkoxyrest von R²¹, R²² und R²³ schließen eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, eine n-Propoxygruppe und eine n-Butoxygruppe ein. Eine Methoxygruppe und eine Ethoxygruppe werden bevorzugt.
Vorzugsweise sind R²¹, R²² und R²³ Reste, die jeweils aus der Gruppe, bestehend aus einer Methoxygruppe, einer Ethoxygruppe, einer Methylgruppe und einer Ethylgruppe, ausgewählt werden und sind mindestens zwei Reste, ausgewählt unter R²¹, R²² und R²³, jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe. Stärker bevorzugt sind R²¹, R²² und R²³ jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe.
In Formel (2) steht i für eine ganze Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise 2 oder 3.
In Formel (2) steht j für eine ganze Zahl von 2 bis 8, vorzugsweise eine ganze Zahl von 2 bis 5.
In Formel (2) steht A für einen Rest, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dialkylthiocarbamylresten, einer Thiazolylgruppe, einer Benzothiazolylgruppe und Alkoxysilylalkylresten.
Beispiele für die Dialkylthiocarbamylreste schließen eine Dimethylthiocarbamylgruppe und eine Diethylthiocarbamylgruppe ein.
Beispiele für die Alkoxysilylalkylreste schließen durch Formel (2-S) dargestellte Reste ein:
wobei R²⁴, R²⁵ und R²⁶ jeweils für einen Alkylrest oder einen Alkoxyrest stehen, mindestens ein Rest, ausgewählt unter R²⁴, R²⁵ und R²⁶, ein Alkoxyrest ist und k für eine ganze Zahl von 1 bis 5 steht.
In Formel (2-S) stehen R²⁴, R²⁵ und R²⁶ jeweils für einen Alkylrest oder einen Alkoxyrest und ist mindestens ein Rest, ausgewählt unter R²⁴, R²⁵ und R²⁶, ein Alkoxyrest. Vorzugsweise sind mindestens zwei Reste, ausgewählt unter R²⁴, R²⁵ und R²⁶, Alkoxyreste. Stärker bevorzugt sind R²⁴, R²⁵ und R²⁶ Alkoxyreste.
R²⁴, R²⁵ und R²⁶ sind jeweils ein Alkylrest oder Alkoxyrest, der vorzugsweise 1 bis 8, stärker bevorzugt 1 bis 6, noch stärker bevorzugt 1 bis 4 und insbesondere vorzugsweise 1 bis 2 Kohlenstoffatome aufweist.
Beispiele für den Alkylrest von R²⁴, R²⁵ und R²⁶ schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine sec-Butylgruppe, eine tert-Butylgruppe, eine n-Pentylgruppe, eine n-Hexylgruppe und eine n-Octylgruppe ein. Eine Methylgruppe und eine Ethylgruppe werden bevorzugt.
Beispiele für den Alkoxyrest von R²⁴, R²⁵ und R²⁶ schließen eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, eine n-Propoxygruppe und eine n-Butoxygruppe ein. Eine Methoxygruppe und eine Ethoxygruppe werden bevorzugt.
Vorzugsweise sind R²⁴, R²⁵ und R²⁶ Reste, die jeweils aus der Gruppe, bestehend aus einer Methoxygruppe, einer Ethoxygruppe, einer Methylgruppe und einer Ethylgruppe, ausgewählt werden und sind mindestens zwei Reste, ausgewählt unter R²⁴, R²⁵ und R²⁶, jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe. Stärker bevorzugt sind R²⁴, R²⁵ und R²⁶ jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe.
In Formel (2-S) steht k für eine ganze Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise 2 oder 3.
Beispiele für durch Formel (2-S) dargestellte Reste schließen eine 2-Trimethoxysilylethylgruppe, eine 3-Trimethoxysilylpropylgruppe, eine 3-Triethoxysilylpropylgruppe und eine 3-Dimethoxymethylsilylpropylgruppe ein.
Unter den durch Formel (2) dargestellten Verbindungen schließen Beispiele für Verbindungen, bei denen A ein Dialkylthiocarbamylrest ist, γ-Trimethoxysilylpropyldimethylthiocarbamyltetrasulfid ein. Beispiele für Verbindungen, bei denen A eine Thiazolylgruppe ist, schließen γ-Trimethoxysilylpropylthiazolyltetrasulfid ein. Beispiele für Verbindungen, bei denen A eine Benzothiazolylgruppe ist, schließen γ-Trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfid ein.
Unter den durch Formel (2) dargestellten Verbindungen schließen Beispiele für Verbindungen, bei denen A ein durch Formel (2-S) dargestellter Rest ist, durch Formel (2-1) dargestellte Verbindungen ein:
wobei R²¹, R²² und R²³ jeweils für einen Alkylrest oder einen Alkoxyrest stehen, mindestens ein Rest, ausgewählt unter R²¹, R²² und R²³, ein Alkoxyrest ist, R²⁴, R²⁵ und R²⁶ jeweils für einen Alkylrest oder einen Alkoxyrest stehen, mindestens ein Rest, ausgewählt unter R²⁴, R²⁵ und R²⁶, ein Alkoxyrest ist, i für eine ganze Zahl von 1 bis 5 steht, j für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht und k für eine ganze Zahl von 1 bis 5 steht.
Beispiele für die durch Formel (2-1) dargestellten Verbindungen schließen Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfid, Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid und Bis(3-dimethoxymethylpropyl)tetrasulfid ein.
Kommerzielle Produkte der durch Formel (2-1) dargestellten Verbindungen schließen diejenigen mit den Handelsnamen Si69 und Si75, hergestellt von Degussa Co., Ltd., ein.
Alkoxysilanverbindungen, die eine Polysulfidgruppe enthalten, sind vorzugsweise durch Formel (2-1) dargestellte Verbindungen und stärker bevorzugt Verbindungen, wobei R²¹, R²², R²³, R²⁴, R²⁵ und R²⁶ Reste sind, jeweils ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Methoxygruppe, einer Ethoxygruppe, einer Methylgruppe und einer Ethylgruppe, mindestens zwei Reste, ausgewählt unter R²¹, R²² und R²³, jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe sind, mindestens zwei Reste, ausgewählt unter R²⁴, R²⁵ und R²⁶, jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe sind, i eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, j eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist und k eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist. Stärker bevorzugt sind durch Formel (2-1) dargestellte Verbindungen, wobei R²¹, R²², R²³, R²⁴, R²⁵ und R²⁶ jeweils eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe ist, i 2 oder 3 ist, j eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist und k 2 oder 3 ist.
Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfid und Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid werden besonders bevorzugt als Alkoxysilanverbindungen, die eine Polysulfidgruppe enthalten.
In der vorliegenden Erfindung werden eine oder mehr Arten von Silankupplungsmitteln verwendet.
<Siliciumoxid>
Beispiele für das Siliciumoxid in der vorliegenden Erfindung schließen Trockenverfahren-Siliciumoxid (Kieselsäureanhydrid), Nassverfahren-Siliciumoxid (wasserhaltige Kieselsäure), kolloidales Siliciumoxid, ausgefälltes Siliciumoxid, Calciumsilicat und Aluminiumsilicat ein. Eine oder mehr Arten von Siliciumoxid werden verwendet. Die spezifische Oberfläche nach BET des Siliciumoxids beträgt vorzugsweise 50 bis 250 m²/g. Die spezifische Oberfläche nach BET wird gemäß ASTM D1993-03 gemessen. Als ein im Handel erhältliches Produkt werden beispielsweise ein Produkt, erhältlich unter dem Handelsnamen ULTRASIL VN3-G, hergestellt von Degussa Co., Ltd., Produkte, erhältlich unter den Handelsnamen VN3, AQ, ER und RS-150, hergestellt von Tosoh Silica Corporation, und Produkte, erhältlich unter den Handelsnamen Zeosil 1115MP und Zeosil 1165MP, hergestellt von Rhodia, verwendet.
<Verfahren zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung>
Die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung in der vorliegenden Erfindung ist eine Kautschukzusammensetzung, die durch Kneten eines Kautschuks auf der Basis von Butadien und 1 Gewichtsteil bis 20 Gewichtsteilen eines Silankupplungsmittels pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien hergestellt wird. Die Menge des Silankupplungsmittels, die in den Kautschuk auf der Basis von Butadien geknetet werden soll, beträgt 1 Gewichtsteil bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 Gewichtsteile bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien.
Der Kautschuk auf der Basis von Butadien und das Silankupplungsmittel werden vorzugsweise mit einer Knetmaschine geknetet. Beispiele für die Knetmaschine schließen einen Banbury-Mischer, eine Labo Plastomill, einen Kneter, eine Walzenknetmaschine und einen Doppelschneckenextruder ein. Die Temperatur, bei der der Kautschuk auf der Basis von Butadien und das Silankupplungsmittel geknetet werden, beträgt vorzugsweise 160°C oder weniger, stärker bevorzugt 130°C oder weniger. Die Temperatur, bei der der Kautschuk auf der Basis von Butadien und das Silankupplungsmittel geknetet werden, ist vorzugsweise 30°C oder höher, stärker bevorzugt 50°C oder höher und noch stärker bevorzugt 90°C oder höher. Vorzugsweise beträgt die Dauer, wie lange der Kautschuk auf der Basis von Butadien und das Silankupplungsmittel geknetet werden, 1 Minute oder mehr und 20 Minuten oder weniger. Es wird bevorzugt, den Kautschuk auf der Basis von Butadien und das Silankupplungsmittel bei 160°C oder weniger 1 Minute bis 20 Minuten lang zu kneten.
Andere Polymere als der Kautschuk auf der Basis von Butadien können mit dem Kautschuk auf der Basis von Butadien und dem Silankupplungsmittel geknetet werden. Beispiele für solche Polymere schließen Isoprenkautschuke, wie natürlicher Kautschuk, Polyisoprenkautschuk (IR) und Styrol-Isopren-Copolymerkautschuk; Chloroprenkautschuk (CR); Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM); und Ethylen-α-Olefin-Copolymere, wie Ethylen-Propylen-Copolymere und Ethylen-Octen-Copolymere, ein. Wenn ein solches Polymer geknetet wird, beträgt die Menge des Polymers, die geknetet werden soll, pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien vorzugsweise 20 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 10 Gewichtsteile oder weniger, noch stärker bevorzugt 5 Gewichtsteile oder weniger und besonders vorzugsweise 2 Gewichtsteile oder weniger.
Beim Schritt der Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung können Zusatzstoffe, wie Ruß, ein anderer Füllstoff als Siliciumoxid, ein Alterungsschutzmittel, Zinkoxid, Stearinsäure, ein Strecköl, ein Verarbeitungshilfsstoff und ein Schmiermittel, mit dem Kautschuk auf der Basis von Butadien und dem Silankupplungsmittel geknetet werden.
Beispiele für solchen Ruß schließen Channel-Ruß, wie EPC, MPC und CC; Furnace-Ruß, wie SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF und ECF; Thermal-Ruß, wie FT und MT; Acetylen-Ruß; und Graphit ein. Zwei oder mehr Arten von Ruß können verwendet werden.
Die spezifische Oberfläche der Stickstoffadsorption (N₂SA) von Ruß beträgt vorzugsweise 5 bis 200 m²/g und die Dibutylphthalat-(DBP) absorption von Ruß beträgt vorzugsweise 5 bis 300 ml/100 g. Die spezifische Oberfläche der Stickstoffadsorption wird gemäß ASTM D4820-93 gemessen. Die DBP-Absorption wird gemäß ASTM D2414-93 gemessen. Als ein im Handel erhältliches Produkt können beispielsweise ein Produkt, erhältlich unter dem Handelsnamen DIABLACK N339, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, Produkte, erhältlich unter den Handelsnamen SEAST 6, SEAST 7HM und SEAST KH, hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd., und Produkte, erhältlich unter den Handelsnamen CK3 und Special Black 4A, hergestellt von Degussa Co., Ltd., verwendet werden.
Beispiele für einen solchen Füllstoff schließen Calciumcarbonat, Talkum, Aluminiumoxid, Ton, Aluminiumhydroxid und Glimmer ein.
Beispiele für ein solches Strecköl schließen aromatische Mineralöle (Viskositäts-Schwere-Konstante (V. G. C.): 0,900 bis 1,049), Mineralöle auf Naphthenbasis (V. G. C.: 0,850 bis 0,899) und Mineralöle auf Paraffinbasis (V. G. C.: 0,790 bis 0,849) ein. Der Gehalt an einer polycyclischen aromatischen Verbindung in dem Strecköl beträgt vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 1 Gew.-%. Der Gehalt an der polycyclischen aromatischen Verbindung wird gemäß dem Verfahren IP 346/92 von The Institute of Petroleum gemessen. Der Gehalt an aromatischen Verbindungen (CA) des Strecköls beträgt vorzugsweise 20 Gew.-% oder mehr. Zwei oder mehr Arten von Streckölen können verwendet werden.
Bei dem Schritt der Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung kann, auch wenn es bevorzugt wird, Siliciumoxid nicht zusammen mit dem Kautschuk auf der Basis von Butadien und dem Silankupplungsmittel zu kneten, Siliciumoxid geknetet werden, falls die Menge davon gering ist. Damit eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung, die in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff und Griffigkeitseigenschaft überlegen ist, hergestellt wird, beträgt die Menge an Siliciumoxid, die geknetet werden kann, in diesem Schritt vorzugsweise 20 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 10 Gewichtsteile oder weniger, noch stärker bevorzugt 5 Gewichtsteile oder weniger und besonders vorzugsweise 2 Gewichtsteile oder weniger pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien.
Wenn Siliciumoxid in dem Schritt der Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung geknetet wird, kann die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung hergestellt werden, indem Siliciumoxid, das Silankupplungsmittel und der Kautschuk auf der Basis von Butadien zusammen gleichzeitig geknetet werden, oder alternativ kann die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung hergestellt werden, indem Siliciumoxid und der Kautschuk auf der Basis von Butadien zuerst geknetet werden, um ein geknetetes Material herzustellen, und dann das Silankupplungsmittel in das resultierende geknetete Material geknetet wird.
<Schritt des Knetens von Siliciumoxid und vorgekneteter Kautschukzusammensetzung>
Das Verfahren zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist einen Schritt des Knetens von vorgekneteter Kautschukzusammensetzung, die in dem vorstehend beschriebenen Schritt hergestellt wurde, und 30 Gewichtsteilen bis 200 Gewichtsteilen eines Siliciumoxids pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, auf.
Das Siliciumoxid und die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung werden vorzugsweise mit einer Knetmaschine geknetet. Beispiele für die Knetmaschine schließen einen Banbury-Mischer, eine Labo Plastomill, einen Kneter, eine Walzenknetmaschine und einen Doppelschneckenextruder ein. Die Temperatur, bei der das Siliciumoxid und die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung geknetet werden, beträgt vorzugsweise 160°C oder weniger, stärker bevorzugt 130°C oder weniger und vorzugsweise 30°C oder höher, stärker bevorzugt 50°C oder höher und noch stärker bevorzugt 90°C oder höher. Die Dauer zum Kneten des Siliciumoxids und der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung ist vorzugsweise 30 Sekunden bis 20 Minuten, stärker bevorzugt eine Minute oder länger.
Die Menge des Siliciumoxids, die in dem Schritt des Knetens des Siliciumoxids und der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung geknetet werden soll, beträgt 30 Gewichtsteile bis 200 Gewichtsteile, vorzugsweise 50 Gewichtsteile bis 150 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 70 Gewichtsteile bis 120 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung, die in diesem Schritt verwendet werden soll, verwendet wird.
Bei dem Schritt des Knetens des Siliciumoxids und der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung ist es auch zulässig, einen Kautschuk auf der Basis von Butadien, ein anderes Polymer als den Kautschuk auf der Basis von Butadien und den vorstehend erwähnten Zusatzstoff mit dem Siliciumoxid und der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung zu kneten. Darüber hinaus ist es auch zulässig, nach dem Schritt des Knetens des Siliciumoxids und der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung einen Schritt des Knetens der Kautschukzusammensetzung, die durch den vorher gehenden Schritt hergestellt wurde, eines Kautschuks auf der Basis von Butadien, eines anderen Polymers als den Kautschuk auf der Basis von Butadien und des vorstehend erwähnten Zusatzstoffs bereitzustellen.
Die Gesamtmenge des Kautschuks auf der Basis von Butadien und des (der) anderen Polymers (Polymere) als der Kautschuk auf der Basis von Butadien, die in dem Schritt des Knetens von Siliciumoxid und der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung und dem Schritt nach diesem Schritt geknetet werden soll, beträgt vorzugsweise 20 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 10 Gewichtsteile oder weniger und noch stärker bevorzugt 5 Gewichtsteile oder weniger pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wird.
<Schritt der Herstellung der vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung>
Die Kautschukzusammensetzung, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wurde, und ein Vulkanisierungsmittel werden geknetet, wodurch eine vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung hergestellt wird.
Beispiele für ein solches Vulkanisierungsmittel schließen Schwefel, pulverförmigen Schwefel, ausgefällten Schwefel, kolloidalen Schwefel, unlöslichen Schwefel und hochgradig dispergierbaren Schwefel ein. Die Menge des Vulkanisierungsmittels, die geknetet werden soll, beträgt vorzugsweise 0,1 Gewichtsteile bis 15 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 0,3 Gewichtsteile bis 10 Gewichtsteile und noch stärker bevorzugt 0,5 Gewichtsteile bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der Polymerkomponenten, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung, die zum Kneten verwendet werden soll, verwendet wurden. Die Polymerkomponente, wie hier verwendet, bedeutet einen Kautschuk auf der Basis von Butadien oder bedeutet zusammenfassend einen Kautschuk auf der Basis von Butadien und ein anderes Polymer als den Kautschuk auf der Basis von Butadien, wenn das Polymer verwendet wird.
Bei dem Schritt der Herstellung der vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung kann ein Vulkanisierbeschleuniger mit der Kautschukzusammensetzung und dem Vulkanisierungsmittel geknetet werden.
Beispiele für einen solchen Vulkanisierbeschleuniger schließen Vulkanisierbeschleuniger auf Thiazolbasis, wie 2-Mercaptobenzothiazol, Dibenzothiazyldisulfid und N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid; Vulkanisierbeschleuniger auf Thiurambasis, wie Tetramethylthiurammonosulfid und Tetramethylthiuramdisulfid; Vulkanisierbeschleuniger auf Sulfenamidbasis, wie N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid, N-tert-Butyl-2-benzothiazolsulfenamid, N-Oxyethylen-2-benzothiazolsulfenamid, N-Oxyethylen-2-benzothiazolsulfenamid und N,N'-Diisopropyl-2-benzothiazolsulfenamid; Vulkanisierbeschleuniger auf Guanidinbasis, wie Diphenylguanidin, Diorthotolylguanidin und Orthotolylbiguanidin, ein.
Das Verfahren des Knetens der Kautschukzusammensetzung und des Vulkanisierungsmittels kann ein Verfahren des Knetens der Kautschukzusammensetzung und des Vulkanisierungsmittels unter Verwendung einer Knetmaschine, wie ein Banbury-Mischer, eine Labo Plastomill und eine Walzenknetmaschine, sein. Die Knettemperatur beträgt vorzugsweise 10°C bis 100°C, stärker bevorzugt 20°C bis 80°C. Die Knetdauer beträgt vorzugsweise 30 Sekunden bis 30 Minuten, stärker bevorzugt 1 Minute bis 20 Minuten.
<Schritt der Herstellung der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung>
Eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung wird hergestellt, indem die vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wurde, erhitzt wird.
Das Verfahren des Erhitzens der vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung kann vorzugsweise Pressvulkanisation sein. Bei der allgemeinen Pressvulkanisation wird ein Paar von Pressformen verwendet und die Pressformen werden auf X°C ± 0,5°C erhitzt, wobei X°C eine Vulkanisationstemperatur ist, üblicherweise 20 Minuten lang oder länger. Die vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung wird zwischen die erhitzten Pressformen platziert und dann werden die Pressformen geschlossen, wodurch der vulkanisierbare Kautschuk gepresst wird. Zu Beginn der Vulkanisation wird ein Arbeitsschritt des Anlegens und Entfernens von Druck durch Schließen und Öffnen der Pressformen zweimal oder dreimal wiederholt, damit Blasen im vulkanisierbaren Kautschuk entfernt werden. Die Vulkanisationsdauer ist eine Dauer von dem Moment, wenn der Druck, der an den vulkanisierbaren Kautschuk angelegt wird, einen festgelegten Druck erreicht hat, bis zu dem Moment, wenn der Druck nach dem Ende der Vulkanisation entfernt wird. Nach dem Ende der Vulkanisation werden die Pressformen geöffnet und dann wird eine Platte, die aus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht ist, sofort entnommen. Die entnommene Platte wird in Wasser gekühlt oder gekühlt, indem sie auf einer Metallplatte 10 bis 15 Minuten lang ruhen gelassen wird. Die Temperatur, auf die der vulkanisierbare Kautschuk erhitzt wird, beträgt vorzugsweise 120 bis 200°C, stärker erwünscht 140 bis 180°C. Der Druck, unter dem der vulkanisierbare Kautschuk komprimiert wird, beträgt üblicherweise 3,5 MPa oder höher, vorzugsweise 4 MPa oder höher. Die Dauer des Vulkanisierens des vulkanisierbaren Kautschuks beträgt vorzugsweise 10 Minuten bis 2 Stunden, stärker bevorzugt 30 Minuten bis 1 Stunde.
Wenn ein anderes Polymer als der Kautschuk auf der Basis von Butadien in dem Verfahren zur Herstellung der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt die Menge des anderen Polymers als der Kautschuk auf der Basis von Butadien, die in all den Schritten verwendet werden soll, vorzugsweise 500 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 300 Gewichtsteile oder weniger pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der in all den Schritten verwendet werden soll.
Die vulkanisierte Kautschukzusammensetzung, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist in der Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff überlegen. Sie ist auch in der Griffigkeitseigenschaft überlegen.
Vulkanisierte Kautschukzusammensetzungen, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, werden für Reifen, Schuhsohlen, Fußbodenbelagsmaterialien, vor Vibration isolierende Materialien und so weiter verwendet, und insbesondere werden sie in geeigneter Weise für Reifen verwendet.
[Beispiele]
Die Bewertung der physikalischen Eigenschaften wurde mit den folgenden Verfahren durchgeführt.
1. Mooney-Viskosität (ML₁₊₄)
Gemäß JIS K6300 (1994) wurde die Mooney-Viskosität eines Polymers bei 100°C gemessen.
2. Gehalt an sich wiederholenden Einheiten, die sich von Styrol ableiten (Einheit: Gew.-%)
Gemäß JIS K6383 (1995) wurde der Gehalt an sich wiederholenden Einheiten, die sich von Styrol ableiten, in einem Polymer aus einem Brechungsindex davon berechnet.
3. Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff
Ein streifenartiger, 4 mm breiter, 40 mm langer, 1,2 mm dicker Probenkörper wurde aus einer Platte, die aus einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht war, ausgestanzt und dann wurde er einem Test unterzogen. Der Verlustfaktor (tanδ (70°C)) des Probenkörpers bei einer Temperatur von 70°C wurde unter der Bedingung, die durch eine Dehnung von 1% und eine Frequenz von 10 Hz dargestellt wird, unter Verwendung eines Analysegeräts für die Viskoelastizität (hergestellt von Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) gemessen. Je kleiner dieser Wert ist, desto besser ist die Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff.
4. Griffigkeitseigenschaft
Ein streifenartiger, 4 mm breiter, 40 mm langer, 1,2 mm dicker Probenkörper wurde aus einer Platte, die aus einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht war, ausgestanzt und dann wurde er einem Test unterzogen. Der Verlustfaktor (tanδ (0°C)) des Probenkörpers bei einer Temperatur von 0°C wurde unter der Bedingung, die durch eine Dehnung von 2,5% und eine Frequenz von 10 Hz dargestellt wird, unter Verwendung eines Analysegeräts für die Viskoelastizität (hergestellt von Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) gemessen. Je größer dieser Wert ist, desto besser ist die Griffigkeitseigenschaft.
Die Kautschuke auf der Basis von Butadien, Siliciumoxid, Silankupplungsmittel und andere Zusatzstoffe, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, sind wie folgt.
(a) Kautschuk auf der Basis von Butadien

SBR-A: Styrol-Butadien-Copolymer, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. Mooney-Viskosität: (ML₁₊₄ (100°C)) 75, Gehalt an sich wiederholenden Einheiten, die sich von Styrol ableiten: 25 Gew.-%.
SBR-B: Styrol-Butadien-Copolymer, wobei seine Polymerkettenenden mit einer Amidverbindung modifiziert sind, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. Mooney-Viskosität: (ML₁₊₄ (100°C)) 70, Gehalt an sich wiederholenden Einheiten, die sich von Styrol ableiten: 22 Gew.-%.

(b) Siliciumoxid

Handelsname: ULTRASIL VN3-G, hergestellt von Degussa Co., Ltd.

(c) Silankupplungsmittel

Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (Handelsname: Si69, hergestellt von Degussa Co., Ltd.).

(d) Ruß

Handelsname: DIABLACK N339, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation

(e) Strecköl

Handelsname: JOMO PROCESS NC-140, hergestellt von Japan Energy Corporation

(f) Antioxidans

Handelsname: ANTIGENE 3C, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.

(g) Stearinsäure

Handelsname: STEARIC ACID 50S, hergestellt von New Japan Chemical Co., Ltd.

(h) Zinkoxid

Handelsname: ZINC OXIDE, hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd

(i) Wachs

Handelsname: SUNNOC N, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

(j) Vulkanisierbeschleuniger

Handelsname: SOXINOL CZ, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. Handelsname: SOXINOL D, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.

(k) Schwefel

Handelsname SULFUR POWDER, hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.

Beispiel 1
Einhundert Gewichtsteile von SBR-A und 6,4 Gewichtsteile eines Silankupplungsmittels wurden fünf Minutenlang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 105°C eingestellt war, geknetet, um ein geknetetes Material zu erhalten. Dann wurde das geknetete Material in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt und das Kneten wurde gestartet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 50 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt, und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 2 Minuten und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet und dann wurde das geknetete Material auf Zimmertemperatur abgekühlt, so dass eine vorgeknetete Kautschukzusammensetzung hergestellt wurde.
Die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung wurde in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt und das Kneten wurde gestartet. Wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, wurden 78,4 Gewichtsteile eines Siliciumoxids, 6,4 Gewichtsteile von Ruß, 47,6 Gewichtsteile eines Strecköls, 1,5 Gewichtsteile eines Antioxidans und 2 Gewichtsteile von Stearinsäure in die Labo Plastomill in zwei Chargen bei 30 Sekunden und bei 1 Minute und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens eingefüllt und dann wurden sie mit der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung geknetet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 2 Minuten und 10 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 4 Minuten und 10 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet, so dass eine Kautschukzusammensetzung hergestellt wurde. Dann wurden, wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, 2 Gewichtsteile von Zinkoxid und 1,5 Gewichtsteile von Wachs zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 70°C eingestellt war, geknetet, so dass eine Kautschukzusammensetzung hergestellt wurde.
Wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, wurden 1,4 Gewichtsteile von Schwefel und 2 Gewichtsteile von Vulkanisierbeschleunigern (1 Gewichtsteil von SOXINOL CZ und 1 Gewichtsteil von SOXINOL D) zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und sie wurden 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 50°C eingestellt war, geknetet, so dass eine vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Die vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung wurde mit einer 10-Zoll-Walze geformt, wodurch eine Platte erhalten wurde, die aus der Zusammensetzung gemacht war. Dann wurde die Platte bei 160°C, 4 MPa 45 Minuten lang gepresst, so dass eine 150 mm breite, 150 mm lange und 1,2 mm dicke Platte, die aus einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht war, hergestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 1
SBR-A wurde in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt und das Kneten wurde gestartet. 78,4 Gewichtsteile eines Siliciumoxids, 6,4 Gewichtsteile eines Silankupplungsmittels, 6,4 Gewichtsteile von Ruß, 47,6 Gewichtsteile eines Strecköls, 1,5 Gewichtsteile eines Antioxidans und 2 Gewichtsteile von Stearinsäure pro 100 Gewichtsteilen des vorstehend erwähnten SBR-A wurden in die Labo Plastomill in zwei Chargen bei 30 Sekunden und bei 1 Minute und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens eingefüllt und sie wurden mit dem SBR-A geknetet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 2 Minuten und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 4 Minuten und 20 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde. Dann wurden, wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, 2 Gewichtsteile von Zinkoxid und 1,5 Gewichtsteile von Wachs zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und dann wurden sie 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 70°C eingestellt war, geknetet, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, wurden 1,4 Gewichtsteile von Schwefel und 2 Gewichtsteile von Vulkanisierbeschleunigern (1 Gewichtsteil von SOXINOL CZ und 1 Gewichtsteil von SOXINOL D) zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und sie wurden 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 50°C eingestellt war, geknetet, so dass eine vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Die vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung wurde mit einer 10-Zoll-Walze geformt, wodurch eine Platte erhalten wurde, die aus der Zusammensetzung gemacht war. Dann wurde die Platte bei 160°C, 4 MPa 45 Minuten lang gepresst, so dass eine 150 mm breite, 150 mm lange und 1,2 mm dicke Platte, die aus einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht war, hergestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 2
SBR-A wurde in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt und das Kneten wurde gestartet. 78,4 Gewichtsteile eines Siliciumoxids, 6,4 Gewichtsteile von Ruß, 47,6 Gewichtsteile eines Strecköls, 1,5 Gewichtsteile eines Antioxidans und 2 Gewichtsteile von Stearinsäure pro 100 Gewichtsteilen des SBR-A wurden in die Labo Plastomill in zwei Chargen bei 30 Sekunden und bei 1 Minute und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens eingefüllt und sie wurden mit dem SBR-A geknetet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 2 Minuten und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 4 Minuten und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet, gefolgt von Abkühlen auf Zimmertemperatur, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Die Kautschukzusammensetzung und ein Silankupplungsmittel in einer Menge von 6,4 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des SBR-A, das zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, wurden in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt, und das Kneten wurde gestartet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 40 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 1 Minute und 50 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde. Dann wurden, wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, 2 Gewichtsteile von Zinkoxid und 1,5 Gewichtsteile von Wachs zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und sie wurden 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 70°C eingestellt war, geknetet, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Wo die Menge des SBR-A, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, wurden 1,4 Gewichtsteile von Schwefel und 2 Gewichtsteile von Vulkanisierbeschleunigern (1 Gewichtsteil von SOXINOL CZ und 1 Gewichtsteil von SOXINOL D) zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und dann wurden sie 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 50°C eingestellt war, geknetet, so dass eine vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Die vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung wurde mit einer 10-Zoll-Walze geformt, wobei eine Platte erhalten wurde, die aus der Zusammensetzung gemacht war. Dann wurde die Platte bei 160°C, 4 MPa 45 Minuten lang gepresst, so dass eine 150 min breite, 150 mm lange und 1,2 mm dicke Platte, die aus einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht war, hergestellt wurde.

Die Ergebnisse der Bewertung der Eigenschaften der Platten, die aus den vulkanisierten Kautschukzusammensetzungen gemacht wurden, die in Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 2 erhalten wurden, sind in Tabelle 1 aufgeführt. [Tabelle 1]

Gegenstand der Bewertung	Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff (tanδ bei 70°C)	0,148	0,168	0,153
Griffigkeitseigenschaft (tanδ bei 0°C)	0,453	0,419	0,435

Beispiel 2
Einhundert Gewichtsteile von SBR-B und 6,4 Gewichtsteile eines Silankupplungsmittels wurden fünf Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 105°C eingestellt war, geknetet, um ein geknetetes Material zu erhalten. Dann wurde das geknetete Material in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt und das Kneten wurde gestartet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 1 Minuten und 10 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt, und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 2 Minuten und 50 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet und dann wurde das geknetete Material auf Zimmertemperatur abgekühlt, so dass eine vorgeknetete Kautschukzusammensetzung hergestellt wurde.
Die vorgeknetete Kautschukzusammensetzung wurde in eine Labo Plastomill, die auf 70°C eingestellt war, eingefüllt und das Kneten wurde gestartet. Wo die Menge des SBR-B, die zur Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, wurden 78,4 Gewichtsteile eines Siliciumoxids, 6,4 Gewichtsteile von Ruß, 47,6 Gewichtsteile eines Strecköls, 1,5 Gewichtsteile eines Antioxidans und 2 Gewichtsteile von Stearinsäure in die Labo Plastomill in zwei Chargen bei 30 Sekunden und bei 1 Minute und 30 Sekunden ab dem Start des Knetens eingefüllt und dann wurden sie mit der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung geknetet. Die Temperatur des gekneteten Materials erreichte in 2 Minuten und 20 Sekunden ab dem Start des Knetens 90°C. Das Kneten wurde danach fortgesetzt und als die Temperatur des gekneteten Materials zum Zeitpunkt von 4 Minuten und 10 Sekunden ab dem Start des Knetens 120°C erreichte, wurde das Kneten beendet, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde. Dann wurden, wo die Menge des SBR-B, die zur Herstellung der Kautschukzusammensetzung verwendet wurde, 100 Gewichtsteile beträgt, 2 Gewichtsteile von Zinkoxid und 1,5 Gewichtsteile von Wachs zu der Kautschukzusammensetzung gegeben und dann wurden sie 10 Minuten lang mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 70°C eingestellt war, geknetet, so dass eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Zu der Kautschukzusammensetzung wurden 1,4 Gewichtsteile von Schwefel und 2 Gewichtsteile von Vulkanisierbeschleunigern (1 Gewichtsteil von SOXINOL CZ und 1 Gewichtsteil von SOXINOL D) pro 100 Gewichtsteilen des SBR-B, das in der Kautschukzusammensetzung enthalten ist, gegeben, gefolgt von 10 Minuten lang Kneten mit einer 10-Zoll-Walze, die auf 50°C eingestellt war, so dass eine vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
Die vulkanisierbare Kautschukzusammensetzung wurde mit einer 10-Zoll-Walze geformt, wobei eine Platte erhalten wurde, die aus der Zusammensetzung gemacht war. Dann wurde die Platte bei 160°C, 4 MPa 45 Minuten lang erhitzt, so dass eine 150 mm breite, 150 mm lange und 1,2 mm dicke Platte, die aus einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung gemacht war, hergestellt wurde.
Die Ergebnisse der Bewertung der Eigenschaften der Platte, die aus der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung, die in Beispiel 2 erhalten wurde, gemacht ist, sind in Tabelle 2 aufgeführt. [Tabelle 2]

Gegenstand der Bewertung Beispiel 2

Effizienz beim Einsparen von Kraftstoff (tanδ bei 70°C) 0,148

Griffigkeitseigenschaft (tanδ bei 0°C) 0,660
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-201309 A [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS K6300 (1994) [0013]
ASTM D1993-03 [0042]
ASTM D4820-93 [0048]
ASTM D2414-93 [0048]
JIS K6300 (1994) [0069]
JIS K6383 (1995) [0070]

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, wobei das Verfahren einen Schritt der Herstellung einer vorgekneteten Kautschukzusammensetzung durch Kneten von Kautschuk auf der Basis von Butadien und 1 bis 20 Gewichtsteilen eines Silankupplungsmittels pro 100 Gewichtsteile des Kautschuks auf der Basis von Butadien und einen Schritt des Knetens der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung und von 30 bis 200 Gewichtsteilen eines Siliciumoxids pro 100 Gewichtsteile des Kautschuks auf der Basis von Butadien, der für die Herstellung der vorgekneteten Kautschukzusammensetzung verwendet wird, umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Silankupplungsmittel eine Alkoxysilanverbindung ist, die eine schwefelhaltige Gruppe aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im Schritt der Herstellung einer vorgekneteten Kautschukzusammensetzung der Kautschuk auf der Basis von Butadien und das Silankupplungsmittel bei 160°C oder weniger 1 bis 20 Minuten lang geknetet werden.
Ein Verfahren zur Herstellung einer vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung, wobei das Verfahren einen Schritt des Knetens eines Vulkanisierungsmittels und einer Kautschukzusammensetzung, die durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt wird, umfasst.
Ein Verfahren zur Herstellung einer vulkanisierten Kautschukzusammensetzung, wobei das Verfahren einen Schritt des Erhitzens einer vulkanisierbaren Kautschukzusammensetzung, die durch das Verfahren gemäß Anspruch 4 hergestellt wird, umfasst.