DE102013221633A1

DE102013221633A1 - Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner und Luftreifen

Info

Publication number: DE102013221633A1
Application number: DE102013221633.5A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Miyazaki
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-04-30
Also published as: JP2014084430A; US20140116594A1; US9254715B2; CN103772830A; JP5745490B2

Abstract

Die Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner bereit, welche Verbesserungen bei der Stabilität im Fahrverhalten, Kraftstoffökonomie, Bruchdehnung, Plattenverarbeitbarkeit, Luftbarriereeigenschaften und Herstellungskosten in einer ausgeglichenen Weise ermöglicht, und stellt einen Luftreifen bereit, der einen Innerliner umfasst, welcher aus der Kautschukzusammensetzung gebildet ist. Die Kautschukzusammensetzung enthält einen wiederaufbereiteten Butylkautschuk, einen von dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk verschiedenen halogenierten Butylkautschuk, wenigstens einen halb verstärkenden Füllstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus fein gemahlener bituminöser Kohle, Talk, Glimmer und hartem Ton und Ruß mit einer spezifischen N2SA und/oder Silica mit einer spezifischen N2SA, wobei die fein gemahlene bituminöse Kohle eine spezifische durchschnittliche Partikelgröße aufweist und die Kautschukzusammensetzung einen vorbestimmten Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk aufweist, einen vorbestimmten Gesamtgehalt aus dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk und dem halogenierten Butylkautschuk, einen vorbestimmten Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff und einen vorbestimmten Gesamtgehalt von Ruß und Silica aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner und einen Luftreifen, der aus derselben gebildet ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die Kraftstoffökonomie von Kraftfahrzeugen wurde konventionell durch die Verringerung des Rollwiderstands von Reifen verbessert (in anderen Worten, durch Verbesserung der Leistung in Bezug auf den Rollwiderstand). Da es für Kraftfahrzeuge in letzter Zeit gefordert worden ist, dass diese eine noch weiter verbesserte Kraftstoffökonomie aufweisen, wurden Kautschukzusammensetzungen für Reifenkomponenten benötigt, welche exzellent niedrig im Wärmeaufbau sind. Daher wurde begonnen, Kautschukzusammensetzungen mit einem niedrigen tan δ und einem niedrigen Wärmeaufbau einzusetzen, und zwar beispielsweise im Laufflächenabschnitt oder im Seitenwandabschnitt.
Währenddessen werden in dem Innerlinerabschnitt im Inneren eines Reifens generell Butylkautschuke mit einer niedrigen Luftpermeabilität eingesetzt, um die Luft zurückzuhalten. Diese Butylkautschuke haben jedoch höhere Hystereseverluste als Dienkautschuke, welche im Laufflächenabschnitt oder im Seitenwandabschnitt eingesetzt werden. Daher ist es schwierig, ohne weiteres eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner mit einem niedrigen tan δ bereitzustellen.
Der tan δ einer Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner kann durch Verringerung des Rußgehalts reduziert werden; jedoch wird die Viskosität der unvulkanisierten Kautschukzusammensetzung dann dementsprechend reduziert, was in dem Ausformschritt zu Schwierigkeiten in der Steuerung der Kautschukdicke führt, was eine verschlechterte Plattenverarbeitbarkeit bedeutet. In diesem Zusammenhang offenbart die Patentliteratur 1, dass die Ausgeglichenheit zwischen der Verringerung des tan δ und der Beibehaltung der Plattenverarbeitbarkeit dadurch verbessert werden kann, dass Ruß teilweise durch fein gemahlene bituminöse Kohle ersetzt wird. Währenddessen offenbart die Patentliteratur 2, dass sich die Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften von Reifen durch die Verwendung einer Kautschukzusammensetzung, welche eine Kautschukkomponente mit einer großen Menge an Naturkautschuk in Mischung mit fein gemahlener bituminöser Kohle enthält, in einer Isolierung verbessern lassen. Jedoch lassen die Patentliteraturen 1 und 2 immer noch Raum für eine Verbesserung bei der Stabilität im Fahrverhalten, in der Kraftstoffökonomie, in der Bruchdehnung, in der Plattenverarbeitbarkeit, in den Luftbarriereeigenschaften und in den Herstellungskosten in einer ausgeglichenen Weise.
ZITATLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP H05-43755 A
Patentliteratur 2: JP 4550763 B

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner bereitzustellen, welche Verbesserungen bei der Stabilität im Fahrverhalten, bei der Kraftstoffökonomie, bei der Bruchdehnung, bei der Plattenprozessierbarkeit, bei den Luftbarriereeigenschaften und bei den Herstellungskosten in einer ausgeglichenen Weise ermöglicht, und einen Luftreifen bereitzustellen, der einen Innerliner umfasst, welcher aus der Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gebildet ist.
LÖSUNG DER AUFGABE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, welche enthält: eine Kautschukkomponente, welche einen wiederaufbereiteten Butylkautschuk und einen vom wiederaufbereiteten Butylkautschuk unterschiedlichen halogenierten Butylkautschuk enthält, wenigstens einen halb verstärkenden Füllstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus fein gemahlener bituminöser Kohle, Talk, Glimmer und hartem Ton und wenigstens eines von Ruß mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche von 20 bis 35 m²/g und Silica mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche von 40 bis 120 m²/g, wobei die fein gemahlene bituminöse Kohle eine durchschnittliche Partikelgröße von 50 μm oder kleiner aufweist, die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner einen Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk von 5 bis 30 Massen-% und einen Gesamtgehalt aus dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk und dem halogenierten Butylkautschuk von 70 bis 100 Massen-% aufweist, jeweils bezogen auf 100 Massen-% der Kautschukkomponente, und die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner einen Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff von 3 bis 45 Massenteilen und einen Gesamtgehalt von Ruß und Silica von 20 bis 60 Massenteilen aufweist, jeweils bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente.
Vorzugsweise enthält die Kautschukzusammensetzung, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, 1 bis 20 Massenteile einer Harzmischung und 0,8 bis 2,9 Massenteile Zinkoxid.
Vorzugsweise enthält die Kautschukzusammensetzung, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, einen Gehalt an Phenylendiamin-Antioxidationsmittel von 0,5 Massenteilen oder weniger.
Vorzugsweise weist die Kautschukzusammensetzung einen tan δ bei 70°C von 0,20 oder weniger auf.
Vorzugsweise entält die Kautschukzusammensetzung, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, 0,1 bis 3 Massenteile eines Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats, welches durch die folgende Formel (1) dargestellt ist:
wobei R¹, R² und R³ gleich sind oder sich voneinander unterscheiden und jeweils eine C₅- bis C₁₂-Alkylgruppe repräsentieren, x und y gleich sind oder sich voneinander unterscheiden und jeweils für eine ganze Zahl von 1 bis 3 stehen und t für eine ganze Zahl von 0 bis 250 steht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen Luftreifen, welcher einen Innerliner umfasst, der aus der Kautschukzusammensetzung gebildet ist.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung für einen Innenliner bereit, welche vorbestimmte Mengen an wiederaufbereitetem Butylkautschuk, an halogeniertem Butylkautschuk, an spezifischem halb verstärkendem Füllstoff und spezifischem Ruß und/oder spezifischem Silica enthält. Dementsprechend ermöglicht die Verwendung der Kautschukzusammensetzung in einem Reifeninnerliner die Herstellung eines Luftreifens, welcher bezüglich der Stabilität im Fahrverhalten, der Kraftstoffökonomie, der Bruchdehnung, der Plattenprozessierbarkeit, den Luftbarriereeigenschaften und den Herstellungskosten in einer ausgeglichenen Weise verbessert ist.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Kautschukzusammensetzung für einen Innenliner der vorliegenden Erfindung enthält vorbestimmte Mengen eines wiederaufbereiteten Butylkautschuks, eines halogenierten Butylkautschuks, eines spezifischen halb verstärkenden Füllstoffs und eines spezifischen Rußes und/oder spezifischen Silicas.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete wiederaufbereitete Butylkautschuk bezieht sich auf die Butylkautschukfraktion, welche in gemahlenen Partikeln eines Kautschukprodukts, wie eines Reifenschlauches oder eines in der Reifenherstellung verwendeten Heizbalges, welches große Mengen an Butylkautschuk enthält, enthalten ist, oder auf die Butylkautschukfraktion, welche in einem Produkt enthalten ist, welches durch Erhitzen/Pressen gemahlener Partikel erhalten wird, und umfasst einen wieder-vulkanisierbaren Kautschuk, welcher durch Zersetzung der Vernetzungsbindungen (Devulkanisation) der Kautschukkomponente erhalten worden ist. Im Allgemeinen entsprechen etwa 50 Massen-% der gemahlenen Partikel dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk. Der wiederaufbereitete Butylkautschuk enthält auch Schwefel; allerdings ist der Schwefel deaktiviert, um nicht an Vernetzungen teilzunehmen.
Beispiele für kommerzielle Produkte für den wiederaufbereiteten Butylkautschuk umfassen einen aus Schläuchen wiederaufbereiteten Kautschuk, welcher von Muraoka Rubber Reclaiming Co., Ltd. hergestellt wird, und einen aus Heizbälgern wiederaufbereiteten Kautschuk, welcher von Car Quest Co., Ltd. hergestellt wird. Der aus Schläuchen wiederaufbereitete Kautschuk der Muraoka Rubber Reclaiming Co., Ltd. wird durch Hitzebehandlung von Butyl-Schläuchen unter Druck hergestellt. Die Kautschukaufbereitung aus Heizbälgern der Car Quest Co., Ltd. wird durch Mahlen von Heizbälgern in einem Extruder hergestellt. Jeder dieser wiederaufbereiteten Butylkautschuke kann alleine eingesetzt werden oder zwei oder mehr von ihnen können in Mischung eingesetzt werden.
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich zu dem wiederaufbereiteten Kautschuk einen halogenierten Butylkautschuk (X-IIR). Da der wiederaufbereitete Butylkautschuk typischerweise eine große Menge an nicht halogeniertem Butylkautschuk (regulärem Butylkautschuk) enthält, stellt dessen Verwendung zusammen mit einem halogenierten Butylkautschuk gute Luftbarriereeigenschaften und eine geeignete Vulkanisationsgeschwindigkeit sicher.
Wenn hier einfach auf ”halogenierten Butylkautschuk” Bezug genommen wird, bezieht sich die Bezeichnung auf einen halogenierten Butylkautschuk, welcher sich von dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk unterscheidet.
Beispiele für den halogenierten Butylkautschuk umfassen bromierter Butylkautschuke (Br-IIR) und chlorierte Butylkautschuke (Cl-IIR). Von diesen sind chlorierte Butylkautschuke bevorzugt, da sie bezüglich der Vulkanisationsgeschwindigkeit und der Beständigkeit gegenüber Anvernetzung exzellent sind, wenn sie in einem System eingesetzt werden, welches auch Naturkautschuk beinhaltet (NR).
Der Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk, bezogen auf 100 Massen-% der Kautschukkomponente, beträgt 5 Massen-% oder mehr und bevorzugt 8 Massen-% oder mehr. Ein Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk von weniger als 5 Massen-% kann keinen ausreichenden Effekt auf die Reduzierung der Herstellungskosten bewirken. Der Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk beträgt 30 Massen-% oder weniger und bevorzugt 25 Massen-% oder weniger. Ein Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk von mehr als 30 Massen-% kann es unmöglich machen, zufriedenstellende Luftbarriereeigenschaften und eine ausreichende Vulkanisationsgeschwindigkeit zu gewährleisten.
Der Gehalt an halogeniertem Butylkautschuk, bezogen auf 100 Massen-% der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 40 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 50 Massen-% oder mehr und ganz besonders bevorzugt 60 Massen-% oder mehr. Ein Gehalt an halogeniertem Butylkautschuk von weniger als 40 Massen-% kann keine zufriedenstellenden Luftbarriereeigenschaften und keine ausreichende Vulkanisationsgeschwindigkeit sicherstellen. Der Gehalt an halogeniertem Butylkautschuk beträgt bevorzugt 80 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 75 Massen-% oder weniger. Falls der Gehalt an halogeniertem Butylkautschuk mehr als 80 Massen-% beträgt, ist es wahrscheinlich, dass der Effekt der Verbesserung der Leistung ein Plateau erreicht und daher dazu tendiert, nicht dem Anstieg der Herstellungskosten zu entsprechen.
Der Gesamtgehalt an dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk und dem halogenierten Butylkautschuk, basierend auf 100 Massen-% der Kautschukkomponente, beträgt 70 Massen-% oder mehr, bevorzugt 75 Massen-% oder mehr und ganz besonders bevorzugt 80 Massen-% oder mehr. Ein Gesamtgehalt von weniger als 70 Massen-% kann keine zufriedenstellenden Luftbarriereeigenschaften erreichen. Obwohl der Gesamtgehalt 100 Massen-% betragen kann, beträgt er unter dem Aspekt, eine Endqualität der Verbindung des Innerliners, der Haftung an eine benachbarte Komponente und des Abschälwiderstandes nach der Vulkanisation in ausreichendem Maß aufrechtzuerhalten, bevorzugt 95 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 90 Massen-% oder weniger.
Beispiele für andere anwendbare Kautschuke umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Naturkautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadienkautschuk (BR), epoxidierten Naturkautschuk (ENR), Chloroprenkautschuk (CR), Styrol-Isopren-Butadien-Copolymer-Kautschuk (SIBR) und Styrol-Isobutylen-Styrol-Blockcopolymere (SIBS). Unter diesen sind unter dem Aspekt der Haftung NR und IR bevorzugt, und sind unter dem Aspekt der Luftbarriereeigenschaften ENR und SIBS bevorzugt.
Der NR ist nicht insbesondere limitiert und kann einer sein, der für gewöhnlich in der Reifenindustrie verwendet wird, wie SIR20, RSS#3 und TSR20.
Der Gehalt an NR, bezogen auf 100 Massen-% der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 5 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 10 Massen-% oder mehr. Ein Gehalt an NR von weniger als 5 Massen-% tendiert dazu, zu einer Verschlechterung der Haftung und Plattenverarbeitbarkeit zu führen. Der NR-Gehalt beträgt bevorzugt 40 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 35 Massen-% oder weniger. Ein Gehalt an NR von mehr als 40 Massen-% entspricht einer Verringerung des Butyl-Kautschuk-Gehalts, was es unmöglich machen kann, zufriedenstellende Luftbarriereeigenschaften sicherzustellen.
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als einen erweiternden Füllstoff wenigstens einen halb verstärkenden Füllstoff, der aus der Gruppe bestehend aus fein gemahlener bituminöser Kohle, Talk, Glimmer und hartem Ton ausgewählt ist. Diese halb verstärkenden Füllstoffe bilden während des Knetens keine Polymergele, was eine gute Plattenverarbeitbarkeit erlaubt. Unter den Aspekten der Plattenverarbeitbarkeit und der Kosten ist der halb verstärkende Füllstoff bevorzugt fein gemahlene bituminöse Kohle, üblicher Talk oder harter Ton und unter dem Aspekt der Luftbarriereeigenschaften ist er bevorzugt Glimmer mit einem großen Aspektverhältnis oder flacher Talk (z. B. HAR produziert von Nihon Mistron Co., Ltd.).
Beispiele für die bituminöse Kohle, welche in der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten sein kann, umfassen gebräuchliche Kohle. Solche bituminöse Kohle kann in der Form von gemahlenen Partikeln in der Kautschukzusammensetzung eingearbeitet sein.
Die fein gemahlene bituminöse Kohle weist eine mittlere Partikelgröße von 50 μm oder weniger und bevorzugt von 30 μm oder weniger auf. Eine größere mittlere Partikelgröße als 50 μm kann zu einer nicht zufriedenstellend verbesserten Kraftstoffökonomie führen. Die untere Grenze für die durchschnittliche Partikelgröße der fein gemahlenen bituminösen Kohle ist nicht insbesondere limitiert und beträgt bevorzugt 1 μm oder mehr.
Der Talk weist bevorzugt eine mittlere Partikelgröße von 50 μm oder weniger und besonders bevorzugt von 30 μm oder weniger auf. Eine mittlere Partikelgröße von mehr als 50 μm kann zu einer nicht zufriedenstellend verbesserten Kraftstoffökonomie führen. Die untere Grenze für die mittlere Partikelgröße von Talk ist nicht insbesondere limitiert und beträgt bevorzugt 1 μm oder mehr.
Der Glimmer weist bevorzugt eine mittlere Partikelgröße von 50 μm oder weniger und besonders bevorzugt von 30 μm oder weniger auf. Eine mittlere Partikelgröße von mehr als 50 μm kann zu einer nicht zufriedenstellend verbesserten Kraftstoffökonomie führen. Die untere Grenze für die mittlere Partikelgröße von Glimmer ist nicht insbesondere limitiert und beträgt bevorzugt 1 μm oder mehr.
Der harte Ton weist bevorzugt eine mittlere Partikelgröße von 50 μm oder weniger und besonders bevorzugt von 30 μm oder weniger auf. Eine mittlere Partikelgröße von mehr als 50 μm kann nicht zu einer ausreichend verbesserten Kraftstoffökonomie führen. Die untere Grenze für die mittlere Partikelgröße von hartem Ton ist nicht insbesondere limitiert und beträgt bevorzugt 0,5 μm oder mehr und besonders bevorzugt 1 μm oder mehr.
Die mittleren Partikelgrößen dieser halb verstärkenden Füllstoffe beziehen sich jeweils auf eine mittlere Partikelgröße auf einer Massenbasis, wie sie durch eine Partikelgrößenverteilungsmessung in Übereinstimmung mit der JIS Z 8815-1994 bestimmt wird.
Der Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff beträgt, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, 3 Massenteile oder mehr, bevorzugt 8 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 10 Massenteile oder mehr. Ein Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff von weniger als 3 Massenteilen kann nicht eine zufriedenstellende Plattenverarbeitbarkeit sicherstellen. Der Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff beträgt 45 Massenteile oder weniger und bevorzugt 40 Massenteile oder weniger. Ein Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff von mehr als 45 Massenteilen kann es unmöglich machen, eine zufriedenstellende Bruchdehnung sicherzustellen.
Die Kautschukzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung beinhalten Ruß und/oder Silica als Verstärkung. Die Verstärkung beinhaltet vorzugsweise wenigstens Ruß und kann eine Mischung aus Ruß und Silica beinhalten.
Der Ruß weist eine durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche (N₂SA) von 20 m²/g oder mehr und bevorzugt von 25 m²/g oder mehr auf. Ruß mit einer N₂SA von weniger als 20 m²/g kann nicht eine ausreichende Verstärkung erzielen. Der Ruß weist eine N₂SA von 35 m²/g oder weniger auf. Ein Ruß mit einer N₂SA von mehr als 35 m²/g kann die Kautschukzusammensetzung zu hart werden lassen, was wahrscheinlich zu einer Reduzierung der Bruchdehnung führt.
Die durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche von Ruß bezieht sich auf einen Wert, welcher in Übereinstimmung mit der JIS K 6217-2:2001 gemessen wurde.
Das Silica weist eine durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche von (N₂SA) von 40 m²/g oder mehr und bevorzugt von 70 m²/g oder mehr auf. Ein Silica mit einer N₂SA von weniger als 40 m²/g kann keine ausreichende Verstärkung erzielen. Das Silica weist eine N₂SA von 120 m²/g oder weniger auf. Silica mit einer N₂SA von mehr als 120 m²/g kann eine Verschlechterung der Luftbarriereeigenschaften und des tan δ verursachen.
Die N₂SA von Silica bezieht sich auf einen Wert, welcher durch die BET-Methode in Übereinstimmung mit der ASTM D3037-81 gemessen wurde.
Unter dem Aspekt, eine vorteilhafte Verstärkung zu erzielen, beträgt der Gesamtgehalt an Ruß und Silica, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, 20 bis 60 Massenteile. Die untere Grenze für den Gesamtgehalt an Ruß und Silica beträgt bevorzugt 30 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 35 Massenteile oder mehr. Die obere Grenze beträgt bevorzugt 50 Massenteile oder weniger und besonders bevorzugt 45 Massenteile oder weniger.
Unter dem Aspekt, eine vorteilhafte Verstärkung zu erzielen, beträgt der Rußgehalt, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, bevorzugt 20 Massenteile oder mehr, besonders bevorzugt 30 Massenteile oder mehr und ganz besonders bevorzugt 35 Massenteile oder mehr und beträgt bevorzugt 60 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 50 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 45 Massenteile oder weniger.
Der Silicagehalt beträgt, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, bevorzugt 0 bis 30 Massenteile. Die Verwendung des Silicas verbessert die Bruchdehnung; es kann jedoch ein Schrumpfen der Kautschukzusammensetzung verursachen.
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt eine Harzmischung. Die Harzmischung dient dazu, die Lücken zwischen einer Verstärkung (z. B. Ruß) und einem Polymer zu füllen, wodurch die Luftbarriereeigenschaften weiter verbessert werden. Die Harzmischung bezieht sich auf eine Mischung aus zwei oder mehr Harzen. Beispiele für die Harze, welche in der Harzmischung eingesetzt werden, umfassen aromatische Kohlenwasserstoffharze, wie phenolische Klebrigmacher-Harze, Chroman-Harze, Inden-Harze und Chroman-Inden-Harze sowie aliphatische Kohlenwasserstoffharze (z. B. C₅-, C₈- und C₉-Harze). Zwei oder mehr von diesen können vermischt sein und als Harzmischung verwendet werden. Unter diesen sind Mischungen aus einem aromatischen Kohlenwasserstoffharz und einem aliphatischen Kohlenwasserstoffharz bevorzugt.
Spezifische Beispiele für die Harzmischungen umfassen Struktol 40MS, hergestellt von Struktol Company, Rhenosin 145A, hergestellt von Rhein Chemie Corp. und Promix 400, hergestellt durch Flow Polymers Inc.
Der Gehalt an Harzmischung, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 1 Massenteil oder mehr und besonders bevorzugt 2 Massenteile oder mehr. Ein Gehalt an Harzmischung von weniger als 1 Massenteil kann die Luftbarriereeigenschaften nicht ausreichend verbessern. Der Gehalt an Harzmischung beträgt bevorzugt 20 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 12 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 8 Massenteile oder weniger. Ein Gehalt an Harzmischung von mehr als 20 Massenteilen kann die Viskosität der gekneteten Kautschukmischung beträchtlich reduzieren, wodurch möglicherweise eine Verschlechterung der Plattenverarbeitbarkeit und des tan δ verursacht werden.
Vorzugsweise enthält die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung Stearinsäure. Der Gehalt an Stearinsäure, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 0,5 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 0,8 Massenteile oder mehr. Ein Stearinsäuregehalt von weniger als 0,5 Massenteilen führt wahrscheinlich zu Schwierigkeiten beim Dispergieren von Zinkoxid, was zu einer Tendenz der Verschlechterung der Plattenverarbeitbarkeit und der Bruchdehnung führt. Der Stearinsäuregehalt beträgt bevorzugt 2,7 Massenteile, besonders bevorzugt 2,0 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 1,8 Massenteile oder weniger. Ein Stearinsäuregehalt von mehr als 2,7 Massenteilen führt wahrscheinlich zu einem übermäßigen Anstieg der Schmierfähigkeit während des Knetens, was dazu tendiert, die Füllstoffdispergierung und Bruchdehnung zu verschlechtern.
Vorzugsweise enthält die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung Zinkoxid. Zinkoxid dient dazu, die Vernetzung in den Isopren-Einheiten des Butylkautschuks zu fördern, wodurch das E* erhöht und der tan δ verringert wird. Der Zinkoxidgehalt, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 0,8 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 1,0 Massenteile oder mehr. Ein Zinkoxidgehalt von weniger als 0,8 Massenteilen kann darin scheitern, das E* zufriedenstellend zu erhöhen und den tan δ zufriedenstellend zu verringern. Der Zinkoxidgehalt beträgt bevorzugt 2,9 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 2,0 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 1,8 Massenteile oder weniger. Falls der Zinkoxidgehalt 2,9 Massenteile übersteigt, können undispergierte Agglomerate aus Zinkoxid eine Kautschukanvulkanisation verursachen, wodurch wahrscheinlich eine Verschlechterung der Plattenverarbeitbarkeit verursacht wird. Außerdem bilden sich einige Hohlräume um die undispergierten Agglomerate aus Zinkoxid und daher könnte Luft durch die Hohlräume strömen, was wahrscheinlich zu schlechten Luftbarriereeigenschaften führt. Zusätzlich steigen die Herstellungskosten an.
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beinhaltet bevorzugt ein Antioxidationsmittel. Das Antioxidationsmittel ist nicht insbesondere limitiert und solche, welche im Kautschukbereich eingesetzt werden, können verwendet werden. Beispiele hierfür umfassen Chinolin-, Chinon-, Phenol- und Phenylendiamin-Antioxidationsmittel. Bevorzugt unter diesen sind Chinolin-Antioxidationsmittel, da sie effektiv den oxidativen Abbau unterdrücken und es weniger wahrscheinlich ist, dass diese eine Kautschukanvulkanisation verursachen. Beispiele für Chinolin-Antioxidationsmittel umfassen 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolinpolymere und 6-Ethoxy-2,2,4-timethyl-1,2,dihydrochinolin und bevorzugt sind 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolinpolymere.
Der Gehalt an Chinolin-Antioxidationsmittel, bezogen auf 100 Teile der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 0,5 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 0,8 Massenteile oder mehr. Falls der Gehalt an Chinolin-Antioxidationsmittel weniger als 0,5 Massenteile beträgt, kann das Chinolin-Antioxidationsmittel den oxidativen Abbau des Innerliners und benachbarter Komponenten nicht ausreichend unterdrücken. Der Gehalt an Chinolin-Antioxidationsmittel beträgt bevorzugt 2,0 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 1,5 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 1,2 Massenteile oder weniger. Falls der Gehalt an Chinolin-Antioxidationsmittel 2,0 Massenteile übersteigt, besteht eine dahingehende Tendenz, dass leicht ein Durchrutschen des Rotors auftritt, was eine Verschlechterung der Füllstoffdispergierung, Bruchdehnung und Kneteffizienz verursachen kann.
Die Verwendung von einem Phenylendiamin-Antioxidationsmittel, wie N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin oder N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, kann dazu führen, dass ein Butylkautschuk während des Knetens leicht anvulkanisiert. Daher ist der Gehalt an Phenylendiamin-Antioxidationsmittel in der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise so niedrig wie möglich. Unter diesem Gesichtspunkt beträgt der Gehalt an Phenylendiamin-Antioxidationsmittel, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, bevorzugt 0,5 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 0,3 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 0 Massenteile (substantiell nicht enthalten).
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt ein Alkyl-Schwefelchlorid-Kondensat, welches durch die folgende Formel (1) dargestellt ist. Dieses verbessert die Kraftstoffökonomie weiter. Zusätzlich wird die Covernetzung mit einer benachbarten Komponente verbessert und dadurch wird ein guter Abschälwiderstand (Haftung) erzielt.
In der Formel sind R¹, R² und R³ gleich oder unterscheiden sich voneinander und repräsentieren jeweils eine C₅- bis C₁₂-Alkylgruppe, sind x und y gleich oder unterscheiden sich voneinander und stehen jeweils für eine ganze Zahl von 1 bis 3 und steht t für eine ganze Zahl von 0 bis 250.
Das Symbol t steht für eine ganze Zahl von 0 bis 250, bevorzugt für eine ganze Zahl von 0 bis 100, ganz besonders bevorzugt für eine ganze Zahl von 10 bis 100 und höchst bevorzugt für eine ganze Zahl von 20 bis 50, da das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat gut in der Kautschukkomponente dispergiert wird. Die Symbole x und y sind bevorzugt beide 2, so dass hohe Härten effizient erzielt werden können. Die Symbole R¹ bis R³ sind jeweils bevorzugt eine C₆- bis C₉-Alkylgruppe, da das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat gut in der Kautschukkomponente dispergiert wird.
Das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat kann nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Verfahren, in welchem ein Alkylphenol mit Schwefelchlorid bei einem molaren Verhältnis von beispielsweise 1:0,9–1,25 reagiert, angewendet werden. Spezifische Beispiele für das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat umfassen Tackirol V200 (in der Formel (1) sind R¹, R² und R³ jeweils eine Octylgruppe (-C₈H₁₇), sind x und y jeweils 2 und beträgt t 0 bis 100) und TS3101 (in der Formel (1) sind R¹, R² und R³ jeweils eine Dodecylgruppe (-C₁₂H₂₅), beträgt x und y sind jeweils 2, und beträgt t 150 bis 200), beide hergestellt von Taoka Chemical Co., Ltd.
In der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, welche ein Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat enthält, beträgt der Gehalt an Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, bevorzugt 0,1 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 0,3 Massenteile oder mehr. Ein Gehalt an Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat von weniger als 0,1 Massenteilen kann die Kraftstoffökonomie nicht ausreichend verbessern. Der Gehalt an Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat beträgt bevorzugt 3 Massenteile oder weniger und besonders bevorzugt 1,5 Massenteile oder weniger. Ein Gehalt an Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat von mehr als 3 Massenteilen könnte zu einer zu schnellen Vulkanisationsgeschwindigkeit führen, was wahrscheinlich eine häufigere Kautschukanvulkanisation verursacht.
Optional kann die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den oben genannten Komponenten, Additive (z. B. Öl, Vulkanisationsbeschleuniger und Schwefel) enthalten, welche gewöhnlich bei der Herstellung von Kautschukzusammensetzungen verwendet werden.
Beispiele für das Öl umfassen aromatische Öle, Prozessöle und Paraffinöle. Bevorzugt unter diesen sind Paraffinöle, da sie eine gute Ausblutechtheit in Bezug auf Butylkautschuke aufweisen, und es weniger wahrscheinlich ist, dass diese Probleme, wie Schwefelausblühungen und Haftungsversagen, verursachen.
Der Ölgehalt beträgt für eine gute Plattenverarbeitbarkeit, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, bevorzugt 1 Massenteil oder mehr, besonders bevorzugt 3 Massenteile oder mehr und ganz besonders bevorzugt 5 Massenteile oder mehr. Unter dem Aspekt, eine zufriedenstellende Luftbarriereeigenschaft und Füllstoffdispergierung sicherzustellen, beträgt der Ölgehalt bevorzugt 15 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 10 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 8 Massenteile oder weniger.
Beispiele für die Vulkanisationsbeschleuniger umfassen Sulfenamid-, Thiazol-, Thiuram-, Thioharnstoff-, Guanidin-, Dithiocarbamat-, Aldehydamin-, Aldehydammoniak-, Imidazolin- und Xanthogenat-Vulkanisationsbeschleuniger. Bevorzugt unter diesen sind Thiazol-Vulkanisationsbeschleuniger und besonders bevorzugt ist Di-2-benzothiazolyldisulfid, da diese einen hohen Schmelzpunkt aufweisen und es weniger wahrscheinlich ist, dass diese eine Kautschukanvulkanisation verursachen.
Der Gehalt an Vulkanisationsbeschleuniger, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, beträgt bevorzugt 0,2 Massenteile oder mehr, besonders bevorzugt 0,5 Massenteile oder mehr und ganz besonders bevorzugt 0,8 Massenteile oder mehr. Ein Gehalt an Vulkanisationsbeschleuniger von weniger als 0,2 Massenteilen kann eine ausreichende Vulkanisationsgeschwindigkeit nicht sicherstellen. Der Gehalt an Vulkanisationsbeschleuniger beträgt bevorzugt 5 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 3 Massenteile oder weniger und ganz besonders bevorzugt 2 Massenteile oder weniger. Ein Gehalt an Vulkanisationsbeschleuniger von mehr als 5 Massenteilen kann eine zu schnelle Vulkanisationsgeschwindigkeit verursachen.
Der Schwefel ist nicht insbesondere eingeschränkt und solche, welche generell in der Reifenindustrie verwendet werden, können verwendet werden.
Um eine vernetzte Struktur vorteilhaft zu bilden, beträgt der Schwefelgehalt, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, bevorzugt 0,3 Massenteile oder mehr und besonders bevorzugt 0,4 Massenteile oder mehr und beträgt bevorzugt 1,0 Massenteile oder weniger und besonders bevorzugt 0,8 Massenteile oder weniger.
Der Schwefelgehalt schließt hier die Menge an Schwefel, die aus dem durch die Formel (1) dargestellten Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat abgeleitet ist, ein.
Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch ein gewöhnlich angewendetes Verfahren hergestellt werden. Speziell als Beispiel werden die oben erwähnten Komponenten mit einer bekannten Knetmaschine, welche allgemein in der Kautschukindustrie verwendet wird, wie mit einem Banbury-Mischer, einem Kneter oder einer offenen Walzenmühle, geknetet und dann wird die resultierende Mischung vulkanisiert, wodurch die Kautschukzusammensetzung hergestellt werden kann.
Die Kautschukzusammensetzung (vulkanisierte Kautschukzusammensetzung) der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen tan δ bei 70°C von 0,20 oder weniger auf. Eine Kautschukzusammensetzung mit einem tan δ von höher als 0,20 kann eine ausreichende Kraftstoffökonomie nicht sicherstellen. Die untere Grenze für den tan δ bei 70°C ist nicht insbesondere eingeschränkt und beträgt bevorzugt 0,10 oder mehr, wenn der Gesamtgehalt des wiederaufbereiteten Butylkautschuks und des halogenierten Butylkautschuks 70 Massen-% oder mehr beträgt.
Der tan δ bei 70°C wird gemäß dem in den untenstehenden BEISPIELEN beschriebenen Verfahren gemessen.
Der Luftreifen der vorliegenden Erfindung kann für Personenkraftwagen, Schwerlastkraftfahrzeuge, industrielle Kraftfahrzeuge und dergleichen verwendet werden und ist insbesondere für Personenkraftwagen geeignet.
Der Luftreifen der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung der oben genannten Kautschukzusammensetzung nach einer herkömmlicherweise verwendeten Methode hergestellt werden. Spezifisch wird die Kautschukzusammensetzung zu der Form eines Innerliners extrudiert und verarbeitet, auf eine herkömmliche Art in einer Reifenherstellungsmaschine angeordnet und mit anderen Reifenkomponenten zusammengesetzt, um einen unvulkanisierten Reifen zu bilden. Der resultierende unvulkanisierte Reifen wird dann in einem Vulkanisator unter Hitze gepresst, um einen Reifen herzustellen.
BEISPIELE
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter anhand von Beispielen beschrieben. Die Beispiele zielen nicht darauf ab, den Umfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
NR: TSR20

Chlorierter Butylkautschuk: Chlorobutyl HT1066, hergestellt von Exxon Mobil Corporation
Wiederaufbereiteter Kautschuk: wiederaufbereiteter Kautschuk (Butylkautschuk: 50 Massen-%, Ruß N660: 33 Massen-%, andere Komponenten: 17 Massen-%), hergestellt von Car Quest Co., Ltd.
Ruß N762: Statex N762 (N₂SA: 29 m²/g), hergestellt von Columbian Chemicals Company
Ruß N660: N660 (N₂SA: 35 m²/g), hergestellt von Jiangxi Black Cat Carbon Black Co., Ltd.
Ruß N550: ShoBlack N550 (N₂SA: 40 m²/g), hergestellt von Cabot Japan K. K.
Silica Z1085: Z1085Gr (N₂SA: 85 m²/g), hergestellt von Rhodia
Silica Z115GR: Z115Gr (N₂SA: 115 m²/g), hergestellt von Rhodia
Silica VN3: ULTRASIL VN3 (N₂SA: 175 m²/g), hergestellt von Degussa
Silankupplungsmittel: Si75, hergestellt von Degussa
Harzmischung: 40MS (eine Mischung aus einem aromatischen Kohlenwasserstoffharz und einem aliphatischen Kohlenwasserstoffharz), hergestellt von Struktol Company
Mineralöl: Diana Process Oil PA32 (Paraffinöl), hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Zinkoxid: Zinkoxid #2, hergestellt von Mitsui Mining&Smelting Co., Ltd.
Stearinsäure: Stearinsäure ”Tsubaki”, hergestellt von NOF Corporation
Antioxidationsmittel 6PPD: Antigene 6C, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Antioxidationsmittel RD: Nocrack 224, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Fein gemahlene bituminöse Kohle 1: Austin Black 325 (durchschnittliche Partikelgröße: 5 μm, spezifisches Gewicht: 1.3, BET spezifische Oberfläche: 9,0 m²/g, Ölgehalt: 17 Massen-%), hergestellt von Coal Fillers Inc.
Fein gemahlene bituminöse Kohle 2: Austin Black 325 (durchschnittliche Partikelgröße: 20 μm, Ölgehalt: 17 Massen-%), hergestellt von Coal Fillers Inc.
Fein gemahlene bituminöse Kohle 3: Austin Black 325 (durchschnittliche Partikelgröße: 80 μm, Ölgehalt: 17 Massen-%), hergestellt von Coal Fillers Inc.
Fein gemahlene bituminöse Kohle 4: Austin Black 325 (durchschnittliche Partikelgröße: 200 μm, Ölgehalt: 17 Massen-%), hergestellt von Coal Fillers Inc.
Talk (flacher Talk): HAR (mittlere Partikelgröße: 5,7 μm, spezifisches Gewicht: 2,7, BET spezifische Oberfläche: 22 m²/g), hergestellt von Nihon Mistron Co., Ltd.
Glimmer: Glimmer S-200HG (Phlogopit, mittlere Partikelgröße: 50 μm, Aspektverhältnis: 55), hergestellt von Repco Inc.
Harter Ton: Crown Clay (mittlere Partikelgröße: 0,6 μm), hergestellt von Southeastern Clay Company
Calciumcarbonat: Tancaru 200 (durchschnittliche Partikelgröße: 2,7 μm, spezifisches Gewicht: 2,68, BET spezifische Oberfläche: 1,5 m²/g), hergestellt von Takehara Kagaku Kogyo Co., Ltd.
5% Öl enthaltendes Schwefelpulver: HK-200-5 (Ölgehalt: 5 Massen-%), hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.
V200: Tackirol V200 (ein Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat, das durch die Formel (1) dargestellt wird, wobei R¹, R² und R³ jeweils eine Octylgruppe (-C₈H₁₇) sind, x und y jeweils 2 sind und t 0 bis 100 ist, Schwefelgehalt: 24 Massen-%, gewichtsgemitteltes Molekulargewicht: 9000), hergestellt von Taoka Chemical Co., Ltd.
Vulkanisationsbeschleuniger DM: Nocceler DM (Di-2-benzothiazolyldisulfid), hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Beispiele und Vergleichsbeispiele
Gemäß jeder der in den Tabellen 1 oder 2 gezeigten Zusammensetzung werden alle Chemikalien abgesehen vom Zinkoxid, dem/den Vernetzungsmittel(n) (Schwefel, Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat) und dem Vulkanisationsbeschleuniger unter Verwendung eines 1,7 L-Banbury-Mischers geknetet. Anschließend werden zu der gekneteten Mischung Zinkoxid, Vernetzungsmittel und Vulkanisationsbeschleuniger zugegeben und die resultierende Mischung wird mit einer Walze geknetet, um eine unvulkanisierte Kautschukzusammensetzung zuzubereiten. Die unvulkanisierte Kautschukzusammensetzung wurde bei 150°C für 30 Minuten pressvulkanisiert, um eine vulkanisierte Kautschukzusammensetzung zu erhalten.
(Viskoelastizitätstest)
Das komplexe Elastizitätsmodul (E*) und der Verlustfaktor (tan δ) der erhaltenen vulkanisierten Kautschukzusammensetzung wurden bei einer Temperatur von 70°C, einer Frequenz von 10 Hz, einer anfänglichen Dehnung von 10% und einer dynamischen Dehnung von 2% unter Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers VES (Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) gemessen. Ein E* im Zielbereich deutet auf eine gute Stabilität im Fahrverhalten hin. Je niedriger der tan δ ist, desto besser ist die Kraftstoffökonomie. Die Ergebnisse für tan δ sind auch in Indizes ausgedrückt, wobei der tan δ für das Vergleichsbeispiel 1100 beträgt. Je höher der Index ist, desto besser ist die Kraftstoffökonomie.
(Zugdehnungsversuch)
Zugdehnungsversuche in Übereinstimmung mit der JIS K 6251 ”Kautschuk, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Zugspannungs-Dehnungseigenschaften” wurden für jede vulkanisierte Kautschukzusammensetzung bei Zimmertemperatur an drei Prüfhanteln durchgeführt, um die Bruchdehnung EB (%) zu messen. Je höher die EB ist, desto besser ist die Bruchdehnung (Haltbarkeit). Die Ergebnisse für die EB sind auch in Indizes dargestellt, wobei die EB für das Vergleichsbeispiel 1100 beträgt. Je höher der Index ist, desto besser ist die Bruchdehnung.
(Plattenverarbeitbarkeitstest)
Nach dem Extrudieren und Verarbeiten wurden die unvulkanisierten Kautschukzusammensetzungen bezüglich der folgenden vier Eigenschaften bewertet: die Anvulkanisationsbeständigkeit des Extrudats, die Ebenheit der Platten, das Schrumpfen der Platte und die Kantenunregelmäßigkeiten. Die Ergebnisse der Plattenverarbeitbarkeit der unvulkanisierten Kautschukzusammensetzungen sind als Indizes ausgedrückt, wobei der Plattenverarbeitbarkeitsindex für das Vergleichsbeispiel 1 100 beträgt. Je höher der Index ist, desto besser ist die Plattenverarbeitbarkeit.
(Luftdurchlässigkeitstest)
Die Luftdurchlässigkeiten der unvulkanisierten Kautschukzusammensetzungen wurde in Übereinstimmung mit der ASTM D-1434-75M gemessen und unter Verwendung der folgenden Gleichung als Indizes ausgedrückt. Je höher der Index der Luftbarriereeigenschaften ist, desto geringer ist die Luftdurchlässigkeit der vulkanisierten Kautschukzusammensetzung und wiederum desto besser sind die Luftbarriereeigenschaften. (Index der Luftbarriereeigenschaften) = (Luftdurchlässigkeit von Vergleichsbeispiel 1)/(Luftdurchlässigkeit der jeweiligen Kautschukzusammensetzung) × 100
(Herstellungskosten)
Herstellungskosten für die Kautschukzusammensetzungen sind als Indizes ausgedrückt, wobei die Herstellungskosten für das Vergleichsbeispiel 1100 betragen. Je höher der Index ist, desto niedriger sind die Herstellungskosten und wiederum desto besser ist die Leistung.
Die Herstellungskosten der Inhaltsstoffe der Zusammensetzungen sind unten gezeigt. Organische Substanzen, welche komplizierte Herstellungsverfahren benötigen, und Schwermetalle, wie Zinkoxid, sind teuer. Außerdem ist die Reihenfolge von mehr zu weniger teuren Polymeren: halogenierter Butylkautschuk, NR und wiederaufbereiteter Butylkautschuk. Die Reihenfolge von teuren zu weniger teuren Füllstoffen ist: Glimmer/flacher Talk, Silicas, Ruße und halb verstärkende Füllstoffe außer Glimmer und flachem Talk. Andererseits sind Mineralöl und Stearinsäure, welche leicht hergestellt werden können, weniger teuer. Der springende Punkt bei der Kostenverringerung ist die Verringerung der Menge an teuren Inhaltsstoffen in der Zusammensetzung.
A: Mineralöl, Stearinsäure und Schwefel
A: Klebrigmacherharze (Harzmischungen) und bituminöse Kohlen
B: harter Ton, üblicher Talk und Calciumcarbonat
B: Ruße und Antioxidationsmittel RD
B: wiederaufbereiteter Butylkautschuk
C: NR und Silica
D: halogenierter Butylkautschuk, Antioxidationsmittel 6PPD, Silankupplungsmittel, flacher Talk, Vulkanisationsbeschleuniger und Glimmer
E: Zinkoxid und V200
<Definition der Symbole>

A: 100 Yen/I oder weniger
B: 250 Yen/I oder weniger
C: 400 Yen/I oder weniger
D: 550 Yen/I oder weniger
E: 551 Yen/I oder mehr

[Tabelle 2]

Die Kautschukzusammensetzungen der Beispiele, welche jeweils vorbestimmte Mengen eines wiederaufbereiteten Butylkautschuks, eines halogenierten Butylkautschuks, eines spezifischen halb verstärkenden Füllstoffs und eines spezifischen Rußes und/oder eines spezifischen Silicas enthalten, sind bezüglich der Stabilität im Fahrverhalten, Kraftstoffökonomie, Bruchdehnung, Plattenverarbeitbarkeit, Luftbarriereeigenschaften und Herstellungskosten im Vergleich zu der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 stärker in einer ausgeglichenen Weise verbessert.
Die Luftbarriereeigenschaften der Kautschukzusammensetzungen der folgenden Beispiele sind um 10% oder mehr verbessert im Vergleich zu jener der Kautschukzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 1: Beispiele 11 und 28, in welchen der wiederaufbereitete Butylkautschuk und der halogenierte Butylkautschuk in großen Mengen enthalten sind, Beispiel 9, in welchem der Gesamtgehalt aus wiederaufbereitetem Butylkautschuk und dem halogenierten Butylkautschuk 80 Massenteile beträgt und auch Talk verwendet wurde und Beispiele 29 und 30, in welchen der Gesamtgehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk und halogeniertem Butylkautschuk 80 Massenteile betrug und auch Glimmer enthalten war.
In der Kautschukzusammensetzung von dem Beispiel 21 sind 3 Massenteile des Antioxidationsmittels RD enthalten und sind Bruchdehnung und Plattenverarbeitbarkeit auf einem akzeptablen Niveau, sind aber schlechter als die in dem Beispiel 1, da die Füllstoffdispergierung verringert war.
In der Kautschukzusammensetzung von dem Beispiel 22, welche das Antioxidationsmittel 6PPD enthält, ist das Extrudat teilweise anvulkanisiert; daher ist die Plattenverarbeitbarkeit schlechter als die von Beispiel 1, auch wenn sie sich auf einem akzeptablen Niveau bewegte.
In der Kautschukzusammensetzung von dem Beispiel 17, welche eine kleine Menge an Stearinsäure enthält, war die Zinkoxiddispergierbarkeit verringert; daher sind die Bruchdehnung und die Plattenverarbeitbarkeit schlechter als die von dem Beispiel 1, obwohl sie sich auf einem akzeptablen Niveau bewegen.
In der Kautschukzusammensetzung von dem Beispiel 18, welche eine große Menge an Stearinsäure beinhaltet, war die Schmierfähigkeit während des Knetens zu hoch, was eine verringerte Füllstoffdispergierung verursachte. Daher war die Kraftstoffökonomie schlechter als die von dem Beispiel 1, obwohl sie sich auf einem akzeptablen Niveau bewegte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS Z 8815-1994 [0032]
JIS K 6217-2:2001 [0036]
ASTM D3037-81 [0038]
JIS K 6251 [0071]
ASTM D-1434-75M [0073]

Claims

Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner enthaltend: eine Kautschukkomponente, welche einen wiederaufbereiteten Butylkautschuk und einen von dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk verschieden halogenierten Butylkautschuk enthält, wenigstens einen halb verstärkenden Füllstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus fein gemahlener bituminöser Kohle, Talk, Glimmer und hartem Ton und wenigstens eines von Ruß mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche von 20 bis 35 m²/g und Silica mit einer durch Stickstoffadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche von 40 bis 120 m²/g, wobei die fein gemahlene bituminöse Kohle eine durchschnittliche Partikelgröße von 50 μm oder kleiner aufweist, die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, jeweils bezogen auf 100 Massen-% der Kautschukkomponente, einen Gehalt an wiederaufbereitetem Butylkautschuk von 5 bis 30 Massen-% und einen Gesamtgehalt aus dem wiederaufbereiteten Butylkautschuk und dem halogenierten Butylkautschuk von 70 bis 100 Massen-% aufweist, und die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, jeweils bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, einen Gesamtgehalt an halb verstärkendem Füllstoff von 3 bis 45 Massenteilen und einen Gesamtgehalt von Ruß und Silica von 20 bis 60 Massenteilen aufweist.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß Anspruch 1, welche bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente enthält: 1 bis 20 Massenteile einer Harzmischung und 0,8 bis 2,9 Massenteile Zinkoxid.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß Anspruch 1 oder 2, welche einen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente bezogenen Gehalt an Phenylendiamin-Antioxidationsmittel von 0,5 Massenteilen oder weniger aufweist.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, welche einen tan δ bei 70°C von 0,20 oder weniger aufweist.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche, bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente, 0,1 bis 3 Massenteile eines Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats enthält, welches durch die folgende Formel (1) dargestellt ist:
wobei R¹, R² und R³ gleich sind oder sich voneinander unterscheiden und jeweils eine C₅- bis C₁₂-Alkylgruppe repräsentieren, x und y gleich sind oder sich voneinander unterscheiden und jeweils für eine ganze Zahl von 1 bis 3 stehen und t für eine ganze Zahl von 0 bis 250 steht.
Luftreifen, welcher einen Innerliner umfasst, der aus einer Kautschukzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 gebildet ist.