DE102015219264A1

DE102015219264A1 - Kautschukzusammensetzung und pneumatischer Reifen

Info

Publication number: DE102015219264A1
Application number: DE102015219264.4A
Authority: DE
Inventors: Shinsaku Kamada
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2014-10-08
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2035-10-07
Also published as: CN105504404B; JP2016074847A; DE102015219264B4; CN105504404A; US9796836B2; JP6377487B2; US20160102194A1

Abstract

Eine Kautschukzusammensetzung weist einen Dien-Kautschuk, einen Klebrigmacher, der ein Harz mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht von 1.500 bis 2.500 enthält, und ein Wachs auf. Das Wachs weist 20,0 bis 40,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 25 bis 30 Kohlenstoffatomen, 8,0 bis 18,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 35 bis 40 Kohlenstoffatomen und 1,0 bis 6,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 45 oder mehr Kohlenstoffatomen auf. Die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, ist größer als die Menge des Wachses, die hinzugefügt worden ist.

Description

Querverweis auf in Bezug stehende Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der und beansprucht die Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2014-207287 , welche am 8. Oktober 2014 eingereicht worden ist. Deren gesamter Inhalt wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Hintergrund
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kautschukzusammensetzung und einen pneumatischen Reifen, der die Kautschukzusammensetzung verwendet.
2. Stand der Technik
Herkömmlich wird ein Wachs einer Kautschukzusammensetzung hinzugefügt, die zum Beispiel ein Seitenwandteil eines pneumatischen Reifens bildet, um die Ozonbeständigkeit zu verbessern. Das Wachs blüht auf der Oberfläche eines Kautschuks nach der Vulkanisierung, um einen Beschichtungsfilm aus einem Wachs auf der Oberfläche eines Kautschuks zu bilden, wodurch das Ozon abgetrennt und der Kautschuk geschützt wird. Andererseits wird ein Harz als ein Klebrigmacher manchmal einer Kautschukzusammensetzung hinzugefügt, um die Haftung an den Walzen in einem Knetschritt zu verbessern. Kautschukzusammensetzungen, bei denen ein Wachs und ein Klebrigmacher hinzugefügt worden sind, sind bekannt, und verschiedene Kautschukzusammensetzungen wurden vorgeschlagen (siehe zum Beispiel die JP 2010-053.249 A , die JP 2013-082.884 A und die JP 2000-086.824 A ).
Die Erfinder haben das folgende neue Problem bei einer Kautschukzusammensetzung gefunden, bei der sowohl ein Wachs als auch ein Klebrigmacher hinzugefügt worden ist.
Das heißt, es wurde festgestellt, dass dort, wo eine große Menge eines Klebrigmachers hinzugefügt wird, um die Haftung an den Walzen zu verbessern, sich der Klebrigmacher zu der Oberfläche eines Kautschuks vor einem Wachs bewegt und darauf aushärtet, und dass der ausgehärtete Harzfilm Risse bildet und zusätzlich sich der Riss auf der Oberfläche des Kautschuks ausbreitet, wodurch Risse auf der Oberfläche des Kautschuks auftreten. Es wurde ferner festgestellt, dass sich der Klebrigmacher zu der Oberfläche des Kautschuks bewegt, wodurch er das Blühen des Wachses stört, wodurch das Auftreten von Rissen durch UV-Strahlung beschleunigt wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist für die Lösung des neuen Problems gemacht worden und es hat die Aufgabe, eine Kautschukzusammensetzung bereit zu stellen, welche es einem Wachs ermöglicht, zu blühen bevor der Klebrigmacher sich zu der Oberfläche des Kautschuks bewegt, und welche das Auftreten von Rissen unterdrücken kann, die durch UV-Strahlung auftreten, während die Haftung an die Walzen selbst in dem Fall verbessert wird, bei dem eine große Menge des Klebrigmachers hinzugefügt worden ist.
Zusammenfassung
Eine Kautschukzusammensetzung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist einen Dien-Kautschuk, einen Klebrigmacher, der ein Harz mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht von 1.500 bis 2.500 enthält, und ein Wachs auf, wobei das Wachs 20,0 bis 40,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 25 bis 30 Kohlenstoffatomen, 8,0 bis 18,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 35 bis 40 Kohlenstoffatomen und 1,0 bis 6,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 45 oder mehr Kohlenstoffatomen enthält, und wobei die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, größer als die Menge des Wachses ist, die hinzugefügt worden ist.
Ein pneumatischer Reifen nach einem Ausführungsbeispiel verwendet die Kautschukzusammensetzung in mindestens einem Teil.
Ausführliche Beschreibung
Die Kautschukzusammensetzung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist einen Dien-Kautschuk, einen Klebrigmacher und ein Wachs auf.
Der Dien-Kautschuk als eine Kautschukkomponente ist nicht besonders beschränkt. Die Beispiele des Dien-Kautschuks, die verwendet werden können, umfassen einen Naturkautschuk (NR), einen Isopren-Kautschuk (IR), einen Butadien-Kautschuk (BR), einen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), einen Styrol-Isopren-Kautschuk, einen Butadien-Isopren-Kautschuk, einen Styrol-Butadien-Isopren-Kautschuk, einen Nitril-Kautschuk (NBR), einen Chloropren-Kautschuk (CR) und einen Butyl-Kautschuk (IIR). Diese Kautschuke können allein oder als Mischungen von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden. Der Dien-Kautschuk ist vorzugsweise ein Naturkautschuk, ein Styrol-Butadien-Kautschuk, ein Butadien-Kautschuk oder eine Mischung von zwei oder mehr Arten davon.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Harz mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht (Mw) von 1.500 bis 2.500 als der Klebrigmacher verwendet. Wenn das Molekulargewicht des Harzes als der Klebrigmacher zu klein ist, bewegt sich das Harz zu der Kautschukoberfläche vor dem Wachs, und es können Risse in dem Harzfilm auftreten, der auf der Kautschukoberfläche ausgehärtet ist. Wenn andererseits das Molekulargewicht des Harzes zu groß ist, kann die Härte der Kautschukzusammensetzung nach der Vulkanisierung zu hoch werden. Aus diesem Grund beträgt das im Gewicht gemittelte Molekulargewicht des Harzes bevorzugt 1.500 bis 2.200 und besonders bevorzugt beträgt es 1.800 bis 2.200.
Die Beispiele für das Harz, das als der Klebrigmacher verwendet wird, umfassen ein Petroleum-Harz, ein Phenolharz, ein auf Kumaron basierendes Harz, ein auf Terpen basierendes Harz und ein aromatisches Vinylpolymer (ein Harz, das durch eine Polymerisation von einem α-Methylstyrol und/oder einem Styrol erhalten worden ist). Diese Harze können allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
Die Beispiele für das Petroleum-Harz umfassen ein aliphatisches Petroleum-Harz, ein aromatisches Petroleumharz und ein aliphatisches/aromatisches copolymerisiertes Petroleum-Harz. Das aliphatische Petroleum-Harz (das manchmal als ein C5-Petroleum-Harz bezeichnet wird) ist ein Harz, das durch eine kationische Polymerisation von einem ungesättigten Monomer wie einem Isopren oder einem Cyclopentadien erhalten wird, das eine Petroleumfraktion (C5-Fraktion) ist, die einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 5 entspricht, und es kann ein hydriertes Harz ist. Das aromatische Petroleum-Harz (das manchmal als ein C9-Petroleum-Harz bezeichnet wird) ist ein Harz, das durch eine kationische Polymerisation von einem Monomer, wie zum Beispiel einem Vinyltoluol, einem Alkylstyrol oder einem Inden erhalten wird, das eine Petroleumfraktion (C9-Fraktion) ist, die einer Kohlenstoffzahl von 8 bis 10 entspricht, und es kann ein hydriertes Harz sein. Das aliphatische/aromatische copolymerisierte Petroleum-Harz (das manchmal als ein C5/C9-Petroleum-Harz bezeichnet wird) ist ein Harz, das durch eine Copolymerisation der C5-Fraktion und der C9-Fraktion erhalten wird, und es kann ein hydriertes Harz sein.
Die Beispiele für das Phenolharz umfassen ein Phenol-Formaldehyd-Harz, ein Alkylphenol-Formaldehyd-Harz und ein Alkylphenol-Acetylen-Harz und ein Öl modifiziertes Phenol-Formaldehydharz. Die Beispiele für das auf Kumaron basierende Harz umfassen ein Kumaron-Harz und ein Kumaron-Inden-Harz. Die Beispiele für das auf Terpen basierende Harz umfassen ein Polyterpen und ein Terpenphenol-Harz. Die Beispiele für das aromatische Vinylpolymer umfassen ein Homopolymer von einem α-Methylstyrol (das heißt ein Poly(α-Methylstyrol)), ein Homopolymer von einem Styrol (das heißt ein Polystyrol) und ein Copolymer von einem α-Methylstyrol und einem Styrol (das heißt ein Styrol-α-Methylstyrol-Copolymer).
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Wachs, das die folgende Verteilung der Kohlenstoffzahl aufweist, als das Wachs verwendet. Das heißt, wenn der Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff, der 25 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist, X (Massenprozent) ist, der Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff, das 35 bis 40 Kohlenstoffatome aufweist, Y (Massenprozent) ist und der Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff, der 45 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, Z (Massenprozent) bei 100 Massenprozent eines Wachses ist, wird das Wachs verwendet, das 20,0 ≤ X ≤ 40,0 und 8,0 ≤ Y ≤ 18,0 und 1,0 ≤ Z ≤ 6,0 erfüllt.
Wenn X weniger als 20,0 Massenprozent beträgt, kann sich der Klebrigmacher leicht zu der Kautschukoberfläche vor dem Wachs in einem Bereich niedriger Temperatur bewegen. Wenn Y weniger als 8,0 Massenprozent beträgt, kann sich der Klebrigmacher leicht zu der Kautschukoberfläche vor dem Wachs bei einer normalen Temperatur bewegen. Wenn Z weniger als 1,0 Massenprozent beträgt, kann sich der Klebrigmacher leicht zu der Kautschukoberfläche vor dem Wachs in einem Bereich hoher Temperatur bewegen. Wenn der Klebrigmacher sich zu der Kautschukoberfläche vor der Wachs bewegt, bewirkt ein ausgehärteter Harzfilm Risse, und es ist schwierig, das Auftreten von Rissen durch UV-Strahlung zu unterdrücken. Wenn X 40,0 Massenprozent überschreitet, blüht das Wachs übermäßig in einem Bereich niedriger Temperatur, und als ein Ergebnis kann sich das Erscheinungsbild verschlechtern. Wenn Y 18,0 Massenprozent überschreitet, blüht das Wachs übermäßig bei einer normalen Temperatur, und als ein Ergebnis kann sich das Erscheinungsbild verschlechtern. Wenn Z 6,0 Massenprozent überschreitet, blüht das Wachs übermäßig in einem Bereich hoher Temperatur, und als ein Ergebnis kann sich das Erscheinungsbild verschlechtern.
Die Verteilung der Kohlenstoffzahl des Wachses erfüllt besonders bevorzugt 24,0 ≤ X ≤ 35,0 und 9,0 ≤ y ≤ 17,0 und 2,0 ≤ Z ≤ 6,0. Die obere Grenze der Kohlenstoffzahl bei dem linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff, der 45 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, die durch den Anteil von Z bestimmt ist, ist nicht besonders beschränkt, aber die Kohlenstoffzahl beträgt im Allgemeinen 80 oder weniger. Der Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffen bei 100 Massenprozent des Wachses ist nicht besonders beschränkt, aber er beträgt bevorzugt 70 Massenprozent oder mehr und besonders bevorzugt beträgt er 80 Massenprozent oder mehr.
Das Herstellungsverfahren des Erdölwachses (Paraffinwachs) mit der oben beschriebenen Verteilung der Kohlenstoffzahl ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel werden konzentrierte Fraktionen der jeweiligen Komponenten durch die Kombination der herkömmlichen Verfahren, wie zum Beispiel einem Vakuumdestillationsverfahren, einem Lösungsmittel entölenden Verfahren, einem Schwitzverfahren und einem Druck entölenden Verfahren erhalten, und die Fraktionen werden auf das Mischungsverhältnis wie oben angegeben gemischt, wodurch das Erdölwachs hergestellt wird.
Die Verteilung der Kohlenstoffzahl des Wachses kann durch das herkömmliche Verfahren mittels der Gaschromatographie gemessen werden. Im Detail umfasst das Verfahren ein Verfahren zum Messen von 180 bis 390°C unter den Bedingungen: das Trägergases ist Helium, die Durchflussrate beträgt 4 ml/min und die Temperatur-Anstiegsrate beträgt 15°C/min mit einer mit einem Polyimid beschichteten Kapillarsäule und mit einem Kapillar-GC als die Messvorrichtung.
Bei der Kautschukzusammensetzung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, größer als die Menge des Wachses, die hinzugefügt worden ist. In dem Fall, bei dem die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, groß ist, kann sich der Klebrigmacher leicht zu der Kautschukoberfläche vor dem Wachs bewegen, was zu den oben beschriebenen Problemen führt.
Die Menge des Klebrigmachers beträgt bevorzugt 5 bis 20 Massenteile und besonders bevorzugt beträgt sie 7 bis 15 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks. Wenn die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, mehr als 5 Massenteile beträgt, kann der Effekt der Verbesserung der Haftung an die Walzen erhöht werden. Wenn die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, 20 Massenteile oder weniger beträgt, kann eine Verschlechterung der Prozesseigenschaften aufgrund einer übermäßigen Haftung an den Walzen vermieden werden.
Die Menge des Wachses, die hinzugefügt wird, beträgt bevorzugt 1,5 bis 5 Massenteile und besonders bevorzugt beträgt sie 1,5 bis 4,0 Masseteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks. Wenn die Menge des Wachses, die hinzugefügt worden ist, 1,5 Massenteile oder mehr beträgt, kann die Ozonbeständigkeit aufrechterhalten werden. Wenn die Menge des Wachses, die hinzugefügt worden ist, 5 Massenteile oder weniger beträgt, wird ein übermäßiges Blühen auf einer Kautschukoberfläche unterdrückt, und es kann eine Verschlechterung des Erscheinungsbilds verhindert werden.
Nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Ruß und/oder Siliziumdioxid als ein Füllstoff der Kautschukzusammensetzung hinzugefügt. Der Ruß ist nicht besonders beschränkt, und Ofenruße verschiedener Gütegrade wie zum Beispiel SAF Gütegrade (N100 Serien), ISAF Gütegrade (N200 Serien), HAF Gütegrade (N300 Serien) und FEF Gütegrade (N500 Serien) (alle sind ASTM Gütegrade), die als Kautschuk verstärkender Wirkstoff verwendet werden, können eingesetzt werden. Das Siliziumdioxid ist nicht besonders beschränkt und ein nasses Siliziumdioxid (wasserhaltige Kieselsäure) wird bevorzugt verwendet. Die Menge des hinzugefügten Füllstoffs ist nicht besonders beschränkt, sie beträgt aber bevorzugt 10 bis 150 Massenteile, besonders bevorzugt beträgt sie 20 bis 120 Massenteile und noch mehr bevorzugt beträgt sie 30 bis 100 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks. Als ein Ausführungsbeispiel kann die Menge an hinzugefügten Ruß 10 bis 120 Massenteile betragen und sie kann auch 20 bis 100 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks betragen. Die Menge des hinzugefügten Siliziumdioxids kann 10 bis 120 Massenteile betragen, und sie kann auch 20 bis 100 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks betragen.
Wenn das Siliziumdioxid als der Füllstoff hinzugefügt wird, kann ein Silan-Kupplungsmittel, wie zum Beispiel ein Sulfid-Silan oder ein Mercaptosilan hinzugefügt werden, um die Dispergierbarkeit des Siliziumdioxids weiter zu verbessern. Die Menge des hinzugefügten Silan-Kupplungsmittels ist nicht besonders beschränkt, sie beträgt jedoch bevorzugt 2 bis 20 Massenprozent bezogen auf die Menge des hinzugefügten Siliziumdioxids.
Verschiedene Additive, die im Allgemeinen bei einer Kautschukzusammensetzung verwendet werden, wie zum Beispiel ein Öl, ein Zinkoxid, eine Stearinsäure, ein Alterungsschutzmittel, ein Vulkanisationsmittel oder ein Vulkanisationsbeschleuniger, können der Kautschukzusammensetzung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich zu jeder oben genannten Komponente hinzugefügt werden. Die Beispiele für das Vulkanisationsmittel umfassen Schwefelkomponenten wie zum Beispiel ein Schwefelpulver, einen ausgefällten Schwefel, einen kolloidalen Schwefel, einen unlöslichen Schwefel und einen hoch dispersiven Schwefel. Obwohl sie nicht besonders beschränkt ist, beträgt die Menge des Vulkanisationsmittels bevorzugt 0,1 bis 10 Massenteile und besonders bevorzugt beträgt sie 0,5 bis 5 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks.
Die Kautschukzusammensetzung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann durch ein Kneten der notwendigen Komponenten nach dem herkömmlichen Verfahren mit einer Mischmaschine wie zum Beispiel einem Banbury-Mischer, einem Kneter oder Walzen hergestellt werden. Das heißt, dass eine Kautschukzusammensetzung hergestellt werden kann, indem die anderen Mischungsbestandteile außer dem Vulkanisationsmittel und dem Vulkanisationsbeschleuniger an den Dien-Kautschuk zusammen mit dem Klebrigmacher und dem Wachs hinzugefügt werden, gefolgt von einem Mischen in einer ersten Mischstufe und einer anschließenden Zugabe des Vulkanisationsbeschleuniger und des Vulkanisationsmittels an das so erhaltene Gemisch, gefolgt von einem Mischen in einer abschließenden Mischstufe.
Die Kautschukzusammensetzung, die so erhalten worden ist, kann bei einer Vielzahl von Kautschukelementen wie zum Beispiel einem Kautschukelement für einen Reifen, einem Kautschukelement für einen Antivibrationskautschuk, einem Kautschukelement für ein Förderband und dergleichen verwendet werden. Die Kautschukzusammensetzung wird bevorzugt bei einem Reifen verwendet wird, und sie kann bei den jeweiligen Teilen eines Reifens wie zum Beispiel einem Laufflächenkautschuk, einem Seitenwandkautschuk oder einem Felgenstreifenkautschuk eines pneumatischen Reifens mit unterschiedlichen Größen und in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel für Personenkraftwagen oder für Schwerlastkraftwagen und Busse. Die Kautschukzusammensetzung wird in einer gegebenen Form ausgebildet, durch zum Beispiel eine Extrusionsverarbeitung nach dem herkömmlichen Verfahren, das geformte Produkt wird mit anderen Teilen verbunden, um einen Reifenrohling (unvulkanisierten Reifen) zu erzeugen, und der Reifenrohling wird dann durch eine Vulkanisation geformt, zum Beispiel bei 140 bis 180°C.
Somit kann ein pneumatischer Reifen hergestellt werden. Vor allem ist es bevorzugt, die Kautschukzusammensetzung bei einem Kautschuk für die äußere Schicht des Reifens zu verwenden, und es ist besonders bevorzugt, die Kautschukzusammensetzung als eine Rezeptur für eine Lauffläche, als eine Rezeptur fair eine Seitenwand und als eine Rezeptur für einen Felgenstreifen zu verwenden.
Wenn nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Klebrigmacher mit einem Harz, welches das oben beschriebene spezifische Molekulargewicht aufweist, und ein Wachs, das die oben beschriebene spezifische Verteilung der Kohlenstoffzahl aufweist, gleichzeitig verwendet werden, kann das Wachs auf der Kautschukoberfläche blühen, bevor der Klebrigmacher sich zu der Kautschukoberfläche bewegt, selbst in dem Fall, bei dem der Klebrigmacher in einer Menge hinzugefügt worden ist, die größer als die Menge des Wachses ist. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von Rissen durch UV-Strahlung unterdrückt werden, während die Haftung an die Walzen verbessert wird.
Beispiele
Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben, aber die vorliegende Erfindung soll nicht als auf diese Beispiele beschränkt angesehen werden.
Ein Banbury-Mischer wurde verwendet. Nach der Rezeptur (Massenteile), die in der Tabelle 1 unten gezeigt ist, wurden die Verbindungsbestandteile außer dem Schwefel und dem Vulkanisationsbeschleuniger einem Dien-Kautschuk hinzugefügt, gefolgt von einem Kneten (Auslasstemperatur: 160°C) in einer ersten Mischstufe, und der Schwefel und der Vulkanisationsbeschleuniger wurden dann in einer letzten Mischstufe dem gekneteten Material, das erhalten worden ist, hinzugefügt, gefolgt von einem Kneten (90°C Auslasstemperatur). Somit wurde die Kautschukzusammensetzung hergestellt. Die Einzelheiten jeder Komponente sind der Tabelle 1 ist wie folgt.

SBR 1: Styrol-Butadien-Kautschuk, „VSL5025” hergestellt von der LANXESS,
SBR 2: Styrol-Butadien-Kautschuk, „SBR1502” hergestellt von der JSR Corporation,
Ruß: N339, „SEAST KH”, hergestellt von der Tokai Carbon Co., Ltd.,
Siliziumoxid: „NIPSIL AQ”, hergestellt von der Tosoh Silica Corporation,
Silankupplungsmittel: „Si75”, hergestellt von der Evonik Degussa,
Paraffinöl: „PROCESS NC140”, hergestellt von der JX Nippon Oil & Energy Corporation,
Stearinsäure: „LUNAC S-20”, hergestellt von der Kao Corporation,
Zinkoxid: „Zinkoxid Güteklasse 1” hergestellt von der Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.,
Alterungsschutzmittel: „ANTIGEN 6C” hergestellt von der Sumitomo Chemical Co., Ltd.,
Vulkanisierungsbeschleuniger: „SOXINOL CZ” hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.,
Schwefel: „Schwefelpulver” hergestellt von der Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.,
Harz A: aliphatisches/aromatisches copolymerisiertes Erdölharz ”PETROTACK 90”, hergestellt von der Tosoh Corporation, Mn = 900, Mw = 2000,
Harz B: thermoplastische Phenol-Formalin-Harz ”DUREZ 19900”, hergestellt von der Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Mn = 1000, Mw = 1500,
Harz C:. α-Methylstyrol-Polymer ”Sylvares SA120”, hergestellt von der Arizona Chemical Co., Mn = 1100, Mw = 2200
Harz D: α-Methylstyrol-Polymer ”Sylvares SA100”, hergestellt von der Arizona Chemical Co., Mn = 800, Mw = 1500.
Harz E: Kumaron-Inden-Copolymer-Harz, ”AESCULON G-90”, hergestellt von der Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Mn = 600, Mw = 700,
Harz F: aliphatisches Erdölharz ”Quintone M100”, hergestellt von der Zeon Corporation, Mn = 600, Mw = 1200,
Harz G: Öl modifiziertes Phenol-Formaldehyd-Harz, ”SUMILITE RESIN PR-TY-24”, hergestellt von der Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Mn = 1200, Mw = 7500,
Wachs A: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 35,0 Massenprozent, Y = 9,8 Massenprozent und Z = 2,6 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 73 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 27 Massenprozent
Wachs B: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 32,6 Massenprozent, Y = 14,3 Massenprozent und Z = 2,6 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 80 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 20 Massenprozent
Wachs C: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 24,6 Massenprozent, Y = 16,2 Massenprozent und Z = 5,1 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 71 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 29 Massenprozent
Wachs D: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 41,4 Massenprozent, Y = 0,9 Massenprozent und Z = 3,2 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 62 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 38 Massenprozent
Wachs E: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 11,8 Massenprozent, Y = 16,1 Massenprozent und Z = 7,3 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 61 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 39 Massenprozent
Wachs F: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 26,9 Massenprozent, Y = 20,2 Massenprozent und Z = 2,1 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 80 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 20 Massenprozent
Wachs G: Paraffinwachs, eingestellt auf X = 29,1 Massenprozent, Y = 18,9 Massenprozent und Z = 0,9 Massenprozent. Anteil an linearen, gesättigten Kohlenwasserstoff = 71 Massenprozent und Anteil an Isokomponenten = 29 Massenprozent

Das in der Zahl gemittelte Molekulargewicht (Mn) und das im Gewicht gemittelte Molekulargewicht (Mw) der Harze A bis G, die als ein Klebrigmacher verwendet wurden, sind die Werte in Bezug auf Polystyrol, die durch Messungen mit einer Gel-Permeation-Chromatographie (GPC) erhalten worden. Im Einzelnen wurden 0,2 mg einer Probe, die in 1 ml THF gelöst war, als eine Messprobe verwendet. Unter Verwendung von einer ”LC-20DA”, die von der Shimadzu Corporation hergestellt worden ist, wurde die Probe durch einen Filter geleitet und dann durch eine Säule (”PL Gel 3 μm Guard × 2”, die von den Polymer Laboratories hergestellt worden ist) bei einer Temperatur von 40°C mit einer Durchflussrate 0,7 ml/min geleitet und mit einem ”RI-Detektor” erfasst, der von Spectra-System hergestellt worden ist.
Die Haftung an die Walzen von jeder Kautschukzusammensetzung in einem unvulkanisierten Zustand wurde bewertet. Darüber hinaus wurde ein Prüfstück durch ein Vulkanisieren von jeder Kautschukzusammensetzung bei 150°C für 30 Minuten hergestellt und die Rissbeständigkeit in dem ausgehärteten Harz, das Erscheinungsbild (niedrige Temperatur, normale Temperatur und hohe Temperatur), die Härte und die Ozonbeständigkeit von jedem Prüfstück wurden bewertet. Jedes Bewertungsverfahren ist wie folgt.
Die Haftung an die Walzen: Nach dem Mischen einer Kautschukzusammensetzung wurde ein Kautschukblatt mit den Walzen geknetet und die Haftung an die Walzen beim Kneten wurde funktional bewertet. Die Bewertung wurde in 5 Abstufungen der Bewertungsnoten 1 bis 5 durchgeführt. Die Bewertungsnote 3 bedeutet Standard, die Bewertungsnote 1 oder 2 bedeuten eine schlechte Haftung und die Bewertungsnote 4 oder 5 bedeuten eine starke Haftung.
Die Rissbeständigkeit in dem ausgehärteten Harz (Prüfung Außenbewitterung): ein vulkanisiertes Kautschukstück wurde einer Außenbewitterung für 2 Monate nach dem Standard JIS K6266: 2007 unterzogen, und die Oberfläche wurde optisch beobachtet. Ein vulkanisiertes Kautschukstück, das frei von Rissen an der Oberfläche war, wurde mit ”A” bezeichnet, und ein vulkanisiertes Kautschukstück, das Risse auf der Oberfläche aufwies, wurde mit ”B” bezeichnet.
Das Erscheinungsbild (niedrige Temperatur, normale Temperatur und hohe Temperatur): die vulkanisierten Kautschukstücke wurden in den Öfen bei den Temperaturen von 10°C, von 25°C bzw. von 50°C angeordnet und für 3 Wochen stehengelassen. Danach wurde die Oberfläche von jedem vulkanisierten Kautschukstück optisch beobachtet und das Erscheinungsbild wurde nach den folgenden Kriterien bewertet.

A: Die Oberfläche ist schwarz. Alternativ ist die Verfärbung sehr gering, was ausreicht, um ignoriert zu werden.
B: Die Oberfläche ist leicht nach weiß oder braun verfärbt.
C: Die Oberfläche ist nach weiß oder dunkelbraun verfärbt.
Härte: Die Harte wurde bei 23°C unter mit einem Härteprüfer vom Typ A nach dem Standard JIS K6253-3 gemessen.
Ozonbeständigkeit: Ein Prüfstück wurde in einer Atmosphäre bei einer 25 % Dehnung und einer Ozonkonzentration von 50 pphm für 24 Stunden unter jeder Bedingung bei einer Temperatur von 10°C, 25°C und 50°C nach dem Standard JIS K6259 gehalten. Der Zustand des Auftretens von Rissen wurde optisch beobachtet. Ein Prüfstück, das frei von Rissen war, wurde mit ”A” bezeichnet, und ein Prüfstück, das Risse aufwies, wurde mit ”B” bezeichnet.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 unten gezeigt. Bei dem Vergleichsbeispiel 1 waren das Erscheinungsbild und die Ozonbeständigkeit ausgezeichnet, aber die Haftung an die Walzen war schlecht, da kein Zusatz eines Harzes vorlag. Bei dem Vergleichsbeispiel 2 wurde ein Harz hinzugefügt, aber weil die hinzugefügte Menge klein war, war die Haftung an die Walzen schlecht. Bei den Vergleichsbeispielen 3 und 4 konnte die Haftung an die Walzen durch ein Hinzufügen einer großen Menge eines Harzes verbessert werden. Da jedoch das Molekulargewicht des Harzes, das hinzugefügt worden ist, klein war, wurden Risse durch das ausgehärtete Harz, das sich auf eine Kautschukoberfläche vor einem Wachs bewegt, beobachtet. Bei dem Vergleichsbeispiel 5 ist das Molekulargewicht des Harzes zu groß ist, und die Härte des vulkanisierten Kautschuks war übermäßig. Da bei den Vergleichsbeispielen 6 bis 9 die Verteilung der Kohlenstoffzahl des Wachses, das hinzugefügt worden ist, außerhalb des gegebenen Bereichs war, ist das Harz zuerst ausgeschieden, und dadurch sind in einigen Prüfstücken Risse aufgetreten. Außerdem sind je nach Temperaturbedingungen eine Verschlechterung des Erscheinungsbilds aufgrund eines übermäßigen Blühens eines Wachses, und die Abnahme der Ozonbeständigkeit durch ein unzureichendes Blühen beobachtet wurden. Bei dem Vergleichsbeispiel 10 wurde ein Wachs nicht hinzugefügt. Daher traten Risse (keine Risse durch Harzhärtung) auf, und zusätzlich war die Ozonbeständigkeit schlecht. Andererseits konnte bei den Beispielen 1 bis 6, bei denen während eine große Menge eines Harzes hinzugefügt worden ist, ein Harz mit einem spezifischen Molekulargewicht und ein Wachs mit einer bestimmten Verteilung der Kohlenstoffzahl gleichzeitig verwendet wurden, ein Wachs blühen, bevor das Harz sich auf die Kautschukoberfläche bewegte. Als ein Ergebnis konnte das Auftreten von Rissen durch UV-Strahlen unterdrückt werden, während die Haftung an die Walzen verbessert worden ist, und das Erscheinungsbild und die Ozonbeständigkeit ausgezeichnet waren.
Während bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, sind diese nur als ein Beispiel dargestellt worden und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken. Tatsächlich können neue Ausführungsbeispiele in verschiedenen anderen Weisen ausgeführt werden und verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Abänderungen können bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente sollen solche Formen oder Abänderungen so abdecken, dass sie in den Schutzumfang und den Geist der vorliegenden Erfindung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-207287 [0001]
JP 2010-053249 A [0003]
JP 2013-082884 A [0003]
JP 2000-086824 A [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standard JIS K6266: 2007 [0035]
Standard JIS K6253-3 [0036]
Standard JIS K6259 [0036]

Claims

Kautschukzusammensetzung, welche einen Dien-Kautschuk, einen Klebrigmacher, der ein Harz mit einem im Gewicht gemittelten Molekulargewicht von 1.500 bis 2.500 enthält, und ein Wachs aufweist, wobei das Wachs 20,0 bis 40,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 25 bis 30 Kohlenstoffatomen, 8,0 bis 18,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 35 bis 40 Kohlenstoffatomen und 1,0 bis 6,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 45 oder mehr Kohlenstoffatomen aufweist, und die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, größer als die Menge des Wachses ist, die hinzugefügt worden ist.
Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, mehr als 5 bis 20 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks beträgt, und die Menge des Wachses, die hinzugefügt worden ist, 1,5 bis 5 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks beträgt.
Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Klebrigmacher mindestens ein Harz aufweist, welches aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: ein Petroleumharz, ein Phenolharz, ein auf Kumaron basierendes Harz, ein auf Terpen basierendes Harz und ein aromatisches Vinylpolymer.
Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Klebrigmacher mindestens ein Harz aufweist, welches aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: ein aliphatisches Petroleum-Harz, ein aromatisches Petroleum-Harz, ein aliphatisches/aromatisches copolymerisiertes Petroleum-Harz, ein Phenol-Formaldehyd-Harz, ein Alkylphenol-Formaldehyd-Harz, ein Alkylphenol-Acetylen-Harz, ein Öl modifiziertes Phenol-Formaldehyd-Harz, ein Kumaron-Harz, ein Kumaron-Inden-Harz, ein Polyterpen-Harz, ein Terpen-Phenol-Harz, ein Poly(α-Methylstyrol), ein Polystyrol und ein Styrol-α-Methylstyrol-Copolymer.
Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Wachs 24,0 bis 35,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 25 bis 30 Kohlenstoffatomen, 9,0 bis 17,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 35 bis 40 Kohlenstoffatomen und 2,0 bis 6,0 Massenprozent eines linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffes mit 45 oder mehr Kohlenstoffatomen aufweist, und der Anteil an den linearen, gesättigten Kohlenwasserstoffen 70 Massenprozent oder mehr beträgt.
Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Menge des Klebrigmachers, die hinzugefügt worden ist, 7 bis 15 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks beträgt, und die Menge des Wachses, die hinzugefügt worden ist, 1,5 bis 4,0 Massenteile pro 100 Massenteile des Dien-Kautschuks beträgt.
Pneumatischer Reifen mit einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.