DE102016222622A1 - Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukfertigmischung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukfertigmischung in einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem darunter angeordneten stempellosen Kneter. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der nach dem Verfahren hergestellten Kautschukfertigmischung für Fahrzeugluftreifen.Das Verfahren umfasst wenigstens die folgenden Verfahrensschritte:Herstellung einer Kautschukgrundmischung enthaltend wenigstens einen reaktiven Zusatzstoff und wenigstens eine Kieselsäure als Füllstoff in dem oberen Stempelkneter, undÜberführung der Kautschukgrundmischung auf ein unterhalb des oberen Stempelkneters angeordnetes Ausformaggregat ohne Zwischenlagerung undAusformung der Kautschukgrundmischung in dem Ausformaggregat undÜberführung der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter undZugabe von Vulkanisationschemikalien zu der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter undMischen aller in dem stempellosen Kneter vorhandenen Bestandteile zu einer Kautschukfertigmischung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukfertigmischung in einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem darunter angeordneten stempellosen Kneter. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der nach dem Verfahren hergestellten Kautschukfertigmischung für Fahrzeugluftreifen.
  • Im Allgemeinen erfolgt die Herstellung einer Kautschukmischung in zwei Mischstufen, nämlich durch Herstellung einer Grundmischung und einer Fertigmischung. Während der Herstellung der Grundmischung werden alle Bestandteile der Mischung, wie Kautschuke, Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, Alterungsschutzmittel, Ozonschutzmittel und weitere übliche Zusatzstoffe mit Ausnahme der Vulkanisationschemikalien (Schwefel, Vulkanisationsbeschleuniger, Harze u. a.), miteinander unter Energieeintrag vermischt. Nach der Fertigstellung der Grundmischung, deren Abkühlung und eventueller Lagerung werden dann zur Herstellung der Fertigmischung die restlichen Zusatzstoffe, i. a. alle Vulkanisationsbestandteile, bei niedriger Temperatur eingemischt.
  • Verfahren zur Herstellung von Kautschukfertigmischungen sind in der DE 4407144 A1 und der EP 0618055 B1 beschrieben.
  • Die EP 0618055 B1 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeiten von nicht reaktive Zusatzstoffe enthaltenden Kautschukgrundmischungen zu Kautschukfertigmischungen unter Verwendung eines Stempelkneters, wobei dem Stempelkneter eine vorher hergestellte, fertige Grundmischung zum Plastizieren zugeführt wird und nach dem Plastizieren die Charge unmittelbar einem stempellosen Kneter zugeführt wird, um die Fertigmischung durch Zugabe von reaktiven Zusatzstoffen bei verringerter Temperatur im Vergleich zum Stempelkneter fertig zu mischen.
  • In der DE 4407144 A1 wird eine Kautschukfertigmischung dadurch hergestellt, dass in einer ersten Stufe in einem Stempelkneter aus Kautschuk und nicht reaktiven Zusatzstoffen chargenweise eine Grundmischung hergestellt wird und dann die Grundmischung in einer zweiten Stufe unter Hinzufügen von reaktiven Zusatzstoffen ebenfalls chargenweise in einem zweiten Kneter fertig gemischt wird. Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann eine Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem darunter angeordneten stempellosen Kneter eingesetzt werden.
  • Beide vorgenannten Schriften beschäftigen sich nicht mit Kautschukmischungen, die polare Füllstoffe, wie beispielsweise Kieselsäure, enthalten und deren speziellen Anforderungen an die Verarbeitung. Bei Kautschukmischungen mit polaren Füllstoffen ist nämlich zu beachten, dass zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Anbindung der polaren Füllstoffe an unpolare Kautschuke so genannte Silankupplungsagenzien als reaktive Zusatzstoffe nötig sind, die mit den polaren Gruppen des Füllstoffs reagieren und im weiteren Verlauf die Anbindung an den Kautschuk ermöglichen. Solche aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsagenzien sind z. B. bifunktionelle Organosilane, die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen, die gegebenenfalls nach Spaltung eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen des Polymers eingehen kann. Bei der Reaktion des polaren Füllstoffs mit dem Silankupplungsagenz sind Temperatur und Mischzeit exakt einzuhalten, um eine vollständige Umsetzung, die in der Regel bei Temperaturen von 140 bis 160 °C stattfindet, zu erreichen und eine Zersetzung des Kupplungsagenzes zu vermeiden. Die Zugabe der polaren Füllstoffe und des Silankupplungsagenzes erfolgt üblicherweise bei der Herstellung der Grundmischung, da die Temperaturen bei der Herstellung der Fertigmischung mit ca. 120 °C (zur Vermeidung der vorzeitigen Vernetzung) nicht hoch genug für die Reaktion zwischen Kupplungsagenz und polarem Füllstoff sind.
  • Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen mit Kieselsäure in einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem zweiten Kneter als Untermaschine sind beispielsweise aus der EP 1213110 B1 bekannt.
  • Kautschukmischungen mit Kieselsäure als Füllstoff, insbesondere mit höheren Füllmengen ab 45 phr Kieselsäure, sind jedoch häufig krümelig, d. h. sie weisen eine geringe Grünfestigkeit auf. Hieraus resultieren Hantierschwierigkeiten und die Mischdauer im oberen Mischer der beschriebenen Aggregatkombination muss vergleichsweise lang sein.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukfertigmischung in einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem darunter angeordneten stempellosen Kneter bereitzustellen, welches mit einer vergleichsweise kurzen Mischdauer im oberen Mischer durchführbar ist und zudem eine stabilere Prozessführung bei verbesserter Mischungsqualität ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Verfahren in einer Aggregatkombination aus einem oberen Stempelkneter und einem darunter angeordneten stempellosen Kneter wenigstens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    1. a) Herstellung einer Kautschukgrundmischung enthaltend wenigstens einen reaktiven Zusatzstoff und wenigstens eine Kieselsäure als Füllstoff in dem oberen Stempelkneter, und
    2. b) Überführung der Kautschukgrundmischung auf ein unterhalb des oberen Stempelkneters angeordnetes Ausformaggregat ohne Zwischenlagerung und
    3. c) Ausformung der Kautschukgrundmischung in dem Ausformaggregat und
    4. d) Überführung der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter und
    5. e) Zugabe von Vulkanisationschemikalien zu der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter und
    6. f) Mischen aller in dem stempellosen Kneter vorhandenen Bestandteile zu einer Kautschukfertigmischung.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Kautschukmischungen mit reaktiven Zusatzstoffen mit einer erhöhten Produktivität und verbesserten Qualität hergestellt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Herstellung von Kautschukfertigmischungen, die andere polare Füllstoffe alleine oder in Kombination mit Kieselsäure enthalten, geeignet. Zu anderen polaren Füllstoffen zählen alle dem Fachmann bekannten, wie beispielsweise Alumosilicate, Kreide, Stärke, Magnesiumoxid, Titandioxid oder Kautschukgele.
  • Die DE 4309451 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem eine Grundmischung enthaltend Kautschuk und nicht reaktive Zusatzstoffe im Anschluss an die Mischstufe im Stempelkneter mittels eines Walzwerkes oder eines Extruders geformt wird. Die Verarbeitung von Kautschukmischungen enthaltend Kieselsäure und reaktive Zusatzstoffe wird in der DE 4309451 A1 nicht offenbart.
  • Die Temperaturführung bei der Herstellung einer Kautschukmischung enthaltend Kieselsäure und reaktive Zusatzstoffe, insbesondere eines oder mehrere Silan(e), ist komplexer: in der Grundmischstufe wird üblicherweise heißer gemischt um eine bessere und schnellere Reaktionsführung zu bekommen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Temperaturdelta zwischen oberem und unterem Mischer besser beherrschbar. Gleichzeitig kann die Mischdauer im oberen Mischer verkürzt werden, da im Ausformaggregat eine weitere Durchmischung erfolgt.
  • Die in dieser Schrift verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist dabei die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Kautschukfertigmischung vorhandenen festen Kautschuke mit einem Gewichtsmittel Mw des Molekulargewichts gemäß GPC von 250.000 bis 5.000.000 g/mol bezogen.
  • Die Bestimmung des Gewichtsmittels Mw und des Zahlenmittels Mn des Molekulargewichtes der Polymere erfolgt mittels Gelpermeationschromatographie (GPC mit Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel bei 40 °C, Apparat PPS, kalibriert mit Polystyrol-Standard; Größenausschlußchromatographie; engl. SEC = size exclusion chromatography in Anlehnung an BS ISO 11344:2004).
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Abkürzung Mw für das Gewichtsmittel des Molekulargewichts verwendet.
  • Der unterhalb des Stempelkneters angeordnete Kneter ist ein stempelloser Kneter, der auf Grund seiner offenen Ausbildung eine einfache Überführung der Kautschukgrundmischung von dem Stempelkneter bzw. dem Ausformaggregat in den stempellosen Kneter ermöglicht.
  • Der stempellose Kneter weist vorzugsweise ein Arbeitsvolumen auf, das 70 bis 200 % größer ist als das des Stempelkneters. Auf diese Weise gelingt zusätzlich ein Abkühlen der Mischung und es können weitere Mischungsbestandteile hinzugefügt werden.
  • Erfindungsgemäß wird in Schritt a) zunächst eine Kautschukgrundmischung enthaltend wenigstens einen reaktiven Zusatzstoff und wenigstens eine Kieselsäure als Füllstoff in dem oberen Stempelkneter hergestellt.
  • Die Kautschukgrundmischung enthält dabei wenigstens einen Kautschuk, bevorzugt wenigstens einen festen Kautschuk. Unter „fester Kautschuk“ ist dabei ein Kautschuk mit einem Gewichtsmittel Mw des Molekulargewichts gemäß GPC von 250.000 bis 5.000.000 g/mol zu verstehen.
  • Der feste Kautschuk ist dabei bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus natürlichem Polyisopren und/oder synthetischem Polyisopren und/oder Butadien-Kautschuk und/oder lösungspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk und/oder emulsionspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk und/oder Halobutylkautschuk und/oder Polynorbornen und/oder Isopren-Isobutylen-Copolymer und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und/oder Nitrilkautschuk und/oder Chloroprenkautschuk und/oder Acrylat-Kautschuk und/oder Fluorkautschuk und/oder Silikon-Kautschuk und/oder Polysulfidkautschuk und/oder Epichlorhydrinkautschuk und/oder Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer und/oder hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk und/oder Isopren-Butadien-Copolymer und/oder hydrierter Styrol-Butadien-Kautschuk.
  • Insbesondere Nitrilkautschuk, hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk, Chloroprenkautschuk, Butylkautschuk, Halobutylkautschuk oder Ethyl-en-Propylen-DienKautschuk kommen bei der Herstellung von technischen Gummiartikeln, wie Gurte, Riemen und Schläuche, und/oder Schuhsohlen zum Einsatz.
  • Bevorzugt umfasst der wenigstens eine feste Kautschuk wenigstens einen Dienkautschuk.
  • Als Dienkautschuke werden Kautschuke bezeichnet, die durch Polymerisation oder Copolymerisation von Dienen und/oder Cycloalkenen entstehen und somit entweder in der Hauptkette oder in den Seitengruppen C=C-Doppelbindungen aufweisen.
  • Bevorzugt ist der Dienkautschuk ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus synthetischem Polyisopren (IR) und natürlichem Polyisopren (NR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Polybutadien (BR).
  • Erfindungsgemäß enthält die in Schritt a) hergestellte Kautschukgrundmischung bereits wenigstens eine Kieselsäure als Füllstoff.
  • Bei den oder der Kieselsäure(n) kann es sich um die dem Fachmann bekannten Kieselsäuren, die als Füllstoff für Reifenkautschukmischungen geeignet sind, handeln. Besonders bevorzugt ist es allerdings, wenn eine fein verteilte, gefällte Kieselsäure verwendet wird, die eine Stickstoff-Oberfläche (BET-Oberfläche) (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von 35 bis 350 m2/g, bevorzugt von 60 bis 260 m2/g, besonders bevorzugt von 120 bis 230 m2/g, und eine CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von 30 bis 400 m2/g, bevorzugt von 60 bis 250 m2/g, besonders bevorzugt von 120 bis 230 m2/g, aufweist. Derartige Kieselsäuren führen z. B. in Kautschukmischungen für Reifenlaufstreifen zu besonders guten physikalischen Eigenschaften der Vulkanisate. Außerdem können sich dabei Vorteile in der Mischungsverarbeitung durch eine Verringerung der Mischzeit bei gleichbleibenden Produkteigenschaften ergeben, die zu einer verbesserten Produktivität führen. Als Kieselsäuren können somit z. B. sowohl jene des Typs Ultrasil® VN3 (Handelsname) der Firma Evonik als auch hoch dispergierbare Kieselsäuren, so genannte HD-Kieselsäuren (z.B. Zeosil® 1165 MP der Firma Solvay), zum Einsatz kommen.
  • Die Begriffe „Kieselsäure“ und „Silika“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie auch in der Fachwelt üblich, synonym verwendet.
  • Besonders gut lassen sich Mischungen mit einem Anteil an Kieselsäure, also polarem Füllstoff, von mehr als 45 phr, bevorzugt mehr als 70 phr, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiten, da die Mischungen dann oft eine sehr geringe Grünfestigkeit und ein hohe Krümeligkeit aufweisen und trotzdem einfach und sauber zur Herstellung der Fertigmischung in den zweiten stempellosen Kneter, der als Untermaschine angeordnet ist, überführt werden können.
  • Bevorzugt beträgt die Menge an Kieselsäure der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kautschukfertigmischung daher mehr als 45 phr, bevorzugt mehr als 70 phr. Bevorzugt enthält die Kautschukfertigmischung nicht mehr als 250 phr Kieselsäure.
  • Erfindungsgemäß wird in Schritt a) bereits ein reaktiver Zusatzstoff der Kautschukgrundmischung zugegeben.
  • Unter „reaktivem Zusatzstoff“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung prinzipiell jede Substanz zu verstehen, die mit der enthaltenen Kieselsäure reagieren kann.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem reaktiven Zusatzstoff um ein Organosilan und/oder ein funktionalisiertes Polymer. Es kann somit auch ein Gemisch aus einem oder mehreren Organosilan(en) mit einem oder mehreren funktionalisierten Polymer(en) verwendet werden. Ferner ist auch ein Gemisch verschiedener Organosilane oder verschiedener funktionalisierten Polymere denkbar.
  • Unter dem Begriff „Organosilan“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung organische chemische Verbindungen verstanden, die wenigstens eine Silyl-Gruppe aufweisen. Derartige Substanzen sind in der Fachwelt der Kautschukmischungen für Fahrzeugreifen auch als Silan-Kupplungsagenzien bekannt. Die Silan-Kupplungsagenzien reagieren mit den oberflächlichen Silanolgruppen der Kieselsäure oder anderen polaren Gruppen während des Mischens des Kautschuks bzw. der Kautschukmischung (in situ) oder bereits vor der Zugabe des Füllstoffes zum Kautschuk im Sinne einer Vorbehandlung (Vormodifizierung). Als Silan-Kupplungsagenzien können dabei alle dem Fachmann für die Verwendung in Kautschukmischungen bekannten Silan-Kupplungsagenzien verwendet werden. Solche aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsagenzien sind bifunktionelle Organosilane, die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen, die gegebenenfalls nach Spaltung eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen des Polymers eingehen kann. Bei der letztgenannten Gruppe kann es sich z. B. um die folgenden chemischen Gruppen handeln: -SCN, -SH, -NH2 oder -Sx- (mit x = 2 bis 8).
  • So können als Silan-Kupplungsagenzien z. B. 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Thiocyanato-propyltrimethoxysilan oder 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide mit 2 bis 8 Schwefelatomen, wie z. B. 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT), das entsprechende Disulfid (TESPD) oder auch Gemische aus den Sulfiden mit 1 bis 8 Schwefelatomen mit unterschiedlichen Gehalten an den verschiedenen Sulfiden, verwendet werden. TESPT kann dabei beispielsweise auch als Gemisch mit Industrieruß (Handelsname X50S® der Firma Evonik) zugesetzt werden.
  • Bevorzugt wird ein Silan-Gemisch eingesetzt, welches zu 40 bis 100 Gew.-% Disulfide, besonders bevorzugt 55 bis 85 Gew.-% Disulfide und ganz besonders bevorzugt 60 bis 80 Gew.-% Disulfide enthält.
  • Auch geblockte Mercaptosilane, wie sie z. B. aus der WO 99/09036 bekannt sind, können als Silan-Kupplungsagens eingesetzt werden. Auch Silane, wie sie in der WO 2008/083241 A1 , der WO 2008/083242 A1 , der WO 2008/083243 A1 und der WO 2008/083244 A1 beschrieben sind, können eingesetzt werden. Verwendbar sind z. B. Silane, die unter dem Namen NXT in verschiedenen Varianten von der Firma Momentive, USA, oder solche, die unter dem Namen VP Si 363® von der Firma Evonik Industries vertrieben werden.
  • Unter dem Begriff „funktionalisiertes Polymer“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polymer verstanden, das entlang der Polymerketten und/oder am Ende der Ketten eine Funktionalisierung aufweisen, die eine Anbindung an Kieselsäure oder vergleichbare Füllstoffe ermöglichen. Bevorzugt und beispielsweise handelt es sich hierbei um eine funktionelle Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-Gruppe und/oder Ethoxy-Gruppe und/oder Epoxy-Gruppe und/oder Siloxan-Gruppe und/oder Aminosiloxan und/oder Carboxy-Gruppe und/oder Silan-Sulfid-Gruppe und/oder Alkoxysilan-Gruppe und einem primären Amin und/oder einer Alkoxysilan-Gruppe und einem Thiol.
  • Das funktionalisierte Polymer kann dabei ein fester Kautschuk mit dem oben genannten Mw sein. In dem Fall stellt somit dieser enthaltene feste Kautschuk bereits wenigstens einen reaktiven Zusatzstoff dar.
  • Das funktionalisierte Polymer kann aber auch ein flüssiges Polymer sein, welches nicht in die 100 Teile der phr-Berechnung eingeht. Unter flüssigen Polymeren werden Polymere mit einem Mw von 500 bis 55000 g/mol verstanden.
  • Geeignete flüssige, organosilicium-funktionalisierte Polymere werden beispielsweise in der US 20020082333 A1 offenbart.
  • Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem reaktiven Zusatzstoff um wenigstens ein Organosilan.
  • Die Temperatur bei der Herstellung der Kautschukgrundmischung in Schritt a) beträgt bevorzugt 130 bis 195 °C, ist also im Vergleich zur Fertigmischstufe hoch.
  • Erfindungsgemäß wird die in Schritt a) hergestellte Kautschukgrundmischung in Verfahrensschritt b) auf ein unterhalb des oberen Stempelkneters angeordnetes Ausformaggregat ohne Zwischenlagerung überführt.
  • Das Ausformaggregat ist prinzipiell jede Vorrichtung, die geeignet ist, eine Kautschukgrundmischung enthaltend Kieselsäure zu formen. Derartige Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt, wobei auch eine Kombination bekannter Vorrichtungen erfindungsgemäß verwendet werden kann.
  • In Verfahrensschritt c) wird die krümelige kieselsäurehaltige Grundmischung ausgeformt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ausformaggregat um ein Walzwerk. Dieses formt die krümelige kieselsäurehaltige Grundmischung zu einem kompakteren Mischgut.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ausformaggregat um einen Extruder. Dieser kompaktiert die krümelige kieselsäurehaltige Grundmischung und kann die Temperatur des Mischgutes in gewünschter Weise beeinflussen, insbesondere die Temperatur halten oder bevorzugt die Temperatur der Grundmischung (insbesondere 130 bis 195 °C) verringern. Letzteres sorgt dafür, dass das Temperaturgefälle von der Grundmischstufe zur Fertigmischstufe schneller ausgeglichen wird, bzw. schneller eine vergleichsweise geringe Temperatur für die Fertigmischstufe erreicht wird, wobei zudem die Mischdauer im oberen Kneter verkürzt werden kann.
  • Beispielsweise kann eine Grundmischung mit einer Temperatur von 195 °C auf z. B. 140 °C oder weniger abgekühlt werden; oder eine Grundmischung mit einer Temperatur von 130 °C auf eine Temperatur von z. B. 90 bis 100 °C.
  • Besonders vorteilhaft ist hierbei beispielsweise die Verwendung eines Doppelschneckenextruders, da dieser die Mischung besonders temperaturschonend verdichten kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ausformaggregat um die Kombination wenigstens eines Walzwerkes mit wenigstens einem Extruder.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also im oberen Kneter eine Kautschukgrundmischung hergestellt, die dann ohne Zwischenlagerung in ein diskontinuierlich arbeitendes Ausformaggregat überführt und dort zu einem kompakteren Mischstück verarbeitet wird. Dadurch ist es möglich, die Mischzeit im oberen Kneter zu reduzieren.
  • Während der Ausformung kann der obere Kneter wieder mit neuem Mischgut befüllt und betrieben werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit eine verbesserte Produktivität auf. Dabei muss die Mischung nicht zwischengelagert werden, sodass Transport und Lagerkosten entfallen.
  • Gemäß Verfahrensschritt d) wird die ausgeformte Kautschukgrundmischung in den unteren stempellosen Kneter überführt.
  • Gemäß Verfahrensschritt e) erfolgt die Zugabe von Vulkanisationschemikalien zu der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter, Hierbei ist jedoch auch eine umgekehrte Reihenfolge denkbar, bei der die Vulkanisationschemikalien im unteren stempellosen Kneter vorgelegt werden und anschließend die ausgeformte Kautschukgrundmischung hinzugegeben wird.
  • Die Vulkanisationschemikalien umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung chemische Substanzen, die eine Vulkanisation der Kautschukfertigmischung unter dem Fachmann bekannten Bedingungen ermöglichen.
  • Bevorzugt handelt es sich bei den Vulkanisationschemikalien um ein Vulkanisationssystem, welches auf der Schwefelvulkanisation basiert. Dieses enthält wenigstens einen Vulkanisationsbeschleuniger und elementaren (freien) Schwefel und/oder wenigstens eine schwefelspendende Substanz.
  • Die genannten Substanzen sind dem Fachmann bekannt, insbesondere für die Vulkanisation von Dienkautschuk(en).
  • In Verfahrensschritt f) erfolgt schließlich das Mischen aller in dem stempellosen Kneter vorhandenen Bestandteile zu einer Kautschukfertigmischung.
  • Bevorzugt erfolgt das Mischen in Schritt f) bei einer Temperatur von 90 bis 140 °C.
  • Sofern nicht erfindungsgemäß anders angegeben werden bei sämtlichen Schritten dem Fachmann bekannte Verfahrensweisen und Bedingungen, z. B. Mischdauer und Mischtemperatur, verwendet.
  • Ferner können der Kautschukmischung, insbesondere der Kautschukgrundmischung, weitere dem Fachmann bekannte Bestandteile, wie Weichmacher, Alterungsschutzmittel, Prozesshilfsmittel, Aktivatoren etc. zugegeben werden.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kautschukfertigmischung kann für die Herstellung unterschiedlichster Gummiprodukte verwendet werden. Bevorzugt wird die Fertigmischung für die Herstellung von Fahrzeugreifen, besonders bevorzugt Fahrzeugluftreifen, verwendet.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sämtlicher obiger Ausführungen hergestellten Kautschukfertigmischung für die Herstellung von Fahrzeugreifen, besonders bevorzugt Fahrzeugluftreifen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • EP 1213110 B1 [0007]
    • DE 4309451 A1 [0013]
    • WO 9909036 [0038]
    • WO 2008/083241 A1 [0038]
    • WO 2008/083242 A1 [0038]
    • WO 2008/083243 A1 [0038]
    • WO 2008/083244 A1 [0038]
    • US 20020082333 A1 [0042]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukfertigmischung enthaltend Vulkanisationschemikalien in einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem darunter angeordneten stempellosen Kneter, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens die folgenden Verfahrensschritte umfasst: a) Herstellung einer Kautschukgrundmischung enthaltend wenigstens einen reaktiven Zusatzstoff und wenigstens eine Kieselsäure als Füllstoff in dem oberen Stempelkneter, und b) Überführung der Kautschukgrundmischung auf ein unterhalb des oberen Stempelkneters angeordnetes Ausformaggregat ohne Zwischenlagerung und c) Ausformung der Kautschukgrundmischung in dem Ausformaggregat und d) Überführung der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter und e) Zugabe von Vulkanisationschemikalien zu der ausgeformten Kautschukgrundmischung in den stempellosen Kneter und f) Mischen aller in dem stempellosen Kneter vorhandenen Bestandteile zu einer Kautschukfertigmischung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stempellose Kneter ein Arbeitsvolumen aufweist, das um 70 bis 200 % größer ist als das des Stempelkneters.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausformaggregat ein Walzwerk ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausformaggregat ein Extruder ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder ein Doppelschneckenextruder ist.
  6. Kautschukmischung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem reaktiven Zusatzstoff um ein Organosilan und/oder ein funktionalisiertes Polymer handelt.
  7. Kautschukmischung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Kieselsäure in der Kautschukfertigmischung mehr als 45 phr beträgt.
  8. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellten Kautschukfertigmischung für die Herstellung von Fahrzeugreifen, insbesondere Fahrzeugluftreifen.
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