DE102017120078A1 - Verfahren zur Herstellung eines Reifenelementes - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes angegeben, das einen vulkanisierten Kautschuk mit guter Anti-Aging-Eigenschaft (thermischer Verschlechterungsbeständigkeit) ergeben kann. Das Verfahren umfasst einen Schritt (i) des Mischens von Ruß, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Ruß enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Ruß enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, einen Schritt (iii) des Hinzufügens einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt:und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem wasserhaltigen den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt, während das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird, um einen nassen Kautschukmasterbatch herzustellen, und einen Schritt (iv) des weiteren Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung und eines Anti-Aging-Mittels zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens von Ruß, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In der Gummiindustrie ist es bekannt, beim Herstellen einer Kautschukzusammensetzung, die einen Füllstoff wie Ruß enthält, einen nassen Kautschukmasterbatch zu verwenden, um die Zusammensetzung hinsichtlich ihrer Bearbeitbarkeit und ihres Füllstoffdispergierverhaltens zu verbessern. Dazu werden zunächst ein Füllstoff und ein dispergierendes Lösungsmittel miteinander in einem vorbestimmten Verhältnis gemischt und der Füllstoff in dem dispergierenden Lösungsmittel durch eine mechanische Kraft dispergiert, um eine füllstoffhaltige Aufschlämmungslösung herzustellen. Anschließend werden die Aufschlämmungslösung und eine Kautschuklatexlösung in einer flüssigen Phase gemischt und ein Verfestigungsmittel wie eine Säure hinzugefügt, um ein verfestigtes Produkt zu erhalten, das dann aufgefangen und getrocknet wird.
  • Die Verwendung des nassen Kautschukmasterbatches kann eine Kautschukzusammensetzung ergeben, die ein besseres Rußdispergierverhalten und bessere Gummieigenschaften, wie Bearbeitbarkeit und Verstärkbarkeit, aufweist als die Verwendung eines trockenen Kautschukmasterbatches, der durch Mischen von Ruß mit einem Kautschuk in einer festen Phase erhalten worden ist. Die Verwendung solch einer Kautschukzusammensetzung als Rohmaterial ermöglicht es zum Beispiel, einen Luftreifen, der einen verringerten Rollwiderstand und eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit aufweist, oder solch ein Kautschukprodukt herzustellen.
  • Aus den Druckschriften JP 2014 95016 A , JP 2014 84312 A , JP 2013 209605 A , JP 2014 95013 A und JP 2014 95014 A sind jeweils Kautschukzusammensetzungen bekannt, in denen ein trockener Kautschukmasterbatch verwendet wird und die eine spezielle Verbindung umfassen, die an ihrem Ende eine stickstoffhaltige funktionelle Gruppe und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist.
  • Die JP 2014 95013 A und die JP 2014 95014 A führen jeweils aus, dass die endständige funktionelle Gruppe in der speziellen Verbindung mit einer Carboxylgruppe oder einer anderen funktionellen Gruppe reagiert, die auf der Oberfläche des Rußes vorhanden ist, so dass diese Verbindung an den Ruß gebunden werden kann, und dass der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungsrest einer Reaktion mit Radikalen eines Polymers oder einer Reaktion, die einer Schwefelquervernetzung folgt, unterzogen wird, so dass die spezielle Verbindung an das Polymer gebunden werden kann. Die Druckschriften führen aus, dass dies die Dispergierbarkeit des Rußes in der Kautschukzusammensetzung verbessern kann. Ferner führt die JP 2014 95014 A aus, dass ein aus der Kautschukzusammensetzung erhaltenes Kautschukprodukt (vulkanisierter Kautschuk) eine gute Abriebbeständigkeit aufweist.
  • Die Druckschriften JP 2014 95016 A , JP 2014 84312 A , JP 2013 209605 A , JP 2014 95013 A und JP 2014 95014 A beschreiben jeweils ein Verfahren zum Herstellen eines trockenen Kautschukmasterbatches durch gleichzeitiges Hinzufügen von u.a. Ruß, Kautschuk, der oben genannten speziellen Verbindung, eines Anti-Aging-Mittels in einen Behälter und dann des Mischens dieser Komponenten miteinander in einer festen Phase (d.h. Trockenmischen).
  • Vom Markt werden Kautschukprodukte (vulkanisierte Kautschuke), insbesondere Reifen, gefordert, die unter Verwendung einer Kautschukzusammensetzung als Rohmaterial erhalten werden und die verbesserte Anti-Aging-Eigenschaften (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) aufweisen, um zu verhindern, dass sie durch thermische Oxidation verschlechtert werden. Entsprechende vulkanisierte Kautschuke, die aus in den oben genannten Druckschriften beschriebenen Kautschukzusammensetzungen erhalten werden, erfüllen diese Eigenschaft jedoch nicht.
  • Nach Untersuchungen der Anmelderin kann es beim sogenannten Trockenmischen eines Anti-Aging-Mittels, das als ein Rohmaterial eines trockenen Masterbatches verwendet wird, mit den anderen Rohmaterialien des Masterbatches in einer festen Phase dazu kommen, dass das Anti-Aging-Mittel Radikale, die durch Scheren der zu konsumierenden Kautschukkomponente erzeugt werden, in großer Menge einfängt, wodurch nur eine geringe Menge an Anti-Aging-Mittel in dem resultierenden Kautschukprodukt (vulkanisierten Kautschuk) verbleibt.
  • Zudem sind die bekannten Kautschuke hinsichtlich der Abriebfestigkeit nicht optimal. Dieses Problem tritt insbesondere bei Laufflächengummis für Schwerlastreifen zu Tage.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes bereitzustellen, das es ermöglicht, einen vulkanisierten Kautschuk mit einer guten Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) zu erhalten. Ferner ist es eine Aufgabe einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes bereitzustellen, das es ermöglicht, einen vulkanisierten Kautschuk mit einer hohen Abriebbeständigkeit zu erhalten.
  • Die Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens von Ruß, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten wird, das umfasst: einen Schritt (i) des Mischens einer Teilmenge oder der gesamten Menge des Rußes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Ruß enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Ruß enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, einen Schritt (iii) des Hinzufügens einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden den Ruß enthaltenden verfestigten Produkt:
    Figure DE102017120078A1_0002
    wobei R1 und R2 gleich oder verschieden voneinander sein können und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, Alkenylgruppe oder Alkynylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, und M+ ein Natriumion, Kaliumion oder Lithiumion darstellt, und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt, wobei dieses Produkt Wasser enthält, während das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird, um einen nassen Kautschukmasterbatch herzustellen, und einen Schritt (iv) des Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung und eines Anti-Aging-Mittels zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und ferner des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander.
  • Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird in Schritt (iii) die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in dem wasserhaltigen den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert, während das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird. Im Allgemeinen ist ein für Reifen verwendeter Kautschuk im trockenen Zustand hydrophob, während die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung hydrophil ist. Daher wird die Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem Kautschuk sogar dann nicht so leicht verbessert, wenn ein Kautschuk im trockenen Zustand mit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung trockengemischt wird. Gemäß dem vorliegenden Herstellungsverfahren wird in Schritt (iii), der einem Dehydrierungsschritt entspricht, die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in dem wasserhaltigen den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert. Es wird vermutet, dass diese Dispergierweise mithilfe von Wasser eine deutliche Verbesserung der Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem verfestigten Produkt bewirkt. Als Ergebnis kann die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in einer hohen Menge in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert werden.
  • Sobald die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert ist, wird die Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung sogar dann beibehalten, wenn dieses den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird, so dass die Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung auch in dem schlussendlich erhaltenen nassen Kautschukmasterbatch oder Reifenelement, das durch Trocknen des Produktes erhalten wird, deutlich verbessert ist.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren werden in Schritt (iv) die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung und ein Anti-Aging-Mittel dem in Schritt (iii) erhaltenen nassen Kautschukmasterbatch hinzugefügt, und diese Substanzen werden miteinander trockengemischt. Die Dispergierbarkeit der in dem nassen Kautschukmasterbatch enthaltenen Verbindung (I) ist gut. Daher kann die in dem nassen Kautschukmasterbatch enthaltene durch die Formel (I) dargestellte Verbindung Radikale, die durch das Scheren der Kautschukkomponente erzeugt werden, zum Zeitpunkt des Trockenmischens in Schritt (iv) effektiver einfangen als das Anti-Aging-Mittel. Es wird vermutet, dass das Einfangen verhindert, dass das Anti-Aging-Mittel zu einfach aufgebraucht wird. Dementsprechend weist ein aus dem Reifenelement erhaltener vulkanisierter Kautschuk eine gute Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) auf.
  • Der Schritt (iv) kann optional einen Schritt (iv-(a)) des Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander, um ein Mischprodukt herzustellen, und einen Schritt (iv-(b)) des Hinzufügens des Anti-Aging-Mittels zu dem resultierenden Mischprodukt und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander enthalten. Auf diese Weise kann die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung, bevorzugt gegenüber dem Anti-Aging-Mittel, Radikale, die durch das Scheren der Kautschukkomponente erzeugt werden, einfangen. Daher weist ein aus dem Reifenelement erhaltener vulkanisierter Kautschuk eine bessere Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) auf.
  • Bei einer bevorzugten Durchführungsform des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung werden nach den Schritten (i) bis (iii), in denen der Rest des Rußes und der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt hinzugefügt wurden, um einen nassen Kautschukmasterbatch herzustellen, der Rest des Rußes und der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung weiter in Schritt (iv) dem den Ruß enthaltenden nassen Kautschukmasterbatch hinzugefügt, und diese Substanzen werden trockengemischt (Schritt (iv-(c)). Auf diese Weise werden der Ruß und die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dem Reifenelementherstellungssystem in den oben genannten unterschiedlichen Schritten hinzugefügt. Es wird vermutet, dass die Zugabe in dieser Weise ein Reifenelement ergibt, dass Rußarten enthält, die sich in ihrer Dispersionsform voneinander unterscheiden. Daher umfasst ein aus diesem Reifenelement erhaltener vulkanisierter Kautschuk Rußarten, die sich in ihrer Dispersionsform voneinander unterscheiden, um eine Blockfestigkeit bei einer Umgebungstemperatur und eine hohe Abriebbeständigkeit aufzuweisen.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER DURCHFÜHRUNGSFORMEN
  • In einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines Reifenelementes werden zumindest Ruß, ein dispergierendes Lösungsmittel und eine Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien verwendet.
  • Die Rußart kann eine beliebige Rußart sein, die üblicherweise in der Gummiindustrie verwendet wird, wie SAF, ISAF, HAF, FEF oder GPF, oder es kann eine elektrisch leitende Rußart, wie Acetylenruß oder Ketjenruß, sein. Die Form der Rußart kann eine granulierte Rußart sein, die im Hinblick auf ihrer Handhabbarkeit in einer üblichen Gummiindustrie granuliert worden ist, oder es kann eine nicht granulierte Rußart sein. Solche Rußarten können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden. Eine Teilmenge des Rußes und der Rest des Rußes, die später genauer beschrieben werden, können gleiche oder unterschiedliche Arten sein.
  • Der spezifische Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption des Rußes beträgt vorzugsweise 30 bis 250 m2/g, um dem resultierenden vulkanisierten Kautschuk eine hervorragende Abriebbeständigkeit zu verleihen. Um dem vulkanisierten Kautschuk auch hervorragende exotherme Eigenschaften und Viskositätsbeibehaltungsverhalten zu verleihen, beträgt der spezifische Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption vorzugsweise 15 bis 150 m2/g. Der spezifische Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption des Rußes, der insbesondere als eines der Rohmaterialien für ein Laufflächengummi für Schwerlastreifen verwendet wird, beträgt vorzugsweise 80 bis 230 m2/g, weiter bevorzugt 80 bis 150 m2/g. Der Rußgehalt beträgt vorzugsweise 30 bis 80 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 40 bis 70 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente.
  • Das dispergierende Lösungsmittel ist vorzugsweise Wasser und kann zum Beispiel Wasser sein, das ein organisches Lösungsmittel enthält. Solche dispergierenden Lösungsmittel können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
  • Die Kautschuklatexlösung kann eine Naturkautschuklatexlösung oder eine Synthetikkautschuklatexlösung sein.
  • Die Naturkautschuklatexlösung ist ein natürliches Produkt, das durch einen metabolischen Effekt einer Pflanze erhalten wird. Bevorzugt wird eine Naturkautschuk-Wassersystem-Latex-Lösung, in der ein dispergierendes Lösungsmittel Wasser ist. Das Zahlenmittel des Molekulargewichtes des Naturkautschuks in der Naturkautschuklatexlösung beträgt vorzugsweise 2.000.000 oder mehr, weiter bevorzugt 2.500.000 oder mehr. Als Naturkautschuklatexlösung können konzentrierter Latex, ein als Feldlatex bezeichneter frischer Latex und andere Latexarten verwendet werden, ohne dass diese voneinander unterschieden werden. Die Synthetikkautschuklatexlösung ist zum Beispiel eine Latexlösung aus Styrolbutadienkautschuk, Butadienkautschuk, Nitrilkautschuk oder Chloroprenkautschuk, die durch Emulsionspolymerisation hergestellt sind. Solche Kautschuklatexlösungen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß wird, wenn wenigstens der Ruß, das dispergierende Lösungsmittel und die Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien verwendet werden, um ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt zu erhalten, und dann dieses Produkt dehydriert wird, eine durch die folgende Formel (I) dargestellte Verbindung dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt hinzugefügt:
    Figure DE102017120078A1_0003
    wobei R1 und R2 gleich oder verschieden voneinander sein können und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, Alkenylgruppe oder Alkynylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, und M+ ein Natriumion, Kaliumion oder Lithiumion darstellt.
  • Um die Affinität der Verbindung für den Ruß zu erhöhen, wird bei einer bevorzugten Durchführungsform eine durch die folgende Formel (I') dargestellte Verbindung verwendet, in der R1 und R2 in der Formel (I) Wasserstoffatome sind und M+ ein Natriumion ist:
    Figure DE102017120078A1_0004
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
  • Das Herstellungsverfahren ist ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens von Ruß, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt (i) des Mischens einer Teilmenge oder der gesamten Menge des Rußes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Ruß enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Ruß enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, und einen Schritt (iii) des Hinzufügens einer durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt und des Dispergierens dieser durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt, wobei dieses Produkt Wasser enthält, während das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird, um einen nassen Kautschukmasterbatch herzustellen, und einen Schritt (iv) des weiteren Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung und eines Anti-Aging-Mittels zu dem den Ruß enthaltenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander.
  • Bei einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens umfasst, wenn eine Teilmenge des Rußes mit den anderen Komponenten in Schritt (i) gemischt wird, der Schritt (iv) einen Schritt (iv-(c)) des weiteren Hinzufügens des Restes des Rußes zu der resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander.
  • < Schritt (i) >
  • Schritt (i) der vorliegenden Erfindung ist ein Schritt des Mischens einer Teilmenge oder der gesamten Menge eines Rußes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Ruß enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen. Der Schritt (i) kann einen Schritt (i-(a)) des Dispergierens des Rußes in dem dispergierenden Lösungsmittel und, zum Zeitpunkt des Dispergierens, des Hinzufügens wenigstens einer Teilmenge der Kautschuklatexlösung zu dem dispergierenden Lösungsmittel, um eine Aufschlämmungslösung herzustellen, die den Ruß enthält, an dem Partikel des Kautschuklatex anhaften, und einen Schritt (i-(b)) des Mischens der Aufschlämmungslösung, die den Ruß enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften, mit dem Rest der Kautschuklatexlösung, um eine Kautschuklatexlösung herzustellen, die den Ruß enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften, umfassen. Nachfolgend werden diese Schritte (i-(a)) und (i-(b)) beschrieben.
  • < Schritt (i-(a)) >
  • Schritt (i-(a)) ist ein Schritt des Dispergierens von Ruß in einem dispergierenden Lösungsmittel und, zum Zeitpunkt des Dispergierens, des Hinzufügens wenigstens einer Teilmenge einer Kautschuklatexlösung zu dem dispergierenden Lösungsmittel, um eine Aufschlämmungslösung herzustellen, die den Ruß enthält, an dem Partikel des Kautschuklatex anhaften. Es ist zulässig, die Kautschuklatexlösung im Vorfeld mit dem dispergierenden Lösungsmittel zu mischen und anschließend den Ruß zu der resultierenden Mischung hinzuzufügen, um den Ruß darin zu dispergieren, oder den Ruß dem dispergierenden Lösungsmittel hinzuzufügen, und als nächstes den Ruß in dem dispergierenden Lösungsmittel zu dispergieren, während die Kautschuklatexlösung der resultierenden Dispersion in einer vorbestimmten Zugabegeschwindigkeit hinzugefügt wird. Alternativ ist es zulässig, den Ruß dem dispergierenden Lösungsmittel hinzuzufügen, und als nächstes ein vorbestimmtes abgeteiltes Volumen der Kautschuklatexlösung mehrere Male dem rußhinzugefügten dispergierenden Lösungsmittel hinzuzufügen, während der Ruß in dem dispergierenden Lösungsmittel dispergiert wird. Durch Dispergieren des Rußes in dem dispergierenden Lösungsmittel in Anwesenheit der Kautschuklatexlösung kann die den Ruß enthaltende Aufschlämmungslösung hergestellt werden, in der die Kautschuklatexpartikel an dem Ruß anhaften. Die Zugabemenge der Kautschuklatexlösung in Schritt (i-(a)) beträgt zum Beispiel 0,075 bis 12 Gewichts-% der Gesamtmenge der zu verwendenden Kautschuklatexlösung (ihre in den Schritten (i-(a)) und (i-(b)) hinzuzufügende Gesamtmenge).
  • In Schritt (i-(a)) beträgt der Kautschukfeststoffgehalt in der hinzuzufügenden Kautschuklatexlösung vorzugsweise 0,25 bis 15 Gewichts-%, weiter bevorzugt 0,5 bis 6 Gewichts-% des Rußes. Die Konzentration des Kautschukfeststoffes in der hinzuzufügenden Kautschuklatexlösung beträgt vorzugsweise 0,2 bis 5 Gewichts-%, weiter bevorzugt 0,25 bis 1,5 Gewichts-%. In diesen Fällen kann ein nasser Kautschukmasterbatch hergestellt werden, in dem der Dispersionsgrad des Rußes erhöht ist, während die Kautschuklatexpartikel sicher an dem Ruß anhaften.
  • In Schritt (i-(a)) kann das Verfahren des Mischens des Rußes mit dem dispergierenden Lösungsmittel in Anwesenheit der Kautschuklatexlösung ein Verfahren des Dispergierens des Rußes unter Verwendung einer üblichen Dispersionsmaschine sein, wie eines Mischers mit hoher Scherkraft, eines High Shear Mixers, eines Homo-Mischers, einer Kugelmühle, einer Perlmühle, eines Hochdruckhomogenisators, eines Ultraschallhomogenisators oder einer Kolloidmühle.
  • Unter dem Begriff „Mischer mit hoher Scherkraft“ wird ein Mischer verstanden, der einen mit hoher Geschwindigkeit drehbaren Rotor und einen feststehenden Stator aufweist, in dem sich, wenn ein präziser Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator hergestellt ist, der Rotor dreht, um einen hohen Schereffekt hervorzurufen. Um solch einen hohen Schereffekt hervorzurufen, wird es bevorzugt, den Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator auf 0,8 mm oder weniger einzustellen und die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors auf 5 m/s oder mehr einzustellen. Solche Mischer mit einer hohen Scherkraft sind kommerziell erhältlich, z.B. von der Firma Silverson unter dem Namen „High Shear Mixer“.
  • Erfindungsgemäß kann zum Zeitpunkt des Mischens des Rußes mit dem dispergierenden Lösungsmittels in Anwesenheit der Kautschuklatexlösung, wodurch die Aufschlämmungslösung hergestellt wird, die den Ruß enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften, ein Tensid hinzugefügt werden, um die Dispergierbarkeit des Rußes in der Lösung zu verbessern. Das Tensid kann ein in der Gummiindustrie bekanntes Tensid sein. Beispiele dafür umfassen nichtionische Tenside, anionische Tenside, kationische Tenside und amphotere Tenside. Anstelle des Tensids oder zusätzlich zu dem Tensid kann ein Alkohol, wie Ethanol, verwendet werden. Allerdings können Tenside den schlussendlich erhaltenen vulkanisierten Kautschuk in seinen physikalischen Kautschukeigenschaften verschlechtern. Daher beträgt die Mischmenge des Tensids vorzugsweise 2 Gewichtsanteile oder weniger, weiter bevorzugt 1 Gewichtsanteil oder weniger je 100 Gewichtsanteile des Kautschukfeststoffes in der Kautschuklatexlösung. Es wird bevorzugt, im Wesentlichen kein Tensid zu verwenden.
  • < Schritt (i-(b)) >
  • Schritt (i-(b)) der vorliegenden Erfindung ist ein Schritt des Mischens der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung, um eine Kautschuklatexlösung herzustellen, die den Ruß enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften. Das Verfahren zum Mischen der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung in einer flüssigen Phase ist auf kein bestimmtes Verfahren beschränkt und kann ein Verfahren des Mischens der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung unter Verwendung einer üblichen Dispersionsmaschine sein, wie eines Mischers mit hoher Scherkraft, eines High Shear Mixers, eines Homo-Mischers, einer Kugelmühle, einer Perlmühle, eines Hochdruckhomogenisators, eines Ultraschallhomogenisators oder einer Kolloidmühle. Falls nötig, können die komplette Dispersionsmaschine oder irgendein anderes Mischsystem während der Zeit des Mischens erhitzt werden.
  • Wenn die Zeitdauer und der Vorgang der Dehydrierung im nächsten Schritt (iii) berücksichtigt werden, wird es bevorzugt, dass der Rest der Kautschuklatexlösung eine höhere Kautschukfeststoffkonzentration aufweist als die in Schritt (i-(a)) hinzugefügte Kautschuklatexlösung. Speziell beträgt die Kautschukfeststoffkonzentration vorzugsweise 10 bis 60 Gewichts-%, weiter bevorzugt 20 bis 30 Gewichts-%.
  • Wenn eine Teilmenge des Rußes in Schritt (i) mit dem dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung gemischt wird, beträgt der Anteil der enthaltenen Teilmenge des Rußes bevorzugt 50 Gewichts-% oder mehr des gesamten in dem Reifenelement enthaltenen Rußes. Um die Abriebbeständigkeit des resultierenden vulkanisierten Kautschuks zu erhöhen, beträgt der Anteil der enthaltenen Teilmenge des Rußes bevorzugt 55 Gewichts-% oder mehr des gesamten in dem Reifenelement enthaltenen Rußes und vorzugsweise 98 Gewichts-% oder weniger, weiter bevorzugt 95 Gewichts-% oder weniger des gesamten.
  • < Schritt (ii) >
  • Schritt (ii) der vorliegenden Erfindung ist ein Schritt des Verfestigens der den Ruß enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen. Das Verfahren zum Verfestigen kann ein Verfahren des Einbeziehens eines Verfestigungsmittels in die Kautschuklatexlösung sein, die den Ruß enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften. In diesem Fall kann das Verfestigungsmittel eine Substanz sein, die üblicherweise verwendet wird, um eine Kautschuklatexlösung zu verfestigen, zum Beispiel eine Säure, wie Ameisensäure oder Schwefelsäure, oder ein Salz, wie Natriumchlorid. Es ist zulässig, falls nötig, dass das vorliegende Verfahren nach Schritt (ii) und vor Schritt (iii) einen Fest-Flüssig-Trennschritt, wie einen Zentrifugaltrennschritt oder einen Erhitzungsschritt, aufweist, um in geeigneter Weise den Wassergehalt zu verringern, der in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt enthalten ist.
  • < Schritt (iii) >
  • Schritt (iii) der vorliegenden Erfindung ist ein Schritt des Dehydrierens des den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukproduktes, um einen nassen Kautschukmasterbatch herzustellen. In Schritt (iii) wird das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt unter Verwendung zum Beispiel eines monoaxialen Extruders auf eine Temperatur von 100 bis 250 °C erhitzt, und gleichzeitig wird das Produkt dehydriert, während eine Scherkraft auf das Produkt einwirkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (iii) insbesondere die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt hinzugefügt, um die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in dem wasserhaltigen den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt zu dispergieren, während das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird. Vor Beginn des Schrittes (iii) ist der Wassergehalt in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt auf keinen besonderen Gehalt beschränkt. Es wird bevorzugt, z.B. den oben genannten Fest-Flüssig-Trennschritt in das Verfahren der vorliegenden Erfindung einzubeziehen, falls nötig, und dann den Wassergehalt auf das Wa/Wb-Verhältnis, das weiter unten detailliert beschrieben wird, in einem geeigneten Bereich einzustellen.
  • Wie oben beschrieben, wird die Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung durch Dispergieren der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Produkt in Anwesenheit von Wasser deutlich verbessert. Wenn die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dem den Ruß enthaltenden verfestigten Produkt hinzugefügt wird, beträgt der Wassergehalt (Wa) dieses Produktes zum Beispiel vorzugsweise 1 Gewichtsanteil oder mehr, weiter bevorzugt 10 Gewichtsanteile oder mehr je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente in dem verfestigten Kautschukprodukt, und beträgt vorzugsweise 800 Gewichtsanteile oder weniger, weiter bevorzugt 600 Gewichtsanteile oder weniger.
  • Wenn die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dem verfestigten Produkt hinzugefügt wird, beträgt die enthaltene Menge (Wb) dieser durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zum Beispiel vorzugsweise 0,1 Gewichtsanteile oder mehr, weiter bevorzugt 0,5 Gewichtsanteile oder mehr je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente in dem verfestigten Kautschukprodukt, und beträgt vorzugsweise 10 Gewichtsanteile oder weniger, weiter bevorzugt 5 Gewichtsanteile oder weniger.
  • Vorzugsweise erfüllt das Verhältnis von Wa zu Wb (Wa/Wb-Verhältnis) die Bedingung: 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100. Wenn das Wa/Wb-Verhältnis kleiner als eins ist, kann die Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt nicht ausreichend verbessert werden. Um die Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung weiter zu verbessern, beträgt das Wa/Wb-Verhältnis vorzugsweise 1 oder mehr. Indes wird, wenn das Wa/Wb-Verhältnis mehr als 8.100 beträgt, die Menge des zu dehydrierenden Wassers so groß, dass die Ergiebigkeit des nassen Kautschukmasterbatches verschlechtert wird. Wenn die Ergiebigkeit des nassen Kautschukmasterbatches berücksichtigt wird, beträgt das Wa/Wb-Verhältnis vorzugsweise 7.500 oder weniger.
  • Um den Wassergehalt in dem nassen Kautschukmasterbatch weiter prozentual zu verringern, kann ein Trocknungsschritt in das Verfahren der vorliegenden Erfindung getrennt einbezogen werden, falls dies nach Schritt (iii) nötig sein sollte. Das Verfahren zum Trocknen des Reifenelementes kann ein Verfahren des Verwendens einer Trocknungsmaschine sein, die verschiedene Typen umfassen kann, wie ein monoaxialer Extruder, ein Ofen, ein Vakuumtrockner oder ein Lufttrockner.
  • < Schritt (iv) >
  • In Schritt (iv) der vorliegenden Erfindung werden die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung und ein Anti-Aging-Mittel mit dem nassen Kautschukmasterbatch trockengemischt, um ein Reifenelement herzustellen.
  • In Schritt (iv) beträgt der Gehalt (Verwendungsmenge) der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung vorzugsweise 0,01 bis 10 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 0,05 bis 10 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente. Um dem vulkanisierten Kautschuks eine hohe Abriebbeständigkeit zu verleihen, beträgt der Gehalt (Verwendungsmenge) der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iv) vorzugsweise 0,03 Gewichtsanteile oder mehr je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente. Um dem vulkanisierten Kautschuks Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) zu verleihen, beträgt der Gehalt der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iv) vorzugsweise 0,1 Gewichtsanteile oder mehr je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente. Um zu verhindern, dass sich die physikalischen Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks verschlechtern, beträgt der Gehalt (Verwendungsmenge) der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iv) vorzugsweise 8 Gewichtsanteile oder weniger, weiter bevorzugt 6 Gewichtsanteile oder weniger, noch weiter bevorzugt 5 Gewichtsanteile oder weniger je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente.
  • Die Gesamtmenge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iii) und derselben Verbindung in Schritt (iv) beträgt vorzugsweise 0,5 bis 15 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente. Um dem vulkanisierten Kautschuks Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) zu verleihen, beträgt die Gesamtmenge vorzugsweise 1 Gewichtsanteil oder mehr, weiter bevorzugt 2 Gewichtsanteile oder mehr je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente. Um zu verhindern, dass sich die physikalischen Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks verschlechtern, beträgt die Gesamtmenge vorzugsweise 12 Gewichtsanteile oder weniger, weiter bevorzugt 10 Gewichtsanteile oder weniger je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente.
  • Das Anti-Aging-Mittel kann ein Anti-Aging-Mittel sein, das üblicherweise für Kautschuke verwendbar ist. Beispiele davon umfassen Anti-Aging-Mittel vom aromatischen Amintyp, Aminketontyp, Monophenoltyp, Bisphenoltyp, Polyphenoltyp, Dithiocarbamattyp und Thioureatyp. Solche Anti-Aging-Mittel können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
  • Der Anti-Aging-Mittel-Gehalt beträgt vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 2 bis 4,5 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente.
  • Damit die durch die Formel (I) dargestellten Verbindung gegenüber dem Anti-Aging-Mittel bevorzugt Radikale einfangen kann, die durch das Scheren der Kautschukkomponente erzeugt werden, kann Schritt (iv) einen Schritt (iv-(a)) des Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander, um ein Mischprodukt herzustellen, und einen Schritt (iv-(b)) des Hinzufügens des Anti-Aging-Mittels zu dem resultierenden Mischprodukt und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander umfassen.
  • Wenn eine Teilmenge des Rußes mit den anderen Komponenten in Schritt (i) gemischt wird und ferner der Schritt (iv) einen Schritt (iv-(c)) des weiteren Hinzufügens des Restes des Rußes zu dem resultierenden nassen Masterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander umfasst, beträgt der Gehalt (Verwendungsmenge) der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iv-(c)) vorzugsweise 0,02 Gewichtsanteile oder mehr, weiter bevorzugt 0,06 Gewichtsanteile oder mehr und vorzugsweise 20 Gewichtsanteile oder weniger, weiter bevorzugt 16 Gewichtsanteile oder weniger je 100 Gewichtsanteile des Restes des Rußes, um die Dispergierbarkeit des Rußes in dem Trockenmischprodukt zu erhöhen.
  • In Schritt (iv) sind weitere verschiedene Beimischungen verwendbar. Die verwendbaren Beimischungen können Beimischungen sein, die üblicherweise in der Gummiindustrie verwendet werden. Beispiele dafür umfassen einen schwefelhaltigen Vulkanisierer, einen Vulkanisationsbeschleuniger, Silica, ein Silankopplungsmittel, Zinkoxid, einen Methylenrezeptor und einen Methylendonator, Stearinsäure, eine Vulkanisationsbeschleunigungshilfe, ein Vulkanisationsverzögerungsmittel, ein organisches Peroxid, einen Weichmacher, wie Wachs und Öl, und ein prozessförderndes Mittel.
  • Die Schwefelarten in dem schwefelhaltigen Vulkanisierer können irgendeine übliche Schwefelart für Kautschuke sein. Beispiele dafür umfassen pulverförmigen Schwefel, gefällten Schwefel, unlöslichen Schwefel und hochdispergierbaren Schwefel. Schwefelhaltige Vulkanisierer, die jeweils solch eine Schwefelart enthalten, können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
  • Der Schwefelgehalt beträgt vorzugsweise 0,3 bis 6,5 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente. Wenn der Schwefelgehalt weniger als 0,3 Gewichtsanteile beträgt, weist der vulkanisierte Kautschuk eine niedrige Quervernetzungsdichte auf, wodurch Kautschukstärke und anderes erniedrigt ist. Wenn der Gehalt mehr als 6,5 Gewichtsanteile beträgt, sind insbesondere sowohl Hitzebeständigkeit als auch Haltbarkeit des vulkanisierten Kautschuks verschlechtert. Um die Kautschukstärke des vulkanisierten Kautschuks auf jeden Fall gut zu halten und die Hitzebeständigkeit und die Haltbarkeit des Kautschuks weiter zu verbessern, liegt der Schwefelgehalt weiter bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 5,5 Gewichtsanteilen je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente.
  • Der Vulkanisationsbeschleuniger kann ein Vulkanisationsbeschleuniger sein, der üblicherweise zum Vulkanisieren von Kautschuk verwendbar ist. Beispiele davon umfassen Vulkanisationsbeschleuniger vom Sulfenamidtyp, Thiuramtyp, Thiazoltyp, Thioureatyp, Guanidintyp und Dithiocarbamattyp. Solche Vulkanisationsbeschleuniger können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
  • Der Vulkanisationsbeschleunigergehalt beträgt vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente.
  • Schritt (iv) kann von einem Kautschuk zum Einstellen des Gehalts der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente Gebrauch machen. Der Kautschuk kann ein Dienkautschuk sein, der den Experten auf diesem Gebiet bekannt ist. Beispiele des Kautschuks umfassen Naturkautschuk (NR), Polyisoprenkautschuk (IR), Polystyrolbutadienkautschuk (SBR), Polybutadienkautschuk (BR), Chloroprenkautschuk (CR) und Nitrilkautschuk (NBR).
  • Das Verfahren zum Mischen der einzelnen Rohmaterialien (der einzelnen Komponenten) miteinander in Schritt (iv) ist auf kein bestimmtes Verfahren beschränkt, und das Verfahren ist zum Beispiel ein Verfahren des Hinzufügens anderer Komponenten als der vulkanisationsbezogenen Komponenten, wie z.B. des schwefelhaltigen Vulkanisierers und des Vulkanisationsbeschleunigers, in eine Knetmaschine in einer beliebigen Reihenfolge und dann des Knetens der hinzugefügten Komponenten, ein Verfahren des gleichzeitigen Hinzufügens der weiteren Komponenten und dann des Knetens der hinzugefügten Komponenten, oder ein Verfahren des Hinzufügens der gesamten Komponenten und dann des Knetens der Komponenten.
  • Das Verfahren für das oben genannte Trockenmischen kann ein Verfahren sein, das eine Mischmaschine verwendet, die in einer üblichen Gummiindustrie verwendet wird, wie ein Banbury-Mischer, ein Kneter oder eine Walze, um das Mischen zu erreichen. Die Anzahl der Mischvorgänge kann eins oder mehr betragen. Die Mischdauer kann u.a. in Übereinstimmung mit der Größe der verwendeten Maschine variieren, und kann normalerweise zwischen 2 und 5 Minuten liegen. Wenn das Reifenelement keine der vulkanisationsbezogenen Komponenten umfasst, wird die Ausgangstemperatur der Mischmaschine vorzugsweise auf einen Bereich von 120 bis 170 °C eingestellt, weiter bevorzugt auf 120 bis 150 °C. Wenn das Reifenelement die vulkanisationsbezogenen Komponenten umfasst, wird die Ausgangstemperatur der Mischmaschine vorzugsweise auf einen Bereich von 80 bis 110 °C eingestellt, weiter bevorzugt auf 80 bis 100 °C.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Reifenelement anstelle der Schritte (i) bis (iii) durch das folgende Verfahren hergestellt werden: ein Verfahren des Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung und von Wasser (in einer Menge von ungefähr 1 bis 10 Gewichtsanteilen je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente) zu einer Mischung aus Ruß und Kautschuk, um einen nassen Kautschukmasterbatch zu erhalten, in dem die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dispergiert ist, und des anschließenden Verwendens des in dieser Weise erhaltenen Kautschukmasterbatches in Schritt (iv) anstelle des oben genannten nassen Kautschukmasterbatches. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht es, die hohe Dispergierbarkeit der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem an einem Zwischenstadium der Produktion eines Reifenelementes hergestellten nassen Kautschukmasterbatch zu erhöhen. Daher weist das Reifenelement, das aus diesem nassen Kautschukmasterbatch erhalten ist, ein hervorragendes Dispergierverhalten der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung auf.
  • Die oben beschriebenen Rußarten können dieselben wie in dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines nassen Kautschukmasterbatches sein. Der Kautschuk kann ein Dienkautschuk sein, der den Experten auf diesem Gebiet bekannt ist. Beispiele des Kautschuks umfassen Naturkautschuk (NR), Polyisoprenkautschuk (IR), Polystyrolbutadienkautschuk (SBR), Polybutadienkautschuk (BR), Chloroprenkautschuk (CR) und Nitrilkautschuk (NBR).
  • Ein vulkanisierter Kautschuk, der aus dem Reifenelement gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten ist, weist eine Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) auf, um als ein Laufflächengummi für Schwerlastreifen geeignet zu sein. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der vulkanisierte Kautschuk, der aus einem Reifenelement gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten ist, Abriebbeständigkeit auf.
  • BEISPIELE
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von konkreten Beispielen beschrieben. Die Erfindung wird durch die Beispiele jedoch nicht beschränkt.
  • (Verwendete Materialien)
  1. a) Ruß:
    • Ruß „N234“ (spezifischer Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption: 126 m2/g): „SEAST 7HM“ (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.),
  2. b) dispergierendes Lösungsmittel: Wasser,
  3. c) Kautschuklatexlösung:
    • Naturkautschuklatexlösung „NR Feldlatex“ (hergestellt von einer Firma Golden Hope) (DRC = 31,2 %),
  4. d) Durch die Formel (I) dargestellte Verbindung:
    • Natrium-(2Z)-4-[(4-aminophenyl)-amino]-4-oxo-2-butenoat (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.),
  5. e) Verfestigungsmittel: Ameisensäure (10 %-Lösung, die durch Verdünnen einer 85 %-Lösung erster Güte erhalten ist, um den pH der verdünnten Lösung auf 1,2 einzustellen) (hergestellt von Nacalai Tesque, Inc.),
  6. f) Zinkblume: „Zinkblume Nr. 3“ (hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.),
  7. g) Stearinsäure: „RUNACK S-20“ (hergestellt von Kao Corp.),
  8. h) Wachs: „OZOACE 0355“ (hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.),
  9. i) Anti-Aging-Mittel:
    1. (A) N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin „6PPD“ (hergestellt von der Firma Monsanto), Schmelzpunkt: 44 °C, und
    2. (B) 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolinpolymer „RD“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.), Schmelzpunkt: 80 bis 100 °C,
  10. j) Schwefel: „5% ölversetzter feinpulvriger Schwefel“ (hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.),
  11. k) Vulkanisationsbeschleuniger:
    1. (A) N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid „SANCELER CM“ (hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) und
    2. (B) 1,3-Diphenylguanidin „NOCCELER D“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) und
  12. l) Naturkautschuk (NR): „RSS #3“.
  • < Beispiel 1 >
  • Der oben beschriebene Ruß wurde einer in Wasser verdünnten Naturkautschuklatexlösung hinzugefügt, die eine Konzentration aufwies, die auf 0,52 Gewichts-% eingestellt war, um wie in Tabelle 1 gezeigte Mischmengen zu erhalten (die Rußkonzentration in Wasser betrug 5 Gewichts-%). Eine von der Firma Primix Corp. hergestellte Maschine des Typs ROBOMIX wurde verwendet (ROBOMIX-Einstellungen: Rotationszahl von 9.000 Upm und Verwendungsdauer von 30 Minuten), um den Ruß in der Lösung zu dispergieren, um eine den Ruß enthaltende Aufschlämmungslösung herzustellen, wie in Tabelle 1 gezeigt, in der Naturkautschuklatexpartikel an dem Ruß anhaften (Schritt (i)-(a)). Als nächstes wurde die oben beschriebene Naturkautschuklatexlösung (28 Gewichts-%) der in Schritt (i)-(a) hergestellten den Ruß enthaltenden Aufschlämmungslösung hinzugefügt, in der die Naturkautschuklatexpartikel an dem Ruß anhaften, um wie in Tabelle 1 gezeigte Mischmengen zu erhalten. Als nächstes wurde ein von der Firma Sanyo Electric Co. Ltd. hergestellter Haushaltsmischer des Typs SM-L56 verwendet (Mischer-Einstellungen: Rotationszahl von 11.300 Upm und Verwendungsdauer von 30 Minuten), um die Latexlösung und die Aufschlämmungslösung miteinander zu mischen, um eine Kautschuklatexlösung herzustellen, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuklatexpartikel anhaften (Schritt (i)).
  • Der in Schritt (i) hergestellten Naturkautschuklatexlösung, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuklatexpartikel anhaften, wurde Ameisensäure als Verfestigungsmittel hinzugefügt, um den pH-Wert der gesamten Lösung auf 4 einzustellen. Auf diese Weise wurde ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Naturkautschukprodukt hergestellt (Schritt (ii)). Das resultierende den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt wurde wahlweise einem Fest-Flüssig-Trennschritt unterzogen, um die Wassermenge in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Naturkautschukprodukt auf eine in Tabelle 1 gezeigte Wassermenge einzustellen. Dieses den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt und die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung wurden in eine von der Firma Suehiro EPM Corp. hergestellte Schneckenpresse des Typs V-01 geladen, um die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Naturkautschukprodukt zu dispergieren, während das den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt dehydriert wurde. Auf diese Weise wurde ein nasser Kautschukmasterbatch hergestellt (Schritt (iii)). In Schritt (iii) betrug das Wa/Wb-Verhältnis wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • Ein Banbury-Mischer wurde verwendet, um den nassen Kautschukmasterbatch trockenzumischen, der wie oben beschrieben aus einzelnen Rohmaterialien erhalten wurde, wie in Tabelle 1 in einer Spalte für Beispiel 1, die der Spalte für Schritt (iv) entspricht, beschrieben (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Reifenelement herzustellen (Nichtvorknetschritt 1 in Schritt (iv)). Der Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger (A) und (B) wurden dem resultierenden Reifenelement in entsprechenden Mengen, wie in Tabelle 1 gezeigt, hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 1 Minute und Mischerentladungstemperatur: 90 °C), um ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement herzustellen (Vorknetschritt in Schritt (iv)). Die in Tabelle 1 gezeigten Mischmengen jeder der Komponenten sind in Gewichtsanteiles (phr) der Komponente angegeben, wenn die Gesamtmenge der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente als 100 Gewichtsanteile angesehen wird.
  • < Beispiel 2 >
  • Ein Banbury-Mischer wurde verwendet, um den nassen Kautschukmasterbatch trockenzumischen, der wie oben beschrieben mit einzelnen Rohmaterialien erhalten wurde, wie in Tabelle 1 in einer Spalte für Beispiel 2, die der Spalte für Schritt (iv) entspricht, beschrieben (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Mischprodukt herzustellen (Nichtvorknetschritt 1 in Schritt (iv)). Die Anti-Aging-Mittel (A) und (B) wurden dem resultierenden Mischprodukt hinzugefügt. Der Banbury-Mischer wurde verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Reifenelement herzustellen (Nichtvorknetschritt 2 in Schritt (iv)). Ferner wurden Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger (A) und (B) dem resultierenden Reifenelement in entsprechenden Mengen, wie in Tabelle 1 gezeigt, hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 1 Minute und Mischerentladungstemperatur: 90 °C), um ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement herzustellen (Vorknetschritt in Schritt (iv)).
  • < Beispiel 3 >
  • Ein nasser Kautschukmasterbatch wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass in den Schritten (i) bis (iii) anders als in Beispiel 1, die Mischmenge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung, wie in Tabelle 1 gezeigt, verändert wurde. Ein Banbury-Mischer wurde verwendet, um den resultierenden nassen Kautschukmasterbatch aus einzelnen Rohmaterialien trockenzumischen, wie in Tabelle 1 in einer Spalte für Beispiel 3, die der Spalte für Schritt (iv) entspricht, beschrieben (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Mischprodukt herzustellen (Nichtvorknetschritt 1 in Schritt (iv)). Die Anti-Aging-Mittel (A) und (B) wurden dem resultierenden Mischprodukt hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Reifenelement herzustellen (Vorknetschritt 2 in Schritt (iv)). Ferner wurden Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger (A) und (B) dem resultierenden Reifenelement in entsprechenden Mengen, wie in Tabelle 1 gezeigt, hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 1 Minute und Mischerentladungstemperatur: 90 °C), um ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement herzustellen (Vorknetschritt in Schritt (iv)).
  • < Vergleichsbeispiel 1 >
  • Ein Banbury-Mischer wurde verwendet, um die einzelnen Rohmaterialien, wie in Tabelle 1 in einer Spalte für Vergleichsbeispiel 1, die der Spalte für Schritt (iv) entspricht, beschrieben, miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Reifenelement herzustellen (Nichtvorknetschritt 1 in Schritt (iv)). Als nächstes wurden Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger (A) und (B) dem resultierenden Reifenelement in entsprechenden Mengen, wie in Tabelle 1 gezeigt, hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 1 Minute und Mischerentladungstemperatur: 90 °C), um ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement herzustellen.
  • < Vergleichsbeispiel 2 >
  • Ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement wurde unter Verwendung der einzelnen Rohmaterialien, wie in Tabelle 1 in einer Spalte für Vergleichsbeispiel 2 beschrieben, in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass in Schritt (iii) anders als in Beispiel 1, das den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt getrocknet wurde, bis der Wassergehalt in diesem verfestigten Produkt auf 0 % sank, und das resultierende den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt, das kein Wasser enthält und im trockenen Zustand vorlag, verwendet wurde.
  • < Vergleichsbeispiel 3 >
  • Ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement wurde unter Verwendung der einzelnen Rohmaterialien, wie in Tabelle 1 in einer Spalte für Vergleichsbeispiel 3 beschrieben, in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass in Schritt (iii) anders als in Beispiel 1, ein nasser Kautschukmasterbatch ohne Zugabe irgendeiner durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zu den anderen Komponenten hergestellt wurde.
  • Die nicht-vulkanisierten Reifenelemente, die in jedem der oben genannten Arbeitsbeispiele und Vergleichsbeispiele erhalten wurden, wurden bei 150 °C für 30 Minuten vulkanisiert, um einen vulkanisierten Kautschuk herzustellen. Die resultierenden vulkanisierten Kautschuke wurden, wie unten beschrieben, ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • < Auswertung der Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) >
  • Für die Auswertung der Anti-Aging-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) wurde ein Teststück von jedem der vulkanisierten Kautschuke in einem Gear-Ofen, dessen Temperatur auf 90 °C eingestellt war, für 168 Stunden erhitzt, um eine thermische Hysterese des Teststückes zu verursachen. Danach wurde ein Zugfestigkeitstest in Übereinstimmung mit JIS K6251 durchgeführt, um die Bruchfestigkeit des Teststückes zu messen. Auf diese Weise wurde das Retentionsverhältnis der Bruchfestigkeit der Probe nach dem Altern zu der vor dem Altern erhalten. Der resultierende Wert wird als ein Index relativ zu einem Wert des Vergleichsbeispiels 1 gezeigt, der als 100 angesehen wird. Je größer die Indexwerte der Beispiele sind, desto bessere Retentionsverhältnisse und desto bessere Anti-Aging-Eigenschaften weisen die Beispiele auf. [Tabelle 1]
    Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3
    Herstellung des nassen Kautschukmasterbatches Schritte (i) - (iii) Naturkautschuk (fest) 100 100 100 100 100
    Ruß 50 50 50 50 50
    Verbindung (I) 2,9 2,9 3 3 0
    Wasser 200 200 200 0 200
    Wa/Wb 67 67 67 0 -
    Herstellung des Reifenelementes Schritt (iv) Nichtvorknetschritt 1 Naturkautschuk 100
    Ruß 50
    Verbindung (I) 0,1 0,1 5 0 0 3
    Zinkblume 3 3 3 3 3 3
    Stearinsäure 2 2 2 2 2 2
    Wachs 2 2 2 2 2 2
    Anti-Aging-Mittel (A) 2 2 2 2
    Anti-Aging-Mittel (B) 1 1 1 1
    Nichtvorknetschritt 2 Anti-Aging-Mittel (A) 2 2
    Anti-Aging-Mittel (B) 1 1
    Vorknetschritt Schwefel 2 2 2 2 2 2
    Vulkanisationsbeschleuniger (A) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Vulkanisationsbeschleuniger (B) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    Auswertung des vulkanisierten Kautschuks Anti-Ag ing-Eigenschaft (thermische Verschlechterungsbeständigkeit) 110 115 120 100 95 90
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der wurde wie folgt vorgegangen:
  • (Verwendete Materialien)
    1. a) Ruße:
      • Ruß 1: Ruß „N234“ (spezifischer Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption: 126 m2/g): „SEAST 7HM“ (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.),
      • Ruß 2: Ruß „N110“ (spezifischer Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption: 142 m2/g): „SEAST 9“ (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.) und
      • Ruß 3: Ruß „N339“ (spezifischer Oberflächenbereich zur Stickstoffadsorption: 93 m2/g): „SEAST KH“ (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.),
    2. b) dispergierendes Lösungsmittel: Wasser,
    3. c) Kautschuklatexlösung:
      • Naturkautschuklatexlösung „NR Feldlatex“ (hergestellt von einer Firma Golden Hope) (DRC = 31,2 %),
    4. d) durch die Formel (I) dargestellte Verbindung:
      • Natrium-(2Z)-4-[(4-aminophenyl)-amino]-4-oxo-2-butenoat (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.),
    5. e) Verfestigungsmittel: Ameisensäure (10 %-Lösung, die durch Verdünnen einer 85 %-Lösung erster Güte erhalten ist, um den pH der verdünnten Lösung auf 1,2 einzustellen) (hergestellt von Nacalai Tesque, Inc.),
    6. f) Zinkblume: „Zinkblume Nr. 3“ (hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.),
    7. g) Stearinsäure: „RUNACK S-20“ (hergestellt von Kao Corp.),
    8. h) Wachs: „OZOACE 0355“ (hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.),
    9. i) Anti-Aging-Mittel:
      1. (A) N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin „6PPD“ (hergestellt von der Firma Monsanto), Schmelzpunkt: 44 °C, und
      2. (B) 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolinpolymer „RD“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.), Schmelzpunkt: 80 bis 100 °C,
    10. j) Schwefel: „5% ölversetzter feinpulvriger Schwefel“ (hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.),
    11. k) Vulkanisationsbeschleuniger:
      1. (A) N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid „SANCELER CM“ (hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) und
      2. (B) 1,3-Diphenylguanidin „NOCCELER D“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.),
    12. l) Naturkautschuk (NR): „RSS #3“ und
    13. m) Polybutadien: „JSR BR01“ (hergestellt von JSR Corp.).
  • < Beispiel 4 >
  • Eines der Ruße wurde einer in Wasser verdünnten Naturkautschuklatexlösung hinzugefügt, die eine Konzentration aufwies, die auf 0,52 Gewichts-% eingestellt war, um wie in Tabelle 2 gezeigte Mischmengen zu erhalten (die Rußkonzentration in Wasser betrug 5 Gewichts-%). Eine von der Firma Primix Corp. hergestellte Maschine des Typs ROBOMIX wurde verwendet (ROBOMIX-Einstellungen: Rotationszahl von 9.000 Upm und Verwendungsdauer von 30 Minuten), um den Ruß in der Lösung zu dispergieren, um eine den Ruß enthaltende Aufschlämmungslösung herzustellen, wie in Tabelle 2 gezeigt, in der Naturkautschuklatexpartikel an dem Ruß anhaften (Schritt (i)-(a)). Als nächstes wurde die oben beschriebene Naturkautschuklatexlösung (28 Gewichts-%) der in Schritt (i)-(a) hergestellten den Ruß enthaltenden Aufschlämmungslösung hinzugefügt, in der die Naturkautschuklatexpartikel an dem Ruß anhaften, um wie in Tabelle 2 gezeigte Mischmengen zu erhalten. Als nächstes wurde ein von der Firma Sanyo Electric Co. Ltd. hergestellter Haushaltsmischer des Typs SM-L56 verwendet (Mischer-Einstellungen: Rotationszahl von 11.300 Upm und Verwendungsdauer von 30 Minuten), um die Latexlösung und die Aufschlämmungslösung miteinander zu mischen, um eine Kautschuklatexlösung herzustellen, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuklatexpartikel anhaften (Schritt (i)).
  • Ameisensäure als Verfestigungsmittel wurde der in Schritt (i) hergestellten Naturkautschuklatexlösung hinzugefügt, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuklatexpartikel anhaften, um den pH-Wert der gesamten Lösung auf 4 einzustellen. Auf diese Weise wurde ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Naturkautschukprodukt hergestellt (Schritt (ii)). Das resultierende den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt wurde wahlweise einem Fest-Flüssig-Trennschritt unterzogen, um die Wassermenge in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Naturkautschukprodukt auf eine in Tabelle 2 gezeigte Wassermenge einzustellen. Dieses den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt und die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung wurden in eine von der Firma Suehiro EPM Corp. hergestellte Schneckenpresse des Typs V-01 geladen, um die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Naturkautschukprodukt zu dispergieren, während das den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt dehydriert wurde. Auf diese Weise wurde ein nasser Kautschukmasterbatch hergestellt (Schritt (iii)). In Schritt (iii) betrug das Wa/Wb-Verhältnis wie in Tabelle 2 gezeigt.
  • Ein Banbury-Mischer wurde verwendet, um den nassen Kautschukmasterbatch trockenzumischen, der wie oben beschrieben mit einzelnen Rohmaterialien (andere als Schwefel und Vulkanisationsbeschleuniger), wie in Tabelle 2 in einer Spalte für Beispiel 4, die der Spalte für Schritt (iv-(c)) entspricht, beschrieben, erhalten wurde (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Reifenelement herzustellen. Als nächstes wurden Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger (A) und (B) dem resultierenden Reifenelement in entsprechenden Mengen, wie in Tabelle 2 gezeigt, hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 1 Minute und Mischerentladungstemperatur: 90 °C), um ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement herzustellen (Schritt (iv-(c)). Die in Tabelle 2 gezeigten Mischmengen jeder der Komponenten sind als Gewichtsanteile (phr) der Komponente angegeben, wenn die Gesamtmenge der in der Kautschuklatexzusammensetzung enthaltenen Kautschukkomponente als 100 Gewichtsanteile angesehen wird.
  • < Beispiele 5 bis 12 >
  • In jedem der Beispiele wurde ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass die verwendeten Rohmaterialien und die entsprechenden Mengen davon wie in Tabelle 2 gezeigt verändert wurden.
  • < Vergleichsbeispiele 4 bis 7 >
  • In jedem der Beispiele wurde ein Banbury-Mischer verwendet, um einzelne Rohmaterialien (andere Komponenten als Schwefel und Vulkanisationsbeschleuniger), die in Tabelle 3 in einer Spalte für Beispiel 2, die der Spalte für Schritt (iv) entspricht, beschrieben sind, miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 3 Minuten und Mischerentladungstemperatur: 150 °C), um ein Reifenelement herzustellen. Als nächstes wurden Schwefel und die Vulkanisationsbeschleuniger (A) und (B) wurden dem resultierenden Reifenelement in entsprechenden Mengen, wie in Tabelle 3 gezeigt, hinzugefügt, und dann wurde der Banbury-Mischer verwendet, um diese Substanzen miteinander trockenzumischen (Mischdauer: 1 Minute und Mischerentladungstemperatur: 90 °C), um ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement herzustellen.
  • < Vergleichsbeispiel 8 >
  • Ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement wurde unter Verwendung einzelner Rohmaterialien, die in Tabelle 3 in einer Spalte für Vergleichsbeispiel 3 beschrieben sind, in derselben Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass vor dem Schritt (iii) anders als in Beispiel 4, das den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt getrocknet wurde, bis der Wassergehalt in diesem verfestigten Produkt auf 0 % sank, und das resultierende den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt, das kein Wasser enthält und im trockenen Zustand vorlag, verwendet wurde.
  • < Vergleichsbeispiel 9 >
  • Ein nicht-vulkanisiertes Reifenelement wurde unter Verwendung einzelner Rohmaterialien, die in Tabelle 3 in einer Spalte für Vergleichsbeispiel 9 beschrieben sind, in derselben Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass in Schritt (iii) anders als in Beispiel 4, ein nasser Kautschukmasterbatch ohne Zugabe irgendeiner durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zu den anderen Komponenten hergestellt wurde.
  • Die nicht-vulkanisierten Reifenelemente, die in jedem der oben genannten Arbeitsbeispiele und Vergleichsbeispiele erhalten wurden, wurden bei 150 °C für 30 Minuten vulkanisiert, um einen vulkanisierten Kautschuk herzustellen. Die resultierenden vulkanisierten Kautschuke wurden wie unten beschrieben ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse werden in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
  • < Auswertung der Abriebbeständigkeit >
  • Für die Auswertung der Abriebbeständigkeit wurde in Übereinstimmung mit JIS K6264 ein von Iwamoto Seisaku-sho Kabushiki Kaisha hergestellter Lambourn-Abriebtester verwendet, um die Abriebverlust eines Teststückes von jedem der vulkanisierten Kautschuke bei einer Belastung von 40 N, einem Schlupfverhältnis von 30 %, einer Temperatur von 23 °C und einer Sandtropfrate von 20 g/min zu messen. Für jedes der Beispiele 4 bis 9 und der Vergleichsbeispiele 8 und 9 wird der Kehrwert des Abriebverlustwertes als ein Index relativ zu einem Wert des Vergleichsbeispiels 4 gezeigt, der als 100 angesehen wird. Für die Beispiele 10, 11 und 12 werden die Kehrwerte der Abriebverlustwerte jeweils als Indices relativ zu einem Wert der Vergleichsbeispiele 5, 6 und 7 gezeigt, die jeweils als 100 angesehen werden. Es wird gezeigt, dass, je größer die Indices der Beispiele sind, desto kleiner ist der Abriebverlust und desto besser ist die Abriebbeständigkeit.
  • < Auswertung der Kautschukhärte >
  • Für die Auswertung der Kautschukhärte wurde in Übereinstimmung mit JIS K6253 ein Durometer Typ A verwendet, um die Härte eines Teststückes von jedem der vulkanisierten Kautschuke bei einer Temperatur von 23 °C zu messen. Für jedes der Beispiele 4 bis 9 und der Vergleichsbeispiele 8 und 9 wird der gemessene Wert als ein Index relativ zu einem Wert des Vergleichsbeispiels 4 gezeigt, der als 100 angesehen wird. Für die Beispiele 10, 11 und 12 werden die gemessenen Werte jeweils als Indices relativ zu den Vergleichsbeispielen 5, 6 und 7 gezeigt, die jeweils als 100 angesehen werden. Es wird gezeigt, dass, je größer die Indices der Beispiele sind, desto höher ist die Härte bei Umgebungstemperatur und desto besser ist die Kautschukhärte. [Tabelle 2]
    Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6 Beispiel 7 Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10 Beispiel 11 Beispiel 12
    Herstellung des nassen Kautschukmasterbatches Schritte (I) - (III) Naturkautschuk (fest) 100 100 100 100 100 100 100 100 70
    Ruß 1 30 45 30 30 30 30 31,5
    Ruß 2 30 30
    Ruß 3
    Verbindung (I) 0,9 1,44 1,8 0,3 1,2 0,5 0,9 0,9 1,08
    Wasser 200 200 200 200 200 200 200 200 150
    Wa/Wb 222 139 111 667 167 400 222 222 139
    Herstellung des Reifenelementes Schritt (IV-(c)) Naturkautschuk
    Polybutadien 30
    Ruß 1 20 5 20 20 20 20 18,5
    Ruß 2 20
    Ruß 3 20
    Verbindung (I) 0,6 0,06 1,2 0,2 0,3 1 0,6 0,6 0,42
    Zinkblume 3 3 3 3 3 3 3 3 3
    Stearinsäure 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Wachs 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Anti-Aging-Mittel (A) 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Anti-Aging-Mittel (B) 1 1 1 1 1 1 1 1 1
    Schwefel 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Vulkanisationsförderer (A) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Vulkanisationsförderer (B) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    Auswertungen Abriebbeständigkeit 110 109 109 108 109 107 112 108 109
    Kautschukhärte 98 97 97 98 98 97 99 98 97
    [Tabelle 3]
    Vergleichsbeispiel 4 Vergleichsbeispiel 5 Vergleichsbeispiel 6 Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 8 Vergleichsbeispiel 9
    Herstellung des nassen Kautschukmasterbatches Schritte (i) - (iii) Naturkautschuk (fest) 100 100
    Ruß 30 30
    Verbindung (I) 0,9 0
    Wasser 0 200
    Wa/Wb 0 -
    Herstellung des Reifenelementes Schritt (iv-(c)) Naturkautschuk 100 100 100 70
    Polybutadien 30
    Ruß 1 50 50 20 20
    Ruß 2 50
    Ruß 3 50
    Verbindung (I) 0,6 1,5
    Zinkblume 3 3 3 3 3 3
    Stearinsäure 2 2 2 2 2 2
    Wachs 2 2 2 2 2 2
    Anti-Aging-Mittel (A) 2 2 2 2 2 2
    Anti-Aging-Mittel (B) 1 1 1 1 1 1
    Schwefel 2 2 2 2 2 2
    Vulkanisationsförderer (A) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Vulkanisationsförderer (B) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    Auswertungen Abriebbeständigkeit 100 100 100 100 105 104
    Kautschukhärte 100 100 100 100 97 98
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • JP 2013209605 A [0004, 0006]
    • JP 2014095013 A [0004, 0005, 0006]
    • JP 2014095014 A [0004, 0005, 0006]

    Claims (7)

    1. Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung zumindest von Ruß, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten ist, wobei das Verfahren folgendes umfasst: - einen Schritt (i) des Mischens einer Teilmenge oder der gesamten Menge des Rußes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Ruß enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, - einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Ruß enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Ruß enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, - einen Schritt (iii) des Hinzufügens einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt:
      Figure DE102017120078A1_0005
      wobei R1 und R2 gleich oder verschieden voneinander sein können und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, Alkenylgruppe oder Alkynylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, und M+ ein Natriumion, Kaliumion oder Lithiumion darstellt, und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt, wobei dieses Produkt Wasser enthält, während das den Ruß enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird, um einen nassen Kautschukmasterbatch herzustellen, und - einen Schritt (iv) des weiteren Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung du eines Anti-Aging-Mittels zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt (iii), wenn die Wassermenge in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt zum Zeitpunkt des Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung durch Wa dargestellt wird und die enthaltene Menge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung durch Wb dargestellt wird, die Bedingung 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Schritt (iv) ein Schritt (iv-(a)) des Hinzufügens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatches und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander, um ein Mischprodukt herzustellen, und ein Schritt (iv-(b)) des Hinzufügens des Anti-Aging-Mittels zu dem resultierenden Mischprodukt und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander ist.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Summe der Menge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iii) und der Menge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iv) 0,5 bis 15 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponenten beträgt.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn in Schritt (i) eine Teilmenge des Rußes mit den weiteren Komponenten gemischt wird, Schritt (iv) einen Schritt (iv-(c)) des Hinzufügens des Rußrestes zu dem resultierenden nassen Kautschukmasterbatch und des Trockenmischens dieser Substanzen miteinander umfasst.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Anteil der Teilmenge des Rußes 50 Gewichts-% oder mehr der Gesamtmenge des in dem Reifenelemente enthaltenen Rußes beträgt.
    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Menge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in Schritt (iv) 0,01 bis 10 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponenten beträgt.
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