DE102017120084B4

DE102017120084B4 - Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes

Info

Publication number: DE102017120084B4
Application number: DE102017120084.3A
Authority: DE
Inventors: Shuhei Koyama
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2037-09-01
Also published as: CN107955227A; JP2018062616A; DE102017120084A1; US20180105654A1; CN107955227B; JP6873651B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten ist, wobei das Verfahren umfasst:- einen Schritt (i) des Mischens des Füllstoffes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Füllstoff enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen,- einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Füllstoff enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Füllstoff enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, und- einen Schritt (iii) des Dehydrierens des den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukproduktes, um das Reifenelement herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass- der Schritt (iii) ein Schritt des Hinzufügens eines Peptisators und einer Menge Wb einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten und eine Wassermenge Wa enthaltenden Kautschukprodukt und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Füllstoff und Wasser enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt ist, wobei die Bedingung 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt wird und während das den Füllstoff enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird:wobei R1und R2gleich 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.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Gummiindustrie ist es bekannt, beim Herstellen eines Reifenelementes, das einen Füllstoff wie Ruß enthält, einen nassen Kautschukmasterbatch zu verwenden, um das Reifenelement hinsichtlich seiner Bearbeitbarkeit und seines 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.
Wenn ein nasser Kautschukmasterbatch verwendet wird, kann damit ein Reifenelement hergestellt werden, das ein besseres Füllstoffdispergierverhalten und bessere Kautschukeigenschaften, wie Bearbeitbarkeit und Verstärkbarkeit, aufweist als ein Reifenelement, das unter Verwendung eines trockenen Kautschukmasterbatches, der durch Mischen eines Füllstoffes mit einem Kautschuk in einer festen Phase erhalten worden ist, hergestellt wurde. Die Verwendung solch eines Reifenelementes als Rohmaterial ermöglicht es zum Beispiel, einen Luftreifen, der einen verringerten Rollwiderstand und eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit aufweist, oder solch ein Kautschukprodukt herzustellen.
Das hergestellte Reifenelement kann unmittelbar nachdem es hergestellt wurde oder nachdem es für eine bestimmte Zeitdauer gelagert wurde verwendet werden. Um zu verhindern, dass das Reifenelement während seiner Lagerung altert, wird normalerweise ein Anti-Aging-Mittel in das Reifenelement gemischt, wie es in der JP 2014 95014 A beschrieben wird. Wenn jedoch eine große Menge Anti-Aging-Mittel in das Reifenelement gemischt wird, tendiert der resultierende vulkanisierte Kautschuk dazu, in seinen physikalischen Kautschukeigenschaften verschlechtert zu sein. Daher ist es nötig, die Mischmenge des Anti-Aging-Mittels so niedrig wie möglich zu halten. Im Schritt des Dehydrierens und Trocknens eines verfestigten Kautschukproduktes wird dieses erhitzt. Die Hitze kann jedoch einen übermäßigen Fortschritt der Spaltung der Moleküle des Kautschuks verursachen, so dass der schlussendlich erhaltene vulkanisierte Kautschuk hinsichtlich seiner niedrigen exothermen Eigenschaften und seiner Bruchfestigkeit verschlechtert ist.
Die WO 2016/009576 A1 lehrt ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die EP 2 703 444 A1 lehrt eine Kautschukzusammensetzung, in der eine Verbindung der in Anspruch 1 definierten Formel (I) verknetet ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes anzugeben, das verhindert, dass ein aus diesem Reifenelement erhaltener vulkanisierter Kautschuk in seinen physikalischen Kautschukeigenschaften verschlechtert ist.
Die Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten wird, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt (i) des Mischens des Füllstoffes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Füllstoff enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Füllstoff enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Füllstoff enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, und einen Schritt (iii) des Dehydrierens des den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukproduktes, um das Reifenelement herzustellen, wobei der Schritt (iii) einen Schritt des Hinzufügens eines Peptisators und einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem resultierenden den Füllstoff enthaltenden verfestigten Produkt und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt umfasst, wobei das Produkt Wasser enthält, während das den Füllstoff enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert ist:
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.
Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird in Schritt (iii) die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung (nachfolgend kurz Verbindung (I) genannt) in dem wasserhaltigen den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert, während das den Füllstoff enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird. Im Allgemeinen ist ein für Reifen verwendeter Kautschuk im trockenen Zustand hydrophob, während die Verbindung (I) hydrophil ist. Sogar dann, wenn ein Kautschuk im trockenen Zustand mit der Verbindung (I) trockengemischt wird, wird die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) im Kautschuk nicht so leicht verbessert.
Gemäß dem oben genannten Herstellungsverfahren wird in Schritt (iii), der einem Dehydrierungsschritt entspricht, die Verbindung (I) in dem wasserhaltigen den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert, so dass die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) in diesem verfestigten Produkt mithilfe von Wasser deutlich verbessert wird. Als Ergebnis kann die Verbindung (I) in einer hohen Menge in dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt dispergiert werden.
Sobald die Verbindung (I) in dem verfestigten Kautschukprodukt dispergiert ist, wird die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) sogar dann beibehalten, wenn das Produkt dehydriert wird, so dass die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) auch in dem schlussendlich erhaltenen Reifenelement verbessert ist. Die Verbindung (I) weist einen hervorragenden Anti-Aging-Effekt auf, so dass sogar dann, wenn das hergestellte Reifenelement für eine lange Zeit gelagert wird, die physikalischen Eigenschaften des schlussendlich erhaltenen vulkanisierten Kautschuks erhalten werden können. Kurz gesagt, das vorliegende Herstellungsverfahren ermöglicht es, ein Reifenelement herzustellen, das verhindern kann, dass ein aus diesem Reifenelement erhaltener vulkanisierter Kautschuk in seinen physikalischen Eigenschaften verschlechtert ist, sogar wenn das Reifenelement für eine lange Zeit gelagert wird.
Ferner wird gemäß dem Herstellungsverfahren in Schritt (iii) der Peptisator zusammen mit der Verbindung (I) dem wasserhaltigen den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt hinzugefügt. Auf diese Weise werden die folgenden vorteilhaften Effekte (a) und (b) hervorgerufen:

(a) In Schritt (iii), der einem Dehydrierungsschritt entspricht, erleichtert es die Mischung des Peptisators, dass Kautschukklumpen im verfestigten Kautschukprodukt zerkrümeln. Daher wird, wenn das verfestigte Kautschukprodukt z.B. in einem Dehydrator dehydriert wird, die Kautschukporosität in dem verfestigten Kautschukprodukt im Dehydrator verringert. Als Ergebnis wird die Effizienz des Dehydrierens des verfestigten Kautschukproduktes erhöht, so dass der Wassergehalt dieses Produktes effizient reduziert werden kann. Daher verbessert das Verfahren die Herstellungsausbeute.
(b) In Schritt (iii) fördert die Anwesenheit des Peptisators die Erzeugung von Radikalen in Kautschukmolekülen in dem verfestigten Kautschukprodukt, um die Reaktivität des Kautschukmoleküls mit der Verbindung (I) zu erhöhen. Konsequenterweise kann, wenn das verfestigte Kautschukprodukt z.B. in einem Dehydrator dehydriert wird, eine thermale Verschlechterung des Kautschuks durch den Effekt der Verbindung (I) verhindert werden. Daher kann der schlussendlich erhaltene vulkanisierte Kautschuk in seinen niedrigen exothermen Eigenschaften verbessert werden, und es kann verhindert werden, dass er sich in seiner Bruchfestigkeit verschlechtert.

Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes wird erfindungsgemäß in Schritt (iii), wenn die Wassermenge in dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt zum Zeitpunkt des Hinzufügens der Verbindung (I) durch Wa dargestellt wird und die Zugabemenge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung durch Wb dargestellt wird, der folgende Ausdruck erfüllt: 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100. Wie oben beschrieben, wird die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) in dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt in Anwesenheit von Wasser mithilfe von Wasser deutlich verbessert. Insbesondere können, wenn der Ausdruck „1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100“ erfüllt wird, die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) und ein Verkürzen der Zeitdauer, die nötig ist, um Wasser aus dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Produkt zu entfernen, in einer guten Balance erreicht werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes und eines Kautschuks als Rohmaterialien erhalten ist, wobei das Verfahren umfasst: Hinzufügen eines Peptisators, Wasser und einer durch die oben genannte Formel (I) dargestellten Verbindung (Verbindung (I)) zu einer Mischung aus dem Füllstoff und dem Kautschuk, um die Verbindung in der Mischung zu dispergieren.
Bei diesem Herstellungsverfahren wird die Verbindung (I) in der Mischung aus Füllstoff und Kautschuk dispergiert. Im Allgemeinen ist ein für Reifen verwendeter Kautschuk im trockenen Zustand hydrophob, während die Verbindung (I) hydrophil ist. Sogar dann, wenn ein Kautschuk im trockenen Zustand mit der Verbindung (I) trockengemischt wird, wird die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) im Kautschuk nicht verbessert. Gemäß dem oben genannten Herstellungsverfahren wird die Verbindung (I) in der Mischung aus Füllstoff und Kautschuk in Anwesenheit von Wasser dispergiert, so dass die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) in der Mischung mithilfe von Wasser deutlich verbessert wird. Als Ergebnis kann die Verbindung (I) in einer hohen Menge in der Mischung aus Füllstoff und Kautschuk dispergiert werden.
Die Verbindung (I) weist einen hervorragenden Anti-Aging-Effekt auf, so dass sogar dann, wenn das hergestellte Reifenelement für lange Zeit gelagert wird, gute physikalische Eigenschaften des schlussendlich erhaltenen vulkanisierten Kautschuks erreicht werden können. Das vorliegende Herstellungsverfahren ermöglicht es, ein Reifenelement herzustellen, das verhindern kann, dass ein aus diesem Reifenelement erhaltener vulkanisierter Kautschuk in seinen physikalischen Eigenschaften selbst bei langer Lagerung verschlechtert wird.
Ferner wird bei dem Herstellungsverfahren der Peptisator zusammen mit der Verbindung (I) in Anwesenheit von Wasser in der Mischung aus Füllstoff und Kautschuk dispergiert. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass der schlussendlich erhaltene vulkanisierte Kautschuk in seinen niedrigen exothermen Eigenschaften verbessert wird, und es kann verhindert werden, dass der Kautschuk sich in seiner Bruchfestigkeit verschlechtert.
Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes erfindungsgemäß, wenn die Zugabemenge des Wassers durch Wa dargestellt wird und die Zugabemenge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung durch Wb dargestellt wird, der Ausdruck 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt. Wie oben beschrieben, wird die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) in der Mischung aus Füllstoff und Kautschuk in Anwesenheit von Wasser mithilfe von Wasser deutlich verbessert. Insbesondere dann, wenn der Ausdruck 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt wird, können die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) und ein Verkürzen einer Zeitdauer, die nötig ist, um Wasser aus der Mischung aus Füllstoff und Kautschuk zu entfernen, in einer guten Balance erreicht werden.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER DURCHFÜHRUNGSFORMEN
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines Reifenelementes werden zumindest ein Füllstoff, ein dispergierendes Lösungsmittel und eine Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien verwendet.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Füllstoff handelt es sich um einen üblicherweise in der Gummiindustrie verwendeten anorganischen Füllstoff, wie Ruß, Silica, Ton, Talkum, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Aluminiumoxid. Von diesen anorganischen Füllstoffen wird Ruß bevorzugt.
Die Rußart kann irgendeine 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 wie in der Gummiindustrie üblich granuliert worden ist, oder es kann eine nicht granulierte Rußart sein.
Das dispergierende Lösungsmittel ist vorzugsweise Wasser und kann zum Beispiel Wasser sein, das ein organisches Lösungsmittel enthält.
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 in der vorliegenden Erfindung verwendeten 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.
Erfindungsgemäß wird zum Zeitpunkt des Dehydrierens des den Füllstoff enthaltenden verfestigten Produktes, das unter Verwendung wenigstens des Füllstoffes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten ist, eine durch die folgende Formel (I) dargestellte Verbindung dem Produkt hinzugefügt:
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 Füllstoff, insbesondere 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:
Wenn die Gesamtmenge der in dem Reifenelement enthaltenen Kautschukkomponente als 100 Gewichtsanteile angesehen wird, beträgt die Mischmenge der Verbindung (I) vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 0,5 bis 8 Gewichtsanteile, wenn die Eigenschaften des resultierenden vulkanisierten Kautschuk berücksichtigt werden.
Wenn das den Füllstoff enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird, wird ein Peptisator zusammen mit der Verbindung (I) dem Produkt hinzugefügt. Der Peptisator wird auch Mastikationsförderer genannt. Wenn die Kautschukkomponente in der Phase mastiziert wird, in der der Peptisator in die Kautschukkomponente gemischt wird, erzeugt der Peptisator Radikale, um Polymerradikale in der Kautschukkomponente zu erzeugen, um eine wirksame Spaltungsreaktion der Polymerhauptketten der Kautschukkomponente hervorzurufen. Der Peptisator ist eine für diese Wirkung verwendete Beimischung. Es kann sich dabei z.B. um Disulfide und Mercaptane, wie o,o-Dibenzamiddiphenyldisulfid, ein Zinksalz von 2-Benzamidthiophenol, 2-Thionaphthol, Thioxylenol und Pentachlorthiophenol. Der Peptisator kann eine beliebige Mischung sein, die durch Mischen eines Metallkatalysators in einer von diesen Verbindungen erhalten ist. Der Peptisator kann ein Thiazol wie 2-Mercaptobenzothiazol, ein Diacylperoxid wie Benzoylperoxid, ein Dialkylperoxid wie Dicumylperoxid oder ein beliebiges anderes anorganisches Peroxid sein. Andere Beispiele des Peptisators umfassen Xylenthiol, Pentachlorthiophenol, ein Zinksalz von Pentachlorthiophenol, 4-tert-Butyl-o-thiocresol, ein Zinksalz von 4-tert-Butyl-o-thiocresol, gemischtes Dixylyl/Disulfid, Zinkthiobenzoat, Dibenzamidthiophenyldisulfid, eine Mischung aus Dibenzamidthiophenyldisulfid und Stearinsäure, alkyliertes Phenol/Sulfid, aromatische Schwefelverbindungen, organische Komplexverbindungen, Dinitroso/Resorcinol und hochmolekulare öllösliche Sulfonsäuren. Weitere Beispiele umfassen ein Piperidinsalz der Pentamethylendithiocarbaminsäure und eine Mischung aus Dibenzamiddiphenyldisulfid und Stearinsäure. Der Peptisator kann ein Cyclohexylaminsalz von 2-Mercaptobenzothiazol, N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid oder N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin sein, das als Vulkanisationsbeschleuniger bekannt ist.
Es kann auch ein spezieller Peptisator verwendet werden, wobei Beispiele dafür Verbindungen umfassen, die jeweils durch Einführen einer reaktiven funktionellen Gruppe, wie einer Hydroxyl- oder Carboxylgruppe, in das Molekül eines der oben genannten Peptisatoren erhalten sind (hierin nachfolgend werden die Verbindungen jeweils als die „Peptisatoren mit eingeführter funktioneller Gruppe“ bezeichnet). Diese Peptisatoren mit eingeführter funktioneller Gruppe können einzeln oder in Kombination mit irgendeinem der oben genannten gewöhnlichen Peptisatoren in einem beliebigen Mischverhältnis verwendet werden. Durch Verwenden solch eines Peptisators mit eingeführter funktioneller Gruppe, um Naturkautschuk zu mastizieren, kann die reaktive funktionelle Gruppe in Molekülketten des Naturkautschuks eingeführt werden. Beispiele eines Peptisators mit einer Hydroxylgruppe, aus den Peptisatoren mit eingeführter funktioneller Gruppe, umfassen 2-Hydroxydiphenyldisulfid, 2-Hydroxyethyldisulfid, Mercaptophenol, 2-Mercaptoethanol und 3-Mercapto-1,2-propandiol. Beispiele eines Peptisators mit einer Carboxylgruppe umfassen Mercaptobenzoesäure, Mercaptoessigsäure und Mercaptopropionsäure. Ein Carboxylanhydrid wie Maleinanhydrid ist auch als Peptisator mit eingeführter funktioneller Gruppe verwendbar. Wenn z.B. Maleinanhydrid in Kombination mit irgendeinem der oben genannten Peptisatoren in einem beliebigen Mischverhältnis verwendet wird, können Anhydridgruppen in Molekülketten eines Naturkautschuks eingeführt werden.
Wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponente, die in dem schlussendlich erhaltenen Kautschukelement enthalten ist, als 100 Gewichtsanteile angesehen wird, beträgt die Verwendungsmenge des Peptisators vorzugsweise 0,01 bis 1 Gewichtsanteile, weiter bevorzugt 0,05 bis 0,6 Gewichtsanteile, um die vorteilhaften Zieleffekte weiter zu verbessern.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Dabei wird das Reifenelement unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten. Das Verfahren umfasst einen Schritt (i) des Mischens des Füllstoffes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Füllstoff enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, einen Schritt (ii) des Verfestigens der den Füllstoff enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Füllstoff enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, und einen Schritt (iii) des Dehydrierens des den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukproduktes, um das Reifenelement herzustellen, in dem der Schritt (iii) ein Schritt des Hinzufügens eines Peptisators und einer durch die oben genannte Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt ist, wobei dieses Produkt Wasser enthält, während das den Füllstoff enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert ist.
Schritt (i)
Schritt (i) ist ein Schritt des Mischens eines Füllstoffes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Füllstoff enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen. Der Schritt (i) kann einen Schritt (i-(a)) des Dispergierens des Füllstoffes 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 Füllstoff enthält, an dem Partikel des Kautschuklatex anhaften, und einen Schritt (i-(b)) des Mischens der Aufschlämmungslösung, die den Füllstoff enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften, mit dem Rest der Kautschuklatexlösung, um eine Kautschuklatexlösung herzustellen, die den Füllstoff enthält, an dem die Kautschuklatexpartikel anhaften, umfassen. Nachfolgend werden diese Schritte (i-(a)) und (i-(b)) beschrieben. In der beschriebenen Durchführungsform der Erfindung wurde Ruß als Füllstoff verwendet.
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 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 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 Mischung 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 der Mischung 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 (Kautschuk-)Feststoffes in der hinzuzufügenden Kautschuklatexlösung beträgt vorzugsweise 0,2 bis 5 Gewichts-%, weiter bevorzugt 0,25 bis 1,5 Gewichts-%. In diesen Fällen kann ein Reifenelement 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 zum Mischen 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 hier 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 eingestellt 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 und des 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 (Kautschuk-)Feststoffes 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 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 des Dehydrierens im nächsten Schritt (iii) berücksichtigt werden, wird es bevorzugt, dass der Rest der Kautschuklatexlösung eine höhere (Kautschuk-)Feststoffkonzentration aufweist als die in Schritt (i-(a)) hinzugefügte Kautschuklatexlösung. Speziell beträgt die (Kautschuk-) Feststoffkonzentration vorzugsweise 10 bis 60 Gewichts-%, weiter bevorzugt 20 bis 30 Gewichts-%.
Schritt (ii)
Schritt (ii) 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. Das vorliegende Verfahren kann optional nach Schritt (ii) und vor Schritt (iii) einen Fest-Flüssig-Trennschritt, wie einen Zentrifugaltrennschritt oder einen Erhitzungsschritt, aufweisen, um in geeigneter Weise das Wasser zu reduzieren, das in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt enthalten ist.
Schritt (iii)
Schritt (iii) ist ein Schritt des Dehydrierens des den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukproduktes, um ein Reifenelement 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. Gleichzeitig wird das Produkt dehydriert, während eine Scherkraft auf das Produkt einwirkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden in Schritt (iii) dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt insbesondere ein Peptisator und die Verbindung (I) hinzugefügt, um die Verbindung (I) 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 prozentuale Wassergehalt in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt auf keinen besonderen beschränkt. Falls nötig können z.B. der oben genannte Fest-Flüssig-Trennschritt in das Verfahren der vorliegenden Erfindung einbezogen und dann der prozentuale Wassergehalt auf das Wa/Wb-Verhältnis, das weiter unten detailliert beschrieben wird, auf einen geeigneten Bereich eingestellt werden.
Wie oben beschrieben, wird die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) durch Dispergieren der Verbindung (I) in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Produkt in Anwesenheit von Wasser deutlich verbessert. Wenn die Wassermenge, die in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt enthalten ist, zum Zeitpunkt der Zugabe der Verbindung (I) durch Wa dargestellt wird und die enthaltene Menge der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung durch Wb dargestellt wird, wird die Bedingung 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt. Wenn das Wa/Wb-Verhältnis kleiner als 1 ist, kann die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt nicht ausreichend verbessert werden. Um die Dispergierbarkeit der Verbindung (I) 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 Reifenelementes verschlechtert wird. Wenn die Ergiebigkeit des Reifenelementes berücksichtigt wird, beträgt das Wa/Wb-Verhältnis vorzugsweise 7.500 oder weniger.
Um den prozentualen Wassergehalt im Reifenelement weiter zu reduzieren, kann ein separater Trocknungsschritt in das Verfahren der vorliegenden Erfindung 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) werden falls nötig verschiedene Beimischungen mit dem Reifenelement trockengemischt. Die verwendbaren Beimischungen sind solche, die üblicherweise in der Gummiindustrie verwendet werden. Beispiele dafür umfassen einen schwefelhaltigen Vulkanisierer, einen Vulkanisationsbeschleuniger, ein Anti-Aging-Mittel, 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.
Der Schwefelgehalt in dem Reifenelement gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0,3 bis 6,5 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente. Wenn der Schwefelgehalt weniger als 0,3 Gewichtsanteile beträgt, weist der vulkanisierte Kautschuk eine niedrige Quervernetzungsdichte auf, wodurch u.a. die Kautschukstärke 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 sowohl die Hitzebeständigkeit als auch die Haltbarkeit des Kautschuks weiter zu verbessern, liegt der Schwefelgehalt weiter bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 5,5 Gewichtsanteilen je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente.
Der Vulkanisationsbeschleuniger kann ein Vulkanisationsbeschleuniger sein, der üblicherweise zum Vulkanisieren von Kautschuken verwendet wird. Beispiele dafür umfassen Vulkanisationsbeschleuniger vom Sulfenamidtyp, Thiuramtyp, Thiazoltyp, Thioureatyp, Guanidintyp und Dithiocarbamattyp. Diese können einzeln oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden.
Der Gehalt an Vulkanisationsbeschleuniger beträgt vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente.
Das Anti-Aging-Mittel kann ein Anti-Aging-Mittel sein, das üblicherweise für Kautschuke verwendbar ist. Beispiele dafür umfassen Anti-Aging-Mittel vom aromatischen Amintyp, Aminketontyp, Monophenoltyp, Bisphenoltyp, Polyphenoltyp, Dithiocarbamattyp und Thioureatyp. Diese können einzeln oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden.
Der Gehalt an Anti-Aging-Mittel beträgt vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsanteile je 100 Gewichtsanteile der Kautschukkomponente.
Ein Reifenelement, das durch das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wird davon abgehalten, sich zu verschlechtern, sogar dann, wenn es für eine lange Zeit gelagert wird. Daher wird ein vulkanisierter Kautschuk, der unter Verwendung dieses Reifenelementes als Rohmaterial hergestellt ist, davon abgehalten, sich in seinen physikalischen Eigenschaften zu verschlechtern. Daher ist das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung insbesondere als Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes mit großer Lagerfähigkeit nützlich.
BEISPIELE
Hierin nachfolgend wird diese Erfindung anhand von konkreten Beispielen der Erfindung beschrieben.
(Verwendete Materialien)

a) Ruß:
- Ruß „N399“: „SEAST KH“ (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.),
b) dispergierendes Lösungsmittel: Wasser,
c) Kautschuklatexlösung:
- Naturkautschuklatexlösung (NR Feldlatex) (DRC = 31,2 %) (hergestellt von Golden Hope Plantations Berhard),
d) durch die Formel (I) dargestellte Verbindung:
- Natrium-(2Z)-4-[(4-aminophenyl)-amino]-4-oxo-2-butenoat (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.),
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.),
f) Zinkblume: Zinkblume Nr. 1 (hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.),
g) Stearinsäure: „LUNACK S-20“ (hergestellt von Kao Corp.),
h) Wachs: „OZOACE 0355“ (hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.),
i) Anti-Aging-Mittel:
- (A) N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin „6PPD“ (hergestellt von der Firma Monsanto) und
- (B) 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolinpolymer „RD“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.),
j) Schwefel: „5% ölversetzter feinpulvriger Schwefel“ (hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.),
k) Vulkanisationsbeschleuniger:
- (A) „CBS“ (hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) und
- (B) 1,3-Diphenylguanidin „NOCCELER D“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.),
l) Naturkautschuk (NR): „RSS #3“, und
m) Peptisator: „NOCTIZER SD“ (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.).

Beispiele 1 und 2
In jedem dieser Beispiele wurde der Ruß einer in Wasser verdünnten Naturkautschuklatexlösung hinzugefügt, die eine Konzentration aufwies, die auf 0,52 Gewichts-% eingestellt war, um wie in Tabelle 1 gezeigte Mischmengen aufzuweisen (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 %) der in Schritt (i)-(a) hergestellten Aufschlämmungslösung hinzugefügt, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuklatexpartikel anhaften, um wie in Tabelle 2 gezeigte Mischmengen aufzuweisen. Als nächstes wurde ein von der Firma SanyoElectric 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 erhalten (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. Das den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt, der Peptisator 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 Verbindung (I) in dem den Ruß enthaltenden verfestigten Naturkautschukprodukt zu dispergieren, während das den Ruß enthaltende verfestigte Naturkautschukprodukt dehydriert wurde. Auf diese Weise wurde ein Reifenelement hergestellt (Schritt (iii)). In Schritt (iii) betrug das Wa/Wb-Verhältnis wie in Tabelle 1 gezeigt.
Ein Banbury-Mischer wurde verwendet, um die in einer Spalte der Tabelle 1 beschriebenen verschiedenen Beimischungen mit dem Reifenelement trockenzumischen, das in jedem der Beispiele 1 und 2 erhalten wurde (Schritt (iv)). In Tabelle 1 sind die jeweiligen Mischmengen als relative Gewichtsanteile (phr) angegeben, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponente als 100 Gewichtsanteile angesehen wird.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
In jedem der Beispiele wurde ein Banbury-Mischer verwendet, um die Kautschukkomponente, den Ruß und die verschiedenen Beimischungen, wie in einer Spalte der Tabelle 1 gezeigt, miteinander in dem Zustand trockenzumischen, in dem diese Komponenten komplett trocken waren, um ein Reifenelement herzustellen.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Reifenelement wurde auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt, außer dass in Schritt (iii) weder ein Peptisator noch eine durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt hinzugefügt wurde.
Vergleichsbeispiel 5
Ein Reifenelement wurde auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt, außer dass in Schritt (iii) die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt in einer Phase hinzugefügt wurde, in der dieses Produkt komplett getrocknet war, und ferner kein Peptisator hinzugefügt wurde.
Vergleichsbeispiel 6
Ein Reifenelement wurde auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt, außer dass in Schritt (iii) der Peptisator dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt hinzugefügt wurde, ohne dass eine durch die Formel (I) dargestellte Verbindung hinzugefügt wurde.
Die Bearbeitbarkeit jedes der resultierenden Reifenelemente wurde unter Verwendung seiner Mooney-Viskosität als Kriterium ausgewertet. Insbesondere wurde in Übereinstimmung mit JIS K-6300-1 die Mooney-Viskosität des in jedem der Beispiele und der Vergleichsbeispiele hergestellten Reifenelementes sofort gemessen, nachdem das Reifenelement hergestellt worden war. Diese wurde ausgewertet, in dem Indexwerte relativ zu dem Mooney-Viskositätswert des in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Reifenelementes verwendet wurden, der als 100 angesehen wird. Je niedriger die Indexwerte der Beispiele sind, desto besser ist die Bearbeitbarkeit des Reifenelementes. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die niedrigen exothermen Eigenschaften jedes der resultierenden Reifenelemente wurde ausgewertet, in dem der tanδ eines daraus erhaltenen vulkanisierten Kautschuks als Kriterium verwendet wurde. Das in jedem der Beispiele und der Vergleichsbeispiele hergestellte Reifenelement wurde sofort nach seiner Herstellung bei 150 °C für 30 Minuten vulkanisiert. Der tanδ einer Probe des resultierenden vulkanisierten Kautschuks wurde in Übereinstimmung mit JIS K6265 ausgewertet. Insbesondere wurde ein Rheospektrometer, nämlich das von der Firma UBM hergestellte Modell E 4000, verwendet, um den tanδ unter folgenden Bedingungen zu messen: Temperatur von 60 °C, Frequenz von 10 Hz, Anfangsspannung von 15 % und dynamische Spannung von ± 2,5 %. Der tanδ der Probe wurde ausgewertet, in dem Indexwerte relativ zu dem tanδ-Wert des Vergleichsbeispiels 1 verwendet wurden, der als 100 angesehen wird. Je niedriger die Indexwerte sind, desto besser ist der vulkanisierte Kautschuk in seinen niedrigen exothermen Eigenschaften. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
In Übereinstimmung mit JIS K6251 wurde der vulkanisierte Kautschuk jedes der resultierenden Reifenelemente in eine Probe in Form einer Dumbbell Nr. 3 ausgebildet, und die Bruchfestigkeit davon wurde ausgewertet, in dem Indexwerte relativ zu dem Wert des Vergleichsbeispiels 1 verwendet wurden, der als 100 angesehen wird. Je größer die Indexwerte sind, desto besser ist die Bruchfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes, eines dispergierenden Lösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten ist, wobei das Verfahren umfasst: - einen Schritt (i) des Mischens des Füllstoffes, des dispergierenden Lösungsmittels und der Kautschuklatexlösung miteinander, um eine den Füllstoff enthaltende Kautschuklatexlösung herzustellen, - einen Schritt (ii) des Verfestigens der resultierenden den Füllstoff enthaltenden Kautschuklatexlösung, um ein den Füllstoff enthaltendes verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, und - einen Schritt (iii) des Dehydrierens des den Füllstoff enthaltenden verfestigten Kautschukproduktes, um das Reifenelement herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass - der Schritt (iii) ein Schritt des Hinzufügens eines Peptisators und einer Menge Wb einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu dem den Füllstoff enthaltenden verfestigten und eine Wassermenge Wa enthaltenden Kautschukprodukt und des Dispergierens der durch die Formel (I) dargestellten Verbindung in dem den Füllstoff und Wasser enthaltenden verfestigten Kautschukprodukt ist, wobei die Bedingung 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt wird und während das den Füllstoff enthaltende verfestigte Kautschukprodukt dehydriert wird:
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.
Verfahren zum Herstellen eines Reifenelementes, das unter Verwendung wenigstens eines Füllstoffes und eines Kautschuks als Rohmaterialien erhalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Hinzufügen eines Peptisators, einer Zugabemenge Wa von Wasser und einer Menge Wb einer durch die folgende Formel (I) dargestellten Verbindung zu einer Mischung aus dem Füllstoff und dem Kautschuk umfasst, wobei die Bedingung 1 ≤ Wa/Wb ≤ 8.100 erfüllt wird, um die Verbindung in der Mischung zu dispergieren:
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.