DE112009001443T5 - Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords - Google Patents

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Abstract

Eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords, umfassend:
(A) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die hauptsächlich mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, enthält,
(B) 0,5 bis 3 Gewichtsteile einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton, welches 40 bis 80 Gewichts% 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan und 0 bis 0,2 Gewichts% einer Säure oder eines Alkalimetallsalzes davon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kondensations-Zusammensetzung, enthält,
(C) 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile einer organischen Kobalt-Verbindung in Bezug auf den Kobaltgehalt und
(D) 0,5 bis 2 Gewichtsteile eines methoxylierten Methylolmelaminharzes.

Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords.
  • Hintergrund des Fachgebiets
  • JP H9-87425 A1 offenbart eine Kautschukzusammensetzung, umfassend ein Kondensationsprodukt, welches durch eine Kondensationsreaktion von Resorcin und Aceton unter Verwendung von p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat als einer Säure und Natriumhydroxid als einem Neutralisationsmittel erhalten wird und welches 2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan mit 70,7% oder 34,1%, einen vulkanisierbaren Naturkautschuk und Hexamethylentetramin enthält.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt bereit:
    • <1> Eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords, umfassend: (A) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die hauptsächlich mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, enthält, (B) 0,5 bis 3 Gewichtsteile einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton, welches 40 bis 80 Gewichts% 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan und 0 bis 0,2 Gewichts% einer Säure oder eines Alkalimetallsalzes davon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kondensations-Zusammensetzung, enthält, (C) 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile einer organischen Kobalt-Verbindung in Bezug auf den Kobaltgehalt und (D) 0,5 bis 2 Gewichtsteile eines methoxylierten Methylolmelaminharzes;
    • <2> Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß Punkt <1>, welche ferner einen Vulkanisationsbeschleuniger enthält;
    • <3> Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß Punkt <2>, wobei der Vulkanisationsbeschleuniger N,N-Dicyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid ist;
    • <4> Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <3>, welche kein N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid enthält;
    • <5> Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <4>, welche kein Hexamethylentetramin enthält;
    • <6> Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <5>, welche ferner 45 bis 60 Gewichtsteile Ruß pro 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A) enthält;
    • <7> Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <6>, welche ferner 5 bis 15 Gewichtsteile hydratisiertes Siliziumdioxid pro 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A) enthält;
    • <8> Einen Riemen, umfassend einen mit der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <7> beschichteten Stahlkord;
    • <9> Einen pneumatischen Reifen, hergestellt durch die Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <7>;
    • <10> Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <7> zur Herstellung eines mit einer Kautschukzusammensetzung beschichteten Stahlkords;
    • <11> Ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens, umfassend einen mit einer Kautschukzusammensetzung beschichteten Stahlkord, welches Beschichten des Stahlkords mit der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <7> umfasst;
    • <12> Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Punkte <1> bis <7> zur Herstellung eines pneumatischen Reifens.
  • Beste Ausführungsformen zum Durchführen der Erfindung
  • Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung umfasst
    • (A) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die hauptsächlich mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, (welche nachstehend einfach als Komponente A bezeichnet wird) enthält,
    • (B) 0,5 bis 3 Gewichtsteile einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton, welches 40 bis 80 Gewichts% 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan und 0 bis 0,2 Gewichts% einer Säure oder eines Alkalimetallsalzes davon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kondensations-Zusammensetzung, enthält (welche nachstehend einfach als Komponente B bezeichnet wird),
    • (C) 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile einer organischen Kobalt-Verbindung in Bezug auf den Kobaltgehalt (welche nachstehend einfach als Komponente C bezeichnet wird) und
    • (D) 0,5 bis 2 Gewichtsteile eines methoxylierten Methylolmelaminharzes (welches nachstehend einfach als Komponente D bezeichnet wird).
  • Beispiele für Komponente A schließen diejenigen ein enthaltend mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, zu 50 Gewichts% oder mehr. Komponente A kann andere Kautschukkomponenten als den mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, enthalten und spezifische Beispiele für die andere Kautschukkomponente als den vorstehend erwähnten Kautschuk schließen Isoprenkautschuk ein. Insbesondere wird eine Kautschukkomponente enthaltend Naturkautschuke zu 50 Gewichts% oder mehr unter dem Gesichtspunkt von dynamischer Viskoelastizität, Reißfestigkeit und geringer Wärmeentwicklung bevorzugt, und eine Kautschukkomponente bestehend aus Naturkautschuken wird stärker bevorzugt.
  • Als Naturkautschuke, Styrol-Butadien copolymerisierte Kautschuke und Butadienkautschuke kann ein im Handel erhältlicher verwendet werden, und einer, hergestellt gemäß bekannten Verfahren, kann verwendet werden. Als die andere Kautschukkomponente als der vorstehend erwähnte Kautschuk kann ein im Handel erhältlicher verwendet werden, und einer, hergestellt gemäß bekannten Verfahren, kann verwendet werden.
  • Komponente B ist eine Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton, und enthält 40 bis 80 Gewichts% 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan, dargestellt durch die folgende Formel:
    Figure 00030001
    und 0 bis 0,2 Gewichts% einer Säure oder eines Alkalimetallsalzes davon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kondensations-Zusammensetzung.
  • Komponente B kann somit beispielsweise hergestellt werden, indem Resorcin mit Aceton in Gegenwart eines Säurekatalysators in einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel kondensiert wird, gefolgt von, wie es notwendig ist, Neutralisieren des Reaktionsgemischs mit einer Alkalimetallbase, Filtrieren, Waschen und Trocknen der erzeugten festen Substanzen.
  • Der bei der Kondensationsreaktion von Resorcin und Aceton verwendete Säurekatalysator kann ein saures Material sein, und Beispiele dafür schließen Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure, Salzsäure und Phosphorsäure ein. Der Säurekatalysator kann, wie er ist, verwendet werden und kann als eine wässrige Lösung mit einer geeigneten Konzentration verwendet werden. Auch wenn die Menge des Säurekatalysators, die verwendet werden soll, nicht begrenzt ist, beträgt sie vorzugsweise 0,1 bis 10 Mol% pro 1 Mol Resorcin und stärker bevorzugt 0,5 bis 5 Mol%.
  • Beispiele für das nicht mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel schließen aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan, Octan und Decan, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol und Ethylbenzol, und aromatische, mit Halogen substituierte Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol und Dichlorbenzol, ein. Unter diesen werden aromatische Kohlenwasserstoffe bevorzugt, und stärker bevorzugt werden Toluol und Xylol. Die Menge des organischen Lösungsmittels, die verwendet werden soll, beträgt vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil Resorcin. Die Menge an Resorcin, die verwendet werden soll, beträgt vorzugsweise 0,6 bis 1,5 Mol pro 1 Mol Aceton und stärker bevorzugt 0,8 bis 1,3 Mol.
  • Die Kondensationsreaktion wird vorzugsweise durchgeführt, indem 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan in das Reaktionssystem vom Beginn der Kondensationsreaktion an gegeben wird. Die Menge an 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan, die verwendet werden soll, beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 Mol% pro 1 Mol Resorcin.
  • Der Gehalt an 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan in Komponente B kann eingestellt werden, indem willkürlich die Art eines Säurekatalysators, die Menge eines Säurekatalysators, die verwendet werden soll, die Menge an Aceton, die verwendet werden soll, und die Menge an 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan, die verwendet werden soll, eingestellt werden.
  • Auch wenn die Reaktionstemperatur nicht begrenzt ist, liegt sie üblicherweise in einem Bereich von 30°C bis zu einer Rückflusstemperatur.
  • Komponente B kann durch, wie es notwendig ist, Neutralisieren des erhaltenen Reaktionsgemischs mit einer Alkalimetallbase, von welcher die Menge eine gleiche bis normale Menge des verwendeten Säurekatalysators ist, Filtrieren, wodurch feste Substanzen erhalten werden, ferner Waschen der festen Substanzen mit Wasser, gefolgt von Trocknen, erhalten werden. Wenn das durch Neutralisation erzeugte Alkalimetallsalz nicht durch Waschen entfernt wird oder wenn die Reaktion unter Verwendung eines weniger flüchtigen Säurekatalysators, gefolgt von nicht Durchführen von Neutralisation oder Waschen, durchgeführt wird, werden die festen Substanzen, in denen viel verwendete Säure oder ein Alkalimetallsalz davon verbleibt, erhalten, und das Verwenden der festen Substanzen, in denen viel verwendete Säure oder ein Alkalimetallsalz davon verbleibt, als Komponente B wird nicht bevorzugt, da sich nachteilige Wirkungen auf die erwünschten verschiedenen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben. Alternativ werden, wenn das Lösungsmittel, wie es ist, nach der Neutralisation abdestilliert wird, die festen Substanzen, in denen viel Säure oder ein Salz davon verbleibt, auch erhalten und das Verwenden der festen Substanzen als Komponente B wird nicht bevorzugt, da sich nachteilige Wirkungen auf die erwünschten verschiedenen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben.
  • Die Menge an Komponente B, die zugemischt werden soll, beträgt 0,5 bis 3 Gewichtsteile pro 100 Teilen von Komponente A und vorzugsweise 1 bis 2 Gewichtsteile.
  • Die Menge an Komponente C, die zugemischt werden soll, beträgt 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile, bezogen auf den Kobaltgehalt, pro 100 Teilen Komponente A und vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gewichtsteile. Beispiele für die organische Kobalt-Verbindung schließen Säure-Kobaltsalze, wie Kobaltnaphthenat und Kobaltstearat, und eine aliphatische Säure Borkomplex-Verbindung (beispielsweise Produktname „MANOBOND C”, hergestellt von Manchem. Co., Ltd.) ein. Als Komponente C wird üblicherweise eine im Handel erhältliche verwendet.
  • Beispiele für Komponente D schließen diejenigen ein, die üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden, wie Hexakis(methoxymethyl)melamin, Pentakis(methoxymethyl)methylolmelamin und Tetrakis(methoxymethyl)dimethylolmelamin. Diese können allein verwendet werden oder zwei oder mehrere Arten davon können in Kombination verwendet werden. Unter diesen wird Hexakis(methoxymethyl)melamin allein oder ein Gemisch enthaltend viel Hexakis(methoxymethyl)melamin bevorzugt. Die Menge an Komponente D, die zugemischt werden soll, beträgt 0,5 bis 2 Gewichtsteile pro 100 Teilen von Komponente A und vorzugsweise 1 bis 2 Gewichtsteile.
  • Komponente D wird beispielsweise durch einen Methylolschritt des Durchführens einer Kondensationsreaktion in Gegenwart eines Säurekatalysators, wie Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure und Salzsäure, wobei 4 bis 9 Mol Methanol und 8 bis 11 Mol Paraformaldehyd zu 1 Mol Melamin gemischt werden, wodurch ein Methylolmelaminharz erhalten wird, und des Durchführens einer Kondensationsreaktion in Gegenwart eines Säurekatalysators, wie Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure und Salzsäure, wobei das erhaltene Methylolmelaminharz mit 8 bis 25 Mol Methanol pro 1 Mol des im vorigen Schritt verwendeten Melamins gemischt wird, hergestellt.
  • Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung kann ferner Verstärkungsmittel und/oder Füllstoffe enthalten, wie es notwendig ist. Als die Verstärkungsmittel und Füllstoffe können diejenigen verwendet werden, die üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden. Spezifische Beispiele dafür schließen Verstärkungsmittel, wie Ruß, und anorganische Füllstoffe, wie Siliziumdioxid, Ton und Calciumcarbonat, ein. Unter diesen wird Vermischen von Ruß unter dem Gesichtspunkt der Verstärkbarkeit bevorzugt, und diejenigen, die üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden, beispielsweise SAF, ISAF, HAF, FEF, SRF, GPF und MT, können verwendet werden. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt von Wärmeentwicklung werden HAF, FEF und SRF vorzugsweise verwendet. Die Menge der Verstärkungsmittel und/oder Füllstoffe, insbesondere Ruß, die zugemischt werden soll, liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis 80 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Komponente A unter dem Gesichtspunkt von Wärmeentwicklung und liegt stärker bevorzugt im Bereich von etwa 45 bis 60 Gewichtsteilen.
  • Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise auch hydratisiertes Siliziumdioxid abgesehen von Ruß oder zusammen mit Ruß. Wenn hydratisiertes Siliziumdioxid verwendet wird, liegt die Menge an hydratisiertem Siliziumdioxid, die zugemischt werden soll, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Komponente A.
  • Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung kann eine oder mehrere Arten von verschiedenen Kautschukchemikalien enthalten, die üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden, beispielsweise Alterungsschutzmittel, wie Antioxidanzien und Ozonschutzmittel, Vulkanisiermittel, Vernetzungsmittel, Vulkanisierbeschleuniger, Verzögerer, Peptisiermittel, Verarbeitungshilfsstoffe, Wachse, Öle, Stearinsäure und Klebrigmacher, wie es notwendig ist. Diese Kautschukchemikalien können in einer Menge in dem Bereich verwendet werden, in welchem sie jeweils üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden. Als der Vulkanisierbeschleuniger wird N,N-Dicyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid vorzugsweise unter dem Gesichtspunkt der Haftfähigkeit an ein Stahlkord verwendet, und es wird bevorzugt, dass die Zusammensetzung kein N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid enthält. Alternativ wird es bevorzugt, dass die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung kein Hexamethylentetramin enthält.
  • Der Riemen der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem Stahlkorde mit der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung beschichtet werden. Die Stahlkorde werden üblicherweise in paralleler Form, ausgerichtet durch Ziehen, verwendet.
  • Es wird bevorzugt, dass die Stahlkorde mit Messing, Zink oder dieses und Nickel oder Cobalt enthaltender Legierung unter dem Gesichtspunkt der Haftfähigkeit an einen Kautschuk plattiert sind, und diejenigen, die mit Messing plattiert sind, werden besonders bevorzugt. Insbesondere Stahlkorde, die mit Messing plattiert sind, worin der Gehalt von Cu in der Messingplattierung 75 Massen% oder weniger und vorzugsweise 55 bis 70 Massen% beträgt, werden bevorzugt. Die Verdrillungsstruktur der Stahlkorde ist nicht begrenzt.
  • Die mehrfachen Riemen der vorliegenden Erfindung können geschichtet werden, um verwendet zu werden. Die Riemen der vorliegenden Erfindung werden als Riemenelemente, verstärkende Elemente von Wulstteilen, verstärkende Elemente von Seitenteilen und Reifen verstärkende Materialien, wie Karkasse, verwendet.
  • Der pneumatische Reifen der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung gemäß einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines pneumatischen Reifens hergestellt. Beispielsweise werden Stahlkorde mit der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung beschichtet, wodurch ein Riemen erhalten wird, und der Riemen wird auf andere Reifenelement oder -elemente, wie Elemente für eine Lauffläche, auf einer Reifenformungsmaschine gemäß einem herkömmlichen Verfahren aufgetragen und geformt, um zu einem unvulkanisierten Reifen geformt zu werden. Dieser unvulkanisierte Reifen wird in einer Vulkanisiervorrichtung erhitzt und unter Druck gesetzt, wodurch ein Reifen erhalten wird.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht werden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele begrenzt.
  • Bezugsbeispiel 1 <Herstellung von Komponente B>
  • In einen 200-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 37,9 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurden 21,9 g Aceton und 70,0 g Toluol dazu gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 40°C erhitzt, um Resorcin vollkommen zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wurde 1,0 g 2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan dazu gegeben. Ferner wurden 655 mg p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat dazu gegeben und das erhaltene Gemisch wurde bei einer inneren Temperatur von 88°C 8 Stunden lang refluxiert. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch herunter auf Zimmertemperatur gekühlt und dann wurden die ausgefällten festen Substanzen filtriert. Die erhaltenen festen Substanzen wurden zweimal mit 52 g Wasser gewaschen. Die erhaltenen festen Substanzen wurden bei 50°C und 10 mmHg 8 Stunden lang getrocknet, wodurch 39,7 g einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein semikristallines Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B1 bezeichnet wird) erhalten wurden. B1 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 54,1 Gewichts%
    Resorcin: 4,0 Gewichts%
    p-Toluolsulfonsäure: 0,1 Gewichts%
  • Bezugsbeispiel 2 <Herstellung von Komponente B>
  • In einen 200-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 37,9 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurden 21,9 g Aceton und 69,0 g Toluol dazu gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 40°C erhitzt, um Resorcin vollkommen zu lösen. Die erhaltene Lösung wurde auf 75°C erhitzt und dann wurden 5,1 g 2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan dazu gegeben. Ferner wurden 0,33 g 96%ige Schwefelsäure dazu gegeben und das erhaltene Gemisch wurde 11 Stunden lang bei einer inneren Temperatur von 76 bis 78°C gehalten. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch herunter auf Zimmertemperatur gekühlt und die ausgefällten festen Substanzen wurden filtriert. Die erhaltenen festen Substanzen wurden zweimal mit 50 g Wasser gewaschen. Die erhaltenen semikristallinen festen Substanzen wurden bei 50°C und 10 mmHg 8 Stunden lang getrocknet, wodurch eine Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B2 bezeichnet wird) erhalten wurde. Der Schmelzpunkt von B2 wurde analysiert, wodurch gefunden wurde, dass Anfang des Schmelzens bei 121°C war und Ende des Schmelzens bei 134°C war. B2 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 76,1 Gewichts%
    Resorcin: 0,5 Gewichts%
    p-Toluolsulfonsäure: 0,1 Gewichts% oder weniger
  • Vergleichsbezugsbeispiel 1 <Herstellung der in Vergleichsbeispiel 1 verwendeten Kondensations-Zusammensetzung>
  • In einen 200-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 33,2 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurde 87,5 g Aceton dazu gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 40°C erhitzt, um Resorcin vollkommen zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wurden 5,73 g p-Toluolsulfonsäure gegeben und das erhaltene Gemisch wurde 13 Stunden lang bei einer inneren Temperatur von 65°C gehalten. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch herunter auf Zimmertemperatur gekühlt und wurde mit 30%iger wässriger Natriumhydroxid-Lösung neutralisiert. Die erhaltenen festen Substanzen wurden filtriert. Die festen Substanzen wurden zweimal mit 50 g Wasser gewaschen. Die erhaltenen festen Substanzen wurden bei 50°C und 10 mmHg 8 Stunden lang getrocknet, wodurch eine Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B3 bezeichnet wird) erhalten wurde. B3 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 2,3 Gewichts%
    Resorcin: 0,1 Gewichts% oder weniger
    Natrium-p-toluolsulfonat: 0,1 Gewichts%
  • Vergleichsbezugsbeispiel 2 <Herstellung der in Vergleichsbeispiel 2 verwendeten Kondensations-Zusammensetzung>
  • In einen 500-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 100,5 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurde 53,0 g Aceton dazu gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 40°C erhitzt, um Resorcin vollkommen zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wurden 39,5 g 32-gewichts%ige Salzsäure und 87,0 g Wasser gegeben und das erhaltene Gemisch wurde 8 Stunden lang bei einer inneren Temperatur von 45°C gehalten. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch herunter auf Zimmertemperatur gekühlt. Die erhaltenen festen Substanzen wurden filtriert. Die festen Substanzen wurden mit 50 g Wasser gewaschen. Die erhaltenen festen Substanzen wurden bei 50°C und 10 mmHg 8 Stunden lang getrocknet, wodurch eine Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B4 bezeichnet wird) erhalten wurde. B4 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 31,6 Gewichts%
    Resorcin: 2,2 Gewichts%
    Salzsäure: 0,1 Gewichts% oder weniger
  • Vergleichsbezugsbeispiel 3 <Herstellung der in Vergleichsbeispiel 3 verwendeten Kondensations-Zusammensetzung>
  • In einen 500-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 199,7 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurde 202,1 g Aceton dazu gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 40°C erhitzt, um Resorcin vollkommen zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wurden 1,33 g p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat gegeben und das erhaltene Gemisch wurde 3,5 Stunden lang bei einer inneren Temperatur von 78°C gehalten. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch herunter auf Zimmertemperatur gekühlt und wurde mit 30%iger wässriger Natriumhydroxid-Lösung neutralisiert. Das erhaltene Gemisch wurde allmählich bei 20 mmHg bis 60°C erhitzt, um ein Destillat zu entfernen, wodurch 342 g einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B5 bezeichnet wird) erhalten wurden. Der Schmelzpunkt von B5 wurde analysiert, wodurch gefunden wurde, dass das Ende des Schmelzens bei 140°C war. B5 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 35,2 Gewichts%
    Resorcin: 4,6 Gewichts%
    Natrium-p-toluolsulfonat: 0,4 Gewichts%
  • Vergleichsbezugsbeispiel 4 <Herstellung der in Vergleichsbeispiel 4 verwendeten Kondensations-Zusammensetzung>
  • In einen 300-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 86,0 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurde 49,8 g Aceton dazu gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 35°C erhitzt, um Resorcin vollkommen zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wurden 1,64 g p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat gegeben und das erhaltene Gemisch wurde innerhalb von 3 Stunden bis zu 92°C erhitzt und 3 Stunden lang bei derselben Temperatur gehalten. Nach dem Ende der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch herunter auf Zimmertemperatur gekühlt und wurde mit 30%iger wässriger Natriumhydroxid-Lösung neutralisiert. Das erhaltene Gemisch wurde allmählich bei 50 mmHg bis 120°C erhitzt, um ein Destillat zu entfernen, wodurch 118 g einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B6 bezeichnet wird) erhalten wurden. B6 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 69,5 Gewichts%
    Resorcin: 0,5 Gewichts%
    Natrium-p-toluolsulfonat: 1,3 Gewichts%
  • Vergleichsbezugsbeispiel 5 <Herstellung der in Vergleichsbeispiel 5 verwendeten Kondensations-Zusammensetzung>
  • In einen 500-mL-Vierhalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 110,0 g Resorcin gegeben. Nach Austauschen zu Stickstoff im Kolben wurde wurden 100 g Wasser dazu gegeben, um Resorcin vollkommen zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wurden 10 mL konzentrierte Salzsäure gegeben und weiterhin wurden 29,0 g Aceton zugegeben. Das Gemisch wurde auf 35°C erhitzt und wurde bei der gleichen Temperatur 3 Stunden lang gehalten. Weiterhin wurden 10 mL konzentrierte Salzsäure zugegeben und das erhaltene Gemisch wurde 14 Stunden lang bei Zimmertemperatur gehalten. Nach dem Ende der Reaktion wurden die ausgefällten festen Substanzen aus dem Reaktionsgemisch abfiltriert und wurden mit 50 g Wasser gewaschen. Die erhaltenen festen Substanzen wurden bei 50°C und 10 mmHg 8 Stunden lang getrocknet, wodurch 64,2 g einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welches nachstehend einfach als B7 bezeichnet wird) erhalten wurden. B7 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 85,1 Gewichts%
    Resorcin: 1,0 Gewichts%
    Salzsäure: 0,1 Gewichts% oder weniger
  • Vergleichsbezugsbeispiel 6 <Herstellung der in Vergleichsbeispiel 6 verwendeten Kondensations-Zusammensetzung>
  • Die Umkristallisation der in Vergleichsbezugsbeispiel 5 erhaltenen Kondensations-Zusammensetzung wurde unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittels aus Methanol und Xylol durchgeführt, wodurch eine Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton (welche nachstehend einfach als B8 bezeichnet wird) erhalten wurde. B8 wurde mit Chromatographie analysiert, um die Gehalte an jeder Komponente zu berechnen. Die Ergebnisse werden nachstehend aufgeführt.
    2,4,4-Trimethyl-2',4',7-trihydroxyflavan: 99,6 Gewichts%
    Resorcin: 0,1 Gewichts% oder weniger
    Salzsäure: 0,1 Gewichts% oder weniger
  • Beispiele 1 bis 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6
  • Ein 600-mL-Laboplastomill, hergestellt von Toyo Seiki Seisakusho, wurde als ein Banbury-Mischer verwendet und die Anfangstemperatur in dem System wurde auf 150°C gesetzt. 100 Gewichtsteile Naturkautschuk (RSS#3) als Komponente A, 60 Gewichtsteile N330 Ruß, 2 Gewichtsteile Stearinsäure, 8 Gewichtsteile Zinkoxid, 1 Gewichtsteil N-Phenyl-N'-1,3-dimethylbutyl-p-phenylendiamin und 2 Gewichtsteile 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin-Polymer als Alterungsschutzmittel und 1,5 Gewichtsteile der Kondensations-Zusammensetzungen enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton B1 bis B8 erhalten in den vorstehend erwähnten Bezugsbeispielen 1 bis 2 und den vorstehend erwähnten Vergleichsbezugsbeispielen 1 bis 6 als Komponente B wurden in den Mischer gegeben, gefolgt von 15 Minuten lang Kneten bei 50 Upm, wodurch eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde. Die Kautschuktemperatur betrug zu diesem Zeitpunkt etwa 160°C.
  • Als Nächstes wurde die erhaltene Kautschukzusammensetzung in eine offenen Mühle gegeben, und 4 Gewichtsteile Schwefel, 0,8 Gewichtsteile N,N-Dicylohexyl-2-benzothiazolsulfenamid als ein Vulkanisierbeschleuniger, 2 Gewichtsteile Kobaltnaphthenat (Gehalt an Kobalt: 11%) als Komponente C und 3 Gewichtsteile eines methoxylierten Methylolmelaminharzes (Sumikanol 507, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., Gehalt der wirksamen Komponenten: 50 Gewichts%) als Komponente D wurden bei einer Kautschuktemperatur von 50 bis 70°C dazu gegeben, gefolgt von Durchführen des Knetens, wodurch eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords erhalten wurde.
  • Die verschiedenen Teststücke wurden unter Verwendung der erhaltenen Kautschukzusammensetzungen hergestellt und 30 Minuten lang bei 150°C vulkanisiert, wodurch die vulkanisierte Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords erhalten wurde.
  • Die Tests zum Messen der dynamischen Viskoelastizität, Reißfestigkeit, Wärmeentwicklung bzw. Dispergierbarkeit in dem Kautschuk wurden unter Verwendung der erhaltenen Kautschukzusammensetzungen durchgeführt. Jeder der Tests wurde gemäß den folgenden Verfahren durchgeführt und die Ergebnisse davon sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • <Dynamischer Viskoelastizitätstest>
  • Der dynamische Elastizitätsmodul E' bei 20°C wurde bei der Anfangsdehnung von 10%, der dynamischen Dehnung von 0,5% und der Frequenz von 10 Hz unter Verwendung eines dynamischen Viskoelastizitätsspektrometers F-III, hergestellt von Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., gemessen. Je höher der dynamische Elastizitätsmodul ist, eine desto höher Steifigkeit weist die Kautschukzusammensetzung auf, und deshalb wird es bevorzugt.
  • <Reißfestigkeitstest>
  • Gemäß JIS K-6301 wurde ein Teststück vom B-Typ hergestellt, und der Mittelwert von sechs Messungen wurde zum gemessenen Wert gemacht. Je größer der Wert ist, desto stärker ist die Festigkeit der Kautschukzusammensetzung, und deshalb wird es bevorzugt.
  • <Wärmeentwicklungstest>
  • Unter Verwendung eines Goodrich-Flexometers wurde ein zylindrisches Teststück mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 20 mm hergestellt und die Temperatur des Kautschuk-Teststücks nach 40-minütiger Messung bei einer internen Temperatur von 40°C, einer Belastung von 251 bs, einer Hubhöhe von 6,35 mm und einer Umdrehung von 1800 Upm wurde gemessen, und der Unterschied zwischen ihr und der anfänglichen Kautschuktemperatur wurde zum gemessenen Wert gemacht. Je kleiner der Unterschied ist, desto kleiner die Wärmeentwicklung der Kautschukzusammensetzung, und deshalb wird es bevorzugt.
  • <Dispergierbarkeitstest in dem Kautschuk>
  • Das Aussehen des Teststücks und der Dispersionszustand der Komponente B im Inneren davon wurden durch visuellen Kontakt beobachtet. Wenn die Dispergierbarkeit schlecht ist, werden viele weiße feine Punkte, die von Komponente B verursacht werden, auf der Oberfläche des Kautschuks und im Inneren davon beobachtet. [Tabelle 1]
    Kondensations-Zusammensetzung Dynamischer Elastizitätsmodul E' (MPa) Reißfestigkeit (103 N/m) Wärmeentwicklung (°C) Dispergierbarkeit
    Bsp. 1 B1 52,7 68,3 41 Gut
    Bsp. 2 B2 53,3 67,7 40 Gut
    Vgl.-Bsp. 1 B3 42,6 68,2 43 Gut
    Vgl.-Bsp. 2 B4 44,6 67,5 42 Gut
    Vgl.-Bsp. 3 B5 42,4 62,4 42 Gut
    Vgl.-Bsp. 4 B6 43,9 61,8 43 Gut
    Vgl.-Bsp. 5 B7 52,7 66,2 45 Schlecht
    Vgl.-Bsp. 6 B8 53,2 64,2 45 Schlecht
  • Beispiel 3
  • Eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords wird durch Vermischen von hydratisiertem Siliziumdioxid in die in Beispiel 1 erhaltene Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords erhalten.
  • Beispiel 4
  • Ein Riemen wird erhalten, indem mit Messing plattierte Stahlkorde mit der in Beispiel 1 erhaltenen Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords beschichtet werden. Ein unvulkanisierter Reifen wird unter Verwendung des erhaltenen Riemens gemäß einem herkömmlichen Verfahren geformt und der erhaltene unvulkanisierte Reifen wird in einer Vulkanisiervorrichtung erhitzt und unter Druck gesetzt, wodurch ein Reifen erhalten wird.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Ein Riemen enthaltend einen Stahlkord mit einem guten dynamischen Elastizitätsmodul, guter Reißfestigkeit, guter Dispergierbarkeit in dem Kautschuk und geringer Wärmeentwicklung kann unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords, umfassend:
    • (A) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die hauptsächlich mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, enthält,
    • (B) 0,5 bis 3 Gewichtsteile einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton, welches 40 bis 80 Gewichts% 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan und 0 bis 0,2 Gewichts% einer Säure oder eines Alkalimetallsalzes davon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kondensations-Zusammensetzung, enthält,
    • (C) 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile einer organischen Kobalt-Verbindung in Bezug auf den Kobaltgehalt und
    • (D) 0,5 bis 2 Gewichtsteile eines methoxylierten Methylolmelaminharzes.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 9-87425 A1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • JIS K-6301 [0040]

Claims (12)

  1. Eine Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords, umfassend: (A) 100 Gewichtsteile einer Kautschukkomponente, die hauptsächlich mindestens einen Kautschuk, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuken, Styrol-Butadien copolymerisierten Kautschuken und Butadienkautschuken, enthält, (B) 0,5 bis 3 Gewichtsteile einer Kondensations-Zusammensetzung enthaltend ein Kondensationsprodukt aus Resorcin und Aceton, welches 40 bis 80 Gewichts% 2,2,4-Trimethyl-2',4',7'-trihydroxyflavan und 0 bis 0,2 Gewichts% einer Säure oder eines Alkalimetallsalzes davon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kondensations-Zusammensetzung, enthält, (C) 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile einer organischen Kobalt-Verbindung in Bezug auf den Kobaltgehalt und (D) 0,5 bis 2 Gewichtsteile eines methoxylierten Methylolmelaminharzes.
  2. Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß Anspruch 1, welche ferner einen Vulkanisationsbeschleuniger enthält.
  3. Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß Anspruch 2, wobei der Vulkanisationsbeschleuniger N,N-Dicyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid ist.
  4. Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, welche kein N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid enthält.
  5. Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, welche kein Hexamethylentetramin enthält.
  6. Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, welche ferner 45 bis 60 Gewichtsteile Ruß pro 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A) enthält.
  7. Die Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, welche ferner 5 bis 15 Gewichtsteile hydratisiertes Siliziumdioxid pro 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A) enthält.
  8. Ein Riemen, umfassend einen mit der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 beschichteten Stahlkord.
  9. Ein pneumatischer Reifen, hergestellt durch die Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
  10. Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines mit einer Kautschukzusammensetzung beschichteten Stahlkords.
  11. Ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens umfassend einen mit einer Kautschukzusammensetzung beschichteten Stahlkord, welches Beschichten des Stahlkords mit der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
  12. Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Beschichtung eines Stahlkords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines pneumatischen Reifens.
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