DE112012005710T5

DE112012005710T5 - Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches, feuchter Kautschuk-Masterbatch und Kautschukzusammensetzung, die einen feuchten Kautschuk-Masterbatch enthalten

Info

Publication number: DE112012005710T5
Application number: DE112012005710.4T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYO TIRE & RUBBER Miyasaka Takashi
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: US9714325B2; WO2013108436A1; US20140249252A1; JP5875380B2; CN104053710B; CN104053710A; JP2013147574A; MY164959A; DE112012005710B4

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines feuchten Kautschuk-Masterbatches beinhaltet einen Verfestigungsschritt des Mischens einer Aufschlämmungslösung, die einen Füllstoff und ein Dispersionslösungsmittel enthält, mit einer Kautschuklatexlösung und Verfestigen der resultierenden Mischung, um ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, einen Dehydratisierungsschritt des Verwendens eines ersten einachsigen Extruders zum Dehydratisieren des füllstoffhaltigen verfestigten Kautschukprodukts, während das verfestigte Produkt auf einen Bereich von 100 bis 180°C erwärmt wird, sodass ein feuchter Kautschuk-Masterbatch hergestellt wird, und einen Trocknungsweichmachschritt des Verwendens eines zweiten einachsigen Extruders, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weichzumachen, während der Masterbatch auf einen Bereich von 120 bis 180°C erwärmt wird, dass der feuchte Kautschuk-Masterbatch mit einem weiter verringerten prozentualen Wassergehalt hergestellt wird. Das Verfahren weist keinen Kühlschritt zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch die Verwendung mindestens eines Füllstoffs, eines Dispersionslösungsmittels und einer Kautschuk-Latexlösung als Rohmaterialien erhalten wird, einen feuchten Kautschuk-Masterbatch und eine Kautschukzusammensetzung, die den feuchten Kautschuk-Masterbatch enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches mit einer ausgezeichneten Füllstoffdispergierbarkeit darin und verbesserten Kautschukeigenschaften wie Reißfestigkeit und Spannungseigenschaften in Bereichen, die hoher Beanspruchung ausgesetzt sind, und einen feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch dieses Herstellungsverfahren hergestellt wird, und eine Kautschukzusammensetzung, die den feuchten Kautschuk-Masterbatch enthält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bislang ist es in der Kautschukindustrie bekannt, bei der Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, die einen Füllstoff wie Ruß enthält, einen feuchten Kautschuk-Masterbatch zu verwenden, um die Zusammensetzung im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit und die Füllstoffdispergierbarkeit darin zu verbessern. Dies ist ein Stoff, der im Vorfeld durch Mischen eines Füllstoffs und eines Dispersionslösungsmittels in einem vorbestimmten Verhältnis, Dispergieren des Füllstoffs in das Dispersionslösungsmittel durch mechanische Kraft, Mischen der resultierenden füllstoffhaltigen Aufschlämmungslösung mit einer Kautschuklatexlösung in einer flüssigen Phase, Zugeben eines Verfestigers wie einer Säure dazu, um ein verfestigtes Produkt herzustellen, und dann Sammeln und Trocknen des Produkts erhalten wird. Im Falle der Verwendung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches wird eine Kautschukzusammensetzung erhalten, die eine bessere Füllstoffdispergierbarkeit darin und Kautschukeigenschaften wie Verarbeitbarkeit und Verstärkbarkeit als im Falle der Verwendung eines trockenen Kautschuk-Masterbatches aufweist, der durch Mischen eines Füllstoffs und eines Kautschuks miteinander in einer festen Phase erhalten wird. Die Verwendung einer solchen Kautschukzusammensetzung als ein Rohmaterial ermöglicht beispielsweise die Herstellung eines pneumatischen Reifens, der einen verringerten Rollwiderstand und einen hervorragenden Ermüdungswiderstand aufweist, oder eines anderen Kautschukprodukts.
In dem oben erwähnten Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches kann das Entfernen von Wasser aus dem Dispersionslösungsmittel und der Kautschuklatexlösung aus dem füllstoffhaltigen verfestigten Kautschukprodukt, das durch den Verfestigungsschritt erhalten wird, das Unterziehen der Aufschlämmung einer Fest-Flüssig-Trennung, beispielsweise durch Filtern oder Zentrifugieren und dann Verwenden eines beliebigen Mischers, um das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt zu kneten, während das Produkt erwärmt wird, sodass das Produkt dehydratisiert wird, beinhalten. Dieses Dehydratisierungsverfahren ermöglicht, dass der prozentuale Wassergehalt in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch die Dehydratisierung erhalten wird, verringert ist, während die Erwärmungstemperatur zum Kneten erhöht wird. Wenn jedoch die Wärme- und/oder mechanische Energie, die zum Zeitpunkt der Dehydratisierung groß wird, wird der resultierende feuchte Kautschuk-Masterbatch der Aufspaltung seiner Polymermolekülketten unterzogen und unterliegt anderen Nachteilen. Daher kann eine Kautschukzusammensetzung, die letztendlich daraus erhalten werden soll, verschlechterte Eigenschaften bezüglich des vulkanisierten Kautschuks aufweisen.
Das nachstehend angegebene Patentdokument 1 beschreibt ein Herstellungsverfahren zum Trocknen und Kneten eines feuchten Kautschuk-Masterbatches, der einen Kautschukbestandteil und einen Füllstoff enthält, während ein biaxialer Extruder als ein erster Kneter verwendet wird und dann ein Banbury-Mischer als ein zweiter Kneter verwendet wird, um eine Kautschukchemikalie damit zu mischen, sodass ein Masterbatch erhalten wird, der eine Kautschukchemikalie enthält. Allerdings wird in diesem Herstellungsverfahren der zweiachsige Extruder verwendet, um das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt zu trocknen und zu kneten, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch herzustellen; daher wird eine große mechanische Energie auf den feuchten Kautschuk-Masterbatch ausgeübt, sodass der Kautschukbestandteil tendenziell verschlechtert wird. Dementsprechend weist ein vulkanisierter Kautschuk, der letztendlich daraus erhalten werden soll, tendenziell eine schlechtere Reißfestigkeit und eine schlechtere Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung auf.
Das unten angegebene Patentdokument 2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomerverbundmaterials, das Folgendes beinhaltet: Ausführen des Schrittes des Mastizierens eines verfestigten Kautschukprodukts, das durch einen Dehydratisierungsschritt erhalten wird, während eine mechanische Energie von mindestens etwa 0,3 MJ/kg (etwa 249 W/kg) daran angelegt wird, und Ausführen eines nachfolgenden Schrittes des weiteren Mastizierens der Resultante, während eine mechanische Energie von etwa 0,9 MJ/kg (etwa 83 W/kg) daran angelegt wird. Allerdings vergrößert dieses Herstellungsverfahren tendenziell die mechanische Energie, die an den feuchten Kautschuk-Masterbatch angelegt wird, und verschlechtert so den Kautschukbestandteil. Dementsprechend weist ein vulkanisierter Kautschuk, der letztendlich daraus erhalten werden soll, tendenziell eine schlechtere Reißfestigkeit und eine schlechtere Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung auf.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP-A-2010-65126
Patentdokument 2: JP-A-2011-511148

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE, DIE VON DER ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
Angesichts der oben erwähnten derzeitigen Lage wurde die vorliegende Erfindung geschaffen. Eine Aufgabe davon ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches mit einer ausgezeichneten Füllstoffdispergierbarkeit darin und verbesserten Kautschukeigenschaften wie einer verbesserten Reißfestigkeit und Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung, einen feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch dieses Herstellungsverfahren hergestellt wird, und eine Kautschukzusammensetzung, die den feuchten Kautschuk-Masterbatch enthält, bereitzustellen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Die Aufgabe kann durch die vorliegende Erfindung wie nachstehend beschrieben gelöst werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch die Verwendung mindestens eines Füllstoffs, eines Dispersionslösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten wird, einschließend einen Verfestigungsschritt des Mischens einer Aufschlämmungslösung, die den Füllstoff und das Dispersionslösungsmittel enthält, mit der Kautschuklatexlösung und Verfestigen der resultierenden Mischung, um ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen, einen Dehydratisierungsschritt unter Verwendung eines ersten einachsigen Extruders zum Dehydratisieren des füllstoffhaltigen verfestigten Kautschukprodukts, während das verfestigte Produkt auf einen Bereich von 100 bis 180°C erwärmt wird, sodass ein feuchter Kautschuk-Masterbatch erhalten wird, und einen Trocknungsweichmachschritt unter Verwendung eines zweiten einachsigen Extruders, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weichzumachen, während der Masterbatch auf einen Bereich von 120 bis 180°C erwärmt wird, sodass der feuchte Kautschuk-Masterbatch mit einem weiter verringerten prozentualen Wassergehalt hergestellt wird, wobei das Verfahren zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt keinen Kühlschritt aufweist.
Gemäß dem Herstellungsverfahren wird eine Aufschlämmungslösung, die einen Füllstoff und ein Dispersionslösungsmittel enthält, mit einer Kautschuklatexlösung gemischt, wobei die Mischung verfestigt wird, um ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt zu erhalten (Verfestigungsschritt), und dieses verfestigte Kautschuk-Produkt dehydratisiert und getrocknet wird, um einen feuchten Kautschuk-Masterbatch herzustellen. Daher weist der Füllstoff eine hervorragende Dispergierbarkeit in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch auf. Darüber hinaus wird ein erster einachsiger Extruder verwendet, um das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt zu dehydratisieren, während das verfestigte Produkt auf einen Bereich von 100 bis 180°C erwärmt wird, wodurch der feuchte Kautschuk-Masterbatch hergestellt wird (Dehydratisierungsschritt), sodass der prozentuale Wassergehalt des resultierenden feuchten Kautschuk-Masterbatches wirksam verringert werden kann, während die daran angelegte Wärme- und mechanische Energie soweit wie möglich eingeschränkt werden.
Wenn beispielsweise der feuchte Kautschuk-Masterbatch nach dem Dehydratisierungsschritt und vor dem Trocknungsweichmachschritt auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, wird eine größere Menge Wärme- und mechanische Energie an den feuchten Kautschuk-Masterbatch in dem Trocknungsweichmachschritt angelegt. Allerdings weist das oben erwähnte Herstellungsverfahren keinen Kühlschritt zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt auf. Daher kann der prozentuale Wassergehalt des resultierenden feuchten Kautschuk-Masterbatches wirksam verringert werden, wobei gleichzeitig die Wärme- und mechanische Energie, die an den feuchten Kautschuk-Masterbatch angelegt werden, soweit wie möglich eingeschränkt werden. Das Abkühlen des feuchten Kautschuk-Masterbatches zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt kann zum Beispiel durch Verbinden des ersten einachsigen Extruders und des zweiten einachsigen Extruders miteinander verhindert werden. Der Kühlschritt, auf den in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, bezeichnet zum Beispiel einen Schritt, in dem der feuchte Kautschuk-Masterbatch nach dem Dehydratisierungsschritt auf eine Temperatur von 40°C oder niedriger abgekühlt wird, und bezeichnet im weiteren Sinne einen Schritt, in dem der Masterbatch auf eine Temperatur von 60°C oder niedriger abgekühlt wird.
In dem Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches beträgt der prozentuale Wassergehalt des feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch den Dehydratisierungsschritt erhalten wird, vorzugsweise von 1 bis 10%. Der prozentuale Wassergehalt des feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch den Trocknungsweichmachschritt erhalten wird, beträgt vorzugsweise 0,9% oder weniger. In der vorliegenden Erfindung wird ein Trocknungsprozess, der sich über die zwei Stufen (Dehydratisierungsschritt und Trocknungsweichmachschritt) erstreckt, ausgeführt, wobei der prozentuale Wassergehalt nach jedem der Schritte, in dem Bereich eingestellt wird, wodurch die wirksame Verringerung des prozentualen Wassergehalts des feuchten Kautschuk-Masterbatches ermöglicht wird und gleichzeitig ein vulkanisierter Kautschuk, der letztendlich daraus erhalten wird, keinerlei Beeinträchtigung des Kautschuks aufweist.
Vorzugsweise wird in dem Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches in dem Trocknungsweichmachschritt eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger an den feuchten Kautschuk-Masterbatch im Inneren des zweiten einachsigen Extruders angelegt. Dadurch kann der prozentuale Wassergehalt des feuchten Kautschuk-Masterbatches wirksam verringert werden und gleichzeitig eine Beeinträchtigung des Kautschuks an dem endgültigen vulkanisierten Kautschuk besser vermieden werden.
Vorzugsweise wird in dem Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches beim Weichmachen des feuchten Kautschuk-Masterbatches in dem Trocknungsweichmachschritt ein Anti-Aging-Mittel hinzugegeben und beigemischt.
Dadurch kann das Anti-Aging-Mittel gleichmäßiger in den feuchten Kautschuk-Masterbatch dispergiert werden, sodass der endgültige vulkanisierte Kautschuk mit höherer Sicherheit keine Beeinträchtigungen an dem Kautschuk aufweist. In dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der dem Dehydratisierungsschritt unterzogen wurde, wurde der prozentuale Wassergehalt gesenkt. Daher wird in dem Trocknungsweichmachschritt nach der Verflüchtigung des Wassers nahezu kein Austreten des Anti-Aging-Mittels bewirkt.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach dem Trocknungsweichmachschritt einen Formungsweichmachschritt unter Verwendung eines Mischers, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weiter weichzumachen. Bevorzugter beträgt in dem Formungsweichmachschritt die mechanische Energie, die an den feuchten Kautschuk-Masterbatch in dem Mischer angelegt wird, 70 W/kg oder weniger. Dadurch kann der prozentuale Wassergehalt des feuchten Kautschuk-Masterbatches wirksam verringert werden und gleichzeitig eine Beeinträchtigung des Kautschuks an dem endgültigen vulkanisierten Kautschuk besser vermieden werden. Beispiele für Mischer umfassen eine offene Walze und einen einachsigen Extruder.
Vorzugsweise beinhaltet der Verfestigungsschritt in dem Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches Schritt (I) des Zugebens, wenn der Füllstoff in dem Dispersionslösungsmittel dispergiert wird, mindestens eines Anteils der Kautschuklatexlösung dazu, sodass die Aufschlämmungslösung hergestellt wird, die eine Aufschlämmungslösung ist, die den Füllstoff enthält, an dem Kautschuklatexteilchen haften, Schritt (II) des Mischens der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung, sodass die Kautschuklatexlösung hergestellt wird, die den Füllstoff enthält, an dem die Kautschuklatexteilchen haften, und Schritt (III) des Verfestigens der Kautschuklatexlösung, die den Füllstoff enthält, an dem die Kautschuklatexteilchen haften, um das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt herzustellen. Dies ermöglicht die Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches, in dem der Füllstoff gleichmäßig dispergiert ist und verhindert wird, dass der Füllstoff im Laufe der Zeit erneut ausflockt, und der als ein Rohmaterial für einen vulkanisierten Kautschuk verwendbar ist, der im Hinblick auf eine geringe thermogene Leistung, Haltbarkeit und Kautschukfestigkeit hervorragend ist.
In dem Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches wird beim Dispergieren des Füllstoffs in dem Dispersionslösungsmittel in Schritt (I) des Herstellens der Aufschlämmungslösung ein Anti-Aging-Mittel zugegeben und beigemischt, um die füllstoffhaltige Aufschlämmungslösung herzustellen, in der das Anti-Aging-Mittel an den Kautschuklatexteilchen oder dem Füllstoff haftet. In dieser Ausführungsform kann bewirkt werden, dass das Anti-Aging-Mittel an den Kautschuklatexteilchen und/oder dem Füllstoff haftet. Genauer kann auf diese Weise verhindert werden, dass die Kautschuklatexteilchen, die an dem Füllstoff haften, in der Aufschlämmungslösung verschlechtert werden, sodass der feuchte Kautschuk-Masterbatch, der schließlich erhalten wird, im Hinblick auf die Haltbarkeit verbessert werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch das Herstellungsverfahren nach einem der oben erwähnten Ausführungsformen hergestellt wird, genauer eine Kautschukzusammensetzung, die den oben erwähnten feuchten Kautschuk-Masterbatch enthält. Vulkanisierte Kautschuke, die durch Vulkanisieren dieses feuchten Kautschuk-Masterbatches erhalten werden, bzw. diese Kautschukzusammensetzung weisen eine hervorragende Dispergierbarkeit darin auf und zeigen eine geringe thermogene Leistung. Außerdem weisen die Kautschuke unter anderem eine hervorragende Reißfestigkeit und Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung auf.
BESTE WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatch beinhaltet mindestens einen Verfestigungsschritt, einen Dehydratisierungsschritt und einen Trocknungsweichmachschritt. Nachstehend wird jeder der Schritte beschrieben.
Verfestigungsschritt:
Der Verfestigungsschritt ist ein Schritt des Mischens einer Aufschlämmungslösung, die einen Füllstoff und ein Dispersionslösungsmittel enthält, mit einer Kautschuklatexlösung und Verfestigen der Mischung, um ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen. Der Verfestigungsschritt beinhaltet insbesondere vorzugsweise Schritt (I) des Zugebens, wenn der Füllstoff in dem Dispersionslösungsmittel dispergiert wird, mindestens eines Anteils der Kautschuklatexlösung dazu, sodass die Aufschlämmungslösung hergestellt wird, die eine Aufschlämmungslösung ist, die den Füllstoff enthält, an dem Kautschuklatexteilchen haften, Schritt (II) des Mischens der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung, sodass die Kautschuklatexlösung hergestellt wird, die den Füllstoff enthält, an dem die Kautschuklatexteilchen haften, und Schritt (III) des Verfestigens der Kautschuklatexlösung, die den Füllstoff enthält, an dem die Kautschuklatexteilchen haften, um das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt herzustellen.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Füllstoff einen anorganischen Füllstoff, der üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet wird, wie Ruß, Siliciumdioxid, Ton, Talk, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Aluminiumhydroxid. Von diesen anorganischen Füllstoffen wird Ruß in der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt verwendet.
Die Rußspezies kann eine beliebige Rußspezies sein, die üblicherweise in den Kautschukindustrien verwendet wird, wie SAF, ISAF, HAF, FEF oder GPF, oder kann eine beliebige elektrisch leitfähige Rußspezies wie Acetylenruß oder Ketjen-Ruß sein. Die Rußspezies kann eine granulierte Rußspezies, die üblicherweise unter Berücksichtigung ihrer Handhabbarkeit in einer Kautschukindustrie granuliert wurde, oder eine nicht granulierte Rußspezies sein.
Das Dispersionslösungsmittel ist besonders bevorzugt Wasser und kann zum Beispiel Wasser sein, das ein organisches Lösungsmittel enthält.
Die Kautschuklatexlösung kann eine Naturkautschuk-Latexlösung oder eine Synthetikkautschuk-Latexlösung sein.
Die Naturkautschuk-Latexlösung ist ein natürliches Produkt, das durch eine metabolische Wirkung einer Pflanze hergestellt wird, und ist besonders bevorzugt eine Naturkautschuk/Wasser-Systemlösung, in welcher ein Dispersionslösungsmittel darin Wasser ist. Das zahlengemittelte Molekulargewicht eines Naturkautschuks in dem Naturkautschuk-Latex, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt vorzugsweise 2.000.000 oder mehr, bevorzugter 2.500.000 oder mehr. Die Naturkautschuk-Latexlösung kann eine Lösung sein, die durch Emulsionspolymerisation von zum Beispiel Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk oder Chloropren-Kautschuk hergestellt wird.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Beispiel des Verfestigungsschrittes auf der Grundlage eines Beispiels beschrieben, bei dem Ruß als der Füllstoff und eine Naturkautschuk-Latexlösung als die Kautschuklatexlösung verwendet wird. Auf diese Weise kann ein feuchter Kautschuk-Masterbatch hergestellt werden, der eine sehr hohe Rußdispergierbarkeit darin aufweist und einen vulkanisierten Kautschuk mit verbesserter geringer thermogener Leistung, Haltbarkeit und Kautschukfestigkeit ergibt. Als der Naturkautschuklatex sind ein konzentrierter Latex und ein frischer Latex mit der Bezeichnung Feldlatex und dergleichen ohne Unterscheidung verwendbar.
(1) Schritt (I)
Schritt (I) ist ein Schritt des Zugebens, wenn Ruß in einem Dispersionslösungsmittel dispergiert wird, mindestens eines Anteils einer Naturkautschuk-Latexlösung dazu, sodass eine Aufschlämmungslösung hergestellt wird, die Ruß enthält, an dem Naturkautschuk-Latexteilchen haften. Es ist zulässig, die Naturkautschuk-Latexlösung im Vorfeld mit dem Dispersionslösungsmittel zu mischen und danach Ruß zuzugeben und Ruß darin zu dispergieren. Es ist auch zulässig, Ruß in das Dispersionslösungsmittel zuzugeben und danach Ruß in dem Dispersionslösungsmittel zu dispergieren, während die Naturkautschuk-Latexlösung bei einer vorbestimmten Zugabegeschwindigkeit zugegeben wird, oder Ruß in das Dispersionslösungsmittel zuzugeben und danach Ruß in dem Dispersionslösungsmittel zu dispergieren, während zahlreiche dividierte Fraktionen der Naturkautschuk-Latexlösung zugegeben werden, wobei die Fraktionen ein konstantes Volumen aufweisen. Durch Dispergieren von Ruß in dem Dispersionslösungsmittel in dem Zustand, in dem die Naturkautschuk-Latexlösung darin vorhanden ist, kann die oben genannte Aufschlämmungslösung hergestellt werden, die Ruß enthält, an dem Naturkautschuk-Latexteilchen haften. Die Menge der in Schritt (I) zugegebenen Naturkautschuk-Latexlösung beträgt beispielsweise von 0,075 bis 12 Massen-% der Gesamtheit der Naturkautschuk-Latexlösung (die Gesamtmenge, die in Schritt (I) und Schritt (II) zugegeben wurde).
In Schritt (I) beträgt das Massenverhältnis des Feststoffs (Kautschuk) zu Ruß in der Naturkautschuk-Latexlösung vorzugsweise von 0,25 bis 15%, bevorzugter von 0,5 bis 6 Massen-%. Die Feststoff-(Kautschuk)-Konzentration in der zugegebenen Naturkautschuk-Latexlösung beträgt vorzugsweise von 0,2 bis 5 Massen-%, bevorzugter von 0,25 bis 1,5 Massen-%. In diesen Fällen kann ein feuchter Kautschuk-Masterbatch hergestellt werden, der eine erhöhte Rußdispergierbarkeit darin aufweist, wobei die Naturkautschuk-Latexteilchen besser an dem Ruß haften.
Das Verfahren zum Mischen von Ruß mit dem Dispersionslösungsmittel in Gegenwart der Naturkautschuk-Latexlösung in Schritt (I) kann ein Verfahren des. Verwendens eines handelsüblichen Dispergierers wie eines Mischers mit hoher Scherung, High Shear Mixer, Homo-Mischers, einer Kugelmühle, einer Perlmühle, eines Hochdruck-Homogenisators, eines Ultraschall-Homogenisators oder einer Kolloidmühle sein, um Ruß zu dispergieren.
Der ”Mischer mit hoher Scherung” bezeichnet einen Mischer mit einem Rotor, der bei einer hohen Geschwindigkeit drehbar ist, und mit einem festen Stator, wobei der Rotor in dem Zustand gedreht wird, in dem ein präzises Spiel zwischen dem Rotor und dem Stator eingestellt wird, wodurch eine hohe Scherwirkung erhalten wird. Um eine solche hohe Scherwirkung zu erzeugen, wird das Spiel zwischen dem Rotor und dem Stator auf 0,8 mm oder weniger und die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors auf 5 m/s oder mehr eingestellt. Ein solcher Mischer mit hoher Scherung ist ein im Handel erhältliches Produkt. Ein Beispiel davon ist das Produkt ”High Shear Mixer”, das von Silverson hergestellt wird.
Im Falle des Mischens von Ruß und dem Dispersionslösungsmittel miteinander in Gegenwart der Naturkautschuk-Latexlösung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Aufschlämmungslösung, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuk-Latexteilchen haften, kann ein Tensid zugegeben werden, um die Dispergierbarkeit von Ruß zu verbessern. Das Tensid kann ein Tensid sein, das in der Kautschukindustrie bekannt ist. Beispiele davon schließen nichtionische Tenside, anionische Tenside, kationische Tenside und amphotere Tenside ein Anstatt des Tensids oder zusätzlich zu dem Tensid kann ein Alkohol wie Ethanol verwendet werden. Allerdings wird befürchtet, dass die Verwendung des Tensids die Kautschukeigenschaften eines letztendlich erhaltenen vulkanisierten Kautschuks beeinträchtigt. Daher beträgt die Menge des beigemischten Tensids vorzugsweise 2 Massenteile oder weniger, bevorzugter 1 Massenteil oder weniger basierend auf 100 Massenteilen des Feststoffes (Kautschuks) in der Naturkautschuk-Latexlösung. Vorzugsweise wird im Wesentlichen kein Tensid verwendet. Um die Verschlechterung des Feststoffes (Kautschuks) in der Naturkautschuk-Latexlösung in Schritt (I) und (II) einzuschränken, kann ein Anti-Aging-Mittel zugegeben werden. Das Anti-Aging-Mittel kann ein beliebiges Anti-Aging-Mittel sein, das in der Kautschukindustrie bekannt ist. Zu Beispielen davon gehören Amin-, Phenol-, organische Phosphit- und Tioethermittel.
Im Hinblick auf Ruß, an dem die Naturkautschuk-Latexteilchen in der Aufschlämmungslösung haften, die in Schritt (I) hergestellt wird, beträgt die Volumenteilchengröße von 90% (μm) (”D90”) vorzugsweise 31 μm oder mehr, bevorzugter 35 μm oder mehr. In diesem Fall weist Ruß in der Aufschlämmungslösung eine hervorragende Dispergierbarkeit auf, wobei eine erneute Ausflockung verhindert werden kann. Daher weist die Aufschlämmungslösung eine hervorragende Lagerungsstabilität auf, wobei der letztendlich erhaltene vulkanisierte Kautschuk auch eine hervorragende geringe thermogene Leistung, Dauerhaftigkeit und Kautschukfestigkeit aufweist. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich D90 des Rußes, an dem die Naturkautschuk-Latexteilchen haften, auf einen Wert, der durch Messungen erhalten wird, die an Ruß und den haftenden Naturkautschuk-Latexteilchen vorgenommen werden.
(2) Schritt (II)
Schritt (II) ist ein Schritt des Mischens der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Naturkautschuk-Latexlösung, sodass eine Kautschuklatexlösung hergestellt wird, die den Ruß enthält, an dem Naturkautschuk-Latexteilchen haften. Das Verfahren zum Mischen der Aufschlämmungslösung und der restlichen Naturkautschuk-Latexlösung miteinander in einer flüssigen Phase ist nicht besonders eingeschränkt und kann ein Verfahren des Verwendens eines handelsüblichen Dispergierers wie eines Mischers mit hoher Scherung, eines High Shear Mixer, eines Homo-Mischers, einer Kugelmühle, einer Perlmühle, eines Hochdruck-Homogenisators, eines Ultraschall-Homogenisators oder einer Kolloidmühle zum Mischen der zwei sein. Beim Mischen kann das gesamte Mischsystem wie der Dispergierer wahlweise erwärmt werden.
Im Hinblick auf die restliche Naturkautschuk-Latexlösung ist die Feststoff(Kautschuk-)-Konzentration darin vorzugsweise höher als diejenige in der Naturkautschuk-Latexlösung, die in Schritt (I) zugegeben wird, wenn der Zeitraum und die Arbeit zum Trocknen in Schritt (III) berücksichtigt werden. Genauer beträgt die Feststoff-(Kautschuk-)-Konzentration vorzugsweise von 10 bis 60 Massen-%, bevorzugter von 20 bis 30 Massen-%.
(3) Schritt (III)
Schritt (III) ist ein Schritt des Verfestigens der Kautschuklatexlösung, die den Ruß enthält, an dem Naturkautschuk-Latexteilchen haften, um ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen. Das Verfahren zur Verfestigung kann zum Beispiel ein Verfahren des Aufnehmens eines Verfestigers in die Kautschuklatexlösung sein, die den Ruß enthält, an dem Naturkautschuk-Latexteilchen haften, um die Latexlösung zu verfestigen.
Der Verfestiger, der in dem Verfestigungsschritt verwendet wird, kann eine Säure wie Ameisensäure oder Schwefelsäure oder ein Salz wie Natriumchlorid sein, das üblicherweise zum Verfestigen einer Kautschuklatexlösung verwendet wird.
In dem füllstoffhaltigen verfestigten Kautschukprodukt, das durch Schritt (III) erhalten wird, ist der Füllstoff bezogen auf das Verhältnis zwischen dem Kautschukbestandteil und dem Füllstoff vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 80 Massenteilen für 100 Massenteile des Kautschuks (Feststoff) enthalten. Dadurch kann ein feuchter Kautschuk-Masterbatch hergestellt werden, der letztendlich im Hinblick auf eine gute Ausgewogenheit, Füllstoffdispergierbarkeit und eine geringe thermogene Leistung und Haltbarkeit verbessert ist, die bei der Herstellung des Masterbatches zu einem vulkanisierten Kautschuk erhalten werden sollen.
Das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt, das durch den Verfestigungsschritt erhalten wird, ist in dem Wasser vorhanden, das aus dem Dispersionslösungsmittel und dem Kautschuklatex stammt. Daher kann das verfestigte Produkt vor dem Unterziehen einem Dehydratisierungsschritt beispielsweise durch ein Filtrationsverfahren oder Zentrifugationsverfahren einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen werden, um den prozentualen Wassergehalt darin auf einen Bereich von 40 bis 60% zu verringern. Danach kann der Dehydratisierungsschritt ausgeführt werden.
Dehydratisierungsschritt:
Der Dehydratisierungsschritt ist ein Schritt der Verwendung eines ersten einachsigen Extruders zum Dehydratisieren des füllstoffhaltigen verfestigten Kautschukprodukts, während das verfestigte Produkt auf einen Bereich von 100 bis 180°C erwärmt wird, sodass ein feuchter Kautschuk-Masterbatch hergestellt wird. Der erste einachsige Extruder kann ein beliebiger einachsiger Extruder sein, der üblicherweise in der Kautschukindustrie verwendet wird. Der Zylinderdurchmesser (D), die Zylinderlänge (L) und ferner das Verhältnis von Zylinderlänge zu Zylinderdurchmesser (LID) können je nach Wunsch eingestellt werden. Die Spaltbreite (Schlitzbreite) zwischen der Innenwand des Zylinders und seiner Schnecke beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 0,9 mm. In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein einachsiger Extruder ohne Stiftabschnitte verwendet, die nach innen von der Zylinderinnenwand eines Abgabeöffnungsseitenbereichs (Expanderbereichs) des einachsigen Extruders hervorstehen. Wenn der Expanderbereich Stiftabschnitte aufweist, wirken hohe Scherkräfte auf den Kautschukbestandteil ein, der durch die Stiftabschnitte geleitet wird, sodass Polymerketten in dem Kautschukbestandteil abgespalten werden. Daher schreitet die Verschlechterung des Kautschukbestandteils leicht weiter voran. Dementsprechend weist ein vulkanisierter Kautschuk, der letztendlich erhalten werden soll, tendenziell eine schlechtere Reißfestigkeit und eine schlechtere Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung auf. In dem Dehydratisierungsschritt beträgt die eingestellte Temperatur des Inneren des Zylinders des ersten einachsigen Extruders (die Erwärmungstemperatur für das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt) vorzugsweise von 160 bis 220°C, bevorzugter von 180 bis 200°C, um den prozentualen Wassergehalt in dem resultierenden feuchten Kautschuk-Masterbatch wirksam zu verringern, während die daran angelegte Wärme- und mechanische Energie soweit wie möglich eingeschränkt werden.
In dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch den Dehydratisierungsschritt erhalten wird, wird der prozentuale Wassergehalt auf einen Bereich von vorzugsweise 1 bis 10%, bevorzugter von 1 bis 8% eingestellt.
Trocknungsweichmachschritt:
Der Trocknungsweichmachschritt ist ein Schritt der Verwendung eines zweiten einachsigen Extruders, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weichzumachen, währen der Masterbatch auf einen Bereich von 120 bis 180°C erwärmt wird, sodass der feuchte Kautschuk-Masterbatch mit einem weiter verringerten prozentualen Wassergehalt hergestellt wird. Der zweite einachsige Extruder kann dem ersten einachsigen Extruder entsprechen. Wie im Falle des ersten einachsigen Extruders weist der zweite einachsige Extruder vorzugsweise keine Stiftabschnitte in der Zylinderinnenwand seines Expanderbereichs auf.
In dem Trocknungsweichmachschritt beträgt die eingestellte Temperatur des Inneren des Zylinders des zweiten einachsigen Extruders (die Erwärmungstemperatur für den feuchten Kautschuk-Masterbatch) vorzugsweise von 160 bis 220°C, bevorzugter von 160 bis 200°C, um den prozentualen Wassergehalt in dem resultierenden feuchten Kautschuk-Masterbatch wirksam zu verringern, während die daran angelegte Wärme- und mechanische Energie soweit wie möglich eingeschränkt werden.
In dem Trocknungsweichmachschritt beträgt die in dem zweiten einachsigen Extruder an den feuchten Kautschuk-Masterbatch angelegte mechanische Energie vorzugsweise 70 W/kg oder weniger, da so schließlich aus dem feuchten Kautschuk-Masterbatch als Rohmaterial ein vulkanisierter Kautschuk resultiert, der eine hervorragende Reißfestigkeit und Spannungseigenschaften in Bereichen mit hoher Beanspruchung aufweist.
In dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch den Trocknungsweichmachschritt erhalten wird, beträgt der prozentuale Wassergehalt vorzugsweise 0,9% oder weniger.
Wenn der feuchte Kautschuk-Masterbatch in dem Trocknungsweichmachschritt weichgemacht wird, können die Zugabe und Aufnahme eines Anti-Aging-Mittels dazu eine gleichmäßigere Dispergierung des Anti-Aging-Mittels in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch ermöglichen. Demzufolge kann eine Verschlechterung des endgültigen vulkanisierten Kautschuks mit höherer Wahrscheinlichkeit vorteilhaft verhindert werden. Das Anti-Aging-Mittel kann ein Anti-Aging-Mittel sein, das üblicherweise für Kautschuke verwendet wird, wobei Beispiele davon aromatische Amin-Anti-Aging-Mittel, Amin-Keton-Anti-Aging-Mittel, Monophenol-Anti-Aging-Mittel, Bisphenol-Anti-Aging-Mittel, Polyphenol-Anti-Aging-Mittel, Dithiocarbaminsäuresalz-Anti-Aging-Mittel und Thioharnstoff-Anti-Aging-Mittel einschließen. Diese können an sich oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden. Der Gehalt des oder der Anti-Aging-Mittel beträgt vorzugsweise von 0,3 bis 3 Massenteile, bevorzugter von 0,5 bis 1,5 Massenteile für 100 Massenteile des oder der Kautschukbestandteil(e) in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch.
Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist keinen Kühlschritt zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt auf. Daher kann der prozentuale Wassergehalt des resultierenden feuchten Kautschuk-Masterbatches wirksam verringert werden, wobei gleichzeitig die Wärme- und mechanische Energie, die an den feuchten Kautschuk-Masterbatch angelegt werden, soweit wie möglich eingeschränkt werden. Das Verfahren zum Verhindern des Abkühlens des feuchten Kautschuk-Masterbatches zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt kann zum Beispiel ein Verfahren zum Verbinden des ersten und des zweiten einachsigen Extruders miteinander durch ein Verbindungswerkzeug wie ein erwärmbarer Zylinder mit einer kurzen Zylinderlänge sein oder ein Verfahren zum Verbunden des ersten und des zweiten einachsigen Extruders direkt miteinander. Um das Abkühlen des feuchten Kautschuk-Masterbatches zu verhindern, wird die folgende Temperatur vorzugsweise auf 40°C oder höher, bevorzugter auf 60°C oder höher, besonders bevorzugt 120°C oder höher eingestellt: die Temperatur des feuchten Kautschuk-Masterbatches vor dem Laden des Masterbatches aus dem ersten einachsigen Extruder in das Verbindungswerkzeug oder die Temperatur des feuchten Kautschuk-Masterbatches vor dem Laden des Masterbatches in den zweiten einachsigen Extruder, wenn der erste und der zweite einachsige Extruder direkt miteinander verbunden sind.
Formungsweichmachschritt:
Das Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches gemäß der vorliegenden Erfindung kann nach dem Trocknungsweichmachschritt einen Formungsweichmachschritt unter Verwendung eines Mischers beinhalten, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weichzumachen. Der Mischer ist zum Beispiel vorzugsweise ein Extruder mit offener Walze oder ein einachsiger Extruder. In dem Formungsweichmachschritt beträgt die mechanische Energie, die an den feuchten Kautschuk-Masterbatch angelegt wird, in dem Mischer vorzugsweise 70 W/kg oder weniger, sodass der vulkanisierte Kautschuk, der letztendlich aus dem feuchten Kautschuk-Masterbatch als Rohmaterial erhalten werden soll, eine hervorragende Reißfestigkeit und Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung aufweist. Die Formungsmaschine kann eine Ballenpresse sein. In dem Trocknungsweichmachschritt wurde der prozentuale Wassergehalt in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch ausreichend verringert; dementsprechend kann der prozentuale Wassergehalt in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch den Formungsweichmachschritt erhalten wird, etwa 0,9% oder weniger betragen als in dem Fall mit dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch den Trocknungsweichmachschritt erhalten wird.
In dem Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches gemäß der vorliegenden Erfindung kann nach dem Trocknungsweichmachschritt oder dem Formungsweichmachschritt eine Kautschukzusammensetzung hergestellt werden, indem verschiedene Mischzusatzstoffe durch einen Mastizierschritt, einen Knetschritt und einen mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoff-Knetschritt in den feuchten Kautschuk-Masterbatch aufgenommen werden.
Mastizierschritt:
Dieser Schritt ist ein Schritt der Verwendung einer Misch-/Dispergiervorrichtung zum Kneten nur des Kautschukbestandteils oder des feuchten Kautschuk-Masterbatches, der nur den Füllstoff wie Ruß enthält und so keinen anderen Mischzusatzstoff enthält (der feuchte Kautschuk-Masterbatch enthält das Anti-Aging-Mittel, wenn das Anti-Aging-Mittel zugegeben und in dem Trocknungsweichmachschritt beigemischt wird). Durch den Mastizierschritt werden Kautschukmolekülketten in dem Kautschukbestandteil aufgespaltet, während die Molekülketten eine gleichmäßige Länge erhalten. Außerdem wird der Kautschukbestandteil im Hinblick auf die Elastizität verringert und im Hinblick auf die plastische Verformung erhöht. Der feuchte Kautschuk-Masterbatch erhält nach diesem Schritt eine gute Verarbeitbarkeit im Hinblick auf das Kneten des Kautschuks. Die Misch-/Dispergiervorrichtung, die in dem Mastizierschritt verwendet werden kann, kann zum Beispiel ein Banbury-Mischer vom Getriebetyp, ein Banbury-Mischer vom Tangentiallinientyp oder ein Kneter sein. Genauer wird ein Banbury-Mischer vom Getriebetyp bevorzugt.
Knetschritt:
Dieser Schritt ist ein Schritt des Ladens einer oder mehrere Mischzusatzstoffe, die nicht der mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehende Zusatzstoff sind, in den feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch den Trocknungsweichmachschritt, den Formungsweichmachschritt oder den Mastizierschritt erhalten wird, und dann der Verwendung der Misch-/Dispergiervorrichtung zum Verkneten aller Bestandteile. Beispiele des oder der Mischzusatzstoff(e) schließen Stearinsäure, Zinkstaub, ein Anti-Aging-Mittel, Siliciumdioxid, einen Silan-Haftvermittler, einen Weichmacher wie Wachs oder Öl und ein Verarbeitungshilfsmittel ein. Wenn das oder die Mischzusatzstoff(e) mit dem Kautschukbestandteil in dem Knetschritt gemischt wird/werden, entstehen zum Beispiel die folgenden Vorteile: ein Kautschukprodukt nach der Vulkanisierung des Masterbatches weist eine erhöhte Festigkeit auf, der Kautschuk weist eine zum Kneten gute Verarbeitbarkeit auf und Schäden des Kautschuks durch Radikale, die durch die Spaltung von Molekülketten des Kautschuks erzeugt werden, werden verhindert. In dem Knetschritt kann zum Beispiel ein Banbury-Mischer vom Getriebetyp, ein Banbury-Mischer vom Tangentiallinientyp oder ein Kneter verwendet werden. Genauer wird die Verwendung eines Banbury-Mischers vom Getriebetyp bevorzugt.
Knetschritt für mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoff:
Ein oder mehrere mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffe wie ein Vulkanisierungsmittel, zum Beispiel Schwefel und/oder ein Vulkanisierungsbeschleuniger, erden in die Kautschukzusammensetzung geladen, die durch den Knetschritt erhalten wird, wobei danach die gesamten Bestandteile verknetet und miteinander gemischt werden. Wenn die Kautschukzusammensetzung, die durch den Knetschritt des mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Zusatzstoffes erhalten wird, auf eine vorbestimmte Temperatur oder höher erwärmt wird, reagiert das Vulkanisierungsmittel in der Kautschukzusammensetzung mit den Kautschukmolekülen, sodass Vernetzungsstrukturen zwischen den Kautschukmolekülen gebildet werden. Auf diese Weise werden Moleküle in einem dreidimensionalen Netzwerk hergestellt und verleihen der Kautschukzusammensetzung Kautschukelastizität.
Ein für Kautschuke üblicherweise verwendeter Schwefel ist ausreichend. Beispiele davon schließen pulverförmigen Schwefel, ausgefällten Schwefel, unlöslichen Schwefel und stark dispergierbaren Schwefel ein. Der Schwefelgehalt in der Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise von 0,3 bis 6 Massenteile für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils. Wenn der Schwefelgehalt geringer als 0,3 Massenteile beträgt, weist der vulkanisierte Kautschuk eine zu niedrige Vernetzungsdichte auf, die im Hinblick auf die Kautschukfestigkeit und anderes zu senken ist. Sollte der Schwefelgehalt mehr als 6,5 Massenteile betragen, wird der vulkanisierte Kautschuk insbesondere sowohl im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit als auch die Haltbarkeit beeinträchtigt. Zur zufriedenstellenden Gewährleistung der Kautschukfestigkeit des vulkanisierten Kautschuks und weiteren Verbesserung der Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit davon beträgt der Schwefelgehalt bevorzugter von 1,5 bis 5,5 Massenteile für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils.
Der Vulkanisierungsbeschleuniger kann ein Vulkanisierungsbeschleuniger sein, der üblicherweise für die Kautschukvulkanisierung verwendet wird. Beispiele davon schließen Vulkanisierungsbeschleuniger vom Sulfenamidtyp, Vulkanisierungsbeschleuniger vom Thiuramtyp, Vulkanisierungsbeschleuniger vom Thiazoltyp, Vulkanisierungsbeschleuniger vom Thioharnstofftyp, Vulkanisierungsbeschleuniger vom Guanidintyp und Vulkanisierungsbeschleuniger vom Dithiocarbaminsäuresalztyp ein. Diese können an sich oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden. Der Gehalt des oder der Vulkanisierungsbeschleuniger beträgt bevorzugter von 1 bis 5 Massenteilen, noch bevorzugter von 1,5 bis 4 Massenteilen für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils.
BEISPIELE
Nachstehend wird diese Erfindung anhand von Beispielen genauer beschrieben. Die folgenden Rohmaterialien und Vorrichtungen wurden darin verwendet.
Verwendete Materialien

a) Füllstoffe: Ruß ”N330”: ”SEAST 3” (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.), Ruß ”N110”: ”SEAST 9” (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.), und Ruß ”N550”: ”SEAST SO” (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.);
b) Dispersionslösungsmittel: Wasser;
c) Kautschuklatexlösungen: Konzentrierte Naturkautschuk-Latexlösung, hergestellt von REGISTER Co., Ltd. (DRC (Kautschuktrockengehalt) = 60%), massengemitteltes Molekulargewicht (MG) = 236.000 und Frische Naturkautschuk-Latexlösung (NR-Feldlatex), hergestellt von Golden Hope (DRC = 31,2%), massengemitteltes Molekulargewicht (MG) = 232.000;
d) Verfestiger: Ameisensäure (eingestellt auf einen pH-Wert von 1,2 durch Verdünnen einer 10%ige Lösung eines erstklassigen 85%igen Konzentrationsmittels (hergestellt von Nacalai Tesque, Inc.);
e) Zinkstaub: ”Zinkstaub Nr. 1” (hergestellt von Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.) und ”Zinkstaub Nr. 3” (hergestellt von Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.);
f) Stearinsäure (hergestellt von NOF Corporation);
g) Wachs (hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.);
h) Anti-Aging-Mittel: N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin ”6PPD” (hergestellt von Monsanto);
i) Schwefel: Schwefel (hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.) und Unlöslicher Schwefel: ”OT-20” (hergestellt von Akzo Nobel);
j) Vulkanisierungsbeschleuniger: ”CBS” (hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) und N,N-Dicyclohexylbenzothiazol-2-sulfenamid, ”NOCCELER DZ” (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.);
k) Borhaltiges organisches Säurekobaltsalz: ”MANOBOND C680C” (hergestellt von OMG);
l) Resorcinalkylphenolformalinharz: ”SUMIKANOL 620” (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.);
m) Hexamethoxymethylmelamin: ”CYLETS 9631” (hergestellt von Mitsui Cytex, Ltd.); und
n) Zusätzlicher Kautschuk: Hoch-cis-Polybutadienkautschuk, ”BR150L” (hergestellt von Ube Industries, Ltd.).

Beispiel 1
Feuchte Kautschuk-Masterbatches wurden jeweils durch das folgende Verfahren hergestellt:
Verfestigungsschritt:
Ruß wurde in eine verdünnte Latexlösung in Wasser gegeben, deren Konzentration auf 0,5 Massen-% eingestellt war, um zu einer Rußkonzentration von 5 Massen-% zu führen. Die Vorrichtung ROBOMIX, hergestellt von PRIMIX Corporation, wurde zum Dispergieren des Rußes darin verwendet (ROMOMIX-Bedingungen: Drehung bei 9000 U/Min. für 30 Minuten), um eine Aufschlämmungslösung zu erzeugen, die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuk-Latexteilchen haften (Schritt (I)).
Zu der Aufschlämmungslösung in Schritt (I), die den Ruß enthält, an dem die Naturkautschuk-Latexteilchen haften, wurde die restliche Naturkautschuk-Latexlösung gegeben (die Feststoff-(Kautschuk)-Konzentration darin wurde durch Zugabe von Wasser auf 25 Massen-% eingestellt), um den Feststoff-(Kautschuk)-Gesamtgehalt darin und denjenigen in der in Schritt (I) verwendeten Naturkautschuk-Latexlösung verwendeten auf 100 Massenteile einzustellen. Danach wurde ein Mixer für den Haushaltsgebrauch, Modell SM-L56, hergestellt von Sanyo Electric Co., Ltd., zum Mischen dieser Bestandteile miteinander verwendet (Mischerbedingungen: Drehung bei 11300 U/Min. für 30 Minuten), um eine rußhaltige Naturkautschuk-Latexlösung (Schritt (II)) herzustellen. In der rußhaltigen Naturkautschuk-Latexlösung waren 60 Massenteile des Rußes für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils (Feststoff) enthalten.
Eine Lösung von 10 Massen-% Ameisensäure in Wasser als Verfestiger wurde zu der in Schritt (II) hergestellten Naturkautschuk-Latexlösung gegeben, bis der pH-Wert davon zu 4 wurde (Schritt (III)). Ein Sieb (Lochgröße ϕ 2, hergestellt von Toyo Screen Kogyo Co., Ltd.) wurde verwendet, um Wasser aus der Lösung zu entfernen, die das resultierende rußhaltige verfestigte Naturkautschukprodukt enthielt, sodass ein füllstoffhaltiges verfestigtes Produkt mit einem prozentualen Wassergehalt von 65,1% erhalten wurde. Zur weiteren Verringerung des prozentualen Wassergehalts wurde das verfestigte Produkt zentrifugiert. ein Instrument, Modell H-22 (BS-030), hergestellt von Kokusan Co., Ltd., kann verwendet werden, um das verfestigte Produkt einer Fest-Flüssig-Trennung zu unterziehen (Trennungsbedingungen: Drehung bei 2900 U/Min. für 10 Minuten), sodass ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt mit einem prozentualen Wassergehalt von 46,2% hergestellt wird.
Dehydratisierungsschritt und Trocknungsweichmachschritt:
Ein erster einachsiger Extruder (Produktnummer: Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corporation, Zylinderdurchmesser: 90 mm, ”Zylinderlänge”/”Zylinderdurchmesser” (L/D) = 8,6, und Schlitzbreiten zwischen dem Zylinder und der Schnecke: 0,7 mm, 0,5 mm und 0,2 mm) wurden direkt mit einem zweiten einachsigen Extruder (einem einachsigen Extruder, der zu dem ersten einachsigen Extruder identisch war) verbunden. Der feuchte Kautschuk-Masterbatch wurde dem oben definierten Dehydratisierungsschritt und Trocknungsweichmachschritt unterzogen, wobei die folgenden, in Tabelle 1 beschriebenen Werte eingestellt wurden: die Erwärmungstemperatur, die an den feuchten Kautschuk-Masterbatch (WMB) angelegte mechanische Energie und die Moony-Viskosität in jedem der Schritte und der prozentuale Wassergehalt in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch, der durch jeden der Schritte erhalten wird. Wie in Tabelle 1 dargestellt, betrug die Temperaturveränderung zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt nur 30°C. Daher wird man verstehen, dass der vorliegende Prozess keinen Kühlschritt zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt aufwies. In Tabelle 2 ist das Molekulargewicht (gewichtsgemitteltes Molekulargewicht des Polymers in dem feuchten Kautschuk-Masterbatch nach dem Trocknungsweichmachschritt dargestellt. Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht wurde durch GPC (Gelpermeationschromatographie) gemessen und diesbezüglich aus standardmäßigem Polystyrol erhalten.

GPC-Vorrichtung: LC-10A, hergestellt von Shimadzu Corporation,
Säulen: drei Säulen ”PLgel, 5 μm und 500 Ǻ”, ”PLgel, 5 μm und 100 Ǻ” und ”PLgel, 5 μm und 50 Ǻ” (hergestellt von Polymer Laboratories) wurden verwendet, die miteinander verbunden waren,
Durchflussrate: 1,0 mL/Min.,
Konzentration: 1,0 g/L,
Eingespritztes Volumen: 40 μL,
Säulentemperatur: 40°C, und
Eluent: Tetrahydrofuran.
Beispiel 1 bis 9 und Vergleichsbeispiel 1 bis 3
Knetschritt und Knetschritt des mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffes:
Ein Banbury-Mischer vom B-Typ (hergestellt von Kobe Steel, Ltd.) wurde zum Beimischen des folgenden zu 160 Massenteilen jedes der feuchten Kautschuk-Masterbatches (Kautschukbestandteil: 100 Massenteile und Ruß: 60 Massenteile), die durch den Trocknungsweichmachschritt erhalten wurden: 2 Massenteile des Anti-Aging-Mittels; 8 Massenteile von Zinkstaub Nr. 3; 0,8 Massenteile borhaltiges organisches Säurekobalt; 2 Massenteile Resorcin-Alkylphenol-Formalin-Harz und 4 Massenteile Hexamethoxymethylmelamin. Damit wurden 4,5 Massenteile unlöslicher Schwefel als einer der mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffe und 1 Massenteil des Vulkanisierungsbeschleunigers DZ gemischt, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen. Diese Kautschukzusammensetzung wurde 30 Minuten lang bei 150°C vulkanisiert. Auf diese Weise wurde jeder vulkanisierte Kautschuk hergestellt.
Beispiel 10 und Vergleichsbeispiel 4
Ein Banbury-Mischer vom B-Typ (hergestellt von Kobe Steel, Ltd.) wurde zur Herstellung jeder Kautschukzusammensetzung in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verwendet, außer dass das Folgende zu 150 Massenteilen des feuchten Kautschuk-Masterbatches beigemischt wurde (Kautschukbestandteil: 100 Massenteile und Ruß: 50 Massenteile), die durch den Trocknungsweichmachschritt erhalten wurden: 20 Massenteile des zusätzlichen Kautschuks (Hoch-cis-polybutadienkautschuk); 2 Massenteile Stearinsäure; 1 Massenteil des Anti-Aging-Mittels; 3 Massenteile des Zinkstaubes Nr. 1; und 1 Massenteil des Wachses; wobei ferner die mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffe in dem Knetschritt der mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffe auf 2 Massenteile Schwefel geändert wurden, der von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., hergestellt wurde, und 1 Massenteil des Vulkanisierungsbeschleunigers CBS. Die Kautschukzusammensetzung wurde 30 Minuten lang bei 150°C vulkanisiert. Auf diese Weise wurde jeder vulkanisierte Kautschuk hergestellt.
Beispiel 11 und Vergleichsbeispiel 5
Ein Banbury-Mischer vom B-Typ (hergestellt von Kobe Steel, Ltd.) wurde zur Herstellung jeder Kautschukzusammensetzung in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verwendet, außer dass das Folgende zu 170 Massenteilen des feuchten Kautschuk-Masterbatches beigemischt wurde (Kautschukbestandteil: 100 Massenteile und Ruß: 70 Massenteile), die durch den Trocknungsweichmachschritt erhalten wurden: 1 Massenteil Stearinsäure; 3 Massenteile Zinkstaub Nr. 1; und 1 Massenteil des Wachses; wobei ferner die mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffe in dem Knetschritt der mit der Vulkanisierung in Zusammenhang stehenden Mischzusatzstoffe auf 2 Massenteile Schwefel geändert wurden, der von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., hergestellt wurde, und 1 Massenteil des Vulkanisierungsbeschleunigers CBS. Die Kautschukzusammensetzung wurde 30 Minuten lang bei 150°C vulkanisiert. Auf diese Weise wurde jeder vulkanisierte Kautschuk hergestellt.
Die resultierenden vulkanisierten Kautschuke wurden unter den nachstehend beschriebenen Bedingungen bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Kautschukfestigkeit (Modul 300%) jeder der vulkanisierten Kautschuke:
Eine Hantel JIS Nr. 3 wurde zur Messung des Moduls von 300% jeder der hergestellten Proben gemäß JIS-K 6251 verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass, da der Zahlenwert davon höher ist, weiter vermieden wird, dass die Kautschukzusammensetzung bei der Herstellung im Hinblick auf den Kautschuk verschlechtert ist, sodass die Zusammensetzung eine bessere Kautschukeigenschaft aufweist.
Reißfestigkeit:
Die Reißfestigkeit jedes der hergestellten vulkanisierten Kautschuke wurde gemäß JIS K6252 bewertet. Bei der Bewertung in Bezug auf jedes der Beispiele 1 bis 8 und der Vergleichsbeispiels 2 bis 3 ist der Index des Wertes davon dargestellt, der ein relativer wert ist, der erhalten wird, wenn der Wert aus Vergleichsbeispiel 1 als 100 betrachtet wird; in Bezug auf Beispiel 9 der Index, der erhalten wird, wenn der Wert aus Vergleichsbeispiel 4 als 100 betrachtet wird; und in Bezug auf Beispiel 10 der Index, der erhalten wird, wenn der Wert aus Vergleichsbeispiel 5 als 100 betrachtet wird. Es sei darauf hingewiesen, dass, da der Zahlenwert davon höher ist, der vulkanisierte Kautschuk eine bessere Reißfestigkeit aufweist.
Beispiel 2 und 3 und Vergleichsbeispiel 2
Jeder feuchte Kautschuk-Masterbatch und jede Kautschukzusammensetzung wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Erwärmungstemperatur in dem Trocknungsweichmachschritt auf einen Wert geändert wurde, der in Tabelle 1 dargestellt ist. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 4
Ein feuchter Kautschuk-Masterbatch und eine Kautschukzusammensetzung wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass nach dem Trocknungsweichmachschritt eine offene Walze (10-Ich-Walze (hergestellt von Kansai Roll Co., Ltd.)) verwendet wurde, um den Masterbatch durch diesen Trocknungsweichmachschritt dem oben definierten Formungsweichmachschritt zu unterziehen, sodass der Masterbatch zu Bahnen geformt wird, die jeweils eine Dicke von 10 bis 40 mm aufweisen. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 5 und 8
Jeder feuchte Kautschuk-Masterbatch und jede Kautschukzusammensetzung wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass nach dem Trocknungsweichmachschritt ein einachsiger Extruder (identisch mit dem ersten einachsigen Extruder) und eine Ballenpresse (XLB-D (hergestellt von Qingdao Xiangjie Rubber Machinery Co., Ltd.) verwendet wurde, um den Masterbatch durch diesen Trocknungsweichmachschritt dem oben definierten Formungsweichmachschritt zu unterziehen, sodass der Masterbatch zu Ballen (Bündeln) geformt wird, die jeweils eine Dicke von 40 bis 200 mm aufweisen. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 6 und 7
Jeder feuchte Kautschuk-Masterbatch und jede Kautschukzusammensetzung wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, außer dass in dem Trocknungsweichmachschritt das Anti-Aging-Mittel in einer Menge zugegeben wurde, die in Tabelle 1 dargestellt ist. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein feuchter Kautschuk-Masterbatch und eine Kautschukzusammensetzung wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass ein Banbury-Mischer vom B-Typ (hergestellt von Kobe Steel, Ltd.) verwendet wurde, um den oben definierten Trocknungsweichmachschritt auszuführen, und ferner eine offene Walze (10-Inch-Walze (hergestellt von Kansai Roll Co., Ltd.)) verwendet wurde, um den oben definierten Formungsweichmachschritt auszuführen. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 3
Ein feuchter Kautschuk-Masterbatch und eine Kautschukzusammensetzung wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass in dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt jeweils die folgenden Extruder verwendet wurden: ein mit einem Stift versehener einachsiger Extruder mit 8-Stift-Abschnitten (6 mm), die nach innen von der Zylinderinnenwand seines Expanderbereichs hervorstehen (Produktnummer: Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corporation; Zylinderdurchmesser: 90 mm; ”Zylinderlänge”/”Zylinderdurchmesser” (L/D) = 8,6; und Schlitzbreiten zwischen dem Zylinder und der Schnecke: 0,7 mm, 0,5 mm, und 0,2 mm); und ein zweiachsiger Extruder (Produktnummer: KTX-37, hergestellt von Kobe Steel, Ltd.; Zylinderdurchmesser: 37 mm; und ”Zylinderlänge”/”Zylinderdurchmesser” (L/D) = 30). Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 4 und 5

Jeder feuchte Kautschuk-Masterbatch und jede Kautschukzusammensetzung wurden in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, außer dass der Formungsweichmachschritt nicht ausgeführt wurde. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1-1

	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Beispiel
Verfestigungsschritt:
Rußspezies	N330	N330	N330	N330
Naturkautschuk-Latex-Spezies	Frisch	Frisch	Frisch	Frisch
[Prozentualer Wassergehalt]	65,1	65,1	65,1	65,1
Dehydratisierungsschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder¹⁾	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	160°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt	5,00	5,00	4,87	5,00
Mechanische Energie (Wh/kg) die an WMB angelegt wurde	93	93	140	93
Trocknungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	BM²⁾	Einachsiger Extruder	Zweiachsiger Extruder	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	110°C	160°C	130°C
Prozentualer Wassergehalt (%)	0,99	1,59	0,82	0,89
Zugesetztes Anti-Aging-Mittel	-	-	-	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	320	73	341	65
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	147	208	119	192
Formungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	Offene Walze	-	-	-
Erwärmungstemperatur	40°C	-	-	-
Prozentualer Wassergehalt (%)	0,81	-	-	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	14	-	-	-
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	126	-	-	-
Massengemitteltes Molekulargewicht (× 10⁵) von Kautschukpolymer in WMB	16,9	22	16,6	21,4
«Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk»
Modul (300%) (MPa)	12,7	14,3	12,4	14,2
Reißfestigkeit (Index)	100	98	94	136

1) Mit Stiften versehener einachsiger Extruder
2) Banbury-Mischer
3) Die Anzahl der Massenteile für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils in WMB Tabelle 1-2

	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5
Verfestigungsschritt:
Rußspezies	N330	N330	N330	N330
Naturkautschuk-Latex-Spezies	Frisch	Frisch	Frisch	Frisch
[Prozentualer Wassergehalt]	65,1	65,1	65,1	65,1
Dehydratisierungsschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	130°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt	5,00	7,23	5,00	5,00
Mechanische Energie (Wh/kg) die an WMB angelegt wurde	93	78	93	93
Trocknungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Zweiachsiger Extruder	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	180°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt (%)	0,84	0,80	0,84	0,84
Zugesetztes Anti-Aging-Mittel	-	-	-	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	61	59	61	61
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	170	149	170	170
Formungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	-	-	Offene Walze	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	-	-	40°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt (%)	-	-	0,82	0,83
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	-	-	48	63
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	-	-	154	137
Massengemitteltes Molekulargewicht (× 10⁵) von Kautschukpolymer in WMB	21,3	21,1	20,6	20,5
«Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk»
Modul (300%) (MPa)	14,2	14,1	14,1	14,2
Reißfestigkeit (Index)	136	133	129	126

1) Mit Stiften versehener einachsiger Extruder
2) Banbury-Mischer
3) Die Anzahl der Massenteile für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils in WMB Tabelle 1-3

	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9
Verfestigungsschritt:
Rußspezies	N330	N330	N330	N330
Naturkautschuk-Latex-Spezies	Frisch	Frisch	Frisch	Konzentriert
[Prozentualer Wassergehalt]	65,1	65,1	65,1	63,7
Dehydratisierungsschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	160°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt	5,00	5,00	5,00	6,41
Mechanische Energie (Wh/kg) die an WMB angelegt wurde	93	93	93	99
Trocknungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	160°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt (%)	0,84	0,84	0,84	0,87
Zugesetztes Anti-Aging-Mittel	1 Massenteil³⁾	3 Massenteile³⁾	-	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	61	61	61	69
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	163	158	170	167
Formungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	-
Erwärmungstemperatur	160°C	160°C	110°C	-
Prozentualer Wassergehalt (%)	0,83	0,83	0,84	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	60	57	65	-
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	135	133	139	-
Massengemitteltes Molekulargewicht (× 10⁵) von Kautschukpolymer in WMB	20,9	21,6	21,2	21,7
«Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk»
Modul (300%) (MPa)	14,7	15,1	14,9	14,4
Reißfestigkeit (Index)	131	137	133	138

1) MIT Stiften versehener einachsiger Extruder
2) Banbury-Mischer
3) Die Anzahl der Massenteile für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils in WMB Tabelle 1-4

	Vergleichsbeispiel 4	Beispiel 10	Vergleichsbeispiel 5	Beispiel 11
Verfestigungsschritt:
Rußspezies	N110	N110	N550	N550
Naturkautschuk-Latex-Spezies	Frisch	Frisch	Frisch	Frisch
[Prozentualer Wassergehalt]	65,5	65,5	65,4	65,4
Dehydratisierungsschritt:
Verwendeter Mischer	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	160°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt	4,12	4,12	6,61	6,61
Mechanische Energie (Wh/kg) die an WMB angelegt wurde	97	97	84	84
Trocknungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	BM²⁾	Einachsiger Extruder	BM²⁾	Einachsiger Extruder
Erwärmungstemperatur	160°C	160°C	160°C	160°C
Prozentualer Wassergehalt (%)	0,81	0,83	1,03	0,86
Zugesetztes Anti-Aging-Mittel	-	-	-	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	334	69	321	56
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	136	176	150	181
Formungsweichmachschritt:
Verwendeter Mischer	-	-	-	-
Erwärmungstemperatur	-	-	-	-
Prozentualer Wassergehalt (%)	-	-	-	-
Mechanische Energie (Wh/kg), die an WMB angelegt wurde	-	-	-	-
Moony-Viskosität (ML1 + 4,0)	-	-	-	-
Massengemitteltes Molekulargewicht (× 10⁵) von Kautschukpolymer in WMB	15,4	19,0	16,4	20,7
«Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk»
Modul (300%) (MPa)	12,1	16,7	15,7	16,5
Reißfestigkeit (Index)	100	132	100	122

1) Mit Stiften versehener einachsiger Extruder
2) Banbury-Mischer
3) Die Anzahl der Massenteile für 100 Massenteile des Kautschukbestandteils in WMB

Aus den Ergebnissen in Tabelle 1 geht hervor, dass: der vulkanisierte Kautschuk der Kautschukzusammensetzung, die aus dem Herstellungsverfahren jedes der Beispiele 1 bis 10 erhalten wurde, eine hervorragende Reißfestigkeit und aufwies und ferner das gewichtsgemittelte Molekulargewicht davon aufrechterhalten wurde und der Modul davon auch hoch war; daher wies der vulkanisierte Kautschuk keinerlei Kautschukbeeinträchtigung auf und wies hervorragende Kautschukeigenschaften wie eine Spannungseigenschaft in Bereichen mit hoher Beanspruchung auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch die Verwendung mindestens eines Füllstoffes, eines Dispersionslösungsmittels und einer Kautschuklatexlösung als Rohmaterialien erhalten wird, umfassend einen Verfestigungsschritt des Mischens einer Aufschlämmungslösung, die den Füllstoff und das Dispersionslösungsmittel enthält, mit der Kautschuklatexlösung und Verfestigen der resultierenden Mischung, um ein füllstoffhaltiges verfestigtes Kautschukprodukt herzustellen. einen Dehydratisierungsschritt der Verwendung eines ersten einachsigen Extruders zum Dehydratisieren des füllstoffhaltigen verfestigten Kautschukprodukts, während das verfestigte Produkt auf einen Bereich von 100 bis 180°C erwärmt wird, sodass ein feuchter Kautschuk-Masterbatch hergestellt wird, und einen Trocknungsweichmachschritt der Verwendung eines zweiten einachsigen Extruders, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weichzumachen, währen der Masterbatch auf einen Bereich von 120 bis 180°C erwärmt wird, sodass der feuchte Kautschuk-Masterbatch mit einem weiter verringerten prozentualen Wassergehalt hergestellt wird, wobei das Verfahren keinen Kühlschritt zwischen dem Dehydratisierungsschritt und dem Trocknungsweichmachschritt aufweist.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 1, wobei der prozentuale Wassergehalt des feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch den Dehydratisierungsschritt erhalten wird, von 1 bis 10% beträgt.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 1 oder 2, wobei der prozentuale Wassergehalt des feuchten Kautschuk-Masterbatches, der durch den Trocknungsschritt erhalten wird, 0,9% oder weniger beträgt.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Trocknungsweichmachschritt eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger an den feuchten Kautschuk-Masterbatch in dem zweiten einachsigen Extruder angelegt wird.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste einachsige Extruder und der zweite einachsige Extruder miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beim Weichmachen des feuchten Kautschuk-Masterbatches in dem Trocknungsweichmachschritt ein Anti-Aging-Mittel zugesetzt und beigemengt wird.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend nach dem Trocknungsweichmachschritt einen Formungsweichmachschritt unter Verwendung eines Mischers, um den feuchten Kautschuk-Masterbatch weiter weichzumachen.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 7, wobei in dem Formungsweichmachschritt eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger an den feuchten Kautschuk-Masterbatch in dem Mischer angelegt wird.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Mischer ein Extruder mit offener Walze oder ein einachsiger Extruder ist.
Verfahren zur Herstellung des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Verfestigungsschritt den Schritt (I) des Zugebens, wenn der Füllstoff in dem Dispersionslösungsmittel dispergiert wird, mindestens eines Abschnitts der Kautschuklatexlösung dazu, sodass die Aufschlämmungslösung hergestellt wird, die eine Aufschlämmungslösung ist, die den Füllstoff enthält, an dem Kautschuklatexteilchen haften, Schritt (II) des Mischens der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung, sodass die Kautschuklatexlösung hergestellt wird, die den Füllstoff enthält, an dem Kautschuklatexteilchen haften, und Schritt (III) des Verfestigens der Kautschuklatexlösung, die den Füllstoff enthält, an dem Kautschuklatexteilchen haften, um das füllstoffhaltige verfestigte Kautschukprodukt herzustellen.
Verfahren zum Herstellen des feuchten Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 10, wobei, wenn der Füllstoff in dem Dispersionslösungsmittel in Schritt (I) des Herstellens der Aufschlämmungslösung dispergiert wird, ein Anti-Aging-Mittel zugegeben und beigemischt wird.
Feuchter Kautschuk-Masterbatch, der durch das Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt wird.
Kautschukzusammensetzung, umfassend den feuchten Kautschuk-Masterbatch nach Anspruch 12.