DE112012006084T5

DE112012006084T5 - Kautschukzusammensetzung und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112012006084T5
Application number: DE201211006084
Authority: DE
Inventors: c/o TOYO TIRE & RUBBE Kimura Takayoshi
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP2013199543A; JP5850778B2; US9139705B2; US20150011677A1; CN104144979A; DE112012006084B4; WO2013140676A1; US20150361253A1

Abstract

Kautschukzusammensetzung, die durch Trockenmischen eines nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch Mischen wenigstens eines Naturlatex und einer rußhaltigen Aufschlämmungslösung miteinander in einer flüssigen Phase und Trocknen der resultierenden Mischung gebildet wird, eines im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuks und eines Öls erhalten wird, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, der Naturkautschuk in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist, und der Polybutadienkautschuk in einer Menge von 20 bis 50 Massenteilen enthalten ist, und das Öl einen Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einen Anilinpunkt von 90°C oder höher hat, und die Mischungsmenge des Öls 15 bis 40 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten beträgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung und ein Herstellungsverfahren dafür, insbesondere eine Kautschukzusammensetzung, deren Speicher-Elastizitätsmodul E im Niedertemperaturbereich stark verringert werden kann, insbesondere deren Bremsverhalten auf einer vereisten und verschneiten Straßenoberfläche (im Folgenden auch ”vereiste Straßenoberfläche” genannt) erheblich verbessert werden kann, wenn sie als Rohmaterial für Reifen, zum Beispiel in deren Laufflächenbereichen verwendet wird, und deren Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit weiter verbessert werden kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gummi für die Lauffläche von Reifen ohne Spikes zur Verwendung auf vereisten Straßenoberflächen muss ausgezeichnete Fahreigenschaften auf Eis und Schnee aufweisen. Um die Reibungseigenschaften der Reifen auf vereisten Straßenoberflächen zu verbessern, ist bislang zum Beispiel das folgende Verfahren eingesetzt worden: ein Verfahren, bei dem nicht nur ein Polybutadienkautschuk verwendet wird, welcher eine niedrige Glasübergangstemperatur hat, oder bei dem nicht nur ein Weichmacher, wie z. B. Öl, einem Laufflächengummi beigemischt ist, um eine geringe Härte des Laufflächengummis auch bei niedrigen Temperaturen beizubehalten, wodurch die Hysteresereibungseigenschaften des Gummis verbessert werden, sondern bei dem auch ein hartes Material wie z. B. Hohlpartikel, Glasfasern oder Pflanzen-Granulat beigemischt wird, wodurch die Kratzreibungseigenschaften des Gummis verbessert werden. Um insbesondere die Hafteigenschaften des Laufflächengummis auf einer nassen Straßenoberfläche (im Folgenden auch ”nasse Straßenoberfläche” genannt) zu verbessern, wird ein Verfahren angewandt, bei dem der Mischungsanteil eines Füllstoffs oder eines Weichmachers wie z. B. Öl in der Kautschukzusammensetzung erhöht wird. Jedoch tendiert ein daraus erhaltener vulkanisierter Gummi dazu, eine schlechtere Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit und eine niedrigere Abriebfestigkeit zu haben.
Davon abgesehen ist zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit einer einen Füllstoff, wie z. B. Ruß, enthaltenden Kautschukzusammensetzung bei der Herstellung dieser Zusammensetzung oder der Füllstoff-Dispergierbarkeit darin (zum Beispiel Patentdokument 1 weiter unten) in der Kautschukindustrie die Verwendung eines nassen Naturkautschuk-Masterbatches bekannt. Diese Technik beinhaltet: Mischen eines Naturlatex in einer flüssigen Phase mit einer einen Füllstoff enthaltenden Aufschlämmungslösung, die durch vorheriges Mischen eines Füllstoffs und eines Dispergier-Lösemittels miteinander in einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, und dann Dispergieren des Füllstoffs im Dispergier-Lösemittel durch mechanische Kraft; danach Zusetzen eines Verfestigungsmittels wie z. B. einer Säure zur Mischung, um die Mischung zu verfestigen; Sammeln des verfestigten Produkts; und dann Trocknen des Produkts. Die Verwendung des nassen Naturkautschuk-Masterbatches liefert eine Kautschukzusammensetzung mit einer besseren Füllstoff-Dispergierbarkeit darin und besseren physikalischen Kautschukeigenschaften wie z. B. Verarbeitbarkeit und Verstärkbarkeit im Vergleich mit der Verwendung eines trockenen Kautschuk-Masterbatches, der durch Trockenmischen eines Füllstoffs mit einem Kautschuk erhalten wird.
Das unten aufgeführte Patentdokument 2 beschreibt eine Kautschukzusammensetzung für die Lauffläche von Winterreifen, welche ein rußhaltiges nasses Naturkautschuk-Masterbatch mit einer spezifischen Stickstoffadsorptions-Oberfläche von 105 bis 155 m²/g und einer spezifischen CTAB-Adsorptions-Oberfläche von 100 bis 150 m²/g und einen Polybutadienkautschuk enthält.
Daneben lehrt das unten aufgeführte Patentdokument 3, dass ein nasses Kautschuk-Masterbatch, in welchem ein Füllstoff gleichmäßig dispergiert ist und die Reaggregation des Füllstoffs über der Zeit gehemmt ist, und welches als Rohmaterial für einen vulkanisierten Gummi mit ausgezeichneten Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeits-, Haltbarkeits- und Gummifestigkeits-Eigenschaften verwendbar ist, durch ein Herstellverfahren für ein nasses Kautschuk-Masterbatch hergestellt werden kann, das einen Schritt (I), in welchem, wenn der Füllstoff in einem Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, wenigstens ein Teil einer Kautschuklatexlösung zugesetzt wird, wodurch eine Aufschlämmungslösung mit dem Füllstoff erzeugt wird, an welchem Kautschuklatexpartikel anhaften, einen Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Kautschuklatexlösung gemischt wird, um eine Kautschuklatexlösung mit dem oben beschriebenen, an den Kautschuklatexpartikeln anhaftenden Füllstoff herzustellen, und einen Schritt (III) umfasst, in welchem die Kautschuklatexlösung mit dem an den Kautschuklatexpartikeln anhaftenden Füllstoff verfestigt und getrocknet wird.
DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
Patentdokumente:

Patentdokument 1: JP-A-2004-99625
Patentdokument 2: JP-A-2004-107482
Patentdokument 3: Japanisches Patent Nr. 4738551

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Der Erfinder hat jedoch umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, bei denen sich herausstellte, dass der Speicher-Elastizitätsmodul E für einen vulkanisierten Gummi aus der in jedem der Patentdokumente 1 und 2 beschriebenen Kautschukzusammensetzung im Niedertemperaturbereich so erhöht ist, dass das Bremsverhalten auf einer vereisten Straßenoberfläche verschlechtert ist und dass auch die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit verschlechtert ist.
Die Füllstoff-Dispergierbarkeit in der in Patentdokument 3 beschriebenen, das nasse Kautschuk-Masterbatch enthaltenden Kautschukzusammensetzung ist ausgezeichnet, und auch die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit ist verbessert. Jedoch wurde offensichtlich, dass, wenn diese Kautschukzusammensetzung zum Beispiel für eine Reifenlauffläche verwendet wird, noch genügend Spielraum für eine weitere Verbesserung beim Bremsverhalten, insbesondere auf vereisten Straßenoberflächen, vorhanden ist.
In Lichte dieser aktuellen Situation ist die vorliegende Erfindung gemacht worden. Eine ihrer Aufgaben ist es, eine Kautschukzusammensetzung zu schaffen, deren Speicher-Elastizitätsmodul E' im Niedertemperaturbereich stark vermindert werden kann, insbesondere deren Bremsverhalten auf einer Eis- und Schnee-Straßenoberfläche erheblich verbessert werden kann, wenn sie als Rohmaterial für Reifen zum Beispiel in der Lauffläche verwendet wird, und deren Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit weiter verbessert werden kann; sowie ein Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung zu schaffen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABEN
Die Aufgabe kann durch die vorliegende, im Folgenden beschriebene Erfindung gelöst werden. Entsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Kautschukzusammensetzung, die durch Trockenmischen eines nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch Mischen wenigstens eines Naturlatex und einer rußhaltigen Aufschlämmungslösung miteinander in einer flüssigen Phase und Trocknen der resultierenden Mischung gebildet wird, eines im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuks und eines Öls erhalten wird, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, der Naturkautschuk in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist, und der Polybutadienkautschuk in einer Menge von 20 bis 50 Massenteilen enthalten ist, und das Öl einen Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einen Anilinpunkt von 90°C oder höher hat, und die Mischungsmenge des Öls 15 bis 40 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten beträgt.
Da die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung ist, die durch Trockenmischen des nassen Naturkautschuk-Masterbatches mit dem trockenen Kautschuk, welcher im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellt ist, im angegebenen Verhältnis erhalten wird, ist die Ruß-Dispergierbarkeit in der Zusammensetzung ausgezeichnet, und der Speicher-Elastizitätsmodul E' im Niedertemperaturbereich kann vermindert werden. Weiterhin wird die angegebene Menge des Öls mit den angegebenen physikalischen Eigenschaften (Stockpunkt und Anilinpunkt) der Zusammensetzung beigemischt; somit kann die Zusammensetzung ihre Gummihärte auf einem geringen Wert selbst im Niedertemperaturbereich behalten und das Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen verbessern. Insbesondere wenn das nasse Naturkautschuk-Masterbatch ein Masterbatch ist, das durch die folgenden Schritte hergestellt wird, ist die Füllstoff-Dispergierbarkeit in der Kautschukzusammensetzung besonders ausgezeichnet: Schritt (I), in welchem, wenn Ruß in ein Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, um die rußhaltige Aufschlämmungslösung herzustellen, wenigstens ein Teil des Naturkautschukslatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften, Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex gemischt wird, um eine Naturlatexlösung mit den oben beschriebenen, am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln herzustellen, und Schritt (III), in welchem die Naturlatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt und getrocknet wird. Folglich ist, wenn diese Kautschukkomponenten zusammen mit dem angegebenen Öl verwendet werden, die Zusammensetzung in einem besonders guten Gleichgewicht beim Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen und in der Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit verbessert.
Wie oben beschrieben, sind die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit und weiterhin das Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen bei einem vulkanisierten Gummi aus der Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet. Entsprechend ist die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere als eine Kautschukzusammensetzung für Reifen ohne Spikes einsetzbar.
Bei der Kautschukzusammensetzung ist es bevorzugt, dass das nasse Naturkautschuk-Masterbatch Ruß in einer Menge von 40 bis 70 Massenteilen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten des Masterbatches enthält. Es ist noch mehr bevorzugt, dass der Ruß in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch eine spezifische Stickstoffadsorptions-Oberfläche (N₂SA) von 100 m²/g oder weniger hat. Gemäß dieser Form ist die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit der Kautschukzusammensetzung weiter verbessert, und ihre Viskosität kann auf einem kleinen Wert gehalten werden, so dass auch die Verarbeitbarkeit ausgezeichnet ist.
Wenn die Gesamtmenge der vorliegenden Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, kann ferner wenigstens eines von einem Pflanzen-Granulat, einem Körner-Granulat und einem granularen Bereich eines Körnerkern-Materials in einer Menge von 0,5 bis 10 Massenteilen enthalten sein. In diesem Fall sind die Kratzreibungseigenschaften des vulkanisierten Gummis beim Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen weiter verbessert.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, umfassend ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch, das unter Verwendung von Ruß, einem Dispergier-Lösemittel und einem Naturlatex als Rohmaterialien, einem im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuk und einem Öl erhalten wird, umfassend: Schritt (I), in welchem, wenn Ruß in das Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, wenigstens ein Teil des Naturkautschukslatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften, Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex gemischt wird, um eine Naturlatexlösung mit den oben beschriebenen, am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln herzustellen, Schritt (III), in welchem die Naturlatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt wird, um das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt herzustellen, und dann das verfestigte Produkt getrocknet wird, um ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch herzustellen, und Schritt (IV), in welchem dieses nasse Naturkautschuk-Masterbatch mit dem trockenen Kautschuk, welcher im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellt ist, und dem Öl trockengemischt werden, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, der Naturkautschuk in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist, und der Polybutadienkautschuk in einer Menge von 20 bis 50 Massenteilen enthalten ist, und das Öl einen Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einen Anilinpunkt von 90°C oder höher hat, und die Mischungsmenge des Öls 15 bis 40 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten beträgt. Dieses Herstellverfahren ermöglicht es, eine Kautschukzusammensetzung mit einem besonders guten Gleichgewicht bei einem besseren Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen und einer besseren Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit herzustellen.
Bei diesem Herstellverfahren ist es bevorzugt, dass der Schritt (III) wenigstens einen Dehydrier-Schritt (III-A) umfasst, in welchem ein erster einachsiger Extruder verwendet wird, um das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt zu dehydrieren, während das Produkt auf 100 bis 180°C erwärmt wird, wodurch ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch erzeugt wird, und dass der Schritt (III) einen Trockenplastifizier-Schritt (III-B) umfasst, in welchem ein zweiter einachsiger Extruder verwendet wird, um das nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren, während das Masterbatch auf 120 bis 180°C erwärmt wird, wodurch der prozentuale Wassergehalt des oben beschriebenen nassen Naturkautschuk-Masterbatches weiter abgesenkt wird, wobei das Verfahren zur Erzeugung der Kautschukzusammensetzung keinen Kühl-Schritt zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) umfasst.
Gemäß diesem Herstellverfahren wird der erste einachsige Extruder dazu verwendet, das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt zu dehydrieren, während das Produkt auf 100 bis 180°C erwärmt wird, wodurch ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch erzeugt wird (Dehydrier-Schritt (III-A)); somit kann der prozentuale Wassergehalt des resultierenden nassen Naturkautschuk-Masterbatches wirksam vermindert werden, während die Wärmekapazität und die aufgebrachte mechanische Energie so klein wie möglich gehalten werden. Weiterhin wird der zweite einachsige Extruder dazu verwendet, dieses nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren, während das Masterbatch auf 120 bis 180°C erwärmt wird (Trockenplastifizier-Schritt (III-B)), wodurch es ermöglicht wird, das nasse Naturkautschuk-Masterbatch herzustellen, dessen prozentualer Wassergehalt weiter vermindert ist und das im Kautschuk kaum verschlechtert ist. Im Ergebnis kann schließlich eine Kautschukzusammensetzung erhalten werden, welche verbesserte physikalische Gummieigenschaften aufweist, wie z. B. Zugfestigkeit und Spannungseigenschaften im hohen Lastbereich.
Wenn zum Beispiel das nasse Naturkautschuk-Masterbatch nach dem Dehydrier-Schritt (III-A) nicht später als der Trockenplastifizier-Schritt (III-B) auf Raumtemperatur abgekühlt wird, würde eine größere Wärmekapazität und eine größere mechanische Energie auf das nasse Naturkautschuk-Masterbatch übertragen, wenn der Trockenplastifizier-Schritt (III-B) durchgeführt wird. Jedoch hat das vorliegende Herstellverfahren keinen Kühl-Schritt zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B); somit kann der prozentuale Wassergehalt in dem resultierenden nassen Naturkautschuk-Masterbatch wirksam reduziert werden, während die Wärmekapazität und die auf das Masterbatch aufgebrachte mechanische Energie so klein wie möglich gehalten werden. Eine Art und Weise zum Verhindern, dass das nasse Naturkautschuk-Masterbatch zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) abgekühlt wird, kann zum Beispiel sein, den ersten einachsigen Extruder und den zweiten einachsigen Extruder miteinander zu verbinden. Der ”Kühl-Schritt” in der vorliegenden Erfindung bezeichnet zum Beispiel einen Schritt, in welchem das nasse Kautschuk-Masterbatch nach dem Dehydrier-Schritt auf eine Temperatur von 40°C oder niedriger abgekühlt wird; und bezeichnet im weiteren Sinn einen Schritt, in welchem das Masterbatch auf eine Temperatur von 60°C oder niedriger abgekühlt wird.
Im vorliegenden Herstellverfahren für die Kautschukzusammensetzung liegt der prozentuale Wassergehalt des nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch den Dehydrier-Schritt (III-A) erhalten wird, vorzugsweise zwischen 1 und 10%. Der prozentuale Wassergehalt des nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch den Trockenplastifizier-Schritt (III-B) erhalten wird, ist vorzugsweise 0,9% oder weniger. Im Fall, dass in der vorliegenden Erfindung ein sich über die beiden Schritte (den Dehydrier-Schritt (III-A) und den Trockenplastifizier-Schritt (III-B)) erstreckendes Trockenverfahren durchgeführt wird, und ferner der prozentuale Wassergehalt nach jedem der Schritte sich im oben beschriebenen Bereich eingestellt hat, kann der prozentuale Wassergehalt des nassen Kautschuk-Masterbatches wirksam reduziert werden, während sicher verhindert ist, dass die Eigenschaften eines schließlich daraus erhaltenen vulkanisierten Gummis verschlechtert sind.
Bei dem Herstellverfahren für die Kautschukzusammensetzung ist bevorzugt, dass im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) im zweiten einachsigen Extruder eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger auf das nasse Kautschuk-Masterbatch aufgebracht wird. In diesem Fall kann mit höherer Gewissheit verhindert werden, dass die Eigenschaften des schließlich erhaltenen vulkanisierten Gummis verschlechtert sind, während der prozentuale Wassergehalt wirksam verringert ist.
Bei dem Herstellverfahren für die Kautschukzusammensetzung ist bevorzugt, dass, wenn das nasse Naturkautschuk-Masterbatch im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) plastifiziert wird, ein Alterungsschutzmittel zugesetzt und beigemischt wird. In diesem Fall kann das Alterungsschutzmittel in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch gleichmäßiger dispergiert werden, so dass mit noch höherer Gewissheit verhindert werden kann, dass die Eigenschaften des schließlich erhaltenen vulkanisierten Gummis verschlechtert sind. In dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch, das den Dehydrier-Schritt (III-A) durchlaufen hat, ist der prozentuale Wassergehalt verringert; somit tritt es zur Zeit des Trockenplastifizier-Schritts (III-B) selten auf, dass das Alterungsschutzmittel mit der Verflüchtigung des Wassers abfließt.
Bei dem Herstellverfahren für die Kautschukzusammensetzung ist bevorzugt, dass der Schritt (III) nach dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) einen Formplastifizier-Schritt (III-C) umfasst, wobei ein Mischer verwendet wird, um das nasse Naturkautschuk-Masterbatch weiter zu plastifizieren. Im Formplastifizier-Schritt (III-C) ist es mehr bevorzugt, dass eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger auf das nasse Kautschuk-Masterbatch im Mischer aufgebracht wird. In diesem Fall kann der prozentuale Wassergehalt wirksamer verringert werden, während sicher verhindert ist, dass die Eigenschaften des schließlich erhaltenen vulkanisierten Gummis verschlechtert sind. Der Mischer kann zum Beispiel ein Extruder mit offener Walze oder ein einachsiger Extruder sein.
ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Bei der Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Rohmaterial für diese ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch verwendet, welches durch Mischen wenigstens eines Naturlatex und einer rußhaltigen Aufschlämmungslösung miteinander in einer flüssigen Phase und Trocknen der resultierenden Mischung erhalten wird. Es ist insbesondere bevorzugt, ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch zu verwenden, das durch die folgenden Schritte hergestellt wird, da die Ruß-Dispergierbarkeit in der Kautschukzusammensetzung bemerkenswert gut ist, und die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit eines daraus erhaltenen vulkanisierten Gummis verbessert ist: Schritt (I), in welchem, wenn Ruß in einem Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, um die rußhaltige Aufschlämmungslösung herzustellen, wenigstens ein Teil des Naturkautschukslatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften, Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex gemischt wird, um eine Naturlatexlösung herzustellen, die den oben beschriebenen Ruß mit den anhaftenden Naturlatexpartikeln enthält, und Schritt (III), in welchem die Naturlatexlösung mit dem Ruß und den anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt und getrocknet wird.
Die Naturlatexlösung ist ein natürliches Produkt, das durch einen Metabolismuseffekt einer Pflanze gebildet wird, und ist insbesondere vorzugsweise eine Naturkautschuk/Wassersystem-Lösung, in welcher das Dispergier-Lösemittel Wasser ist. Das zahlendurchschnittliche Molekulargewicht eines Naturkautschuks im bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Naturlatex ist vorzugsweise 2.000.000 oder mehr, noch mehr bevorzugt 2.500.000 oder mehr. Bei dem Naturlatex kann sowohl ein konzentrierter Latex als auch ein frisch geernteter Latex, genannt Field-Latex, verwendet werden. Wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, ist es bevorzugt, dass der Naturkautschuk (Feststoff) in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist.
Der Ruß kann irgendeine Rußart sein, die üblicherweise in der Kautschukindustrie eingesetzt wird, wie z. B. SAF, ISAF, HAF, FEF oder GPF, oder kann irgendeine elektrisch leitfähige Rußart sein, wie z. B. schwarzes Acetylen oder Ketjenblack. Der Ruß kann eine granulierte Rußart, welche im Hinblick auf die Handhabbarkeit in der Kautschukindustrie granuliert worden ist, oder eine nicht granulierte Rußart sein.
Im Fall, dass als Ruß eine Art verwendet wird, die eine spezifische Stickstoffadsorptions-Oberfläche (N₂SA) von 100 m²/g oder weniger hat, ist die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit des resultierenden vulkanisierten Gummis bemerkenswert gut, und ferner kann die Viskosität der Kautschukzusammensetzung auf einem kleinen Wert gehalten werden, was auch eine bevorzugte bemerkenswert gute Verarbeitbarkeit ergibt.
Das Dispergier-Lösemittel ist insbesondere vorzugsweise Wasser und kann zum Beispiel Wasser mit einem organischen Lösungsmittel sein.
Im Folgenden wird eine Beschreibung des durch die Schritte (I) bis (III) erzeugten nassen Naturkautschuk-Masterbatches gegeben.
(1) Schritt (I)
Der Schritt (I) ist ein Schritt, in welchem, wenn Ruß in einem Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, wenigstens ein Teil eines Naturlatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften. Es ist erlaubt, den Naturlatex vorab mit dem Dispergier-Lösemittel zu mischen und dann den Ruß zuzusetzen, um den Ruß darin zu dispergieren. Es ist auch erlaubt, Ruß im Dispergier-Lösemittel zuzusetzen und dann den Ruß im Dispergier-Lösemittel zu dispergieren, während der Naturlatex mit einer vorbestimmten Zusetzgeschwindigkeit zugesetzt wird; oder den Ruß dem Dispergier-Lösemittel zuzusetzen und dann den Ruß im Dispergier-Lösemittel zu dispergieren, während mehrfache aufgeteilte Fraktionen des Naturkautschukslatex zugesetzt werden, wobei diese Fraktionen gleiche Volumina haben. Durch Dispergieren von Ruß im Dispergier-Lösemittel in dem Zustand, in dem der Naturkautschukslatex vorliegt, kann die oben erwähnte Aufschlämmungslösung hergestellt werden, welche die an dem Ruß anhaftenden Naturlatexpartikel enthält. Im Schritt (I) ist die Zusatzmenge des Naturkautschukslatex zum Beispiel 0,075 bis 12 Massen-% des gesamten verwendeten Naturlatex (die Summe der Mengen, die in den Schritten (I) und (II) zugesetzt werden).
Im Schritt (I) ist bei dem zugesetzten Naturlatex der Massenprozentsatz von Feststoff (Kautschuk) zu Ruß vorzugsweise 0,25 bis 15%, noch mehr bevorzugt 0,5 bis 6 Massen-%. Die Konzentration des Feststoffs (Kautschuk) bei dem zugesetzten Naturlatex ist vorzugsweise 0,2 bis 5 Massen-%, noch mehr bevorzugt 0,25 bis 1,5 Massen-%. In diesen Fällen kann ein nasses Kautschuk-Masterbatch hergestellt werden, in dem die Ruß-Dispergierbarkeit erhöht ist, während bewirkt wird, dass die Naturlatexpartikel sicher an dem Ruß anhaften.
Das Verfahren im Schritt (I), in welchem Ruß mit dem Dispergier-Lösemittel in Anwesenheit des Naturkautschukslatex gemischt wird, kann ein Verfahren sein, bei dem ein gewöhnliches Dispergiergerät verwendet wird, wie z. B. ein Hochscher-Mischer, ein High Shear Mixer, ein Homo-Mixer, eine Kugelmühle, eine Perlmühle, ein Hochdruck-Homogenisator, ein Ultraschall-Homogenisator oder eine Kolloidmühle zum Dispergieren von Ruß.
Der ”Hochscher-Mischer” bezeichnet einen Mischer mit einem mit hoher Drehzahl drehbaren Rotor und einem feststehenden Stator, wobei der Rotor in einem Zustand dreht, bei dem ein genauer Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator eingestellt ist, wodurch ein hoher Schereffekt wirkt. Um einen solchen hohen Schereffekt zu erzeugen, ist es bevorzugt, den Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator auf 0,8 mm oder weniger und die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors auf 5 m/s oder mehr einzustellen. Solch ein Hochscher-Mischer kann ein handelsübliches Produkt sein. Ein Beispiel dafür ist der von der Firma Silverson hergestellte ”High Shear Mixer”.
Im Fall des Mischens von Ruß und dem Dispergier-Lösemittel in Anwesenheit des Naturkautschukslatex in der vorliegenden Erfindung, um die Aufschlämmungslösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln zu erzeugen, kann ein Tensid zugesetzt werden, um die Dispergierbarkeit des Rußes zu verbessern. Das Tensid kann ein in der Kautschukindustrie bekanntes Tensid sein. Beispiele sind nicht ionische Tenside, anionische Tenside, kationische Tenside und amphotere Tenside. Anstelle des Tensids oder zusätzlich zum Tensid kann ein Alkohol wie z. B. Ethanol verwendet werden. Jedoch wird befürchtet, dass die Verwendung des Tensids die Gummieigenschaften des schließlich erhaltenen vulkanisierten Gummis verschlechtert. Daher ist die Mischungsmenge des Tensids vorzugsweise 2 Massenteile oder weniger, noch mehr bevorzugt 1 Massenteil oder weniger auf 100 Massenteile des Feststoffs (Kautschuk) im Naturlatex. Es ist bevorzugt, im Wesentlichen überhaupt kein Tensid zu verwenden. Um eine Verschlechterung des Feststoffs (Kautschuk) im Naturlatex in den Schritten (I) und (II) einzuschränken, kann ein Alterungsschutzmittel zugesetzt werden. Das Alterungsschutzmittel kann ein in der Kautschukindustrie bekanntes Alterungsschutzmittel sein. Beispiele sind Mittel vom Amintyp, Phenoltyp, organischen Phosphittyp und Thioethertyp.
Bei den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln in der Aufschlämmungslösung, wie im Schritt (I) erzeugt, ist die 90% Volumen-Partikelgröße (μm) (”D90”) vorzugsweise 31 μm oder mehr, noch mehr bevorzugt 35 cm oder mehr. In diesem Fall ist die Dispergierbarkeit des Rußes in der Aufschlämmungslösung ausgezeichnet, und ferner kann eine Reaggregation verhindert werden, so dass die Lagerungsstabilität der Aufschlämmungslösung ausgezeichnet ist, und ferner sind auch die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit, die Haltbarkeit und die Gummifestigkeit des schließlich erhaltenen vulkanisierten Gummis ausgezeichnet. In der vorliegenden Erfindung ist der D90-Wert der am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikel ein Wert, der durch Ausführen einer Messung am Ruß mit den anhaftenden Naturlatexpartikeln erhalten wird.
(2) Schritt (II)
Der Schritt (II) ist ein Schritt, in welchem die Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex gemischt wird, um eine Kautschuklatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln herzustellen. Das Verfahren zum Mischen der Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex in einer flüssigen Phase ist nicht wesentlich eingeschränkt und kann ein Verfahren sein, bei dem ein gewöhnliches Dispergiergerät verwendet wird, wie z. B. ein Hochscher-Mischer, ein High Shear Mixer, ein Homo-Mixer, eine Kugelmühle, eine Perlmühle, ein Hochdruck-Homogenisator, ein Ultraschall-Homogenisator oder eine Kolloidmühle zum Mischen der Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Naturkautschukslatex-Lösung. Zum Zeitpunkt des Mischens kann das gesamte Mischsystem, wie z. B. das Dispergiergerät, optional erwärmt werden.
Im Rest des Naturkautschukslatex ist die Konzentration des Feststoffs (Kautschuk) vorzugsweise höher als in dem im Schritt (I) zugesetzten Naturlatex, wenn die Trocknungsperiode und der Aufwand dafür im nächsten Schritt (III) berücksichtigt werden. Insbesondere ist die Konzentration des Feststoffs (Kautschuk) vorzugsweise 10 bis 60 Massen-%, noch mehr bevorzugt 20 bis 30 Massen-%.
(3) Schritt (III)
Der Schritt (III) ist ein Schritt, in welchem die Kautschuklatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt wird, um ein verfestigtes Produkt aus rußhaltigem Kautschuk herzustellen. Das Verfahren zur Verfestigung ist zum Beispiel ein Verfahren, bei dem ein Verfestigungsmittel in die Kautschuklatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln eingebaut wird, um die Latexlösung zu verfestigen.
Das im Verfestigungsschritt verwendete Verfestigungsmittel kann eine Säure, wie z. B. Ameisensäure oder Schwefelsäure, oder ein Salz sein, wie z. B. Natriumchlorid, welche üblicherweise für das Verfestigen einer Kautschuklatexlösung verwendbar sind.
In dem durch Schritt (III) erhaltenen nassen Naturkautschuk-Masterbatch ist es beim Verhältnis zwischen den Kautschukkomponenten und dem Ruß bevorzugt, dass der Füllstoff in einer Menge von 40 bis 70 Massenteilen auf 100 Massenteile des Kautschuks (Feststoff) enthalten ist. Dieser Fall ermöglicht es, ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch herzustellen, bei welchem in einem guten Gleichgewicht die Ruß-Dispergierbarkeit sowie die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit und die zu erreichende Haltbarkeit verbessert sind, wenn das Masterbatch schließlich zu einem vulkanisierten Gummi verarbeitet ist.
Die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung, die durch Trockenmischen des oben erwähnten nassen Naturkautschuk-Masterbatches mit einem im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuk und einem Öl erhalten wird.
Die Spezies des Polybutadienkautschuks (BR) kann eine Spezies sein, die unter Verwendung eines Kobalt(Co)-Katalysators, Neodym(Nd)-Katalysators, Nickel(Ni)-Katalysators, Titan(Ti)-Katalysators oder Lithium(Li)-Katalysators synthetisiert wird; oder eine Spezies, die unter Verwendung einer Polymerisationskatalysator-Zusammensetzung mit einem Metallocenkomplex, wie in WO 2007/129670 beschrieben, synthetisiert wird. Um Abriebfestigkeit, Verarbeitbarkeit, Zugfestigkeit und Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit der Kautschukzusammensetzung in einem guten Gleichgewicht zu verbessern, ist es bevorzugt, einen Polybutadienkautschuk mit einem massendurchschnittlichen Molekulargewicht von 350.000 bis 1.000.000 beizumischen. Es ist insbesondere bevorzugt, einen Polybutadienkautschuk mit einem massendurchschnittlichen Molekulargewicht von 350.000 bis 1.000.000 und einem Gehalt an Cis-1,4-Isomer von 95% oder mehr beizumischen. Wenn die Gesamtmenge der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, wird die Mischungsmenge des Polybutadienkautschuks vorzugsweise im Bereich von 20 bis 50 Massenteilen eingestellt.
Soweit die Kautschukzusammensetzung in der vorliegenden Erfindung wenigstens nicht nur 50 Massenteile oder mehr des Naturkautschuks, sondern auch 20 bis 50 Massenteile des Polybutadienkautschuks auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten enthält, kann ein anderer Kautschuk als Polybutadienkautschuk als weitere Spezies des trockenen Kautschuks beigemischt werden. Beispiele des beimischbaren anderen Kautschuks sind Polyisopren-Kautschuk (IR), Polystyrenbutadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR) und Nitril-Kautschuk (NBR). Diese können allein oder in Form einer Mischung von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Öl ist ein Öl mit einem Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einem Anilinpunkt von 90°C oder höher. Durch Mischen dieses Öls, des nassen Naturkautschuk-Masterbatches und des Polybutadienkautschuks in der Kautschukzusammensetzung in einem Verhältnis im angegebenen Bereich werden das Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen und die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit der Kautschukzusammensetzung stark verbessert, wenn diese als Rohmaterial für Reifen, zum Beispiel für die Lauffläche, verwendet wird. Als Öl ist ein handelsübliches Produkt ebenfalls geeignet einsetzbar. Beispiele sind das Produkt ”PROCESS P200” (Stockpunkt: –15°C, Anilinpunkt: 102,3°C), hergestellt durch JOMO, und das Produkt ”PS-32” (Stockpunkt: –20°C, Anilinpunkt: 110°C), hergestellt durch Idemitsu Kosan Co., Ltd. Die Mischungsmenge des Öls in der Kautschukzusammensetzung beträgt vorzugsweise 15 bis 40 Massenteile.
Die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel durch ein Herstellverfahren für eine Kautschukzusammensetzung hergestellt werden, umfassend Schritt (I), in welchem, wenn Ruß in einem Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, wenigstens ein Teil eines Naturlatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften, Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest der Naturkautschukslatex-Lösung gemischt wird, um eine Naturlatexlösung mit den oben beschriebenen, am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln herzustellen, Schritt (III), in welchem diese Kautschuklatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt wird, um ein rußhaltiges, verfestigtes Naturkautschukprodukt herzustellen, und dann das verfestigte Produkt getrocknet wird, um ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch herzustellen, und Schritt (IV), in welchem dieses nasse Naturkautschuk-Masterbatch mit einem trockenen Kautschuk, welcher im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellt ist, und einem Öl trockengemischt werden, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, der Naturkautschuk in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist, und der Polybutadienkautschuk in einer Menge von 20 bis 50 Massenteilen enthalten ist, und das Öl einen Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einen Anilinpunkt von 90°C oder höher hat, und die Mischungsmenge des Öls 15 bis 40 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten beträgt.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Schritt (III) wenigstens den folgenden Dehydrier-Schritt (III-A) und den Trockenplastifizier-Schritt (III-B) aufweist, und dass kein Kühl-Schritt zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) eingefügt ist: der Dehydrier-Schritt (III-A), in welchem ein erster einachsiger Extruder verwendet wird, um das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt zu dehydrieren, während das Produkt auf 100 bis 180°C erwärmt wird, wodurch ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch erzeugt wird; und der Trockenplastifizier-Schritt (III-B), in welchem ein zweiter einachsiger Extruder verwendet wird, um das nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren, während das Masterbatch auf 120 bis 180°C erwärmt wird, wodurch das nasse Naturkautschuk-Masterbatch erzeugt wird, dessen prozentualer Wassergehalt weiter verringert ist. Dieser Fall liefert eine Verbesserung der physikalischen Gummieigenschaften, wie z. B. der Zugfestigkeit und Dehnungsbelastung, bei einem vulkanisierten Gummi aus der resultierenden Kautschukzusammensetzung. Im Folgenden wird der Schritt (III) beschrieben.
Dehydrier-Schritt (III-A):
Der Dehydrier-Schritt (III-A) ist ein Schritt, in welchem ein erster einachsiger Extruder verwendet wird, um das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt zu dehydrieren, während das Produkt auf 100 bis 180°C erwärmt wird, wodurch ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch erzeugt wird. Der erste einachsige Extruder kann irgendein einachsiger Extruder sein, wie er in der Kautschukindustrie eingesetzt wird. Der Zylinderdurchmesser (D), die Zylinderlänge (L) und weiterhin das Verhältnis von Zylinderlänge zu Zylinderdurchmesser (L/D) können beliebig eingestellt werden. Die Lückenbreite (Schlitzbreite) zwischen der Innenwand des Zylinders und seiner Schnecke ist vorzugsweise 0,1 bis 0,9 mm. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, einen einachsigen Extruder ohne von der Zylinderinnenwand nach innen weisende Stiftteile im Bereich des Auslassanschlusses (Expandierbereich) des einachsigen Extruders zu verwenden. Falls der Expandierbereich Stiftteile aufweist, wirkt eine hohe Scherkraft auf die Kautschukkomponenten, die an den Stiftteilen vorbeilaufen, so dass die Polymerketten in den Kautschukkomponenten gespalten werden. Somit tritt leicht eine Verschlechterung der Kautschukkomponenten auf. Im Ergebnis tendiert dann der schließlich erhaltene vulkanisierte Gummi dazu, verschlechterte Zugfestigkeits- und Dehnungsbelastungseigenschaften zu haben.
Im Dehydrier-Schritt (III-A) ist die Temperatur im Innern des Zylinders des ersten einachsigen Extruders (die Heiztemperatur für das den Füllstoff enthaltende, verfestigte Kautschuk-Produkt) auf 160 bis 220°C eingestellt, noch mehr bevorzugt 180 bis 200°C, um den prozentualen Wassergehalt in dem resultierenden nassen Kautschuk-Masterbatch wirksam zu vermindern, während die Wärmekapazität und die aufgebrachte mechanische Energie so klein wie möglich gehalten werden.
In dem durch den Dehydrier-Schritt erhaltenen nassen Naturkautschuk-Masterbatch ist der prozentuale Wassergehalt vorzugsweise zwischen 1 und 10%, noch mehr bevorzugt zwischen 1 und 8%.
Trockenplastifizier-Schritt (III-B):
Der Trockenplastifizier-Schritt (III-B) ist ein Schritt, in welchem ein zweiter einachsiger Extruder verwendet wird, um das nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren, während das Masterbatch auf 120 bis 180°C erwärmt wird, wodurch das nasse Naturkautschuk-Masterbatch mit einem weiter verringerten prozentualen Wassergehalt erzeugt wird. Der zweite einachsige Extruder kann äquivalent zum ersten einachsigen Extruder sein. Auf die gleiche Weise wie beim ersten einachsigen Extruder weist der zweite einachsige Extruder vorzugsweise keine Stiftteile in der Zylinderinnenwand seines Expandierbereichs auf.
Im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) ist die Temperatur im Innern des Zylinders des zweiten einachsigen Extruders (die Heiztemperatur für das nasse Naturkautschuk-Masterbatch) vorzugsweise auf 160 bis 220°C, noch mehr bevorzugt auf 160 bis 200°C eingestellt, um den prozentualen Wassergehalt in dem resultierenden nassen Kautschuk-Masterbatch wirksam zu vermindern, während die Wärmekapazität und aufgebrachte mechanische Energie so klein wie möglich gehalten werden.
Im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) ist es bevorzugt, dass die auf das nasse Naturkautschuk-Masterbatch aufgebrachte mechanische Energie im zweiten einachsigen Extruder 70 W/kg oder weniger ist. Dieser Fall liefert schließlich aus dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch als Rohmaterial einen vulkanisierten Gummi mit ausgezeichneter Zugfestigkeit und Dehnungsbelastung.
In dem durch den Trockenplastifizier-Schritt (III-B) erhaltenen nassen Naturkautschuk-Masterbatch ist der prozentuale Wassergehalt vorzugsweise 0,9% oder weniger.
Wenn das nasse Naturkautschuk-Masterbatch im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) plastifiziert wird, ermöglicht die Zugabe und der Einbau eines Alterungsschutzmittels, dass das Alterungsschutzmittel in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch gleichmäßiger dispergiert wird. Es kann vorteilhafterweise mit hoher Sicherheit verhindert werden, dass der schließlich erhaltene vulkanisierte Gummi verschlechterte Gummieigenschaften aufweist. Das Alterungsschutzmittel kann ein übliches Alterungsschutzmittel für Gummis sein, und Beispiele dafür sind Alterungsschutzmittel vom aromatischen Amin-Typ, Alterungsschutzmittel vom Amin-Keton-Typ, Alterungsschutzmittel vom Monophenol-Typ, Alterungsschutzmittel vom Bisphenol-Typ, Alterungsschutzmittel vom Polyphenol-Typ, Alterungsschutzmittel vom Dithiocarbamidsalz-Typ und Alterungsschutzmittel vom Thioharnstoff-Typ. Diese können allein oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden. Der Gehalt des (der) Alterungsschutzmittel(s) ist vorzugsweise 0,3 bis 3 Massenteile, noch mehr bevorzugt 0,5 bis 1,5 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten (Feststoff) in dem nassen Kautschuk-Masterbatch.
Da das Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform keinen Kühl-Schritt zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) aufweist, kann der prozentuale Wassergehalt in dem resultierenden nassen Naturkautschuk-Masterbatch wirksam reduziert werden, während die Wärmekapazität und die auf das Masterbatch aufgebrachte mechanische Energie so klein wie möglich gehalten werden. Das Verfahren zum Verhindern des Abkühlens des nassen Naturkautschuk-Masterbatches zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) kann zum Beispiel ein Verfahren zum Verbinden des ersten und des zweiten einachsigen Extruders miteinander über ein Verbindungswerkzeug, wie z. B. einen erwärmbaren Zylinder mit einer kurzen Zylinderlänge, oder ein Verfahren zum direkten Verbinden des ersten und des zweiten einachsigen Extruders miteinander sein. Um zu verhindern, dass das nasse Naturkautschuk-Masterbatch sich abkühlt, wird die folgende Temperatur vorzugsweise auf 40°C oder höher, noch mehr bevorzugt auf 60°C oder höher, ganz besonders bevorzugt auf 120°C oder höher eingestellt: die Temperatur des nassen Naturkautschuk-Masterbatches, bevor das Masterbatch vom ersten einachsigen Extruder in das Verbindungswerkzeug gefüllt wird; oder die Temperatur des nassen Naturkautschuk-Masterbatches, bevor das Masterbatch in den zweiten einachsigen Extruder gefüllt wird, wenn der erste und der zweite einachsige Extruder direkt miteinander verbunden sind.
Formplastifizier-Schritt (III-C):
Beim Herstellverfahren für eine Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Schritt (III) nach dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) einen Formplastifizier-Schritt (III-C) aufweisen, in welchem ferner ein Mischer verwendet wird, um das oben erwähnte nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren. Der Mischer ist vorzugsweise zum Beispiel ein Extruder mit offener Walze oder ein einachsiger Extruder. Im Formplastifizier-Schritt (III-C) ist es ebenfalls bevorzugt, dass die im Mischer auf das nasse Naturkautschuk-Masterbatch aufgebrachte mechanische Energie 70 W/kg oder weniger ist, da dieser Fall dazu dient, den schließlich aus dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch erhaltenen vulkanisierten Gummi als Rohmaterial mit einer ausgezeichneten Zugfestigkeit und Dehnungsbelastung zu erzeugen. Die Formgebungsmaschine kann eine Ballenpresse sein. Im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) ist der prozentuale Wassergehalt in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch ausreichend verringert worden; entsprechend kann der prozentuale Wassergehalt in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch, erhalten durch den Formplastifizier-Schritt (III-C), etwa 0,9% oder weniger wie im Fall des nassen Naturkautschuk-Masterbatches nach dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) sein.
Trockenmisch-Schritt (IV):
Im Trockenmisch-Schritt (IV) wird das nasse Naturkautschuk-Masterbatch mit einem im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuk und einem Öl trockengemischt. Als vom Polybutadienkautschuk unterschiedlicher trockener Kautschuk kann derselbe optional beigemischt werden, der weiter oben als unterschiedlicher Kautschuk beschrieben wurde. Im Trockenmisch-Schritt (IV) kann wenigstens eines von einem Pflanzen-Granulat, einem Körner-Granulat und einem granularem Bereich eines Körnerkern-Materials der Kautschukzusammensetzung beigemischt werden.
Das Pflanzen-Granulat ist ein Granulat, das durch Pulverisieren der Samenschalen einer Walnuss, einer Kamelie oder dergleichen oder der Fruchtkerne eines Pfirsichs, einer japanischen Aprikose oder dergleichen durch ein bekanntes Verfahren erhalten wird, wobei diese Schalen oder Kerne eine größere Härte als Eis haben, d. h. eine Mohs-Härte von 2 oder mehr. Das Pflanzen-Granulat steht von der Gummioberfläche vor, um einen Kratzeffekt auf der Straßenoberfläche herzustellen, wodurch eine Wirkung zum Verhindern des Rutschens des Gummis auf vereisten Straßenoberflächen erzielt wird. Um für das Pflanzen-Granulat eine Verbindbarkeit mit dem Kautschuk sicherzustellen, ist das Material vorzugsweise ein Pflanzen-Granulat, das einer Oberflächenbehandlung zur Verbesserung seiner Kautschuk-Verbindbarkeit unterworfen wurde. Wenn das Material von der Kautschukphase weg tropft, werden feine Hohlräume gebildet, um eine Wasserabsorptionswirkung zu erzeugen. Wenn wenigstens eines von dem Pflanzen-Granulat, dem Körner-Granulat und dem granularen Bereich des Körnerkern-Materials beigemischt wird, ist die Mischungsmenge davon vorzugsweise 0,5 bis 10 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung. Spezifische Beispiele dafür sind ein pulverisiertes Material aus Nüssen oder Fruchtschalen wie z. B. von Pfirsich, japanischer Aprikose, Walnuss, Ginkgonuss, Erdnuss oder japanischer Kastanie; von Körnern wie z. B. Reis, Gerste, Weizen, Kolbenhirse, Japanhirse und Mais; und von Kernmaterialien von diesen.
Der Trockenmisch-Schritt (IV) weist weiterhin wenigstens einen Knetschritt (IV-A) und einen Knetschritt mit einem mit der Vulkanisierung zusammenhängenden Mischmittel (IV-B) auf.
Knetschritt (IV-A):
Der Knetschritt (IV-A) ist ein Schritt, in welchem der Polybutadienkautschuk, das Öl und ein oder mehrere optionale Mischmittel, die von einem mit der Vulkanisierung zusammenhängenden Mischmittel unterschiedlich sind, in das nasse Naturkautschuk-Masterbatch eingebracht werden, das durch den Trockenplastifizier-Schritt (III-B) oder den Formplastifizier-Schritt (III-C) erhalten wird, und dann unter Verwendung einer Misch/Dispergier-Vorrichtung alle Komponenten durchgeknetet werden. Beispiele für das (die) Mischmittel sind ein weiterer Kautschuk, Stearinsäure, Zinkoxid, ein Alterungsschutzmittel, Silica, ein Silan-Haftvermittler, ein Wachs und ein Arbeitshilfematerial. Wenn das/die Mischmittel mit den Kautschukkomponenten im Knetschritt (IV-A) gemischt wird/werden, entstehen zum Beispiel die folgenden Vorteile: ein Gummi-Produkt hat nach Vulkanisierung des Masterbatches eine höhere Festigkeit; der Kautschuk hat eine gute Knet-Verarbeitbarkeit; und eine Verschlechterung der Gummieigenschaften durch Radikale, die aufgrund der Spaltung der Molekularketten des Kautschuks gebildet werden, ist verhindert. Im Knetschritt (IV-A) kann zum Beispiel ein Banbury-Mischer mit Zahnradeingriff, ein Banbury-Mischer vom Tangential-Typ oder ein Kneter eingesetzt werden. Insbesondere ist die Verwendung eines Banbury-Mischers mit Zahnradeingriff bevorzugt.
Knetschritt mit einem mit der Vulkanisierung zusammenhängenden Mischmittel (IV-B):
Ein oder mehrere mit der Vulkanisierung zusammenhängende Mischmittel, wie z. B. ein Vulkanisiermittel, zum Beispiel Schwefel, und/oder ein Vulkanisierungspromotor, werden in die durch den Knetschritt (IV-A) erhaltene Kautschukzusammensetzung eingebracht, und dann werden die gesamten Komponenten geknetet und miteinander gemischt. Wenn die durch den Knetschritt mit einem mit der Vulkanisierung zusammenhängenden Mischmittel (IV-B) erhaltene Kautschukzusammensetzung auf eine vorbestimmte Temperatur oder höher erwärmt wird, reagiert das Vulkanisiermittel in der Kautschukzusammensetzung mit den Kautschukmolekülen, so dass Vernetzungsstrukturen zwischen den Kautschukmolekülen gebildet werden. Somit werden die Moleküle in einem dreidimensionalen Netz angeordnet und verleihen der Kautschukzusammensetzung eine Gummielastizität.
Es ist ausreichend, dass der Schwefel eine Schwefel-Spezies für üblichen Kautschuk ist. Beispiele dafür sind pulverförmiger Schwefel, gefällter Schwefel, unlöslicher Schwefel und hoch dispergierter Schwefel. Der Schwefelgehalt in der Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 0,3 bis 6 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten. Falls der Schwefelgehalt kleiner als 0,3 Massenteile ist, ist die Vernetzungsdichte des vulkanisierten Gummis niedriger, wie auch die Gummifestigkeit und weitere Eigenschaften. Falls der Schwefelgehalt höher als 6,5 Massenteile ist, sind insbesondere sowohl die Wärmebeständigkeit als auch die Haltbarkeit des vulkanisierten Gummis verschlechtert. Um für den vulkanisierten Gummi eine zufriedenstellende Gummifestigkeit und eine weiter verbesserte Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit sicherzustellen, liegt der Schwefelgehalt bevorzugt im Bereich 1,5 bis 5,5 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten.
Der Vulkanisierungspromotor kann ein Vulkanisierungspromotor sein, der üblicherweise für die Gummivulkanisierung eingesetzt wird. Beispiele dafür sind Vulkanisierungspromotoren vom Sulfenamid-Typ, Vulkanisierungspromotoren vom Thiuram-Typ, Vulkanisierungspromotoren vom Thiazol-Typ, Vulkanisierungspromotoren vom Thioharnstoff-Typ, Vulkanisierungspromotoren vom Guanidin-Typ und Vulkanisierungspromotoren vom Dithiocarbamidsalz-Typ. Diese können allein oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden. Der Gehalt des/der Vulkanisierungspromotors(en) ist vorzugsweise 1 bis 5 Massenteile, mehr bevorzugt 1,5 bis 4 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten.
BEISPIELE
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch anschauliche Beispiele eingehender beschrieben. Die eingesetzten Rohmaterialien und Geräte sind wie folgt:
Eingesetzte Rohmaterialien:

a) Ruß: Ruß ”N339”: ”SEAST KH”; N₂SA: 91 m²/g (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.), Ruß ”N234”: ”SEAST 7HM”; N₂SA: 119 m²/g (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.), und Ruß ”N550”: ”SEAST SO”; N₂SA: 40 m²/g (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.);
b) Dispergierlösungsmittel: Wasser;
c) Naturlatex: Konzentrierte Latexlösung von Naturkautschuk, hergestellt von Regitex Co., Ltd. (DRC (Trocken-Kautschuk-Gehalt) = 60%), massendurchschnittliches Molekulargewicht (Mw) = 236.000;
d) Verfestiger: Ameisensäure (eingestellt auf einen pH von 1,2 durch Verdünnen einer 10% Lösung eines erstklassigen 85%-Konzentrationsmittels) (hergestellt von Nacalai Tesque, Inc.);
e) Naturkautschuk: RSS #3;
f) Polybutadienkautschuk: ”HIGHCIS BR” (hergestellt von JSR Corporation);
g) Silica: ”NIPSIL AQ” (hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.);
h) Silan-Haftvermittler: ”Si75” (hergestellt von Degussa);
i) Öle: Öl A: ”PROCESS NC140”; Stockpunkt: 7,5°C, und Anilinpunkt: 91,2°C (hergestellt von JOMO), Öl B: ”PROCESS P200”; Stockpunkt: –15°C, und Anilinpunkt: 102,3°C (hergestellt von JOMO), und Öl C: ”PS-32”; Stockpunkt: –20°C, und Anilinpunkt: 110°C (hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd.),
j) Stearinsäure: ”LUNAC S-20” (hergestellt von Kao Corporation);
k) Zinkoxid: ”Zinc flower class-1” (hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.);
l) Alterungsschutzmittel: ”ANTIGEN 6C” (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.);
m) Wachs: ”OZOACE 0355” (hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.);
n) Vulkanisierungspromotor: ”SOXINOL CZ” (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.);
o) Schwefel: ”Powdery Sulfur” (hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.);
p) Pflanzengranulat: ”SOFT GRIT #46” (hergestellt von Nippon Walnut Co., Ltd.) behandelt mit einem üblichen RF-Kleber; und
q) Granularer Bereich eines Körnerkern-Materials: CORN COBS GRIT 40/60 (Maiskolben) hergestellt von Nippon Walnut Co., Ltd.

Beispiel 1
Nasse Naturkautschuk-Masterbatches wurden jeweils durch die folgenden Verfahren hergestellt:
Verfestigungs-Schritt:
Ruß (N339) wurde einem verdünnten Naturlatex zugesetzt, die Konzentration darin wurde auf 0,5 Massen-% eingestellt, um so eine Ruß-Konzentration von 5 Massen-% zu liefern. Das Gerät ROBOMIX, hergestellt von Primix Corp., wurde zum Dispergieren von Ruß darin verwendet (ROBOMIX-Einstellungen: Drehung mit 9000 U/min über 30 Minuten), um eine rußhaltige Aufschlämmungslösung herzustellen, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften (Schritt (I)).
Der im Schritt (I) erzeugten Aufschlämmungslösung, welche die am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikel enthielt, wurde der Rest der Naturkautschukslatex-Lösung zugesetzt (die Feststoff(Kautschuk)-Konzentration darin wurde durch Zugabe von Wasser auf 25 Massen-% eingestellt), um den Gesamtgehalt des Feststoffs (Kautschuk) in der im Schritt (I) verwendeten Naturlatexlösung auf 50 Massenteile einzustellen. Danach wurde ein Mischer für den Haushaltsgebrauch, Modell SM-L56, hergestellt von Sanyo Electric Co., Ltd., zum Mischen dieser Komponenten miteinander verwendet (Mischereinstellungen: Drehung 11300 U/min über 30 Minuten), um eine rußhaltige Naturlatexlösung (Schritt (II)) herzustellen. In der rußhaltigen Naturlatexlösung waren 25 Massenteile von Ruß auf 50 Massenteile der Kautschukkomponenten (Feststoff) enthalten.
Eine 10 Massen-%-Lösung von Ameisensäure in Wasser als Verfestigungsmittel wurde der im Schritt (II) erzeugten rußhaltigen Naturlatexlösung zugesetzt, bis der pH auf 4 eingestellt war (Schritt (III)). Ein Sieb (ϕ 2 Lochung, hergestellt von Toyo Screen Kogyo Co., Ltd.) wurde verwendet, um Wasser aus der Lösung mit dem resultierenden rußhaltigen, verfestigten Naturkautschukprodukt zu entfernen, wodurch ein rußhaltiges, verfestigtes Kautschukprodukt mit einem Wassergehalt von 65,1% erzeugt wird. Um den prozentualen Wassergehalt weiter zu vermindern, kann das verfestigte Produkt zentrifugiert werden. Das Instrument Modell H-22 (BS-030), hergestellt von Kokusan Co., Ltd., kann verwendet werden, um das verfestigte Produkt einer Feststoff/Flüssigkeits-Trennung zu unterwerfen (Trenneinstellungen: Drehung 29000 U/min über 10 Minuten), wodurch ein Füllstoff enthaltendes, verfestigtes Kautschukprodukt mit einem Wassergehalt von 46,2% erzeugt wird.
Dehydrier-Schritt (III-A) und Trockenplastizifier-Schritt (III-B):
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 Zylinder und Schnecke: 0,7 mm, 0,5 mm und 0,2 mm) wurde direkt mit einem zweiten einachsigen Extruder verbunden (ein mit dem ersten einachsigen Extruder identischer einachsiger Extruder). Das nasse Naturkautschuk-Masterbatch wurde dem oben definierten Dehydrier-Schritt und dem Trockenplastifizier-Schritt unterworfen, während die folgenden Parameter jeweils auf die in Tabelle 1 beschriebenen Werte gesetzt wurden: die Heiztemperatur und die auf das nasse Naturkautschuk-Masterbatch (WMB) aufgebrachte mechanische Energie in jedem der Schritte; und der nach jedem der Schritte erhaltene prozentuale Wassergehalt in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch. Wie in Tabelle 1 gezeigt, war die Temperaturänderung zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) nur 30°C. Somit ist verständlich, dass der vorliegende Prozess keinen Kühl-Schritt zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) beinhaltete.
Trockenmisch-Schritt (IV):
In einen Banbury-Mischer Typ B (hergestellt von Kobe Steel, Ltd.) wurde jedes der durch den Trockenplastifizier-Schritt (III-B) erhaltenen nassen Naturkautschuk-Masterbatches, ein Polybutadienkautschuk, ein Öl und diverse Mischmittel, wie in Tabelle 1 gezeigt, eingebracht, und dann wurden diese Komponenten miteinander gemischt, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen. Diese Kautschukzusammensetzung wurde bei 150°C 30 Minuten lang vulkanisiert, um einen vulkanisierten Gummi herzustellen.
Gummihärte des vulkanisierten Gummis:
Die Gummihärten des vulkanisierten Gummis wurden bei 23°C bzw. –5°C gemäß JIS K6253 gemessen.
Index Niedertemperaturverhalten:
Ein Viskoelastizitätsmessgerät, hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd., wurde verwendet, um die Speicher-Elastizitätsdmoduli E' der Kautschukzusammensetzung bei den Temperaturen von –5°C und –25°C und einer Frequenz von 10 Hz, einer statischen Belastung von 10% und einer dynamischen Belastung von ±0.25% zu messen. Der Kehrwert jedes der resultierenden Werte wurde als Index angegeben, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 1 auf 100 gesetzt wurde. Wenn der Index größer ist, hat die die Zusammensetzung einen kleineren Speicher-Elastizitätsmodul E', so dass das Zusammensetzungsprodukt bei tiefen Temperaturen im Kontaktbereich breiter ist und bessere Tieftemperatureigenschaften hat.
Bremsverhalten auf vereisten Straßenoberflächen (Bremsverhalten auf Eis):
Ein Kraftfahrzeug mit 2000 cm³ Hubraum, Frontmotor und Vorderradantrieb wurde mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h auf einer vereisten Straßenoberfläche (–3 ± 3°C) gefahren, und dann wurde der Bremsweg gemessen (Durchschnittswert, wobei n gleich 10 war), wenn das Kraftfahrzeug einem ABS-Bremsvorgang unterworfen wurde. Der resultierende Wert wurde als Index angegeben, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 1 auf 100 gesetzt wurde. Wenn der Zahlenwert größer ist, hat die Kautschukzusammensetzung einen kürzeren Bremsweg.
Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit des vulkanisierten Gummis:
Gemäß JIS K6265 wurden die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit des erzeugten vulkanisierten Gummis auf Grundlage des Verlustwinkels tanδ ausgewertet. Der tanδ wurde bei 50 Hz, 80°C und einer dynamischen Belastung von 2% unter Verwendung eines Rheospektrometers E4000, hergestellt von UBM, gemessen, und der gemessene Wert wurde in einen Index umgewandelt. Der Index war ein Index, bei dem der Wert des Vergleichsbeispiels 1 auf 100 gesetzt wurde, und der Index wurde zum Durchführen einer Auswertung verwendet. Wenn der Zahlenwert kleiner ist, hat der vulkanisierte Gummi eine verbesserte Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit.
Abriebfestigkeit:
Gemäß JIS K6264 wurde die Kautschukzusammensetzung bei einem Schlupf von 30%, einer aufgebrachten Belastung von 40 N und einer Streusandmenge von 20 g/Minute gemessen und dann auf Grundlage des gemessenen Ergebnisses ausgewertet. Der resultierende Wert wurde als Index angegeben, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels 1 auf 100 gesetzt wurde. Wenn der Zahlenwert größer ist, hat die Kautschukzusammensetzung eine bessere Abriebfestigkeit.
Aus den Ergebnissen in Tabelle 1 ergibt sich, dass der Speicher-Elastizitätsmodul E' des vulkanisierten Gummis der Kautschukzusammensetzung bei jedem der Beispiele 1 bis 4 im Bereich von geringen Temperaturen stark vermindert werden kann, und dass das Bremsverhalten auf Eis und die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit weiter verbessert sind. Jedoch war das Bremsverhalten auf Eis und die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit des vulkanisierten Gummis der Kautschukzusammensetzung bei jedem der Vergleichsbeispiele 2 und 3 verschlechtert, und die Niedrigtemperatur-Leistungsfähigkeit und die Abriebfestigkeit des vulkanisierten Gummis der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 4 waren verschlechtert.

Claims

Kautschukzusammensetzung, die durch Trockenmischen eines nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch Mischen wenigstens eines Naturlatex und einer rußhaltigen Aufschlämmungslösung miteinander in einer flüssigen Phase und Trocknen der resultierenden Mischung gebildet wird, eines im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuks und eines Öls erhalten wird, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, der Naturkautschuk in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist, und der Polybutadienkautschuk in einer Menge von 20 bis 50 Massenteilen enthalten ist, und das Öl einen Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einen Anilinpunkt von 90°C oder höher hat, und die Mischungsmenge des Öls 15 bis 40 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten beträgt.
Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das nasse Naturkautschuk-Masterbatch ein Masterbatch ist, das durch die folgenden Schritte hergestellt wird: Schritt (I), in welchem, wenn Ruß in ein Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, um die rußhaltige Aufschlämmungslösung herzustellen, wenigstens ein Teil des Naturkautschukslatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften, Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex gemischt wird, um eine Naturlatexlösung mit den oben beschriebenen, am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln herzustellen, und Schritt (III), in welchem die Naturlatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt und getrocknet wird.
Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das nasse Naturkautschuk-Masterbatch Ruß in einer Menge von 40 bis 70 Massenteilen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten des Masterbatches enthält.
Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ruß in dem nassen Naturkautschuk-Masterbatch eine spezifische Stickstoffadsorptions-Oberfläche (N₂SA) von 100 m²/g oder weniger hat.
Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, ferner wenigstens eines von einem Pflanzen-Granulat, einem Körner-Granulat und einem granularen Bereich eines Körnerkern-Materials in einer Menge von 0,5 bis 10 Massenteilen enthalten ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, umfassend ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch, das unter Verwendung von Ruß, einem Dispergier-Lösemittel und einem Naturlatex als Rohmaterialien, einem im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellten trockenen Kautschuk und einem Öl erhalten wird, umfassend: Schritt (I), in welchem, wenn Ruß in das Dispergier-Lösemittel dispergiert wird, wenigstens ein Teil des Naturkautschukslatex zugesetzt wird, wodurch eine rußhaltige Aufschlämmungslösung erzeugt wird, wobei die Naturlatexpartikel am Ruß anhaften, Schritt (II), in welchem diese Aufschlämmungslösung mit dem Rest des Naturkautschukslatex gemischt wird, um eine Naturlatexlösung mit den oben beschriebenen, am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln herzustellen, Schritt (III), in welchem die Naturlatexlösung mit den am Ruß anhaftenden Naturlatexpartikeln verfestigt wird, um das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt herzustellen, und dann das verfestigte Produkt getrocknet wird, um ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch herzustellen, und Schritt (IV), in welchem dieses nasse Naturkautschuk-Masterbatch mit dem trockenen Kautschuk, welcher im Wesentlichen aus einem Polybutadienkautschuk hergestellt ist, und dem Öl trockengemischt werden, wobei, wenn die Gesamtmenge der Kautschukkomponenten in der Kautschukzusammensetzung als 100 Massenteile festgelegt wird, der Naturkautschuk in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr enthalten ist, und der Polybutadienkautschuk in einer Menge von 20 bis 50 Massenteilen enthalten ist, und das Öl einen Stockpunkt von –10°C oder niedriger und einen Anilinpunkt von 90°C oder höher hat, und die Mischungsmenge des Öls 15 bis 40 Massenteile auf 100 Massenteile der Kautschukkomponenten beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei der Schritt (III) wenigstens einen Dehydrier-Schritt (III-A) umfasst, in welchem ein erster einachsiger Extruder verwendet wird, um das rußhaltige, verfestigte Naturkautschukprodukt zu dehydrieren, während das Produkt auf 100 bis 180°C erwärmt wird, wodurch ein nasses Naturkautschuk-Masterbatch erzeugt wird, und wobei der Schritt (III) einen Trockenplastifizier-Schritt (III-B) umfasst, in welchem ein zweiter einachsiger Extruder verwendet wird, um das nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren, während das Masterbatch auf 120 bis 180°C erwärmt wird, wodurch der prozentuale Wassergehalt des oben beschriebenen nassen Naturkautschuk-Masterbatches weiter abgesenkt wird, wobei das Verfahren zur Erzeugung der Kautschukzusammensetzung keinen Kühl-Schritt zwischen dem Dehydrier-Schritt (III-A) und dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der prozentuale Wassergehalt des nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch den Dehydrier-Schritt (III-A) erhalten wird, zwischen 1 und 10% liegt.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der prozentuale Wassergehalt des nassen Naturkautschuk-Masterbatches, das durch den Trockenplastifizier-Schritt (III-B) erhalten wird, 0,9% oder weniger beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger auf das nasse Kautschuk-Masterbatch im zweiten einachsigen Extruder aufgebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der erste einachsige Extruder und der zweite einachsige Extruder miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei, wenn das nasse Naturkautschuk-Masterbatch im Trockenplastifizier-Schritt (III-B) plastifiziert wird, ein Alterungsschutzmittel zugesetzt und beigemischt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der Schritt (III) nach dem Trockenplastifizier-Schritt (III-B) einen Formplastifizier-Schritt (III-C) umfasst, wobei ferner ein Mischer verwendet wird, um das nasse Naturkautschuk-Masterbatch zu plastifizieren.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 13, wobei im Formplastifizier-Schritt (III-C) eine mechanische Energie von 70 W/kg oder weniger auf das nasse Kautschuk-Masterbatch im Mischer aufgebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Mischer ein Extruder mit offener Walze oder ein einachsiger Extruder ist.