DE112016003827T5 - Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung eines Reifens - Google Patents

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Abstract

Ein Problem, das angegangen wird, ist die Bereitstellung eines Verfahrens für die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, das als Rohmaterial für vulkanisierten Kautschuk dienen wird, der in Ermüdungsfestigkeit, der Fähigkeit, eine reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und Zugeigenschaften hervorragend ist. Ein nasses Kautschuk-Masterbatch kann mithilfe eines Verfahrens hergestellt werden, das einen Arbeitsvorgang, bei dem ein Latex, der Magnesium in einer Menge enthält, die nicht größer als 150 ppm ist, hergestellt wird, und einen Arbeitsvorgang, bei dem eine flüssige Mischung, die eine Kautschukkomponente und Ruß enthält, umfasst. Der Latex kann Kautschukpartikel umfassen, für die der 90 Vol-% Partikeldurchmesser nicht größer als 2 µm ist. Der Arbeitsvorgang, bei dem die flüssige Mischung hergestellt wird, umfasst einen Schritt (a), bei dem der Latex und ein Dispersionslösemittel gemischt werden, und einen Schritt (b), bei dem eine Latexlösung, die bei dem vorhergehenden Schritt (a) erhalten wurde, und eine Schlämme, die den Ruß enthält, gemischt werden. Das Verfahren für die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches kann nachstehende Formel I erfüllen.(Bei Formel I gibt a die Menge (ppm) des im Latex enthaltenen Magnesiums an, b gibt die Menge (Massenteile) des Rußes in der flüssigen Mischung für jeweils 100 Massenteile der Kautschukkomponente in der flüssigen Mischung an).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens.
  • STAND DER TECHNIK
  • Naturkautschuklatex wird manchmal als Rohmaterial für ein nasses Kautschuk-Masterbatch verwendet. Naturkautschuklatex enthält Nicht-Kautschukkomponenten, z.B. Magnesium und dergleichen.
  • Dokumente des Standes der Technik beschreiben die folgende Technik. In Patentdokument Nr. 1 wird eine Technik beschrieben, bei der ein nasses Masterbatch nach einem Verfahren hergestellt wird, das einen Arbeitsgang enthält, bei dem Naturkautschuklatex und eine Schlämme, die Ruß mit einem 90 Vol.-% Partikeldurchmesser von nicht mehr als 10 µm enthält, miteinander gemischt werden. In Patentdokument Nr. 2 wird eine Technik beschrieben, bei der Phosphat zu Naturkautschuklatex gegeben und das infolgedessen erzeugte Magnesiumphosphat daraus entfernt wird. In Patentdokument Nr. 3 wird eine Technik beschrieben, bei der elementares Magnesium, das in Naturkautschuklatex vorhanden ist, daraus entfernt wird.
  • DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
  • Patentdokumente
    • Patentdokument Nr. 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Kokai Nr. 2010-150485
    • Patentdokument Nr. 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Kokai Nr. 2004-250546
    • Patentdokument Nr. 3: WO2010/074245
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Die Technik der Dokumente des Standes der Technik lässt jedoch Raum für Verbesserungen. Die Technik des Patentdokuments Nr. 1 lehrt keine Möglichkeit zur Entfernung von Magnesium. Die Technik der Patentdokumente Nr. 2 bis 3 berücksichtigt nicht den Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Licht dieser Situation konzipiert, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches zu liefern, das als Rohmaterial für vulkanisierten Kautschuk dienen kann, der hinsichtlich seiner Ermüdungsfestigkeit, seiner Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und seinen Zugmerkmalen hervorragend ist.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Der hier benannte Erfinder kam zu der Erkenntnis, dass die Ermüdungsfestigkeit durch Reduktion der Magnesiummenge im Latex verbessert werden kann. Der Erfinder entdeckte ebenfalls, dass eine Verarbeitung zum Entfernen des Magnesiums eine Auswirkung auf den Kautschukpartikeldurchmesser haben kann, und dass die Dispergierung von Ruß durch das gesamte nasse Kautschuk-Masterbatch ungleichmäßig wird und die Fähigkeit, eine reduzierte Wärmeerzeugung im vulkanisierten Kautschuk zu erreichen, verschlechtert wird, wenn der Kautschukpartikeldurchmesser zu groß ist. Es wurde ebenfalls festgestellt, dass die Rußmenge vor Koagulation eine Auswirkung auf die Zugmerkmale hat und so weiter. Der Erfinder perfektionierte die vorliegende Erfindung auf der Basis dieses Wissens.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft mithin ein Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, das einen Arbeitsgang umfasst, in dem ein Latex, in dem Magnesium in einer Menge vorhanden ist, die nicht größer als 150 ppm ist, hergestellt wird, und einen Arbeitsgang, bei dem eine flüssige Mischung, die eine Kautschukkomponente und Ruß enthält, hergestellt wird. Der Latex umfasst Kautschukpartikel für die der 90 Vol.-% Partikeldurchmesser nicht größer als 2 µm ist. Der Arbeitsgang, in dem die flüssige Mischung hergestellt wird, umfasst einen Schritt (a), bei dem der Latex und ein Dispersionslösemittel gemischt werden, und einen Schritt (b), bei dem eine Latexlösung, die bei dem vorhergehenden Schritt (a) erhalten wurde, und eine Schlämme, die Ruß enthält, gemischt werden. Das Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches nach der vorliegenden Erfindung erfüllt nachstehende Formel I. 0,1 < b/a < 1,0
    Figure DE112016003827T5_0002
  • (Bei Formel I gibt a die Menge (ppm) des Magnesiums im Latex an, b gibt die Menge (Massenteile) von Ruß in der flüssigen Mischung für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente in der flüssigen Mischung an).
  • Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, das als Rohmaterial für vulkanisierten Kautschuk dienen wird, der in Ermüdungsfestigkeit, seiner Fähigkeit, eine reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und seinen Zugmerkmalen hervorragend ist. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass unter solchen Bedingungen der Ruß gut dispergiert wird und eine starke Interaktion zwischen Naturkautschuk und Ruß stattfindet. Es wird vermutet, dass es unter solchen Umständen einige Stellen mit Rissentstehung im gesamten vulkanisierten Kautschuk geben wird. Wenn der Magnesiumgehalt 150 ppm übersteigt, ist es nicht möglich, eine effektive Verbesserung in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit zu erzielen. Wenn der 90 Vol.-% Partikeldurchmesser größer als 2 µm ist, wird es nicht möglich sein, eine effektive Verbesserung in Bezug auf eine Reduktion der Wärmeerzeugung zu erreichen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass es unter solchen Umständen zu einer ungleichmäßigen Dispergierung des Rußes kommen kann. Wenn b/a größer oder gleich 1,0 ist, wird es nicht möglich sein, eine effektive Verbesserung in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit, Reduktion der Wärmeerzeugung und Zugmerkmale zu erreichen. Wenn b/a kleiner als oder gleich 0,1 ist, wird es nicht möglich sein, eine effektive Verbesserung in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit, Reduktion der Wärmeerzeugung und Zugmerkmale zu erreichen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, umfassend ein Verfahren für die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches. Ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung gestattet die Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, die als Rohmaterial für vulkanisierten Kautschuk dienen wird, der in Ermüdungsfestigkeit, der Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und Zugmerkmalen hervorragend ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Reifenherstellungsverfahren, das ein Verfahren für die Herstellung einer Kautschukzusammensetzung umfasst. Ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung gestattet die Herstellung eines Reifens, der in Ermüdungsfestigkeit, der Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und Zugeigenschaften hervorragend ist.
  • DURCHFÜHRUNGSFORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsform 1
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches in Zusammenhang mit einer ersten Ausführungsform umfasst einen Arbeitsvorgang, bei dem ein Latex hergestellt wird, und einen Arbeitsvorgang, bei dem eine flüssige Mischung hergestellt wird. Das Verfahren für die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform umfasst ferner einen Arbeitsvorgang, bei dem die flüssige Mischung koaguliert wird, um ein Koagulum zu erhalten. Das Verfahren für die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches in Verbindung mit der ersten Ausführungsform umfasst ferner einen Arbeitsvorgang, bei dem das Koagulum entwässert wird.
  • - Arbeitsvorgang, bei dem Latex hergestellt wird -
  • Der Arbeitsvorgang, bei dem Latex hergestellt wird, umfasst einen Schritt, bei dem Diammoniumphosphat zum Latexrohmaterial gegeben wird. Der Arbeitsvorgang, bei dem der Latex bearbeitet wird, umfasst ferner einen Schritt, bei dem Magnesiumphosphat, das als ein Ergebnis des Schritts erzeugt wird, bei dem Diammoniumphosphat zum Latexrohmaterial gegeben wurde, entfernt wird. Der Arbeitsvorgang, bei dem Latex hergestellt wird, kann ferner einen Schritt umfassen, bei dem ein Stabilisator zum Latexrohmaterial zugegeben wird.
  • Das Latexrohmaterial kann zum Beispiel Flüssigkeit (können zum Beispiel Flüssigkeiten) sein, die aus Gummibaum (Gummibäumen), Feldlatex und bzw. oder dergleichen gewonnen wird (werden). Latexrohmaterial umfasst eine Nicht-Kautschuk-Komponente. Die Nicht-Kautschuk-Komponente könnte zum Beispiel Magnesium, Protein(e) und bzw. oder dergleichen sein.
  • Für jede 100 Massenteile des Latexrohmaterials wird bevorzugt Diammoniumphosphat in einer Menge zugegeben, die nicht größer als 1,2 Massenteile ist, mehr bevorzugt, die nicht größer als 1,0 Massenteile ist, und noch mehr bevorzugt, die nicht größer als 0,8 Massenteil ist. Bei über 1,2 Massenteilen besteht die Tendenz, dass der 90 Vol.-% Partikeldurchmesser 2 µm übersteigt. Für alle 100 Massenteile des Latexrohmaterials könnte die untere Grenze des Wertebereichs für die zugegebene Menge des Diammoniumphosphats zum Beispiel 0,05 Massenteil, 0,10 Masseteil oder dergleichen sein.
  • Der Stabilisator könnte zum Beispiel Ammoniak und bzw. oder ein anderes solches Alkali (andere solche Alkalien) sein.
  • Der durch die vorhergehenden Mittel erhaltene Latex umfasst Kautschukpartikel, für die der 90 Vol.-% Durchmesser nicht größer als 2 µm ist. Über 2 µm wird es nicht möglich sein, eine effektive Verbesserung im Hinblick auf die Reduktion der Wärmeerzeugung zu erreichen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass es unter solchen Bedingungen zu einer ungleichmäßigen Dispergierung von Ruß kommen kann. Als Beispiele der unteren Grenze des Wertebereichs für den 90 Vol.-% Partikeldurchmesser können 1,0 µm, 1,1 µm, 1,2 µm, 1,3 µm und so fort angeführt werden. Magnesium ist in dem Latex in einer Menge vorhanden, die nicht größer als 150 ppm ist, wobei vorzugsweise diese nicht größer als 140 ppm ist, mehr bevorzugt nicht größer als 130 ppm ist, und noch mehr bevorzugt nicht größer als 120 ppm ist. Über 150 ppm wird es nicht möglich sein, eine effektive Verbesserung in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit und Zugmerkmale zu erreichen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass unter solchen Umständen viele Stellen der Rissentstehung überall im vulkanisierten Kautschuk vorhanden sein können und dass ein Rückgang in der Interaktion zwischen Naturkautschuk und Ruß vorhanden sein kann. Als Beispiele für die untere Grenze des Wertebereichs für die im Latex vorhandene Magnesiummenge können 40 ppm, 50 ppm und so fort angeführt werden. Der 90 Vol.-% Partikeldurchmesser und der Magnesiumgehalt können primär durch Einregeln der zugegebenen Menge von Diammoniumphosphat eingeregelt werden.
  • - Arbeitsvorgang, bei dem eine flüssige Mischung hergestellt wird -
  • Der Arbeitsvorgang, bei dem die flüssige Mischung hergestellt wird, umfasst einen Schritt (a), bei dem der Latex und ein Dispersionslösemittel miteinander gemischt werden. Der Arbeitsvorgang, bei dem die flüssige Mischung hergestellt wird, umfasst ferner einen Schritt (b), bei dem die als Ergebnis von Schritt (a) erhaltene Latexlösung und eine Schlämme, die Ruß enthält, miteinander gemischt werden.
  • Das Dispersionslösemittel kann/können zum Beispiel Wasser und/oder eine andere Substanz (andere Substanzen) sein, die Wasser und/oder ein organisches Lösemittel enthalten. Unter diesen wird Wasser bevorzugt.
  • Die Schlämme weist Ruß auf. Die Schlämme weist ferner ein Dispersionslösemittel auf. Der Ruß ist in der Schlämme dispergiert. Die Schlämme kann dadurch hergestellt werden, dass man veranlasst, dass Ruß und das Dispersionslösemittel sich miteinander vermischen.
  • Als Beispiel für Ruß können außer SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF und anderen derartige Rußarten, die gewöhnlich in der Kautschukindustrie eingesetzt werden, Acetylenruß, Ketchen-Ruß und bzw. oder andere derartige elektrisch leitfähige Ruße verwendet werden. Der Ruß kann nichtgranulierter Ruß sein, oder er kann granulierter Ruß sein, der aufgrund von Überlegungen, welche seine Handhabungsmerkmale betreffen, granuliert worden ist, wie es in der Kautschukindustrie üblich ist. Es wird bevorzugt, dass der spezifische Oberflächenbereich des Rußes, der durch Stickstoffadsorption (N2SA) bestimmt wird, 20 m2/g bis 160 m2/g ist.
  • Es wird bevorzugt, dass die Feststoffkonzentration, d. h. der Gehalt der Kautschukkomponente in der Latexlösung, 10 Masse-% bis 60 Masse-% und mehr bevorzugt 20 Masse-% bis 30 Masse-% beträgt.
  • Als Beispiele des Verfahrens für das Mischen bei Schritt (b) können Rührverfahren, welche die Anwendung von Mischern mit hoher Scherkraft, High Shear Mixers, Homo-Mischern, Kugelmühlen, Perlmühlen, Hochdruck-Homogenisiermaschinen, Ultraschall-Homogenisiermaschinen, Kolloidmühlen und anderen derartigen üblichen Dispergern einschließen, angeführt werden.
  • Die durch diese vorstehende Methode erhaltene flüssige Mischung umfasst eine Kautschukkomponente und Ruß. Die Kautschukkomponente kann zum Beispiel Kautschukpartikel sein.
  • Für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente wird bevorzugt, dass die Menge des in der flüssigen Mischung vorhandenen Rußes nicht weniger als 10 Massenteile ist, mehr bevorzugt, dass sie nicht weniger als 20 Massenteile ist, und noch mehr bevorzugt, dass sie nicht weniger als 30 Massenteile ist. Unter 10 Massenteilen besteht die Möglichkeit, dass eine Verbesserung der Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks nicht möglich sein wird. Für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente wird bevorzugt, dass die Menge des darin enthaltenen Rußes nicht größer als 120 Massenteile ist, mehr bevorzugt, dass sie nicht größer als 100 Massenteile ist, noch mehr bevorzugt, dass sie nicht größer als 80 Massenteile ist, und noch mehr bevorzugt, dass sie nicht größer als 70 Massenteile ist. Bei über 120 Massenteilen besteht die Möglichkeit, dass die Verbesserung der Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks nicht möglich sein wird. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass unter solchen Bedingungen eine schlechte Dispergierung des Rußes eintreten kann.
  • - Arbeitsvorgang, bei dem die flüssige Mischung koaguliert wird, um ein Koagulum zu erhalten -
  • Die Koagulation von Partikeln innerhalb der flüssigen Mischung wird durchgeführt, um ein Koagulum zu erhalten. Das Verfahren zur Herbeiführung einer Koagulation könnte zum Beispiel ein Verfahren sein, bei dem ein Koagulator (Koagulatoren) zur flüssigen Mischung gegeben wird (werden), ein Verfahren, bei dem die flüssige Mischung gerührt und bzw. oder dergleichen wird. Als Koagulator kann Säure als ein Beispiel angeführt werden. Die Säure könnte zum Beispiel Ameisensäure, Schwefelsäure und bzw. oder dergleichen sein.
  • - Arbeitsvorgang, bei dem das Koagulum entwässert wird -
  • Die Entwässerung des durch das vorstehende Verfahren erhaltenen Koagulums wird durchgeführt. Als Entwässerungsverfahren können Entwässerungsverfahren als Beispiele angeführt werden, welche die Anwendung von Einschneckenextrudern, Öfen, Vakuumtrocknern, Lufttrocknern und anderen solchen Trocknungsapparaten einschließen.
  • Das Verfahren für die Herstellung eines mit der ersten Ausführungsform verbundenen nassen Kautschuk-Masterbatches entspricht nachstehender Formel I. Da Formel I erfüllt wird, ist es möglich, eine effektive Verbesserung in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit, Reduktion der Wärmeerzeugung und Zugeigenschaften zu erreichen. 0,1 < b/a < 1,0
    Figure DE112016003827T5_0003
  • Bei Formel I gibt a die Menge (ppm) des im Latex vorhandenen Magnesiums an, b gibt die Menge (Massenteile) des Rußes in der flüssigen Mischung für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente in der flüssigen Mischung an.
  • Es wird bevorzugt, dass das Verfahren für die Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, das mit der ersten Ausführungsform verbunden ist, nachstehende Formel II erfüllt. Wenn Formel II erfüllt wird, ist es möglich, eine effektive Verbesserung in Bezug auf eine Reduktion der Wärmeerzeugung zu erreichen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass unter solchen Bedingungen die Häufigkeit des Kontakts zwischen Ruß und Kautschukpartikeln hoch sein kann. 0,6 < ( b × d ) / ( c × 1000 ) < 5,7
    Figure DE112016003827T5_0004
  • Bei Formel II gibt b die Menge (Massenteile) des Rußes in der flüssigen Mischung für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente in der flüssigen Mischung an, c gibt den 90 Vol.-% Partikeldurchmesser (µm) von Kautschukpartikeln innerhalb des Latex an, d gibt den spezifischen Oberflächenbereich (m2/g) an, wie er durch Stickstoffadsorption (N2SA) von Ruß innerhalb der flüssigen Mischung bestimmt wird.
  • Das mithilfe des vorstehenden Arbeitsvorgangs erhaltene nasse Kautschuk-Masterbatch umfasst Naturkautschuk und Ruß. Für jede 100 Massenteile von Naturkautschuk wird bevorzugt, dass die Menge des darin enthaltenen Rußes nicht kleiner als 10 Massenteile ist, mehr bevorzugt, dass diese nicht kleiner als 20 Massenteile ist, und noch mehr bevorzugt, dass diese nicht kleiner als 30 Massenteile ist. Für jede 100 Massenteile Naturkautschuk wird bevorzugt, dass die Menge des darin enthaltenen Rußes nicht größer als 120 Massenteile ist, mehr bevorzugt, dass sie nicht größer als 100 Massenteile ist und noch mehr bevorzugt, dass diese nicht größer als 80 Massenteile ist.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung in Verbindung mit der ersten Ausführungsform umfasst einen Arbeitsvorgang, bei dem ein nasses Kautschuk-Masterbatch und Mischungsbestandteil(e) miteinander verknetet werden. Als Beispiele für Mischungsbestandteile können Zinkoxid, Stearinsäure, Antioxidans, Wachs, Öl, Silanhaftmittel und so fort angeführt werden. Kautschuk kann nach Bedarf zugegeben werden. Als Beispiele für Kautschuk, die zugegeben werden können, können Naturkautschuk, Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), Styrol-Butadienkautschuk (SBR), Styrol-Isoprenkautschuk, Butadien-Isoprenkautschuk, Styrol-Butadien-Isopren-Kautschuk, Nitrilkautschuk (NBR), Chloroprenkautschuk (CR), Butylkautschuk (IIR) und so fort angeführt werden.
  • Das Verfahren zur Herstellung der mit der ersten Ausführungsform verbundenen Kautschukzusammensetzung umfasst ferner einen Arbeitsvorgang, bei dem eine Mischung, d. h. die Mischung, die mithilfe des Arbeitsvorgangs erhalten wird, bei dem das nasse Kautschuk-Masterbatch und Mischungsbestandteil(e) miteinander verknetet werden, und Mischungsbestandteil(e) des Vulkanisierungstyps miteinander verknetet werden. Als Beispiele für Mischungsbestandteile des vulkanisierenden Typs können Schwefel, organische Peroxide und andere derartige Vulkanisierungsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsbeschleunigeraktivatoren, Vulkanisationsverzögerer und so fort angeführt werden. Als Beispiele für Schwefel können pulverisierter Schwefel, ausgefällter Schwefel, unlöslicher Schwefel, stark dispergierender Schwefel und dergleichen angeführt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Kautschukeigenschaften nach Vulkanisation wie Haltbarkeit und so fort wird bevorzugt, dass die Menge des beigemischten Schwefels, ausgedrückt als äquivalenter Schwefelanteil, 0,5 Massenteil bis 5,0 Massenteile für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente beträgt. Als Beispiele für Vulkanisationsbeschleuniger können Vulkanisationsbeschleuniger des Sulfenamidtyps, Vulkanisationsbeschleuniger des Thiuramtyps, Vulkanisationsbeschleuniger des Thiazoltyps, Vulkanisationsbeschleuniger des Tioharnstofftyps, Vulkanisationsbeschleuniger des Guanidintyps, Vulkanisationsbeschleuniger des Dithiocarbamattyps und so fort angeführt werden. Für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente wird bevorzugt, dass die Menge des beigemischten Vulkanisationsbeschleunigers 0,1 Massenteile bis 5,0 Massenteile beträgt.
  • Die mithilfe des mit der ersten Ausführungsform verbundenen Verfahrens erhaltene Kautschukkomponente kann vorteilhaft bei einem Reifen verwendet werden und kann besonders vorteilhaft bei einem Luftreifen verwendet werden. Die Kautschukzusammensetzung kann vorteilhaft als ein Profil oder ein anderes derartiges Reifenelement verwendet werden.
  • Eine Kautschukzusammensetzung umfasst Kautschuk. Der Kautschuk umfasst Naturkautschuk, der aus dem nassen Kautschuk-Masterbatch stammt. Für jede 100 Masse-% Kautschuk wird bevorzugt, dass die Menge des aus dem nassen Kautschuk-Masterbatch stammenden Naturkautschuks darin nicht kleiner als 10 Masse-% ist.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines mit der ersten Ausführungsform verbundenen Reifens umfasst einen Arbeitsvorgang, bei dem ein Reifenrohling hergestellt wird. Der Reifenrohling umfasst die Kautschukzusammensetzung. Das Verfahren für den mit der ersten Ausführungsform verbundenen Reifen umfasst ferner einen Arbeitsvorgang, bei dem der Reifenrohling erhitzt wird.
  • - Variation 1 -
  • Eine Schlämme wird mithilfe eines Verfahrens hergestellt, das einen Schritt (I) umfasst, bei dem das Dispersionslösemittel und ein Teil des Latex vermischt werden, und einen Schritt (II), bei dem die bei Schritt (I) erhaltene verdünnte Latexlösung und Ruß gemischt werden. Die Anwendung von Schritt (I) wird die Bildung einer extrem dünnen Latexphase auf der gesamten oder einem Teil der Oberfläche des Rußes zulassen und es möglich machen, eine erneute Flockung des Rußes zu verhindern.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ausführungsbeispiele und dergleichen, welche die Beschaffenheit und Wirkung der vorliegenden Erfindung konkret veranschaulichen, werden nachstehend beschrieben. Die eingesetzten Rohmaterialien waren wie folgt.
  • Eingesetzte Rohmaterialien
  • DAP Diammoniumwasserstoffphosphat, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
    Koagulum Ameisensäure (Reagenz-Qualität 85 %, verdünnt, um 10 % Lösung zu erhalten, pH eingeregelt auf 1,2), hergestellt von Nacalai Tesque, Inc.
    Ruß (A) „SEAST 9“, hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.
    Ruß (B) „SEAST V“, hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.
    Zinkoxid „Zinkoxid Nr. 1“, hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
    Stearinsäure „LUNAC S-20“, hergestellt von Kao Corporation
    Antioxidans (A) „NOCRAC 6C“, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
    Antioxidans (B) „RD“, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
    Schwefel „Pulverisierter Schwefel“, hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
    Vulkanisationsbeschleuniger „NOCCELER NS-P“, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • - Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches -
  • Naturkautschuklatex wurde gesammelt. Wasser wurde zum Naturkautschuk zugegeben, um eine Naturkautschuklatexlösung mit einer Feststoff(Kautschuk)-Konzentration von 27 Masse-% herzustellen. 55 Massenteile Ruß (A) wurden zum Wasser hinzugefügt. Ein Rührer (Flashblend, hergestellt von Silverson), wurde eingesetzt, um den Ruß (A) zu dispergieren (Flashblend-Bedingungen: 3600 U/min, 30 Minuten), um eine Rußschlämme herzustellen. Die Naturkautschuklatexlösung wurde zur Rußschlämme in einer solchen Menge zugegeben, dass die Feststoffe (Kautschuk) darin in einer Menge vorhanden waren, die 100 Massenteile betrug, um eine flüssige Vorkoagulationsmischung herzustellen. Die flüssige Vorkoagulationsmischung wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure in einer Menge zugegeben wurde, die genügte, um einen pH-Wert von 4 zu erreichen. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder des Quetschertyps (Schneckenpresse Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corportion) wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht größer als 1,5 % war, um ein nasses Kautschuk-Masterbatch herzustellen.
  • - Herstellung einer Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in Mengen vermischt, wie sie in Tabelle 1 aufgeführt sind, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel, Ltd, wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • - Herstellung von Naturkautschuk -
  • Naturkautschuklatex wurde gesammelt. DAP als eine Fraktion des Gesamtgewichts des Naturkautschuklatex wurde in einer Menge zugegeben, die in Tabelle 1 gezeigt wird, und das ausgefällte Magnesiumphosphat wurde daraus entfernt, um einen flüssigen Überstand zu erhalten. Der flüssige Überstand wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure in einer Menge dort hinzugefügt wurde, die ausreichte, um einen pH-Wert von 4 zu erreichen. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder des Quetschertyps (Schneckenpresse Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corporation) wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht größer als 1,5 % war, um Naturkautschuk herzustellen.
  • - Herstellung der Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in Mengen vermischt, wie sie in Tabelle 1 aufgeführt sind, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel, Ltd., wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Vergleichsbeispiel 3 und Ausführungsbeispiele 1 - 3
  • - Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches -
  • Naturkautschuklatex wurde gesammelt. DAP als eine Fraktion des Gesamtgewichts des Naturkautschuklatex wurde in der Menge zugegeben, die in Tabelle 1 aufgeführt ist, und das ausgefällte Magnesiumphosphat wurde daraus entfernt, um einen flüssigen Überstand zu erhalten. Wasser wurde zu dem flüssigen Überstand hinzugegeben, um eine Naturkautschuklatexlösung herzustellen mit einer Feststoff(Kautschuk)-Konzentration, die 27 Masse-% betrug. 55 Masse-% Ruß (A) wurden zum Wasser gegeben. Ein Rührer (Flashblend, hergestellt von Silverson) wurde eingesetzt, um den Ruß (A) zu dispergieren (Flashblend-Bedingungen: 3600 U/min, 30 Minuten), um eine Rußschlämme herzustellen. Die Naturkautschuklatexlösung wurde zu der Rußschlämme in einer solchen Menge zugegeben, dass die darin vorhandenen Feststoffe (Kautschuk) in einer Menge von 100 Massenteilen vorhanden waren, um eine flüssige Vorkoagulationsmischung herzustellen. Die flüssige Vorkoagulationsmischung wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure in einer Menge zugegeben wurde, die ausreichte, um einen pH-Wert von 4 zu erreichen. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder (Schneckenpresse Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corporation) wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht größer als 1,5 % war, um ein nasses Kautschuk-Masterbatch herzustellen.
  • - Herstellung einer Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in Mengen vermischt, wie sie in Tabelle 1 aufgeführt sind, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel, Ltd., wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Erste Bewertung
  • - Magnesiumgehalt -
  • Der Magnesiumgehalt des flüssigen Überstands - Vergleichsbeispiele 2 bis 3 und Ausführungsbeispiele 1 bis 3 - wurden nach ISO 11852, 2011, gemessen. Der Magnesiumgehalt des Naturkautschuklatex - Vergleichsbeispiel 1 - wurde nach ISO 11852, 2011, gemessen.
  • - 90 Vol.-% Partikeldurchmesser -
  • D90 (µm) des Flüssigkeitsüberstands - Vergleichsbeispiele 2 bis 3 und Ausführungsbeispiele 1 bis 3 - wurde mithilfe eines „SALD 2200“, hergestellt von Shimadzu Corporation, gemessen (Latexrefraktionsindex: 1,6 - 0,10i), wobei der Absorptionsgrad auf 0,05 bis 0,1 zum Zeitpunkt der Messung eingestellt wurde. D90 (µm) des Naturkautschuklatex - Vergleichsbeispiel 1 - wurde unter denselben Bedingungen gemessen.
  • Zweite Bewertung: Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks
  • Die Kautschukzusammensetzung wurde bei Bedingungen von 150 °C 30 Minuten lang vulkanisiert, um vulkanisierten Kautschuk zu erhalten. Ermüdungsfestigkeit, Wärmeerzeugung und Zugbelastung des vulkanisierten Kautschuks wurden bewertet. Bedingungen, unter denen die Bewertung ausgeführt wurde, werden nachstehend angegeben. Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
  • - Ermüdungsfestigkeit -
  • Die Leistung des vulkanisierten Kautschuks in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit wurde nach JIS K 6260 (Biegerissbildungsprüfung) bewertet. Ergebnisse der Bewertung werden als an einem Wert von 100 für Vergleichsbeispiel 1 indexiert gezeigt. Dies bedeutet, je höher der Wert, desto hervorragender hinsichtlich Leistung in Bezug auf Ermüdungsfestigkeit.
  • - Wärmeerzeugung -
  • Die Wärmeerzeugung von vulkanisiertem Kautschuk wurde mithilfe von Verlusttangente tanδ nach JIS K 6265 gemessen. Messungen wurden unter Bedingungen von 50 Hz, 80 °C und dynamischer Dehnung 2 % bei Anwendung eines E4000 Rheospektrometers ausgeführt, das von UBM hergestellt wurde. Ergebnisse der Bewertung werden als an einem Wert von 100 für Vergleichsbeispiel 1 indexiert gezeigt. Dies bedeutet, je kleiner der Wert, desto niedriger - und daher besser - die Wärmeerzeugung.
  • - Zugbelastung -
  • Die Zugbelastung wurde bei einer Dehnung von 300 % (nachstehend „M300“) nach JIS K 6261 ausgeführt. Die Ergebnisse der Bewertung werden als an einem Wert von 100 für Vergleichsbeispiel 1 indexiert gezeigt. Dies bedeutet, je höher der Wert, desto hervorragender im Hinblick auf Zugbelastung. Tabelle 1
    Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Ausführungsbeispiel 1 Ausführungsbeispiel 2 Ausführungsbeispiel 3
    Flüssiger Überstand oder Naturkautschuklatex
    Zugegebene Menge DAP Masse-% - 0,8 1,5 0,25 0,4 0,9
    Bewertung Magnesiumgehalt des flüssigen Überstands ppm - 110 50 144 131 101
    D90 Partikeldurchmesser der Kautschukpartikel im flüssigen Überstand µm - 1,53 3,80 1,29 1,40 1,60
    Magnesiumgehalt von Naturkautschuklatex ppm 180 - - - - -
    D90 Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln im Naturkautschuklatex µm 1,20 - - - - -
    Flüssige Vorkoagulationsmischung
    Gemischte Menge (Massenteile) Naturkautschuk 100 - 100 100 100 100
    Ruß (A) 55 - 55 55 55 55
    N2SA von Ruß (A) m2/g 142 - 142 142 142 142
    Bedingungen
    b/a 0,31 - 1,10 0,38 0,42 0,54
    (b x d)/(c x 1000) 6,51 - 2,06 6,05 5,58 4,88
    Nasses Kautschuk-Masterbatch
    Gemischte Menge (Massenteile) Naturkautschuk 100 - 100 100 100 100
    Ruß (A) 55 - 55 55 55 55
    Kautschukzusammensetzung
    Gemischte Menge (Massenteile) Nasses Kautschuk-Masterbatch 155 - 155 155 155 155
    Naturkautschuk - 100 - - - -
    Ruß (A) - 55 - - - -
    Zinkoxid 3 3 3 3 3 3
    Stearinsäure 4 4 4 4 4 4
    Antioxidans (A) 2 2 2 2 2 2
    Antioxidans (B) 1 1 1 1 1 1
    Schwefel 2 2 2 2 2 2
    Vulkanisationsbeschleuniger 1 1 1 1 1 1
    Vulkanisierter Kautschuk
    Bewertung Ermüdungsfestigkeit (bezogen auf Indexwert) 100 75 96 113 116 120
    Wärmeerzeugung (bezogen auf Indexwert) 100 113 111 98 94 92
    M300 (bezogen auf Indexwert) 100 93 92 107 111 113
  • Bei Ausführungsbeispiel 1, bei dem DAP 0,25 Masse-% betrug, waren die Ermüdungsfestigkeit, die Fähigkeit, eine reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbeanspruchung besser als bei Vergleichsbeispiel 1.
  • Bei Ausführungsbeispiel 2, bei dem DAP 0,4 Masse-% betrug, waren die Ermüdungsfestigkeit, die Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbeanspruchung besser als bei Ausführungsbeispiel 1. Bei Ausführungsbeispiel 3, bei dem DAP 0,9 Masse-% betrug, waren ebenfalls die Ermüdungsfestigkeit, die Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbeanspruchung besser als bei Ausführungsbeispiel 1. Bei den Ausführungsbeispielen 2 und 3 wird vermutet, dass die Häufigkeit des Kontakts zwischen Ruß (A) und Kautschukpartikeln hoch war.
  • Bei Vergleichsbeispiel 3, bei dem DAP 1,5 Masse-% betrug, waren die Ermüdungsfestigkeit, die Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbeanspruchung schlechter als bei Vergleichsbeispiel 1. Es wird vermutet, dass eventuell eine verstärkte Tendenz zum Auftreten von Agglomerationen aufgrund der Tatsache bestand, dass der Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln zu groß war.
  • Da Vergleichsbeispiel 2 ein Beispiel ist, bei dem Trockenmischen ausgeführt wurde, waren bei Vergleichsbeispiel 2 die Ermüdungsfestigkeit, die Fähigkeit, eine reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbeanspruchung schlechter als bei Vergleichsbeispiel 1.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • - Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches -
  • Naturkautschuk wurde gesammelt. Wasser wurde zum Naturkautschuklatex zugegeben, um eine Naturkautschuklatexlösung mit einer Feststoff (Kautschuk)-Konzentration von 27 Masse-% herzustellen. 40 Massenteile von Ruß (B) wurden zum Wasser hinzugegeben. Ein Rührer (Flashblend, hergestellt von Silverson) wurde eingesetzt, um Ruß (B) zu dispergieren (Flashblend-Bedingungen: 3600 U/min, 30 Minuten), um eine Rußschlämme herzustellen. Die Naturkautschuklatexlösung wurde zur Rußschlämme in einer Menge zugegeben, die verursachte, dass die darin enthaltenen Feststoffe (Kautschuk) in einer Menge von 100 Massenteilen vorhanden waren, um eine flüssige Vorkoagulationsmischung herzustellen. Die flüssige Vorkoagulationsmischung wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure dort in einer Menge zugegeben wurde, die ausreichte, um einen pH-Wert von 4 zu erreichen. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder des Quetschertyps (Schneckenpresse Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corporation) wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht höher als 1,5 % war, um ein nasses Kautschuk-Masterbatch herzustellen.
  • - Herstellung einer Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in Mengen vermischt, wie sie in Tabelle 2 aufgeführt sind, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel, Ltd., wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Ausführungsbeispiele 4 - 5
  • - Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches -
  • Naturkautschuklatex wurde gesammelt. DAP als eine Fraktion des Gesamtgewichts des Naturkautschuklatex wurde in der in Tabelle 2 gezeigten Menge zugegeben, und das ausgefällte Magnesiumphoshat wurde daraus entfernt, um einen flüssigen Überstand zu erhalten. Wasser wurde zum flüssigen Überstand gegeben, um eine Naturkautschuklatexlösung herzustellen, die eine Feststoff(Kautschuk)-Konzentration von 27 Masse-% aufwies. 40 Massenteile von Ruß (B) wurden zum Wasser zugegeben. Ein Rührer (Flashblend, hergestellt von Silverson) wurde eingesetzt, um Ruß (B) zu dispergieren (Flashblend-Bedingungen: 3600 U/min, 30 Minuten), um eine Rußschlämme herzustellen. Die Naturkautschuklatexlösung wurde zur Rußschlämme in einer Menge zugegeben, die verursachte, dass Feststoffe (Kautschuk) darin in einer Menge von 100 Massenteilen vorhanden waren, um eine flüssige Vorkoagulationsmischung herzustellen. Die flüssige Vorkoagulationsmischung wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure dort in einer Menge zugegeben wurde, die ausreichte, um einen pH-Wert von 4 zu erreichen. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder des Quetschertyps (Schneckenpresse V-02, hergestellt von Sueherio EPM Corporation) wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht höher als 1,5 % war, um ein nasses Kautschuk-Masterbatch herzustellen.
  • - Herstellung einer Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in den in Tabelle 2 aufgeführten Mengen vermischt, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel, Ltd., wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Erste Bewertung
  • - Magnesiumgehalt -
  • Der Magnesiumgehalt des flüssigen Überstands - Ausführungsbeispiele 4 und 5 - wurde nach ISO 11852, 2011, gemessen. Der Magnesiumgehalt des Naturkautschuklatex - Vergleichsbeispiel 4 - wurde nach ISO 11852, 2011, gemessen.
  • - 90 Vol-% Partikeldurchmesser -
  • D90 (µm) von flüssigem Überstand - Ausführungsbeispiele 4 und 5 - wurde unter Anwendung eines „SALD 2200“, hergestellt von Shimadzu Corporation, gemessen (Latexrefraktionsindex: 1,6 - 0,10i), wobei der Absorptionsgrad auf 0,05 bis 0,1 zur Messzeit eingestellt wurde. D90 (µm) von Naturkautschuklatex - Vergleichsbeispiel 4 - wurde unter denselben Bedingungen gemessen.
  • Zweite Bewertung: Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk
  • Die Kautschukzusammensetzung wurde unter Bedingungen von 150 °C 30 Minuten lang vulkanisiert, um vulkanisierten Kautschuk zu erhalten. Ermüdungsfestigkeit, Wärmeerzeugung und Zugbelastung des vulkanisierten Kautschuks wurden bewertet. Die Bedingungen, unter denen die Bewertung ausgeführt wurde, waren dieselben wie bei Ausführungsbeispiel 1. Ergebnisse der Bewertung werden an einem Wert von 100 für Vergleichsbeispiel 4 indexiert. Tabelle 2
    Vergleichsbeispiel 4 Ausführungsbeispiel 4 Ausführungsbeispiel 5
    Flüssiger Überstand oder Naturkautschuklatex
    Zugegebene DAP-Menge Masse-% - 1,1 0,4
    Bewertung Magnesiumgehalt des flüssigen Überstands ppm - 80 131
    D90 Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln im flüssigen Überstand µm - 1,92 1,40
    Magnesiumgehalt des Naturkautschuklatex ppm 180 - -
    D90 Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln im Naturkautschuklatex µm 1,20 - -
    Flüssige Vorkoagulationsmischung
    Gemischte Menge (Massenteile) Naturkautschuk 100 100 100
    Ruß (B) 40 40 40
    N2SA von Ruß (B) m2/g 27 27 27
    Bedingungen
    b/a 0,22 0,50 0,31
    (b x d)/(c x 1000) 0,90 0,56 0,77
    Nasses Kautschuk-Masterbatch
    Gemischte Menge (Massenteile) Naturkautschuk 100 100 100
    Ruß (B) 40 40 40
    Kautschukzusammensetzung
    Gemischte Menge (Massenteile) Nasses Kautschuk-Masterbatch 140 140 140
    Zinkoxid 3 3 3
    Stearinsäure 4 4 4
    Antioxidans (A) 2 2 2
    Antioxidans (B) 1 1 1
    Schwefel 2 2 2
    Vulkanisationsbeschleuniger 1 1 1
    Vulkanisierter Kautschuk
    Bewertung Ermüdungsfestigkeit (bezogen auf Indexwert) 100 118 111
    Wärmeerzeugung (bezogen auf Indexwert) 100 97 92
    M300 (bezogen auf Indexwert) 100 109 105
  • Bei Ausführungsbeispiel 4, bei dem DAP 1,1 Masse-% betrug, waren die Ermüdungsfestigkeit, die Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbelastung besser als bei Vergleichsbeispiel 4. Bei Ausführungsbeispiel 5, bei dem DAP 0,4 Masse-% betrug, war die Fähigkeit, eine reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, besser als bei Ausführungsbeispiel 4. Bei Ausführungsbeispiel 5 wird vermutet, dass die Häufigkeit des Kontakts zwischen Ruß (B) und Kautschukpartikeln hoch war.
  • Vergleichsbeispiel 5
  • - Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches -
  • Naturkautschuklatex wurde gesammelt. Wasser wurde zu Naturkautschuklatex zugegeben, um eine Naturkautschuklatexlösung herzustellen, die eine Feststoff(Kautschuk)-Konzentration von 27 Masse-% aufwies. 70 Massenteile von Ruß (A) wurden zum Wasser hinzugegeben. Ein Rührer (Flashblend, hergestellt von Silverson) wurde eingesetzt, um Ruß (A) zu dispergieren (Flashblend-Bedingungen: 3600 U/min, 30 Minuten), um eine Rußschlämme herzustellen. Die Naturkautschuklatexlösung wurde zur Rußschlämme in einer Menge zugegeben, die verursachte, dass darin Feststoffe (Kautschuk) in einer Menge vorhanden waren, die 100 Massenteile betrug, um eine flüssige Vorkoagulationsmischung herzustellen. Die flüssige Vorkoagulationsmischung wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure dort in einer Menge zugegeben wurde, die ausreichte, um einen pH-Wert von 4 zu erreichen. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder (Schneckenpresse Modell V-02 des Quetschertyps, hergestellt von Suehiro EPM Corporation), wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht größer als 1,5 % war, um ein nasses Kautschuk-Masterbatch herzustellen.
  • - Herstellung einer Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in den in Tabelle 3 aufgeführten Mengen vermischt, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel Ltd., wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Ausführungsbeispiele 6 und 7
  • - Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches -
  • Naturkautschuklatex wurde gesammelt. DAP als eine Fraktion des Gesamtgewichts des Naturkautschuklatex wurde in der in Tabelle 3 gezeigten Menge zugegeben, und das ausgefällte Magnesiumphosphat wurde daraus entfernt, um einen flüssigen Überstand zu erhalten. Wasser wurde zum flüssigen Überstand zugegeben, um eine Naturkautschuklatexlösung herzustellen, die eine Feststoff(Kautschuk)-Konzentration aufwies, die 27 Masse-% betrug. 70 Massenteile von Ruß (A) wurden zum Wasser hinzugegeben. Ein Rührer (Flashblend, hergestellt von Silverson) wurde eingesetzt, um Ruß (A) zu dispergieren (Flashblend-Bedingungen: 3600 U/min, 30 Minuten), um eine Rußschlämme herzustellen. Die Naturkautschuklatexlösung wurde zur Rußschlämme in einer Menge zugegeben, die verursachte, dass darin Feststoffe (Kautschuk) in einer Menge vorhanden waren, die 100 Massenteile betrug, um eine flüssige Vorkoagulationsmischung herzustellen. Die flüssige Vorkoagulationsmischung wurde bei 90 °C in einem Mischer (Supermixer SMV-20, hergestellt von Kawata Co., Ltd.) gehalten, während Ameisensäure in einer Menge zugegeben wurde, die ausreichte, um einen pH-Wert von 4 zu erhalten. Ein Einschnecken-Entwässerungsextruder des Quetschertyps (Schneckenpresse Modell V-02, hergestellt von Suehiro EPM Corporation) wurde eingesetzt, um das Koagulum zu trocknen, bis der Wassergehalt nicht größer als 1,5 % war, um ein nasses Kautschuk-Masterbatch herzustellen.
  • - Herstellung einer Kautschukzusammensetzung -
  • Die jeweiligen Mischungsbestandteile wurden in Mengen vermischt, wie sie in Tabelle 3 aufgeführt sind, und ein Banbury Mischer Modell B, hergestellt von Kobe Steel Ltd., wurde eingesetzt, um diese miteinander zu verkneten, um eine Kautschukzusammensetzung herzustellen.
  • Erste Bewertung
  • - Magnesiumgehalt -
  • Der Magnesiumgehalt des flüssigen Überstands - Ausführungsbeispiele 6 und 7 - wurde nach ISO 11852, 2011, gemessen. Der Magnesiumgehalt von Naturkautschuklatex - Vergleichsbeispiel 5 - wurde nach ISO 11852, 2011, gemessen.
  • - 90 Vol-% Partikeldurchmesser -
  • D90 (µm) vom flüssigen Überstand - Ausführungsbeispiele 6 und7 - wurde unter Anwendung von „SALD 2200“, hergestellt von Shimadzu Corporation, gemessen (Latexrefraktionsindex: 1,6 - 0,10i), wobei der Absorptionsgrad auf 0,05 bis 0,1 zur Messzeit eingestellt wurde. D90 (µm) von Naturkautschuklatex - Vergleichsbeispiel 5 - wurde unter denselben Bedingungen gemessen.
  • Zweite Bewertung: Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk
  • Die Kautschukzusammensetzung wurde bei Bedingungen von 150 °C 30 Minuten lang vulkanisiert, um vulkanisierten Kautschuk zu erhalten. Die Wärmeerzeugung und Zugbelastung des vulkanisierten Kautschuks wurden bewertet. Die Bedingungen, unter denen die Bewertung ausgeführt wurde, waren mit denjenigen von Ausführungsbeispiel 1 identisch. Ergebnisse der Bewertung werden an einem Wert von 100 für Vergleichsbeispiel 5 indexiert gezeigt. Tabelle 3
    Vergleichsbeispiel 5 Ausführungsbeispiel 6 Ausführungsbeispiel 7
    Flüssiger Überstand oder Naturkautschuklatex
    Zugefügte DAP-Menge Masse-% - 0,25 1,1
    Bewertung Magnesiumgehalt des flüssigen Überstands ppm - 144 80
    D90 Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln im flüssigen Überstand µm - 1,29 1,92
    Magnesiumgehalt von Naturkautschuklatex ppm 180 - -
    D90Partikeldurchmesser von Kautschukpartikeln im Naturkautschuklatex µm 1,20 - -
    Flüssige Vorkoagulationsmischung
    Gemischte Menge (Massenteile) Naturkautschuk 100 100 100
    Ruß (A) 70 70 70
    N2SA von Ruß (A) m2/g 142 142 142
    Bedingungen
    b/a 0,39 0,49 0,88
    (b x d)/(c x 1000) 8,28 7,71 5,18
    Nasses Kautschuk-Masterbatch
    Gemischte Menge (Massenteile) Naturkautschuk 100 100 100
    Ruß (A) 70 70 70
    Kautschukzusammensetzung
    Gemischte Menge (Massenteile) Nasses Kautschuk-Masterbatch 170 170 170
    Zinkoxid 3 3 3
    Stearinsäure 4 4 4
    Antioxidans (A) 2 2 2
    Antioxidans (B) 1 1 1
    Schwefel 2 2 2
    Vulkanisationsbeschleuniger 1 1 1
    Vulkanisierter Kautschuk
    Bewertung Ermüdungsfestigkeit (bezogen auf Indexwert 100 110 118
    Wärmeerzeugung (bezogen auf Indexwert) 100 98 93
    M300 (bezogen auf Indexwert) 100 113 115
  • Bei Ausführungsbeispiel 6, bei dem DAP 0,25 Masse-% betrug, waren die Ermüdungsbeständigkeit, die Fähigkeit, reduzierte Wärmeerzeugung zu erreichen, und die Zugbeanspruchung besser als bei Vergleichsbeispiel 5. Bei Ausführungsbeispiel 7, bei dem DAP 1,1 Masse-% betrug, war die Fähigkeit, Wärmeerzeugung zu reduzieren, besser als bei Ausführungsbeispiel 6. Bei Ausführungsbeispiel 7 wird vermutet, dass die Häufigkeit des Kontakts zwischen Ruß (A) und Kautschukpartikeln hoch war.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010150485 A [0003]
    • JP 2004250546 [0003]
    • WO 2010074245 A [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO 11852 [0046, 0060, 0068]

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, das nachstehende Formel I erfüllt, umfassend: einen Arbeitsvorgang, bei dem ein Latex, der Kautschukpartikel umfasst, für die ein 90 Vol-% Partikeldurchmesser nicht größer als 2 µm ist, und in dem Magnesium in einer Menge enthalten ist, die nicht größer als 150 ppm ist, hergestellt wird, und einen Arbeitsvorgang, bei dem eine flüssige Mischung, die eine Kautschukkomponente und Ruß umfasst, herstellt wird, wobei der Vorgang, bei dem die flüssige Mischung hergestellt wird, einen Schritt (a) umfasst, bei dem der Latex und ein Dispersionslösemittel vermischt werden, und einen Schritt (b), bei dem eine im vorherigen Schritt (a) erhaltene Latexlösung und eine Schlämme, die den Ruß enthält, gemischt werden, wobei Formel I durch 0,1 < b/a < 1,0
    Figure DE112016003827T5_0005
    gegeben ist, und wobei bei Formel I a die Menge, ausgedrückt in ppm-Einheiten, des im Latex enthaltenden Magnesiums angibt, und b die Menge, ausgedrückt in Einheiten von Massenteilen, des Rußes in der flüssigen Mischung für jede 100 Massenteile der Kautschukkomponente in der flüssigen Mischung angibt.
  2. Verfahren zur Herstellung des nassen Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 1, wobei der Arbeitsvorgang, bei dem der Latex hergestellt wird, einen Schritt umfasst, bei dem Diammoniumphosphat zum Latexrohmaterial gegeben wird, und einen Schritt, bei dem Magnesium, das als Ergebnis des vorherigen Schritts erzeugt worden ist, entfernt wird.
  3. Herstellungsverfahren für die Kautschukzusammensetzung, umfassend das Verfahren für die Herstellung des nassen Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 1 oder 2.
  4. Reifenherstellungsverfahren, umfassend das Verfahren für die Herstellung des nassen Kautschuk-Masterbatches nach Anspruch 1 oder 2.
DE112016003827.5T 2015-10-29 2016-05-10 Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches, Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung eines Reifens Ceased DE112016003827T5 (de)

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