DE3031742A1 - Verfahren zur herstellung von kautschuk-zusammensetzungen fuer reifen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von kautschuk-zusammensetzungen fuer reifenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Zusammensetzungen für Reifen bzw. Reifenprofile
oder Reifenlaufflächen. Diese Zusammensetzungen werden insbesondere
erhalten durch einen zweistufigen IiLschvorgang, in
welchem bestimmte Kautschukbestandteile mit Ruß und anderen
Zusatzstoffen vermischt werden.
Seit einiger Zeit v/erden Autoreifen gesucht, welche die mit Ihnen ausgerüsteten Autos in die Lage versetzen, mit einem
geringen Treibstoffverbrauch betrieben zu werden und insbesondere einen geringen Rollwiderstand aufweisen.
In bekannten Herstellungsverfahren für Reifen entstanden dadurch Probleme, daß bei dem Versuch,· den Rollwiderstand
zu erniedrigen, bei den erhaltenen Reifen sich die- Durchführung der Saßbremsung verschlechterte. Anderer;nei^- führte
der Versuch der Verbesserung der Naßbremsung bei den erhaltenen Reifen zu einer Erhöhung des Rollwiderstandes. Es
herrschte die Ansicht, daß diese Eigenschaften oder Charakter istika der Reifen weitgehend abhängig sind von der Energieverlust-Eigenschaft
der Kautschukverbindungen auf der Lauffläche der Reifen. Aus diesen Gründen und aus der Erfahrung wurde
bisher angenommen, daß eine Verminderung des Rollwiderstandes der Reifen und eine Verbesserung der ^aßbremsung und ihrer Verfehl
eißfähigkeit in Widerstreit stehende Größen seien.
Um Reifen mit geringem Rollwiderstand zu erhalten, muß
der Kautschukteil der Lauffläche der Reifen derart gestaltet sein, daß ein Energieverlust, welcher durch die
Belastung erzeugt wird, welche auf den mit der Straßenoberfläche in Berührung stehenden Reifen während der
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Bewegung der Reifen und auch durch wiederholte Deformation
aufgrund der Umdrehungen der Reifen ausgeübt wird, gering
gehalten wird. In Tests von Kautschukmaterialien sind dynamische Verlusteigenschaften, wie beispielsweise die Elastizität,
ein Hinweis auf den Rollwiderstand. Es ist zusätzlich notwendig, diese Elastizität bei einer Temperatur von etwa
70 C su bewerten unter Berücksichtigung der wirklichen
Jahrbedingungen eines Autos.
Um den Rutschwiderstand der Reifen bei Fasse, d.h. die Bremswirkung auf einer nassen Straße zu verbessern, was
aus Sicherheitsgründen von großer Bedeutung ist, sollte der Eautschukteil der Lauffläche der Teile so ausgestaltet
sein, daß ein Energieverlust, wie beispielsweise Reibungswiderstand, welcher durch Deformation der Lauffläche der
Reifen im Zusammenhang mit Unebenheiten der Straßenoberfläche
auftritt, wenn die Reifen unter Bremsung sich auf der Straße bewegen, groß ist.
Zusätzlich zum Rollwiderstand und den Uaßbremsungseigenschaften
der Reifen sind deren Verschleißfestigkeit aus wirtschaftlichen Gründen eine wichtige Eigenschaft. Es
wurden intensive .Anstrengungen unternommen zur Entwicklung einer Kautschuk-Zusammensetzung zur Verwendung bei der
Herstellung von Reifen-Laufflächen mit einem ausgewogenen
Verhältnis von Rollwiderstand und Haßbremsungsverhalten.
Gleichzeitig sollte keine nennswerte Verringerung der Verschleißfestigkeit auftreten. Es sollte gleichzeitig ein
Verfahren zur Herstellung derartiger Kautschuk-Zusammensetzungen geschaffen werden, um eine wirtschaftliche
Energie- und Vorratsnutzung zu erreichen.
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Es wurden zahlreiche Forschungsarbeiten unternommen, um
eine Kautschuk-Zusammensetzung zu schaffen, die sich zur Herstellung von Reifen-Laufflächen, welche die vorstehend
genannten Anforderungen erfüllen, verwenden läßt.
Unter anderem wurden besonders ausführliche Forschungsarbeiten unternommen bezüglich der kombinierten Verwendung
von Naturkautschuk, einem synthetischen Dien-Kautschuk und
einein halogenhaltigen Polyisobutylen-Isoprenkautschuk (nachstehend
als halogenierter Butylkautschuk bezeichnet. Diese Arbeiten sind veröffentlicht in "Improvement of Tire Traction
With Chlorobutyl Rubber" in der Zeitschrift "Tire Science And Technology", 1 (2), Mai 1973, Seiten 190 bis201 - -Als
Ergebnis dieses besonders genauen Forschungsprogrammes wurde herausgefunden, daß eine Mischung mit den in einem speziellen
Mischverhältnis vorliegenden Haupt-Kautschukbestandteilen
(1) einem halogenierten Butylkautschuk, (2) natürlichem Kautschuk oder Polyisoprem-Kautschuk mit mindestens 90% cis-1T4~
Bindungseinheiten und (3) einem Polybutadien-Kautschuk mit
weniger als 20% an 1,2-Bindungseinheiten zu den gewünschten
Reifen-Laufflächen führen, welche die genannten Eigenschaften (geringer Rollwiderstand und gute Naßbremsungs-Eigenschaften)
und außerdem eine annehmbare Yerschleißfestigkeit aufweisen.
Auf dieser Basis wurde ein japanisches Patent angemeldet unter der Anmeldenummer 42 011/79 (Anmeldetag 9. April 1979).
Die Auswahl der Kautschukbestandteile der gewünschten Kautschuk-Zusammensetzung
für Reifen-Laufflächen wurde auf der Basis dieser Ergebnisse getroffen, wodurch die Entwicklung
der gewünschten Reifen-Laufflächen in einem gewisschen Ausmaß durchgeführt werden konnte. Es wurde jedoch weiterhin
Kautschuk-Zusammensetzungen gesucht, aus denen sich Reifen-
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Laufflächen, herstellen lassen, welche eine weiter verbesserte
Elastizität aufweisen. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen (zwei unterschiedliche
Schritte umfassend) zur Herstellung von Kautschuk-Zusammensetzungen,
welche nach ihrer Aushärtung Reifen-Laufflächen ergeben, welche sowohl einen geringen Rollwiderstand, als
auch gute Uaßbremsung sei genschaft en aufweisen ohne nennenswerte
Abnahme der Verschleißfestigkeit- Diese drei Eigenschaften
sollten in einem gut ausgewogenen Verhältnis vorhanden sein- ÜTach den bislang bekannten Verfahren ließ sich
ein derart ausgewogenes Verhältnis nicht erreichen.
Es wurden Untersuchungen der Herstellungsverfahren für Kautschuk-Zusammensetzungen
(für Reifen-Laufflächen) mit den Kautschukbestandteilen, wie sie in der genannten japanischen
Patentanmeldung Nr- 42 011/79 dargestellt sind, unternommen. Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurde die Aufmerksamkeit
auf in zwei Schritten erfolgende Verfahren gelenkt, welche in der japanischen Offenlegungsschrift ITr. 11 24 4-5/75,
"Rubber Chemistry And Technology", Band 47, Seite 48 (1974)
und anderen Veröffentlichungen dargestellt sind. Diese dargestellten Verfahren liefern Kautschuk-Zusammensetzungen aus
welchen sich Reifen-Laufflächen mit verschiedenen verbesserten Eigenschaften herstellen lassen.
Es wurde herausgefunden, daß eine Kautschuk-Zusammensetzung,
welche den Reifen-Laufflächen unerwartet bemerkenswerte verbesserte Elastizität, Rutschwiderstand bei Nässe und annehmbare
Verschleißfestigkeit verleiht, wobei diese drei Eigenschaften wohlausgewogen sind, erhalten werden kann durch Anwendung
eines besonderen zweistufigen Vermischungsvorganges auf (I) Kautschukbestandteile mit (1) einem halogenierten
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Butylkautschuk, (2) Naturkautschuk oder Polyisopren-r
Kautschuk und (3) einem Polybutadien-Kautschuk, wie auch
(II) Ruß und übliche Zusätze zur Vervollständigung der Erfindung. Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt
in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Kautschuk-Zusammensetzungen für Reifen-Laufflächen mit
vrohlausgevogener Elastizität;, JXut scheider stand bei !Tasse
und Verschleißfestigkeit, durch mechanisches Vermischen einer besonderen Menge eines halogenierten Butylkautsehuks,
Naturkautschuk oder eines Polyisopren-Kautschuks und eines
Polybutadien-Kautschuks mit einer speziellen Menge an Ruß
und anderen Zusatzstoffen in einem ersten Vermischungsschritt und nachfolgendem mechanischem Vermischen des erhaltenen
Gemisches mit den verbleibenden Kautschukbestandteilen und Ruß in dem zweiten Vermischungsschritt, wodurch
die Kautschuk-Zusammensetzung erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nächst eher, i i"hev erläutert.
In einem Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Zusanae^-
setsungen für Reifen-Laufflächen durch mechanisches Vermischen
(1) von mindestens einem halogeniertem Butylkautschuk, (2) Naturkautschuk oder einem Polyisopren-Kautschuk
und (3) einem Polybutadien-Kautschuk, wobei die Kautschukarten (1) bis (3) zusammen 100 Gewicht steile ausmachen, mit
40 bis 70 Gewichtsteilen an Ruß und mit einem Vulkanisierungsbeschleuniger,
Schwefel und anderen Bestandteilen, wobei das Verfahren dadurch charakterisiert ist, daß zuerst 40
bis 70 Teile der Kautschukbestandteile vermischt werden,
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welche mindestens 50 Gew.-% der Gesamtmenge der Kautschukarten
(1) und (3) enthalten mit mindestens 90 Gew.-% der gesamten Eußmenge zu einer mechanisch vermischten
Masse formen und dann in einem zweiten Vermischungsschritt
die so gebildete Masse mit den restlichen Kautschukbestandteilen und Ruß vermischt wird, um die Kautschuk-Zusammensetzungen
für die Reifen-Laufflächen zu erhalten.
Es wurde überraschend gefunden, daß dieses spezielle Mischverfahren
in zwei Schritten zur Schaffung von Kautschuk-Zusammensetzungen für Reifen-Laufflächen führt, welche nach
Aushärtung Reifen-^Laufflächen liefern, welche eine beachtlich
verbesserte Elastizität aufweisen und auch eine gleiche oder überlegene Rutschfestigkeit besitzen im Verhältnis zu
einer Kautschuk-Zusammensetzung, welche mit den gleichen vorstehend
genannten Bestandteilen hergestellt wurde durch ein herkömmliches Mischverfahren (im weiteren als einstufiges
Mischverfahren bezeichnet).
Der Grund, warum die Menge der im ersten Vermischungsschritt des Verfahrens eingesetzten Kautschukbestandteile gemäß der
Erfindung begrenzt ist auf mindestens 50 Gew.-% der Gesamtmenge
an halogeniertem Butylkautschuk (1) und an Polybutadien-Kautschuk (3) liegt in der Absicht, bei den erhaltenen
Reifen-Laufflächen eine Abnahme der Verschleißfestigkeit
verhindern, obwohl diese Laufflächen eine hohe Elastizität aufweise im Vergleich mit denjenigen, welche nach dem herkömmlichen
einstufigen Mischverfahren erhalten worden sind.
Der Grund, aus welchem die Kautschukbestandteile mindestens
mit 90 Gew.—% der gesamten Menge an Ruß im ersten Vermischungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens vermischt werden
sollen, auf 40 bis 70 Gewichtsteile begrenzt ist, wird nachfolgend erläutert.
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Wenn weniger als 4-0 Gewichtsteile der Kautschukbestandteile
zu einer Zeit mit dem Ruß dieser Menge eingebracht werden und anschließend in einem herkömmlich benutztem Mischer oder
in einer Walzinühle vermischt werden, ist es schwierig, eine
homogen gemischte Masse zu erhalten. Außerdem besteht eine Neigung zu großer Hitzeentwicklung während der mechanischen
Vermischung und der 3uß wird nicht einheitlich dispergiert in den Kautschukbestandteilen. Dadurch werden Seifen-Laufflächen
geschaffen, welche eine unerwartet unzureichende Verschleißfestigkeit aufweisen. Wenn andererseits mehr als 70
Gewichtsteile der Kautschukbestandteile im ersten Vermischungsschritt eingesetzt werden, ergibt sich eine zu geringe Konzentration
des Eußes in den Kautschukbestandteilen. Dadurch
kommen die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichten Vorteile nicht hinreichend zur Wirkung und die erhaltenen Eeif en-Laufflächen
zeigen eine v/enig verbesserte Elastizität. Wenn die Kautschukbestandteile und der Ruß in dem ersten Vermischungsschritt
mechanisch vermischt werden, können gegebenenfalls bis zu 30 Gewichtsteile eines Verarbeitungsöls zugesetzt werden,
um den Vermischungsvorgang zu erleichtern. Wenn jedoch eine größere Menge des Verarbeitungsöles eingesetzt wird,
gehen die Vorteile der Erfindung verloren.
Der halogenierte Butylkautschuk (1), der eingesetzt wird,
umfaßt vorzugsweise einen chlorierten Butylkautschuk (Chlorgehalt 1,0 bis 1,5 Gew.-%), einen bromierten Butylkautschuk
(Bromgehalt 1,8 bis 2 Gew.-%) oder ein Gemisch beider Kautschukarten. Der verwendete Polyisopren-Kautschuk (2) enthält
mindestens 90% an cis-1,4—Bindungseinheiten. Der eingesetzte
Polybutadien-Kautschuk (3) enthält bis zu 20% an 1,2-Bindungs einheit en.
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Die bevorzugten quantitativen Mengen, in welchen die Kautschukbestandteile
(1), (2) und (3) verwendet werden, sind so ausgewählt, daß die erhaltenen Reifen-Laufflächen einen
stark verbesserten Rollwiderstand aufweisen neben einem zufriedenstellenden Rutschwiderstand bei Nässe, ohne daß eine
nennenswerte Verminderung der Verschleißfähigkeit eintritt, wie in der japanischen Patentanmeldung, 42 011/79 veröffentlicht
wurde. Vorzugsweise wird der halogeniert© Butylkautschuk (1) in einer lienge von 5 bis 30 Gewichtsteilen eingesetzt,
der Naturkautschuk oder Polyisopren-Kautschuk (2)
in einer Gewichtsmenge von bis zu 95 Teilen und der PoIybutadien-Kautschuk
(3) in einer Menge, die mindestens 50 Gewichtsteile weniger beträgt als die 10-fache Menge an halogeniertem
Butylkautschuk (1) und höchstens 20 Gewichtsteile weniger beträgt als die Menge an halogeniertem Butylkautschuk
(1). Diese bevorzugten Bereiche sind in Fig. 1 dargestellt. Unter der Voraussetzung, daß die Gewichtsbereiche
der Kautschuksorten (1), (2) und (3) durch die Symbole ζ, χ und y dargestellt werden, können die Besiehungen zwischen
diesen Symbolen durch die folgenden Formeln angegeben werden:
95 2 | : * > | O | (D |
30 2 | :. Z > | 5 | (2) |
y 4L | Ίθζ - | 50 | (3) |
y l | ζ — | 20 | (4) |
X + | y + z | = 100 | (5) |
Die verwendeten Gewichtsbereiche, welche aus den vorstehend genannten !Formeln (1) bis (5) berechnet werden, sind bezüglich
der im erfindungs gemäß en Verfahren eingesetzten Kautschukbestandteile bevorzugt. Weitere verwendete Vorzugsbereiche
an Gewichtsmengen von Kautschukbestandteilen sind teilweise der japanischen Patentanmeldung Nr. 42 011/79 zu
entnehmen.
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Die halogenierten Butylkautschuke (1) werden vorzugsweise in Gewichtsmengen von 5 "bis 30 Teilen (Formel 2) eingesetzt.
Formel (3)gibt den entscheidenden Wert für den Rutschwiderstand bei Nässe an. Wenn die Menge an eingesetztem
Polybutadien-Kautschuk (3) die entscheidende Linie überschreitet, führt dies zur Herstellung von Reifen-Laufflächen
mit unzureichendeni Rutschwiderstand bei Nässe, wenngleich
diese eine verbesserte Verschleißfestigkeit; aufweisen.
Je größer die Menge an eingesetzten halogeniert em Butylkautschuk ist, um so geringer ist die Elastizität und
Verschleißfestigkeit der erhaltenen Reifen-Laufflächen.
Die Verwendung von halogeniertem Butylkautschuk (1) in einer
Gewichtsmenge von mehr als 30 Teilen führt zu keiner deutlichen
Steigerung des Rutschwiderstandes bei Nässe in den erhaltenen Reifen-Laufflächen unter Berücksichtigung der
Steigerung der Kautschukmenge (1), während dadurch die Verschleißfestigkeit
und die Elastizität herabgesetzt werden. Somit ist die Verwendung von zuviel Kautschuk (1) ungeeignet
für den Zxfeck der Verminderung des Rollwider^ti-:: - in den
erhaltenen Reifen-Laufflächen.
Der Naturkautschuk, der Polyisopren-Kautschuk mit mindestens
90% cis-1,^-Bindungseinheiten oder ein Gemisch dieser beiden
erfindungsgemäß verwendeten Kautschukarten (2) wird vorzugsweise
in einer Gewichtsmenge von bis zu 95 Teilen der gesamten Kautschukzusätze (1) bis (3), wie sie vorstehend erwähnt
wurden, eingesetzt. Unter diesen Bedingungen sind lediglich die beiden Formeln (2) und (3) erfüllt^und die Elastizität
der erhaltenen Reifen-Laufflächen hängt hauptsächlich von der Menge des eingesetzten Kautschuks (2) ab, d.h. daß die
Elastizität der erhaltenen Reifen-Laufflächen mit der Menge des eingesetzten Kautschuks (2) verbessert wird. Der Einsatz
des Kautschuks (2) in einer Gewichtsmenge von mehr als 95
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Teilen führt zu dem nachteiligen Ergebnis einer Abnahme des
Rutschwiderstandes bei Nässe in den erhaltenen Reifen-Laufflächen.
Die Menge des eingesetzten Polybutadien-Xautschuks (3) wird variiert in Abhängigkeit von der Menge des eingesetzten halog-;nierten
Butylkautschuk (1) und T-p_rd Φα roh den in Eorraeii (5)
und (4) angegebenen Bereich beschrieben. Insbesondere in dem durch Formel (4) angegebenen Bereich wird eine deutlich Abnahme
der Verschleißfestigkeit in den erhaltenen Reifen-Laufflächen
verhindert, wenn der halogen!erte Butylkautschuk (1)
in einer Menge eingesetzt wird, die im höheren Teil des angegebenen Bereiches liegt.
Der erfindungsgemäß eingesetzte Ruß soll vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von bis zu 40 m/U aufweisen.
Die Verwendung von Ruß mit einer größeren mittleren Teilchengröße ist nachteilig, da sie zu einer Abnahme der Verschleißfestigkeit
in den erhaltenen Reifen-Laufflächen führt. Weiterhin sollte die vorzugsweise eingesetzte Menge an Ruß im ersten
Vermischungsschritt in Gewichtsverhältnissen erfolgen von 0,7 bis 1,3 auf der Basis der gesamten Menge der im ersten
Vermischungsschritt eingesetzten Kautschukbestandteile. Die
Verwendung von Ruß in Verhältnissen oberhalb to 1,3 erschwert das mechanische Vermischen des Rußes mit den Kautschukbestandteilen
in einem herkömmlichen Mischer. Der Einsatz von Ruß im Verhältnis unterhalb von 0,7 führt zu geringen Rußkonzentrationen
in den Kautschukbestandteilen, wodurch der Effekt der Verbesserung der Elastizität gemindert wird.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Menge an Ruß
beträgt, wie bereits vorstehend erwähnt 40 bis 70 Gewichtsteile. Wenn die gesamte Menge (40 bis 70 Gewichtsteile) des
Rußes in dem ersten Vermischungsschritt eingesetzt wird, wird
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die maximale Elastizität-Verbesserung erzielt. Jedoch können
auch alternativ dazu 10% der Gesamtmenge an Ruß mit dem Rest
der Kautschukbestandteile in dem zweiten Vermischungsschritt
eingesetzt werden. Venn andererseits weniger als 90% der Gesamtmenge
an Ruß im ersten Vermischungsschritt eingesetzt werden,
wird die Elastizität in den erhaltenen Reifen-Laufflächen
nicht hinrei-Chend verbessert (Vergleichsbeispiel 8).
Der erste erfindungsgemäße Vermischungsschritt wird benutzt, um
mechanisch die Kautschukbestandteile mit dem Ruß zu vermischen. Dadurch wird eine hochkonzentrierte Dispersion des Rußes in den
Kautschukbestandteilen erreicht.Um eine derartige Dispersion zu
erhalten, kann der Ruß insgesamt in einem Schritt den Kautschukbestandteilen zugesetzt werden und mit diesen in einem geschlossenem
Mischer oder einer offenen Rolle vermischt werden. Der Ruß kann jedoch auch in verschiedenen Teilen zugesetzt werden,
um so schrittweise die Konzentration des Rußes in den Kautschukbestandteilen zu erhöhen. Wenn die Dispersion des Rußes
die gewünschte hohe Konzentration in dem Mischer erreicht hat, kann eine kontinuierliche Zuführung und mechanische Vermischung
mit den verbleibenden Kautschukbestandteilen und dem Ruß erfolgen.
Dieser letztere Schritt entspricht dem zweiten Vermischungsschritt
und liegt im Bereich der Erfindung. Es ist Jedoch unzweckmäßig, eine Ruß-Grundmischung ohne mechanische
Vermischung herzustellen, wie beispielsweise eine Naßruß-Grundmischung
und diese mit den verbleibenden Kautschukbestandteilen in einem zweiten Vermischungsschritt zusammenzubringen.
In den Fällen, in denen eine Naßruß-Grundmischung verwendet
werden muß, ist es ebenso erforderlich, daß diese Charge einem mechanischen Vermischen unterworfen wird.und anschließend mit
den verbleibenden Bestandteilen in einem zweiten Vermischungsschritt zusammengegeben wird.
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Das gegebenenfalls im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte
Verfahrensöl, kann in Gewichtsmengen von bis zu 30
Teilen, vorzugsweise bis zu 20 Teilen, eingesetzt werden. Es ist grundsätzlich empfehlenswert, kein Verfahrensöl zuzusetzen,
um die Elastizität der erhaltenen Reifen-Laufflächen zu erhöhen. IJm jedoch Probleme, wie Erzeugung
großer Hitze und ähnliche im ersten Veriaischungs schritt
zu vermeiden, können bis zu 30 vorzugsweise bis su 20 Gewichtsteile
eines Verfahrensöls direkt zugesetzt werden oder in Form von dem Kautschuk zugesetztem Öl. Die erfindungsgemäßen
Kautschuk-Zusammensetzungen können versetzt werden mit den in der Kautschukindustrie weitgehend gebräuchlichen
Zusätzen, wie beispielsweise Zinkoxid, einem Vulkartisationsbeschleuniger,
einem Aktivator, einem Verfahrensöl und eiern Alterungss chut zmitt el.
Die im erfindungsgernäßen zweistufigen Vermischungsverfahren
hergestellten Kautschuk-Zusammensetzungen können nach herkömmlichen Methoden verformt und ausgehärtet werden, um aus
ihnen Reifen-Laufflächen herzustellen.
Die nachfolgenden erfindungsgemäßen Beispiele, Referenzbeispiele und Yergleichsbeispiele erläutern den Gegenstand der
Erfindung.
Beispiele 1 bis 22, Referenzbeispiele 1 bis 5
und Vergleichsbeispiele 1 bis 8
Verschiedene Kautschuk-Zusammensetzungen für Reifen-Laufflächen wurden aus Kautschukbestandteilen und Zusatzstoffen
durch Vermischung in einem Banbury-Mischer geringen Volumens
(Volumen 1,7 I)", wie in Tabellen 1 und 2 dargestd.lt hergestellt.
Die so hergestellten Zusammensetzungen gemäß der Er-
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findung (Beispiele) wurden verglichen mit den ebenso hergestellten
herkömmlichen Zusammensetzungen (Referenzbeispiele
und Vergleichsbeispiele), um die Effekte oder Vorteile der erstgenannten gegenüber den letzteren nachzuweisen. Dem ersten
Verraischungsschritt wurden die Bedingungen im Banbury-Mischer
so eingerichtet, daß die anfängliche Temperatur der Seitenwand des Mischers 600G betrug, der Rotor mit 4-0 Umdrehungen
pro I'ünube betrieben wurde und die Ummantelung des Mischers
bei einer Temperatur von 110 bis 120°C gehalten wurde. Im ersten Schritt wurde ein Teil der Kautschukbestandteile in den Banbury-Mischer
eingegeben, wo sie 30 Sekunden miteinander vermischt
wurden, worauf Ruß und andere Zusatzstoffe dem Mischer zugesetzt wurden und mit den anderen Bestandteilen vermischt
wurden, um die erste vermischte Masse zu erhalten. In dem zweiten Vermischungsschritt wurde die so erhaltene erste Vermischung
smasse um eine auf 60 C aufgeheizte 8-Inch-Walze aufgetragen,
mit dem Rest der Kautschukbestandteile 10 Minuten vermischt und weitere 10 Minuten auf der Y-^v- mit dem Vulkanisationsbeschleuniger
und Schwefel vermisch-1:, .-,.... :h Kautschuk-Zusammensetzungen
in Form von etwa 3 mm sca^.„ . tfcen
erhalten wurden. Die so erhaltenen plattenförmigen Kautschuk-Zusammensetzungen
wurden mittels einer Presse bei 160°C zwanzig Minuten lang vulkanisiert oder gehärtet und anschließend
getestet auf Elastizität (Lüpke-Rückpralltest bei 70°G), Rutschwiderstand, Pico-Abriebverlust (Pico-Äbriebtest nach
Goodrich) und Zugfestigkeit (JIS K 6301).
In Tabelle 1 sind Werte angegeben für Kautschuk-Zusammensetzungen,
welche aus den gleichen Bestandteilen wie in den Beispielen der Gruppen A, B, C, D und E unter Verwendung eines
einstufigen Vermischungsverfahrens hergestellt wurden. Ebenso
sind dort die Eigenschaften von Reifen-Laufflächen, welche aus
diesen Kautschuk-Zusammensetzungen hergestellt wurden, (Referenzbeispiele) aufgeführt.
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In Tabelle 2 sind Kautschuk-Zusammensetzungen aufgeführt, welche aus erfindungsgemäß einsetzbaren Bestandteilen in
einem zweistufigen Vermischungsverfahren gemäß der Erfindung hergestellt worden sind. Ebenfalls sind dort die Eigenschaften
der Seifen-Laufflächen, die aus diesen Kautschuk-Zusammensetzungen hergestellt worden sind, aufgeführt.
Der Tabelle Ί ist zu entnehmen, daß die Reifen-Laufflächen,
welche in einea svreistufigen Vermischungsverfahren in den Beispielen
1 bis 3 (Gruppe A) in Übereinstimmung mit -^ef erenzbeispiel
1 erhalten wurden, eine hohe Elastizität und ein Modul von 300% aufweisen und gleichzeitig eine geringe Härte
besitzen im Verhältnis zu den Reifen-Laufflächen, welche
durch das einstufige Vermischungsverfahren gemäß Referenzbeispiel 1 erhalten wurde. Der Rutschwiderstand bei Nässe ist
nicht durch das Vermischungsverfahren beeinflußt, weder durch das einstufige noch durch das zweistufige Vermischungsverfahren.
Bezüglich des erfindungsgemäßen zweistufigen Ver-mischungsverfahrens
hängt die Verschleißfestigkeit der erhaltenen Reifen-Laufflächen von der Zusammensetzung der Kautschukbestandteile,
die im ersten Vermischungsschritt eingesetzt werden, ab. In einem Palle, in welchem mindestens 50
Gew.-% der Gesamtmenge an Chlorbutylkautschuk und Polybutadien-Kautschuk
im ersten Vermischungsschritt eingesetzt werden,
zeigen die erhaltenen Reifen-Laufflächen verbesserte
Verschleißfestigkeit gegenüber den Reifen-Laufflächen, welche aus Kautschuk-Zusammensetzungen nach dem herkömmlichen Einstufenverfahren
hergestellt wurden. Jedoch führt die Verwendung von weniger als 50 Gew.-% eher zu normwidrigen
Effekten.
Pig. i ist eine Breiecksdarstellung der bevorzugten Mischungsverhältnisse,
in denen die im erfindungs gemäß en Verfahren einsetzbaren Kautschukbestandteile eingesetzt werden. Fig.
130013/1232
BAD ORIGINAL
ist eine Dreiecksdarstellung der Beziehung zwischen der
Vermischungsart der Kautschukbestandteile der nach einem
herkömmlichen einstufigen Vermischungsverfahren hergestellten
Kautschuk-Zusammensetzungen und der Werte für die
Elastizität, den Rutschwiderstand bei Nässe und der Verschleißfestigkeit der gehärteten Produkte, welche aus den
Kautschuk-Zusammensetzungen gewonnen wurden. Die Figuren
3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 sind jeweils Teile der Dreiecksdarstellung,
welche die Beziehungen angibt zwischen der Zusammensetzung der Kautschukbestandteile, die im ersten
Schritt des zweistufigen Vermischungsverfahren nach der Erfindung eingesetzt werden und der Elastizität, der -^utschfestigkeit
bei Nässe und der Verschleißfestigkeit der ausgehärteten
Produkte, welche aus den Kautschuk-Zusammensetzungen gewonnen werden.
Die Figuren 4—1, 4-2, 4-3 und 4-4 sind jeweils Teile der
Dreiecksdarstellung und zeigen die Beziehungen zx^ischen der
Zusammensetzung der Kautschukbestandteile, welche in dem ersten Vermischungsschritt des zweistufigen Vermischungsverfahrens der Beispiele oder Vergleichsbeispiele eingesetzt
werden und zeigt ferner die Eigenschaften der gehärteten Produkte, welche aus den Kautschuk-Zusammensetzungen
erhalten werden.
In den anliegenden Figuren bedeuten die Bezeichnungen "CL-IIR", "NR", "BR", "HAl-IIR" und "IR" chlorierten Butylkautschuk,
Naturkautschuk, Polybutadien-Kautschuk, halogenierten Butylkautschuk und Polyisopren-Kautschuk. Die drei eingeklammerten
Zahlenwerte in jeder Gruppe in den Figuren J-1 bis 3-4 sind
die Indizes für den Lüpke-Rückprall (Elastizität) bei 7O0G,
130013/1232 BAD ORIGINAL
den Rutschwiderstand bei Nässe und die Verschleißfestigkeit
(Pico-Abrieb). Die vier eingeklammerten Zahlenwerte in den
Figuren 4-1 bis 4-4 bedeuten die maximale Zerreißfestigkeit
(kg/cm2), Reißdehnung (%), 300%-Modul (kg/cm2) und JIS-Härte
Die Figuren 3 und 4 zeigen graphisch die Zusammensetzungen
der ^autschuk-Zusainmensetsurigen und die Eigenschaften der aus
ihnen hergestellten Reifen-Laufflächen. Die Figuren zeigen an,
daß die Kautschuk-Zusammensetzungen in den Referenzbeispielen
2, 3» 4 und 5 hei Behandlung im zweistufigen Vermischungsverfahren
dieselben Ergebnisse zeigen, wie diejenigen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren- Insbesondere haben bei
mechanischer Vermischung der erfindungsgemäß verwendbaren
Bestandteile in dem erfindungsgemäßen zweistufigen Vermischungsverfahren
die erhaltenen Reifen-Laufflächen eine verbesserte Elastizität bei unverändertem Rutschwiderstand bei Nässe im
Vergleich zu den Reifen-Laufflächen, welche aus den gleichen
Bestandteilen nach dem herkömmlichen einstufigen Vermischungsverfahren hergestellt werden. Außerdem führt die Verwendung
von mindestens 50 Gewichtsprozent der Gesamtmenge an halogeniertem
Butylkautschuk und Tolybutadien-Eautschuk im ersten
Vermischungsschritt des zweistufigen Vermischungsverfahrens
zur Herstellung von Reifen-Laufflächen mit verbesserter Verschleißfestigkeit
im Vergleich mit den Reifen-Laufflächen aus Kautschuk-Zusammensetzungen, die nach dem herkömmlichen einstufigen
Vermischungsverfahren hergestellt wurden. Die erhaltenen vulkanisierten Kautschuke, beispielsweise Reifen-Laufflächen,
welche nach dem zweistufigen Vermischungsverfahren hergestellt wurden, zeigen eine etwa geringe Härte
und einen etwas hohen Wert für den 30Q/ö-Modul. Ihre Zerreißfestigkeit
wird nicht wesentlich beeinflußt durch .die Art des Vermischungsverfahrens, weder durch das einstufige
noch durch das zweistufige Vermischungsverfahren. Jedoch
tendiert ihre Zerreißdehnung zu niedrigen Werten.
1 3Q013/1232
BAD ORIGINAL
Einstufiges Mischverfahren
Referenz-Beispiele | 1 | 2 | \ | 57 | 3 | 4 |
VJl
I |
0 | |
Chlorierter Butylkautschuk1^ (I) | 15 | 20 | J | 84 | 25 | 20 | 20 | D | |
Natürlicher Kautschuk (RSS No. 5) (II) | 70 | 50 | 2,25 | 40 | 30 | 50 | O .Jk |
||
Polybutadien-Kautschuk4) (III) | 15 | 30 | 197 | 35 | 50 | 30 | |||
Ruß (N 539) | 60 | 60 | 440 | 60 | 60 | 50 | |||
Aromatisches öl | 12 | 12 | 130 | 12 | 12 | 5 | |||
Zinkoxid | 5 | 65 | |||||||
co | Stearinsäure | 2 | |||||||
CD O |
Alterungsschutzmittel ^ | 1 | II | II | II | ||||
CaJ | Yulkanisationsbeschleuniger | 0,8 | |||||||
Schwefel | 2,0 | ||||||||
CO | (Eigenschaften der ausgehärteten | ||||||||
K) | Produkte) | ||||||||
Elastizität (Lüpke Rückprall)(700G) | 57 | 55 | 54 | 62 | |||||
Rutschfestigkeit bei Nässe ' | 83 | 87 | 85 | 83 | |||||
Pico-Abrieb (x-10~2 c.c.)9^ | 2,58 | 2,30 | 1,90 | 2,20 | |||||
Zerreißfestigkeit (kg/cm2) | 207 | 192 - | 185 | 197 < | |||||
Dehnung (%) | 45O | 445 | 440 | 480 | |||||
300%-Modul (kg/cm2) | 151 | 124 | 118 | 110 | |||||
Härte (JIS) | 65 | 65 | 65 | 65 | |||||
«*■
co
co
ro co ro
Halogenierter Naturkautschuk Butyl- /oder Polyisopren/Polybutadien- kaut s ch.uk kaut s ch.uk kaut s chuk |
15/70/15 . (Gruppe A) |
1 | CV! | 3 | C. | 1 |
Beispiel oder Vergleichsbeispiel | E. | 15 30 15 60 12 2 1 40 0,8 2,0 |
45 15 ]" 1" 15 25 [ ,1 |
15 45 Il Il 25 15 Il |
60 It tt 15 10 15 tt |
|
109 100 110 224 45Ο 140 61 |
112 104 103 209 395 147 60 |
IO7 100 101 224 455 144 60 |
102 102 87 210 400 150 60 |
|||
(Erster Vermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk 1) (I Bromierter Butylkautsch.uk 2) (I Naturkautsch.uk (RSS No. 3) (II Polyisopren-Kautsch.uk 3) (II Polybutadien-Kautsch.uk 1 4) (III ·· 2 5) (HI Ruß (N339) Aromatisches Öl Zinkoxid Stearinsäure Alterungsschutzmittel 6) (Zweiter Vermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk (I Naturkautschuk (RSS No. 3) fll" Polyisopren-Kautschuk (II Polybutadien-Kautschuk 1 (III Ruß (N 339) Vulkanisationsbeschleuniger 7) Schwefel |
||||||
) ) |
||||||
(Eigenschaften der ausgehärteten Produkte) Elastizität (Lüpke-Rückprall)(70°C) 10) Rutschfestigkeit bei Nässe 11; Verschleißfestigkeit (Pico-Abrieb) 12) Zerreißfestigkeit (kg/cm^) Dehnung (%) a 300%-Modul (kg/cnr) Härte (JIS) |
Cs! | σ1 | I |
s; | Φ | |
φ | H | ro |
H- | H | 0 |
CD | Φ | |
C+ | ι | |
H3 | ΓΟ | |
H- | ||
OT | ||
Φ | ||
U) | ||
P- | ||
cn | ||
0 | ||
ty | ||
C | ||
cn | ||
φ | ||
H | ||
Hj | ||
hi | ||
Φ | ||
co
CD OO
co
O CD
Ca>
ro co
Halogenierter Naturkautschuk Butyl- /oder Polyisopron/Polybutadien- kautschuk _ kautschuk kautychuk |
20/50/30 (Gruppe B) |
E. ' | 4 | 5 | 6 | 7 | C. | 2 | 3 | E. | 8 | 9 . | 10 |
Beispiel oder Vergleiclisboiapiol | 20 10 30 ti tt 40 tt |
LA O LAiA
LA I OJ I KN I = = V-OJ III = |
30 30 It tt 20 20 tt |
15 30 15 It 2o 15 tt |
20 40 tt ti 10 30 ti |
10 50 It tt 10 30 It |
20 10 30 It ti 40 It |
O OO O
OJIIv-KNl= s II4-II = |
20 10 30 tt tt 40 tt |
||||
111 102 116 196 380 144 62 |
109 100 108 194 370 148 63 |
107 99 102 189 375 141 61 |
105 102 101 196 440 123 59 |
102 102 195 415 136 61 |
102 102 85 196 410 130 61 |
105 102 122 221 400 153 62 |
107 102 111 201 400 148 62 |
105 104 115 198 370 143 62 |
|||||
(Erster Vermischungßschritt) Chlorierter Butylkautschuk 1) (I Bromierter Butylkautschuk 2) (l Haturkautschule (RSS No· 3) (H Polyisopren-Kautschuk 3) (II Polybutadien-Kautschuk 1 4) (III 2 5) (III Ruß (N339) Aromatisches öl Zinkoxid Stearinsäure Alterungsschutzmittel 6) (Zweiter Yermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk ' (I' Naturkautschuk (RSS Ho. 3) (II, Polyisopren-Kautschuk ' (ll( Polybutadien-Kautschuk 1 (III, Ruß (U 339) Vulkanisationsbeschleuniger 7) Schwefel |
|||||||||||||
) ) ) ) |
|||||||||||||
(Eigenschaften der ausgehärteten Produkte} Elastizität (Lüpke-Rückprall)(70°C) 10) Rutschfestigkeit bei Nässe 11) Verschleißfestigkeit (Pico-Abrieb) 12) Zerreißfestigkeit (kg/cm^) Dehnung (%) P 300^-Modul (kg/cnr) Härte (JIS) |
|||||||||||||
I-3
CD
et
cn φ
(ΗΝ
C
oq
to
CD CO
IO
CaJ O O
_i
CO
Ml NJ CO
ro
Halogenierter Naturkautschuk Butyl- /oder Polyisopren/Polybutadien- kaut s chuk kaut s chuk kaut s chuk |
25/40/35 (Gruppe C) |
11 | 12 | 13 | 14 | η w · |
4 | 5 | 20/30/50 (Gruppe D) |
15. | 16 | 17 | . c· | 7 |
Beispiel oder Vergleichsbeispiel | E. | 25 35 60 1.2 5 2 1 · 40 0,8 P Π |
O LfN LfN LfMfN VlVlKNI= = VOJIII = |
LfN LfN LfNLfN IIOJIKNI= = OJVlII = |
15 30 15 Il Il 10 10 20 Il |
25 35 ι I 5 35 Il |
10 40 10 Il ti 15 25 Il |
E. | 20 40 ti Il 30 10 Il |
OO O O V KN I I I = Vl I I LfN I = = |
•10 20 30 It It 10 10 20 Il |
6 | 30 30 I Il 20 20 Il |
|
(Erster Vermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk 1) (X Bromierter Butylkautschuk 2) (l Naturkautschuk (RSS No. 3) ζII Polyisopren-Kautschuk 3) (II Polybutadien-Kautschuk 1 4) (III 2 5) (III Ruß (N 339) Aromatisches öl Zinkoxid Stearinsäure Alterungsschutzmittel 6) (Zweiter Vermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk (I] Naturkautschuk (RSS No. 3) ClI1 Polyisopren-Kautschuk (II Polybutadien-Kautschuk 1 (III Ruß (N 339) Vulkanisationsbeschleuniger 7) Schwefel |
104 97 110 183 420 120 61 |
109 98 105 184 385 135 63 |
107 100 101 176 355 141 63 |
109 99 110 187 375 141 63 |
104 99 92 167 385 128 63 |
102 99 88 192 325 6't |
107 99 106 172 430 101 61 |
109 100 109 168 410 113 63 |
107 99 101 170 425 108 63 |
0 30 20 I ti 10 30 ti |
106 100' 95 160 390 155 63 |
|||
) ) ) ) |
18 | 102 100 97 165 420 130 63 |
||||||||||||
(Eigenschaften der ausgehärteten Produkte]! Elastizität (Lüpke-Rückprall)(70°C) 10) Rutscbfestigkeit bei Nässe 11) Verschleißfestigkeit (Pigo-Abrieb) 12) Zerreißfestigkeit (kg/cm ) Dehnung (%) o 300%-Modul (kg/cur) Härte (JIS) |
40 I I 20 10 10 It |
|||||||||||||
109 100 101 165 390 123 62 |
03
I1O
J ο hs et
03 O Ct
N
ti
ca-'
φ φ | |
hi H | |
OQ ffl | |
CO | M'd |
O | CD H H-Φ |
CD | O H- |
_i | I31 |
CJ | LO er1 |
φ | |
H- | |
~^ | ω |
K) | |
ω | H- |
CD
Halogenierter Naturkautschuk Butyl- /oder Polyisopren/Polybutadien- kaut s ch-uk kaut s ch.uk kaut s chulc |
20/50/ro (Gruppe E) |
20 | 21 | ■ 20/50/30 (Gruppe j?) |
E. |
Beispiel oder Vergleichsbeispiel | E. | 20 30 60 12 50 Ii 1OS 102 109 198 385 140 |
20 20 30 60 12 30 Il 105 102 117 198 410 135 |
C. | 22 |
19 | 8 | 20 10 30 57 12 40 3 Il 107 102 115 196 390 140 |
|||
(Erster Yermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk 1) (1 Bromierter Butylkautschuk 2) (I Naturkautschuk (ESS ITo. 3) (TL Polyisopren~Kautsch.uk 3) (II Polybutadien-Kautsehuk 1 4) (III 2 5) (III Ruß (N339) Aromatisches öl Zinkoxid Stearinsäure Alterungsschutzmittel 6) (Zweiter Yermischungsschritt) Chlorierter Butylkautschuk (I Naturkautschuk (ESS No. 3) ζII Polyisopren-Kautschuk (II Polybutadien-Kautschuk 1 (III Ruß (N 339) Yulkanisationsbeschleuniger 7) Schwefel |
20 30 50 5 50 Il 110· 101 112 197 395 125 |
20 10 30 51 12 40 9 Il 103 101 110 197 400 135 |
|||
(Eigenschaften der ausgehärteten Produkte) Elastizität (Lüpke-Rückprall)(70°C) 10) Rutsenfestigkeit bei Nässe 11) Verschleißfestigkeit (Pico-Abrieb) 12) Zerreißfestigkeit (kg/cm^) Dehnung (%) . 0 300%-Modul (kg/cnr) Härte (JIS) |
σ1
CD
ro
O 4
et öl Φ
et
lsi
oq
--22 -
■Anmerkungen:
1) Chloriertes Butyl HT-10-66 (Enjay Co.)
2) Polysar Brombutyl χ 2 (Polysar Co.)
3) Nipol IR 2200 (Nippon Zeon Co.)
4·) Nipol BE 1220 (Nippon Zeon Co.)
5) Dien NP 35R (Asahi Kasei Kogyo Co.)
6) If-(I, p-Di^ethylou nyl )-li' -phenyl-p-phenylendianin
7) N-Oxydiäthylenbenzothiazol-2-sulphenamid
8) Gemessen durch das britische tragbare Eutschtestgerät
der Firma Stanley Co., bei 25°C gemäß ASTM D303-74,
unter Verwendung von "safety walk", Außenversion Typ B, hergestellt von 3M co., als Straße (Oberfläche).
9) Pico-Abrieb-Testgerät von Goodrich gemäß ASTM D-2228
10) Index-Angabe:
Lüpke-Eückprall (700C) eines Produktes aus
nach dem neuen zweistufigen Vermischungsverfahren
gewonnener Kautschuk-Zusammensetzung -v- inn
Lüpke-Rückprall (700C) eines Produktes, das aus
der gleichen Kautschuk-Zusammensetzung, die nach dem herkömmlichen Einstufen-Mischverfahren hergestellt
wurde, gewonnen wurde
11) Index-Angabe:
Rutschfestigkeit bei Nässe eines Produktes aus
nach dem neuen zweistufigen Vermischungsverfahren
gewonnener Kautschuk-Zusammensetzung χ
Rutschfestigkeit bei Nässe eines Produktes, welches aus der gleichen Kautschuk-Zusammensetzung, die
nach dem herkömmlichen Einstufen-Iiischverfahren
hergestellt wurde, gewonnen wurde
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BAD ORIGINAL
12) Index-Angabe:
Pico-Abriebsverlust eines Produktesα welches
aus der gleichen Kautschuk-Zusammensetzung, die nach dem herkömmlichen Einstufen-Misch-
yerfahren hergestellt wurde, gewonnen wurde χ 100
Pico-Abriebsverlust eines Produktes aus nach dem neuen zweistufigen VerniscriungGverfahren
gewonnener Kautschuk-Zusammensetzung
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BAD ORIGINAL
Versuche
Stalilradialreifen der Größe 165 SR 13 wurden unter Verwendung
von Stahlbändern für den Gürtel, Polyesterbändern für die Karkasse und jeweils eine der Kautschuk-Zusammensetzungen
gemäß den Referenzbeispielen 1 und 2, sowie den Beispielen 1 und 4 hergestellt. Mit den so hergestellten Stahlradialreifen
"wurden Vergleichsversuche unternozsmen, um die Überlegenheit
der erfindungsgemäß hergestellten Reifen im Vergleich zu den herkömmlichen Reifen unter Beweis zu stellen. Die so hergestellten
Reifen wurden bezüglich ihres Rollwiderstandes und des Uaßbremsungs-Reibungskoeffizienten unter den folgenden Bedingungen
getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 eingetragen.
Die Reifen wurden bezüglich ihres Rollwiderstandes auf einer Srommel von I.707 mm. Durchmesser mit einem Aufpumpdruck von
1?9 kg/cm und einer Belastung von 420 kg bei diesen Versuchen
getestet.
Die Sestreifen wurden einleitend 30 Minuten mit einer Geschwindigkeit
von 100 km/h bewegt und nachfolgend bezüglich ihres Rollwiderstandes dreimal jeweils bei Geschwindigkeiten
von 40 km/h, 60 km/h, 80 km/h und 100 km/h getestet. Die drei bei jeder Geschwindigkeit erhaltenen Werte wurden gemittelt,
um einen Durchschnittswert für die Geschwindigkeit zwischen 40 km/h und 100 km/h zu erhalten.
Die Testreifen wurden dreimal bezüglich ihres Uaßbremsungs-Reibungskoeffizienten
auf einer Straße mit Asphalt-Oberfläche mittels eines Anhänger-Systems getestet (der OJest wurde bei
40 km/h und 80 km/h durchgeführt). Die so bei jeder Geschwindig-
130013/1232
keit erhaltenen Werte wurden gemittelt.
Die gemäß Beispiel 1 und 4· hergestellten Reifen wiesen
einen Rollwiderstand auf, der 8% geringer war als der Rollwiderstand der Reifen gemäß den Referenz^eispielen
1 und 2, jedoch wiesen die erstgenannten im wesentlichen
die gleichen Haßbremsungs-Rexbungskoeffizienten, wie die
letzteren auf.
In den Beispielen wurde die Verschleißfestigkeit nicht durch einen Lauf der Reifen ermittelt, jedoch wurden Versuche zum
Pico-Abrieb unternommen. Es ist bekannt, daß die Pico-Abriebtests zur Toraussage der Verschleißfestigkeit von Reifen für
Personenwagen dienen können. Somit können die Pico-Abriebtest
vernünftigerweise für die Tests unter echtem Lauf der Reifen eingesetzt werden.
130013/1232 ORIGINAL
Rollwiderstand und Naßbremsungs-Reibungskoeffizient
to CD O
Rollwiderstand | üraßbremsungij-Reibungswider- stand |
80 km/h | |
Referenz-Beispiel 1 | Mittelwert (kg) bei Geschwindigkeiten von 40 - 100 km/h |
40 km/h | 0,55 |
Referenz-Beispiel 2 | 2,50 | 0,58 | 0,53 |
Beispiel 1 | 2,45 | 0,59 | 0,53 |
Beispiel 4 | 2,31 | 0,60 | 0,54 |
2,27 | 0,58 |
CD OO
Wie "bereits erwähnt wurde, weisen die unter Verwendung der
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kautschuk-Zusammensetzungen erhaltenen neuen Reifen-Laufflächen eine
bemerkenswert höher verbesserte Elastizität auf, als die herkömmlichen Reifen-Laufflächen, während der Rutschwiderstand
bei Nässe und die Verschleißfestigkeit auf dem gleichen Niveau ■bleiben, welches den herkömmlichen Reifen-Laufflächen entspricht
oder hoher liegt. Diese Vorzüge der neuen Reifen-Laufflächen sind insbesondere zurückzuführen auf den Zusatz von Ruß zu den
Kautschuk-Bestandteilen in einem bestimmten Verhältnis und im
ersten Schritt des zweistufigen Vermischungsverfahrens und auf die beschriebene kombinierte Verwendung der Kautschuk-Komponenten
(1), (2) und (3).
130013/1232
eerse
ite
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Zusammensetzungen
für Seifen durch Einfügung von 100 Gewichtsteilen
der Gesamtmenge an Kautschukbestandteilen bestehend
aus
(1) mindestens einem Teil halogeniertem Butylkautschuk,
(2) mindestens einem Teil natürlichen und PoIysiopren-Kautschuk
und
(3) einem Polybutadien-Kautschuk
mit 40 bis 70 Gewientsteilen Ruß und mit einem Vulkani-
130013/1232
TELEFON (Ο89) 22 2B 63 TELEX OB-29 3BO TELEGRAMME MONARAT TELEFAX
BAD ORIGINAL
sationsbeschleuniger, Schwefel und anderen Zusätzen und
anschließendem mechanischen Vermischen des erhaltenen Gemisches zur Gewinnung einer Kautschuk-Zusammensetzung
dadurch gekennzeichnet , daß die 4-0 bis 70 Gewichtsteile der Kautschukbestandteile mindestens
50 Gew.-% der Gesaratmenge an hoIogeniertem Butylkautschuk
(1) und Polybutadien-Kautschuk (3) enthalten und mit mindestens 90 Gew.~% der Gesamtmenge an Ruß ie ersten Vermischungsschritt
mechanisch vermischt werden und anschließend das erhaltene Gemisch mit dem Rest der Kautschuk-Bestandteile
und Ruß in einem zweiten Vermischungsschritt mechanisch vermischt wird und die gewünschte Kautschuk-Zusammensetzung
ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im ersten Vermischungsschritt die
Bestandteile mit Ruß in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 0,7 bis 1.zu 1,3 eingebracht und mechanisch vermischt werden.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die endgültigen Kautschuk-Bestandteile
nach dem zweiten Vermischungsschritt
(1) den halogeniert en Butylkautschuk in einer Menge 'von 5 bis 30 Gewichtsteilen,
(2) mindestens einen Teil an natürlichem Kautschuk und Polyisopren-Kautschuk in einer Gewichtsmenge von
bis zu 95 Teilen und
(3) Polybutadien-Kautschuk in einer Menge, die mindestens
50 Gewichtsteile weniger beträgt als die 10-fache Menge an halo geniert ein Butylkautschuk und höchstens
20 Gewichtsteile weniger beträgt als die Menge an halogeniertem Butylkautschuk
enthalten.
130013/1232 BAD ORIGINAL'
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---|---|---|---|
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---|---|
DE3031742A1 true DE3031742A1 (de) | 1981-03-26 |
DE3031742C2 DE3031742C2 (de) | 1988-12-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803031742 Granted DE3031742A1 (de) | 1979-08-24 | 1980-08-22 | Verfahren zur herstellung von kautschuk-zusammensetzungen fuer reifen |
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---|---|
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DE (1) | DE3031742A1 (de) |
GB (1) | GB2057455B (de) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1155268A (en) * | 1980-10-31 | 1983-10-18 | Polysar Limited | Polymer - carbon black mixing |
US4414363A (en) * | 1982-06-16 | 1983-11-08 | Nippon Zeon Co. Ltd. | Rubber composition |
US4420585A (en) * | 1982-08-30 | 1983-12-13 | General Motors Corporation | Method of mixing elastomeric polymers for improved physical properties |
US4455399A (en) * | 1983-01-24 | 1984-06-19 | The B. F. Goodrich Company | Heterogeneous rubber compositions made from chemically similar blends |
US4451595A (en) * | 1983-01-24 | 1984-05-29 | The B. F. Goodrich Company | Heterogeneous rubber compositions made from chemically similar blends |
US4467060A (en) * | 1983-01-24 | 1984-08-21 | The B. F. Goodrich Company | Heterogeneous rubber having low air diffusion |
JPS59206208A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-22 | Bridgestone Corp | 雪氷路に好適な空気入りタイヤ |
US4705819A (en) * | 1985-03-11 | 1987-11-10 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Process for preparing rubber compositions |
JPH0653833B2 (ja) * | 1987-01-13 | 1994-07-20 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
US5071913A (en) * | 1987-12-11 | 1991-12-10 | Exxon Chemical Patents Inc. | Rubbery isoolefin polymers exhibiting improved processability |
JPH0370737U (de) * | 1989-11-13 | 1991-07-16 | ||
US5753761A (en) * | 1996-12-27 | 1998-05-19 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Method of preparing trans polybutadiene blend for use in tires |
US6672350B2 (en) | 2001-09-06 | 2004-01-06 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire with shock absorbing configured rubber tread |
JP5210485B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2013-06-12 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物の製造方法 |
KR100621850B1 (ko) | 2005-09-06 | 2006-09-11 | 한국타이어 주식회사 | 공기입 타이어의 림쿠션 고무조성물 |
DE102012204125A1 (de) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Gkn Stromag Aktiengesellschaft | Zusammensetzung, Elastomerkörper und Kupplung |
JP6313751B2 (ja) | 2012-05-15 | 2018-04-18 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ用ハロゲン化ジエンゴム |
US20170101527A1 (en) * | 2014-03-26 | 2017-04-13 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and tire |
WO2015145513A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びタイヤ |
CN104629107A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-20 | 柳州市中配橡塑配件制造有限公司 | 一种防滑减震车用轮胎橡胶 |
JP7331334B2 (ja) * | 2018-05-31 | 2023-08-23 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
CN114805954B (zh) * | 2022-04-06 | 2023-09-12 | 中策橡胶集团股份有限公司 | 一种炭黑补强的轮胎下胎面胶料、混炼方法和双层胎面的充气轮胎 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3830274A (en) * | 1972-05-11 | 1974-08-20 | Goodyear Tire & Rubber | Elastomer blends and tire sidewalls prepared therefrom |
-
1979
- 1979-08-24 JP JP54107083A patent/JPS5813090B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-08-13 US US06/177,689 patent/US4342670A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-08-20 GB GB8027051A patent/GB2057455B/en not_active Expired
- 1980-08-22 DE DE19803031742 patent/DE3031742A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3830274A (en) * | 1972-05-11 | 1974-08-20 | Goodyear Tire & Rubber | Elastomer blends and tire sidewalls prepared therefrom |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Rubber Chemistry and Technology Vol. 47, S. 48-56 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3031742C2 (de) | 1988-12-15 |
JPS5632527A (en) | 1981-04-02 |
GB2057455B (en) | 1983-05-18 |
US4342670A (en) | 1982-08-03 |
GB2057455A (en) | 1981-04-01 |
JPS5813090B2 (ja) | 1983-03-11 |
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