DE602004010701T2

DE602004010701T2 - Reifen und vernetzbare elastomere zusammensetzung

Info

Publication number: DE602004010701T2
Application number: DE602004010701T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Pirelli Pneu GALIMBERTI; Luca Pirelli Pneu GIANNINI; Luigi Pirelli Pneu FINO
Original assignee: Pirelli SpA; Pirelli Tyre SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2024-10-30
Also published as: AR046609A1; US20070193669A1; ATE393037T1; KR20060109449A; CN100537272C; DE602004010701D1; WO2005042278A3; CN1882442A; RU2317901C1; BRPI0415890B1; PT1677996E; CN100554325C; ATE380681T1; EP1677996A1; US20070272338A1; DE60320598T2; EP1677994B1; KR101121092B1; EP1677996B1; AU2003282064A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reifen und auf eine vernetzbare elastomere Mischung.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Reifen mit wenigstens einem Bauelement, das durch Vernetzen einer vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird, die wenigstens ein elastomeres Dienpolymer, wenigstens ein geschichtetes Material, wenigstens eine Methylendonatorverbindung und wenigstens eine Methylenakzeptorverbindung enthält.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf eine vernetzbare elastomere Mischung mit wenigstens einem elastomeren Dienpolymer, wenigstens einem geschichteten Material, wenigstens einer Methylendonatorverbindung und wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung sowie auf einen vernetzten hergestellten Gegenstand, der durch Vernetzen der vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird.
In der Kautschukindustrie, insbesondere bei der Herstellung von Reifen für Fahrzeugräder, ist es übliche Praxis, organische Fasern, beispielsweise Polyamidfasern (insbesondere aromatische Polyamidfasern, die als "Aramidfasern" bekannt sind), Polyesterfasern oder Polyolefinfasern elastomeren Mischungen zuzugeben, um ihre mechanische Eigenschaften (sowohl statisch als auch dynamisch) zu verbessern.
Beispielsweise offenbart das US-Patent 4,871,004 eine Mischung aus einem vernetzbaren Elastomer und einer effektiven Menge an Aramidfasern. Beispiele für vernetzbare Elastomere, die für diesen Zweck einsatzfähig sind, sind Naturkautschuk, Cis-1,4-polyisopren, Polybutadien (in Lösung oder in Emulsion), Styrol-/Butadien-Copolymere (in Lösung oder in Emulsion), Butylkautschuke und Halobutylkautschuke, EPDM, Butadien-/Acrylnitrilkautschuke, Neopren, Vinylpolybutadien und gewöhnlich Polymere mit viskoelastischen Eigenschaften oder Mischungen davon. Die Zusammensetzung soll in allen Fällen einsatzfähig sein, in denen Kautschuke mit einem hohen Härtegrad und/oder einem hohen Modul erforderlich sind, insbesondere bei Fahrzeugreifen (beispielsweise als Wulstfüller). Einer der Gründe, die die Verwendung der vorstehenden Fasern rechtfertigt, besteht in der Verbesserung der strukturellen Festigkeit des hergestellten vernetzten Gegenstands.
Die europäische Patentanmeldung EP 691,218 offenbart eine Reifenkomponente für einen Luftreifen mit einer verstärkten vernetzbaren Mischung, die ein vernetzbares elastomeres Grundmaterial aufweist, in dem eine wirksame verstärkende Menge von teilweise ausgerichteten Fasern dispergiert ist, die einen Modul von weniger als 10 GPa, vorzugsweise von weniger als 6 GPa haben. Bei einer alternativen Ausgestaltung kann eine Reifenkomponente mit einer Mischung aus teilweise ausgerichteten Fasern und fibrillierten Pulpefasern (d. h. Kevlar^®-Pulpe) verstärkt werden. Die teilweise ausgerichteten Fasern können bei speziellen Beispielen Polyamide, Polyester, Polyolefine und ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe aufweisen, die aus Nylon 6, Nylon 46, Nylon 66, Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat (PET) besteht. Die vorstehend erwähnte verstärkte vernetzbare Mischung soll eine verbesserte Steifigkeit haben, ohne ihre übrigen Eigenschaften, wie beispielweise Hysterese und Ermüdungsdauerfestigkeit, nachteilig zu beeinflussen.
Die internationale Patentanmeldung WO 02/24596 im Namen der Anmelderin offenbart einen Reifen mit einer elastomeren Zwischenschicht, die zwischen dem Laufflächenband und den Gurtlagen angeordnet ist, wobei die elastomere Zwischenschicht aus einem faserverstärkten Material hergestellt ist. Die elastomere Zwischenschicht kann mit kurzen verstärkenden Fasern, beispielsweise Aramidfasern (d. h. Kevlar^®-Pulpe), verstärkt werden, um neben anderen mechanischen Eigenschaften ihren Elastizitätsmodul zu verbessern.
Die mechanischen Eigenschaften der elastomeren Mischungen können auch durch Steigern der vernetzenden Dichte der elastomeren Mischung durch Einsatz einer großen Schwefelmenge oder durch Einsatz einer großen Rußmenge oder durch einen sehr feinen und strukturierten Ruß verbessert werden, der eine hohe Verstärkungskapazität hat.
Die vorstehenden Wege zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften können jedoch zu einer Anzahl von Nachteilen führen.
Beispielsweise kann die Zugabe von organischen Fasern aufgrund ihrer schlechten Dispersion die Verarbeitbarkeit der nicht vernetzten elastomeren Mischungen und somit die Qualität des Endprodukts sowohl hinsichtlich mechanischer Eigenschaften als auch der Oberflächenerscheinungsform beeinträchtigen. Dies kann zu einer Verringerung ihres Reißwiderstands und zu Ablösungen von den anderen in dem Reifen vorhandenen elastomeren Mischungen sowohl während des Fertigungsprozesses als auch während ihres Einsatzes führen. Darüber hinaus haben die organischen Fasern ein merkliches anisotropes Verhalten, weil sie sich nämlich wesentlich in der Richtung der Scherkräfte ausrichten, die während der Extrusion und des Kalandrierens der nicht vernetzten elastomeren Mischung zur Bildung einer Schicht aus elastomerem Material (die gewöhnlich "Kalandrierrichtung" genannt wird) ausgeübt werden, so dass der Reifen im Wesentlichen eine Längsverstärkung erhält, also eine Verstärkung im Wesentlichen in seiner Umfangsrichtung.
Andererseits kann die Verwendung einer großen Schwefelmenge beträchtliche Reversionserscheinungen verursachen, die zu Modifikationen der Reifenleistungen während des Einsatzes führen. Andererseits ist bekannt, dass Ruß der elastomeren Mischung ausgeprägte Hystereseeigenschaften gibt, nämlich eine Erhöhung der abgeführten Wärme unter dynamischen Bedingungen, was zu einer Steigerung des Rollwiderstands des Reifens führt. Zusätzlich erhöht eine große Rußmenge die Viskosität der nicht vernetzten elastomeren Mischung beträchtlich und hat demzufolge einen negativen Einfluss auf ihre Verarbeitbarkeit und Extrudierbarkeit.
Zur Überwindung der Nachteile, die durch die Verwendung von Ruß verursacht werden, werden gewöhnlich die so genannten "weißen" verstärkenden Füller, insbesondere Siliciumdioxid, in einem gesamten oder teilweisen Austausch für den Ruß verwendet. Obwohl die Verwendung dieser verstärkenden Füller zu einem guten Reißwiderstand führt, bringt sie jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich, die sich im Wesentlichen auf die geringe Affinität dieser Füller bezogen auf die elastomeren Polymere beziehen, die üblicherweise bei der Herstellung von Reifen verwendet werden. Um einen guten Dispersionsgrad von Siliciumdioxid in der elastomeren Grundmasse zu erreichen, ist es insbesondere erforderlich, die elastomere Mischung einer verlängerten thermomechanischen Mischwirkung auszusetzen. Zur Erhöhung der Affinität des Siliciumdioxids mit der elastomeren Grundmasse ist es erforderlich, geeignete Haftvermittler zu verwenden, beispielsweise Schwefel enthaltende Organosilanprodukte.
Das Erfordernis, derartige Haftvermittler zu verwenden, setzt jedoch eine Begrenzung hinsichtlich der Maximaltemperatur, die während des Mischens erreicht werden kann, und der thermomechanischen Verarbeitungsvorgänge der elastomeren Mischung, um die Folge einer irreversiblen Zersetzung des Haftmittels zu vermeiden, was eine vorzeitige Vernetzung der elastomeren Mischungen (Vorvernetzungserscheinungen) verursachen könnte.
Deshalb hat man andere Wege zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der elastomeren Mischungen gefunden.
So bezieht sich beispielsweise das US-Patent 5,840,795 auf ein behandeltes Tonprodukt, das eine wässrige Kaolintonoberfläche hat, die mit einem Mehrkomponentensystem behandelt wird, das aus einem funktionellen Silan, einer Methylendonatorverbindung, wie Hexamethylentetramin, und einem multifunktionalen Methylenakzeptor, wie Resorcinol, besteht. Der vorstehend erwähnte oberflächenbehandelte Ton kann als ein verstärkender Füllstoff in elastomeren Mischungen verwendet werden, die vernetzte hergestellte Gegenstände ergeben sollen, welche verbesserte physikalische Eigenschaften haben, wie Modul, Zug-, Reiß- und Verschleißfestigkeit und/oder einen Widerstand gegen Wärmeaufbau.
Die europäische Patentanmeldung EP 1,193,085 bezieht sich auf einen Reifen mit einem Kautschuk-/Korklaminat, einer Seitenwandeinlage und einem Scheitel mit einer Kautschukmischung, die basierend auf Gewichtsteilen eines Bestandteils pro 100 Gewichtsteilen Elastomer (phr)

(A) 100 phr wenigstens eines Elastomers auf Dienbasis, und
(B) 30 phr bis 100 phr einer teilchenförmigen Verstärkung aufweist, die in dem Elastomer/den Elastomeren dispergiert ist, die aus eingelagertem Smektit, vorzugsweise Montmorillonit, Tonteilchen, Ruß, synthetischem amorphem Siliciumdioxid und mit Ruß behandeltem Siliciumdioxid ausgewählt ist, und aus
(1) 1 phr bis 10 phr des eingelagerten geschichteten, dünnen, im Wesentlichen zweidimensionalen Smektits, vorzugsweise Montmorillonit, Tonteilchen, von denen wenigstens ein Teil die Form von dünnen, flachen, im Wesentlichen zweidimensionalen abgeschälten Plättchen, die von eingelagertem Ton stammen, und
(2) aus 20 phr bis 99 phr wenigstens eines zusätzlichen verstärkenden Füllstoffs bestehen, der Ruß, synthetisches amorphes Siliciumdioxid und mit Siliciumdioxid behandelten Ruß aufweist.

Die vorstehend erwähnte Kautschukmischung soll eine verbesserte Steifigkeit und einen verbesserten Zugmodul bei nur einer geringen Steigerung der Tangens-delta-Werte haben.
Die US-Patentanmeldung 2003/0004250 bezieht sich auf eine Kautschukmischung mit geringem Gewicht, die (1) eine Aminogruppe, welche ein kautschukartiges Polymer enthält, wobei die das kautschukartige Polymer enthaltende Aminogruppe etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% eines eine Aminogruppe enthaltenden Monomers enthält, und (2) etwa 0,1 phr bis etwa 25 phr eines Silicattons mit einer Schichtung von 2:1 aufweist. Die vorstehend erwähnte Kautschukmischung, die eine verbesserte Zugfestigkeit und Bruchdehnung hat, soll für die Herstellung von Kautschukgegenständen geeignet sein, beispielsweise Leistungstransmissionsriemen und Reifen, insbesondere für ein Reifenlaufflächenband und Seitenwände.
Jedoch kann auch die Verwendung des geschichteten Materials einige Nachteile verursachen.
Die Anmelderin hat bemerkt, dass insbesondere im Falle von elastomeren Mischungen, die gewöhnlich eine hohe Verstärkung erfordern, beispielsweise bei solchen, die zur Herstellung von Wulstfüllern, Seitenwandeinlagen, Laufflächenunterschichten und einer Laufflächenbasis verwendet werden, der Einsatz eines geschichteten Materials als verstärkender Füllstoff nicht ausreichend sein kann, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
Um eine bessere Verstärkung zu erzielen, kann eine große Menge an geschichtetem Material verwendet werden. Jedoch können bei so erhaltenen elastomeren Mischungen einige Nachteile auftreten, beispielsweise eine Verringerung ihres Reißwiderstands und Ablösungen von anderen in dem Reifen vorhandenen elastomeren Mischungen, insbesondere während dessen Einsatzes. Darüber hinaus kann insbesondere im Falle eines mit einem Kompatibilisierungsmittel (beispielsweise einem quaternären Ammonium- oder Phosphoniumsalz) vorbehandelten geschichteten Materials eine vorzeitige Vernetzung der elastomeren Mischungen (Anvulkanisierphänomene) auftreten.
Die Anmelderin stand dem Problem gegenüber, elastomere Mischungen bereitzustellen, die verbesserte mechanische Eigenschaften sowohl in statischer (insbesondere Zugmodul) als auch in dynamischer Hinsicht (insbesondere Elastizitätsmodul) haben. Die vorstehenden Ergebnisse sollten erreicht werden, ohne dass unerwünschte Auswirkungen auf andere Eigenschaften verursacht werden, beispielsweise

– auf die Viskosität, insbesondere müssen zu hohe Viskositätswerte verhindert werden, um es zu ermöglichen, elastomere Mischungen mit guter Verarbeitbarkeit und guter Extrudierbarkeit zu erhalten,
– auf die Hysterese (Tangens-delta-Werte), insbesondere müssen zu hohe Hysteresewerte verhindert werden, um sowohl einen zu hohen Rollwiderstand als auch insbesondere im Falle von inneren Bauelementen eines Reifens eine zu hohe Betriebstemperatur zu unterbinden, die zu einer Zersetzung der elastomeren Mischungen mit der Folge einer Reduzierung ihrer mechanischen Eigenschaften und eines möglichen Reifendefekts führen können, und
– auf die Reißfestigkeit, insbesondere muss eine Reduzierung der Reißfestigkeit verhindert werden, um Ablösungen von anderen elastomeren, in dem Reifen vorhandenen Mischungen, insbesondere während seines Einsatzes, zu unterbinden.

Die Anmelderin hat nun gefunden, dass es möglich ist, vernetzbare elastomere Mischungen zu erhalten, die in vorteilhafter Weise bei der Fertigung von vernetzten Fabrikerzeugnissen, insbesondere bei der Herstellung von Reifen, und besonders bevorzugt bei der Herstellung von inneren Bauelementen eines Reifens verwendet werden können, indem der vernetzbaren elastomeren Mischung wenigstens ein geschichtetes Material in einer Menge von nicht mehr als 50 phr, wenigstens eine Methylendonatorverbindung und wenigstens eine Methylenakzeptorverbindung zugesetzt werden.
Die so erhaltenen vernetzten elastomeren Mischungen zeigen verbesserte mechanische Eigenschaften (sowohl statisch als auch dynamisch), wobei die Verbesserung erzielt wird, ohne dass unerwünschte Auswirkungen auf ihre übrigen Eigenschaften (d. h. Viskosität, Hysterese, Reißwiderstand) beobachtet werden. Darüber hinaus zeigt die Kombination eines geschichteten Materials mit einer Methylendonatorverbindung und einer Methylenakzeptorverbindung eine synergistische Auswirkung insbesondere auf sowohl die Elastizitätsmodulwerte (die zu nehmen) als auch auf die Tangens-delta-Werte (die abnehmen) der so erhaltenen vernetzten elastomeren Mischungen.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Reifen mit wenigstens einem Bauelement, das ein vernetztes elastomeres Material aufweist, das durch Vernetzen einer vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird, die

(a) 100 phr von wenigstens einem elastomeren Dienpolymer,
(b) 1 phr bis 50 phr, vorzugsweise 2 phr bis 40 phr, besonders bevorzugt 5 phr bis 30 phr von wenigstens einem geschichteten Material mit einer individuellen Schichtdicke von 0,01 nm bis 30 nm, vorzugsweise von 0,05 nm bis 15 nm,
(c) 0,1 phr bis 15 phr, vorzugsweise 0,3 phr bis 10 phr, wenigstens einer Methylendonatorverbindung, und
(d) 0,4 phr bis 20 phr, vorzugsweise 0,8 phr bis 15 phr, von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung aufweist.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und der nachstehenden Ansprüche bedeutet der Ausdruck "phr" die Gewichtsteile einer gegebenen Komponente der vernetzbaren elastomeren Mischung pro 100 Gewichtsteilen des elastomeren Dienpolymers.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und der nachstehenden Ansprüche sind ausgenommen dort, wo andere Angaben gemacht werden, alle Größen, Mengen, Prozentsätze, usw. ausdrückende Zahlen in allen Fällen durch den Ausdruck "etwa" modifiziert zu verstehen. Ferner schließen alle Bereiche jede offenbarte Kombination der Maximal- und Minimalpunkte und alle Zwischenbereiche darin ein, die hier spezifisch aufgezählt oder nicht spezifisch aufgezählt sein können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat der Reifen

– einen Karkassenaufbau im Wesentlichen mit einer Torusform, dessen gegenüberliegenden Seitenrändern entsprechende rechte und linke Wulstaufbauten zugeordnet sind, die wenigstens einen Wulstkern und wenigstens einen Wulstfüller aufweisen,
– einen Gurtaufbau, der in einer radial äußeren Position bezüglich des Karkassenaufbaus angebracht ist,
– ein Laufflächenband, das radial auf den Gurtaufbau aufgelegt angeordnet ist,
– ein Paar von Seitenwänden, die seitlich an gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Karkassenaufbaus angebracht sind, und
– wenigstens ein Bauelement, das aus Wulstfüller, Seitenwandeinlage, Laufflächenunterschicht, Laufflächenbasis ausgewählt ist und ein vernetztes elastomeres Material aufweist, das durch Vernetzen einer vorstehend beschriebenen vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Seitenwandeinlage radial von einer dem Wulstaufbau entsprechenden Position zu einer einem Laufflächenseitenrand entsprechenden Position. Die Seitenwandeinlage wird gewöhnlich im Falle von Reifen mit einer verlängerten Mobilität verlängert, beispielsweise von platt gewordenen Reifen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Laufflächenunterschicht eine Schicht aus vernetztem elastomerem Material, die in einer radial inneren Position bezogen auf das Laufflächenband angebracht ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat das Laufflächenband einen Kappen- und -Basis-Aufbau mit einer radial inneren Schicht oder Laufflächenbasis und einer radial äußeren Schicht oder Laufflächenkappe. Vorzugsweise hat die radial innere Schicht oder Laufflächenbasis eine Dicke von wenigstens 10%, vorzugsweise von 20% bis 70% bezogen auf die Gesamtdicke des Laufflächenbandes.
Vorzugsweise hat das Bauelement einen dynamischen Elastizitätsmodul (E') gemessen bei 70°C, der nicht kleiner als 5 MPa ist und vorzugsweise 8 MPa bis 80 MPa beträgt.
Das Bauelement hat vorzugsweise einen Zugmodul bei 100% Dehnung (100% Modul) von nicht weniger als 2 MPa, und vorzugsweise von 4 MPa bis 20 MPa.
Vorzugsweise hat das Bauelement eine IRHD-Härte, gemessen bei 23°C von nicht weniger als 65, besonders bevorzugt von 70 bis 95.
Der Zugmodul kann nach der Norm ISO 37:1994 gemessen werden. Der dynamische Elastizitätsmodul (E') kann unter Verwendung einer Instron-Dynamikvorrichtung in dem Traktions- Kompressions-Modus gemessen werden. Die IRHD-Härte kann nach der Norm ISO 48:1994 gemessen werden. Weitere Einzelheiten bezüglich der vorstehenden Messmethoden sind in den nachstehenden Beispielen angegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine vernetzbare elastomere Mischung

(a) mit 100 phr wenigstens eines elastomeren Dienpolymers,
(b) mit 1 phr bis 50 phr, vorzugsweise 2 phr bis 40 phr, besonders bevorzugt von 5 phr bis 30 phr von wenigstens einem geschichteten Material, das eine individuelle Schichtdicke von 0,01 nm bis 30 nm, vorzugsweise von 0,05 nm bis 15 nm hat,
(c) mit 0,1 phr bis 15 phr, vorzugsweise 0,3 phr bis 10 phr, von wenigstens einer Methylendonatorverbindung und
(d) mit 0,4 phr bis 20 phr, vorzugsweise 0,8 phr bis 15 phr, von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die vernetzbare elastomere Mischung weiterhin (e) wenigstens einen Ruß-Verstärkungsfüllstoff aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die vernetzbare elastomere Mischung weiterhin (f) wenigstens einen Silan-Haftvermittler aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die vernetzbare elastomere Mischung weiterhin (g) diskontinuierliche Fasern aufweisen.
Nach einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein vernetztes Fabrikat, das durch Vernetzen einer vorstehend angegebenen vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das elastomere Dienpolymer gemäß (a) aus denjenigen ausgewählt werden, die üblicherweise bei schwefelvernetzbaren elastomeren Materialien eingesetzt werden, die besonders für die Herstellung von Reifen geeignet sind, d. h. von elastomeren Polymeren oder Copolymeren mit einer ungesättigten Kette, die eine Glasübergangstemperatur (T_g) insgesamt unter 20°C, vorzugsweise im Bereich von 0°C bis –110°C haben. Diese Polymere oder Copolymere können einen natürlichen Ursprung haben oder durch Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation von einem oder mehreren konjugierten Diolefinen erhalten werden, die fakultativ mit wenigstens einem Comonomer gemischt sind, das aus Monovinylarenen und/oder polaren Comonomeren in einer Menge von nicht mehr als 60 Gew.-% ausgewählt wird.
Die konjugierten Diolefine enthalten im Allgemeinen 4 bis 12, vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatome und können beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt werden, die 1,3-Butadien; Isopren; 2,3-Dimethyl-1,3-Butadien; 1,3-Pentadien; 1,3-Hexadien; 3-Butyl-1,3-Octadien; 2-Phenyl-1,3-Butadien oder Mischungen davon aufweist. Besonders bevorzugt ist 1,3-Butadien oder Isopren.
Monovinylarene, die fakultativ als Comonomere verwendet werden können, enthalten im Allgemeinen 8 bis 20, vorzugsweise 8 bis 12 Kohlenstoffatome und können beispielsweise ausgewählt werden aus Styrol; 1-Vinylnaphthalen; 2-Vinylnaphthalen; verschiedenen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylderivaten von Styrol, nämlich beispielsweise α-Methylstyrol; 3-Methylstyrol; 4-Propylstyrol; 4-Cyclohexalstyrol; 4-Dodecylstyrol; 2-Ethyl-4-benzylstyrol; 4-p-Tolylstyrol; 4-(4-Phenylbutyl)styrol oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt wird Styrol.
Polare Comonomere, die fakultativ verwendet werden, können beispielsweise ausgewählt werden aus Vinylpyridin, Vinylchinolin, Acrylsäure- und Alkylacrylsäureestern, Nitrilen oder Mischungen davon, beispielsweise Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Acrylnitril oder Mischungen davon.
Vorzugsweise kann das elastomere Dienpolymer gemäß (a) beispielsweise ausgewählt werden aus Cis-1,4-polyisopren (natürlicher oder synthetischer, vorzugsweise natürlicher Kautschuk); 3,4-Polyisopren; Polybutadien (insbesondere Polybutadien mit einem hohen 1,4-Cis-Gehalt), optional halogeniertem Isopren/Isobuten-Copolymeren; 1,3-Butadien/Acrylnitril-Copolymeren; Styrol/1,3-Butadien-Copolymeren; Styrol/Isopren/1,3-Butadien-Copolymeren, Styrol/1,3-Butadien/Acrylnitril-Copolymeren oder Mischungen davon.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die vernetzbare elastomere Mischung wenigstens 10 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 100 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des wenigstens einen elastomeren Dienpolymers gemäß (a) von natürlichem oder synthetischem Cis-1,4-polyisopren auf.
Die vorstehend angegebene vernetzbare elastomere Mischung kann optional wenigstens ein elastomeres Polymer von einem oder mehreren Monoolefinen mit einem olefinischen Comonomer oder Derivaten davon (a') aufweisen. Die Monoolefine können ausgewählt werden aus Ethylen und α-Olefinen, die insgesamt 2 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, beispielsweise Propylen; 1-Buten; 1-Penten; 1-Hexen; 1-Oxen oder Mischungen davon. Bevorzugt werden die folgenden Copolymere zwischen Ethylen und einem α-Olefin, fakultativ mit einem Dien; Isobuten-Homopolymere oder -Copolymere mit kleinen Mengen eines Diens, die optional wenigstens teilweise halogeniert sind. Das optional vorhandene Dien enthält insgesamt 4 bis 20 Kohlenstoffatome und wird vorzugsweise ausgewählt aus 1,3-Butadien; Isopren; 1,4-Hexadien; 1,4-Cyclohexadien; 5-Ethyliden-2-norbornen; 5-Methylen-2-norbornen; Vinylnorbornen oder Mischungen davon. Davon werden die folgenden besonders bevorzugt: Ethylen/Propylen-Copolymere (EPR) oder Ethylen/Propylen/Dien-Copolymere (EPDM); Polyisobuten; Butylkautschuke; Halobutylkautschuke, insbesondere Chlorbutyl- oder Brombutylkautschuke, oder Mischungen davon.
Es kann auch ein elastomeres Dienpolymer gemäß (a) oder ein elastomeres Polymer gemäß (a') funktionalisiert durch Reaktion mit geeigneten Terminationsmitteln oder Haftvermittlern verwendet werden. Insbesondere können die elastomeren Dienpolymere, die durch anionische Polymerisation bei Vorhandensein eines organometallischen Initiators (insbesondere eines Organolithium-Initiators) erhalten werden, durch Reaktion der restlichen organometallischen Gruppen abgeleitet von dem Initiator mit geeigneten Terminationsmitteln oder Haftvermittlern funktionalisiert werden, beispielsweise Iminen, Carbodiimide, Alkylzinnhalide, substituierte Benzophenone, Alkoxysilane oder Aryloxysilane (siehe beispielsweise europäisches Patent EP 451,604 oder US-Patente US 4,742,124 und US 4,550,142 ).
Es kann auch ein elastomeres Dienpolymer gemäß (a) oder ein elastomeres Polymer gemäß (a') mit wenigstens einer funktionellen Gruppe verwendet werden, die aus Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen, Anhydridgruppen, Estergruppen, Epoxygruppen ausgewählt werden.
Vorzugsweise weisen die elastomeren Polymere 0,05 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des elastomeren Polymers von wenigstens einer funktionalen Gruppe auf, die aus Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen, Anhydridgruppen oder Estergruppen ausgewählt wird.
In Falle von Epoxygruppen weisen die elastomeren Polymere vorzugsweise weniger als 10 Mol-%, vorzugsweise 0,1 Mol-% bis 5 Mol-% Epoxygruppen bezogen auf die gesamte Anzahl von Molen von Monomeren, die in dem elastischen Polymer vorhanden sind.
Die funktionalen Gruppen können in die elastomeren Polymere mit Hilfe von bekannten Prozessen eingeführt werden, beispielsweise während der Herstellung der elastomeren Polymere durch Copolymerisation mit wenigstens einem entsprechenden funktionalisierten Monomer, das wenigstens eine ethylenische Unsättigung enthält, oder durch darauf folgende Modifizierung der elastomeren Polymere durch Pfropfen des wenigstens einen funktionalisierten Monomers bei Vorhandensein eines Freien-Radikal-Initiators (beispielsweise eines organischen Peroxids).
Die funktionalen Gruppen können vorzugsweise in die elastomeren Polymere mit Hilfe eines Prozesses eingeführt werden, bei welchem

– wenigstens ein elastomeres Polymer und wenigstens ein funktionalisiertes Monomer, das wenigstens eine ethylenische Unsättigung enthält, von wenigstens einem Extruder eingeführt werden,
– die Mischung gemischt und erweicht wird, um so ein elastomeres Polymer mit wenigstens einer funktionalen Gruppe zu erhalten, und
– das in dem vorstehenden Schritt erhaltene elastomere Polymer aus dem wenigstens einen Extruder abgeführt wird.

Funktionalisierte Monomere, die in vorteilhafter Weise eingesetzt werden können, sind beispielsweise Monocarbon- oder Dicarbonsäuren, die wenigstens eine ethylenische Unsättigung enthalten, oder Derivate davon, insbesondere Salze, Anhydride oder Ester.
Beispiele für Monocarbon- oder Dicarbonsäuren, die wenigstens eine ethylenische Unsättigung enthalten, oder Derivate davon sind Maleinsäure, Fumarinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure und davon derivierte Salze, Anhydride oder Ester oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt ist Maleinsäureanhydrid.
Was die Epoxygruppen angeht, so können sie während der Herstellung der elastomeren Polymere durch Copolymerisation mit wenigstens einer Epoxyverbindung eingeführt werden, die wenigstens eine ethylenische Unsättigung enthält. Beispiele für Epoxyverbindungen, die wenigstens eine ethylenische Unsättigung enthalten, sind Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Itaconsäure-Monoglycidylester, Maleinsäure-Glycidylester, Vinylglycidylether, Allylglycidylether oder Mischungen davon.
Alternativ ist es möglich, die Epoxygruppen durch Reaktion der elastomeren Polymere in Lösung mit wenigstens einem Epoxidiermittel einzuführen. Dieses Epoxidiermittel ist gewöhnlich ein Peroxid, eine Persäure oder ein Derivat davon, insbesondere ein Salz davon (beispielsweise Perameisensäure, Perpropionsäure, Peressigsäure, m-Chlorperbenzolsäure, Metallsalze der Peroxybenzolsäure, wie beispielsweise Magnesium-bis(2-carboxylatmonoperoxybenzolsäure)hexahydrat, oder alternativ Wasserstoffperoxid bei Vorhandensein einer Carbonsäure oder eines Derivats davon, insbesondere Anhydriden, beispielsweise Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure, Essigsäureanhydrid), wahlweise gemischt mit einem Säurekatalysator (beispielsweise Schwefelsäure).
Weitere Einzelheiten bezüglich der Prozesse zum Epoxidieren von elastomeren Polymeren sind beispielsweise in dem US-Patent US 4,341,672 oder in "Rubber Chemistry and Technology" (Kautschukchemie und -technologie) von Schulz et al., Band 55, S. 809 ff., offenbart.
Vorzugsweise können die Epoxygruppen in die elastomeren Polymere mit Hilfe eines Prozesses eingeführt werden, bei welchem

– wenigstens ein elastomeres Polymer und wenigstens ein Epoxidierungsmittel in wenigstens einen Extruder eingeführt werden,
– die Mischung gemischt und erweicht wird, wodurch man ein epoxidiertes und elastomeres Polymer enthält, und
– das erhaltene epoxidierte elastomere Polymer aus dem wenigstens einen Extruder abgeführt wird.

Alternativ können die Epoxygruppen in die elastomeren Polymere mit Hilfe eines Prozesses eingeführt werden, bei welchem

– wenigstens ein elastomeres Polymer in wenigstens einen Extruder eingeführt wird,
– wenigstens ein Wasserstoffperoxidvorläufer in den wenigstens einen Extruder eingeführt wird,
– wenigstens eine Carbonsäure oder ein Derivat von ihr in den wenigstens einen Extruder eingeführt wird,
– das wenigstens eine elastomere Polymer mit dem wenigstens einen Wasserstoffperoxidvorläufer und der wenigstens einen Carbonsäure oder ihrem Derivat bei Vorhandensein von Wasser gemischt und reagieren gelassen wird, um ein epoxidiertes elastomeres Polymer zu erhalten, und
– das erhaltene epoxidierte elastomere Polymer aus dem wenigstens einen Extruder abgeführt wird.

Vorzugsweise kann das Epoxidiermittel aus den vorstehend angegebenen ausgewählt werden.
Der Wasserstoffperoxidvorläufer kann vorzugsweise beispielsweise aus anorganischen Persalzen (beispielsweise Natriumperboratmono- und -tetrahydrat, Natriumpercarbonat, Kaliumperoxymonosulfat), aus Metallperoxiden (beispielsweise Magnesiumperoxid, Calciumperoxid, Zinkperoxid), aus Wasserstoffperoxidaddukten (beispielsweise Harnsäure/Wasserstoffperoxidaddukt) oder Mischungen davon ausgewählt werden.
Vorzugsweise kann die Carbonsäure oder ein Derivat von ihr beispielsweise aus Essigsäure, Essigsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid oder Mischungen davon ausgewählt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das geschichtete Material gemäß (b) beispielsweise aus Phyllosilicaten ausgewählt werden, wie Smektiten, beispielsweise Montmorillonit, Bentonit, Nontronit, Beidellit, Volkonskoit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Vermiculit, Halloisit, Sericit, Aluminatoxiden, Hydrotalcit oder Mischungen davon ausgewählt werden. Besonders bevorzugt ist Montmorillonit. Dieses geschichtete Material enthält gewöhnlich austauschbare Kationen, wie Natrium (Na⁺), Calcium (Ca²⁺), Kalium (K⁺) oder Magnesium (Mg²⁺), die an den Zwischenschichtoberflächen vorhanden sind.
Um das geschichtete Material besser kompatibel mit den elastomeren Polymeren zu machen, kann das geschichtete Material nach (b) mit wenigstens einem Kompatibilisierungsmittel behandelt werden. Ein solches Kompatibilisierungsmittel ist in der Lage, Ionenaustauschreaktionen mit den Kationen zu unterliegen, die an den Zwischenschichtoberflächen des geschichteten anorganischen Materials vorhanden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kompatibilisierungsmittel beispielsweise aus den quaternären Ammonium- oder Phosphoniumsalzen ausgewählt werden, die die allgemeine Formel (I) haben:
wobei

– Y für N oder P steht,
– R₁, R₂, R₃ und R₄, die identisch oder verschieden sein können, für eine lineare oder verzweigte C₁-C₂₀-Alkyl- oder -Hydroxyalkylgruppe, eine lineare oder verzweigte C₁-C₂₀-Alkenyl- oder -Hydroxyalkenylgruppe, eine Gruppe -R₅-SH oder -R₅-NH, wenn R₅ eine lineare oder verzweigte C₆-C₂₀-Alkylengruppe darstellt, für eine C₆-C₁₆-Arylgruppe, für eine C₇-C₂₀-Arylalkyl- oder -Alkylarylgruppe und für eine C₅-C₁₈-Cycloalkylegruppe stehen, wobei die Cycloalkylgruppe ein Heteroatom, wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel, enthalten kann,
– X^n- ein Anion darstellt, beispielsweise das Chlorion, das Sulfation oder das Phosphation, und
– n für 1, 2 oder 3 steht.

Das geschichtete Material nach (b) kann mit dem Kompatibilisierungsmittel behandelt werden, bevor es den elastomeren Polymeren zugegeben wird. Alternativ können das geschichtete Material nach (b) und das Kompatibilisierungsmittel den elastomeren Polymeren getrennt zugesetzt werden.
Die Behandlung des geschichteten Materials nach (b) mit dem Kompatibilisierungsmittel kann nach bekannten Verfahren ausgeführt werden, beispielsweise durch eine Ionenaustauschreaktion zwischen dem geschichteten Material und dem Kompatibilisator. Weitere Einzelheiten sind beispielsweise in den US-Patenten US 4,136,103 , US 5,747,560 oder US 5,952,093 beschrieben.
Ein Beispiel eines geschichteten Materials nach (b), das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und im Handel erhältlich ist, sind Produkte, die unter dem Namen Dellite^® 67G, Dellite^® 72T, Dellite^® 43B, von Laviosa Chimica Mineraria S. p. A.; Cloisite^® 25A, Cloisite^® 10A, Cloisite^® 15A, Cloisite^® 20A, von Southern Clays; Nanofil^® 5, Nanofil^® 8, Nanofil^® 9, von Süd Chemie; Bentonite^® AG/3 von Dal Cin S. p. A. bekannt sind Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Methylendonatorverbindung nach (c) beispielsweise aus Hexamethylentetramin (HMT), Hexamethoxymethylmelamin (HMMM), Formaldehyd, Paraformaldehyd, Trioxan, 2-Methyl-2-nitro-1-propanal, substituierten Melaminharzen, wie N-substituierten Oxymethylmelaminharzen, Glycolurilverbindungen, wie Tetramethoxymethylglycoluril, Harnstoff-Formaldehydharzen, wie butylierten Harnstoff-Formaldehydharzen, oder Mischungen davon ausgewählt werden. Hexamethylentetramin (HMT) oder Hexamethoxymethylmelamin (HMMM) sind besonders bevorzugt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Methylenakzeptorverbindung nach (d) beispielsweise aus Resorcinol, Catechol, Hydrochinon, Pyrogallol, Phloroglucinol, 1-Naphthol; 2-Naphthol; Phenolharzen, die aus der Kondensation eines fakultativ substituierten Phenols mit einem Aldehyd, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Furfural (beispielsweise Resorcinol- Formaldehydharz) erhalten werden; oder Mischungen davon ausgewählt werden. Resorcinol ist besonders bevorzugt.
Die Methylendonatorverbindung (c) und die Methylenakzeptorverbindung nach (d) können der vernetzbaren elastomeren Mischung auch in vorkondensierter Form (kondensiert vor der Zugabe zu der vernetzbaren elastomeren Mischung) zugesetzt werden, beispielsweise als Resorcinol-Formaldehydharz, substituierte Melaminharze, wie N-substituierte Oxymethylmelaminharze, oder Mischungen davon. Die vorkondensierten Harze sind zu einer Eigenvernetzung in der Lage, da sie unterschiedliche reaktive Gruppen enthalten.
Wie vorstehend offenbart, kann die vernetzbare elastomere Mischung weiterhin nach (e) wenigstens einen Ruß-Verstärkungsfüllstoff aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Ruß-Verstärkungsfüllstoff aus solchen mit einer spezifischen Oberfläche von nicht weniger als 20 m²/g ausgewählt werden (bestimmt durch die CTAB-Absorption, wie sie in der Norm ISO 6810:1995 beschrieben ist).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ruß-Verstärkungsfüllstoff in der vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von 0 phr bis 120 phr, vorzugsweise von 20 phr bis 90 phr vorhanden.
Wie vorstehend offenbart, kann die vernetzbare elastomere Mischung weiterhin nach (f) wenigstens einen Silanhaftvermittler aufweisen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann der Silanhaftvermittler aus solchen ausgewählt werden, die wenigstens eine hydrolisierbare Silangruppe aufweisen, die beispielsweise durch die folgende allgemeine Formel (II) gekennzeichnet werden kann: (R)₃Si-C_nH_2n-X (II),wobei die Gruppen R, die identisch oder unterschiedlich sein können, aus Alkyl-, Alkoxy- oder Aryloxygruppen oder aus Halogenatomen unter der Bedingung ausgewählt werden, dass wenigstens eine der Gruppen R eine Alkoxy- oder Aryloxygruppe ist, n eine ganze Zahl von 1 bis einschließlich 6 ist, X eine Gruppe ist, die aus Nitroso-, Mercapto-, Amino-, Epoxid-, Vinyl-, Imid-, Chlor-, -(S)_mC_nH_2n-Si-(R)₃ oder -S-COR-Gruppen ausgewählt wird, wenn m und n ganze Zahlen von 1 bis einschließlich 6 sind und die Gruppen R wie vorstehend definiert sind.
Zu den Silanhaftvermittlern, die besonders bevorzugt sind, gehören Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid oder Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulphid. Die Haftvermittler können als solche oder als geeignete Mischung mit einem inerten Füllstoff (beispielsweise Ruß) eingesetzt werden, um ihren Einschluss in das elastomere Polymer zu erleichtern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Silanhaftvermittler in der elastomeren Mischung in einer Menge von 0 phr bis 10 phr, vorzugsweise von 0,5 phr bis 5 phr vorhanden.
Wie vorstehend offenbart, kann die vernetzbare elastomere Mischung gemäß (g) weiterhin diskontinuierliche Fasern aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die diskontinuierlichen Fasern nach (g) Aramidfasern, insbesondere kurze fibrillierte Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern (auch bekannt als Aramidpulpe), die im Handel als Kevlar^®-Pulpe von Du Pont oder als Twaron^®-Pulpe von Teijin Twaron bekannt und in dem vorstehend erwähnten US-Patent US 4,871,004 offenbart sind. Vorzugsweise haben die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Aramidfasern eine Form mit einem Hauptstrunk mit einer Länge (L) von 0,2 mm bis 0,5 mm, einem Durchmesser (D) von 0,005 mm bis 0,02 mm und einem Seitenverhältnis L/D von 10 bis 1000 sowie eine Vielzahl von Fibrillen oder kleinen Zweigen, die sich von dem Strunk nach außen über der gesamten Länge des Strunks erstrecken und die einen Durchmesser haben, der wesentlich kleiner als der Durchmesser des Strunks ist. Die spezifische Oberfläche der Fasern reicht von 4 m²/g bis 20 m²/g. Die spezifische Oberfläche der Aramidfasern nach der vorliegenden Erfindung ist 30- bis 60-mal größer als die von Fasern, die den gleichen Durchmesser haben, jedoch keine Fibrillen aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die erwähnten Aramidfasern entweder als solche oder in Form einer Vordispersion in einer geeigneten Polymergrundmasse verwendet werden, die als Träger dient und beispielsweise aus Naturkautschuk, Butadien/Styrol-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren oder Mischungen davon besteht. Vorzugsweise wird eine Mischung ("Vormischung") verwendet, bei der die vorstehend erwähnten Fasern in Naturkautschuk dispergiert sind, die unter dem Handelsnamen Kevlar^® Engineered Elastomer von Du Pont bekannt ist und sich aus 23 Gew.-% Kevlar^® und 77 Gew.-% Naturkautschuk zusammensetzt.
Zu erwähnen ist, dass, obwohl die diskontinuierlichen Fasern, die nach der vorliegenden Erfindung bevorzugt werden, aus den vorstehend beschriebenen Aramidfasern ausgewählt werden, die diskontinuierlichen Fasern auch aus Fasern auf der Basis anderer Polyamide (beispielsweise Nylon), auf der Basis von Polyestern, von Polyolefinen, von Polyvinylalkohol, aus Glasfasern oder aus Naturfasern, wie Cellulose- oder Ligninfasern, oder Mischungen davon ausgewählt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die diskontinuierlichen Fasern in der vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von 0 phr bis 10 phr, vorzugsweise von 0,5 phr bis 6 phr vorhanden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein zusätzlicher Verstärkungsfüllstoff der vorstehend angegebenen vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von insgesamt 0 phr bis 120 phr, vorzugsweise von 20 phr bis 90 phr zugesetzt werden. Der Verstärkungsfüllstoff kann aus solchen ausgewählt werden, die üblicherweise für vernetzte Fabrikate, insbesondere für Reifen, verwendet werden, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Aluminosilicate, Calciumcarbonat, Kaolin oder Mischungen davon.
Das Siliciumdioxid, das bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, kann insgesamt ein pyrogenes Siliciumdioxid oder vorzugsweise ein abgeschiedenes Siliciumdioxid mit einer spezifischen BET-Oberfläche (gemessen nach der Norm ISO 5794/1) von 50 m²/g bis 500 m²/g, vorzugsweise von 70 m²/g bis 200 m²/g sein.
Wenn ein verstärkender Füllstoff, der Siliciumdioxid aufweist, vorhanden ist, kann die vernetzbare elastomere Mischung vorteilhafterweise einen weiteren Silanhaftvermittler einschließen, der in der Lage ist, mit dem Siliciumdioxid zu interagieren und es mit dem elasto meren Polymer während der Vulkanisation zu verbinden. Beispiele für Silanhaftvermittler, die eingesetzt werden können, sind bereits vorstehend offenbart.
Die vorstehend angegebene vernetzbare elastomere Mischung kann nach bekannten Techniken vulkanisiert werden, insbesondere mit Vulkanisiersystemen auf Schwefelbasis, die üblicherweise für elastomere Polymere verwendet werden. Für diesen Zweck wird in der Mischung nach einem oder mehreren Schritten der thermomechanischen Verarbeitung ein Vulkanisiermittel auf Schwefelbasis zusammen mit Vulkanisierbeschleunigern eingeschlossen. In der abschließenden Verarbeitungsstufe wird die Temperatur im Allgemeinen unter 120°C und vorzugsweise unter 100°C gehalten, so dass jedes unerwünschte Vorvernetzungsphänomen vermieden wird.
Ein besonders vorteilhaft eingesetztes Vulkanisiermittel ist Schwefel oder sind Schwefel enthaltende Moleküle (Schwefeldonatoren) mit bekannten Akzeleratoren und Aktivatoren.
Aktivatoren, die besonders effektiv sind, sind Zinkverbindungen und insbesondere ZnO, ZnCO₃, Zinksalze von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, beispielsweise Zinkstearat, die vorzugsweise in situ in der elastomeren Mischung aus ZnO und Fettsäure gebildet werden, sowie ferner BiO, PbO, Pb₃O₄, PbO₂ oder Mischungen davon.
Akzeleratoren, die üblicherweise verwendet werden, können aus Dithiocarbamaten, Guanidin, Thioharnstoff, Thiazolen, Sulphenamiden, Thiuramen, Aminen, Xanthaten oder Mischungen davon ausgewählt werden.
Die vernetzbare elastomere Mischung kann andere üblicherweise verwendete Zusatzstoffe aufweisen, die auf der Basis der speziellen Verwendung ausgewählt werden, für die die Mischung vorgesehen ist. Beispielsweise können der vernetzbaren elastomeren Mischung folgende Stoffe zugesetzt werden: Antioxidanzien, Alterungshemmer, Weichmacher, Klebstoffe, Antiozonmittel, Modifizierharze, Fasern (beispielsweise Kevlar^®-Pulpe) oder Mischungen davon.
Zur weiteren Verbesserung der Verarbeitbarkeit kann der vernetzbaren elastomeren Mischung insbesondere ein Weichmacher zugesetzt werden, der gewöhnlich aus Mineralölen, Pflanzenölen, synthetischen Ölen oder Mischungen davon ausgewählt wird, beispielsweise einem aromatischen Öl, einem Naphthenöl, Phthalaten, Sojabohnenöl oder Mischungen davon. Die Menge des Weichmachers reicht gewöhnlich von 0 phr bis 70 phr, vorzugsweise von 5 phr bis 30 phr.
Die vorstehend angegebene vernetzbare elastomere Mischung kann dadurch hergestellt werden, dass die elastomeren Basiskomponenten und das geschichtete Material oder eine Vormischung davon mit dem verstärkenden Füllstoff und den anderen fakultativ vorhandenen Zusatzstoffen nach bekannten Verfahren gemischt werden. Das Mischen kann beispielsweise unter Verwendung eines offenen Mischers in Walzenbauweise oder eines Innenmischers mit tangentialen Rotoren (Banbury) oder mit ineinander greifenden Rotoren (Intermix) oder in Endlosmischern in Ko-Kneader-Bauweise (Guss) oder in gleich rotierender oder gegenrotierender Doppelschneckenbauweise ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Hilfe einer Anzahl von veranschaulichenden Ausführungsformen unter Bezug auf die beiliegenden 1 bis 4 näher erläutert, die eine Querschnittsansicht eines Teils eines erfindungsgemäß hergestellten Reifens zeigen.
"a" zeigt die Axialrichtung und "r" die Radialrichtung an. Zur Vereinfachung zeigt 1 nur einen Teil des Reifens, wobei der nicht gezeigte restliche Teil bezüglich der Radialrichtung "r" identisch und symmetrisch angeordnet ist.
Der Reifen (100) hat wenigstens eine Karkassenlage (101), deren gegenüberliegende Seitenränder jeweils mit einem Wulstaufbau verbunden sind, der wenigstens einen Wulstkern (102) und wenigstens einen Wulstfüller (104) aufweist. Die Verbindung zwischen der Karkassenlage (101) und dem Wulstkern (102) wird hier dadurch erreicht, dass die gegenüberliegenden Seitenränder der Karkassenlage (101) um den Wulstkern (102) so herum zurückgefaltet werden, dass die so genannte Karkassenrückfaltung (101a), wie in 1 gezeigt, gebildet wird.
Alternativ kann der herkömmliche Wulstkern (102) durch wenigstens eine ringförmige Einlage ersetzt werden, die von gummierten Drähten gebildet wird, welche in konzentrischen Win dungen (in 1 nicht gezeigt) (siehe beispielsweise europäische Patentanmeldungen EP 928,680 und EP 928,702 ) angeordnet sind. In diesem Fall wird die Karkassenlage (101) nicht um die ringförmigen Einlagen zurückgefaltet, vielmehr erfolgt die Verbindung durch eine zweite Karkassenlage (in 1 nicht gezeigt), die außen über der ersten aufgebracht wird.
Die Karkassenlage (101) besteht insgesamt aus einer Vielzahl von Verstärkungskorden, die parallel zueinander angeordnet und wenigstens teilweise mit einer Schicht aus einer vernetzten elastomeren Mischung überzogen sind. Diese verstärkenden Korde bestehen gewöhnlich aus Textilfasern, beispielsweise Rayon, Nylon oder Polyethylenterephthalat, oder aus Stahldrähten, die miteinander verlitzt und mit einer Metalllegierung beschichtet sind (beispielsweise Kupfer-Zink-, Zink-Mangan-, Zink-Molybdän-Kobaltlegierungen und dergleichen).
Die Karkassenlage (101) hat gewöhnlich eine Gürtelbauweise, d. h. sie schließt Verstärkungskorde ein, die in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung bezüglich einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Kern (102) ist in einen Wulst (103) eingeschlossen, der längs eines inneren Umfangsrandes des Reifens (100) gebildet wird, mit welchem der Reifen an einer Felge (in 1 nicht gezeigt) angreift, die einen Teil des Fahrzeugrades bildet. Der von jeder Karkassenrückfaltung (101a) gebildete Raum enthält einen Wulstfüller (104), der erfindungsgemäß ausgebildet sein kann und in der der Wulstkern (102) eingebettet ist. Üblicherweise wird ein Verschleißschutzstreifen (105) in einer axial äußeren Position bezüglich der Karkassenrückfaltung (101a) angeordnet.
Längs des Umfangs der Karkassenlage (101) ist ein Gurtaufbau (106) aufgebracht. Bei der speziellen Ausgestaltung in 1 hat der Gurtaufbau (106) zwei Gurtstreifen (106a, 106b), die eine Vielzahl von Verstärkungskorden, gewöhnlich Metallkorde, einschließen, die zueinander in jedem Streifen parallel sind und sich bezüglich des benachbarten Streifens schneiden und so ausgerichtet sind, dass ein vorgegebener Winkel bezogen auf die Umfangsrichtung gebildet wird. An dem radial äußersten Gurtstreifen (106b) kann fakultativ wenigstens eine Null-Grad-Verstärkungsschicht (106c) aufgebracht werden, die gewöhnlich als "0°-Gurt" bekannt ist, der gewöhnlich eine Vielzahl von Verstärkungskorden, üblicherweise Textilkorde, einschließt, die mit einem Winkel von wenigen Grad bezogen auf die Umfangsrichtung ange ordnet und mit Hilfe einer vernetzten elastomeren Mischung beschichtet und miteinander verschweißt sind.
Außen auf der Karkassenlage (101) ist ebenfalls eine Seitenwand (108) angebracht, die sich in einer axial äußeren Position von dem Wulst (103) zu dem Ende des Gurtaufbaus (106) erstreckt.
Am Umfang ist in einer Position radial außen an dem Gurtaufbau (106) ein Laufflächenband (109) aufgebracht, dessen Seitenränder mit den Seitenwänden (108) verbunden sind. Das Laufflächenband (109) hat außen eine Rollfläche (107a), die für das In-Kontakt-Kommen mit dem Boden ausgelegt ist. Zur Bildung einer Vielzahl von Blöcken mit verschiedenen Formen und Größen, die über der Rollfläche (109a) in dieser verteilt sind, sind Umfangsnuten, die mit Quernuten (in 1 nicht gezeigt) verbunden sind, in dieser Fläche (109a) ausgebildet, die der Einfachheit halber in 1 als glatt dargestellt ist.
Zwischen dem Gurtaufbau (106) und dem Laufflächenband (109) ist eine Laufflächenunterschicht (111) angeordnet, die nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
Wie in 1 gezeigt ist, kann die Laufflächenunterschicht (111) eine gleichförmige Dicke haben.
Alternativ kann die Laufflächenunterschicht (111) eine variable Dicke in der Querrichtung haben. Beispielsweise kann die Dicke in der Nähe ihrer Außenränder größer als in einer zentralen Zone sein.
In 1 erstreckt sich die Laufflächenunterschicht (111) über eine Fläche, die im Wesentlichen der Abwicklungsfläche des Gurtaufbaus (106) entspricht. Alternativ erstreckt sich die Laufflächenunterschicht (111) nur längs wenigstens eines Teils der Abwicklung des Gurtaufbaus (106), beispielsweise an gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Gurtaufbaus (106) (in 1 nicht gezeigt).
In der Verbindungszone zwischen den Seitenwänden (108) und dem Laufflächenband (109) kann ein Streifen aus elastomerem Material (110), der üblicherweise als "Miniseitenwand" bekannt ist, wahlweise vorhanden sein, wobei diese Miniseitenwand im Allgemeinen durch Koextrusion mit dem Laufflächenband erhalten wird und eine Verbesserung der mechanischen Interaktion zwischen dem Laufflächenband (109) und den Seitenwänden (108) ermöglicht. Alternativ deckt der Endabschnitt der Seitenwand (108) den seitlichen Rand des Laufflächenbandes (109) direkt ab.
Im Falle von schlauchlosen Reifen kann auch eine Kautschukschicht (112), die insgesamt als Auskleidung bekannt ist und die erforderliche Undurchlässigkeit für die Aufpumpluft des Reifens bereitstellt, an einer inneren Position bezüglich der Karkassenlage (101) vorgesehen werden.
2 zeigt einen Reifen (100) mit einem Aufbau, wie er anhand von 1 beschrieben wurde, bei welchem die Laufflächenunterschicht (111), die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, zwischen dem Gurtaufbau (106) und der Karkassenlage (101) angeordnet ist.
3 zeigt einen Reifen (100) mit einem Aufbau, wie er anhand von 1 beschrieben ist, bei welchem eine Seitenwandeinlage (113), die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann und sich radial von einer dem Wulstaufbau entsprechenden Position zu einer einem Laufflächenseitenrand entsprechenden Position erstreckt, in einer bezüglich der Karkassenlage axial inneren Position angeordnet ist. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Seitenwandeinlage beispielsweise zwischen der Karkassenlage (101) und der Auskleidung (112) angeordnet. Wenn mehr Karkassenlagen vorhanden sind, wird alternativ eine Seitenwandeinlage (113) zwischen zwei der Karkassenlagen angeordnet (in 3 nicht gezeigt). Alternativ wird eine Seitenwandeinlage zwischen der Karkassenlage und der Seitenwand angeordnet (in 3 nicht gezeigt). Es kann mehr als eine Seitenwandeinlage vorhanden sein, wie es beispielsweise in dem US-Patent US 5,238,040 oder in dem europäischen Patent EP 943,466 offenbart ist.
3 zeigt einen Reifen (100) mit einem Aufbau, wie er anhand von 1 beschrieben ist, bei welchem ein Laufflächenband (109) einen Kappen-und-Basis-Aufbau hat. Insbesondere hat das Laufflächenband (109) eine radial innere Schicht oder Laufflächenbasis (109c) und eine radial äußere Schicht oder Laufflächenkappe (109b). Die Laufflächenbasis (109c) kann nach der vorliegenden Erfindung hergestellt sein.
Wie in 4 gezeigt ist, hat die Laufflächenbasis (109c) eine gleichförmige Dicke. Die Dicke der Laufflächenbasis (109c) kann auch nicht gleichförmig sein, beispielsweise ist sie in der Nähe ihrer Außenränder und/oder an ihrem zentralen Bereich größer.
Das Verfahren zur Herstellung des Reifens nach der vorliegenden Erfindung kann mit Verfahren und unter Verwendung von Vorrichtungen ausgeführt werden, die bekannt sind und beispielsweise in dem europäischen Patent EP 199,064 und in den US-Patenten US 4,872,822 oder US 4,768,937 beschrieben sind, wobei das Verfahren wenigstens eine Herstellungsstufe für den Rohreifen und wenigstens eine Vulkanisierstufe für diesen Reifen aufweist.
Insbesondere umfasst das Verfahren zur Herstellung des Reifens die Schritte, vor und getrennt voneinander eine Reihe von Halbfabrikaten herzustellen, die den verschiedenen Bauelementen des Reifens entsprechen (Karkassenlagen, Gurtaufbau, Wulstdrähte, Füller, Seitenwände und Laufflächenband), die dann unter Verwendung einer geeigneten Fertigungsmaschine zusammengefügt werden. Der darauffolgende Vulkanisierschritt verschweißt danach die vorstehend erwähnten Halbfabrikate miteinander zur Bildung eines monolithischen Blocks, d. h. des fertigen Reifens.
Dem Herstellungsschritt für die vorstehenden Halbfabrikate geht ein Schritt voraus, die verschiedenen vernetzbaren elastomeren Mischungen, aus denen die Halbfabrikate hergestellt werden, nach herkömmlichen Techniken aufzubereiten und auszuformen.
Der so erhaltene Rohreifen wird dann den darauffolgenden Schritten des Ausformens und Vulkanisierens zugeführt. Für diesen Zweck wird eine Vulkanisierform verwendet, die so ausgelegt ist, dass sie den zu behandelnden Reifen in einem Formhohlraum aufnimmt, der Wände hat, die zur Bildung der Außenfläche des Reifens gegengeformt sind, wenn die Vulkanisierung abgeschlossen ist.
Alternative Prozesse zur Herstellung eines Reifens oder von Reifenteilen ohne Verwendung von Halbfabrikaten sind beispielsweise in den vorstehend erwähnten europäischen Patentanmeldungen EP 928,680 und EP 928,702 offenbart.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Bauelemente von einer Vielzahl von Windungen eines fortlaufenden langgestreckten Elements gebildet. Das langgestreckte Element kann beispielsweise durch Extrudieren der vorstehend offenbarten, vernetzbaren elastomeren Mischung hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Bauelemente auf einem Träger zusammengefügt.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung und der nachstehenden Ansprüche wird der Ausdruck "Träger" zur Bezeichnung folgender Vorrichtungen verwendet:

– einer Hilfstrommel mit zylindrischer Form, wobei die Hilfstrommel vorzugsweise einen Gurtaufbau trägt,
– einer Ausformtrommel, die im Wesentlichen eine Torusform hat und vorzugsweise wenigstens einen Karkassenaufbau mit einem darauf montierten Gurtaufbau trägt,
– eines starren Trägers, der vorzugsweise entsprechend der Innenform des Reifens ausgebildet ist.

Weitere Einzelheiten bezüglich der Vorrichtungen und Verfahren zur Ausformung und/oder des Ablegens der Bauelemente des Reifens auf einem Träger sind beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 01/36185 und in dem europäischen Patent EP 976,536 im Namen der Anmelderin oder in den europäischen Patentanmeldungen EP 968,814 , EP 1,201,414 und EP 1,211,057 beschrieben.
Der Rohreifen kann durch Einführen eines Druckfluids in den Raum ausgeformt werden, der von der Innenfläche des Reifens gebildet wird, so dass die Außenfläche des Rohreifens gegen die Wände des Formhohlraums gedrückt werden. Bei einem der im weitem Umfang verwendeten Ausformverfahren wird eine Vulkanisierkammer, die aus elastomerem Material hergestellt und mit Wasserdampf und/oder einem anderen unter Druck stehenden Fluid gefüllt wird, innerhalb des Reifens aufgebläht, der in dem Formhohlraum eingeschlossen ist. Auf diese Weise wird der Rohreifen gegen die Innenwände des Formhohlraums gedrückt, wodurch die gewünschte Ausformung erhalten wird. Alternativ kann das Ausformen ohne eine aufblähbare Vulkanisierkammer dadurch ausgeführt werden, dass innerhalb des Reifens ein torusförmiger Metallträger vorgesehen wird, dessen Form der Innenfläche des herzustellenden Reifens entspricht, wie es beispielsweise in dem europäischen Patent EP 1,189,744 beschrieben ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Vulkanisierschritt des Rohreifens ausgeführt. Zu diesem Zweck wird die Außenwand der Vulkanisierform in Kontakt mit einem Heizfluid (im Allgemeinen Wasserdampf) angeordnet, so dass die Außenwand eine Maximaltemperatur insgesamt von 100°C bis 230°C erreicht. Gleichzeitig wird die Innenfläche des Reifens auf die Vulkanisiertemperatur unter Verwendung des gleichen Druckfluids aufgeheizt, das zum Drücken des Reifens gegen die Wände des Formhohlraums verwendet wird und auf eine Maximaltemperatur von 100°C bis 250°C aufgeheizt wird. Die zum Erzielen eines ausreichenden Vulkanisiergrads über der Masse des elastomeren Materials erforderliche Zeit kann im Allgemeinen von 3 min bis 90 min variieren und hängt hauptsächlich von den Abmessungen des Reifens ab. Wenn das Vulkanisieren abgeschlossen ist, wird der Reifen aus der Vulkanisierform entfernt.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mit Hilfe einer Anzahl von Ausführungsbeispielen erläutert, die lediglich zur Erläuterung und ohne irgendeine Begrenzung dieser Erfindung angegeben werden.
BEISPIELE 1 bis 5
Aufbereitung der elastomeren Mischungen
Es wurden die in Tabelle 1 angegebenen elastomeren Mischungen wie folgt hergestellt (die Mengen der verschiedenen Komponenten sind in phr angegeben).

Alle Komponenten, mit Ausnahme von Schwefel, Verzögerer (PVI), Beschleuniger (DCBS) und Hexamethylentetramin (HMT) wurden in einem Innenmischer (Modell Pomini PL 1.6) etwa 5 min (1. Schritt) miteinander vermischt. Sobald die Temperatur 145 ± 5°C erreicht hat, wurde das elastomere Material abgeführt. Dann wurden der Schwefel, das Verzögerungsmittel (PVI), der Beschleuniger (DCBS) und das Hexamethylentetramin (HMT) zugegeben und ein Mischen in einem Walzenmischer (2. Schritt) ausgeführt. TABELLE 1

BEISPIEL	1 (*)	2 (*)	3 (*)	4	5
1. SCHRITT
NR	100	100	100	100	93,3
N326	70	60	70	60	60
Zinkoxid	7	7	7	7	7
Stearinsäure	2	2	2	2	2
Antioxidans	2	2	2	2	2
X50S^®	1	1	1	1	1
Kevlar^®	-	-	-	-	8,7
Dellite^® 67G	-	10	-	10	10
Resorcinol	-	-	1,3	1,3	1,3
2. SCHRITT
Schwefel	3	3	3	3	3
PVI	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
DCBS	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
HMT	-	-	0,8	0,8	0,8

(*): Vergleich
NR: Naturkautschuk,
N326: Ruß,
Antioxidans: Phenyl-p-phenylendiamin,
X50S^®: Silanhaftvermittler mit 50 Gew.-% Ruß und 50 Gew.-% Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulphid (Degussa-Hüls – die angegebene Menge bezieht sich auf die Silanmenge),
Kevlar^® Engineered Elastomer: Mischung aus 23 Gew.-% Kevlar^® und 77 Gew.-% Naturkautschuk (Du Pont),
Dellite^® 67G: organo-modifizierter Montmorillonit, der zu der Smektit-Familie gehört (Laviosa Chimica Mineraria S. p. A.),
PVI (Verzögerer): N-Cyclohexylthiophthalimid (Santogard^® PVI – Monsanto),
DCBS (Beschleuniger): Benzothiazyl-2-dicyclohexylsulfenamid (Vulkacit^® DZ/EGC – Bayer),
HMT: Hexamethylentetramin.

An den nicht vernetzten elastomeren Mischungen, die wie vorstehend beschrieben erhalten wurden, wurde die Mooney-Viskosität ML (1 + 4) bei 100°C nach der Norm ISO 289-1:1994 gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Die statischen mechanischen Eigenschaften nach der Norm ISO 37:1994 sowie die Härte in IRHD-Graden bei 23°C gemäß Norm ISO 48:1994 wurden an Proben der vorstehenden elastomeren Mischungen gemessen, die bei 170°C für 10 min vulkanisiert wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2 zeigt auch die dynamischen mechanischen Eigenschaften, die unter Verwendung einer Instron-Dynamikvorrichtung in dem Traktions-Kompressions-Modus nach den folgenden Methoden gemessen wurden. Ein Teststück aus der vernetzten elastomeren Mischung (10 min vulkanisiert bei 170°C), das eine zylindrische Form hat (Länge = 25 mm, Durchmesser = 12 mm), bis zu einer 10%igen Längsverformung bezogen auf die Ausgangslänge druckvorbelastet wurde und auf der vorgegebenen Temperatur (23°C oder 70°C) über der gesamten Versuchsdauer gehalten wurde, wurde einer dynamischen, sinusförmigen Beanspruchung mit einer Amplitude von ± 3,5% bezogen auf die Länge unter Vorbelastung bei einer Frequenz von 100 Hz unterworfen. Die dynamischen mechanischen Eigenschaften sind in Ausdrücken des dynamischen Elastizitätsmoduls (E') und der Tangens-delta-(Verlustfaktor-)Werte ausgedrückt. Der Tangens-delta-Wert ist als Verhältnis zwischen dem viskosen Modul (E'') und dem Elastizitätsmodul (E') berechnet.

In Tabelle 2 zeigen die Zahlen in Klammern die %-Änderung (%Δ_Ref) der angegebenen Werte bezogen auf die Bezugswerte von Beispiel 1 an. TABELLE 2

BEISPIEL	1 (*)	2 (*)	3 (*)	4	5
Mooney-Viskosität ML (1 + 4)	69	63	64	60	64
STATISCHE MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN
50%-Modul	1,90	2,36 (24,2%)	2,81 (47,9%)	3,43 (80,5%)	5,05 (165,8%)
100%-Modul	3,76	4,39 (16,75%)	5,48 (45,74%)	6,04 (60,64%)	7,45 (98,13%)
Bruchspannung (MPa)	17,22	16,37 (–4,94%)	17,47 (1,45%)	18,70 (8,60%)	16,60 (–3,60%)
Bruchdehnung	371	453 (–4,60%)	286 (–22,91%)	342 (–7,82)	290 (–21,83)
DYNAMISCHE MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN
E' (23°C)	10,59	13,52 (27,67%	15,90 (50,14)	23,81 (124,8)	24,67 (132,9)
E (70°C)	9,06	10,44 (15,23%)	11,96 (32,0%)	19,11 (110,9%)	20,47 (125,9%)
Tandelta (23°C)	0,247	0,272 (10,12%)	0,253 (2,43%)	0,233 (–5,66%)	0,228 (–7,70%)
Tandelta (70°C)	0,159	0,192 (20,75%)	0,172 (8,17%)	0,166 (4,40%)	0,160 (0,63%)
IRHD-Härte (23°C)	76	79	83	88	91
IRHD-Härte (100°C)	72	73	78	83	88

(*) Vergleich

Claims

Reifen mit wenigstens einem Bauelement, das ein vernetztes elastomeres Material aufweist, welches durch Vernetzen einer vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird, die (a) 100 phr von wenigstens einem elastomeren Dienpolymer, (b) 1 phr bis 50 phr von wenigstens einem geschichteten Material mit einer individuellen Schichtdicke von 0,01 nm bis 30 nm, (c) 0,1 phr bis 15 phr von wenigstens einer Methylendonatorverbindung und (d) 0,4 phr bis 20 phr von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung aufweist.
Reifen nach Anspruch 1, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 2 phr bis 40 phr, vorzugsweise 5 phr bis 30 phr, von wenigstens einem geschichteten Material (b) aufweist.
Reifen nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das wenigstens eine geschichtete Material (b) eine individuelle Schichtdicke von 0,05 nm bis 15 nm hat.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 0,3 phr bis 10 phr von wenigstens einer Methylendonatorverbindung (c) aufweist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 0,8 phr bis 15 phr von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung (d) aufweist.
Reifen nach Anspruch 1, – mit einem Karkassenaufbau im Wesentlichen mit einer Torusform, dessen gegenüberliegende Seitenränder mit jeweiligen freiliegenden rechten und linken Wulstaufbauten verbunden sind, die wenigstens einen Wulstkern und wenigstens einen Wulstfüller aufweisen, – mit einem Gurtaufbau, der in einer radial äußeren Position bezüglich des Karkassenaufbaus angebracht ist, – mit einem Laufflächenband, das radial auf den Gurtaufbau aufgelegt angeordnet ist, – mit einem Paar von Seitenwänden, die seitlich an gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Karkassenaufbaus angebracht sind, und – mit wenigstens einem aus Wulstfüller, Seitenwandeinlage, Laufflächenunterschicht, Laufflächenbasis ausgewählten Bauelement, das durch Vernetzen einer vernetzbaren elastomeren Mischung erhalten wird, die (a) 100 phr von wenigstens einem elastomeren Dienpolymer, (b) 1 phr bis 50 phr von wenigstens einem geschichteten Material, das eine individuelle Schichtdicke von 0,01 nm bis 30 nm hat, (c) 0,1 phr bis 15 phr von wenigstens einer Methylendonatorverbindung und (d) 0,4 phr bis 20 phr von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung aufweist.
Reifen nach Anspruch 6, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 2 phr bis 40 phr, vorzugsweise 5 phr bis 30 phr, von wenigstens einem geschichteten Material (b) aufweist.
Reifen nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem das wenigstens eine geschichtete Material eine individuelle Schichtdicke von 0,05 nm bis 15 nm hat.
Reifen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 0,3 phr bis 10 phr von wenigstens einer Methylendonatorverbindung (c) aufweist.
Reifen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 0,8 phr bis 15 phr von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung (d) aufweist.
Reifen nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei welchem die Seitenwandeinlage sich radial von einer dem Wulstaufbau entsprechenden Position aus zu einer einem Laufflächenseitenrand entsprechenden Position erstreckt.
Reifen nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei welchem die Laufflächenunterschicht eine Schicht aus einer vernetzten elastomeren Mischung ist, die in einer radial inneren Position bezüglich des Laufflächenbandes angebracht ist.
Reifen nach einem der Ansprüche 6 bis 12, bei welchem das Laufflächenband einen Kappen-Basis-Aufbau mit einer radial inneren Schicht oder Laufflächenbasis und einer radial äußeren Schicht oder Laufflächenkappe hat.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Bauelement einen dynamischen Elastizitätsmodul (E') gemessen bei 70°C von nicht weniger als 5 MPa hat.
Reifen nach Anspruch 14, bei welchem das Bauelement einen dynamischen Elastizitätsmodul (E') gemessen bei 70°C von 8 MPa bis 80 MPa hat.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Bauelement einen Zugmodul bei 100% Dehnung (100% Modul) von nicht weniger als 3 MPa hat.
Reifen nach Anspruch 16, bei welchem das Bauelement einen Zugmodul bei 100% Dehnung (100% Modul) von 4 MPa bis 20 MPa hat.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Bauelement eine bei 23°C gemessene IRHD-Härte von nicht weniger als 65 hat.
Reifen nach Anspruch 18, bei welchem das Bauelement eine bei 23°C gemessene IRHD-Härte von 70 bis 95 hat.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das elastomere Dienpolymer (a) eine Glasübergangstemperatur unter 20°C hat.
Reifen nach Anspruch 20, bei welchem das elastomere Dienpolymer (a) ausgewählt wird aus natürlichem oder synthetischem Cis-1,4-Polyisopren; 3,4-Polyisopren; Polybutadien; fakultativ halogenierten Isopren/Isobuten-Copolymeren; 1,3-Butadien/Acrylnitril-Copolymeren; Styrol/1,3-Butadien-Copolymeren; Styrol/Isopren/1,3-Butadien-Copolymeren; Styrol/1,3-Butadien/Acrylnitril-Copolymeren oder Mischungen davon.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung wenigstens 10 Gew.-% von natürlichem oder synthetischem Cis-1,4-Polyisopren bezogen auf das Gesamtgewicht des wenigstens einen elastomeren Dienpolymers (a) aufweist.
Reifen nach Anspruch 22, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 20 Gew.-% bis 100 Gew.-% des natürlichen oder synthetischen Cis-1,4-Polyisoprens bezogen auf das Gesamtgewicht des wenigstens einen elastomeren Dienpolymers (a) aufweist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung weiterhin wenigstens ein elastomeres Polymer (a') von einem oder mehreren Monoolefinen mit einem olefinischen Comonomer oder Derivaten davon aufweist.
Reifen nach Anspruch 24, bei welchem das elastomere Polymer (a') ausgewählt wird aus Ethylen/Propylen-Copolymeren (EPR) oder Ethylen/Propylen/Dien-Copolymeren (EPDM); Polyisobuten; Butylkautschuken; Halogenbutylkautschuken oder Mischungen davon.
Reifen nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei welchem das elastomere Dienpolymer (a) oder das elastomere Polymer (a') wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen, Anhydridgruppen, Estergruppen, Epoxygruppen ausgewählt wird.
Reifen nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei welchem das geschichtete Material (b) aus Phyllosilicaten ausgewählt wird, wie Smektonen, beispielsweise Montmorillonit, Bentonit, Nontronit, Beidellit, Volkonskoit, Laponit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Magadit, Kenyasit, Stevensit; Vermiculit; Halloisit; Sericit; Aluminatoxiden; Hydrotalcit oder Mischungen davon.
Reifen nach Anspruch 27, bei welchem das geschichtete Material (b) Montmorillonit ist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das geschichtete Material (b) mit einem kompatibilisierenden Mittel behandelt ist.
Reifen nach Anspruch 29, bei welchem das kompatibilisierende Mittel ausgewählt wird aus quaternärem Ammonium- oder Phosphoniumsalzen mit der allgemeinen Formel (I):
wobei – Y für N oder P steht, – R₁, R₂, R₃ und R₄, die identisch oder voneinander verschieden sein können, eine lineare oder verzweigte C₁-C₂₀-Alkyl- oder -Hydroxyalkylgruppe; eine lineare oder verzweigte C₁-C₂₀-Alkenyl- oder -Hydroalkenylgruppe; eine Gruppe -R₅-SH oder -R₅-NH₂, bei der R₅ eine lineare oder verzweigte C₁-C₂₀-Alkylengruppe ist; eine C₆-C₁₈-Arylgruppe; eine C₇-C₂₀-Arylalkyl- oder -Alkylarylgruppe; eine C₅-C₁₈-Cycloalkylgruppe darstellt, die ein Heteroatom, wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel enthalten kann; – X^n- ein Anion darstellt, beispielsweise das Chlorion, das Sulphation oder das Phosphation; und – n 1, 2 oder 3 darstellt.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Methylendonatorverbindung (c) ausgewählt wird aus Hexamethylentetramin (HMT); Hexamethoxymethylmelamin (HMMM); Formaldehyd; Paraformaldehyd; Trioxan; 2-Methyl-2-nitro-1-propanol; substituierte Melaminharze, wie N-substituierte Oxymethylmelaminharze; Glycolurilverbindungen, wie Tetramethoxymethylglycoluril; Harnstoffformaldehydharze, wie butylierte Hamstoffformaldehydharze, oder Mischungen davon.
Reifen nach Anspruch 31, bei welchem die Methylendonatorverbindung (c) Hexamethylentetramin (HMT) oder Hexamethoxymethylmelamin (HMMM) ist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Methylenakzeptorverbindung (d) ausgewählt wird aus Resorcinol; Catechol; Hydrochinon; Pyrogallol; Phloroglucinol; 1-Naphthol; 2-Naphthol; aus der Kondensation eines wahlweise substituierten Phenols mit einem Aldehyd, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Furfural enthaltende Phenolharze oder Mischungen davon.
Reifen nach Anspruch 33, bei welchem die Methylenakzeptorverbindung (d) Resorcinol ist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Methylendonatorverbindung (c) und die Methylenakzeptorverbindung (d) der vernetzbaren elastomeren Mischung in vorkondensierter Form zugegeben werden.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung (e) 0 phr bis 120 phr von wenigstens einem verstärkenden Rußfüllstoff aufweist.
Reifen nach Anspruch 36, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung 20 phr bis 90 phr des wenigstens einen verstärkenden Rußfüllstoffs (e) aufweist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung (f) wenigstens ein Silanhaftmittel aufweist.
Reifen nach Anspruch 38, bei welchem das Silanhaftmittel (f) aus denjenigen ausgewählt wird, die wenigstens eine hydrolisierbare Silangruppe aufweisen, die durch die folgende allgemeine Formel (II) gekennzeichnet werden kann: (R)₃Si-C_nH_2n-X (II),wobei die Gruppen R, die identisch oder voneinander verschieden sein können, ausgewählt werden aus Alkyl-, Alkoxy- oder Aryloxygruppen oder aus Halogenatomen unter der Bedingung, dass wenigstens eine der Gruppen R eine Alkoxy- oder Aryloxygruppe ist; n eine ganze Zahl von 1 bis einschließlich 6 ist; und X eine Gruppe ist, die ausgewählt wird aus Nitroso, Mercapto, Amino, Epoxid, Vinyl, Imid, Chlor, -(S)_mC_nH_2n-Si-(R)₃ oder -S-COR, wobei m und n ganze Zahlen von 1 bis einschließlich 6 sind und die Gruppen R wie vorstehend definiert werden.
Reifen nach Anspruch 38 oder 39, bei welchem das Silanhaftmittel (f) in der vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von 0 phr bis 10 phr vorhanden ist.
Reifen nach Anspruch 40, bei welchem das Silanhaftmittel (f) in der vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von 0,5 phr bis 5 phr vorhanden ist.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die vernetzbare elastomere Mischung (g) endliche Fasern aufweist.
Reifen nach Anspruch 42, bei welchem die endlichen Fasern (g) Aramidfasern sind.
Reifen nach Anspruch 43, bei welchem die Aramidfasern kurze Poly(paraphenylenterephthalamid)-Faserfibrillen sind.
Reifen nach Anspruch 43 oder 44, bei welchem die Aramidfasern in einer Polymermatrix vordispergiert sind, die ausgewählt wird aus Naturkautschuk, Butadien/Styrol-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren.
Reifen nach Anspruch 45, bei welchem die Polymermatrix Naturkautschuk ist.
Reifen nach Anspruch 42, bei welchem die endlichen Fasern (g) ausgewählt werden aus auf anderen Polymiden, auf Polyestern, auf Polyolefinen, auf Polyvinylalkohol basierenden Fasern; Glasfasern; natürlichen Fasern, wie Cellulose- oder Holzfasern; oder Mischungen davon.
Reifen nach einem der Ansprüche 42 bis 47, bei welchem die endlichen Fasern (g) in der vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von 0 phr bis 10 phr vorhanden sind.
Reifen nach Anspruch 48, bei welchem die endlichen Fasern (g) in einer Menge von 0,5 phr bis 6 phr vorhanden sind.
Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem wenigstens ein zusätzlicher verstärkender Füllstoff in der vernetzbaren elastomeren Mischung in einer Menge von 0 phr bis 120 phr vorhanden ist.
Reifen nach Anspruch 50, bei welchem der zusätzliche verstärkende Füllstoff Siliciumdioxid ist.
Reifen nach Anspruch 51, bei welchem wenigstens ein Silanhaftmittel (f) nach Anspruch 39 vorhanden ist.
Vernetzbare elastomere Mischung mit (a) wenigstens einem elastomeren Dienpolymer; (b) 1 phr bis 50 phr von wenigstens einem geschichtetem Material, das eine individuelle Schichtdicke von 0,01 nm bis 30 nm hat; (c) 0,1 phr bis 15 phr von wenigstens einer Methylendonatorverbindung und (d) 0,4 phr bis 20 phr von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung.
Vernetzbare elastomere Mischung nach Anspruch 53 mit 2 phr bis 40 phr, vorzugsweise 5 phr bis 30 phr, von wenigstens einem geschichtetem Material (b).
Vernetzbare elastomere Mischung nach Anspruch 53 oder 54, bei welcher das wenigstens eine geschichtete Material (b) eine individuelle Schichtdicke von 0,05 nm bis 15 nm hat.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 55, die 0,3 phr bis 10 phr von wenigstens einer Methylendonatorverbindung (c) aufweist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 56, die 0,8 phr bis 15 phr von wenigstens einer Methylenakzeptorverbindung (d) aufweist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 57, bei welcher das elastomere Dienpolymer (a) nach einem der Ansprüche 20 bis 23 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 58, welche weiterhin wenigstens ein elastomeres Polymer (a') aufweist, das in Anspruch 24 oder 25 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach Anspruch 58 oder 59, bei welcher das elastomere Dienpolymer (a) oder das elastomere Polymer (a') wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen, Anhydridgruppen, Estergruppen oder Epoxygruppen ausgewählt wird.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 60, bei welcher das geschichtete Material (b) nach einem der Ansprüche 27 bis 30 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 61, bei welcher die Methylendonatorverbindung (c) nach Anspruch 31 oder 32 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 62, bei welcher der Methylendonatorakzeptor (d) nach Anspruch 33 oder 34 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 63, bei welcher die Methylendonatorverbindung (c) und die Methylenakzeptorverbindung (d) in der vorkondensierten Form zugegeben werden.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 64, die wenigstens einen Ruß aufweist, der nach Anspruch 36 oder 37 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 65, die wenigstens ein Silanhaftmittel (f) aufweist, das nach einem der Ansprüche 39 bis 41 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 66, bei welcher wenigstens ein zusätzlicher verstärkender Füllstoff in einer Menge von 0 phr bis 120 phr vorhanden ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach Anspruch 67, bei welcher der zusätzliche verstärkende Füllstoff Siliciumdioxid ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach Anspruch 68, bei welcher wenigstens ein Silanhaftmittel (f) vorhanden ist, das nach einem der Ansprüche 39 bis 41 definiert ist.
Vernetzbare elastomere Mischung nach einem der Ansprüche 53 bis 69, welche weiterhin endliche Fasern (g) aufweist, die nach einem der Ansprüche 43 bis 49 definiert sind.
Vernetzter gefertigter Gegenstand erhalten durch Vernetzen einer vernetzbaren elastomeren Mischung, die nach einem der Ansprüche 53 bis 70 definiert ist.