DE112008003363B4

DE112008003363B4 - Kautschukzusammensetzung, deren Verwendung und Innerliner

Info

Publication number: DE112008003363B4
Application number: DE112008003363.3T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Miyazaki
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: JP2009138148A; WO2009075127A1; JP4308292B2; US20100249278A1; DE112008003363T5; CN101883821B; CN101883821A

Abstract

Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, welche enthält: 21 bis 50 Gewichtsteile von (B) Ruß und/oder Silica sowie 0,25 bis 6 Gewichtsteile von (C) einem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat wiedergegeben durch die Formel (C1): [Chem. 1](worin R1 bis R3 gleich oder verschieden sind und jeweils eine Alkylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind, x und y gleich oder verschieden sind und jeweils eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 sind, n eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist) und 0,1 bis 0,49 Gewichtsteile (D) Schwefel, wobei der Gesamtschwefelgehalt 0,3 bis 1,5 Gewichtsteile beträgt, bezogen auf 100 Gewichtsteile von (A) einer Kautschukkomponente, welche 60 bis 100 Gewichts-% eines Butylkautschuks enthält, und wobei die Kautschukzusammensetzung keinen Glimmer enthält.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, sowie die Verwendung der Kautschukzusammensetzung zur Herstellung eines Innerliners
STAND DER TECHNIK
Kürzlich sind im Hinblick auf starke gesellschaftliche Anforderungen bezüglich geringer Treibstoffkosten Reifen mit einer niedrigen Wärmebildungseigenschaft und mit einem geringen Gewicht entwickelt worden. Und, unter den Reifenelementen ist das Vorsehen eines leichtgewichtigen Innerliners an der Innenseite eines Reifens durchgeführt worden, welcher die Funktionen des Verringerns der Luftleckagemenge (Luftdurchlässigkeitsmenge) von der Innenseite des Luftreifens zu der Außenseite und des Verbesserns der Luftrückhalteeigenschaft aufweist.
Zur Zeit wird die Verbesserung der Luftrückhalteeigenschaft für eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner durch Einmischen eines Butylkautschuks durchgeführt. Zwar ist der Butylkautschuk bezüglich des Verringerungseffekts der Luftdurchlässigkeitsmenge besser, aber, weil Schwefel kaum gelöst wird, hat es dahingehende Probleme gegeben, dass die Vernetzungsdichte gering ist und keine ausreichende Festigkeit erhalten wird. Insbesondere wenn der Butylkautschuk und ein Naturkautschuk in Mischung miteinander als Kautschukkomponenten eingesetzt werden, ist es schwierig gewesen, die Vernetzungsdichte zu erhöhen und die Wärmebildungseigenschaft zu verringern.
In der DE 11 2008 002 618 T5 wird eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner eines Reifens offenbart, welche, bezogen auf 100 Gewichtsteile (A) einer Kautschukkomponente enthaltend i) 30 bis 80 Gew.-% eines Butylkautschuks und ii) 20 bis 70 Gew.-% wenigstens eines Dienkautschuks ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk, Isoprenkautschuk und Butadienkautschuk, 10 bis 50 Gewichtsteile (B) Glimmer, 20 bis 39 Gewichtsteile (C) Ruß und/oder Silica und 0.2 bis 10 Gewichtsteile (D) eines Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensates enthält.
Aus der US 3,968,062 A ist die Verwendung von para-tert.-Butylphenoldisulfid mit einem Schwefelgehalt von 27 bis 29 Gew.-% zum Vulkanisieren von Mischungen aus Chlorbutylkautschuken mit anderen Elastomeren bekannt.
In der JP 2006-143,860 A wird vibrationsfester Gummi offenbart, welcher wenigstens ein Hydrazderivativ, Ruß, ein Alkylphenoldisulfid und Schwefel enthält.
Die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 2006-328193 beschreibt, dass die Risswachstumsbeständigkeit durch Einmischen eines Butadienkautschuks zusätzlich zu einem Butylkautschuk, einem Naturkautschuk oder einem Isoprenkautschuk als eine Kautschukkomponente in eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, welche Glimmer enthält, verbessert. Allerdings hat es ein dahingehendes Problem gegeben, dass, wenn die Einmischmenge des Butadienkautschuks erhöht wird, die Luftdurchlässigkeitsmenge erhöht wird.
Folglich ist es schwierig gewesen, dass in der Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner alle Eigenschaften, wie beispielsweise der Luftdurchlässigkeitswiderstand, die niedrige Wärmebildungseigenschaft und die Bruchfestigkeit, verbessert werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner bereitzustellen, welche den Luftdurchlässigkeitswiderstand beibehält und welche bezüglich der niedrigen Wärmebildungseigenschaft und der Lebensdauer besser ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner enthaltend 21 bis 50 Gewichtsteile von (B) Ruß und/oder Silica sowie 0,25 bis 6 Gewichtsteile von (C) einem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat wiedergegeben durch die Formel (C1):
(worin R¹ bis R³ gleich oder verschieden sind und jeweils eine Alkylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind, x und y gleich oder verschieden sind und jeweils eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 sind und n eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist), wobei der gesamte Schwefelgehalt 0,3 bis 1,5 Gewichtsteile beträgt, bezogen auf 100 Gewichtsteile von (A) einer Kautschukkomponente, welche 60 bis 100 Gewichts-% eines Butylkautschuks enthält, und wobei die Kautschukzusammensetzung keinen Glimmer enthält.
Die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner enthält als die Kautschukkomponente (A) vorzugsweise 60 bis 80 Gewichts-% des Butylkautschuks.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer zuvor beschriebenen Kautschukzusammensetzung für den Innerliner eines Reifens.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Innerliner, welcher aus einer zuvor beschriebenen Kautschukzusammensetzung hergestellt ist.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM DURCHFÜHREN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Kautschukkomponente (A), welche einen Butylkautschuk enthält, Ruß und/oder Silica (B) sowie ein Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C).
Die Kautschukkomponente (A) enthält einen Butylkautschuk. Der Butylkautschuk schließt beispielsweise einen Butylkautschuk (IIR), einen bromierten Butylkautschuk (Br-IIR) sowie einen chlorierten Butylkautschuk (Cl-IIR) ein. Von diesen ist ein bromierter Butylkautschuk oder ein chlorierter Butylkautschuk bevorzugt, und zwar im Hinblick darauf, dass, weil eine schlechte Haftung hervorgerufen wird, wenn die Vulkanisationsgeschwindigkeit mit benachbarten Elementen, wie beispielsweise mit einem Wulstband und mit einem Abriebsstreifen, verschieden ist, die Vulkanisationsgeschwindigkeit ungefähr das gleiche Ausmaß wie die der benachbarten Reifenelemente aufweist, weswegen eine schlechte Haftung mit den benachbarten Elementen vermieden wird, und es wird eine geeignete Härte erreicht.
Die Menge des Butylkautschuks in der Kautschukkomponente (A) beträgt wenigstens 60 Gewichts-% und vorzugsweise wenigstens 65 Gewichts-%, weil der Luftdurchlässigkeitswiderstand gering ist. Ferner kann die Menge des Butylkautschuks in der Kautschukkomponente (A) 100 Gewichts-% betragen, weil der Luftdurchlässigkeitswiderstand besser ist, und kann maximal 90 Gewichts-% und bevorzugt maximal 80 Gewichts-% betragen, weil die Verarbeitbarkeit verbessert werden kann.
Ferner kann in der Kautschukkomponente (A) zusätzlich zu dem Butylkautschuk ein Naturkautschuk (NR), ein Isoprenkautschuk (IR), ein epoxidierter Naturkautschuk (ENR) sowie ein Butadienkautschuk (BR) enthalten sein.
Der NR ist nicht spezifisch beschränkt und es werden solche erwähnt, welche in der Reifenindustrie im Allgemeinen eingesetzt werden, wie beispielsweise RSS#3 und TSR20. Ferner werden gleichermaßen solche erwähnt, welche in der Reifenindustrie üblicherweise eingesetzt werden, wie beispielsweise der IR. Von diesen ist TSR20 bevorzugt, weil die Brucheigenschaft bei niedrigen Kosten sichergestellt werden kann.
Wenn in der Kautschukkomponente (A) NR und/oder IR enthalten sind, beträgt die Menge von NR und/oder von IR in der Kautschukkomponente (A) vorzugsweise maximal 40 Gewichts-% und besonders bevorzugt maximal 35 Gewichts-%, weil die Verarbeitbarkeit verbessert werden kann. Ferner kann NR und/oder IR in der Kautschukkomponente (A) nicht enthalten sein und es können wenigstens 10 Gewichts-% enthalten sein, weil die Bruchfestigkeit und die Verarbeitbarkeit besser sind.
Es kann ein kommerziell erhältlicher ENR als der ENR eingesetzt werden und es kann NR epoxidiert werden, um verwendet zu werden. Das Verfahren zum Epoxidieren von NR ist nicht besonders beschränkt und es werden Verfahren erwähnt, wie beispielsweise ein Chlorhydrinverfahren, ein direktes Oxidationsverfahren, ein Wasserstoffperoxidverfahren, ein Alkylhydroperoxidverfahren und ein Persäureverfahren. Beispielsweise werden als das Persäureverfahren Verfahren genannt, wie beispielsweise ein Verfahren des Reagierens von organischen Säuren, wie beispielsweise von Peressigsäure und Perameisensäure.
Das Epoxidierungsverhältnis des ENR beträgt vorzugsweise wenigstens 15 Mol-% und besonders bevorzugt wenigstens 20 Mol-%, weil der Luftdurchlässigkeitswiderstand besser ist. Ferner beträgt das Epoxidierungsverhältnis des ENR vorzugsweise maximal 55 Mol-% und besonders bevorzugt maximal 50 Mol-%, weil die niedrige Wärmebildungseigenschaft besser ist.
Der epoxidierte Naturkautschuk enthält spezifisch von Kumplan Gathrie hergestelltes ”ENR25”, bei dem der Epoxidierungsanteil 25% beträgt, und von Kumplan Gathrie hergestelltes ”ENR50”, bei dem der Epoxidierungsanteil 50% beträgt.
Wenn der ENR in die Kautschukkomponente (A) eingemischt wird, beträgt die Menge dieses maximal 40 Gewichts-% und besonders bevorzugt maximal 35 Gewichts-%, weil der Luftdurchlässigkeitswiderstand besser ist. Ferner kann der ENR in der Kautschukkomponente (A) nicht enthalten sein und er kann in einer Menge von wenigstens 10 Gewichts-% enthalten sein, weil dies für die Bruchfestigkeit besser ist.
Als der BR werden diejenigen genannt, welche in der Reifenindustrie im Allgemeinen eingesetzt werden, wie beispielsweise BR150B und BR130B (hergestellt von Ube Industries Ltd.). Ferner kann zusätzlich ein Butadienkautschuk eingesetzt werden, welcher 1,2-syndiotaktische Polybutadienkristalle (SPB enthaltener BR) enthält.
Wenn der BR in die Kautschukzusammensetzung (A) eingemischt wird, beträgt die Menge des BR in der Kautschukzusammensetzung (A) vorzugsweise maximal 40 Gewichts-% und besonders bevorzugt maximal 35 Gewichts-%, weil der Luftdurchlässigkeitswiderstand besser ist. Ferner kann der BR in der Kautschukzusammensetzung (A) nicht enthalten sein und es können wenigstens 10 Gewichts-% enthalten sein, weil die Risswachstumsbeständigkeit besser ist.
Die durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche (N₂SA) des Ruß, welcher als Ruß und/oder Silica (B) eingesetzt wird, beträgt vorzugsweise wenigstens 20 m²/g und besonders bevorzugt wenigstens 25 m²/g, weil eine ausreichende Verstärkungseigenschaft erhalten wird und die Risswachstumsbeständigkeit besser ist. Ferner beträgt die N₂SA von Ruß vorzugsweise maximal 70 m²/g, besonders bevorzugt maximal 60 m²/g und des Weiteren bevorzugt maximal 40 m²/g, weil die Härte des Kautschuks verringert ist und die niedrige Wärmebildungseigenschaft besser ist.
Als als Ruß und/oder Silica (B) eingesetztes Silica werden diejenigen genannt, welche durch ein Nassverfahren hergestellt werden, und diejenigen, welche durch ein Trockenverfahren hergestellt werden, aber diese sind nicht spezifisch beschränkt.
Die durch Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche (N₂SA) von Silica beträgt vorzugsweise wenigstens 80 m²/g und besonders bevorzugt wenigstens 100 m²/g, weil die Verstärkungseigenschaft und die Bruchfestigkeit besser sind. Ferner beträgt die N₂SA von Silica vorzugsweise maximal 200 m²/g, besonders bevorzugt maximal 180 m²/g und des Weiteren bevorzugt maximal 150 m²/g, weil die Härte des Kautschuks verringert ist und die niedrige Wärmebildungseigenschaft besser ist.
Die Menge des Ruß und/oder Silica (B) beträgt wenigstens 21 Gewichtsteile, vorzugsweise wenigstens 25 Gewichtsteile und besonders bevorzugt wenigstens 30 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil die Bruchfestigkeit besser ist. Ferner beträgt die Menge von Ruß und/oder Silica (B) maximal 50 Gewichtsteile und bevorzugt maximal 45 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil die niedrige Wärmebildungseigenschaft besser ist.
Wenn die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung als Ruß und/oder Silica (B) Silica enthält, kann diese ferner ein Silankupplungsmittel enthalten. Das Silankupplungsmittel ist nicht besonders beschränkt und es können diejenigen eingesetzt werden, welche herkömmlicherweise in Mischung mit Silica eingesetzt werden. Ein Beispiel für das Silankupplungsmittel umfasst Sulfidreihen, wie beispielsweise Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfid), Bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfid, Bis(4-trmethoxysilylbutyl)tetrasulfid, Bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)trisulfid, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)trisulfid, Bis(2-trimethoxysilylethyl)trisulfid, Bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfid, Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfid, Bis(2-triethoxysilylethyl)disulfid, Bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfid, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfid, Bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfid, Bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfid, 3-Trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 2-Triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 2-Trimethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 3-Trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropylmethacrylatmonosulfid und 3-Trimethoxysilylpropylmethacrylatmonosulfid; Mercaptoreihen, wie 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 2-Mercaptoethyltrimethoxysilan und 2-Mercaptoethyltriethoxysilan; Vinylreihen, wie Vinyltriethoxysilan und Vinyltrimethoxysilan; Aminoreihen, wie 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltriethoxysilan und 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan; Glycidoxyreihen, wie γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan und γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan; Nitroreihen, wie 3-Nitropropyltrimethoxysilan und 3-Nitropropyltriethoxysilan; Chlorreihen, wie 3-Chlorporpyltrimethoxysilan, 3-Chlorpropyltriethoxysilan, 2-Chlorethyltrimethoxysilan und 2-Chlorethyltriethoxysilan.
Die Menge des Silankupplungsmittels beträgt vorzugsweise wenigstens 4 Gewichtsteile und besonders bevorzugt wenigstens 6 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Silicas, weil das Silica dispergiert werden kann, die Bruchfestigkeit hochgehalten werden kann und die niedrige Wärmebildungseigenschaft besser ist. Ferner beträgt die Menge des Silankupplungsmittels vorzugsweise maximal 10 Gewichtsteile und besonders bevorzugt maximal 9 Gewichtsteile, weile eine exzessive Erhöhung der Vernetzungsdichte verhindert werden kann und die Anvernetzungseigenschaft besser ist.
Das Alkylphenyl-Schwefelchlorid-Kondensat (C) ist eine Verbindung, welche durch die Formel (C1) wiedergegeben wird:
(worin R¹ bis R³ gleich oder verschieden sind und jeweils eine Alkylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind, x und y gleich oder verschieden sind und jeweils eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 sind und n eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist).
Das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C), welches durch die Formel (C1) wiedergegeben wird, weist eine gute Löslichkeit und eine gute Dispergierbarkeit für den Butylkautschuk auf und es können NR sowie IR in Mischung mit dem Butylkautschuk in der Kautschukkomponente (A) eingesetzt werden und dieses weist einen Effekt der einheitlichen Herstellung von Vernetzungen auf.
n ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 und vorzugsweise eine ganze Zahl zwischen 1 und 9, weil die Dispergierbarkeit des Alkylenphenol-Schwefelchlorid-Kondensats (C) in der Kautschukkomponente (A) gut ist.
x und y sind gleich oder verschieden und jedes ist eine ganze Zahl von 2 bis 4 und beide sind bevorzugt 2, weil eine ausreichend hohe Härte erreicht werden kann (die Unterdrückung der Reversion).
R¹ bis R³ sind gleich oder verschieden und jedes ist eine Alkylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise eine Alkylgruppe mit 6 bis 9 Kohlenstoffatomen, weil die Dispergierbarkeit des Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats (C) in der Kautschukzusammensetzung (A) gut ist.
Das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C) kann durch bekannte Verfahren hergestellt werden und dieses Verfahren ist nicht besonders beschränkt; es wird beispielsweise ein Verfahren des Reagierens von Alkylphenol mit Schwefelchlorid beispielsweise in einem molaren Verhältnis von 1:0,9 bis 1,25 erwähnt.
Als ein spezifisches Beispiel für das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C) wird TACKROL V200 erhältlich von Taoka Chemical Co., Ltd. erwähnt, in dem n 0 bis 10 beträgt, x und y 2 sind, R C₈H₁₇ (Octylgruppe) ist und die Menge des Schwefels 24 Gewichts-% beträgt:
(worin n eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist). Der Schwefelgehalt des Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats (C) bedeutet einen Anteil, welcher optisch quantitativ aus der Menge der Gaserzeugung nach dem Erhitzen desselben auf 800 bis 1000°C in einem Verbrennungsofen und Umwandeln desselben zu SO₂-Gas oder SO₃-Gas bestimmt wird.
Die Menge des Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats (C) beträgt wenigstens 0,25 Gewichtsteile und vorzugsweise wenigstens 1,0 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil die Erzeugung von Anvernetzung (frühe Vernetzung) verringert werden kann, der tan δ verringert werden kann und die niedrige Wärmeaufbaueigenschaft verringert werden kann. Ferner beträgt die Menge des Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats (C) maximal 6 Gewichtsteile und vorzugsweise maximal 5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil die Erzeugung von Kautschukanvernetzung verhindert werden kann.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet die Gesamtschwefelmenge die Gesamtmenge des Schwefelgehalts, welcher in dem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C) enthalten ist, und des Schwefelgehalts, welcher in dem direkt eingemischten Schwefelpulver ist, sowie Schwefel, welcher, falls erforderlich, mit dem Öl verarbeitet worden ist. Weil Schwefel, welcher in dem Di-2-benzothiazolyldisulfid (beispielsweise NOCCELER DM hergestellt von OUCHISHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.) und in dem N-tert.-Butyl-2-benzothiazolylsulfenamid (beispielsweise NOCCELER NS hergestellt von OUCHISHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.), welche als ein Vulkanisationsbeschleuniger eingemischt werden können, enthalten ist, in dem Kautschuk nicht freigesetzt wird, ist dieser Schwefel nicht in dem Gesamtschwefelgehalt enthalten.
Der Gesamtschwefelgehalt beträgt wenigstens 0,3 Gewichtsteile und bevorzugt wenigstens 0,4 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil die Verbesserung der Härte und der Bruchfestigkeit besser sind. Ferner beträgt der Gesamtschwefelgehalt nicht mehr als 1,5 Gewichtsteile und vorzugsweise maximal 1,4 Gewichtsteile, weil die Retentionseigenschaft der Bruchfestigkeit nach dem Fahren (Bruchfestigkeit nach dem thermischen Alter) besser ist.
Wenn als ein Vulkanisationsbeschleuniger Dinatriumhexamethylenbisthiosulfatdihydrat (beispielsweise Duralink HTS erhältlich von Flexsys Chemicals Sdn. Bhd.) eingemischt wird und ein Silankupplungsmittel eingemischt wird, umfasst der Gesamtschwefelgehalt, welcher in der Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, den Schwefelgehalt, welcher aus diesen abgeleitet ist, zusätzlich zu dem Schwefelgehalt, welcher aus dem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C) stammt, und dem in dem pulverförmigen Schwefel enthaltenen Schwefelgehalt.
Die Menge des Schwefels beträgt vorzugsweise wenigstens 0,1 Gewichtsteile und besonders bevorzugt wenigstens 0,15 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil eine ausreichende Härte erreicht werden kann und die Bruchfestigkeit besser ist. Ferner beträgt die Menge von Schwefel maximal 0,49 Gewichtsteile und vorzugsweise maximal 0,45 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), und zwar wegen der Verringerung der Bruchdehnung (EB), weil ein Überschuss des Gesamtschwefelgehalts unterdrückt wird, ein durch Schwefel verursachtes Ausbluten unterdrückt wird und die Risswachstumsbeständigkeit besser ist. Wenn als Schwefel unlöslicher Schwefel eingemischt wird, bezeichnet die Menge des Schwefels hier die Menge von reinem Schwefel ausgenommen dem Ölgehalt.
Ferner kann die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung Glimmer, Calciumcarbonat und Talk enthalten, weil die Polymerbestandteile relativ verringert werden, um den Kautschuk verstärken zu können, und die Kosten können verringert werden. Allerdings enthält die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung keinen Glimmer, weil, wenn Glimmer mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von mehreren zehn Mikrometern eingemischt wird, dieser der Kern für Risswachstum wird.
Ferner kann in die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung Mineralöl eingemischt werden, weil dieses bezüglich der Kompatibilität mit einem halogenierten Butylkautschuk besser ist. Ein spezifisches Beispiel für das Mineralöl umfasst DIANA PROCESS PA32 erhältlich von Idemitsu Kosan Co., Ltd., Mineralöl erhältlich von Japan Energy Corporation und Super Oil M32 erhältlich von NIPPON OIL CORPORATION.
Die Menge des Mineralöls beträgt vorzugsweise wenigstens 4 Gewichtsteile und besonders bevorzugt wenigstens 5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil die Blattverarbeitbarkeit und die Haftungseigenschaft besser sind. Ferner beträgt die Menge des Mineralöls vorzugsweise maximal 20 Gewichtsteile und besonders bevorzugt maximal 16 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponente (A), weil der Luftdurchlässigkeitswiderstand besser ist und der Transfer von Öl zu einem benachbarten Element verhindert wird.
In der Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu der Kautschukkomponente (A), dem Ruß und/oder dem Silica (B), dem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat (C), dem Schwefel, dem Silankupplungsmittel und dem Mineralöl Einmischmittel enthalten sein, welche üblicherweise in der Kautschukindustrie eingesetzt werden, wie beispielsweise ein Vulkanisationsbeschleuniger, Zinkoxid, ein Antioxidationsmittel und Stearinsäure.
Die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch ein herkömmliches Verfahren hergestellt werden. Das heißt, die Kautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden durch Kneten der Kautschukkomponente (A), dem Ruß und/oder dem Silica (B) und, falls erforderlich, anderen Einmischmitteln in einem Banbury-Mischgerät, einer Knetvorrichtung und einer offenen Walze, dann Einmischen des Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats (C), eines Vulkanisationsmittels, wie beispielsweise Schwefel, eines Vulkanisationsbeschleunigers und Zinkoxid, um das endgültige Kneten und die Vulkanisation der Mischung durchzuführen.
Ein Reifen wird durch ein herkömmliches Verfahren unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Innerliner hergestellt. Das heißt, die Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner gemäß der vorliegenden Erfindung wird extrudiert und in einem unvulkanisierten Zustand passend zu der Form des Innerliners verarbeitet und mit den anderen Reifenelementen auf einer Reifenformmaschine laminiert, um unvulkanisierte Reifen herzustellen. Die Reifen können durch Erhitzen und durch mit Druck beaufschlagen der unvulkanisierten Reifen in einer Vulkanisationsmaschine hergestellt werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird spezifisch auf Basis der Beispiele beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht lediglich auf diese beschränkt.
Zusammenfassend werden verschiedene, in den Beispielen und in den Vergleichsbeispielen eingesetzte Chemikalien beschrieben werden.
Butylkautschuk: EXXON CHLOROBUTYL 1068 (Chlorbutylkautschuk) hergestellt von Exxon Mobile Inc.
Naturkautschuk (NR): TSR 20
Epoxidierter Naturkautschuk (ENR): ENR25 (Epoxidierungsanteil: 25 Mol-%) hergestellt von Kumplan Gathrie Berhad
Ruß: SEAST V (N660, N₂SA: 27 m²/g) hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.
Silica: Z115 GR (N₂SA: 112 m²/g) erhältlich von RHODIA S. A.
Stearinsäure: TSUBAKI hergestellt von Nihon Oil & Fats Co., Ltd.
Mineralöl: DIANAPROCESS PA32 erhältlich von Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Silankupplungsmittel 2: Si69 (Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid, Schwefelgehalt: 23 Gewichts-%) erhältlich von Degussa Huls Co.
Zinkoxid: GINREI R hergestellt von Toho Zinc Co., Ltd.
Schwefelpulver: 5% mit Öl behandeltes Schwefelpulver erhältlich von Tsurumui Chemical Industrial Co., Ltd.
Vulkanisationsbeschleuniger DM: NOCCELER DM (Di-2-benzothiazolyldisulfid) hergestellt von OUCHISHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.
TACKROL V200: TACKROL V200 (Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat, n: 0 bis 10, x und y gleich 2, R: eine Alkylgruppe von C₈H₁₇ und Schwefelgehalt: 24 Gewichts-%) erhältlich von Taoka Chemical Co., Ltd.
HTS: Duralink HTS (Dinatriumhexamethylenbisthiosulfatdihydrat und Schwefelgehalt: 56 Gewichts-%) erhältlich von Flexsys Chemicals Sdn. Bhd.
BEISPIELE 1 bis 13 und VERGLEICHSBEISPIELE 1 bis 5
Verschiedene Chemikalien ausgenommen dem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat, ausgenommen dem Schwefel, ausgenommen dem Vulkanisationsbeschleuniger und ausgenommen dem Zinkoxid wurden gemäß der in der Tabelle 1 gezeigten Einmischvorschrift in ein Banbury-Mischgerät zugegeben und wurden unter einer Bedingung einer maximalen Temperatur von 150°C für 4 Minuten in dem Banbury-Mischgerät geknetet, um geknetete Gegenstände zu erhalten. Dann wurden zu den erhaltenen gekneteten Produkten das Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat, der Schwefel, der Vulkanisationsbeschleuniger und das Zinkoxid zugegeben und die Mischungen wurden in einer biaxialen offenen Walze unter der Bedingung einer maximalen Temperatur von 95°C für 4 Minuten geknetet, um unvulkanisierte Kautschukzusammensetzungen zu erhalten. Die erhaltenen unvulkanisierten Kautschukzusammensetzungen wurden in einer Form zu der Form eines Blatts gewalzt und durch eine Presse unter einer Bedingung von 170°C für 12 Minuten vulkanisiert, um die vulkanisierten Kautschukblätter der Beispiele 1 bis 13 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 herzustellen.
(Aushärtelastotest)
Unter Verwendung eines Aushärtelastometers wurde die Zeit T10 (Minuten) gemessen, bei der das Drehmoment durch Vulkanisation der Teststücke während des Anwendens von Vibration bei 160°C um 10% erhöht wurde. Es sei hier zu erwähnen, dass, wenn T10 wenigstens 1,7 Minuten beträgt, die Kautschukanvernetzung während der Kautschukvulkanisation verhindert werden kann.
(Luftdurchlässigkeitstest)
Die Luftdurchlässigkeitsmenge der vulkanisierten Kautschukblätter wurde gemäß dem ASTM D-1434-75M-Verfahren gemessen. Der Luftdurchlässigkeitsindex des Vergleichsbeispiels 1 wurde als 100 in Bezug genommen und die Luftdurchlässigkeitsmengen der entsprechenden Zusammensetzungen wurden durch Indizes gemäß der nachfolgenden Berechnungsformel angezeigt. Es sei hier zu erwähnen, dass je größer der Luftdurchlässigkeitswiderstandsindex ist, desto geringer die Luftdurchlässigkeitsmenge des vulkanisierten Kautschukblatts ist. Und der Luftdurchlässigkeitswiderstand des vulkanisierten Kautschukblatts wird erhöht und dies ist bevorzugt. Der Luftdurchlässigkeitswiderstandsindex beträgt vorzugsweise wenigstens 90. (Luftdurchlässigkeitswiderstandsindex) = (Luftdurchlässigkeitsmenge jeder Zusammensetzung)/(Luftdurchlässigkeitsmenge von Vergleichsbeispiel 1) × 100
(Viskoelastizitätstest)
Der Verlusttangens tan δ der vulkanisierten Kautschukblätter bei 70°C wurde unter der Bedingung einer Frequenz von 10 Hz, einer anfänglichen Belastung von 10% und einer dynamischen Belastung von 2% unter der Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers hergestellt von Iwamoto Seisakusyo K.K. gemessen. Es sei hier zu erwähnen, dass je kleiner der tan δ ist, desto geringer der Wärmeaufbau ist und desto besser die niedrige Wärmebildungseigenschaft ist. Der tan δ beträgt vorzugsweise maximal 0,150; aber wenn der Luftdurchlässigkeitsindex 120 übersteigt, kann die Kautschukdicke selbst dünn gemacht werden; daher beträgt der tan δ vorzugsweise maximal 0,170.
(Zugfestigkeitstest)
Die Bruchdehnung (EB %) wurde gemäß der JIS K 6251 ”Vulkanisierter Kautschuk und thermoplastischer Kautschuk – Bestimmungsverfahren der Zugeigenschaft” unter Verwendung von Teststücken vom Typ Hantel Nr. 3 umfassend die zuvor genannten vulkanisierten Kautschukblätter der Beispiele 1 bis 13 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 gemessen. Es sei hier angemerkt, dass je größer die EB ist, desto besser die Kautschukfestigkeit ist. Die EB beträgt vorzugsweise wenigstens 500. TABELLE 1
TABELLE 2
TABELLE 3
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner bereitgestellt werden, welcher den Luftdurchlässigkeitswiderstand aufrecht erhalten kann und welche bezüglich der niedrigen Wärmebildungseigenschaft und der Lebensdauer besser ist, und zwar durch Einmischen einer spezifischen Menge von Ruß und/oder Silica sowie einer spezifischen Menge eines Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensats in eine Kautschukkomponente, welche einen Butylkautschuk enthält, und durch Einstellen des Gesamtschwefelgehalts auf eine spezifische Menge.

Claims

Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner, welche enthält: 21 bis 50 Gewichtsteile von (B) Ruß und/oder Silica sowie 0,25 bis 6 Gewichtsteile von (C) einem Alkylphenol-Schwefelchlorid-Kondensat wiedergegeben durch die Formel (C1): [Chem. 1]
(worin R¹ bis R³ gleich oder verschieden sind und jeweils eine Alkylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind, x und y gleich oder verschieden sind und jeweils eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 sind, n eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 ist) und 0,1 bis 0,49 Gewichtsteile (D) Schwefel, wobei der Gesamtschwefelgehalt 0,3 bis 1,5 Gewichtsteile beträgt, bezogen auf 100 Gewichtsteile von (A) einer Kautschukkomponente, welche 60 bis 100 Gewichts-% eines Butylkautschuks enthält, und wobei die Kautschukzusammensetzung keinen Glimmer enthält.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner nach Anspruch 1, wobei die Kautschukkomponente (A) 60 bis 80 Gewichts-% eines Butylkautschuks enthält.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner nach Anspruch 1, wobei die Kautschukkomponente (A) eine Kautschukkomponente ist, welche 60 bis 90 Gewichts-% eines Butylkautschuks und 10 bis 40 Gewichts-% eines epoxidierten Naturkautschuks enthält.
Kautschukzusammensetzung für einen Innerliner nach Anspruch 1, wobei die Kautschukkomponente (A) eine Kautschukkomponente ist, welche aus einem Butylkautschuk und einem Naturkautschuk, einem epoxidierten Naturkautschuk oder einem Butadienkautschuk besteht, wobei die Menge des Butylkautschuks 60 bis 90 Gewichts-% beträgt, und wobei die Komponente (B) Ruß und Silica ist.
Verwendung einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für den Innerliner eines Reifens.
Innerliner hergestellt aus einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.