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DE69330112T2 - Kautschukmischung - Google Patents

Kautschukmischung

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Publication number
DE69330112T2
DE69330112T2 DE69330112T DE69330112T DE69330112T2 DE 69330112 T2 DE69330112 T2 DE 69330112T2 DE 69330112 T DE69330112 T DE 69330112T DE 69330112 T DE69330112 T DE 69330112T DE 69330112 T2 DE69330112 T2 DE 69330112T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dbp
rubber composition
carbon black
composition according
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69330112T
Other languages
English (en)
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DE69330112D1 (de
Inventor
Tomohiro Kusano
Masayuki Ohashi
Hiroshi Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Publication of DE69330112D1 publication Critical patent/DE69330112D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69330112T2 publication Critical patent/DE69330112T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19Oil-absorption capacity, e.g. DBP values

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

    1. Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung, die ausgezeichnete Abriebfestigkeit und hervorragende Eigenschaften geringer Wärmeerzeugung hat.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Um die Eigenschaften geringer Wärmeerzeugung bei einer Kautschukzusammensetzung zu erhalten, wurden bisher bestimmte Techniken angewendet, z. B. (1) Verwendung eines wenig verstärkenden Ruß, der eine geringe spezifische Oberfläche hat, als Ruß und (2) Verringerung des Mischungsanteils von Ruß.
  • Andererseits wurden zur Verbesserung der Abriebfestigkeit andere Techniken angewendet; z. B. (1) Verwendung eines stark verstärkenden Ruß, der eine hohe spezifische Oberfläche hat, als Ruß, und (2) Erhöhung des Mischungsanteils von Ruß. Da diese Techniken einander entgegengesetzt sind, gibt es das Problem, daß die Abriebfetigkeit verringert ist, wenn die Eigenschaft geringer Wärmeerzeugung beibehalten wird, und die Eigenschaft geringer Wärmeerzeugung verschlechtert ist, wenn die Abriebfestigkeit verbessert ist.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es nicht möglich gewesen, die zwei Charakteristika mit herkömmlichen Mitteln miteinander verträglich zu machen, und es wurde die Entwicklung einer Kautschukzusammensetzung, die beide Charakteristika besitzt, gewünscht.
  • Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-50249 offenbart eine Kautschukzusammensetzung, die sowohl eine hohe Rückfederung wie auch eine hohe Abriebfestigkeit hat und die 100 Gew.-Teile einer Kautschukkomponente und 30 bis 100 Gew.-Teile Ruß umfaßt, welcher zu einem harten Systembereich gehört, in dem die spezifische Stickstoff- Adsorptionsoberfläche (N&sub2;SA) 58-139 m²/g ist und die DBP-Ölabsorptionsmenge 90-150 ml/100 g ist und der das selektive Charakteristikum hat, daß der Zwischenraum zwischen den Partikeln Dp (nm), bestimmt durch Quecksilber- Porosimetrie, ein Wert, der durch die folgende Formel errechnet wird, oder größer ist:
  • (Formel 2)
  • {-0,22 · (N&sub2;SA) + 60,8}
  • Allerdings ist diese Kautschukzusammensetzung keinesfalls zufriedenstellend.
  • Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Kautschukzusammensetzung, die ausgezeichnete Abriebfestigkeit und hervorragende Eigenschaften geringer Wärmeerzeugung hat.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Kolloid- Charakteristika von Ruß untersucht und festgestellt, daß über einen bestimmten Bereich der spezifischen Oberfläche die Eigenschaften geringer Wärmeerzeugung und die Abriebfestigkeit gleichzeitig verbessert werden können, indem die Strukturgröße und die Festigkeit erhöht werden und indem ein spezifischer Bereich der Oberflächenaktivierung und der Aggregatverteilung definiert wird.
  • Somit ist die vorliegende Erfindung wie folgt:
  • Eine Kautschukzusammensetzung, umfassend 100 Gew.-Teile mindestens einer Kautschukkomponente, die aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk und synthetischen Dien- Kautschuken ausgewählt ist, und 20 bis 70 Gew.-Teile Ruß, der die folgenden Charakteristika hat:
  • (i) eine spezifische Stickstoff-Adsorptionsoberfläche (N&sub2;SA)
  • N&sub2;SA = 70 - 145 m²/g;
  • (ii) eine Dibutylphthalat-Ölabsorptionsmenge (DBP)
  • DBP = 160 - 200 ml/100 g;
  • (iii) eine komprimierte Dibutylphthalat-Ölabsorptionsmenge (24M4DBP) von
  • 24M4DBP = 130 - 150 ml/100 g;
  • (iv) Differenz in der DBP-Ölabsorptionsmenge durch Kompression (ΔDBP = DBP-24M4DBP)
  • ΔDBP ≤ 1,25 · DBP - 172,5;
  • (v) N&sub2;SA/IA (worin IA: spezifische Jod-Absorptionsoberfläche)
  • N&sub2;SA/IA = 1,1 - 1,4; und
  • (vi) Halbwertbreite der Aggregatverteilung (ΔD&sub5;&sub0;) wahrscheinlichster Wert der Aggregatverteilung (dst)
  • ΔD&sub5;&sub0;/dst = 0,50 - 0,80.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung liegt synthetischer Styrol-Butadien-Copolymer-Kautschuk in einer Menge von mindestens 10 Gew.-Teilen vor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In Fig. 1, in der die Abriebfestigkeit als Abszisse aufgetragen ist und tan δ als Ordinate aufgetragen ist, sind Daten der Kautschukzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele aufgetragen.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter erläutert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt DBP vorzugsweise im Bereich von 165 bis 190 ml/100 g, bevorzugter von 170 bis 180 ml/100 g.
  • Außerdem ist es bevorzugt, daß ΔD&sub5;&sub0; im Bereich 0,55 bis 0,75 liegt.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, wenn N&sub2;SA/IA im Bereich von 1,15 bis 1,25 liegt.
  • Als synthetischer Kautschuk des Dien-Typs, der für die vorliegende Erfindung geeignet ist, können Styrol-Butadien- Kautschuk (SBR), Isopren-Kautschuk (IR), Butadien-Kautschuk (BR) und dgl. genannt werden.
  • Ferner kann der Ruß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, indem ein Ausgangsmaterial mit einem hohen Gehalt an aromatischen Komponenten verwendet wird und das Ausgangsmaterial einem herkömmlichen Öl-Furnace-Verfahren unterworfen wird, wobei ein Reaktionsofen mit kontrollierter Bildungsreaktionstemperatur, Reaktionszeit, Verbrennungsgas- Strömungsgeschwindigkeit, Ausgangsmaterial-Ölkonzentration im Startklappenbereich und dgl. verwendet wird.
  • Es sollte betont werden, daß, wenn notwendig, Komponenten, die herkömmlicherweise in der Kautschukindustrie verwendet werden, in die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung gemischt werden können, z. B. Vulkanisiermittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsbeschleuniger- Hilfsmittel, Antioxidantien, Weichmacher und dgl.
  • Erfindungsgemäß muß der compoundierte Ruß die oben beschriebenen Charakteristika (i) bis (vi) besitzen.
  • Bezüglich N&sub2;SA gilt, daß die Verstärkungseigenschaften nicht wirksam verbessert werden können, wenn der Wert unter 70 m²/g liegt. Wenn der Wert dagegen 145 m²/g übersteigt, verschlechtern sich die Eigenschaften einer geringen Wärmeerzeugung.
  • Bezüglich DBP gilt, daß das Gleichgewicht zwischen den Verstärkungseigenschaften und den Eigenschaften geringer Wärmeerzeugung nicht ausreichend verbessert werden kann, wenn der Wert unter 160 ml/100 g ist. Wenn dagegen der Wert 200 ml/100 g übersteigt, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung deutlich.
  • Was 24M4DBP angeht, so kann, da davon ausgegangen wird, daß der Wert die strukturelle Festigkeit angibt, sich die starke Struktur ausreichend entwickelt, ohne daß DBP mit 24M4DBP ansteigt.
  • Wenn daher 24M4DBP kleiner als 130 ml/100 g ist, kann das Gleichgewicht zwischen den Verstärkungseigenschaften und den Eigenschaften einer geringen Wärmeerzeugung nicht ausreichend verbessert werden. Wenn dagen 24M4DBP 150 ml/100 g übersteigt, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung merklich.
  • Was ΔDBP angeht, so ist der Wert, der durch DBP-24M4DBP definiert ist, die Menge eines schwachen Strukturteils. Je größer der Wert ist, desto stärker wird die Struktur während des Knetens vermahlen. Die Eigenschaften der Wärmeerzeugung werden aufgrund eines Anstiegs dieser feinen Partikel nicht ausreichend verringert. Daher muß ΔDBP der folgenden Formel genügen:
  • ΔDBP ≤ 1,25 · DBP - 172,5
  • Für N&sub2;SA/IA gilt, daß, wenn der Wert kleiner als 1, 1 ist, die Oberflächenaktivität von Ruß nicht ausreichend ist. Folglich nimmt die Menge an Rußgel ab, da die Wechselwirkung zwischen dem Polymer und dem Ruß schwach wird; die Verstärkungseigenschaften werden schlechter. Auch die Eigenschaften einer geringen Wärmeerzeugung sind schlecht. Wenn dagegen der Wert 1,4 übersteigt, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung deutlich.
  • Was ΔD&sub5;&sub0;/dst angeht, so werden die Eigenschaften einer geringen Wärmeerzeugung schlechter, wenn der Wert unter 0,50 liegt; und wenn der Wert 0,80 übersteigt, wird die Verschlechterung der Abriebfestigkeit groß.
  • Soweit es eine erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung betrifft, so ist es notwendig, 100 Gew.-Teile Kautschukkomponenten und 20 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 55 Gew.-Teile Ruß, der die oben beschriebenen charakteristischen Anforderungen (i) - (vi) erfüllt, zu compoundieren.
  • Bei einem Rußanteil von weniger als 20 Gew.-Teilen können die Verstärkungseigenschaften nicht zufriedenstellend aufrechterhalten werden, während bei einem Rußanteil von über 70 Gew.-Teilen die Verarbeitbarkeit schlechter wird.
  • Es ist vorteilhaft, daß 100 Gew.-Teile des in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kautschuks mindestens 10 Gew.-Teile synthetischen Styrol-Butadien-Copolymer- Kautschuk enthalten. Damit wird die Ermüdungsbeständigkeit der Kautschukzusammensetzung verbessert.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detaillierter anhand spezifischer Beispiele erläutert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung und einschließlich der folgenden Beispiele sind die Meßmethoden für die entsprechenden physikalischen Eigenschaften wie folgt:
  • N&sub2;SA auf der Basis von ASTM D3037 - 88;
  • IA und DBP auf der Baisis von JIS K6221; und
  • 24M4DBP auf der Basis von ASTM D3493.
  • Die Aggregationsverteilung von Ruß wurde durch ein Zentrifugensedimentationsverfahren gemessen, wobei die Teller-Zentrifugenapparatur (DCF), hergestellt von Joyce Leoble Company, verwendet wurde. Die Messung wurde nach dem folgenden Verfahren durchgeführt. Zuerst wurden die getrockneten Ruße (CB = Carbon Black) genau abgewogen und mit einer 20%igen wäßrigen Ethanol-Lösung, die eine geringe Menge eines oberflächenaktiven Mittels enthielt, vermischt, um eine Dispersionslösung einer CB-Konzentration (bzw. Ruß- Konzentration) von 50 mg/l herzustellen. Die Dispersionslösung wurde durch Ultraschallwellen ausreichend dispergiert und dann wurde die Lösung als Probenlösung verwendet. Die Umdrehung der DCF wurde auf 6000 Upm eingestellt und nach Zusatz 10 ml Spinnlösung (destilliertes Wasser) wurde 1 ml einer Pufferlösung (20%ige wäßrige Ethanol-Lösung) injiziert.
  • Nach Injizieren von 0,5 ml der Probe mit einer Spritze wurde als nächstes die Zentrifugenabscheidung von allem zusammen begonnen und die Aggregatverteilungskurve wurde durch eine photoelektrisches Sedimentationsverfahren erstellt.
  • Der Stoke-Durchmesser der größten Häufigkeit gemäß der Kurve wurde als dst definiert.
  • Die Differenz zwischen den zwei Punkten, d. h. den größten und den kleinsten Aggregaten in der Hälfte der größten Häufigkeit wurde als ΔD50 bezeichnet. Dies ist in der folgenden Figur schematisch dargestellt:
  • Die Viskoelastizitätsmessung wurde unter Verwendung eines mechanischen Spektrometers, hergestellt von Iwamoto Seisakusho K. K., durchgeführt und tan δ wurde unter den folgenden Bedingungen gemessen: 60ºC, Frequenz von 50 Hz, dynamische Dehnung 1% und statische Last 160 g. Die Resultate wurden mit Index angegeben, wobei der Index des Beispiels des Standes der Technik als 100 angenommen wurde.
  • Je geringer der Viskositätsindexwert ist, desto besser ist das Ergebnis.
  • Die Abriebfestigkeitsmessung wurde unter Verwendung einer BS Lambourn-Abriebtestmaschine, hergestellt von Iwamoto Seisakusho K. K., unter den Bedingungen des Gleitverhältnisses von 60% und 25% durchgeführt. Nach Mitteln der Resultate, die bei 60% und 25% erhalten worden waren, wurden die Resultate mit Index angegeben, wobei der Index des Beispiels des Standes der Technik als 100 angenommen wurde.
  • Je größer der Wert für den Abriebfestigkeitsindex ist, desto besser ist das Resultat.
  • BEISPIELE 1 BIS 7, VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 7
  • Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Ruß kann beispielsweise nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden.
  • Als Rohöl und Brennstoff-Fluid zur Herstellung von Ruß, der in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wurde ein hocharomatisches Material verwendet, das die in der folgenden Tabelle angegebenen Eigenschaften und Zusammensetzung hat. TABELLE 1
  • * BMCI: Bureau of Mines Correlation Index
  • Ruß zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung und Ruß zur Verwendung als Vergleich wurde mittels einer Ruß- Produktionsapparatur hergestellt, die vollständig mit einem feuerfesten Material überzogen war und die umfaßt:
  • eine zylindrische Kammer zur Einleitung eines brennbaren Fluids zur Erzeugung eines Verbrennungsgases hoher Temperatur und eines Sauerstoff-haltigen Gasfluids,
  • einen Zylinder zur Einleitung eines Sauerstoff-haltigen Gases, der einen kleineren Durchmesser als die oben genannte zylindrische Kammer hat und die coaxial mit dem stromabwärtigen Teil der oben genannten zylindrischen Kammer verbunden ist,
  • eine Vielzahl von radialen richtenden Schaufeln, die am äußeren peripheren Teil des oben beschriebenen Zylinders montiert sind,
  • eine Verbrennungsgas-konvergierende Kammer, deren stromaufwärts gelegenes Ende zur Einleitung eines brennbaren Fluids mit der oben genannten zylindrischen Kammer verbunden ist und deren stromabwärs gelegenes Ende nach und nach in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite konvergiert,
  • eine Rohöl-einleitende Kammer, die an der stromabwärts gelegenen Seite der oben genannten Verbrennungsgaskonvergierenden Kammer angeordnet ist und die mindestens eine glatte Fläche hat, die mit einer Vielzahl von Rohölversprühenden Vorrichtungen ausgestattet ist,
  • eine zylindrische Reaktionskammer mit großem Durchmesser, die mit dem stromabwärts gelegenen Ende der Rohöl-einleitenden Kammer verbunden ist und die einen größeren Durchmesser hat als das stromabwärts gelegene Ende,
  • eine Kammer zur Durchführung der Reaktion und zum Abschrecken, die mit der oben genannten zylindrischen Reaktionskammer mit großem Durchmesser verbunden ist und die mit einer Vielzahl von entfernbar eingesetzten, unter Druck Kühlwasser sprühenden Vorrichtungen versehen ist, und
  • einen Rauchkanal, der mit dem hinteren Ende der oben genannten Kammer zur Durchführung der Reaktion und zum Abschrecken verbunden ist.
  • Die physikalischen und chemischen Charakteristika von erfindungsgemäßem Ruß und Ruß zu Vergleichszwecken wurden wie unten angegeben reguliert.
  • Zuerst wurde die Oberfläche durch Einstellen des Verhältnisses der eingeführten Menge an Rohöl und Luft reguliert; die Oberfläche kann erhöht werden, indem die Menge an eingeführter Luft erhöht wird.
  • N&sub2;SA/IA kann gesteuert werden, indem die Stelle, an der die Ruß-produzierende Reaktion gestoppt wird, eingestellt wird, d. h. die Stelle, an der die unter Druck Kühlwasser versprühende Vorrichtung, die an die Kammer zur Durchführung der Reaktion und zum Abschrecken angeschlossen ist, verwendet wird.
  • Der Wert N&sub2;SA/IA kann erhöht werden, indem die Vorrichtung an der stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet verwendet wird.
  • Die DBP-Ölabsorptionsmenge kann hauptsächlich dadurch gesteuert werden, daß die Position zur Einleitung des Rohöls ausgewählt wird, d. h. die Position, an der die ebene Fläche zur Einleitung des Rohmaterialöls verwendet wird, wobei eine Vielzahl von flachen Ebenen bereitgestellt wird.
  • Die DBP-Ölabsorptionsmenge kann erhöht werden, indem das Rohöl der stromaufwärts gelegenen Seite der Verbrennungsgaskonvergierenden Kammer eingeleitet wird, d. h. an einer Stelle in der Nähe der Rohöl-Einleitungskammer.
  • Die Steuerung eines weiteren Strukturcharakteristikum, d. h. ΔDBP, kann so durchgeführt werden, daß ΔDBP verringert wird, indem das Rohöl in dem stromaufwärts gelegenen Teil zugeführt wird. Als Hilfsmittel kann die Steuerung der Menge des eingeführten Brennstoffs ebenfalls ΔDBP einstellen.
  • Außerdem kann das Aggregat-Charakteristikum von Ruß, ΔD&sub5;&sub0;/dst, gesteuert werden, indem der Sprühzustand des eigneführten Rohöls eingestellt wird. Wenn der Druck und die Temperatur des Rohöls verringert werden, verschlechtert sich der Sprühzustand und als Resultat nimmt der Wert von ΔD&sub5;&sub0; zu, was einen höheren ΔD&sub5;&sub0;/dst-Wert bewirkt.
  • In Übereinstimmung mit verschiedenen Faktoren der vorliegenden Erfindung wurden der erfindungsgemäße Ruß und der Ruß für Vergleichszwecke durch Kombination der oben beschriebenen Herstellungsbedingungen hergestellt.
  • Die Herstellungsbedingungen sowie physikalische und chemische Charakteristika von Ruß sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 zusammengefaßt. Vergleichsbeispiel F ist ein herkömmlicher Ruß mit hoher Struktur und HAF-Qualität (N339-Qualität: Handelsbezeichnung, "Seast KH", hergestellt von Tokai Carbon K. K.). TABELLE 2 Herstellungsbedingungen TABELLE 2 (Fortsetzung)
  • Anmerkung:
  • 1) Ruß: Carbon Black F: N339 Carbon black (Handelsbeziehung: Steast KH, hergestellt von Tokai Carbon K. K.)
  • Tabelle 3 zeigt die charakteristischen Werte der Rußsorten in den Beispielen und Vergleichsbeispielen. TABELLE 3 TABELLE 3 (Fortsetzung)
  • (Anmerkung)
  • (1) *1 Carbon Black F: Seast KH, hergestellt von Tokai Carbon K. K. (Beispiel des Standes der Technik)
  • (2) Unterstrichen: charakteristischer Wert außerhalb des im Anspruch angegebenen Bereichs.
  • Die fünf Rußarten mit den Kennzeichen A bis E sind Rußarten, die unter die vorliegende Erfindung fallen, und die sechs Arten F bis K sind die Rußarten, die in den Vergleichsbeispielen verwendet wurden.
  • Die Grundkomponenten der Kautschukzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele sind wie folgt:
  • Naturkautschuk 40 Gew.-Teile
  • Styrol-Butadien-Kautschuk (*1) 60 Gew.-Teile
  • Ruß 45, 40, 35 Gew.-Teile
  • Stearinsäure 3 Gew.-Teile
  • ZnO 5 Gew.-Teile
  • Antioxidans 6C (*2) 2 Gew.-Teile
  • Vulkanisationsbeschleuniger
  • CZ (*3) 0,6 Gew.-Teile
  • Schwefel 1,5 Gew.-Teile
  • worin *1: hergestellt von Japan Synthetic Rubber Co., Handelsbezeichnung SL552
  • *2: N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin
  • *3: N-Cyclomethyl-2-benzothiazylsulfenamid
  • Tabelle 4 zeigt die Kautschukzusammensetzungen der Beispiele und der Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung, wobei verschiedene Rußmischmengen verwendet wurden, den tan δ-Index und den Abriebfestigkeits-Index. TABELLE 4
  • *1: Vergleichsbeispiel 1, das Ruß F (Carbon Black F) (Seast KH) verwendet, ist ein Beispiel des Standes der Technik (Kontrolle).
  • Die Resultate von Tabelle 4 sind in Fig. 1 dargestellt, worin die Abriebfestigkeit als Abszisse aufgetragen ist und tan δ als Ordinate aufgetragen ist. In der Figur ist die Richtung nach rechts unten von der gepunkteten Linie aus vorteilhaft.
  • Wenn tan δ größer wird, besteht die Tendenz der Abriebfestigkeit, anzusteigen. Allerdings zeigen die Beispiele, daß die Abriebfestigkeit bei Unterdrückung eines Anstiegs von tan δ erhöht ist.
  • In den Beispielen 6 und 7 wird der Grund für die geringe Abriebfestigkeit der geringen Füllmenge an Ruß zugeschrieben.
  • Das Gleichgewicht zwischen der Abriebfestigkeit und tan δ ist wichtig. In Beispiel 6 und in Vergleichsbeispiel 8 werden jeweils 40 Gew.-Teile Ruß eingefüllt. In Beispiel 6 ist tan δ verringert, während die Abriebfestigkeit fast denselben Level wie bei der Kontrolle hat. Obgleich die Abriebfestigkeit von Vergleichsbeispiel 8 größer als die der Kontrolle ist, wird tan δ dagegen eher groß.
  • In Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 7 werden jeweils 35 Gew.-Teile Ruß zugesetzt. In Beispiel 7 wird tan δ mit abnehmender Abriebfestigkeit fast auf denselben Level wie bei der Kontrolle reduziert. Im Vergleichsbeispiel 7 ist dagegen die Abriebfestigkeit etwas größer als die der Kontrolle, aber niedriger als die der anderen Beispiele und tan δ ist eher leicht verringert.
  • Wie aus Tabelle 4 und Fig. 1 klar hervorgeht, besitzt eine Kautschukzusammensetzung, die mit dem Ruß, der die Charakteristika der vorliegenden Erfindung hat, sowohl gute Abriebfestigkeit wie auch die Eigenschaften einer geringen Wärmeerzeugung. Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung ist insbesondere für die Lauffläche eines Reifens zum Zweck eines geringen Kraftstoffverbrauchs geeignet.

Claims (10)

1. Kautschukzusammensetzung, umfassend 100 Gew.-Teile mindestens einer Kautschukkomponente, die aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk und synthetischen Dien- Kautschuken ausgewählt ist, und 20 bis 70 Gew.-Teile Ruß, der die folgenden Charakteristika hat:
(1) eine spezifische Stickstoff-Adsorptionsoberfläche (N&sub2;SA) (ASTM D3037-88) von
70-145 m²/g;
(2) eine Dibutylphthalat-Ölabsorptionsmenge (DBP) (JIS K6221) von
160-200 ml/100 g;
(3) eine komprimierte Dibutylphthalat-Ölabsorptionsmenge (24M4DBP) (ASTM D3493) von
130-150 ml/100 g;
(4) ein ADBP, das durch DBP-24M4DBP dargestellt wird und das der folgenden Formel 1 genügt:
(Formel 1)
ΔDBP ≤ 1,25 · DBP - 172,5;
(5) spezifische Stickstoff- Adsorptionsoberfläche/spezifische Jod- Adsorptionsoberfläche (IA nach JIS K6221)
(N&sub2;SA/IA) 1,1-1,4; und
(6) Halbwertbreite der Aggregatverteilung/wahrscheinlichster Wert der Aggregatverteilung
(ΔD50/dst) 0,50-0,80.
2. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß synthetischer Styrol-Butadien-Copolymer-Kautschuk in einer Menge von mindestens 10 Gew.-Teilen vorliegt.
3. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DBP zwischen 165 und 190 ml/100 g liegt.
4. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DBP zwischen 170 und 185 ml/100 g liegt.
5. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ΔD&sub5;&sub0; zwischen 0,55 und 0,75 liegt.
6. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß N&sub2;SA/IA zwischen 1,15 und 1,25 liegt.
7. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DBP zwischen 165 und 190 ml/100 g liegt, ΔD&sub5;&sub0; zwischen 0,55 und 0,75 liegt und N&sub2;SA/IA zwischen 1,15 und 1,25 liegt.
8. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DBP zwischen 170 und 185 ml/100 g liegt, ΔD&sub5;&sub0; zwischen 0,55 und 0,75 liegt und N&sub2;SA/IA zwischen 1,15 und 1,25 liegt.
9. Kautschukzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß in einer Menge von 25 bis 55 Gew.-Teilen vorliegt.
10. Verwendung einer Kautschukzusammensetzung gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9 für eine Lauffläche eines Reifens.
DE69330112T 1992-10-23 1993-10-13 Kautschukmischung Expired - Lifetime DE69330112T2 (de)

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