DE19959932A1 - Production of a silica-containing rubber composition useful for making abrasion-resistant tire treads, comprises mixing carbon black and silica with separate rubber components - Google Patents

Production of a silica-containing rubber composition useful for making abrasion-resistant tire treads, comprises mixing carbon black and silica with separate rubber components

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DE19959932A1
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Abstract

Production of a rubber composition containing silica comprises: (a) mixing a first batch of a rubber component, carbon black and processing aid; (b) mixing a second batch of a rubber component, silica, silane coupling agent and processing aid; and (c) mixing the first and second batches. Production of a rubber composition containing 20-100 parts by weight (pbw) silica per 100 pbw of rubber components comprises: (a) mixing a first batch of a rubber component, carbon black and processing aid, especially oil; (b) mixing a second batch of a rubber component, silica, silane coupling agent and processing aid, especially oil; (c) mixing the first and second batches, optionally with addition of other additives and vulcanization chemicals; and (d) optionally performing one or more mixing steps to produce the finished composition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung, die bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschukkomponenten in der Fertigmischung 20 bis 100 phr Kieselsäure enthält, in zumindest drei Mischstufen unter üblichen Bedingungen wie Energieeintrag und Zeit.The invention relates to a method for producing a rubber mixture, the based on 100 parts by weight of the total rubber components in the Ready mix contains 20 to 100 phr of silica in at least three mixing stages usual conditions such as energy input and time.

Bei der Herstellung von Kautschukmischungen, insbesondere für Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen, wird heute in zunehmendem Maße als Füllstoff anstelle hochaktiver Ruße Kieselsäure eingesetzt. Durch die Verwendung von Kieselsäure wird insbesondere der Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens bei im Vergleich zu Ruß enthaltenden Mischungen zumindest gleichbleibendem Naßrutschverhalten wesentlich verringert. Im Gegensatz zum Ruß, der allein durch die im Mischprozeß eingebrachten Scherkräfte eine Wechselwirkung zum Kautschuk aufbaut, benötigt die Kieselsäure zur Anbindung an das Polymer zusätzlich ein Verstärkungsadditiv, im allgemeinen ein Silan-Kupplungsagens, das üblicherweise bei der Herstellung der Grundmischung eingemischt wird. So kommt es bei der Herstellung einer Kieselsäure enthaltenden Grundmischung nicht nur darauf an, in den Kautschuk Kieselsäure, Silan-Kupplungsagens (im allgemeinen bifunktionelle Silane), Verarbeitungshilfsmittel und weitere übliche Zusatzstoffe (hochaktive und andere Füllstoffe, Weichmacher, Alterungsschutzmittel, Ozonschutzmittel, Farbstoffe, z. T. Vulkanisationschemikalien usw.) möglichst schnell und gut dispergiert einzumischen, sondern es sollte bereits eine gute Anbindung der Kieselsäure an das Silan- Kupplungsagens (Hydrophobierungsreaktion) während der Herstellung der Grundmischung stattfinden. Eine ausreichende Anbindung der Kieselsäure an das Silan- Kupplungsagens ist Voraussetzung für optimale Eigenschaften der Gummimischung, insbesondere hinsichtlich Rollwiderstand/Naßrutschverhalten und Abrieb, die bei Laufstreifen für Fahrzeugreifen eine große Rolle spielen. Allerdings ist es problematisch eine dieser Eigenschaften positiv zu beeinflussen, ohne daß dabei zumindest eine der anderen verschlechtert wird. In the manufacture of rubber compounds, especially for treads from Pneumatic vehicle tires are increasingly used as a filler instead of highly active Carbon black silica used. The use of silica in particular the rolling resistance of the pneumatic vehicle tire compared to that containing soot Mixtures at least constant wet slipping significantly reduced. in the Contrary to soot, which is caused solely by the shear forces introduced in the mixing process Interaction with the rubber builds up, requires the silica to bind to the Polymer additionally a reinforcing additive, generally a silane coupling agent, that is usually mixed in during the preparation of the basic mixture. That's why in the preparation of a basic mixture containing silica not only depends on the rubber silica, silane coupling agent (generally bifunctional silanes), Processing aids and other common additives (highly active and others Fillers, plasticizers, anti-aging agents, anti-ozone agents, dyes, e.g. T. Vulcanization chemicals etc.) to be mixed in as quickly and well as possible, it should already have a good connection of the silica to the silane Coupling agent (hydrophobicization reaction) during the preparation of the Basic mix take place. Adequate binding of the silica to the silane Coupling agent is a prerequisite for optimal properties of the rubber mixture, especially with regard to rolling resistance / wet sliding behavior and abrasion, which at Treads for vehicle tires play a major role. However, it is problematic to positively influence one of these properties without at least one of the other is deteriorating.  

Im allgemeinen erfolgt die Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukmischung in zwei Mischstufen, nämlich durch Herstellung einer Grundmischung, wie bereits erwähnt, und einer Fertigmischung. Während der Herstellung der Grundmischung werden alle Bestandteile - außer in der Regel die Vulkanisationschemikalien (Schwefel, Schwefelbeschleuniger, Harze) - miteinander vermischt. Nach der Fertigstellung der Grundmischung, deren Abkühlung und eventueller Lagerung werden dann zur Herstellung der Fertigmischung die restlichen Zusatzstoffe, i. a. alle Vulkanisationsbestandteile, bei niedriger Temperatur eingemischt.In general, a siliceous rubber mixture is produced in two mixing stages, namely by producing a basic mixture, as already mentioned, and a ready mix. During the preparation of the basic mix, everyone Components - except usually the vulcanization chemicals (sulfur, Sulfur accelerators, resins) - mixed together. After the completion of the The basic mixture, its cooling and possible storage are then used for production the rest of the additives, i. a. all vulcanization components, at mixed in at low temperature.

Aus der EP 0 632 094 A1 ist die Variante zur Bereitstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukmischung bekannt, bei der die Herstellung der Grundmischung in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten erfolgt. Dabei wird u. a. nicht die gesamte Menge an Kieselsäure/Kupplungsagens im ersten Mischschritt zugegeben. Allerdings sind die Anteile der Kieselsäuremengen, die zu einem späteren Zeitpunkt zugegeben werden gering, da befürchtet werden mußte, daß die Mischbedingungen nicht dazu geeignet sind, eine ausreichende Reaktion zwischen Kieselsäure und Kupplungsagens ablaufen zu lassen und somit die gewünschten Vorteile des Füllstoffs Kieselsäure nicht in ausreichendem Maße zu erreichen.EP 0 632 094 A1 describes the variant for providing a siliceous one Rubber mixture known in which the preparation of the basic mixture in several successive steps. Here u. a. not the entire amount Silicic acid / coupling agent added in the first mixing step. However, they are Portions of the silica that will be added at a later time low, since it had to be feared that the mixing conditions would not be suitable there is a sufficient reaction between silica and coupling agent and therefore not in the desired benefits of the filler silica to achieve sufficient dimensions.

Die EP 0 903 367 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure enthaltenden Kautschukmischungen, bei dem die Kieselsäuremenge und weitere Bestandteile, insbesondere Vulkanisationschemikalien, in zwei separaten Mischstufen zugegeben werden. Die Mischungen aus diesen beiden Mischstufen werden zusammengeführt und ohne Zugabe von weiteren Bestandteilen vulkanisiert. Die Vulkanisate (z. B. Reifenlaufstreifen) besitzen aufgrund dieser Mischungsherstellung eine heterogene Struktur, die es möglich machen soll, z. B. dem Reifenlaufstreifen eine bessere Leitfähigkeit zu verleihen. Allerdings haben heterogene Laufstreifenmischungen den Nachteil, daß andere Eigenschaften, wie z. B. der Abrieb, in Mitleidenschaft gezogen werden.EP 0 903 367 A1 discloses a process for the production of silica containing rubber mixtures, in which the amount of silica and others Components, especially vulcanization chemicals, in two separate mixing stages be added. The mixtures from these two mixing stages will be merged and vulcanized without the addition of other components. The Vulcanizates (e.g. tire treads) have one due to this mixture production heterogeneous structure that should make it possible, e.g. B. the tire tread to give better conductivity. However, heterogeneous tread compounds have the disadvantage that other properties such. B. the abrasion, affected become.

Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung besteht nun darin, Kautschukmischungen insbesondere für die Herstellung von Laufstreifen für Fahrzeugreifen bereitzustellen, die im vulkanisierten Zustand einen geringen Abrieb bei zumindest gleichbleibendem Naßrutschverhalten aufweisen. The object of the present application is now rubber mixtures to provide in particular for the production of treads for vehicle tires in the vulcanized state, little abrasion with at least the same Have wet slipping behavior.  

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Herstellung der Kautschukmischung, die bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschukkomponenten in der Fertigmischung 20 bis 100 phr Kieselsäure enthält, in zumindest drei Mischstufen unter üblichen Bedingungen wie Energieeintrag und Zeit erfolgt, wobei
This object is achieved according to the invention in that the rubber mixture, which contains 20 to 100 phr of silica based on 100 parts by weight of the total rubber components in the finished mixture, is carried out in at least three mixing stages under customary conditions such as energy input and time, where

  • a) in der ersten Mischstufe ein Batch (Vormischung) zumindest aus einer Kautschukkomponente, Ruß und Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Öl, hergestellt wird,a) in the first mixing stage a batch (premixing) at least from one Rubber component, carbon black and processing aids, especially oil, will be produced,
  • b) in der zweiten Mischstufe ein weiterer Batch (Vormischung) zumindest aus einer Kautschukkomponente, Kieselsäure, Silan-Kupplungsagens und Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Öl, hergestellt wird, undb) in the second mixing stage, a further batch (premixing) from at least one Rubber component, silica, silane coupling agent and Processing aids, especially oil, is produced, and
  • c) in der dritten Mischstufe die beiden Batche der ersten und zweiten Mischstufe zusammengeführt werden, wobei gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe und/oder Vulkanisationschemikalien hinzugefügt werden und gegebenenfalls dadurch die Herstellung der Fertigmischung erfolgt undc) in the third mixing stage, the two batches of the first and second mixing stages are brought together, where appropriate further additives and / or Vulcanization chemicals are added and, if necessary, the Production of the ready mix takes place and
  • d) gegebenenfalls in einer oder mehreren weiteren Mischstufen die Herstellung der Fertigmischung erfolgt.d) optionally in one or more further mixing stages, the preparation of Ready mixing takes place.

Die Mengen der einzelnen Bestandteile in den Kautschukmischungen werden stets auf 100 Teile der gesamten Kautschukkomponenten in der Fertigmischung bezogen (phr).The amounts of the individual components in the rubber compounds are always up 100 parts of the total rubber components in the ready mix sourced (phr).

Das erfindungsgemäße Verfahren ist so gestaltet, daß in einer ersten Mischstufe a) zumindest eine Kautschukkomponente, Ruß und Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Öl, in einem Mischaggregat miteinander vermischt werden. Dabei wird nahezu die gesamte Rußmenge, die letztendlich zur Herstellung der Kautschukmischung eingesetzt wird, in dieser Mischstufe zugesetzt. Weiterhin können in dieser Mischstufe weitere übliche Zusatzstoffe eingemischt werden, jedoch keine Kieselsäure und kein Silan- Kupplungsagens. Unter entsprechend üblichen Mischbedingungen wird dieser Batch hergestellt und ausgeworfen.The process according to the invention is designed such that in a first mixing stage a) at least one rubber component, carbon black and processing aids, in particular Oil, are mixed together in a mixing unit. It is almost the total amount of carbon black that is ultimately used to produce the rubber mixture is added in this mixing stage. Furthermore, in this mixing stage further usual additives are mixed in, but no silica and no silane Coupling agent. This batch is produced under the usual mixing conditions manufactured and ejected.

In einer zweiten Mischstufe b) werden zumindest eine Kautschukkomponente in Kombination mit 20 bis 100 phr Kieselsäure, Silan-Kupplungsagens (bevorzugt 1 bis 15 phr) und Verarbeitungshilfsmittel sowie gegebenenfalls weitere übliche Zusatzstoffe, wie z. B. weitere Füllstoffe, Alterungsschutzmittel, Ozonschutzmittel, Zinkoxid, in einem Mischaggregat miteinander vermengt. Dabei ist es möglich, daß geringe Rußanteile (< 10 phr) in dieser Mischstufe zugegeben werden, z. B. durch Verwendung eines mit einem Silan-Kupplungsagens beladenen Rußes (z. B. X50S von der Firma Degussa-Hüls, Deutschland). Nach Beendigung des Mischprozesses wird dieser Batch ausgeworfen. Die Batche der ersten und zweiten Mischstufe - die zeitliche Reihenfolge der Herstellung beider Mischstufen a) und b) ist dabei unerheblich - werden in der dritten Mischstufe z. B. in einem Innenmischer oder auf einem Walzwerk zusammengeführt. Dabei können weitere übliche Zusatzstoffe und/oder auch Teile bzw. die gesamten Vulkanisationschemikalien eingemischt werden. Wie die vierte Mischstufe gestaltet ist oder ob die vierte Mischstufe entfallen kann, richtet sich danach, welche Zusatzstoffe/Vulkanisationschemikalien bereits in der dritten Mischstufe c) hinzugefügt wurden. Wurden beispielsweise bereits sämtliche Zusatzstoffe und Vulkanisationschemikalien in der dritten Mischstufe zugesetzt, kann die vierte Mischstufe entfallen.In a second mixing stage b) at least one rubber component is Combination with 20 to 100 phr silica, silane coupling agent (preferably 1 to 15 phr) and processing aids and, if appropriate, other customary additives, such as e.g. B. further fillers, anti-aging agents, anti-ozone agents, zinc oxide, in one Mixing unit mixed together. It is possible that small amounts of soot (<10 phr) be added in this mixing stage, e.g. B. by using one with a  Silane coupling agent loaded carbon black (e.g. X50S from Degussa-Hüls, Germany). After the mixing process has ended, this batch is ejected. The batches of the first and second mixing stages - the chronological order of manufacture both mixing stages a) and b) is irrelevant - in the third mixing stage z. B. brought together in an internal mixer or on a rolling mill. You can other conventional additives and / or parts or all of them Vulcanization chemicals are mixed in. How the fourth mixing stage is designed or whether the fourth mixing stage can be omitted depends on which Additives / vulcanization chemicals already added in the third mixing stage c) were. For example, have all additives and Vulcanization chemicals added in the third mixing stage, the fourth mixing stage omitted.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch das erfindungsgemäße Mischverfahren Kautschukmischungen für Reifenlaufstreifen bereitgestellt werden können, die dem Fahrzeugreifen einen verringerten Abrieb bei gleichbleibendem Naßgriff verleihen.Surprisingly, it was found that the inventive Mixing method Rubber compounds for tire treads are provided can, the vehicle tire reduced abrasion with the same wet grip to lend.

Für die erfindungsgemäße Herstellung der Kautschukmischung wird zumindest eine Kautschukkomponente bevorzugt ausgewählt aus Naturkautschuk (NR), cis-Polyisopren mit einem cis-1,4-Anteil < 90 mol%, Styrol-Butadien-Copolymer (SBR) oder Polybutadien (BR) eingesetzt oder es werden Mischungen aus den genannten Kautschukkomponenten eingesetzt. Außerdem kann die erfindungsgemäße Kautschukmischung weiterhin eine oder mehrere aus dem Stand der Technik bekannte Kautschukkomponenten, z. B. Acrylnitril-Butadien-Copolymer (NBR), Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPM), Ethylen- Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), enthalten.At least one is used for the production of the rubber mixture according to the invention Rubber component preferably selected from natural rubber (NR), cis-polyisoprene with a cis-1.4 content <90 mol%, styrene-butadiene copolymer (SBR) or polybutadiene (BR) used or mixtures of the rubber components mentioned used. In addition, the rubber mixture according to the invention can also be a or more rubber components known from the prior art, e.g. B. Acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR), ethylene-propylene terpolymer (EPM), ethylene Propylene diene terpolymer (EPDM) included.

Besonders bevorzugt ist, wenn zur Herstellung der Kautschukmischung in der ersten Mischstufe als Kautschukkomponente zumindest emulsionspolymerisiertes Styrol- Butadien-Copolymer (E-SBR) zugegeben wird. Da es sich als schwierig erwiesen hat, E-SBR in Kombination mit Kieselsäure einzumischen, ist es vorteilhaft, dieses Polymer in Verbindung mit Ruß und Verarbeitungshilfsmitteln in die Mischung einzubringen.It is particularly preferred if for the production of the rubber mixture in the first Mixing stage as a rubber component at least emulsion-polymerized styrene Butadiene copolymer (E-SBR) is added. Since it turned out to be difficult To mix E-SBR in combination with silica, it is advantageous to use this polymer in Add compound with carbon black and processing aids to the mixture.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in der zweiten Mischstufe als Kautschukkomponente(n) Naturkautschuk und/oder Polybutadien und/oder lösungspolymerisiertes Styrol-Butadien- Copolymer hinzugefügt wird (werden), da diese Kautschukkomponenten gut in Verbindung mit Kieselsäure einmischbar sind.Furthermore, it is advantageous if in the second mixing stage as rubber component (s) Natural rubber and / or polybutadiene and / or solution-polymerized styrene-butadiene  Copolymer is added because these rubber components work well in Compound can be mixed in with silica.

Als Füllstoff wird für die erfindungsgemäße Herstellung der Kautschukmischung Ruß verwendet. So enthält die Kautschukmischung vorteilhafterweise 15 bis 80 phr, bevorzugt 35 bis 60 phr, Ruß. Die Ruße sollen folgende Charakteristika aufweisen: DBP-Zahl (ASTM D 2414) von 90 bis 200 cm3/100 g und CTAB-Zahl (ASTM D 3765) von 35 bis 220 m2/g.Carbon black is used as filler for the production of the rubber mixture according to the invention. The rubber mixture advantageously contains 15 to 80 phr, preferably 35 to 60 phr, of carbon black. The carbon blacks should have the following characteristics: DBP number (ASTM D 2414) of 90 to 200 cm3 / 100 g and the CTAB number (ASTM D 3765) of 35 to 220 m 2 / g.

Als weiterer Füllstoff wird für die erfindungsgemäße Herstellung der Kautschukmischung Kieselsäure in einer Menge von 20 bis 100 phr verwendet. Bevorzugt werden Mengen von 35 phr bis 60 phr in der zweiten Mischstufe eingemischt. Die verwendete Kieselsäure weist z. B. eine BET-Oberfläche von 145-270 m2/g (ASTM D 5604), eine CTAB-Zahl von 120-285 m2/g (ASTM D 3765) und ein Porenvolumen von 0,7-1,7 ml/g (DIN 66133) auf. Als Kieselsäure kann somit z. B. VN3 (Fa. Degussa-Hüls AG, Deutschland) zum Einsatz kommen. Zur Anbindung der Kieselsäure an das Polymersystem werden Silan- Kupplungsagenzien, wie z. B. Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT) bzw. das entsprechende Disulfid, in üblichen Mengen verwendet. Die Kieselsäure und das Silan- Kupplungsagens werden in einer Mischstufe eingemischt. Prinzipiell ist es auch möglich, bereits silanisierte Kieselsäure (z. B. COUPSlL (Fa. Degussa-Hüls AG, Deutschland)) einzusetzen.As a further filler, silica is used in an amount of 20 to 100 phr for the rubber mixture according to the invention. Amounts of 35 phr to 60 phr are preferably mixed in in the second mixing stage. The silica used has e.g. B. a BET surface area of 145-270 m 2 / g (ASTM D 5604), a CTAB number of 120-285 m 2 / g (ASTM D 3765) and a pore volume of 0.7-1.7 ml / g (DIN 66133). As silica can thus z. B. VN3 (Degussa-Hüls AG, Germany) can be used. To link the silica to the polymer system, silane coupling agents, such as. B. bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT) or the corresponding disulfide, used in conventional amounts. The silica and the silane coupling agent are mixed in in a mixing stage. In principle it is also possible to use already silanized silica (e.g. COUPSlL (Degussa-Hüls AG, Germany)).

Besonders bevorzugt ist, wenn die Summe der Ruß- und Kieselsäuregehalte in der Kautschukmischung 50 phr ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis des Rußgehaltes zum Kieselsäuregehalt in der Kautschukmischung größer als 0,5 und kleiner als 2,0 ist.It is particularly preferred if the sum of the carbon black and silica contents in the Rubber mixture is 50 phr. It is also advantageous if the ratio of Soot content to silica content in the rubber mixture greater than 0.5 and less than 2.0.

In den entsprechenden Mischstufen werden Verarbeitungshilfsmittel zugesetzt. Dazu zählen z. B. mineralische Öle, naphthenische Öle oder aber auch Stearinsäure, Salze von Fettsäuren (bevorzugt Zinksalze) und auch Gemische aus aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharzen als Dispergatoren. Die entsprechenden Substanzen werden einzeln oder im Gemisch in den jeweiligen Mischstufen eingemischt. Insgesamt beträgt die Konzentration an Verarbeitungshilfsmitteln nach der Herstellung der Fertigmischung ca. 5 phr bis 50 phr. Processing aids are added in the corresponding mixing stages. To count z. B. mineral oils, naphthenic oils or stearic acid, salts of Fatty acids (preferably zinc salts) and also mixtures of aliphatic and aromatic hydrocarbon resins as dispersants. The corresponding Substances are mixed in individually or in a mixture in the respective mixing stages. Overall, the concentration of processing aids after the production of Ready mix approx. 5 phr to 50 phr.  

Des weiteren werden für die Herstellung der Kautschukmischung übliche Zusatzstoffe wie Alterungsschutzmittel (z. B. 6PPD: N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin oder DTPD: N,N'-Ditoluyl-p-phenylendiamin), Lichtschutzwachse, Ozonschutzwachse, Zinkoxid, inaktive Füllstoffe und Weichmacher eingesetzt.In addition, customary additives such as Anti-aging agent (e.g. 6PPD: N-phenyl-N '- (1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine or DTPD: N, N'-ditoluyl-p-phenylenediamine), light protection waxes, ozone protection waxes, Zinc oxide, inactive fillers and plasticizers are used.

Zur Vulkanisation der Kautschukmischung werden Vulkanisationschemikalien, bevorzugt Schwefel bzw. Schwefelspender (z. B. DTDM: Dithiodimorpholin) verwendet. Außerdem werden bevorzugt Beschleuniger oder Aktivatoren (z. B. CBS: Benzothiazyl-2- cyclohexylsulfenamid, TMTD: Tetramethylthiuramdisulfid, TBBS: Benzothiazyl-2-tert.- butylsulfenamid) der Kautschukmischung zugesetzt. All diese Vulkanisationschemikalien werden in entsprechender Konzentration bei der Herstellung der Fertigmischung eingemischt.Vulcanization chemicals are preferred for vulcanizing the rubber compound Sulfur or sulfur donor (e.g. DTDM: dithiodimorpholine) is used. Moreover accelerators or activators (e.g. CBS: benzothiazyl-2- cyclohexylsulfenamide, TMTD: tetramethylthiuram disulfide, TBBS: benzothiazyl-2-tert.- butylsulfenamide) added to the rubber mixture. All of these vulcanization chemicals are in appropriate concentration in the preparation of the ready mix mixed in.

Nach der erfindungsgemäßen Herstellung der Kautschukmischung wird diese anschließend weiterverarbeitet, z. B. in einem Extrusionsvorgang, und in die entsprechende Form, z. B. in die Form eines Laufstreifenmischungsrohlings, gebracht. Dieser Laufstreifenmischungsrohling wird bei der Herstellung des Reifenrohlings wie bekannt aufgelegt. Nach der Vulkanisation des Reifens weist dieser einen geringen Abrieb bei hervorragenden Nässeeigenschaften auf. Dabei ist es unerheblich, ob der gesamte Laufstreifen aus einer einzigen Mischung hergestellt worden ist oder einen z. B. Cap- und Base-Aufbau aufweist, denn wichtig ist, daß zumindest die mit der Fahrbahn in Berührung kommende Fläche aus der erfindungsgemäßen Kautschukmischung hergestellt worden ist.After the rubber mixture has been produced according to the invention, it is then processed further, e.g. B. in an extrusion process, and in the appropriate shape, e.g. B. in the form of a tread compound blank. This tread compound blank is used in the manufacture of the green tire well known. After the tire has been vulcanized, the tire shows a low level Abrasion with excellent wetting properties. It is irrelevant whether the entire tread has been made from a single mixture or a z. B. Cap and base structure, because it is important that at least those with the road in Contact surface from the rubber mixture according to the invention has been manufactured.

Anhand der folgenden Tabellen 1 und 2 sollen Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Mischungen 1 bis 3 sind Vergleichsmischungen und die Mischungen I bis III sind nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden. Exemplary embodiments are explained in more detail with the aid of the following tables 1 and 2 become. Mixtures 1 to 3 are comparative mixtures and mixtures I to III have been produced by a method according to the invention.  

Tabelle 1 Table 1

* Fa. Bayer AG, Deutschland
** Fa. Degussa-Hüls AG, Deutschland
° Bei diesen SBR-Typen handelt es sich um ölverstreckte Polymere (37,5 Gewichtsteile Öl auf 100 Gewichtsteile des entsprechenden Kautschuktyps).
# Die Vergleichsmischungen 1 bis 3 entsprechen in ihren Zusammensetzungen den Zusammensetzungen der erfindungsgemäß hergestellten Mischungen mit den korrespondierenden römischen Zahlen I bis III nach Vereinigung der Mischstufen a) und b). (Die Dosierung der einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäß hergestellten Mischungen I bis III wurde auf 100 Teile der Gesamtkautschukmenge der Fertigmischung bezogen.)* Bayer AG, Germany
** Degussa-Hüls AG, Germany
° These types of SBR are oil-extended polymers (37.5 parts by weight of oil per 100 parts by weight of the corresponding rubber type).
# The comparative mixtures 1 to 3 correspond in their compositions to the compositions of the mixtures prepared according to the invention with the corresponding Roman numerals I to III after combining the mixing stages a) and b). (The dosage of the individual constituents of the mixtures I to III prepared according to the invention was based on 100 parts of the total amount of rubber in the finished mixture.)

Bei der Herstellung der Vergleichsmischungen 1 bis 3 in einem Innenmischer wurden die erfindungsgemäßen Mischstufen a) und b) zusammengefaßt, also als ein einziger Mischungsherstellungsschritt durchgeführt (herkömmliche Art der Herstellung einer Grundmischung). Dabei herrschten folgende Mischbedingungen:
In the production of comparative mixtures 1 to 3 in an internal mixer, the mixing stages a) and b) according to the invention were combined, that is to say carried out as a single mixture production step (conventional way of producing a basic mixture). The following mixing conditions prevailed:

Mischkammertemperatur: 40°C,
Drehzahl der Rotoren: 60 U/minMixing chamber temperature: 40 ° C,
Rotation speed of the rotors: 60 U / min

Die entsprechenden Bestandteile wurden miteinander vermischt und bei ca. 145°C ausgeworfen. Das Einmischen der Vulkanisationschemikalien (herkömmliche Art der Herstellung einer Fertigmischung) erfolgte nach einer Lagerung von ca. 180 min auf einem Walzwerk bei ca. 70°C (entspricht erfindungsgemäßer Mischstufe c)).The corresponding components were mixed together and at about 145 ° C. ejected. Mixing in the vulcanization chemicals (conventional type of Production of a ready-mix) took place after storage for approx. 180 min a rolling mill at approx. 70 ° C (corresponds to mixing stage c).

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Kautschukmischungen I bis III wurden die Batche in den angegebenen einzelnen Mischstufen unter folgenden Bedingungen im Innenmischer erzeugt:
In the production of the rubber mixtures I to III according to the invention, the batches were produced in the individual mixing stages indicated under the following conditions in the internal mixer:

Mischstufe a): Mischkammertemperatur: 40°C,
Drehzahl der Rotoren: 60 U/minMixing stage a): mixing chamber temperature: 40 ° C,
Rotation speed of the rotors: 60 U / min

Bei ca. 160°C wurde dieser Batch ausgeworfen.
This batch was ejected at approx. 160 ° C.

Mischstufe b): Mischkammertemperatur: 40°C,
Drehzahl der Rotoren: 60 U/minMixing stage b): mixing chamber temperature: 40 ° C,
Rotation speed of the rotors: 60 U / min

Bei ca. 145°C wurde der Batch dieser Mischstufe ausgeworfen.The batch of this mixing stage was ejected at approx. 145 ° C.

Die Batche der Mischstufen a) und b) wurden in einem Innenmischer bei ca. 145°C vereint. Die Mischstufe c) wurde auf einem Walzwerk bei 70°C vorgenommen. The batches of mixing stages a) and b) were in an internal mixer at approx. 145 ° C united. Mixing stage c) was carried out on a rolling mill at 70 ° C.  

Nach der Vulkanisation bei 160°C über 20 min ergaben sich folgende Eigenschaften der Vulkanisate:After vulcanization at 160 ° C for 20 min, the following properties resulted Vulcanizates:

Tabelle 2 Table 2

Die Tabelle 2 zeigt, daß die Laufstreifenmischungen I bis III, die nach dem erfindungsgemäßen Mischverfahren hergestellt wurden, einen geringeren Abrieb im Vergleich zu den Mischungen 1 bis 3 aufweisen. Gleichzeitig wurden erfindungsgemäß das Naßrutschverhalten (tanδ 0°C) und der Rollwiderstand (tanδ 60°C) im Vergleich zu den entsprechenden herkömmlich hergestellten Mischungen 1 bis 3 verbessert.Table 2 shows that the tread mixtures I to III, which after the Mixing methods according to the invention were produced, a lower abrasion in Compared to mixtures 1 to 3. At the same time, according to the invention the wet slip behavior (tan δ 0 ° C) and the rolling resistance (tan δ 60 ° C) compared to the corresponding conventionally prepared mixtures 1 to 3 improved.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung, die bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Kautschukkomponenten in der Fertigmischung 20 bis 100 phr Kieselsäure enthält, in zumindest drei Mischstufen unter üblichen Bedingungen wie Energieeintrag und Zeit, wobei
  • a) in der ersten Mischstufe ein Batch zumindest aus einer Kautschukkomponente, Ruß und Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Öl, hergestellt wird,
  • b) in der zweiten Mischstufe ein weiterer Batch zumindest aus einer Kautschukkomponente, Kieselsäure, Silanierungsmittel und Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Öl, hergestellt wird, und
  • c) in der dritten Mischstufe die beiden Batche der ersten und zweiten Mischstufe zusammengeführt werden, wobei gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe und/oder Vulkanisationschemikalien hinzugefügt werden und gegebenenfalls dadurch die Herstellung der Fertigmischung erfolgt und
  • d) gegebenenfalls in einer oder mehreren weiteren Mischstufen die Herstellung der Fertigmischung erfolgt.
1. A process for producing a rubber mixture which contains 20 to 100 phr of silica based on 100 parts by weight of the total rubber components in the finished mixture, in at least three mixing stages under customary conditions, such as energy input and time, where
  • a) in the first mixing stage, a batch is produced at least from a rubber component, carbon black and processing aids, in particular oil,
  • b) in the second mixing stage, a further batch is produced at least from a rubber component, silica, silanating agent and processing aids, in particular oil, and
  • c) the two batches of the first and second mixing stages are brought together in the third mixing stage, further additives and / or vulcanization chemicals optionally being added and, if appropriate, the finished mixture being produced thereby and
  • d) optionally the preparation of the finished mixture is carried out in one or more further mixing stages.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Mischstufe 35 bis 60 phr Kieselsäure zugemischt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the second mixing stage 35 to 60 phr of silica can be added. 3. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Kautschukmischung 15 bis 80 phr Ruß verwendet werden.3. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that in the preparation of the rubber mixture 15 to 80 phr carbon black be used. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Kautschukmischung 35 bis 60 phr Ruß verwendet werden.4. The method according to claim 3, characterized in that in the manufacture of the Rubber mixture 35 to 60 phr carbon black can be used. 5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Ruß- und Kieselsäuregehalte in der Kautschukmischung ≧50 phr ist.5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the sum of the carbon black and silica contents in the Rubber mixture is ≧ 50 phr. 6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Rußgehaltes zum Kieselsäuregehalt in der Kautschukmischung größer als 0,5 und kleiner als 2,0 ist. 6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the ratio of the soot content to the silica content in the Rubber mixture is greater than 0.5 and less than 2.0.   7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Kautschukmischung in der ersten Mischstufe als Kautschukkomponente zumindest emulsionspolymerisiertes Styrol-Butadien- Copolymer zugegeben wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that for the production of the rubber mixture in the first mixing stage as a rubber component at least emulsion-polymerized styrene-butadiene Copolymer is added. 8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Kautschukmischung in der zweiten Mischstufe als Kautschukkomponente(n) Naturkautschuk und/oder Polybutadien und/oder lösungspolymerisiertes Styrol-Butadien-Copolymer zugegeben wird (werden).8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that for the preparation of the rubber mixture in the second Mixing stage as rubber component (s) natural rubber and / or polybutadiene and / or solution-polymerized styrene-butadiene copolymer is added (become). 9. Reifenlaufstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einer Kautschukmischung erzeugt ist, die nach einem Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.9. tire tread, characterized in that it consists of a rubber mixture is generated by a method according to at least one of the preceding Claims is made.
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