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Es
wird ein Reifen verschafft mit einer umfangsgerichteten Lauffläche aus
einer mit einem Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial verstärkten Kautschukzusammensetzung
auf Basis von cis-1,4-Polyisopren, wobei besagtes Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial
ein behandeltes Carbon Black ist, das siliciumhaltige Bereiche,
nämlich
Bereiche von Silika, in erster Linie an der Oberfläche des
Carbon Black aufweist, wo besagte Silikabereiche wenigstens 50 Prozent
der Carbon Black-Oberfläche bedecken,
und wobei besagte Kautschukzusammensetzung ein Koppelmittel wie
Bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfid
enthält,
das einen Durchschnitt von 2 bis 2,6 verbindenden Schwefelatomen
in seiner Polysulfidbrücke
enthält,
unter Ausschluss eines Bis(3-trialkoxysilylalkyl)polysulfids mit
einem Durchschnitt von höher
als 2,6 Schwefelatomen in seiner Polysulfidbrücke wobei besagte Kautschukzusammensetzung
null bis zu einem Maximum von 15 ThK unmodifiziertes Carbon Black
enthält
und wobei besagte Kautschukzusammensetzung null bis zu einem Maximum
von 10 ThK ausgefälltes
Silika enthält
und unter Ausschluss jedweden anderen Carbon Blacks und jedweden
anderen Silikas ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Reifen
werden typisch aus Laufflächen
aus Kautschukzusammensetzungen auf Elastomerbasis hergestellt, welche
herkömmlich
Carbon Black-verstärkt
sind. Manchmal können
Reifenlaufflächen-Kautschukzusammensetzungen
auch mit Silika verstärkt
werden, durch Anwendung einer Kombination individueller Silika- und
Carbon Black-Partikel. Typischerweise ist das Silika ein ausgefälltes Silika.
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Oft
werden Kopplungsmittel mit ausgefälltem Silika verwendet, um
bei seiner Verstärkung
von Elastomeren, mit denen das Silika gemischt wird, zu helfen.
Die Nutzung von Silikakopplern für
solchen Zweck ist den Fachleuten in solcher Technik geläufig.
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Historisch
ist behandeltes Carbon Black, insbesondere siliciumbehandeltes Carbon
Black, zur Verwendung als Verstärkung
verschiedener dienbasierter Elastomerzusammensetzungen für Reifenlaufflächen vorgeschlagen
worden. Historisch war solch behandeltes Carbon Black ein mit Silika
co-abgerauchtes Carbon Black, um ein Carbon Black-Kompositmaterial
zu erzeugen, das Silikabereiche in erster Linie an der Oberfläche des
Carbon Blacks enthält.
Siehe beispielsweise US-A-6,172,137;
6,160,047; 6,090,880 und 6,028,137.
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In
der Beschreibung dieser Erfindung bezieht sich der Begriff "ThK", wo er hierin verwendet
wird, und gemäß konventioneller
Praxis, auf "Teile
eines jeweiligen Materials pro 100 Gewichtsanteile Kautschuk, oder Elastomer".
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In
der Beschreibung dieser Erfindung können die Begriffe "Kautschuk" und "Elastomer", falls hierin verwendet,
austauschbar verwendet sein, wenn nicht anderweitig vorgeschrieben.
Die Begriffe "Kautschukzusammensetzung", "Kautschukmasse" und "Kautschukverbindung", falls hierin verwendet,
werden austauschbar verwendet, um auf "Kautschuk, der mit verschiedenen Inhaltsstoffen
und Materialien gemischt oder vermischt wurde" zu verweisen, und solche Begriffe sind
den Fachleuten in der Kautschukmisch- oder Kautschukverbindungstechnik
geläufig.
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Zusammenfassung
und Praxis der Erfindung
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In Übereinstimmung
mit dieser Erfindung wird ein Reifen verschafft, der eine umfangsgerichtete
Lauffläche
aus einer Kautschukzusammensetzung aufweist, welche, auf Basis von
Teilen pro Gewicht pro 100 Gewichtsteile Kautschuk (ThK) umfasst:
- (A) 70 bis 95 ThK cis-1,4-Polyisopren-Naturkautschuk
und entsprechend 5 bis 30 ThK cis-1,4-Polybutadien, wobei besagte
Elastomere unter Ausschluss funktionalisierter Elastomere sind und
unter Ausschluss gekoppelter Elastomere sind;
- (B) 30 bis 110, alternativ 30 bis 90, ThK Verstärkungsfüllstoff,
zusammengesetzt aus einem Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial,
aufweisend Carbon Black, das siliciumhaltige Bereiche in erster
Linie an seiner Oberfläche
enthält,
wobei besagte Bereiche Silika aufweisen, wobei besagte Bereiche
wenigstens 10 Gewichtsprozent besagten Carbon Black-/Silika- Kompositmaterials
enthalten, wobei wenigstens 50, und in einem Bereich von 50 bis
65, Prozent der Oberfläche
besagten Carbon Blacks von besagten Bereichen bedeckt ist und wobei
besagte Silikas an der Oberfläche
besagten Carbon Blacks Hydroxylgruppen (z.B. Silanolgruppen) an
ihren Oberflächen
enthalten; und
- (C) ein Kopplungsmittel wie Bis (3-triethoxysilylpropyl)polysulfid,
das einen Durchschnitt von 2 bis 2,6 Schwefelatomen in seiner Polysulfidbrücke enthält, wobei
besagtes Kopplungsmittel unter Ausschluss von Bis(3-alkoxysilylalkyl)polysulfid
mit einem Durchschnitt von höher
als 2,6, und insbesondere einem Durchschnitt von höher als
3,5, Schwefelatomen in seiner Polysulfidbrücke ist;
wobei besagte
Kautschukzusammensetzung null bis zu einem Maximum von 15 ThK Carbon
Black (unbehandeltes Carbon Black) enthält;
wobei besagte Kautschukzusammensetzung
null bis zu einem Maximum von 10, bevorzugt null, ThK ausgefälltes Silika
enthält
und unter Ausschluss aller anderen Silikas ist.
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Das
Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial zur Anwendung in dieser Erfindung
kann hergestellt werden durch
- (A) Co-Abrauchen
von Carbon Black mit siliciumhaltigem Material (z.B. Silika) auf
einer erhöhten
Temperatur, auf eine Weise, um ein Kompositmaterial von Carbon Black
mit integralen diskreten siliciumhaltigen Material (z.B. Silika)-Entitäten, oder
-Bereichen, zu verschaffen, in erster Linie an der Außenfläche des
Kohlenstoffs, oder durch
- (B) Co-Ausfällen
von Carbon Black und Silika, wie beispielsweise aus einer Dispersion
von Carbon Black in Natriumsilikat, um integrale Silika-Entitäten, oder – Bereiche,
an der Außenfläche des
Carbon Blacks zu verschaffen.
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In
der Praxis wird hierin erachtet, dass es erforderlich ist, dass
wenigstens 50 Prozent der Oberfläche besagten
Carbon Blacks von besagten Silikabereichen bedeckt sind, sodass
ausreichend Hydroxylgruppen verfügbar
gemacht werden, um mit den Ethoxygruppen des spezifizierten Kopplungsmittels
zu reagieren, um das Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial effektiver
mit den Elastomeren der Kautschukzusammensetzung zu koppeln. Es
ist auch erforderlich, dass maximal 65 Prozent der Carbon Black-Oberfläche so bedeckt
ist, sodass wenigstens 35 Prozent der Carbon Black-Oberfläche verfügbar bleiben,
um als herkömmliche
Carbon Black-Verstärkung
für die
Kautschukzusammensetzung zu wirken.
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In
der Praxis ist das in dieser Erfindung angewandte Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial
unter Ausschluss anderer funktionalisierter Carbon Blacks als der
vorgenannten inhärent
vorhandenen Hydroxylgruppen, die mit den Silikabereichen an der
Oberfläche
des Carbon Blacks assoziiert sind.
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In
der Praxis ist die Laufflächenkautschukzusammensetzung
unter Ausschluss jedes anderen funktionalisierten Silikas als besagten
Carbon Black/Silika-Kompositmaterials.
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Bevorzugt
wird das Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial
durch gemeinsames Co-Abrauchen von Carbon Black und einem siliciumhaltigen
Material (z.B. Silika) hergestellt, damit die Silikabereiche integral
mit der Oberfläche
des Carbon Blacks sind, um eine erhebliche Befestigung für die Hydroxylgruppen
des Silikas zu bilden und dadurch seine Kopplungsfähigkeit
zwischen dem Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial und Elastomeren
zu verbessern.
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Es
wird erwogen, dass die Silika-Entitäten, oder – Bereiche, an der Oberfläche des
Carbon Blacks des Carbon Black-Kompositmaterials integral mit dem
Carbon Black sind, in dem Sinn, dass sie ein tatsächlicher Teil
des Carbon Black-Kompositmaterials sind, verglichen mit einfachen
Mischungen von Carbon Black und Silika.
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Es
ist zu würdigen,
dass die Silikabereiche an der Carbon Black-Oberfläche Hydroxylgruppen
(z.B. Silanolgruppen) an ihrer Oberfläche enthalten. Es ist beabsichtigt,
dass solche Hydroxylgruppen herkömmlich mit
dem bevorzugten Kopplungsmittel reaktiv sind.
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Signifikanterweise
ist erforderlich, dass der Silikakoppler ein Bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfid
ist, das einen Durchschnitt von nur 2 bis 2,6 Schwefelatomen in
seiner Polysulfidbrücke
enthält.
Dies soll solche Organopolysulfide ausschließen, die einen Durchschnitt
von höher
als 2,6 Schwefelatomen in ihrer Polysulfidbrücke enthalten, wie beispielsweise
Tetrasulfide, die kommerziell als Si69 erhältlich sind, eine Markenbezeichnung
der Degussa AG, wovon verstanden wird, dass es einen Durchschnitt
von 3,5 bis 4 verbindenden Schwefelatomen in seiner Polysulfidbrücke enthält.
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Das
ist so, da bei den eingeschränkteren
verbindenden Schwefelatomen (einem maximalen Durchschnitt von 2,6
verbindenden Schwefelatomen) in dem von dieser Erfindung erforderten
Kopplungsmittel die Bindungen zwischen dem Schwefel relativ stärker sind
und daher eine weit geringere Tendenz haben, freien Schwefel in
der Kautschukmischung zu bilden oder freizusetzen, da sie im Vergleich
zu gleichartigen Organosilanpolysulfiden, die einen Durchschnitt
von wenigstens 3,5 verbindenden Schwefelatomen in ihren Polysulfidbrücken enthalten,
bei erhöhten
Temperaturen verarbeitet wird. Der überschüssige freie Schwefel ist hierin unerwünscht, da
er dazu neigen kann, vorzeitig mit in den Dienelastomeren, nämlich dem
besagten cis-1,4-Polyisopren-Naturkautschuk
und cis-1,4-Polybutadienkautschuk,
enthaltenen Doppelbindungen während
des Mischvorgangs zu reagieren und daher unnötigerweise und ungeeigneterweise
die Viskosität
der Kautschukzusammensetzung während
des Mischvorgangs vorzeitig zu erhöhen, und wird hierin erachtet
als ein effizientes Mischen und die Erzeugung einer guten Dispersion
des Carbon Black-/Silika-Verstärkungsfüllstoffs
in der Kautschukzusammensetzung zu behindern.
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In
der Praxis dieser Erfindung ist es erwünscht, dass die Laufflächenkautschukzusammensetzung
auf cis-1,4-Polyisopren-Naturkautschuk
mit einer kleineren Menge von cis-1,4-Polybutadienkautschuk begrenzt ist,
da die primär
beabsichtigte Verwendung für
den Reifen ein Lastkraftwagenreifen ist, wo es erwünscht ist, dass
die Kautschukzusammensetzung eine erwünschte Kombination von Reißfestigkeit,
Höchstzugfestigkeit und
Höchstverlängerung
aufweist. Es wird hierin erachtet, dass der Naturkautschuk zur Reißfestigkeit
beiträgt und
das Polybutadien zu Abriebfestigkeit und niedriger Hysterese (100 °C Rückprall)
beiträgt,
wodurch eine geringe Wärmeentwicklung
während
der Betriebsbedingungen für
die Reifenlauffläche
gefördert
wird.
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Insbesondere
ist eine Kombination der folgenden Eigenschaften für die Reifenlaufflächen-Kautschukzusammensetzung
dieser Erfindung erforderlich, wie in der nachfolgenden Tabelle
A dargestellt. Tabelle
A
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Es
wird auch bevorzugt, dass die Kautschukzusammensetzung eine Abschälhaftung
(95 °C)
von wenigstens 34 N/mm hat. Abschälhaftung ist ein Maß des Reißfestigkeitswerts
für Probe
A. Solcher Test wird für die
Abschälhaftung
der Probe an sich selbst durchgeführt. Eine Beschreibung solchen
Abschälhaftungstests findet
sich in US-A- 5,320,921 und dem Test ASTM D4393 (außer dass
eine Probenbreite von 1,3 cm verwendet wird und ein klares Mylar-Kunststofffenster
mit einer Breite von 5 mm in die verwendete Testprobe eingesetzt
ist).
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Die
Laufflächenkautschukzusammensetzung
selbst kann auch als eine schwefelvulkanisierte Zusammensetzung
durch Vulkanisation der unvulkanisierten Lauffläche als ein Bauteil des Reifens
selbst auf eine Weise verschafft werden, die den Fachleuten in solcher
Technik geläufig
ist, üblicherweise
durch Vulkanisieren unter Bedingungen erhöhter Temperatur und Drucks
für eine
geeignete Zeitspanne.
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Die
Vulkanisationshilfsmittel zum Schwefelvulkanisieren der Kautschukzusammensetzung
sind Vulkanisationshilfsmittel, die herkömmlich für schwefelvulkanisierbare Elastomere
verwendet werden, welche typisch Schwefel und einen oder mehrere
geeignete Vulkanisationsbeschleuniger und manchmal auch ein Hemmmittel
beinhalten. Solche Vulkanisationshilfsmittel und deren Verwendung
für schwefelvulkanisierbare Elastomerzusammensetzungen
sind den Fachleuten in der Technik geläufig.
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Aufeinanderfolgende
Mischvorgänge
zur Herstellung schwefelvulkanisierbarer Kautschukzusammensetzungen,
worin Elastomere und zugeordnete Inhaltsstoffe unter Ausschluss
von Vulkanisationshilfsmitteln zuerst in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden
Mischschritten, üblicherweise "nicht-produktiver
Mischschritt bzw. Mischschritte" genannt,
gemischt werden, gefolgt von einem letzten Mischschritt zum Hinzufügen von
Vulkanisationshilfsmitteln, üblicherweise "produktiver Mischschritt" genannt, sind den
Fachleuten in der Technik ebenfalls geläufig.
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Es
ist anzuerkennen, dass das Kopplungsmittel, falls es in flüssiger Form
vorliegt, in Zusammenwirken mit einem Carbon Black-Trägerstoff
verwendet werden könnte,
nämlich
vor dem Zusetzen zu der Kautschukzusammensetzung mit einem Carbon
Black vorgemischt, und solches Carbon Black ist üblicherweise in die in die
Rezeptur der Kautschukzusammensetzung einzurechnende Menge an Carbon
Black einzuschließen.
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Von
den Fachleuten in der Technik wird leicht verstanden, dass die Kautschukzusammensetzung durch
allgemein in der Kautschukmischtechnik bekannte Verfahren gemischt
würde,
wie etwa Mischen der verschiedenen schwefelvulkanisierbaren bestandteilbildenden
Kautschuke mit verschiedenen üblicherweise
verwendeten Additivmaterialien, wie beispielsweise Vulkanisationshilfsmitteln,
wie etwa Schwefel, Aktivatoren, Hemmmitteln und Beschleunigungsmitteln,
Verarbeitungszusätzen,
wie etwa Ölen,
Harzen einschließlich
klebrigmachender Harze, Silikas, und Weichmacher, Füllstoffen,
Pigmenten, Fettsäure,
Zinkoxid, Wachsen, Antioxidantien und Ozonschutzmitteln, Peptisatoren
und Verstärkungsmaterialien,
wie beispielsweise Carbon Black. Wie den Fachleuten bekannt ist,
werden die oben erwähnten
Additive, abhängig
von der beabsichtigten Verwendung des schwefelvulkanisierbaren und
schwefelvulkanisierten Materials (Kautschuke) ausgewählt und üblicherweise
in herkömmlichen
Mengen verwendet.
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Bei
der Herstellung der Kautschukzusammensetzung umfassen typische Mengen
klebrigmachender Harze, falls verwendet, 0,5 bis 10 ThK, üblicherweise
1 bis 5 ThK. Typische Mengen Verarbeitungshilfsmittel umfassen 1
bis 50 ThK. Solche Verarbeitungshilfsmittel können beispielsweise aromatische,
naphthenische und/oder paraffinische Prozessöle umfassen. Typische Mengen
Antioxidantien umfassen 1 bis 5 ThK. Repräsentative Antioxidantien können beispielsweise
Diphenyl-p-phenylendiamin
und andere sein, wie beispielsweise die im Vanderbilt Rubber Handbook
(1978), Seiten 344 bis einschließlich 346, offenbarten. Typische
Mengen Ozonschutzmittel umfassen 1 bis 5 ThK.
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Typische
Mengen Fettsäuren,
falls verwendet, die Stearinsäure,
Palmitinsäure,
Linolsäure
oder Mischungen aus einer oder mehreren Fettsäuren beinhalten können, können 0,5
bis 5 ThK umfassen.
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Oft
wird Stearinsäure
in einem relativ unreinen Zustand verwendet und wird in der Kautschukmischpraxis üblicherweise
als "Stearinsäure" bezeichnet und wird
in der Beschreibung und Praxis dieser Erfindung so bezeichnet.
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Typische
Mengen Zinkoxid umfassen 1 bis 5 ThK. Typische Mengen Wachse umfassen
1 bis 5 ThK. Oft werden mikrokristalline Wachse verwendet. Typische
Mengen Peptisatoren umfassen 0,1 bis 1 ThK. Typische Peptisatoren
können
beispielsweise Pentachlorthiophenol und Dibenzamidodiphenyldisulfid
sein.
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Die
Vulkanisierung wird in Gegenwart eines Schwefelvulkanisiermittels
vollzogen. Beispiele für
geeignete Schwefelvulkanisiermittel umfassen elementaren Schwefel
(freien Schwefel) oder schwefelspendende Vulkanisiermittel, beispielsweise
ein Amindisulfid, polymeres Polysulfid oder Schwefelolefinaddukte.
Vorzugsweise ist das Schwefelvulkanisiermittel elementarer Schwefel.
Wie den Fachleuten bekannt ist, werden Schwefelvulkanisiermittel
in einer Menge verwendet, die sich von 0,5 bis auf 4 ThK, oder unter
manchen Umständen
sogar bis auf 8 ThK beläuft,
wobei ein Bereich von 1,5 bis 2,5, manchmal von 1 bis 2, bevorzugt
wird.
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Beschleunigungsmittel
werden verwendet, um die zur Vulkanisation erforderliche Zeit und/oder
Temperatur zu steuern und um die Eigenschaften des Vulkanisats zu verbessern.
In einer Ausführung
kann ein Einzelbeschleunigungsmittelsystem verwendet werden, das
heißt,
ein Primärbeschleunigungsmittel.
Herkömmlich
und bevorzugt wird ein bzw. werden Primärbeschleunigungsmittel in Gesamtmengen
verwendet, die sich von 0,5 bis auf 4, vorzugsweise 0,8 bis 2, ThK
belaufen. In einer anderen Ausführung
könnten
Kombinationen eines Primär-
und eines Sekundärbeschleunigungsmittels
verwendet werden, wobei das Sekundärbeschleunigungsmittel in Mengen
von 0,05 bis 3 ThK verwendet wird, um die Eigenschaften des Vulkanisats
zu aktivieren und zu verbessern. von Kombinationen dieser Beschleunigungsmittel
wäre zu
erwarten, dass sie einen synergetischen Effekt auf die Endeigenschaften
hervorrufen und diese etwas besser sind als die durch die Verwendung
eines der Beschleunigungsmittel allein bewirkten. Zusätzlich können Beschleunigungsmittel
mit verzögerter
Wirkung verwendet werden, die von normalen Verarbeitungstemperaturen
nicht beeinträchtigt
werden, jedoch auf gewöhnlichen
Vulkanisationstemperaturen eine zufriedenstellende Vulkanisation
bewirken. Es könnten
auch Vulkanisationsverzögerer
verwendet werden. Geeignete Typen von Beschleunigungsmitteln, die in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Amine, Disulfide,
Guanidine, Thiocarbamide, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate
und Xanthate. Bevorzugt ist das Primärbeschleunigungsmittel ein
Sulfenamid. Falls ein zweites Beschleunigungsmittel verwendet wird,
so ist das Sekundärbeschleunigungsmittel
bevorzugt eine Guanidin-, Dithiocarbamat- oder Thiuramverbindung.
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Vorhandensein
und relative Mengen der obigen Inhaltsstoffe, außer dem Carbon Black-/Silika- Kompositmaterial
und spezifiziertem Kopplungsmittel, werden nicht als der primäre Gegenstand
dieser Erfindung betrachtet, welche primärer auf die Verwendung des
vorgenannten Carbon Black-/Silika-Kompositmaterials und zugehörigen spezifizierten
Kopplungsmittels zur Verstärkung
von Reifenlaufflächen-Kautschukzusammensetzung,
bestehend aus cis-1,4-Polyisopren-Naturkautschuk und cis-1,4-Polybutadienkautschuk,
gerichtet ist.
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Die
Inhaltsstoffe werden typischerweise in wenigstens zwei Stufen gemischt,
nämlich
wenigstens einer nicht-produktiven Stufe, gefolgt von einer produktiven
Mischstufe. Die Endaushärtemittel
werden typischerweise in der Endstufe gemischt, die konventionell
die "produktive" Mischstufe genannt
wird, worin das Mischen typischerweise auf einer Temperatur, oder
Höchsttemperatur,
stattfindet, die niedriger ist als die Mischtemperatur(en) der vorangehenden
nicht-produktive(n)
Mischstufe(n). Kautschuk, Carbon Black und Kopplungsmittel, falls
verwendet, werden in einer oder mehreren nicht-produktiven Mischstufen
gemischt. Die Begriffe "nicht-produktive" und "produktive" Mischstufen sind
den Fachleuten in der Kautschukmischtechnik geläufig.
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In
wenigstens einer der nicht-produktiven (NP) Mischstufen werden die
Materialien thermomechanisch gemischt und lässt man die Mischtemperatur
eine Temperatur von beispielsweise zwischen 120 °C und 180 °C, üblicherweise von 150 °C bis 175 °C, erreichen.
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Wie
hierin vorangehend erörtert,
wird die Kautschukzusammensetzung dieser Erfindung für Reifenlaufflächen verwendet,
insbesondere Lastkraftwagenreifenlaufflächen, welche zur Verwendung
unter relativ schweren Einsatzbedingungen auf und außerhalb
von asphaltierten Straßen
gestaltet sind, wo Wärmeentwicklung
und Schneid- und Abblätterfestigkeit
wichtige Erwägungen
darstellen. Solche Reifen können
mittels verschiedener Verfahren, die bekannt sind und den Fachleuten
in solcher Technik leicht einleuchten werden, gebaut, geformt, mit
einem Formwerkzeug behandelt und vulkanisiert werden.
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Die
Erfindung wird besser verstanden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden
Beispiele, worin die Anteile und Prozentsätze gewichtsbezogen sind, wenn
nicht anderweitig angegeben.
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BEISPIEL I
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Dieses
Beispiel wird als Beispiel für
eine in Erwägung
gezogene Praxis dieser Erfindung angeführt.
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Eine
aus cis-1,4-Polyisopren-Naturkautschuk und cis-1,4-Polybutadienkautschuk
zusammengesetzte Kautschukzusammensetzung wurde hergestellt und
hierin als Probe A identifiziert.
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Für Probe
A wird ein Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial
verwendet, zusammen mit einem spezifizierten Kopplungsmittel, für das das
Kompositmaterial aus Carbon Black zusammengesetzt war, das siliciumhaltige
(z.B. Silika-)Bereiche in erster Linie an seiner Oberfläche enthielt,
und wenigstens 50 Prozent der Oberfläche des Carbon Blacks bedeckte,
wofür das
Silika Hydroxylgruppen an seiner Oberfläche enthielt, und wofür es sich
verstand, dass das Kompositmaterial durch Co-Abrauchen von Carbon
Black und Silika auf einer erhöhten
Temperatur, um das Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial zu bilden,
hergestellt worden ist.
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Das
thermomechanische Mischen in diesem Beispiel wird vollzogen durch
thermomechanisches Durcharbeiten und Mischen, in wenigstens zwei
aufeinanderfolgenden Mischschritten, eines Gemischs, bestehend aus
den besagten zwei Kautschuken, Carbon Black-/Silika-Kompositmaterial,
zusammen mit dem spezifizierten Kopplungsmittel, alles in Abwesenheit
von Schwefelvulkanisiermitteln und Schwefelvulkanisationsbeschleunigern,
- (A) auf eine Höchsttemperatur von 170 °C und für eine Zeitdauer,
beim Erreichen besagter Höchsttemperatur,
von 5 Minuten, gefolgt von
- (B) einem letzten Mischschritt, worin Schwefelvulkanisiermittel
und Vulkanisationsbeschleuniger mit besagtem Gemisch für etwa 1
Minute bis auf eine Temperatur von etwa 100 °C gemischt werden; während das Kautschukgemisch
zwischen jedem der vorgenannten Mischschritte auf eine Temperatur
von unter 35 °C abgekühlt wird.
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Die
Kautschukzusammensetzung wurde extrudiert, um einen unvulkanisierten,
geformten Laufstreifen zu bilden, der Laufstreifen wurde auf eine
unvulkanisierte Reifenkarkasse gebaut, um daraus eine Baugruppe zu
bilden, und die resultierende Baugruppe wurde mit einem Formwerkzeug
geformt und vulkanisiert, auf einem erhöhten Druck und Temperatur von
etwa 150 °C,
um einen Reifen der Größe 11R24.5
zu bilden.
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Inhaltsstoffe
für Probe
A sind in der nachfolgenden Tabelle 1 in Begriffen von Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteile Elastomere dargestellt. Tabelle
1
- 1Cis-4-Polybutadienkautschuk,
bezogen als Budene 1207 von The Goodyear Tire & Rubber Company
- 2Kompositmaterial, enthaltend etwa 10
Gewichtsprozent Silicium, basiert auf dem Carbon Black, in erster
Linie an der Oberfläche
von Carbon Black angeordnet, hergestellt durch Co-Abrauchen von
Carbon Black und Silika, und bezogen von Cabon Corporation, Inc.
- 3Bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfid
und Carbon Black-Kompositmaterial
in einem 50:50-Gewichtsverhältnis, daher
ein 50 Prozent aktives Kompositmaterial, erhalten als X266S von
Degussa AG
- 4Vom Sulfenamidtyp
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Ergebnisse
verschiedener physikalischer Eigenschaften von Probe A sind in der
nachfolgenden Tabelle 2 angegeben. Tabelle
2
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Aus
Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die Kombination von Zugfestigkeit,
Verlängerung
und Rückprall
von Probe A die in Tabelle A vorgelegte erforderliche Spezifikation
physikalischer Eigenschaften erfüllt.
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Es
wird erachtet, dass die Abschälhaftung
für Probe
A innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, wenn in Kombination mit den
vorteilhaften erhöhten
Zug-, Verlängerungs-
und Rückpralleigenschaften
genommen.
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Die
Kombination dieser Eigenschaften wird hierin als wichtig erachtet,
wo eine Reifenlauffläche
mit guter Schnitt- und Abblätterfestigkeit
zusammen mit einem erheblich geringeren Rollwiderstand (höherer 100 °C Rückprall),
was zu einer vorhersagbar besseren Kraftstoffersparnis für ein zugehöriges Fahrzeug
führt,
und erheblich niedrigeren Lauftemperatur (höherer 100 °C Rückprall), was zu einem Reifen
mit größerer vorhersagbarer
Haltbarkeit führt,
erwünscht
ist.
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Es
wird auch erachtet, dass Probe A eine akzeptable Beständigkeit
gegenüber
Abrieb aufwies, eine als günstig
erachtete Eigenschaft für
eine Reifenlauffläche,
die zu einer vorhersagbar verringerten Laufflächenabnutzungsrate und daher
einer vorhersagbar länger
verschleißfesten
Lauffläche
führen
kann.
