RUBBER MIXTURE FOR THE INNER TUBES OF PNEUMATIC TYRES

Abstract: 1. A rubber mixture for the inner tubes of pneumatic tyres, in particular bicycle tyres, characterized in that the polymer thereof consists of a halobutyl rubber blended with natural rubber and contains Neuburger silica as reinforcing filler.

Description: Gummimischung für Luftschläuche von Luftreifen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gummimischung für Luftschläuche von tuftreifen, insbesondere Fahrradreifen. Während Luftschläuche in früherer Zeit aus Naturkautschuk hergestellt wurden, der ein relativ schlechtes Lufthaltevermögen besitzt, ist man seit der Entwicklung von Butylkautschuk und seinen Derivaten auf Verwendung dieser Kautschuktypen zur Herstellung von Luftschläuchen übergegangen. Butylkautschuke und insbesondere Halobutylkautschuke besitzen ein ausgezeichnetes Lufthaltevermögen, was dadurch zum Ausdruck kommt, dass ein Luftnachpumpen nur relativ selten erforderlich ist. Es ist in der Kautschuktechnologie üblich, Russ als sogenannten Verstärkerfüllstoff zuzusetzen. Erst durch diesen Verstärkerfüllstoff erhält der Gummi die guten mechanischen Eigenschaften. Entsprechend gehört es auch zum Stand der Technik, Luftschläuche aus Halobutylkautschuk zu fertigen, der mit Russ verstärkt ist. Durch diese Russverstärkung ergibt sich automatisch eine schwarze Farbe des Luftschlauchs. Es bestand nun seit langem der Wunsch, Luftschläuche auch in andersfarbiger Ausführung herstellen zu können, dieser Wunsch scheiterte jedoch bisher daran, dass man keine geeigneten hellen Verstärkerfüllstoffe zur Verfügung hatte. Unter "geeignet" ist hier zu verstehen, dass durch die Beigabe eines hellen Verstärkerfüllstoffes anstelle von Russ trotzdem das Eigenschaftsniveau von russgefüllten Mischungen erhalten bleiben kann. Insbesondere wurde versucht, anstelle des Russes Kieselsäure als Füllstoff zu verwenden. Kieselsäure wird üblicherweise in der Kautschuktechnologie zur Herstellung heller Mischungen verwendet, und für den Einsatzzweck in Luftschläuchen aber nicht befriedigen, weil Kieselsäure eine zu grosse Hygroskopie aufweist. Dies bedeutet, dass gemeinsam mit der Kieselsäure immer bedeutende Mengen an Wasser in die Mischung gelangen, die bei der Vulkanisation s zur Porenbildung des Gummis führen. Ein derartiger Luftschlauch besitzt dann kein befriedigendes Lufthaltevermögen. Ziel der vorliegenden Erfindung war daher die Schaffung einer hellen Gummimischung für Luftschläuche, wobei sichergestellt werden sollte, dass bei der Vulkanisation keine das Lufthaltevermögen beeinträchtigende Porenbildung eintreten kann. Dies wird erfindungsgemäss bei einer Gummimischung erreicht, die polymer mässig im wesentlichen aus, gegebenenfalls mit Naturkautschuk verschnittenen Halobutylkautschuk besteht und als Verstärkerfüllstoff Neuburger Kieselerde enthält. Neuburger Kieselerde ist das Verwitterungsprodukt eines feldspathaltigen Gesteins, das durch Sedimentmetamorphose zu einem ausserordentlich feinkörnigen Material umgebildet worden ist (siehe Ullmannls Enzyklopädie der Technischen Chemie, 3. Auflage, 13. Band, Seite 820 bis 821). Neuburger Kieselerde besteht zu etwa 70 bis 75 t aus Quarz (SiO2) und 25 bis 30 % aus Kaolinit LA14 (OH) 8Si40103. Beide Bestandteile liegen in grosser Reinheit und Feinheit vor. Das Besondere ist, dass die rundlichen Quarzteilchen (Durchmesser 0,1 bis 0,5 nm) zwischen die blättchenförmigen Kaolinitteilchen (Durchmesser 0,1 bis 0,8 nm, Dicke 0,02 nm) eingelagert sind, so dass sich eine sehr hohe spezifische Oberfläche ergibt. Es ist grundsätzlich bekannt, Neuburger Kieselerde als Füllstoff in der Kautschukindustrie zu verwenden. Und zwar hat man diesen Füllstoff immer dann verwendet, wenn es galt, helle Mischungen herzustellen, die dennoch eine hervorragende mechanische Festigkeit aufweisen sollten, wobei ausserdem auch eine optimal homogene Verteilung im Kautschuk erreicht sein soll. Die Neuburger Kieselerde besitzt nämlich aufgrund ihrer Struktur eines "aufgelockerten Haufwerks" den grossen Vorteil, dass es sich besonders leicht und schnell einmischen und verteilen lässt. Sie begünstigt dadurch auch die Einmischbarkeit anderer, sonst im Kautschuk schwer verteilbarer Stoffe. Keine Rolle spielte bei der bisherigen Verwendung von Neuburger Kieselerde der Umstand, dass diese im Gegensatz zu üblichen Kieselsäurepigmenten nicht hygroskopisch ist. Gerade dieser Umstand ist aber für die vorliegende Verwendung ausschlaggebend, da er sicherstellt, dass bei der Vulkanisation ein kompakter Gummikörper erhalten wird, so dass das vom Polymertyp her vorhandene ausgezeichnete Lufthaltevermögen von Halobutylkautschuken voll erhalten bleibt. Trotz der bekannten Verwendung von Neuburger Kieselerde als Füllstoff dür diverse Kautschuktypen lag es daher für die vorliegende Aufgabenstellung nicht nahe, Neuburger Kieselerde zu verwenden. Bisher stand man nämlich vor der Alternative der Herstellung von schwarzen, russgefüllten Schläuchen mit hoher Lufthaltbarkeit und guten physikalischen und mechanischen Eigenschaften oder von hellfarbigen Schläuchen mit sehr geringer Lufthaltbarkeit und relativ schlechten physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Polymerverschnitt zu 20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-% aus Halobutylkautschuk und zu 0 bis 20 Gew.-%,vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, aus Naturkautschuk, wobei der Anteil an Neuburger Kieselerde 30 bis 50 Gew.-% beträgt. Eine derartige Mischung ist besonders geeignet zur Herstellung von Luftschläuchen für Fahrradreifen. Derartige Luftschläuche werden dadurch hergestellt, dass die Rohmischung schlauchförmig extrudiert und Abschnitte dieses endlosen Rohschlauches zu in sich geschlossenen rohen Luftschläuchen verbunden werden. Neben den Polymer- und Füllstoffanteilen enthält die Rohgummimischung noch Farbstoffe, Öle, Verarbeitungshilfsmittel und Weichmacher, Harze, Lichtschutzwachs, Dispergatoren, Aktivatoren sowie das Vulkanisationssystem. Als Vulkanisationssystem für Halobutylkautschuk können beispielsweise synergistische Zusammensetzungen von Mercaptobenzthiazolsulfenamid, Tetramethylthiuramdisulfid und Schwefel sowie Verzögerern verwendet werden. Der Zusatz von höheren Anteilen Naturkautschuk führt zu einer Erhöhung der Elastizität der Mischung, was in manchen Fällen gewünscht ist. Es hat sich für die vorliegende Erfindung zweckmässig herausgestellt, dass ein Typ der Neuburger Kieselerde verwendet wird, der zu etwa 73 % aus Quarz und zu etwa 27 % aus Kaolinit besteht. Die Neuburger Kieselerde wird unter der Markenbezeichnung Sillitin von der Firma Hoffmann Mineral G.m.b.H., BRD, in verschiedenen Typen angeboten, welche sich insbesondere durch unnerschiedliche mineralogische Analysen unterscheiden. Für die vorliegende Erfindung hat sich die Verwendung von Sillitin N 85 weiss mit einem Quarzanteil von 73 % und einem Kaolinitanteil von 27 % als besonders vorteilhaft erwiesen.

Claims: Patentansprüche: 1. Gummimischung für Luftschläuche von Luftreifen, insbesondere Fahrradreifen, dadurch gekennzeichnet, dass sie polymermässig aus einem, gegebenenfalls mit Naturkautschuk verschnittenen Halobutylkautschuk besteht und-als Verstärkerfüllstoff Neuburger Kieselerde enthält. 2. Gummimischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerverschnitt zu 20 bis 40 Gewichts-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gewichts-% aus Halobutyl kautschuk und zu O bis 20 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichts-% aus Naturkautschuk besteht, wobei der Anteil an Neuburger Kieselerde 30 bis 50 Gewichts-% beträgt. 3. Gummimischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Typ der Neuburger Kieselerde verwendet wird, der zu etwa 73 % aus Quarz und su etwa 27 % aus Kaolinit besteht.

Inventors: FUHRMANN, ERICH
Applicants: SEMPERIT REIFEN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: C08K3
IPC codes: C08L23, B60C1, C08K3