充气轮胎的制作方法

文档序号:14485541阅读:168来源:国知局
充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种具有由规定的橡胶组合物形成的胎面的充气轮胎。



背景技术:

近年,正在通过降低轮胎的滚动阻力、抑制发热来实现车的低油耗化。对车低油耗化的要求日益增强,特别是在轮胎构件中,对于在轮胎中的占有比率高的胎面,要求其具有优异的低发热性(低油耗性能)。另外,从车行驶中的安全性方面考虑,对于胎面,还要求其具有湿抓地性能。

通常,为了提高低油耗性能,使橡胶组合物的滞后损失(hysteresisloss)(tanδ)降低是有效的。另外,要提高湿抓地性能,可考虑增大滞后损失摩擦、粘合摩擦、挖掘摩擦(diggingfriction)等摩擦力的方法等。

但是,降低滞后损失以提高低油耗性能时,会存在滞后损失摩擦变小、湿抓地性能恶化的问题。即,仅通过粘弹性特性(tanδ),难以兼顾低油耗性能和湿抓地性能。

可考虑增大粘合摩擦以谋求湿抓地性能的提高。例如,有人提出了这样一些方案:增加油等软化剂的量,增多橡胶组合物上的粘合物质的产生量,提高粘合摩擦力的方法等。然而,如果粘合物质的产生量多,会存在耐磨性降低的问题。

日本专利特开第2012-036370号公报记载了一种通过在橡胶组合物中添加特定固体树脂与特定软化剂的熔融混合物,从而改善低油耗性能、抓地性能、耐磨性的方法。然而,并无关于橡胶组合物粘合力的记载,在良好平衡地改善湿抓地性能以及低油耗性能方面还存在改善的余地。



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

本发明的目的在于提供一种维持低油耗性能的同时湿抓地性能优异的充气轮胎。

[解决问题的手段]

本发明人经深入研究后,结果发现:通过在胎面用橡胶组合物中添加松香酯树脂,从而在橡胶组合物中产生含有松香酯树脂的粘合层,可以提高橡胶组合物的粘合力,进而反复研究而成功完成了本发明。

即,本发明涉及一种充气轮胎,其具备由下述橡胶组合物构成的胎面:以含有40~100质量%的苯乙烯丁二烯橡胶和0~60质量%的丁二烯橡胶的橡胶成分为100质量份计,该橡胶组合物含有0.5质量份以上的二氧化硅、5质量份以上的松香酯树脂,其中,所述橡胶组合物通过下述粘合力试验方法测得的粘合力在以除了将全部量的树脂替换为油以外其余相同的基准橡胶组合物的粘合力为100时,在400以上。

所述粘合力试验方法具备下述工序:

准备试验橡胶的准备工序,

进行湿摩擦试验,在试验橡胶表面上生成粘合物质的摩擦试验工序,

测定所述粘合物质的体积和单位面积的粘合力的粘合物质测定工序,

基于上述粘合物质的体积和单位面积的粘合力来评价试验橡胶的粘合力的评价工序。

优选地,所述橡胶组合物在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃在以所述基准橡胶组合物的损耗角正切值(tangentloss)tanδ70℃为100时,在125以下;所述橡胶组合物在0℃下的损耗角正切值tanδ0℃相对于在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃之比(tanδ0℃/tanδ70℃)为3.0~10。

[发明的效果]

根据本发明,可以提供一种维持低油耗性能的同时湿抓地性能优异的充气轮胎。

附图说明

[图1]是粘合力试验方法中使用的试验装置的正视图。

[图2]是图1的试验装置的底视图。

[图3](a)是显示安装于图1的试验装置中、评价粘合力的试验前的试验橡胶的正视图;(b)是其底视图。

[图4](a)是显示图3的试验橡胶在试验后的状态的正视图;(b)是其底视图。

[符号说明]

2:试验装置

4:主体

6:测定装置

8:路面

12:驱动轴

14:驱动圆盘

16:测量轴

18:测量圆盘

20:测量元件

22:底面

24:橡胶试验片

26:粘合物质

28:非接触部

30:摩擦部

32:堆积部

具体实施方式

本发明的轮胎的特征在于,具有由以规定量含有规定橡胶成分、二氧化硅以及松香酯树脂的橡胶组合物构成的胎面。

所述橡胶成分含有规定量的苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)以及丁二烯橡胶(br)。

作为所述sbr,没有特别限定,可以使用乳化聚合苯乙烯丁二烯橡胶(未改性e-sbr)、溶液聚合苯乙烯丁二烯橡胶(未改性s-sbr)、这些sbr的末端经改性的改性sbr(改性e-sbr、改性s-sbr)等轮胎工业中常用的物质。

橡胶成分中的sbr的含量在40质量%以上,优选在50质量%以上,更优选在60质量%以上。sbr含量小于40质量%时,存在无法获得湿抓地性能以及耐磨性的倾向。另外,sbr的含量也可以为100质量%,从低油耗性能的角度考虑,优选在90质量%以下,更优选在80质量%以下。

作为所述br,没有特别限定,可以使用顺式含量在90%以上的高顺式br、末端和/或主链经改性的改性br、用锡、硅化合物等偶合后的改性br(缩合物、具有分支结构的物质等)等轮胎工业中常用的物质。

关于含有br时的橡胶成分中的br的含量,从耐磨性的角度考虑,优选在5质量%以上,更优选在10质量%以上,进一步优选在15质量%以上。另外,br的含量在60质量%以下,优选在50质量%以下,更优选在40质量%以下。br含量超过60质量%时,存在抓地性能劣化的倾向。

另外,关于所述橡胶成分,作为所述sbr以及br以外的橡胶成分,可以根据需要含有天然橡胶(nr)、异戊二烯橡胶(ir)、环氧化天然橡胶(enr)以及苯乙烯异戊二烯丁二烯橡胶(sibr)等其它橡胶成分,但从湿抓地性能的角度考虑,优选仅由sbr以及br构成的橡胶成分。

作为所述二氧化硅,没有特别限定,可列举出例如干式法二氧化硅(无水硅酸)、湿式法二氧化硅(含水硅酸)等,从硅烷醇基多的理由考虑,优选湿式法二氧化硅。

关于二氧化硅的氮吸附比表面积(n2sa),从耐久性、断裂伸长率的角度考虑,优选在80m2/g以上,更优选在100m2/g以上。另外,从低油耗性能以及加工性的角度考虑,二氧化硅的n2sa优选在250m2/g以下,更优选在220m2/g以下。另外,本说明书中的二氧化硅的n2sa是指按照astmd3037-93测得的值。

以橡胶成分为100质量份计,二氧化硅的含量在0.5质量份以上,优选在30质量份以上,更优选在50质量份以上。二氧化硅含量小于0.5质量份时,存在耐久性以及断裂伸长率降低的倾向。另外,从混炼时的分散性以及加工性的角度考虑,二氧化硅含量优选在200质量份以下,更优选在150质量份以下,进一步优选在120质量份以下。

所述松香酯树脂的软化点优选在40℃以上,更优选在60℃以上,进一步优选在80℃以上。松香酯树脂软化点小于40℃时,存在滞后损失摩擦、操纵稳定性、保存中会粘连(blocking)等处理性降低的倾向。另外,从混炼中的树脂分散性的角度考虑,松香酯树脂软化点优选在200℃以下,更优选在150℃以下。另外,本发明中的松香酯树脂的软化点用下述方法测定:使用流动试验仪(flowtester)((株)岛津制作所制造的cft-500d等),在将作为试样的1g的松香酯树脂以升温速度6℃/分钟进行加热的同时,通过柱塞施加1.96mpa的负荷,从直径1mm、长度1mm的喷嘴中挤出,绘制相对于温度的流动试验仪的柱塞下降量,以试样的一半量流出的温度作为软化点。

对所述松香酯树脂没有特别限定,可列举轮胎工业中惯用的松香酯树脂。例如,可列举松香改性甘油酯、改性松香季戊四醇酯、稳定化松香酯、聚合松香酯等,可以单独使用,也可以2种以上组合使用。其中,优选稳定化松香酯。

以橡胶成分为100质量份计,所述松香酯树脂的含量在5质量份以上,优选在10质量份以上,更优选在15质量份以上。松香酯树脂含量小于5质量份时,存在粘合层中所含松香酯树脂少,无法充分获得橡胶组合物的粘合力的倾向。另外,从抑制喷霜(bloom)耐磨性优异这样的理由考虑,松香酯树脂含量优选在50质量份以下,更优选在40质量份以下。

本发明的橡胶组合物中,除上述成分以外,还可以适当添加轮胎工业中通常使用的其它的添加剂,例如炭黑等补强填料、松香酯树脂以外的树脂、油、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、各种防老化剂、蜡、硫化剂、硫化促进剂等。

作为所述炭黑,无特别限定,可列举例如saf、isaf、haf、ff、fef、gpf等级的物质等,这些炭黑可以单独使用,也可以2种以上组合使用。

关于炭黑的氮吸附比表面积(n2sa),从补强性以及耐磨性的角度考虑,优选在80m2/g以上,更优选在100m2/g以上。另外,从分散性以及低油耗性能的角度考虑,炭黑的n2sa优选在280m2/g以下,更优选在250m2/g以下。另外,炭黑的氮吸附比表面积通过jisk6217的a法求得。

在含有炭黑的情况下,以橡胶成分为100质量份计,炭黑的含量从补强性的角度考虑,优选在1质量份以上,更优选在3质量份以上。另外,从加工性、低油耗性能以及耐磨性的角度考虑,炭黑含量优选在150质量份以下,更优选在100质量份以下。

本发明的橡胶组合物中,可以含有松香酯树脂以外的树脂(其它树脂)。作为其它树脂,没有特别限定,可列举出轮胎工业中惯用的酚醛树脂(phenolresin)、烷基酚醛树脂、萜烯酚醛树脂、萜烯树脂、苯并呋喃树脂、茚树脂、苯并呋喃-茚树脂、苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯/苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、松香树脂、二环戊二烯树脂(dcpd树脂)等芳香族烃系树脂、以及c5树脂、c8树脂、c9树脂、c5/c9树脂等脂肪族烃系树脂等。另外,这些树脂可以是经过氢化处理后的物质。

本发明的橡胶组合物中,可以添加油。通过添加油,可以在改善加工性的同时,提高橡胶的强度。作为油,可列举出操作油、植物油脂、动物油脂等。

作为所述操作油,可列举出链烷系操作油、环烷系操作油、芳香族系操作油等。另外,在环境对策方面,可列举多环芳香族化合物(polycyclicaromaticcompound:pca)含量低的操作油。作为所述低pca含量操作油,可列举油芳香族系操作油经再提取后的处理过的馏分芳香族系提取物(treateddistillatearomaticextract)(tdae)、为沥青和环烷油的混合油的芳香代替油、轻度提取溶剂合物(mildextractionsolvates)(mes)、以及重(质)环烷系油等。

作为所述植物油,可列举蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松油(pineoli)、松焦油(pinetar)、妥尔油、玉米油、米油、芝麻油、橄榄油、向日葵油、棕榈仁油(palmkerneloil)、山茶油、霍霍巴油(jojobaoil)、澳洲坚果油(macadamianutoil)、红花油、桐油等。

作为所述动物油脂,可列举油醇、鱼油、牛脂等。

其中,从对加工性有利的理由考虑,优选操作油,就环境对策方面而言,优选使用上述低pca含量操作油。

在含有油的情况下,以橡胶成分为100质量份计,油的含量从加工性的角度考虑,优选在2质量份以上,更优选在5质量份以上。另外,从耐磨性以及加工性的角度考虑,油的含量优选在60质量份以下,更优选在40质量份以下。

本发明的橡胶组合物可用通常的方法制造。例如,可以通过下述方法等进行制造:在班伯里混合机、捏合机(kneader)、开放式辊(openroll)等通常橡胶工业中使用的公知的混炼机中,将上述各成分中的除硫化剂及硫化促进剂以外的成分进行混炼之后,向其中添加硫化剂以及硫化促进剂,进一步进行混炼,随后进行硫化。

本发明的橡胶组合物的特征在于,通过下述粘合力试验方法测得的粘合力在以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的基准橡胶组合物的粘合力为100时,在400以上。

<粘合力试验方法>

所述粘合力试验方法具备下述工序:

准备试验橡胶的准备工序,

进行湿摩擦试验,在试验橡胶表面上生成粘合物质的摩擦试验工序,

测定所述粘合物质的体积和单位面积的粘合力的粘合物质测定工序,

基于上述粘合物质的体积和单位面积的粘合力来评价试验橡胶的粘合力的评价工序。

本发明的橡胶组合物通过规定的粘合力试验方法测得的粘合力在以上述基准橡胶组合物的粘合力为100时,在400以上,更优选在500以上,进一步优选在600以上。粘合力小于400时,存在湿抓地性能劣化的倾向。另外,对橡胶组合物粘合力的上限无特别限定,但优选在3000以下,更优选在2000以下。

关于所述粘合力试验方法,适当结合附图进行说明。

图1以及图2示出所述粘合力试验方法中使用的摩擦试验装置2。图2是该试验装置2的底视图。图1是图2的线段i-i所显示的截面图。此处,为了方便说明,以图1的上下方向为上下方向、图1的左右方向为左右方向、垂直于图1的纸面的方向为前后方向进行说明。

该试验装置2具备主体4以及测定装置6。主体4虽未图示,但具备支撑部以及驱动部。主体4具备接地于路面8的安装座10。测定装置6具备驱动轴12、驱动圆盘14、测量轴16、测量圆盘18以及测量元件20。

该测定装置6由主体4的支撑部支撑。主体4的支撑部在上下方向上可移动地支撑测定装置6。主体4的支撑部可旋转地支撑测定装置6。主体4的驱动部可使测定装置6的驱动轴12旋转。通过主体4的驱动部,测定装置6可以以驱动轴12的轴线为旋转轴进行旋转。

测定装置6的驱动圆盘14整体固定于驱动轴12的下端。驱动圆盘14的中心线与驱动轴12的轴线一致。测量轴16由驱动轴12可旋转地支撑。测量轴16相对于驱动轴12,其上下方向的移动受到规制。测量圆盘18整体固定于测量轴16的下端。测量轴16的轴线与测量圆盘18的中心线一致。驱动轴12的轴线与测量轴16的轴线一致。

虽图中未示出,但测定装置6具备:连接驱动圆盘14与测量圆盘18的弹性装置、以及测定驱动圆盘14与测量圆盘18之间的位置偏差的位置传感器。弹性装置将驱动圆盘14与测量圆盘18连接。弹性装置以允许有驱动圆盘14与测量圆盘18在旋转方向上的位置偏差的方式连接。位置传感器可测定该弹性装置的位移。

测量圆盘18具备底面22。该底面22与路面8相对。底面22中,固定有3个测量元件20。3个测量元件20在测量圆盘18的圆周方向上以等间隔排列。测量元件20的固定端20a固定于底面22。测量元件20从固定端20a延伸至未固定的自由端20b。测量元件20在相对于测量圆盘18的圆周方向的切线方向上延伸,该测量元件20从固定端20a至自由端20b,相对于测定装置6的旋转方向逆向延伸。该测量元件20从固定端20a朝着自由端20b,从底面22向接近路面的方向延伸。测量元件20的自由端20b位于离开底面22的位置。

图3(a)以及图3(b)示出作为试验橡胶的橡胶试验片24、测量元件20的自由端20b的近旁。图3(a)的上下方向、左右方向以及前后方向与图1中的相同。图3(b)与图2一样,示出橡胶试验片24的底视图。该橡胶试验片24固定于测量元件20的自由端20b一侧。该橡胶试验片24具备与路面8相对的表面24a。该表面24a由近似平面形成。表面24a的左右端被倒角成曲面。

图4(a)以及图4(b)示出摩擦试验后的橡胶试验片24。图4(a)的右方向是橡胶试验片24与路面8摩擦时的旋转方向前方,而左方向是旋转方向后方。图4(a)的单点划线表示摩擦试验前的图3(a)的表面24a的形状。

如图4(b)所示,摩擦试验后的橡胶试验片24的表面24a由非接触部28、摩擦部30以及堆积部32形成。非接触部28位于橡胶试验片24与路面8摩擦时的旋转方向前方。关于该非接触部28,在摩擦试验中,其是不与路面8接触的部分。堆积部32位于该旋转方向后方。堆积部32是粘合物质26所生成的部分。摩擦部30在该旋转方向上位于非接触部28与堆积部32之间。摩擦部30是受到路面8摩擦的部分。

如图4(a)以及图4(b)所示,由于橡胶试验片24与路面8的摩擦,表面24a会产生擦伤。表面24a中,擦伤所产生的部分是摩擦部30。路面8为湿润路面时,伴随着摩擦部30的形成,表面24a上生成粘合物质26。本发明中,下述情况被称为湿摩擦:湿润路面的路面8与橡胶试验片24摩擦,以使表面24a上生成粘合物质26。该粘合物质26堆积于表面24a的旋转方向后方。表面24a中,粘合物质26所堆积的部分是堆积部32。该堆积部32从表面24a朝着下方突出。该堆积部32从垂直于旋转方向的表面24a的宽度方向一方堆积至另一方。

该湿摩擦使用温度为1℃以上、60℃以下的水,在摩擦的测定值为10bpn以上、100bpn以下的湿润路面上实施。例如,使用20℃的水,在50bpn的沥青路面上实施。测定该湿润路面的摩擦的测定值的方法中,使用astm(美国材料试验协会标准)的e1337中规定的路面摩擦系数测定方法。并使用astm的e303中规定的bpn试验机(英式摆型滑动试验机)。

所述粘合力试验方法具备准备工序、摩擦试验工序、粘合物质测定工序以及评价工序。对使用图1以及图2的试验装置2与图3的橡胶试验片24的试验方法进行说明。

准备工序中,准备试验装置2与橡胶试验片24。橡胶试验片24是硫化橡胶组合物。橡胶试验片24固定在测量元件20上。橡胶试验片24的表面24a与路面8相对。该试验装置2中,3个测量元件20上分别固定有橡胶试验片24。该测量元件20与橡胶试验片24既可以是1个、2个、3个,还可以是4个以上的多个。

摩擦试验工序中,该试验装置2置放在为湿润路面的路面8上。安装座10与路面8接地。试验装置2的支撑部使测定装置6向上方移动。据此,调成橡胶试验片24离开路面8的状态。

在橡胶试验片24离开路面8的状态下,试验装置2的驱动部使测定装置6旋转。驱动圆盘14以及测量圆盘18被转动。此时,驱动圆盘14以及测量圆盘18一起旋转。该驱动部以规定的旋转速度使驱动圆盘14以及测量圆盘18旋转。驱动部达到该规定速度后就停止驱动。该驱动部停止驱动后,驱动圆盘14以及测量圆盘18以惯性力继续旋转。在该规定旋转速度下,橡胶试验片24以规定速度旋转。该规定速度即是后述的惯性摩擦的初速度。该初速度例如为15km/h。

试验装置2的支撑部渐渐降低测定装置6的支撑位置。测定装置6渐渐向下方移动。该支撑部不对测定装置6向下施力(bias)。该测定装置6以其自重向下方移动。不一会儿,橡胶试验片24的表面24a与路面8接地。橡胶试验片24由于测定装置6的自重而被按压于路面8上。

橡胶试验片24的表面24a与路面8之间产生摩擦阻力。由于该摩擦阻力,测量圆盘18的旋转速度被减速。驱动圆盘14与测量圆盘18之间产生旋转方向的位置偏差。换言之,驱动圆盘14与测量圆盘18之间产生旋转角的相对位移。不一会儿,由于该摩擦阻力,驱动圆盘14的旋转与测量圆盘18的旋转停止。本发明中,将以惯性力旋转的橡胶试验片24接地于路面8上产生摩擦阻力的状态称为惯性摩擦。

位置传感器测定连接驱动圆盘14与测量圆盘18的弹性装置的位移。位置传感器从橡胶试验片24的表面24a接地于路面8开始,到驱动圆盘14的旋转与测量圆盘18的旋转停止为止,测定弹性装置的位移。由该弹性装置的位移,来测定驱动圆盘14与测量圆盘18的旋转角的相对位移。当驱动圆盘14的旋转与测量圆盘18的旋转停止时,位置传感器结束对弹性装置位移的测定。

由驱动圆盘14与测量圆盘18的旋转角的相对位移,算出测量圆盘18受到的摩擦阻力。由该摩擦阻力与测定装置6的自重,算出动摩擦系数。

该试验装置2具备未图示的输出设备,例如x-y记录器。该驱动圆盘14与测量圆盘18的相对位移以及旋转速度被输出到该输出设备。进一步地,该试验装置2可以具备演算部。该演算部可以计算摩擦阻力和动摩擦系数等。这些计算结果可输出到输出设备。

该方法中,将从橡胶试验片24接地于路面8,开始在路面8上滑动时开始,到在路面8上停止时为止称为惯性摩擦的1个循环。该摩擦试验工序中,到该粘合物质26生成为止,惯性摩擦重复多个循环。该摩擦试验工序中,可进行从通过试验装置2的支撑部,使橡胶试验片24处于离开路面8的状态开始,到橡胶试验片24接地于路面,以惯性力旋转的驱动圆盘14与测量圆盘18的旋转停止为止的一系列工序。该摩擦试验工序中,弹性装置的位移的测定、摩擦阻力的计算以及动摩擦系数的计算不一定要进行。

粘合物质测定工序中,测定粘合物质26的体积和粘合物质26的单位面积的粘合力。粘合物质26的体积通过在橡胶试验片24的表面24a上求出在摩擦试验中产生的突出的部分的体积而得到。例如,准备非接触型表面粗糙度计。用该表面粗糙度计测定摩擦试验后的橡胶试验片24的表面24a的表面形状。由摩擦试验后的试验片24的表面24a的表面形状和摩擦实验前的表面形状,算出从橡胶试验片24的表面24a的表面形状突出的体积。该体积为粘合物质26的体积。作为该非接触型表面粗糙度计,例如可使用(株)基恩士(keyence)制造的将形状测定系统(ks-1100)与激光测定器测定部(lt-9010m)以及激光测定器控制器(lt-9500)组合而成的表面粗糙度计设备。

粘合物质26由橡胶试验片24生成,容易软化变形。对于该粘合物质26的体积的测定,非接触型表面粗糙度计是适宜的。另外,该粘合物质26的厚度小。从高精度地测定该粘合物质26的体积的角度考虑,上述非接触型表面粗糙度计是适宜的。

粘合物质26的单位面积的粘合力例如可用如下方法求出。准备压入硬度试验机。硬度试验机的压头(indentor)以微小的负荷压入粘合物质26中。该压头被压粘于粘合物质26。该被压粘的压头被从粘合物质26脱离。测定该脱离时作用的压头与粘合物质26之间的最大吸引力f。将该压头的最大吸引力f换算为单位面积的数值,算出粘合物质26的单位面积的粘合力。作为该压入硬度试验机,例如可使用(株)elionix制造的超微小压入硬度试验机ent-2100。该硬度试验机中,球状的压头被压入橡胶试验片24的粘合物质26中。该压入深度使用变形计(deformationmeter)测得。从该压头开始从粘合物质26离开时,直至该压头脱离开期间,连续测定压头与橡胶试验片24的吸引力。该吸引力的最大值为最大吸引力f。

与橡胶试验片24的厚度相比,粘合物质26的厚度非常小。与橡胶试验片24的表面24a的面积相比,粘合物质26的表面积非常小。对于该粘合物质26的粘合力的测定,该超微小压入硬度试验机是适宜。

在评价工序中,算出本发明的橡胶组合物的粘合摩擦力指数。该粘合摩擦力指数是指基于在粘合物质测定工序中获得的粘合物质26的体积与单位面积的粘合力而算出的指数。该粘合摩擦力指数是随粘合物质26的体积变大而变大,也随单位面积的粘合力变大而变大的指数。例如,该粘合摩擦力指数作为该粘合物质的体积与单位面积的粘合力的综合值(integratedvalue)。该粘合摩擦力指数越大,则橡胶试验片24的粘合力也越大。

通过发明人的各种实验,已确认摩擦试验中生成的粘合物质26的体积大的橡胶试验片24的粘合力大。该试验方法中,在橡胶试验片24的表面24a上生成粘合物质26。基于该粘合物质26的体积与单位面积的粘合力,评价橡胶试验片24的粘合力。据此,可以容易且高精度地评价橡胶试验片24的粘合力。

粘合物质26的粘合力在摩擦试验后,随时间的推移而降低。在该方法中,橡胶试验片24的单位面积的粘合力的测定优选在摩擦试验结束后5小时以内,更优选在3小时以内,特别优选在1小时以内。该摩擦试验结束后的时间作为从在摩擦试验工序中在路面8上滑动的橡胶试验片24在路面8上停止时开始的经过时间进行测定。在所述惯性摩擦重复进行多个循环时,作为从在最后的循环中橡胶试验片24在路面8停止时开始的经过时间进行测定。

在对多个不同的试验橡胶进行比较评价时,优选摩擦试验结束后的经过时间的差值小。优选地,摩擦试验结束后的经过时间的差值在1小时以内。

该试验装置2中,通过测定装置6的自重,橡胶试验片24接地于路面8。除了该测定装置6的自重以外,不向橡胶试验片24施加施加力(biasingforce)。通过使橡胶试验片24以测定装置的自重接地,从而容易生成粘合物质26。从该角度考虑,使橡胶试验片24朝向路面8的压力优选为大于0mpa、0.3mpa以下。同样地,从粘合物质26的生成的角度考虑,惯性摩擦的初速度优选在7km/h以上。从稳定地使橡胶试验片24接地于路面8并滑动的角度考虑,该初速度优选在15km/h以下。

该试验装置2中,橡胶试验片24与路面8进行所述的惯性摩擦。由于该惯性摩擦,容易生成粘合物质26。这样,从易于生成粘合物质26的角度考虑,作为试验装置2,日邦产业(株)制造d.f.试验机(动态摩擦试验机)是适宜。

如果摩擦试验工序中生成的粘合物质26的量过少的话,则粘合力的评价精度降低。从高精度地评价粘合力的角度考虑,优选惯性摩擦重复多个循环。从该角度考虑,优选该惯性摩擦重复2个循环以上。另一方面,使用上述压入硬度试验机测定粘合力时,测定面越平坦,则越能高精度地进行测定。如果该粘合物质26的量过多,则使用压入硬度试验机测定粘合力的精度降低。从该角度考虑,优选该惯性摩擦重复7个循环以下。

关于本发明的橡胶组合物,在以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的基准橡胶组合物的损耗角正切值tanδ70℃为100时,其在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃优选在125以下。tanδ70℃为低油耗性能的指标。

从低油耗性能的角度考虑,本发明的橡胶组合物在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃,在以所述基准橡胶组合物的损耗角正切值tanδ70℃为100时,优选在125以下,更优选在120以下。另外,tanδ70℃的下限并无特别限定。

另外,本发明的橡胶组合物在0℃下的损耗角正切值tanδ0℃相对于在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃之比(tanδ0℃/tanδ70℃)优选为3.0~10。tanδ0℃表示滞后损失摩擦的大小,作为湿抓地性能的指标。另外,如前所述,tanδ70℃作为低油耗性能的指标。当这些tanδ之比(tanδ0℃/tanδ70℃)在规定的范围内时,湿抓地性能与低油耗性能良好平衡、优异。

关于本发明的橡胶组合物在0℃下的损耗角正切值tanδ0℃相对于在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃之比(tanδ0℃/tanδ70℃),从湿抓地性能的角度考虑,优选在3.0以上,更优选在3.5以上,进一步优选在4.0以上。另外,从低油耗性能的角度考虑,(tanδ0℃/tanδ70℃)优选在10以下,更优选在8.0以下,进一步优选在5.0以下。

本发明的轮胎通过使用本发明的橡胶组合物制造胎面,并使用该胎面以通常方法进行制造。即,可以通过下述方法制造:将本发明的橡胶组合物在未硫化的阶段挤出为轮胎胎面的形状,在轮胎成形机上与其它的轮胎构件贴合,未硫化轮胎成形,将该未硫化轮胎在硫化机中进行加热加压。

本发明的优选例子包括:

[1]一种充气轮胎,其具备由下述橡胶组合物构成的胎面:

以含有40~100质量%、优选50~90质量%、更优选60~80质量%的苯乙烯-丁二烯橡胶和0~60质量%、优选5~60质量%、更优选10~50质量%、进一步优选15~40质量%的丁二烯橡胶的橡胶组分为100质量份计,所述橡胶组合物含有:

0.5质量份以上、优选0.5~200质量份、更优选30~150质量份、进一步优选50~120质量份的二氧化硅,以及

5质量份以上、优选5~50质量份、更优选10~50质量份、更优选15~40质量份的松香酯树脂;

其特征在于,所述橡胶组合物通过下述粘合力试验方法测得的粘合力在以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的基准橡胶组合物的粘合力为100时,在400以上,优选在500以上,更优选在600以上。

<粘合力试验方法>

所述粘合力试验方法具备下述工序:

准备试验橡胶的准备工序,

进行湿摩擦试验,在试验橡胶表面上生成粘合物质的摩擦试验工序,

测定所述粘合物质的体积和所述粘合物质的单位面积的粘合力的粘合物质测定工序,

基于所述粘合物质的体积和所述粘合物质的单位面积的粘合力来评价试验橡胶的粘合力的评价工序。

[2]根据上述[1]所述的充气轮胎,其特征在于,

所述橡胶组合物在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃,在以所述基准橡胶组合物的损耗角正切值tanδ70℃为100时,在125以下,优选在120以下;以及

所述橡胶组合物在0℃下的损耗角正切值tanδ0℃,相对于所述橡胶组合物在70℃下的损耗角正切值tanδ70℃之比tanδ0℃/tanδ70℃为3.0~10,优选为3.0~8.0,更优选为3.0~5.0。

实施例

结合实施例对本发明进行说明,但本发明并非仅限定于实施例。

以下,统一显示实施例以及比较例中使用的各种化学品。

sbr:日本瑞翁(zeon)(株)制造的nipolns616(未改性s-sbr)

br:盛禧奥(trinseo)公司制造的cb24(高顺式br)

油:日本能源(japanenergy)(株)制造的processx-24(芳香油)

树脂1:安原化学(yasuharachemical)(株)制造的ysresinpx1150n(萜烯树脂,软化点:115℃)

树脂2:安原化学(株)制造的yspolystart80(萜烯酚树脂(terpenephenolresins),软化点:80℃)

松香酯树脂1:哈利玛(harima)化成(株)制造的fk125(稳定化松香酯,软化点:122~128℃)

松香酯树脂2:哈利玛化成(株)制造的tf(松香改性甘油酯,软化点:75~85℃)

炭黑:三菱化学株式会社制造的seastn220

二氧化硅:赢创德固赛(evonikdegussa)公司制造的ultrasilvn3(n2sa:175m2/g)

硅烷偶联剂:赢创德固赛公司制造的si75

硬脂酸:日油(株)制造的硬脂酸“椿(tsubaki)”

防老化剂:住友化学(株)制造的antigen6c

氧化锌:三井金属矿业株式会社制造的锌华1号

硫:鹤见化学(株)制造的粉末硫

硫化促进剂:大内新兴化学工业(株)制造的noccelercz(n-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺)

根据表1所述的配方,使用1.7l的密闭型班伯里混合机,将硫以及硫化促进剂以外的化学品在排出温度150℃下进行5分钟混炼,获得混炼物。向所获得的混炼物中添加硫以及硫化促进剂,在5分钟内混炼至80℃,获得未硫化橡胶组合物。通过将所获得的未硫化橡胶组合物在170℃下、20分钟内进行硫化成型,制作试验用橡胶组合物。对于所获得的试验用橡胶组合物,进行下述粘合力试验以及粘弹性试验。结果如表1所示。

另外,将所获得的未硫化橡胶组合物成形为胎面的形状,在轮胎成形机上与其它的轮胎构件贴合,在170℃下进行12分钟硫化,制造试验用轮胎。对于所获得的试验用轮胎,进行下述湿抓地性能试验以及低油耗性能试验。结果如表1所示。

<粘合力试验>

通过所述粘合力试验方法,以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的比较例的橡胶组合物(基准橡胶组合物)的粘合力为100,通过下述计算式,以指数表示各试验用橡胶组合物的粘合力。关于该指数,其数值越大,则粘合力越高。作为试验装置,使用日邦产业(株)制造d.f.试验机。通过该方法,决定粘合物质变为适当大小的惯性摩擦的循环数。该循环数为5次。以该循环数,对各试验用橡胶组合物,进行所述粘合力试验方法。作为表面粗糙度计设备,使用(株)基恩士制造的形状测定系统(ks-1100)与激光测定器测定部(lt-9010m)以及激光测定器控制器(lt-9500)。作为压入硬度试验机,使用(株)elionix制造的超微小压入硬度试验机ent-2100。

(粘合力指数)=(各配方的粘合力)/(基准橡胶组合物的粘合力)×100

<粘弹性试验>

使用岩本制作所(株)制造的粘弹性分光光度计,在初期应变10%、动态应变0.1%、频率10hz的条件下,测定试验用橡胶组合物在0℃下的损耗角正切值(tanδ0℃)以及在70℃下的损耗角正切值(tanδ70℃),算出(tanδ0℃/tanδ70℃)之比。另外,以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的比较例的橡胶组合物(基准橡胶组合物)的各tanδ为100,通过下述计算式,以指数表示各tanδ。tanδ70℃的指数越小,则表示滚动阻力越低,低油耗性能越优异。另外,tanδ0℃的指数越大,则表示滞后损失摩擦越大,湿抓地性能越优异。

(tanδ70℃的指数)=(各配方的tanδ70℃)/(基准橡胶组合物的tanδ70℃)×100

(tanδ0℃的指数)=(各配方的tanδ0℃)/(基准橡胶组合物的tanδ0℃)×100

<湿抓地性能试验>

将试验用轮胎安装在车辆(日本国产ff2000cc)的所有轮胎上,在湿润的沥青路面上,测定从在速度100km/h时开启制动的地点起的制动距离。然后,以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的比较例(基准例)的试验用轮胎的制动距离为100,通过下述计算式,以指数表示各配方的湿抓地性能。湿抓地性能指数越大,则表示湿抓地性能越优异,以160以上为性能目标值。

(湿抓地性能指数)=(基准例的制动距离)/(各配方的制动距离)×100

<低油耗性能试验>

使用滚动阻力试验机,测定使试验用轮胎以轮辋(15×6jj)、内压(230kpa)、负荷(3.43kn)、速度(80km/h)行驶时的滚动阻力,以除了全部量的树脂替换为油以外其余相同的比较例(基准例)的试验用轮胎的滚动阻力为100,通过下述计算式,用指数表示。指数越大则表示低油耗性能越优异,以90以上为性能目标值。

(低油耗指数)=(基准例的滚动阻力)/(各配方的滚动阻力)×100

[表1]

由表1的结果可知,具备由含有规定量的规定橡胶成分、二氧化硅以及松香酯并且粘合力在规定范围的橡胶组合物构成的胎面的本发明的充气轮胎在维持低油耗性能的同时湿抓地性能优异。

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