专利名称：轮胎侧壁用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面向乘用车的轮胎侧壁用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。
背景技术：
为了减小轮胎的滚动阻力，人们想到轮胎的轻量化。作为已有的轮胎轻量化的方法，有减少构成轮胎的橡胶使用量的方法，但是这种方法使轮胎的耐久性降低。另外，由于橡胶的使用量减少，轮胎的刚性和操纵稳定性降低。若减少橡胶配合中填充剂的量，虽然可以降低滚动阻力，但橡胶的增强性降低。
另外，若在橡胶成分中作为纤维的增强剂配合热塑性弹性体、烯烃系树脂，则既能改善橡胶的疲劳度，又能降低其发热性的技术已被公知(参照日本专利，特开平7-309974号公报和特开平7-309975号公报)。若配合聚乙烯等的聚烯烃，可使橡胶高弹性和高刚性化，而且还可改善其破坏特性的技术也被公知(参照日本专利，特开平9-272307号公报、特开平10-315717号公报和特开平10-195249号公报)。但是，若使用上述公知技术，由于橡胶组合物的混炼温度高，超过了聚烯烃的熔点，配合后的聚烯烃不能完全分散。因此，操纵稳定性不充分，从而不能制造轻量化的轮胎。而且，由于所述聚烯烃的粉末与二烯烃系橡胶的粘附不好，容易成为破坏的核心。
为了减少轮胎的道路噪音，有公知技术即在胎侧埋设热塑性弹性体组合物(参照日本专利，特开平9-300921号公报)，该技术虽然能保持操纵稳定性，但不能减少滚动阻力。
发明内容
本发明目的在于，在不使耐久性降低的同时，使轮胎轻量化、减小轮胎的滚动阻力、且提高操纵稳定性。
本发明涉及一种轮胎侧壁用橡胶组合物，所述轮胎侧壁用橡胶组合物，含有橡胶成分100重量份，含有无机填充剂20～70重量份和聚丙烯粉末5～35重量份，且满足下式，(聚丙烯粉末的配合量)≤(无机填充剂的配合量+聚丙烯粉末的配合量)/2
理想的是所述聚丙烯粉末的粒径在500μm以下。
所述橡胶成分，最好是含有选自丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶和卤化丁基橡胶中的至少一种以上的橡胶70重量份以下。
此外，本发明还涉及使用所述轮胎侧壁用橡胶组合物的充气轮胎。
具体实施例方式
本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物包括橡胶成分、无机填充剂、聚丙烯粉末。
本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物，其橡胶成分包括天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、腈基丁二烯橡胶(NBR)等二烯烃系橡胶。橡胶成分100重量份中NR的配合量，较好的是30～100重量份，更好的是40～70重量份。作为NR以外的橡胶成分，含有选自丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶和卤化丁基橡胶中的至少一种以上的橡胶成分最好是在0～70重量份。这些NR以外的橡胶成分的配合量若超过70重量份，容易有加工性和作业性下降的倾向。由丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶和卤化丁基橡胶组成的族中选出至少一种以上的橡胶成分，是从提高耐弯曲龟裂增长性方面考虑，而使本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物所包含。
本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物，其无机填充剂包括炭黑和/或二氧化硅。所述炭黑的种类，没有特殊限制，可例举出，HAF、ISAF、SAF等。所述二氧化硅的种类，也没有特殊限制，例如，可例举出干式法二氧化硅(无水硅酸)、湿式法二氧化硅(含水硅酸)等。作为无机填充剂的炭黑和/或二氧化硅的配合量，相对于橡胶成分100重量份为20～70重量份。较好的是35～70重量份，更好的是40～60重量份。若炭黑和/或二氧化硅的配合量不足20重量份，则增强性显著降低，若超过70重量份，其滚动阻力恶化也不理想。
本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物，含有聚丙烯粉末(以下称为PP)。PP粉末可以是聚合后干燥过的、也可以是将聚合后被干燥的物质再冻结粉碎，关于PP粉末的制造方法没有特别的限定。PP粉末的配合量，相对于橡胶成分100重量份为5～35重量份。更好的是10～20重量份。若PP粉末的含有量不足5重量份，则达不到所期望的轻量化和操纵稳定性的提高。而若超过35重量份，则橡胶变脆，其强度降低耐久性降低。本发明所使用的PP粉末，是指粒径小的粉末。PP粉末的粒径较好的是在500μm以下，更好的是1～300μm，特别好的是1～100μm。PP粉末的粒径若超过500μm，由于PP粉末在橡胶中不能分散而作为异物残留，会降低耐久性。PP粉末，从其高熔点以及硬度的角度考虑，高结晶性比较理想。
向所述橡胶成分中混合PP粉末时，混炼时的温度理想的是110～165℃，更好的是110～160℃。若在超过165℃的温度下进行混炼，PP粉末就会熔化、发生相变换而橡胶不能成为一个整体，使橡胶片加工性降低。而温度不足110℃往往混炼不充分，分散状态不好。
本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物，满足下式，(聚丙烯粉末的配合量)≤(无机填充剂的配合量+聚丙烯粉末的配合量)/2(聚丙烯粉末的配合量)为(无机填充剂的配合量+聚丙烯粉末的配合量)的20～40％为佳。若(聚丙烯粉末的配合量)超过(无机填充剂的配合量+聚丙烯粉末的配合量)的1/2，则有橡胶强度下降、耐久性不好的倾向。
在本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物中，可以配合操作油剂(链烷烃系操作油、环烷烃系操作油、芳香族系操作油)。操作油剂的配合量，相对于橡胶成分100重量份，较好的是1～40重量份，更好的是1～20重量份。若操作油剂的配合量不足1重量份，会有加工性方面恶化的倾向，若超过40重量份，会有橡胶的硬度降低、操纵稳定性恶化的倾向。
在本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物中，还可以配合与所述二氧化硅并用的有机硅烷偶合剂。另外，除了橡胶成分、无机填充剂、PP粉末之外，通常作为橡胶组合物所使用的配合剂，例如，蜡、防老化剂、硬脂酸、锌白、伸展油、硫化剂、硫化促进剂等也可适当地配合。
本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物是将橡胶成分、由炭黑和/或二氧化硅组成的无机填充剂、PP粉末以及根据需要配合的其他配合剂，使用通常的加工装置，例如，滚筒、班伯里密炼机、捏合机等通过混炼而得到。
所述橡胶组合物，对需要高硬度的配合的部位都适用，而应用于为了保持耐久性而要求具有高硬度、高刚性等特性的胎侧配合最有效果。
本发明的轮胎，使用上述轮胎侧壁用橡胶组合物，按常规方法制造。
下面根据实施例对本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物作进一步的详细说明，但本发明并不限定于此。
实施例1～3和比较例1～3将不加硫磺、硫化促进剂的成分，用(株)神户制刚所制造的1.7L班伯里混炼后，得到混炼物，向该混炼物中加硫磺、硫化促进剂用双轴滚筒混合。将得到的混合物在150℃的温度中进行30分钟的硫化即得到轮胎侧壁用橡胶组合物。表1示出了实施例、比较例所使用的各成分。所使用的PP粉末，是出光石油化学(株)制造的粒径为70μm、熔点为165℃的H-700。在实施例及比较例中，在胎侧中使用PP粉末进行制作，但本发明并不仅限制于此。
表1
测定项目硬度(JIS-A)对调制后的轮胎侧壁用橡胶组合物的硬度，在25℃下用JIS-A硬度表进行了测定。粘弹性使用(株)岩本制作所制造的VES-F-3，频率10Hz、初始变形10％、动变形2％，在60℃下测定了复弹性模数(E*)和损耗角正切值(tanδ)。该E*值越大其刚性越高、操纵稳定性越优异。而(tanδ)值越小，越不容易发热。
拉力试验以JIS-K6251为基准使用3号哑铃，对调制后的轮胎侧壁用橡胶组合物实施了拉力试验，测定了断裂强度(TB)、断裂伸长(EB)。表示的数值越大，橡胶的强度越良好。操纵稳定性以及乘座感觉按常规方法制作195/60R15号的轮胎。使用安装该轮胎的普通乘用车，在试验场实施了功能试验。
轮胎的轻量化在无风的状态下，用重量表测定了制成的轮胎的重量。考虑到偏差，对同一规格的轮胎测定N＝3以上，其平均值作为轮胎的重量。表2所记载的值表示与基准轮胎比较时的轻量化程度。评定结果表2
在实施例1中，与比较例1进行比较，其硬度和E*值高，操纵稳定性也提高了。轻量化的效果也得到认可。而在比较例2中，其硬度和E*值稍高，但操纵稳定性和轻量化方面，没达到效果。比较例3中橡胶强度降低。
一般的，聚丙烯的比重在1以下(0.91)，而橡胶的比重在1以上。如本发明所示，通过向轮胎侧壁用橡胶组合物中配合低比重的聚丙烯，达到轮胎的轻量化。
产业上利用的可能性如采用本发明，在不使耐久性降低的同时，使轮胎轻量化、减小轮胎的滚动阻力，且达到改善操纵稳定性的效果。
权利要求
1.一种轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，含有橡胶成分100重量份、无机填充剂20～70重量份和聚丙烯粉末5～35重量份，且满足下式，(聚丙烯粉末的配合量)≤(无机填充剂的配合量+聚丙烯粉末的配合量)/2
2.如权利要求1所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述聚丙烯粉末的粒径在500μm以下。
3.如权利要求1或2所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶成分，含有选自丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶和卤化丁基橡胶中的至少一种以上的橡胶70重量份以下。
4.一种充气轮胎，它使用权利要求1、2或3所述的轮胎侧壁用橡胶组合物。
全文摘要
本发明在不使耐久性降低的同时，使轮胎轻量化、减小轮胎的滚动阻力，且提高轮胎的操纵稳定性。具体的是涉及一种轮胎侧壁用橡胶组合物，该轮胎侧壁用橡胶组合物，含有橡胶成分100重量份、无机填充剂20～70重量份和聚丙烯粉末5～35重量份，且满足下式，(聚丙烯粉末的配合量)≤(无机填充剂的配合量+聚丙烯粉末的配合量)/2。
文档编号B60C1/00GK1536008SQ20041003248
公开日2004年10月13日 申请日期2004年4月9日 优先权日2003年4月10日
发明者中村崇, 国泽铁也, 松尾俊朗, 也, 朗 申请人:住友橡胶工业株式会社