CN101755002A - 胎侧用橡胶组合物以及使用了它的充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供胎侧用橡胶组合物以及具备有使用了它的胎侧胶的充气轮胎，该胎侧用橡胶组合物含有100质量份的由天然橡胶以及改性天然橡胶中的至少一个构成的橡胶成分；5质量份以下的炭黑；10～40质量份的二氧化硅；以及5～30质量份的由1种或2种以上的除炭黑和二氧化硅外的其它无机填料构成的无机填料成分。该橡胶组合物在减少来自石油资源的原料使用量的同时，显示出低滚动阻力带来的低油耗性、良好的耐屈挠龟裂成长性。

Description

胎侧用橡胶组合物以及使用了它的充气轮胎
技术领域
本发明涉及胎侧用橡胶组合物以及具备使用该胎侧用橡胶组合物而形成的胎侧胶的充气轮胎。
背景技术
近年来，随着对环境问题关注的高涨，在各种技术领域纷纷探讨用于减少来自石油资源的原料使用量的方法。目前一般市场销售的轮胎，总重量的一半以上是由石油资源的原料构成的。例如，一般的乘用车轮胎中，含有合成橡胶约20重量％、炭黑约20重量％、软化剂、合成纤维等，因此轮胎整体的约50重量％以上由来自石油资源的原料构成。因此，期望开发出与使用石油资源原料同样或更优异的特性要求使用了来自非石油资源原料的轮胎用橡胶。例如，轮胎的胎侧胶中，要求维持物理特性以得到期待的耐久性能的同时，也要求滚动阻力降低、确保良好的耐屈挠龟裂成长性。
日本专利特开2003-64222号公报(专利文献1)中，基于削减石油系油的使用量、提供可降低滚动阻力的橡胶组合物的目的，提出了相对于100重量份的二烯系橡胶，含有5～150重量份的无机填充剂、0～30重量份的硅烷偶联剂、以及5～100重量份的碘值130以下的植物油脂的橡胶组合物。但是该文献中，并未提出用作轮胎的胎侧胶时可以同时兼备低滚动阻力和良好的耐屈挠龟裂成长性的橡胶组合物。
日本专利特开2005-53944号公报(专利文献2)中，基于提供可降低油耗的胎侧用橡胶组合物的目的，提出了相对于100重量份的由天然橡胶和/或异戊橡胶、以及丁二烯橡胶所构成的橡胶成分，含有1～20重量份的由淀粉以及增塑剂构成的复合剂的胎侧用橡胶组合物。但是该文献中，并没有提出可兼备低滚动阻力和良好的耐屈挠龟裂成长性的橡胶组合物。
日本专利特开2006-89526号公报(专利文献3)中，基于提供维持作为轮胎部件所必需的性能、进一步提高加工性的轮胎用橡胶组合物的目的，提出了相对于100重量份的由天然橡胶和/或其改性物构成的橡胶成分，含有30重量份以上的二氧化硅、5～15重量份的碳酸钙、以及5质量份以下的炭黑的轮胎用橡胶组合物。但是该文献中，并未提出用作轮胎的胎侧时可同时兼备低滚动阻力和良好的耐屈挠龟裂成长性的橡胶组合物。
专利文献1：日本专利特开2003-64222号公报
专利文献2：日本专利特开2005-53944号公报
专利文献3：日本专利特开2006-89526号公报
发明内容
本发明的目的是解决上述课题，提供：可减少来自石油资源原料使用量的同时，兼备低滚动阻力带来的低燃耗性和良好的耐屈挠龟裂成长性的胎侧用橡胶组合物、以及具备有使用了该胎侧用橡胶组合物的胎侧胶的充气轮胎。
本发明提供胎侧用橡胶组合物，其含有100质量份的橡胶成分、5质量份以下的炭黑、10～40质量份的二氧化硅和5～30质量份的由1种或2种以上的除了该炭黑以及该二氧化硅外的其它无机填料构成的无机填料成分；该橡胶成分由天然橡胶以及改性天然橡胶中的至少一个构成。
本发明的胎侧用橡胶组合物中，橡胶成分优选由天然橡胶以及环氧化天然橡胶中的至少一个构成。
本发明的胎侧用橡胶组合物中，上述无机填料成分优选含有选自碳酸钙、粘土、绢云母、氧化铝、滑石、氢氧化铝、碳酸镁、二氧化钛以及云母中的至少1种。
本发明的胎侧用橡胶组合物的交联后的硬度计(durometter)A硬度优选在50以下。
本发明还提供具备有使用上述任意一个的胎侧用橡胶组合物形成的胎侧胶的充气轮胎。
根据本发明可提供：可减少来自石油资源原料使用量的同时，兼备低滚动阻力带来的低燃耗性和良好的耐屈挠龟裂成长性的胎侧用橡胶组合物；以及具备有使用了该胎侧用橡胶组合物的胎侧胶、兼备低滚动阻力带来的低燃耗性和良好的耐屈挠龟裂成长性的的充气轮胎。
附图说明
[图1]本发明涉及的充气轮胎左半部分的例示截面图。
符号说明
1充气轮胎、2胎面部、3胎侧部、4胎圈部、5胎圈芯、6胎体、7带束层、8三角胶、9内衬层胶、3G胎侧胶、4G搭接部三角胶。
具体实施方式
本发明的胎侧用橡胶组合物含有100质量份的橡胶成分、5质量份以下的炭黑、10～40质量份的二氧化硅和5～30质量份的由1种或2种以上除了该炭黑以及该二氧化硅外的其它无机填料构成的无机填料成分(以下也单称为无机填料成分)。此外，橡胶成分由天然橡胶以及改性天然橡胶中的至少一个构成。本发明中，作为橡胶成分，使用天然橡胶和/或改性天然橡胶，且通过并用较少量的炭黑和规定量的二氧化硅、一定量的上述无机填料成分，可减少例如合成橡胶或炭黑等来自石油资源的原料的含量。此外，通过并用较少量的炭黑和规定量的二氧化硅以及上述无机填料成分，可降低tanδ(损耗角正切值)，同时可确保良好的拉伸强度以及断裂伸长。胎侧用橡胶组合物的tanδ的降低，可有助于降低具备有使用了该胎侧用橡胶组合物的胎侧胶的充气轮胎的滚动阻力，胎侧用橡胶组合物的拉伸强度以及断裂伸长的确保有助于确保该充气轮胎的耐屈挠龟裂成长性。
<橡胶成分>
本发明的胎侧用橡胶组合物中，橡胶成分由天然橡胶以及改性天然橡胶中的至少一个构成。作为天然橡胶，只要是作为一般的天然橡胶所知的即可，并没有原产地等的限制，可使用1种或2种以上组合使用。作为天然橡胶，适合使用例如RSS#3、TSR等级别的天然橡胶。作为改性天然橡胶，可举出环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶等，可使用1种或组合使用2种以上。
此外，天然橡胶的一部分或全部也可以是脱蛋白天然橡胶(DPNR)，改性天然橡胶的一部分或全部也可为该脱蛋白天然橡胶(DPNR)的改性橡胶。
橡胶成分优选由天然橡胶以及环氧化天然橡胶(ENR)中的至少一个构成。
环氧化天然橡胶(ENR)是天然橡胶的不饱和双键被环氧化的一种改性天然橡胶，通过极性基的环氧基，分子凝集力增大。因此，较之于天然橡胶，玻璃化温度(Tg)较高，且机械强度、耐磨耗性、耐空气透过性优异。作为此种环氧化天然橡胶，可使用例如ENR25(クランプ一ランスガリ一公司制造)(环氧化率：25％)、ENR50(クランプ一ランスガリ一公司制造)(环氧化率：50％)等市场销售的，也可使用天然橡胶被环氧化的。作为天然橡胶的环氧化方法，并无特别限定，例如可举出有，氯乙醇法、直接氧化法、过氧化氢法、烷基氢过氧化物法、过酸法等。作为过酸法，例如可举出的有，在天然橡胶的乳胶中，使过乙酸、过甲酸等有机过酸作为环氧化剂与之反应的方法。
环氧化天然橡胶的环氧化率优选10摩尔％以上，更优选20摩尔％以上，进一步优选25摩尔％以上。此处，环氧化率指的是，环氧化前的天然橡胶中的双键总数中，被环氧化的数的比例(即，(被环氧化的双键数)/(环氧化前的双键数))，可通过例如滴定分析、核磁共振(NMR)分析等求得。环氧化天然橡胶的环氧化率不足10摩尔％时，由于环氧化天然橡胶的玻璃化温度低，因此出现胎侧胶的机械强度下降的趋势。此外，环氧化天然橡胶的环氧化率优选70摩尔％以下，更优选60摩尔％以下，进一步优选50摩尔％以下。环氧化天然橡胶的环氧化率超过70摩尔％时，由于胎侧胶的硬度增大，出现充气轮胎的耐屈挠龟裂成长性变低的趋势。
作为环氧化天然橡胶，更典型的是环氧化率25摩尔％的环氧化天然橡胶、环氧化率50摩尔％的环氧化天然橡胶等。
橡胶成分中的天然橡胶的含量优选50质量％以上。因为橡胶成分中的天然橡胶的含量不足50质量％时，出现橡胶破坏强度下降的趋势。橡胶成分中的天然橡胶的含量更优选在60质量％以上。另一方面，橡胶成分中的天然橡胶的含量优选80质量％以下。因为橡胶成分中的天然橡胶的含量超过80质量％时，在添加例如丁二烯橡胶(BR)等以提高耐屈挠疲劳性能时，由于添加量少，出现耐屈挠疲劳性能的提升效果变小的趋势。橡胶成分中的天然橡胶的含量更优选70质量％以下。
橡胶成分中的改性天然橡胶的含量优选20质量％以下。因为橡胶成分中的改性天然橡胶的含量超过20质量％时，出现成本上升的趋势。橡胶成分中的改性天然橡胶的含量更优选10质量％以下。
<炭黑>
炭黑作为补强用填充剂发挥功能，通过添加炭黑，可提高所得到的胎侧胶的机械强度。本发明的胎侧用橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶成分，含有5质量份以下的炭黑。因为相对于100质量份的橡胶成分的炭黑的含量超过5质量份的话，无法充分得到减少来自石油资源原料使用量的效果的同时，胎侧胶的tanδ会增大。炭黑的该含量更优选4质量份以下。另一方面，炭黑的该含量不足1质量份时，出现胎侧胶的机械强度下降的趋势，因此炭黑的该含量优选1质量份以上，更优选2质量份以上，进一步优选3质量份以上。
炭黑的BET比表面积优选在40～300m2/g的范围内。因为炭黑的BET比表面积不足40m2/g时，出现胎侧胶的机械强度下降的趋势，超过300m2/g时，由于胎侧用橡胶组合物调制时的分散性下降，出现加工性下降的趋势。炭黑的BET比表面积更优选50m2/g以上，进一步优选60m2/g以上，此外，该BET比表面积更优选280m2/g以下，进一步优选260m2/g以下。
此外，上述炭黑的BET比表面积可依据例如JIS K6217的方法测定。
作为炭黑的优选市售品，可举出例如，キヤボネツトジヤパン株式会社制造的“シヨウブラツクN220”、“シヨウブラツクN330”等。
<二氧化硅>
二氧化硅作为补强用填充剂发挥功能，通过添加二氧化硅，可提升胎侧胶的机械强度。此外，由于二氧化硅来自非石油资源，较之于例如将炭黑等来自石油资源的补强剂作为主要的补强剂混合的情况，可降低橡胶组合物中来自石油资源的原料使用量。
本发明的胎侧用橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶成分，含有10～40质量份范围的二氧化硅。因为相对于100质量份的橡胶成分的二氧化硅的含量不足10质量份的话，难以得到充分的胎侧胶的补强效果，超过40质量份的话，胎侧用橡胶组合物制造时出现粘度上升、加工性下降的同时，出现耐屈挠疲劳性能下降的趋势。二氧化硅的该含量更优选20质量份以上，此外，进一步优选30质量份以下。
作为二氧化硅，BET比表面积优选在100～300m2/g范围内。因为二氧化硅的BET比表面积不足100m2/g时，出现胎侧胶的补强效果下降的趋势，超过300m2/g时，由于胎侧用橡胶组合物制造时的分散性下降，出现加工性下降的趋势。二氧化硅的BET比表面积更优选110m2/g以上，进一步优选120m2/g以上，此外，更优选280m2/g以下，进一步优选260m2/g以下。
此外，上述的二氧化硅的BET比表面积可依据例如ASTM-D-4820-93的方法测定。
二氧化硅可以通过湿式法调制，也可通过干式法调制。此外，作为优选的市售产品，可举出例如，ウルトラジルVN2(デグツサ制造)(BET比表面积：125m2/g)、ウルトラジルVN3(デグツサ制造)(BET比表面积：210m2/g)等。
<无机填料成分>
本发明的无机填料成分，由除炭黑和二氧化硅以外的1种或2种以上的无机填料构成。作为无机填料成分，可举出例如，碳酸钙、粘土、绢云母、氧化铝、滑石、氢氧化铝、碳酸镁、二氧化钛以及云母。本发明中，基于作为补强用填充剂的效果良好的角度，该无机填料成分优选由例举的无机填料中选择1种以上构成。
此外，本发明中，clay(即粘土)指的是，由于岩石或矿物的风化、变质作用而生成的微细粒子的集合体的总称，更典型的是粒径2μm以下的以粘土矿物为主成分的粒子。此处的粘土矿物质典型的是以层状硅酸盐为主成分的结晶质或非晶质。作为粘土的具体例子，可举出有，湿式高岭土(未煅烧高岭土)、煅烧高岭土、湿式以及干式的叶腊石粘土等，也可举出表面经过偶联剂处理的粘土。
本发明的胎侧用橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶成分，含有5～30质量份范围的无机填料成分。相对于100质量份的橡胶成分的无机填料成分的含量不足5质量份的话，为了降低来自石油资源的原料使用量的同时得到对于胎侧胶的充分补强效果，必须增加例如二氧化硅的含量，此时，胎侧用橡胶组合物制造时出现粘度上升、加工性下降的同时，较之于含有5质量份以上的无机填料成分的情况，tanδ会增大。此外，该含量超过30质量份的话，难以同时兼备维持拉伸强度以及破断拉伸和确保制造时的加工性。相对于100质量份的橡胶成分的无机填料成分的含量更优选7质量份以上、进一步优选10质量份以上，此外，更优选25质量份以下、进一步优选20质量份以下。
<硅烷偶联剂>
本发明的胎侧用橡胶组合物中含有上述的二氧化硅，优选含有该二氧化硅的同时添加硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂，可使用传统已知的硅烷偶联剂，例如，可举出的有，双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰四硫化物、2-三乙氧基甲硅烷基乙基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰四硫化物、2-三甲氧基甲硅烷基乙基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯一硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯一硫化物等的硫化物系；3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷等的巯基系；乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等的乙烯基系；3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷等的氨基系；γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等的环氧丙氧基系；3-硝基丙基三甲氧基硅烷、3-硝基丙基三乙氧基硅烷等的硝基系；3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、2-氯乙基三甲氧基硅烷、2-氯乙基三乙氧基硅烷等的氯系；等。这些硅烷偶联剂可以单独使用，也可以2种以上组合使用。
上述中，基于加工性良好的原因，优选使用Si69(デグツサ公司制造)(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物)、Si266(デグツサ公司制造)(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物)等。
还含有硅烷偶联剂时，其含量并无特别限制，但优选为二氧化硅含量为100质量％时的硅烷偶联剂的含量在2质量％以上，更优选4质量％以上。硅烷偶联剂的该含量不足2质量％时，出现橡胶混炼时以及挤压时的加工性下降的趋势，同时，所得到的胎侧胶出现耐屈挠疲劳性能下降的趋势。此外，二氧化硅含量为100质量％时的硅烷偶联剂的含量优选在12质量％以下，更优选10质量％以下。硅烷偶联剂的该含量超过12质量％时，橡胶混炼时以及挤压时的加工性的改善效果较小，另一方面，成本上升、不经济，此外，所得到的胎侧胶出现耐热特性下降的趋势。
<其他的添加剂>
本发明的胎侧用橡胶组合物中，除上述成分以外，还可添加传统橡胶工业所使用的其他混合剂，例如，硫化剂、硬脂酸、硫化促进剂、硫化促进助剂、油、固化树脂、蜡、防老剂等。
作为硫化剂，可使用有机过氧化物或硫磺系硫化剂，有机过氧化物可使用例如，过氧化苯甲酰、过氧化二枯基、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化异丙苯、过氧化甲乙酮、氢过氧化枯烯、2，5-二甲基-2，5-双(过氧叔丁基)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(过氧苯甲酰)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(过氧叔丁基)己炔-3或1，3-双(过氧叔丁基丙基)苯、二-过氧叔丁基-二异丙基苯、1-过氧化叔丁基苯、2，4-过氧化二氯苯甲酰、1，1-二-过氧叔丁基-3，3，5-三甲基硅氧烷、正丁基-4，4-二-过氧化叔丁基戊酸酯等。其中，优选过氧化二枯基、过氧化叔丁基苯以及二-过氧叔丁基-二异丙基苯。此外，作为硫磺系硫化剂可使用例如硫磺、二硫化吗啉等。其中优选硫磺。这些硫化剂可单独使用，也可2种以上组合使用。
作为硫化促进剂，可使用含有亚磺酰胺系、噻唑系、秋兰姆系、硫脲系、胍系、二硫代氨基甲酸系、缩醛胺系或醛氨系、咪唑啉系、或黄原酸酯系硫化促进剂中至少一种。作为亚磺酰胺系，可使用例如，CBS(N-环己基-2-苯丙噻唑基亚磺酰胺)、TBBS(N-叔丁基-2-苯丙噻唑基亚磺酰胺)、N，N-二环己基-2-苯丙噻唑基亚磺酰胺、N-氧二乙烯基-2-苯丙噻唑基亚磺酰胺、N-N-二异丙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺等的亚磺酰胺系化合物等。作为噻唑系，可使用例如MBT(2-巯基苯并噻唑)、MBTS(二苯丙噻唑二硫化物)、2-巯基苯并噻唑的钠盐、锌盐、铜盐、环己基胺盐、2-(2，4-二硝基苯基)巯基苯并噻唑、2-(2，6-二乙基-4-吗啉基硫代)苯并噻唑等的噻唑系化合物等。作为秋兰姆系，可使用例如，TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆、二硫化二亚戊基秋兰姆、一硫化二亚戊基秋兰姆、四硫化二亚戊基秋兰姆、六硫化二亚戊基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化亚戊基秋兰姆等的秋兰姆系化合物。作为硫脲系，可使用例如，硫脲、二乙基硫脲、二丁基硫脲、三甲基硫脲、二邻甲苯基硫脲等硫脲化合物等。作为胍系，可使用例如，二苯基胍、二邻甲苯基胍、三苯基胍、邻甲苯基胍、邻苯二甲酸二苯基胍酯等胍系化合物。作为二硫代氨基甲酸系，可使用例如，乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、丁基苯基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二戊基二硫代氨基甲酸锌、二丙基二硫代氨基甲酸锌、亚戊基二硫代氨基甲酸锌和哌啶的配盐、十六烷基(或十八烷基)异丙基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸钠、亚戊基二硫代氨基甲酸哌啶、二甲基二硫代氨基甲酸硒、二乙基二硫代氨基甲酸碲、二戊基二硫代氨基甲酸镉等的二硫代氨基甲酸系化合物等。作为缩醛胺系或醛氨系，可使用例如，乙醛-苯胺反应物、丁醛-苯胺缩合物、环六亚甲基四胺、乙醛-氨反应物等的缩醛胺系或醛氨系化合物等。作为咪唑啉系，可使用例如，2-巯基咪唑啉等的咪唑啉系化合物等。作为黄原酸酯系，可使用例如，二丁基黄原酸锌等的黄原酸盐系化合物。这些硫化促进剂可单独使用，也可2种以上组合使用。
作为硫化促进助剂，可举出例如，氧化锌、硬脂酸等。
作为防老剂，可适当选择使用胺系、苯酚系、咪唑系系的防老剂、或氨基甲酸金属盐等。
作为油，可使用例如操作油剂、植物油脂、或它们的混合物等。作为操作油剂，可举出有，石蜡系操作油剂、环烷烃系操作油剂、芳香族系操作油剂等。作为植物油脂，可举出有，蓖麻油、棉籽油、亚麻仁油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰油、花生油、松香、松油、松焦油、妥尔油、玉米油、米糠油、红花油、麻油、橄榄油、葵花油、棕榈核油、山茶油、荷荷巴油、澳洲坚果油、红花油、桐油等。
本发明的胎侧用橡胶组合物中，交联后的硬度计A硬度优选50以下。因为该硬度计A硬度超过50时，由于胎侧用橡胶较硬，因此出现充气轮胎的耐屈挠龟裂成长性变低的趋势。该硬度计A硬度更优选48以下。另一方面，该硬度计A硬度不足40时，出现充气轮胎的耐久性能下降的趋势，因此该硬度计A硬度优选40以上、更优选42以上、特别优选45以上。
此外，上述的硬度计A硬度是依据JIS K6253测定的值。
本发明还提供具备有使用如上所述的胎侧用橡胶组合物形成的胎侧胶的充气轮胎。此处，图1例示的是本发明涉及的充气轮胎的左半部分的截面图。充气轮胎1具备有：胎面部2、从该胎面部2的两端向轮胎半径方向内侧延伸的一对胎侧部3、位于各胎侧部3内侧端的胎圈部4。此外，胎圈部4，4之间架设有胎体6，同时，该胎体6的外侧且胎面部2的内侧配设有具有束紧效果、补强胎面部2的带束层7。
上述胎体6由将胎体帘线相对于轮胎赤道CO以例如70～90°角度排列的1张以上的胎体帘布层构成，该胎体帘布层从上述胎面部2经胎侧部3，围绕胎圈部4的胎圈芯5自轮胎轴方向的内侧向外侧折返结束。
上述带束层7由将带束层帘线相对于轮胎赤道CO以例如40°以下角度排列的2张以上的带束层帘布层构成，各带束层帘线在帘布层间交叉地交错方向而重置。此外，也可根据需要，在带束层7的至少外侧设置用于防止带束层7的两端部翘起的束带(band)层(未图示)，此时，束带层由将低模量的有机纤维帘线与轮胎赤道CO几乎平行地螺旋卷曲的连续帘布层形成。
此外，胎圈部4设置有自上述胎圈芯5向半径方向外侧延伸的三角胶8的同时，在胎体6的内侧，邻设有构成轮胎内腔面的内衬层胶9，胎体6的外侧由搭接部(clinch)三角胶4G和胎侧胶3G保护。本发明的胎侧用橡胶组合物可用于上述胎侧胶3G。
此外，图1中举例显示了乘用车用的充气轮胎，但本发明并不限于此，提供的是可用于乘用车用、卡车用、巴士用、重型车辆用等各种车辆用途的充气轮胎。
本发明的充气轮胎，可使用本发明的胎侧用橡胶组合物，通过传统已知的方法制造。即，混炼含有上述必需成分、以及含有根据需要添加有其他添加剂的胎侧用橡胶组合物，在未硫化阶段挤压加工为轮胎的胎侧胶形状，与其他的轮胎部件一起，在轮胎成型机上用一般的方法成型，从而形成未硫化轮胎。通过将此未硫化轮胎在硫化机中加热加压，可以得到本发明的轮胎。
本发明的充气轮胎，进一步减少了胎侧胶中来自石油资源的成分含有比率，充分考虑了节约资源和环保，同时，可将兼具了降低tanδ和良好的拉伸强度以及断裂伸长的橡胶组合物用作胎侧胶使用。根据本发明，可提供一种对地球环境有益的“环保轮胎”、同时也是通过兼备降低滚动阻力和良好的耐屈挠龟裂成长性而燃耗低、且耐久性优异的轮胎。
以下通过实施例和比较例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不局限于这些实施例。
[实施例1～6以及比较例1～5]
根据表1、2所示的配方，使用班伯里混炼机，将除了硫磺以及硫化促进剂以外的配方成分在约150℃下混炼3分钟。接着，在得到的混炼物中加入表1、2所示的硫磺和硫化促进剂的配方量，使用2轴开练机，约80℃下混炼5分钟，调制出各实施例以及比较例的配方的未硫化橡胶组合物。
挤压上述得到的未硫化橡胶组合物，制作为一定厚度的未硫化橡胶片，对其再进行175℃、10分钟的硫化，得到硫化橡胶片。
另一方面，将上述得到的未硫化橡胶片挤压为胎侧形状，与其他部件组合成型为轮胎，通过轮胎成型机，以温度150℃、压力25kgf硫化35分钟，制作试验用轮胎(尺寸195/65R15)。
<橡胶物性评价>
(硬度计A硬度)
对于上述方法得到的硫化橡胶片，依照JIS K6253，在室温下测定硬度计A硬度。
(E*(复数弹性模量)、tanδ(损耗角正切值))
从上述方法制作的硫化橡胶片上切下尺寸为4.0mm×2.0mm×40mm的试验片，使用イワモト制造的粘弹性分光仪，以温度70℃、初始变形变10％、动态变形2％的条件，测定E*(单位：MPa)以及tanδ(损耗角正切值)。
(拉伸强度TB，断裂伸长EB)
对于从上述方法制作的硫化橡胶片上切下的3号哑铃试验片，依照JIS K6251，在室温下测定拉伸强度TB(Mpa)、断裂伸长EB(％).
(德墨西亚屈挠试验)
对于从上述方法制作的硫化橡胶片上切下的长140～155mm、宽25±0.1mm的试验片，使用德墨西亚屈挠试验机，依照JIS K6260的方法，变更变形率，测定屈挠龟裂成长速度。测定结果用龟裂成长为1mm为止的屈挠次数×1万(次)表示为。值越大，表示耐屈挠龟裂成长性越优异。
<轮胎评价>
(驾驶稳定性)
将上述方法制造的试验用轮胎安装在丰田的花冠车上，在住友橡胶工业株式会社的轮胎试验场进行实车驾驶稳定性能试验。评价根据试车手的官能评价进行，结果根据下述基准评价。
S：驾驶应答性可容忍，乘坐舒适性柔和。
A：驾驶应答性、乘坐舒适性均为容忍下限水平。
B：驾驶应答性、乘坐舒适性均为不可容忍的水平。
(滚动阻力指数)
对于上述方法制造的试验用轮胎，以滚动阻力测定试验机测定滚动阻力，根据下式：滚动阻力指数＝(各实施例或各比较例的滚动阻力)÷(比较例2的滚动阻力)×100，以比较例2为100，表示为指数。指数越小，表示滚动阻力越小、对降低燃耗越有利。
(耐久性能)
对于上述方法制造的试验用轮胎，使用转鼓试验机，以台架试验行驶30000km后，将试验用轮胎解体，目视观察胎侧的损伤状况，结果根据以下基准评价。
A：胎侧无损伤
B：胎侧有损伤
[表1]
Figure G2008800192409D00111
[表2]
Figure G2008800192409D00121
表1以及表2中的(注1)～(注17)如下。
(注1)天然橡胶(NR)：TSR
(注2)环氧化天然橡胶(ENR)：ENR25(Kumplan Guthrie Berhad公司制造)(环氧化率：25％)。
(注3)丁二烯橡胶：BR1220(ウベ公司制造)
(注4)炭黑：シヨウブラツクN330(キヤボツトジヤパン公司制造)(BET比表面积：79m2/g)
(注5)二氧化硅：VN2(デグツサ公司制造)(BET比表面积：125m2/g)
(注6)碳酸钙：白艳华CC(白石カルシウム公司制造)
(注7)粘土：サテントンW(竹原化学工业株式会社制造)
(注8)氢氧化铝：ハイジライトH21(东新化成株式会社制造)
(注9)硅烷偶联剂：Si69(デグツサ公司制造)
(注10)芳烃油：操作油X140(ジヤパンエナジ一公司制造)
(注11)植物油：菜籽油(日进化成株式会社制造)
(注12)防老剂1：サンノツクN(大内新兴化学工业株式会社制造)
(注13)防老剂2：ノクラツク6C(大内新兴化学工业株式会社制造)
(注14)硬脂酸：硬脂酸(日本油脂公司制造)
(注15)氧化锌：氧化锌1号(三井金属矿业公司制造)
(注16)硫磺：粉末硫磺(鹤见化学工业公司制造)
(注17)硫化促进剂：ノクセラ-NS(大内新兴化学工业株式会社制造)
如表1以及2所示，可确认：涉及本发明的胎侧用橡胶组合物配方的实施例1～6，较之于不含有除碳黑以外的无机填料的比较例1、2以及不含有除碳黑和二氧化硅以外的无机填料的比较例3、4，由于tanδ的下降，具有降低滚动阻力的效果。此外，较之于含有大量碳酸钙的比较例5，拉伸强度以及断裂伸长良好，出现耐屈挠龟裂成长性以及轮胎的耐久性能良好的趋势。
基于以上结果可知，通过本发明，可在减少来自石油资源的原料使用量的同时，可兼备低滚动阻力和良好的耐屈挠龟裂成长性。
相关的本发明的胎侧用橡胶组合物，适用于乘用车用、卡车用、巴士用、重型车辆用等各种用途的充气轮胎的胎侧，本发明的充气轮胎适宜适用于上述各种用途。
此次公开的实施方式以及实施例的所有方面均为例示，并非限制。本发明的范围并非为上述的说明，而是以权利要求范围所示，包括了权利要求范围均等的意义和范围内的所有变更。

Claims (5)

1.一种胎侧用橡胶组合物，含有：100质量份的橡胶成分、5质量份以下的炭黑、10～40质量份的二氧化硅和5～30质量份的由1种或2种以上的除上述炭黑和上述二氧化硅外的其它无机填料构成的无机填料成分，
上述橡胶成分由天然橡胶以及改性天然橡胶中的至少一个构成。
2.如权利要求1所述的胎侧用橡胶组合物，上述橡胶成分由天然橡胶以及环氧化天然橡胶中的至少一个构成。
3.如权利要求1所述的胎侧用橡胶组合物，上述无机填料成分含有选自碳酸钙、粘土、绢云母、氧化铝、滑石、氢氧化铝、碳酸镁、二氧化钛以及云母中的至少1种。
4.如权利要求1所述的胎侧用橡胶组合物，交联后的硬度计A硬度在50以下。
5.一种充气轮胎，具备有使用权利要求1所述的胎侧用橡胶组合物形成的胎侧胶。
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