CN101765522B - 翻新轮胎用胎面和翻新轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种翻新轮胎用胎面，其通过降低运行温度来抑制在胎面与基胎之间的翻新面处剥离强度的任何下降，并且不牺牲抗撕裂性，将给予有利的剥离强度。提供翻新轮胎用胎面(1)，其包括位于所述胎面表面侧的冠部橡胶(2)和位于所述胎面底面侧的基部橡胶(3)，其中所述基部橡胶(3)具有0.10以下的在25℃下测量的2％应变下的损耗角正切(tanδ)，并具有460％以上的断裂伸长率(Eb)。此外，提供包括上述翻新轮胎用胎面的翻新轮胎。

Description

翻新轮胎用胎面和翻新轮胎
技术领域
本发明涉及翻新轮胎用胎面及设置有所述翻新轮胎用胎面的翻新轮胎，更特别地，本发明涉及当应用于翻新轮胎时改进生热性以抑制对基胎剥离强度的劣化并且获得良好剥离强度而不牺牲抗撕裂性的翻新轮胎用胎面及翻新轮胎。
背景技术
作为制造翻新轮胎的方法，存在以下方法：其中将不具有胎面花纹的未硫化回收胎面(re-covering tread)橡胶粘贴至基胎的胎面部上，并通过在模具中硫化来成型的方法(再成型系统(re-molding system))，和其中将由未硫化橡胶制得的粘接用缓冲胶(cushion rubber)配置在基胎的胎面部上，然后将具有胎面花纹的已硫化的回收胎面(预硫化胎面)粘贴至基胎上并通过用硫化剂硫化来接合的方法(预硫化系统(precuring system))。
在翻新轮胎的常规制造中，使用具有单层结构的胎面作为回收胎面。在具有单层结构的胎面中，需要以不小于特定量配混硫磺以保持胎面与基胎之间的剥离强度。因此，耐老化性和抗撕裂性劣化，因而存在耐磨耗性改进方面的限制。此外，存下以下问题：整个胎面部的生热温度在运行期间通过胎面橡胶的生热而升高，从而导致在基胎胎面(base tread)与翻新用胎面之间的界面处，即，在翻新面处剥离强度的降低，由此导致剥离。为了解决该问题，存在以下方法：其中胎面橡胶的生热性例如通过使胎面结构成为由不同的橡胶组合物制成的两层结构如冠部/基部结构而改进(例如，参见JP-A-2004-224278)。
此外，在通过预硫化系统制造的翻新轮胎中，尝试通过使用具有与构成预硫化胎面的橡胶的生热性相比更低生热性的橡胶作为用于粘接至基胎的缓冲胶，来改进翻新后运行中的低生热性(例如，参见JP-A-H10-129216)。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在使胎面结构成为冠部/基部结构的方法中，生热性得到改进，但抗撕裂性劣化。即使在该结构的胎面中，也需要以不小于特定量配混硫磺以保持对基胎的粘接，因此存在抗撕裂性进一步劣化的问题。
另一方面，仅当使缓冲胶的生热性低于构成预硫化胎面的橡胶的生热性时，对降低轮胎运行温度的贡献较小。此外，即使意欲增大在基胎和预硫化胎面之间缓冲胶自身的粘接力，也存在由于低生热性导致限定橡胶配混的问题。
因此，本发明的目的在于解决传统技术的上述问题并提供翻新轮胎用胎面及应用该翻新轮胎用胎面的翻新轮胎，在所述翻新轮胎用胎面中，当应用于翻新轮胎时改进胎面橡胶的生热性，降低运行温度以抑制胎面与基胎之间的翻新面处剥离强度的劣化，并进一步能够获得良好的剥离强度而不牺牲抗撕裂性。
用于解决问题的手段
本发明人已发现：将翻新轮胎用胎面制成由位于胎面表面侧的冠部橡胶和位于胎面底面侧的基部橡胶组成的两层结构，能够改进对于运行温度具有相对大贡献的基部橡胶的生热性以降低运行温度，由此抑制在翻新面处剥离强度的劣化，还能够使在与基胎接触的基部橡胶中的硫磺配混量成为恒定量，从而获得良好的剥离强度而不牺牲抗撕裂性，结果，已完成本发明。
即，根据本发明的翻新轮胎用胎面为包括位于所述胎面表面侧的冠部橡胶和位于所述胎面底面侧的基部橡胶的翻新轮胎用胎面，其特征在于，所述基部橡胶具有0.10以下的在25℃和2％应变下的损耗角正切(tanδ)，和460％以上的断裂伸长率(Eb)。
在根据本发明的翻新轮胎用胎面的优选实施方案中，在所述基部橡胶中的硫磺配混量为1.4-2.0质量份，基于100质量份橡胶组分。
在根据本发明的翻新轮胎用胎面的另一优选实施方案中，在所述基部橡胶中配混的炭黑具有100m2/g以下的氮吸附比表面积(N2SA)和105ml/100g以下的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量。
在根据本发明的翻新轮胎用胎面的另一优选实施方案中，在所述基部橡胶中的硫磺配混量大于在所述冠部橡胶中的硫磺配混量。
此外，根据本发明的翻新轮胎的特征在于，其包括前述翻新轮胎用胎面。此时，翻新轮胎优选通过再成型系统或预硫化系统制造。
发明的效果
根据本发明，存在以下开发的有益效果：能够提供翻新轮胎用胎面和包括该翻新轮胎用胎面的翻新轮胎，所述翻新轮胎用胎面适合用于翻新轮胎和降低运行温度以在轮胎寿命期间维持对基胎的良好粘接，并具有良好的抗撕裂性。
附图说明
图1为根据本发明的翻新轮胎用胎面的实施方案的截面图；
图2为根据本发明的翻新轮胎用胎面的改进实施方案的截面图；
图3为使用示于图1的翻新轮胎用胎面通过再成型系统制造的根据本发明的翻新轮胎的实施方案的横向截面图；和
图4为使用示于图2的翻新轮胎用胎面通过预硫化系统制造的根据本发明的翻新轮胎的实施方案的横向截面图。
附图标记说明
1    翻新轮胎用胎面
2    冠部橡胶
3    基部橡胶
4    胎面花纹
5    基胎
6    缓冲胶
具体实施方式
以下将参考附图详细地描述根据本发明的翻新轮胎用胎面。图1为根据本发明的翻新轮胎用胎面的实施方案的截面图。图2为根据本发明的翻新轮胎用胎面的改进实施方案的截面图。
示于图1中的翻新轮胎用胎面1具有所谓的冠部/基部结构，所述冠部/基部结构由位于胎面1表面侧的未硫化冠部橡胶2和位于胎面1底面侧的基部橡胶3组成。
在根据本发明的翻新轮胎用胎面1中，需要基部橡胶3的损耗角正切(tanδ)为0.10以下，基部橡胶3的断裂伸长率(Eb)为460％以上。当基部橡胶3的tanδ为0.10以下时，能够充分抑制在运行期间胎面橡胶的生热，从而降低运行温度，同时能够改进抗撕裂性。如果tanδ超过0.10，抑制胎面橡胶生热的效果不足，在运行期间的生热温度变得更高，因而存在劣化抗撕裂性的担心。为了进一步抑制胎面橡胶的生热以更加改进抗撕裂性，优选基部橡胶3的tanδ为0.09以下。此外，为了获得0.10以下的tanδ，提及例如，增大在用于基部橡胶3的橡胶组合物中的硫磺配混量的方法，和降低填料配混量的方法，但不特别限于此。
此外，当基部橡胶3的Eb为460％以上时，能够使抗撕裂性良好，但优选Eb为480％以上，以获得更优良的抗撕裂性。此外，为了获得460％以上的Eb，提及例如，降低在用于基部橡胶3的橡胶组合物中的填料配混量的方法，但不特别限于此。
应用于冠部橡胶2的橡胶组合物中的橡胶组分不特别限定，但包括天然橡胶(NR)和合成橡胶如聚丁二烯橡胶(BR)、聚异戊二烯橡胶(IR)和苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)等。这些橡胶组分可单独或以两种以上的共混物使用。在共混的情况下，优选将天然橡胶(NR)与聚丁二烯橡胶(BR)共混，其中NR/BR的共混比优选在60/40-80/20的范围内。
用于冠部橡胶2的橡胶组合物中的填料不特别限定，但包括炭黑和二氧化硅。此时，炭黑优选SAF和ISAF级。当将二氧化硅用作填料时，从进一步改进补强性的观点，优选在配混时添加硅烷偶联剂。
应用于基部橡胶3的橡胶组合物中的橡胶组分不特别限定，但包括天然橡胶(NR)和合成橡胶如聚丁二烯橡胶(BR)、聚异戊二烯橡胶(IR)和苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)等。这些橡胶组分可单独或以两种以上的共混物使用。
在本发明中，在基部橡胶3中的硫磺配混量优选1.4-2.0质量份，基于100质量份橡胶组分。当在基部橡胶3中的硫磺配混量为1.4质量份以下时，不能充分确保对基胎的粘接性，而当其为2.0质量份以上时，存在耐老化性劣化以及抗撕裂性劣化的担心。从进一步改进对基胎的粘接性和抗撕裂性的观点，在基部橡胶3中的硫磺配混量优选1.5-1.8质量份。
作为在用于基部橡胶3的橡胶组合物中配混的填料，提及炭黑。此时，炭黑优选具有100m2/g以下的氮吸附比表面积(N2SA)和105ml/100g以下的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量。通过使用满足上述范围的氮吸附比表面积(N2SA)和DBP吸油量的炭黑，能够同时兼顾抑制生热和抗撕裂性。作为此类炭黑的具体实例，可提及HAF级(例如，N330、N326)等。从确保生热性的观点，炭黑的配混量优选30-50质量份，更优选35-40质量份。
除了炭黑之外，也可将二氧化硅作为填料配混至用于基部橡胶3的橡胶组合物。二氧化硅的配混量优选在3-8质量份的范围内，基于100质量份橡胶组分。
在本发明中，优选使在基部橡胶中的硫磺配混量大于在冠部橡胶中的硫磺配混量。当在基部橡胶中的硫磺配混量大于在冠部橡胶中的硫磺配混量时，可在轮胎寿命的初期至末期期间给予轮胎良好的抗撕裂性。
此外，除了上述橡胶组分和填料之外，应用于冠部橡胶2和基部橡胶3的橡胶组合物可与通常用于轮胎胎面的添加剂(即，硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、软化剂如加工油，等)在通常用于胎面的量的范围内配混。
根据本发明的具有冠部/基部两层结构的翻新轮胎用胎面1例如可通过使用用于橡胶加工的常规挤出机等将两层同时挤出和成型而获得。
虽然翻新轮胎用胎面1可以以未硫化状态使用来制造翻新轮胎，但将未硫化状态的翻新轮胎用胎面1用具有用于形成胎面花纹的突部的合适模具通过硫化而成型，从而制备翻新轮胎用胎面1′(预硫化胎面)，所述翻新轮胎用胎面1′包括具有示于图2的胎面花纹4的硫化冠部橡胶2′和硫化基部橡胶3′，从所述翻新轮胎用胎面1′可以制造翻新轮胎。
以下将参考附图详细地描述根据本发明的翻新轮胎。图3为示出使用示于图1的翻新轮胎用胎面1通过再成型系统制造的翻新轮胎的横向截面图。示出的翻新轮胎通过如下方式制造：从新轮胎产品或翻新轮胎除去胎面橡胶，其后将示于图1的翻新轮胎用胎面1粘贴至通过抛光(buffing)形成的基胎5上，然后通过再成型系统根据制造翻新轮胎的常规方法通过在模具中硫化来接合，由此在基胎5上设置包括硫化冠部橡胶2′和基部橡胶3′的硫化翻新轮胎用胎面1′。
图4示出使用示于图2的硫化翻新轮胎用胎面1′通过预硫化系统制造的翻新轮胎。示出的翻新轮胎通过如下方式制造：通过橡胶胶浆或粘接用未硫化缓冲胶6将已硫化的翻新轮胎用胎面1′粘贴至基胎5的外周面上，然后通过用硫化剂硫化来接合。根据本发明的翻新轮胎可通过在如上所述的再成型系统和预硫化系统的任一种中通过使用根据本发明的翻新轮胎用胎面来制造。在翻新轮胎中，改进胎面的生热性以降低运行温度，并抑制在胎面与基胎之间的翻新面处剥离强度的劣化，从而在轮胎寿命期间维持胎面与基胎之间的良好粘接，并提供优良的抗撕裂性。
给出以下实施例以说明本发明，但不意欲作为本发明的限定。
实施例
用于各基部橡胶和冠部橡胶的橡胶组合物根据示于表1的配混配方，根据常规方式，通过使用通常用于橡胶工业的班伯里密炼机混炼而获得。对于基部橡胶获得的各橡胶组合物的损耗角正切(tanδ)和断裂伸长率(Eb)如下测量。测量结果示于表1中。
(1)损耗角正切(tanδ)
试验片借助给定方法通过在切片状态下从轮胎取出基部橡胶来制备，其tanδ通过使用由TOYO SEIKI CO.，LTD.制造的粘弹性分光计在以下条件下测量：初期负荷为160g，动态应变为2％，频率为52Hz和温度为25℃。
(2)断裂伸长率(Eb)
JIS 3号哑铃状试验片借助给定方法通过在切片状态下从轮胎取出基部橡胶来制备，并使其根据JIS K6251进行在25℃下的拉伸测试以测量断裂伸长率(Eb)(％)。
随后，将如上所述获得的橡胶组合物应用至翻新轮胎用胎面1的各冠部橡胶2和基部橡胶3，根据常规方式通过再成型系统制备示于图3的翻新轮胎。首先，将未硫化的翻新轮胎用胎面1通过用于橡胶等的常规挤出机通过将用于冠部橡胶和基部橡胶的橡胶组合物挤出为两层来制备。然后，将完成一次轮胎寿命后的具有11R22.5的轮胎尺寸的轮胎表面进行给定抛光处理，并粘贴未硫化的翻新轮胎用胎面1，然后硫化，以制备用于各实施例和比较例的翻新轮胎。此外，除了胎面仅包括冠部橡胶2之外，以与上述相同的方式制备作为常规例的翻新轮胎。
关于用于实施例、比较例和常规例的翻新轮胎，通过以下方法评价生热性、耐剥离性和抗撕裂性。结果示于表1中。
(3)生热性
转鼓试验在恒定速度和阶跃式加载(stepped load)的条件下进行，以测量在轮胎胎面中在恒定深度位置处的温度，实施例和比较例的各测量温度值由基于常规例的测量温度值为100的指数表示。指数值越大，轮胎的生热温度越低，即，降低生热的效果越大。
(4)耐剥离性
将样品从制备的轮胎中切出，并根据JIS K6256进行剥离测试以测量在翻新面处的剥离强度。此外，将轮胎安装在卡车上并行驶超过100000km，其后对轮胎进行与上述相同的测试以测量剩余剥离强度。测量数值由基于从常规例的轮胎获得的测试样品的剥离强度或剩余剥离强度为100的指数表示。指数值越高，剥离强度或剩余剥离强度越大，耐剥离性越好。
(5)抗撕裂性
将轮胎安装在卡车上，并行驶超过100000km后，测量在轮胎上产生的撕裂总长度，其由基于常规例中撕裂总长度为100的指数表示。指数值越高，抗撕裂性越好。
Figure GPA00001009303500101
*1 天然橡胶RSS#3。
*2 聚丁二烯橡胶，由JSR Corporation制造，BR01。
*3 Nipsil AQ，由Tosoh Silica Corporation制造。
*4 双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物，由DegussaCorporation制造，Si69。
*5 N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺。
*6 N2SA 119m2/g，DBP吸油量114ml/100g。
*7 N2SA 126m2/g，DBP吸油量125ml/100g。
*8 N2SA 83m2/g，DBP吸油量102ml/100g。
*9 N2SA 84m2/g，DBP吸油量71ml/100g。
如从表1所见，在基部橡胶具有0.10以下的tanδ和460％以上的Eb的实施例1-7中，生热性、抗撕裂性、剥离强度和剩余剥离强度与胎面仅包括冠部橡胶的常规例相比能够得到改进，并能够在轮胎寿命初期至末期期间维持良好的抗撕裂性和耐剥离性，同时抑制生热。
另一方面，在其中tanδ超过0.10和Eb小于460％的比较例1、2和6中，和其中Eb为460％以上，但tanδ超过0.10的比较例3中，生热性与实施例1-7相比没有得到改进。在比较例1-3中的剥离强度和剩余剥离强度，以及在比较例6中的抗撕裂性和剩余剥离强度与常规例相比劣化。此外，在其中tanδ为0.10以下，但Eb小于460％的比较例4和5中，抗撕裂性与常规例相比劣化。

Claims (6)

1.一种翻新轮胎用胎面，其包括位于所述胎面表面侧的冠部橡胶和位于所述胎面底面侧的基部橡胶，其特征在于，所述基部橡胶具有0.10以下的在25℃和2％应变下的损耗角正切tanδ，和460％以上的断裂伸长率Eb，其中断裂伸长率Eb根据JISK6251通过在25℃下的拉伸试验来测量；并且，其中在所述基部橡胶中的硫磺配混量和二氧化硅配混量分别为1.5-1.8质量份和3-8质量份，基于100质量份橡胶组分。
2.根据权利要求1所述的翻新轮胎用胎面，其中在所述基部橡胶中配混的炭黑具有100m2/g以下的氮吸附比表面积N2SA和105ml/100g以下的邻苯二甲酸二丁酯DBP吸油量。
3.根据权利要求1所述的翻新轮胎用胎面，其中在所述基部橡胶中的硫磺配混量大于在所述冠部橡胶中的硫磺配混量。
4.一种翻新轮胎，其包括根据权利要求1-3任一项所述的翻新轮胎用胎面。
5.根据权利要求4所述的翻新轮胎，其通过再成型系统制造。
6.根据权利要求4所述的翻新轮胎，其通过预硫化系统制造。
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