CN101873942A - 侧部补强层及漏气保用轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供改善了爆胎时的耐久性和提高了行驶距离和速度的漏气保用轮胎。漏气保用轮胎使用了漏气保用轮胎用侧部补强层，所述漏气保用轮胎用侧部补强层由下述橡胶组合物构成，相对于含有天然橡胶及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％和聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺0.1～50质量份。

Description

侧部补强层及漏气保用轮胎
技术领域
本发明涉及漏气保用性能优异的侧部补强层以及使用其的漏气保用轮胎。
背景技术
以往的漏气保用轮胎具有在侧壁部内侧配置有高硬度侧部补强用橡胶的结构，即使在由于爆胎引起内压减少的状态下也能够行驶到服务站这样特定的距离。通过安装漏气保用轮胎，就没有必要常备备用轮胎，能够期待车辆整体质量的轻量化。但是，漏气保用轮胎在爆胎时的速度和行驶距离尚不充分，期待提高漏气保用轮胎的耐久性。
作为提高漏气保用轮胎的耐久性的有效手段，可以例举通过增厚补强用橡胶来抑制变形，防止由于变形引起的破坏这样的方法。但是，由于轮胎的质量变大，因此不能达到漏气保用轮胎的最初目的，即轻量化。
此外，作为提高漏气保用轮胎的耐久性的有效手段，还有增大炭黑等补强用填充剂的量，通过混合这些填充剂提高补强用橡胶的硬度，从而抑制变形这样的方法。但是，这样的话，对混炼、挤压等工序的负荷增大，此外，硫化后物性中的发热性增高，基本不能期待漏气保用耐久性的提高。
此外，为了提高漏气保用轮胎的耐久性，人们尝试不增大炭黑的量而大量使用硫化剂以及硫化促进剂。这样的技术虽然能够提高硫化密度、抑制变形、发热，但是橡胶的伸长率变小出现破坏强度降低的倾向。另一方面，人们也提出了在轮胎的侧壁用橡胶中混合云母类等薄板状天然矿石的技术。但是，橡胶组合物必须具有耐弯曲性能，因此，由于硬度低，即使用作为侧部补强用橡胶也不足以支持荷重。
日本专利特开2005-280459号公报(专利文献1)中公开了这样一种漏气保用轮胎，具有配置在胎体的内侧面且侧壁区域的断面略呈镰刀形的侧部补强橡胶层，所述侧部补强橡胶层含有配置在轮胎轴向内侧且JISA硬度为70～95°的内侧橡胶部和配置在所述轮胎轴向外侧且JISA硬度小于所述内侧橡胶部且为60～75°的外侧橡胶部。
此外，日本专利特开2007-161071号公报(专利文献2)中公开了这样一种漏气保用轮胎，具有配置在侧壁部且胎体内侧的断面镰刀形的侧部补强橡胶层，所述胎体由胎体帘布层构成，所述胎体帘布层中，相对于轮胎圆周方向以70～90°的角度排列的胎体帘线被顶胶包覆，所述胎体帘线使用芳香族聚酰胺纤维帘线或聚萘二甲酸乙二醇酯纤维帘线。
专利文献1：日本专利特开2005-280459号公报
专利文献2：日本专利特开2007-161071号公报
发明内容
本发明涉及低发热性、高强度的漏气保用轮胎的侧部补强用橡胶组合物，尤其是提供在侧部使用该组合物、改善了爆胎时的耐久性、提高了行驶距离以及速度的漏气保用轮胎。
进而，从近年来漏气保用行驶的高速化、长距离化的倾向，迫切期待更加提高漏气保用耐久性和操控稳定性。本发明的目的在于提供一种漏气保用轮胎，以在胎体帘线中使用耐热性比人造丝纤维帘线优异且高弹性的芳香族聚酰胺纤维帘线为基本，实现了漏气保用轮胎的轻量化，同时提高了漏气保用行驶时的操控稳定性和耐久性，实现了漏气保用行驶的高速化、长距离化。
本发明是漏气保用轮胎用的侧部补强层，由下述橡胶组合物构成，相对于含有天然橡胶及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％和聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的补强材料0.1～50质量份。
所述补强材料优选聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)及/或含有该聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)和硬脂酸的母胶。此外，所述橡胶组合物的复合弹性模量(E*)优选10Mpa以上。
此外，本发明的漏气保用轮胎具有：从胎面部开始通过侧壁部至胎圈部的胎圈芯为止的胎体、配置在胎面部内侧且位于所述胎体的半径方向外侧的带束层、和配置在侧壁部且位于所述胎体内侧的从具有最大厚度的中央部分向半径方向内外厚度减少延伸的断面呈镰刀形的侧部补强层，该侧部补强层由所述橡胶组合物形成。
本发明的漏气保用轮胎的所述胎体优选由胎体帘布层构成，所述胎体帘布层中，相对于轮胎圆周方向以45～90°的角度排列的胎体帘线被顶胶包覆，同时，所述胎体帘线优选芳香族聚酰胺纤维帘线。所述胎体帘线的结构优选是，将2股初捻的纤丝束通过复捻而相互捻合在一起的2股捻合结构。
进而，本发明的优选方式的漏气保用轮胎，其胎体帘线的以下式(1)所示的捻合系数T在0.5～0.8的范围。
Figure GPA00001142747200021
(但，N是复捻数(次/10cm)，D是总表观分特(细度)，ρ是帘线材料的比重。)
优选所述胎体帘布层的所述顶胶的复合弹性模量(E*)在5～13MPa的范围。
本发明的其他优选方式是这样的漏气保用轮胎，安装在正规轮辋、且填充了正规内压的正规内压状态的轮胎子午断面中，将从轮胎赤道面C开始隔开轮胎最大断面宽SW的45％的距离SP，将相对应的轮胎外表面上的点设为P时，轮胎外表面的曲率半径RC，从所述轮胎外表面与轮胎赤道面C相交的赤道点CP开始至所述点P为止慢慢减少，同时，从所述轮胎赤道面C隔开所述轮胎最大断面宽SW的半宽(SW/2)的60％、75％、90％及100％的距离X60、X75、X90以及X100的轮胎外表面上的各点与、所述赤道点CP中相对于轮胎赤道面C的垂线CX之间的各半径方向距离分别设为Y60、Y75、Y90以及Y100，且与轮胎断面高度SH满足以下关系。
0.05＜Y60/SH≤0.1
0.1＜Y75/SH≤0.2
0.2＜Y90/SH≤0.4
0.4＜Y100/SH≤0.7
所述“正规轮辋”是指，在含有轮胎规格的规格体系中，该规格按照不同轮胎规定的轮辋，例如，JATMA的话，是标准轮辋，TRA的话，为″Design Rim″，或ETRTO的话，是″Measuring Rim″。此外，所述“正规内压”是指，所述规格按照不同轮胎规定的空气压，JATMA的话，是最高空气压，TRA的话，是表″在各种冷膨胀压下的轮胎载重极限(TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值，ETRTO的话，是”膨胀压(INFLATION PRESSURE)”，但是乘用车用轮胎的情况为180kPa。
本发明将由下述橡胶组合物构成的侧部补强层用于漏气保用轮胎，因此，能够获得爆胎时的行驶耐久性即漏气保用性优异的漏气保用轮胎，所述橡胶组合物中，相对于含有天然橡胶以及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％与聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)0.1～50质量份。
尤其是，通过采用耐热性优异的芳香族聚酰胺纤维帘线作为胎体帘布层，可以抑制由于漏气保用行驶时的温度上升引起的帘线损伤。此外，由于芳香族聚酰胺纤维帘线为高弹性、可以提高载重支持能力，因此，可以在减少帘布张数、即实现轮胎的轻量化的同时，减轻漏气保用时的轮胎变形，能够提高上述耐热性并提高漏气保用耐久性。又，还可以提高漏气保用行驶时的操控稳定性，实现漏气保用行驶的高速化、长距离化。
附图说明
[图1]本发明的充气轮胎为漏气保用轮胎时的1实施例的子午断面。
[图2]胎体帘线的概略图。
[图3]显示轮胎外表面的轮廓的线图。
[图4]显示轮胎外表面各位置的RYi范围的线图。
符号说明
1漏气保用轮胎 2胎面部 3侧壁部 4胎圈部 5胎圈芯 6胎体 7胎面补强帘线层 8胎圈三角胶 9带束层 10带(バンド) 11侧部补强层 20胎体帘线 21绳
具体实施方式
本发明是由下述橡胶组合物构成的漏气保用轮胎的侧部补强层，所述橡胶组合物中，相对于含有天然橡胶以及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％与聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)0.1～50质量份。
<橡胶成分>
所述侧部补强层的橡胶组合物中，橡胶成分中的天然橡胶(NR)及/或聚异戊二烯橡胶(IR)的含有率优选20质量％～80质量％。天然橡胶(NR)及/或聚异戊二烯橡胶(IR)的含有率不足20质量％的话，橡胶组合物有伸长率低、生产率降低的倾向。此外，该含有率在橡胶成分中超过80质量％的话，由于漏气保用行驶时的发热，有橡胶劣化、漏气保用性能降低的倾向。
接着，所述聚丁二烯橡胶在橡胶成分中含有20～80质量％、优选含有30～70重量％。聚丁二烯橡胶不足20质量％的话，不能提高橡胶组合物的刚性，另一方面，超过80质量％的话，伸长率降低，漏气保用性降低。这里，聚丁二烯橡胶可以使用顺式结合量在80质量％以上的1，4-顺聚丁二烯、反式结合量在30质量％以下的聚丁二烯橡胶、1，2-聚丁二烯(1，2BR)、含有1，2-间规结晶(以下也称为“SPBd结晶”。)的聚丁二烯橡胶。这里，含有SPBd结晶5～60质量％、优选10～40质量％。SPBd结晶不足5质量％时，强度、刚性不充分，SPBd结晶超过60质量％的话，加工性有下降的倾向。
本发明中，作为橡胶成分，可以使用苯乙烯-丁二烯共聚橡胶(SBR)、含有间规结晶的SBR、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)、苯乙烯-异戊二烯共聚橡胶、异戊二烯-丁二烯共聚橡胶等。优选在橡胶成分的20质量％以下的范围内混合1种或2种这些橡胶成分。
<补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)>
所述侧部补强层的橡胶组合物，相对于橡胶成分100质量份，混合补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)0.1～50质量份。这里，补强材料可以使用聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)本身、或含有聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)与硬脂酸的母胶。
聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)是具有下述通式(1)或通式(2)的芳香族聚酰胺，分子单位在对位或间位被延长。通式(1)、通式(2)中的分子结合单位m、n通常在10～10,000的范围。聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)也可以是分子单位在对位和间位被延长的物质混合存在的结构。
[化1]
[化2]
Figure GPA00001142747200052
本发明中，聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)单独使用，优选作为含有硬脂酸的母胶使用。母胶含有聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)10～80质量％、优选30～70质量％、含有硬脂酸10～60质量％。此外，母胶优选含有硅烷偶联剂0.5～15质量％、硫化促进剂0.1～2质量％，进而优选还含有硫黄0.05～2质量％。
所述硅烷偶联剂可以例举，二(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫、二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫、二(2-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷等。所述硅烷偶联剂的混合量，相对于二氧化硅100质量份，在2质量份～20质量份的范围内混合。
所述硫化促进剂最常使用例如次磺酰胺系促进剂，这是因为它作为延迟系硫化促进剂，在制造过程中难以引起燃烧，硫化特性优异。此外，使用了次磺酰胺系促进剂的橡胶配合，硫化后橡胶物性中，对于由于外力引起的变形发热性低，因此，漏气保用轮胎的耐久性得以提高。
次磺酰胺系促进剂可以例举，TBBS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)、CBS(N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)、DZ(N，N’-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)等。作为其他的硫化促进剂可以使用例如，MBT(巯基苯并噻唑)、MBTS(二硫化二苯并噻唑)、DPG(二苯基胍)等。
聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)，在硫化促进剂与硫黄存在下，与硅烷偶联剂反应。例如，使用具有末端SH基的硅烷偶联剂时，SH基也和炭黑、二氧化硅等的表面OH基反应，聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)通过硅烷偶联剂与炭黑、二氧化硅键合，可以更进一步提高补强効果。
为了使用所述母胶调整橡胶组合物，可以同时混合炭黑、二氧化硅等填料。但是，橡胶组合物中另外混合的硅烷偶联剂的混合量需要兼顾母胶中含有的进行调整。橡胶组合物混炼后的排出温度通常设定为130℃以上，混炼后优选在在72小时内硫化。
<炭黑>
本发明中使用的炭黑没有特别限定，为了维持橡胶组合物低发热，优选FEF、FPF等软炭。例如，氮吸附比表面积(N2SA)在30m2/g以上，优选35m2/g以上。N2SA不足30m2/g的话，补强性不足、不能获得充分的耐久性。此外，该炭黑的N2SA在100m2/g以下，优选80m2/g以下，更优选60m2/g以下。N2SA超过100m2/g的话，发热性变高。
所述炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油量(DBP吸油量)在50ml/100g以上、优选80ml/100g以上。DBP吸油量不足50ml/100g的话，难以获得充分的补强性。
所述炭黑的含量，相对于橡胶成分100质量份在10质量份以上，优选20质量份以上，更优选30质量份以上。炭黑少于10质量份的话，不能获得充分的橡胶强度。此外，炭黑的含量在80质量份以下，优选70质量份以下，更优选60质量份以下。炭黑超过80质量份的话，混合粘度上升，橡胶的混炼、挤压变得困难，进而，漏气保用行驶时的发热变大。
<配合剂>
本发明的橡胶组合物中使用的硫黄或硫黄化合物，从抑制硫黄从表面析出的观点，优选不溶性硫黄。不溶性硫黄的平均分子量在10000以上、特别优选100000以上，500000以下，特别优选300000以下。平均分子量不足10000的话，有容易发生低温下的分解、容易从表面析出的倾向，超过500000的话，在橡胶中的分散性有降低的倾向。
硫黄或硫黄化合物的混合量优选2质量份以上、更优选3质量份以上，优选10质量份以下、更优选8质量份以下。硫黄或硫黄化合物不足2质量份的话，有难以获得充分的硬度的倾向，超过10质量份的话，有损失未硫化橡胶的储存稳定性的倾向。
进而，本发明的侧部补强用橡胶组合物，在不损害本发明的效果的范围内，可以含有通常橡胶混合中使用的氧化锌、石蜡、硬脂酸、油、防老化剂等。
<填充剂>
本发明的橡胶组合物可以使用普通橡胶一般使用的二氧化硅。例如，干式法白炭墨、湿式法白炭墨、胶态二氧化硅等。其中优选以含水硅酸为主成分的湿式法白炭墨。
进而，本发明也可以混合薄板状天然矿石，例如，高岭石、绢云母(セリナイト)、金云母以及白云母等的云母类。这里，从提高橡胶硬度的观点来讲，薄板状天然矿石的宽高比(最大径与厚度之比)优选3以上。所述薄板状天然矿石适宜使用平均粒子径2μm以上30μm以下的薄板状天然矿石。其混合量为，相对于橡胶成分100质量份，在5质量份～120质量份的范围内混合。
<橡胶组合物的粘弹性特性>
所述侧部补强层的橡胶组合物的复合弹性模量(E*)为10Mpa以上，进而，损失弹性模量(E″)以及复合弹性模量(E*)优选满足下式。
E″/(E*)2≤7.5×10-9Pa-1
尤其，优选E″/(E*)2≤6.8×10-9Pa-1。
复合弹性模量(E*)不足10Mpa时，漏气保用时侧部补强层的变形变大，此外，E″/(E*)2大于7.5×10-9Pa-1时，漏气保用时，随着侧部补强层的变形，发热变大，有促进橡胶的热劣化直至橡胶被破坏的倾向。
<漏气保用轮胎>
以下，结合图示例说明本发明的一个实施方式。图1是本发明的漏气保用轮胎1所示的正规内压状态下的轮胎子午断面图。
图1中，本实施方式的漏气保用轮胎1具有胎体6和胎面补强帘线层7，所述胎体6从胎面部2经侧壁部3到达胎圈部4的胎圈芯5，所述胎面补强帘线层7配置在胎面部2的内方且位于所述胎体6的半径方向外侧。
所述胎体6由用顶胶对相对于轮胎圆周方向以45～90°的角度排列的胎体帘线进行包覆的1片以上的胎体帘布层形成。本例显示的是以80～90°的角度排列胎体帘线的1片胎体帘布层的情况。所述胎体帘布层，在跨越所述胎圈芯5、5之间的帘布层本体部6a的两侧，连续具有从轮胎轴向内侧向外侧折返所述胎圈芯5的外周的帘布层折返部6b。
所述帘布层本体部6a和帘布层折返部6b之间排列有由例如，橡胶硬度为65～98度的硬质橡胶构成的、从所述胎圈芯5向半径方向外侧呈前细状延伸的胎圈补强用胎圈三角胶8。本说明书中，“橡胶硬度”是指在温度23℃测定的A型硬度计硬度。所述胎圈三角胶8从胎圈基线BL向轮胎半径方向的高度Ha虽没有特别限定，但太小的话，漏气保用耐久性不充分。反之，若太大的话，担心会导致轮胎质量过度增加或乘坐舒适度的恶化。基于这样的观点，胎圈三角胶8的所述高度Ha为轮胎断面高度SH的10～60％、更优选20～50％。
本例中，所述胎体6的帘布层折返部6b沿半径方向外侧超过所述胎圈三角胶8并向上卷起，其外端部6be具有被夹在帘布层本体部6a和所述胎面补强帘线层7之间终止端部的所谓超高上卷的折返结构。由此，使用1片胎体帘布层就能够有效地补强侧壁部3。此外，所述帘布层折返部6b的外端部6be，由于从漏气保用行驶时弯曲较大的侧壁部3离开，因此能够适宜地抑制以该外端部6be为起点的损伤。所述帘布层折返部6b与胎面补强帘线层7的重复部分的轮胎轴向宽We在5mm以上、进一步优选10mm以上，从轻量化的观点，其上限在40mm以下，更优选30mm以下。所述胎体6由多片胎体帘布层形成时，优选至少1片胎体帘布层是这样的状态。
接着，在本例中，所述胎面补强帘线层7由叠置在所述胎体6上的带束层9和叠置在更外侧的带10构成。所述带束层9由，相对于轮胎圆周方向以例如10～45°的角度排列的带束层帘线被顶胶包覆的2片以上、本例中为2片的带束层帘布9A、9B形成。各带束层帘线，通过帘布层间相互交叉从而提高了带束层刚性、具有环箍效果地强固地补强胎面部2的大致全宽。
又，所述带10由相对于轮胎圆周方向以5°以下的角度螺旋状卷曲的带帘线被顶胶包覆的1片以上带帘布层构成，束缚所述带束层9，提高操控稳定性、高速耐久性等。所述带帘布层，有只包覆带束层9的轮胎轴向外端部的左右一对边缘带帘布层和覆盖带束层9的大致全宽的全带帘布层，这些可以单独使用或组合使用。本例中例示的是带10由1片全带帘布层构成的情况。所述胎面补强帘线层7，可以仅由带束层9形成也可以仅由带10形成。
又，所述侧壁部3配置有确保漏气保用功能的侧部补强层11。所述侧部补强层11构成从具有最大厚度Tm的中央部分向轮胎半径方向内端11a及外端11b厚度分别渐渐减小延伸的断面镰刀形。所述内端11a，比起胎圈三角胶8的外端，位于轮胎半径方向内侧，所述外端11b，比起胎面补强帘线层7的外端7e，位于轮胎轴向内侧。此时，优选侧部补强层11与胎圈三角胶8在轮胎半径方向的重叠宽Wa为5～50mm、且侧部补强层11与胎面补强帘线层7在轮胎轴向的重叠宽Wo为50mm以下，由此，抑制所述外端11b和内端11a的刚性阶差的产生。
在本例中，所述侧部补强层11配置在胎体6的帘布层本体部6a的内侧(轮胎内腔侧)。因此，在侧壁部3弯曲变形时，在侧部补强层11中主要是压缩载重起作用，在具有帘线材料的帘布层本体6a中主要是拉伸载重起作用。由于橡胶压缩载重强，且帘线材料拉伸载重强，因此，上述这样的侧部补强层11的配设结构可以有效提高侧壁部3的弯曲刚性，能够有效降低漏气保用行驶时轮胎的纵弯。
侧部补强层11可以使用硬度高的橡胶配合和硬度低的橡胶配合。硬度高的橡胶配合抑制漏气保用行驶时的压缩变形，维持漏气保用性能。这种情况下的橡胶配合，优选复合弹性模量(E*)在12～18MPa的范围内，tanδ在0.06～0.1的范围。另一方面，硬度低的橡胶配合降低漏气保用行驶时的发热性、维持漏气保用性能。这种情况下的橡胶配合，优选复合弹性模量(E*)在5～11MPa的范围，tanδ在0.02～0.06的范围。
此外，侧部补强层11的最大厚度Tm因轮胎尺寸、轮胎的种类等有所不同，乘用车用轮胎设定在5～20mm的范围。
本例中，例示了所述胎圈部4中凸设轮辋保护肋12的情况。所述轮辋保护肋12是覆盖轮辋凸缘JF从基准轮廓线j突出的肋体，构成由越过所述轮辋凸缘JF的前端在轮胎轴向外侧最突出的突出面部12c、从该突出面部12c与胎圈外侧面平滑连接的半径方向内侧的斜面部、和从所述突出面部12c至轮胎最大宽点附近位置为止平滑连接所述基准轮廓线j的半径方向外侧的斜面部围成的断面梯形。所述内侧的斜面部由曲率半径大于轮辋凸缘JF的圆弧部形成的凹状的圆弧面所形成，行驶时保护轮辋凸缘JF免受路沿石等的损害。另一方面，漏气保用行驶时，由于内侧的斜面部偏向轮辋凸缘JF的圆弧部接触，可以减轻胎圈变形量，有助于提高漏气保用时的操控稳定性和漏气保用耐久性。
本发明中，为了提高所述漏气保用操控稳定性和漏气保用耐久性，优选在所述胎体帘线使用芳香族聚酰胺纤维。
所述芳香族聚酰胺纤维已知是高弹性纤维，通过用于漏气保用轮胎1的胎体帘线中，可以提高轮胎的载重支持能力。因此，可以实现例如，胎体帘布层片数的减少、胎体帘线的细径化、和/或帘线排列密度(帘线端部(cord end)数)的降低等带来的轮胎轻量化，同时，可以降低漏气保用时的轮胎变形。而且，芳香族聚酰胺纤维具有在100～150℃高温下弹性模量的降低小于其他有机纤维帘线材料、耐热性优异的特性。因此，即使漏气保用行驶时的轮胎温度上升，也能够防止胎体帘线强度降低导致的损伤、或者弹性模量的降低引起的轮胎变形量的增加或随之产生的轮胎温度的进一步上升。结果，可以提高漏气保用耐久性。进而，即使轮胎温度上升，由于能够维持高弹性模量、提高轮胎刚性，因此能够提高漏气保用时的操控稳定性。由此，实现了漏气保用行驶中的高速化、长距离化。
但是，芳香族聚酰胺纤维由于弹性模量高，有耐疲劳性差的倾向。因此，本例中，如图2所简示，胎体帘线20采用将2股初捻的芳香族聚酰胺纤维绳21通过复捻相互捻合的2股捻合结构，同时，用高于以往的捻合系数T进行捻合。
这里，如现有技术所公知的一样，所述“捻合系数T”是，以帘线的复捻数为N(单位：次/10cm)、1股帘线的总表观分特(细度)为D(单位：dtex)、帘线材料的比重为ρ时，下式(1)所示。
Figure GPA00001142747200101
通过将该捻合系数T提高到0.5～0.8的范围，可以改善芳香族聚酰胺纤维帘线的缺点即耐疲劳性，与以往的人造丝帘线相比，可以大幅提高漏气保用耐久性。所述胎体帘线20的捻合系数T低于0.5的话，耐疲劳性的提高效果少，不能充分提高漏气保用耐久性。反之，捻合系数T超过0.8的话，帘线的捻合加工变难不利于生产率。捻合系数T的下限尤其优选0.6以上，由此，帘线的耐疲劳性被进一步改善，可以进一步提高漏气保用耐久性。
胎体帘线20中，为了激活芳香族聚酰胺纤维的重要特性即高弹性、使其充分发挥优异的补强效果，采用2股捻合结构。此时，优选初捻数和复捻数相等的所谓平衡捻合，捻合数之比(初捻数/复捻数)在0.2～2.0的范围内、优选0.5～1.5的范围内，初捻数与复捻数也可以不同。
又，所述总表观分特D(细度)虽没有特别限定，漏气保用轮胎的情况优选1500～5000dtex的范围。又，胎体帘布层中帘线端部数n(股/5cm)与所述总表观分特D的积优选70000～150000的范围，不足70000的话，即使使用了芳香族聚酰胺纤维帘线，漏气保用耐久性或操控稳定性也不充分，反之，超过150000的话，胎体刚性过大，破坏乘坐舒适度，同时也导致质量或成本的不必要的增加。基于这样的观点，所述乘积D×n的下限进一步优选100000以上，上限进一步优选120000以下。
又，由于耐疲劳性引起的胎体帘线20的损伤，容易发生在轮胎变形时受到压缩变形的部位、即帘布层折返部6b中的胎圈侧部分。但是本例中，如前所述，由于在胎圈部4上凸设了轮辋保护肋12，减轻了漏气保用行驶时的胎圈变形，压缩变形难以作用在胎体帘线20上。结果，可以进一步抑制采用芳香族聚酰胺纤维时的胎体帘线20的疲劳损伤，实现漏气保用耐久性的进一步提高。换言之，使用芳香族聚酰胺纤维的胎体帘线20的轮胎中，从抑制帘线的疲劳损伤的观点，优选使用轮辋保护肋12。
进而，本例中，作为所述胎体帘布层的顶胶，采用复合弹性模量E*在5～13MPa的范围且与以往的胎体顶胶相比为高弹性的橡胶。以往的胎体顶胶的复合弹性模量E*为3.8MPa程度。这样，通过采用高弹性的橡胶作为顶胶，可以降低轮胎变形时胎体帘线20的变形，达到漏气保用耐久性的进一步提高。复合弹性模量E*低于5MPa的话，不产生所述效果，反之，超过13MPa的话，橡胶变得过硬，乘坐舒适度一下子变差。基于这样的观点，复合弹性模量E*的下限值优选5.5MPa以上、进一步优选6MPa以上，此外，上限值为11MPa以下、进一步优选9MPa以下。
接着，所述正规内压状态的轮胎子午断面中，轮胎外表面2A的轮廓由曲率半径不同的多个圆弧构成的曲面所形成。优选通过由曲率半径R从所述轮胎外表面2A与轮胎赤道面C的交点即赤道点CP开始向接地端侧渐渐减小的多个圆弧构成的曲面，形成所述轮廓。由此，可以将所述侧部补强层11的橡胶容量抑制到最小限度，可以实现轮胎的轻量化和提高乘坐舒适度。尤其是，通过采用日本专利第2994989号公报中提出的特殊轮廓，可以进一步发挥上述效果。
详述的话，首先如图3所示，从轮胎赤道面C隔开所述轮胎最大断面宽SW的45％的距离SP，将对应的轮胎外表面2A上的点设为P时，轮胎外表面2A的曲率半径RC设定为从所述轮胎赤道点CP至所述点P之间渐渐减少。所述“轮胎最大断面宽SW”是指，轮胎外表面2A的基准轮廓线j(参照图1)的最大宽，所述基准轮廓线j是指，除去在轮胎外表面2A上局部形成的例如表示文字、图形、记号等的装饰用、信息用等的微细肋或槽、防止轮辋外脱用的轮辋保护肋12、防止割伤用的侧部保护肋等的局部凹凸部的、平滑的轮廓线。
又，从所述轮胎赤道面C开始隔开轮胎最大断面宽SW的半宽(SW/2)的60％、75％、90％和100％的距离X60、X75、X90和X100，分别将对应的各轮胎外表面2A上的点设为P60、P75、P90和P100。又，将所述各轮胎外表面2A上的点P60、P75、P90和P100与所述轮胎赤道点CP之间的半径方向的距离设为Y60、Y75、Y90和Y100。
所述正规内压状态下，将胎圈基线BL至所述赤道点CP的半径方向高度即轮胎断面高度设为SH时，所述半径方向距离Y60、Y75、Y90和Y100的特征是，分别满足以下关系。
0.05＜Y60/SH≤0.1
0.1＜Y75/SH≤0.2
0.2＜Y90/SH≤0.4
0.4＜Y100/SH≤0.7
这里，RY60＝Y60/SH
RY75＝Y75/SH
RY90＝Y90/SH
RY100＝Y100/SH
满足所述关系的范围RYi如图4所示。如图3、4所示，满足所述关系的轮廓，由于胎面变得非常圆，轨迹为接地宽小且接地长度大的纵长椭圆形状，能够提高噪音性能和水漂(ハイドロプレ一ニング)性能，这在上述日本专利第2994989号公报中已有报道。所述RY60、RY75、RY90和RY100的值低于各下限值的话，由于以胎面部2为中心，轮胎外表面2A平坦化，与以往的轮胎的轮廓的差变少。反之，超过各上限值的话，由于以胎面部2为中心，轮胎外表面2A明显变成凸状，接地宽变得过小，在通常行驶中，不能确保必要的行驶性能。
轮胎中，由于轮胎扁平率、轮胎最大断面宽、轮胎最大高度等可以从JATMA、ETRTO等轮胎规格大致得出，因此，通过预先设定轮胎尺寸，可以容易地算出所述RY60、RY75、RY90和RY100的范围。因此，为了满足所述各位置的RY60、RY75、RY90和RY100的范围且为了使曲率半径RC慢慢减少，所述轮胎外表面2A可以通过从所述轮胎赤道点CP开始到所述点P为止绘制平滑的曲线来适宜确定。
又，在所述正规内压状态的轮胎中负荷正规载重的80％的载重的状态中，所述轮胎优选使所述轮胎外表面2A接地的轮胎轴向最外端间的轮胎轴向距离即接地宽在所述轮胎最大断面宽SW的50％～65％的范围。这是因为，所述接地宽不足所述轮胎最大断面宽SW的50％时，在通常的行驶中，车辙易摇晃等，偏移(ワンダリング)性能下降，且由于接地压的不均匀化，容易发生偏摩耗。所述接地宽超过轮胎最大断面宽SW的65％时，接地宽变得过大，难以兼顾上述通过噪音和水漂性能。
由于这样的特殊轮廓具有侧壁部区域短的特征，通过用在漏气保用轮胎中，协同所述侧部补强层的橡胶组合物的特性，可以进一步提高漏气保用耐久性，进而，可以降低侧部补强层的橡胶容积，实现减轻漏气保用轮胎的质量和提高乘坐舒适度。但是，在橡胶容积大的胎面部2处的变形量与通常轮廓的轮胎相比变大。又，使用了耐热性高的芳香族聚酰胺纤维的胎体帘线对于这样特殊轮廓的轮胎也更加有利。
<实施例>
实施例1～2以及比较例1～2
<聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)母胶的调制>
按照表1的配合调制含有聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)和硬脂酸的母胶。
[表1]
  质量％
  对芳香族聚酰胺纤维(注1)   50
  硅烷偶联剂        (注2)   6
  硫化促进剂        (注3)   0.3
  硫黄              (注4)   0.1
  硬脂酸            (注5)   42
(注1)聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)：帝人社制的“Twaron”。
(注2)硅烷偶联剂：デグツサ社制的“Si69”。
(注3)硫化促进剂：大内新兴化学工业社制的“NS”。
(注4)硫黄：四国化成工业(株)社制的“シユ一クロンOT”。
(注5)硬脂酸：日本油脂(株)社制的“椿”。
<橡胶组合物的制造>
按照表2所示的配合内容，使用班伯里密炼机，150℃下混炼不溶性硫黄以及硫化促进剂以外的成分4分钟。使用以下的开口辊，在得到的混炼物中加入硫黄和硫化促进剂，在80℃下捏合3分钟，得到未硫化橡胶组合物1～4，用于轮胎试验。
160℃下对得到的未硫化橡胶组合物加压硫化20分钟，得到硫化橡胶组合物，进行断裂强度、粘弹性特性的评价。
<漏气保用轮胎的制造>
使用表2所示的橡胶配合1～4作为侧部补强层，成形为衬里条层(lining strip layer)的形状，与轮胎的其他部件贴合在一起，成形为未硫化轮胎。在160℃将该成形轮胎加压硫化120分钟，制造尺寸为215/45ZR17的漏气保用轮胎。
实施例1、2以及比较例1、2的漏气保用轮胎采用与图1所示相同的基本结构，除了侧部补强层的橡胶配合以外其余都相同。这里，胎体使用人造丝帘线，帘布层片数是1片、帘线角度相对于轮胎圆周方向为90°。此外，在带束层中将2片钢帘线的带束帘布层，以帘线角度相对于轮胎圆周方向为24°，积层为相互反方向交叉。
[表2]
  实施例1   实施例2   比较例1   比较例2
  混合No.   1   2   3   4
  NR                    (注1)   70   -   70   -
  SBR                   (注2)   -   70   -   70
  BR                    (注3)   30   30   30   30
  炭黑                  (注4)   50   50   50   50
  硬脂酸                (注5)   0.5   0.5   2   2
  氧化锌                (注6)   3   3   3   3
  老化防止剂            (注7)   1   1   1   1
  对芳香族聚酰胺纤维母胶(注8)   2   2   -   -
  硫黄                  (注9)   5   5   5   5
  促进剂                (注10)   2   2   2   2
  硬度计A硬度   76   79   75   75
  TB(Mpa)   15.3   16.8   9.45   8.54
  (E*)Mpa   9.1   10.2   7.6   8.2
  E″/(E*)2×10-9Pa-1   5.5   6.7   3.8   3.8
  tanδ指数   87   82   100   98
  实施例1   实施例2   比较例1   比较例2
  漏气保用耐久性   206   212   100   104
(注1)NR：RSS#3
(注2)SBR-1：JSR社制的商品名“SL574”(1，2-间规聚丁二烯结晶含量0质量％)。
(注3)BR：宇部兴产社制的“VCR412”
(注4)炭黑(FEF)：三菱化学(株)制的ダイヤブラツクE(N2SA41m2/g、DBP吸油量115ml/100g)。
(注5)硬脂酸：日本油脂(株)制的“椿”。
(注6)氧化锌：三井金属矿业(株)制的“氧化锌2种”。
(注7)老化防止剂：住友化学工业(株)制的アンチゲン6C、N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺。
(注8)聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)母胶：按照表1的配合。
(注9)硫黄：四国化成工业(株)制的不溶性硫黄“ミユ一クロンOT”。
(注10)硫化促进剂：大内新兴化学工业(株)制的ノクセラ一NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)。
进行以下各种评价。评价结果示于表2。
<粘弹性特性>
使用(株)岩本制作所制的粘弹性计，在测定温度70℃、初期变形10％、动态变形±1％、频率10Hz的条件下，测定根据上述配合1～4调制的侧部补强层的橡胶试验片的E″(损耗弹性模量)、E*(复合弹性模量)、tanδ，求出E″/(E*)2。
此外，tanδ指数表示以比较例1的tanδ值为100的相对值。
<断裂强度>
根据JIS-K6251“硫化橡胶和热塑性橡胶-拉伸特性的求法”，使用由所述硫化橡胶片构成的3号哑铃型试验片，实施拉伸试验，测定23℃的断裂强度(TB)。
<漏气保用耐久性>
使各供试轮胎以空气内压0kPa，以纵载重(4.14kN)、速度80km/h在转鼓试验机上行驶，测定轮胎到破损为止的行驶距离，用以比较例1为100的指数，通过下述计算式评价各实施例、比较例。数值越大漏气保用耐久性越好。
(耐久性)＝(各供试轮胎的行驶距离)÷(比较例1的行驶距离)×100
实施例3～7、比较例3～7
使用实施例1、比较例1中使用的配合1和配合3的侧部补强层，与实施例1同样地制造改变了胎体帘布层的材料、结构的漏气保用轮胎。
这里，漏气保用轮胎的基本结构如图1所示，除了表3所示的胎体的材料、结构以外采用同样的方式。基本方式如下。
胎体：帘布层1片、帘线角度相对于圆周方向为90°。
带束层：钢帘线的带束帘布层为2片、以帘线角度相对于轮胎圆周方向为24°相互反向层压。
侧部补强层：橡胶的最大厚度10.0mm。
表3中，捻合系数T如下式(1)所示。
又，人造丝纤维帘线的比重ρ为1.51，芳香族聚酰胺纤维帘线的比重ρ为1.44。
又，关于胎面轮廓，各轮胎都是采用在RY60＝0.05～0.1、RY75＝0.1～0.2、RY90＝0.2～0.4、RY100＝0.4～0.7的范围内轮廓实质上相同的轮胎。
[表3]
Figure GPA00001142747200161
<漏气保用耐久性的评价>
漏气保用耐久性采用与实施例1同样的方法评价。
比较实施例3与比较例3、实施例4与比较例4、实施例5与比较例5，在使用同样的芳香族聚酰胺纤维帘线的胎体的情况下，将侧部补强层的配合1换成配合3，由此，漏气保用耐久性大幅改善。
比较实施例6和比较例6、实施例7和比较例7，在使用同样的人造丝纤维帘线的胎体的情况下，将侧部补强层的配合1换成配合3，由此，漏气保用耐久性大幅改善。
实施例3～5以及实施例7的比较中，可以确认捻合系数T优选0.5～0.8的范围。
这次公开的实施方式以及实施例都是以点的方式进行例示的，但不应视为局限于这些。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求书所示，也包括与权利要求书等同的内容以及权利要求范围内的全部变更。
产业实用性
本发明是漏气保用性能优异的侧部补强用橡胶组合物以及使用其的漏气保用轮胎，不仅限于乘用车用轮胎，也适用于轻型卡车用轮胎、卡车、公交车用轮胎。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)漏气保用轮胎用的侧部补强层(11)，所述漏气保用轮胎具有
从胎面部(2)开始通过侧壁部(3)至胎圈部(4)的胎圈芯(5)为止的胎体(6)；
配置在胎面部(2)内侧且位于所述胎体的半径方向外侧的带束(9)层；和
配置在侧壁部(3)且位于所述胎体(6)内侧的从具有最大厚度的中央部分向半径方向内外厚度减少延伸的断面呈镰刀形的侧部补强层(11)，
所述漏气保用轮胎用的侧部补强层(11)由下述橡胶组合物构成，相对于含有天然橡胶及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％和聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺0.1～50质量份。
2.如权利要求1记载的侧部补强层(11)，所述补强材料为聚对苯二甲酰对苯二胺及/或含有该聚对苯二甲酰对苯二胺和硬脂酸的母胶。
3.如权利要求1或2记载的侧部补强层(11)，所述橡胶组合物的复合弹性模量E*在10Mpa以上。
4.(修改后)一种漏气保用轮胎(1)，使用权利要求1～3中任一项所述的侧部补强层。
5.如权利要求4记载的漏气保用轮胎(1)，所述胎体(6)由胎体帘布层构成，所述胎体帘布层中，相对于轮胎圆周方向以45～90°的角度排列的胎体帘线(20)被顶胶包覆，同时，所述胎体帘线(20)为芳香族聚酰胺纤维帘线。
6.如权利要求5记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，所述胎体帘线(20)的结构是，将2股初捻的纤丝束通过复捻而相互捻合在一起的2股捻合结构。
7.如权利要求5或6记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，其胎体帘线(20)的以下式(1)所示的捻合系数T在0.5～0.8的范围内，
Figure FPA00001142746700011
但，N是复捻数(次/10cm)、D是总表观分特(细度)、ρ是帘线材料的比重。
8.如权利要求5～7的任一项记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，所述胎体帘布层的所述顶胶的复合弹性模量E*在5～13MPa的范围内。
9.如权利要求4～8的任一项记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，安装在正规轮辋、且填充了正规内压的正规内压状态的轮胎子午断面中，将从轮胎赤道面C开始隔开轮胎最大断面宽SW的45％的距离SP，将相对应的轮胎外表面上的点设为P时，轮胎外表面的曲率半径RC，从所述轮胎外表面与轮胎赤道面C相交的赤道点CP开始至所述点P为止慢慢减少，同时，从所述轮胎赤道面C分别隔开所述轮胎最大断面宽SW的半宽(SW/2)的60％、75％、90％及100％的距离X60、X75、X90以及X100的轮胎外表面上的各点与、所述赤道点CP中相对于轮胎赤道面C的垂线CX之间的各半径方向距离分别设为Y60、Y75、Y90以及Y100，且与轮胎断面高度SH满足以下关系，
0.05＜Y60/SH≤0.1
0.1＜Y75/SH≤0.2
0.2＜Y90/SH≤0.4
0.4＜Y100/SH≤0.7。
10.(增加)漏气保用轮胎用的侧部补强层(11)的制造方法，所述漏气保用轮胎具有
从胎面部(2)开始通过侧壁部(3)至胎圈部(4)的胎圈芯(5)为止的胎体(6)；
配置在胎面部(2)内侧且位于所述胎体的半径方向外侧的带束(9)层；和
配置在侧壁部(3)且位于所述胎体(6)内侧的从具有最大厚度的中央部分向半径方向内外厚度减少延伸的断面呈镰刀形的侧部补强层(11)，
所述方法包括：配制聚对苯二甲酰对苯二胺及/或含有该聚对苯二甲酰对苯二胺和硬脂酸的母胶的工序；和
将所述母胶与、天然橡胶及/或聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶混合、配制橡胶组合物的工序；
所述橡胶组合物中，相对于含有天然橡胶及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％和聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺0.1～50质量份。
11.(增加)如权利要求10记载的漏气保用轮胎用的侧部补强层(11)的制造方法，所述母胶含有聚对苯二甲酰对苯二胺和硬脂酸。

Claims (9)

1.漏气保用轮胎用的侧部补强层(11)，由下述橡胶组合物构成，相对于含有天然橡胶及/或聚异戊二烯橡胶20～80质量％和聚丁二烯橡胶80～20质量％的橡胶成分100质量份，还混合有补强材料聚对苯二甲酰对苯二胺0.1～50质量份。
2.如权利要求1记载的侧部补强层(11)，所述补强材料为聚对苯二甲酰对苯二胺及/或含有该聚对苯二甲酰对苯二胺和硬脂酸的母胶。
3.如权利要求1或2记载的侧部补强层(11)，所述橡胶组合物的复合弹性模量E*在10Mpa以上。
4.一种漏气保用轮胎(1)，具有：
从胎面部(2)开始通过侧壁部(3)至胎圈部(4)的胎圈芯(5)为止的胎体(6)；
配置在胎面部(2)内侧且位于所述胎体的半径方向外侧的带束(9)层；和
配置在侧壁部(3)且位于所述胎体(6)内侧的从具有最大厚度的中央部分向半径方向内外厚度减少延伸的断面呈镰刀形的侧部补强层(11)，该侧部补强层(11)是权利要求1～3中的任一种。
5.如权利要求4记载的漏气保用轮胎(1)，所述胎体(6)由胎体帘布层构成，所述胎体帘布层中，相对于轮胎圆周方向以45～90°的角度排列的胎体帘线(20)被顶胶包覆，同时，所述胎体帘线(20)为芳香族聚酰胺纤维帘线。
6.如权利要求5记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，所述胎体帘线(20)的结构是，将2股初捻的纤丝束通过复捻而相互捻合在一起的2股捻合结构。
7.如权利要求5或6记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，其胎体帘线(20)的以下式(1)所示的捻合系数T在0.5～0.8的范围内，
Figure FPA00001142747100011
但，N是复捻数(次/10cm)、D是总表观分特(细度)、ρ是帘线材料的比重。
8.如权利要求5～7的任一项记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，所述胎体帘布层的所述顶胶的复合弹性模量E*在5～13MPa的范围内。
9.如权利要求4～8的任一项记载的漏气保用轮胎(1)，其特征在于，安装在正规轮辋、且填充了正规内压的正规内压状态的轮胎子午断面中，将从轮胎赤道面C开始隔开轮胎最大断面宽SW的45％的距离SP，将相对应的轮胎外表面上的点设为P时，轮胎外表面的曲率半径RC，从所述轮胎外表面与轮胎赤道面C相交的赤道点CP开始至所述点P为止慢慢减少，同时，从所述轮胎赤道面C分别隔开所述轮胎最大断面宽SW的半宽(SW/2)的60％、75％、90％及100％的距离X60、X75、X90以及X100的轮胎外表面上的各点与、所述赤道点CP中相对于轮胎赤道面C的垂线CX之间的各半径方向距离分别设为Y60、Y75、Y90以及Y100，且与轮胎断面高度SH满足以下关系，
0.05＜Y60/SH≤0.1
0.1＜Y75/SH≤0.2
0.2＜Y90/SH≤0.4
0.4＜Y100/SH≤0.7。
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