CN103509209A - 轮胎用橡胶组合物及充气轮胎 - Google Patents

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CN103509209A CN201310234251.1A CN201310234251A CN103509209A CN 103509209 A CN103509209 A CN 103509209A CN 201310234251 A CN201310234251 A CN 201310234251A CN 103509209 A CN103509209 A CN 103509209A
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Abstract

本发明致力于提供一种轮胎用橡胶组合物，该橡胶组合物实现了在低严重磨损条件和高严重磨损条件下的耐磨性、低发热性以及耐崩裂性的平衡改进。本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包括：橡胶组分，其包含60质量%以上的天然橡胶组分；以及炭黑，该炭黑的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）比表面积为140-160m2/g，十六烷基三甲基溴化铵比表面积相对于吸碘值（IA）的比率（CTAB/IA）为0.85-1m2/g，并且其聚集体通过离心沉淀法确定的斯托克斯直径分布的半宽（ΔD50）相对于聚集体的斯托克斯直径（Dst）的比率（ΔD50/Dst）为0.9-0.99，基于100质量%的天然橡胶组分，天然橡胶组分包含20质量%以上的高纯化天然橡胶。

Description

轮胎用橡胶组合物及充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，并且.还涉及由该橡胶组合物形成的充气轮胎和重载轮胎。
背景技术
传统上，人们认为耐磨性对用于卡车、公共汽车等的重载轮胎来说是重要的。同时，近年来，在日本国内的大型卡车运输中，因为超载规则、高速道路的扩展、高速道路上的速度限制、使用数字式转速计的汽车速度管理等，使用轮胎的条件变得不那么严重。于是，更多的关注点也被放置在处于低严重磨损条件(其中轮胎与路面之间的滑移不易发生的条件，比如在高速道路上以恒定速度行驶)下的耐磨性上。
就处于低严重磨损条件下的耐磨性来说，粘着磨损(adhesive wear)极大地影响耐磨性。于是，人们认为，使用除丁二烯橡胶之外的天然橡胶或丁苯橡胶是有利的。然而，例如，由于轮胎也理所当然地要求具有在高严重磨损条件(其中在启动或停车时轮胎与路面之间的滑移频繁发生的条件)下的耐磨性，需要组合有丁二烯橡胶。于是，难以以平衡方式改善在上述两个条件下的耐磨性。进一步地，还要求通过降低轮胎的发热性来节能、改善耐崩裂性等。因此，也难以同时改善这些性能。
专利文献1公开了一种技术，其将特定的炭黑与丁二烯橡胶混合以提高耐磨性，同时保持低发热性和耐疲劳性。然而，该技术不能充分地改善一些性能比如在低严重磨损条件下的耐磨性。专利文献2公开了一种技术，其混合特定的炭黑以提高耐崩裂性和耐磨性，同时保持低发热性。然而，就低发热性等来说，该技术仍有改进的空间。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2004-59803 A
专利文献2：JP 2007-131730 A
发明内容
技术问题
本发明致力于解决上述问题，并提供一种轮胎用橡胶组合物，该橡胶组合物在处于低严重磨损条件和高严重磨损条件下的耐磨性、低发热性和耐崩裂性方面实现了平衡的改进，并且.本发明还涉及各自由该橡胶组合物形成的充气轮胎和重载轮胎。
解决问题的方案
本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包括：橡胶组分，其包含60质量％以上的天然橡胶组分；以及炭黑，该炭黑的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)比表面积为140-160m2/g，十六烷基三甲基溴化铵比表面积相对于吸碘值(IA)的比率(CTAB/IA)为0.85-1m2/g，并且其聚集体的斯托克斯直径分布(Stokes’diameter distribution)的半宽(ΔD50)相对于聚集体的斯托克斯直径(Dst)(通过离心沉淀法确定)的比率(ΔD50/Dst)为0.9-0.99，基于100质量％的天然橡胶组分，天然橡胶组分包含20质量％以上的高纯化天然橡胶。
相对于100质量份的橡胶组分，橡胶组合物优选包含0.6-1质量份的硫。
高纯化天然橡胶优选具有200ppm以下的磷含量以及0.3质量％以下的氮含量。
相对于100质量份的橡胶组分，橡胶组合物优选包含40-60质量份的炭黑。
本发明还涉及各自包括由所述橡胶组合物形成的轮胎组件的充气轮胎和重载轮胎。
本发明的技术效果
本发明的轮胎用橡胶组合物包括预定量的高纯化天然橡胶和特定的炭黑，从而在处于低严重磨损条件和高严重磨损条件下的耐磨性、低发热性和耐崩裂性方面实现了平衡的改进。
具体实施方式
本发明的轮胎用橡胶组合物包括：橡胶组分，其包含60质量％以上的天然橡胶组分；以及炭黑，该炭黑的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)比表面积为140-160m2/g(下面也称为“特定的炭黑”)，十六烷基三甲基溴化铵比表面积相对于吸碘值(IA)的比率(CTAB/IA)为0.85-1m2/g，并且其聚集体的斯托克斯直径分布(Stokes’diameterdistribution)的半宽(ΔD50)相对于聚集体的斯托克斯直径(Dst)(通过离心沉淀法确定)的比率(ΔD50/Dst)为0.9-0.99，基于100质量％的天然橡胶组分，天然橡胶组分包含20质量％以上的高纯化天然橡胶。
具有低含量磷、氮等的高纯化天然橡胶能改善低发热性。然而，其也会引起橡胶强度降低，导致性能比如耐磨性和耐崩裂性降低的问题。因此，如果在橡胶组分中改为使用高纯化天然橡胶，那么虽然实现了低发热性的改进，但性能比如耐磨性通常会降低。在本发明中，与这种预期相反的，通过用包含特定的炭黑的复合橡胶的橡胶组分代替高纯化天然橡胶，可以改善低发热性，同时允许处于低严重磨损条件和高严重磨损条件下的耐磨性以及耐崩裂性提高。因此，这些性能可同时被协同改进。
在本发明中，高纯化天然橡胶被用作天然橡胶组分。例如，高纯化天然橡胶可以是具有200ppm以下磷含量的改性天然橡胶。
在高纯化天然橡胶中，如果磷含量超过200ppm，那么不能充分获得改善处于上述两个条件下的耐磨性、低发热性和耐崩裂性的效果。此外，制得的未硫化橡胶组合物趋于具有更高的门尼粘度以及较差的加工性。其磷含量优选为150ppm以下，更优选130ppm以下。其下限没有特别限制，并且磷含量越低越好。此处，磷含量可通过传统方法比如ICP光发射谱测定。磷来源于磷脂(磷化合物)。
高纯化天然橡胶优选具有0.3质量％以下，更优选0.15质量％以下的氮含量。如果氮含量超过0.3质量％，那么门尼粘度在储存期间趋于提高，导致加工性较差。此外，低发热性也趋于下降。其下限没有特别限制，并且氮含量越低越好。氮含量可通过传统方法比如Kjeldahl方法测定。氮来源于蛋白质。
高纯化天然橡胶优选具有20质量％以下，更优选10质量％以下，进一步优选7质量％以下的凝胶含量。如果凝胶含量超过20质量％，那么加工性和低发热性趋于下降。其下限没有特别限制，并且凝胶含量越低越好。此处，凝胶含量是指测定的作为不溶于非极性溶剂甲苯中的物质量的值。在下文中，也可以将其简称为“凝胶部分(gel fraction)”。凝胶部分可通过如下方法确定：首先，将天然橡胶试样浸入脱水甲苯中，并避光在暗处放置1周。然后，以1.3×105rpm的转速将甲苯溶液离心30分钟，以便不溶性凝胶部分和可溶于甲苯的部分彼此分离。然后，将不溶性凝胶部分与甲醇混合以固化，并进行干燥。根据干燥的凝胶部分的质量与试样的初始质量的比率可确定凝胶含量。
高纯化天然橡胶优选基本不含磷脂。此处，术语“基本不含磷脂”是指通过氯仿从天然橡胶试样中提取获得的提取物在31P-NMR测定中没有在-3至1ppm之间的磷脂的峰出现。在-3至1ppm之间出现的磷脂的峰是指来源于磷脂的磷组分中磷酸酯结构的峰。
高纯化天然橡胶可通过例如JP 2010-138359 A中公开的方法制造。具体地说，天然橡胶胶乳用碱皂化，然后凝结。洗涤制得的凝结橡胶并干燥，从而提供高纯化天然橡胶。可通过向天然橡胶胶乳中添加碱和可选的表面活性剂，并使混合物在预定温度处静置一定期间来进行皂化。视需要可进行搅拌等。根据该方法，由于通过皂化分离的磷化合物可通过洗涤被除去，故可通过洗涤橡胶来降低磷含量，直至磷含量降到预期水平。此外，皂化导致蛋白质的降解，从而可将氮含量降低到预期水平。
天然橡胶胶乳的例子包括传统已知的胶乳比如生胶乳、经纯化的胶乳以及高氨胶乳。皂化中使用碱的例子包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙以及胺化合物。特别地，氢氧化钠和氢氧化钾是优选的。表面活性剂的例子包括传统已知的阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂以及两性表面活性剂。其中，阴离子型表面活性剂是优选的，并且磺酸盐阴离子型表面活性剂是更优选的。
在皂化中，碱的量可被合适地确定。优选地，以100质量份的天然橡胶胶乳中的固体为基准，碱的量为0.1至10质量份。以100质量份的天然橡胶胶乳中的固体为基准，表面活性剂的量优选为0.01至6.0质量份。此处，皂化中的温度和时间也可被合适地确定，并且通常为在20℃至70℃处1至72小时。
在皂化之后，使皂化胶乳凝结，然后可选地将该凝结橡胶粉碎，接着洗涤。例如，凝结可通过如下方式进行：将酸比如甲酸添加到乳胶中以调节pH，然后可选地添加聚合凝结剂。洗涤可通过例如如下方式进行：用水稀释并洗涤橡胶组分，对其进行离心，然后回收橡胶组分。例如，在离心之前，用水稀释橡胶组分，使得天然橡胶胶乳中的橡胶含量被调整为5质量％至40质量％，优选10质量％至30质量％。然后，以5000至10000rpm的转速进行离心1至60分钟。该洗涤可重复进行，直至磷含量降至预期水平为止。在洗涤之后，对橡胶组分进行干燥以提供高纯化天然橡胶。
除了高纯化天然橡胶之外，可用作天然橡胶组分的那些例子包括但不特别限于通常用于轮胎工业中的天然橡胶(NR，未改性的)，比如SIR20、RSS#3和TSR20。
在本发明的橡胶组合物中，基于100质量％的橡胶组分，橡胶组分包含60质量％以上，优选70质量％以上的天然橡胶组分。如果天然橡胶组分的量低于60质量％，那么在低严重磨损条件下的耐磨性趋于降低。天然橡胶组分含量的上限没有特别限制，并且可以为100质量％，但其优选为95质量％以下，更优选90质量％以下。如果天然橡胶组分的量超过95质量％，那么在高严重磨损条件下的耐磨性会降低。
基于100质量％的天然橡胶组分，天然橡胶组分包含20质量％以上，优选30质量％以上，更优选70质量％以上，尤其优选100质量％的高纯化天然橡胶。如果高纯化天然橡胶的量低于20质量％，那么在上述两个条件下的耐磨性、低发热性和耐崩裂性可能未被充分地改善。
除了天然橡胶组分之外，可用作橡胶组分的其他橡胶的例子包括二烯合成橡胶比如异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)以及丁腈橡胶(NBR)。其中BR是优选的，这是因为其允许在上述两个条件下良好的耐磨性、低发热性和耐崩裂性。
BR没有特别限制，其例子包括具有高顺式含量的BR比如Zeon公司制造的BR1220和宇部兴产株式会社制造的BR130B和BR150B，以及包含间同立构聚丁二烯晶体的BR比如宇部兴产株式会社制造的VCR412和VCR617。考虑到低发热性和耐磨性，BR优选具有85质量％以上的顺式含量。
基于100质量％的橡胶组分，BR含量优选为5质量％以上，更优选10质量％以上。如果BR含量低于5质量％，那么在高严重磨损条件下的耐磨性趋于降低。基于100质量％的橡胶组分，BR含量优选40质量％以下，更优选30质量％以下。如果BR含量超过40质量％，那么在低严重磨损条件下的耐磨性趋于降低。
基于100质量％的橡胶组分，天然橡胶组分和BR的总含量优选为80质量％以上，更优选100质量％。如果其总含量在该范围内，那么在上述两个条件下的耐磨性、低发热性以及耐崩裂性就能被充分地提高。
特定的炭黑的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)比表面积为140m2/g以上，优选145m2/g以上。如果其CTAB比表面积小于140m2/g，那么改善耐磨性的效果不足。特定的炭黑还具有160m2/g以下，优选155m2/g以下的CTAB比表面积。如果其CTAB比表面积大于160m2/g，那么不能获得充足的低发热性。
此处，十六烷基三甲基溴化铵比表面积可根据JIS K6217-3：2001测定。
特定的炭黑优选具有140mg/g以上，更优选145mg/g以上的吸碘值(IA)。如果IA小于140mg/g，那么提高耐磨性的效果趋于不足。特定的炭黑还优选具有170mg/g以下，更优选165mg/g以下的IA。如果TA大于170mg/g，那么低发热性趋于降低。
此处，炭黑的吸碘值可根据JIS K6217-1：2001测定。
特定的炭黑的十六烷基三甲基溴化铵比表面积相对于吸碘值的比率(CTAB/IA)为0.85m2/mg以上，优选0.87m2/mg以上。如果CTAB/IA小于0.85m2/mg，那么提高在上述两个条件下的耐磨性以及低发热性的效果不足。特定的炭黑还具有1m2/mg以下，优选0.95m2/mg以下的CTAB/IA。如果CTAB/IA大于1m2/mg，那么提高在上述两个条件下的耐磨性的效果趋于不足，并且耐疲劳性趋于降低。
特定的炭黑通过离心沉淀法确定的聚集体的斯托克斯直径(Dst)优选为50nm以上，更优选55nm以上。如果Dst小于50nm，那么低发热性和加工性趋于降低。特定的炭黑还优选具有70nm以下，更优选65nm以下的Dst。如果Dst大于70nm，那么耐磨性趋于降低。
特定的炭黑的通过离心沉淀法确定的聚集体的斯托克斯直径分布的半宽(ΔD50)优选为40nm以上，更优选45nm以上。如果ΔD50小于40nm，那么低发热性和加工性趋于降低。特定的炭黑还优选具有65nm以下，更优选63nm以下的ΔD50。如果ΔD50大于65nm，那么耐磨性趋于降低。
特定的炭黑具有0.9以上，优选0.92以上通过离心沉淀方法确定的ΔD50相对于Dst的比率(ΔD50/Dst)。如果ΔD50/Dst小于0.9，那么改善在低严重磨损条件下的耐磨性趋于是不充分的。特定的炭黑还具有0.99以下，优选0.97以下的ΔD50/Dst。如果ΔD50/Dst大于0.99，那么在高严重磨损条件下的耐磨性趋于降低。
此处，特定的炭黑通过离心沉淀方法确定的ΔD50和Dst可通过如下方式测定。
首先，将特定的炭黑与20体积％的包含少量表面活性剂的乙醇水溶液混合，然后通过超声波充分分散，形成分散液。接着，将13ml蒸馏水作为旋转液(spin liquid)被添加到旋转速率被设定为8000rpm的旋转盘中。然后，将0.5ml的分散液添加到该转盘中，并且同时启动记录器，光学测定通过旋转盘外周附近某一点的炭黑的一次聚集体(或聚集体)的量，由此记录连续的吸光度-时间曲线。然后，基于沉淀时间计算斯托克斯直径，由此获得斯托克斯直径分布曲线。在分布曲线中，Dst是指对应于分布曲线中最大吸光度(最大频率)的斯托克斯直径。ΔD50是指两个各自对应于频率为分布曲线中最大频率50％的斯托克斯直径之间的差值的绝对值。
特定的炭黑的甲苯萃取液透光度优选为80％以上，更优选85％以上。如果甲苯萃取液透光度低于80％，那么形成的炭黑趋于不稳定，由此导致耐磨性降低。特定的炭黑的甲苯萃取液透光度还优选为110％以下，更优选100％以下。如果甲苯萃取液透光度高于110％，那么炭黑趋于表面活性降低，从而导致耐磨性降低。
此处，甲苯萃取液透光度可根据JIS K6218-4：2011“用于轮胎工业的炭黑-第二特性-第4部分：甲苯萃取液透光度的确定”测定。
特定的炭黑可通过通常用于制备炭黑的方法制备。例如，满足上述要求的炭黑可通过具有适当调节的参数的炉法等制备，这些参数包括原料的导入量、燃烧空气的导入量、燃烧空气中的氧含量、反应温度以及反应时间。具体地说，炭黑可通过通常的炉法在如下条件下制备：原料的导入量(原料油的导入量)：1300-1700kg/h，燃烧空气的导入量：5300-6000Nm3/h，燃烧空气中的氧含量(在原料油喷射点处的残余氧的浓度)：7％至11％，反应温度(燃烧空气温度)：620-660℃，以及反应时间(反应停留时间)：2-6ms，所有的这些参数在各自范围内被适当地调节。此外，可使用满足上述要求的巿售产品。
相对于100质量份的橡胶组分，特定的炭黑的含量优选为40质量份以上，更优选45质量份以上。如果其含量低于40质量份，那么改善耐磨性的效果趋于不足。相对于100质量份的橡胶组分，特定的炭黑的含量还优选为60质量份以下，更优选55质量份以下。如果其含量超过60质量份，那么低发热性和耐疲劳性趋于降低。
本发明的橡胶组合物可优选包含硫作为硫化剂。硫没有特别限制，并且可以为在轮胎工业中通常使用的硫。其例子包括粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫以及高分散性硫。优选使用不溶性硫。
相对于100质量份的橡胶组分，硫含量优选为0.6质量份以上，更优选0.7质量份以上。如果硫含量低于0.6质量份，那么低发热性趋于降低。相对于100质量份的橡胶组分，硫含量还优选为1.0质量份以下，更优选0.9质量份以下。如果硫含量超过1.0质量份，那么低严重耐磨性趋于降低。此处，在使用包含其他组分的硫黄硫化剂(例如，不溶性硫)的情况中，硫含量是指纯硫的量，并且不包括其他组分比如油的量。
除了上述原料之外，本发明的橡胶组合物可适当地包含通常用于制备橡胶组合物的添加剂，比如增强剂例如二氧化硅、软化剂比如蜡、抗氧化剂、硬脂酸、氧化锌以及硫化促进剂。
本发明的橡胶组合物可通过通常方法制备。具体地说，例如，可使用班伯里混炼机、捏合机、开辊密炼机等捏合上述原料，然后进行硫化以制备橡胶组合物。
本发明的橡胶组合物可用于各种橡胶组件。由于在上述两个条件下的耐磨性、低发热性和耐崩裂性均是出色的，故本发明的橡胶组合物适用于胎面，更适用于在公共汽车、卡车等中使用的重载轮胎中的胎面。
本发明的轮胎可通过通常方法由上述橡胶组合物制备。具体地说，在硫化之前，将视需要包含添加剂的橡胶组合物挤出并加工成轮胎组件比如胎面的形状，然后使用轮胎造型机，通过通常方法对其进行模压以形成未硫化轮胎。然后，在硫化器中，对该未硫化轮胎进行加热加压以形成轮胎。
本发明的充气轮胎可用作重载轮胎，特别是公共汽车、卡车等的重载轮胎。
实施例
以下将结合实施例对本发明进行更详细地描述，但是本发明并不限于此。
制备中使用的化学试剂列于如下。此处，化学试剂视需要可通过通常方法纯化。
天然橡胶胶乳：来自Muhibbah Lateks Sdn.Bhd公司的鲜胶乳(field latex)
表画活性剂：花工株式会社生产的Emal-E27C(聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠)
NaＯH：和光纯药工业株式会社生产的NaOH
聚合凝结剂：MT Aquapolymer株式会社生产的ARONFLOC C312(强阳离子型聚合凝结剂，聚甲基丙烯酸型)
(皂化天然橡胶的制造)
制造例1
将天然橡胶胶乳的固体含量(DRC)调整为30％(w/v)。然后，向1000g天然橡胶胶乳中添加10g的Emal-E27C和20g的NaOH，随后在室温下使混合物经历皂化反应48小时，由此制得皂化天然橡胶胶乳。该皂化胶乳用水稀释，使得DRC被调节至15％(w/v)。然后稀释后的胶乳在缓慢搅拌的同时加入甲酸，以便将pH调整到4.0-4.5。之后，边搅拌将1g的聚合凝结剂以0.1％溶液的形式添加到胶乳中，使得胶乳被凝结。然后，将凝结橡胶粉碎，并用1000mL的水重复洗涤3次。然后，将制得的橡胶在110℃下干燥2小时，由此获得固体橡胶(高纯化天然橡胶1)。
制造例2
以与制造例1相同的方式获得固体橡胶(高纯化天然橡胶2)，所不同的只是NaOH的添为30g，并且洗涤重复进行5次。
通过如下方法测定制造例1和2中制得的固体橡胶(高纯化天然橡胶1和2)和天然橡胶(TSR20)的氮含量、磷含量和凝胶含量。表1显示了结果。
(氮含量的测定)
用CHN CORDER MT-5(Yanaco分析仪器公司生产)测定氮含量。在测定中，首先，用安替比林(antipyrine)作为参照物质获得用于测定氮含量的校准曲线。然后，称出约10mg的试样并测定。将三次测定的平均值作为试样的氮含量。
(磷含量的测定)
用ICP光谱仪(ICPS-8100，岛津制作所株式会社生产)来测定试样的磷含量。
此外，按如下方式进行磷的31P-NMR测定。对来自生胶的氯仿提取物进行纯化，然后将其溶于CDCl3中以制备测试试样。基于标准(0ppm)(其为80％磷酸水溶液中的P原子的测定峰)，用NMR光谱仪(400MHz，AV400M，Bruker Japan株式会社制造)分析测试试样。(凝胶含量的测定)
将切为1mm×1mm大小的各个生胶样品称出70.00mg，并与35mL的甲苯混合，将混合物在阴冷暗处静置一周。然后，将制得的混合物离心以便沉淀出不溶于甲苯的凝胶部分，并且除去溶于甲苯的上层清液。然后，仅凝胶部分用甲醇固化并干燥。测定干燥后的凝胶部分的质量，然后通过下式确定凝胶含量(质量％)。
凝胶含量(质量％)＝[干燥的凝胶部分的质量(mg)/原始样品的质量(mg)]×100
[表1]
磷含量(ppm) 凝胶含量(质量％) 氮含量(质量％)
高纯化天然橡胶1 167 7.8 0.19
高纯化天然橡胶2 124 4.7 0.08
天然橡胶(TSR20) 602 29.8 0.36
如表1中所示，与TSR相比，高纯化天然橡胶1和2具有降低的氮含量、磷含量和凝胶含量。此外，在31P-NMR测定中，高纯化天然橡胶1和2未显示出在-3ppm至1ppm之间的磷脂的峰。
下面，将实施例和对照例中使用的化学试剂列于如下。
高纯化天然橡胶1：参见制造例1
高纯化天然橡胶2：参见制造例2
天然橡胶：TSR20
丁二烯橡胶：宇部兴产株式会社生产的BR150L
炭黑A至F：参见表2
氧化锌：三井金属矿业株式会社的产品
硬脂酸：日油株式会社的产品
抗氧化剂：精工化学株式会社制造的Ozonone6C(N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺)
蜡：日本精蜡株式会社制造的Ozoace0355
硫：日本乾硫株式会社制造的粉末硫
硫化促进剂A：大内新兴化学工业株式会社生产的Nocceler NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)
表2显示了炭黑A至F的性能。
[表2]
Figure BDA00003338933100101
实施例和对照例
将除了硫和硫化促进剂之外的表3所示量的原料混合在一起。使用班伯里混炼机将混合物捏合4分钟直至150℃。然后，将硫和硫化促进剂添加到捏合混合物中，并用开式双辊密炼机在40℃混合4分钟，获得未硫化橡胶组合物。然后，将未硫化橡胶组合物在150℃下加压硫化30分钟，从而形成硫化橡胶组合物。
而且，将由此获得的未硫化橡胶组合物加工成胎面的形状，随后与其他轮胎组件组装在一起，并在150℃和20kgf下硫化45分钟，由此制得试验重载轮胎(轮胎尺寸：11R22.5)。
对制得的硫化橡胶组合物和试验轮胎进行如下评估。表3显示了结果。
(低严重磨损试验)
由硫化橡胶组合物制得试验试样。使用Lambourn磨损试验机(岩本制作所制造)在如下条件下测定试样，以确定每一配方的体积损大：80m/min的表面旋转速度，3.0kg的负荷，20％的滑移率，15g/min的落沙量，以及3分钟的测定时间。以对照例1的体积损大为100，基于下式将每一配方的体积损大表示为低严重磨损指数。低严重磨损指数越大，表明在低严重磨损条件下的耐磨性越好。
(低严重磨损指数)＝(对照例1在低严重磨损条件下的体积损失)/(每一配方在低严重磨损条件下的体积损大)×100
(高严重磨损试验)
由硫化橡胶组合物制得试验试样。使用Lambourn磨损试验机(岩本制作所制造)在如下条件下测定试样以确定每一配方的体积损大：80m/min的表面旋转速度，3.0kg的负荷，40％的滑移率，15g/min的落沙量，以及3分钟的测定时间。以对照例1的体积损大为100，基于下式将每一配方的体积损大表示为高严重磨损指数。高严重磨损指数越大，表明在高严重磨损条件下的耐磨性越好。
(高严重磨损指数)＝(对照例1在高严重磨损条件下的体积损大)/(每一配方在高严重磨损条件下的体积损大)×100
(粘弹性试验)
从每一试验轮胎的胎面中切割出试验试样(宽度：4mm，厚度：1.8-2.2mm，长度：30mm)。使用粘弹性谱仪VES(岩本制作所制造)，在如下条件下测定试验试样的损耗角正切(tanδ)：70℃的温度，10Hz的频率，10％的初始应变，以及2％的动态应变。tanδ值越低，表明发热性越低，于是燃料经济性越高。
(拉伸试验)
从每一试验轮胎的胎面中切割出试验试样(宽度：25mm，厚度：2mm，长度：100mm)并在吉尔炉(Geer oven)中在80℃下经历加热老化10天。然后，根据JIS K 6251“硫化橡胶或热塑性橡胶-拉伸应力-应变性能的确定”测定每一试验轮胎的断裂拉伸强度(TB)和断裂伸长性(EB)，并计算其乘积(TB×EB)。以对照例1的TB×EB为100，基于下式，将每一配方的TB×EB表示为耐崩裂性指数。耐崩裂指数越大，表明耐崩裂性越高。
(耐崩裂性指数)＝[每一配方的(TB×EB)]/[对照例1的(TB×EB)]×100
Figure BDA00003338933100121
Figure BDA00003338933100131
在其中使用特定的炭黑和高纯化天然橡胶的实施例中，在低严重磨损条件和高严重磨损条件下的耐磨性、低发热性和耐崩裂性显示出平衡提高。另一方面，在其中使用ΔD50/Dst在预定范围外的炭黑A的对照例3中，显示出较差的耐崩裂性。在其中使用CTAB在预定范围外的炭黑C的对照例5中，上述性能较差。特别地，在将对照例1、3和7的结果与实施例1的结果进行比较时，可证实本发明中的特定的炭黑与改性天然橡胶的组合使用可协同改进上述性能。

Claims (7)

1.一种轮胎用橡胶组合物，其包括：
橡胶组分，所述橡胶组分包含60质量%以上的天然橡胶组分；以及
炭黑，所述炭黑的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）比表面积为140-160m2/g，十六烷基三甲基溴化铵比表面积对吸碘值（IA）的比率（CTAB/IA）为0.85-1m2/mg，并且其聚集体通过离心沉淀法确定的斯托克斯直径分布的半宽（ΔD50）对聚集体的斯托克斯直径（Dst）的比率（ΔD50/Dst）为0.9-0.99，
基于100质量%的天然橡胶组分，天然橡胶组分包含20质量%以上的高纯化天然橡胶。
2.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物包含0.6-1质量份的硫。
3.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，高纯化天然橡胶具有200ppm以下的磷含量。
4.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，高纯化天然橡胶具有0.3质量%以下的氮含量。
5.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份的橡胶组分，橡胶组合物包含40-60质量份的炭黑。
6.一种充气轮胎，其包括由权利要求1所述的橡胶组合物形成的轮胎组件。
7.一种重载轮胎，其包括由权利要求1所述的橡胶组合物形成的轮胎组件。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105504100A (zh) * 2014-10-08 2016-04-20 住友橡胶工业株式会社 轮胎用橡胶组合物以及充气轮胎
CN110016163A (zh) * 2017-12-14 2019-07-16 住友橡胶工业株式会社 轮胎用橡胶组合物和充气轮胎
CN110709460A (zh) * 2017-06-07 2020-01-17 株式会社普利司通 轮胎用橡胶组合物和轮胎
CN110869436A (zh) * 2017-07-14 2020-03-06 株式会社普利司通 橡胶组合物和轮胎
CN113286924A (zh) * 2019-01-10 2021-08-20 株式会社普利司通 金属帘线包覆用橡胶组合物、钢丝帘线-橡胶复合体、轮胎和化工产品

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5216028B2 (ja) * 2010-01-18 2013-06-19 住友ゴム工業株式会社 インナーライナー用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
EP2581390B1 (en) * 2010-06-10 2015-01-14 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Modified natural rubber, method for producing same, rubber composition, and pneumatic tire
JP5466684B2 (ja) 2011-10-25 2014-04-09 住友ゴム工業株式会社 クリンチエイペックス用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5469151B2 (ja) 2011-11-11 2014-04-09 住友ゴム工業株式会社 アンダートレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5616369B2 (ja) 2012-01-24 2014-10-29 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2014133829A (ja) 2013-01-10 2014-07-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd 複合体、その製造方法、ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5814410B2 (ja) 2014-03-17 2015-11-17 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
JP6383602B2 (ja) * 2014-08-11 2018-08-29 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、架橋ゴム組成物及びタイヤ
JP6831960B2 (ja) * 2015-12-29 2021-02-24 株式会社ブリヂストン ポリオレフィングラフト化ポリジエンポリマー、並びにその製造及び使用方法
US10982074B2 (en) 2016-05-11 2021-04-20 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Natural rubber, rubber composition and pneumatic tire
JP7009778B2 (ja) * 2017-05-11 2022-01-26 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ用ゴム組成物
JP6988310B2 (ja) * 2017-09-22 2022-01-05 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7040130B2 (ja) * 2018-03-02 2022-03-23 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物およびタイヤ
US20230174751A1 (en) * 2020-03-23 2023-06-08 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007131730A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
JP2007231177A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤトレッド用ゴム組成物
WO2010055919A1 (ja) * 2008-11-13 2010-05-20 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びタイヤ
CN102190822A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 住友橡胶工业株式会社 轮胎橡胶组合物和重载轮胎
CN102245644A (zh) * 2008-12-15 2011-11-16 住友橡胶工业株式会社 天然橡胶、其制造方法、橡胶组合物及使用它的充气轮胎、改性天然橡胶及其制造方法、以及胎面或包覆胎体帘线用橡胶组合物及使用它们的充气轮胎
JP2012077135A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Toyo Tire & Rubber Co Ltd ベーストレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4076813B2 (ja) 2002-07-30 2008-04-16 住友ゴム工業株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
JP4598853B2 (ja) 2008-12-15 2010-12-15 住友ゴム工業株式会社 天然ゴム、その製造方法、ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP5123342B2 (ja) * 2010-03-17 2013-01-23 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び重荷重用タイヤ
JP5503395B2 (ja) * 2010-04-27 2014-05-28 住友ゴム工業株式会社 重荷重車のトレッド用ゴム組成物及び重荷重車用タイヤ
JP5020353B2 (ja) * 2010-06-10 2012-09-05 住友ゴム工業株式会社 天然ゴム、その製造方法、ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007131730A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
JP2007231177A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤトレッド用ゴム組成物
WO2010055919A1 (ja) * 2008-11-13 2010-05-20 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びタイヤ
CN102245644A (zh) * 2008-12-15 2011-11-16 住友橡胶工业株式会社 天然橡胶、其制造方法、橡胶组合物及使用它的充气轮胎、改性天然橡胶及其制造方法、以及胎面或包覆胎体帘线用橡胶组合物及使用它们的充气轮胎
CN102190822A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 住友橡胶工业株式会社 轮胎橡胶组合物和重载轮胎
JP2012077135A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Toyo Tire & Rubber Co Ltd ベーストレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105504100A (zh) * 2014-10-08 2016-04-20 住友橡胶工业株式会社 轮胎用橡胶组合物以及充气轮胎
CN105504100B (zh) * 2014-10-08 2019-04-09 住友橡胶工业株式会社 轮胎用橡胶组合物以及充气轮胎
CN110709460A (zh) * 2017-06-07 2020-01-17 株式会社普利司通 轮胎用橡胶组合物和轮胎
CN110869436A (zh) * 2017-07-14 2020-03-06 株式会社普利司通 橡胶组合物和轮胎
CN110016163A (zh) * 2017-12-14 2019-07-16 住友橡胶工业株式会社 轮胎用橡胶组合物和充气轮胎
CN113286924A (zh) * 2019-01-10 2021-08-20 株式会社普利司通 金属帘线包覆用橡胶组合物、钢丝帘线-橡胶复合体、轮胎和化工产品
CN113286924B (zh) * 2019-01-10 2022-11-08 株式会社普利司通 金属帘线包覆用橡胶组合物、钢丝帘线-橡胶复合体、轮胎和化工产品

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JP5639121B2 (ja) 2014-12-10

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