CN103857743A - 用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物及无钉防滑轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以均衡地改善冰雪上性能、湿抓地性能和耐磨性能的无钉防滑轮胎用橡胶组合物以及具有使用该橡胶组合物制造的胎面的无钉防滑轮胎。本发明中的无钉防滑轮胎用橡胶组合物包含橡胶成分、芳香油、二氧化硅以及炭黑，所述橡胶成分包含天然橡胶和丁二烯橡胶，在100质量%的所述橡胶成分中，所述天然橡胶和所述丁二烯橡胶的总含量为30质量%以上，以100质量份的所述橡胶成分为基准，所述芳香油的含量为12-85质量份，在总量为100质量%的所述二氧化硅和所述炭黑中，所述二氧化硅的含量为45质量%以上，所述二氧化硅包含一种以上氮吸附比表面积为100m2/g以下的二氧化硅（1）以及一种以上氮吸附比表面积为180m2/g以上的二氧化硅（2），以100质量份的所述橡胶成分为基准，二氧化硅（1）与二氧化硅（2）的总含量为30-150质量份，二氧化硅（1）的含量与二氧化硅（2）的含量满足下式：〔二氧化硅（1）的含量〕×0.2≦〔二氧化硅（2）的含量〕≦〔二氧化硅（1）的含量〕×6.5。

Description

用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物及无钉防滑轮胎
技术领域
本发明涉及用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物以及无钉防滑轮胎。
背景技术
虽然可使用镶钉轮胎或为轮胎安装链条来在冰雪路面上行驶，但会产生环境问题例如粉尘问题等，故无钉防滑轮胎被开发以代替其作为用于在冰雪路面上行驶的轮胎。无钉防滑轮胎在比一般路面具有更大路面凹凸的冰雪路面上使用，故需要在材料和设计方面进行改进。例如，提出一种橡胶组合物，其包含低温性能出色的二烯系橡胶，并且增加了用于提高软化效果的软化剂的用量。此处，作为软化剂，为了提高低温性能，通常使用矿物油。
然而，如果为了改进低温性能而增加矿物油，那么耐磨性能通常劣化。作为解决这种问题的方法，考虑使用芳香油代替矿物油的方法，但低温性能降低，难以获得充分满足的冰雪上性能。与此相对地，通过组合使用芳香油和二氧化硅，虽然可以在不降低耐磨性能的情况下改进低温性能，但性能仍不充分。此外，除了低温性能和耐磨性能之外，还希望提高湿抓地性能。
例如，专利文献1中公开了一种用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物，其包含大量的芳香油和二氧化硅，从而均衡地改善了耐磨性能、冰雪上性能、湿抓地性能。然而，近年来，需要更进一步地改善这些性能。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2011-38057号公报
发明内容
[发明所要解决的技术问题]
本发明的目的在于解决上述问题，并且提供一种用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物以及具有使用其制造的胎面的无钉防滑轮胎，该橡胶组合物可以均衡地改善冰雪上性能、湿抓地性能、耐磨性能。
[用于解决技术问题的方法]
本发明涉及用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物，其包含橡胶成分、芳香油、二氧化硅以及炭黑，该橡胶成分包含天然橡胶和丁二烯橡胶，在100质量%的所述橡胶成分中，所述天然橡胶和所述丁二烯橡胶的总含量为30质量%以上，以100质量份的所述橡胶成分为基准，所述芳香油的含量为12-85质量份，在总量为100质量%的所述二氧化硅和所述炭黑中，所述二氧化硅的含量为45质量%以上，所述二氧化硅包含一种以上氮吸附比表面积为100m2/g以下的二氧化硅（1）以及一种以上氮吸附比表面积为180m2/g以上的二氧化硅（2），以100质量份的所述橡胶成分为基准，二氧化硅（1）与二氧化硅（2）的总含量为30-150质量份，二氧化硅（1）的含量与二氧化硅（2）的含量满足下式。
〔二氧化硅（1）的含量〕×0.2≦〔二氧化硅（2）的含量〕≦〔二氧化硅（1）的含量〕×6.5
本发明还涉及其胎面使用上述橡胶组合物的无钉防滑轮胎。
[发明效果]
根据本发明，通过在胎面中使用如下无钉防滑轮胎用橡胶组合物，可提供冰雪上性能、湿抓地性能、耐磨性能（尤其是冰雪上性能、湿抓地性能）得到均衡改善的无钉防滑轮胎：该橡胶组合物包含橡胶成分、芳香油、二氧化硅以及炭黑，该橡胶成分包含天然橡胶和丁二烯橡胶，在100质量%的所述橡胶成分中，所述天然橡胶和所述丁二烯橡胶的总含量为30质量%以上，以100质量份的所述橡胶成分为基准，所述芳香油的含量为12-85质量份，在总量为100质量%的所述二氧化硅和所述炭黑中，所述二氧化硅的含量为45质量%以上，所述二氧化硅包含一种以上氮吸附比表面积为100m2/g以下的二氧化硅（1）以及一种以上氮吸附比表面积为180m2/g以上的二氧化硅（2），以100质量份的所述橡胶成分为基准，二氧化硅（1）与二氧化硅（2）的总含量为30-150质量份，二氧化硅（1）的含量与二氧化硅（2）的含量满足特定公式。
具体实施方式
本发明的橡胶组合物包含规定量的天然橡胶、丁二烯橡胶、芳香油、二氧化硅和炭黑，而且该二氧化硅包含规定量的氮吸附比表面积在特定范围内的二氧化硅（1）和二氧化硅（2）。于是，通过在包含规定量的芳香油等的橡胶中添加两种以上氮吸附比表面积不同的二氧化硅（二氧化硅（1）、二氧化硅（2）），可使冰雪上性能、湿抓地性能、耐磨性能获得更高水平的均衡的改善（维持良好的耐磨性能，并进一步改善冰雪上性能、湿抓地性能）。此外，与在不含规定量的芳香油和二氧化硅等的橡胶组合物中添加两种以上氮吸附比表面积不同的二氧化硅的情况相比，本发明可更大程度地改善各性能。特别地，在添加了矿物油作为油的橡胶组合物中的二氧化硅被两种以上氮吸附比表面积不同的二氧化硅替代的情况中，相反地，湿抓地性能、耐磨性能降低。
（橡胶成分）
在本发明中，组合使用天然橡胶和丁二烯橡胶作为橡胶成分。这可改善低温性能，提高冰雪上性能。特别地，丁二烯橡胶是用于确保冰雪上性能的重要成分。
天然橡胶（NR）可使用通常用于轮胎工业中的那些例如SIR20、RSS#3、TSR20等。此外，天然橡胶（NR）还包括改性天然橡胶，例如脱蛋白质天然橡胶（DPNR）、高纯度天然橡胶（HPNR）、环氧化天然橡胶（ENR）、氢化天然橡胶（HNR）、接枝天然橡胶等。这些橡胶可单独使用或两种以上地组合使用。
丁二烯橡胶（BR）优选具有80质量%以上的顺式含量。这可提高耐磨性能。其顺式含量更优选85质量%以上，更进一步优选90质量%以上，最优选95质量%以上。
此外，优选BR在25℃中的5质量%甲苯溶液粘度为30cps以上。如果其低于30cps，那么加工性大幅劣化，以及耐磨性能也有劣化的可能。该甲苯溶液粘度优选为100cps以下，更优选70cps以下。如果其超过100cps，那么加工性反而会发生劣化。
进一步地，考虑到可同时改善加工性和耐磨性能，优选使用Mw/Mn为3.0-3.4的BR。此外，重均分子量Mw和数均分子量Mn是在基于凝胶渗透色谱（GPC）（TOSOH株式会社制造的GPC-8000系列，检测器：差式折射计，柱子：TOSOH株式会社制造的TSKGELSUPERMALTPORE HZ-M）的测定值的基础上，通过标准聚苯乙烯换算获得的。
BR没有特别限定，例如，可使用高顺式含量的BR例如日本ZEON株式会社制造的BR1220、宇部兴产株式会社制造的BR130B、BR150B等、含有间同立构聚丁二烯晶体的BR例如宇部兴产株式会社制造的VCR412、VCR617等。
在100质量%的橡胶成分中，NR的含量优选为30质量%以上，更优选40质量%以上，更进一步优选50质量%以上，特别优选55质量%以上。如果其低于30质量%，那么断裂强度大幅降低，从而可能难以确保耐磨性能。该NR的含量优选为80质量%以下，更优选70质量%以下，更进一步优选65质量%以下。如果其超过80质量%，那么低温性能降低，可能不能确保无钉防滑轮胎所需的冰雪上性能。
在100质量%的橡胶成分中，BR的含量优选为10质量%以上，更优选20质量%以上，更进一步优选30质量%以上，特别优选35质量%以上。通过包含10质量%以上的BR，可使无钉防滑轮胎发挥其所需的冰雪上性能。该BR的含量优选为80质量%以下，更优选70质量%以下，更进一步优选60质量%以下，特别优选50质量%以下。如果其超过80质量%，那么可能会发生加工性大幅劣化，以及因试剂的渗出而变白的现象。
在100质量%的橡胶成分中，NR和BR的总含量为30质量%以上，优选60质量%以上，更优选80质量%以上，最优选为100质量%。NR和BR的总含量越高，低温性能越出色，越能发挥所需的冰雪上性能。
在不损害本发明的效果的范围内，可添加其他橡胶成分。其他橡胶成分的例子包括丁苯橡胶（SBR）、异戊二烯橡胶（IR）、三元乙丙橡胶（EPDM）、氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶（NBR）、丁基橡胶（IIR），以及卤化丁基橡胶（X-IIR）等。
（油）
本发明中使用了相对较大量的芳香油。在使用矿物油的情况中，由于其具有出色的低温性能，故可确保冰雪上性能，但耐磨性能劣化。可通过减少矿物油的量来确保耐磨性能，但这会降低低温性能，从而引起冰雪上性能的降低，于是不能同时兼顾彼此为竞争性能（competing properties）的冰雪上性能和耐磨性能。相反，由于即使添加大量的芳香油，耐磨性能的降低也很少，故可同时兼顾冰雪上性能和耐磨性能。进一步地，通过将大量的二氧化硅（二氧化硅（1）、二氧化硅（2））与炭黑配合使用，可同时获得更高水平的冰雪上性能和耐磨性能，同时还可获得良好的湿抓地性能。
在本发明中，芳香油可合适地使用例如根据ASTM D2140测定的芳香烃的质量百分比为15质量%以上的芳香油。也就是说，操作油基于其分子结构，包括芳香烃（CA）、石蜡烃（CP）、环烷烃（CN），根据这三种物质各自的含量比率CA（质量%）、CP（质量%）、CN（质量%）被大致分为芳香油、石蜡油、环烷油，在本发明中，CA的含量比率优选为15质量%以上，更优选17质量%以上。此外，芳香油中的CA的含量比率优选为70质量%以下，更优选65质量%以下，更进一步优选50质量%以下。
作为芳香油的市售品，可例举例如出光兴产株式会社制造的AC-12、AC-460、AH-16、AH-24、AH-58，JX日矿日石能源株式会社制造的Process NC300S等。
以100质量份的橡胶成分为基准，芳香油的含量为12质量份以上，优选15质量份以上，更优选30质量份以上，更进一步优选45质量份以上，特别优选60质量份以上。由于芳香油的含量越多，越可获得软化效果从而提高低温性能，故可改善冰雪上性能。该芳香油的含量为85质量份以下，优选80质量份以下。如果其超过85质量份，那么可能会存在加工性劣化、耐磨性能降低、老化物性降低等的担忧。
（二氧化硅）
本发明的橡胶组合物中使用的二氧化硅包括一种以上的氮吸附比表面积为100m2/g以下的二氧化硅（1）以及一种以上氮吸附比表面积为180m2/g以上的二氧化硅（2）。
通过将相对较大量的二氧化硅（1）、二氧化硅（2）与芳香油混合在一起，可同时获得耐磨性能和冰雪上性能，并且同时提高被视为无钉防滑轮胎的弱点的湿抓地性能。
此外，本发明中，在不损害本发明的效果的范围内，可添加二氧化硅（1）和二氧化硅（2）之外的二氧化硅。
二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的例子包括通过干法制备的二氧化硅（无水二氧化硅）和通过湿法制备的二氧化硅（含水二氧化硅）等，考虑到在表面具有较多的硅烷醇基以及与硅烷偶联剂具有较多的反应点，通过湿法制备的二氧化硅是优选的。
二氧化硅（1）的氮吸附比表面积（N2SA）为100m2/g以下，优选80m2/g以下，更优选60m2/g以下。如果二氧化硅（1）的N2SA超过100m2/g，那么将该二氧化硅（1）与二氧化硅（2）混合获得的效果较小。此外，二氧化硅（1）的N2SA优选为20m2/g以上，更优选30m2/g以上。如果二氧化硅（1）的N2SA低于20m2/g，那么获得的橡胶组合物的断裂强度降低，耐磨性能和操纵稳定性也有劣化的倾向。
此外，在本发明的说明书中，二氧化硅的N2SA是通过根据ASTM D3037-81的BET方法测定的值。
二氧化硅（1）没有特别的限定，只要其氮吸附比表面积为100m2/g以下即可，其可使用Degussa株式会社制造的ULTRASIL360、Rhodia株式会社制造的Z40、Rhodia株式会社制造的RP80等。这些二氧化硅（1）可单独使用，或两种以上地组合使用。
以100质量份的橡胶成分为基准，二氧化硅（1）的含量优选为10质量份以上，更优选20质量份以上，更进一步优选35质量份以上，特别优选50质量份以上。如果二氧化硅（1）的含量低于10质量份，那么倾向于不能获得充分的冰雪上性能和湿抓地性能。此外，二氧化硅（1）的含量优选为120质量份以下，更优选80质量份以下。如果二氧化硅（1）的含量超过120质量份，那么虽然可提高湿抓地性能，但冰雪上性能、耐磨性能有降低的倾向。
二氧化硅（2）的N2SA为180m2/g以上，优选190m2/g以上，更优选200m2/g以上。如果二氧化硅（2）的N2SA低于180m2/g，那么将该二氧化硅（2）与二氧化硅（1）混合获得的效果较小。此外，二氧化硅（2）的N2SA优选为300m2/g以下，更优选240m2/g以下，更优选220m2/g以下。如果二氧化硅（2）的N2SA超过300m2/g，那么不仅加工性劣化，而且二氧化硅的分散性降低，耐磨性能也有降低的倾向。
二氧化硅（2）没有特别的限定，只要其氮吸附比表面积为180m2/g以上即可，例如，其可使用Rhodia株式会社制造的Zeosil1205MPa等。这些二氧化硅（2）可单独使用，或两种以上地组合使用。
以100质量份的橡胶成分为基准，二氧化硅（2）的含量优选为5质量份以上，更优选10质量份以上。如果二氧化硅（2）的含量低于5质量份，那么倾向于不能获得充分的湿抓地性能。此外，二氧化硅（2）的含量优选为100质量份以下，更优选60质量份以下，更进一步优选50质量份以下，特别优选30质量份以下。如果二氧化硅（2）的含量超过100质量份，那么加工性有大幅劣化的倾向。
以100质量份的橡胶成分为基准，二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的总含量为30质量份以上，优选40质量份以上，更优选50质量份以上。如果二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的总含量低于30质量份，那么二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的混合不能获得充分的补强效果。此外，二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的总含量为150质量份以下，优选120质量份以下，更优选100质量份以下。如果二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的总含量超过150质量份，那么二氧化硅在橡胶组合物中难以均一地分散，于是不仅橡胶组合物的加工性劣化，耐磨性能也降低。
二氧化硅（1）的含量以及二氧化硅（2）的含量满足下式。
〔二氧化硅（1）的含量〕×0.2≦〔二氧化硅（2）的含量〕≦〔二氧化硅（1）的含量〕×6.5
二氧化硅（2）的含量为二氧化硅（1）的含量的0.2倍以上，优选0.5倍以上。如果二氧化硅的含量低于0.2倍的二氧化硅（1）的含量，那么耐磨性能降低。此外，二氧化硅（2）的含量为二氧化硅（1）的含量的6.5倍以下，优选4倍以下，更优选为等倍（1倍）以下。如果二氧化硅（2）的含量超过6.5倍的二氧化硅（1）的含量，那么加工性降低。
（硅烷偶联剂）
在本发明中，优选硅烷偶联剂与二氧化硅组合使用。硅烷偶联剂没有特别限定，可使用通常用于轮胎领域的传统硅烷偶联剂，其例子包括例如硫化物硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、缩水甘油氧基硅烷偶联剂、硝基硅烷偶联剂，以及氯代硅烷偶联剂等。其中，可合适地使用硫化物硅烷偶联剂例如二（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫化物、二（2-三乙氧基甲硅烷基乙基）四硫化物、二（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）二硫化物以及二（2-三乙氧基甲硅烷基乙基）二硫化物等。考虑到橡胶组合物的增强性改善效果等，优选二（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫化物和3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑基四硫化物。这些硅烷偶联剂可单独使用，或两种以上地组合使用。
以100质量份的二氧化硅为基准，硅烷偶联剂的含量优选为1质量份以上，更优选2质量份以上。如果硅烷偶联剂的含量低于1质量份，那么未硫化橡胶组合物的粘度较高，加工性有劣化的倾向。此外，以100质量份的二氧化硅为基准，硅烷偶联剂的含量优选为20质量份以下，更优选15质量份以下。如果硅烷偶联剂的含量超过20质量份，那么不能获得与该含量相当的混合硅烷偶联剂的效果，从而倾向于提高成本。
（炭黑）
在本发明中，炭黑被添加。由此提供补强性。此外，通过将其与芳香油和二氧化硅（二氧化硅（1）、二氧化硅（2））一起添加到NR和BR中，可以均衡地提高耐磨性能、冰雪上性能、湿抓地性能。炭黑没有特别限定，可使用SAF、ISAF、HAF、FF、GPF等。
炭黑优选具有31nm以下的平均粒径和/或100ml/100g以上的DBP吸油量。通过添加这样的炭黑，可提供所需的补强性，确保块体刚性、耐不均磨损性、断裂强度。进一步地，本发明的效果也被良好地获得。
如果炭黑的平均粒径超过31nm，那么断裂强度大幅劣化，难以确保耐磨性能。炭黑的平均粒径更优选为25nm以下，更进一步优选23nm以下。此外，炭黑的平均粒径优选为15nm以上，更优选19nm以上。如果其低于15nm，那么混合后所得的橡胶的粘度大幅增加，加工性可能劣化。本发明中的平均粒径是指数均粒径，其通过透射电子显微镜测定。
如果炭黑的DBP吸油量（邻苯二甲酸二丁酯吸油量）低于100ml/100g，那么补强性降低，可能难以确保耐磨性能。上述DBP吸油量更优选为105ml/100g以上，更进一步优选110ml/100g以上。此外，上述DBP吸油量优选为160ml/100g以下，更优选150ml/100g以下，更进一步优选140ml/100g以下。如果其超过160ml/100g，那么炭黑本身的制造是困难的。
此外，炭黑的DBP吸油量通过JIS K6217-4:2001中的测定方法获得。
炭黑的氮吸附比表面积（N2SA）优选为80m2/g以上，更优选110m2/g以上。如果其低于80m2/g，那么断裂强度大幅劣化，可能难以确保耐磨性能。此外，该炭黑的N2SA优选为200m2/g以下，更优选150m2/g以下。如果其超过200m2/g，那么混合后所得的橡胶的粘度大幅增加，加工性可能劣化。
此外，炭黑的N2SA通过JIS K6217-2:2001获得。
以100质量份的橡胶成分为基准，炭黑的含量优选为2质量份以上，更优选3质量份以上，更进一步优选5质量份以上。如果其低于2质量份，那么耐候性、耐臭氧性可能大幅劣化。此外，炭黑的含量优选为50质量份以下，更优选30质量份以下，更进一步优选20质量份以下，特别优选15质量份以下。如果其超过50质量份，那么低温性能劣化，不能确保无钉防滑轮胎所需的冰雪上性能。
在总量为100质量%的二氧化硅（优选为二氧化硅（1）和二氧化硅（2））和炭黑中，二氧化硅的含量（优选为二氧化硅（1）和二氧化硅（2）的总含量）优选为45质量%以上，更优选60质量%以上，更进一步优选85质量%以上，特别优选90质量%以上，以及优选98质量%以下，更优选96质量%以下。如果其含量在上述范围内，那么可高水平地均衡地改善冰雪上性能、湿抓地性能、耐磨性能。
（其他的配合剂）
除了上述成分以外，上述橡胶组合物中可包含传统上用于轮胎工业中的配合剂，例如其他的填料、硬脂酸、抗氧化剂、抗老化剂、氧化锌、过氧化物、硫化剂例如硫、含硫化合物等，以及硫化促进剂等。
本发明的橡胶组合物可适用于无钉防滑轮胎的胎面中。此外，该橡胶组合物也适用于卡车、公共汽车等，特别地，优选用于严格要求在雪上和冰上的操纵稳定性的乘用车用无钉防滑轮胎。
本发明的无钉防滑轮胎使用上述橡胶组合物通过通常的方法制造。也就是说，在未硫化阶段，将视需要包含各种添加剂的橡胶组合物挤出加工成轮胎的各部件例如胎面等的形状，然后在轮胎成型机上通过通常的方法成形，将其与其他轮胎部件组合在一起，在形成未硫化轮胎之后，通过在硫化机中对其进行加热加压来制造轮胎。
[实施例]
基于实施例对本发明进行具体说明，但本发明不限于这些实施例。
下面统一对实施例和比较例中使用的各种试剂进行说明。
NR：RSS#3
BR：宇部兴产株式会社制造的BR150B（顺式含量：97质量%，ML1＋4(100℃):40，在25℃下的5质量%甲苯溶液粘度：48cps,Mw/Mn:3.3）
炭黑：Cabot Japan K.K.株式会社制造的N220（N2SA:120m2/g,平均粒径:23nm,DBP吸油量:115mL/100g）
二氧化硅（1）：Degussa株式会社制造的ULTRASIL360（N2SA:50m2/g）
二氧化硅（2）：Rhodia株式会社制造的Zeosil1205MP（N2SA:200m2/g）
二氧化硅（3）：Degussa株式会社制造的ULTRASIL VN3（N2SA:175m2/g）
硅烷偶联剂：Degussa株式会社制造的Si69（二（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫化物）
矿物油：出光兴产株式会社制造的PS-32（石蜡系操作油）
芳香油：JX日矿日石能源株式会社制造的操作油NC300S（芳香烃（CA）的量：29质量%）
硬脂酸：日油株式会社制造的桐
氧化锌：三井金属矿业株式会社制造的氧化锌2号
抗老化剂：大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC6C（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OZOACE蜡
硫：鹤见化学工业株式会社制造的粉末硫
硫化促进剂TBBS：大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler NS（N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺）
硫化促进剂DPG：大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler D（N,N’-二苯胍）
实施例1-5和比较例1-3
将按表1的步骤1中所示混合量的试剂投入所用的班伯里混炼机中并混炼5分钟，使得排出温度为约150℃。然后，向通过步骤1获得的混合物中添加如步骤2中所示混合量的硫和硫化促进剂，接着使用开炼机，在约80℃的条件下混炼3分钟，获得未硫化橡胶组合物。通过在170℃下对获得的未硫化橡胶组合物进行加压硫化10分钟，制得硫化橡胶组合物（硫化橡胶薄片）。
此外，使获得的未硫化橡胶组合物成形为胎面形状，并与其他轮胎部件组合在一起，然后在170℃下硫化15分钟，从而制得试验用无钉防滑轮胎（轮胎尺寸：195/65R15，DS-2图案（pattern）的乘用车用无钉防滑轮胎）。
通过如下所示方法，对未硫化橡胶组合物、硫化橡胶薄片以及试验用无钉防滑轮胎进行评估。
<硬度>
根据JIS K6253:2006的“硫化橡胶和热塑性橡胶的硬度试验方法”，通过A型硬度计在0℃下测定上述硫化橡胶薄片的硬度。结果表示为相对于比较例1为100的指数。指数越低，表示越软，冰雪上性能越好。
<玻璃化转变温度（Tg）>
由上述硫化橡胶薄片中制备出规定尺寸的试验片，接着使用岩本制作所株式会社制造的粘弹性谱仪VES，在10%初始应变、0.5%动态应变、10HZ频率以及±0.25%振幅和2℃/min的升温速率的条件下，测定-100℃至100℃温度中的tanδ的温度分散曲线，并根据该曲线测定tanδ峰值温度，该温度即为Tg。
<冰雪上性能>
将上述试验用无钉防滑轮胎安装在国产2000cc的FR车上，在下述条件下对汽车在冰雪上的性能进行评估。试验在住友橡胶工业株式会社的北海道名寄试验场中进行，冰上气温为-1℃至-6℃，雪上气温为-2℃至-10℃。
制动性能（冰上制动停止距离）：在30km/h时速下，测定从踩下防抱死制动器直至汽车停止所需的在冰上的停止距离。以比较例1为参照，根据下式将结果表示为指数。
（冰雪上性能指数）＝（比较例1的制动停止距离）／（各配方的制动停止距离）×100
指数越大，表示冰雪上的制动性能越好。
<湿抓地性能>
使用上述试验用轮胎，在湿沥青路面的试验场中进行实车行驶，对此时的抓地性能（抓地感觉、制动性能、牵引性能）进行感官评价。
按如下进行感官评价：将比较例1设为100，以此为基准，对试驾员判断为性能得到明显提高的给与120的评分，对试驾员判断为性能达到史无前例的良好水平的给与140的评分。
<耐磨性能>
将上述试验用无钉防滑轮胎（轮胎尺寸：195/65R15）安装在国产FF车上，在行驶8000km距离后测定轮胎胎面的沟槽深度。根据该测定值，算出轮胎的沟槽深度减少1mm时的行驶距离，并通过下式指数化。
（耐磨性能指数）=（各配方中沟槽深度减少1mm时的行驶距离）/（比较例1中的轮胎沟槽减少1mm时的行驶距离）×100
指数越大，表示耐磨性能越好。
[表1]
Figure BDA0000488728790000111
在表1中，包含规定量的天然橡胶、丁二烯橡胶、芳香油、二氧化硅和炭黑（其中二氧化硅包含规定量的氮吸附比表面积在特定范围内的二氧化硅（1）和二氧化硅（2））的实施例可以均衡地改善冰雪上性能、湿抓地性能和耐磨性能。另一方面，根据比较例2和3可知，将包含矿物油的橡胶组合物中的二氧化硅换成两种以上氮吸附比表面积不同的二氧化硅的情况下，湿抓地性能和耐磨性能降低。

Claims (2)

1.一种用于无钉防滑轮胎的橡胶组合物，其包含橡胶成分、芳香油、二氧化硅以及炭黑，所述橡胶成分包含天然橡胶和丁二烯橡胶，
在100质量%的所述橡胶成分中，所述天然橡胶和所述丁二烯橡胶的总含量为30质量%以上，
以100质量份的所述橡胶成分为基准，所述芳香油的含量为12-85质量份，
在总量为100质量%的所述二氧化硅和所述炭黑中，所述二氧化硅的含量为45质量%以上，
所述二氧化硅包含一种以上氮吸附比表面积为100m2/g以下的二氧化硅（1）以及一种以上氮吸附比表面积为180m2/g以上的二氧化硅（2），以100质量份的所述橡胶成分为基准，二氧化硅（1）与二氧化硅（2）的总含量为30-150质量份，
二氧化硅（1）的含量与二氧化硅（2）的含量满足下式：
〔二氧化硅（1）的含量〕×0.2≦〔二氧化硅（2）的含量〕≦〔二氧化硅（1）的含量〕×6.5。
2.一种无钉防滑轮胎，其胎面使用权利要求1所述的橡胶组合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111040259A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 住友橡胶工业株式会社 无钉防滑轮胎用胎面橡胶组合物

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104220509B (zh) * 2012-04-16 2017-07-14 横滨橡胶株式会社 轮胎用橡胶组合物、充气轮胎
JP5376008B2 (ja) * 2012-04-24 2013-12-25 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP6285214B2 (ja) * 2013-11-27 2018-02-28 住友ゴム工業株式会社 冬用空気入りタイヤ
JP6215698B2 (ja) * 2013-12-27 2017-10-18 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
JP2015166410A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ
JP7240080B2 (ja) * 2015-11-12 2023-03-15 住友ゴム工業株式会社 タイヤ
WO2017095795A1 (en) 2015-11-30 2017-06-08 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber composition containing a blend of silicas and related processes for improving wear
JP6240732B1 (ja) * 2016-09-30 2017-11-29 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ
JP6240731B1 (ja) * 2016-09-30 2017-11-29 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物
JP6228335B1 (ja) * 2017-04-13 2017-11-08 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物
US20230016289A1 (en) 2019-12-17 2023-01-19 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Functionalized Polymers Tread Additive To Improve All-Season Tire Performance

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1821293A (zh) * 2005-01-28 2006-08-23 住友橡胶工业株式会社 橡胶组合物和具有包含该橡胶组合物的胎面的轮胎
JP2008101127A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ
US20100184908A1 (en) * 2007-10-10 2010-07-22 Sumitomo Rubber Indusries Ltd. Rubber composition for tread used for studless tire and studless tire having tread using thereof
CN101993552A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 住友橡胶工业株式会社 无钉防滑轮胎用橡胶组合物和无钉防滑轮胎
JP2011094012A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2011140547A (ja) * 2010-01-06 2011-07-21 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3622799B2 (ja) 1995-09-05 2005-02-23 日本ゼオン株式会社 ゴム組成物
JP3736580B2 (ja) * 1996-02-23 2006-01-18 日本ゼオン株式会社 ジエン系ゴム
DE602006000118D1 (de) * 2005-06-03 2007-10-31 Hankook Tire Co Ltd Kautschukzusammensetzung für spikelose Reifenlaufflächen
JP4783356B2 (ja) * 2007-02-09 2011-09-28 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
JP5196882B2 (ja) * 2007-06-22 2013-05-15 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤ
US7919560B2 (en) * 2007-07-13 2011-04-05 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and studless tire obtained by using the rubber composition
CN101724185B (zh) * 2008-10-16 2013-10-23 住友橡胶工业株式会社 橡胶组合物及轮胎
JP4943491B2 (ja) * 2009-11-12 2012-05-30 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
JP5468891B2 (ja) * 2009-12-22 2014-04-09 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
JP5457165B2 (ja) 2009-12-22 2014-04-02 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
CN102115554B (zh) * 2010-01-04 2014-09-10 住友橡胶工业株式会社 轮胎用橡胶组合物以及无钉防滑轮胎
JP5508038B2 (ja) * 2010-01-14 2014-05-28 住友ゴム工業株式会社 トラック・バス用またはライトトラック用スタッドレスタイヤ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1821293A (zh) * 2005-01-28 2006-08-23 住友橡胶工业株式会社 橡胶组合物和具有包含该橡胶组合物的胎面的轮胎
JP2008101127A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ
US20100184908A1 (en) * 2007-10-10 2010-07-22 Sumitomo Rubber Indusries Ltd. Rubber composition for tread used for studless tire and studless tire having tread using thereof
CN101993552A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 住友橡胶工业株式会社 无钉防滑轮胎用橡胶组合物和无钉防滑轮胎
JP2011094012A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2011140547A (ja) * 2010-01-06 2011-07-21 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111040259A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 住友橡胶工业株式会社 无钉防滑轮胎用胎面橡胶组合物

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Publication number Publication date
EP2746333B1 (en) 2016-09-14
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RU2014113228A (ru) 2015-11-27
US20140221525A1 (en) 2014-08-07
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JP5894182B2 (ja) 2016-03-23
WO2013057993A1 (ja) 2013-04-25
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