CN103923356B

CN103923356B - 用于帆布胎圈包布的橡胶组合物及充气轮胎

Info

Publication number: CN103923356B
Application number: CN201410007672.5A
Authority: CN
Inventors: 宫崎达也
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2034-01-08
Also published as: JP6068987B2; CN103923356A; JP2014136713A; US20140196828A1

Abstract

提供一种用于帆布胎圈包布的橡胶组合物以及包括该组合物的充气轮胎，其中除了低成本外，该橡胶组合物还具有出色的轮辋耐磨损性、耐轮辋损伤性以及加工性能（薄片加工性能、轮胎中的橡胶流动、对毗邻组件的粘附性）并且具有良好的低发热性。本发明涉及一种用于帆布胎圈包布的橡胶组合物，其包括：异戊二烯系橡胶；氮吸附比表面积为65‑200m²/g的炭黑；以及硫；其中，以100质量％的橡胶组合物中的橡胶组分为基准，异戊二烯系橡胶的量为25‑80质量％以及丁二烯橡胶的量不超过40质量％，以及相对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量为40‑80质量份以及硫的量为1.0‑2.7质量份。

Description

用于帆布胎圈包布的橡胶组合物及充气轮胎

技术领域

本发明涉及帆布胎圈包布用橡胶组合物，以及包括这种橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

充气轮胎的胎圈部分具有帆布胎圈包布以有效地防止胎圈部分因与轮辋的磨损（轮辋摩擦（rim chafing））而受到损伤以及防止胎圈包布在装上轮辋或从轮辋上卸下期间受到损伤。

然而，这类帆布胎圈包布会产生问题，例如织品暴露和一些帘线断裂（这是由于帆布胎圈包布贴胶在行驶期间磨损所导致的）、以及在织物末端中或毗邻橡胶中的高频率裂纹（这是由于在将轮胎安装到轮辋的过程中相当大的高拉伸应力被施加于胎圈包布中的一部分纤维上所导致的）。除了轮辋耐磨损性（rim chafing resistance）和耐轮辋损伤性之外，良好性能的加工性能，特别是贴胶织品的加工性能以及对毗邻化合物的良好粘附性也是重要的。

专利文献1提出了一种包括特定量的特定丁二烯橡胶和炭黑的用于胎圈包布贴胶的橡胶组合物，该橡胶组合物在轮辋耐磨损性、耐久性、低发热性、薄片加工性能等方面具有改进的性能。仍需要另一具有成本优势同时具有出色的轮辋耐磨损性、加工性能（特别地，贴胶加工性能）和耐轮辋损伤性的橡胶组合物。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2012-46611 A

发明内容

技术问题

本发明目的在于解决上述问题并提供用于帆布胎圈包布的橡胶组合物、以及包括这种橡胶组合物的充气轮胎，其中，该橡胶组合物除了低成本外还具有出色的轮辋耐磨损性、耐轮辋损伤性以及加工性能（薄片加工性能、轮胎中的橡胶流动、对毗邻组件的粘附性）并且具有良好的低发热性。

解决问题的技术方案

本发明的一方面是用于帆布胎圈包布的橡胶组合物，其包括：

异戊二烯系橡胶；

氮吸附比表面积为65-200m²/g的炭黑；以及

硫，

其中，以100质量％的橡胶组合物中的橡胶组分为基准，异戊二烯系橡胶的量为25-80质量％，并且丁二烯橡胶的量不超过40质量％，以及

相对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量为40-80质量份，并且硫的量为1.0-2.7质量份。

用于帆布胎圈包布的橡胶组合物优选包括碳酸钙、滑石、烟煤、硬粘土或压碎的橡胶粉。

相对于每100质量份的橡胶组分，用于帆布胎圈包布的橡胶组合物优选包括1-15质量份的平均粒径为100μm至1mm的再生橡胶粉。

本发明的另一方面为充气轮胎，其包括：

帆布胎圈包布；和

毗邻帆布胎圈包布的帘布，

其中帆布胎圈包布和帘布分别包括作为贴胶组合物用于帆布胎圈包布的橡胶组合物和用于帘布的橡胶组合物，

其中，相对于每100质量份的用于帆布胎圈包布或帘布的橡胶组合物中的对应橡胶组分，用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量和用于帘布的橡胶组合物中的硫含量满足下式：（用于帘布的橡胶组合物中的硫含量）/（用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量）≤3.5.

本发明的有益效果

根据本发明，包括橡胶组分（其中异戊二烯系橡胶含量和丁二烯橡胶含量被设定为预定水平）、具有高比表面积的炭黑以及少量的硫的橡胶组合物用于帆布胎圈包布贴胶中。因此，除了低成本外，这种橡胶组合物还具有出色的轮辋耐磨损性、出色的耐轮辋损伤性以及出色的加工性能（薄片加工性能、轮胎中的橡胶流动、对毗邻组件的粘附性）并且具有良好的低发热性。

附图说明

图1为充气轮胎中的帆布胎圈包布及其周围的示例性概略剖视图。

图2为显示硫化后在帆布胎圈包布与帘布之间的接合处俘获的空气的示例性概略剖视图。

图3为显示根据织品的编织纹呈波状的硫化帆布胎圈包布的表面的示例性概略剖视图。

图4为说明用于评估硫化后帆布胎圈包布与毗邻组件（帘布）之间的粘附性的方法的示例性概略剖视图。

具体实施方式

本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物包括特定橡胶组分（其中异戊二烯系橡胶含量和丁二烯橡胶含量被设定为预定水平）、预定量的具有高氮吸附比表面积的炭黑以及少量的硫。

帆布胎圈包布设置在胎圈的底部处，并且特别当施加过多载荷时或在快速加速或快速减速期间，其可能因胎圈与轮辋之间的磨擦而磨损。进一步地，织品或毗邻橡胶的末端在将轮胎安装到轮辋期间可能裂开。在本发明中，通过将具有高比表面积的炭黑和少量硫与含有特定量的异戊二烯系橡胶的橡胶组分（仅具有一定量或更少的丁二烯橡胶）组合使用为帆布胎圈包布提供了出色的轮辋耐磨损性和出色的耐轮辋损伤性，从而可获得高耐久性。进一步地，其改进了贴胶在硫化期间的橡胶流动，从而提供出色的贴胶加工性能，并且也能获得更低的发热性。此处，由于这种贴胶可使用相对便宜的天然橡胶实现上述性能，故其有助于成本降低。

就轮辋耐磨损性等来说，通常具有不低于1μm的粒径的无机或有机填充填料例如碳酸钙、滑石、烟煤、硬粘土和压碎的橡胶粉是不优选的，但没有变成不同与炭黑的凝胶。因此，这种填充填料使橡胶混合物在挤出期间不易焦烧，并且能改进贴胶期间的薄片加工性能，对毗邻组分的粘附性，以及硫化后的橡胶保持率。因此，这种填充填料的添加显著改进了加工性能。

用于本发明的异戊二烯系橡胶的例子包括合成的异戊二烯橡胶（IR）、天然橡胶（NR）和改性天然橡胶。NR可以为脱蛋白质天然橡胶（DPNR）或高纯化天然橡胶（HPNR）。改性天然橡胶的例子包括环氧化天然橡胶（ENR）、氢化天然橡胶（HNR），和接枝天然橡胶。NR的具体例子包括通常用于轮胎工业中的那些，例如SIR20、RSS#3和TSR20。特别地，考虑到断裂伸长、耐轮辋损伤性以及贴胶加工性能，NR是优选的。

以100质量％的橡胶组分为基准，异戊二烯系橡胶的量不低于25质量％，优选为不低于35质量％，更优选不低于45质量％。其量不超过80质量％，优选不超过75质量％。如果其量小于25质量％，那么薄片加工性能趋于较差。如果其量超过80质量％，那么耐返硫性趋于较差。

在本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中，丁二烯橡胶（BR）的量不超过一定量。

BR的合适例子包括含有1,2-间规立构的聚丁二烯晶体（SPB）的BR，例如宇部兴产工业株式会社制造的VCR412和VCR617，以及高顺式含量BR例如宇部兴产工业株式会社制造的BR150B。这种BR使用提供了良好的挤出加工性能和良好的轮辋耐磨损性。

以100质量％的橡胶组分为基准，BR的量不超过40质量％，优选不超过30质量％，更优选不超过20质量％，但可能不添加BR。如果其量超过40质量％，但耐轮辋损伤性、断裂伸长和加工性能趋于降低，这导致成本不利。

在本发明中，可使用除了异戊二烯系橡胶和BR之外的橡胶。例如，可使用二烯橡胶例如丁苯橡胶（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）和丁腈橡胶（NBR）。考虑到返硫性、加工性能和断裂伸长，在这些中优选SBR。

SBR没有特别限制，其例子包括乳液聚合的SBR（E-SBR）和溶液聚合的SBR（S-SBR）。考虑到加工性能和耐返硫性，E-SBR是优选的。

以100质量％的橡胶组分为基准，除了异戊二烯系橡胶和BR之外的橡胶的量（组合量）优选不低于20质量％，更优选不低于25质量％。如果其量低于20质量％，那么返硫易于发生并且橡胶混合物的复数模量（E^*）趋于降低。其量（组合量）优选不超过75质量％，更优选不超过60质量％。如果其量超过75％质量，那么橡胶混合物具有较差的发热性和加工性能。在使用SBR作为除了异戊二烯系橡胶和BR之外的橡胶的情况下，其量也适用于如上所述。

在本发明中，使用氮吸附比表面积（N₂SA）为65-200m²/g的炭黑作为增强填料。如果N₂SA小于65m²/g，那么轮辋耐磨损性和断裂伸长趋于降低，导致耐久性降低。如果其N₂SA超过200m²/g，那么加工性能和tanδ趋于较差。N₂SA的下限优选不低于80m²/g，更优选不低于110m²/g。其上限优选不超过170m²/g、更优选不超过150m²/g，更优选不超过130m²/g。

炭黑的氮吸附比表面积根据JIS K 6217-2:2001测定。

考虑到轮辋耐磨损性、耐轮辋损伤性、耐久性和低发热性，炭黑优选为N351H、N220、N330、N234或N110以及特别优选为N220。

考虑到提供出色的轮辋耐磨损性，相对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量不低于40质量份，优选不低于45质量份，更优选不低于50质量份。此外，炭黑的量不超过80质量份，优选不超过75质量份，更优选不超过70质量份，这是因为这种量不劣化发热性。

也可以添加N₂SA在上述范围之外的炭黑，只要其不会不利地影响性能即可。

在本发明中，可添加二氧化硅作为增强填料。二氧化硅的使用改进了断裂伸长（EB）和耐轮辋损伤性，以及还可提供出色的发热性。

考虑到实现出色的断裂伸长和低发热性，相对于每100质量份的橡胶组分，二氧化硅的量优选不低于3质量份，更优选不低于5质量份。此外，考虑到提供良好的E^*和薄片加工性能，二氧化硅的量优选不超过15质量份，更优选不超过13质量份。当二氧化硅被添加时，优选添加合适量的已知硅烷偶联剂以改进加工性能并提高二氧化硅分散。

本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物优选包含碳酸钙、滑石、烟煤、硬粘土或压碎的橡胶粉作为填充填料。这些填充填料在混合期间没有变成聚合物凝胶，因此提供了良好的挤出加工性能和良好的薄片加工性能。进一步地，虽然通过根据本发明的必要组分确保了出色的轮辋耐磨损性，但这种填充填料的添加有助于成本降低以及降低环境影响。特别地，压碎的橡胶粉是优选的，这是因为其有效地保持了织品贴胶过程中配方的运动粘度，甚至在挤出期间也是如此，从而维持橡胶保持率。这些填充填料可单独使用，或者这些中的两种以上可组合使用。

碳酸钙的平均粒径优选不超过100μm，更优选不超过50μm，更优选不超过30μm。其平均粒径的下限没有特别限制，优选为不低于1μm，更优选不低于2μm。如果其平均粒径超过100μm，那么发热性可能劣化。

滑石的平均粒径优选为不超过50μm，更优选不超过30μm。如果其平均粒径超过50μm，那么燃料经济性可能未被充分改进。滑石的平均粒径的下限没有特别限制，优选为不低于1μm。

烟煤包括一般的煤。这种烟煤典型地以粉状形式提供给橡胶组合物。

粉碎的烟煤的平均粒径不超过50μm，优选不超过30μm。如果其平均粒径超过50μm，那么燃料经济性可能未被充分改进。粉碎烟煤的平均粒径的下限没有特别限制，优选为不低于1μm。

硬粘土的平均粒径优选为不超过50μm，更优选不超过30μm。如果其平均粒径超过50μm，那么燃料经济性可能未被充分改进。硬粘土的平均粒径的下限没有特别限制，优选为不低于0.4μm。

压碎的橡胶粉没有特别限制，并且其例子包括由二烯橡胶制成的橡胶碎片或粉末（例如NR、SBR、BR、和IR）等。考虑到环境和成本，用过的轮胎、修整的边角料等（粉碎的废胎）中的粉碎胎面胶以及由来源于橡胶工业的废物制备的再生橡胶粉是优选的。具体地说，可使用JIS K 6316:1988中描述的压碎的橡胶粉。例如，压碎的橡胶粉可以是能通过30泰勒网目筛或40泰勒网目筛的压碎的橡胶粉。

压碎的橡胶粉例如再生橡胶粉优选具有不低于70μm、更优选不低于100μm的平均粒径。其平均粒径优选不超过1mm，更优选不超过750μm。低于70μm的平均粒径对橡胶保持率来说可能具有很少的益处，并且可能不能提供改进贴胶加工性能的效果。此外，其可能还需要较高的研磨费用，从而增加成本。如果其平均粒径超过1mm，那么制成品可能具有不规则性，从而具有较差的外观。

此处填充填料的平均粒径是根据JIS Z 8815:1994由粒径分布确定的质量平均粒径。

相对于每100质量份的橡胶组分，填充填料例如压碎的橡胶粉（例如再生橡胶粉）的量优选为不低于1质量份，更优选不低于3质量份。其量优选为不超过20质量份，更优选不超过15质量份。如果其量小于1质量份，那么添加填充填料的效果可能不充分。如果其量超过20质量份，那么耐轮辋损伤性和轮辋耐磨损性可能较差。此外，在上述范围内的量在挤出期间不产生热，并且可有效地提供具有平滑表面的薄片。在两种以上填充填料被添加的情况中，如上所述地优选这些填充填料的组合量。

本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物包含一定量的硫。当少量的硫与具有高比表面积的炭黑组合使用时，可提供本发明的效果。硫可以是通常用于橡胶工业的那些，例如粉末硫、沉淀硫、胶态硫、不溶性硫、高分散性硫以及可溶性硫。

相对于每100质量份的橡胶组分，硫的量不低于1.0质量份，优选不低于1.1质量份，更优选不低于1.2质量份。考虑到耐降解性，硫的量优选较小。然而，如果其量低于1.0质量份，那么断裂拉伸强度趋于降低以及织品贴胶的粘附性趋于降低。此外，其与毗邻组件、特别与胎体贴胶的硫化键合趋于较差。此外，硫的量不超过2.7质量份，优选不超过2.5质量份，更优选不超过2.3质量份。如果其量大于2.7质量份，那么耐磨性趋于降低。此外，耐自氧化降解性和老化拉伸性能（轮辋损伤、织品贴胶的撕裂和裂纹）趋于劣化，以及与丁基橡胶的硫化键合也趋于较差。

除了上述成分之外，用于本发明的帆布胎圈包布的橡胶组合物可以可选地包括通常用于橡胶工业中的添加剂，例如氧化锌、各种抗氧化剂、软化剂，以及各种硫化促进剂。

本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物可通过普通方法制备。具体地说，该组合物可通过包括如下步骤的方法制备：使用装置例如班伯里密炼机、捏和机或开炼机混合成分，然后硫化该混合物。

本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物被用作用于帆布胎圈包布的贴胶组合物。

本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物用于帆布胎圈包布的贴胶，该帆布胎圈包布是由纺织品和覆盖纺织品的贴胶构成的组件，其位于胎圈周围，并在与轮辋组装在一起时与轮辋接触。具体地说，例如，该橡胶组合物可用于如JP 2010-52486A中的图1-6、JP2009-127144A中的图1-2、JP 2009-160952A中的图1和图5以及JP 2007-238078A中的图1-2所示的帆布胎圈包布（通过引用将其全部内容结合到本文中）。帆布胎圈包布中的纺织品典型地由大量的经纱和纬纱组成。经纱和纬纱由有机纤维制成，有机纤维的优选例子包括聚酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、和聚酰胺纤维（例如尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维）。

本发明的充气轮胎可包括具有用于帆布胎圈包布的贴胶的帆布胎圈包布，该贴胶由用于帆布胎圈包布的橡胶组合物形成。特别地，这种充气轮胎可合适地包括帆布胎圈包布和帘布，它们分别包括作为贴胶组合物用于帆布胎圈包布的橡胶组合物以及用于帘布的橡胶组合物，其中用于帘布的橡胶组合物中的硫含量相对用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量满足如下所述的特定关系。

在本发明的充气轮胎中，将并入用于帆布胎圈包布的橡胶组合物或用于帘布的橡胶组合物中的化学品例如硫的量各自是指硫化前橡胶组合物中的量（添加量）。也就是说，包含于用于帆布胎圈包布或用于帘布的橡胶组合物中的化学品的量是指包含于用于帆布或用于帘布的未硫化橡胶组合物中的化学品的理论值。该理论值是指在制备未硫化橡胶组合物时引入的各个化学品的量。

例如，本发明的充气轮胎中的帆布胎圈包布及其周围具有如图1所示的结构，该结构为层状结构，其根据帆布胎圈包布的部分而不同，如沿着A-A线的横截面、沿着B-B线的横截面以及沿着C-C线的横截面所示。换句话说，由于帆布胎圈包布依赖其部分毗邻帘布、搭接部、结合胶或丁基内衬，故期望其以充分方式与各个毗邻组件毗邻地共交联，从而在未硫化轮胎的硫化期间获得良好的硫化键合。然而，如图2所示，在一些情况中，空气可能被俘获在硫化后的帆布胎圈包布与毗邻组件之间，这可能导致粘合破坏。如果硫化键合被较差地完成，那么在将轮胎安装到轮辋上以及在装到轮辋上并从轮辋上卸下期间，由于帆布胎圈包布的较大变形，帆布胎圈包布特别容易在围绕B-B线的部分处与结合胶（或丁基内衬）分离。

俘获空气和粘合破坏的这类问题被认为由如下机制引起。帆布胎圈包布的表层的初始硫化率因来自毗邻组件的硫在硫化期间向帆布胎圈包布的迁移而增加，因此，帆布胎圈包布不大可能与毗邻组件发生毗邻地共交联。相反，在本发明中，通过将用于帘布的橡胶组合物中的硫含量与用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量的比率设定在特定范围内可解决这种问题，在毗邻组件（帘布、搭接部和结合胶）中，用于帘布的橡胶组合物通常具有最大硫含量，从而被认为具有最高的硫迁移率。

此外，在用于帆布胎圈包布的橡胶组合物的橡胶流动（贴胶加工性能）处于较差状况的情况中，即橡胶组合物也是可流动的，那么橡胶可能具有如图3所示根据织品的编织纹呈波状的表面、或者织品（尼龙帘线的帘线图案）可能被暴露。然而，在本发明的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中，由于贴胶的橡胶流动如上所述在硫化期间被合适地保持，故如图3所示的问题可被防止。

在该充气轮胎中，用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量与用于帘布的橡胶组合物中的硫含量满足下式：

（用于帘布的橡胶组合物中的硫含量）/（用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量）≤3.5.

如果硫含量的比率超过3.5，那么帆布胎圈包布和帘布趋于具有不同的初始硫化率t10并且彼此不大可能发生毗邻地共交联，因此，粘附性趋于降低。

硫含量的比率（添加比率）没有特别限制，只要其不超过3.5，优选为0.90-2.5，更优选1.2-2.2。

待用于充气轮胎中的帘布用橡胶组合物中的橡胶组分没有特别限制，可包括所述的用于帆布胎圈包布用橡胶组合物的二烯橡胶。特别地，优选NR和SBR，更优选组合使用NR和SBR。NR和SBR没有特别限制，可以为所述的用于帆布胎圈包布用橡胶组合物的那些。

在用于帘布的橡胶组合物中，以100质量％的橡胶组分为基准，NR的量优选为50-100质量％，更优选60-80质量％。以100质量％的橡胶组分为基准，SBR的量优选为10-50质量％，更优选20-40质量％。

待用于帘布用橡胶组合物中的硫没有特别限制，可以为所述的用于帆布胎圈包布用橡胶组合物的硫。

相对于每100质量份的橡胶组分，用于帘布的橡胶组合物中的硫含量优选为1.91-3.5质量份，更优选2.41-3.1质量份，更优选2.42-3.0质量份。

用于帘布的橡胶组合物可包含炭黑。

如果使用，那么炭黑的氮吸附比表面积（N₂SA）优选为40-150m²/g，更优选60-100m²/g。相对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选为10-90质量份，更优选20-60质量份。

为了改进对帘线的粘附性，用于帘布的橡胶组合物可包含选自于下组中的至少一种化合物以及亚甲基供体：间苯二酚树脂（缩合物）、改性间苯二酚树脂（缩合物）、甲酚树脂和改性甲酚树脂。进一步地，还可添加如上所述传统上用于轮胎工业中的添加剂。

可合适地使用所述的用于帆布胎圈包布用橡胶组合物中的硫化促进剂。相对于每100质量份的橡胶组分，硫化促进剂的量优选为0.3-2.5质量份，更优选0.8-1.7质量份。

用于帘布的橡胶组合物可按如上所述的制备用于帆布胎圈包布用橡胶组合物。

本发明的充气轮胎可通过普通方法使用帆布胎圈包布用橡胶组合物形成，具体如下所述。将包含上述成分的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物薄片设置成三明治式夹住纺织品并且用辊从上到下卷绕以制备贴胶薄片。将获得的贴胶薄片切割成预定尺寸，接着在轮胎造型机中，通过普通方法将制得的组件与其他轮胎组件例如帘布模制在一起，从而形成未硫化的轮胎。然后，在硫化机中加热加压未硫化的轮胎以制造轮胎。

本发明的充气轮胎适合于客车、商用车（轻型卡车）、卡车和公共汽车、工业用车辆等，并且特别适合于客车和商用车。

实施例

参照实施例对本发明进行更详细的说明，并且本发明不限于这些实施例。

实施例和对照例中使用的化学品列举如下。

NR：TSR20

IR：IR2200，JSR公司制造

BR(1)：VCR617，宇部兴产工业株式会社制造

BR(2)：BR150B，宇部兴产工业株式会社制造

E-SBR(1)：SBR1502（溶液聚合的丁苯橡胶，苯乙烯单元含量：23.5质量％），JSR公司制造

E-SBR(2)：Nipol1502（乳液聚合的丁苯橡胶，苯乙烯单元含量：23.5质量％），ZEON公司制造

二氧化硅：Ultrasil VN3（N₂SA：175m²/g），德固赛公司制造

炭黑(1)：N550(N₂SA：53m²/g)，Cabot Japan K.K.公司制造

炭黑(2)：N351H(N₂SA：72m²/g)，Cabot Japan K.K.公司制造

炭黑(3)：N330(N₂SA：82m²/g)，Cabot Japan K.K.公司制造

炭黑(4)：N220(N₂SA：118m²/g)，Cabot Japan K.K.公司制造

炭黑(5)：N234(N₂SA：145m²/g)，Cabot Japan K.K.公司制造

炭黑(6)：HP160(N₂SA：165m²/g)，Columbian Carbon公司制造

填充填料(1)：W2-A(压碎的橡胶粉：30网目，聚合物含量：52质量％，炭黑含量：32质量％，平均粒径：500μm，比重：1.14)，MURAOKA RUBBER RECLAIMING株式会社制造

填充填料(2)：PD-200-TR(压碎的橡胶粉：200网目，聚合物含量：50质量％，炭黑含量：30质量％，平均粒径：75μm，比重：1.14），Lehigh技术公司制造

填充填料(3）：碳酸钙200(碳酸钙，平均粒径：2.7μm，比重：2.68,N₂SA：1.5m²/g)，TAKEHARA KAGAKU KOGYO株式会社制造

填充填料(4)：Crown粘土(硬粘土，平均粒径：0.6μm)，Southeastern Clay公司制造

填充填料(5)：AUSTIN BLACK 325(粉碎的烟煤，平均粒径：5.5μm，油含量：17质量％，比重：1.3，N₂SA：9.0m²/g)，Coal Fillers公司制造

软化剂：TDAE油，日本能源公司制造

抗氧化剂：FLECTOL TMQ，FLEXSYS公司制造

硬脂酸：硬脂酸，NOF公司制造

氧化锌：氧化锌1号，三井金属矿业株式会社制造

不溶性硫：SEIMI硫(二硫化碳中不溶物含量为60％以上的不溶性硫，油含量：10质量％)，日本乾溜工业株式会社制造

硫化促进剂(TBBS)：NOCCELER NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)，大内新兴化学工业株式会社制造

（实施例和对照例）

根据表1所示的配方量，使用班伯里密炼机，将除了硫和硫化促进剂之外的化学品混合5分钟，接着在160℃下排出。将硫和硫化促进剂添加到制得的混合物中，接着使用开炼机将混合物混合4分钟达到105℃。于是，用于帆布胎圈包布的未硫化橡胶组合物被制得。在170℃下，将获得的未硫化橡胶组合物硫化12分钟以制得用于帆布胎圈包布的硫化橡胶组合物。

根据表1的框外（margin）中所示的配方量，使用班伯里密炼机，将除了硫和硫化促进剂之外的化学品混合5分钟，接着在160℃下排出。将硫和硫化促进剂添加到制得的混合物中，接着使用开式辊轧机将混合物混合4分钟达到105℃。于是，用于帘布的未硫化橡胶组合物被制得。

使用装有预定形状的模具的挤出机将获得的用于帆布胎圈包布的未硫化橡胶组合物挤出以制备0.5mm厚橡胶薄片。将该橡胶薄片放置在帆布胎圈包布织品（440dtex/l，尼龙帘线（帘线直径：0.45mm））的两侧上并用辊卷绕。将制得的薄片切割成帆布胎圈包布形状。随后，在轮胎造型机上，通过普通方法，将制得的帆布胎圈包布、由用于帘布的未硫化橡胶组合物形成的帘布以及其他轮胎组件组装在一起以制备生胎。在模具中，使用蒸汽，在25kgf/cm²、170℃下对未硫化轮胎进行硫化以制备试验轮胎（轮胎尺寸：215/45R17，用于客车的轮胎）。

对用于帆布胎圈包布的未硫化橡胶组合物、用于帆布胎圈包布的硫化橡胶组合物、以及试验轮胎进行如下评估，结果如表1所示。

<橡胶复数模量（E^*）>

使用岩本株式会社制造的粘弹性谱仪，在10％初始应变、2％动态应变以及10Hz频率下，测定70℃下的各个硫化橡胶组合物的复数模量E^*（MPa）。E^*值越大，刚性越高。此外，在目标值内的E^*值表明出色的耐永久变形性以及出色的操纵稳定性。

<发热性>

使用岩本株式会社制造的粘弹性谱仪，在10％初始应变、2％动态应变以及10Hz频率下，测定70℃下的各个硫化橡胶组合物的损失角正切tanδ。tanδ值越小，发热性越低。

<耐轮辋组装所产生的损伤性（断裂伸长）>

切割各个硫化橡胶组合物以制备试验片（3号哑铃）。通过根据JIS K 6251“硫化橡胶或热塑性橡胶--拉伸应力-应变性能的确定”进行拉伸试验来测定硫化橡胶试验片的断裂伸长（EB（％））。EB值越大（％），耐久性越高，耐轮辋安装所产生的损伤性越好。

<轮辋耐磨损性（耐磨性指数）>

各个试验轮胎在负荷为JIS标准的最大负荷（最大内压条件）的230％下以20km/h在转鼓上行驶600小时，然后测定胎圈座区域中的磨损深度。根据下式，将配方不同的各个试验轮胎的磨损深度表示为相对于对照例1（=100）的指数（轮辋耐磨损性指数）。具有较高轮辋耐磨损性指数的轮胎很少会导致轮胎滑动以及磨损（即，这种轮胎具有较好的轮辋耐磨损性）。

(轮辋耐磨损性指数)=(对照例1的磨损深度)/(各个配方的磨损深度)×100

<加工性能1>

（薄片加工性能，贴胶加工性能）

将各个未硫化橡胶组合物送入冷进料挤出机并在一定条件下挤出从而形成尺寸为0.5mm厚×约2m宽的薄片。肉眼观察制得的薄片并评估薄片表面的平坦性、沿薄片外边缘的不规则性以及自硫胶粒的存在。

进一步地，在各个制得的试验轮胎中，通过肉眼观察硫化后保留在织品上的贴胶的量来评估橡胶流动（肉眼观察织品的编织纹在轮胎胎圈座区域中是否可见）。橡胶流动的期望状态是橡胶适当地渗入帘线束内使得帘线键合反应可被进行，而不因橡胶流动形成较大的波纹。如果过多的橡胶流动，那么织品（尼龙帘线的帘线图案）被暴露成足以在用手指甲刮痕时捕捉到手指甲。

总体考虑上述评估结果，并表示为相对于对照例1（=100）的指数。指数越高，薄片加工性能和橡胶流动越好。

<加工性能2>

（对毗邻组件的粘附性）

如图4所示，将刀插入每个轮胎的帆布胎圈包布的边缘中，用夹具夹持帆布胎圈包布并缓慢地将其与结合胶分离，然后与帘布分离。肉眼观察并评估分离后附着于帘线上的橡胶的量（即对帘线的粘附性）。将粘附性结果表示为相对于对照例2（=100）的指数。粘附性指数为100的试样具有加工适用性。指数为100表明试样没有俘获空气，没有与橡胶平滑分离的部分，于是橡胶较好地被附着。指数为90表明橡胶较差地附着，因为例如空气被俘获或帘线粘附层破裂，因此，这种试样不具有加工适用性。

[表1]

表1显示，在没有使用大量丁二烯橡胶的条件下，通过使用异戊二烯系橡胶、具有高比表面积的炭黑以及适量硫提供了出色的轮辋耐磨损性、出色的耐轮辋组装所产生的损伤性和出色的加工性能，以及低发热性。

该表还显示，当轮胎中用于帘布的橡胶组合物中的硫含量与用于充气帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量设定为特定值时，用于帆布胎圈包布的橡胶组合物对毗邻组件具有良好粘附性以及明显改进的加工性能。

Claims

1.一种充气轮胎，其包括：

帆布胎圈包布，所述帆布胎圈包布包括作为贴胶组合物用于帆布胎圈包布的橡胶组合物，

其中所述用于帆布胎圈包布的橡胶组合物包括：

异戊二烯系橡胶；

氮吸附比表面积为110-200m²/g的炭黑；以及

硫，

碳酸钙、滑石、烟煤、硬粘土、或压碎的橡胶粉，

其中，在用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中，以100质量％的用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的橡胶组分为基准，异戊二烯系橡胶的量为25-80质量％，并且不含丁二烯橡胶，以及

相对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量为40-80质量份，并且硫的量为1.0-2.7质量份，

进一步包括毗邻帆布胎圈包布的帘布，所述帘布包括作为贴胶组合物用于帘布的橡胶组合物，

其中相对于每100质量份的对应的用于帆布胎圈包布或用于帘布的橡胶组合物中的橡胶组分，用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量与用于帘布的橡胶组合物中的硫含量满足下式：

(用于帘布的橡胶组合物中的硫含量)/(用于帆布胎圈包布的橡胶组合物中的硫含量)≤3.5。

2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，相对于每100质量份的橡胶组分，用于帆布胎圈包布的橡胶组合物包括1-15质量份的平均粒径为100μm至1mm的再生橡胶粉。