CN109219532A - 充气轮胎 - Google Patents

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pneumatic tire
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柳冈正起
米元真希子
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Abstract

本发明提供一种防止在轮胎行驶期间静电积聚并且使轮胎的电阻随着时间推移而升高最小的充气轮胎，该轮胎具有显著降低的滚动阻力和优异的耐久性。所述充气轮胎的特征在于，导电性橡胶设置于一侧的帘布层涂覆橡胶，非导电性橡胶设置于另一侧的帘布层涂覆橡胶，轮胎具有使得这些各自橡胶的厚度T1和T2满足0.2≤T1/T2≤0.9关系的帘布层，导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧上，并且非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，其防止在行驶期间静电积聚、抑制轮胎随着时间推移而电阻升高、并且具有降低的轮胎滚动阻力及其优异的耐久性。
背景技术
近年来，社会要求节约能源，并已经促进研发节能轮胎。作为其措施之一，已经研究了减少轮胎重量、延长其寿命和降低轮胎滚动阻力(下文中称为低损耗性)等。
迄今为止已研究了帘布层涂覆橡胶以很大程度上改进低损耗性，从而改善了轮胎的低损耗性；已经发现其中涉及如下担忧：橡胶具有增强的电阻，并且整个橡胶很大程度上降低了导电性，由此引起汽车的火花以及无线电噪声。
作为用于解决上述问题的充气轮胎，已知有例如一种充气轮胎(例如参照专利文献1)，包括：非导电胎面，其外表面为胎面表面；导电底胎面，其位于胎面的径向内侧；导电穿透部，其穿透上述胎面，在其一端暴露于胎面表面上并且在另一端到达上述底胎面；一对非导电侧壁，每个非导电侧壁大致从胎面的端部沿径向向内侧延伸；一对导电铆接部(clinch)，每个导电铆接部大致从侧壁的端部沿径向向内侧延伸；一对胎圈，其位于比铆接部更靠轴向内侧的位置；胎体，其沿着胎面和侧壁的内侧桥接在一个胎圈和另一个胎圈之间；导电加强层，其沿底胎面的径向内侧层叠在上述胎体上，其中，上述胎体具有许多平行排列的帘线和导电性顶胶，并且胎体具有由特定方程表示的小于1.0×108Ω的电阻Rc。
然而，导电性橡胶和非导电性橡胶分别用于上述专利文献1中所示的充气轮胎中的不同构件。因此，涉及了诸如复杂结构的问题。而且，在帘布层涂覆橡胶的上表面和下表面上使用不同种类的橡胶的技术构思在其中未被示出，并且不同于本发明的技术构思。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2013-86568(权利要求、图1及其他)
发明内容
鉴于上述传统技术的问题，本发明旨在解决这些问题，并且本发明的目的是提供一种充气轮胎，即使在充气轮胎中的帘布层涂覆橡胶的上表面和下表面上使用不同种类的橡胶时，施加到轮胎上的应力及其方向在帘布层的上表面和下表面上并没有不同，从而不会产生变形，因此能够防止分离和施加到相邻构件上的力的变化；其具有优异的耐久性；其防止在行驶期间静电积聚；其防止轮胎随着时间推移而电阻升高；并且其具有显著降低的轮胎滚动阻力。
为了解决上述传统问题等，本发明人重复进行的深入研究已经发现满足上述目的的充气轮胎是由这样一种充气轮胎获得的，该充气轮胎包括：作为骨架的胎体，由至少一层胎体帘布层构成，所述至少一层胎体帘布层以环形形式延伸穿过一对胎圈；至少一层带束层，配置在胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；形成接地面部的胎面部，设置在上述带束层的轮胎径向外侧；和气密层，配置在胎体帘布层的轮胎径向内侧，其中，为一个表面的帘布层涂覆橡胶配置导电性橡胶，并且为另一个表面的帘布层涂覆橡胶配置非导电性橡胶；将它们的各自厚度设为T1和T2，并且胎体帘布层具有T1/T2在特定范围内的帘布层；并且导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧，并且非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧。
也就是说，本发明的充气轮胎包括：作为骨架的胎体，由至少一层胎体帘布层构成，所述至少一层胎体帘布层以环形形式延伸穿过一对胎圈；至少一个带束层，配置在胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；形成接地面部的胎面部，设置在上述带束层的轮胎径向外侧；和气密层，配置在胎体帘布层的轮胎径向内侧，其中，为一个表面的帘布层涂覆橡胶配置导电性橡胶，并且为另一个表面的帘布层涂覆橡胶配置非导电性橡胶；将它们的各自厚度设为T1和T2，胎体帘布层具有T1/T2为0.2≤T1/T2≤0.9的帘布层；并且导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧，并且非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧。
上述导电帘布层涂覆橡胶优选含有导电材料。
上述非导电帘布层涂覆橡胶优选含有氮吸附比表面积(N2SA)为30-40m2/g的炭黑。
将上述帘布层涂覆橡胶在60℃下的损耗角正切分别为tan D1和tan D2时，损耗角正切优选满足tan D1≥tan D2。
各自厚度T1和T2以及述各帘布层涂覆橡胶的损耗角正切tan D1和tan D2中的(T1×tan D1)/(T2×tan D2)优选满足0.2≤(T1×tan D1)/(T2×tan D2)≤1.2，更优选0.4≤(T1×tan D1)/(T2×tan D2)≤0.9。
将上述各帘布层涂覆橡胶在60℃下的储能弹性模量分别设为E1和E2时，E1/E2优选满足1.0≤E1/E2≤1.5，更优选1.0≤E1/E2≤1.2。
帘布层涂覆橡胶的各自厚度T1和T2的总和T1+T2优选满足0.9≤T1+T2≤1.4。
导电性橡胶和非导电性橡胶中含有的交联剂和硫化促进剂的种类优选相同。
将导电性橡胶和非导电性橡胶的10％硫化时间(T0.1)分别设为s1和s2时，s1/s2优选满足0.9≤s1/s2≤1.1。
一种用于制造根据本发明的帘布层的方法包括将含有导电材料的导电性橡胶配置在一个表面的帘布层涂覆橡胶上并且将含有氮吸附比表面积(N2SA)为30-40m2/g的炭黑的非导电性橡胶配置在另一表面的帘布层涂覆橡胶上以同时涂覆上表面和下表面的步骤。
在上述用于制造帘布层的方法中，导电性橡胶和非导电性橡胶中含有的交联剂和硫化促进剂的种类优选相同。
一种用于制造根据本发明的充气轮胎的方法包括使用通过制造上述帘布层的方法所制造的帘布层来将导电帘布层涂覆橡胶配置在帘布层的胎面侧并将非导电帘布层涂覆橡胶配置在帘布层的气密层侧的步骤。
根据本发明，提供了一种充气轮胎，即使在充气轮胎中的帘布层涂覆橡胶的上表面和下表面上使用不同种类的橡胶时，施加到轮胎上的应力及其方向在汽车行驶期间在帘布层的上表面和下表面上并没有不同，从而不会产生变形，因此能够防止分离和施加到相邻构件上的力的变形；其具有优异的耐久性，并且防止在行驶期间静电积聚；其防止轮胎随着时间推移而电阻升高；以及其具有显著降低的轮胎滚动阻力。
将上述各帘布层涂覆橡胶在60℃下的储能弹性模量分别设为E1和E2时，E1/E2控制在1.0≤E1/E2≤1.5的范围内，由此提供了能够进一步防止分离并进一步防止施加到相邻构件上的力的变形、以及具有进一步提高耐久性的充气轮胎。
帘布层涂覆橡胶的各自厚度T1和T2的总和T1+T2设定为0.9≤T1+T2≤1.4，由此提供了防止重量增加的充气轮胎。
使用导电性橡胶和非导电性橡胶中包含的相同种类的交联剂和硫化促进剂，由此硫化模式在帘布层的上表面和下表面上均衡，并因此提供了一种上接触表面和下接触表面的防分离效果进一步提高的充气轮胎。
将导电性橡胶和非导电性橡胶的10％硫化时间(T0.1)分别设为s1和s2时，s1/s2设定为0.9≤s1/s2≤1.1，由此提供一种在帘布层的上表面和下表面上的焦烧时间相同并且易于制造且对产品性能的影响较小的充气轮胎。
用于制造根据本发明的帘布层的方法包括将含有导电材料的导电性橡胶配置在一个表面的帘布层涂覆橡胶上并且将含有氮吸附比表面积(N2SA)为30-40m2/g的炭黑的非导电性橡胶配置在另一表面的帘布层涂覆橡胶上以同时涂覆上表面和下表面的步骤，因此施加到轮胎上的应力及其方向在汽车行驶期间在帘布层的上表面和下表面上没有差别而不会发生变形，从而能够防止帘布层的分离和施加到相邻构件上的力的变形。因此，提供了一种用于制造充气轮胎的帘布层的方法，所述充气轮胎具有优异的帘布层的耐久性并且防止在行驶期间静电积聚，其抑制了轮胎随着时间推移而电阻升高，并且其具有显著降低的轮胎滚动阻力；并且提供了能够通过与以前相同数量的步骤制造充气轮胎的帘布层的制造方法。
在制造帘布层的方法中，使用导电性橡胶和非导电性橡胶中包含的相同种类的交联剂和硫化促进剂，由此提供了用于在帘布层的上表面和下表面上的焦烧时间相同并且易于制造并且对产品性能的影响较小的充气轮胎的帘布层的制造方法。
根据本发明的充气轮胎的制造方法是这样一种制造方法，包括使用由上述方法制造的帘布层将导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧并且将非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧的步骤，使得能够与以前相同数量的步骤制造包含不同种类橡胶的帘布层，并且提供了这样一种用于充气轮胎的制造方法，其具有优异的耐久性并且防止在行驶期间静电积聚，其抑制了轮胎随着时间推移而电阻升高，并且其具有显著降低的轮胎滚动阻力。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施方式的一个实例的充气轮胎的左半部分的截面图。
图2是图1所示的充气轮胎所使用的帘布层涂覆橡胶的示意性截面图。
图3是示出胎体帘布层的端部的各自结构的示意图(a)至(c)。
具体实施方式
将参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明的充气轮胎包括：作为骨架的胎体，由至少一个胎体帘布层构成，所述至少一个胎体帘布层以环形形式延伸穿过一对胎圈；至少一个带束层，配置在胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；形成接地面部的胎面部，设置在上述带束层的轮胎径向外侧；和气密层，配置在胎体帘布层的轮胎径向内侧，其中，为一个表面的帘布层涂覆橡胶配置导电性橡胶，并且为另一个表面的帘布层涂覆橡胶配置非导电性橡胶；将它们的各自厚度为T1和T2时，胎体帘布层具有T1/T2为0.2≤T1/T2≤0.9的帘布层；并且导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧，并且非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧。
在根据本发明的充气轮胎中，除上述帘布层涂覆橡胶之外的结构没有特别限制，并且能够使用通常充气轮胎的结构。下面将参考例如图1所示的充气轮胎对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，该实施方式的充气轮胎10包括：胎圈芯4，其被埋设并配置在一对相应的胎圈部3中；主体部5，其以环形形式从胎面部1穿过侧壁部2延伸到胎圈部3；至少一个胎体帘布层6，具有与主体部5连续并绕胎圈芯4折叠的折叠部6a；至少一个带束层7(在该情况中为三层)，其位于胎体帘布层6的胎冠部的轮胎径向外侧，以用橡胶涂覆帘线；以及轮辋。
胎面部1包括构成接地面的胎面胶1a和配置在胎面胶1a的轮胎径向内侧的带束层7，并且胎面部1中设置有在轮胎径向外侧与胎体帘布层6接触的胎面环状体1b。
侧壁橡胶2a布置在胎体帘布层6的轮胎径向外侧的侧壁部2中。
通过涂覆钢丝的汇聚体(convergent body)等而获得的环状胎圈芯4被埋设在胎圈芯部3中，并且包含硬橡胶的胎圈填胶4a配置在胎圈芯4的轮胎径向外侧。
胎体帘布层6整体上以环形形式进行模制，并且采用了结构为胎圈芯4和胎圈填胶4a插入主体部5和折叠部6a之间。另外，用于保持内压的气密层9设置在胎体帘布层6的内侧。
图2是图1中所示的胎体帘布层6的示意图。在该胎体帘布层6中，为平行的胎体帘线(未示出)和设置作为上述胎体帘线的一个表面侧的胎面侧上的帘布层涂覆橡胶16布置导电性橡胶，并且为设置在作为另一表面的气密层侧上的帘布层涂覆橡胶17布置非导电性橡胶。将导电帘布层涂覆橡胶16的厚度为T1并且非导电帘布层涂覆橡胶17的厚度为T2时，胎体帘布层具有T1/T2比为0.2≤T1/T2≤0.9的帘布层涂覆橡胶。
上述胎体帘线配置在与轮胎周向大致垂直的方向上，并且能够使用有机纤维帘线或钢丝帘线。
所使用的导电帘布层涂覆橡胶16的橡胶组合物包括在橡胶成分中作为材料橡胶的含导电材料的橡胶组合物。
所述导电材料包括：例如，导电碳，如碳纳米管(CNT)、圆形石墨烯片的棒状或纱线状导电材料、气相生长碳纤维(VGCF)、科琴黑和乙炔黑。而且，能够使用其商业产品，如C100(由Arkemaya株式会社(Arkemaya Inc.)制造)和NC7000(由Nanocyl公司(Nanocyl Corp.)制造)。此外，能够混合氮吸附比表面积大的炭黑，如SAF、ISAF、HAF和FEF，从而赋予橡胶成分导电性。
材料橡胶(橡胶成分)包括：例如，天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)中的至少一种。
对于上述导电帘布层涂覆橡胶，能够使用炭黑，如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT。特别地，基于100质量份的材料橡胶(橡胶成分)，上述炭黑的含量为30～50质量份。
上述导电帘布层涂覆橡胶还适合与硫化剂、硫化促进剂、油、锌白(氧化锌)、抗氧化剂等配混。此外，上述导电材料的含量根据导电材料和轮胎的种类而变化，并且就发热性能而言，基于100质量份的材料橡胶(橡胶成分)，含量优选为0.5～7质量份。
上述导电帘布层涂覆橡胶具有低电阻，并且电阻优选为例如1×1010以下，更优选为1×109Ω以下的电阻率值(体积电阻率)。
就低发热性而言，所用的非导电帘布层涂覆橡胶优选含有在橡胶成分中作为材料橡胶的氮吸附比表面积(N2SA，根据JIS K 6217-2：2001)为30～45m2/g、更优选30～40m2/g的炭黑。能够使用具有上述物理性质的炭黑，如FEF、GPF和SRF。基于100质量份的材料橡胶(橡胶成分)，上述炭黑的含量为30～50质量份。
与上述导电帘布层涂覆橡胶的情况一样，材料橡胶(橡胶成分)包括天然橡胶(NR)、二烯系合成橡胶(SBR、BR、IR、IIR等)中的至少一种。
上述非导电帘布层涂覆橡胶还适合与交联剂、硫化促进剂、油、锌白(氧化锌)、抗氧化剂等配混。
就均衡帘布层的上表面和下表面上的硫化模式、进一步改善对上接触表面和下接触表面的防分离效果并使焦烧时间相同从而便于在生产步骤中的处理而言，优选使用在非导电帘布层涂覆橡胶中包含的相同种类的交联剂和硫化促进剂作为上述导电帘布层涂覆橡胶中所包含的交联剂和硫化促进剂。
上述非导电帘布层涂覆橡胶具有相对高的电阻，并且就电阻率值(体积电阻率值)而言，电阻率优选为例如1×1013Ω·cm以上。
本发明中使用的胎体帘布层能够通过以下步骤来制造：将具有上述配混组合物的导电帘布层涂覆橡胶配置在一个表面的帘布层涂覆橡胶上并且将具有上述配混组合物的非导电帘布层涂覆橡胶配置在另一表面的帘布层涂覆橡胶上，以便用导电帘布层涂覆橡胶、非导电帘布层涂覆橡胶和胎体帘线同时涂覆上表面和下表面。在上述帘布层的制造方法中，所涉及的优点为：即使使用不同种类的橡胶，也能够通过与以往相同的步骤来制造帘布层。
在本发明中，导电帘布层涂覆橡胶16的厚度T1(mm)与非导电帘布层涂覆橡胶的厚度T2(mm)之比T1/T2必须为0.2≤T1/T2≤0.9，优选0.35≤T1/T2≤0.7。
若T1/T2小于0.2，则导电性帘布层涂覆橡胶16的厚度T1过薄，并且导电性降低，因此其不是优选的。另一方面，如果T1/T2超过0.9，则发热性升高，因此不优选。
此外，就防止重量增加和保持内压而言，上述厚度T1和T2的总和T1+T2优选设定为0.9≤T1+T2≤1.4，更优选设定为1.0≤T1+T2≤1.2。
另外，为了进一步发挥本发明的效果，上述导电帘布层涂覆橡胶和非导电帘布层涂覆橡胶中的各损耗角正切(tan D1，tan D2)、各厚度(T1，T2)与各损耗角正切(tan D1，tan D2)之比、储能弹性模量(E1，E2)之比以及10％硫化时间(s1，s2)之比优选控制在下列范围内。
就低发热性而言，将上述各帘布层涂覆橡胶在60℃下的损耗角正切分别设为tanD1和tan D2时，导电帘布层涂覆橡胶的损耗角正切优选大于或等于非导电帘布层涂覆橡胶的损耗角正切，也就是说，tan D1≥tan D2。
此外，就低发热性和变形而言，各自厚度T1和T2以及述各帘布层涂覆橡胶的损耗角正切tan D1和tan D2中的(T1×tan D1)/(T2×tan D2)优选为0.2≤(T1×tan D1)/(T2×tan D2)≤1.2，更优选为0.4≤(T1×tan D1)/(T2×tan D2)≤0.9。
另外，就进一步提高耐久性(防止分离和施加到相邻构件上的力的变形)而言，将上述各帘布层涂覆橡胶在60℃下的储能弹性模量分别设为E1和E2，导电帘布层涂覆橡胶的储能弹性模量E1与非导电帘布层涂覆橡胶的储能弹性模量E2的之比E1/E2优选为1.0≤E1/E2≤1.5，特别优选1.0≤E1/E2≤1.45。
另外，就均衡帘布层上表面和下表面上的焦烧时间以易于制造并减少对产品性能的影响而言，将上述帘布层涂覆橡胶中的导电帘布层涂覆橡胶和非导电帘布层涂覆橡胶的10％硫化时间(T0.1)分别设为s1和s2时，s1/s2优选为0.9≤s1/s2≤1.1。
通过适当地组合所使用的导电帘布层涂覆橡胶和非导电帘布层涂覆橡胶的各个成分及其量并且适当地设定配混成分(化学品)的种类，能够将上述导电帘布层涂覆橡胶和非导电帘布层涂覆橡胶中的各损耗角正切(tan D1，tan D2)、各厚度(T1，T2)与各损耗角正切(tan D1，tan D2)之比、储能弹性模量(E1，E2)之比以及10％硫化时间(s1，s2)之比设定在上述优选的各自范围内。
本发明的充气轮胎能够通过以下步骤来制造：使用由上述方法制造的帘布层来将导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧并且将非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧。
也就是说，除了上述帘布层层之外，胎体帘布层与诸如胎圈、胎圈芯、胎面、侧壁和带束之类的相应构件一起配置在轮胎成型机上，使得帘布层的导电帘布层涂覆橡胶转向胎面侧，并且使得非导电帘布层涂覆橡胶转向气密层侧，以及通过常规方法对所述构件进行模制来制备生胎。在硫化装置中对生胎加热加压，由此能够获得具有如例如图1至图3所示的各自结构的预期充气轮胎。在上述制造方法中，包含不同种类橡胶的帘布层能够通过与以往相同数量的步骤来制造，并且能够生产的是防止在行驶期间静电积聚的充气轮胎，这抑制了轮胎随着时间推移而电阻升高，并且具有显著降低的滚动阻力和耐久性。
为了描述图1、图2和图3(a)所示的实施方式的充气轮胎，所述充气轮胎包括：通过使用由上述方法制备的帘布层的步骤来将导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧并且将非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧；胎圈芯4，其被埋设并配置在一对相应的胎圈部3中；主体部5，其以环形形式从胎面部1穿过侧壁部2延伸到胎圈部3；至少一层胎体帘布层6，具有与主体部5连续并绕胎圈芯4折叠的折叠部6a；和至少一个带束层7(在该情况中为三层)，其位于胎体帘布层6的胎冠部的外周侧，以用橡胶涂覆帘线。
在胎体帘布层6中，如图2所示，具有上述特征的导电性橡胶被配置用于设置在胎面侧上的帘布层涂覆橡胶16，并且具有上述性质的非导电性橡胶被配置用于设置在作为另一侧的气密层侧上的帘布层涂覆橡胶17。
胎体帘布层的折叠可以采用图3(a)所示的通常结构，除此之外，折叠可以是这样的结构，其中如图3(b)所示，胎体帘布层6的折叠部6a中的帘布层端6b被导电性橡胶片单独覆盖并被折叠。另外，折叠体可以是，如图3(c)所示，胎体帘布层6的折叠部6a进一步折叠的结构。
根据本发明如此构成的充气轮胎包括：作为骨架的胎体，由至少一层胎体帘布层构成，所述至少一层胎体帘布层以环形形式延伸穿过一对胎圈；至少一层带束层，配置在所述胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；形成接地面部的胎面部，设置在上述带束层的轮胎径向外侧；和气密层，配置在所述胎体帘布层的轮胎径向内侧，并且所获得是这样一种充气轮胎，即使在帘布层涂覆橡胶的上表面和下表面上使用不同种类的橡胶时，施加到轮胎上的应力及其方向在汽车行驶期间在帘布层的上表面和下表面上并没有不同，从而不会产生变形，因此能够防止分离和施加到相邻构件上的力的变形；其具有优异的耐久性并且通过由具有上述性质的导电性橡胶构成的帘布层涂覆橡胶而防止在行驶期间静电积聚；其防止轮胎随着时间推移而电阻升高；并且其具有显著降低的轮胎滚动阻力。
在本发明中，通过仅在一个表面上配置低损耗混合物(即，非导电性橡胶)并且在剩余表面上配置导电性橡胶、使低损耗混合物的规格升高并且使帘布层涂覆橡胶中导电混合物的规格升高，能够在不牺牲低损耗性的情况下抑制轮胎电阻升高、使轮胎滚动阻力降低和使电阻升高。如果仅通过混合大部分炭黑来制备导电性橡胶，则硬度、粘度和焦烧性在上表面和下表面上是不同的，因此易于引起分离。然而，在本发明中，采用的构造是这样的：胎体帘布层被制备成使得导电性以外的物理性质在胎面侧的胎体帘布层的表面上和气密层侧的胎体帘布层的表面上相等，由此能够调节上表面和下表面的硬度、粘度和焦烧性，并且能够抑制分离，并且通过升高低损耗配混物的非导电性橡胶的规格并降低导电配混物的规格能够在不牺牲低损耗性的情况下抑制轮胎电阻升高。在本发明中，通过导电涂层橡胶抑制了电阻升高，但是对轮胎的低损耗性能的贡献程度与橡胶的体积成比例，因此导电配混物的规格被设定在规格降低到最大的范围内，因此损耗几乎仅仅是低损耗配混物的贡献。使用具有上述性质的帘布层涂覆橡胶使得轮胎的低损耗性和低电阻之间的均衡性能够在很大程度上相容，以使得能够防止分离和施加到相邻构件的力的变形，因此获得具有优异耐久性的充气轮胎。
另外，本发明的特征在于，能够将具有低损耗性的非导电性橡胶层与具有大粒径的炭黑混合。已知的情况是将二氧化硅配混以提供具有低损耗性的橡胶，然而，已发现，通过使用具有大粒径的炭黑，橡胶在损耗性和抗裂纹生长性方面得到进一步改善。此外，已知的情况是：在胎体帘布层的一个表面上配混炭黑而在另一个表面上配混二氧化硅的情况下，硫化特征的差异对制造带来麻烦。
根据本发明如此构成的充气轮胎不限于上述各实施方式，并且所述实施方式能够在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式进行修改。
充气轮胎可以是例如充气轮胎，其在侧壁部2的内表面侧设置有具有大致月牙形状的加强橡胶。
实施例
将参考下面的实施例和对比例对本发明进行更详细的解释，但本发明不应被限于以下实施例。
(制造例A至E：帘布层涂覆橡胶的制造)
根据常规方法，按照下表1中所示的配混组合物来制造帘布层涂覆橡胶(导电性橡胶、非导电性橡胶)。
实施例A至E中获得的帘布层涂覆橡胶(导电性橡胶、非导电性橡胶)用于通过以下各方法来测量并评价低损耗性(tan 6)、储能弹性模量(E’)、焦烧性(10％硫化时间：T0.1)、耐裂纹生长性和电阻(体积电阻率：Ω·cm)。
其结果如下表1所示。
(实施例1至5和比较例1至5：充气轮胎的制造)
以上在制备例A至E中制备的帘布层涂覆橡胶(导电性橡胶：A至D，非导电性橡胶：E)被用于由具有以下构造的胎体帘布层帘线制备充气轮胎，并且帘布层涂覆橡胶具有以下表2所示的配混组合物和构造，具体而言，通过将两种橡胶设置在加热辊中并且对橡胶进行压延而制备的胎体帘布层被用于制备具有图1、图2和图3(a)所示结构的尺寸195/65R的充气轮胎(试验轮胎)。
(胎体帘布层帘线)
帘线角度：90度(假设轮胎周向为0度)，帘线材料：PET。
使用上述实施例1至5和比较例1至5中获得的试验轮胎来测量并评价耐久性(BF鼓试验)、低损耗性能(RRC鼓)、电阻(Ω·cm)和加工性。
其结果如下表2所示。
[低损耗性(tan δ)的评价方法]
使用由株式会社上岛制作所制造的光谱仪(动态粘弹性分析仪)测量在频率为52Hz、初始变形为10％、测量温度为60℃且动态变形为1％的情况下的tan δ。结果表明，tanδ的指数值越大，发热越低且滞后损失越小。
[储能弹性模量(E’)的评价方法]
使用由株式会社上岛制作所制造的光谱仪(动态粘弹性分析仪)测量在频率为52Hz、初始变形为10％、测量温度为60℃且动态变形为1％的情况下储能弹性模量(E’)。结果表明，E’的指数值越大，弹性模量越低。
[焦烧性(T0.1)的评价方法]
测量获得基于JIS K 6300-2：2013在105℃土1℃的温度下测量的硫化扭矩曲线中的最大值的10％所需的时间(分钟)。硫化速度T0.1的程度是显示耐焦烧性的指标，并且它显示出了：该值越小，交联反应开始所需的诱导期越短，并且更容易引起烧焦(耐焦烧性较差)。
(耐裂纹生长性的评价方法)
使用在145℃下硫化30分钟的橡胶来制备具有哑铃型样品形式的橡胶样品，并且橡胶样品在中心1mm的长度上裂开，然后通过重复疲劳测试仪在100％固定变形、无初始变形和300rpm的条件下反复进行疲劳试验，以评价裂纹生长和破裂所需的时间，并且通过指数显示时间，其中制造例中所制备的橡胶的值D或E设定为100。结果表明，数值越高，耐裂纹生长性越好。
[电阻(体积电阻率)的评价方法]
制备用于体积电阻率的圆盘形样品，用由Advance公司制造的绝缘电阻测试盒来测量半径r为2.5cm且厚度t为0.2cm的部分的电阻值R，并且根据以下等式来计算体积电阻率ρ(Ω·cm)：
ρ＝(a/t)×R
其中a表示横截面面积(＝π×r2)，并且t表示样品的厚度。
[耐久性的评价方法(BF鼓试验)]
使用具有平坦的鼓表面且具有1.707m的直径的钢制鼓测试仪，并将外围温度控制至30±3℃。使用具有由JATMA规定的标准轮辋尺寸的轮辋，在JATMA标准的内压下施加JATMA标准的最大负荷能力两倍大的负荷下，进行耐久性鼓行驶试验直至轮胎破裂为止的距离。评价由表2中的指数示出，其中将比较例2中获得的值设定为100。该值越高，通常的内压下的耐久性越好。
[低损耗性能的评价方法(RRC鼓)：]
将内压为210kPa的轮胎在4.9km的负荷下压靠在以60km/h的速度旋转的直径为1.7m的鼓上，以测量在下列试验条件下的滚动阻力，并通过指数显示滚动阻力，其中比较例2的倒数值设定为100。结果表明，该值越大，滚动阻力越小且滚动性能越好。
室内试验条件：轮胎尺寸：PSR205/65R15，轮辋宽度：6.5J×15，内压：210kPa，负荷：4.81kN。
实际汽车试验条件：轮胎尺寸：PSR205/65R15，轮辋宽度：6.5J×15，内压：210kPa，车辆：由丰田汽车株式会社制造的CAMRY(排量：2000cc)，负荷：汽车重量+驾驶员+前排乘客座椅60kgf。
[电阻的评价方法]
将铜板(宽度：200mm，长度：300mm)铺展在轮胎的接地表面上，以测量在100V并同时施加300kg的负荷的情况下胎面接触表面上的铜板与轮辋凸缘之间的电阻。当电阻超过1×1010Ω·cm，预计会出现无线电噪声等问题。
[加工性评价方法]
通过目测观察在制造胎体帘布层时引起的焦化来评价加工性。具体而言，当在一片排列的有机帘线上轧制以薄片形式挤出的橡胶组合物以使帘线被橡胶组合物覆盖时，目测观察该轧制片(帘布层)的两个表面，即，如果在帘布层的两个表面上焦烧的程度在很大程度上不同，则轧制速度和轧制温度不能控制到最佳值的问题导致了对加工性产生不利影响，因此根据以下标准评价加工性能。
评价标准：
○：在轧制板(帘布层)的两个表面上均未观察到焦烧，并且加工性良好。
Δ：在轧制板(帘布层)的两个表面中的至少一个表面的一部分上稍微观察到焦烧，并且加工性受到一点影响。
×：在轧制板(帘布层)的两个表面中的至少一个表面上观察到焦烧，并且加工性差。
表1
制造例 A B C D E
NR*1 70 70 70 70 70
SBR*2 30 30 30 30 30
碳黑(GPF)*3 40 40 40 45
碳黑(HAF)*4 20 45
碳黑(CNT)*5 3
碳黑(Ketjen)*6 5
油*7 10
硫 3 3 3 3 3
硫化促进剂A*8 1 1 1 1 1
硫化促进剂B*9 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
氧化锌 5 5 5 5 5
低损耗性(tan δ) 0.11 0.12 0.13 0.17 0.1
储能模量(E’) 5.3 5.5 7 6 5
拉伸强度(M300) 10 10 15 12 12
焦烧性(T0.1) 10.5 10.5 6 11 10
耐裂纹生长性 110 110 98 100 100
电阻率(Ω·cm) 1×10<sup>9</sup> 1×10<sup>9</sup> 1×10<sup>10</sup> 1×10<sup>9</sup> 1×10<sup>14</sup>
表1中的术语*1至*9表示如下。
*1：RSS#3
*2：SBR，由JSR株式会社制造
*3：氮吸附比表面积(N2SA：35m2/g)，N660，由旭碳株式会社制造
*4：氮吸附比表面积(N2SA：78m2/g)，N330，由旭碳株式会社制造
*5：碳纳米管(CNT)
*6：氮吸附比表面积(N2SA：800m2/g)，科琴黑EC300J，由狮王株式会社制造
*7：加工油(TDAE)，由新日本石油化学株式会社制造
*8：MBTS(二硫化二-2-苯并噻唑)
*9：BBS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)
从上述表1和表2所示的结果可以明显看出，从耐久性(BF鼓试验)、低损耗性能(RRC鼓)、电阻、加工性的评价结果已经看出，与在本发明范围之外的比较例1至5中制备的充气轮胎相比，在本发明的范围内的实施例1至5中制备的充气轮胎是这样的充气轮胎，其防止在行驶期间静电积聚，其抑制随着时间推移而电阻升高，并且其具有降低的轮胎滚动阻力并且具有优异的耐久性和加工性。
单独观察比较例，比较例1、3和4中制备的充气轮胎包括通过使用帘布层涂覆橡胶的导电性橡胶和非导电性橡胶(假设T1/T2的范围超出本发明的范围)制备的胎体帘布层，并且比较例2和5中制备的两种充气轮胎均包括具有单层结构的胎体帘布层，其中导电性橡胶用于比较例2而非导电性橡胶用于比较例5。已证实，在超出本发明范围的比较例的情况下，不能获得全部满足抑制电阻升高、降低的轮胎滚动阻力、耐久性和加工性的充气轮胎。
工业实用性
由于充气轮胎在行驶期间防止静电积聚、抑制随着时间推移而电阻升高，并且具有降低的轮胎滚动阻力和优异的耐久性，因此获得了适用于乘用车轮胎的充气轮胎。
符号说明
1：胎面部
2：侧壁部
3：胎圈部
4：胎圈芯
5：主体部
6：胎体帘布层
7：带束层
8：轮辋
9：气密层
10：充气轮胎
16：导电帘布层涂覆橡胶
17：非导电帘布层涂覆橡胶

Claims (12)

1.一种充气轮胎，包括：
作为骨架的胎体，由至少一层胎体帘布层构成，所述至少一层胎体帘布层以环形形式延伸穿过一对胎圈；
至少一层带束层，配置在所述胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；
形成接地面部的胎面部，设置在所述带束层的轮胎径向外侧；和
气密层，配置在所述胎体帘布层的轮胎径向内侧，
其中，为一个表面的帘布层涂覆橡胶配置导电性橡胶，为另一个表面的帘布层涂覆橡胶配置非导电性橡胶；
将两个帘布层涂覆橡胶的各自厚度设为T1和T2时，所述胎体帘布层具有T1/T2为0.2≤T1/T2≤0.9的帘布层；并且
导电帘布层涂覆橡胶被配置在胎面侧，并且非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述导电帘布层涂覆橡胶含有导电材料。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述非导电帘布层涂覆橡胶含有氮吸附比表面积(N2SA)为30-40m2/g的炭黑。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其中，将所述帘布层涂覆橡胶在60℃下的损耗角正切分别设为tan D1和tan D2时，所述损耗角正切满足tan D1≥tan D2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其中，所述帘布层涂覆橡胶的各自厚度T1和T2和所述损耗角正切tan D1和tan D2中的(T1×tan D1)/(T2×tan D2)满足0.2≤(T1×tan D1)/(T2×tan D2)≤1.2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其中，将所述帘布层涂覆橡胶在60℃下的储能弹性模量分别设为E1和E2时，E1/E2满足1.0≤E1/E2≤1.5。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其中，所述帘布层涂覆橡胶的各自厚度T1和T2的总和T1+T2满足0.9≤T1+T2≤1.4。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎，其中，所述导电性橡胶和所述非导电性橡胶中含有的交联剂和硫化促进剂的种类相同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的充气轮胎，其中，将所述导电性橡胶和所述非导电性橡胶的10％硫化时间(T0.1)分别设为s1和s2时，s1/s2满足0.9≤s1/s2≤1.1。
10.一种帘布层的制造方法，包括将含有导电材料的导电性橡胶配置在一个表面的帘布层涂覆橡胶上并且将含有氮吸附比表面积(N2SA)为30-40m2/g的炭黑的非导电性橡胶配置在另一表面的帘布层涂覆橡胶上以同时涂覆上表面和下表面的步骤。
11.根据权利要求10所述的帘布层的制造方法，其中，所述导电性橡胶和所述非导电性橡胶中含有的交联剂和硫化促进剂的种类是相同的。
12.一种充气轮胎的制造方法，包括使用根据权利要求10或11所述的方法所制造的帘布层将导电帘布层涂覆橡胶配置在胎面侧并且将非导电帘布层涂覆橡胶配置在气密层侧的步骤。
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