CN112469573A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供在燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性方面具有改善的总体性能的轮胎。本发明涉及一种轮胎，该轮胎包括胎面，该胎面包含橡胶组分、氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅，以及软化剂；该胎面满足下式(A)：0.25≤二氧化硅总含量(质量份)/(软化剂总含量(质量份)×主沟深度(mm))≤0.60。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎。
背景技术
近年来，鉴于环境问题和经济效率，需要具有降低的滚动阻力和改善的寿命性能的轮胎。考虑到安全性，还必须改善湿抓地性能和操纵稳定性。减少填料(例如二氧化硅或炭黑)的量可降低滚动阻力，但会不利地降低补强性、寿命性能和湿抓地性能(参见例如专利文献1)。因此，现有技术在就滚动阻力(燃料经济性)、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性而言的整体性能增强方面留有改进的空间。
引用列表
专利文献1：JP 2018-145271 A
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题，并提供在燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性方面具有改善的总体性能的轮胎。
技术方案
轮胎本发明涉及轮胎，所述轮胎包括胎面，
所述胎面包含：
橡胶组分；
氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅；以及
软化剂；
所述胎面满足下式(A)：
0.25≤二氧化硅总含量(质量份)/(软化剂总含量(质量份)×主沟深度(mm))≤0.60(A)。
式(A)的上限优选为0.55以下，更优选为0.50以下，进一步优选为0.48以下。
式(A)的下限优选为0.30以上，更优选为0.35以上，进一步优选为0.43以上。
主沟(main groove)深度优选为7.5mm以下，更优选为6.5mm以下，进一步优选为5.5mm以下。
相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅总含量优选为70质量份以上，更优选为80质量份以上，进一步优选为90质量份以上。
发明的有益效果
本发明的轮胎包括胎面，所述胎面包含：橡胶组分、氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅，以及软化剂；所述胎面满足式(A)。此种轮胎在燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性方面具有改善的总体性能。
附图说明
图1为主沟的示意图。
具体实施方式
本发明的轮胎包括胎面，所述胎面包含：橡胶组分、氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅，以及软化剂；所述胎面满足下式(A)。因此，轮胎在燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性方面具有改善的总体性能。
0.25≤二氧化硅总含量(质量份)/(软化剂总含量(质量份)×主沟深度(mm))≤0.60(A)
轮胎提供上述技术效果。产生此种有益效果的原因尚不完全清楚，但可以解释如下。
经大量研究，发明人决定通过不仅改变胎面的橡胶组分而且还改变主沟深度来研究上述整体性能的改善。
首先，发明人研究了在胎面胶中使用氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅(细粒二氧化硅)。细粒二氧化硅具有大的比表面积，因此与聚合物的反应位点众多，这有利于改善燃料经济性和寿命性能。然而，发明人发现，使用细粒二氧化硅会增加未硫化橡胶的粘度，因此在胎面胶的挤出过程中导致更高的热量积聚，从而容易发生焦烧。然后，本发明人尝试通过增加软化剂总含量来降低粘度。然而，结果发现，硫化橡胶的硬度降低，因此胎面刚度和操纵稳定性劣化。接下来，发明人尝试降低胎面的厚度，发现这样可以减少焦烧的发生，但会影响寿命性能。因此，本发明人发现，通过平衡二氧化硅总含量、软化剂总含量和胎面厚度(主沟深度)，具体地，通过满足式(A)，可以改善就燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性而言的总体性能。
如上所述，通过掺入细粒二氧化硅且进一步满足式(A)，胎面的二氧化硅总含量、软化剂总含量和胎面厚度(主沟深度)具有优异的平衡，从而提供就燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性而言的改善的整体性能。
因此，本发明通过满足式(A)参数的胎面结构解决了改善总体性能(就燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性而言)的技术问题(目的)。具体而言，该参数并未限定技术问题(目的)。本发明要解决的问题是改善就燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性而言的总体性能。为了提供该问题的解决方案，已设计出满足式(A)的参数的胎面结构。换言之，本质特征是满足式(A)的参数。
在本文中，二氧化硅总含量(质量份)指相对于100质量份橡胶组分的二氧化硅的总量。
在本文中，软化剂总含量(质量份)指相对于100质量份橡胶组分的软化剂的总量。
在本文中，术语“软化剂”指能够软化橡胶的试剂，实例包括油、液态二烯聚合物、树脂和酯增塑剂。
在本文中，术语“主沟”指沿轮胎周向设置的沟中最宽(在轮胎宽度方向上最宽)的沟。当存在两个以上最宽的沟时，主沟指更靠近轮胎的宽度方向中心的沟。当两个沟对应于此种主沟时，换言之，当两个此种主沟位于距轮胎的宽度方向中心相同距离处时，主沟指的是较深的那个。
在本文中，术语“主沟深度”以在胎面的宽度方向为水平的平面(接地面)为基准测得，并且指最深的沟底部沿垂直线至接地面(从接地面延伸的平面)的距离，所述垂直线从接地面上的主沟宽度的一半的位置起沿轮胎径向绘制。在图1中，主沟深度指长度D。
轮胎的主沟深度优选为10mm以下，更优选为7.5mm以下，进一步优选为7.0mm以下，特别优选为6.5mm以下，最优选为6.0mm以下，进一步优选为5.5mm以下，但优选为3.5mm以上，更优选为4.0mm以上，进一步优选为4.5mm以上，特别优选为5.0mm以上，最优选为5.3mm以上。当主沟深度在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
轮胎的主沟宽度(轮胎宽度方向的宽度)优选为16mm以下，更优选为14mm以下，进一步优选为12mm以下，但优选为6mm以上，更优选为7mm以上，更优选为8mm以上。当主沟宽度在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
如式(A)所示，[二氧化硅总含量(质量份)/(软化剂总含量(质量份)×主沟深度(mm))]的值为0.60以下，优选为0.56以下，更优选为0.55以下，进一步优选为0.53以下，特别优选为0.52以下，最优选为0.50以下，进一步优选为0.48以下。下限为0.25以上，优选为0.28以上，更优选为0.30以上，进一步优选为0.31以上，特别优选为0.35以上，最优选为0.36以上，进一步优选为0.37以上，进一步优选为0.38以上，更优选为0.40以上，进一步优选为0.43以上。当该值在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
通过适当控制二氧化硅总含量(质量份)、软化剂总含量(质量份)和主沟深度(mm)，可以满足式(A)。
下面描述可用于形成上述胎面胶的橡胶组合物(也称为橡胶组合物)的化学品。
橡胶组分的实例包括二烯橡胶，例如异戊二烯系橡胶、聚丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)和丁基橡胶(IIR)。橡胶组分可包括单一橡胶或两种以上橡胶的组合。其中，优选二烯橡胶，更优选异戊二烯系橡胶、BR和SBR，进一步优选BR和SBR。
橡胶组分优选包括重均分子量(Mw)为150,000以上、更优选为350,000以上的橡胶。Mw的上限没有限制，但优选为4,000,000以下，更优选为3,000,000以下。
以100质量％的橡胶组分为基准计，二烯橡胶的量优选为20质量％以上，更优选为50质量％以上，进一步优选为70质量％以上，特别优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上，并且可为100质量％。当二烯橡胶的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
可使用任何SBR。实例包括轮胎工业中通常使用的那些，例如乳液聚合的SBR(E-SBR)和溶液聚合的SBR(S-SBR)。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
SBR的苯乙烯含量优选为10质量％以上，更优选为15质量％以上，进一步优选为20质量％以上，特别优选为25质量％以上，但优选为50质量％以下，更优选为45质量％以下，进一步优选为40质量％以下，特别优选为30质量％以下。当苯乙烯含量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
SBR可以是未改性SBR或改性SBR。其中，优选改性SBR。使用改性SBR可提供更好的燃料经济性。
改性SBR可以是具有与填料(例如二氧化硅)相互作用的官能团的任何SBR。例如，它可以是：通过用具有官能团的化合物(改性剂)改性SBR的至少一个链端而获得的链端改性SBR(即，用官能团封端的链端改性SBR)；在主链上具有官能团的主链改性SBR；在主链和链端均具有官能团的主链和链端改性的SBR(例如，主链具有官能团且至少一个链端被改性剂改性的主链和链端改性的SBR)；或者，已用分子中具有两个以上环氧基的多官能化合物改性(偶联)从而引入了羟基或环氧基的链端改性SBR。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
官能团的实例包括：氨基、酰胺基、甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、异氰酸酯基、亚氨基、咪唑基、脲基、醚基、羰基、氧羰基、巯基、硫醚基、二硫醚基、磺酰基、亚磺酰基、硫代羰基、铵基、酰亚胺基、亚肼基、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羟基、氧基和环氧基。这些官能团可以具有取代基。其中，优选氨基(优选氢原子被C1-C6烷基取代的氨基)、烷氧基(优选C1-C6烷氧基)、烷氧基甲硅烷基(优选C1-C6烷氧基甲硅烷基)和酰胺基。
由住友化学株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、瑞翁株式会社等制造或销售的SBR产品可以用作SBR。
以100质量％的橡胶组分为基准计，SBR的量优选为20质量％以上，更优选为50质量％以上，进一步优选为65质量％以上，但优选为90％质量％以下，更优选为85质量％以下。当SBR的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
可使用任何BR。实例包括轮胎行业中常用的那些。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
BR优选具有90质量％以上、更优选为95质量％以上、进一步优选为97质量％以上的顺式含量。顺式含量的上限没有限制，可以为100质量％。当顺式含量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
BR可以是未改性BR，也可以是改性BR。改性BR的实例包括其中引入上述官能团的那些。改性BR的优选实施方式如关于改性SBR所描述的内容。
BR可从宇部兴产株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、瑞翁株式会社等商购。
以100质量％的橡胶组分为基准计，BR的量优选为10质量％以上，更优选为15质量％以上，但优选为80质量％以下，更优选为50质量％下，更优选为35质量％以下。当BR的量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
异戊二烯系橡胶的实例包括天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、精制NR、改性NR和改性IR。NR可以是轮胎工业中常用的NR，例如SIR20、RSS#3或TSR20。可使用任何IR，实例包括轮胎工业中常用的IR，例如IR2200。精制NR的实例包括脱蛋白天然橡胶(DPNR)和高纯天然橡胶(UPNR)。改性NR的实例包括环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)和接枝天然橡胶。改性IR的实例包括环氧化聚异戊二烯橡胶、氢化聚异戊二烯橡胶和接枝聚异戊二烯橡胶。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，NR是优选的。
以100质量％的橡胶组分为基准计，异戊二烯系橡胶的量优选为5质量％以上，更优选为10质量％以上，但优选为40质量％以下，更优选为30质量％以下。
在本文中，重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)可通过凝胶渗透色谱法(GPC)(购自东曹株式会社的GPC-8000系列，检测器：示差折光仪，色谱柱：购自东曹株式会社的TSKGELSUPERMULTIPORE HZ-M)测定，用聚苯乙烯标准品进行校准。
顺式含量(顺式1，4-丁二烯单元含量)和乙烯基含量(1，2-丁二烯单元含量)可通过红外吸收光谱法测定。苯乙烯含量可通过1H-NMR分析确定。
用于形成胎面胶的橡胶组合物包含氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅(细粒二氧化硅)。二氧化硅可包括单一类型的二氧化硅或两种以上类型的二氧化硅的组合。
二氧化硅的实例包括干法二氧化硅(无水硅酸)和湿法二氧化硅(含水硅酸)。湿法二氧化硅是优选的，因为其具有大量的硅烷醇基团。
细粒二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)为200m2/g以上，优选为205m2/g以上，更优选为210m2/g以上，进一步优选为215m2/g以上，特别优选为220m2/g以上，最优选为225m2/g以上，进一步最优选为230m2/g以上。N2SA还优选为600m2/g以下，更优选为300m2/g以下，进一步优选为250m2/g以下，特别优选为240m2/g以下。当N2SA在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
在本文中，二氧化硅的N2SA根据ASTM D3037-81通过BET法测量。
相对于100质量份的橡胶组分，细粒二氧化硅的量优选为10质量份以上，更优选为40质量份以上，进一步优选为60质量份以上，特别优选为70质量份以上，最优选为80质量份以上，进一步优选为90质量份以上，但优选为120质量份以下，更优选为115质量份以下，进一步优选为110质量份以下，特别优选为105质量份以下，最优选为100质量份以下。当细粒二氧化硅的量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
橡胶组合物可包含不同于细粒二氧化硅的其他类型的二氧化硅。其他类型的二氧化硅可包括单一类型的二氧化硅或两种以上类型的二氧化硅的组合。不同于细粒二氧化硅的其他类型的二氧化硅的N2SA优选为50m2/g以上，更优选为120m2/g以上，但优选为190m2/g以下，更优选为180m2/g以下。当N2SA在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
这些类型的二氧化硅(细粒二氧化硅、不同于细粒二氧化硅的其他类型的二氧化硅)可从德固赛(Degussa)、罗地亚(Rhodia)、东曹硅化工株式会社、日本索尔维、德山株式会社等商购。
相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅总含量(质量份)或二氧化硅总量优选为10质量份以上，更优选为40质量份以上，进一步优选为60质量份以上，特别优选为70质量份以上，最优选为75质量份以上，进一步优选为80质量份以上，进一步优选为90质量份以上，进一步优选为95质量份以上，但优选为120质量份以下，更优选为115质量份以下，进一步优选为110质量份以下，特别优选为105质量份以下，最优选为102质量份以下，进一步优选为100质量份以下，进一步优选为99质量份以下，进一步优选为97质量份以下。当二氧化硅总含量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
在橡胶组合物中，以100质量％的填料(补强填料)为基准计，二氧化硅的量优选为30质量％以上，更优选为50质量％以上，进一步优选为70质量％以上，更优选为90质量％以上，且可以为100质量％。当二氧化硅的量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
含有二氧化硅的橡胶组合物优选还含有硅烷偶联剂。
可使用任何硅烷偶联剂。实例包括：硫化物系硅烷偶联剂，例如双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、2-三乙氧基硅烷基乙基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物和3-三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸单硫化物；巯基系硅烷偶联剂，例如3-巯基丙基三甲氧基硅烷和2-巯基乙基三乙氧基硅烷；乙烯基系硅烷偶联剂，例如乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷；氨基系硅烷偶联剂，例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷；环氧丙氧基系硅烷偶联剂，例如γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷和γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷；硝基系硅烷偶联剂，例如3-硝基丙基三甲氧基硅烷和3-硝基丙基三乙氧基硅烷；以及氯基系硅烷偶联剂，例如3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-氯丙基三乙氧基硅烷。可使用从德固赛、迈图(Momentive)、信越有机硅、东京化成工业株式会社、Azmax公司、道康宁东丽株式会社等商购的产品。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选硫化物系硅烷偶联剂和巯基系硅烷偶联剂，更优选巯基系硅烷偶联剂，因为这样可以更好地获得有益效果。
特别合适的巯基系硅烷偶联剂的实例是包含分别由下式(I)和(II)表示的连接单元A和B的硅烷偶联剂。
Figure BDA0002906992590000091
式中，x表示0以上的整数；y表示1以上的整数；R1表示氢原子、卤素原子、支链或直链的C1-C30烷基、支链或直链的C2-C30烯基、支链或直链的C2-C30炔基，或者末端氢原子被羟基或羧基取代的烷基；R2表示支链或直链的C1-C30亚烷基、支链或直链的C2-C30亚烯基，或者支链或直链的C2-C30亚炔基，条件是R1和R2可以一起形成环状结构。
在包含式(I)和(II)的连接单元A和B的硅烷偶联剂中，连接单元A的含量优选为30mol％以上，更优选为50mol％以上，但优选为99mol％以下，更优选为90mol％以下；连接单元B的含量优选为1mol％以上，更优选为5mol％以上，进一步优选为10mol％以上，但优选为70mol％以下，更优选为65mol％以下，进一步优选为55mol％以下。此外，连接单元A和B的合计含量优选为95mol％以上，更优选为98mol％以上，特别优选为100mol％。
连接单元A或B的含量指包括连接单元A或B位于硅烷偶联剂(如果存在)末端的量。当连接单元A或B位于硅烷偶联剂的末端时，它可以具有形成与代表连接单元A或B的式(I)或(II)相对应的单元的任何形式。
关于式(I)和(II)中的R1，卤素原子的实例包括氯、溴和氟；支链或直链的C1-C30烷基的实例包括甲基和乙基。支链或直链的C2-C30烯基的实例包括乙烯基和1-丙烯基。支链或直链的C2-C30炔基的实例包括乙炔基和丙炔基。
关于式(I)和(II)中的R2，支链或直链的C1-C30亚烷基的实例包括亚乙基和亚丙基；支链或直链的C2-C30亚烯基的实例包括亚乙烯基和1-亚丙烯基，支链或直链的C2-C30亚炔基的实例包括亚乙炔基和亚丙炔基。
在含有式(I)和(II)的连接单元A和B的硅烷偶联剂中，重复总数(x+y)由连接单元A的重复数(x)与连接单元B的重复数(y)之和组成，其优选为3至300。
相对于100质量份的二氧化硅，硅烷偶联剂的量优选为0.5质量份以上，更优选为3质量份以上，进一步优选为5质量份以上，但优选为20质量份以下，更优选为15质量份以下，进一步优选为10质量份以下。当硅烷偶联剂的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物包含软化剂。可使用任何软化剂，其实例包括油、液态二烯聚合物、树脂和酯增塑剂。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选油和树脂。
油的实例包括操作油、植物油及它们的混合物。操作油的实例包括链烷烃操作油、芳族操作油和环烷操作油。植物油的实例包括：蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松树油、松焦油、妥尔油、玉米油、米糠油、红花油、芝麻油、橄榄油、葵花油、棕榈仁油、山茶油、荷荷巴油、澳洲坚果油和桐油。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选操作油，更优选芳族操作油，因为这样可以很好地获得有益效果。
油可从出光兴产株式会社、三共油化工业株式会社、日本能源公司、欧丽松(Olisoy)、H&R公司、丰国制油株式会社、昭和壳牌石油株式会社、富士兴产株式会社等商购。
液态二烯聚合物指在室温(25℃)下为液态的二烯聚合物。
液态二烯聚合物的重均分子量(Mw)优选为3.0×103以上，更优选为4.0×103以上，但优选为1.0×105以下，更优选为1.5×104以下。当Mw在上述范围内时，可以更合适地获得有益效果。
液态二烯聚合物的实例包括液态苯乙烯-丁二烯共聚物(液态SBR)、液态聚丁二烯聚合物(液态BR)、液态聚异戊二烯聚合物(液态IR)和液态苯乙烯-异戊二烯共聚物(液态SIR)。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，为了更合适地获得有益效果，优选液态SBR。
液态SBR的苯乙烯含量优选为10质量％以上，更优选为20质量％以上，进一步优选为30质量％以上，但优选为55质量％以下，更优选50质量％以下。当苯乙烯含量在上述范围内时，可以更合适地获得有益效果。
液态二烯聚合物可从沙多玛(Sartomer)、可乐丽株式会社等商购。
可使用轮胎工业中通常使用的任何树脂。实例包括松香系树脂、香豆酮-茚树脂、α-甲基苯乙烯系树脂、萜烯系树脂、对叔丁基苯酚乙炔树脂、丙烯酸树脂、C5树脂和C9树脂。可使用购自丸善石化株式会社、住友电木株式会社、安原化学株式会社、东曹株式会社、罗格斯化学公司、BASF、亚利桑那化工公司、日涂化学株式会社、日本触媒株式会社(NipponShokubai Co.，Ltd.)、JXTG日本石油&能源株式会社、荒川化学工业株式会社、田冈化学工业株式会社、东亚合成株式会社等的商品。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选α-甲基苯乙烯系树脂。α-甲基苯乙烯系树脂的实例包括α-甲基苯乙烯均聚物和α-甲基苯乙烯与苯乙烯的共聚物，其中，优选α-甲基苯乙烯与苯乙烯的共聚物。
树脂的软化点优选为-45℃以上，更优选为0℃以上，进一步优选为30℃以上，特别优选为60℃以上，最优选为80℃以上。此外，软化点的上限没有特别限制，优选为180℃以下，更优选为160℃以下，进一步优选为140℃以下，特别优选为120℃以下。当软化点在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
树脂的软化点根据JIS K 6220-1：2001使用环球式软化点测量装置进行测定，被定义为球落下的温度。
所述树脂可从丸善石化株式会社、住友电木株式会社、安原化学株式会社、东曹株式会社、罗格斯化学公司、BASF、亚利桑那化工公司、日涂化学株式会社、日本触媒株式会社、JXTG日本石油&能源株式会社、荒川化学工业株式会社、田冈化学工业株式会社等商购。
酯增塑剂的实例包括：上述植物油；合成增塑剂和加工过的植物油，例如甘油脂肪酸单酯、甘油脂肪酸二酯和甘油脂肪酸三酯；以及磷酸酯(例如磷酸盐增塑剂及它们的混合物)。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
相对于100质量份的橡胶组分，软化剂总含量(质量份)或软化剂总量优选为5质量份以上，更优选为10质量份以上，进一步优选为15质量份以上，特别优选为20质量份以上，最优选为25质量份以上，进一步优选为30质量份以上，进一步优选为33质量份以上，进一步优选为34质量份以上，进一步优选为35质量份以上，进一步优选为36质量份以上，进一步优选为37质量份以上，但优选为70质量份以下，更优选为65质量份以下，进一步优选为60质量份以下，特别优选为55质量份以下，最优选为50质量份以下，进一步优选为45质量份以下，进一步优选为40质量份以下。当软化剂总含量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物可包含炭黑。在此种情况下，趋于更好地获得有益效果。
可使用任何炭黑，实例包括N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550和N762。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选为30m2/g以上，更优选为80m2/g以上，进一步优选为100m2/g以上，但优选为200m2/g以下，更优选为150m2/g以下。当N2SA在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
在本文中，炭黑的N2SA根据JIS K6217-2：2001进行测定。
炭黑可购自旭碳株式会社、卡博特日本有限公司(Cabot Japan K.K.)、东海碳素株式会社、三菱化学株式会社、狮王株式会社、新日化碳株式会社、哥伦比亚碳等。
相对于100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选为1质量份以上，更优选为3质量份以上，但优选为50质量份以下，更优选为30质量份以下，进一步优选为10质量份以下。当炭黑的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物可包含氢氧化铝。这趋于提供更好的湿抓地性能和燃料经济性。
氢氧化铝的氮吸附比表面积(N2SA)优选为3m2/g至60m2/g。N2SA的下限优选为6m2/g以上，更优选为12m2/g以上；上限优选为50m2/g以下，更优选为40m2/g以下，进一步优选为20m2/g以下。当N2SA在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。在本文中，氢氧化铝的N2SA根据ASTM D3037-81通过BET法测定。
相对于100质量份的橡胶组分，氢氧化铝的量优选为3质量份以上，更优选为5质量份以上，但优选为50质量份以下，更优选为20质量份以下，进一步优选为10质量份以下。当氢氧化铝的量在上述范围内时，趋于更适当地获得有益效果。
橡胶组合物优选包含硫作为交联剂(硫化剂)。
此类硫的实例包括橡胶工业中通常使用的那些，例如粉状硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫和可溶性硫。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
硫可从鹤见化学工业株式会社、轻井泽硫磺株式会社、四国化成工业株式会社、富莱克斯(Flexsys)公司、日本乾溜工业株式会社、细井化学工业株式会社等商购。
相对于100质量份的橡胶组分，硫的量优选为0.1质量份以上，更优选为0.5质量份以上，但优选为5质量份以下，更优选为3质量份以下。当硫的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物优选包含硫化促进剂。
硫化促进剂的实例包括：噻唑系硫化促进剂，例如2-巯基苯并噻唑和二-2-苯并噻唑二硫化物；秋兰姆系硫化促进剂，例如四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四苄基秋兰姆二硫化物(TBzTD)和四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物(TOT-N)；次磺酰胺系硫化促进剂，例如N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧乙烯-2-苯并噻唑次磺酰胺和N，N′-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺；以及胍系硫化促进剂，例如二苯胍、二邻甲苯胍和邻甲苯双胍。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选次磺酰胺系硫化促进剂和/或秋兰姆系硫化促进剂，更优选次磺酰胺系硫化促进剂和秋兰姆系硫化促进剂的组合。
硫化促进剂可从川口化学工业株式会社、大内新兴化学工业株式会社、莱茵化学公司(Rhein Chemie)等商购。
相对于100质量份的橡胶组分，硫化促进剂的量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上，但优选为10质量份以下，更优选为5质量份以下。当硫化促进剂的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物可包含蜡。
可使用任何蜡。实例包括：石油系蜡，例如石蜡和微晶蜡；天然蜡，例如植物蜡和动物蜡；合成蜡，例如乙烯、丙烯或其他类似单体的聚合物。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选石油系蜡，更优选石蜡。
蜡可从大内新兴化学工业株式会社、日本精蜡株式会社、精工化学株式会社等商购。
相对于100质量份的橡胶组分，蜡的量优选为0.3质量份以上，更优选为0.5质量份以上，但优选为20质量份以下，更优选为10质量份以下。当蜡的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物可包含抗氧化剂。
抗氧化剂的实例包括：萘胺系抗氧化剂，例如苯基-α-萘胺；二苯胺系抗氧化剂，例如辛基化二苯胺和4，4′-双(α，α′-二甲基苄基)二苯胺；对苯二胺系抗氧化剂，例如N-异丙基-N′-苯基-对苯二胺、N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺和N，N′-二-2-萘基-对苯二胺；喹啉系抗氧化剂，例如2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物；单酚系抗氧化剂，例如2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和苯乙烯化酚；以及双酚系抗氧化剂、三酚系抗氧化剂或多酚系抗氧化剂，例如四[亚甲基-3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸酯]甲烷。这些可以单独使用或两种以上组合使用。其中，优选对苯二胺系抗氧化剂和喹啉系抗氧化剂。
抗氧化剂可购自精工化学株式会社、住友化学株式会社、大内新兴化学工业株式会社、富莱克斯公司等。
相对于100质量份的橡胶组分，抗氧化剂的量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上，但优选为10质量份以下，更优选为5质量份以下。当抗氧化剂的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物可包含硬脂酸。
硬脂酸可以是常规的硬脂酸，例如可从日油株式会社、花王株式会社、富士胶片和光纯药株式会社或千叶脂肪酸株式会社(Chiba Fatty Acid Co.，Ltd)商购。
相对于100质量份的橡胶组分，硬脂酸的量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上，但优选为10质量份以下，更优选为5质量份以下。当硬脂酸的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
橡胶组合物可包含氧化锌。
氧化锌可以是常规氧化锌，例如可购自三井金属矿业株式会社、东邦锌业株式会社、白水科技株式会社、正同化学工业株式会社或界化学工业株式会社。
相对于100质量份的橡胶组分，氧化锌的量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上，但优选为10质量份以下，更优选为5质量份以下。当氧化锌的量在上述范围内时，趋于更好地获得有益效果。
除上述组分外，橡胶组合物还可包含轮胎工业中通常使用的添加剂，包括：例如，有机过氧化物；以及填料，例如碳酸钙、滑石粉、氧化铝、粘土和云母。相对于100质量份的橡胶组分，每种此类添加剂的量优选为0.1质量份至200质量份。
例如，橡胶组合物可如下制备：在橡胶捏合机(例如开放式辊轧机或班伯里密炼机)中捏合各组分，然后将捏合的混合物硫化。
捏合条件如下。在捏合添加剂(除硫化剂和硫化促进剂以外)的基础捏合步骤中，捏合温度通常为100℃至180℃，优选为120℃至170℃。在将硫化剂和硫化促进剂捏合的最终捏合步骤中，捏合温度通常为120℃以下，优选为80℃至110℃。例如，捏合硫化剂和硫化促进剂后得到的组合物通常通过加压硫化来硫化。硫化温度通常为130℃至190℃，优选为150℃至185℃。硫化时间通常为5至30分钟。
所述橡胶组合物可用于包括胎面(胎面行驶面)的轮胎部件(即，作为轮胎用橡胶组合物)。对于包括胎面行驶面和胎面基部的胎面，橡胶组合物可以合适地用于胎面行驶面。
本发明的轮胎(例如，充气轮胎、实心轮胎、无气轮胎)可通过常规方法由上述橡胶组合物生产。具体地，可以将含有所需添加剂的未硫化橡胶组合物挤出成轮胎胎面(胎面行驶面)的形式，然后在轮胎成型机中以通常的方式成型并与其他轮胎部件组装，从而制造未硫化轮胎，然后将未硫化轮胎在硫化机中加热并加压以生产轮胎。
轮胎包括胎面，所述胎面至少部分地包括橡胶组合物。整个胎面可包括橡胶组合物。
轮胎可合适地用作乘用车轮胎、大型乘用车轮胎、大型SUV轮胎、卡车和公共汽车轮胎、两轮车轮胎、赛车轮胎、冬季轮胎(无钉防滑冬胎、雪地轮胎、镶钉轮胎)、全季节轮胎、缺气保用轮胎、航空轮胎、矿用轮胎等。这些轮胎特别适合用作乘用车轮胎。
实施例
参考实施例来具体描述本发明，但本发明不限于实施例。
实施例和比较例中使用的化学品如下所列。
SBR：下述制造例中制造的SBR(非充油，苯乙烯含量：26质量％)；
BR：Ubepol BR150B(顺式含量：98质量％)，可从宇部兴产株式会社商购；
二氧化硅1：9000Gr(N2SA：235m2/g)，可从德固赛商购；
二氧化硅2：VN3(N2SA：165m2/g)，可从德固赛商购；
炭黑：N220(N2SA：114m2/g)，可从三菱化学株式会社商购；
硅烷偶联剂：NXT-Z45(连接单元A和B的共聚物，连接单元A：55mol％，连接单元B：45mol％)，可从迈图公司商购；
油：X-140(芳族操作油)，可从日本能源公司商购；
树脂：Sylvatraxx 4401(α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物，软化点：85℃，Tg：43℃)，可从亚利桑那化学公司商购；
蜡：SUNNOC N，可从大内新兴化学工业株式会社商购；
抗氧化剂1：NOCRAC 6C(N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺，6PPD)，可从大内新兴化学工业株式会社商购；
抗氧化剂2：NOCRAC 224(喹啉系抗氧化剂，2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物)，可从大内新兴化学工业株式会社商购；
硬脂酸：TSUBAKI，可从日油株式会社商购；
氧化锌：氧化锌#2，可从三井金属矿业株式会社商购；
硫：粉状硫，可从鹤见化学工业株式会社商购；
硫化促进剂1：NOCCELER CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)，可从大内新兴化学工业株式会社商购；
硫化促进剂2：TBzTD(四苄基秋兰姆二硫化物)，可从三新化学工业株式会社商购。
(制造例1)
向氮气吹扫的高压釜反应器中加入环己烷、四氢呋喃、苯乙烯和1，3-丁二烯。将反应器内容物的温度调节至20℃，然后向其中添加正丁基锂以引发聚合。聚合在绝热条件下进行，最高温度达到85℃。一旦聚合转化率达到99％，就添加丁二烯，随后聚合5分钟。随后，加入3-二甲基氨基丙基三甲氧基硅烷作为改性剂，使反应进行15分钟。聚合反应完成后，加入2，6-二叔丁基对甲酚。之后，通过蒸汽汽提除去溶剂。将产物在调节为110℃的热辊上干燥，获得改性的丁苯橡胶(SBR)。
(实施例和比较例)
根据表1所示的配方，在130℃下在1.7L的班伯里密炼机(神户制钢所)中捏合以下组分以得到捏合的混合物：75质量份的SBR、25质量份的BR、表1所示的量的二氧化硅、5质量份的炭黑、相对于100质量份二氧化硅为10质量份的硅烷偶联剂、表1所示的量的油、表1所示的量的树脂、2质量份的蜡、2质量份的抗氧化剂1、2质量份的抗氧化剂2、1质量份的硬脂酸和1.5质量份的氧化锌。向捏合的混合物中加入1质量份的硫、2质量份的硫化促进剂1以及2质量份的硫化促进剂2，在80℃下在开放式辊轧机中捏合4分钟，得到未硫化的橡胶组合物。
将未硫化的橡胶组合物挤出成胎面的形式，在轮胎成型机中将其与其他轮胎部件组装，制造未硫化的轮胎。将未硫化的轮胎在130℃下加压硫化10分钟，制备测试轮胎(轮胎尺寸：205/55R16)。该轮胎具有表1所示的主沟深度和10mm的主沟宽度(轮胎宽度方向上的宽度)。
对于如上制备的测试轮胎进行以下项目的评价。表1显示了结果。
<操纵稳定性>
将测试轮胎安装在日本制造的排量为2000cc的前置发动机前轮驱动汽车的每个车轮上。驾驶员在测试轨道上以曲折形驾驶汽车，主观地评估了操纵稳定性。在测试刚开始和测试开始30分钟后，驾驶员评估了操纵稳定性。评估了相对于比较例1的操纵稳定性结果，将比较例1设为100分。得分越高，表明操纵稳定性越好。
<燃料经济性>
使用滚动阻力测试仪，在230kPa的内压、80km/h的速度下行驶，来测量测试轮胎的滚动阻力。将滚动阻力表示为指数，参考比较例设定为100。指数越高，表明燃料经济性越好。指数90以上被认为具有良好性能。
<湿抓地性能>
将测试轮胎安装在日本制造的排量为2000cc的前置发动机前轮驱动汽车的每个车轮上，确定在湿沥青路上初始速度为100km/h的制动距离。将结果表示为指数，参考比较例设为100。指数越高，表明湿抓地性能越好。使用以下方程式计算指数。
湿抓地性能指数＝(比较例1的制动距离)/(各实施例或比较例的制动距离)×100
<寿命性能>
将测试轮胎安装在日本制造的2000cc排量的前置发动机前轮驱动汽车的每个车轮上，驱动该汽车。确定在行驶35,000km后花纹沟深度的变化。将结果表示为指数，参考比较例设为100。指数越高，表明寿命性能越好。指数95以上被认为具有良好性能。
[表1]
Figure BDA0002906992590000201
表1显示，实施例轮胎的就燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性而言的总体性能(表示为燃料经济性、寿命性能、湿抓地性能和操纵稳定性这四个指数的平均值)得到了改善，实施例轮胎包括胎面，所述胎面包含橡胶组分、氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅以及软化剂，且所述胎面满足式(A)。

Claims (13)

1.一种轮胎，所述轮胎具有胎面，
其中，所述胎面包含：
橡胶组分；
氮吸附比表面积为200m2/g以上的二氧化硅；以及
软化剂；
所述胎面满足下式(A)：
0.25≤二氧化硅总含量(质量份)/(软化剂总含量(质量份)×主沟深度(mm))≤0.60。
2.根据权利要求1所述的轮胎，
其中，式(A)的上限为0.55以下。
3.根据权利要求1所述的轮胎，
其中，式(A)的上限为0.50以下。
4.根据权利要求1所述的轮胎，
其中，式(A)的上限为0.48以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，
其中，式(A)的下限为0.30以上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎。
其中，式(A)的下限为0.35以上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，
其中，式(A)的下限为0.43以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎，
其中，主沟深度为7.5mm以下。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎，
其中，主沟深度为6.5mm以下。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎，
其中，主沟深度为5.5mm以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，
其中，相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅总含量为70质量份以上。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，
其中，相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅总含量为80质量份以上。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，
其中，相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅总含量为90质量份以上。
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