CN113543988B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供充气轮胎，其能够确保与现有技术有相同的驾驶安全性，并实现燃料效率性能和耐久性能的改进。在此种充气轮胎中，胎圈包布在轮胎径向上的外侧端部设置在轮胎表面部分上，在70℃、1％伸长率、10Hz频率条件下测得的胎侧壁的损耗角正切tanδ70℃‑SW、胎圈包布的损耗角正切tanδ70℃‑C、胎侧壁的复弹性模量E*70℃‑SW和胎圈包布的复弹性模量E*70℃‑C，以及在150℃、1％伸长率、10Hz频率条件下测得的胎侧壁的损耗角正切tanδ150℃‑SW和胎圈包布的损耗角正切tanδ150℃，满足下式：tanδ70℃‑SW+tanδ70℃‑C≤0.25|tanδ70℃‑SW‑tanδ70℃‑C|≤0.07E*70℃‑C‑E*70℃‑SW≤6.5MPatanδ150℃‑SW+tanδ150℃‑C≤0.20。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，更具体地，涉及一种具有优异燃料效率和耐久性的充气轮胎。
背景技术
近年来，对与充气轮胎(以下也简称为“轮胎”)的燃料效率和耐久性相关的改善的操纵稳定性、车辆重量减轻和滚动阻力的需求不断增加。
在此种情况下，已提出具有如下结构的轮胎：胎圈三角胶(bead apex)更小，胎圈补强填料外接至壳体，形成如图3示意性所示的胎圈部分，从而确保操纵稳定性等(例如，参见专利文献1和2)。在图3中，2为胎圈部分，3为胎侧壁部分。此外，21为胎圈芯，22为胎圈三角胶，23为胎圈补强填料，24为胎圈包布(chafer)，31为胎侧壁，32为胎体帘布层(carcassply)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP2013-545671A
专利文献2：WO2012/18106
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在轮胎具有如图3所示的胎圈部分2的常规结构的情况下，尽管能够确保操纵稳定性，但是在行驶期间胎圈部分2会在胎圈三角胶22的尖端附近变形。因此，胎圈部分2、特别是胎圈包布24容易发热。此种胎圈部分产生的热量对轮胎的耐久性能和轮胎的滚动阻力有很大影响，从进一步改善燃料效率性能的角度来看也是一个问题。
因此，本发明的目的是提供一种充气轮胎，所述充气轮胎能够确保与常规轮胎相同的操纵稳定性和改善的燃料效率和耐久性。
解决问题的方案
本发明人经过潜心研究，发现通过下述发明可以解决上述问题，从而完成了本发明。
根据本发明1所述的发明是一种充气轮胎，所述充气轮胎在胎圈部分具有胎圈三角胶、胎圈补强填料、胎侧壁和胎圈包布，或在胎圈部分具有胎圈三角胶、胎侧壁和胎圈包布，
其中，胎圈包布在轮胎径向上的外端位于轮胎表面，
其特征在于，
当胎侧壁和胎圈包布在70℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的损耗角正切分别设为tanδ70℃-SW和tanδ70℃-C，
胎侧壁和胎圈包布在相同条件下测得的复弹性模量分别设为E*70℃-SW(MPa)和E*70℃-C(MPa)，且
胎侧壁和胎圈包布在150℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的损耗角正切分别设为tanδ150℃-SW和tanδ150℃-C时，
满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.25
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.07
E*70℃-C–E*70℃-SW≦6.5MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.20。
根据本发明2所述的发明是根据本发明1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.20
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.05
E*70℃-C–E*70℃-SW≦6.0MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.15。
根据本发明3所述的发明是根据本发明2所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.17
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.04
E*70℃-C–E*70℃-SW≦5.5MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.12。
根据本发明4所述的发明是根据本发明3所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.15
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.03
E*70℃-C–E*70℃-SW≦5.0MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.10。
根据本发明5所述的发明是根据本发明1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.22。
根据本发明6所述的发明是根据本发明1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.06。
根据本发明7所述的发明是根据本发明1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
E*70℃-C–E*70℃-SW≦4.0MPa。
根据本发明8所述的发明是根据本发明1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.17。
根据本发明9所述的发明是根据本发明1至8中任一项所述的充气轮胎，其中，所述轮胎为乘用车轮胎。
根据本发明10所述的发明是根据本发明1至9中任一项所述的充气轮胎，其中，所述轮胎为选自如下的至少一种：具有吸音部件的轮胎、具有密封部件的轮胎和具有电子部件的轮胎。
本发明的效果
根据本发明，可以提供一种充气轮胎，所述充气轮胎能够确保与常规轮胎相同的操纵稳定性和改善的燃料效率和耐久性。
附图说明
图1显示了根据本发明第一实施方式的充气轮胎的胎圈部分结构的横截面示意图。
图2显示了根据本发明第二实施方式的充气轮胎的胎圈部分结构的横截面示意图。
图3显示了常规充气轮胎的胎圈部分结构的横截面示意图。
具体实施方式
[1]本发明的基本概念
为解决上述问题进行了潜心研究，发现：当对胎圈部分中每个部件的布置方法进行设计，并适当地控制每个部件的发热和刚度时，可以确保与常规轮胎相同的操纵稳定性，并且可以改善燃料效率性能和耐久性性能。因此，完成了本发明。
换言之，当通过将胎圈包布在轮胎径向上的外端部分布置在轮胎表面部分上，来构造胎圈部分时，能够抑制胎圈部分的过度变形(第一特征)。
此外，通过设计胎侧壁和胎圈包布(它们是胎圈部分的相邻部件)的各自配方，能适当地控制每个部件的发热以减少胎圈部分的发热，并适当地控制相互的刚度和发热以减少胎侧壁和胎圈包布之间的差异，从而可以抑制胎圈部分因发热引起的局部变形和损坏(第二特征)。
因此，可以确保与现有技术相同的操纵稳定性，并改善燃料效率和耐久性。
[2]本发明的实施方式
以下，按照上述的第一特征和第二特征的顺序对本发明的实施方式进行具体说明。
1.第一特征(胎圈包布的布置)
如上所述，在本实施方式的胎圈部分中，胎圈包布在轮胎径向上的外端部分布置在轮胎表面部分上。由于本发明中可以有以下两种类型的胎圈部分，因此将分别对它们进行描述。
换言之，第一实施方式的胎圈部分具有胎圈三角胶、胎圈加强填料、胎圈包布和胎侧壁，而第二实施方式的胎圈部分具有胎圈三角胶、胎侧壁和胎圈包布。
(1)第一实施方式
在第一实施方式中，胎圈部分具有如上所述的胎圈三角胶、胎圈加强填料、胎圈包布和胎侧壁。图1是表示第一实施方式的充气轮胎的胎圈部分的结构的横截面示意图。
在图1中，每个附图标记与图3中的相同，其中，2是胎圈部分，3是胎侧壁部分。此外，21是胎圈芯，22是胎圈三角胶，23是胎圈补强填料，24是胎圈包布，31是胎侧壁，32是胎体帘布层。
如图1所示，在第一实施方式的情况下，除了胎圈补强填料23外接至壳体之外，胎圈包布24在轮胎径向上的外端部分布置在胎侧壁31的外侧，换言之，布置在轮胎表面上。因此，除了确保操纵稳定性之外，还可以抑制胎圈部分2中发生过度变形，并抑制胎圈部分2(特别是胎圈包布24)中的发热，通过减少对轮胎的耐久性能和滚动阻力的影响，能进一步改善燃料效率。
(2)第二实施方式
在第二实施方式中，胎圈部分具有如上所述的胎圈三角胶、胎侧壁和胎圈包布。图2是根据第二实施方式的轮胎的胎圈部分的结构的横截面示意图。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于未布置胎圈补强填料。在图2中，每个附图标记与图1和图3中的相同。
然而，在第二实施方式中，与第一实施方式相同，胎圈包布24在轮胎径向上的外端部分布置在胎侧壁31的外侧，换言之，在轮胎表面部分上。因此，在第二实施方式中，除了确保操纵稳定性之外，胎圈部分2中过度变形的发生也会被抑制，胎圈部分2中(特别是胎圈包布24)中的发热被抑制。因此，减少了对轮胎的耐久性和滚动阻力的影响，可以进一步改善燃料效率性能。
2.第二特征(胎侧壁和胎圈包布的橡胶特性)
接下来，将说明胎侧壁和胎圈包布的橡胶特性(发热和刚度)，即第二特征。
(1)损耗角正切tanδ
首先，将说明与发热相关的指标，损耗角正切tanδ。如上所述，在本实施方式中，适当地控制胎侧壁和胎圈包布中的发热以减小差异，从而抑制由于发热引起的胎圈部分的局部变形和损坏。
具体而言，胎侧壁和胎圈包布在70℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的损耗角正切分别设为tanδ70℃-SW和tanδ70℃-C时，满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.25
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.07。
以上公式中，tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C优选为0.22以下，|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|优选为0.06以下。
如此，在70℃(即在正常行驶时的轮胎温度)时，通过控制胎圈部分的相邻的胎侧壁和胎圈包布的损耗角正切之和低至0.25以下、优选为0.22以下，能够减少胎圈部分的发热。此外，通过将胎侧壁和胎圈包布的损耗角正切之差控制在0.07以下、优选为0.06以下，能够抑制由于发热引起的胎圈部分的局部变形和损坏。
更优选地，在70℃，胎侧壁和胎圈包布的损耗角正切之和以及损耗角正切之差满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.20
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.05。
进一步，更优选满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.17
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≤0.04。
特别优选满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.15
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≤0.03。
高速行驶时轮胎温度预计会进一步升高。因此，在本实施方式中，将胎侧壁与胎圈包布在150℃的损耗角正切之和进一步控制在0.20以下。换言之，胎侧壁和胎圈包布在150℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的损耗角正切分别设为tanδ150℃-SW和tanδ150℃-C时，满足下式：
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.20。
以上公式中，tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C优选为0.17以下。
如此，在150℃(即在高速行驶时的轮胎温度)时，胎侧壁和胎圈包布的损耗角正切之和为0.20以下、优选为0.17以下，这比在70℃时的胎侧壁和胎圈包布的损耗角正切之和小。因此，能够充分减少高速行驶时胎圈部分的发热。
在150℃下，胎侧壁和胎圈包布的损耗角正切之和更优选为0.15以下，进一步优选为0.12以下，特别优选为0.10以下。
(2)复弹性模量E*
接着，将说明与刚度相关的指标，复弹性模量E*。如上所述，在本实施方式中，适当地控制胎侧壁和胎圈包布的刚度以减小差异，从而抑制胎圈部分由于发热导致的局部变形和损坏。
具体而言，胎侧壁和胎圈包布在70℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的复弹性模量分别设为E*70℃-SW(MPa)和E*70℃-C(MPa)，满足下式：
E*70℃-C–E*70℃-SW≦6.5MPa。
如此，对于胎圈部分中彼此相邻的胎侧壁和胎圈包布的复弹性模量，使胎圈包布的复弹性模量大于胎侧壁的复弹性模量，但差值控制为低至6.5MPa以下，从而可以抑制由于发热引起的胎圈部分的局部变形和损坏。
上述复弹性模量之差优选为6.0MPa以下，更优选为5.5MPa以下，进一步优选为5.0MPa以下，特别优选为4.0MPa以下。
3.本发明实施方式的橡胶组合物
具有上述橡胶特性的胎侧壁和胎圈包布由下述橡胶组合物形成。胎圈三角胶和胎圈补强填料由与常规橡胶组合物相同的橡胶组合物形成。
(1)胎侧壁用橡胶组合物和胎圈包布用橡胶组合物
本实施方式的胎侧壁用橡胶组合物和胎圈包布用橡胶组合物含有天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)等橡胶组分。对于另一实施方式，可使用树脂组合物。
NR没有特别限制，可以使用橡胶工业中通常使用的那些天然橡胶。它们的具体实例包括RSS#3和TSR20。
从断裂强度优异、加工性优异的角度考虑，橡胶组分中的NR的含量优选为20质量％以上，更优选为25质量％以上，进一步优选为30质量％以上。此外，从优异的抗裂纹扩展性和改善硬度的角度考虑，橡胶组分中NR的含量优选为70质量％以下，更优选为65质量％以下，进一步优选为60质量％以下。
BR的实例包括常规BR、具有高顺式含量的丁二烯橡胶(高顺式BR)、改性丁二烯橡胶(改性BR)和含有间同立构1,2-聚丁二烯晶体的丁二烯橡胶(含SPB的BR)。可以组合使用两种以上类型。
从改善抗裂纹扩展性的角度考虑，二烯系橡胶组分中BR的含量优选为20质量％以上，更优选为30质量％以上，进一步优选为40质量％以上。此外，从氧化锌充分分散、片材织物平整度优良和无孔性能优异的角度考虑，二烯系橡胶组分中BR的含量优选为85质量％以下，更优选为80质量％以下，进一步优选为70质量％以下。
BR中的高顺式BR指就所得橡胶的丁二烯部分而言，顺式1,4-键含量为90％以上的BR。作为高顺式BR，可以使用市售的高顺式BR。例如，可以优选使用具有高顺式含量的丁二烯橡胶(高顺式BR)，例如由宇部兴产株式会社制造的BR130B和BR150B。
改性BR的实例包括Sn偶联+末端改性BR。作为此种改性BR，可以使用市售的改性BR。例如，可以优选使用由瑞翁株式会社制造的BR1250H。
对于BR中的含SPB的BR，优选间同立构1,2-聚丁二烯晶体与BR化学键合后再分散，而不是简单地分散在BR中。当间同立构1,2-聚丁二烯晶体与橡胶组分化学键合后再分散时，裂纹的产生和传播会趋于被抑制。
此外，由于BR中所含的间同立构1,2-聚丁二烯晶体具有足够的硬度，因此即使交联密度低也可以获得足够的复弹性模量。
间同立构1,2-聚丁二烯晶体的熔点优选为180℃以上，更优选为190℃以上。当熔点低于180℃时，轮胎在压力机中硫化期间，晶体趋于熔化，硬度趋于降低。间同立构1,2-聚丁二烯晶体的熔点优选为220℃以下，更优选为210℃以下。当熔点高于220℃时，BR的分子量增加，因此在橡胶组合物中的分散性趋于劣化。
在含有SPB的BR中，沸腾正己烷不溶物的含量优选为2.5质量％以上，更优选为8质量％以上。当含量小于2.5质量％时，橡胶组合物趋于不具有足够的硬度。沸腾正己烷不溶物的含量优选为22质量％以下，更优选为20质量％以下，进一步优选为18质量％以下。当含量超22质量％时，BR本身的粘度高，BR和填料在橡胶组合物中的分散性趋于劣化。此处，沸腾正己烷不溶物指含SPB的BR中的间同立构1,2-聚丁二烯。
在含有SPB的BR中，间同立构1,2-聚丁二烯晶体的含量优选为2.5质量％以上，更优选为10质量％以上。当含量小于2.5质量％时，硬度可能不足。BR中的间同立构1,2-聚丁二烯晶体的含量优选为20质量％以下，更优选为18质量％以下。当含量超过20质量％时，BR难以分散在橡胶组合物中，加工性可能劣化。
进一步地，为了改善橡胶组合物的硬度(Hs)、返原性和耐候性，作为二烯系橡胶组分，可以进一步含有丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)或三元乙丙橡胶(EPDM)。
当包含SBR、IIR或EPDM时，从显示出对橡胶组合物的硬度(Hs)、返原性和耐候性的影响的角度考虑，以100质量份的二烯系橡胶为基准计，SBR、IIR或EPDM的含量优选为10质量％以上，更优选为15质量％以上，进一步更优选为20质量％以上。从具有优异的断裂强度和加工性的角度考虑，以100质量份的二烯系橡胶为基准计，SBR、IIR或EPDM的含量优选为40质量％以下，更优选为35质量％以下，进一步优选为30质量％。
在本实施方式中，胎侧壁用橡胶组合物和胎圈包布用橡胶组合物含有例如二氧化硅或炭黑作为补强填料。
从能够获得足够的硬度且耐候性(例如紫外线吸收、臭氧吸收)优异的角度考虑，以100质量份的二烯系橡胶组分为基准计，炭黑的含量优选为为5质量份以上，更优选为7质量份以上，进一步优选为15质量份以上。此外，从能够获得足够的断裂强度并且低发热性优异的角度考虑，以100质量份的二烯系橡胶组分为基准计，炭黑的含量优选为90质量份以下，更优选为80质量份以下，进一步优选为70质量份以下。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选为25m2/g至200m2/g。对于炭黑，可以使用炭黑，例如N220、N330、N351、N550和N660。在这些之中，胎侧壁橡胶组合物优选使用N550，胎圈包布橡胶组合物优选使用N330T。
二氧化硅没有特别限制，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)，优选湿法二氧化硅，因为湿法二氧化硅具有大量的硅烷醇基。
当含有二氧化硅时，从改善断裂强度和低发热性的角度考虑，以100质量份的二烯系橡胶组分为基准计，二氧化硅的含量优选为5质量份以上，更优选为7质量份以上，进一步优选为9质量份以上。此外，从获得足够的断裂强度且低发热性优异的角度考虑，以100质量份的二烯系橡胶组分为基准计，二氧化硅的含量优选为90质量份以下，更优选为80质量份以下，进一步更优选为70质量份以下。
从改善橡胶组合物的断裂强度的角度考虑，二氧化硅的N2SA优选为40m2/g以上，更优选为45m2/g以上。进一步地，从改善低发热性的角度考虑，二氧化硅的N2SA优选为250m2/g以下，更优选为200m2/g以下。
通常，当进一步使用二氧化硅作为填料时，硅烷偶联剂应与二氧化硅一起共混。对于硅烷偶联剂，使用常规硅烷偶联剂即可。
在本实施方式中，除上述橡胶组分和补强填料(例如二氧化硅、炭黑)之外，通常用于生产橡胶组合物的配混剂(例如氧化锌、抗老化剂、脂肪酸、油、硫、硫化促进剂、交联剂等)可以根据需要按照常用量添加。
作为氧化锌，可以使用常规已知的氧化锌。例如，可以使用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、小豆化学工业株式会社、堺化学工业株式会社等的产品。
以100质量份的橡胶组分为基准计，氧化锌的含量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上。该含量优选为20质量份以下，更优选为10质量份以下。
抗老化剂没有特别限定，抗老化剂的实例包括：萘胺系抗老化剂，例如苯基-α-萘胺；二苯胺系抗老化剂，例如辛基化二苯胺和4,4'-双(α,α'-二甲基苄基)二苯胺；对苯二胺系抗老化剂，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；喹啉系抗老化剂，例如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物；单酚系抗老化剂，例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和苯乙烯基化苯酚；以及双酚、三酚、多酚系抗老化剂，例如四-[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸甲酯]。
作为市售产品，可以使用精工化学株式会社、住友化学株式会社、大内新兴化学工业株式会社、Flexis公司等的产品。它们可以单独使用或两种以上组合使用。
以100质量份的橡胶组分为基准计，抗老化剂的含量优选为0.3质量份以上，更优选为1质量份以上。进一步地，该含量优选为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。
作为脂肪酸，可以使用硬脂酸。例如，可以使用日油株式会社、花王株式会社、富士和光纯药株式会社和千叶脂肪酸株式会社的产品。
以100质量份的橡胶组分为基准计，脂肪酸的含量优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上。该含量优选为20质量份以下，更优选为10质量份以下。
油的实例包括操作油，例如石蜡系操作油、芳香系操作油和环烷系操作油。
硫(硫硫化剂)的实例包括粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫和可溶性硫，这些硫通常用于橡胶工业。作为市售品，可以使用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、Flexis公司、日本乾溜工业株式会社、细井化学工业株式会社等的产品。它们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，硫(硫硫化剂)的含量优选为0.3质量份以上，更优选为0.5质量份以上，进一步优选为1.0质量份以上。此外，该含量优选为20质量份以下，更优选为10质量份以下。
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、二-2-苯并噻唑基二硫化物(DM(2,2'-二苯并噻唑基二硫化物))和N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺；秋兰姆系硫化促进剂，例如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)、二硫化四(2-乙基己基)秋兰姆(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、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。它们可以单独使用或两种以上组合使用。
从硫化特性等的角度考虑，以100质量份的橡胶组分为基准计，硫化促进剂的含量优选为0.5质量份以上，更优选为1.0质量份以上。该含量优选为20质量份以下，更优选为10质量份以下。
作为交联剂，例如，可使用杂化交联剂，例如由以下化学式表示的1,6-双(N,N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷。具体地，可以使用由朗盛制造的Vulcuren(商品名)。
[式1]
(2)胎圈三角胶用橡胶组合物和胎圈补强填料用橡胶组合物
接下来，将对本实施方式中的胎圈三角胶用橡胶组合物和胎圈补强填料用橡胶组合物进行说明。对于这些，可以使用与常规使用的橡胶组合物相同的橡胶组合物。
胎圈三角胶组合物和胎圈补强填料橡胶组合物的橡胶组合物的橡胶组分的实例包括二烯橡胶，例如天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)和丁基橡胶(IIR)。在这些之中，从令人满意地改善操纵稳定性、燃料效率和挤出加工性的角度考虑，优选NR、IR、BR和SBR，更优选NR、BR和SBR的组合使用，以及NR、IR和SBR的组合使用。
BR没有特别限制，例如可以使用顺式含量高的BR、含有间同立构聚丁二烯晶体的BR(含有SPB的BR)等。在这些之中，从能够通过固有取向结晶成分大幅地改善挤出加工性的角度考虑，优选含有SPB的BR。
当使用含SPB的BR时，相对于100质量份的橡胶组分，含SPB的BR中SPB的含量优选为15至40质量份，更优选为20至30质量份。通过将含有SPB的BR中的SPB含量设定在上述范围内，可以确保挤出加工性。此外，可以增加橡胶组合物的E*。含SPB的BR中的SPB含量由沸腾正己烷不溶物的含量表示。
相对于100质量份的橡胶组分，BR的含量优选为70质量份以下，更优选为50质量份以下。通过将BR含量设定在上述范围内，可以确保足够的耐久性，可以进一步确保足够的挤出加工性和断裂伸长率。
SBR没有特别限制。例如，可以使用乳液聚合的丁苯橡胶(E-SBR)、溶液聚合的丁苯橡胶(S-SBR)等。在这些之中，从炭黑分散性好、加工性良好的角度考虑，优选E-SBR。
SBR中的苯乙烯含量优选为10wt％至40wt％，更优选为20wt％至30wt％。通过将苯乙烯含量设定在上述范围内，可以确保足够的硬度和低燃料消耗。
相对于100质量份的橡胶组分，SBR的含量优选为15至60质量份，更优选为25至40质量份。通过将SBR含量设定在上述范围内，可以确保足够的挤出加工性，可以确保足够的硬度和燃料效率。
相对于100质量份的橡胶组分，NR的含量优选为20至80质量份，更优选为40至60质量份。通过将NR含量设定在上述范围内，可以确保足够的断裂强度和足够的硬度。
相对于100质量份的橡胶组分，IR的含量优选为5至50质量份，更优选为15至30质量份。通过将IR的含量设定在上述范围内，可以改善加工性并且可以确保足够的断裂伸长率。
在本实施方式中，优选共混炭黑作为增强材料。炭黑的实例包括GPF、HAF、ISAF、SAF、FF和FEF。它们可以单独使用或两种以上组合使用。在这些之中，从兼顾挤出加工性和所需硬度的角度考虑，优选为软碳系FEF与硬碳系ISAF、SAF或HAF的组合使用，更优选为ISAF与FEF的组合使用。
以100质量份的橡胶组分为基准计，炭黑的含量优选为30至70质量份，更优选为45至65质量份。
此外，从挤出加工性的角度考虑，炭黑优选包含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的吸附比表面积为30m2/g至50m2/g的炭黑。CTAB吸附比表面积在上述范围内的炭黑的实例包括FEF。特别优选地，以100质量份的橡胶组分为基准计，本实施方式的橡胶组合物含有30至60质量份的CTAB吸附比表面积为30m2/g至50m2/g的炭黑。可根据JIS K6217-3：2001测定CATB吸附比表面积。
此外，在不组合使用软碳/硬碳的情况下，优选使用无机填料。无机填料的实例包括碳酸钙、滑石、硬粘土、Austin Black、粉煤灰和云母。在这些之中，由于碳酸钙和滑石的自凝集性低、运转时不易产生断核(fracture nucleus)、耐久性良好，而且它们能有效改善挤出加工性(特别是，挤出边缘性能)，优选碳酸钙和滑石，更优选碳酸钙。
无机填料的平均粒径(平均一次粒径)优选为1μm至100μm，更优选为2μm至50μm以下。通过将无机填料的平均粒径设定在上述范围内，能抑制无机填料变成断核和引起耐久性劣化。此外，可以确保挤出时充足的加工性。例如，可以通过激光衍射/散射法(MicroTrack法)测量无机填料的平均粒径。
以100质量份的橡胶组分为基准计，无机填料的含量优选为10至25质量份。通过将无机填料的含量设定在上述范围内，可以在不损害E*和tanδ之间的平衡的情况下改善加工性。
还可以包含酚醛系树脂。酚醛系树脂的具体实例包括酚醛树脂、改性酚醛树脂、甲酚树脂和改性甲酚树脂。在酸或碱催化剂下，通过使苯酚与醛类(例如甲醛、乙醛、糠醛)反应得到上述酚醛树脂。上述改性酚醛树脂是由例如腰果油、妥尔油、亚麻籽油、各种动植物油、不饱和脂肪酸、松香、烷基苯树脂或化合物(例如苯胺、三聚氰胺)改性的酚醛树脂。
作为酚醛系树脂，从通过固化反应获得足够的硬度来形成硬质复合球体或形成大的复合球体的角度考虑，优选为改性酚醛树脂，更优选为腰果油改性酚醛树脂和松香改性酚醛树脂。
以100质量份的橡胶组分为基准计，酚醛系树脂的含量优选为5至20质量份，更优选为10至20质量份。通过将酚醛系树脂的总含量设定在上述范围内，可以确保足够的硬度，还可以确保燃料效率。
优选使用胺系抗老化剂作为抗老化剂。胺系抗老化剂没有特别限制，实例包括胺衍生物，例如二苯胺系衍生物、对苯二胺系衍生物、萘胺系衍生物和酮胺缩合物系衍生物。这些可以单独使用或两种以上组合使用。二苯胺系衍生物的实例包括P-(对甲苯磺酰胺)-二苯胺、辛基化二苯胺和4,4'-双(α,α'-二甲基苄基)二苯胺。对苯二胺系衍生物的实例包括N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺(6PPD)、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺(IPPD)和N,N'-二-2-萘基-对苯二胺。萘胺系衍生物的实例包括苯基-α-萘胺。在这些之中，优选苯二胺系衍生物和酮胺缩合物系衍生物。
进一步地，胎圈三角胶组合物和胎圈补强填料橡胶组合物中所含的胺系抗老化剂可以是相同或相似的胺系抗老化剂的组合，也可以是异相或异种的胺系抗老化剂的组合。
除了上述组分，如果需要，橡胶组合物还可以与橡胶工业中常用的配混材料(例如油、硬脂酸、氧化锌、硫和硫化促进剂)共混。可以适当地选择每种配混材料的共混量。
通常还含有硫。以100质量份的橡胶组分为基准计，硫含量优选为1至8质量份，更优选为2至6质量份。通过将硫含量设定在上述范围内，可以确保足够的操纵稳定性，可以抑制硫喷霜(sulfur bloom)和发粘，可以确保耐久性。硫含量指纯硫含量，当使用不溶性硫时，硫含量为不含油分的含量。
通常还含有硫化促进剂。以100质量份的橡胶组分为基准计，硫化促进剂的含量优选为1.5至5.0质量份，更优选为2至4质量份。
4.轮胎制造
在本实施方式中，上述各橡胶组合物可以根据众所周知的方法，例如使用橡胶捏合装置(例如开放式辊轧机、班伯里密炼机)进行捏合来制造。
然后，根据未硫化阶段的胎圈三角胶的形状，将这些橡胶组合物挤出，然后在轮胎成型机上与其它轮胎部件粘合在一起，形成未硫化轮胎。然后，将未硫化轮胎在硫化机中加热和加压，然后可以制造出本实施方式中的轮胎。
本实施方式具体适用的轮胎类别的实例包括乘用车用轮胎。还适用于卡车和公共汽车用重载轮胎、厢式轻型卡车用轮胎、节油轮胎(环保轮胎)、缺气保用轮胎、冬季轮胎等。并且，在这些轮胎中，特别优选将其应用于需要耐久性以便能够长期使用的轮胎。例如，作为此类轮胎，可以包括：具有吸音部件的轮胎，其在轮胎空腔内具有吸音部件(例如海绵)；具有密封部件的轮胎，该密封部件具有密封剂，该密封剂可在轮胎内部或轮胎空腔内刺破时进行密封；以及具有电子部件的轮胎，其在轮胎内部或在轮胎空腔内部具有电子部件(例如传感器和无线电子标签)。
实施例
在下文中，将基于实施例更详细地描述本发明。
1.橡胶组合物的制备
首先，各自使用以下材料，制备胎侧壁用橡胶组合物和胎圈包布用橡胶组合物。
(1)所用材料
(a)橡胶组分
天然橡胶(NR)：TSR20
合成橡胶(BR1)：BR150B，顺式含量96％，宇部兴产株式会社制造
合成橡胶(BR2)：BR1250H(Sn偶联+末端改性)，顺式含量40％，瑞翁株式会社制造
合成橡胶(BR3)：VCR617(含有结晶组分)，顺式含量92％，宇部兴产株式会社制造
(b)炭黑
CB1：Show BlackN550，DBP吸油量115mL/100g，卡博特(日本)公司制造
CB2：Show BlackN330T，DBP吸油量104mL/100g，卡博特(日本)公司制造
(c)其它
油：Diana Process AH-24，出光兴产株式会社制造
硬脂酸：硬脂酸Tsubaki，日油株式会社制造
氧化锌：氧化锌1号，三井金属矿业株式会社制造
蜡：Sunknock蜡，大内新兴化学工业株式会社制造
抗老化剂6C：Nocrack 6C，大内新兴化学工业株式会社制造
抗老化剂RD：Nocrack 224，大内新兴化学工业株式会社制造
(d)硫化试剂
硫：粉状硫，鹤见化学工业株式会社制造
硫化促进剂NS：NoxellerNS，大内新兴化学工业株式会社制造
杂化交联剂：Vulcuren，朗盛制造
(2)制剂
(a)胎侧壁用橡胶组分
按照表1中所示的各个配方(质量份)，使用上述每种材料，制备七种类型的胎侧壁用橡胶组合物(SW1至SW7)。
(b)胎圈包布用橡胶组合物
按照表2中所示的各个配方(质量份)，使用上述每种材料，制备六种类型的胎圈包布用橡胶组合物(CA1至CA6)。
[表1]
配方 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 SW7
NR 40 40 40 40 40 40 40
BR1 60 60 60 60
BR2 30 30 30
BR3 30 30 30
CB1 60 70 75 65 45 40 45
油 15 15 25 15 15 10 15
硬脂酸 3 3 3 3 3 3 3
氧化锌 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
蜡 2 2 2 2 2 2 2
抗老化剂6C 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
抗老化剂RD 2 2 2 2 2 2 2
硫 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.5
加速器NS 0.9 0.9 1.2 1.2 0.9 1.2 0.9
杂化交联剂 0.5
[表2]
配方 CA1 CA2 CA3 CA4 CA5 CA6
NR 40 40 40 30 30 30
BR1 60 60 60
BR2 35 35 35
BR3 35 35 35
CB1 75 65 70 55 50 40
油 15 20 10 13 10 10
硬脂酸 3 3 3 3 3 3
氧化锌 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
蜡 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
抗老化剂6C 2 2 2 2 2 2
抗老化剂RD 2 2 2 2 2 2
硫 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8
加速器NS 3 3.5 2.5 3 3 3
杂化交联剂 0.7
2.轮胎的制备
将制备的胎侧壁用橡胶组合物和胎圈包布用橡胶组合物挤出成预定形状，制备胎侧壁和胎圈包布。
单独地，以与现有技术相同的方式制造各种轮胎部件(胎面、胎体、胎圈三角胶、胎圈补强填料等)，然后使用上述胎侧壁和胎圈包布以及这些部件形成未硫化的轮胎。对未硫化的轮胎进行硫化，得到轮胎，轮胎尺寸为205/55R1691V。
此时，如表3至表5所示地改变胎侧壁配方和胎圈包布配方的组合，如表3至表5所示地改变胎圈部分的结构。在表3至表5中，胎圈部分的结构A指图1所示的结构，结构B指图2所示的结构，结构C指图3所示的结构(常规)。
3.评估
(1)粘弹性测试
在评估生产的每个轮胎之前，通过将每个轮胎侧壁和胎圈包布冲压成轮胎径向宽度为4.2mm、轮胎宽度方向厚度为1mm和轮胎周向长度为30mm，制备用于粘弹性测试的每个样品。
然后，将各样品置于Netchigabo公司制造的粘弹性测试装置“EPLEXOR 500”中，分别在5％的静态应变和±1％动态应变的条件下在70℃和150℃下进行伸长型粘弹性测量，确定tanδ70℃-SW、tanδ70℃-C、E*70℃-SW、E*70℃-C、tanδ150℃-SW和tanδ150℃-C。结果如表3至表5所示。
此外，表3至表5表示了根据结果计算出的下式各值：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C
|tanδ70℃-SW－tanδ70℃-C|
E*70℃-C－E*70℃-SW
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C。
(2)RR测试(滚动阻力评估)
将每个轮胎安装在轮辋上(16×6.5J)，充入210kPa的气压，施加4.31kN的载荷，以80km/h的速度行驶30分钟，使用表面为钢筒的RR试验机测量滚动阻力。使用指数进行评估，其中比较例1为100。指数值越大，滚动阻力越好。结果如表3至表5所示。
(3)GP测试(耐久性评估)
接下来，将每个轮胎安装在轮辋(16×6.5J)上后，在气压250kPa、载荷7.33kN、速度100km/h的条件下(不补充气压)，测量直至出现损坏的行驶距离。
使用指数进行评估，其中比较例1为100。指数值越大，耐久性越好。结果如表3至表5所示。
(4)操纵稳定性评估
将每个轮胎安装在日本2.0L轿车上，由试验驾驶员进行操纵稳定性的感官评估。使用指数进行评估，其中比较例1为100。指数值越大，操纵稳定性越好。结果如表3至表5所示。
[表3]
[表4]
[表5]
由表3和表4可以看出，在实施例1至15中，当满足本发明1中规定的各个条件时，滚动阻力、耐久性性能和操纵稳定性优异。此外，可以看出，与实施例1相比，满足本发明2至8中规定的各个条件的实施例2至15的滚动阻力、耐久性性能和操纵稳定性变得更优异。
另一方面，可以看出，在比较例1至6的情况下，因为使用了常规胎圈结构C、基于粘弹性测试结果的计算结果不满足本发明1中规定的所有条件，因此滚动阻力、耐久性和操纵稳定性不够优异。此外，可以看出，即使在比较例7(基于粘弹性测试结果的计算结果满足本发明1中规定的所有条件)中，也没有获得显著的效果。
尽管基于以上实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。在与本发明相同和等同的范围内，可以对上述实施方式进行各种修改。
附图标记说明
2胎圈部分
3胎侧壁部分
21胎圈芯
22胎圈三角胶
23胎圈补强填料
24胎圈包布
31胎侧壁
32帘布层

Claims (10)

1.充气轮胎，所述充气轮胎在胎圈部分具有胎圈三角胶、胎圈补强填料、胎侧壁和胎圈包布，或者，所述充气轮胎在胎圈部分具有胎圈三角胶、胎侧壁和胎圈包布，
其中，所述胎圈包布在轮胎径向上的外端位于轮胎表面，
其特征在于，
当胎侧壁和胎圈包布在70℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的损耗角正切分别设为tanδ70℃-SW和tanδ70℃-C，
胎侧壁和胎圈包布在相同条件下测得的复弹性模量分别设为E*70℃-SW(MPa)和E*70℃-C(MPa)，并且
胎侧壁和胎圈包布在150℃、1％伸长率和10Hz频率条件下测得的损耗角正切分别设为tanδ150℃-SW和tanδ150℃-C时，
满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.25
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≦0.07
E*70℃-C–E*70℃-SW≦6.5MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.20。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.20
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≤0.05
E*70℃-C–E*70℃-SW≦6.0MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.15。
3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.17
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≤0.04
E*70℃-C–E*70℃-SW≦5.5MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.12。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.15
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≤0.03
E*70℃-C–E*70℃-SW≦5.0MPa
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.10。
5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ70℃-SW+tanδ70℃-C≦0.22。
6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
|tanδ70℃-SW–tanδ70℃-C|≤0.06。
7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
E*70℃-C–E*70℃-SW≦4.0MPa。
8.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎侧壁和所述胎圈包布满足下式：
tanδ150℃-SW+tanδ150℃-C≦0.17。
9.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述轮胎为乘用车轮胎。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的充气轮胎，其中，所述轮胎为选自如下的至少一种：具有吸音部件的轮胎、具有密封部件的轮胎和具有电子部件的轮胎。
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