CN114126896A - 轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在无损低温下的操作性能的情况下提高高速行驶时的噪声性能的宽度窄直径大的轮胎。提供一种具备由弹性体组合物(2A)构成的胎面部(2)的轮胎。轮胎外径(Dt)与轮胎截面宽度(Wt)的关系满足下式(1)。胎面部至少包含1条沿轮胎周向延伸的周向槽(10)。周向槽(10)的槽底处的橡胶厚度为胎面部(2)的最大厚度的0.05~0.25倍。弹性体组合物(2A)在动态粘弹性试验中在温度30℃且频率10Hz的条件下反复变形时的应变的最大值与应力的最大值的相位差δ为5.0×10‑2π(rad)以下。1963.4≤(Dt2×π/4)/Wt≤2827.4…(1)。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎。
背景技术
以往提出了通过规定胎面橡胶的厚度等而期待提高滚动阻力性能、槽底的抗裂性能的充气轮胎。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-126300号公报
发明内容
发明所要解决的课题
发明人对于轮胎外径、轮胎截面宽度以及周向槽的槽底处的橡胶厚度进行各种变更而反复进行了实验,结果发现在满足特定条件的轮胎中,能够改善高速行驶时的噪声性能。
另一方面,通过进一步的实验判明了,上述轮胎在低温下的操作性能还有改善的余地。并且发明人发现,通过除了规定上述特定的条件以外还规定橡胶的物性,能够改善低温下的操作性能,从而完成了本发明。
本发明是鉴于上述情况而研究出的,其主要目的在于提供综合提高高速行驶时的噪声性能及低温下的操作性能的轮胎。
用于解决课题的手段
本发明提供一种具备由弹性体组合物构成的胎面部的轮胎,其中,轮胎外径Dt与轮胎截面宽度Wt的关系满足下式(1),上述胎面部包含沿轮胎周向延伸的两个以上的周向槽,上述周向槽的槽底的橡胶厚度是上述胎面部的最大厚度的0.05~0.25倍,上述弹性体组合物在动态粘弹性试验中在温度30℃且频率10Hz的条件下反复变形时的应变的最大值与应力的最大值的相位差δ为5.0×10-2π(rad)以下,上述两个以上的周向槽的截面积合计为上述胎面部的截面积的10%~30%。
1963.4≤(Dt2×π/4)/Wt≤2827.4…(1)
本发明的轮胎中,上述两个以上的周向槽的截面积合计优选为上述胎面部的截面积的10%~15%。
本发明的轮胎中,上述两个以上的周向槽的截面积合计优选为上述胎面部的截面积的20%~30%。
本发明的轮胎中,上述周向槽在最大深度的80%深度处的槽宽L80与上述胎面部的接地面处的槽宽L0之比L80/L0优选为0.3~0.7。
本发明的轮胎中,优选上述胎面部包含沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽,上述两个以上的横槽的容积合计为上述胎面部的体积的2.0%~5.0%。
本发明的轮胎中,优选上述胎面部包含沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽,上述两个以上的横槽的容积合计为上述胎面部的体积的2.0%~3.0%。
本发明的轮胎中,优选上述胎面部包含沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽,上述两个以上的横槽的容积合计为上述胎面部的体积的4.0%~5.0%。
本发明的轮胎中,上述相位差δ优选为4.0×10-2π(rad)以下。
本发明的轮胎中,上述相位差δ优选为2.0×10-2π(rad)以上。
本发明的轮胎中,上述周向槽优选配设在轮胎赤道上。
本发明的轮胎中,上述两个以上的周向槽的容积合计优选为上述胎面部的体积的10%~30%。
本发明的轮胎中,优选上述胎面部包含两个以上的刀槽,上述两个以上的刀槽的合计容积为上述胎面部的体积的0.10%~1.00%。
本发明的轮胎中,上述周向槽的槽底处的橡胶厚度优选为上述胎面部的最大厚度的0.10~0.20倍。
本发明的轮胎中,优选上述胎面部包含设置于第1胎面端与第2胎面端之间的3条上述周向槽、以及被上述3条周向槽划分出的4个接地部,上述4个接地部包含设置在最靠上述第1胎面端侧的第1胎肩接地部,在上述第1胎肩接地部设置有两个以上的第1胎肩横槽,上述两个以上的第1胎肩横槽的最大深度是轮胎子午线截面中的从穿过上述胎面部的轮胎半径方向的外端并沿轮胎轴向延伸的基准线起到上述第1胎面端为止的轮胎半径方向的距离的0.70~1.00倍。
本发明的轮胎中,优选上述胎面部包含设置于第1胎面端与第2胎面端之间的3条上述周向槽、以及被上述3条周向槽划分出的4个接地部,上述4个接地部包含设置在最靠上述第2胎面端侧的第2胎肩接地部,在上述第2胎肩接地部设置有两个以上的第2胎肩横槽,上述两个以上的第2胎肩横槽的最大深度是轮胎子午线截面中的从穿过上述胎面部的轮胎半径方向的外端并沿轮胎轴向延伸的基准线起到上述第2胎面端为止的轮胎半径方向的距离的0.70~1.00倍。
发明效果
本发明中,在轮胎外径Dt与轮胎截面宽度Wt的关系满足下式(1)的轮胎中,设置于胎面部的周向槽的槽底处的橡胶厚度为胎面部的最大厚度的0.05~0.25倍。发明人通过各种实验发现了,满足这样的条件的轮胎在高速行驶时的噪声性能优异。
1963.4≤(Dt2×π/4)/Wt≤2827.4…(1)
另外判明了,满足上述条件的轮胎在低温(例如路面温度为0~10℃的程度)下行驶时,操作性能有时会受损。因此,本发明中,在胎面部采用了在动态粘弹性试验中在温度30℃且频率10Hz的条件下反复变形时的应变的最大值与应力的最大值的相位差δ为5.0×10-2π(rad)以下的弹性体组合物。据推测,这样的弹性体组合物可进一步提高上述噪声性能,并且可抑制周向槽的槽底处的橡胶的放热,抑制在低温行驶时上述槽底附近的橡胶的局部变形,提高低温下的操作性能。
如以上所述,本发明中,能够提供可综合提高高速行驶时的噪声性能及低温下的操作性能的轮胎。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的轮胎的截面图。
图2是对于JATMA显示的现有轮胎实施的对轮胎截面宽度Wt与轮胎外径Dt的关系作图所得到的曲线图。
图3是图1的周向槽的放大截面图。
图4是图1的胎面部的展开图。
图5是图2的第1胎冠接地部和第2胎冠接地部的放大图。
图6是图2的第1胎肩接地部的放大图。
图7是图2的第2胎肩接地部的放大图。
符号说明
2胎面部
2A弹性体组合物
10周向槽
Dt轮胎外径
Wt轮胎截面宽度
具体实施方式
下面基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1示出了本实施方式的轮胎1在标准状态下的包含旋转轴的横截面图。本发明的轮胎1具备由弹性体组合物2A构成的胎面部2。本实施方式的轮胎1适合用作例如轿车用的充气轮胎。但是,本发明的轮胎并不限于这样的方式,也可用作例如重负荷用的充气轮胎。需要说明的是,弹性体组合物2A是在常温下显示出粘弹性的高分子物质,在本实施方式中为现有轮胎中使用的橡胶材料。
“标准状态”是指轮胎与标准轮辋(省略图示)进行了轮辋组装、并且填充了标准内压的无负荷状态。下文中,在没有特别提及的情况下,轮胎各部分的尺寸等是指该标准状态下测定得到的值。
“标准轮辋”是指在包括轮胎所依据的标准在内的标准体系中,该标准对每种轮胎所指定的轮辋,例如标准轮辋为JATMA中的“标准轮辋”、TRA中的“Design Rim”,ETRTO中的“Measuring Rim”。
“标准内压”是指在包括轮胎所依据的标准在内的标准体系中,各标准对每种轮胎所指定的空气压力,在JATMA中为“最高空气压力”、在TRA中为表“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(在各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”中记载的最大值,在ETRTO中为“INFLATION PRESSURE(充气压力)”。
本实施方式的轮胎1具有胎体6。
胎体6例如由2个胎体帘布层6A、6B构成。胎体帘布层6A包含胎体帘线、以及被覆胎体帘线的贴胶橡胶。
胎体帘线例如相对于轮胎周向以75~90°的角度进行排列。胎体帘线中例如优选采用尼龙、聚酯或人造丝等有机纤维帘线等。贴胶橡胶中可应用公知的构成。
胎体帘布层6A具有主体部6a和回折部6b。主体部6a从胎面部2经过侧壁部3而到达胎圈部4的胎圈芯5。回折部6b与主体部6a连接且绕胎圈芯5从轮胎轴向内侧向外侧回折,向轮胎半径方向外侧延伸。
本实施方式的胎面部2中例如设置有胎面增强层7。胎面增强层7例如包含带束层8。带束层8例如包含2个带束帘布层8A、8B。各带束帘布层8A、8B例如通过包含相对于轮胎周向倾斜地配设的带束帘线来构成。各带束帘线例如优选相对于轮胎周向以10~45°的角度倾斜。
胎面增强层7除了包含带束层8以外,还可以包含冠带帘线相对于轮胎周向以5°以下的角度卷绕而成的冠带层(省略图示)。
在胎圈部4设置有胎圈芯5和三角胶橡胶9。胎圈芯5中,例如通过使胎圈钢丝沿轮胎周向多次卷绕而具有大致为矩形状的截面。三角胶橡胶9配设在主体部6a与回折部6b之间。三角胶橡胶9由硬质橡胶构成,从胎圈芯5朝向轮胎半径方向外方以锥状延伸。
图2是对于JATMA显示的现有轮胎实施的对轮胎截面宽度Wt与轮胎外径Dt的关系的调查结果进行作图而得到的曲线图。如图2所示,根据该调查结果,在该图中,如由双点划线Ka所表示,JATM显示的现有轮胎中的轮胎截面宽度Wt与轮胎外径Dt的平均关系可以由下式(A)表示。
Dt=59.078×Wt0.448…(A)
另一方面,本发明的轮胎中,轮胎外径Dt与轮胎截面宽度Wt的关系满足下式(1)。本发明的轮胎在图2所示的曲线图中位于实线Kb与实线Kc之间的区域a1(图2中被着色)内。
1963.4≤(Dt2×π/4)/Wt≤2827.4…(1)
如图1所示,胎面部2至少包含1条沿轮胎周向延伸的周向槽10。本实施方式的胎面部2包含两个以上的周向槽10,具体地说,包含3条周向槽10。
图3中示出了周向槽10的放大图。如图3所示,本发明中,在满足上式(1)的宽度窄直径大的轮胎中,使周向槽10的槽底处的橡胶厚度d2为胎面部2的最大厚度d1的0.05~0.25倍。需要说明的是,胎面部2的最大厚度d1是指在各周向槽10被填埋的状态下测定的从胎面部2的接地面到轮胎内腔面的最大厚度。本实施方式中,胎面部2的最大厚度d1在轮胎赤道上构成。另外,周向槽10的槽底处的橡胶厚度d2是指从周向槽10的槽底到胎面增强层7的橡胶的厚度。
发明人通过各种实验发现了满足这样的条件的轮胎在高速行驶时的噪声性能优异。另外判明了满足上述条件的轮胎在低温(例如路面温度为0~10℃的程度)下行驶时的操作性能有时会受损。
于是,本发明中,在胎面部中采用了在动态粘弹性试验中在温度30℃且频率10Hz的条件下反复变形时的应变的最大值与应力的最大值的相位差δ为5.0×10-2π(rad)以下的弹性体组合物。据推测,这样的弹性体组合物可进一步提高上述噪声性能,并且可抑制周向槽的槽底处的橡胶的放热,抑制在低温行驶时上述槽底附近的橡胶的局部变形,提高低温下的操作性能。
如以上所述,本发明中,能够提供可综合提高高速行驶时的噪声性能以及低温下的操作性能的轮胎。
关于上述动态粘弹性试验,依据JIS-K6394的规定,在如下所示的条件下使用株式会社岩本制作所制造的“粘弹性光谱仪”来实施。
初期应变:10%
振幅:±1%
频率:10Hz、正弦波
变形模式:拉伸
温度:30℃
上述相位差δ优选为4.0×10-2π(rad)以下。另外,上述相位差δ例如为2.0×10-2π(rad)以上、优选为2.8×10-2π(rad)以上。由此,可平衡良好地提高高速行驶时的噪声性能和低温下的操作性能。
对本实施方式的轮胎1更详细的构成进行说明。本实施方式的轮胎1中,在车辆上的安装朝向被指定。在车辆上的安装朝向例如以文字或记号表示在侧壁部3。
图4中示出了胎面部2的展开图。如图4所示,胎面部2具有在轮胎1安装于车辆时位于车辆外侧的第1胎面端Te1、以及在安装于车辆时位于车辆内侧的第2胎面端Te2。关于第1胎面端Te1和第2胎面端Te2,在充气轮胎的情况下,是指对上述标准状态的轮胎1加载标准负荷并以外倾角0°接触平面时的最靠轮胎轴向外侧的接地位置。
“标准负荷”是指在包括轮胎所依据的标准在内的标准体系中,各标准对每种轮胎所指定的负荷,例如在JATMA中为“最大负荷能力”,在TRA中为表“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(在各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”中记载的最大值,在ETRTO中为“LOAD CAPACITY(负荷容量)”。
本实施方式中的周向槽10包含第1周向槽11、第2周向槽12和第3周向槽13。第1周向槽11例如设置于轮胎赤道C与第1胎面端Te1之间。第2周向槽12设置于轮胎赤道C与第2胎面端Te2之间。第3周向槽13设置于第1周向槽11与第2周向槽12之间。第3周向槽13优选设置于轮胎赤道C上。
各周向槽10的槽宽例如为胎面宽TW的5%~8%。胎面宽TW是指在上述标准状态下从第1胎面端Te1到第2胎面端Te2的轮胎轴向的距离。
如图3所示,周向槽10例如在最大深度d3的80%深度d4处的槽宽L80与上述胎面部2的接地面处的槽宽L0之比L80/L0为0.3~0.7。这样的周向槽10发挥出优异的排水性、并且槽壁适度地倾斜,因此能够维持相邻的接地部在轮胎轴向的刚性。
周向槽10的最大深度d3为胎面部2的最大厚度d1的0.30~0.60倍。由此,可平衡良好地提高操纵稳定性和湿地性能。
从同样的方面出发,如图1所示,设置于胎面部2的两个以上的周向槽10的截面积合计为胎面部2的截面积的10%~30%。同样地两个以上的周向槽10的容积合计为胎面部2的体积的10%~30%。需要说明的是,本说明书中,胎面部2是指在包含旋转轴的横截面中,通过第1胎面端Te1且与轮胎内腔面正交的假想直线与通过第2胎面端Te2且与轮胎内腔面正交的假想直线之间的区域。因此,上述胎面部2的截面积和体积是指上述区域的截面积和体积。
在重视操纵稳定性的轮胎的情况下,两个以上的周向槽10的截面积合计例如优选为胎面部2的截面积的10%~15%。但是,并不限定于这样的方式,在重视湿地性能的轮胎的情况下,两个以上的周向槽10的截面积合计可以为胎面部2的截面积的20%~30%。
如图4所示,胎面部2形成有沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽15。上述两个以上的横槽15的至少1个优选槽宽/槽深度之比为0.50~0.80。本实施方式中,使各横槽的槽宽/槽深度之比为上述范围。这样的横槽15对于兼顾高速行驶时的噪声性能和低温下的操作性能是有用的。
为了平衡良好地发挥出操纵稳定性和湿地性能,两个以上的横槽15的容积合计优选为胎面部2的体积的2.0%~5.0%。
在重视操纵稳定性的轮胎的情况下,两个以上的横槽15的容积合计优选为胎面部2的体积的2.0%~3.0%。但是,并不限于这样的方式,在重视湿地性能的轮胎的情况下,两个以上的横槽15的容积合计优选为胎面部2的体积的4.0%~5.0%。
另外,胎面部2形成有两个以上的刀槽16。本说明书中,“刀槽”是宽度为1.5mm以下的切口。在整个胎面部2形成的上述两个以上的刀槽的合计容积为2个胎面端间的胎面部的体积的0.10%~1.00%。这样的刀槽16的配置能够维持干地抓地性能以及湿地抓地性能、并且能够提高低温下的操作性能。
胎面部2例如包含由上述3条周向槽10划分出的4个接地部。本实施方式的胎面部2包含第1胎冠接地部21、第2胎冠接地部22、第1胎肩接地部23和第2胎肩接地部24。第1胎冠接地部21被划分在第1周向槽11与第3周向槽13之间。第2胎冠接地部22被划分在第2周向槽12与第3周向槽13之间。第1胎肩接地部23在4个接地部中被配置在最靠第1胎面端Te1侧并被划分在第1胎面端Te1与第1周向槽11之间。第2胎肩接地部24在4个接地部中被配置在最靠第2胎面端Te2侧并被划分在第2胎面端Te2与第1周向槽11之间。
图5中示出了第1胎冠接地部21和第2胎冠接地部22的放大图。如图5所示,在第1胎冠接地部21仅设置有刀槽,未设置槽宽超过1.5mm的横槽。这样的第1胎冠接地部21对于提高干地抓地性能是有用的。
在本实施方式的第1胎冠接地部21设置有将第1胎冠接地部21完全横切的两个以上的第1胎冠刀槽26、以及从第3周向槽13起延伸并在第1胎冠接地部21内中断的两个以上的第2胎冠刀槽27。第1胎冠刀槽26和第2胎冠刀槽27例如沿轮胎周向交替地设置。这样的刀槽的配置可平衡良好地提高干地抓地性能和湿地抓地性能。
在第2胎冠接地部22设置有胎冠横槽25、第3胎冠刀槽28、第4胎冠刀槽29和第5胎冠刀槽30。胎冠横槽25从第2周向槽12起延伸并在第2胎冠接地部22内中断。第3胎冠刀槽28从胎冠横槽25的中断端延伸至第3周向槽13。第4胎冠刀槽29从第2周向槽12起延伸并在第2胎冠接地部22内中断。第5胎冠刀槽30从第3周向槽13起延伸并在第2胎冠接地部22内中断。本实施方式中,通过上述槽和刀槽的配置使得第2胎冠接地部22的刚性小于第1胎冠接地部21的刚性,低温下的操作性能提高。
图6中示出了第1胎肩接地部23的放大图。如图6所示,在第1胎肩接地部23设置有两个以上的第1胎肩横槽31和两个以上的第1胎肩刀槽32。第1胎肩横槽31例如从第1胎面端Te1起延伸并在第1胎肩接地部23内中断。第1胎肩刀槽32将第1胎肩横槽31完全横切。
第1胎肩横槽31的最大深度优选为轮胎子午线截面中的从穿过胎面部2的轮胎半径方向的外端并沿轮胎轴向延伸的基准线起到第1胎面端Te1为止的轮胎半径方向的距离d5(如图1所示)的0.70~1.00倍。由此,第1胎面端Te1附近的接地部的刚性适当,进而可平衡良好地提高干地抓地性能、湿地抓地性能以及低温下的操作性能。
图7中示出了第2胎肩接地部24的放大图。如图7所示,在第2胎肩接地部24设置有两个以上的第2胎肩横槽33和两个以上的第2胎肩刀槽34。第2胎肩横槽33例如将第2胎肩接地部24完全横切。第2胎肩刀槽34是两端在第2胎肩接地部24内中断的封闭式刀槽。
第2胎肩横槽33的深度优选为轮胎子午线截面中的从穿过胎面部2的轮胎半径方向的外端并沿轮胎轴向延伸的基准线起到第2胎面端Te2为止的轮胎半径方向的距离d6(如图1所示)的0.70~1.00倍。由此,第2胎面端Te2附近的接地部的刚性适当,进而可平衡良好地提高干地抓地性能、湿地抓地性能以及低温下的操作性能。
胎面部2的弹性体组合物2A例如含有橡胶成分和其他成分。以下对本发明的弹性体组合物的具体构成进行说明。其中,本发明的弹性体组合物2A以限定相位差δ为特征,只要满足该物性,并不限于以下说明的具体构成。
作为弹性体组合物2A的橡胶成分,可以举出异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)等橡胶。这些成分可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
胎面部2的弹性体组合物2A包含异戊二烯系橡胶的情况下,橡胶成分100质量%中的异戊二烯系橡胶的含量(总含量)例如为5质量%以上100质量%以下。作为异戊二烯系橡胶,可以举出天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、改质NR、改性NR、改性IR等。作为NR,可以使用例如SIR20、RSS#3、TSR20等在轮胎工业中的常见成分。作为IR没有特别限定,例如可以使用IR2200等在轮胎工业中的常见成分。作为改质NR,可以举出脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶(UPNR)等,作为改性NR,可以举出环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、接枝化天然橡胶等,作为改性IR,可以举出环氧化异戊二烯橡胶、氢化异戊二烯橡胶、接枝化异戊二烯橡胶等。这些成分可以单独使用,也可以合用两种以上。
胎面部2的弹性体组合物2A包含SBR的情况下,橡胶成分100质量%中的SBR的含量例如5质量%以上100质量%以下。SBR的重均分子量例如为10万以上200万以下。SBR的苯乙烯量例如为5质量%以上50质量%以下。SBR的乙烯基量(1,2-键合丁二烯单元量)例如为5质量%以上70质量%以下。需要说明的是,SBR的结构鉴定(苯乙烯量、乙烯基量的测定)使用日本电子株式会社制JNM-ECA系列的装置来进行。
作为SBR没有特别限定,例如可以使用乳液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶(E-SBR)、溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶(S-SBR)等。SBR可以为非改性SBR、改性SBR中的任一者。
作为改性SBR,只要为具有与二氧化硅等填充剂发生相互作用的官能团的SBR即可,例如可以举出将SBR的至少一个末端利用具有上述官能团的化合物(改性剂)进行了改性的末端改性SBR(在末端具有上述官能团的末端改性SBR);在主链上具有上述官能团的主链改性SBR;在主链和末端具有上述官能团的主链末端改性SBR(例如在主链具有上述官能团、将至少一个末端利用上述改性剂进行了改性的主链末端改性SBR);利用在分子中具有2个以上环氧基的多官能化合物进行改性(偶联)而导入有羟基、环氧基的末端改性SBR等。
作为上述官能团,例如可以举出氨基、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、氧代羰基、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、1,2-亚肼基、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羟基、氧基、环氧基等。另外,这些官能团也可以带有取代基。
另外,作为改性SBR,例如可以使用利用下式所表示的化合物(改性剂)进行了改性的SBR。
[化1]
(式中,R1、R2和R3相同或不同,表示烷基、烷氧基、甲硅烷氧基、乙缩醛基、羧基(-COOH)、巯基(-SH)或它们的衍生物。R4和R5相同或不同,表示氢原子或烷基。R4和R5可以键合并与氮原子一起形成环结构。n表示整数。)
作为利用上式所表示的化合物(改性剂)进行了改性的改性SBR,可以使用将溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(S-SBR)的聚合末端(活性末端)利用上式所表示的化合物进行了改性的SBR(日本特开2010-111753号公报所记载的改性SBR等)。
作为R1、R2和R3,适宜为烷氧基(优选碳原子数1~8、更优选碳原子数1~4的烷氧基)。作为R4和R5,适宜为烷基(优选碳原子数1~3的烷基)。n优选为1~5、更优选为2~4、进一步优选为3。另外,在R4和R5键合并与氮原子一起构成环结构的情况下,优选为4~8元环。需要说明的是,烷氧基中也包括环烷氧基(环己氧基等)、芳氧基(苯氧基、苄氧基等)。
作为上述改性剂的具体例,可以举出2-二甲氨基乙基三甲氧基硅烷、3-二甲氨基丙基三甲氧基硅烷、2-二甲氨基乙基三乙氧基硅烷、3-二甲氨基丙基三乙氧基硅烷、2-二乙基氨基乙基三甲氧基硅烷、3-二乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、2-二乙基氨基乙基三乙氧基硅烷、3-二乙基氨基丙基三乙氧基硅烷等。这些改性剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
另外,作为改性SBR,也可以使用利用下述化合物(改性剂)进行了改性的改性SBR。作为改性剂,例如可以举出乙二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚等多元醇的聚缩水甘油醚;二缩水甘油基化双酚A等具有2个以上的酚基的芳香族化合物的聚缩水甘油醚;1,4-二缩水甘油基苯、1,3,5-三缩水甘油基苯、聚环氧化液态聚丁二烯等聚环氧化物;4,4’-二缩水甘油基-二苯基甲基胺、4,4’-二缩水甘油基-二苄基甲基胺等含有环氧基的叔胺;二缩水甘油基苯胺、N,N’-二缩水甘油基-4-环氧丙氧基苯胺、二缩水甘油基邻甲苯胺、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基氨基二苯基甲烷、四缩水甘油基-对苯二胺、二缩水甘油基氨基甲基环己烷、四缩水甘油基-1,3-双氨基甲基环己烷等二缩水甘油基氨基化合物;双-(1-甲基丙基)氨基甲酰氯、4-吗啉羰基氯、1-吡咯烷羰基氯、N,N-二甲基脲酰氯、N,N-二乙基脲酰氯等含有氨基的酰氯;1,3-双-(环氧丙氧基丙基)-四甲基二硅氧烷、(3-环氧丙氧基丙基)-五甲基二硅氧烷等含有环氧基的硅烷化合物;(三甲基甲硅烷基)[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(三丙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(三丁氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丁氧基甲硅烷基)丙基]硫醚等含有硫醚基的硅烷化合物;吖丙啶、丙烯亚胺等N-取代氮杂环丙烷化合物;甲基三乙氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基三甲氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基三乙氧基硅烷等烷氧基硅烷;4-N,N-二甲氨基二苯甲酮、4-N,N-二叔丁基氨基二苯甲酮、4-N,N-二苯基氨基二苯甲酮、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二苯基氨基)二苯甲酮、N,N,N’,N’-双-(四乙基氨基)二苯甲酮等具有氨基和/或取代氨基的(硫代)二苯甲酮化合物;4-N,N-二甲氨基苯甲醛、4-N,N-二苯基氨基苯甲醛、4-N,N-二乙烯基氨基苯甲醛等具有氨基和/或取代氨基的苯甲醛化合物;N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-苯基-2-吡咯烷酮、N-叔丁基-2-吡咯烷酮、N-甲基-5-甲基-2-吡咯烷酮等N-取代吡咯烷酮N-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-2-哌啶酮、N-苯基-2-哌啶酮等N-取代哌啶酮;N-甲基-ε-己内酰胺、N-苯基-ε-己内酰胺、N-甲基-ω-月桂内酰胺、N-乙烯基-ω-月桂内酰胺、N-甲基-β-丙内酰胺、N-苯基-β-丙内酰胺等N-取代内酰胺类;以及N,N-双-(2,3-环氧丙氧基)-苯胺、4,4-亚甲基-双-(N,N-缩水甘油基苯胺)、三-(2,3-环氧丙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮类、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基马来酰亚胺、N,N-二乙基脲、1,3-二甲基乙烯脲、1,3-二乙烯基乙烯脲、1,3-二乙基-2-咪唑啉酮、1-甲基-3-乙基-2-咪唑啉酮、4-N,N-二甲氨基苯乙酮、4-N,N-二乙基氨基苯乙酮、1,3-双(二苯基氨基)-2-丙酮、1,7-双(甲基乙基氨基)-4-庚酮等。需要说明的是,利用上述化合物(改性剂)的改性可利用公知的方法实施。
作为SBR,例如可以使用由住友化学株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、日本Zeon株式会社等制造销售的SBR。需要说明的是,SBR可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
胎面部2的弹性体组合物2A包含BR的情况下,橡胶成分100质量%中的BR的含量例如为5质量%以上100质量%以下。BR的重均分子量例如为10万以上200万以下。BR的乙烯基量例如为1质量%以上30质量%以下。BR的顺式量例如为1质量%以上98质量%以下。BR的反式量例如为1质量%以上60质量%以下。
作为BR没有特别限定,可以使用高顺式含量的BR、低顺式含量的BR、含有间规聚丁二烯结晶的BR等。BR可以为非改性BR、改性BR中的任一者,作为改性BR,可以举出导入了上述官能团的改性BR。这些成分可以单独使用,也可以合用两种以上。需要说明的是,顺式含量可以通过红外吸收光谱分析法进行测定。
作为BR,例如可以使用宇部兴产株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、日本Zeon株式会社等的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含炭黑。炭黑的含量相对于橡胶成分100质量份例如为1质量份以上200质量份以下。
作为炭黑没有特别限定,可以举出SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF以及ECF之类的炉黑(炉法炭黑);乙炔黑(乙炔炭黑);FT和MT之类的热裂黑(热裂法炭黑);EPC、MPC和CC之类的槽黑(槽法炭黑);石墨等。这些炭黑可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)例如为30m2/g以上250m2/g以下。炭黑的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收量例如为50ml/100g以上250ml/100g以下。需要说明的是,炭黑的氮吸附比表面积根据ASTMD4820-93进行测定,DBP吸收值根据ASTMD2414-93进行测定。
作为炭黑没有特别限定,可以举出N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等。作为市售品,例如可以使用旭碳株式会社、Cabot Japan株式会社、东海炭素株式会社、三菱化学株式会社、LION株式会社、新日化碳株式会社、Columbian Carbon公司等的产品。这些炭黑可以单独使用,也可以合用两种以上。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含二氧化硅。作为二氧化硅,例如可以举出干式法二氧化硅(无水二氧化硅)、湿式法二氧化硅(含水二氧化硅)等。其中,出于硅烷醇基多的理由,优选湿式法二氧化硅。
二氧化硅的含量相对于橡胶成分100质量份例如为1质量份以上200质量份以下。
二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)例如为40m2/g以上300m2/g以下。需要说明的是,二氧化硅的N2SA是依据ASTMD3037-93利用BET法测定得到的值。
作为二氧化硅,例如可以使用Degussa公司、Rhodia公司、Tosoh Silica株式会社、SolvayJapan株式会社、株式会社Tokuyama等的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含二氧化硅以及硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂没有特别限定,例如可以举出双(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、2-三乙氧基甲硅烷基乙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯单硫化物等硫化物系、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、Momentive公司制造的NXT、NXT-Z等巯基系、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基系、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基系、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等环氧丙氧基系、3-硝基丙基三甲氧基硅烷、3-硝基丙基三乙氧基硅烷等硝基系、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷等氯系等。这些硅烷偶联剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
作为硅烷偶联剂,例如可以使用Degussa公司、Momentive公司、信越有机硅株式会社、东京化成工业株式会社、Azmax株式会社、Toray-Dow Corning株式会社等的产品。
硅烷偶联剂的含量相对于二氧化硅100质量份例如为3质量份以上25质量份以下。
胎面部2的弹性体组合物2A可以包含液态聚合物、固体聚合物等橡胶成分以外的聚合物成分。
液态聚合物是在常温(25℃)下为液体状态的聚合物,固体聚合物是在常温(25℃)下为固体状态的聚合物。作为液态聚合物、固体聚合物,可以举出法尼烯系聚合物、液态二烯系聚合物、苯乙烯系树脂、苯并呋喃茚树脂、萜烯系树脂、对叔丁基苯酚乙炔树脂、酚系树脂、C5树脂、C9树脂、C5C9树脂、丙烯酸系树脂等。
法尼烯系聚合物是通过将法尼烯进行聚合而得到的聚合物,具有基于法尼烯的结构单元。法尼烯中存在α-法尼烯((3E,7E)-3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳四烯)或β-法尼烯(7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯)等异构体。
法尼烯系聚合物可以为法尼烯的均聚物(法尼烯均聚物),也可以为法尼烯与乙烯基单体的共聚物(法尼烯-乙烯基单体共聚物)。
作为乙烯基单体,可以举出苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、乙烯基乙苯、二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基萘、叔丁氧基苯乙烯、乙烯基苄基二甲胺、(4-乙烯基苄基)二甲氨基乙醚、N,N-二甲氨基乙基苯乙烯、N,N-二甲氨基甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2-叔丁基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、乙烯基二甲苯、乙烯基萘、乙烯基甲苯、乙烯基吡啶、二苯基乙烯、含有叔氨基的二苯基乙烯等芳香族乙烯基化合物、丁二烯、异戊二烯等共轭二烯类化合物等。这些单体可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为法尼烯系聚合物,可以使用液态法尼烯系聚合物。液态法尼烯系聚合物是在常温(25℃)下为液体的法尼烯系聚合物,可以使用重均分子量(Mw)为3000~30万的聚合物。
法尼烯系聚合物的玻璃化转变温度(Tg)例如为-100℃以上-10℃以下。需要说明的是,Tg是依据JIS-K7121:1987使用TA Instruments Japan公司制造的差示扫描量热计(Q200)以升温速度10℃/分钟的条件测定的值。
法尼烯系聚合物的熔融粘度例如为0.1Pa·s以上500Pa·s以下。需要说明的是,熔融粘度是使用Brookfield型粘度计(BROOKFIELD ENGINEERING LABS.INC.制)在38℃测定的值。
在法尼烯-乙烯基单体共聚物中,法尼烯与乙烯基单体的质量基准的共聚比(法尼烯/乙烯基单体)例如为40/60~90/10。
法尼烯系聚合物的含量相对于橡胶成分100质量份例如为1.0质量份以上50.0质量份以下。
作为法尼烯系聚合物,可以使用例如株式会社KURARAY等的产品。
作为液态二烯系聚合物,可以举出液态苯乙烯丁二烯共聚物(液态SBR)、液态丁二烯聚合物(液态BR)、液态异戊二烯聚合物(液态IR)、液态苯乙烯异戊二烯共聚物(液态SIR)等。
液态二烯系聚合物中,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)例如为1.0×103~2.0×105。需要说明的是,本说明书中,液态二烯系聚合物的Mw是利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算值。
液态聚合物的含量(液态法尼烯系聚合物、液态二烯系聚合物等的总含量)相对于橡胶成分100质量份例如为1质量份以上100质量份以下。
苯并呋喃茚树脂是包含苯并呋喃和茚作为构成树脂骨架(主链)的单体成分的树脂。作为除了苯并呋喃、茚以外包含在骨架中的单体成分,可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基茚、乙烯基甲苯等。
苯并呋喃茚树脂的含量相对于橡胶成分100质量份例如为1.0质量份以上50.0质量份以下。
苯并呋喃茚树脂的羟值(OH值)例如为15mgKOH/g以上150mgKOH/g以下。需要说明的是,OH值是以毫克数表示将1g树脂乙酰化时中和与羟基结合所得到的乙酸所需要的氢氧化钾的量,是通过电位差滴定法(JIS K 0070:1992)进行测定而得到的值。
苯并呋喃茚树脂的软化点例如为30℃以上160℃以下。需要说明的是,关于软化点,利用环球式软化点测定装置对于JIS K 6220-1:2001中所规定的软化点进行测定,是球落下的温度。
苯乙烯系树脂是使用苯乙烯系单体作为构成单体的聚合物,可以举出将苯乙烯系单体作为主成分(50质量%以上)进行聚合而得到的聚合物等。具体地说,除了将苯乙烯系单体(苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对苯基苯乙烯、邻氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氯苯乙烯等)分别单独聚合而成的均聚物、将2种以上的苯乙烯系单体进行共聚而成的共聚物以外,还可以举出苯乙烯系单体和可与其共聚的其他单体的共聚物。
作为上述其他单体,可例示出丙烯腈、甲基丙烯腈等丙烯腈类、丙烯酸类、甲基丙烯酸等不饱和羧酸类、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等不饱和羧酸酯类、氯丁二烯、丁二烯异戊二烯等二烯类、1-丁烯、1-戊烯之类的烯烃类;马来酸酐等α,β-不饱和羧酸或其酸酐;等等。
作为萜烯系树脂,可以举出多萜烯、萜烯苯酚、芳香族改性萜烯树脂等。多萜烯为将萜烯化合物进行聚合而得到的树脂以及它们的氢化物。萜烯化合物是由(C5H8)n的组成所表示的烃及其含氧衍生物,是被分类成单萜烯(C10H16)、倍半萜烯(C15H24)、二萜烯(C20H32)等的以萜烯作为基本骨架的化合物,例如可以举出α-蒎烯、β-蒎烯、二戊烯、苧烯、月桂烯、别罗勒烯、罗勒烯、α-水芹烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、萜品油烯、1,8-桉树脑、1,4-桉树脑、α-萜品醇、β-萜品醇、γ-萜品醇等。
作为多萜烯,除了上述的以萜烯化合物作为原料的α-蒎烯树脂、β-蒎烯树脂、苧烯树脂、二戊烯树脂、β-蒎烯/苧烯树脂等萜烯树脂以外,还可以举出对该萜烯树脂进行氢化处理而成的氢化萜烯树脂。作为萜烯苯酚,可以举出将上述萜烯化合物与酚系化合物进行共聚而成的树脂、以及对该树脂进行氢化处理而成的树脂,具体地说,可以举出上述萜烯化合物、酚系化合物和甲醛进行缩合而成的树脂。需要说明的是,作为酚系化合物,例如可以举出苯酚、双酚A、甲酚、二甲苯酚等。作为芳香族改性萜烯树脂,可以举出将萜烯树脂利用芳香族化合物进行改性而得到的树脂、以及对该树脂进行氢化处理而得到的树脂。需要说明的是,作为芳香族化合物,只要为具有芳香环的化合物就没有特别限定,例如可以举出苯酚、烷基苯酚、烷氧基苯酚、含有不饱和烃基的苯酚等酚类化合物;萘酚、烷基萘酚、烷氧基萘酚、含有不饱和烃基的萘酚等萘酚化合物;苯乙烯、烷基苯乙烯、烷氧基苯乙烯、含有不饱和烃基的苯乙烯等苯乙烯衍生物;苯并呋喃、茚等。
作为丙烯酸系树脂没有特别限定,例如可以使用无溶剂型丙烯酸系树脂。
无溶剂型丙烯酸系树脂可以举出在尽可能不使用作为副原料的聚合引发剂、链转移剂、有机溶剂等的情况下通过高温连续聚合法(高温连续本体聚合法)(美国专利第4,414,370号说明书、日本特开昭59-6207号公报、日本特公平5-58005号公报、日本特开平1-313522号公报、美国专利第5,010,166号说明书、东亚合成研究年报TREND2000第3号p42-45等中记载的方法)而合成出的(甲基)丙烯酸系树脂(聚合物)。需要说明的是,本发明中,(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸。
作为构成上述丙烯酸系树脂的单体成分,例如可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯(烷基酯、芳基酯、芳烷基酯等)、(甲基)丙烯酰胺、以及(甲基)丙烯酰胺衍生物等(甲基)丙烯酸衍生物。
另外,作为构成上述丙烯酸系树脂的单体成分,可以使用(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物、以及苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基萘等芳香族乙烯基类。
上述丙烯酸系树脂可以为仅由(甲基)丙烯酸成分构成的树脂,也可以为还以(甲基)丙烯酸成分以外的成分作为构成要素的树脂。另外,上述丙烯酸系树脂也可以具有羟基、羧基、硅烷醇基等。
固体聚合物的含量(固体苯并呋喃茚树脂等的总含量)相对于橡胶成分100质量份例如为1.0质量份以上100.0质量份以下。
作为液态聚合物、固体聚合物等的聚合物成分,例如可以使用丸善石油化学株式会社、SUMITOMO BAKELITE株式会社、YASUHARA CHEMICAL株式会社、东曹株式会社、RutgersChemicals公司、BASF公司、亚利桑那化学公司、日涂化学株式会社、株式会社日本触媒、JX能量株式会社、荒川化学工业株式会社、田冈化学工业株式会社等的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A可以包含油。油的含量例如为1.0质量份以上100.0质量份以下。需要说明的是,油的含量中也包括橡胶(充油橡胶)中包含的油的量。
作为油,例如可以举出操作油、植物油脂或其混合物。作为操作油,例如可以使用链烷烃系操作油、芳香系操作油、环烷烃系操作油等。作为植物油脂,可以举出蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松油、松焦油、妥尔油、玉米油、米糠油、红花油、芝麻油、橄榄油、葵花籽油、棕榈仁油、山茶油、荷荷芭油(jojoba oil)、澳洲坚果油、桐油等。这些油可以单独使用,也可以合用两种以上。
作为油,例如可以使用出光兴产株式会社、三共油化工业株式会社、Japan Energy株式会社、Olisoy公司、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的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A可以包含低温增塑剂。作为低温增塑剂,例如可以举出邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、三(2乙基己基)磷酸酯(TOP)、双(2乙基己基)癸二酸酯(DOS)等液态成分。含有低温增塑剂的情况下,其相对于橡胶成分100质量份的含量例如为1质量份以上60质量份以下。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含蜡。蜡的含量相对于橡胶成分100质量份例如为0.5~20质量份。
作为蜡没有特别限定,可以举出固体石蜡、微晶蜡等石油系蜡;植物系蜡、动物系蜡等天然系蜡;乙烯、丙烯等聚合物等合成蜡等。这些蜡可以单独使用,也可以合用两种以上。
需要说明的是,作为蜡,可以使用例如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的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含抗老化剂。抗老化剂的含量相对于橡胶成分100质量份例如为1~10质量份以上。
作为抗老化剂,例如可以举出苯基-α-萘胺等萘胺系抗老化剂;辛基化二苯胺、4,4’-双(α,α’-二甲基苄基)二苯胺等二苯胺系抗老化剂;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、N,N’-二-2-萘基-对苯二胺等对苯二胺系抗老化剂;2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物等喹啉系抗老化剂;2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚等单酚系抗老化剂;四-[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]甲烷等双酚、三酚、多酚系抗老化剂;等等。这些抗老化剂可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。
需要说明的是,作为抗老化剂,例如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、Flexsys公司等的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A可以包含硬脂酸。硬脂酸的含量相对于橡胶成分100质量份例如为0.5~10.0质量份。作为硬脂酸,可以使用现有公知的硬脂酸,例如可以使用日油株式会社、NOF公司、花王株式会社、富士胶片-和光纯药株式会社、千叶脂肪酸株式会社等的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A可以包含氧化锌。氧化锌的含量相对于橡胶成分100质量份例如为0.5~10质量份。作为氧化锌,可以使用现有公知的氧化锌,例如可以使用三井金属矿业株式会社、东邦亚铅株式会社、Hakusui Tech株式会社、正同化学工业株式会社、堺化学工业株式会社等的产品。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含硫等交联剂。交联剂的含量相对于橡胶成分100质量份例如为0.1~10.0质量份。
作为硫,可以举出在橡胶工业中通常使用的粉末硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫、可溶性硫等。这些硫可以单独使用,也可以合用两种以上。
需要说明的是,作为硫,例如可以使用鹤见化学工业株式会社、轻井泽硫株式会社、四国化成工业株式会社、Flexsys公司、日本干溜工业株式会社、细井化学工业株式会社等的产品。
作为硫以外的交联剂,例如可以举出田冈化学工业株式会社制造的TACKROLV200、Flexsys公司制造的DURALINK HTS(1,6-六亚甲基二硫代硫酸钠二水合物)、LANXESS公司制造的KA9188(1,6-双(N,N’-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷)等包含硫原子的硫化剂、二枯基过氧化物等有机过氧化物等。
胎面部2的弹性体组合物2A优选包含硫化促进剂。硫化促进剂的含量相对于橡胶成分100质量份例如为0.3~10.0质量份。
作为硫化促进剂,可以举出2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺等噻唑系硫化促进剂;四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四苄基秋兰姆二硫化物(TBzTD)、四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物(TOT-N)等秋兰姆系硫化促进剂;N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-氧化乙烯-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧化乙烯-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N’-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺系硫化促进剂;二苯基胍、二邻甲苯基胍、邻甲苯基双胍等胍系硫化促进剂。这些硫化促进剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
在胎面部2的弹性体组合物2A中,除了上述成分以外,还可以进一步混配在轮胎工业中通常使用的添加剂,例如有机过氧化物;碳酸钙、滑石、氧化铝、粘土、氢氧化铝、云母等填充剂;等等。这些添加剂的含量相对于橡胶成分100质量份例如为0.1~200质量份。
胎面部2的弹性体组合物2A通过通常的方法来制作,例如通过包括下述工序的制造方法来制作:将橡胶成分与炭黑、二氧化硅等填料进行混炼的基础混炼工序;以及将上述基础混炼工序中得到的混炼物与交联剂进行混炼的最终混炼工序。混炼可以使用例如班伯里混炼机、捏合机、开炼机等公知的(密闭式)混炼机来进行。
基础混炼工序的混炼温度例如为50~200℃,混炼时间例如为30秒~30分钟。基础混炼工序中,除了上述成分以外,还可以根据需要适宜地添加混炼现有橡胶工业中使用的混配剂,例如油等软化剂、硬脂酸、氧化锌、抗老化剂、蜡、硫化促进剂等。
在最终混炼工序中,将上述基础混炼工序中得到的混炼物与交联剂进行混炼。最终混炼工序的混炼温度例如为室温~80℃,混炼时间例如为1~15分钟。在最终混炼工序中,除了上述成分以外,还可以根据需要适宜地添加混炼硫化促进剂、氧化锌等。
本发明的充气轮胎使用经上述最终混炼工序得到的未硫化橡胶组合物利用通常的方法来制造。即,将未硫化橡胶组合物根据胎面的各轮胎部件的形状进行挤出加工,与其他轮胎部件一起在轮胎成型机上利用通常的方法进行成型,由此形成未硫化轮胎。将该未硫化轮胎在硫化机中进行加热加压,由此得到轮胎。硫化工序可以通过应用公知的硫化手段来实施。作为硫化温度,例如为120~200℃,硫化时间例如为5~15分钟。
胎面部2的弹性体组合物2A例如可用于轿车用轮胎;卡车/公共汽车用轮胎;二轮车用轮胎;高性能轮胎;无钉轮胎等冬用轮胎。这些轮胎可以为:具备侧增强层的缺气保用轮胎;在轮胎内腔具备海绵等吸音部件的带吸音部件的轮胎;在轮胎内部或轮胎内腔具备在刺破时能够进行密封的密封剂的带密封部件的轮胎;在轮胎内部或轮胎内腔具备传感器或无线标签等电子部件的带电子部件的轮胎等。
以上对本发明的一个实施方式的轮胎进行了详细说明,但本发明并不限于上述的具体实施方式,可变更为各种方式来实施。
实施例
基于实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不仅限定于此。
作为胎面部的弹性体组合物,制造包含下述配比的材料1~7。下面对材料1~8中包含的各种化学药品进行说明。
SBR1:下述制造例1中合成的改性SBR(苯乙烯量:40质量%、乙烯基量:30质量%、Mw:95万)
SBR2:下述制造例2中合成的改性SBR(苯乙烯量:10质量%、乙烯基量:30质量%、Mw:30万)
BR:宇部兴产公司制造Ubepol BR150B
炭黑:三菱化学公司制造N134
二氧化硅2:Evonik Degussa公司制造Ultrasil VN3
二氧化硅2:Evonik Degussa公司制造9100GR
硅烷偶联剂1:Evonik Degussa公司制造Si266
硅烷偶联剂2:Momentive公司制造NXT
油:三共油化工业公司制造Process Oil A/O MIX
低温增塑剂:大八化学工业株式会社TOP
树脂:日涂化学株式会社制Escron V120
抗老化剂:大内新兴化学工业株式会社制NOCRAC 6C
硬脂酸:日油株式会社制硬脂酸“椿”
氧化锌:三井金属矿业株式会社制锌白1号
蜡:大内新兴化学工业公司制造Sannoc N
硫:鹤见化学株式会社制粉末硫
硫化促进剂1:大内新兴化学工业株式会社制NOCCELER NS
硫化促进剂2:大内新兴化学工业株式会社制NOCCELER D
<制造例1>
向进行了氮气置换的高压釜反应器中投入环己烷、四氢呋喃、苯乙烯以及1,3-丁二烯。将反应器的内容物的温度调整为20℃后,添加正丁基锂引发聚合。在绝热条件下聚合,最高温度达到85℃。在聚合转化率达到99%的时刻追加1,3-丁二烯,进一步进行5分钟聚合后,加入N,N-双(三甲基甲硅烷基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为改性剂,进行反应。聚合反应结束后,添加2,6-二叔丁基对甲酚。接着通过汽提进行脱溶剂,利用温度调节至110℃的热辊进行干燥,得到SBR1。
<制造例2>
除了变更各化学药品的用量这一点外,通过与制造例1相同的方法得到SBR2。
<共聚物的结构鉴定>
共聚物的结构鉴定使用日本电子株式会社制造的JNM-ECA系列的装置。根据测定结果计算出共聚物中的苯乙烯含量、乙烯基含量。
<重均分子量Mw的测定>
基于利用凝胶渗透色谱(GPC)(东曹株式会社制GPC-8000系列、检测器:差示折射计、柱:东曹株式会社制的TSKGEL SUPERMALTPORE HZ-M)测定的测定值,通过标准聚苯乙烯换算求出共聚物的重均分子量Mw。
<化学药品>
四氢呋喃:关东化学株式会社制
正己烷:关东化学株式会社制
苯乙烯:关东化学株式会社制
1,3-丁二烯:东京化成工业株式会社制
3-(N,N-二甲氨基)丙基三甲氧基硅烷:Azmax公司制造
正丁基锂:关东化学株式会社制造的1.6M正丁基锂己烷溶液
乙二醇二乙基醚:东京化成工业株式会社制
聚合物A的特性
苯乙烯:25
乙烯基:60
Mw(×105):1.6
将材料1~7的各种化学药品的配比及相位差δ(rad)示于表1。
[表1]
(单位:重量份)
如表1所示,材料1~5的相位差δ为5.0×10-2π(rad)以下。材料6和材料7的相位差δ大于5.0×10-2π(rad)。即,在胎面部的弹性体组合物应用了材料6或材料7的轮胎为比较例。
基于表2~5的标准试作具有图1和图2的基本结构、并且应用了上述材料1~7中的任一者作为胎面部的弹性体组合物的尺寸235/80R16的轿车用充气轮胎。对于各检测轮胎,检测高速行驶时的噪声性能以及低温下的操作性能。各检测轮胎的通用标准、检测方法如下。
安装轮辋:16×6.5J
轮胎内压:前轮250kPa、后轮250kPa
检测车辆:排气量4200cc、四轮驱动车
轮胎安装位置:所有车轮
需要说明的是,上述尺寸的各检测轮胎中,Dt=776mm、(Dt2×π/4)/Wt=2011.52。即,各检测轮胎是满足下式(1)的宽度窄直径大的轮胎。
1963.4≤(Dt2×π/4)/Wt≤2827.4…(1)
<高速行驶时的噪声性能>
利用上述检测车辆通过驾驶员的感官对于以130km/h在环绕路面行驶时的噪声性能进行评价。结果为以比较例1作为100的评分,数值越大,表示高速行驶时的噪声性能越优异。
<低温下的操作性能>
利用上述检测车辆通过驾驶员的感官对于在路面温度0~10℃的一般路面行驶时的操作性能进行评价。结果为以比较例1作为100的评分,数值越大,表示低温行驶时的操作性能越优异。
将检测的结果示于表2~5中。
如上述表所示,比较例1中,周向槽的槽底的橡胶厚度d2小于本发明的发明特定方案的下限。另外,比较例1~3中,在胎面部的弹性体材料中采用了材料6或7,相位差δ大于5.0×10-2π(rad)。比较例4中,上述橡胶厚度大于本发明的发明特定方案的上限。确认到了,与这样的比较例1~4相比,各实施例能够在无损低温下的操作性能的情况下提高高速行驶时的噪声性能。
需要说明的是,表2~5中,关于将“高速行驶时的噪声性能”和“低温下的操作性能”合并的综合性能,可以通过它们的评分的合计来进行评价。如表2~5所示,确认到在各实施例中,上述综合性能显著提高。
Claims (15)
1.一种轮胎,其是具备由弹性体组合物构成的胎面部的轮胎,其中,
轮胎外径Dt与轮胎截面宽度Wt的关系满足下式(1),
1963.4≤(Dt2×π/4)/Wt≤2827.4…(1)
所述胎面部包含沿轮胎周向延伸的两个以上的周向槽,
所述周向槽的槽底的橡胶厚度是所述胎面部的最大厚度的0.05倍~0.25倍,
所述弹性体组合物在动态粘弹性试验中在温度30℃且频率10Hz的条件下反复变形时的应变的最大值与应力的最大值的相位差δ为5.0×10-2π(rad)以下,
所述两个以上的周向槽的截面积合计为所述胎面部的截面积的10%~30%。
2.如权利要求1所述的轮胎,其中,所述两个以上的周向槽的截面积合计为所述胎面部的截面积的10%~15%。
3.如权利要求1所述的轮胎,其中,所述两个以上的周向槽的截面积合计为所述胎面部的截面积的20%~30%。
4.如权利要求1至3中任一项所述的轮胎,其中,所述周向槽在最大深度的80%深度处的槽宽L80与所述胎面部的接地面处的槽宽L0之比L80/L0为0.3~0.7。
5.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎,其中,
所述胎面部包含沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽,
所述两个以上的横槽的容积合计为所述胎面部的体积的2.0%~5.0%。
6.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎,其中,
所述胎面部包含沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽,
所述两个以上的横槽的容积合计为所述胎面部的体积的2.0%~3.0%。
7.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎,其中,
所述胎面部包含沿轮胎轴向延伸的两个以上的横槽,
所述两个以上的横槽的容积合计为所述胎面部的体积的4.0%~5.0%。
8.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎,其中,所述相位差δ为4.0×10-2π(rad)以下。
9.如权利要求1至8中任一项所述的轮胎,其中,所述相位差δ为2.0×10-2π(rad)以上。
10.如权利要求1至9中任一项所述的轮胎,其中,所述周向槽配设在轮胎赤道上。
11.如权利要求1至10中任一项所述的轮胎,其中,所述两个以上的周向槽的容积合计为所述胎面部的体积的10%~30%。
12.如权利要求1至11中任一项所述的轮胎,其中,
所述胎面部包含两个以上的刀槽,
所述两个以上的刀槽的合计容积为所述胎面部的体积的0.10%~1.00%。
13.如权利要求1至12中任一项所述的轮胎,其中,所述周向槽的槽底处的橡胶厚度为所述胎面部的最大厚度的0.10倍~0.20倍。
14.如权利要求1至13中任一项所述的轮胎,其中,
所述胎面部包含设置于第1胎面端与第2胎面端之间的3条所述周向槽、以及被所述3条周向槽划分出的4个接地部,
所述4个接地部包含设置在最靠所述第1胎面端侧的第1胎肩接地部,
在所述第1胎肩接地部设置有两个以上的第1胎肩横槽,
所述两个以上的第1胎肩横槽的最大深度是轮胎子午线截面中的从穿过所述胎面部的轮胎半径方向的外端并沿轮胎轴向延伸的基准线起到所述第1胎面端为止的轮胎半径方向的距离的0.70倍~1.00倍。
15.如权利要求1至14中任一项所述的轮胎,其中,
所述胎面部包含设置于第1胎面端与第2胎面端之间的3条所述周向槽、以及被所述3条周向槽划分出的4个接地部,
所述4个接地部包含设置在最靠所述第2胎面端侧的第2胎肩接地部,
在所述第2胎肩接地部设置有两个以上的第2胎肩横槽,
所述两个以上的第2胎肩横槽的最大深度是轮胎子午线截面中的从穿过所述胎面部的轮胎半径方向的外端并沿轮胎轴向延伸的基准线起到所述第2胎面端为止的轮胎半径方向的距离的0.70倍~1.00倍。
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