CN114641524B - 轮胎用橡胶组合物和轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供一种轮胎,所述轮胎具备由橡胶组合物形成的胎面,所述橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分,其中,在初始应变为2%、动态应变为1%、频率为50Hz的条件下,0℃时的tanδ(0℃ tanδ)和‑20℃时的tanδ(‑20℃ tanδ)满足以下不等式(1):0.1≤|(‑20℃ tanδ)‑(0℃ tanδ)|≤0.3(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎,其具有平衡良好地改善的燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能。
背景技术
轮胎燃料经济性的提高需要低滞后损失(即tanδ值小),而湿抓地性能的提高需要高耐湿滑性(即tanδ值大)。如上所述,低滞后损失和高耐湿滑性相互冲突,难以平衡良好地提高燃料经济性和湿抓地性能。
专利文献1描述了一种轮胎用橡胶组合物,其通过包含特定树脂和二氧化硅而具有改善的燃料效率、湿抓地性能和耐磨性。
此外,在对轮胎的燃料经济性的需求不断增长的情况下,期望高水平地实现高速行驶时的操纵稳定性和燃料经济性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP 5559234 B。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种具有平衡良好地改善的燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能的轮胎。
解决问题的手段
本发明人深入研究后发现,在包含由橡胶组合物形成的胎面的轮胎中,所述橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分并且具有在规定范围内的0℃tanδ和-20℃tanδ,燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能得到了平衡良好地改善。此外,本发明人发现,通过将胎面的周向沟槽的面积/接地面积和横向沟槽的面积/接地面积设定在预定范围内,可以进一步改善高速行驶时的操纵稳定性,并完成了本发明。
即,本发明涉及:
[1]一种轮胎,其包括由橡胶组合物形成的胎面,
其中,橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分,
其中,在初始应变为2%、动态应变为1%、频率为50Hz的条件下,0℃时的tanδ(0℃tanδ)和-20℃时的tanδ(-20℃tanδ)满足以下不等式(1):
0.10≤|(-20℃tanδ)-(0℃tanδ)|≤0.30 (1),
[2]上述[1]所述的轮胎,
其中,胎面具有沿轮胎周向连续延伸的周向沟槽和沿宽度方向延伸的横向沟槽,
其中,周向沟槽的面积/接地面积为0.09至0.16,横向沟槽的面积/接地面积为0.08至0.14,
[3]上述[1]或[2]所述的轮胎,
其中,以包含10质量%以上的异戊二烯系橡胶的橡胶成分为100质量份计,所述橡胶组合物包含50质量份以上的二氧化硅和1质量份以上的树脂成分,
[4]上述[1]至[3]中任一项所述的轮胎,
其中,以橡胶成分为100质量份计,橡胶组合物包含50至150质量份的二氧化硅和1至50质量份的树脂成分,其中,橡胶成分包含10至85质量%的异戊二烯系橡胶,10至85质量%的苯乙烯-丁二烯橡胶和5至50质量%的丁二烯橡胶,
[5]上述[1]至[4]中任一项所述的轮胎,
其中,树脂成分包含选自香豆酮-茚树脂、茚树脂、芳香族乙烯基系树脂和C5-C9系石油树脂中的至少一种以上,
[6]上述[1]至[5]中任一项的轮胎,
其中,橡胶组合物包含具有巯基的硅烷偶联剂。
本发明的效果
在包括胎面的本发明轮胎中,燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能得到了平衡良好地改善,其中,胎面由橡胶组合物形成,所述橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分并具有在预定范围内的0℃tanδ和-20℃tanδ。此外,通过将胎面的周向沟槽的面积/接地面积和横向沟槽的面积/接地面积设置在预定范围内,进一步提高了高速行驶时的操纵稳定性。
附图说明
图1是当将胎面按压在平坦表面上时的轮胎的接地表面的示意图。
具体实施方式
根据本发明的一个实施方式的轮胎是具备由橡胶组合物形成的胎面的轮胎,所述橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分,其中,在初始应变为2%、动态应变为1%、频率为50Hz的条件下,0℃时的tanδ(0℃tanδ)和-20℃时的tanδ(-20℃tanδ)满足以下不等式(1):
0.10≤|(-20℃tanδ)-(0℃tanδ)|≤0.30 (1)
优选地,以橡胶成分为100质量份计,胎面的橡胶组合物(胎面用橡胶组合物)包含50至150质量份的二氧化硅和1至50质量份的树脂成分,其中橡胶成分包含10至85质量%的异戊二烯系橡胶、10至85质量%的苯乙烯-丁二烯橡胶和5至50质量%的丁二烯橡胶。
优选地,胎面具有沿轮胎周向连续延伸的周向沟槽和沿宽度方向延伸的横向沟槽,周向沟槽的面积/接地面积为0.09至0.16,横向沟槽的面积/接地面积为0.08至0.14。
下面将详细描述作为本发明的一个实施方式的包含胎面用橡胶组合物的轮胎的制造方法。然而,以下描述是用于解释本发明的例示,并非旨在将本发明的技术范围仅限制于该描述范围。此外,在本说明书中,用“至(~)”表示的数值范围意味着包括两端的数值。
[胎面用橡胶组合物]
对于根据本发明的轮胎,胎面由橡胶组合物形成,橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分,其中在初始应变为2%、动态应变为1%、频率为50Hz的条件下,0℃时的tanδ(0℃tanδ)和-20℃时的tanδ(-20℃tanδ)满足以下不等式(1):
0.10≤|(-20℃tanδ)-(0℃tanδ)|≤0.30(1)
在胎面的橡胶组合物(胎面用橡胶组合物)的tanδ满足上述不等式(1)的要求时,获得的轮胎的燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能得到了平衡良好地改善。尽管以下观点并非意在受任何理论的约束,但其原因被认为如下。-20℃tanδ是高速行驶时的湿抓地指标。此外,0℃tanδ是在普通道路上行驶时的湿抓地指标。认为,通过将这些值设置为合适的值,同时降低这些值的温度依赖性,可以确保高速行驶时的燃料经济性、湿抓地性能和操纵稳定性。另外,以异戊二烯系橡胶为主要成分且二氧化硅高度分散在其中的橡胶组合物比较柔软,并且特别容易受到高速行驶时的振动的影响,认为其可以提高操纵稳定性。上述不等式(1)中的(|(-20℃tanδ)-(0℃tanδ)|)的值优选为0.12以上,更优选为0.14以上,进一步优选为0.15以上,特别优选0.17以上。另外,上述不等式(1)的值优选为0.28以下,更优选为0.26以下。
根据本发明的胎面用橡胶组合物不受特别限定,只要根据本发明的橡胶组合物是包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分并具有上述物理性能的橡胶组合物即可,优选使用相对于包含10质量%以上的异戊二烯系橡胶的橡胶成分100质量份,包含50质量份以上的二氧化硅和1质量份以上的树脂成分的橡胶组合物。
<橡胶成分>
根据本发明的胎面用橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶作为橡胶成分。此外,根据本发明的橡胶组合物优选包含苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)。
<异戊二烯系橡胶>
作为异戊二烯系橡胶,例如可以使用轮胎工业中常用的异戊二烯系橡胶,如异戊二烯橡胶(IR)、天然橡胶。天然橡胶的实例包括非改性天然橡胶(NR),以及改性天然橡胶例如环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、脱蛋白天然橡胶(DPNR)、超纯天然橡胶(UPNR)、接枝化天然橡胶等。这些异戊二烯系橡胶可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
NR没有特别限定,可以使用轮胎工业中常用的那些,其示例包括例如SIR20、RSS#3、TSR20等。
从燃料经济性和耐磨性的角度,橡胶成分中的异戊二烯系橡胶的含量优选为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,特别优选为40质量%以上。另一方面,橡胶成分中的异戊二烯系橡胶的含量的上限没有特别限定,但从湿抓地性能的角度,优选为85质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为75质量%以下,特别优选70质量%以下。
(SBR)
SBR没有特别限定,其实例包括溶液聚合SBR(S-SBR)、乳液聚合SBR(E-SBR)、它们的改性SBR(改性S-SBR、改性E-SBR)等。改性SBR的示例包括在其末端和/或主链改性的SBR、与锡、硅化合物等偶联的改性SBR(缩合物或具有支链结构的改性SBR等)等。其中,从能够良好地改善燃料经济性和耐磨性的角度,优选S-SBR、改性SBR。此外,也可以使用这些SBR的氢化物(氢化SBR)等。这些SBR可单独使用,或者可两种以上组合使用。
可在本发明中使用的S-SBR的实例包括由JSR株式会社、住友化学株式会社、宇部兴产株式会社、旭化成株式会社、ZS弹性体株式会社等制造和销售的S-SBR。
从湿抓地性能和耐磨性的角度,SBR的苯乙烯含量优选为15质量%以上,更优选为20质量%以上。另外,从抓地性能的温度依赖性和耐磨性的角度,其优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下。此外,在本说明书中,SBR的苯乙烯含量通过1H-NMR测定计算。
从确保与二氧化硅的反应性、橡胶强度和耐磨性的角度,SBR的乙烯基键合量优选为10摩尔%以上,更优选为13摩尔%以上,进一步优选为16摩尔%以上。此外,从防止温度依赖性增大、湿抓地性能、断裂伸长率和耐磨性的角度,SBR的乙烯基键合量优选为70摩尔%以下,更优选为65摩尔%以下,进一步优选为60摩尔%以下。此外,在本说明书中,SBR的乙烯基键合量(1,2-键合丁二烯单元量)通过红外吸收光谱法测定。
从耐磨性的角度,SBR的重均分子量(Mw)优选为250,000以上,更优选为500,000以上,进一步优选为1,000,000以上。另外,从交联均匀性等的角度,Mw优选为2,500,000以下,更优选为2,000,000以下。此外,Mw可以基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(例如,东曹株式会社制造的GPC-8000系列,检测器:差示折射计,柱子:东曹株式会社制造的TSKGELSUPERMALTIPORE HZ-M)获得的测定值、根据标准聚苯乙烯换算计算得出。
从湿抓地性能的角度,橡胶成分中SBR的含量优选为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30质量%以上。另外,从耐磨性的角度,其优选为85质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为75质量%以下,特别优选为70质量%以下。
(BR)
BR没有特别限定,可以使用轮胎工业中常用的BR,例如顺式1,4键合含量小于50%含量的BR(低顺式BR)、顺式1,4键合含量在90%以上的BR(高顺式BR)、使用稀土元素系催化剂合成的稀土系丁二烯橡胶(稀土系BR)、含有间规聚丁二烯晶体的BR(含SPB的BR)和改性BR(高顺式改性BR、低顺式改性BR)。这些BR可单独使用,或者可两种以上组合使用。
高顺式BR的实例包括例如由瑞翁株式会社制造的BR1220、由宇部兴产株式会社制造的BR130B、BR150B、BR150L、由JSR株式会社制造的BR730等。当配混高顺式BR时,可以提高低温特性和耐磨性。稀土系BR的示例包括例如由朗盛制造的BUNA-CB25等。
含SPB的BR的实例包括其中1,2-间规聚丁二烯晶体与BR化学结合后分散的那些,但不包括其中1,2-间规聚丁二烯晶体简单地分散在BR中的那些。这种含有SPB的BR的实例包括宇部兴产株式会社制造的VCR-303、VCR-412、VCR-617等。
改性BR的实例包括通过锂引发剂聚合1,3-丁二烯之后添加锡化合物而获得、并且进一步地其中改性BR分子的末端具有锡-碳键合的那些(锡改性BR)、在其活性末端具有缩合烷氧基硅烷化合物的丁二烯橡胶(二氧化硅用改性BR)等。这种改性BR的实例包括例如由ZS弹性体株式会社制造的BR1250H(锡改性)、S改性聚合物(二氧化硅用改性)等。
从耐磨性和抓地性能等的角度,BR的重均分子量(Mw)优选为300,000以上,更优选为350,000以上,进一步优选为400,000以上。此外,从交联均匀性等的角度,其优选为2,000,000以下,更优选1,000,000以下。此外,Mw可以基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(例如,东曹株式会社制造的GPC-8000系列,检测器:差示折射计,柱子:东曹株式会社制造的TSKGEL SUPERMALTIPORE HZ-M)获得的测定值、以标准聚苯乙烯换算计算得出。
从耐磨性的角度,在配混BR时,橡胶成分中BR的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为15质量%以上。另外,从湿抓地性能的角度,其优选为40质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为30质量%以下,特别优选为25质量%以下。
(其他橡胶成分)
作为本发明的橡胶成分,可配混除上述异戊二烯系橡胶、SBR、BR以外的橡胶成分。作为其他橡胶成分,可以使用橡胶工业中常用的可交联橡胶成分,例如苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯橡胶、聚降冰片烯橡胶、硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶(polyethylene chloride rubber)、氟橡胶(FKM)、丙烯酸(酯)系橡胶(ACM)、氯醇橡胶(hydrin rubber)等。这些其他橡胶成分可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
<填料>
根据本发明的胎面用橡胶组合物包含二氧化硅作为填料。此外,它优选包含炭黑。
(二氧化硅)
在根据本发明胎面用橡胶组合物包含二氧化硅时,可以提高燃料经济性、耐磨性和高速行驶时的操纵稳定性。二氧化硅没有特别限定,可以使用轮胎工业中常用的那些,例如通过干法制备的二氧化硅(无水二氧化硅)和通过湿法制备的二氧化硅(含水二氧化硅)。其中,通过湿法制备的含水二氧化硅是优选的,这是因为它具有许多硅烷醇基。这些二氧化硅可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
从燃料经济性和耐磨性的角度,二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)优选为140m2/g以上,更优选150m2/g以上,进一步优选160m2/g以上,特别优选170m2/g以上。另外,从燃料经济性和加工性的角度,其优选为350m2/g以下,更优选为300m2/g以下,进一步优选为250m2/g以下。此外,本说明书中二氧化硅的N2SA为根据ASTM D3037-93通过BET法测定的值。
二氧化硅的平均一次粒径优选为20nm以下,更优选为18nm以下,进一步优选为16nm以下。该平均一次粒径的下限没有特别限定,但优选为1nm以上,更优选为3nm以上,进一步优选为5nm以上。二氧化硅的平均一次粒径在上述范围内时,可以进一步提高二氧化硅的分散性,可以进一步提高补强性、破坏特性(fracture characteristics)和耐磨性。此外,二氧化硅的平均一次粒径可以通过以下计算:用透射电子显微镜或扫描电子显微镜观察二氧化硅,测量在视野中观察到的400个以上的二氧化硅一次粒子,并将它们平均化计算。
从提高燃料经济性和高速行驶时的操纵稳定性的角度,以橡胶成分为100质量份计,二氧化硅的含量优选为50质量份以上,更优选55质量份以上,进一步优选60质量份以上。另外,从抑制因二氧化硅在橡胶中的分散性劣化而导致的燃料经济性和耐磨性的降低的角度,其优选为150质量份以下,更优选为130质量份以下,进一步优选为110质量份以下。
(炭黑)
炭黑没有特别限定,可以使用例如GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等轮胎工业中常用的炭黑,具体地,可以适当地使用N110、N115、N120、N125、N134、N135、N219、N220、N231、N234、N293、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N351、N356、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N660、N683、N754、N762、N765、N772、N774、N787、N907、N908、N990、N991等,除这些类型以外,也可以适当使用本公司合成品等。这些炭黑可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
从耐候性和补强性的角度,炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选为50m2/g以上,更优选为80m2/g以上,进一步优选为100m2/g以上。此外,从分散性、燃料经济性、破坏特性和耐久性的角度,它优选为250m2/g以下,更优选220m2/g以下。此外,本说明书中炭黑的N2SA是根据JIS K 6217-2“橡胶用炭黑-基本特性-第2部分:比表面积的测定-氮吸附法-单点法”的A方法测得的值。
在配混炭黑时,从耐候性和补强性的角度,以橡胶成分为100质量份计,炭黑的含量优选为1质量份以上,更优选3质量份以上,进一步优选5质量份以上。另外,从燃料经济性的角度,其优选为40质量份以下,更优选为30质量份以下,进一步优选为20质量份以下。
(其他填料)
作为除二氧化硅和炭黑以外的填料,可以配混氢氧化铝、碳酸钙、氧化铝、粘土、滑石等以往橡胶工业中常用的填料。
二氧化硅和炭黑的合计100质量%中,二氧化硅的含量优选为50质量%以上,更优选为60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。另外,二氧化硅的含量优选为99质量%以下,更优选为97质量%以下,进一步优选为95质量%以下。
从耐磨性的角度,以橡胶成分为100质量份计,二氧化硅和炭黑的总含量优选为60质量份以上,更优选70质量份以上,进一步优选80质量份以上。另外,从抑制燃料经济性和耐磨性降低的角度,其优选为180质量份以下,更优选为160质量份以下,进一步优选为140质量份以下。
(硅烷偶联剂)
二氧化硅优选与硅烷偶联剂组合使用。硅烷偶联剂没有特别限定,可以使用橡胶工业中通常与二氧化硅组合使用的任意硅烷偶联剂,橡胶组合物优选包含具有巯基的硅烷偶联剂。
具有巯基的硅烷偶联剂优选为下式(1)所示的化合物和/或包含下式(2)所示的结合单元A和下式(3)所示的结合单元B的化合物。
(式中,R101、R102和R103各自独立地表示具有1至12个碳原子的烷基、具有1至12个碳原子的烷氧基或由-O-(R111-O)z-R112表示的基团(z个R111各自独立地表示具有1-30个碳原子的二价烃基;R112表示具有1-30个碳原子的烷基、具有2-30个碳原子的烯基、具有6-30个碳原子的芳基或具有7-30个碳原子的芳烷基;z表示1至30的整数);R104表示具有1至6个碳原子的亚烷基。)
(式中,x表示0以上的整数;y表示1以上的整数;R201表示氢原子、或具有1至30个碳原子的烷基、具有2至30个碳原子的烯基、或具有2至30个碳原子的炔基,各烷基、烯基和炔基任选地被卤素原子、羟基或羧基取代;并且R202表示具有1至30个碳原子的亚烷基、具有2至30个碳原子的亚烯基或具有2至30个碳原子的亚炔基;其中R201和R202可一起形成环结构。)
由式(1)表示的化合物的实例包括例如3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、由下式(4)表示的化合物(Si363,由赢创德固赛有限公司制造)等,并可以合适地使用由下式(4)表示的化合物。它们可单独使用,或者可两种以上组合使用。
在包含由式(2)表示的结合单元A和由式(3)表示的结合单元B的化合物中,与硫化物系硅烷偶联剂如双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物相比,加工时的粘度上升得到抑制。因此,二氧化硅的分散性变得更佳,并且倾向于进一步提高燃料经济性、湿抓地性能和断裂伸长率。据认为这是因为结合单元A的硫化物部分是C-S-C结合,因此与四硫化物或二硫化物相比热稳定,从而导致门尼粘度的上升小。
从抑制加工时的粘度上升的角度,结合单元A的含量优选为30至99摩尔%,更优选为50至90摩尔%。另外,结合单元B的含量优选为1至70摩尔%,更优选为5至65摩尔%,进一步优选为10至55摩尔%。另外,结合单元A和B的总含量优选为95摩尔%以上,更优选为98摩尔%以上,特别优选为100摩尔%。另外,结合单元A、B的含量是包括结合单元A、B位于硅烷偶联剂末端的情况的量。结合单元A和B位于硅烷偶联剂末端的情况的形式没有特别限定,只要其形成对应于表示结合单元A和结合单元B的式(2)和式(3)的单元即可。
在包含由式(2)表示的结合单元A和由式(3)表示的结合单元B的化合物中,结合单元A的重复数(x)和结合单元B的重复数(y)的总重复数(x+y)优选在3至300的范围内。在该范围内时,结合单元B的巯基硅烷被结合单元A的-C7H15覆盖,从而可以抑制焦烧时间的缩短,并且可以确保与二氧化硅和橡胶成分的良好反应性。
包含由式(2)表示的结合单元A和由式(3)表示的结合单元B的化合物的实例包括例如由迈图高新材料公司制造的NXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z60和NXT-Z100等。它们可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
作为硅烷偶联剂,可使用除了上述具有巯基的硅烷偶联剂之外的硅烷偶联剂。其他硅烷偶联剂的实例包括,例如具有硫醚基(sulfide group)的硅烷偶联剂,例如双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物;具有乙烯基的硅烷偶联剂,例如乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷;具有氨基的硅烷偶联剂,例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷;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;和氯(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。这些硅烷偶联剂可单独使用一种,或者可并用两种以上。
在配混硅烷偶联剂(优选具有巯基的硅烷偶联剂)时,从改善二氧化硅的分散性的角度,以橡胶成分为100质量份计,硅烷偶联剂(优选具有巯基的硅烷偶联剂)的含量优选为0.5质量份以上,更优选为1.0质量份以上,更优选为2.0质量份以上,特别优选为4.0质量份以上。另外,从防止耐磨性降低的角度,其优选为20质量份以下,更优选为12质量份以下,进一步优选为10质量份以下,特别优选为9.0质量份以下。
<树脂成分>
根据本发明的胎面用橡胶组合物包含树脂成分。树脂成分的实例包括但不特别限于轮胎工业中常用的石油树脂、萜烯系树脂、松香系树脂、酚系树脂(phenol-based resin)等。这些树脂可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
石油树脂的实例包括例如C5系石油树脂、芳香族系石油树脂和C5-C9系石油树脂。
本说明书中,“C5系石油树脂”是指将C5馏分聚合而成的树脂。C5馏分的实例包括例如具有4至5个碳原子的石油馏分,例如环戊二烯、戊烯、戊二烯和异戊二烯。作为C5系石油树脂,可合适地使用双环戊二烯树脂(DCPD树脂)。
本说明书中,“芳香族系石油树脂”是指通过聚合C9馏分而获得的树脂,并且可是经过氢化或改性的那些。C9馏分的实例包括例如具有8至10个碳原子的石油馏分,例如乙烯基甲苯、烷基苯乙烯、茚和甲基茚。作为芳香族系石油树脂的具体实例,例如,可合适地使用香豆酮-茚树脂、香豆酮树脂、茚树脂和芳香族乙烯基系树脂。作为芳族乙烯基系树脂,优选α-甲基苯乙烯或苯乙烯的均聚物或α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物,更优选α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物(这是由于其经济实惠、便于加工且湿抓地性能良好)。作为芳香族乙烯基系树脂,例如可合适地使用科腾公司制造的SYLVARES SA85、SA100、SA120、SA140、伊士曼化工公司制造的R2336等市售品。
本说明书中,“C5-C9系石油树脂”是指通过共聚C5馏分和C9馏分而获得的树脂,并且可是经过氢化或改性的那些。C5馏分的实例包括例如具有4至5个碳原子的石油馏分,例如环戊二烯、戊烯、戊二烯和异戊二烯。作为C5-C9系石油树脂,例如可合适地使用鲁华(LUHUA)化学公司制造的PRG-80、PRG-140、奇隆(Qilong)化学公司制造的G-100、东曹株式会社制造的PETROTACK(注册商标)60、PETROTACK 70、PETROTACK 90、PETROTACK 100、PETROTACK 100V和PETROTACK 90HM等市售品。
萜烯系树脂的实例包括但不特别限于,例如,多萜烯树脂(polyterpene resin)、萜酚树脂(terpene phenol resin)、萜烯苯乙烯树脂(terpene styrene resin)等。多萜烯树脂是由选自例如α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯、二戊烯等萜烯化合物中的至少一种制成的树脂。萜酚树脂是由上述萜烯化合物和酚系化合物制成的树脂。萜烯苯乙烯树脂是由上述萜烯化合物和苯乙烯制成的树脂。多萜烯树脂和萜烯苯乙烯树脂可是经过氢化处理的树脂(氢化多萜烯树脂、氢化萜烯苯乙烯树脂)。针对萜烯系树脂的氢化处理可以通过公知的方法进行,也可以使用市售的氢化树脂。
松香系树脂的实例包括但不特别限于,例如,天然松香树脂、通过氢化、歧化、二聚化或酯化等对天然松香树脂进行改性而获得的松香改性树脂等。
酚系树脂的实例包括但不特别限于,例如,酚醛树脂、烷基酚醛树脂、烷基酚乙炔树脂、油改性酚醛树脂等。
作为树脂成分,从燃料经济性和湿抓地性能可以平衡良好地获得的角度,优选使用选自香豆酮-茚树脂、茚树脂、芳香族乙烯基系树脂和C5-C9系石油树脂中的至少一种。
从耐磨性的角度,树脂成分的软化点优选为160℃以下,更优选为145℃以下,进一步优选为130℃以下。另外,从湿抓地性能的角度,软化点优选为50℃以上,更优选为60℃以上,进一步优选为70℃以上。此外,树脂成分可为实质上不包含软化点为-20至45℃的液态树脂的树脂成分(例如,以橡胶成分为100质量份计,小于0.5质量份,优选小于0.1质量份),或者可为不包含任何软化点为-20至45℃的液态树脂的树脂成分(即,0质量份)。此外,本发明中的树脂成分的软化点是指使用环球式软化点测定装置测定JIS K 6220-1:2015中规定的软化点时球体下降的温度。
从湿抓地性能的角度,以橡胶成分为100质量份计,树脂成分的含量优选为1质量份以上,更优选3质量份以上,进一步优选5质量份以上,特别优选7质量份以上。另外,从燃料经济性和耐磨性的角度,其优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,进一步优选为30质量份以下,特别优选为25质量份以下。在增加树脂成分的含量时,0℃tanδ的值倾向于增加。
<其他配混剂>
除了上述成分之外,根据本发明的胎面用橡胶组合物还可以适当地包含轮胎工业中常规和常用的配混剂,例如油、蜡、加工助剂、抗氧化剂、硬脂酸、氧化锌、硫化剂(例如硫磺)和硫化促进剂。
油的实例包括例如矿物油如芳香油、操作油和石蜡油等。其中,优选使用操作油,因为它们会减少对环境的负担。
在配混油时,从湿抓地性能的角度,以橡胶成分为100质量份计,油的含量优选为10质量份以上,更优选15质量份以上,进一步优选20质量份以上。另外,从燃料经济性和高速行驶时的操纵稳定性的角度,其优选为80质量份以下,更优选为70质量份以下,进一步优选为60质量份以下。在增加油含量时,0℃tanδ的值倾向于增加。此外,本说明书中,油的含量还包括充油橡胶中所含的油量。
在配混蜡时,从橡胶的耐候性的角度,以橡胶成分为100质量份计,蜡的含量优选为0.5质量份以上,更优选为1质量份以上。另外,从防止由喷霜引起的轮胎白化的角度,其优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下。
加工助剂的实例包括例如脂肪酸金属盐、脂肪酸酰胺、酰胺酯、二氧化硅表面活性剂、脂肪酸酯、脂肪酸金属盐和酰胺酯的混合物、脂肪酸金属盐和脂肪酸酰胺的混合物等。它们可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。其中,优选脂肪酸金属盐、酰胺酯、脂肪酸金属盐与酰胺酯或脂肪酸酰胺的混合物,特别优选脂肪酸金属盐和脂肪酸酰胺的混合物。具体地,这种加工助剂的实例包括例如脂肪酸皂基加工助剂,例如希纶赛勒赫(Schill+Seilacher)公司制造的EF44和WB16。
在配混加工助剂时,从表现出加工性改善效果的角度,以橡胶成分为100质量份计,加工助剂的含量优选为0.5质量份以上,更优选1质量份以上。另外,从耐磨性和断裂强度(breaking strength)的角度,其优选为10质量份以下,更优选为8质量份以下。
抗氧化剂的实例包括但不特别限于,例如,胺系、喹啉系、醌系、酚系和咪唑系化合物,以及例如氨基甲酸金属盐等抗氧化剂,优选地,苯二胺系抗氧化剂,例如N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺、N-异丙基-N'-苯基-对苯二胺、N,N'-二苯基-对苯二胺、N,N'-二-2-萘基-对苯二胺、N-环己基-N'-苯基-对苯二胺、N,N'-双(1-甲基庚基)-对苯二胺、N,N'-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、N,N'-双(1-乙基-3-甲基戊基)-对苯二胺、N-4-甲基-2-戊基-N'-苯基-对苯二胺、N,N'-二芳基对苯二胺、受阻二烯丙基对苯二胺、苯基己基对苯二胺、苯基辛基对苯二胺;喹啉系抗氧化剂,例如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物和6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉。这些抗氧化剂可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
在配混抗氧化剂时,从橡胶的耐臭氧龟裂性的角度,以橡胶成分为100质量份计,抗氧化剂的含量优选为0.5质量份以上,更优选为1质量份以上。另外,从耐磨性和湿抓地性能的角度,其优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下。
在配混硬脂酸时,从加工性的角度,以橡胶成分为100质量份计,硬脂酸的含量优选为0.5质量份以上,更优选为1质量份以上。另外,从硫化速度的角度,其优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下。
在配混氧化锌时,从加工性的角度,以橡胶成分为100质量份计,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。另外,从耐磨性的角度,其优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下。
作为硫化剂,适合使用硫。作为硫,可以使用粉末硫、油处理硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫等。
在作为硫化剂配混硫时,从确保充分的硫化反应并获得良好的抓地性能和耐磨性的角度,以橡胶成分为100质量份计,硫的含量优选为0.5质量份以上,更优选为1.0质量份以上。另外,从防止劣化的角度,其优选为3.0质量份以下,更优选为2.5质量份以下,进一步优选为2.0质量份以下。
除硫以外的硫化剂的实例包括,例如,包含硫原子的硫化剂,例如由田冈化学株式会社制造的TACKIROL V200、由富莱克斯公司制造的DURALINK HTS(1,6-六亚甲基-二硫代硫酸钠·二水合物)、由朗盛公司制造的KA9188(1,6-双(N,N'-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷);过氧化二异丙苯等有机过氧化物;等。
硫化促进剂的实例包括但不特别限于,例如,次磺酰胺系、噻唑系、秋兰姆系、硫脲系、胍系、二硫代氨基甲酸系、醛-胺系或醛-氨系、咪唑啉系和黄原酸盐系硫化促进剂,其中,从更合适地获得期望的效果的角度,优选次磺酰胺系硫化促进剂和胍系硫化促进剂,更优选组合使用它们中的两种。
次磺酰胺系硫化促进剂的实例包括CBS(N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)、TBBS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)、N-氧联亚乙基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N,N'-二异丙基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N,N-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺等。噻唑系硫化促进剂的实例包括2-巯基苯并噻唑、二苯并噻唑基二硫化物等。秋兰姆系硫化促进剂的实例包括四甲基秋兰姆一硫化物、四甲基秋兰姆二硫化物、四苄基秋兰姆二硫化物(TBzTD)等。胍系硫化促进剂的实例包括二苯基胍(DPG)、二邻甲苯基胍、邻甲苯基双胍等。这些硫化促进剂可单独使用一种,或者可两种以上组合使用。
在配混硫化促进剂时,以橡胶成分为100质量份计,硫化促进剂的含量优选为1质量份以上,更优选2质量份以上。另外,以橡胶成分为100质量份计,硫化促进剂的含量优选为8质量份以下,更优选为7质量份以下,进一步优选为6质量份以下。在硫化促进剂的含量在上述范围内时,存在可以确保断裂强度和伸长率的倾向。
根据本发明的橡胶组合物可以通过公知方法制造。例如,其可以通过下述方法等来制造:使用班伯里密炼机、捏合机、开放式辊炼机(open roll)等一般橡胶工业中使用的公知的捏合机将上述各成分中的除硫化剂、硫化促进剂以外的成分捏合,然后在混合物中加入硫化剂和硫化促进剂进一步捏合,然后硫化的方法。
[轮胎]
根据本发明的轮胎包括由上述胎面用橡胶组合物形成的胎面,并且这种轮胎的实例包括乘用车用轮胎、货车/客车用轮胎、两轮车用轮胎车辆、高性能轮胎等。此外,本说明书中的高性能轮胎是抓地性能特别优异的轮胎,是也包括用于赛车的赛车轮胎的概念。
包含由上述胎面用橡胶组合物形成的胎面的轮胎可以通过常规方法使用上述胎面用橡胶组合物制造。即,所述轮胎可以通过以下方法来制造:将通过根据需要相对于橡胶成分配混上述各成分而获得的未硫化橡胶组合物挤出为胎面形状,在轮胎成型机上将其与其他轮胎部件一起贴合,并通过通常的方法将它们成型,以形成未硫化轮胎,然后在硫化机中对该未硫化轮胎进行加热和加压。
图1示出了当将胎面按压在平坦表面上时的接地表面的示意图。如图1所示,本发明的轮胎的胎面1具有沿轮胎周向C连续延伸(在图1的示例中,沿轮胎周向直线状延伸)的周向沟槽11、12、13和沿宽度方向延伸的横向沟槽(刀槽(sipe)和横纹沟槽(lug groove))21~28,并且当将轮胎轮辋组装到正规轮辋上,并且在其中填充有正规内压且没有施加负载的正规状态下,施加正规负载地将胎面按压在平坦表面上时,优选地,胎面1的周向沟槽的接地面积相对于接地面积的比率(周向沟槽面积/接地面积)为0.09至0.16,并且优选地,胎面1的横向沟槽的接地面积相对于接地面积的比率(横向沟槽面积/接地面积)为0.08至0.14。
通过将周向沟槽面积相对于接地面积的比率以及横向沟槽面积相对于接地面积的比率设置在上述范围内,可以增加胎面的陆部的刚性,并且通过与本发明的胎面用橡胶组合物的橡胶柔韧性的协同效果,可以在高速行驶时,表现出高操纵稳定性,同时改善滚动阻力。在周向沟槽面积/接地面积小于0.09或横向沟槽面积/接地面积小于0.08的情况下,陆部的比例变得过高,因此排水性能和抓地性能倾向于劣化。另一方面,在周向沟槽面积/接地面积超过0.16或横向沟槽面积/接地面积超过0.14的情况下,无法获得足够的胎面的陆部刚性,因此操纵稳定性倾向于劣化。更优选地,周向沟槽面积/接地面积为0.10至0.14,更优选地,横向沟槽面积/接地面积为0.09至0.12。
“正规轮辋”是在包括轮胎所基于的规格的规格系统中,该规格为每个轮胎定义的轮辋,例如,JATMA中的“标准轮辋”、TRA中的“设计轮辋(Design Rim)”,或ETRTO中的“测量轮辋(Measuring Rim)”。
“正规内压”是上述规格为每个轮胎定义的气压,即,JATMA中的“最高气压”、TRA中的表“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中记载的最大值,或ETRTO中的“充气压力(INFLATIONPRESSURE)”。
“正规负载”是上述规格为每个轮胎定义的负载,即,JATMA中的最大负载能力、TRA中的表“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中记载的最大值,或ETRTO中的“负载能力(LOAD CAPACITY)”。
胎面1具有沿周向C连续延伸的周向沟槽11、12和13。图1中,设置有三个周向沟槽11、12和13。但是,周向沟槽的数量没有特别限定,例如可为2至5个。另外,在本发明中,虽然周向沟槽11、12、13沿周向C呈直线状延伸,但是,周向沟槽可沿周向C呈Z字形延伸。
胎面1具有:在宽度方向W上被周向沟槽11、12和13分隔的一对胎肩陆部(shoulderland part)16和17,陆部以及位于一对胎肩陆部16和17之间的中央陆部18和19。
胎肩陆部16和17是胎面部2中设置在宽度方向W的两端上的陆部。在本发明中,在宽度方向W上在车辆的外侧设置有外侧胎肩陆部16,在宽度方向W上在车辆的内侧设置有内侧胎肩陆部17。本发明中,外侧胎肩陆部16是形成在在轮胎安装于车辆上时位于最外侧的周向主沟槽12和外侧胎面端To之间的陆部。内侧胎肩陆部17是形成在在轮胎安装于车辆上时位于最内侧的周向主沟槽11和内侧胎面端Ti之间的陆部。
在胎肩陆部16、17上,设置有在横穿胎肩陆部16、17的方向上延伸的胎肩横纹沟槽21、22和胎肩刀槽23、24。胎肩横纹沟槽21、22以及胎肩刀槽23、24分别设置在一对胎肩陆部16、17上。此外,本说明书中,将设置于外侧胎肩陆部16上的胎肩横纹沟槽和胎肩刀槽分别称为外侧胎肩横纹沟槽21和外侧胎肩刀槽23。另外,将设置于内侧胎肩陆部17上的胎肩横纹沟槽和胎肩刀槽分别称为内侧胎肩横纹沟槽22和内侧胎肩刀槽24。
此外,本说明书中,包括横纹沟槽在内的术语“沟槽”是指宽度大于至少2.0mm的凹陷。另一方面,本说明书中,术语“刀槽”是指宽度为2.0mm以下、优选为0.5至2.0mm的窄切口。
中央陆部18和19是在胎面部2的宽度方向W上设置在中央部上的陆部。本发明中,两个中央陆部18和19设置在外侧胎肩陆部16和内侧胎肩陆部17之间(周向主沟槽12与周向主沟槽11之间)。此外,中央陆部的数量没有特别限制,可以是1个或大于1个。本发明中,在胎面部2的中央部中,外侧中央陆部18设置在车辆的外侧,在胎面部2的中央部中,内侧中央陆部19设置在车辆的内侧。本发明中,外侧中央陆部18是形成在沿轮胎赤道C设置的周向主沟槽13与在轮胎安装于车辆上时位于最外侧的周向主沟槽12之间的陆部。内侧中央陆部19是形成在沿轮胎赤道C设置的周向主沟槽13与在轮胎安装于车辆上时位于最内侧的周向主沟槽11之间的陆部。
在中央陆部18和19中,设置有沿横穿中央陆部18和19的方向延伸的中央横纹沟槽25和26以及中央刀槽27和28。中央横纹沟槽25和26以及中央刀槽27、28分别设置在中央陆部18、19上。此外,本说明书中,将设置在外侧中央陆部18上的中央横纹沟槽和中央刀槽分别称为外侧中央横纹沟槽25和外侧中央刀槽27。此外,将设置在内侧中央陆部19上的中央横纹沟槽和中央刀槽分别称为内侧中央横纹沟槽26和内侧中央刀槽28。
此外,本发明中,如图1所示,中央陆部18、19的刀槽27、28延伸以连接中央陆部18、19的在宽度方向W上的两端。虽然对中央陆部18、19的刀槽27、28的角度没有特别限定,但优选地,连接中央陆部18、19的刀槽27、28的在宽度方向W上的两端的直线与周向主沟槽12之间所成的角度θ例如在60至80度的范围内。在这种情况下,能够在中央陆部18、19中移出(scoop out)水膜,能够改善湿路面上的制动性能。
中央陆部18、19的横纹沟槽25、26的角度没有特别限定,但优选地,连接中央陆部18、19的横纹沟槽25、26的宽度方向W的两端的直线与周向主沟槽12之间所成的角度θ例如在60度至80度的范围内。另外,胎肩横纹沟槽21、22与胎肩刀槽23、24的角度没有特别限定,例如,优选地,这些胎肩横纹沟槽与胎肩刀槽相对于周向C以0至20度的角度形成。
实施例
以下,将基于实施例描述本发明,但本发明不仅限于这些实施例。
实施例和比较例中使用的各种化学品汇总如下所示。
NR:TSR20
SBR1:后述的制造例1中制造的改性溶液聚合SBR(苯乙烯含量:30质量%,乙烯基结合量:52摩尔%,Mw:250,000,非充油品)
SBR2:后述的制造例2中制造的改性溶液聚合SBR(苯乙烯含量:35质量%、乙烯基结合量:50摩尔%、Mw:700,000,非充油品)
BR:UBEPOL BR(注册商标)150B(乙烯基结合量:1.5摩尔%,顺式1,4键合含量:97%,Mw:440,000),宇部兴产株式会社制造
炭黑:DIABLACK N220(N2SA:115m2/g),三菱化学株式会社制造
二氧化硅1:Ultrasil(注册商标)VN3(N2SA:175m2/g,平均一次粒径:17nm),赢创德固赛公司制造
二氧化硅2:Ultrasil(注册商标)9000GR(N2SA:210m2/g,平均一次粒径:16nm),赢创德固赛公司制造
硅烷偶联剂:NXT-Z45(具有巯基的硅烷偶联剂,结合单元A和结合单元B的共聚物(结合单元A:55摩尔%,结合单元B:45摩尔%),迈图高新材料公司制造
树脂1:Sylvares SA85(α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物,软化点:85℃),科腾公司制造
树脂2:PETROTACK 100V(C5-C9系石油树脂,软化点:96℃),东曹株式会社制造
树脂3:香豆酮(Coumarone)V-120(香豆酮-茚树脂,软化点:120℃),日涂化学株式会社制造
油:操作油A/O MIX,三共油化工业株式会社制造
蜡:OZOACE 0355,日本精蜡株式会社制造。
抗氧化剂1:Nocrac 6C(N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺),大内新兴化学工业株式会社制造
抗氧化剂2:Nocrac RD(聚(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉)),大内新兴化学工业株式会社制造
硬脂酸:珠状硬脂酸“椿(CAMELLIA)”,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
硫:HK-200-5(含5%油的粉末硫),细井化学工业株式会社制造
硫化促进剂1:Nocceler CZ(N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(CBS)),大内新兴化学工业株式会社制造
硫化促进剂2:Nocceler D(1,3-二苯基胍(DPG)),大内新兴化学工业株式会社制造
制造例1:SBR1的合成
向经氮气吹扫的高压釜反应器中装入环己烷、四氢呋喃、苯乙烯和1,3-丁二烯。将反应器内的内容物的温度调节至20℃后,加入正丁基锂引发聚合。聚合在绝热条件下进行,温度达到最高温度的85℃。当聚合转化率达到99%时,加入1,3-丁二烯,进一步聚合5分钟后,加入N,N-双(三甲基甲硅烷基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷作为改性剂进行反应。聚合反应完成后,加入2,6-二叔丁基-对甲酚。接着,通过汽提将该混合物除去溶剂,并通过将温度调节至110℃的热辊进行干燥,获得SBR1。
制造例2:SBR2的合成
向经氮气吹扫的高压釜反应器中装入环己烷、四氢呋喃、苯乙烯和乙二醇二乙醚。将反应器内的内容物的温度调整为20℃后,将双(二乙基氨基)甲基乙烯基硅烷和正丁基锂分别作为环己烷溶液和正己烷溶液投入,引发聚合。在搅拌速度为130rpm且反应器内温度为65℃的条件下,在将单体连续地供应到反应器中的同时,进行1,3-丁二烯和苯乙烯的共聚3小时。接着,将得到的聚合物溶液以130rpm的搅拌速度搅拌,加入N-(3-二甲基氨基丙基)丙烯酰胺,进行反应15分钟。聚合反应完成后,加入2,6-二叔丁基-对甲酚。之后,通过汽提将该混合物除去溶剂,并通过将温度调节至110℃的热辊进行干燥,获得SBR2。
(实施例和比较例)
根据表1所示的配混配方,使用1.7L密闭型班伯里密炼机,将除硫和硫化促进剂以外的所有化学品捏合1至10分钟,直至达到150℃至160℃的排出温度,得到捏合物。之后,使用双螺杆开放式辊炼机(twin-screw open roll),在得到的捏合物中添加硫和硫化促进剂,捏合4分钟直至温度达到105℃,得到未硫化橡胶组合物。将得到的未硫化橡胶组合物在170℃下加压硫化12分钟,制成测试橡胶组合物。
此外,用配备有具有预定形状的口模的挤出机,将上述未硫化橡胶组合物挤出成轮胎胎面的形状,并与其他轮胎部件贴合在一起,形成未硫化轮胎,并将该未硫化轮胎在170℃的条件下加压硫化12分钟,制作并准备测试轮胎(尺寸:155/65R14,轮辋:14×4.5J,内压:220kPa)。
如下评价获得的测试橡胶组合物和测试轮胎。表1示出了评价结果。
<燃料经济性>
从片状硫化橡胶组合物中冲裁出宽4mm、长20mm、厚2mm的条状测试片,进行测试。使用上岛制作所株式会社制造的光谱仪,在初始应变为2%、动态应变为1%、频率为50Hz的条件下测量0℃时的tanδ(0℃tanδ)和-20℃时的tanδ(-20℃tanδ)。另外,以指数表示0℃tanδ的倒数值,其中以比较例4为100(燃料经济性指数)。数值越大,滚动阻力越小,表示燃料经济性好。此外,性能目标值应为90以上,优选为92以上,更优选为95以上。
(燃料经济性指数)=(比较例4的0℃tanδ)/(各配方的0℃tanδ)×100
<高速行驶时的操纵稳定性>
将各测试轮胎安装在一台排气量为660cc的日本国产FF车的所有车轮上,将FF车在具有干燥沥青路面的测试跑道上行驶。基于当FF车辆由测试驾驶员以120km/h速度行驶时在直线行驶、车道变换和加速/减速过程中的测试驾驶员的各自感觉,评价操纵特性(handling characteristic)。根据以下基准,以指数表示评价结果,其中以对照轮胎(比较例4)的操纵特性为100,计算上述三种情况下的平均值,其指数值显示在表1的“高速行驶时的操纵稳定性”一栏。指数值越大,操纵特性越好,高速行驶时的操纵稳定性越好。
(操纵特性的基准)
120:比以往观察到的更好的水平
110:测试驾驶员判断为性能明显提升
105:测试驾驶员感觉到略微更好
100:基准
90:测试驾驶员感觉到比基准略微更差
80:测试驾驶员判断为性能明显下降
<高速行驶时的湿抓地性能>
将各测试轮胎安装在排气量为660cc的日本国产FF车的所有车轮上,测定湿路面上从初速120km/h起的制动距离。通过下式以指数表示测定结果,其中以比较例4为100。指数越大,表示湿抓地性能越好。此外,性能目标值应为80以上,优选为85以上,更优选为90以上,进一步优选为100以上。
(湿抓地性能指数)=(比较例4的轮胎的制动距离)/(各测试轮胎的制动距离)×100
对于燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能的综合性能(燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能的平均值)的性能目标值应当为101以上,优选102以上,更优选103以上。
表1-1
表1-2
从表1中的结果可以发现,具备由橡胶组合物形成的胎面的本发明的轮胎(其中,橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和橡胶成分,并且其中0℃ tanδ和-20℃tanδ在预定范围内)中,燃料经济性、高速行驶时的操纵稳定性和高速行驶时的湿抓地性能的综合性能得到改善。
附图标记列表
1 胎面
11、12、13 周向沟槽(周向主沟槽)
16 外侧胎肩陆部
17 内侧胎肩陆部
18 外侧中央陆部
19 内侧中央陆部
21 外侧胎肩横纹沟槽
22 内侧胎肩横纹沟槽
23 外侧胎肩刀槽
24 内侧胎肩刀槽
25 外侧中央横纹沟槽
26 内侧中央横纹沟槽
27 外侧中央刀槽
28 内侧中央刀槽
C 轮胎周向
To 外侧胎面端
Ti 内侧胎面端
W 轮胎宽度方向
Claims (4)
1.一种轮胎,所述轮胎具备由橡胶组合物形成的胎面,
其中,所述橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶、二氧化硅和树脂成分,以橡胶成分为100质量份计,橡胶组合物包含50至150质量份的二氧化硅和1至50质量份的树脂成分,所述橡胶成分包含10至85质量%的异戊二烯系橡胶、10至85质量%的苯乙烯-丁二烯橡胶和5至50质量%的丁二烯橡胶,树脂成分包含选自香豆酮-茚树脂、茚树脂、芳香族乙烯基系树脂和C5-C9系石油树脂中的至少一种以上,
在初始应变为2%、动态应变为1%、频率为50Hz的条件下,0℃时的tanδ即0℃ tanδ和-20℃时的tanδ即-20℃ tanδ满足以下不等式(1):
0.10 ≤ |(-20℃ tan δ)-(0℃ tan δ)| ≤ 0.30 (1)
所述胎面具有沿轮胎周向连续延伸的周向沟槽和沿宽度方向延伸的横向沟槽,
周向沟槽面积/接地面积为0.09至0.16,横向沟槽面积/接地面积为0.08至0.14。
2.根据权利要求1所述的轮胎,
其中,所述橡胶组合物包含具有巯基的硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的轮胎,其中,
所述具有巯基的硅烷偶联剂为下式(1)所示的化合物和/或包含下式(2)所示的结合单元A和下式(3)所示的结合单元B的化合物,
式中,R101、R102和R103各自独立地表示具有1至12个碳原子的烷基、具有1至12个碳原子的烷氧基或由-O-(R111-O)z-R112表示的基团,即z个R111各自独立地表示具有1-30个碳原子的二价烃基;R112表示具有1-30个碳原子的烷基、具有2-30个碳原子的烯基、具有6-30个碳原子的芳基或具有7-30个碳原子的芳烷基;z表示1至30的整数;R104表示具有1至6个碳原子的亚烷基,
式中,x表示0以上的整数;y表示1以上的整数;R201表示氢原子、或具有1至30个碳原子的烷基、具有2至30个碳原子的烯基、或具有2至30个碳原子的炔基,各烷基、烯基和炔基任选地被卤素原子、羟基或羧基取代;并且R202表示具有1至30个碳原子的亚烷基、具有2至30个碳原子的亚烯基或具有2至30个碳原子的亚炔基;其中R201和R202一起形成环结构或不形成环结构。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,所述二氧化硅的氮吸附比表面积N2SA为140m2/g以上且350m2/g以下。
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