CN115703307A - 轮胎 - Google Patents

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CN115703307A CN202210587942.9A CN202210587942A CN115703307A CN 115703307 A CN115703307 A CN 115703307A CN 202210587942 A CN202210587942 A CN 202210587942A CN 115703307 A CN115703307 A CN 115703307A
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Abstract

提供可改善高速行驶时的操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能的轮胎。是具有至少具备构成胎面表面的第一橡胶层和与所述第一橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第二橡胶层的胎面部的轮胎,所述胎面部具有沿轮胎周向连续延伸的2条以上的周向沟槽、由所述周向沟槽以及接地端划分的一对胎肩接地部和位于所述一对胎肩接地部之间的中央接地部,所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层是由含有橡胶成分的橡胶组合物构成的,从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2相对于所述周向沟槽的最深部的沟深H1之比为0.40~0.90,所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量E T小于所述第二橡胶层的30℃下的复弹性模量E B,且所述E T相对于所述H2/H1之比为6.0以上。

Description

轮胎
技术领域
本公开涉及一种轮胎。
背景技术
作为抑制行驶中的轮胎的震动音(噪音)的方法,例如,已知有使充气轮胎的胎面橡胶为双层结构,在其内侧的橡胶层中使用发泡橡胶的方法(专利文献1)。
另外,近年轮胎市场中,特别对于高速行驶时的操纵稳定性能有着强烈的要求。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】特开平6-156016号公报。
发明内容
[发明要解决的问题]
本公开的目的在于提供一种改善了高速行驶时的操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能的轮胎。
[解决问题的技术手段]
经过深入的研究,结果发现,通过在轮胎的胎面部中层叠两层以上的橡胶层,且使所述橡胶层的复弹性模量以及周向沟槽的沟深为特定关系,发现能够解决所述课题。
即,本公开涉及一种轮胎,其为具有至少具备构成胎面表面第一橡胶层和与所述第一橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第二橡胶层的胎面部的轮胎,所述胎面部具有沿轮胎周向连续延伸的2条以上的周向沟槽、由所述周向沟槽以及接地端划分的一对胎肩接地部和位于所述一对胎肩接地部之间的中央接地部,所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层是由含有橡胶成分的橡胶组合物构成的,从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2(mm)相对于所述周向沟槽的最深部的沟深H1(mm)之比(H2/H1)为0.40~0.90,设所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量(MPa)为E T、所述第二橡胶层的30℃下的复弹性模量(MPa)为E B时,E B大于E T,且所述E T相对于所述H2/H1之比(E T/(H2/H1))为6.0以上。
〔1〕一种轮胎,其具有至少具备构构成胎面表面第一橡胶层和与所述第一橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第二橡胶层的胎面部的轮胎,所述胎面部具有沿轮胎周向连续延伸的2条以上的周向沟槽、由所述周向沟槽以及接地端划分的一对胎肩接地部和位于所述一对胎肩接地部之间的中央接地部,所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层是由含有橡胶成分的橡胶组合物构成的,从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2(mm)相对于所述周向沟槽的最深部的沟深H1(mm)之比(H2/H1)为0.40~0.90,以所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量(MPa)为E T、所述第二橡胶层的30℃下的复弹性模量(MPa)为E B时,E B大于E T、且所述E T相对于所述H2/H1之比(E T/(H2/H1))为6.0以上。
〔2〕上述〔1〕所述的轮胎,构成所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层的橡胶组合物包含含有二氧化硅的填充剂,所述填充剂中的二氧化硅的含量为50质量%以上。
〔3〕上述〔1〕或〔2〕所述的轮胎,具有与所述第二橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第三橡胶层。
〔4〕上述〔1〕~〔3〕中任一项所述的轮胎,所述胎面部的轮胎内周面具有选自密封胶层、降噪体以及立体网眼结构体构成的群组的1种以上的低密度部件。
〔5〕上述〔1〕~〔4〕中任一项所述的轮胎,构成所述第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量为40质量%以下,且构成所述第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量多于构成所述第二橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量。
〔6〕上述〔1〕~〔5〕中任一项所述的轮胎,轮胎截面宽度为205mm以上。
〔7〕上述〔1〕~〔6〕中任一项所述的轮胎,接地面中的接地部面积比为60~80%。
〔8〕上述〔1〕~〔7〕中任一项所述的轮胎,接地面中接地部面积比以轮胎赤道面为中心呈非对称。
〔9〕上述〔1〕~〔8〕中任一项所述的轮胎,轮胎赤道面中不存在所述周向沟槽,且从轮胎赤道面到车辆内侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离,不同于与从轮胎赤道面到车辆外侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离。
〔10〕上述〔1〕~〔9〕中任一项所述的轮胎,所述胎肩接地部中的沟面积比大于所述中央接地部中的沟面积比。
〔11〕上述〔1〕~〔10〕中任一项所述的轮胎,至少一个所述接地部的宽度方向的长度从轮胎半径方向外侧向内侧逐渐增加。
〔12〕上述〔1〕~〔11〕中任一项所述的轮胎,设安装于车辆时位于最外侧的所述周向沟槽的胎面表面中的沟宽为L0、安装于车辆时位于最外侧的所述周向沟槽的沟底的最深部的95%位置的沟宽为L95时,L95/L0为0.20~0.80。
〔13〕上述〔1〕~〔12〕中任一项所述的轮胎,构成所述第一橡胶层的橡胶组合物以及构成所述第二橡胶层的橡胶组合物的至少其中之一含有烃类树脂。
〔14〕上述〔1〕~〔13〕中任一项所述的轮胎,所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量E T为4.0MPa以上。
〔15〕上述〔1〕~〔14〕中任一项所述的轮胎,所述第二橡胶层的30℃下的tanδ为0.25以下。
〔16〕上述〔1〕~〔15〕中任一项所述的轮胎,所述第一橡胶层的玻璃化转变温度为-25℃以上。
〔17〕上述〔1〕~〔16〕中任一项所述的轮胎,所述第二橡胶层的基于JIS K 6253-3:2012,使用A型杜罗回跳式硬度计,在温度23℃下所测定的肖氏硬度(Hs)为50~80。
〔18〕上述〔1〕~〔17〕中任一项所述的轮胎,所述第二橡胶层的100%拉伸时的模量大于所述第一橡胶层的100%拉伸时的模量。
[发明效果]
根据本公开,提供了一种改善了高速行驶时的操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能的轮胎。
附图说明
【图1】就本公开的一种实施方式的轮胎的一例的截面图。
【图2】将胎面压在平坦表面上时轮胎的接地面的模式图。
【图3】其他实施方式的轮胎的接地面的模式图。
【图4】其他实施方式的轮胎的接地面的模式图。
【图5】展示本公开的一种实施方式所涉及的轮胎的胎面的一部分的放大截面图。
【图6】展示本公开的一种实施方式所涉及的轮胎的胎面的一部分的放大截面图。
[符号说明]
1 胎面部
2 接地部
4 接地部的延长线
5 周向沟槽的沟底的最深部的延长线
6 第一层
7 第二层
8 第三层
9 第二层的最外部的延长线
10 胎面表面
11、12、13、14 周向沟槽
15 周向沟槽的沟槽壁
16 外侧胎肩接地部
17 内侧胎肩接地部
18 外侧中央接地部
19 内侧中央接地部
20 中央接地部
21 胎肩横沟
22 胎肩刀槽
23 中央刀槽
31 胎圈芯
32 胎侧壁
33 胎圈部
34 胎体
35 带束
36 束带
37 凹沟
38 轮辋
39 降噪体
61 边缘束带
62 完整束带
C 轮胎赤道面
CL 轮胎中心线
To 外侧胎面端
Ti 内侧胎面端
W 轮胎宽度方向
H1 周向沟槽的沟深
具体实施方式
本公开的一种实施方式的轮胎是具备至少具有构成胎面表面第一橡胶层和与所述第一橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第二橡胶层的胎面部的轮胎,所述胎面部具有沿轮胎周向连续延伸的2条以上的周向沟槽、由所述周向沟槽以及接地端划分的一对胎肩接地部和位于所述一对胎肩接地部之间的中央接地部,所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层是由含有橡胶成分的橡胶组合物构成的,从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2相对于所述周向沟槽的最深部的沟深H1之比(H2/H1)为0.40~0.90,设所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量(MPa)为E T、所述第二橡胶层的30℃下的复弹性模量(MPa)为E B时,E B大于E T、且所述E T相对于所述H2/H1之比(E T/(H2/H1))为6.0以上。
通过使轮胎的胎面部中层叠两层以上的橡胶层、且所述橡胶层的复弹性模量以及周向沟槽的沟深为特定关系,所得轮胎改善了高速行驶时的操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能。关于其理由,可以考虑如下,但并不意味着受以下理论的约束。
当整个胎面接地部柔软时,转弯时出口处胎面接地部会被压扁,加速时的力的传递变差,踩油门时的加速不平顺。另一方面,当整个胎面接地部较硬时,虽然接地部的起立变得平顺,但容易传递震动,噪音性能变差。
本公开的轮胎,(1)以在接地部内形成界面那样,将接地部分割为二层以上(优选三层以上)的橡胶层,通过使第二橡胶层比第一橡胶层更硬、且从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2相对于周向沟槽的最深部的沟深H1之比(H2/H1)为特定范围,第一橡胶层内部能够吸收震动,同时在转弯出口处第二橡胶层能够展现出较大的力,由于能将力传递至接地部,在转弯出口处能够稳定地起立;(2)随着H2/H1变大,第一橡胶层的30℃下的复弹性模量(E T)也变大,能够抑制第一橡胶层被压扁。另外,具有如下特征:当H2/H1较小时,从路面至第二橡胶层的震动传递距离变短,通过柔化第一橡胶层,能够期待第一橡胶层内的震动吸收。然后,通过这些的协同作用,有望达成改善高速行驶时的操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能的这一显著效果。
构成所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层的橡胶组合物包含含有二氧化硅的填充剂,所述填充剂中的二氧化硅含量优选为50质量%以上。
在构成第一橡胶层以及第二橡胶层的橡胶组合物中,通过使填充剂中的二氧化硅的含量为50质量%以上,由于能够减小橡胶组合物的损耗角正切tanδ、减小从输入到响应的相位差,在转弯出口处变得容易平稳地加速。
本公开的轮胎在所述胎面部的轮胎内周面上优选具有选自密封胶层、降噪体以及立体网眼结构体构成的群组的1种以上的低密度部件。
通过在轮胎内周面上设有低密度部件,从胎面表面传来震动时,通过轮胎内部的这些低密度部件的震动,能够抵消胎面部内的震动,预期能够展现本公开的效果。
本公开的轮胎构成所述第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量为40质量%以下,且构成所述第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量优选多于构成所述第二橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量。
通过使构成第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量为40质量%以下,且构成第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量多于构成第二橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量,由于第一橡胶层内的聚合物能够抑制震动的传递,并且容易将力从第二橡胶层的聚合物链传递至第一橡胶层。
本公开的轮胎优选接地面中的接地部面积比为60~80%。
通过使接地面中的接地部面积比在所述范围,在转弯时整个胎面的力变得容易传递的同时,由于能够减少局部受到来自路面的震动的部分,噪音性能也变得容易提升。
本公开的轮胎,接地面中接地部面积比优选以轮胎赤道面为中心呈非对称。
本公开的轮胎的轮胎赤道面中不存在所述周向沟槽,且优选从轮胎赤道面到车辆内侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离,不同于从轮胎赤道面到车辆外侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离。
本公开的轮胎的所述胎肩接地部中的沟面积比优选大于所述中央接地部中的沟面积比。
通过使胎肩接地部中的沟面积比大于中央接地部中的沟面积比,转弯时胎肩接地部变得容易变形,能够容易从胎肩接地部产生力。另外,滚动时接地的中央接地部,能够容易抑制局部的输入增加,还能容易地提升噪音性能。
本公开的轮胎的至少一个所述接地部的宽度方向的长度优选从轮胎半径方向外侧向内侧逐渐增加。另外,本公开的轮胎,设安装于车辆时位于最外侧的所述周向沟槽的胎面表面中的沟宽为L0、安装于车辆时位于最外侧的所述周向沟槽的沟底的最深部的95%位置的沟宽为L95时,L95/L0优选为0.20~0.80。
通过使至少一个所述接地部的宽度方向的长度从轮胎半径方向外侧向内侧逐渐增加(优选所述L95/L0为0.20~0.80),轮胎制造时接地部侧面中容易均匀地形成多个橡胶层,由此容易抑制噪音性能的变差。
所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量E T优选为4.0MPa以上。
通过使E T为所述范围,容易将从第二橡胶层传来的力传递至路面。
所述第二橡胶层的30℃下的tanδ优选为0.25以下。
通过使第二橡胶层的30℃tanδ为所述范围,由于能够减小从输入到响应的相位差,在转弯出口处容易平稳地加速。
所述第一橡胶层的玻璃化转变温度优选为-25℃以上。
通过使第一橡胶层的玻璃化转变温度为所述范围,能够增加通常行驶时的转动时产生的震动的频率对应的能量损失,能够容易吸收震动。
所述第二橡胶层的基于JIS K 6253-3:2012,使用A型杜罗回跳式硬度计,在温度23℃下所测定的肖氏硬度(Hs)优选为50~80。
通过使第二橡胶层的肖氏硬度(Hs)为所述范围,容易得到良好的宏观跟随性。
所述第二橡胶层的100%拉伸时的模量优选大于所述第一橡胶层的100%拉伸时的模量。
通过使第二橡胶层的100%拉伸时的模量大于所述第一层的100%拉伸时的模量,能够使第二橡胶层容易产生较大的力,提升了高速行驶时的操纵稳定性能。
<定义>
“正规轮辋”是指在包含轮胎所基于规格的规格体系中,该规格对每个轮胎规定的轮辋,例如,JATMA时为“标准轮辋”,TRA时为“设计轮辋(Design Rim)”,ETRTO时为“测量轮辋(Measuring Rim)”。此外,对于上述规格体系中没有规定尺寸的轮胎的情况,是指能够进行轮辋组装、且不发生漏气的轮辋中,轮辋直径最小、轮辋宽度最小的轮辋。
“正规内压”是指,在包含轮胎所基于的规格的规格体系中,各规格对每个轮胎规定的气压,JATMA时为“最高气压”,TRA时为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”中记载的最大值,ETRTO时为“INFLATION PRESSURE(充气压力)”。此外,对于所述规格体系中没有规定尺寸的轮胎的情况,正规内压为250kPa。
“正规状态”是指,将轮胎的轮辋组装在正规轮辋上并充入正规内压,且调整到无负载的状态。另外,对于所述规格体系中没有规定尺寸的轮胎的情况,该轮胎的轮辋被安装于所述最小轮辋并充入250kPa,并且为无负载的状态。本说明书中,除非另有说明,轮胎各部分的尺寸(轮胎截面宽度Wt等)在所述正规状态下测定。
“正规载重”是指,在包含轮胎所基于的规格的规格体系中,各规格为每个轮胎所规定的载重,JATMA中为"最大负载能力"、TRA中为表“在各种冷充气压力下的轮胎负载极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值、ETRTO中为“负载能力(LOAD CAPACITY)”。
“胎面接地端”是指,正规状态的轮胎上负荷有正规负载,且与外倾角0度的平面接地时的轮胎宽度方向(图2中的左右方向)最外侧的接地位置。胎面端Ti表示安装于车辆时形成车辆内侧的胎面端,胎面端To表示形成车辆外侧的胎面端。
“接地部”是指,胎面部中,由胎面接地端以及沿轮胎周向连续延伸的多条周向沟槽所划分的区域。例如,当周向沟槽为2条时,接地部被分为一对胎肩接地部和夹在它们之间的中央接地部,当周向沟槽为3条时,中央接地部被分为进一步安装于车辆时形成车辆内侧的接地部和形成车辆外侧的接地部。
包括周向沟槽、横沟的“沟”是指宽度至少大于2.0mm的凹槽。另一方面,本说明书中,“刀槽”是指宽度为2.0mm以下,优选0.5~2.0mm的细小切口。
“接地面的总面积S”是指,正规状态下负载正规载重,以外倾角0度将胎面压在平坦表面上时的接地形状中,填满全部沟的状态下的总面积。“接地面中的接地部面积比”是指,胎肩接地部和中央接地部的总计面积相对于接地面的总面积S的比。
“胎肩接地部中的沟面积比”是指,相对于胎肩接地部的总计面积的、横跨该接地部的横沟和/或刀槽的总计面积。“中央接地部中的沟面积比”是指,相对于中央接地部的总计面积的、横跨该接地部的横沟和/或刀槽的总计面积。
“从轮胎赤道面到车辆内侧方向的接地部面积S1”以及“从轮胎赤道面到车辆外侧方向的接地部面积S2”分别是指,安装轮胎时较轮胎赤道面存在于车辆内侧方向的接地部面积的总和,以及存在于车辆外侧方向的接地部面积的总和。
“周向沟槽的沟深H1”可以根据胎面表面与周向沟槽的沟底的最深部的延长线间的距离求出。此外,沟深H1,例如,当有多条周向沟槽2时,为胎面表面10与多条周向沟槽2之中具有最深的沟深的周向沟槽2(图5中左侧的周向沟槽2)的沟底的最深部的延长线间的距离。
“从胎面部的最表面至第二橡胶层的最外部为止的距离H2”对于轮胎的半径方向截面中轮胎赤道面C上不具有周向沟槽时是指,从轮胎赤道面C上的胎面的最表面起至第二橡胶层的最外部为止的直线距离,对于轮胎赤道面C上具有周向沟槽时是指,从最接近轮胎赤道面的接地部的轮胎宽度方向中央的胎面部的最表面起至第二橡胶层的最外部为止的直线距离。“最接近轮胎赤道面的接地部”是指,具有轮胎赤道面C的周向沟槽的沟缘之中最接近轮胎赤道面C中的沟缘的接地部。
“油的含量”也包含充油橡胶中所含的油量。
<测定方法>
“接地面的总面积S”、“胎肩接地部的总计面积”、“中央接地部的总计面积”以及横跨这些接地部的“横沟和/或刀槽的总计面积”是基于所述接地形状计算得到的值。接地形状是将轮胎安装于正规轮辋、保持正规内压后,例如,通过在胎面部1上涂布油墨,施加正规负载,以厚纸等垂直按压,转印胎面部1上涂布的油墨而得到。另外,基于所得接地形状,将所有横断胎肩接地部的横沟以及刀槽在填满的状态下的胎肩接地部的面积的总和作为胎肩接地部的总计面积,将在填满所有横断中央接地部的横沟以及刀槽的状态下的中央接地部的面积的总和作为中央接地部的总计面积。
“从轮胎赤道面到车辆内侧方向的接地部面积S1”以及“从轮胎赤道面到车辆外侧方向的接地部面积S2”分别根据,以轮胎赤道面为中心分割所述接地形状、存在于安装轮胎时较轮胎赤道面的车辆内侧方向的接地部面积的总和以及存在于车辆外侧方向的接地部面积的总和求得。此外,接地部面积可以根据在填满所有横断这些接地部的横沟以及刀槽的状态下的接地形状求得。
“接地面中的接地部面积比”是根据相对于接地面的总面积S的,胎肩接地部以及中央接地部的总计面积之比求出的,例如,通过(S1+S2)/S算出。
“30℃E”是在温度30℃、频率10Hz、初始应变5%、动态应变1%的条件下所测定的复弹性模量(MPa)。复弹性模量测定用样品为长度20mm×宽4mm×厚1mm的硫化橡胶组合物。从轮胎中切出制作时,是以轮胎周向为长边、轮胎半径方向为厚度方向那样从轮胎的胎面部切出的。
“30℃tanδ”是在温度30℃、频率10Hz、初始应变5%、动态应变1%的条件下所测定的损耗角正切。损耗角正切测定用样品与30℃E时相同地进行制作。
“橡胶层的玻璃化转变温度(Tg)”是使用GABO公司制的EPLEXOR系列,在频率10Hz、初始应变10%、振幅±0.5%以及升温速度2℃/min的条件下测定tanδ的温度分布曲线,由所得温度分布曲线中最大的tanδ值所对应的温度(tanδ峰温度)决定的。Tg测定用样品与30℃E时相同地进行制作。
“肖氏硬度”是基于JIS K 6253-3:2012,使用A型杜罗回跳式硬度计在温度23℃的条件下所测定的肖氏硬度(Hs)。肖氏硬度测定用样品是从胎面部,以轮胎半径方向为厚度方向那样切割制作的。另外,测定是将测定器具从硬度测定用样品的接地面侧压在样品上进行的。
“100%拉伸时的模量”是基于JIS K 6251:2017,23℃的气氛下,拉伸速度3.3mm/秒的条件下测定的,沿纹理方向(通过挤出或剪切处理形成橡胶片时的轧制方向)的拉伸100%时的拉伸应力。100%拉伸时的模量测定用样品为厚1mm的哑铃状7号形的硫化橡胶试验片。从轮胎中切出制作时,以轮胎周向为拉伸方向、以轮胎半径方向为厚度方向那样从轮胎的胎面部切出。
橡胶组合物中的“聚合物量(质量%)”表示橡胶组合物中的橡胶成分的总质量相对于橡胶组合物的总质量的比例,通过以下方法求得。将硫化橡胶试验片基于JIS K 6229:2015,在丙酮中浸泡24小时提取出丙酮可溶成分。在此之后,加热干燥、除去试验片中的溶剂,测定丙酮可溶成分提取后的硫化橡胶试验片的质量。然后,将该硫化橡胶试验通过基于JIS K 6226-1:2003的热重法,在氮气气流中以10℃/分钟从室温升温至750℃为止进行热分解,测定热分解后的试样的质量。橡胶组合物中的“聚合物量(质量%)”能够通过以丙酮抽出前的硫化橡胶试验片作为100质量%时,所述丙酮可溶成分提取后的硫化橡胶试验片的质量与所述热分解后的试样的质量差求出。
“苯乙烯含量”是通过1H-NMR测定算出的值,例如,适用于SBR等具有来自苯乙烯的重复单元的橡胶成分。“乙烯基含量(1,2-键丁二烯单元量)”是基于JIS K 6239-2:2017,由红外吸收光谱分析算出的值,例如,适用于SBR、BR等具有来自于丁二烯的重复单元的橡胶成分。“顺式含量(顺式-1,4-键丁二烯单元量)”是基于JIS K 6239-2:2017,由红外吸收光谱分析算出的值,例如,适用于BR等具有来自于丁二烯的重复单元的橡胶成分。
“重均分子量(Mw)”能够基于凝胶渗透色谱(GPC)(东曹株式会社制GPC-8000系列、检测器:差示折射计、色谱柱:东曹株式会社制的TSKGEL SUPERMALTPORE HZ-M)所测定的值,通过标准聚苯乙烯换算求得。例如,适用于SBR、BR等。
“炭黑的N2SA”是基于JIS K 6217-2:2017测定的。“二氧化硅的N2SA”是基于ASTMD3037-93以BET法测定的。
就本公开的一种实施方式的轮胎的制作流程,以下进行详细的说明。但,以下的记载是对本公开进行说明的示例,本公开的技术范围不仅限于该记载的范围。此外,本说明书中,使用“~”表示数值范围时,包含两端的数值。
[轮胎]
以下,参考附图,对本公开的一种实施方式的轮胎进行说明。另外,以下所示的实施方式这只是一个示例,本公开的轮胎并不仅限于以下的实施方式。
图1为通过轮胎旋转轴的平面上的轮胎的截面图,仅表示由轮胎中心线CL分割的右侧。图1的轮胎包含胎面部1、胎侧壁32、胎圈部33、胎体34、带束35、束带36。胎面部1由包含构成胎面表面的第一层6的二层以上的橡胶层构成。胎圈部33包含胎圈芯31。胎体34可以包含胎体帘线(无图示)。带束35也可以包含带束帘线(无图示)。束带36是由仅覆盖了带束35的边缘部的边缘束带61和覆盖了带束5全部区域的完整束带62构成。边缘束带61以及完整束带62的任意一个可以包含束带帘线(无图示)。另外,省略了胎面部1中的各橡胶层的图示。
图2为胎面部1压在平坦表面上时的轮胎的接地面的示意图。胎面部1中形成有指定了安装于车辆的方向的胎面图案。胎面部1的胎面图案相对于轮胎赤道C形成为非对称形状。
胎面部1具有外侧胎面端To以及内侧胎面端Ti。外侧胎面端To位于安装于车辆时的车辆的外侧(图2中为右侧)。内侧胎面端Ti位于安装于车辆时的车辆的内侧(图2中为左侧)。
胎面部1具有沿周向C连续延伸的多条周向沟槽11、12、13。图2中设有3根周向沟槽11、12、13。但是,对于周向沟槽的数量没有特别限定,例如也可以为2根~5根。另外,周向沟槽11、12、13在本公开中沿着周向C以直线状延伸的,但不仅限于这种状态,例如,也可以沿着周向C以波形、正弦波形、之字形等延伸。
本公开中的“胎肩接地部”是指,从轮胎赤道C起至宽度方向W的位于最外侧的周向沟槽和各胎面端To、Ti之间形成的一对接地部。图2中,分别设有:安装于车辆时位于最外侧的周向沟槽12和外侧胎面端To之间形成的外侧胎肩接地部16,以及安装于车辆时位于最内侧的周向沟槽11和内侧胎面端Ti之间形成的内侧胎肩接地部17。
本公开中的“中央接地部”是指夹在所述一对胎肩接地部的所有接地部。图2中,分别设有:形成于沿轮胎赤道C设置的周向沟槽13和安装于车辆时位于最外侧的周向沟槽12之间的外侧中央接地部18,以及形成于沿轮胎赤道C设置的周向沟槽13和安装于车辆时位于最内侧的周向沟槽11之间的内侧中央接地部19,但对于中央接地部的数量没有特别限定,例如可以为1个~5个。
本公开的胎肩接地部16、17以及中央接地部18、19中,设有横跨该接地部的横沟和/或刀槽。图2中,胎肩接地部16、17上设有末端在周向沟槽1上开口的多条胎肩横沟21和一端在周向沟槽11、12上开口的多条胎肩刀槽22,中央接地部18、19中设有一端在周向沟槽11、13上开口的多条中央刀槽23。
从噪音性能的观点,胎肩接地部中的沟面积比优选大于所述中央接地部中的沟面积比。胎肩接地部中的沟面积比优选为15~50%、更优选为20~45%、进一步优选为25~40%。中央接地部中的沟面积比优选10~45%、更优选15~40%、进一步优选20~35%。
接地面中的接地部面积比优选为60~80%、更优选为63~77%、进一步优选为65~75%。
接地面中的接地部面积比优选以轮胎赤道面为中心呈非对称。从轮胎赤道面到车辆内侧方向的接地部面积S1优选小于从轮胎赤道面到车辆外侧方向的接地部面积S2。通过使S1小于S2,由于车辆外侧方向的刚性变得比车辆内侧方向的更大,后侧相对于前侧的回转力比(CF比)增大,提升了直线行驶性(linearity)改善了操纵稳定性能。从轮胎赤道面到车辆内侧方向的接地部面积S1相对于接地面的总面积S之比(S1/S)优选为0.30~0.40、更优选为0.32~0.38。从轮胎赤道面到车辆外侧方向的接地部面积S2相对于接地面的总面积S之比(S2/S)优选为0.30~0.40、更优选为0.32~0.38。
图3为其他实施方式的轮胎的接地面的模式图。图3中,具有沿周向C连续延伸的多条3根的周向沟槽11、12、13。另外,设置于较轮胎赤道面车辆内侧方向的周向沟槽11的沟宽,宽于设置于较轮胎赤道面车辆外侧方向的周向沟槽12的沟宽,从轮胎赤道面到车辆内侧方向的接地部面积S1,小于从轮胎赤道面到车辆外侧方向的接地部面积S2。胎肩接地部16、17中设有末端在周向沟槽1上开口的多条胎肩横沟21和一端在周向沟槽11、12上开口的多条胎肩刀槽22,中央接地部18、19中设有一端在周向沟槽11、13上开口的多条中央刀槽23。
本公开的轮胎优选在轮胎赤道面上不存在所述周向沟槽、且从轮胎赤道面到车辆内侧方向上最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离,不同于从轮胎赤道面到车辆外侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离。从轮胎赤道面到车辆内侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离W2优选,大于从轮胎赤道面到车辆外侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离W3更大。可认为通过使W2比W3更大,能够增大轮胎的车辆外侧方向的刚性,转弯时离心力起作用时,胎面部能够以车辆的较内侧为中心发生变形而接地,能够更易于有效地将力传导至路面。从轮胎赤道面到车辆内侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离W2相对于从轮胎赤道面到胎面接地端为止的距离W1之比(W2/W1)优选为0.07~0.30、更优选为0.09~0.25、进一步优选为0.10~0.20、特别优选为0.12~0.20。从轮胎赤道面到车辆外侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离W3相对于从轮胎赤道面到胎面接地端为止的距离W1之比(W3/W1)优选为0.05~0.25、更优选为0.08~0.22、进一步优选为0.10~0.20、特别优选为0.10~0.18。
图4为其他实施方式的轮胎的接地面的模式图。图4中具有沿周向C连续延伸的多条4根的周向沟槽11、12、13、14,不存在轮胎赤道面的周向沟槽。另外,从轮胎赤道面到车辆内侧方向最近的周向沟槽13的沟缘为止的距离W2,大于从轮胎赤道面到与车辆外侧方向最近的周向沟槽14的沟缘为止的距离W3。进一步,周向沟槽13的沟宽宽于这些其他周向沟槽11、12、14的沟宽,从轮胎赤道面到车辆内侧方向的接地部面积S1小于从轮胎赤道面到车辆外侧方向的接地部面积S2。胎肩接地部16、17中设有末端在周向沟槽1上开口的多条胎肩横沟21和一端在周向沟槽11、12上开口的多条胎肩刀槽22,外侧中央接地部18以及内侧中央接地部19中设有一端在周向沟槽11、12、13、14上开口的多条中央刀槽23。此外,图4中,存在于轮胎赤道面上的中央接地部20形成有未设置横沟和刀槽的平纹条(plain rib),但不仅限于这样的实施方式。
<低密度部件>
本公开的轮胎能够在胎面部的轮胎内周面上具有低密度部件。作为低密度部件没有特别限定,只要是具有将该轮胎内周面中传递的震动通过共振抵消的效果,就没有特别的限定。作为这样的低密度部件,例如,可以例举用于防止穿刺的密封胶层、降噪体、立体网眼结构体等。
通过将低密度部件配置在胎面部的轮胎内周面,能够展现其效果。就低密度部件而言,根据低密度部件的种类等,可以得到不同的其轮胎半径方向的厚度以及其轮胎旋转轴方向的宽度或其体积乃至截面积和其他各种性质,本领域技术人员可以适当的进行决定。
低密度部件除了单独使用外,也可以多个组合使用。作为组合的例子,例如,可以例举首先在胎面部的轮胎内周面设置密封胶层后,在其上方进一步设置降噪体或立体网眼结构体等,但不仅限于这些。
(密封胶层)
作为密封胶层,通常用作防止穿刺,能够适当地用于胎面部的轮胎内周面。作为这种密封胶层的具体例,例如,可以例举特开2020-23152号公报中记载的。密封胶层的厚度通常优选1~10mm。密封胶层的宽度,通常优选为带束层的最大宽度的85~115%、优选为95~105%。
(降噪体)
作为降噪体,只要是在轮胎内腔发挥降噪效果的制品均可适用。作为这样的降噪体的具体例,例如,可以例举特开2019-142503号公报中记载的。降噪体,例如,由多孔状的海绵材料构成。海绵材料为海绵状的多孔结构体,例如,包括将橡胶和合成树脂通过发泡而具有连续气泡的所谓海绵本身,以及除此之外,动物纤维、植物纤维或合成纤维等交织成一体的网状物。另外“多孔结构体”中,包含不仅具有连续气泡也具有独立气泡的制品。作为降噪体,可以例举由聚氨酯构成的连续气泡的海绵材料。作为海绵材料,例如,能够适当地使用醚系聚氨酯海绵、酯系聚氨酯海绵、聚乙烯海绵等合成树脂海绵、氯丁橡胶海绵(CR海绵)、乙丙橡胶海绵(EDPM海绵)、丁腈橡胶海绵(NBR海绵)等橡胶海绵,由于从降噪性、轻量性、发泡调节可能性、耐久性等观点出发,优选首先包含醚系聚氨酯海绵的聚氨酯系或聚乙烯系等海绵。
降噪体9,形成具有黏贴在胎面部的内腔面的底面的长条状沿轮胎周向延伸。此时,周向的外端部除了相互对连接成略呈圆环状之外,也可以在外端部之间以周向相互分离。降噪体9除了外端部,在周向的各个位置上具有实质上相同的截面形状。作为该截面形状,为了防止行驶时的倾倒和变形,优选轮胎半径方向的高度相对于轮胎轴向的宽度较小的扁平横长状的截面形状。特别是,如果具有在半径方向内面侧沿周向连续延伸的凹槽7,能够增加降噪体的表面积,在可以吸收更多共振能量的同时、可抑制放热性高的海绵材料的温度上升。
降噪体的玻璃化转变温度(Tg)从耐久性和保持良好柔软性的观点出发,优选为-55℃~-45℃。如果维持低温下的降噪体的柔软性,例如,即使在寒冷时行驶,降噪体能够有效地将空气的震动能转变成热能,充分降低行驶噪音。本说明书中,Tg为使用TAInstruments公司制的差示扫描量热计SC Q2000,基于ASTM D 6604(公开日2013年)测定的值。
降噪体的密度,从不导致轮胎的重量增加、降低250Hz附近的行驶噪音的观点出发,优选密度为1.0×10-2g/cm3~4.0×10-2g/cm3
降噪体的体积,从充分转换空气振动能等观点出发,优选为轮胎内腔的总体积的0.4~30%。降噪体的体积是指降噪体的表观总体积,包含内部的气泡的由外形决定的体积。本说明书中,轮胎内腔的总体积V是将充气轮胎的轮辋组装在正规轮辋,并填充正规内压在无负载的正规状态下以下述式近似求得的。
V=A×{(Di-Dr)/2+Dr}×π
在此,上述式中的“A”为所述正规状态的轮胎·轮辋构造体通过CT扫描得到的轮胎内腔的横截面积,“Di”为正规状态下的轮胎的内腔面的最大外径、“Dr”为轮辋径、“π”为円周率。
降噪体的拉伸强度,从降噪体的耐久性能等的观点出发优选为70~115kPa。
(立体网眼结构体)
作为立体网眼结构体,通常,只要是作为吸音材料功效的制品均可以适当地使用。作为这样的吸音材料的具体例子,例如,可以例举特开2018-90131号公报中记载的。立体网眼结构体更具体说是,通过将熔融树脂形成的多根线条不规则地交织,该交织部熔接而形成的制品。
立体网眼结构体优选固定在轮胎内腔中。固定在轮胎内腔的方法没有特别限定,例如,可以通过粘合剂等粘合在轮胎内面,但也可以通过构成上述密封胶层的密封胶材料固定,更优选这样进行固定。
立体网眼结构体的厚度,没有特别的限定,优选1.0~150mm、更优选30~120mm。宽度没有特别的限定,基于得到更适合的效果的理由出发,优选为上述密封胶层的宽度的50~95%、更优选为60~90%。
立体网眼结构体的截面积比(即,(立体网眼结构体的截面积/轮胎内腔的截面积)×100),从有效的吸音性能的观点出发,优选为2~90%、更优选为5~70%、进一步优选为20~70%。在此,为了改变截面积比,例如,只要改变立体网眼结构体的宽度、厚度就可以。立体网眼结构体的截面积是指立体网眼结构体的表观截面积,是包含内部空洞的由立体网眼结构体的外形决定的截面积。立体网眼结构体的截面积,是通过将立体网眼结构体的体积除以立体网眼结构体的平均厚度(轮胎半径方向的厚度)算出的。在此,立体网眼结构体的体积是指立体网眼结构体的表观总体积,是包含内部空洞的由立体网眼结构体的外形决定的体积。另外,立体网眼结构体的平均厚度也是指包含内部空洞的由立体网眼结构体的外形决定的平均厚度。另外,本说明书中,轮胎内腔的截面积是将轮胎内腔的总体积除以轮胎内腔的轮胎半径方向的高算出的。
立体网眼结构体的表观密度,从有效的吸音性能的观点出发,优选为1.0~25.0×10-2g/cm3、更优选为2.0~20.0×10-2g/cm3、进一步优选为3.0~10.0×10-2g/cm3。此外,本说明书中,表观密度是指将存在于立体网眼结构体的内部的空洞也视作立体网眼结构体的体积计算得到的密度,通过将立体网眼结构体的质量除以立体网眼结构体的表观总体积(包含内部空洞的由立体网眼结构体的外形决定的体积)算出。具体是,使用立体网眼结构体,做成概貌1m×1m×1m的立方体状的测定试样,可以通过测定作成的测定试样的质量算出。
图5为表示轮胎的胎面的一部分的放大截面图。图5中,上下方向为轮胎半径方向,左右方向为轮胎宽度方向,垂直于纸面的方向为轮胎周向。
如图所示,本公开的轮胎的胎面部具备第一橡胶层6、第二橡胶层7和第三橡胶层8(以下仅以“第一层6”、“第二层7”、“第三层8”表示),第一层6的外面构成胎面表面3,第二层7与第一层6的径向内侧相邻,第三层8与第二层7的径向内侧相邻。典型地,第一层6相当于行驶面胎面。典型地,第三层8相当于基部胎面(base tread)或基底胎面(under tread)。由于尚未确定典型的形式,第二层7可以是基部胎面,也可以是基底胎面。此外,只要达到本发明的目的,第三层8和带束层之间,进一步地可以具有1层或2层以上的橡胶层。
图5中,多条周向沟槽1中的具有最深沟深的周向沟槽1的沟底的最深部形成为,位于比与该周向沟槽相邻的接地部2内的第二层7的最外部更为靠近轮胎径向内侧的位置。即,多条周向沟槽1中的具有最深沟深的周向沟槽1的沟底的最深部的延长线5位于比与该周向沟槽邻接的接地部2内的第二层7的最外部的延长线9更靠近轮胎径向内侧的位置。多条周向沟槽1中的具有最深沟深的周向沟槽1的正下方(轮胎径向内侧),具有相对于与该周向沟槽相邻的接地部2内的第二层7的最外部凹向轮胎径向内侧的凹部,第一层6的一部分以规定厚度形成于第二层7的所述凹部内。
从本公开的效果的观点出发,从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2(mm)相对于周向沟槽的最深部的沟深H1(mm)之比(H2/H1)为0.40以上、优选为0.42以上、更优选为0.44以上、进一步优选为0.46以上、特别优选为0.48以上。另一方面,H2/H1为0.90以下,优选为0.80以下、更优选为0.75以下、进一步优选为0.70以下、特别优选为0.65以下。
E T相对于H2/H1之比(E T/(H2/H1))从本公开的效果的观点出发为6.0以上,优选为7.0以上、更优选为8.0以上、进一步优选为9.0以上、特别优选为10以上。对于E T相对于H2/H1之比(E T/(H2/H1))的上限值没有特别的限制,例如,可以为30以下、25以下、20以下、15以下。
本公开中优选至少一个所述接地部的宽度方向的长度从轮胎半径方向外侧向内侧逐渐增加。可认为由此,由于轮胎制造时容易在接地部侧面均匀地形成多个橡胶层,容易抑制磨耗后期的噪音性能的变差。此外,本公开的周向沟槽的沟槽壁7是从轮胎半径方向外侧起朝着内侧沿直线延伸的,但不仅限于这种状态,例如,也可以沿曲线状或阶梯状延伸。
所述周向沟槽12的沟底的最深部的95%位置的沟宽L95相对于安装于车辆时位于最外侧的周向沟槽12的胎面表面中的沟宽L0之比(L95/L0),从本公开的效果的观点出发优选为0.20以上、更优选为0.25以上、进一步优选为0.30以上、特别优选为0.35以上。另外,L95/L0优选为0.80以下、更优选为0.70以下、进一步优选为0.65以下、特别优选为0.60以下。此外,图6中省略了各橡胶层的图示。
第一层6的30℃E(E T)优选为3.0MPa、更优选为4.0MPa以上、进一步优选为5.0MPa以上、特别优选为6.0MPa以上。通过使第一层6的E T为所述范围,容易将从第二层7传来的力传导至路面。第二层7的30℃E(E B)从高速行驶时的操纵稳定性能的观点出发优选为4.0MPa以上、更优选为5.0MPa以上、进一步优选为6.0MPa以上、特别优选为7.0MPa以上。第三层8的30℃E优选为3.0MPa以上、更优选为4.0MPa以上、进一步优选为5.0MPa以上、特别优选为6.0MPa以上。另一方面,第一层6、第二层7以及第三层8的30℃E从湿抓地性能的观点出发,优选为25MPa以下、更优选为20MPa以下、进一步优选为18MPa以下。相邻的橡胶层之间的30℃下的复弹性模量的差优选均为1.0MPa以上、更优选为1.5MPa以上、进一步优选为2.0MPa以上。通过使相邻的橡胶层之间的30℃下的复弹性模量的差为所述范围,能够更有效地抑制相邻的橡胶层之间的共振。此外,各橡胶层的30℃E可以根据后述的橡胶成分、填充剂、软化剂等(特别是软化剂)的种类和配比量进行适当调整。
第一层6的30℃tanδ优选为0.25以下、更优选为0.24以下、进一步优选为0.23以下、特别优选为0.22以下。第二层7的30℃tanδ优选为0.25以下、更优选为0.24以下、进一步优选为0.23以下、特别优选为0.22以下。第三层8的30℃tanδ优选为0.25以下、更优选为0.24以下、进一步优选为0.23以下、特别优选为0.22以下。通过使30℃tanδ为所述范围,由于能够减小从输入到响应的相位差,在转弯出口处容易平稳地加速。另一方面,构成第一层6、第二层7以及第三层8的橡胶组合物的30℃tanδ从湿抓地性能的观点出发,优选为0.10以上、更优选为0.12以上、进一步优选为0.14以上。另外,各橡胶层的30℃tanδ,可以根据后述的橡胶成分、填充剂、软化剂等(特别是软化剂)的种类和配比量进行适当调整。
第一层6的Tg优选为-25℃以上、更优选为-20℃以上、进一步优选为-15℃以上。通过使第一层6的玻璃化转变温度在所述范围,能够增大与通常行驶时的滚动时所产生的震动的频率对应的能量损失,容易吸收震动。另外,第二层7的Tg优选为-30℃以上、更优选为-25℃以上、进一步优选为-20℃以上。此外,第一层6以及第二层7的Tg的上限值没有特别的限制,优选为20℃以下、更优选为15℃以下、进一步优选为10℃以下。此外,各橡胶层的Tg可以根据后述橡胶成分等的种类和配比量进行适当地调整。
第一层6的肖氏硬度(Hs)优选为80以下、更优选为75以下、进一步优选为70以下。另外,第二层7的肖氏硬度(Hs)优选为80以下、更优选为75以下、进一步优选为70以下。通过使第一层6以及第二层7的肖氏硬度(Hs)为所述范围,不损失相对于路面的跟随性,容易得到反作用力。另一方面,第一层6以及第二层7的肖氏硬度(Hs)从保持轮胎的花纹块刚度(block rigidity)的观点出发、优选为50以上、更优选为55以上。此外,各橡胶层的橡胶硬度可以根据后述的橡胶成分、填充剂、软化剂等的种类和配比量进行适当调整。
第一层6的100%拉伸时的模量优选为1.0MPa以上、更优选为1.2MPa以上、进一步优选为1.4MPa以上、特别优选为1.6MPa以上。另外,第二层7的100%拉伸时的模量优选为1.0MPa以上、更优选为1.2MPa以上、进一步优选为1.4MPa以上、特别优选为1.6MPa以上。此外,对于第一层6以及第二层7的100%拉伸时的模量的上限值没有特别的限制,但通常为4.0MPa以下、优选为3.5MPa以下。本公开中,优选第二层7的100%拉伸时的模量大于第一层6的100%拉伸时的模量。通过使第二层7的100%拉伸时的模量大于第一层6的100%拉伸时的模量,第二层7容易产生较大的力,能够提升高速行驶时的操纵稳定性能。第二层7的100%拉伸时的模量和第一层6的100%拉伸时的模量的差优选为0.1MPa以上、更优选为0.2MPa以上、进一步优选为0.3MPa以上。此外,各橡胶层的100%拉伸时的模量可以根据后述的橡胶成分、填充剂、软化剂等的种类和配比量进行适当调整。
[胎面用橡胶组合物]
本公开的胎面部是由二层以上的橡胶层构成的,其特征在于,第二层的30℃下的复弹性模量E B大于第一层的30℃下的复弹性模量E T。构成胎面部的各层的橡胶组合物,均可以使用以下说明的原料,对应所要求的30℃下的复弹性模量等进行制造。以下进行详细的说明。
<橡胶成分>
本公开所涉及的橡胶组合物,作为橡胶成分适合使用二烯橡胶。作为二烯橡胶,例如,可以例举异戊二烯系橡胶、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯异戊二烯系橡胶(SIR)、苯乙烯异戊二烯丁二烯系橡胶(SIBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等。这些二烯系橡胶成分可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
橡胶成分100质量%中的二烯橡胶的含量优选为70质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、特别优选为95质量%以上。另外,也可以是仅由二烯橡胶构成的橡胶成分。
本公开所涉及的橡胶组合物,作为橡胶成分,优选含有选自异戊二烯系橡胶、丁苯橡胶(SBR)以及顺丁橡胶(BR)构成的群组中的至少1种。构成以通过行驶摩耗与路面接触为前提的橡胶层(本公开中至少为第一层以及第二层)橡胶组合物,作为橡胶成分,优选包含SB,更优选为包含SBR以及BR,进一步优选为包含异戊二烯系橡胶、SBR以及BR,也可以是仅由异戊二烯系橡胶、SBR以及BR构成的橡胶成分。另一方面,构成不以通过行驶摩耗与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物,作为橡胶成分,优选包含异戊二烯系橡胶,更优选为包含异戊二烯系橡胶以及BR,也可以是仅由异戊二烯系橡胶以及BR构成的橡胶成分。此外,本公开的第三层,根据轮胎的用途和结构,也可以作为以通过行驶与路面接触为前提的橡胶层,也可以作为不以通过行驶与路面接触为前提的橡胶层。
(异戊二烯系橡胶)
作为异戊二烯系橡胶,例如,可以使用异戊二烯橡胶(IR)以及天然橡胶等轮胎工业中通常使用的制品。天然橡胶中,除了非改质天然橡胶(NR),还可以包含环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶、接枝天然橡胶等改质天然橡胶等。这些异戊二烯系橡胶可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为NR没有特别限定,可以使用轮胎工业中通常使用的物质,例如,可以例举SIR20、RSS#3、TSR20等。
构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物之中,含有异戊二烯系橡胶时,其在橡胶成分100质量%中的含量,从湿抓地性能的观点出发优选为50质量%以下、更优选为40质量%以下、进一步优选为30质量%以下、特别优选为20质量%以下。另外,对于该含量的下限值没有特别的限制,例如,可以为1质量%以上、3质量%以上、5质量%以上、10质量%以上。
构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物之中含有异戊二烯系橡胶时,其在橡胶成分100质量%中的含量优选为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。另外,该含量的上限值没有特别的限制。
(SBR)
作为SBR没有特别限定,可以例举溶液聚合SBR(S-SBR)、乳液聚合SBR(E-SBR)、这些的改性SBR(改性S-SBR、改性E-SBR)等。作为改性SBR,可以例举由末端和/或主链进行改性的SBR,锡、硅化合物等偶联的改性SBR(缩聚物、具有分支结构的制品等)等。其中优选S-SBR以及改性SBR。进一步,也可以使用这些SBR的氢化物(氢化SBR)等。
所述列举的SBR可以单独使用1种,也可以并用2种以上。作为所述列举的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、日本瑞翁、ZSElastomers等销售的产品。
SBR的苯乙烯含量,从湿抓地性能以及耐摩耗性能的观点出发,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。另外,抓地性能的温度相关性以及耐爆胎性能的观点出发,优选为60质量%以下、更优选为55质量%以下、进一步优选为50质量%以下。另外,本说明书中,SBR的苯乙烯含量是由1H-NMR测定算出的。
SBR的乙烯基含量,从与二氧化硅的反应性的确保、湿抓地性能、橡胶强度以及耐摩耗性能的观点出发,优选为10摩尔%以上、更优选为15摩尔%以上、进一步优选为20摩尔%以上。另外,SBR的乙烯基含量,从防止温度相关性的增大、断裂伸长率以及耐摩耗性能的观点出发,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。另外,本说明书中SBR的乙烯基含量是根据上述测定方法测定的。
SBR的重均分子量(Mw),从湿抓地性能的观点出发,优选为20万以上、更优选为25万以上。另外,从交联均匀性的观点出发,重均分子量优选为200万以下、更优选为180万以下、进一步优选为150万以下。此外,本说明书中SBR的重均分子量是根据所述测定方法测定的。
构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物之中含有SBR时,橡胶成分100质量%中,其含量从湿抓地性能的观点出发,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。另外,对于SBR的橡胶成分中的含量的上限值没有特别的限制,例如,可以是90质量%以下、80质量%以下、70质量%以下。此外,对于构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物之中的SBR的橡胶成分中的含量,没有特别的限制。
(BR)
作为BR没有特别限定,例如,可以使用顺式含量为小于50摩尔%的BR(低顺式BR)、顺式含量为90摩尔%以上的BR(高顺式BR)、使用稀土类元素系催化剂合成的稀土类系顺丁橡胶(稀土类系BR)、含有间同立构的1,2-聚丁二烯晶体的BR(含SPB的BR)、改性BR(高顺式改性BR、低顺式改性BR)等轮胎工业中通常使用的制品。这些BR可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为高顺式BR,可以使用宇部兴产株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、日本瑞翁株式会社等销售的产品。通过含有高顺式BR,能够提升低温特性以及耐摩耗性能。顺式含量优选95摩尔%以上、更优选96摩尔%以上、进一步优选97摩尔%以上、特别优选98摩尔%以上。另外,本说明书中顺式含量是根据所述测定方法测定的。
作为改性BR,可以适当的使用末端和/或主链由包含选自硅、氮以及氧构成的群组中的至少一种元素的官能团改性的改性顺丁橡胶(改性BR)。
作为其他改性BR,可以例举由锂引发剂进行1,3-丁二烯的聚合后,通过添加锡化合物得到的制品,也可以进一步在改性BR分子的末端以锡-碳键键合之物(锡改性BR)等。另外,改性BR可以是经过氢化的制品、也可以是未被氢化的制品。
BR的重均分子量(Mw)从耐摩耗性能的观点出发,优选为30万以上、更优选为35万以上、进一步优选为40万以上。另外,从交联均匀性的观点出发,优选为200万以下、更优选为100万以下。另外,BR的重均分子量,是基于由凝胶渗透色谱(GPC)(例如,东曹株式会社制的GPC-8000系列、检测器:差示折射计、色谱柱:东曹株式会社制的TSKGEL SUPERMALTIPOREHZ-M)所测定的值,可按标准聚苯乙烯换算求得。
构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物之中含有BR时,其在橡胶成分100质量%中的含量,从湿抓地性能的观点出发,优选为60质量%以下、更优选为50质量%以下、进一步优选为45质量%以下、特别优选为40质量%以下。另外,该含量的下限值没有特别的限制,例如,可以为1质量%以上、3质量%以上、5质量%以上、10质量%以上、15质量%以上。
构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物之中含有BR时,其中橡胶成分100质量%中的含量,优选为50质量%以下、更优选为40质量%以下、进一步优选为30质量%以下。另外,该含量的下限值没有特别的限制,例如,可以是1质量%以上、3质量%以上、5质量%以上、10质量%以上。
(其他橡胶成分)
在不影响本公开的效果的范围,橡胶成分中除了二烯橡胶之外也可以含有其他橡胶成分。作为其他橡胶成分,可以使用轮胎工业中通常使用的能够交联的橡胶成分,例如,可以例举丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶、乙丙橡胶、聚降冰片烯橡胶、硅橡胶、聚氯乙烯橡胶、氟橡胶(FKM)、丙烯酸橡胶(ACM)、表氯醇橡胶等。这些其他橡胶成分,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
构成第一层6的橡胶组合物中的聚合物量,优选为40质量%以下、更优选为39质量%以下、进一步优选为38质量%以下、特别优选为37质量%以下。另外,构成第一层6的橡胶组合物中的聚合物量优选多于构成第二层7的橡胶组合物中的聚合物量。通过使构成第一层6的橡胶组合物中的聚合物量为所述范围、且构成第一层6的橡胶组合物中的聚合物量多于构成第二层7的橡胶组合物中的聚合物量,第一层6内由于聚合物而抑制了震动的,并且力容易从第二层7的聚合物链传递至第一橡胶层。此外,构成第一层6以及构成第二层7的橡胶组合物的聚合物量的下限值没有特别的限制,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。
<填料>
本公开所涉及的橡胶组合物,适当的使用了包含炭黑和/或二氧化硅的填料。构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物,优选包含二氧化硅作为填料、更优选包含炭黑以及二氧化硅。构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物,优选包含炭黑作为填料。
(炭黑)
作为炭黑没有特别限定,例如,可以使用GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等轮胎工业中通常使用的制品。这些炭黑可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA),从增强性的观点出发优选为10m2/g以上、更优选为30m2/g以上、进一步优选为50m2/g以上。另外,从低燃费性能以及加工性的观点出发,优选为200m2/g以下、更优选为150m2/g以下、进一步优选为120m2/g以下。另外,炭黑的N2SA是基于JIS K 6217-2“橡胶用炭黑基本特性-第2部:比表面积的计算方法-氮气吸附法-单点法”所测定的值。
当构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物含有炭黑时,其相对于橡胶成分100质量份的含量,从耐摩耗性能以及湿抓地性能的观点出发,优选为1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。另外,低燃费性能的观点出发,优选为50质量份以下、更优选为35质量份以下、进一步优选为20质量份以下、特别优选为10质量份以下。
构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物含有炭黑时,其相对于橡胶成分100质量份的含量,优选为20质量份以上、更优选为25质量份以上、进一步优选为30质量份以上。另外,该含量优选为100质量份以下、更优选为80质量份以下、进一步优选为60质量份以下。
(二氧化硅)
作为二氧化硅没有特别限定,例如,可以使用由干式法制备的二氧化硅(无水二氧化硅)、由湿式法制备的二氧化硅(含水二氧化硅)等轮胎工业中通常使用的制品。其中,出于硅烷醇基多的理由,优选由湿式法制备的二氧化硅。这些二氧化硅,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
二氧化硅的氮气吸附比表面积(N2SA),从低燃费性能以及耐摩耗性能的观点出发、优选为120m2/g以上、更优选为150m2/g以上、进一步优选为170m2/g以上。另外,从低燃费性能以及加工性的观点出发,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。另外,本说明书中二氧化硅的N2SA是基于ASTM D3037-93以BET法测定的值。
构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物含有二氧化硅时,其相对于橡胶成分100质量份的含量,从湿抓地性能的观点出发,优选为40质量份以上、更优选为50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。另外,从耐摩耗性能的观点出发,优选为130质量份以下、更优选为120质量份以下、进一步优选为110质量份以下。此外,对于相对于构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物中的橡胶成分100质量份的二氧化硅的含量,没有特别的限制。
相对于橡胶成分100质量份,二氧化硅和炭黑的总含量,从耐摩耗性能的观点出发,优选为40质量份以上、更优选为50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。另外,低燃费性能以及断裂时的伸长率的观点出发,优选为160质量份以下、更优选为140质量份以下、进一步优选为120质量份以下。
构成第一层6以及第二层7的橡胶组合物优选包含含有二氧化硅的填充剂。所述填充剂中的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、进一步优选为80质量%以上、进一步优选为85质量%以上、特别优选为90质量%以上。通过使填充剂中的二氧化硅的含量为所述范围,由于能够减小橡胶组合物的损耗角正切tanδ、减小从输入到响应的相位差,容易在转弯出口处平稳地加速。
构成第一层6以及第二层7的橡胶组合物从低燃费性能、湿抓地性能、以及耐摩耗性能的平衡的观点出发,优选相对于橡胶成分100质量份的二氧化硅的含量多于炭黑的含量。相对于第一层6以及第二层7中二氧化硅和炭黑的总含量的二氧化硅的占比,优选为60质量%以上、更优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上、进一步优选为85质量%以上、特别优选为90质量%以上。此外,构成第三层8的橡胶组合物中的二氧化硅和炭黑的含有比例没有特别的限制。
(其他的填料)
作为填料,除了炭黑、二氧化硅之外,可以进一步使用其他的填料。作为这样的填料,没有特别限定,例如,可以使用氢氧化铝、氧化铝(氧化铝)、碳酸钙、硫酸镁、滑石、粘土等该领域通常使用的填充剂。这些填料,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
(硅烷偶联剂)
二氧化硅优选与硅烷偶联剂并用。作为硅烷偶联剂没有特别限定,可以使用轮胎工业中以往与二氧化硅并用的任意硅烷偶联剂,例如,可以例举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等巯基系硅烷偶联剂;双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物,双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物等硫化物系硅烷偶联剂;3-辛酰硫代-1-丙基三乙氧基硅烷、3-己酰硫代-1-丙基三乙氧基硅烷、3-辛酰硫代-1-丙基三甲氧基硅烷等硫酯系硅烷偶联剂;乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基系硅烷偶联剂;3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三乙氧基硅烷等氨基系硅烷偶联剂;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硅烷偶联剂;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硅烷偶联剂;3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷等氯系硅烷偶联剂等。其中,优选包含硫化物系硅烷偶联剂和/或巯基系硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,例如,可以使用Momentive公司等销售的产品。这些硅烷偶联剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
含有硅烷偶联剂时,相对于橡胶成分100质量份的含量,从提高二氧化硅的分散性的观点出发,优选为0.5质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为2.0质量份以上、特别优选为4.0质量份以上。另外,从防止耐摩耗性能降低的观点出发,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12质量份以下。
硅烷偶联剂相对于二氧化硅100质量份的含量,从提高二氧化硅的分散性的观点出发,优选为1.0质量份以上、更优选为3.0质量份以上、上进一步优选为5.0质量份以上。另外,从成本以及加工性的观点出发,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12质量份以下。
<其他的配比剂>
本公开所涉及的橡胶组合物中,除了所述成分以外,也可以使用过去轮胎工业中通常使用的配比剂,例如,可以适当含有软化剂、蜡、加工助剂、硬脂酸、氧化锌、防老剂、硫化剂、硫化促进剂等。
(软化剂)
本公开所涉及的橡胶组合物,优选包含软化剂。作为软化剂,例如,可以例举树脂成分、油、液体橡胶等。
作为树脂成分,没有特别的限定,可以例举轮胎工业惯用的石油数值、萜烯树脂、松香树脂、酚醛树脂等烃树脂。这些树脂成分可以单独使用1种,也可以并用2种以上。此外,优选构成第一层6的橡胶组合物以及构成第二层7的橡胶组合物中的至少一种含有烃类树脂、更优选为含有芳香族系石油树脂。
本说明书中“芳香族系石油树脂”是指通过聚合C9馏分得到的树脂,也可以是这些的氢化或改性之后的物质。作为C9馏分,例如,可以例举乙烯基甲苯、烷基苯乙烯、茚、甲基茚等的碳数相当于8~10个的石油馏分。作为具体的例子,例如,适合使用香豆酮茚树脂、香豆酮树脂、茚树脂以及芳香族乙烯系树脂。作为芳香族乙烯基树脂,出于经济、易于加工、发热性优异的理由,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、更优选为α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物。作为芳香族乙烯基树脂,例如,可以使用由科腾公司、伊士曼化工公司等销售的产品。
包含树脂成分时,相对于橡胶成分100质量份的含量,优选为1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。另外,树脂成分的含量,优选为60质量份以下、更优选为50质量份以下、进一步优选为40质量份以下、特别优选为30质量份以下。
作为油,例如,可以例举操作油、植物油脂、动物油脂等。作为所述操作油,可以例举石蜡系操作油、环烷系操作油、芳香族系操作油等。另外,考虑到环境对策方面,也可以使用稠环式芳香族化合物(polycyclic aromatic compound:PCA)含量低的操作油。作为上述低PCA含量操作油,可列举浅度溶剂抽提油(MES)、处理芳烃油(TDAE)、重质环烷系油等。
含有油时,从加工性的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选5质量份以上,更优选10质量份以上,进一步优选15质量份以上,特别优选为20质量份以上。此外,从耐磨耗性能的观点考虑,优选120质量份以下,更优选100质量份以下,进一步优选80质量份以下。另外,本说明书中,油的含量中,也包括充油橡胶所含的油量。
液状橡胶只要是在常温(25℃)下为液体状态的聚合物就无特别限定,可列举例如液状丁二烯橡胶(液状BR)、液状丁苯橡胶橡胶(液状SBR)、液状异戊二烯橡胶(液状IR)、液状苯乙烯异戊二烯橡胶(液状SIR)、液状法尼烯橡胶等。这些液状橡胶,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
含有液状橡胶时,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选1质量份以上,更优选2质量份以上,进一步优选3质量份以上,特别优选5质量份以上。此外,液状橡胶的含量优选50质量份以下,更优选40质量份以下,进一步优选20质量份以下。
构成以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物中含有软化剂时,其相对于橡胶成分100质量份的含量(联用多种软化剂时为全部的总量),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。另外,软化剂的含量,优选为120质量份以下、更优选为100质量份以下、进一步优选为90质量份以下、特别优选为80质量份以下。
构成不以通过行驶而与路面接触为前提的橡胶层的橡胶组合物中含有软化剂时,其相对于橡胶成分100质量份的含量(联用多种软化剂时为全部的总量)优选为30质量份以下、更优选为25质量份以下、进一步优选为20质量份以下、特别优选为15质量份以下。
含有蜡时,从橡胶的耐候性的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选为0.5质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为1.5质量份以上。此外,从防止因喷霜引起的轮胎白化的观点考虑,该含量优选为10质量份以下、更优选为5.0质量份以下。
作为加工助剂,可列举例如脂肪酸金属盐、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。这些加工助剂,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。作为加工助剂,可以使用例如Schill&Seilacher公司、Performance Additives公司等销售的产品。
含有加工助剂时,从发挥加工性的改善效果的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选为0.5质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为1.5质量份以上。此外,从耐磨损性和断裂强度的观点考虑,优选为10质量份以下、更优选为8.0质量份以下。
作为防老剂,没有特别限定,例如,可以列举胺系、喹啉系、醌系、苯酚系、咪唑系的各种化合物、氨基甲酸金属盐等防老剂,优选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’-苯基对苯二胺等苯二胺系防老剂和2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉等喹啉系防老剂。这些防老剂,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
含有防老剂时,从橡胶的耐臭氧开裂性的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选为0.5质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为1.5质量份以上。此外,从耐磨损性能、湿抓地性能的观点考虑,优选为10质量份以下、更优选为5.0质量份以下。
含有硬脂酸时,从加工性的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选为0.5质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为1.5质量份以上。此外,从硫化速度的观点考虑,优选为10质量份以下、更优选为5.0质量份以下。
含有氧化锌时,从加工性的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,其含量优选为0.5质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为1.5质量份以上。此外,从耐磨损性能的观点考虑,优选为10质量份以下、更优选为5.0质量份以下。
作为硫化剂,适宜使用硫。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。
作为硫化剂,含有硫时,从确保充分的硫化反应的观点考虑,相对于橡胶成分100质量份,优选为0.1质量份以上、更优选为0.3质量份以上、进一步优选为0.5质量份以上。此外,从防止劣化的观点考虑,优选为5.0质量份以下、更优选为4.0质量份以下、进一步优选为3.0质量份以下、特别优选为2.5质量份以下。另外,作为硫化剂,使用含有油的硫时,硫化剂的含量为含有油的硫所含的纯硫成分的总含量。
作为硫以外的硫化剂,可列举例如烷基酚/氯化硫缩合物、1,6-六亚甲基-二硫代硫酸钠/二水合物、1,6-双(N,N’-二苄基硫代氨基甲酰基二硫基)己烷等。这些硫以外的硫化剂,可以使用田冈化学工业(株)、LANXESS(株)、Flexsys公司等的市售品。
作为硫化促进剂,可列举例如次磺酰胺系、噻唑系、秋兰姆系、硫脲系、胍系、二硫代氨基甲酸系、醛-胺系或者醛-铵系、咪唑啉系、或黄原酸盐系硫化促进剂等。这些硫化促进剂可以单独使用,也可以2种以上并用。其中,优选选自次磺酰胺系硫化促进剂、噻唑系硫化促进剂和胍系硫化促进剂组成的组中的1种以上,更优选次磺酰胺系硫化促进剂。
作为次磺酰胺系硫化促进剂,可列举例如N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DCBS)等。其中,优选N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)。
作为胍系硫化促进剂,可列举例如1,3-二苯基胍(DPG)、1,3-二邻甲苯基胍、1-邻甲苯基双胍、二儿茶酚硼酸酯二邻甲苯基胍盐、1,3-二邻异丙苯基胍、1,3-二邻联苯基胍、1,3-二邻异丙苯基-2-丙酰基胍等。其中,优选1,3-二苯基胍(DPG)。
作为噻唑系硫化促进剂,可列举例如2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑的环己基胺盐、二-2-苯并噻唑二硫化物等。其中,优选2-巯基苯并噻唑。
含有硫化促进剂时,相对于橡胶成分100质量份,其含量(并用多种硫化促进剂时为全部的总量)优选为1.0质量份以上、更优选为2.0质量份以上、进一步优选为2.5质量份以上。此外,相对于橡胶成分100质量份,该含量优选为8.0质量份以下、更优选为7.0质量份以下、进一步优选为6.0质量份以下。通过使硫化促进剂的含量在上述范围内,倾向于可以确保断裂强度和伸长率。
<制造>
本公开所涉及的橡胶组合物,可以通过公知的方法制造。例如,可以通过使用开炼机、密闭式混炼机(班伯里密炼机、捏合机等)等橡胶混炼装置混炼上述各成分从而制造。
混炼工序,例如包括混炼硫化剂和硫化促进剂以外的混合剂和添加剂的基础混炼工序,以及向基础混炼工序得到的混炼物中添加硫化剂和硫化促进剂并混炼的最终混炼(F混炼)工序。进一步地,上述基础混炼工序,可以根据期望分为多个工序。
作为混炼条件没有特别限定,可列举例如,在基础混炼工序中,在吐出温度150~170℃下混炼3~10分钟,最终混炼工序中,在70~110℃下混炼1~5分钟的方法。作为硫化条件,无特别限定,可列举例如在150~200℃下硫化10~30分钟的方法。
具有包含第一层6以及第二层7的胎面的轮胎,能够分别使用对应的橡胶组合物,以通常的方法制造。即,通过将所述方法得到的分别与橡胶层对应的未硫化橡胶组合物,用具备规定形状的口模的挤出机以各橡胶层的形状进行挤出加工,在轮胎成型机上与其他的轮胎部件一并粘合,用通常的方法成型,从而形成未硫化轮胎,将该未硫化轮胎在硫化机中加热加压,从而可以制造轮胎。作为硫化条件没有特别限定,例如,可以例举在150~200℃下硫化10~30分钟的方法。
<用途>
本公开的轮胎,适用作乘用车用轮胎、货车/巴士用轮胎、摩托车用轮胎、竞赛用轮胎,其中优选用作乘用车用轮胎。另外,乘用车用轮胎是指,作为以安装于四轮行驶的汽车为前提的轮胎,其最大负载能力为1000kg以下。另外,本公开的轮胎,能够用作全系列用轮胎、夏用轮胎、无钉轮胎等冬用轮胎。
【实施例】
基于实施例对本公开进行说明,但是,本公开不仅限于实施例。
<橡胶组合物以及轮胎的制造>
以下,对实施例和比较例中使用的各种化学试剂进行说明。
NR:TSR20
SBR1:由下述制造例1制的改性S-SBR(苯乙烯含量:30质量%、乙烯键含量:52摩尔%、Mw:25万、非充油品)
SBR2:由下述制造例2制的改性S-SBR(苯乙烯含量:40质量%、乙烯基含量:25摩尔%、Mw:100万、非充油品)
SBR3:由下述制造例3制的改性S-SBR(苯乙烯含量:25质量%、乙烯基含量:25摩尔%、Mw:100万、非充油品)
BR:宇部兴产株式会社制的UBEPOL BR(注册商标)150B(顺式含量:97摩尔%、Mw:44万)
炭黑:卡博特日本株式会社制的SHOBLACK N220(N2SA:111m2/g)
二氧化硅:赢创德固赛公司制的ULTRASIL VN3(N2SA:175m2/g)
硅烷偶联剂:赢创德固赛公司制的Si266(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物)
油:H&R株式会社制的VivaTec 400(TDAE油)
树脂成分:克莱顿公司制的Sylvatraxx 4401(与α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物)
氧化锌三井金属矿业株式会社制的氧化锌1号
防老剂:住友化学株式会社制的Antigen 6C(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺)
硬脂酸:日油株式会社制的珠状硬脂酸“椿”
蜡:日本精蜡株式会社的Ozoace 0355
硫:细井化学工业株式会社制的HK-200-5(含有5%油的粉末硫)
硫化促进剂1:大内新兴化学工业株式会社制的Noxeller CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS))
硫化促进剂2:大内新兴化学工业(株)制的Noxeller D(DPG)(1,3-二苯基胍)
制造例1:SBR1的合成
在氮气置换后的高压釜反应器中,加入环己烷、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-氨基丙基三甲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℃的加热辊进行干燥,得到SBR1。
制造例2:SBR2的合成
在氮气置换后的高压釜反应器中,加入环己烷、四氢呋喃、苯乙烯以及1,3-丁二烯。将苯乙烯以及1,3-丁二烯的比率调整为苯乙烯含量为40质量%。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80℃。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-氨基丙基三甲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℃的加热辊进行干燥,得到SBR2。
制造例3:SBR3的合成
除了将苯乙烯以及1,3-丁二烯的比率调整为苯乙烯含量为25质量%之外,通过与制造例2相同的方法得到SBR3。
<低密度部件的制造>
低密度部件1(降噪体))
作为降噪体39,使用包含图1中所示形状的醚系聚氨酯海绵的聚氨酯系海绵。该降噪体,其体积为轮胎内腔总体积的15%、其密度为2.7×10-2g/cm3、Tg为-50℃。
(实施例以及比较例)
根据表1中所示的混合配方,使用1.7L的密封型班伯里混炼机,将硫以及硫化促进剂之外的化学品在排出温度到达150~160℃为止混炼1~10分钟,得到混炼物。然后,使用双螺杆开炼机,向所得的混炼物中加入硫以及硫化促进剂,在达到105℃为止混炼4分钟,得到未硫化的橡胶组合物。使用所得未硫化橡胶组合物,根据胎面的第一层、第二层、第三层以及第四层的形状成形,其他的轮胎部件一同贴合来制作未硫化轮胎,170℃下进行硫化,得到表1以及表2中记载的各试验用轮胎。另外,周向沟槽的最深部的沟深H1为8.0mm。
<聚合物量的测定>
关于从各试验用轮胎的胎面部的橡胶层内部切出制作的各硫化橡胶试验片,基于JIS K 6229:2015,经过24小时的丙酮浸泡后提取出丙酮可溶成分。之后,加热干燥,除去各试验片中的溶剂,测定提取丙酮可溶成分后的各硫化橡胶试验片的质量。然后,将这样的硫化橡胶试验,根据基于JIS K 6226-1:2003的热重法在氮气气流中以10℃/分钟从室温升温至750℃进行热分解,测定热分解后的试样的质量。然后,通过以丙酮抽出前的硫化橡胶试验片作为100质量%时的,所述丙酮可溶成分提取后的硫化橡胶试验片的质量和所述热分解后的试样的质量差,求出作为各橡胶组合物中的“聚合物量(质量%)”。
<损耗角正切tanδ、复弹性模量E、以及玻璃化转变温度(Tg)的测定>
从各试验用轮胎的胎面部的橡胶层内部,对于以轮胎周向为长边那样切出的长度20mm×幅4mm×厚度1mm的制作的各橡胶试验片,使用GABO公司制的EPLEXOR系列,在温度30℃、频率10Hz、初始应变5%、动态应变1%的条件下测定的损耗角正切tanδ以及复弹性模量E。另外,测定了频率10Hz、初始应变10%、振幅±0.5%、以及升温速度2℃/min的条件下的tanδ的温度分布曲线,将所得温度分布曲线中最大的tanδ值所对应的温度(tanδ峰温度)作为玻璃化转变温度(Tg)。另外,样品的厚度方向为轮胎半径方向。
<橡胶硬度(Hs)的测定>
基于JIS K 6253-3:2012,使用A型杜罗回跳式硬度计,测量各橡胶试验片的温度23℃下的肖氏硬度(Hs)。此外,各橡胶试验片从各试验用轮胎的胎面部的橡胶层内部切出使用。
<拉伸试验>
从各试验用轮胎的胎面部的橡胶层内部,以轮胎周向为拉伸方向那样切出厚度1mm的哑铃状制成7号形的试验片,基于JIS K 6251:2017“硫化橡胶以及热可塑性橡胶-拉伸试验特性的求方法”,23℃气氛以拉伸速度3.3mm/秒的条件进行拉伸试验,测定100%拉伸时的模量(MPa)。此外,样品的厚度方向为轮胎半径方向。
<操纵稳定性能>
将各试验用轮胎安装于排量2000cc的FF乘用车的四轮,在干沥青路面的测试跑道上进行实车行驶。基于测试驾驶员在转弯出口处加速时的感觉,评价操控特性。评价以1分~10分的整数值进行,基于评分越高操控特性越优异的标准,算出10名测试驾驶员的总分。以比较例1的总分为基准值(100)进行换算,将各试验用轮胎的评价结果的总分按比例指数化表示。
<噪音性能>
将新品时的各试验用轮胎以及摩耗后的各试验用轮胎安转于排量2000cc的FF乘用車的四轮,在干沥青路面的测试跑道上进行实车行驶。基于120km/h行驶时测试驾驶员在車内感受到的噪音、各种感受进行评价。评价以1分~10分的整数值进行,基于评分越高噪音性能越优异的评价标准,算出10名测试驾驶员的总分。以比较例1的总分为基准值(100)进行换算,将各试验用轮胎的评价结果的总分按比例指数化表示。
另外,操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能(操纵稳定性能指数以及噪音性能指数的总和)以大于200作为性能的目标值。
【表1】
表1
Figure BDA0003663896710000391
【表2】
表2
试验用轮胎1(尺寸:175/55R20、轮辋:5.5×20J)
Figure BDA0003663896710000401
【表3】
表3
试验用轮胎2(尺寸:205/55R16、轮辋:6.5×16J)
Figure BDA0003663896710000402
根据表1~表3的结果,轮胎的胎面部上层叠两层以上的橡胶层,且所述橡胶层的复弹性模量以及周向沟槽的沟深为特定关系的本公开的轮胎,改善了高速行驶时的操纵稳定性能以及噪音性能的综合性能。

Claims (18)

1.一种轮胎,其为具有至少具备构成胎面表面的第一橡胶层和与所述第一橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第二橡胶层的胎面部的轮胎,
所述胎面部具有:沿轮胎周向连续延伸的2条以上的周向沟槽、由所述周向沟槽以及接地端划分的一对胎肩接地部和位于所述一对胎肩接地部之间的中央接地部,
所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层是由含有橡胶成分的橡胶组合物构成的,
从所述胎面部的最表面起至所述第二橡胶层的最外部为止的距离H2相对于所述周向沟槽的最深部的沟深H1之比H2/H1为0.40~0.90,H1和H2单位为mm,
设所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量为E T、所述第二橡胶层的30℃下的复弹性模量为E B时,E B大于E T、且所述E T相对于所述H2/H1之比E T/(H2/H1)为6.0以上,复弹性模量的单位为MPa。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,构成所述第一橡胶层以及所述第二橡胶层的橡胶组合物包含含有二氧化硅的填充剂,所述填充剂中的二氧化硅的含量为50质量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,具有与所述第二橡胶层的轮胎径向内侧相邻的第三橡胶层。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的轮胎,其中,所述胎面部的轮胎内周面中,具有选自密封胶层、降噪体以及立体网眼结构体构成的群组中的1种以上的低密度部件。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的轮胎,其中,构成所述第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量为40质量%以下,且构成所述第一橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量多于构成所述第二橡胶层的橡胶组合物中的聚合物量。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的轮胎,其中,轮胎截面宽度为205mm以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的轮胎,其中,接地面中的接地部面积比为60~80%。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的轮胎,其中,接地面中的接地部面积比以轮胎赤道面为中心呈不对称。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的轮胎,其中,轮胎赤道面中不存在所述周向沟槽,
且从轮胎赤道面到车辆内侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离,不同于从轮胎赤道面到车辆外侧方向最近的所述周向沟槽的沟缘为止的距离。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的轮胎,其中,所述胎肩接地部中的沟面积比大于所述中央接地部中的沟面积比。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的轮胎,其中,至少一个所述接地部的宽度方向的长度从轮胎半径方向外侧向内侧逐渐增加。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的轮胎,其中,设安装于车辆时位于最外侧的所述周向沟槽的胎面表面中的沟宽为L0、安装于车辆时位于最外侧的所述周向沟槽的沟底的最深部的95%位置的沟宽为L95时,L95/L0为0.20~0.80。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的轮胎,其中,构成所述第一橡胶层的橡胶组合物以及构成所述第二橡胶层的橡胶组合物的至少其中之一含有烃类树脂。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的轮胎,其中,所述第一橡胶层的30℃下的复弹性模量E T为4.0MPa以上。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的轮胎,其中,所述第二橡胶层的30℃下的tanδ为0.25以下。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的轮胎,其中,所述第一橡胶层的玻璃化转变温度为-25℃以上。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的轮胎,其中,所述第二橡胶层的基于JISK6253-3:2012,使用A型杜罗回跳式硬度计,在温度23℃下所测定的肖氏硬度Hs为50~80。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的轮胎,其中,所述第二橡胶层的100%拉伸时的模量大于所述第一橡胶层的100%拉伸时的模量。
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