CN116096587A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供了一种充气轮胎，其在高速行驶时的滚动阻力被充分降低，而且其耐久性也得到充分改善。该充气轮胎具有侧部，在轮胎的最大宽度处，侧部的胎体径向外侧的橡胶层的厚度S(mm)为3mm以下，在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变率1％的条件下测量的橡胶层的损耗角正切(70℃tanδ)为0.15以下，并且当轮胎安装在标准轮辋上，内压为250kPa时，轮胎的截面宽度为Wt(mm)，外径为Dt(mm)，轮胎所占空间的体积为虚拟体积V(mm3)，所述轮胎满足以下(式1)和(式2)：1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4(式1)[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105(式2)。
Description
技术领域
本公开涉及一种充气轮胎。
背景技术
近年来，从对环境问题和经济效益的关注度提高的角度看，对汽车燃油效率的要求越来越高，对安装在汽车上的充气轮胎(以下简称“轮胎”)也有提高燃油效率的强烈需求。
轮胎的燃油效率可以通过滚动阻力来评价，众所周知，滚动阻力越小，轮胎的燃油效率就越高。
因此，以往提出了通过研究构成轮胎胎面部的橡胶组合物的配方来降低滚动阻力的方案(例如，专利文件1～4)。
现有技术文件
专利文件
[专利文件1]JP2018-178034A
[专利文件2]JP2019-089911A
[专利文件3]WO2018/186367A
[专利文件4]JP2019-206643A
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，不能认为由上述常规技术制造的轮胎在高速行驶时的滚动阻力已经充分降低，因此还需要进一步降低。而且不能认为这些轮胎具有充足的耐久性。
因此，本公开的目的之一是提供一种充气轮胎，其在高速行驶时的滚动阻力被充分降低，而且其耐久性也得到充分改善。
解决问题的手段
本发明人对上述问题的解决方案进行了认真的研究，发现上述问题可以通过下述公开内容得以解决，并完成了本公开的内容。
本公开为：
一种具有侧部的充气轮胎，其中
在轮胎的最大宽度处，侧部的胎体径向外侧的橡胶层的厚度S(mm)为3mm以下；
在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变率1％的条件下测量的橡胶层的损耗角正切(70℃tanδ)为0.15以下；以及
当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa的状态下的轮胎的截面宽度为Wt(mm)，外径为Dt(mm)以及轮胎所占空间的体积为虚拟体积V(mm3)时，所述轮胎满足以下(式1)和(式2)：
1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4 (式1)
[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105 (式2)。
本发明的技术效果
根据本公开内容，可以提供一种充气轮胎，其中高速行驶时的滚动阻力被充分降低，其耐久性被充分改善。
具体实施方式
1)本公开的轮胎的特征
首先，将描述根据本公开的轮胎的特征。
1.概述
根据本公开的轮胎，其特征在于，在轮胎最大宽度处的侧部的胎体径向外侧的橡胶层的厚度S(mm)为3mm以下，在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变率1％的条件下测量的橡胶层的损耗角正切(70℃tanδ)为0.15以下。
根据本公开的轮胎，其特征还在于，当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa的状态下的轮胎的截面宽度为Wt(mm)，外径为Dt(mm)以及轮胎所占空间的体积为虚拟体积V(mm3)时，所述轮胎满足以下(式1)和(式2)：
1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4 (式1)
[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105 (式2)。
形成侧部的橡胶层和轮胎的形状具有上述特征，从而可以提供在高速行驶时滚动阻力充分降低且耐久性充分改善的轮胎。
在上述描述中，“标准轮辋”是在包括该轮胎所基于的标准在内的标准体系中针对每个轮胎所定义的轮辋。例如，在JATMA(日本汽车轮胎协会)的情况下，它是“JATMA YEARBOOK”中描述的适用尺寸的标准轮辋；在“ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)”的情况下，它是“STANDARDS MANUAL”中描述的“测量轮辋(Measuring Rim)”；在TRA(轮胎和轮辋协会公司)的情况下，它是“YEAR BOOK”中描述的“设计轮辋(Design Rim)”。如果轮胎在标准中没有规定，它指的是可以组装并能保持内压的轮辋，即不会导致轮辋和轮胎之间漏气，并且具有最小轮辋直径和最窄轮辋宽度的轮辋。
进一步地，轮胎的外径Dt是指安装在标准轮辋上、内压为250kPa、无负载状态下的轮胎的外径。轮胎的截面宽度Wt(mm)是指安装在标准轮辋上、内压为250kPa、无负载状态下的轮胎的宽度，并且是指从包括轮胎侧面的所有图案、文字等的胎侧壁之间的直线距离(轮胎总宽度)中除去轮胎侧面的图案、文字等的距离。
进一步地，轮胎的虚拟体积V(mm3)，具体来说，可以在轮胎安装在标准轮辋上、内压为250kPa且不施加负载的状态下，基于轮胎外径Dt(mm)、轮胎截面高度(从胎圈底部到胎面最外侧的距离；轮胎外径与轮辋公称直径之差的1/2)Ht(mm)以及轮胎截面宽度Wt(mm)，通过以下公式计算：
V＝[(Dt/2)2-{(Dt/2)-Ht}2]×π×Wt。
2.根据本公开的轮胎表现的效果的机制
根据本发明的轮胎表现的效果的机制，即在高速行驶时滚动阻力充分降低，耐久性充分提高的机制，推测如下。
(1)轮胎形状
如上所述，在本公开中，轮胎的截面宽度Wt(mm)和外径Dt(mm)力求满足1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4 (式1)。
通过增加轮胎从侧向看时相对于轮胎的截面宽度Wt的面积[(Dt/2)2×π)＝(Dt2×π/4)]，并满足(式1)中规定的数值范围，单位时间内变形的重复次数减少，结果是，增加了可用于热交换的时间，从而改善了侧部的放热性能，并且可以减少胎面部与路面间的摩擦，被认为可以改善轮胎的耐久性和低滚动阻力。
在(式1)中，(Dt2×π/4)/Wt更优选1735以上，还优选1737以上，还优选1749以上，还优选1751以上，还优选1753以上，还优选1758以上，还优选1760以上，还优选1787以上，还优选1801以上，还优选1818以上，还优选1853以上，还优选1856以上，还优选1864以上，还优选1865以上，还优选1963.4以上，还优选2004以上，还优选2018以上，还优选2027以上，还优选2030以上，还优选2033以上，还优选2113以上。
然而，由于这样的轮胎的离心力会在滚动过程中增加，在滚动时，轮胎的半径大大增加，胎面部相应地变得更薄，因此，当对胎面部施加冲击时，可能发生损坏。此外，由于外径因离心力增大，侧部的变形量也增大，因此在高速行驶时的滚动阻力方面还有改进的空间。
因此，在本公开中，轮胎的虚拟体积V(mm3)和截面宽度Wt(mm)力求满足[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105(式2)。
这种情况下，可以认为，根据轮胎截面宽度Wt的减小来减少轮胎的虚拟体积V，并减小轮胎本身的体积，可以减小由离心力引起的外径增大速率，而且可以提高当冲击作用于胎面部时胎面部的抗破坏性。此外，认为通过抑制轮胎外径的增大可以减小侧部的变形量。
[(V+1.5×107)/Wt]更优选为2.87×105以下，还优选为2.86×105以下，还优选为2.77×105以下，还优选为2.60×105以下，还优选为2.58×105以下，还优选为2.54×105以下，还优选为2.50×105以下，还优选为2.42×105以下，还优选2.26×105以下，还优选2.25×105以下，还优选2.24×105以下，还优选2.21×105以下，还优选2.20×105以下，还优选2.19×105以下，还优选2.16×105以下。
此时，更优选[(V+2.0×107)/Wt]≦2.88×105(式3)，进一步优选[(V+2.5×107)/Wt]≦2.88×105(式4)。
上述[(V+2.0×107)/Wt]还优选为2.83×105以下，还优选为2.79×105以下，还优选为2.77×105以下，还优选为2.64×105以下，还优选为2.49×105以下，还优选为2.47×105以下，还优选为2.46×105以下，还优选为2.45×105以下，还优选为2.44×105以下。
进一步地，[(V+2.5×107)/Wt]还优选为2.86×105以下，还优选为2.77×105以下，还优选为2.76×105以下，还优选为2.72×105以下，还优选为2.71×105以下，还优选为2.70×105以下，还优选为2.69×105以下，还优选为2.68×105以下。
(2)形成胎面部的橡胶组合物
在本公开中，形成胎面部的橡胶层在轮胎最大宽度处的侧部的胎体径向外侧的厚度S(mm)为3mm以下，而且在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变率1％的条件下测量的损耗角正切(70℃tanδ)为0.15以下。
因此，可以减少侧部的产热，并进一步改善侧部的放热性能，因此可以抑制轮胎的外径因轮胎内空气膨胀而增大，并认为可以进一步改善高速行驶时的耐久性和低滚动阻力。70℃tanδ更优选为0.11以下，甚至更优选0.07以下。
上述70℃tanδ的测量是在至少从轮胎沟底的径向外侧(优选从最深圆周沟的一半深度的径向外侧)切下来的橡胶上进行。具体地，使用例如GABO公司生产的“Eplexor(注册商标)”的粘弹性测量装置进行测量。当形成侧部的橡胶层由多个层形成时，其中一层的70℃tanδ应为0.15以下。
2)根据本公开的轮胎的更优选实施方案。
根据本公开的轮胎通过采用以下实施方案可以获得更显著的技术效果。
1.扁平率
根据本公开的轮胎优选具有40％以上的扁平率，由此，因为可以增加侧部的面积，所以可以进一步改善放热性能，可以进一步降低高速行驶时的滚动阻力，而且可以进一步改善轮胎的耐久性。
当内压为250kPa时，可以使用轮胎的截面高度Ht(mm)和截面宽度Wt(mm)，通过以下公式获得上述的扁平率(％)。
(Ht/Wt)×100(％)
扁平率更优选45％以上，还优选47.5％以上，还优选49％以上，还优选50％以上，还优选51％以上，还优选52.5％以上，还优选53％以上，还优选55％以上，而且还优选58％以上。没有特定的上限，但例如，其为100％以下。
2.侧面橡胶层
当侧部较厚且面积较大时，产生的热量可能大于从侧部释放的热量。因此，研究了(V/Wt)×S(与侧部体积相关的指数)和70℃tanδ(与产热相关的指数)之间的关系。结果发现，如果满足70℃tanδ×(V/Wt)×S≦80000(式5)，可以适当控制热量的产生，可以进一步降低高速行驶时的滚动阻力，并进一步提高轮胎的耐久性。
更优选70℃tanδ×(V/Wt)×S≦60000(式6)。还优选70℃tanδ×(V/Wt)×S≦40000(式7)和70℃tanδ×(V/Wt)×S≦35000(式8)。
更具体地，70℃tanδ×(V/Wt)×S更优选72750以下，还优选69624以下，还优选63398以下，还优选59631以下，还优选54900以下，还优选52171以下，还优选47994以，还优选44385以下，还优选33673以下，还优选31884以下，还优选30104以下，还优选29515以下，还优选27847以下，还优选27519以下，还优选16626以下，还优选15078以下，而且还优选13725以下。
3.轮胎形状
在根据本公开的轮胎中，当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa时，具体外径Dt(mm)优选为例如515mm以上，更优选558mm以上，还优选585mm以上，还优选649mm以上，还优选658mm以上，还优选663mm以上，还优选664mm以上，还优选665mm以上，还优选672mm以上，而且最优选673mm以上。
另一方面，外径Dt(mm)优选小于843mm，更优选734mm以下，还优选小于725mm，还优选718mm以下，还优选717mm以下，还优选716mm以下，还优选713mm以下，还优选710mm以下，还优选小于707mm，还优选692mm以下，还优选691mm以下，还优选小于685mm，还优选684mm以下，还优选680mm以下，还优选679mm以下，而且还优选674mm以下。
具体的截面宽度Wt(mm)例如优选115mm以上，更优选130mm以上，还优选150mm以上，还优选170mm以上，同样更优选175mm以上，同样更优选176mm以上，同样更优选177mm以上，同样更优选178mm以上，同样更优选181mm以上，同样更优选182mm以上，甚至更优选185mm，而且最优选193mm以上。
另一方面，截面宽度Wt(mm)优选小于305mm，更优选小于245mm，还优选231mm以下，还优选229mm以下，还优选228mm以下，还优选227mm以下，还优选226mm以下，还优选225mm以下，还优选小于210mm，还优选小于205mm，还优选202mm以下，还优选201mm以下，还优选200mm以下，还优选199mm以下，还优选198mm以下，而且还优选196mm以下。
具体的截面高度Ht(mm)例如优选37mm以上，更优选69mm以上，还优选70mm以上，还优选71mm以上，还优选78mm以上，还优选79mm以上，还优选80mm以上，还优选87mm以上，还优选89mm以上，还优选90mm以上，还优选95mm以上，还优选96mm以上，还优选98mm以上，而且还优选99mm以上。
另一方面，截面高度Ht(mm)优选小于180mm，更优选117mm以下，还优选113mm以下，还优选小于112mm，还优选104mm以下，而且还优选101mm以下。
具体的虚拟体积V优选为13000000mm3以上，更优选为23136067mm3以上，还优选为23206160mm3以上，还优选为23672177mm3以上，还优选为28431992mm3以上，还优选为28526824mm3以上，还优选为29000000mm3以上，还优选为29087378mm3以上，还优选为30111710mm3，还优选30354118mm3以上，还优选34196412mm3以上，还优选35417448mm3以上，还优选35785417mm3以上，还优选35954077mm3以上，还优选36000000mm3以上，还优选36203610mm3以上，和还优选37040131mm3以上。
另一方面，虚拟体积V优选小于66000000mm3，更优选50043281mm3以下，还优选小于44000000mm3，还优选43478150mm3以下，还优选42618582mm3以下，还优选40161995mm3以下，还优选小于38800000mm3。
进一步地，在本公开中，考虑到行驶过程中驾驶舒适度的稳定性，(Dt-2×Ht)优选为450mm以上，更优选457mm以上，还优选470mm以上，还优选480mm以上，还优选482mm以上，而且还优选484mm以上。
另一方面，考虑到胎面部的变形，(Dt-2×Ht)优选小于560mm，更优选559mm以下，还优选558mm以下，还优选534mm以下，还优选533mm以下，还优选532mm以下，还优选小于530mm，还优选小于510mm，还优选508mm以下，还优选507mm以下，而且还优选506mm以下。
3)实施方案
下面，将根据实施方案对本公开内容进行具体描述。
1.形成侧部的橡胶组合物
形成根据本公开的轮胎的侧部的橡胶组合物可以通过适当调整各种混配材料的类型和含量来获得，例如以下描述的橡胶成分、填料、软化剂、硫化剂和硫化促进剂。
(1)橡胶成分
在本实施方案中，对于橡胶成分，可以使用通常用于生产轮胎的橡胶(聚合物)，如丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯系橡胶和丁腈橡胶(NBR)。其中，优选使用丁二烯橡胶(BR)和异戊二烯系橡胶。
(a)BR
从耐磨性的角度来看，在100质量份的橡胶成分中，BR含量为，例如，优选40质量份以上，更优选50质量份以上，甚至更优选55质量份以上。另一方面，从保持高速行驶时的滚动阻力的角度来看，该含量优选75质量份以下，更优选70质量份以下，甚至更优选65质量份以下。
BR的重均分子量为例如大于100000且小于200万。BR的乙烯基键含量为，例如，大于1质量％且小于30质量％。BR的顺式含量为，例如，大于1质量％且小于98质量％。BR的反式含量为，例如，大于1质量％且小于60质量％。该顺式含量可通过红外吸收光谱法测量。
BR没有特别限制，可以使用高顺式含量(顺式含量90％以上)的BR、低顺式含量的BR、含有间同立构聚丁二烯晶体的BR等。BR可以是非改性BR，也可以是改性BR。对于改性BR，例如，可以使用由以下式表示的化合物(改性剂)改性的BR。
【化1】
式中，R1、R2和R3表示相同或不同的烷基、烷氧基、硅氧基、缩醛基、羧基(-COOH)、巯基(-SH)或它们的衍生物。R4和R5表示相同或不同的氢原子或烷基。R4和R5可组合形成具有氮原子的环状结构。n表示整数。
作为由以上式表示的化合物(改性剂)改性的改性BR，可以使用其聚合物末端(活性末端)已由以上式表示的化合物改性的BR。
作为R1、R2和R3，优选烷氧基(优选具有1～8个碳原子的烷氧基，更优选具有1～4个碳原子的烷氧基)。对于R4和R5，优选烷基(优选具有1～3个碳原子的烷基)。n优选1～5，更优选2～4，甚至更优选3。进一步地，当R4和R5与氮原子结合形成环状结构时，优选4～8元环。烷氧基还包括环烷氧基(例如，环己氧基)和芳氧基(例如，苯氧基、苄氧基)。
上述改性剂的具体例子包括：2-二甲基氨基乙基三甲氧基硅烷、3-二甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、2-二甲基氨基乙基三乙氧基硅烷、3-二甲基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和3-二乙基氨基丙基三乙氧基硅烷。这些可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
此外，对于改性BR，也可以使用由以下化合物(改性剂)改性的改性BR。改性剂的例子包括：
多元醇的聚缩水甘油醚，如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；
具有两个以上酚基的芳香族化合物的聚缩水甘油醚，如二缩水甘油化双酚A；
聚环氧化合物，如1,4-二缩水甘油基苯、1,3,5-三缩水甘油基苯和聚环氧化液体聚丁二烯；
含环氧基的叔胺，如4,4'-二缩水甘油基二苯基甲胺，和4,4'-二缩水甘油基二苄基甲胺；
二缩水甘油氨基化合物，如二缩水甘油苯胺、N,N'-二缩水甘油-4-缩水甘油氧基苯胺、二缩水甘油基正邻甲苯胺、四缩水甘油基间二甲苯二胺、四缩水甘油基氨基二苯甲烷、四缩水甘油基对苯二胺、二缩水甘油基氨基甲基环己烷，以及四缩水甘油基-1,3-二氨基甲基环己烷；
含氨基的酰氯，如双(1-甲基丙基)氨基甲酰氯、4-吗啉碳酰氯、1-吡咯烷碳酰氯、N,N-二甲基氨基甲酰氯和N,N-二乙基氨基甲酰氯；
含环氧基的硅烷化合物，如1,3-双(缩水甘油基氧基丙基)-四甲基二硅氧烷和(3-缩水甘油基氧基丙基)-五甲基二硅氧烷；
含硫醚基的硅烷化合物，如(三甲基甲硅烷基)[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]硫化物、(三甲基甲硅烷基)[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]硫化物、(三甲基甲硅烷基)[3-(三丙氧基甲硅烷基)丙基]硫化物、(三甲基甲硅烷基)[3-(三丁氧基甲硅烷基)丙基]硫化物、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]硫化物、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基]硫化物、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丙氧基甲硅烷基)丙基]硫化物和(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丁氧基甲硅烷基)丙基]硫化物；
N-取代的氮丙啶化合物，如乙烯亚胺和丙烯亚胺；
烷氧基硅烷，如甲基三乙氧基硅烷、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和N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基三乙氧基硅烷；
具有氨基和/或取代氨基的(硫代)二苯甲酮化合物，如4-N,N-二甲基氨基二苯甲酮、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(二甲基氨基)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、和N,N,N',N'-双(四乙基氨基)二苯甲酮；
具有氨基和/或取代氨基的苯甲醛化合物，如4-N,N-二甲基氨基苯甲醛、4-N,N-二苯基氨基苯甲醛和4-N,N-二乙烯基氨基苯甲醛；
N-取代的吡咯烷酮，如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-吡咯烷酮和N-甲基-5-甲基-2-吡咯烷酮；
N-取代的哌啶酮，如N-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-2-哌啶酮和N-苯基-2-哌啶酮；
N-取代的内酰胺，如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-丙内酰胺和N-苯基-β-丙内酰胺；
和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、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基马来酰亚胺、N,N-二乙基脲，1,3-二甲基亚乙基脲、1,3-二乙烯基亚乙基脲、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-二乙氨基苯乙酮、1,3-双(二苯氨基)-2-丙酮、和1,7-双(甲基乙基氨基)-4-庚酮。用上述化合物(改性剂)进行改性可以通过已知的方法进行。这些改性BR可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
对于BR，例如，可以使用宇部兴产株式会社(Ube Industries,Ltd.)、JSR株式会社(JSR Corporation)、旭化成株式会社(Asahi Kasei Co.,Ltd.)、日本Zeon株式会社(Nippon Zeon Co.,Ltd.)等的产品。
(b)异戊二烯橡胶
从获得高速行驶时良好的低产热和耐久性的角度看，在100质量份的橡胶成分中，异戊二烯系橡胶的含量(总含量)优选为25质量份以上，更优选为30质量份以上，进一步优选为35质量份以上。另一方面，该含量优选为55质量份以下，更优选为50质量份以下，进一步优选为45质量份以下。
异戊二烯系橡胶的例子包括天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、改质NR、改性NR和改性IR。其中，从优异的强度角度看，优选NR。
对于NR，例如，可以使用轮胎行业中常见的SIR20、RSS#3、TSR20等。IR没有特别的限制，例如，可以使用轮胎工业中常见的IR2200等。改性NR包括脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶(UPNR)等。改质NR包括环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、接枝天然橡胶等。改性IR包括环氧化异戊二烯橡胶、氢化异戊二烯橡胶、接枝异戊二烯橡胶等。这些材料可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
(c)SBR
橡胶成分可根据需要包含SBR。此时，在100质量份的橡胶成分中，SBR的含量为，例如，1质量份以上，小于100质量份。该含量更优选大于5质量份，进一步优选大于15质量份，特别优选大于25质量份。另一方面，该含量优选小于65质量份，更优选小于55质量份，进一步优选小于45质量份，特别优选小于35质量份。
SBR的重均分子量为，例如，大于100000，小于200万。SBR的苯乙烯含量为，例如，优选大于5质量％且小于50质量％，更优选大于10质量％且小于40质量％，以及进一步优选大于20质量％且小于35质量％。SBR的乙烯基键含量(1,2-结合的丁二烯单元量)，例如，大于5质量％，小于70质量％。SBR的结构鉴定(苯乙烯含量和乙烯基键含量的测量)可以使用例如日本电子株式会社(JEOL Ltd.)制造的JNM-ECA系列仪器进行。
SBR没有特别的限制，例如可以使用乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)、溶液聚合丁苯橡胶(S-SBR)等。SBR可以是非改性SBR或改性SBR，而且这些可以单独使用或两种以上组合使用。
改性SBR可以是任何具有能与填料(如二氧化硅)相互作用的功能团的SBR。其例子包括：
末端改性SBR(在末端具有上述官能团的末端改性SBR)，其中SBR的至少一个末端被具有上述官能团的化合物(改性剂)改性；
主链上具有该官能团的主链改性SBR；
在主链和末端都具有该官能团的主链末端改性SBR(例如，主链上具有上述官能团且至少一个末端被上述改性剂改性的主链末端改性SBR)；和
末端改性SBR，其被分子中具有两个以上环氧基的多官能化合物改性(偶联)，并在其中引入环氧基或羟基。
对于SBR，例如可以使用由住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)、JSR株式会社(JSR Corporation)、旭化成株式会社(Asahi Kasei Co.,Ltd.)、日本Zeon株式会社(Nippon Zeon Co.,Ltd.)等生产、销售的SBR。SBR可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
(d)其他橡胶成分
进一步地，对于另一种橡胶成分，该橡胶组合物可以包含通常用于生产轮胎的橡胶(聚合物)，如丁腈橡胶(NBR)。
2)除橡胶成分外的混配材料
(a)填料
在本实施方案中，橡胶组合物优选包含填料。填料的具体例子包括二氧化硅、炭黑、石墨、碳酸钙、滑石、氧化铝、粘土、氢氧化铝和云母。其中，可以优选炭黑作为补强剂。如果有必要，也优选使用二氧化硅作为补强剂。这种情况下，优选将其与硅烷偶联剂组合使用。
(a-1)炭黑
相对于100质量份的橡胶成分，炭黑的含量为，例如，优选10质量份以上且100质量份以下，更优选30质量份以上且70质量份以下，进一步优选40质量份以上且50质量份以下。这样可以提高轮胎的耐裂纹生长性、耐久性、耐紫外线劣化性等。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)为，例如大于30m2/g且小于250m2/g。炭黑吸收的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的量为，例如大于50mL/100g且小于250mL/100g。炭黑的氮吸附比表面积根据ASTM D4820-93测量，吸收的DBP量根据ASTM D2414-93测量。
炭黑没有特别限制，其例子包括炉黑(炉法炭黑)，如SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF和ECF；乙炔黑(乙炔炭黑)；热黑(热炭黑)，如FT和MT；和槽黑(槽法炭黑)，如EPC、MPC和CC。
市售可得的产品包括，例如，朝日碳素株式会社(Asahi Carbon Co.,Ltd.)、卡博特日本株式会社(Cabot Japan Co.,Ltd.)、东海碳素株式会社(Tokai Carbon Co.,Ltd.)、三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Corporation)、狮王株式会社(Lion Corporation)、新日化碳株式会社(Shin Nikka Carbon Co.,Ltd.)、哥伦比亚碳株式会社(ColumbiaCarbon Co.,Ltd.)等的产品。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
(a-2)二氧化硅
如果有必要，橡胶组合物优选包含二氧化硅。从获得良好的耐久性的角度看，二氧化硅的BET比表面积优选大于140m2/g，更优选大于160m2/g。另一方面，从获得良好的高速行驶时的滚动阻力的角度看，二氧化硅的BET比表面积优选小于250m2/g，更优选小于220m2/g。此外，从获得良好的耐久性的角度看，相对于100质量份的橡胶成分，二氧化硅的含量优选大于35质量份，更优选大于40质量份，进一步优选大于45质量份。另一方面，从获得良好的高速行驶时的滚动阻力的角度看，二氧化硅的含量优选小于70质量份，更优选小于65质量份，进一步优选小于60质量份。上述BET比表面积为根据ASTM D3037-93的BET方法测得的N2SA的值。
二氧化硅的例子包括干法二氧化硅(无水二氧化硅)和湿法二氧化硅(水合二氧化硅)。其中，优选湿二氧化硅，因为其含有大量的硅醇基团。
对于二氧化硅，例如可以使用德固赛(Degussa)、罗地亚(Rhodia)、东曹硅化工株式会社(Tosoh Silica Co.,Ltd.)、日本索尔维株式会社(Solvay Japan Co.,Ltd.)、德山公司(Tokuyama Corporation)等的产品。
(a-3)硅烷偶联剂
如上所述，橡胶组合物优选与二氧化硅一起包含硅烷偶联剂。硅烷偶联剂并无特别限制。硅烷偶联剂的例子包括：
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、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四硫化物、和3-三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸一硫化物；巯基系硅烷偶联剂，如3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、以及迈图有限公司(Momentive)生产的NXT和NXT-Z；乙烯基系硅烷偶联剂，如乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷；氨基系硅烷偶联剂，如3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷；缩水甘油醚氧基系硅烷偶联剂，如γ-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷；硝基系硅烷偶联剂，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，如3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-氯丙基三乙氧基硅烷。这些可以单独使用或者两种以上组合使用。
作为硅烷偶联剂，例如可以使用德固赛(Degussa)、迈图(Momentive)、信越有机硅(Shinetsu Silicone Co.,Ltd.)、东京化工株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)、Azumax株式会社(Azumax Co.,Ltd.)、陶氏材料科学有限公司(Dow Corning TorayCo.,Ltd.)等的产品。
相对于100质量份的二氧化硅，硅烷偶联剂的含量为，例如，大于3质量份且小于15质量份。
(a-4)其他填料
该橡胶组合物除了上述的炭黑和二氧化硅外，还可以包含石墨、碳酸钙、滑石、氧化铝、粘土、氢氧化铝和云母等轮胎工业中常用的填料。例如，相对于100质量份的橡胶成分，这些的含量为大于0.1质量份且小于200质量份。
(b)软化剂
橡胶组合物可包含油(包括填充油)、液体橡胶或类似物，作为软化剂。相对于100质量份的橡胶成分，这些的总含量优选大于5质量份，更优选大于10质量份，而且还优选大于12质量份。另一方面，优选小于30质量份，更优选小于20质量份，还优选小于17质量份。油含量还包括橡胶(充油橡胶)中的油含量。
油的例子包括矿物油，一般被称为操作油、植物油脂及它们的混合物。对于矿物油(操作油)，例如可以使用石蜡系操作油、芳香族系操作油和环烷系操作油。植物油脂的例子包括蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松树油、松焦油、妥尔油、玉米油、米糠油、红花油、芝麻油、橄榄油、葵花油、棕榈仁油、山茶油、荷荷巴油、澳洲坚果油(macadamia nut oil)和桐油。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
操作油(矿物油)的例子包括日本出光兴产株式会社(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.)、三共油化工业株式会社(Sankyo Yuka Kogyo K.K.)、日本能源株式会社(JapanEnergy Corporation)、Olisoy公司、H&R公司、丰国制油株式会社(Toyokuni Seiyu Co.,Ltd.)、昭和壳牌石油公司(Showa Shell Sekiyu Co.,Ltd.)、富士兴产株式会社(FujiKosan Co.,Ltd.)等的产品。
作为软化剂的液体橡胶是在室温(25℃)下处于液体状态的聚合物，是具有与固体橡胶类似的单体作为组成元素的聚合物。液体橡胶的例子包括法尼烯系聚合物、液体二烯系聚合物及它们的氢化添加物。
法尼烯系聚合物是通过聚合法尼烯得到的、具有基于法尼烯的结构单元的聚合物。法尼烯包括诸如α-法尼烯((3E,7E)-3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳四烯)和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是法尼烯的均聚物(法尼烯均聚物)或法尼烯与乙烯基单体的共聚物(法尼烯-乙烯基单体共聚物)。
液体二烯聚合物的例子包括液体苯乙烯-丁二烯共聚物(液体SBR)、液体丁二烯聚合物(液体BR)、液体异戊二烯聚合物(液体IR)和液体苯乙烯-异戊二烯共聚物(液体SIR)。
液体二烯聚合物的聚苯乙烯当量的重均分子量(Mw)由凝胶渗透色谱法(GPC)测得，例如大于1.0×103且小于2.0×105。在本说明书中，液体二烯聚合物的Mw是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的聚苯乙烯的转换值。
对于液体橡胶，例如可以使用可乐丽株式会社(Kuraray Co.,Ltd.)和克莱谷公司(Clay Valley Co.,Ltd.)的产品。
(c)树脂成分
如果有必要，橡胶组合物优选包含树脂成分。树脂成分在室温下可以是固体或液体，具体的树脂成分的例子包括苯乙烯树脂、香豆酮树脂、萜烯树脂、C5树脂、C9树脂、C5/C9树脂、丙烯酸树脂等。两种以上树脂成分可以组合使用。相对于100质量份的橡胶成分，树脂成分的含量优选为大于2质量份且小于45质量份，更优选小于30质量份。
苯乙烯树脂是使用苯乙烯单体作为组成单体的聚合物，其例子包括以苯乙烯单体为主要成分(50质量％以上)进行聚合得到的聚合物。具体地，包括通过单独聚合苯乙烯单体(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)获得的均聚物，通过共聚两种以上苯乙烯单体得到的共聚物，和此外，通过共聚苯乙烯单体和可与该苯乙烯单体共聚的其他单体获得的共聚物。
其他单体的例子包括丙烯腈类，如丙烯腈和甲基丙烯酸酯；不饱和羧酸类，如丙烯酸和甲基丙烯酸；不饱和羧酸酯类，如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯；二烯类，如氯丁二烯、丁二烯和异戊二烯；烯烃类，如1-丁烯和1-戊烯；以及α,β-不饱和羧酸类，如马来酸酐及其酸酐。
对于香豆酮系树脂，优选使用香豆酮-茚树脂。香豆酮-茚树脂是一种含有香豆酮和茚作为构成树脂的骨架(主链)的单体成分的树脂。骨架中包含的除香豆酮和茚以外的单体成分的例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基茚和乙烯基甲苯。
相对于100质量份的橡胶成分，香豆酮-茚树脂的含量为，例如，大于1.0质量份且小于50.0质量份。
香豆酮-茚树脂的羟基值(OH值)为，例如大于15mgKOH/g且小于150mgKOH/g。OH值是指当1g树脂被乙酰化时，中和与羟基结合的乙酸所需的氢氧化钾的量，以mg表示。它是通过电位滴定法(JIS K 0070:1992)测量的数值。
香豆酮-茚树脂的软化点为，例如大于30℃且低于160℃。软化点是指用环球式软化点测量装置测量JIS K 6220-1:2001中所定义的软化点时，球下落的温度。
萜烯树脂的例子包括多萜烯类、萜烯苯酚和芳香族改性萜烯树脂。多萜烯类是通过聚合萜烯化合物及其氢化产物得到的树脂。萜烯化合物是具有由(C5H8)n表示的组成的碳氢化合物或其含氧衍生物，它是以单萜烯(C10H16)、倍半萜烯(C15H24)、双萜烯(C20H32)等为基本骨架的萜烯类化合物。其例子包括α-蒎烯、β-蒎烯、二戊烯、柠檬烯、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-萜品醇和γ-萜品醇。
多萜烯类的例子包括由上述萜烯化合物制成的萜烯树脂，如α-蒎烯树脂、β-蒎烯树脂、柠檬烯树脂、二戊烯树脂和β-蒎烯/柠檬烯树脂，以及通过氢化上述萜烯树脂得到的氢化萜烯树脂。萜烯苯酚的例子包括由上述萜烯化合物和苯酚化合物共聚得到的树脂，和通过氢化上述树脂得到的树脂。具体地，可以提及通过冷凝上述萜烯化合物、苯酚化合物和福尔马林得到的树脂。苯酚化合物的例子包括苯酚、双酚A、甲酚和二甲苯。芳香族改性萜烯树脂的例子包括用芳香族化合物改性萜烯树脂得到的树脂，以及通过氢化上述树脂得到的树脂。芳香族化合物没有特别限制，只要是具有芳香环的化合物即可，其例子包括苯酚化合物，如苯酚、烷基酚、烷氧基酚和含不饱和烃基的苯酚；萘酚化合物，如萘酚、烷基萘酚、烷氧基萘酚和含不饱和烃基的萘酚；苯乙烯衍生物，如苯乙烯、烷基苯乙烯、烷氧基苯乙烯、含不饱和烃基的苯乙烯；香豆酮和茚。
C5树脂指的是通过聚合C5馏分获得的树脂。C5馏分的例子包括具有4～5个碳原子的石油馏分，如环戊二烯、戊烯、戊二烯和异戊二烯。对于C5系石油树脂，优选使用双环戊二烯树脂(DCPD树脂)。
C9树脂指的是通过聚合C9馏分获得的树脂，可以进行氢化或改性。C9馏分的例子包括具有8～10个碳原子的石油馏分，如乙烯基甲苯、烷基苯乙烯、茚和甲基茚。对于具体例子，优选使用香豆酮-茚树脂、香豆酮树脂、茚树脂和芳香族乙烯基系树脂。对于芳香族乙烯基系树脂，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，因为它经济、易于加工，且产热性能好。更优选α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物。对于芳香族乙烯基系树脂，例如可以使用克莱顿公司(Clayton)、伊士曼化学公司(Eastman Chemical)等市售的那些。
C5/C9树脂指的是通过共聚C5馏分和C9馏分得到的树脂，并可进行氢化或改性。C5馏分和C9馏分的例子包括上述的石油馏分。对于C5/C9树脂，例如可以使用东曹株式会社(Tosoh Corporation)、LUHUA公司等市售的那些。
丙烯酸树脂没有特别限制，但例如，可以使用无溶剂的丙烯酸树脂。
对于无溶剂丙烯酸树脂，可以提及(甲基)丙烯酸树脂(聚合物)，其通过高温连续聚合法(高温连续块状聚合法(US 4414370 B、JP 59-6207 A、JP 5-58005 B、JP 1-313522A、US 5010166 B、Toa Synthetic Research Annual Report TREND2000 No.3p42-45等中描述的方法))聚合，尽可能不使用聚合引发剂、链转移剂、有机溶剂等辅助原料。在本公开内容中，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸。
构成丙烯酸树脂的单体成分的例子包括(甲基)丙烯酸，以及(甲基)丙烯酸衍生物，如(甲基)丙烯酸酯(烷基酯、芳基酯、芳烷基酯等)、(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酰胺衍生物。
此外，对于构成丙烯酸树脂的单体成分，可以使用芳香族乙烯基化合物，如苯乙烯、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，与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物一起使用。
丙烯酸树脂可以是仅由(甲基)丙烯酸成分组成的树脂，或也具有除(甲基)丙烯酸成分以外的成分的树脂。此外，丙烯酸树脂可以具有羟基、羧基、硅烷醇基等。
对于树脂成分，例如，可以使用丸善石油化学株式会社(Maruzen PetrochemicalCo.,Ltd.)、住友电木株式会社(Sumitomo Bakelite Co.,Ltd.)、安原化学株式会社(Yasuhara Chemical Co.,Ltd.)、东曹株式会社(Toso Co.,Ltd.)、罗格斯化学有限公司(Rutgers Chemicals Co.,Ltd.)、巴斯夫有限公司(BASF Co.,Ltd.)、亚利桑那化学有限公司(Arizona Chemical Co.,Ltd.)、日东化学株式会社(Nitto Chemical Co.,Co.,Ltd.)、日本催化剂株式会社(Nippon Catalyst Co.,Ltd.)、JX能源株式会社(JX Energy Co.,Ltd.)、荒川化学工业株式会社(Arakawa Chemical Industry Co.,Ltd.)、田冈化学工业株式会社(Taoka Chemical Industry Co.,Ltd.)等的产品。
(d)抗老化剂
该橡胶组合物优选含有抗老化剂。相对于100质量份橡胶成分，抗老化剂的含量为，例如大于1质量份且小于10质量份，并且更优选6.5质量份以上。
抗老化剂的例子包括萘胺系抗老化剂，如苯基-α-萘胺；二苯胺系抗老化剂，如辛基化二苯胺和4,4'-双(α,α'-二甲基苄基)二苯胺；对苯二胺类抗老化剂，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，如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物；单酚系抗老化剂，如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚；双、三、多酚系抗老化剂，如四-[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
对于抗老化剂，例如可以使用精工化学株式会社(Seiko Chemical Co.,Ltd.)、住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)、大内新光化学工业株式会社(OuchiShinko Chemical Industry Co.,Ltd.)、富莱克斯公司(Flexsys)等的产品。
(e)硬脂酸
橡胶组合物可以包含硬脂酸。相对于100质量份的橡胶成分，硬脂酸的含量为，例如大于0.5质量份且小于10.0质量份，更优选3质量份以上。对于硬脂酸，可以使用常规已知的硬脂酸，例如，日本油脂株式会社(NOF Corporation)、NOF公司、花王公司(KaoCorporation)、富士胶片和光纯药工业株式会社(Fuji film Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.)、千叶脂肪酸株式会社(Chiba Fatty Acid Co.,Ltd.)等的产品。
(f)氧化锌
橡胶组合物可以包含氧化锌。相对于100质量份的橡胶成分，氧化锌的含量为，例如大于0.5质量份且小于10质量份，更优选4.5质量份以上。对于氧化锌，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(Mitsui Metal Mining Co.,Ltd.)、东邦锌业株式会社(Toho Zinc Co.,Ltd.)、白水科技株式会社(Hakusui Tech Co.,Ltd.)、正东化学工业株式会社(Shodo Chemical Industry Co.,Ltd.)、堺化学工业株式会社(SakaiChemical Industry Co.,Ltd.)等的产品。
(g)蜡
橡胶组合物优选含有蜡。相对于100质量份的橡胶成分，蜡的含量为，例如0.5～20质量份，优选1.0～15质量份，更优选1.5～10.0质量份。蜡的含量进一步优选2.0质量份以上。
蜡没有特别限制，其例子包括括石油系蜡，如石蜡和微晶蜡；天然蜡，如植物蜡和动物蜡；以及合成蜡，如乙烯或丙烯的聚合物。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
对于蜡，例如可以使用大内新光化学工业株式会社(Ouchi Shinko ChemicalIndustry Co.,Ltd.)、日本精蜡株式会社(Nippon Seiro Co.,Ltd.)、精工化学株式会社(Seiko Kagaku Co.,Ltd.)的产品。
(h)交联剂和硫化促进剂
橡胶组合物优选含有交联剂，如硫。相对于100质量份的橡胶成分，交联剂的含量为，例如大于0.1质量份且小于10.0质量份，并且更优选2质量份以上。
硫的例子包括橡胶工业中常用的粉状硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫和可溶性硫。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
对于硫，例如可以使用鹤见化学工业株式会社(Tsurumi Chemical IndustryCo.,Ltd.)、轻井泽硫磺株式会社(Karuizawa Sulfur Co.,Ltd.)、四国化学株式会社(Shikoku Chemicals Corporation)、富莱克斯公司(Flexsys)、日本金龙工业株式会社(Nippon Kanryu Kogyo Co.,Ltd.)、细井化学工业株式会社(Hosoi Chemical IndustryCo.,Ltd.)等的产品。
除硫以外的交联剂的例子包括含有硫原子的硫化剂，如田冈化学工业株式会社(Taoka Chemical Industry Co.,Ltd.)生产的Tackirol V200、富莱克斯公司(Flexsys)生产的DURALINK HTS(1,6-六亚甲基二硫代硫酸钠二水合物)和朗盛公司(Lanxess)生产的KA9188(1,6-双(N,N'-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷)、以及有机过氧化物，如过氧化二枯基。
橡胶组合物优选含有硫化促进剂。相对于100质量份的橡胶成分，硫化促进剂的含量为，例如0.3质量份以上且10.0质量份以下，更优选为1质量份以上，进一步优选为1.5质量份以上。
硫化促进剂的例子包括：
噻唑类硫化促进剂，例如2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑二硫化物和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；
秋兰姆类硫化促进剂，如四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四苄基秋兰姆二硫化物(TBzTD)和四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物(TOT-N)；
次磺酰胺类硫化促进剂，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；以及胍类硫化促进剂，如二苯胍、二邻甲苯胍和邻甲苯双胍。这些可以单独使用或者两种以上组合使用。
(i)其他
除上述成分外，橡胶组合物还可以包含轮胎工业中常用的添加剂，如脂肪酸金属盐类、羧酸金属盐类和有机过氧化物类。相对于100质量份的橡胶成分，这些添加剂的含量为，例如大于0.1质量份且小于200质量份。
2.用于形成侧部的橡胶组合物的生产
橡胶组合物可通过常规方法生产，例如，包括基础捏合步骤(对橡胶成分与填料(例如炭黑)进行捏合)和最终捏合步骤(对在基础捏合步骤中获得的捏合产物与交联剂进行捏合)的制造方法。
可以使用已知的(密闭)捏合机进行捏合，如班伯里混合器、捏合机或开放式辊磨机。
在基础捏合步骤中，捏合温度为例如大于50℃且小于200℃，捏合时间为例如大于30s且小于30min。在基础捏合步骤中，除上述成分外，还可以根据需要适当加入橡胶工业中常规使用的配合剂，如软化剂例如油、硬脂酸、氧化锌、抗老化剂、蜡和硫化促进剂等，并进行捏合。
在最终捏合步骤中，对在基础捏合步骤中得到的捏合产物与交联剂进行捏合。在最终捏合步骤中，捏合温度为例如高于室温且低于80℃，捏合时间为例如大于1min且小于15min。在最终捏合步骤中，除上述成分外，还可以根据需要适当加入硫化促进剂、氧化锌等，并进行捏合。
3.轮胎制造
本公开的轮胎使用通过最终捏合步骤得到的未硫化橡胶组合物通过常规方法制造。即，根据侧壁的形状挤压未硫化橡胶组合物，并通过常规方法在轮胎制造机上与其他轮胎部件组装成型，以生产未硫化轮胎。
具体地，在成型滚筒上，对内衬(作为确保轮胎气密性的部件)、胎体(作为承受轮胎所接受的负荷、冲击和充气压力的部件)、皮带(作为强力收紧胎体以增加胎面刚性的部件)等进行缠绕，将胎体的两端固定在两侧边缘，对胎圈部(作为将轮胎固定在轮辋上的部件)进行布置并将其成型为环形。然后，将胎面粘贴在外圆周的中心，并将胎侧壁部粘贴在径向外侧以形成侧部，由此产生未硫化轮胎。
在本实施方案中，优选提供与轮胎周向成15°～30°角延伸的倾斜带束层，作为带束。因此，轮胎的耐久性得到了保证，同时胎面的刚性可以得到充分的保持。此外，由于其可以在周向上被约束，因此变得易于抑制外径的增大。
然后，将生产的未硫化轮胎在硫化机中加热并加压，以获得轮胎。硫化步骤可以通过应用已知的硫化手段进行。硫化温度为例如大于120℃且小于200℃，硫化时间为例如大于5min且小于15min。
此时，将轮胎安装在标准轮辋上，并将内压设为250kPa，轮胎形成满足上述(式1)和(式2)的形状。
能够满足上述(式1)和(式2)的具体轮胎包括以下尺寸符号的轮胎：145/60R18、145/60R19、155/55R18、155/55R19、155/70R17、155/70R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、185/55R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20等。
在本实施方案中，能够满足(式1)和(式2)的轮胎优选应用于乘用车的充气轮胎，满足上述公式可以更有效地解决本公开的技术问题，即提供高速行驶时滚动阻力降低、耐久性优异的充气轮胎。
实施例
以下，将参照实施例更具体地描述本公开内容。
[实验1]
在本实验中，制造了175尺寸的轮胎并进行了评价。
1.用于形成侧部的橡胶组合物的制造
生产了用于形成侧部的橡胶组合物。
(1)混配材料
首先，制备如下所示的每种混配材料。
(a)橡胶成分
(a-1)NR：TSR20
(a-2)BR-1：UBEPOL-BR150B，由宇部兴产株式会社(Ube Industries,Ltd.)制造(顺式含量：97质量％)
(a-3)BR-2：Nipol-BR1250H，由日本Zeon株式会社(Nippon Zeon Co.,Ltd.)制造(锡末端改性BR，顺式含量：40质量％)
(a-4)BR-3：UBEPOL VCR617，由宇部兴产株式会社(Ube Industries,Ltd.)制造(顺式含量：98质量％)
(b)除橡胶成分外的混配材料
(b-1)炭黑：Show Black N550，由日本卡博特株式会社(Cabot Japan Co.,Ltd.)制造(N2SA:42m2/g)
(b-2)油：Process X-140，由日本能源株式会社(Japan Energy Co.,Ltd.)制造
(b-3)硬脂酸：硬脂酸“Tsubaki”，由日本油脂株式会社(NOF Corporation)制造
(b-4)氧化锌：氧化锌1号，由三井金属矿业株式会社(Mitsui Mining&SmeltingCo.,Ltd.)制造
(b-5)蜡：Sannok蜡，由大内新光化学工业株式会社(Ouchi Shinko ChemicalIndustry Co.,Ltd.)制造
(b-6)抗老化剂-1：Nocrac 6C(N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺)，由大内新光化学工业株式会社(Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.)制造
(b-7)抗老化剂-2：Antage RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉)，由川口化学工业株式会社(Kawaguchi Chemical Industry Co.,Ltd.)制造
(b-8)交联剂和硫化促进剂
硫：粉状硫，由鹤见化学工业株式会社(Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.)制造
硫化促进剂：Nocceler NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)，由大内新光化学工业株式会社(Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.)制造
2)用于形成侧部的橡胶组合物的生产
按照表1和表2所示的配方，将除硫和硫化促进剂以外的材料在150℃的条件下用班伯里混合器捏合5min以得到捏合产物。每个混配量为质量份。
接下来，将硫和硫化促进剂添加到所获得的捏合产物中，并使用开放式辊磨机在80℃下捏合混合物5min，以获得用于形成侧部的橡胶组合物。
2.轮胎制造
使用获得的橡胶组合物，形成具有表1和表2所示厚度S(mm)的侧部部件，并与其他轮胎部件粘合在一起，形成未硫化轮胎，然后在170℃的条件下加压硫化10min，生产具有175型尺寸的各个试验轮胎(实施例1-1至实施例1-5和比较例1-1至比较例1-5)。
3.参数计算
其后，得到每个试验轮胎的外径Dt(mm)、断面宽度Wt(mm)、断面高度Ht(mm)和扁平率(％)，并计算出虚拟体积V(mm3)。同时，从每个试验轮胎的侧部的橡胶层切下来长20mm×宽4mm×厚1mm的橡胶测试片(使轮胎周向为长边)，制造用于粘弹性测量的橡胶测试片。对每个橡胶测试片，在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变1％的条件下，使用GABO有限公司(GABO Co.,Ltd.)生产的Eplexor系列测量tanδ(70℃tanδ)。结果显示在表1和表2中。
然后，测定(Dt-2×Ht)、(Dt2×π/4)/Wt、(V+1.5×107)/Wt、(V+2.0×107)/Wt、(V+2.5×107)/Wt和70℃tanδ×Wt。结果显示在表1和表2中。
5.性能评价测试
(1)高速行驶时滚动阻力的评价
将各试验轮胎安装在车辆(日本产FF车，排量2000cc)的所有车轮上，充入空气，使其内压变成250kPa，然后以100km/h的速度在干燥路面的试验场地行驶。在完成10公里的一圈后，松开油门，从关油门到车辆停止的距离被测量为高速行驶时的滚动阻力。
接下来，将比较例1-5中的结果设定为100，并根据以下公式对结果进行指数化，以相对评价高速行驶时的滚动阻力。该值越大，从关油门到车辆停止的距离越长，稳定状态下的滚动阻力越小，并显示出优异的燃油效率。
滚动阻力＝[(试验轮胎的结果)/(比较例1-5的结果)]×100
(2)耐久性的评价
将各试验轮胎安装在车辆(日本产FF车，排量2000cc)的所有车轮上，充入空气，使其内压变成250kPa后，在超载状态下，在干燥路面的试验场地上，以50km/h的速度行驶10圈，然后以80km/h的速度爬上路面上设置的不平坦处，重复该过程。此后，再次以50km/h的速度驾驶一圈，然后逐渐提高速度，测量驾驶员感到异常时的速度。
接下来，将比较例1-5中的结果设定为100，并根据以下公式，通过指数化来相对评价耐久性。该值越大，耐久性越好。
耐用性＝[(试验轮胎的结果)/(比较例1-5的结果)]×100
(3)综合评价
综合上述(1)和(2)的评价结果，得到综合评价。
(4)评价结果
各项评价的结果见表1和表2。
[表1]
[表2]
[实验2]
在本实验中，制造了195尺寸的轮胎并进行了评价。
在以与实验1相同的方式生产表3和表4所示的实施例2-1至2-5和比较例2-1至2-5的试验轮胎后，通过进行相同的步骤计算每个参数。然后，以同样的方式，进行了性能评价测试并进行了评价。在本实验中，以比较例2-5的结果被设定为100进行评价。每次评价的结果显示在表3和表4中。
[表3]
[表4]
[实验3]
在本实验中，制造了225尺寸的轮胎并进行了评价。
在以与实验1相同的方式生产表5和6所示的实施例3-1至3-5和比较例3-1至3-5的试验轮胎后，通过进行相同的步骤计算每个参数。然后，以同样的方式，进行了性能评价测试并进行了评价。在本实验中，以比较例3-5的结果被设定为100进行评价。每次评价的结果显示在表5和表6中。
[表5]
[表6]
[实验1～3概述]
从实验1～3(表1～6)的结果看，对于任意尺寸、175尺寸、195尺寸、225尺寸的轮胎，结果表明，当满足上述(式1)和(式2)时，可以提供一种充气轮胎，其在高速行驶时的滚动阻力充分降低且耐久性充分提高。
然后，结果表明，通过满足权利要求2及其后的各项要求，可以提供一种在高速行驶时滚动阻力和耐久性进一步提高的轮胎。
另一方面，当不满足(式1)或(式2)时，高速行驶时的滚动阻力无法得到充分降低，耐久性无法得到充分改善。
[实验4]
接下来，用相同的配方生产三种类型的轮胎(实施例4-1至4-3)，其中虚拟体积V和截面宽度Wt之间的关系没有明显差异，并以相同的方式进行评价。在此，除了评价高速运行时的滚动阻力和耐久性之外，还评价了驾驶舒适度。
具体地，将每个试验轮胎安装在车辆(日本产FF车，排量2000cc)的所有车轮上，充入空气，使其内压为250kPa，然后在干燥的路面试验场上驾驶。当车辆以100km/h的速度行驶了10公里后，驾驶员以5分制对驾驶舒适度进行了感官测试。将20名驾驶员的评价相加后，根据以下公式对评价进行指数化，其中，以实施例4-3的总分为100分，对驾驶舒适度进行相对评价。该值越大表示驾驶舒适度越好。
驾驶舒适度＝[(试验轮胎的评价总分)/(实施例4-3的评价总分)]×100
然后，与实验1～3一样，将每个评价结果加总，得到综合评价。表7显示了每次评价的结果。
[表7]
表7显示，当虚拟体积V和截面宽度Wt之间的关系没有大的差异时，随着截面宽度Wt变小(如从小于205mm到小于200mm)，以及扁平率的增加，高速行驶时的滚动阻力和耐久性都得到了改善。还发现，驾驶舒适度也得到了改善。
尽管上文中已基于实施方案描述了本公开内容，但本公开内容不限于上述实施方案。在与本公开内容相同和等同的范围内，可以对上述实施方案进行各种修改。
本公开(1)是：
一种具有侧部的充气轮胎，其中
在轮胎的最大宽度处，侧部的胎体径向外侧的橡胶层的厚度S(mm)为3mm以下；
在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变率1％的条件下测量的橡胶层的损耗角正切(70℃tanδ)为0.15以下；以及
当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa的状态下的轮胎的截面宽度为Wt(mm)，外径为Dt(mm)以及轮胎所占空间的体积为虚拟体积V(mm3)时，所述轮胎满足以下(式1)和(式2)：
1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4 (式1)
[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105 (式2)。
本公开(2)是根据本公开(1)的充气轮胎，其中满足以下(式3)：
[(V+2.0×107)/Wt]≦2.88×105 (式3)。
本公开(3)是根据本公开(2)的充气轮胎，其中满足以下(式4)：
[(V+2.5×107)/Wt]≦2.88×105 (式4)。
本公开(4)是根据本公开(1)至(3)的任意组合的充气轮胎，其中，当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa的状态下的轮胎的外径为Dt(mm)以及轮胎的截面高度为Ht(mm)时，(Dt-2×Ht)为470(mm)以上。
本公开(5)是根据本公开(1)至(4)的任意组合的充气轮胎，其扁平率为40％以上。
本公开(6)是根据本公开(5)的充气轮胎，其扁平率为45％以上。
本公开(7)是根据本公开(6)的充气轮胎，其扁平率为47.5％以上。
本公开(8)是根据本公开(7)的充气轮胎，其扁平率为50％以上。
本公开(9)是根据本公开(1)至(8)的任意组合的充气轮胎，其中，满足以下(式5)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦80000 (式5)。
本公开(10)是根据本公开(9)的充气轮胎，其中，满足以下(式6)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦60000 (式6)。
本公开(11)是根据本公开(10)的充气轮胎，其中，满足以下(式7)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦40000 (式7)。
本公开(12)是根据本公开(11)的充气轮胎，其中，满足以下(式8)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦35000 (式8)。
本公开(13)是根据本公开(1)至(12)的任意组合的充气轮胎，其中，Dt小于685(mm)，其中Dt(mm)是当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa时的轮胎的外径。
本公开(14)是根据本公开(1)至(13)的任意组合的充气轮胎，其中，截面宽度Wt(mm)小于205mm。
本公开(15)是根据本公开(14)的充气轮胎，其中，截面宽度Wt(mm)小于200mm。
本公开(16)是根据本公开(1)至(15)的任意组合的充气轮胎，其中，充气轮胎是用于乘用车的充气轮胎。
Claims (16)
1.一种具有侧部的充气轮胎，其特征在于，
在轮胎的最大宽度处，侧部的胎体径向外侧的橡胶层的厚度S(mm)为3mm以下；
在70℃、频率10Hz、初始应变5％、动态应变率1％的条件下测量的橡胶层的损耗角正切(70℃tanδ)为0.15以下；以及
当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa的状态下的轮胎的截面宽度为Wt(mm)，外径为Dt(mm)以及轮胎所占空间的体积为虚拟体积V(mm3)时，所述轮胎满足以下(式1)和(式2)：
1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4(式1)
[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105(式2)。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎满足以下(式3)：
[(V+2.0×107)/Wt]≦2.88×105(式3)。
3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎满足以下(式4)：
[(V+2.5×107)/Wt]≦2.88×105(式4)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，当轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa的状态下的轮胎的外径为Dt(mm)以及轮胎的截面高度为Ht(mm)时，(Dt-2×Ht)为470(mm)以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎的扁平率为40％以上。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎的扁平率为45％以上。
7.根据权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎的扁平率为47.5％以上。
8.根据权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎的扁平率为50％以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎满足以下(式5)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦80000(式5)。
10.根据权利要求9所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎满足以下(式6)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦60000(式6)。
11.根据权利要求10所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎满足以下(式7)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦40000(式7)。
12.根据权利要求11所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎满足以下(式8)：
70℃tanδ×(V/Wt)×S≦35000(式8)。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述Dt小于685(mm)，其中Dt(mm)是轮胎安装在标准轮辋上且内压为250kPa时的轮胎的外径。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述截面宽度Wt(mm)小于205mm。
15.根据权利要求14所述的充气轮胎，其特征在于，所述截面宽度Wt(mm)小于200mm。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎是用于乘用车的充气轮胎。
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