CN116635251A - 轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有优异的耐剥离性能以使得即使在高速行驶期间对轮胎施加大冲击时也不易产生电子元件从轮胎表面剥离的轮胎。用于内置电子元件的电子元件安装部件安装在配置在轮胎内腔部中的轮胎内侧部件的表面。电子元件安装部件包括:用于存放电子元件的电子元件存放部和具有用于将电子元件安装部件安装在轮胎内侧部件表面的接合面的接合部。通过电子元件安装部件的与轮胎内腔面的接合面的中心点且垂直于胎面部表面轮廓的线不通过形成在胎面部表面的周向沟,接合部在30℃下的复弹性模量E*r(MPa)和构成胎面部的胎面橡胶在30℃下的复弹性模量E*t(MPa)满足E*r/E*t<1。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎,其配置在轮胎内腔部的轮胎内侧部件的表面设有内置电子元件的电子元件安装部件。
背景技术
为了使车辆舒适地行驶,认为适当地管理安装的轮胎的气压是重要的。近年来,在内部安装轮胎压力监测系统(TPMS)的情况变得越来越普遍(例如,专利文献1~4)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]JP2018-016185A
[专利文献2]JP2018-199396A
[专利文献3]JP2019-023594A
[专利文献4]JP2019-026218A
发明内容
[发明所要解决的问题]
比如TPMS之类的传感器通常是由金属制成的电子元件,因此存在下述担忧:如果将其直接固定在橡胶轮胎上,则其在滚动时将剥离。特别地,存在下述担忧:当车辆高速行驶时遇到比如跨台阶之类的大冲击时,电子元件安装部件可能从轮胎表面剥离。
因此,本发明的目的是提供一种具有即使在高速行驶期间遇到大冲击时电子元件也不易从轮胎表面剥离的优异耐剥离性的轮胎。
[用于解决问题的手段]
本发明人针对如何解决上述问题进行深入研究,发现上述问题可以通过下述公开来解决,进而完成了本发明。
本发明是:
一种轮胎,具有内置电子元件的电子元件安装部件安装在轮胎内侧部件的表面,其特征在于,
电子元件安装部件包括电子元件存放部和接合部,所述电子元件存放部存放电子元件,所述接合部具有用于将电子元件安装部件安装在轮胎内侧部件的表面上的接合面;
通过电子元件安装部件的与轮胎内腔面的接合面的中心点并且垂直于胎面部的表面轮廓的线不通过形成在胎面部表面的周向沟;
接合部在30℃下的复弹性模量E*r(MPa)和构成胎面部的胎面橡胶在30℃下的复弹性模量E*t(MPa)满足下述(式1)。
E* r/E* t<1··········(式1)
[发明的效果]
根据本发明,可以提供一种具有即使在高速行驶期间遇到大冲击时电子元件安装部件也不易从轮胎表面剥离的优异耐剥离性的轮胎。
附图说明
[图1]是显示本发明一实施方式的轮胎的结构的截面图。
[图2](A)是显示本发明另一实施方式的轮胎的胎面表面形状的图,以及(B)是显示本发明又一实施方式的轮胎的结构的截面图。
[图3](A)是从与接合面相对的一侧观察的本发明一实施方式的电子元件安装部件的透视图,(B)是从接合面侧观察的透视图。
[图4]是从与接合面相对的一侧观察的本发明另一实施方式的电子元件安装部件的透视图。
[附图标记]
1:轮胎
2:电子元件安装部件
3:胎面部表面
11:胎面
12:带束
13:胎侧壁
14:胎体层
15:胎圈芯
16:胎圈三角胶
17:胎圈包布
18:搭接部
19:轮胎内侧部件(内衬层)
21:电子元件存放部
22:接合部
31:周向沟
32a、32d:横沟
33:刀槽花纹(sipe)
34:最靠近赤道面的区域
35:轮胎轴向外侧的区域
dt:胎面橡胶层的厚度
dr:电子元件安装部件的厚度
A:接合面
CL:轮胎的中心线
cl:电子元件安装部件的中心线
E1:(与电子元件存放部的接合面相对的一侧的)上端部
E2:(电子元件存放部的接合面一侧的)下端部
I:轮胎内腔面
S:存放空间
VL:虚拟线
具体实施方式
[1]本发明的轮胎的特征
首先,对本发明的轮胎的特征进行说明。
1.概述
本发明的轮胎是这样一种轮胎,其中,用于内置电子元件的电子元件安装部件安装在配置在轮胎内腔部的轮胎内侧部件的表面。电子元件安装部件包括:存放电子元件的电子元件存放部,以及具有用于将电子元件安装部件安装在轮胎内侧部件表面的接合面的接合部。通过电子元件安装部件与轮胎内腔面的接合面的中心点并且垂直于胎面部的表面轮廓的线不通过形成在胎面部表面的周向沟。此外,接合部在30℃下的复弹性模量E*r(MPa)和构成胎面部的胎面橡胶在30℃下的复弹性模量E*t(MPa)满足以下(式1)。
E*r/E*t<1··········(式1)
通过使轮胎如上所述,如后所述,提供一种具有即使在高速行驶期间遇到大冲击时电子元件安装部件也不易从轮胎表面剥离的优异的耐剥离性的轮胎。
在以上说明中,“形成在胎面部表面的周向沟”是指在周向上连续延伸的宽度为2mm以上的沟。未连续一周圈的沟(比如槽花纹或装饰沟)不包括在内。只要周向沟是在周向上连续延伸的沟,则周向沟的形状没有限定,周向沟可为弯曲状的沟或锯齿状的沟。
此外,在胎面部由多个胎面橡胶层构成时,在以上说明中,胎面橡胶层是指,
在胎面陆部(在轮胎截面中,胎面陆部通过电子元件安装部件的接合面的中心线,并且垂直于胎面部的表面轮廓的线通过胎面陆部)被2条周向沟分隔时,通过两侧的周向沟深度的95%的位置处、在与胎面轮廓平行的线的径向外侧的橡胶层中面积最大的橡胶层;以及
在胎面陆部被接地端和周向沟分隔时,通过周向沟深度的95%位置处、在与胎面轮廓平行的线的径向外侧的橡胶层中面积最大的橡胶层。
在以上说明中,周向沟深度是将沟的胎面表面端部连接的线与沟底部表面之间的最短距离。
在以上说明中,E*r和E*t根据JISK 6394的规定,使用比如GABO制造的“EPLEXOR(注册商标)”等粘弹性测定装置,在温度:30℃、初始应变:5%、动态应变率:±1%、频率:10Hz和变形模式:拉伸的条件下进行测定。
在本发明中,在电子元件安装部件的接合部和电子元件存放部由相同的橡胶组合物制成时,也可用电子元件存放部的粘弹性代替接合部的粘弹性。
2.本发明的轮胎中的效果显现机制
本发明的轮胎中的效果显现机制被认为如下。
在轮胎滚动时,胎面部围绕周向沟的沟底变形,因此位于沟底更内侧的轮胎内腔面的变形不可避免地增大。如果电子元件安装部件的中心位置(该中心位置也是接合面的中心点)存在于该变形大的位置处的话,则如上所述,由于滚动引起的移动(变形)将变大,累积数也将变大,在行驶时电子元件安装部件可能从轮胎剥离并且脱落。
因此,在本发明中,将电子元件安装部件以使其中心位置(接合面的中心点)与沟偏离的方式配置,据认为,这样可以抑制由滚动引起的大变形向电子元件安装部件的传递。
此外,接合部在30℃下的复弹性模量E*r(MPa)和构成胎面部的胎面橡胶在30℃下的复弹性模量E*t(MPa)满足E*r/E*t<1(式1)。也就是说,电子元件安装部件被制成比胎面陆部中体积最大的橡胶层更软,从而可以柔软地顺应胎面部的变形。
E*r/E*t优选小于0.95,更优选小于0.90,进一步优选为0.80以下,特别优选小于0.80,尤其优选为0.67以下。另一方面,下限没有特别限定,但是优选大于0.30,更优选为0.40以上,进一步优选大于0.40,特别优选大于0.50,尤其优选为0.60以上。这是因为,如果该值为0.30以下的话,则从陆部接收到的振动将引起电子元件安装部件振动过多,并且认为耐剥离效果将降低。
胎面橡胶的复弹性模量E*t优选为6MPa以上,更优选为8MPa以上,进一步优选为8.5MPa以上,特别优选为9MPa以上。这是因为,如果该复弹性模量小于6MPa的话,则胎面部处的变形过大,并且传递到电子元件安装部件的变形变大。
另一方面,该复弹性模量优选为15MPa以下,更优选为12MPa以下,进一步优选为10MPa以下。这是因为,当该复弹性模量大于15MPa时,在胎面陆部中产生的冲击可能传递到内部,传递到电子元件安装部件的冲击也增大,耐剥离性能被认为会降低。
电子元件安装部件的复弹性模量E*r优选为2MPa以上,更优选为4MPa以上,进一步优选为5MPa以上。这是因为,当该复弹性模量小于2MPa时,电子元件安装部件由于接收到的冲击而倾向于振动,耐剥离性能被认为会降低。
另一方面,该复弹性模量优选为12MPa以下,更优选为10MPa以下,进一步优选为8MPa以下。据认为,通过将该复弹性模量设定为12MPa以下,更容易顺应从胎面部传递的变形,并且耐剥离性能提高。
其结果是,即使在高速行驶期间由于大冲击而使胎面部变形,也能够充分抑制电子元件安装部件从轮胎中剥离,据认为,能够发挥优异的耐剥离性能。
3.本发明的轮胎的优选方面
本发明的轮胎优选采用以下方面。
(1)胎面橡胶的损耗角正切
本发明的轮胎中,胎面橡胶的0℃下的损耗角正切(0℃ tanδ)优选为0.30以上。
损耗角正切tanδ是表示能量吸收性能的参数,并且认为该值越高,则可以吸收越多的能量。在输入频率高时,认为在低于实际温度的温度下的损耗角正切对能量吸收性能有影响。因此,通过将胎面橡胶的0℃下的tanδ(0℃ tanδ)控制为这样的值,可以吸收施加至胎面部的能量(特别是在高速行驶期间遇到冲击时施加至胎面部的能量),据认为,这样可以进一步减少传递到电子元件安装部件的变形,从而更充分地抑制电子元件安装部件的剥离。
另外,0℃ tanδ更优选为0.33以上,进一步优选为0.35以上,0℃ tanδ在测量温度:0℃、初始应变:10%、动态应变:±2.5%、频率:10Hz、变形模式:拉伸的条件下测定。
另一方面,损耗角正切也是表示橡胶发热性的参数,并且存在胎面部的温度可能由于滚动期间与路面之间发生的变形而升高的担忧。如果胎面部的温度过度升高的话,则胎面部很有可能变形,据认为,与内腔部接触的电子元件安装部件的耐剥离性能会降低。
考虑到这一点,胎面橡胶的30℃下的损耗角正切(30℃ tanδ)优选为0.13以下,更优选0.12以下,进一步优选为0.11以下,特别优选为0.1以下。30℃ tanδ在测量温度:30℃、初始应变:5%、动态应变:±1%、频率:10Hz、变形模式:拉伸的条件下测定。
上述各tanδ例如可以使用比如GABO制造的“EPLEXOR(注册商标)”等粘弹性测定装置来测定。
(2)电子元件安装部件的厚度与胎面部的橡胶层的厚度之间的关系
本发明中,优选地,电子元件安装部件的厚度dr(mm)与电子元件安装部件的接合部的轮胎径向外侧的胎面部的橡胶层的厚度dt(mm)在接合部中满足0.25<(dr/dt)<1.25(式2)。
如果电子元件安装部件的厚度dr相对于胎面部的橡胶层的厚度dt过大的话,则从胎面部传递的振动会引起电子元件安装部件在与接合部相反的一侧上极大振动,耐剥离效果被认为会降低。另一方面,如果电子元件安装部件的厚度dr相对于胎面橡胶的厚度dt过小的话,则胎面部的变形将增大施加至电子元件安装部件的应变,耐剥离效果被认为会降低。
另外,(dr/dt)优选为0.75以上,更优选为0.85以上,进一步优选为0.90以上。另一方面,优选该值优选为1.15以下,更优选为1.10以下,进一步优选为1.05以下,特别优选为1以下。
“胎面部的橡胶层的厚度”是整个胎面橡胶层在安装有电子元件安装部件的区域的陆部中央处的厚度。当设置带束补强层、带束层等时,其是从胎面最外表面到它们之中径向最外层之间的厚度。“电子元件安装部件的厚度”是电子元件安装部件的总厚度。
(3)电子元件安装部件的玻璃化转变点与胎面橡胶的玻璃化转变点之间的关系
本发明中,优选地,电子元件安装部件的玻璃化转变点Tgr(℃)与胎面橡胶的玻璃化转变点Tgt(℃)满足Tgt-Tgr>0 (式3)。
已知,橡胶和塑料的比如硬度、刚度和粘度等物理性能在玻璃化转变点(Tg)的边界处急剧变化。在该点处,各橡胶组合物的损耗角正切达到最大值。基于这种认知,通过使胎面橡胶的玻璃化转变点Tgt高于电子元件安装部件的接合部的玻璃化转变点Tgr(Tg t-Tgr>0),认为当发生冲击时,胎面部倾向于显示出更高的损耗角正切,使得其更容易吸收胎面橡胶内的冲击。同时,即使在低温环境中,电子元件安装部件的接合部也比胎面橡胶更柔软,并且即使冲击传递到电子元件安装部件,在电子元件安装部件内部也能够减少冲击,因此认为可以更可靠地抑制从轮胎内腔表面剥离。
Tgt-Tgr优选为2℃以上,更优选为4℃以上,进一步优选为5℃以上。上限没有特别限定,但优选为100℃以下,更优选为70℃以下,进一步优选为30℃以下,特别优选为20℃以下,尤其优选为18℃以下,更进一步优选为17℃以下,尤其特别优选为16℃以下。
胎面橡胶的玻璃化转变点Tgt没有特别限定,但优选为-50℃以上,更优选为-45℃以上,进一步优选为-40℃以上,特别优选为-35℃以上。这是因为,如果该温度小于-50℃的话,则胎面橡胶的运动性变得过高,并且在遇到冲击时变形量增大,导致耐剥落性能降低。另一方面,该玻璃化转变点优选为0℃以下,更优选为-10℃以下,进一步优选为-15℃以下,特别优选为-17℃以下,尤其优选为-18℃以下,更进一步优选为-19℃以下。这是因为,当该温度大于0℃时,即使在正常行驶期间,胎面橡胶的运动性也低,并且冲击很有可能传递到内部,导致耐剥离性能降低。
电子元件安装部件的接合部的玻璃化转变点Tgr优选为-60℃以上,更优选为-55℃以上,进一步优选为-45℃以上,特别优选为-35℃以上。这是因为,如果该温度低于-60℃的话,则接合部的移动率变得过高,并且当传递冲击时,很有可能发生共振,导致耐剥离性能降低。另一方面,上限优选为-10℃以下,更优选为-20℃以下,进一步优选为-25℃以下。这是因为,当该温度为-10℃以上时,在遇到冲击时内部运动性变得过低,并且变得不可能顺应胎面部的变形,导致耐剥离性能降低。
[2]具体实施方式
接下来,将对本发明的具体实施方式进行说明。在以下说明中,将以由橡胶制成的电子元件安装部件作为电子元件安装部件的示例。然而,没有特别的限定,只要满足上述(式1)的关系,就可使用由塑料制成的电子元件安装部件。
1.轮胎构造
图1是显示本发明一实施方式的轮胎的构造的截面图。图1中,1是轮胎,2是电子元件安装部件,3是胎面部的表面。另外,11是胎面,12是带束,13是胎侧壁,14是胎体层,15是胎圈芯,16是胎圈三角胶,17是胎圈包布,18是搭接部,19是轮胎内侧部件(内衬层),31是周向沟。此外,I是轮胎内腔面,CL是轮胎的宽度方向上的中心线。
如图1所示,电子元件安装部件2首先配置在轮胎内腔面I即内衬层19的表面上。此时,为了缓和施加至电子元件安装部件的冲击,配置成使得通过电子元件安装部件的与轮胎内腔面的接合面的中心点并且垂直于胎面部的表面轮廓的线不通过形成在胎面陆部表面3的周向沟31。此时,通过电子元件安装部件接合面中心线的直线与胎面陆部中心之间的偏差优选在±10mm以内,更优选在±7mm以内,进一步优选在±5mm以内,特别优选在±2mm以内。这是因为,如果其大于10mm的话,则其靠近胎面陆部端,从胎面部传递的冲击变大,并且认为耐剥离性能降低。
此处,胎面部的表面轮廓是通过将形成轮胎(所述组装在“标准轮辋”上、施加“标准内压”并且无负荷状态下的轮胎)胎面部的接地面陆部表面连接而形成的表面形状。例如,其可以通过下述方法确认:将在轮胎径向上以约2cm的宽度切出的部段的胎圈部按适用的轮辋宽度进行固定,并将相邻的陆部之间虚拟地连接起来。
然后,通过绘出通过电子元件安装部件的与轮胎内腔面接合面中心点并且垂直于通过上述方法获得的胎面部表面轮廓的虚拟线,可以确认该虚拟线不通过形成在胎面部的周向沟,并且可以通过将上述以约2cm的宽度切出的部段的胎圈部按适用的轮辋宽度进行固定来容易地确认。
此外,为了获得具有高精度和稳定性的监测信息,优选地,电子元件安装部件的中心位于被线划分的4个区域中在轮胎截面上最靠近轮胎赤道面的中央2个区域内,所述线将对形成胎面接地宽度的两接地端之间进行4等分的线平行于轮胎径向进行延伸。图1中,作为示例,示出电子元件安装部件2安装在轮胎内腔面的轮胎宽度方向上的中央部,即,安装在中心线CL上的示例。虽然图中未示出,但是电子元件内置在电子元件安装部件2中。
图2是本发明另一实施方式的轮胎的图,其中(A)是示出胎面表面形状的图,(B)是示出轮胎结构的截面图。在图2(A)中,VL是将形成胎面接地宽度的两接地端与两接地端之间进行4等分的虚拟线。此外,在图2(B)中,cl是电子元件安装部件2的中心线。区域34和35是被虚拟线VL4等分的区域,34是最靠近轮胎赤道面的区域,35是轮胎轴向外侧的区域。在图2(A)中,32d是中央横沟,32a是在轮胎的轴向外侧端部设置有装饰沟的横沟。此外,33是刀槽花纹。
在本实施方式的轮胎中,胎面部表面3的轮胎的中心线CL上(即,在赤道上)形成有一条周向沟31,在其两侧上各自形成有一条周向沟31。在以这样的方式在赤道上形成有周向沟31的轮胎中,优选地,使电子元件安装部件的中心被使两接地端和两接地端之间进行4等分的线与轮胎径向平行地延伸的线划分的4个区域中,具体地,被从在两接地端之间进行4等分的轮胎表面轮廓上的位置开始、与该轮廓垂直地延伸的虚拟线VL划分的4个区域中,位于最靠近轮胎赤道面的中央2个区域34内。
此处,“形成胎面接地宽度的两接地端”是指,在将轮胎安装在“标准轮辋”上,施加“标准内压”,在平板上以垂直姿势静止配置后,施加“标准载荷”时,形成在与平板之间的接触面上的轮胎轴向最大直线距离的端部。具体地,例如,可以通过下述方法确定:向胎面表面涂有油墨的轮胎施加“标准载荷”,将其按压在纸板上,转印油墨。
此外,电子元件安装部件是否位于通过上述在两接地端间进行4等分而划分的4个区域中最靠近轮胎赤道面的中央2个区域内,例如可以通过下述方法确认:在以大约2cm的宽度切出的部段截面上转印接地端位置,沿表面轮廓将轮胎进行4等分。
此外,“标准轮辋”是在包括轮胎所基于的规格的规格体系中,该规格就各轮胎所规定的轮辋。例如,在JATMA(日本机动车轮胎协会)的情况下,其是指“JATMA年鉴(JATMAYEAR BOOK)”中记载的适用尺寸中的标准轮辋,在ETRTO(欧洲轮胎与轮辋技术组织(TheEuropean Tyre and Rim Technical Organisation))的情况下,其是指“标准手册(STANDARDS MANUAL)”中记载的“测定轮辋(Measuring Rim)”,在TRA(轮胎与轮辋协会(TheTire and Rim Association,Inc.))的情况下,其是指“年鉴(YEAR BOOK)”中记载的“设计轮辋(Design Rim)”。对于规格未确定的轮胎,其是指可以组装且可以保持内压的轮辋,即,不会使轮辋和轮胎之间产生漏气且具有最小轮辋直径进而具有最窄轮辋宽度的轮辋。
“标准内压”是上述规格就各轮胎所规定的气压,对于JATMA,其为最高气压,对于TRA,则是表“在各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中记载的最大值,对于ETRTO,其为“充气压力(INFLATIONPRESSURE)”。对于规格中未规定的轮胎,其为250kPa。
“标准载荷”是上述规格就各轮胎所规定的载荷,是指可以负载在轮胎上的最大质量,对于JATMA,其为最大负荷能力,对于TRA,则是表“在各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值,对于ETRTO,则是“负荷能力(LOAD CAPACITY)”。
对于规格中未规定的轮胎,标准载荷通过下式计算。
标准载荷(kg)=0.000011×V+175
V={(Dt/2)2-(Dt/2-Ht)2}×π×Wt
其中,V是轮胎的占有体积(mm3),Dt是轮胎外径(mm),Ht是轮胎截面高度(mm),Wt是轮胎截面宽度(mm)。其是在标准状态下测定的值。需要注意的是,π是圆周率。
在以上说明中,轮胎的外径Dt是,在将轮胎安装在标准轮辋上、将内压设定为250kPa并且不施加负荷时,轮胎的外径。轮胎截面高度Ht是轮胎的从胎圈部的底面开始到胎面的最外表面为止的距离,以轮胎外径与轮辋名义直径之差的1/2算出。轮胎的截面宽度Wt是,将轮胎安装在标准轮辋上、将内压设定为250kPa并且不施加负荷时,从包括轮胎侧面上的所有图案和字符在内的胎侧壁之间的直线距离(轮胎的总宽度)中减去轮胎侧面上的图案和字符而得到的宽度。
接着,电子元件安装部件2具有:用于存放电子元件的电子元件存放部,以及具有用于将电子元件安装部件2安装在内衬层19的表面的接合面的接合部。
图3(A)是从与接合面相对的一侧观察本实施方式的电子元件安装部件2的透视图,图3(B)是从接合面一侧观察电子元件安装部件2的斜视图。此外,图4是从与接合面相对的一侧观察另一实施方式的电子元件安装部件2的斜视图。
在图3和图4中,21是电子元件存放部,22是接合部。A是与内衬层19接合的接合面,E1是电子元件存放部的与接合面相对的一侧的上端部,E2是电子元件存放部的接合面侧的下端部,S是电子元件的存放空间。
如图3和图4所示,电子元件存放部21形成为筒状,其内部具有用于电子元件的存放空间S。在电子元件存放部21的下端部E2,形成有凸缘状的接合部22,在接合部22的下表面,形成有接合面A。通过将接合部22形成为凸缘状,能够增大接合面A的尺寸,并且能够确保与轮胎内侧部件之间的充分的粘接面积,从而能够进一步提高接合强度。
存放空间S的横截面形状、尺寸和深度根据所要存放的电子元件的形状和尺寸适当地确定。关于横截面的形状,例如,除了图示的圆形以外,还可以适当地设置为椭圆形、多边形等。优选地,筒体的侧壁形成为截锥形,以使得存放空间S的横截面的尺寸在下端部E2侧大而在上端部E1侧小,并且不垂直于接合部22。
优选地,电子元件存放部21的下端部E2侧形成为开口,以使得例如传感器能够与轮胎的轮胎内侧部件直接接触,并且能够以更高的灵敏度获取准确的信息。另一方面,在上端部E1侧如图3(A)所示开口时,电子元件能可拆卸地安装并且容易更换。如图4所示,上端部E1侧可闭塞。在这种情况下,可以将电子元件密封地存放在存放空间S内,并且放置在稳定的环境中。
虽然存放空间S的下端部E2处的直径没有特别限定,但其优选为50mm以下,更优选为40mm以下,进一步优选为25mm以下。这是因为,如果该直径大于50mm的话,则存放空间S的下端部很有可能由于胎面部的周向沟部而变形,耐剥离性能被认为会降低。
直径没有特别限定,但优选为10mm以上,更优选为15mm以上。此外,电子元件和电子元件安装部件的合计重量例如优选为15g以上,更优选为20g以上。另一方面,该重量优选为500g以下,更优选为250g以下,进一步优选为100g以下。这是因为,如果该重量大于500g的话,则电子元件和电子元件安装部件的动能增加,在滚动期间通过胎面部传递的冲击增大,耐剥落性能被认为会降低。
2.胎面橡胶
本实施方式中,胎面橡胶可以通过下述方法获得:将通过捏合下述各种配混材料而制造的橡胶组合物(胎面橡胶组合物)挤出成形为预定形状。
(1)胎面橡胶组合物
本实施方式中,胎面橡胶组合物含有比如如下所述的橡胶成分、填料、软化剂、硫化剂、硫化促进剂等各种配混材料,可以通过适当地调整配混材料(特别是填料、和软化剂)的种类和量而得到。
(a)橡胶成分
本实施方式中,作为橡胶成分,可以使用通常用于制造轮胎的橡胶(聚合物),比如丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯系橡胶、丁腈橡胶(NBR)等。其中,优选含有苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)和异戊二烯系橡胶()。这些橡胶可单独使用或组合使用。从通过使各橡胶相分离、彼此缠结来防止冲击传播的角度考虑,优选将两种类型的橡胶一起使用,比如异戊二烯系橡胶和BR、BR和SBR、或者异戊二烯系橡胶和SBR,或者使用三种类型的橡胶即异戊二烯系橡胶、BR和SBR的组合。
(a-1)SBR
橡胶成分100质量份中的SBR的含量例如优选大于20质量份,更优选大于30质量份,进一步优选大于40质量份。另一方面,该含量优选小于100质量份,更优选小于70质量份,进一步优选小于60质量份。
SBR的重均分子量例如大于100,000且小于2,000,000。SBR的苯乙烯含量例如优选大于5质量%,更优选大于10质量%,进一步优选大于20质量%。另一方面,该苯乙烯含量优选小于50质量%,更优选小于40质量%,进一步优选小于35质量%。SBR的乙烯基结合量(1,2-结合丁二烯单元量)例如大于5质量%且小于70质量%。SBR的结构鉴定(苯乙烯含量和乙烯基结合量的测定)可以使用例如由日本电子株式会社制造的JNM-ECA系列装置来进行。
SBR没有特别限定,例如可以使用乳液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(E-SBR)、溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(S-SBR)等。SBR可为非改性SBR或改性SBR。
改性SBR可为具有与填料比如二氧化硅等相互作用的官能团的任何SBR。其示例包括:
末端改性SBR(在末端上具有上述官能团的末端改性SBR),其中,用具有上述官能团的化合物(改性剂)对SBR的至少一个末端进行了改性,
在主链上具有上述官能团的主链改性SBR,
在主链和末端上具有上述官能团的主链末端改性SBR(例如,在主链上具有上述官能团并且用上述改性剂对至少一个末端进行了改性的主链末端改性SBR),以及
末端改性SBR,用在分子中具有2个以上环氧基的多官能化合物进行了改性(偶联),并且其中引入有环氧基或羟基。
上述官能团的示例包括: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(sulfidegroup)、二硫醚基(disulfidegroup)、磺酰基、亚磺酰基、硫代羰基、铵基、酰亚胺基、亚肼基(hydrazogroup)、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羟基、氧基和环氧基。此外,这些官能团可具有取代基。
此外,作为改性SBR,例如可以使用用由下式表示的化合物(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、甲硅烷基氧基、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可组合以与氮原子形成环结构。n表示整数。
作为被由上式表示的化合物(改性剂)改性的改性SBR,可以使用溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(S-SBR)的聚合末端(活性末端)被由上式表示的化合物改性的SBR(例如,在JP-A-2010-111753中记载的改性SBR)。
作为R1、R2和R3,烷氧基是合适的(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)。作为R4和R5,烷基(优选具有1~3个碳原子的烷基)是合适的。n优选为1~5,更优选为2~4,进一步优选为3。此外,在R4和R5结合与氮原子一起形成环结构时,优选4~8元环。烷氧基也包括环烷氧基(环己氧基等)和芳氧基(苯氧基、苄氧基等)。
上述改性剂的具体示例包括: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。这些可单独使用或组合使用2种以上。
另外,作为改性SBR,也可以使用用以下化合物(改性剂)进行了改性的改性SBR。上述改性剂的示例包括: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多缩水甘油醚;双酚A二缩水甘油醚等具有2个以上酚基的芳香族化合物的多缩水甘油醚;1,4-二缩水甘油基苯、1,3,5-三缩水甘油基苯、多环氧化液态聚丁二烯等多环氧化合物;4,4’-二缩水甘油基-二苯甲胺、4,4’-二缩水甘油基-二苄基甲胺等具有环氧基的叔胺;二缩水甘油基苯胺、N,N’-二缩水甘油基-4-缩水甘油基氧基苯胺、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-吗啉碳酰氯、1-吡咯烷碳酰氯、N,N-二甲基氨基甲酰氯、N,N-二乙基氨基甲酰氯等含有氨基的酰氯;1,3-双-(缩水甘油基氧基丙基)-四甲基二硅氧烷、(3-缩水甘油基氧基丙基)-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、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丁氧基甲硅烷基)丙基]硫化物等含有硫醚基的硅烷化合物;乙烯亚胺、丙烯亚胺等N-取代氮丙啶化合物;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、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-二甲基氨基苯甲醛、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-二甲基氨基苯乙酮、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。另外,用上述化合物(改性剂)进行的改性可以通过公知的方法实施。
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株式会社等制造和销售的SBR。SBR可单独使用或组合使用2种以上。
(a-2)BR
视需要,所述胎面橡胶组合物可进一步含有BR。在这种情况下,橡胶成分100质量份中,BR的含量例如优选大于10质量份,更优选大于20质量份,进一步优选大于30质量份。另一方面,该含量优选小于70质量份,更优选小于60质量份,进一步优选小于50质量份。
BR的重均分子量例如大于100,000且小于2,000,000。BR的乙烯基结合量例如大于1质量%且小于30质量%。BR的顺式量例如大于1质量%且小于98质量%。BR的反式量例如大于1质量%且小于60质量%。
BR没有特别限定,可以使用高顺式含量(顺式含量为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可为非改性BR或改性BR,改性BR包括引入有上述官能团的改性BR。这些可单独使用或组合使用2种以上。顺式含量可以通过红外吸收光谱法测定。
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株式会社等的制品。
(a-3)异戊二烯系橡胶
视需要,所述胎面橡胶组合物可进一步含有异戊二烯系橡胶。在这种情况下,橡胶成分100质量份中,异戊二烯系橡胶的含量例如优选大于5质量份且小于20质量份。
异戊二烯系橡胶包括天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、改质NR、改性NR、改性IR等。
作为NR,例如,可以使用在轮胎工业中常用的那些,比如SIR20、RSS#3和TSR20。IR没有特别限定,可以使用轮胎工业中常用的那些,比如IR2200。改质NR包括脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶(UPNR)等。改性NR包括环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、接枝化天然橡胶等。改性IR包括环氧化异戊二烯橡胶、氢化异戊二烯橡胶、接枝化异戊二烯橡胶等。这些可单独使用或组合使用2种以上。
(a-4)其它橡胶成分
橡胶组合物还可含有通常用于制造轮胎的橡胶(聚合物)比如丁腈橡胶(NBR)作为其它橡胶成分。
(b)除橡胶成分以外的配混材料
(b-1)填料
本实施方式中,橡胶组合物优选含有填料。填料的具体示例包括二氧化硅、炭黑、碳酸钙、滑石、氧化铝(矾土)、粘土、氢氧化铝和云母。其中,二氧化硅和炭黑可作为补强剂优选使用。在使用二氧化硅时,优选与硅烷偶联剂一起使用。
(b-1-1)二氧化硅
橡胶组合物优选含有二氧化硅。从获得良好的耐久性能的角度考虑,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期间的滚动阻力的角度考虑,其优选小于250m2/g,更优选小于220m2/g。上述BET比表面积是根据ASTM D3037-93通过BET法测定的N2SA的值。
在使用二氧化硅作为填充补强剂时,从获得良好的耐久性能的角度考虑,相对于橡胶成分100质量份,二氧化硅的含量优选大于35质量份,更优选大于40质量份。另一方面,从获得良好的高速行驶期间的滚动阻力的角度考虑,该含量优选小于150质量份,更优选小于70质量份,进一步优选小于65质量份,特别优选小于60质量份。
二氧化硅的示例包括干法二氧化硅(无水二氧化硅)和湿法二氧化硅(含水二氧化硅)。其中,湿法二氧化硅因为具有大量的硅烷醇基而是优选的。
作为二氧化硅,例如,可以使用德固赛(Degussa)公司、罗迪亚(Rhodia)公司、东曹硅化工株式会社(Tosoh Silica Co.,Ltd.)、索尔维日本株式会社、德山株式会社等的制品。
(b-1-2)硅烷偶联剂
橡胶组合物优选含有硅烷偶联剂连同二氧化硅一起。硅烷偶联剂没有特别限定。硅烷偶联剂的示例包括:硫化物系硅烷偶联剂,比如双(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、甲基丙烯酸-3-三乙氧基甲硅烷基丙基酯单硫化物;巯基系硅烷偶联剂,比如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;乙烯基系硅烷偶联剂,比如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷;氨基系硅烷偶联剂,比如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷;环氧丙氧基系硅烷偶联剂,比如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;硝基系硅烷偶联剂,比如3-硝基丙基三甲氧基硅烷、3-硝基丙基三乙氧基硅烷;氯(基)系硅烷偶联剂,比如3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷。这些可单独使用或组合使用2种以上。
作为硅烷偶联剂,例如,可以使用德固赛公司、Momentive公司、信越有机硅株式会社(Shinetsu Silicone Co.,Ltd.)、东京化成工业株式会社、Azumax株式会社、东丽道康宁株式会社等的制品。
相对于二氧化硅100质量份,硅烷偶联剂的含量例如大于3质量份且小于25质量份。
(b-1-3)炭黑
橡胶组合物优选含有炭黑。相对于橡胶成分100质量份,炭黑的含量优选例如大于1质量份,更优选大于3质量份。另一方面,上限优选小于50质量份,更优选小于20质量份,进一步优选小于10质量份,特别优选小于6质量份。
炭黑没有特别限定,可举出:炉黑(炉法炭黑),比如SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF和ECF;乙炔黑(乙炔炭黑);热裂黑(热裂法炭黑),比如FT和MT;槽黑(槽法炭黑),比如EPC、MPC和CC;石墨等。这些可单独使用1种,也可组合使用2种以上。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)例如大于30m2/g且小于250m2/g。炭黑的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收量例如大于50ml/100g且小于250ml/100g。炭黑的氮吸附比表面积根据ASTM D4820-93测定,DBP吸收量根据ASTM D2414-93测定。
具体的炭黑没有特别限定,其示例包括N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550和N762。市售品包括例如旭碳株式会社(Asahi Carbon Co.,Ltd.)、日本卡博特株式会社、东海碳素株式会社(Tokai Carbon Co.,Ltd.)、三菱化学株式会社、狮王株式会社、新日化碳株式会社(Shin Nikka Carbon Co.)、哥伦比亚碳公司(Columbia CarbonCo.,Ltd.)等的制品。这些可单独使用或组合使用2种以上。
(b-1-4)其它填料
除上述炭黑和二氧化硅以外,橡胶组合物可进一步含有轮胎工业中常用的比如碳酸钙、滑石、氧化铝(矾土)、粘土、氢氧化铝和云母等填料。相对于橡胶成分100质量份,其含量例如大于0.1质量份且小于200质量份。
(b-2)软化剂
橡胶组合物可含有油(包括填充油)、液体橡胶、树脂成分等作为软化剂。相对于橡胶成分100质量份,这些软化剂的总含量优选大于5质量份且小于35质量份,更优选小于30、小于25质量份,进一步优选小于20质量份、小于15质量份。油的含量还包括橡胶(充油橡胶)中所含有的油的量。
(b-2-1)油
油的示例包括矿物油(通常称为操作油)、植物油脂或其混合物。作为矿物油(操作油),例如可以使用链烷烃系操作油、芳香族系操作油、环烷烃系操作油等。植物油脂包括蓖麻油、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、向日葵油、棕榈仁油、山茶油、荷荷巴油、澳洲坚果油、桐油等。这些可单独使用或组合使用2种以上。
作为具体的操作油(矿物油),可以使用出光兴产株式会社、三共油化工业株式会社、日本能源株式会社、Olisoy公司、H&R公司、丰国制油株式会社、昭和壳牌株式会社、富士兴产株式会社等的制品。
(b-2-2)液状橡胶
作为软化剂而列举的液状橡胶是在室温(25℃)下处于液体状态的聚合物,并且是具有与固体橡胶类似的单体作为构成要素的聚合物。液体橡胶的示例包括法呢烯系聚合物、液状二烯系聚合物及它们的氢化物。
法呢烯系聚合物是通过聚合法呢烯而得到的聚合物,具有基于法呢烯的构成单元。法呢烯包括比如α-法呢烯((3E,7E)-3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳四烯)和β-法呢烯(7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯)等异构体。
法呢烯系聚合物可为法呢烯的均聚物(法呢烯均聚物)或者法呢烯与乙烯基单体的共聚物(法呢烯-乙烯基单体共聚物)。
液状二烯系聚合物的示例包括液状苯乙烯-丁二烯共聚物(液状SBR)、液状丁二烯聚合物(液状BR)、液状异戊二烯聚合物(液状IR)、液状苯乙烯-异戊二烯共聚物(液状SIR)等。
液状二烯系聚合物通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的以聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)例如大于1.0×103且小于2.0×105。本说明书中,液状二烯系聚合物的Mw是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算值。
相对于橡胶成分100质量份,液状橡胶的含量(液状法呢烯系聚合物、液状二烯系聚合物等的总含量)例如大于1质量份且小于100质量份。
作为液状橡胶,可以使用例如株式会社可乐丽、Cray Valley公司等的制品。
(b-2-3)树脂成分
此外,视需要,橡胶组合物优选含有树脂成分。树脂成分在室温下可为固体或液体,具体的树脂成分包括苯乙烯系树脂、苯并呋喃系树脂、萜烯系树脂、C5树脂、C9树脂、C5C9树脂、丙烯酸系树脂等。可以组合使用2种以上的树脂成分。相对于橡胶成分100质量份,树脂成分的含量优选大于2质量份且小于45质量份,更优选小于30质量份。
苯乙烯系树脂是使用苯乙烯系单体作为构成单体的聚合物,其示例包括通过将苯乙烯系单体作为主要成分(50质量%以上)进行聚合而得到的聚合物。具体地,其包括:通过单独将苯乙烯系单体(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)进行聚合而得到的均聚物,以及通过将2种以上的苯乙烯系单体进行共聚而得到的共聚物,以及除此以外的通过将苯乙烯类单体和可以与该苯乙烯类单体共聚的其它单体共聚而得到的共聚物。
所述其它单体的示例包括:丙烯腈类,比如丙烯腈和甲基丙烯腈;不饱和羧酸类,比如丙烯酸和甲基丙烯酸;不饱和羧酸酯类,比如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯;二烯类,比如氯丁二烯、丁二烯和异戊二烯;烯烃类,比如1-丁烯和1-戊烯;α,β-不饱和羧酸类及其酸酐,比如马来酸酐。
作为苯并呋喃系树脂,优选使用苯并呋喃-茚树脂。苯并呋喃-茚树脂是含有苯并呋喃和茚作为构成树脂骨架(主链)的单体成分的树脂。除苯并呋喃和茚以外的骨架中包含的单体成分的示例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基茚和乙烯基甲苯。
相对于橡胶成分100质量份,苯并呋喃-茚树脂的含量例如大于1.0质量份且小于50.0质量份。
苯并呋喃-茚树脂的羟值(OH值)例如大于15mgKOH/g且小于150mgKOH/g。OH值是当将1g树脂乙酰化时中和与羟基结合的乙酸所需的氢氧化钾的量,并且以毫克数表示。其是通过电位滴定法(JIS K 0070:1992)测定的值。
苯并呋喃-茚树脂的软化点例如大于30℃且小于160℃。软化点是当通过环球式软化点测定装置测定在JIS K 6220-1:2001中规定的软化点时球落下时的温度。
萜烯系树脂的示例包括多萜、萜酚树脂、芳香族改性萜烯树脂。多萜是通过将萜烯化合物聚合而得到的树脂及其氢化物。萜烯化合物萜类化合物是具有(C5H8)n的组成的烃及其含氧衍生物,其是具有分类为单萜(C10H16)、倍半萜(C15H24)、二萜(C20H32)等的萜烯作为基本骨架的化合物。其示例包括α-蒎烯、β-蒎烯、双戊烯、柠檬烯、香叶烯、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。
多萜的示例包括:萜烯树脂,比如由上述萜烯化合物制成的α-蒎烯树脂、β-蒎烯树脂、柠檬烯树脂、双戊烯树脂、β-蒎烯/柠檬烯树脂,以及通过将该萜烯树脂进行氢化而得到的氢化萜烯树脂。萜酚树脂的示例包括:通过将上述萜烯化合物与酚系化合物共聚而得到的树脂,以及通过将该树脂进行氢化而得到的树脂。具体地,可列举通过将上述萜烯化合物、酚系化合物以及福尔马林缩聚而得到的树脂。酚系化合物的示例包括:苯酚、双酚A、甲酚、二甲酚。芳香族改性萜烯树脂的示例包括:用芳香族化合物对萜烯树脂进行改性而得到的树脂,以及通过将该树脂进行氢化而得到的树脂。芳香族化合物只要是具有芳香环的化合物就没有特别限定,并且其示例包括:苯酚类化合物,比如苯酚、烷基苯酚、烷氧基苯酚、含有不饱和烃基的苯酚;萘酚类化合物,比如萘酚、烷基萘酚、烷氧基萘酚、含有不饱和烃基的萘酚;苯乙烯衍生物,比如苯乙烯、烷基苯乙烯、烷氧基苯乙烯、含有不饱和烃基的苯乙烯;苯并呋喃以及茚。
“C5树脂”是指通过聚合C5馏分而得到的树脂。C5馏分的示例包括具有4~5个碳原子的石油馏分,比如环戊二烯、戊烯、戊二烯和异戊二烯。作为C5系石油树脂,优选使用双环戊二烯树脂(DCPD树脂)。
“C9树脂”是指通过聚合C9馏分而得到的树脂,其可以是氢化的或改性的。C9馏分的示例包括具有8~10个碳原子的石油馏分,比如乙烯基甲苯、烷基苯乙烯、茚、甲基茚。作为具体示例,优选使用苯并呋喃-茚树脂、苯并呋喃树脂、茚树脂以及芳香族乙烯基系树脂。作为芳香族乙烯基系树脂,α-甲基苯乙烯或苯乙烯的均聚物、或者α-甲基苯乙烯与苯乙烯的共聚物由于其经济、容易加工并且发热性优异而是优选的。更优选α-甲基苯乙烯与苯乙烯的共聚物。作为芳香族乙烯基系树脂,例如可以使用科腾(Kraton)公司、EastmanChemical公司等的市售品。
“C5C9树脂”是指通过将所述C5馏分与所述C9馏分共聚而得到的树脂,其可以是氢化的或改性的。C5馏分和C9馏分的示例包括上述的石油馏分。作为C5C9树脂,例如可以使用东曹株式会社、LUHUA公司等的市售品。
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。
作为无溶剂型丙烯酸系树脂,可以列举在尽可能不使用作为辅助原料的聚合引发剂、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:US 4,414,370B、JP 59-6207A、JP 5-58005A、JP 1-313522A、US 5,010,166 B、东亚合成研究年报TREND2000第3号第42-45页等中记载的方法)而合成的(甲基)丙烯酸系树脂(聚合物)。本说明书中,(甲基)丙烯酸类是指甲基丙烯酸类和丙烯酸类。
构成上述丙烯酸系树脂的单体成分的示例包括:(甲基)丙烯酸,以及(甲基)丙烯酸衍生物,比如(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。
另外,作为构成上述丙烯酸系树脂的单体成分,可将芳香族乙烯基单体(比如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、三乙烯基苯和二乙烯基萘)与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物一起使用。
上述丙烯酸系树脂可为仅由(甲基)丙烯酸系成分构成的树脂,或者可为还具有除(甲基)丙烯酸系成分以外的其它成分作为构成要素的树脂。另外,上述丙烯酸系树脂可具有羟基、羧基、硅烷醇基等。
作为树脂成分,例如可以使用丸善石油化学株式会社、住友电木株式会社、安原化学株式会社、东曹株式会社、Rutgers Chemicals公司、BASF公司、Arizona Chemical公司、日涂化学株式会社、株式会社日本触媒、JX能源株式会社、荒川化学工业株式会社、田冈化学工业株式会社等的制品。
(b-3)防老剂
橡胶组合物优选含有防老剂。相对于橡胶成分100质量份,防老剂的含量例如大于1质量份且小于10质量份。
防老剂的示例包括:萘胺系防老剂,比如苯基-α-萘胺;二苯胺系防老剂,比如辛基化二苯胺、4,4'-双(α,α'-二甲基苄基)二苯胺;对苯二胺系防老剂,比如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;喹啉系防老剂,比如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物;单酚系防老剂,比如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和苯乙烯化苯酚;二酚系防老剂、三酚系防老剂、多酚系防老剂,比如四[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷。这些可单独使用或者组合使用2种以上。
作为防老剂,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和Flexsys公司等的制品。
(b-4)硬脂酸
橡胶组合物可含有硬脂酸。相对于橡胶成分100质量份,硬脂酸的含量例如大于0.5质量份且小于10.0质量份。作为硬脂酸,可以使用常规已知的硬脂酸,并且例如可以使用日油株式会社、NOF株式会社、花王株式会社、富士胶片和光纯药株式会社、千葉脂肪酸株式会社等的制品。
(b-5)氧化锌
橡胶组合物可含有氧化锌。相对于橡胶成分100质量份,氧化锌的含量例如大于0.5质量份且小于10质量份。作为氧化锌,可以使用常规已知的氧化锌,例如可以使用三井金属矿业株式会社、东邦锌业株式会社(Toho Zinc Co.,Ltd.)、白水科技株式会社(Hakusui Tech Co.,Ltd.)、正同化学工业株式会社、堺化学工业株式会社等的制品。
(b-6)蜡
橡胶组合物优选含有蜡。相对于橡胶成分100质量份,蜡的含量例如为0.5~20质量份,优选为1.0~15质量份,更优选为1.5~10.0质量份。
蜡没有特别限定,其示例包括:石油系蜡,比如石蜡和微晶蜡;天然系蜡,比如植物系蜡和动物系蜡;以及合成蜡,比如乙烯或丙烯的聚合物。这些可单独使用或组合使用2种以上。
作为蜡,例如可以使用大内新兴化学工业株式会社、日本精蜡株式会社和精工化学株式会社等的制品。
(b-7)交联剂和硫化促进剂
橡胶组合物优选含有交联剂比如硫。相对于橡胶成分100质量份,交联剂的含量例如大于0.1质量份且小于10.0质量份。
硫的示例包括在橡胶工业中常用的粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫和可溶性硫。这些可单独使用或组合使用2种以上。
作为硫,例如可以使用鹤见化学工业株式会社、轻井沢硫黄株式会社、四国化成工业株式会社、Flexsys公司、日本乾溜工业株式会社、细井化学工业株式会社等的制品。
除硫以外的交联剂的示例包括:含有硫原子的硫化剂,比如田岡化学工业株式会社制造的Tackirol V200、Flexsys制造的DURALINK HTS(1,6-六亚甲基-二硫代硫酸二钠·二水合物)以及朗盛公司制造的(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,比如过氧化二异丙苯。
橡胶组合物优选含有硫化促进剂。相对于橡胶成分100质量份,硫化促进剂的含量例如大于0.3质量份且小于10.0质量份。
硫化促进剂的示例包括:噻唑系硫化促进剂,比如2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺;秋兰姆系硫化促进剂,比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);次磺酰胺系硫化促进剂,比如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-氧联亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧联亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺和N,N’-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺;以及,胍系硫化促进剂,比如二苯基胍、二邻甲苯基胍和邻甲苯基双胍。这些可单独使用或组合使用2种以上。
(b-8)其它
除了上述成分以外,胎面橡胶组合物可进一步含有轮胎工业中常用的添加剂,比如脂肪酸金属盐、羧酸金属盐和有机过氧化物。相对于橡胶成分100质量份,这些添加剂的含量例如大于0.1质量份且小于200质量份。
(2)胎面胶组合物的制作
胎面橡胶组合物通过常规方法例如包括下述步骤的制造方法制作:将橡胶成分与填料(比如二氧化硅或炭黑)进行混炼的基础捏炼步骤,以及将在基础捏炼步骤中获得的混炼物和交联剂进行混炼的最终捏炼步骤。
混炼可以使用已知的(密闭式)混炼机(比如,班伯里密炼机、捏合机或开炼机(open roll))来进行。
基础捏炼步骤的混炼温度例如大于50℃且小于200℃,并且混炼时间例如大于30s且小于30分钟。在基础捏炼步骤中,除上述成分以外,还可根据需要适当添加并混炼橡胶工业中常规使用的配合剂,比如软化剂(比如油)、硬脂酸、氧化锌、防老剂、蜡和硫化促进剂。此外,从获得本发明的胎面橡胶物性的角度考虑,可将二氧化硅和偶联剂投入混合机中混合,然后添加橡胶成分并混合。
在最终捏炼步骤中,将在基础捏炼步骤中获得的混炼物和交联剂混炼。最终捏炼步骤的混炼温度例如大于室温且小于80℃,并且混炼时间例如大于1分钟且小于15分钟。在最终捏炼步骤中,除上述成分以外,还可根据需要适当地添加硫化促进剂、氧化锌等并混炼。
此时,通过调节无机填料(比如炭黑)的配混量或通过调节油或树脂成分的配混量,可以调节胎面橡胶的复弹性模量E*t、0℃ tanδ和30℃ tanδ以满足上述条件。此外,例如,通过调节树脂成分的种类和配混量,可以调节胎面橡胶的玻璃化转变点(Tgt)。
(3)胎面橡胶的制作
通过将所获得的胎面橡胶组合物成形为预定形状,可以获得胎面橡胶。
3.电子元件安装部件
接着,将橡胶电子元件安装部件作为具体的电子元件安装部件的示例进行说明,但是如上所述,电子元件安装部件不限于橡胶。
(1)构成电子元件安装部件的橡胶组合物
构成电子元件安装部件的橡胶组合物(电子元件安装部件用橡胶组合物)可以使用除橡胶成分不同以外,与胎面橡胶组合物的情况相同的配混材料形成。
在本实施方式的电子元件安装部件用橡胶组合物中,例如,使用BR和NBR作为主要的橡胶成分,但是可适当使用其它橡胶例如二烯系橡胶(比如异戊二烯系橡胶、SBR、SIBR、CR)。橡胶成分可单独构成或由多种种类组合构成。另外,各橡胶成分可使用单一橡胶,或者可使用多种橡胶。
在使用BR和NBR作为橡胶成分时,橡胶成分100质量份中,BR的含量例如为40~60质量份,NBR的含量例如为40~60质量份。NBR没有特别限定,可以根据所要求的特性使用具有相应的结合丙烯腈的量的NBR。
(2)电子元件安装部件用橡胶组合物的制作
电子元件安装部件用橡胶组合物可以按照与上述胎面橡胶组合物的制作相同的方式获得。此时,与胎面橡胶组合物的制作相同,例如,通过调节无机填料(比如炭黑)的配混量或通过调节油或树脂成分的配混量,可以调节复弹性模量E*r以满足上述条件。此外,例如,通过调节树脂成分的种类和配混量,可以调节电子元件安装部件的玻璃化转变点(Tgr)。
(3)电子元件安装部件的制作
接着,将所获得的电子元件安装部件用橡胶组合物在硫化机中加热加压成预定形状,制作电子元件安装部件。硫化步骤可以通过采用已知的硫化方法来实施。硫化温度例如大于120℃且小于200℃,硫化时间例如大于5分钟且小于15分钟。此外,虽然电子元件安装部件的存放部和接合部可由不同的材料制成,但是优选它们由相同的材料一体成形。
4.轮胎的制造
(1)安装电子元件安装部件之前的轮胎的制造
本发明中,安装电子元件安装部件之前的轮胎可以通过常规方法制造。即,首先,通过在轮胎成型机上通过常规方法成形轮胎部件比如内衬层(轮胎内侧部件),制作未硫化轮胎。
具体地,将作为用于确保轮胎气密性的部件而制作的内衬层、作为承受轮胎所受到的载荷、冲击和充填气压的部件的胎体、以及作为用于将胎体两端固定在两侧边缘部并且将轮胎固定至轮辋的部件的胎圈部配置在成形转鼓上,然后将胎体部折返,包裹胎圈部。接着,将作为保护胎圈部和胎体、承受屈曲的部件的胎圈补强层、搭接部和胎侧壁粘接,使它们处于胎圈部的轮胎宽度方向外侧,然后将它们成形为环状。接着,在外周的中央部卷绕作为拉紧胎体、提高胎面刚性的部件的带束等,再在外周上配置胎面,制作未硫化轮胎。
然后,将所制作的未硫化轮胎在硫化机中加热加压,获得未安装有电子元件安装部件的轮胎。硫化步骤可以通过采用已知的硫化手段来实施。硫化温度例如大于120℃且小于200℃,硫化时间例如大于5分钟且小于15分钟。
(2)电子元件安装部件的安装
接着,使用预定的粘接剂,将分别制作的电子元件安装部件安装至所制作的轮胎的轮胎内侧部件表面(内腔面)的轮胎宽度方向中央部,完成本实施方式的轮胎的制造。需要注意的是,制作电子元件安装部件之后,电子元件安装部件中放入有电子部件。此外,与用粘接剂将电子元件安装部件安装至硫化轮胎不同,也可同时将未硫化轮胎和电子元件安装部件进行硫化。然而,用这种方法替换电子元件安装部件变得困难,优选用粘接剂将电子元件安装部件安装至硫化轮胎。
具体地,轮胎内侧部件(内腔部)的表面通常涂覆有脱模剂,以保持硫化期间的脱模性,因此,优选在除去脱模剂之后,再用粘接剂安装电子元件安装部件。以下两种方法可用于去除脱模剂。
第一种方法是使用比如抛光机等研磨机刮掉脱模剂的方法(抛光研磨)。通过使用研磨机,消除大的凹凸,将表面粗糙化,以确保有足够的接触面积用于粘接。
第二种方法是使用激光刮掉脱模剂的方法(激光研磨),其能够以比研磨机更高的精度进行研磨,使与电子元件安装部件的接触面变得平滑。因此,耐剥落性能被认为优异。
需要注意的是,通过确认研磨部和未研磨部之间的界面处的轮胎内腔表面上的级差为200μm以下,可以将激光研磨方法与其它研磨方法区分开。未抛光部包括硫化期间的脱模剂层。
作为另一种方法,可在将脱模剂涂布至未硫化轮胎的内腔面时,仅要安装电子元件安装部件的部位不涂布脱模剂,硫化后将电子元件安装部件安装在该部位。
作为粘接剂,可以使用通常用于粘接橡胶部件的粘接剂。粘接剂优选为即使在固化之后也能够保持其柔软性的橡胶系粘接剂。
5.用途
上述本发明的轮胎可为充气轮胎或非充气轮胎。此外,其可以应用于各种用途,比如乘用车用轮胎、大型车辆用轮胎、两轮车辆用轮胎、农业用轮胎、采矿用轮胎和航空器用轮胎,但是最优选乘用车用充气轮胎。本文中使用的术语“乘用车用轮胎”是指安装在四轮车辆上并且具有1000kg以下的最大负荷能力的轮胎。
最大负荷能力只要是1000kg以下则没有特别限定,但是,一般而言,随着最大负荷能力的增加,轮胎重量倾向于增加,并且传递至轮胎的冲击倾向于增大,因此其优选为900kg以下,更优选为800kg以下,进一步优选为700kg以下。
从缓和传递至轮胎的冲击的角度考虑,轮胎重量优选为20kg以下,更优选为15kg以下,进一步优选为12kg以下、10kg以下和8kg以下。本文中使用的术语“轮胎重量”包括电子元件和电子元件安装部件的重量,并且还包括密封材料、海绵等(当它们设置在内腔部中时)。
实施例
以下,将基于实施例更具体地说明本发明。
在以下实施例中,制造具有图1中所示构造的2种轮胎(尺寸:205/55R16和235/55R18),评价电子元件安装部件从轮胎中的耐剥离性能。此处,为了直接获得电子元件安装部件和胎面橡胶的物性比较的效果,将电子元件安装部件固定为一种,进行实验。
1.配混材料
首先,制备用于胎面橡胶组合物和电子元件安装部件用橡胶组合物的各种配混材料。
(1)橡胶成分
(a)NR:TSR20
(b)SBR1:Versalis公司制造的Europrene SOL R C2525
(c)SBR2:JSR株式会社制造的HPR850
(d)BR:宇部兴产株式会社制造的UBEPOL-BR150
(e)NBR:日本Zeon株式会社制造的Nipol DN401LL
(2)除橡胶成分以外的配混材料
(a)补强剂1(二氧化硅):赢创德固赛(Evonik Degussa)公司制造的Ultrasil VN3(N2SA:175m2/g)
(b)补强剂2(炭黑):三菱化学株式会社制造的Diablack N220
(c)硅烷偶联剂:德固赛公司制造的Si266(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物)
(d)油:日本能源株式会社制造的Process X-260
(e)树脂:亚利桑那化学公司制造的SYLVATRAXX 4401(α-甲基苯乙烯系树脂)
(f)蜡:日本精蜡株式会社制造的Ozoace 0355
(g)防老剂1:大内新兴化学工业株式会社制造的Nocrac 6C(N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)对苯二胺)
(h)防老剂2:川口化学工业株式会社制造的Antage RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉)
(i)氧化锌:三井金属矿业株式会社制造的氧化锌#2
(j)硬脂酸:NOF株式会社制造的TSUBAKI
(k)硫:细井化学株式会社制造的HK-200-5(含有5质量%的油)
(l)硫化促进剂1:大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler CZ-G(CBS)(N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)
(m)硫化促进剂2:大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler D(DPG)(1,3-二苯基胍)
2.胎面橡胶的制造
(1)胎面橡胶组合物的制造
首先,制造胎面橡胶组合物。具体地,根据表1所示的各配方内容,使用班伯里密炼机,在150℃下将除氧化锌、硫和硫化促进剂以外的材料混炼5分钟,获得混炼物。需要注意的是,各配混量均为质量份。
[表1]
接着,将氧化锌、硫和硫化促进剂添加到所获得的混炼物中,用开炼机在80℃下捏合5分钟,获得胎面橡胶组合物。
(2)胎面橡胶的制造
使用所获得的胎面橡胶组合物,成形为具有表3~表6中所示厚度的胎面橡胶。
3.电子元件安装部件的制造
另行制造电子元件安装部件。
(1)电子元件安装部件用橡胶组合物的制造
首先,根据表2中所示的配方内容,使用班伯里密炼机,将除氧化锌、硫和硫化促进剂以外的材料在150℃下混炼5分钟,获得混炼物。需要注意的是,各配混量均为质量份。
[表2]
接着,将氧化锌、硫和硫化促进剂添加到所获得的混炼物中,用开炼机在80℃下捏合5分钟,获得电子元件安装部件用橡胶组合物。
(2)电子元件安装部件的制造
接着,将所获得的电子元件安装部件用橡胶组合物硫化成形为图3中所示的形状,即,具有横截面为圆形的存放空间S的形状,制造直径为4cm、厚度dr为8mm和直径为4cm、厚度dr为12mm的2种尺寸的电子元件安装部件。在各尺寸中,电子元件和电子元件安装部件的合计重量为25±0.5g和27±0.5g。
4.试验用轮胎的制造
(1)安装电子元件安装部件之前的轮胎的制造
具体地,将具有表3和表4中所示的配方和厚度的胎面橡胶与其它轮胎部件贴合在一起,形成未硫化轮胎,然后在170℃下对该未硫化轮胎进行加压硫化10分钟,获得安装电子元件安装部件之前的轮胎。需要注意的是,胎面橡胶的厚度dt为8mm。
(2)试验用轮胎的制造
接着,在安装各电子元件安装部件之前的轮胎的内腔面上,通过表3和4中所示的研磨方法对表3和4中所示的电子元件安装部件的安装位置进行研磨,去除脱模剂,用粘接剂安装预先将预定的电子元件存放在存放空间中的电子元件安装部件,制造实施例1~12和比较例1~6的各试验用轮胎。所获得的轮胎的重量在7.6±0.2kg的范围内。作为粘接剂,使用市售的氯丁橡胶系粘接剂。
在激光研磨中,使用调整到60μm的移动间距和4000mm/s的移动速度的激光束,往复移动电子元件安装部件的安装位置数次,刮掉脱模剂和橡胶表面,获得95μm的级差。
需要注意的是,在表3和表4中所示的“电子元件安装部件的安装位置”中,“胎冠”是指最靠近轮胎赤道面的中央2个区域,即,表示电子元件安装部件的接合面的中心位于图2的区域34,电子元件安装部件的中心线cl不通过周向沟。此外,“中间”是指中央2个区域的外侧的区域,即,表示电子元件安装部件的接合面的中心位于图2的区域35,电子元件安装部件的中心线cl不通过周向沟。此外,“沟背”表示电子元件安装部件的中心线cl通过周向沟。“花纹块(block)和安装部(mounter)之间的距离”是指,胎面花纹的花纹块(陆部)中电子元件安装部件的中心线cl所通过的花纹块的中心与电子元件安装部件的中心线cl之间的距离。
接着,对于尺寸:235/55R18的轮胎,按照与上述相同的方法,制造实施例13~24(表5)和比较例7~12(表6)的各试验用轮胎。所获得的轮胎的重量在13.6±0.3kg的范围内。
5.参数的计算
然后,用各试验用轮胎的胎面橡胶和电子元件安装部件制作橡胶试验片。从胎面橡胶截取长度20mm×宽度4mm×厚度1mm的粘弹性测定样品,使轮胎周向为长边,并且,从电子元件安装部件的接合部截取长度20mm×宽度4mm×厚度1mm的粘弹性测定样品。
对于各橡胶试验片和从胎面橡胶中截取的粘弹性测定样品,使用GABO公司制造的Eplexor系列,在温度:0℃、初始应变:10%、动态应变:±2.5%、频率:10Hz和变形模式:拉伸的条件下,测定损失角正切(0℃ tanδ);在温度:30℃、初始应变:5%、动态应变率:±1%、频率:10Hz、变形模式:拉伸的条件下,分别测定复弹性模量(E*t)和损耗角正切(30℃tanδ)。
然后,对于从电子元件安装部件截取的粘弹性测定样品,在温度:30℃、初始应变:5%、动态应变:±1%、频率:10Hz、变形模式:拉伸的条件下测定复弹性模量(E*r)。
此外,通过以下方法计算各试验用轮胎的胎面橡胶和电子元件安装部件的Tg(℃),即Tgt(℃)和Tgr(℃)。
使用GABO公司制造的Eplexor系列,在频率:10Hz、初始应变:10%、振幅:±0.5%、升温速度:2℃/min的条件下,测定tanδ的温度分布曲线。然后,将测得的温度分布曲线中与最大tanδ值对应的tanδ峰温度定义为玻璃化转变点(Tg)。
表3~表6示出各测定结果。针对各试验用轮胎,测定复弹性模量、损耗角正切和Tg(℃),对于使用相同橡胶组合物的试样,示出它们的平均值。
接着,基于上述测定结果,计算各试验用轮胎的E*r/E*t和Tgr-Tgt。结果示于表3~表6。
6.评价试验
就实际高速行驶时的耐剥离性能进行评价。
(1)试验方法
将各试验用轮胎安装在车辆(日本产的FF车辆,排量2000cc)的所有车轮上,充填空气使内压为230kPa之后,以80km/h的速度在干燥道路的测试路线上行驶,跨越设置在路面上的突起。行驶之后,观察电子元件安装部件是否从轮胎内腔面剥离。
部件未剥离时,将行驶速度提高到100km/h、110km/h、120km/h、130km/h和140km/h,并进行同样的观察。然后,获得电子元件安装部件剥离时的速度。
接着,将实施例1中的结果设为100,基于下式进行指数化,相对地评价实际高速行驶时的耐剥离性能。数值越大,则实际高速行驶时的耐剥离性能越优异,越不可能剥离。
实际高速行驶时的耐剥离性能=[(试验用轮胎的结果)/(实施例1的结果)]×100
(2)评价结果
评价结果示于表3~表6。
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
由表3~表6中的实施例和比较例的比较可知,在电子元件安装部件的中心线cl(即,通过接合面中心点且垂直于胎面部表面轮廓的线)不通过形成在胎面部表面的周向沟且满足E*r/E*t<1时,可以提供表现出优异的实际高速行驶时的耐剥离性能的轮胎(实施例)。
此外,由实施例之间的比较可知,0℃ tanδ为0.30以上的实施例6~12和实施例18~24在高速行驶时的耐剥离性能方面优异,30℃ tanδ为0.13以下的实施例7~10和实施例19~22在高速行驶时的耐剥离性能方面更优异,0℃ tanδ为0.35以上且30℃ tanδ为0.10以下的实施例8~10和实施例20~22在高速行驶时的耐剥离性能方面进一步更优异。
此外还发现,dr/dt小于1.25的实施例9和10以及实施例21和22进一步更优异。
此外还发现,Tgt-Tgr大于0的实施例6~12和实施例18~24是优异的。
此外还发现,实施激光研磨的实施例10和实施例22优于实施抛光研磨的实施例。
以上基于实施方式对本方面进行了说明,但本发明不限于上述实施方式。可以在与本公开相同和等效的范围内,对上述实施方式进行各种变更。
本发明(1)是:
一种轮胎,所述轮胎内侧部件的表面安装有具有内置电子元件的电子元件安装部件,其特征在于,
电子元件安装部件具有:存放电子元件的电子元件存放部,以及具有用于将电子元件安装部件安装在轮胎内侧部件的表面上的接合面的接合部;
通过电子元件安装部件的与轮胎内腔面的接合面的中心点并且垂直于胎面部的表面轮廓的线不通过形成在胎面部表面的周向沟;
接合部的30℃下的复弹性模量E*r(MPa)和构成胎面部的胎面橡胶的30℃下的复弹性模量E*t(MPa)满足下述(式1)。
E* r/E* t<1···········(式1)
本发明(2)是根据本发明(1)所述的轮胎,其中,胎面橡胶的0℃下的损耗角正切(0℃ tanδ)为0.30以上。
本发明(3)是根据本发明(1)或(2)所述的轮胎,其中,胎面橡胶的30℃下的损耗角正切(30℃ tanδ)为0.13以下。
本发明(4)是根据本发明(3)所述的轮胎,其中,30℃ tanδ为0.11以下。
本发明(5)是根据本发明(1)~(4)中任意组合所述的轮胎,其中,在接合部处,电子元件安装部件的厚度dr(mm)和接合部的轮胎径向外侧的胎面的橡胶层的厚度dt(mm)满足下述(式2)。
0.25<(dr/dt)<1.25··········(式2)
本发明(6)是根据本发明(1)~(5)中任意组合所述的轮胎,其中,接合部的玻璃化转变点Tgr(℃)和胎面橡胶的玻璃化转变点Tgt(℃)满足下述(式3)。
Tgt-Tgr>0·········(式3)
本发明(7)是根据本发明(1)~(6)中任意组合所述的轮胎,其中,电子元件安装部件安装在预先进行了研磨处理的轮胎内侧部件的表面。
本发明(8)是根据本发明(7)所述的轮胎,其中,研磨处理是使用激光的研磨处理。
本发明(9)是根据本发明(1)~(8)中任意组合所述的轮胎,其中,电子元件安装部件用粘接剂安装在轮胎内侧部件的表面上。
本发明(10)是根据本发明(1)~(9)中任意组合所述的轮胎,其中,电子元件安装部件的中心位于被线划分的4个区域中在轮胎截面上最靠近轮胎赤道面的中央2个区域内,所述线将对形成胎面接地宽度的两接地端之间进行4等分的线平行于轮胎径向进行延伸。
本发明(11)是根据本发明(1)~(10)中任意组合所述的轮胎,其中,通过电子元件安装部件的接合面中心线的直线与胎面陆部中心之间的偏差在±10mm以内。
本发明(12)是根据本发明(1)~(11)中任意组合所述的轮胎,其中,所述轮胎是乘用车用轮胎。
Claims (12)
1.一种轮胎,所述轮胎内侧部件的表面安装有具有内置电子元件的电子元件安装部件,其特征在于,
电子元件安装部件包括:存放电子元件的电子元件存放部和具有用于将电子元件安装部件安装在轮胎内侧部件表面的接合面的接合部;
通过电子元件安装部件的与轮胎内腔面的接合面的中心点且垂直于胎面部表面轮廓的线不通过形成在胎面部表面的周向沟;
接合部在30℃下的复弹性模量E*r(MPa)和构成胎面部的胎面橡胶在30℃下的复弹性模量E*t(MPa)满足下式1:
E*r/E*t<1···········(式1)。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其特征在于,胎面橡胶在0℃下的损耗角正切0℃ tanδ为0.30以上。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,胎面橡胶在30℃下的损耗角正切30℃tanδ为0.13以下。
4.根据权利要求3所述的轮胎,其特征在于,30℃ tanδ为0.11以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的轮胎,其特征在于,在接合部处,电子元件安装部件的厚度d r(mm)和在轮胎径向上位于接合部外侧的胎面的橡胶层的厚度d t(mm)满足下式2:
0.25<(d r/d t)<1.25···········(式2)。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的轮胎,其特征在于,接合部的玻璃化转变点Tgr(℃)和胎面橡胶的玻璃化转变点Tg t(℃)满足下式3:
Tgt-Tgr>0··········(式3)。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的轮胎,其特征在于,电子元件安装部件安装在预先进行了研磨处理的轮胎内侧部件的表面。
8.根据权利要求7所述的轮胎,其特征在于,研磨处理是使用激光的研磨处理。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的轮胎,其特征在于,电子元件安装部件用粘接剂安装在轮胎内侧部件的表面。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的轮胎,其特征在于,电子元件安装部件的中心位于被线划分的4个区域中在轮胎截面上最靠近轮胎赤道面的中央2个区域内,所述线将对形成胎面接地宽度的两接地端之间进行4等分的线平行于轮胎径向进行延伸。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的轮胎,其特征在于,通过电子元件安装部件的接合面中心线的直线与胎面陆部中心之间的偏差在±10mm以内。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的轮胎,其特征在于,所述轮胎是乘用车用轮胎。
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