CN116945816A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高速行驶时的耐久性优异的轮胎。本发明涉及一种轮胎,其具有胎面部以及带束补强层,其中,所述带束补强层含有由下述式(1)表示的化合物形成的补强材料,式中,m为2或3,n为整数,所述补强材料的等截面积直径d(mm)和从胎面沟底至所述带束补强层的距离L(mm)满足下述式(2):(2)d/L≤0.80。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种轮胎。
背景技术
从过去开始,虽然已经研究了各种改善耐久性等轮胎性能的方法,但近年,特别要求提升高速行驶时的耐久性。
发明内容
[发明要解决的问题]
本发明的目的在于解决所述问题,提供一种高速行驶时的耐久性优异的轮胎。
[解决问题的技术手段]
本发明涉及一种轮胎,其具有胎面部以及带束补强层,其中,
所述带束补强层包含由下述式(1)所表示的化合物形成的补强材料,
(式中,m为2或3。n为整数。)
所述补强材料的等截面积直径d(mm)和从胎面沟底至所述带束补强层的距离L(mm)满足下述式(2)。
(2)d/L≤0.80
[发明效果]
由于本发明为一种轮胎,其具有胎面部以及带束补强层,所述带束补强层包含由所述式(1)所表示的化合物形成的补强材料,且满足所述式(2),因此能够提供一种高速行驶时的耐久性优异的轮胎。
附图说明
【图1】本发明的充气轮胎的截面图。
【图2】图1的带束层以及带束补强层的放大图。
【图3】胎面部的放大图。
[附图标记]
1 轮胎
2 胎面部
4 胎圈部
6 胎体
7 带束层
8 带束帘布层
8A第1带束帘布层
8B第2带束帘布层
9 带束帘线
10 贴胶橡胶
15 带束补强层
16补强材料(补强帘线)
17 补强橡胶
20 周向主沟
21 胎面沟底
23 轮胎半径方向外侧表面
W1第1带束帘布层8A的轮胎轴向的宽度
W2第2带束帘布层8B的轮胎轴向的宽度
TW 胎面宽度
Te 胎面端
L从胎面沟底21至带束补强层15的距离
具体实施方式
本发明为一种轮胎,其具有胎面部以及带束补强层,且所述带束补强层包含由所述式(1)所表示的化合物形成的补强材料,所述补强材料的等截面积直径d(mm)和从胎面沟底至所述带束补强层的距离L(mm)满足所述式(2)。
虽然得到上述作用效果的理由并未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
因为高速行驶时,施加在胎面部的离心力大,由于该离心力导致胎面部变得容易变形,因此要求进一步提升耐久性。
本发明中,带束补强层中,相比于过去的尼龙6,6,通过使用二羧酸中链长长的所述式(1)表示的化合物,由此,聚酰胺内产生的氢键的距离在二羧酸之间变长。因此,由于容易得到分子链的适当伸长,因此即使离心力变大,也难以切断。
同时对于二胺,通过与过去相同或者是低碳数化,可以以短的距离形成氢键,能够保持/提升强度。
特别是,通过使羧酸中的碳数为10,由此羧酸部分中,其他聚酰胺分子不缠绕在一起,也能够规则正确地得到结晶性,通过伸长羧酸的链长,由于与氧原子键合的碳链被抑制为仅进行平面的运动,因此即使碳链拉长,也容易得到良好的结晶性。
另外,从带束补强层至胎面沟底的距离变近时,转动时的胎面部的变形容易传导至带束补强层内的帘线,可能导致断裂。另一方面,如果相对于至沟底的距离,补强材料的等截面积直径变得过大的话,胎面部的变形相对变大,可能在与带束补强层之间的界面上应变集中。因此,通过使补强材料的等截面积直径相对于从带束补强层至胎面沟底的距离之比为式(2),能够抑制补强材料以及界面上的应变的集中。
通过以上的作用机能,本发明能够提升高速行驶时的耐久性。
像这样地,通过设定为具有补强材料的等截面积直径d、从胎面沟底至带束补强层的距离L满足式(2)「d/L≤0.80」的胎面的轮胎的构成,解决了高速行驶时的耐久性的提升这一课题(目的)。即,式(2)「d/L≤0.80」的参数并未规定课题(目的),本申请的课题是提升高速行驶时的耐久性,其解决方法是设定为满足该参数的构成。
以下,基于附图对本发明的一种实施方式进行说明,但这只不过是一种方式,本发明的轮胎不限于以下的方式。
图1为本实施方式的充气轮胎(以下,有时简称为“轮胎”。)1的正规状态下包含轮胎旋转轴(图示省略)的右半部分的轮胎子午线截面图的一个示例。图1中,例如,展示了乘用车用轮胎1。但是,本发明也能够适用于自动二轮车用和重载重用等的轮胎1中。
所述“正规状态”是指,将轮胎1轮辋组装在正规轮辋(图示省略)上,并填充正规内压,而且无负荷的状态。
所述“正规轮辋”是,在包括轮胎1所依据的规格在内的规格体系中,该规格针对每个轮胎所规定的轮辋,例如若为JATMA,则为“标准轮辋”,若为TRA,则为“设计轮辋(DesignRim)”,若为ETRTO,则为“测定轮辋(Measuring Rim)”。
所述“正规内压”是,在包括轮胎1所依据的规格在内的规格体系中,各规格针对每个轮胎所规定的气压,若为JATMA,则为“最高气压”,若为TRA,则为表“各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”所记载的最大值,若为ETRTO,则为“充气压力(INFLATION PRESSURE)”。
本实施方式的轮胎1具有埋设在胎面部2的内部中的带束层7。带束层7包含至少1片带束帘布层8。轮胎1中,在带束层7的轮胎半径方向外侧设有带束补强层15。另外,轮胎1,例如,包含配置在带束层7的轮胎半径方向的内侧、架设在两侧的胎圈部4之间的公知结构的胎体6。
图2为带束帘布层8以及带束补强层15的放大图。
如图2所示,带束帘布层8包含带束帘线9和覆盖带束帘线9的贴胶橡胶10。带束帘线9,在本实施方式中为横截面为圆形的单线,但不仅限于此,可为将M根的长丝(filament)束捻合为N根的M×N结构的帘线。另外,各自长丝的截面形状也不仅限于圆形,横截面也可以是楕圆形、多边形等其他形状。另外,这些长丝中,从耐久性等观点出发,可使用施以了预处理之物。
如图2所示,带束帘布层8,例如,包含第1带束帘布层8A和与第1带束帘布层8A在轮胎半径方向上相邻的第2带束帘布层8B。第2带束帘布层8B,例如,位于第1带束帘布层8A的轮胎半径方向的外侧。
第1带束帘布层8A的轮胎轴向的宽度W1,例如,优选为胎面宽度TW的70%~100%。第2带束帘布层8B的轮胎轴向的宽度W2,例如,优选为胎面宽度TW的65%~90%。另外,第2带束帘布层的宽度优选为小于第1带束帘布层的宽度。
胎面宽度TW是位于轮胎轴向的两侧的胎面端Te之间的轮胎轴向的距离。胎面端Te是在所述正规状态的轮胎1负载了正规载重、以外倾角0°与平面接地时的轮胎轴向最外侧的接地位置,通过在将沿半径方向切出轮胎的截面部分的胎圈部之间的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下,在轮胎轴向上测定,可以求出接地端部之间的距离。另外,第1带束帘布层宽度W1以及第2带束帘布层宽度W2也同样地,可以通过在将沿半径方向切出轮胎的截面部分的胎圈部之间的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下,在轮胎轴向上测定各自的端部之间的距离来求得。
所述“正规载重”是在包含轮胎1所基于的规格的规格体系中,各规格针对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荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值、ETRTO中为“负荷能力(LOAD CAPACITY)”。
带束帘线9,在本实施方式中,可以例举由钢帘线形成的例子。诸如这样的带束帘线9会抑制带束帘布层8的行驶中的变形。此外,带束帘线9,例如,可由芳纶(aramid)等有机纤维帘线形成。第1带束帘布层8A的带束帘线9以及第2带束帘布层8B的带束帘线9,可以是相同材料以及相同形状,也可以是不同材料以及不同形状。
带束帘线9,例如,优选为相对于轮胎周向,以15~45度的角度倾斜。
虽然没有特别限定,但优选地,第1带束帘布层8A的带束帘线9和第2带束帘布层8B的带束帘线9,相对于轮胎周向的倾斜配置为反方向,以使得它们互相交叉。
带束帘线9,从与覆盖其周围的橡胶组合物的粘合性的观点出发,优选在表面上施以包含铜以及锌的电镀。另外,更优选施以除了所述铜、锌之外还包含钴、镍、铋、锑等离子化倾向属于铜以及锌之间的金属元素的电镀。
另外,带束帘线9,从与周围的橡胶组合物的粘合性的观点出发,优选在表面上具有聚苯并恶嗪(polybenzoxazine)化合物的层。
作为覆盖带束帘线9的贴胶橡胶10,除公知的橡胶材料之外,优选还含有酚系的热固化树脂、二氧化硅、所述钴、镍、铋、锑等离子化倾向属于铜以及锌之间的金属与有机脂肪酸的盐、聚苯并恶嗪化合物等。
带束帘布层8,例如,每50mm宽的带束帘线9的打入根数(密度(ends))优选为30~100根、更优选为30~80根。另外,为所述带束帘线9的打入根数(根/50mm)和带束帘线的截面积(mm2)之积的、轮胎宽度方向每50mm的帘线的截面积优选为4.5mm2/50mm以上、更优选为4.8mm2/50mm以上。
轮胎1中,带束补强层15能够提升各带束帘布层8A、8B的约束性,提高高速行驶时的耐久性。
另外,关于带束补强层15,仅在两端部,带束补强层可为两层。
关于带束补强层宽度W3(带束补强层15的轮胎轴向的宽度),也和所述胎面宽度TW相同,可以通过在将沿半径方向切出轮胎的截面部分的胎圈部之间的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下,在轮胎轴向上测定带束补强层15各自的端部之间的距离来求得。
带束补强层15包含补强材料16(补强帘线)和覆盖补强帘线16的补强橡胶17(带束补强层用被覆橡胶组合物)。
带束补强层15的补强材料16(补强帘线)中,使用了下述式(1)表示的化合物(脂肪酸聚酰胺)。
(式中,m为2或3。n为整数。)
式中,n的下限优选为100以上、更优选为150以上、进一步优选为200以上,另外,上限优选为10000以下、更优选为5000以下、进一步优选为1000以下。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
作为所述式(1)表示的化合物,可以例举聚(六亚甲基癸二酰胺)(尼龙6,10)、聚(四亚甲基癸二酰胺)(尼龙4,10)。这些可以单独使用1种或2种以上。
构成聚(六亚甲基癸二酰胺)(尼龙6,10)的脂肪族二胺单元以及脂肪族二羧酸单元分别为六亚甲基二胺单元以及癸二酸单元。构成聚(四亚甲基癸二酰胺)(尼龙4,10)的脂肪族二胺单元以及脂肪族二羧酸单元分别为四亚甲基二胺单元以及癸二酸单元。
具有上述构成单元的聚(六亚甲基癸二酰胺)(尼龙6,10)、聚(四亚甲基癸二酰胺)(尼龙4,10)例如能够通过二胺和二羧酸的缩聚等进行制造。
所述式(1)表示的化合物(脂肪酸聚酰胺)的相对粘度优选为1.5以上、更优选为1.8以上、进一步优选为2.0以上,另外,优选为5.5以下、更优选为5.3以下、进一步优选为5.0以下。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
需要说明的是,本发明中,相对粘度是根据JIS K-6920,在96质量%硫酸中、浓度1质量%、25℃下测定的值。
所述式(1)表示的化合物(脂肪酸聚酰胺)的熔点优选为150℃以上、更优选为170℃以上、进一步优选为180℃以上,另外,优选为245℃以下、更优选为235℃以下、进一步优选为230℃以下、特别优选为225℃以下。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
需要说明的是,本发明中,熔点是,使用差示扫描量热仪(DSC),试样量为约1mg,以30mL/分钟流入氮气作为氛围气体,在升温速度为10℃/分钟的条件下从室温起加热至预想的熔点以上的温度为止而使其熔融时观测到的吸热峰的峰顶温度中求得的值。
使用所述式(1)表示的化合物(脂肪酸聚酰胺)的补强材料16(补强帘线),优选为由捻数为9.0~65.0(t/10cm)的帘线形成之物。所述捻数,优选为10.0t/10cm以上、更优选为20.0t/10cm以上、进一步优选为25.0t/10cm以上、特别优选为31.5t/10cm以上。上限优选为60.0t/10cm以下、更优选为50.0t/10cm以下、进一步优选为42.0t/10cm以下、特别优选为35.0t/10cm以下。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
虽然通过使捻数为特定范围的情况下能够得到上述作用效果的理由未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
通过使捻数为下限以上,高速行驶时被施加外力时,补强材料产生适度的拉伸由此可以进行追随变形,因此能够抑制界面处的剥离。另外,通过设定为上限以下,能够通过高速行驶时的离心力抑制过度的拉伸,显著提升了高速行驶时的耐久性。
使用所述式(1)表示的化合物(脂肪酸聚酰胺)的补强材料16(补强帘线),优选为由总纤度为450~5500dtex的帘线形成之物。所述总纤度优选为500dtex以上、更优选为2800dtex以上、进一步优选为3500dtex以上、特别优选为4200dtex以上。上限优选为5000dtex以下、更优选为4600dtex以下、进一步优选为4500dtex以下、特别优选为4400dtex以下。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
虽然当总纤度为特定范围时能够得到上述作用效果的理由未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
通过使总纤度为下限以上,补强材料内的密度变高,容易得到强度。另一侧面,通过设定为上限以下,相邻部件的橡胶会侵入到补强材料之间,容易抑制由于该部分的应变集中导致的损伤,因此得到良好的耐久性,由此,显著提升了高速行驶时的耐久性。
所述式(1)表示的化合物(脂肪酸聚酰胺),可以使用原材料之中至少一部分使用可再生的原材料制作之物。例如,使用用植物油系材料(蓖麻油等)代替矿油系材料制作的所述式(1)表示的化合物,从保护资源的观点来看是有利的。
补强材料16(补强帘线)中,除聚(六亚甲基癸二酰胺)(聚癸二酰己二胺)(poly(hexamethylene sebacamide))(尼龙6,10)、聚(四亚甲基癸二酰胺)(聚癸二酰丁二胺)(poly(tetramethylene sebacamide))(尼龙4,10)之外,也可包含其他材料。
作为其他材料,可以例举,作为聚己内酰胺已知的聚(6-氨基己酸)(尼龙6)、聚(月桂内酰胺)(尼龙12)、聚己二酰己二胺(Poly(hexamethylene adipamide))(尼龙6,6)、聚(7-氨基庚酸)(尼龙7)、聚(8-氨基辛酸)(尼龙8)、聚(9-氨基壬酸)(尼龙9)、聚(10-氨基癸酸)(尼龙10)、聚(11-氨基十一烷酸)(尼龙11)、聚癸二酰癸二胺(poly(decamethylenesebacamide))(尼龙10,10)、聚(六亚甲基壬二酰胺)(poly(hexamethylene azelamide))(尼龙6,9)、聚(四亚甲基己二酰胺)(poly(tetramethylene adipamide))(尼龙4,6)、聚(五亚甲基己二酰胺)(尼龙5,6)、聚(五亚甲基癸二酰胺)(poly(pentamethylenesebacamide))(尼龙5,10)、己二酰己二胺-己内酰胺共聚物(尼龙6,6/6)、聚[亚甲基双(2-甲基环己基)十二酰胺](尼龙MACM12)、聚[4,4'-亚甲基双(环己基)十二酰胺](尼龙PACM12)等脂肪族聚酰胺。这些可以单独使用1种或2种以上用。
补强材料16(补强帘线)可以单独使用尼龙6,10、尼龙4,10,也可以并用2种以上。并用的方法没有特别限定,可以例举将各长丝捻合成1根帘线、使各纤维排列在带束补强层15内的方法等。从能够得到适当的效果的观点出发,补强材料16(补强帘线)优选使用刚性不同的2种纤维捻合而成的混合帘线(hybrid code)。
混合帘线的情况下,例如,可以例举聚酯纤维与尼龙6,10和/或尼龙4,10的混合帘线、芳纶纤维与尼龙6,10和/或尼龙4,10的混合帘线等。
优选地,补强材料16(补强帘线)的等截面积直径d(mm)满足下述式。
0.14mm<d<2.300mm
d优选为大于0.20mm、更优选为0.28mm以上、进一步优选为大于0.68mm、特别优选为大于0.83mm。上限优选为小于1.20mm、更优选为小于1.00mm、进一步优选为小于0.95mm、特别优选为小于0.90mm。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
等截面积直径d为特定范围、特别是0.20mm<d<1.00mm时能够获得上述的作用效果的理由未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
通过使d为下限以上,变得容易得到补强材料的强度、提升了高速行驶时的耐久性,同时,通过设定为上限以下,相邻部件的橡胶侵入补强材料之间,容易抑制由该部分的应变的集中导致的损伤,因此能够得到良好的耐久性,由此,显著提升了高速行驶时的耐久性。
需要说明的是,本发明中,补强材料16(补强帘线)的等截面积直径是指,具有与补强材料16(补强帘线)实际的截面积相同的面积的圆的直径,能够通过在将沿半径方向切出轮胎的截面部分的胎圈部之间的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下,算出从轮胎赤道面起轮胎宽度方向±50mm的范围内所测定的补强材料16的平均截面积,根据具有与其平均截面积相同的面积的圆的直径求出。
补强材料16(补强帘线),例如,优选为相对于轮胎周向,以±10°以内的角度排列。由此提高轮胎的周向上的约束性,能够提升耐久性能。补强材料16(补强帘线)在本实施方式中,横截面为圆形,但不仅限于圆形,横截面还可为楕圆形、多边形状等其他形状。
另外,补强材料16(补强帘线)从能够得到适当的效果的观点出发,优选地,在轮胎轴向上,以每50mm宽的补强帘线的打入根数(密度)为30~80根的密度排列。下限优选为34根以上、更优选为45根以上,上限优选为78根以下、更优选为68根以下。
虽然补强材料(补强帘线)的打入根数(密度)为特定范围时能够得到上述作用效果的理由未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
通过使密度为下限以上,补强层内的补强材料的密度变高,约束力提升,能够确保高速行驶时的耐久性,同时,通过设定为上限以下,能够确保与覆盖橡胶层的良好粘合性,因此能够得到良好的耐久性,由此,显著提升了高速行驶时的耐久性。
补强材料16(补强帘线)从能够得到适当的效果的观点出发,优选地,在轮胎轴向上,每50mm宽的带束补强层15中所占的补强材料16(补强帘线)的截面积比率(%)为15~55%。下限优选为25%以上、更优选为30%以上、进一步优选为35%以上、特别优选为40%以上,上限优选为50%以下、更优选为45%以下。
虽然带束补强层中所占的补强材料(补强帘线)的截面积比率为特定范围时能够得到上述作用效果的理由未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
通过使补强材料(补强帘线)的截面积比率为下限以上,由于补强层内的补强材料的密度变高,约束力变高,因此能够确保高速行驶时的耐久性,同时,通过设定为上限以下,抑制了应力集中于补强材料之间的覆盖橡胶部中,由此,显著提升了高速行驶时的耐久性。
需要说明的是,上述补强材料的打入根数(密度)可以通过下述方法求出:轮胎的半径方向截面中,在将胎圈部的宽度对齐正规轮辋宽度的状态下,测定从赤道面起在轮胎宽度方向上±50mm的范围中排列的补强材料的根数,算出每50mm的根数。
另外,所述补强材料16的截面积比率可以通过下述方法算出:沿半径方向切出轮胎的截面部分中,将胎圈部之间的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下,求出赤道面上的带束补强层的厚度S(mm),通过以下的计算算出。
面积比率=(密度×帘线的截面积)/(S×50)×100
另外,补强材料16,从保证与覆盖橡胶层的良好粘合性的观点出发,优选预先进行涂布粘合层的处理。作为合层,能够使用公知物,例如,通过间苯二酚·福尔马林·橡胶胶乳(RFL)的处理之外,还可以使用通过含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物等进行环氧处理后,进行了RFL处理之物,通过含有卤代醇化合物、封端异氰酸酯化合物和橡胶胶乳的粘合剂组合物进行处理之物等。
间苯二酚·福尔马林·橡胶胶乳(RFL),可以例举例如,如JP特开昭48-11335号公报中记载的那样,包含天然橡胶和/或合成橡胶胶乳、和苯酚-甲醛与间苯二酚的共缩合物的粘合剂组合物等。这样的粘合剂组合物,例如,能够通过包含在碱性催化剂的存在下将苯酚和甲醛缩合的工序、将水性苯酚-甲醛树脂溶液和间苯二酚共聚的工序、将生成的苯酚-甲醛-间苯二酚树脂溶液和橡胶胶乳混合的工序的制造方法制造。
需要说明的是,作为合成橡胶胶乳,可以例举,丁二烯聚合物胶乳、苯乙烯/丁二烯共聚物胶乳、异戊二烯聚合物胶乳、丁二烯/丙烯腈共聚物胶乳、丁二烯/乙烯基吡啶聚合物胶乳、丁二烯/乙烯基吡啶/苯乙烯共聚物胶乳等。
上述由间苯二酚·福尔马林·橡胶胶乳(RFL)形成的粘合层,能够通过付与RFL粘合剂(将上述补强材料16浸渍(DIP:Dipping)在RFL液中的方法等)形成。上述RFL粘合剂,通常在捻线得到纤维帘线后付着,但也可以在捻线之前或途中进行。
上述RFL粘合剂的组成没有特别限定,只要适当选择即可,其中,优选含有间苯二酚0.1~10质量%、福尔马林0.1~10质量%以及胶乳1~28质量%的组合物,更优选含有间苯二酚0.5~3质量%、福尔马林0.5~3质量%以及胶乳10~25质量%的组合物。
作为加热处理中的加热方法,例如,可以例举将附着了RFL粘合剂组合物的补强材料16在100~250℃下干燥处理1~5分钟后,进一步,在150~250℃下进行1~5分钟热处理的方法等。干燥处理后的热处理的条件,优选为180~240℃下1~2分钟。
上述含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物,只要是含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的组合物就没有特别限定。其中,优选含有为山梨糖醇聚缩水甘油醚、氯含量为9.6质量%以下的环氧化合物和封端异氰酸酯的组合物。
作为山梨糖醇聚缩水甘油醚,可以例举山梨糖醇二缩水甘油醚、山梨糖醇三缩水甘油醚、山梨糖醇四缩水甘油醚、山梨糖醇五缩水甘油醚、山梨糖醇六缩水甘油醚或它们的混合物等,可含有山梨糖醇单缩水甘油醚。山梨糖醇聚缩水甘油醚,在1分子中具有多个环氧基,能够形成高度交联结构。
山梨糖醇聚缩水甘油醚的氯含量优选为9.6质量%以下、更优选为9.5质量%以下、进一步优选为9.4质量%以下、特别优选为9.3质量%以下。该氯含量的下限没有特别限定,例如,1质量%以上。
需要说明的是,本发明中,山梨糖醇聚缩水甘油醚的氯含量能够根据JIS K 7243-3中所述的方法等求得。
山梨糖醇聚缩水甘油醚的氯含量,可以通过削减合成环氧化合物时使用的环氧氯丙烷的量等降低。
封端异氰酸酯通过异氰酸酯化合物和封端剂的反应生成,通过来源于封端剂的基团而短时失活的化合物,若以特定温度加热的话,其来自封端剂的基团解离,生成异氰酸酯基。
作为异氰酸酯化合物,可以例举分子内具有2个以上异氰酸酯基之物。
作为具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯类,例如,能够使用六亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苯醚二异氰酸酯、二苯丙烷二异氰酸酯、联苯基二异氰酸酯以及这些的异构体、烷基取代物、卤化物、对苯环的加氢物等。另外,能够使用具有3个异氰酸酯基的三异氰酸酯类、具有4个异氰酸酯基的四异氰酸酯类以及多亚甲基多苯基多异氰酸酯等。这些异氰酸酯化合物,能够单独使用1种或并用2种以上。其中,优选甲苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
作为封端剂,能够例举,ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺、β-丙内酰胺等内酰胺系;苯酚、甲酚、间苯二酚、二甲苯酚等酚系;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单乙醚、丙二醇单甲醚、苯甲醇等醇系;甲酰胺肟、乙醛肟、丙酮肟、甲乙酮肟、二乙酰单肟、二苯甲酮肟、环己酮肟等肟类;丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰丙酮等活性亚甲基系等。其中,优选内酰胺系、酚系、肟系封端剂。
上述含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物中,相对于山梨糖醇聚缩水甘油醚100质量份,封端异氰酸酯的含量优选为50质量份以上、更优选为200质量份以上。上限优选为500质量份以下、更优选为400质量份以下。
上述含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物中,根据需要可含有以下任意成分。例如,可以例举,山梨糖醇聚缩水甘油醚以外的环氧化合物、能够与山梨糖醇聚缩水甘油醚共聚的树脂、封端异氰酸酯之外的固化剂、有机增粘剂、抗氧化剂、光稳定剂、粘合性提升剂、增强剂、软化剂、着色剂、流平剂、阻燃剂以及抗静电剂等。
作为山梨糖醇聚缩水甘油醚以外的环氧化合物,例如,可以例举乙二醇缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、双甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、酚醛清漆型缩水甘油醚以及溴化双酚A二缩水甘油醚等缩水甘油醚;六氢化邻苯二甲酸缩水甘油酯、二聚酸缩水甘油酯等缩水甘油酯;三缩水甘油基异氰脲酸酯、缩水甘油基乙内酰脲(glycidyl hydantoin)、四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷、三缩水甘油基对氨基苯酚、三缩水甘油基间氨基苯酚、二缩水甘油基苯胺、二缩水甘油基甲苯胺、四缩水甘油基间二甲苯二胺、二缩水甘油基三溴苯胺、以及四缩水甘油基双氨基甲基环己烷等缩水甘油基胺;以及3,4-环氧环己基甲基羧酸酯、环氧化聚丁二烯、环氧化大豆油等脂环族或脂肪族环氧化物等。
作为通过上述含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物的处理,可以例举用于将RFL中所含的各种成分附着于补强材料16而进行的处理以及根据需要包含在这之后的加热处理的处理等。
作为附着方法,例如,能够使用用辊进行的涂布、从喷嘴喷雾、浸渍于浴液(粘合剂组合物)等任意方法。从均匀附着,且除去多余的粘合剂的观点出发,优选为通过浸渍的附着。
另外,为了调整附着于补强材料16的附着量,可进一步采用通过压接辊的挤压、通过刮刀等的刮落、通过空气吹扫的吹落、吸引、通过打浆机的击落等手段。
附着于补强材料16的附着量优选为1.0质量%以上、更优选为1.5质量%以上,另外,优选为3.0质量%以下、更优选为2.5质量%以下。
需要说明的是,附着于补强材料16的附着量是相对于补强材料16 100质量份,附着的上述RFL粘合剂中的固体成分的量。
上述含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物的全固体成分浓度,优选为0.9质量%以上、更优选为14质量%以上、另外,优选为29质量%以下、更优选为23质量%以下。
上述含有山梨糖醇聚缩水甘油醚和封端异氰酸酯的粘合剂组合物中,除了间苯二酚、福尔马林、橡胶胶乳之外,还可添加硫化调节剂、锌白、抗氧化剂、消泡剂等。
作为加热处理中的加热方法,例如,可以例举,将附着有RFL粘合剂组合物的补强材料16在100~250℃下干燥处理1~5分钟后,进一步,在150~250℃下进行1~5分钟热处理的方法等。干燥处理后的热处理条件,优选为180~240℃下1~2分钟。
上述包含卤代醇化合物和封端异氰酸酯化合物和橡胶胶乳的粘合剂组合物,只要是含有这些成分的粘合剂组合物就没有特别限定,优选为包含卤代醇化合物、封端异氰酸酯化合物以及橡胶胶乳,且不含间苯二酚以及甲醛的粘合剂组合物。
作为卤代醇化合物,可以例举使多元醇化合物和表卤代醇化合物(epihalohydrincompound)(卤代醇醚)反应而得到的化合物等。
多元醇化合物是指,分子内具有2个以上羟基的化合物,例如,可以例举,乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇、赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、酒石酸等羟基酸、甘油酸、甘油、双甘油、聚甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇等。作为表卤代醇化合物,例如,可以例举环氧氯丙烷(表氯醇)(epichlorohydrin)、环氧溴丙烷(表溴醇)(epibromohydrin)等。
作为卤代醇化合物,例如,可以例举氟代醇化合物、氯代醇化合物、溴代醇化合物、碘代醇化合物等。其中,优选为卤化山梨糖醇、卤化甘油。
卤代醇化合物100质量%中的卤素含量,优选为5.0~15.0质量%、更优选为7.0~13.0质量%、进一步优选为9.0~12.0质量%。
封端异氰酸酯化合物,例如,可以例举与上述封端异氰酸酯相同的化合物。另外,橡胶胶乳可以例举与上述橡胶胶乳相同之物。
上述包含卤代醇化合物、封端异氰酸酯化合物和橡胶胶乳的粘合剂组合物,优选含有卤代醇化合物10.0~30.0质量份、封端异氰酸酯化合物10.0~30.0质量份以及橡胶胶乳80.0~240.0质量份。然后,该粘合剂组合物不含间苯二酚以及甲醛。
由上述含有卤代醇化合物、封端异氰酸酯化合物和橡胶胶乳的粘合剂组合物形成的粘合剂层,是使用该粘合剂组合物,在补强材料16的表面上形成的。该粘合剂层,例如,通过浸渍、刷涂、铸造、喷雾、辊涂、刀涂等形成,但不仅限于这些。
带束补强层15中,覆盖补强帘线16的带束补强层用被覆橡胶组合物(补强橡胶17)中含有橡胶成分。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,橡胶成分是有助于交联的成分,通常,为重均分子量(Mw)为1万以上的聚合物,无法通过丙酮提取的聚合物成分相当于橡胶成分。所述橡胶成分在常温(25℃)下为固体状态。
橡胶成分的重均分子量,优选为5万以上、更优选为15万以上、进一步优选为20万以上,另外,优选为200万以下、更优选为150万以下、进一步优选为100万以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
需要说明的是,本说明书中,重均分子量(Mw)能够基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹(株)制造的GPC-8000系列、检测器:示差折光仪、色谱柱:东曹(株)制造的TSKGELSUPERMULTIPORE HZ-M)获得的测定值、通过标准聚苯乙烯换算来求得。
作为可在带束补强层用被覆橡胶组合物中使用的橡胶成分,例如,能够使用二烯系橡胶。作为二烯系橡胶,可以例举,异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等。另外,也可以例举丁基系橡胶、氟橡胶等。这些可以单独使用、也可以并用2种以上。其中,从更好得到效果的观点出发,优选异戊二烯系橡胶、BR、SBR,更优选异戊二烯系橡胶。另外,这些橡胶成分可进行后述的改性处理、氢化处理,可使用通过油、树脂、液态橡胶成分等伸展的伸展橡胶。
上述二烯系橡胶,可以是非改性二烯系橡胶、也可以是改性二烯系橡胶。
作为改性二烯系橡胶,只要是具有与二氧化硅等填充剂相互作用的官能团的二烯系橡胶就可以,例如,可以例举将二烯系橡胶的至少一侧的末端由具有上述官能团的化合物(改性剂)改性的末端改性二烯系橡胶(末端上具有上述官能团的末端改性二烯系橡胶)、主链上具有上述官能团的主链改性二烯系橡胶、主链以及末端上具有上述官能团的主链末端改性二烯系橡胶(例如,主链上具有上述官能团,至少一侧的末端由上述改性剂改性的主链末端改性二烯系橡胶)、通过分子中具有2个以上的环氧基的多官能化合物改性(偶联)、引入了羟基、环氧基的末端改性二烯系橡胶等。
作为上述官能团,例如,可以例举,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、氧羰基、巯基、硫醚基(sulfide group)、二硫醚基(disulfide group)、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、环氧基等。需要说明的是,这些官能团可具有取代基。其中,优选为氨基(优选为氨基所具有的氢原子被碳数1~6的烷基取代的氨基)、烷氧基(优选为碳数1~6的烷氧基)、烷氧基甲硅烷基(优选为碳数1~6的烷氧基甲硅烷基)。
作为异戊二烯系橡胶,可以例举天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、改质NR、改性NR、改性IR等。作为NR,例如,能够使用SIR20、RSS#3、TSR20等橡胶工业中的常规品。作为IR,没有特别限定,例如,能够使用IR2200等橡胶工业中的常规品。作为改质NR,可以列举脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶(UPNR)等,作为改性NR,可以列举环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、接枝化天然橡胶等,作为改性IR,可以例举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。这些可以单独使用、也可以并用2种以上。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,橡胶成分100质量%中的异戊二烯系橡胶的含量,优选为5质量%以上、更优选为50质量%以上、进一步优选为75质量%以上、特别优选为85质量%以上,可为100质量%。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
BR没有特别限定,例如,可以使用高顺式含量的高顺式BR、含有间规聚丁二烯晶体的BR、使用稀土类系催化剂合成的BR(稀土类BR)等。这些可以单独使用、也可以并用2种以上。其中,BR优选含有顺式含量为90质量%以上的高顺式BR。该顺式含量更优选为95质量%以上。需要说明的是,顺式含量能够通过红外吸收光谱分析法测定。
另外,BR可以是非改性BR、改性BR中的任一种。作为改性BR,可以例举,引入了与改性二烯系橡胶相同的官能团的改性BR。另外,BR也可以使用氢化丁二烯聚合物(氢化BR)。
作为BR,例如,可以使用宇部兴产(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ZEON(株)等的制品。
带束补强层用被覆橡胶组合物含有BR时,橡胶成分100质量%中的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。上限优选为50质量%以下、更优选为30质量%以下、进一步优选为20质量%以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
作为SBR没有特别限定,例如,能够使用乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)、溶液聚合丁苯橡胶(S-SBR)等。这些可以单独使用,也可以并用2种以上。
SBR的苯乙烯含量优选为5质量%以上、更优选为20质量%以上、进一步优选为25质量%以上。该苯乙烯含量优选为45质量%以下、更优选为40质量%以下、进一步优选为35质量%以下。通过在上述范围内,有改善高速行驶时的操作稳定性的倾向。
需要说明的是,本说明书中,苯乙烯含量能够通过1H-NMR测定进行测定。
SBR的乙烯基键合量,优选为3质量%以上、更优选为5质量%以上、进一步优选为7质量%以上。该乙烯基键合量,优选为25质量%以下、更优选为15质量%以下、进一步优选为13质量%以下。通过在上述范围内,有改善高速行驶时的操作稳定性的倾向。
需要说明的是,本说明书中,乙烯基键合量(1,2-键合丁二烯单元量)能够通过红外吸收光谱分析法测定。
SBR可以使用非改性SBR、改性SBR中的任一种。作为改性SBR,可以例举引入了与改性二烯系橡胶相同的官能团的改性SBR。另外,作为SBR,也可以使用氢化苯乙烯-丁二烯共聚物(氢化SBR)。
作为SBR,例如,能够使用由住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ZEON(株)等制造·销售的SBR。
带束补强层用被覆橡胶组合物含有SBR时,橡胶成分100质量%中的SBR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。上限优选为50质量%以下、更优选为30质量%以下、进一步优选为20质量%以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
带束补强层用被覆橡胶组合物可含有填料(填充材料)。
作为填料(填充材料)没有特别限定,可以使用橡胶领域中公知的材料,例如,可以例举,炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石、矾土、粘土、氢氧化铝、氧化铝、云母等无机填料;难分散性填料等。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,填料的总含量(二氧化硅、炭黑等填料的总量),优选为5质量份以上、更优选为20质量份以上、进一步优选为40质量份以上、特别优选为50质量份以上。该含量的上限,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80质量份以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
填料(填充材料)中,优选炭黑等来源于碳的填料(含碳填料)、二氧化硅。
作为能够用于带束补强层用被覆橡胶组合物中的炭黑,没有特别限定,可以例举N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等。作为市售品,能够使用旭碳(ASAHI CARBON)(株)、卡博特日本(株)、东海碳素(株)、三菱化学(株)、狮王(株)、新日化碳素(NSCC Carbon)(株)、哥伦比亚碳素(Columbia Carbon)公司等的制品。这些可以单独使用,也可以并用2种以上。另外,除了以往的将矿物油等作为原料的炭黑之外,也可使用将木质素等生物质材料作为原料的炭黑。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选为30m2/g以上、更优选为50m2/g以上、进一步优选为70m2/g以上。另外,上述N2SA优选为200m2/g以下、更优选为150m2/g以下、进一步优选为130m2/g以下、特别优选为120m2/g以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
带束补强层用被覆橡胶组合物含有炭黑时,相对于橡胶成分100质量份,炭黑的含量,优选为5质量份以上、更优选为20质量份以上、进一步优选为40质量份以上、特别优选为50质量份以上。该含量的上限,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80质量份以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
作为能够使用的二氧化硅,可以例举干式法二氧化硅(無水二氧化硅)、湿式法二氧化硅(含水二氧化硅)等。其中,从硅烷醇基多的理由出发,优选为湿式法二氧化硅。作为市售品,可以使用德固赛公司、罗地亚公司、东曹·二氧化硅(株)、索尔维日本(株)、(株)德山等的制品。这些可以单独使用、也可以并用2种以上。这些二氧化硅之外,也可使用以稻壳等生物质材料作为原料的二氧化硅。
二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA),优选为50m2/g以上、更优选为100m2/g以上、进一步优选为150m2/g以上、特别优选为180m2/g以上、最优选为190m2/g以上。另外,二氧化硅的N2SA的上限没有特别限定,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。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
需要说明的是,二氧化硅的N2SA是基于ASTM D3037-93用BET法测定的值。
带束补强层用被覆橡胶组合物含有二氧化硅时,相对于橡胶成分100质量份,二氧化硅的含量,优选为5质量份以上、更优选为20质量份以上、进一步优选为40质量份以上、特别优选为50质量份以上。该含量的上限,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80质量份以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
带束补强层用被覆橡胶组合物含有二氧化硅时,优选进一步含有硅烷偶联剂。
作为硅烷偶联剂没有特别限定,能够使用橡胶领域中公知的硅烷偶联剂,可以例举,例如双(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、3-三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯单硫化物等硫化物系、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、Momentive公司制造的NXT、NXT-Z等巯基系、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基系、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基系、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等环氧丙氧基系、3-硝基丙基三甲氧基硅烷、3-硝基丙基三乙氧基硅烷等硝基系、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷等氯系等。作为市售品,可以使用德固赛公司、迈图(Momentive)公司、信越有机硅(株)、东京化成工业(株)、Azmax(株)、东丽·道康宁(株)等的制品。这些可以单独使用、也可以并用2种以上。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于二氧化硅100质量份,硅烷偶联剂的含量,优选为0.1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、特别优选为7质量份以上。该含量的上限,优选为50质量份以下、更优选为20质量份以下、进一步优选为15质量份以下、特别优选为10质量份以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
作为难分散性填料,例如,可以例举,微纤化植物纤维、短纤维状纤维素、凝胶状化合物等。其中,优选微纤化植物纤维。
作为上述微纤化植物纤维,从得到良好的补强性的点出发,优选纤维素微纤丝(cellulose microfibril)。作为纤维素微纤丝,只要是来自天然物的纤维素微纤丝就没有特别限制,例如,除了可以例举来自果实、谷物、根菜等资源生物质、木材、竹、麻、黄麻、红麻以及以这些作为原料得到的纸浆和纸、布、农作物废弃物、食品废弃物和下水污泥等废弃生物质、稻草、麦草、间伐木等未使用生物质的纤维素微纤丝之外,还可以例举来自海鞘、醋酸菌等生产的纤维素等的纤维素微纤丝。这些微纤化植物纤维可以使用1种,也可以组合使用2种以上。
需要说明的是,本说明书中,纤维素微纤丝是指,典型的是,平均纤维直径为10μm以下的范围内的纤维素纤维,更典型的是,具有通过纤维素分子的集合形成的平均纤维直径500nm以下的微小结构的纤维素纤维。典型的纤维素微纤丝,例如,形成为具有上述那样的平均纤维直径的纤维素纤维的集合体。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,难分散性填料的含量,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。该含量的上限,优选为50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、特别优选为10质量份以下。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,可混合增塑剂。
增塑剂是指,橡胶成分中赋予可塑性的材料,例如,可以例举液体增塑剂(常温(25℃)下为液态的增塑剂)、树脂(常温(25℃)下为固态的树脂)等。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,增塑剂的含量(增塑剂的总量),优选为50质量份以下、更优选为30质量份以下、进一步优选为10质量份以下、特别优选为5质量份以下、可为0质量份。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。需要说明的是,使用上述伸展橡胶时,该伸展橡胶中使用的伸展成分量包含在增塑剂的含量中。
作为带束补强层用被覆橡胶组合物中能够使用的液体增塑剂(常温(25℃)下为液态的增塑剂)没有特别限定,可以例举油、液态聚合物(液态树脂、液态二烯系聚合物等)等。这些可以单独使用、也可以并用2种以上。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,液体增塑剂的含量,优选为50质量份以下、更优选为30质量份以下、进一步优选为10质量份以下、特别优选为5质量份以下、可为0质量份。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。需要说明的是,油的含量也适合相同的范围。
作为油,例如,可以例举操作油、植物油、或其混合物。作为操作油,例如,能够使用轻度提取溶剂合物MES(Mild Extract Solvated)、蒸馏芳香族提取物DAE(DistillateAromatic Extract)、经处理的蒸馏芳香族提取物TDAE(treated Distillate AromaticExtract)、经处理的残余芳香族提取物TRAE(treated Residual Aromatic Extract)、残余芳香族提取物RAE(residual Aromatic Extract)等链烷烃系操作油、芳香系操作油、环烷烃系操作油等。作为植物油,可以例举蓖麻油、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、米油、红花油、芝麻油、橄榄油、向日葵油、棕榈仁油、山茶油、霍霍巴油、澳洲坚果油、桐油等。作为市售品,可以使用出光兴产(株)、三共油化工业(株)、(株)日本能源、OLISOY公司、H&R公司、丰国制油(株)、昭和壳牌石油(株)、富士兴产(株)、日清Oillio集团(株)等的制品。其中,优选为操作油(链烷烃系操作油、芳香系操作油、环烷烃系操作油等)、植物油。另外,从生命周期评估的观点出发,作为上述油,可使用将橡胶混合机和发动机等中使用过的润滑油和料理店中使用过的废食用油精制之物。
作为液态树脂,可以例举萜烯系树脂(包括萜[烯]酚树脂、芳香族改性萜烯树脂)、松香树脂、苯乙烯系树脂、C5系树脂、C9系树脂、C5/C9系树脂、双环戊二烯(DCPD)树脂、苯并呋喃茚系树脂(包含苯并呋喃、茚单体树脂)、酚醛树脂、烯烃系树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸(酯)系树脂等。另外,也可以使用这些的氢化物。
作为液态二烯系聚合物,可以例举25℃下为液态的液态苯乙烯丁二烯共聚物(液态SBR)、液态丁二烯聚合物(液态BR)、液态异戊二烯聚合物(液态IR)、液态苯乙烯异戊二烯共聚物(液态SIR)、液态苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(液态SBS嵌段聚合物)、液态苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物(液态SIS嵌段聚合物)、液态法呢烯聚合物、液态法呢烯丁二烯共聚物等。这些的末端、主链可被极性基团改性。另外,也可以使用这些的氢化物。
作为带束补强层用被覆橡胶组合物中能够使用的上述树脂(常温(25℃)下为固态的树脂),例如,可以例举常温(25℃)下为固态的芳香族乙烯基聚合物、苯并呋喃茚树脂、苯并呋喃树脂、茚树脂、酚醛树脂、松香树脂、石油树脂、萜烯系树脂、丙烯酸系树脂等。另外,树脂可被氢化。这些可以单独使用,也可以组合使用2种以上。其中,优选为芳香族乙烯基聚合物、石油树脂、萜烯系树脂。
带束补强层用被覆橡胶组合物含有上述树脂时,相对于橡胶成分100质量份,上述树脂的含量优选为100质量份以下、更优选为30质量份以下、进一步优选为10质量份以下、特别优选为5质量份以下,可为0质量份。在上述范围内时,有得到更好效果的趋势。
上述树脂的软化点优选为60℃以上、更优选为70℃以上、进一步优选为80℃以上。上限优选为160℃以下、更优选为130℃以下、进一步优选为115℃以下。通过在上述范围内,有改善高速行驶时的操纵稳定性的倾向。
需要说明的是,上述树脂的软化点是用环球式软化点测量装置测定JIS K6220-1:2001中规定的软化点、球落下时的温度。所述树脂的软化点,通常是比树脂的玻璃化转变温度更高50℃±5℃的值。
上述芳香族乙烯基聚合物,是含有芳香族乙烯基单体作为构成单元的聚合物。例如,可以例举聚合α-甲基苯乙烯和/或苯乙烯而得到的树脂,具体是,可以例举苯乙烯的均聚物(苯乙烯树脂)、α-甲基苯乙烯的均聚物(α-甲基苯乙烯树脂)、α-甲基苯乙烯与苯乙烯的共聚物、苯乙烯和其他单体的共聚物等。
上述苯并呋喃茚树脂是,作为构成树脂的骨架(主链)的主要单体成分,含有苯并呋喃以及茚的树脂。作为苯并呋喃、茚之外的骨架中所含的单体成分,可以例举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基茚、乙烯基甲苯等。
上述苯并呋喃树脂是,作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分,含有苯并呋喃的树脂。
上述茚树脂是,作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分,含有茚的树脂。
作为上述酚醛树脂,例如,能够使用通过酸或碱催化剂使酚类和甲醛、乙醛、糠醛等醛类反应而得到的聚合物等公知的酚醛树脂。其中,优选为通过酸催化剂反应而得到之物(酚醛清漆(Novolac)型酚醛树脂等)。
作为上述松香树脂,可以例举以天然松香、聚合松香、改性松香、它们的酯化合物、它们的氢化物为代表的松香系树脂等。
作为上述石油树脂,可以例举C5系树脂、C9系树脂、C5/C9系树脂、双环戊二烯(DCPD)树脂、它们的氢化物等。其中,优选为DCPD树脂、氢化DCPD树脂。
上述萜烯系树脂是含有萜烯作为构成单元的聚合物。例如,可以例举通过聚合萜烯化合物得到的多萜树脂、聚合萜烯化合物和芳香族化合物得到的芳香族改性萜烯树脂等。另外,也可以使用它们的氢化物。
上述多萜树脂是聚合萜烯化合物得到的树脂。该萜烯化合物,是以(C5H8)n的组成表示的烃及其含氧衍生物,是分类为单萜(C10H16)、倍半萜(C15H24)、二萜(C20H32)等的以萜烯作为基本骨架的化合物,例如,可以例举α-蒎烯、β-蒎烯、双戊烯、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、γ-萜品醇等。
作为上述多萜树脂,可以例举以上述萜烯化合物作为原料的蒎烯树脂、柠檬烯树脂、双戊烯树脂、蒎烯/柠檬烯树脂等。其中,优选为蒎烯树脂。蒎烯树脂,通常含有存在异构体关系的α-蒎烯以及β-蒎烯这两者,通过含有的成分不同,可以分类为以β-蒎烯为主成分的β-蒎烯树脂和以α-蒎烯为主成分的α-蒎烯树脂。
作为上述芳香族改性萜烯树脂,可以例举以上述萜烯化合物以及酚系化合物作为原料的萜[烯]酚树脂和以上述萜烯化合物以及苯乙烯系化合物作为原料的萜烯苯乙烯树脂等。另外,也可以使用以上述萜烯化合物、酚系化合物以及苯乙烯系化合物作为原料的萜烯酚苯乙烯树脂。需要说明的是,作为酚系化合物,例如,可以例举苯酚、双酚A、甲酚、二甲酚等。另外,作为苯乙烯系化合物,可以例举苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
上述丙烯酸系树脂,是含有丙烯酸系单体作为构成单元的聚合物。例如,可以例举具有羧基、通过芳香族乙烯基单体成分和丙烯酸系单体成分共聚得到的、苯乙烯丙烯酸树脂等苯乙烯丙烯酸系树脂等。其中,可以适当地使用无溶剂型含羧基苯乙烯丙烯酸系树脂。
上述无溶剂型含羧基苯乙烯丙烯酸系树脂是指,尽可能不使用作为副原料的聚合引发剂、链转移剂、有机溶剂等,通过高温连续聚合法(高温连续本体聚合法)(美国专利第4,414,370号说明书、日本特开昭59-6207号公报、日本特公平5-58005号公报、日本特开平1-313522号公报、美国专利第5,010,166号说明书、东亚合成研究年报TREND2000第3号第42-45页等所述的方法)合成的(甲基)丙烯酸系树脂(聚合物)。需要说明的是,本说明书中,(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸以及丙烯酸。
作为构成上述丙烯酸系树脂的丙烯酸系单体成分,例如,可以例举(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯(丙烯酸-2-乙基己酯等烷基酯、芳基酯、芳烷基酯等)、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺衍生物等(甲基)丙烯酸衍生物。需要说明的是,(甲基)丙烯酸是丙烯酸以及甲基丙烯酸的总称。
作为构成上述丙烯酸系树脂的芳香族乙烯基单体成分,例如,可以例举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基萘等芳香族乙烯基单体。
另外,作为构成上述丙烯酸系树脂的单体成分,可与(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸衍生物、芳香族乙烯基单体一起使用其他单体成分。
作为上述增塑剂,例如,可以使用丸善石油化学(株)、住友电木(株)、安原化学(株)、东曹(株)、Rutgers Chemicals公司、BASF公司、亚利桑那化学公司、日涂化学(株)、(株)日本触媒、ENEOS(株)、荒川化学工业(株)、田冈化学工业株式会社等的制品。
带束补强层用被覆橡胶组合物,从耐龟裂性、耐臭氧性等的观点出发,优选含有防老剂。
作为防老剂没有特别限定,可以例举,苯基-α-萘胺等萘胺系防老剂;辛基化二苯胺、4,4′-双(α,α′-二甲基苄基)二苯胺等二苯胺系防老剂;N-异丙基-N′-苯基-对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺、N,N′-二-2-萘基-对苯二胺等对苯二胺系防老剂;2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物等喹啉系防老剂;2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚等单酚系防老剂;四-[亚甲基-3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等双酚、三酚、多酚系防老剂等。其中,优选为对苯二胺系防老剂、喹啉系防老剂,更优选为N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物。作为市售品,例如,能够使用精工化学(株)、住友化学(株)、大内新兴化学工业(株)、Flexsys公司等的制品。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,防老剂的含量优选为0.2质量份以上、更优选为0.5质量份以上、进一步优选为2.0质量份以上。该含量优选为7.0质量份以下、更优选为4.0质量份以下。
橡胶组合物优选含有硬脂酸。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,硬脂酸的含量优选为0.5~10质量份、更优选为0.5~4质量份。
需要说明的是,作为硬脂酸,可以使用以往公知的硬脂酸,例如,可以使用日油(株)、花王(株)、富士胶片和光纯药(株)、千叶脂肪酸(株)等的制品。
带束补强层用被覆橡胶组合物优选含有氧化锌。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,氧化锌的含量优选为0.5~10质量份、更优选为1~3质量份。
需要说明的是,作为氧化锌,可以使用以往公知的氧化锌,例如,可以使用三井金属矿业(株)、东邦锌业(株)(Toho Zinc Co.,Ltd.)、白水科技(Hakusui Tech)(株)、正同化学工业(株)、堺化学工业(株)等的制品。
带束补强层用被覆橡胶组合物中可混合蜡。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,蜡的含量优选为0.5~10质量份、更优选为1~5质量份。
作为蜡没有特别限定,可以例举石油系蜡、天然系蜡等,另外,也可以使用将多种蜡精制或化学处理的合成蜡。这些蜡可以单独使用,也可以并用2种以上。
作为石油系蜡,可以例举石蜡、微晶蜡等。作为天然系蜡,只要是来源于石油以外的资源的蜡就没有特别限定,例如,可以例举小烛树蜡、巴西棕榈蜡、木蜡、米蜡、荷荷巴蜡等植物系蜡;蜂蜡、羊毛脂、鲸蜡等动物系蜡;地蜡(ozokerite)、纯地蜡(ceresin)、凡士林等矿物系蜡;以及这些的精制物等。作为市售品,例如,可以使用大内新兴化学工业(株)、日本精蜡(株)、精工化学(株)等的制品。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,从在聚合物链中形成适当的交联链,赋予良好性能的点出发,优选混合硫。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,硫的含量优选为0.1质量份以上、更优选为1.0质量份以上、进一步优选为1.7质量份以上。该含量优选为5.0质量份以下、更优选为3.0质量份以下、进一步优选为2.0质量份以下。
作为硫,可以例举橡胶工业中通常使用的粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫、可溶性硫等。作为市售品,可以使用鹤见化学工业(株)、轻井沢硫黄(株)、四国化成工业(株)、Flexsys公司、日本乾溜工业(株)、细井化学工业(株)等的制品。这些可以单独使用,也可以并用2种以上。
带束补强层用被覆橡胶组合物优选含有硫化促进剂。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,硫化促进剂的含量没有特别限制,可以根据所需要的硫化速度、交联密度自由决定,相对于橡胶成分100质量份,优选为0.5质量份以上、更优选为2.0质量份以上、进一步优选为2.7质量份以上。上限优选为8.0质量份以下、更优选为6.0质量份以下、进一步优选为5.0质量份以下。
硫化促进剂的种类没有特别限制,可以使用通常使用的硫化促进剂。作为硫化促进剂,可以例举2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等噻唑系硫化促进剂;四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四苄基秋兰姆二硫化物(TBzTD)、四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物(TOT-N)等的秋兰姆系硫化促进剂;N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-氧联亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N'-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺系硫化促进剂;二苯胍、二邻甲苯基胍、邻甲苯基双胍等胍系硫化促进剂。这些可以单独使用,也可以并用2种以上。其中,优选为次磺酰胺系、胍系、苯并噻唑系硫化促进剂。
带束补强层用被覆橡胶组合物中,除了上述成分之外,还可适当混合轮胎工业中通常使用的配合剂,例如,脱模剂等材料。
带束层的覆盖橡胶(覆盖带束帘线9的贴胶橡胶10)和其他部件中,能够变更适当的配混量使用与补强橡胶17(带束补强层用被覆橡胶组合物)相同的材料。
需要说明的是,补强橡胶17(带束补强层用被覆橡胶组合物),例如,可以是与所述贴胶橡胶10不同的橡胶组合物,也可以是相同的橡胶组合物。
作为带束补强层用被覆橡胶组合物的制造方法,可以使用公知的方法,例如,能够通过将所述各成分用开炼机、班伯里密炼机等橡胶混炼装置进行混炼,之后硫化的方法等进行制造。
作为混炼条件,混炼硫化剂以及硫化促进剂之外的添加剂的基础捏炼工序中,混炼温度通常为50~200℃、优选为80~190℃,混炼时间通常为30秒~30分钟、优选为1分钟~30分钟。混炼硫化剂、硫化促进剂的最终捏炼工序中,混炼温度通常为100℃以下、优选为室温~80℃。另外,混炼硫化剂、硫化促进剂的组合物通常被施以加压硫化等硫化处理。作为硫化温度,通常为120~200℃、优选为140~180℃。
作为适用含有补强材料16(补强帘线)、覆盖补强帘线16的补强橡胶17(带束补强层用被覆橡胶组合物)的带束补强层15的轮胎,可以例举充气轮胎、非充气轮胎等,其中,优选为充气轮胎。特别是,可以适当地用作夏用轮胎(夏天轮胎)、冬用轮胎(无钉防滑轮胎、雪地轮胎、镶钉防滑轮胎等)。轮胎能够用于乘用车用轮胎、大型乘用车用、大型SUV用轮胎、货车、客车等重载重用轮胎、轻型货车用轮胎、二轮机动车用轮胎、竞赛用轮胎(高性能轮胎)等。
轮胎能够使用补强材料16(补强帘线)和覆盖补强帘线16的补强橡胶17(带束补强层用被覆橡胶组合物)、通过通常的方法制造。例如,在未硫化阶段,将混合了各种材料的橡胶组合物配合补强材料16(补强帘线)和覆盖补强帘线16的补强橡胶17(带束补强层用被覆橡胶组合物),挤出加工成带束补强层15的形状,与其他轮胎部件一起,在轮胎成型机上以通常的方法成形,形成未硫化轮胎。通过在硫化机中将该未硫化轮胎加热加压,得到轮胎。
图3为胎面部2的放大图。
轮胎1中,设有埋设于胎面部2的内部的带束层7、在带束层7的轮胎半径方向外侧具有补强帘线16的带束补强层15,胎面部2被周向主沟20分隔。
轮胎1中,补强材料16(补强帘线)的等截面积直径d(mm)和从胎面沟底21至带束补强层15的距离L(mm)满足下述式(2)。
(2)d/L≤0.80
d/L优选为0.70以下、更优选为0.60以下、进一步优选为0.555以下、特别优选为0.50以下。下限优选为0.10以上、更优选为0.20以上、进一步优选为0.27以上、特别优选为0.30以上。在上述范围内时,能够得到适当的效果。
轮胎1中,从胎面沟底21至带束补强层15的距离L(mm)优选满足下述式。
L≥0.90mm
L优选为1.00mm以上、更优选为1.10mm以上、进一步优选为1.50mm以上、特别优选为1.70mm以上。上限优选为2.50mm以下、更优选为2.30mm以下、进一步优选为2.00mm以下。
当所述距离L为规定以上、特别是L≥1.00mm时得到上述作用效果的理由未必明确,但推测是由以下的机理实现的。
通过使距离L为规定以上,由于从沟底至补强材料的距离变大,因此转动时的变形难以传导至补强材料,变得容易抑制补强材料的断裂,由此,显著提升了高速行驶时的耐久性。
需要说明的是,本发明中,胎面沟底21是指,周向主沟的深度最深的部分,周向主沟中位于轮胎半径方向最内侧的表面。
本发明中,从胎面沟底21至带束补强层15的距离L(mm)是指,从胎面沟底21至带束补强层15的轮胎径向外侧表面23的距离。该距离L是,沿半径方向切出轮胎的截面部分中,将胎圈部的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下,最靠近轮胎赤道面的周向主沟的沟底和带束补强层15的轮胎半径方向外侧表面之间的距离,沿带束补强层15的轮胎半径方向外侧表面的法线测量的值。
需要说明的是,本说明书中,轮胎的各尺寸(从胎面沟底至带束补强层的距离L等尺寸)以及角度,除非另有特别说明,否则在沿半径方向切出轮胎的截面部分中测定,测定时,将轮胎的胎圈部之间的宽度对齐正规轮辋宽度而固定的状态下测定。另外,在测定带束层7、带束补强层15中的帘线与轮胎周向所成的角度等时,通过剥离该截面部分的胎面部,从轮胎的半径方向观察,可以进行确认。
补强材料(补强帘线)的等截面积直径d、从胎面沟底至带束补强层的距离L、每50mm宽的补强帘线的打入根数(密度)、每50mm宽的带束补强层中所占的补强材料(补强帘线)的截面积比率(截面积100%中补强帘线所占的比例),同样地,除非另有特别说明,否则在沿半径方向切出轮胎的截面部分中测定。
以上,就本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明,但本发明并不仅限于图示的实施方式,能够改变成各种方式实施。
【实施例】
以下展示的是实施时被认为是优选的示例(实施例),但本发明的范围不仅限于这些实施例。
将具有图1的基本结构的尺寸为195/65R15的乘用车用充气轮胎(试验用轮胎)根据各表的样式(帘线材料、补强帘线的等截面积直径d、从胎面沟底至带束补强层的距离L等)进行试作。
试验用轮胎的共通样式如下所述。
带束帘布层:2片
带束帘线相对于轮胎周向的角度:20度(交叉)
带束帘线:单线
带束帘线的密度:36根
带束帘线直径:0.32mm
假设根据各表而使样式变化的试验用轮胎,基于下述评价方法算出的结果如各表所示。
需要说明的是,以比较例7作为基准比较例。
<高速行驶时的耐久性>
将上述试验用轮胎安装于转鼓试验机,将旋转速度从时速100km开始缓缓上升,测定破坏发生时的速度,以基准比较例为100进行指数表示(高速耐久性指数)。指数越大,表示破坏发生时的速度越大,高速行驶时的耐久性越优异。
【表1】
【表2】
本发明(1)为一种轮胎,其具有胎面部以及带束补强层,其中,
所述带束补强层包含由下述式(1)所表示的化合物形成的补强材料,
(式中,m为2或3;n为整数。)
所述补强材料的等截面积直径d(mm)和从胎面沟底至所述带束补强层的距离L(mm)满足下述式(2):
(2)d/L≤0.80。
本发明(2)是根据本发明(1)所述的轮胎,其中,所述d(mm)满足下述式:
0.20mm<d<1.00mm。
本发明(3)是根据本发明(1)或(2)所述的轮胎,其中,所述距离L(mm)满足下述式:
L≥1.00mm。
本发明(4)是根据本发明(1)~(3)中任一项所述的轮胎,其中,所述补强材料由捻数为10.0~60.0(t/10cm)的帘线形成。
本发明(5)是根据本发明(1)~(4)中任一项所述的轮胎,其中,所述补强材料由总纤度为500~5000dtex的帘线形成。
本发明(6)是根据本发明(1)~(5)中任一项所述的轮胎,其中,每50mm宽的补强材料的打入根数(密度)为30~80根。
本发明(7)是根据本发明(1)~(6)中任一项所述的轮胎,其中,每50mm宽的带束补强层中所占的补强材料的截面积比率(%)为15~55%。

Claims (9)

1.一种轮胎,其具有胎面部以及带束补强层,其中,
所述带束补强层包含由下述式(1)所表示的化合物形成的补强材料,
式中,m为2或3,n为整数,
所述补强材料的等截面积直径d和从胎面沟底至所述带束补强层的距离L满足下述式(2),所述等截面积直径d和距离L的单位为mm,
(2)d/L≤0.80。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述d/L为0.10以上、0.80以下。
3.根据权利要求1所述的轮胎,其中,以mm表示的所述d满足下述式:
0.20mm<d<1.00mm。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,以mm表示的所述距离L满足下述式:
L≥1.00mm。
5.根据权利要求4所述的轮胎,其中,以mm表示的所述距离L为1.00mm以上、2.50mm以下。
6.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述补强材料由捻数为10.0~60.0t/10cm的帘线形成。
7.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述补强材料由总纤度为500~5000dtex的帘线形成。
8.根据权利要求1所述的轮胎,其中,每50mm宽的补强材料的打入根数即密度为30~80根。
9.根据权利要求1所述的轮胎,其中,每50mm宽的带束补强层中所占的补强材料的以%表示的截面积比率为15~55%。
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