CN117858809A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供了一种充气轮胎，其具有显著改善的抗裂性能和耐久性能。根据本发明，所述充气轮胎具有胎面部，所述胎面部具有在表面上的沟槽，并且包含形成沟槽底部的第一橡胶组合物和在所述沟槽底部的轮胎径向方向上的内侧上与所述第一橡胶组合物相邻的第二橡胶组合物；当第一橡胶组合物的丙酮可提取含量和第二橡胶组合物的丙酮可提取含量分别是E1(质量％)和E2(质量％)时，满足(E1‑E2)<20，并且当轮胎组装到标准化轮辋并且内压为250kPa时，当轮胎的截面宽度、外径和轮胎所占据的空间的体积分别是Wt(mm)、Dt(mm)和假想体积V(mm3)时，轮胎满足表达式(1)和表达式(2)。(1)1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4(2)[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105。
Description
技术领域
本发明涉及充气轮胎。
背景技术
近年来，由于对环境问题和经济效率的兴趣日益增长，对于更具有燃料效率的汽车的需求日益增长；并且还强烈需要提高燃料效率。
轮胎的燃料效率可以通过其滚动阻力来评价，并且已知滚动阻力越低，轮胎的燃料效率越好。
因此，提出了通过改变轮胎的形状和构成轮胎的胎面部的橡胶组合物的组成来降低滚动阻力(例如，专利文献1至4)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]JP 2018-178034A
[专利文献2]JP 2019-089911A
[专利文献3]WO 2018/186367A
[专利文献4]JP 2019-206643A
发明内容
[本发明所要解决的问题]
然而，在使用上述常规技术制造的轮胎中，在形成于胎面中的沟槽(周向沟槽和横向沟槽)的底部(在沟槽底部处)可能发生裂纹，并且它们的耐久性不足。
因此，本发明的目的在于提供一种能够充分改善抗裂性和耐久性的充气轮胎。
[解决该问题的手段]
本发明的发明人进行了深入的研究以解决上述问题，并且发现上述问题可以通过下面描述的本发明来解决，并且完成了本发明。
根据权利要求1的发明是：
一种充气轮胎，其具有胎面部，所述胎面部具有形成在表面上的沟槽，其中，
所述胎面部由构成沟槽底部的第一橡胶组合物和在所述沟槽底部的轮胎径向方向上的内侧上与所述第一橡胶组合物相邻的第二橡胶组合物形成；并且
所述第一橡胶组合物的丙酮可提取含量：E1(质量％)和所述第二橡胶组合物的丙酮可提取含量：E2(质量％)满足(E1-E2)<20，并且
当所述轮胎组装到标准化轮辋并且内压为250kPa时，轮胎的截面宽度Wt(mm)、外径Dt(mm)和轮胎所占据的空间的体积：假想体积V(mm3)满足下述(式1)和(式2)。
1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4(式1)
[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105(式2)
根据权利要求2的发明是：
根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，满足下述(式3)。
[(V+2.0×107)/Wt]≦2.88×105(式3)
根据权利要求3的发明是：
根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，满足下述(式4)。
[(V+2.5×107)/Wt]≦2.88×105(式4)
根据权利要求4的发明是：
根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其中，当所述轮胎组装到标准化轮辋并且所述内压为250kPa时，所述轮胎的外径：dt(mm)，所述轮胎的截面高度：Ht(mm)满足470≦(Dt-2×Ht)。
根据权利要求5的发明是：
根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其中，在温度0℃、频率10Hz、初始应变10％和动态应变率2.5％的条件下测量的所述第一橡胶组合物的损耗角正切(0℃tanδ)为0.72以上。
根据权利要求6的发明是：
根据权利要求5所述的充气轮胎，其中，所述0℃tanδ为0.75以上。
根据权利要求7的发明是：
根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎具有40％以上的扁平率。
根据权利要求8的发明是：
根据权利要求7所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎具有45％以上的扁平率。
根据权利要求9的发明是：
根据权利要求8所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎具有47.5％以上的扁平率。
根据权利要求10的发明是：
根据权利要求1至9中任一项所述的充气轮胎，其中，E1、E2和Wt满足下述(式5)。
(E1 - E2) × Wt < 5 × 103 (式5)
根据权利要求11的发明是：
根据权利要求10所述的充气轮胎，其中，满足下述(式6)。
(E1 - E2) × Wt < 4 × 103 (式6)
根据权利要求12的发明是：
根据权利要求11所述的充气轮胎，其中，满足下述(式7)。
(E1 - E2) × Wt < 3 × 103 (式7)
根据权利要求13的发明是：
根据权利要求1至12中任一项所述的充气轮胎，其中
所述胎面具有在所述轮胎周向方向上连续延伸的多个周向沟槽，并且
所述多个周向沟槽的总截面面积为所述胎面部的截面面积的10％至30％。
根据权利要求14的发明是：
根据权利要求1至13中任一项所述的充气轮胎，其中
所述胎面具有在所述轮胎的轴向方向上延伸的多个横向沟槽，并且
所述多个横向沟槽的总体积为所述胎面部的体积的2.0至5.0％。
根据权利要求15的发明是：
根据权利要求1至14中任一项所述的充气轮胎，其中，
当轮胎组装到标准化轮辋并且内压为250kPa时，当轮胎的外径为Dt(mm)时，Dt小于685(mm)。
根据权利要求16的发明是：
根据权利要求1至15中任一项所述的充气轮胎，其中，所述截面宽度Wt(mm)小于205mm。
根据权利要求17的发明是：
根据权利要求16所述的充气轮胎，其中，所述截面宽度Wt(mm)小于200mm。
根据权利要求18的发明是：
根据权利要求1至17中任一项所述的充气轮胎，其中
在温度0℃、频率10Hz、初始应变10％和动态应变率2.5％的条件下测量的所述第一橡胶组合物的损耗角正切(0℃tanδ)与沟槽底部的厚度Gd(mm)的比率(0℃tanδ/Gd)为0.16以下。
根据权利要求19的发明是：
根据权利要求18所述的充气轮胎，其中，所述0℃tanδ/Gd为0.14以下。
[本发明的效果]
根据本发明，能够提供一种充分提高抗裂性和耐久性的充气轮胎。
具体实施方式
[1]根据本发明的轮胎的特征
首先，将说明根据本发明的轮胎的特征。
1.概述
根据本发明的轮胎的特征在于，其具有胎面部，所述胎面部具有形成在其表面上的沟槽，并且所述胎面部由构成沟槽底部的第一橡胶组合物和在所述沟槽底部的轮胎径向方向上的内侧上与所述第一橡胶组合物相邻的第二橡胶组合物形成。
其特征还在于，第一橡胶组合物的丙酮可提取含量：E1(质量％)和第二橡胶组合物的丙酮可提取含量：E2(质量％)满足(E1-E2)<20。
其特征还在于，当轮胎组装到标准化轮辋上并且内压为250kPa时，轮胎的截面宽度Wt(mm)、外径Dt(mm)和由轮胎占据的空间的体积：假想体积V(mm3)满足下述(式1)和(式2)。
1700≦(Dt2×π/4)/Wt≦2827.4(式1)
[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105(式2)
通过具有这些特征，可以提供具有充分改善的抗裂性和耐久性的轮胎。
此外，在上文中，“标准化轮辋”是为包括轮胎所基于的标准的标准系统中的每个轮胎定义的轮辋。例如，在JATMA(日本汽车轮胎协会)的情况下，其是在“JATMA YEAR BOOK”中描述的适用尺寸的标准化轮辋，在“ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)”的情况下，其是在“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，其是在“YEAR BOOK”中描述的“设计轮辋(Design Rim)”。JATMA、ETRTO和TRA以该顺序引用，并且如果在引用时存在适用的尺寸，则遵循该标准。在标准中未规定的轮胎的情况下，其是指能够组装且能够维持内压的轮辋，即，不从轮辋与轮胎之间产生空气泄漏的轮辋，并且轮辋直径最小，然后轮辋宽度最窄。
此外，轮胎的外径Dt是组装到标准化轮辋上、具有250kPa的内压并且处于无负载状态的轮胎的外径。轮胎的截面宽度Wt(mm)是组装到标准化轮辋上、具有250kPa的内压并且处于无负载状态的轮胎的宽度，并且是从包括胎侧上的所有图案、文字等的侧部之间的直线距离(轮胎的总宽度)中排除胎侧的图案、文字等的距离。
此外，具体地，可以在轮胎安装在标准化轮辋上、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Ht(mm)(从胎圈底部到胎面最外表面的距离，轮胎外径与公称轮辋直径之差的1/2)和轮胎截面宽度Wt(mm)，通过下式计算轮胎的假想体积V(mm3)：
V＝[(Dt/2)2－{(Dt/2)－Ht}2]×π×Wt
2.在根据本发明的轮胎中效果表现的机制
在根据本发明的轮胎中，效果表现的机理，即，抗裂性和耐久性充分改善的机理推测如下。
(1)轮胎形状
如上所述，在本发明中，试图使所述轮胎的截面宽度Wt(mm)和外径Dt(mm)满足1700≦(Dt 2×π/4)/Wt≦2827.4(式1)。
通过相对于轮胎的截面宽度Wt增大轮胎从横向观察时的面积[(Dt/2)2×π)＝(Dt2×π/4)]，并且满足(式1)中规定的数值范围，认为可以改善侧部的散热性能并改善耐久性和低滚动阻力。
然而，在这种轮胎中，由于滚动期间的离心力增加，轮胎的半径在滚动期间大大增加，并且存在在形成于胎面中的沟槽的底部(沟槽底部)处出现裂纹的风险。
因此，在本发明中，将轮胎的假想体积V(mm3)和截面宽度Wt(mm)进一步调整为满足[(V+1.5×107)/Wt]≦2.88×105(式2)。
以此方式，通过根据轮胎的截面宽度Wt的减小来减小轮胎的假想体积V以减小轮胎自身的体积，可以减小由于离心力引起的外径的增长率，并且可以抑制在沟槽的底部处出现裂纹。注意，在本发明中，术语“沟槽”是指设置在胎面表面上的所有沟槽，例如周向沟槽和横向沟槽。
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)。
(2)形成胎面部的橡胶组合物
如上所述，根据本发明的轮胎具有构成沟槽底部的第一橡胶组合物和在沟槽底部的轮胎径向方向上的内侧上与第一橡胶组合物相邻的第二橡胶组合物。第一橡胶组合物的丙酮可提取含量E1质量％与第二橡胶组合物的丙酮可提取含量E2质量％之间存在关系(E1-E2)<20。
该丙酮可提取含量被认为是橡胶组合物中容易迁移的成分如软化剂的量的指示。如果第一橡胶组合物和第二橡胶组合物之间的丙酮可提取含量(AE量)之差(E1-E2)变小，则容易从第一橡胶组合物迁移到第二橡胶组合物的成分的迁移减少，而与橡胶组合物的类型无关。即，据认为通过将(E1-E2)减小至小于20，抑制了软化剂等在沟槽底部的迁移，并且可以抑制裂纹的发生，而与橡胶组合物的类型无关。
第一橡胶组合物和第二橡胶组合物之间的丙酮可提取含量(AE量)之差优选满足(E1-E2)<19，更优选满足(E1-E2)<18，进一步优选满足(E1-E2)<17。(E1-E2)的下限没有特别限制，但通常(E1-E2)>-40。
注意，橡胶组合物的丙酮可提取含量可以根据JIS K 6229：2015(提取时间：10小时)测量。
胎面部的接地表面优选地由具有与沟槽底部相同组成的第一橡胶组合物形成。作为胎面部的具体构造，例如可以举出将第一橡胶组合物用作胎冠橡胶层，将第二橡胶组合物用作基底橡胶层的组合。
此外，虽然第一橡胶组合物和第二橡胶组合物中的具体AE量没有特别限制，只要满足(E1-E2)<20，优选(E1-E2)<19，更优选(E1-E2)<18，并且进一步优选(E1-E2)<17即可，但是E1和E2两者均为0以上，并且优选3以上，并且更优选5以上。此外，E1和E2两者通常为40以下，优选37以下，并且更优选35以下。
根据本发明的轮胎的更优选实施方式
通过采用以下实施方式，根据本发明的轮胎可以获得甚至更大的效果。
1.扁平率
根据本发明的轮胎优选为具有40％以上的扁平率的轮胎。这使得可以增大胎侧部的面积，改善轮胎的整体散热性，抑制胎面部和胎侧部的刚性降低，并且据认为提高轮胎的耐久性。
另外，上述扁平率(％)可以使用内压为250kPa时的轮胎的截面高度Ht(mm)和截面宽度Wt(mm)通过下式求出。
(Ht/Wt)×100(％)
上述扁平率更优选为45％以上，进一步优选为47.5％以上，进一步更优选为50％以上，特别优选为52.5％以上，最优选为55％以上。注意，没有特别的上限，但例如是100％以下。
2.AE量与截面宽度Wt(mm)的关系
如上所述，AE量是表示在橡胶组合物中的成分中容易迁移的成分如软化剂的量的指数，通过减小第一橡胶组合物和第二橡胶组合物中的AE量之间的差异(E1-E2)，可以抑制两种橡胶组合物之间的迁移，并且可以抑制裂纹的发生。
另一方面，轮胎的截面宽度Wt越大，胎面中央部与胎肩部之间的外形的生长方面的差异越大，沟槽部的应变越大，越容易产生裂纹。
因此，本发明人具体检查了AE量之差(E1-E2)与截面宽度Wt之间的关系，发现优选(E1-E2)×Wt<5×103，更优选(E1-E2)×Wt<4×103，进一步优选(E1-E2)×Wt<3×103。
3.胎面中的沟槽
本发明的轮胎在胎面部具有在轮胎周向方向上连续延伸的周向沟槽。在周向沟槽最大深度的80％深度处的沟槽宽度L80与胎面部的地面接触面上的周向沟槽的沟槽宽度L0的比率(L80/L0)优选为0.3至0.7。因此，可以抑制胎面部的着地部分的底面上的整个着地部分的移动，从而充分抑制胎面部的剥落(chipping)的发生并改善耐久性。该比率更优选为0.35至0.65，进一步优选为0.40至0.60，特别优选为0.45至0.55。
上述L0和L80分别是指在轮胎安装在标准化轮辋上、内压为250kPa且不施加负荷的状态下，轮胎的胎面周向沟槽的胎面表面上的沟槽边缘之间的直线距离(L0)，以及沟槽深度为80％的位置处的沟槽壁之间的最小距离(L80)。简单地说，它们可以通过将在径向上切出的宽度为2至4cm的截面的胎圈部根据轮辋宽度置于受压状态而获得。
优选的是，胎面部具有多个周向沟槽，并且所述多个周向沟槽的总横截面积是胎面部的横截面积的10％至30％。据认为，这使得能够抑制胎面部的移动并且抑制胎面部中的剥落，并且提高耐久性能。其更优选为15至27％，进一步优选为18至25％，特别优选为21至23％。
周向沟槽的截面面积是指安装在标准化轮辋上、具有250kPa的内压并且处于无负载状态的轮胎中由连接胎面周向沟槽的端部和沟槽壁的直线构成的面积的总值。简单地说，它们可以通过将在径向上切出的宽度为2至4cm的截面的胎圈部根据轮辋宽度置于受压状态而获得。
此外，优选的是，胎面部具有在轮胎轴向方向上延伸的多个横向沟槽，并且多个横向沟槽的总体积为所述胎面部的体积的2.0至5.0％。据认为，这使得可以抑制胎面部的移动，抑制剥落，并且提高耐久性能。其更优选为2.2至4.0％，进一步优选为2.5至3.5％，特别优选为2.7至3.0％。
上述横向沟槽的体积是指在安装于标准化轮辋上、具有250kPa的内压并且处于无负荷状态的轮胎中由连接横向沟槽的端部的表面和沟槽壁构成的体积的总体积。简单地说，在沿径向切出的宽度为2至4cm的截面的胎圈部根据轮辋宽度被压下的状态下，可以通过计算每个横向沟槽的体积并将其乘以沟槽的数量来获得。另外，胎面部的体积可以通过计算从截面中排除横向沟槽的部分的面积并将其乘以外径，然后获得计算结果与横向沟槽的体积之间的差值来计算。
另外，为了抑制胎面部的剥落并且进一步提高耐久性，优选的是，这些横向沟槽包括具有沟槽宽度Gw与沟槽深度Gd的比率(Gw/Gd)为0.50至0.80的横向沟槽。该比率更优选为0.53至0.77，进一步优选为0.55至0.75，并且特别优选为0.60至0.70。
上述横向沟槽的沟槽宽度和沟槽深度分别是指在内压为250kPa且未施加负荷的状态下的轮胎中连接横向沟槽的垂直于沟槽方向的胎面表面端部的直线的最大长度和横向沟槽的最大深度。简单地说，可以将在径向上切出的宽度为2至4cm的截面的胎圈部以根据轮辋宽度在受压状态下放下的状态下进行计算。
4.轮胎形状
在本发明的轮胎中，当将轮胎组装到标准化轮辋且内压为250kPa时，具体的外径Dt(mm)优选为例如515mm以上，更优选为558mm以上，进一步优选为585mm以上，进一步优选为658mm以上，最优选为673mm以上。另一方面，其优选小于843mm，更优选小于725mm，进一步优选小于707mm，特别优选小于685mm，最优选小于655mm。
具体的截面宽度Wt(mm)例如优选为115mm以上，更优选为130mm以上，进一步优选为150mm以上，进一步优选为170mm以上，特别优选为185mm以上，最优选为193mm以上。另一方面，其优选小于305mm，更优选小于245mm，进一步优选小于210mm，特别优选小于205mm，最优选小于200mm。
具体的截面高度Ht(mm)例如优选为37mm以上，更优选为87mm以上，进一步优选为95mm以上。另一方面，其优选小于180mm，更优选小于112mm，进一步优选小于101mm。
具体的假想体积V例如优选为13,000,000mm3以上，更优选为29,000,000mm3以上，进一步优选为36,000,000mm3以上。另一方面，优选小于66,000,000mm3，更优选小于44,000,000mm3，进一步优选小于38,800,000mm3。
此外，在本发明中，考虑到行驶期间的乘坐舒适性的稳定性，(Dt-2×Ht)优选为450(mm)以上，更优选470(mm)以上，并且进一步优选480(mm)以上。另一方面，考虑到胎面部的变形，其优选地小于560(mm)，更优选地小于530(mm)，并且进一步优选地小于510(mm)。
5.第一橡胶组合物的损耗角正切
在本发明中，构成沟槽底部的第一橡胶组合物在温度0℃、频率10Hz、初始应变10％和动态应变率2.5％的条件下测量的损耗角正切(0℃tanδ)为0.72以上。由此，可以充分展现出本发明的改善抗裂性能和耐久性能的效果。其更优选为0.75以上，进一步优选为0.78以上。
上述损耗角正切(0℃的tanδ)可以例如使用诸如GABO制造的“Eplexor(注册商标)”等粘弹性测量装置测定。
0℃tanδ与沟槽底面的厚度(轮胎径向上从沟槽底面至帘线层的距离)Gd(mm)的比，0℃tanδ/Gd，优选为0.16以下。由此，可以充分展现本发明的改善抗裂性能和耐久性能的效果。其更优选为0.14以下，进一步优选为0.12以下。
另外，这里提及的沟槽底部可以是任意的周向沟槽的沟槽底部，但是优选的是至少具有最大的沟槽底部宽度(轮胎宽度方向上的长度)的周向沟槽的沟槽底部满足上述关系，更优选所有周向沟槽的沟槽底部满足上述关系。
[3]实施方式
以下基于实施方式对本发明进行具体说明。
1.橡胶组合物
形成根据本发明的轮胎的胎面部的橡胶组合物可以通过适当地调节各种混配材料的类型和量来获得，例如下述橡胶成分、填料、软化剂、硫化剂和硫化促进剂。特别地，通过适当地调节软化剂和树脂成分，可以获得其中调节上述AE量的橡胶组合物。
(1)橡胶成分
在本实施方式中，作为橡胶成分，可以使用在轮胎制造中常用的丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、包括天然橡胶(NR)的异戊二烯橡胶(IR)和丁腈橡胶(NBR)。如果使用这些橡胶(聚合物)，通过满足(E1-E2)<20，优选(E1-E2)<19，更优选(E1-E2)<18，进一步优选(E1-E2)<17，并且通过进一步满足(式1)和(式2)，无论橡胶成分的类型如何，都可以改善充气轮胎的抗裂性和耐久性。
其中，对于第一橡胶组合物和第二橡胶组合物，都优选使用含有二烯橡胶作为主要成分(90质量％以上)的橡胶成分。在此，二烯橡胶的实例包括包含天然橡胶(NR)的IR、SBR、BR、NBR及其改性形式。可以单独使用选自这些中的一种类型，或者可使用两种以上的共混物。在二烯橡胶中，特别优选使用SBR和BR。
(a)SBR
在100质量份橡胶成分中SBR的含量优选为60质量份以上，更优选70质量份以上，并且进一步优选80质量份以上。另一方面，其优选为100质量份以下，更优选为95质量份以下。
SBR的重均分子量例如为100,000以上且2,000,000以下。SBR的苯乙烯含量为至少5质量％以上，特别是8质量％以上。另外，其优选小于35质量％，更优选小于25质量％，进一步优选小于15质量％。SBR的乙烯基键量(1,2-键合丁二烯单元量)例如为5质量％以上且70质量％以下。注意，SBR的结构鉴定(苯乙烯含量和乙烯基键量的测量)可以使用例如由JEOLLtd.制造的JNM-ECA系列装置进行。
SBR没有特别限制，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可以是未改性的SBR或改性的SBR，并且这些可以单独使用或两种以上组合使用。
改性SBR是具有与填料如二氧化硅相互作用的官能团的SBR。其实例包括：
末端改性SBR(在末端具有上述官能团的末端改性SBR)，其中SBR的至少一个末端用具有上述官能团的化合物(改性剂)改性，
主链中具有官能团的主链改性SBR，
主链末端改性的SBR，其在主链和末端具有官能团(例如，主链末端改性的SBR，其主链上具有上述官能团并且具有至少一个末端被上述改性剂改性)，和
末端改性的SBR，其被分子中具有两个以上环氧基并且其中已引入环氧基或羟基的多官能化合物改性(偶联)。
官能团的实例包括氨基、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、氧羰基、巯基、硫化物基、二硫化物基、磺酰基、亚磺酰基、硫代羰基、铵基、酰亚胺基、肼基、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，可以使用例如用由下式表示的化合物(改性剂)改性的SBR。
[化学式1]
式中，R1、R2和R3相同或不同，各自表示烷基、烷氧基、硅氧基、缩醛基、羧基(-COOH)、巯基(-SH)或其衍生物。R4和R5相同或不同，表示氢原子或烷基。R4和R5可以组合以与氮原子一起形成环结构。n表示整数。
作为由上式表示的化合物(改性剂)改性的改性SBR，可以使用聚合末端(活性末端)用上式表示的化合物改性的SBR。
作为R1、R2和R3，优选烷氧基，更优选具有1至8个碳原子的烷氧基，进一步优选具有1至4个碳原子的烷氧基。作为R4和R5，优选烷基，更优选具有1至3个碳原子的烷基。n优选为1至5，更优选为2至4，进一步优选为3。此外，当R4和R5与氮原子一起组合形成环结构时，优选4至8元环。烷氧基还包括环烷氧基(环己氧基等)和芳氧基(苯氧基、苄氧基等)。
上述改性剂的具体实例包括2-二甲氨基乙基三甲氧基硅烷、3-二甲氨基丙基三甲氧基硅烷、2-二甲氨基乙基三乙氧基硅烷、3-二甲氨基丙基三乙氧基硅烷、2-二乙氨基乙基三甲氧基硅烷、3-二乙氨基丙基三甲氧基硅烷、2-二乙氨基乙基三乙氧基硅烷和3-二乙氨基丙基三乙氧基硅烷。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
此外，作为改性SBR，也可以使用用以下化合物(改性剂)改性的改性SBR。改性剂的实例包括：
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和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；
具有两个以上酚基的芳族化合物的聚缩水甘油醚，如双酚A二缩水甘油醚；
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-二苯甲胺和4,4'-二缩水甘油基-二苄甲胺；
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、二缩水甘油正甲苯、四缩水甘油基间二甲苯甲胺、四缩水甘油基氨基二苯基甲烷、四缩水甘油基-对苯二胺、二缩水甘油氨基甲基环己烷和四缩水甘油基-1,3-双氨基甲基环己烷；
含氨基的酸性氯化物，如双(1-甲基丙基)氨基甲酸氯、4-吗啉碳酰氯、1-吡咯烷碳酰氯、N,N-二甲基碳酰胺酸氯和N,N-二乙基碳酰胺酸氯；
含环氧基的硅烷化合物，如1,3-双(缩水甘油丙基)-四甲基二硅氧烷和(3-缩水甘油丙基)-五甲基二硅氧烷；
含硫醚基团的硅烷化合物，如(三甲基甲硅烷基)[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(三丙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(三丁氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚、(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丙氧基甲硅烷基)丙基]硫醚和(三甲基甲硅烷基)[3-(甲基二丁氧基甲硅烷基)丙基]硫醚；
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-氨基丙基三乙氧基硅烷、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/或经取代的氨基的(硫代)苯甲酮化合物，如4-N,N-二甲基氨基苯甲酮、4-N,N-二叔丁基氨基苯甲酮、4-N,N-二苯基氨基苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)苯甲酮、4,4'-双(二苯基氨基)苯甲酮和N,N,N',N'-双(四乙基氨基)苯甲酮；
具有氨基和/或经取代的氨基的苯甲醛化合物，如4-N,N-二甲氨基苯甲醛、4-N,N-二苯氨基苯甲醛和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；以及
N,N-双(2,3-环氧丙基)-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、1,3-二甲基乙烯脲、1,3-二乙烯基乙烯脲、1,3-二乙基-2-咪唑烷酮、1-甲基-3-乙基-2-咪唑烷酮、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-丙酮和1,7-双(甲基乙基氨基)-4-庚酮。用上述化合物(改性剂)进行的改性可以通过已知的方法进行。
作为SBR，例如，可以使用由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.、JSR Co.,Ltd.、AsahiKasei Co.、Ltd.、Nippon Zeon Co.,Ltd.等制造和销售的SBR。注意，SBR可以单独使用或两种以上组合使用。
(b)B.R.
100质量份橡胶成分中的BR的含量优选为5质量份以上且15质量份以下。
BR的重均分子量例如为100,000以上且2,000,000以下。BR中的乙烯基键的量例如大于1质量％且小于30质量％。BR的顺式含量例如为1质量％以上且98质量％以下。BR中的反式量例如为1质量％以上且60质量％以下。注意，顺式含量可以通过红外吸收光谱测量。
BR没有特别限制，可以使用具有高顺式含量(顺式含量为90％以上)的BR，具有低顺式含量的BR、含有间同立构(syndiotactic)聚丁二烯晶体的BR等。BR可以是未改性的BR或改性的BR，改性的BR的实例包括其中引入了上述官能团的改性的BR。这些可以单独使用或两种以上组合使用。注意，顺式含量可以通过红外吸收光谱测量。
作为BR，例如可以使用由Ube Industries,Ltd.、JSR Corporation、Asahi KaseiCo.,Ltd.、Nippon Zeon Co.,Ltd.等制造的产品。
(c)其它橡胶成分
在该实施方式中，如上所述，可以包含轮胎制造中常用的橡胶(聚合物)如异戊二烯橡胶(IR)和丁腈橡胶(NBR)作为其它橡胶成分。
(2)橡胶成分以外的混配材料
(a)填料
在该实施方式中，橡胶组合物优选包含填料。具体填料的实例包括二氧化硅、炭黑、碳酸钙、滑石、氧化铝、粘土、氢氧化铝和云母。其中，二氧化硅和炭黑优选用作增强剂。此外，当使用二氧化硅时，优选将其与硅烷偶联剂一起使用。
(a)二氧化硅
橡胶组合物优选包含二氧化硅作为填充增强剂。从得到良好的耐久性能的观点出发，二氧化硅的BET比表面积优选为140m2/g以上，更优选为160m2/g以上。另一方面，从高速运转时获得良好的滚动阻力的观点出发，其优选为250m2/g以下，更优选为220m2/g以下。注意，上述BET比表面积是根据ASTM D3037-93通过BET法测量的N2SA值。
当使用二氧化硅作为填充增强剂时，在第一橡胶组合物中，基于100质量份的橡胶成分，二氧化硅的含量优选为40质量份以上，更优选60质量份以上，并且进一步优选80质量份以上。另一方面，优选为200质量份以下，更优选为150质量份以下，进一步优选为120质量份以下。在第二橡胶组合物的情况下，由于与二氧化硅含量的增加或减少相反，AE量也增加或减少，所以根据期望的AE量适当地调节二氧化硅的含量。
二氧化硅的实例包括干法二氧化硅(无水二氧化硅)、湿法二氧化硅(水合二氧化硅)等。其中，优选湿法二氧化硅，因为其具有大量的硅烷醇基团。
作为二氧化硅，例如，可以使用由Degussa Co.,Ltd.、Rhodia Co.,Ltd.、TosohSilicaCo.,Ltd.、Solvay Japan Co.,Ltd.、Tokuyama Corporation等制造的产品。
(B)硅烷偶联剂
橡胶组合物优选包含硅烷偶联剂和二氧化硅。硅烷偶联剂没有特别限制，并且其实例包括硫化物类硅烷偶联剂，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(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)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、2-三甲氧基甲硅烷基乙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物和3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯一硫化物；
巯基类硅烷偶联剂，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Momentive制造的NXT和NXT-Z；
乙烯基类硅烷偶联剂，如乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷；
氨基类硅烷偶联剂，如3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷；
缩水甘油醚氧基类硅烷偶联剂，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；
硝基类硅烷偶联剂，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
氯类硅烷偶联剂，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两种以上组合使用。
作为硅烷偶联剂，可以使用例如Degussa Co.,Ltd.、Momentive Co.,Ltd.、Shin-Etsu Silicone Co.,Ltd.、Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、Azumax Co.,Ltd.、DowCorning Toray Co.,Ltd.等制造的产品。
基于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25质量份。
(c)炭黑
橡胶组合物优选含有炭黑。在第一橡胶组合物中，基于100质量份的橡胶成分，炭黑的含量为例如大于1质量份且小于200质量份。在第二橡胶组合物的情况下，AE量也与炭黑含量的增加或减少相反地增加或减少，因此根据期望的AE量适当地调节含量。
炭黑没有特别限制，并且包括炉黑(furnacecarbon black)如SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、CF和ECF；乙炔黑(乙炔炭黑)；热裂法黑(热裂法炭黑)如FT和MT；槽黑(槽炭黑)如EPC、MPC和CC；这些可以单独使用或两种以上组合使用。
炭黑的氮气吸附比表面积(N2SA)例如大于30m2/g并且小于250m2/g。炭黑吸收的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的量例如大于50ml/100g并且小于250ml/100g。注意炭黑的氮吸附比表面积是根据ASTM D4820-93测量的，DBP吸收量是根据ASTM D2414-93测量的。
具体的炭黑没有特别限制，并且包括N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550和N762等。市售产品的实例包括可使用由Asahi CarbonCo.,Ltd.、CabotJapan Co.,Ltd.、Tokai Carbon Co.,Ltd.、Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.、LionCorporation,Shin Nikka Carbon Co.,Ltd.和Columbia Carbon Co.Ltd.制造的产品。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
(d)其他填料
除了上述炭黑和二氧化硅之外，橡胶组合物还含有轮胎工业中常用的填料，例如碳酸钙、滑石、氧化铝、粘土、氢氧化铝和云母。这些的含量例如基于100质量份的橡胶成分为大于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(包括扩展油)或液体橡胶等作为软化剂。在第一橡胶组合物的情况下，基于100质量份的橡胶成分，总含量为例如优选10质量份以上，更优选20质量份以上，并且进一步优选25质量份以上。另外，其优选为100质量份以下，更优选为60质量份以下，进一步优选为40质量份以下。注意，油的含量还包括橡胶(充油橡胶)中所含的油的量。在第二橡胶组合物的情况下，AE量也与软化剂含量的增加或减少相反地增加或减少，因此根据期望的AE量适当地调节含量。
油的实例包括矿物油(一般称为加工油)、植物油，或其混合物。作为矿物油(加工油)，例如可以使用石蜡加工油、芳香型加工油、环烷加工油等。植物油的实例包括蓖麻油、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、稻米油、红花油、芝麻油、橄榄油、葵花油、棕榈仁油、山茶油、霍霍巴油、夏威夷果油和桐油。
具体的加工油(矿物油)的实例包括由Idemitsu Kosan Co.,Ltd.、Sankyo YukaKogyo Co.,Ltd.、Japan Energy Co.,Ltd.、Orisoi Co.,Ltd.、H&R Co.,Ltd.、ToyokuniOilCo.,Ltd.、Showa Shell Sekiyu K.K.、Fuji Kosan Co.,Ltd.等制造的产品。
作为软化剂提及的液体橡胶是在室温(25℃)下为液态并且具有与固体橡胶相同的单体作为组成元素的聚合物。液体橡胶的实例包括法尼烯聚合物、液体二烯聚合物及其氢化产物。
法尼烯类聚合物是通过使法尼烯聚合而获得的聚合物，并具有基于法尼烯的结构单元。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。
法尼烯类聚合物可以是法尼烯的均聚物(法尼烯均聚物)或法尼烯和乙烯基单体的共聚物(法尼烯-乙烯基单体共聚物)。
液体二烯聚合物的实例包括液体苯乙烯-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)。
通过凝胶渗透色谱法(GPC)测得的液体二烯聚合物的聚苯乙烯当量重均分子量(Mw)例如大于1.0×103并且小于2.0×105。此处，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)测得的聚苯乙烯转换值。
基于100质量份的橡胶成分，液体橡胶的含量(液体法尼烯类聚合物、液体二烯类聚合物等的总含量)例如大于1质量份并且小于100质量份。
作为液态橡胶，可以使用例如Kuraray Co.,Ltd.、Clay Valley Co.,Ltd.等制造的产品。
(c)树脂成分
如果需要，优选橡胶组合物包含树脂成分。树脂成分在室温下可以是固体或液体。具体的树脂成分包括苯乙烯树脂、香豆酮树脂、萜烯树脂、C5树脂、C9树脂、C5C9树脂和丙烯酸树脂，并且可以组合使用两种以上。在第一橡胶组合物的情况下，例如，基于100质量份的橡胶成分，树脂成分的含量优选地大于20质量份，更优选地大于30质量份。此外，优选小于70质量份，更优选小于50质量份。在第二橡胶组合物的情况下，由于AE量也根据树脂成分的含量的增加或减少而增加或减少，所以根据期望的AE量适当地调节该含量。
苯乙烯类树脂是使用苯乙烯类单体作为组成单体的聚合物，其实例包括通过聚合作为主要成分的苯乙烯单体(50质量％以上)获得的聚合物。具体地，其包括通过将苯乙烯单体(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)单独聚合而获得的均聚物，通过将两种以上的苯乙烯单体共聚而获得的共聚物，以及通过将苯乙烯单体和可与苯乙烯单体共聚的其他单体共聚而获得的共聚物。
其它单体的实例包括丙烯腈类，如丙烯腈和甲基丙烯酸酯；不饱和羧酸，如丙烯酸和甲基丙烯酸；不饱和羧酸酯，如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯；二烯，如氯丁二烯、丁二烯和异戊二烯；烯烃，如1-丁烯和1-戊烯；α,β-不饱和羧酸(如马来酸酐)及其酸酐。
在香豆酮类树脂中，香豆酮-茚树脂是优选的。香豆酮-茚树脂是含有香豆酮和茚作为构成树脂骨架(主链)的单体成分的树脂。除了香豆酮-茚之外，单体成分如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基茚和乙烯基甲苯可以包含在骨架中。
基于100质量份的橡胶成分，香豆酮-茚树脂的含量优选为例如大于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，以毫克表示。其是通过电位滴定法(JIS K 0070:1992)测量的数值。
香豆酮-茚树脂的软化点例如高于30℃且低于160℃。软化点是在用环-球式软化点测量装置测量JIS K 6220-1:2001中定义的软化点时球下降时的温度。
萜烯树脂的实例包括聚萜烯、萜烯酚和芳族改性的萜烯树脂。聚萜烯是通过将萜烯化合物及其氢化产物聚合而获得的树脂。萜烯化合物是一种具有(C5H8)n组成或其含氧衍生物的碳氢化合物，其是以分类为单萜烯(C10H16)、倍半萜烯(C15H24)、二萜烯(C20H32)等萜烯作为基本骨架的化合物。其实例包括α-蒎烯、β-蒎烯、二戊烯、柠檬烯、月桂烯、别罗勒烯、罗勒烯(osimene)、α-水芹烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、萜品烯、1,8-桉油醇、1,4-桉油醇、α-萜品醇、β-萜品醇和γ-萜品醇。
聚萜烯的实例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，以及通过将萜烯树脂氢化而获得的氢化萜烯树脂。萜烯酚的实例包括通过将上述萜烯化合物和酚化合物共聚而获得的树脂，以及通过将上述树脂氢化而获得的树脂。具体而言，提到了通过将上述萜烯化合物、酚化合物和福尔马林缩合而获得的树脂。酚化合物的实例包括酚、双酚A、甲酚和二甲酚。芳族改性的萜烯树脂的实例包括通过用芳族化合物改性萜烯树脂而获得的树脂，以及通过将上述树脂氢化而获得的树脂。芳族化合物没有特别限制，只要其是具有芳环的化合物即可，其实例包括酚化合物，如酚、烷基酚、烷氧基酚和含不饱和烃基的酚；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”是指通过将C5馏分聚合而获得的树脂。C5馏分的实例包括具有4至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。作为C5基石油树脂，优选使用双环戊二烯树脂(DCPD树脂)。
“C9树脂”是指通过将C9馏分聚合而获得的树脂，并且其可以进行氢化或改性。C9馏分的实例包括具有8至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。作为具体实例，优选使用香豆酮-茚树脂、香豆酮树脂、茚树脂和芳族乙烯基树脂。作为芳族乙烯基树脂，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，因为其经济，易于加工，而且在发热方面优异。α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物更优选。作为芳族乙烯基类树脂，例如，可以使用Clayton Co.、Eastman Chemical Co.,等市售的那些树脂。
“C5C9”树脂是指通过将C5馏分和C9馏分共聚而获得的树脂，并且其可进行氢化或改性。C5馏分和C9馏分的实例包括上述的石油馏分。作为C5C9树脂，例如可以使用TosohCorporation、LUHUACo.等市售的那些树脂。
虽然对丙烯酸类树脂没有特别限制，但是例如可以使用无溶剂的丙烯酸类树脂。
作为无溶剂丙烯酸树脂，可以提及通过高温连续聚合法(高温连续块状聚合法：US4,414,370B、JP 84-6207A、JP 93-58805A、JP 89-313522A、US 5,010,166B、Toa SyntheticResearch Annual Report TREND2000 No.3p42-45等所述方法)合成的(甲基)丙烯酸树脂(聚合物)，并且尽可能不使用聚合引发剂、链转移剂、有机溶剂等作为辅助原料。在本发明中，(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实例包括(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)丙烯酰胺以及(甲基)丙烯酰胺衍生物。
此外，作为构成丙烯酸树脂的单体成分，可以与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物一起使用芳族乙烯基化合物，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。
丙烯酸树脂可以是仅由(甲基)丙烯酸成分组成的树脂，或者是还具有(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、硅醇基等。
可以使用的树脂成分的实例包括Maruzen Petrochemical Co.,Ltd.、SumitomoBakelite Co.,Ltd.、Yasuhara Chemical Co.,Ltd.、Tosoh Corporation,RutgersChemicalsCo.,Ltd.、BASF Co.,Ltd.、Arizona Chemical Co.,Ltd.、Nitto Chemical Co.,Ltd.、Nippon Shokubai Co.,Ltd.、JX energy Co.,Ltd.、Arakawa Chemical IndustryCo.,Ltd.、Taoka Chemical Industry Co.,Ltd.等的产品。
(d)抗老化剂
橡胶组合物还可以含有抗老化剂。基于100质量份的橡胶成分，抗老化剂的含量为例如大于1质量份且小于10质量份。
抗老化剂的实例包括萘胺类抗老化剂，如苯基-α-萘胺；二苯胺类抗老化剂，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；喹啉类抗老化剂，如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物；单酚类抗老化剂，如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚；双、三、多酚类抗老化剂，如四[3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸亚甲酯]甲烷。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
作为具体的抗老化剂，例如，可以使用Seiko Chemical Co.,Ltd.、SumitomoChemical Co.,Ltd.、Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.、Flexsys Co.,Ltd.等的产品。
(e)硬脂酸
橡胶组合物还可以含有硬脂酸。基于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。作为硬脂酸，可以使用常规已知的硬脂酸，例如，可以使用由NOF Corporation、NOF Corporation、Kao Corporation、Fujifilm Wako PureChemical Industries,Ltd.、Chiba Fatty Acid Co.,Ltd.等制造的产品。
(f)氧化锌
橡胶组合物可以含有氧化锌。基于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。作为氧化锌，可以使用常规已知的氧化锌，例如MitsuiMining&Smelting Co.,Ltd.、Toho Zinc Co.,Ltd.、Hakusui Tech Co.,Ltd.、ShodoChemical Industry Co.,Ltd.、Sakai Chemical Industry Co.,Ltd.等的产品。
(g)蜡
各橡胶组合物优选含有蜡。基于100质量份的橡胶成分，蜡的含量为例如0.5至20质量份，优选1.5至15质量份，并且更优选3.0至10质量份。
蜡没有特别限制，其实例包括石油蜡，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。
作为蜡，例如，可以使用由Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.、NipponSeiroCo.,Ltd.和Seiko Kagaku Co.,Ltd.制造的产品。
(h)交联剂和硫化促进剂
橡胶组合物优选含有交联剂，例如硫。基于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。
硫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。
作为硫，例如，可以使用由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.、KaruizawaSulfurCo.,Ltd.、Shikoku Chemicals Corporation,Flexsys Co.,Ltd.、Nippon KanryuKogyo Co.,Ltd.、Hosoi Chemical Industry Co.,Ltd.等制造的产品。
除了硫以外的交联剂的实例包括含有硫原子的硫化剂，例如Taoka ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造的Tackirol V200、Flexsys Co.,Ltd.制造的DURALINK HTS(1,6-六亚甲基-二硫代硫酸钠二水合物)和Lanxess Co.,Ltd.制造的KA9188(1,6-双(N,N'-二苄基硫代氨基甲酰基二硫基)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。基于100质量份的橡胶成分，硫化促进剂的含量为例如大于0.3质量份且小于10.0质量份。
硫化促进剂的实例包括
噻唑类硫化促进剂，如2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑二硫化物和N-环己基-2-苯并噻酰亚磺酰胺；
秋兰姆类硫化促进剂，如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)和二硫化四(2-乙基己基)秋兰姆(TOT-N)；
亚磺酰胺类硫化促进剂，如N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-氧基亚乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-氧基亚乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺和N,N'-二异丙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺；和胍类硫化促进剂，如二苯基胍、二-邻甲苯基胍和邻甲苯基胍。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
(i)其他
除了上述成分之外，橡胶组合物还可以包含轮胎工业中常用的添加剂，例如脂肪酸金属盐、羧酸金属盐和有机过氧化物。这些添加剂的含量例如基于100质量份的橡胶成分为大于0.1质量份且小于200质量份。
2.胎面橡胶组合物的生产
橡胶组合物可以通过常规方法制备，例如，通过包括以下步骤的制造方法：将橡胶成分与填料(如二氧化硅或炭黑)混炼的基础混炼步骤，以及将基础混炼步骤中获得的混炼产品与交联剂混炼的精混炼步骤。
混炼可以使用已知的(密封式)混炼机，如班伯里混合器、混炼机或开放式辊进行。
基础混炼步骤的混炼温度例如高于50℃并且低于200℃，并且混炼时间例如大于30秒并且小于30分钟。在基础混炼过程中，除上述成分外，还可根据需要适当加入并混炼橡胶工业中常规使用的混配剂，如软化剂(如油、硬脂酸、氧化锌)、抗老化剂、蜡和硫化促进剂。
在精混炼步骤中，对基础混炼步骤中获得的混炼产品和交联剂进行混炼。精混炼步骤的混炼温度例如高于室温并低于80℃，并且混炼时间例如大于1分钟并小于15分钟。在精混炼步骤中，除上述成分外，还可根据需要适当加入并混炼硫化促进剂、氧化锌等。
如上所述，在该混炼操作中，可以通过调节软化剂和树脂成分的含量获得第一橡胶组合物或第二橡胶组合物。
3.轮胎制造
本发明的轮胎使用通过精混炼步骤获得的未硫化橡胶组合物通过常规方法制造。具体地，例如，首先，将第一橡胶组合物成型为构成沟槽底部的胎冠橡胶，然后将第二橡胶组合物成型为在轮胎径向方向上邻近内侧的基底橡胶。
接下来，通过使用常规方法在轮胎成型机上将未硫化轮胎与其他轮胎部件一起成型来生产未硫化轮胎。具体而言，在成型鼓上，缠绕作为确保轮胎气密性的部件的内衬，作为承受轮胎所接受的负载、冲击和充气压力的部件的胎体，作为强力收紧胎体以增加胎面刚性的部件的皮带等，胎体的两端被固定在两个侧边，排列作为将轮胎固定在轮辋上的部件的胎圈部分，并使它们形成为环形。然后，胎面被粘贴在外周的中心，侧壁部分作为保护胎体和抗弯曲的部件被粘贴在径向的外侧，从而产生未硫化的轮胎。
在本实施方式中，优选的是，作为带，提供相对于轮胎圆周方向以15°至30°的角度延伸的倾斜的带层。同时，可以充分保持胎面的刚性。此外，由于其可以在周向方向上受到约束，因此容易抑制外径的增长。
此后，将生产的未硫化的轮胎在硫化机中加热和压制，以获得轮胎。硫化步骤可以通过应用已知的硫化手段进行。硫化温度例如高于120℃并且低于200℃，硫化时间例如大于5分钟并且小于15分钟。
此时，在将轮胎组装到标准化轮辋并将内压设为250kPa时，将轮胎成型为满足上述(式1)和(式2)的形状。
另外，在轮胎内设置有后述的密封材料、海绵材料或诸如传感器等电子部件的层的情况下，优选在硫化后将其粘贴于轮胎内表面。
能够满足上述(式1)和(式2)的具体轮胎实例包括尺寸标记为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等的轮胎。
在本实施方式中，优选将能够满足(式1)和(式2)的轮胎应用于乘用车用充气轮胎。因此，本发明能够更有效地有助于解决本发明的问题，其目的在于提供一种不仅滚动阻力低，燃料经济性优异、而且抗裂性和耐久性充分改善的充气轮胎。注意，在此使用的“乘用车轮胎”是指安装在四轮车辆上并且具有1000kg以下的最大负载能力的轮胎。
另外，本发明的充气轮胎可以在胎面部的内周面具有防止刺破用的密封剂层，或者可以具有在该密封剂层的内周面进一步粘贴的海绵材料。另外，充气轮胎可以具有设置在充气轮胎内部的电子部件，例如传感器。
[实施例]
在下文中，将参考实施例更详细地解释本发明。在下文中，使用第一橡胶组合物作为胎冠橡胶和第二橡胶组合物作为基底橡胶生产具有两层结构的胎面。尽管通过相对于第一橡胶组合物的配方改变第二橡胶组合物的配方来改变AE量，但这并不排除采用其它实施方式。
[胎面用橡胶组合物1的制造]
在制造下述实验1至4中评价的各试验轮胎之前，首先制造用于制造各试验轮胎的胎面橡胶组合物。
(1)混配材料
首先，作为用于第一橡胶组合物的混配材料，准备90质量份SBR(由JSRCorporation制造的JSR1502)，10质量份BR(由Ube Industries,Ltd.制造的UBEPOLBR150B)，30质量份油(由Sankyo Yuka Kogyo Co.,Ltd.制造的加工油A/OMIX)，5质量份炭黑(由Cabot Japan Co.,Ltd.制造的Show Black N134)，100质量份二氧化硅(由EponicIndustries制造的Ultrasil 9100GR)，9质量份硅烷偶联剂(由Degussa Co.Ltd.制造的Si363)，40质量份树脂(由Clayton Co.Ltd.制造的α-甲基苯乙烯树脂)，1.5质量份蜡(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造的OZOACE-0355)，2质量份硬脂酸(由NOF Corporation制造的“Tsubaki”)，2质量份氧化锌(由Mitsui Mining&Smelting Co.,Ltd.制造的锌白No.1)，1质量份抗老化剂(由Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.制造的Nocrac 6C，1质量份硫化促进剂(由Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.制造的Nocceler CZ-G(CZ))，1质量份硫化促进剂(由Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.制造的Nocceler D(DPG))和2质量份硫(由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造的粉状硫)。
另一方面，准备与第一橡胶组合物相同的混配材料作为第二橡胶组合物的混配材料。然而，调节油、树脂、二氧化硅和炭黑的量使得AE量不同于第一橡胶组合物的AE量。
(2)橡胶组合物的制造
使用班伯里混炼机在150℃下将上述第一橡胶组合物和第二橡胶组合物的除硫和硫化促进剂之外的混配材料混炼5分钟以获得混炼产物。之后，添加硫和硫化促进剂，并使用开放式辊在80℃下混炼5分钟，以获得第一橡胶组合物和第二橡胶组合物。
[实验1]
在该实验中，制备并评价尺寸为175的轮胎。
1.轮胎制造
在上述获得的第一橡胶组合物和第二橡胶组合物中，通过使用第一橡胶组合物作为胎冠橡胶和使用第二橡胶组合物作为基底橡胶，生产具有两层结构的胎面。所生产的胎面然后与其他轮胎部件结合在一起以形成未硫化的轮胎。然后将形成的未硫化轮胎在170℃下加压硫化10分钟以生产尺寸为175型的各试验轮胎(实施例1-1至1-5和比较例1-1至1-5)。
在各试验轮胎中，上述(L80/L0)为0.5，周向沟槽的总截面积为胎面的截面积的22％，包含沟槽宽度/沟槽深度为0.65的横向沟槽的横向沟槽的总体积为胎面部的体积的3.5％。此外，沟槽底部Gd的厚度设定为5.5mm。
2.参数计算
测定各试验轮胎的外径Dt(mm)、截面宽度Wt(mm)、截面高度Ht(mm)和扁平率(％)，并测定有效体积V(mm3)。
另外，从各试验轮胎的胎面的胎冠层和基底层切出试验片，按照JIS K 6229：2015测定各试验片的AE量(E1，E2)，测定E1-E2(E1：26质量％)。结果示于表1和2中。
另外，对于从胎冠层切出的每个测试片，使用GABO制造的“Eplexor(注册商标)”的粘弹性测量装置在温度0℃、频率10Hz、初始应变10％和动态应变率2.5％的条件下测量损耗角正切(0℃tanδ)。损耗角正切为0.76(0℃tanδ/Gd＝0.138)。
然后，计算(Dt–2×Ht)、(Dt2×π/4)/Wt、(V+1.5×107)/Wt、(V+2.0×107)/Wt、(V+2.5×107)/Wt和(E1-E2)×Wt。结果示于表1和2中。
3.性能评价试验
(1)抗裂性能的评价
在将每个试验轮胎通过保持在臭氧气氛中进行臭氧劣化处理之后，将其安装在车辆(家用FF车辆，排量2000cc)的所有车轮上，并且用空气填充轮胎，使得内压为250kPa。在以120km/h的速度在干燥路面上环绕测试路线10km之后，测量在胎面的预定范围内的沟槽中出现的长度为0.1mm以上的裂纹，并计算总长度。评价是基于比较例1-5的测量结果的相对评价，并表示为基于下式的指数。该值越大，抗裂性能越好。
抗裂性能＝(比较例1-5的测量结果)/(试验轮胎的测量结果)×100
(2)耐久性的评价
在将每个试验轮胎安装在车辆(家用FF车辆，排量2000cc)的所有车轮上，并且轮胎充满空气使得内压为250kPa之后，车辆在过载状态下行驶干燥测试过程。车辆以50km/h的速度行驶10圈，并且以80km/h的速度在路面上反复行驶过不平坦。然后，车辆以50km/h的速度行驶另一圈，然后逐渐增加速度，并且当驾驶员感觉到某种异常时测量速度。
接下来，将比较例1-5中的结果设定为100，并且基于以下公式对结果进行索引以相对地评价耐久性。该值越大，耐久性越好。
耐久性＝(试验轮胎的测试结果)/(比较例1-5的测试结果)×100
(3)总体评价
将上述(1)和(2)的评价结果合计，形成综合评价。
(4)评价结果
各评价的结果示于表1和2中。
[表1]
[表2]
[实验2]
在该实验中，生产和评价尺寸195的轮胎。
在以与实验1相同的方式制造表3和表4中所示的实施例2-1至2-5和比较例2-1至2-5的试验轮胎之后，类似地，测定各参数。然后，以相同的方式进行性能评价测试和评价。在本实验中，将比较例2-5中的结果设定为100来进行评价。各评价的结果示于表3和4中。
[表3]
[表4]
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[实验3]
在该实验中，生产和评价尺寸225的轮胎。
在以与实验1相同的方式制造表5和表6中所示的实施例3-1至3-5和比较例3-1至3-5的试验轮胎之后，类似地，测定各参数。然后，以相同的方式进行性能评价测试和评价。注意，在本实验中，将比较例3-5中的结果设定为100来进行评价。各评价的结果示于表5和6中。
[表5]
[表6]
[实验1至3的总结]
根据实验1至3的结果(表1至6)，发现对于所有尺寸，175尺寸，195尺寸和225尺寸的轮胎，当满足(E1-E2)<20以及(式1)和(式2)时，可以提供具有充分改善的抗裂性能和耐久性能的充气轮胎。
还发现，通过满足权利要求2和随后的权利要求中规定的每个要求，可以提供具有进一步改善的抗裂性能和耐久性能的轮胎。
另一方面，发现如果不满足(式1)或(式2)，则不能充分改善高速行驶期间的抗裂性能，并且不能充分改善耐久性能。
[实验4]
接下来，使用相同的配方制造假想体积V和截面宽度Wt之间的关系没有显著差异的三种轮胎(实施例4-1至4-3)，并以相同的方式评价。这里，除了抗裂性能和耐久性性能的评价之外，还评价燃料效率性能。
具体地，在将每个试验轮胎安装在车辆(家用FF车辆，排量2000cc)的所有车轮上，并且轮胎填充有空气使得内压为250kPa之后，车辆在干燥测试路径中行驶。在以100km/h的速度环绕10km之后，释放加速器，并且将从加速器关闭时直到车辆停止的距离测量为高速行驶期间的滚动阻力。值越大，从加速器被释放直到车辆停止的距离越长，并且在稳定状态下的滚动阻力越低。
接下来，将实施例4-3中的结果设定为100，并且通过基于以下公式的索引来评价燃料效率。该值越大，稳定状态下的滚动阻力越低，燃料效率越好。评价结果示于表7中。
燃料效率＝[(试验轮胎的测量结果)/(实施例4-3的测量结果)]×100
然后，如在实验1至3中一样，将每个评价的结果合计以形成综合评价。各评价的结果示于表7中。
[表7]
根据表7，当假想体积V与截面宽度Wt之间的关系没有大的差异时，随着截面宽度Wt变得更小，小于205mm并且小于200mm，并且随着扁平率变得更高，抗裂性能、耐久性能以及燃料效率都得到改善；并且可以看出，表现出显著的效果。
[胎面用橡胶组合物2的制造]
除了使用60质量份的SBR(由JSR Corporation制造的JSR1502)，20质量份的NR(RSS#3)和20质量份的BR(由Ube Industries,Ltd.制造的UBEPO LBR150B)代替90质量份的SBR和10质量份的BR之外，在与“胎面用橡胶组合物1的制造”中相同的条件下以相同的方式，获得在实验5中在试验轮胎的制造中使用的第一橡胶组合物。
此外，除了使用100质量份的NR(RSS#3)代替90质量份的SBR和10质量份的BR，并且调节油、树脂、二氧化硅和炭黑的共混量以使得AE量不同于第一橡胶组合物的AE量之外，在与“胎面用橡胶组合物1的制造”中相同的条件下以相同的方式，得到在实验5的试验轮胎的制造中使用的第二橡胶组合物。
[实验5]
使用在“胎面用橡胶组合物2的制造”中制造的第一橡胶组合物和第二橡胶组合物，进行与实验1中相同的程序以制造表8中所示尺寸的实施例5和比较例5的试验轮胎。在制造每个试验轮胎之后，以与实验1中相同的方式确定每个参数，并且类似地执行和评价性能评价测试。在本实验中，比较例5中的结果为评价设定为100。各评价的结果示于表8中。
[胎面用橡胶组合物3的制造]
除了使用50质量份的NR(RSS#3)和50质量份的BR(由Ube Industries,Ltd.制造的UBEPOL BR150B)代替90质量份的SBR和10质量份的BR之外，在与“胎面用橡胶组合物1的制造”中相同的条件下以相同的方式，获得在实验6的试验轮胎的制造中使用的第一橡胶组合物。
此外，除了使用50质量份的NR(RSS#3)和50质量份的SBR(由JSR Corporation制造的JSR1502)代替90质量份的SBR和10质量份的BR之外，在与“胎面用橡胶组合物1的制造”中相同的条件下以相同的方式，调节油、树脂、二氧化硅和炭黑的共混量，使得AE量不同于第一橡胶组合物的AE量。得到在实验6的试验轮胎的制造中使用的第二橡胶组合物。
[实验6]
使用在“胎面用橡胶组合物3的制造”中制造的第一橡胶组合物和第二橡胶组合物，进行与实验1中相同的程序以制造表8中所示尺寸的实施例6和比较例6的试验轮胎。在制造每个试验轮胎之后，以与实验1中相同的方式确定每个参数，并且类似地执行和评价性能评价测试。在本实验中，将比较例中的结果设定为100以用于评价。各评价的结果示于表8中。
[表8]
从表8可以看出，即使当第一橡胶组合物和第二橡胶组合物是除SBR和BR之外的橡胶组合物时，如果满足(E1-E2)<20以及上述(式1)和(式2)，则抗裂性能和耐久性能都都得到改善，并且实现了本发明的目的。
虽然以上基于实施方式描述了本发明，但是本发明不限于上述实施方式。可以在与本发明相同和等效的范围内对上述实施方式进行各种改变。
Claims (19)
1.一种充气轮胎，其具有胎面部，所述胎面部具有形成在表面上的沟槽，其中，
所述胎面部由构成沟槽底部的第一橡胶组合物和在所述沟槽底部的轮胎径向方向上的内侧上与所述第一橡胶组合物相邻的第二橡胶组合物形成；并且
所述第一橡胶组合物的丙酮可提取含量：E1(质量％)和所述第二橡胶组合物的丙酮可提取含量：E2(质量％)满足(E1-E2)<20，并且
当所述轮胎组装到标准化轮辋并且内压为250kPa时，轮胎的截面宽度Wt(mm)、外径Dt(mm)和轮胎所占据的空间的体积：假想体积V(mm3)满足下述(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，其中，满足下述(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，其中，满足下述(式4)，
[(V+2.5×107)/Wt]≦2.88×105(式4)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其中，当所述轮胎组装到标准化轮辋并且所述内压为250kPa时，所述轮胎的外径：dt(mm)，所述轮胎的截面高度：Ht(mm)满足470≦(Dt-2×Ht)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其中，在温度0℃、频率10Hz、初始应变10％和动态应变率2.5％的条件下测量的所述第一橡胶组合物的损耗角正切(0℃tanδ)为0.72以上。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其中，所述0℃tanδ为0.75以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎具有40％以上的扁平率。
8.根据权利要求7所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎具有45％以上的扁平率。
9.根据权利要求8所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎具有47.5％以上的扁平率。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的充气轮胎，其中，E1、E2和Wt满足下述(式5)：
(E1-E2)×Wt<5×103(式5)。
11.根据权利要求10所述的充气轮胎，其中，满足下述(式6)：
(E1-E2)×Wt<4×103(式6)。
12.根据权利要求11所述的充气轮胎，其中，满足下述(式7)：
(E1-E2)×Wt<3×103(式7)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的充气轮胎，其中
所述胎面具有在所述轮胎周向方向上连续延伸的多个周向沟槽，并且
所述多个周向沟槽的总截面面积为所述胎面部的截面面积的10％至30％。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的充气轮胎，其中
所述胎面具有在所述轮胎的轴向方向上延伸的多个横向沟槽，并且
所述多个横向沟槽的总体积为所述胎面部的体积的2.0至5.0％。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的充气轮胎，其中，
当轮胎组装到标准化轮辋并且内压为250kPa时，当轮胎的外径为Dt(mm)时，Dt小于685(mm)。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的充气轮胎，其中，所述截面宽度Wt(mm)小于205mm。
17.根据权利要求16所述的充气轮胎，其中，所述截面宽度Wt(mm)小于200mm。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的充气轮胎，其中
在温度0℃、频率10Hz、初始应变10％和动态应变率2.5％的条件下测量的所述第一橡胶组合物的损耗角正切(0℃tanδ)与沟槽底部的厚度Gd(mm)的比率(0℃tanδ/Gd)为0.16以下。
19.根据权利要求18所述的充气轮胎，其中，所述0℃tanδ/Gd为0.14以下。
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