CN118043208A - 一种轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在湿地性能和干地性能方面的整体性能得到改善的轮胎。本发明涉及一种轮胎,包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)与胎面的最大厚度T(mm)的比率Z满足以下式(1)和(2):(1)水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00,(2)Z≥0.10,式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,Z表示比率D/T。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎。
背景技术
添加二氧化硅等被提议为改善轮胎湿地性能的技术。然而,湿地性能(在湿润路面上的性能)的提高倾向于降低干地性能(在干燥路面上的性能)。期望同时实现这两种性能。
发明内容
[技术问题]
本发明旨在解决上述问题,并提供一种在湿地性能和干地性能方面的整体性能得到改善的轮胎。
[用于解决问题的手段]
湿地性能干地性能本发明涉及一种轮胎,包括具有至少一个周向沟槽的胎面,
周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成,
沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)与胎面的最大厚度T(mm)的比率Z满足以下式(1)和(2):
(1)水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00,
(2)Z≥0.10,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,Z表示比率D/T。
[发明的有益效果]
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成,并且所述轮胎满足所述式(1)和(2)。所述轮胎可以改善在湿地性能和干地性能方面的整体性能。
附图说明
图1显示根据本发明的实施方式的充气轮胎1的一部分的子午线方向截面图。
图2显示轮胎1的胎面部2的沿包括轮胎轴的平面切断的截面图。
具体实施方式
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面。周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成。轮胎满足所述式(1)和(2)。
这种有益效果的机制尚不完全清楚,但假定如下。
当形成胎面的周向沟槽的橡胶组合物(沟槽形成橡胶组合物)的水润湿时的tanδ高于其干燥时的tanδ(式(1))时,即使路面条件从干燥路面变为湿润路面,与路面的滞后摩擦也会得到改善,从而抑制抓地性能的降低。因此,可推测获得优异的干地性能,并且还保持良好的湿地性能。同时,关于在胎面上形成的周向沟槽,当将Z(=周向沟槽的最大沟槽深度D与胎面的最大厚度T的比率)控制在0.10或更高时(式(2)),具有周向沟槽的胎面在获得良好排水性能的同时,可靠地保持刚性。因此,可推测,良好的干地性能得以保持,湿地性能也得到改善。
据推测,由于上述机制,本发明通过满足式(1)和(2),显著提高在湿地性能和干地性能方面的整体性能。
该轮胎解决了提高在湿地性能和干地性能方面的整体性能的问题(目的),这是因为其结构中形成周向沟槽的橡胶组合物(沟槽形成橡胶组合物)的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及Z(=周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)/胎面的最大厚度T(mm))满足式(1):水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00和式(2):Z≥0.10。换句话说,式(1):水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00和式(2):Z≥0.10中的参数并未定义问题(目的)。本文中的问题是改善在湿地性能和干地性能方面的整体性能。为了解决所述问题,轮胎被构成为满足所述参数。
本文中,为可交联的沟槽形成橡胶组合物的沟槽形成橡胶组合物的tanδ是指交联后的沟槽形成橡胶组合物的tanδ。例如,含有二烯系橡胶、硫等的可交联橡胶组合物的tanδ是指硫化(交联)橡胶组合物的tanδ。tanδ是通过沟槽形成橡胶组合物(在交联后的沟槽形成橡胶组合物的情况下为交联沟槽形成橡胶组合物)的粘弹性测试确定的值。
本文中,术语“干燥时的tanδ”是指干燥的沟槽形成橡胶组合物的tanδ,具体是指通过实施例中所述的方法进行干燥后的沟槽形成橡胶组合物(实施例中的交联后的胎面)的tanδ。
本文中,术语“水润湿时的tanδ”是指用水润湿的聚合物组合物的tanδ,具体是指通过实施例中所述的方法用水润湿后的沟槽形成橡胶组合物(实施例中的交联后的胎面)的tanδ。
本文中,沟槽形成橡胶组合物的tanδ是在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的tanδ。
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成。沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ满足以下式(1):
(1)水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测定的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
沟槽形成橡胶组合物的“水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ”的值优选为1.05以上,更优选为1.07以上,更优选为1.12以上,还更优选为1.15以上,特别优选为1.20以上。“水润湿时的tanδ/干燥时tanδ”的值的上限不受限制,优选为1.80以下,更优选为1.60以下,还更优选为1.50以下,进一步优选为1.40以下,进一步优选为1.22以下,进一步优选为1.21以下。当所述值在上述范围内时,可以适宜地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物的干燥时的tanδ优选为0.10以上,更优选为0.15以上,还更优选为0.16以上,特别优选为0.17以上。干燥时的tanδ的上限不受限制,优选为0.50以下,更优选为0.40以下,还更优选为0.30以下,特别优选为0.25以下。当干燥时的tanδ在上述范围内时,可以适宜地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ优选为0.11以上,更优选为0.16以上,还更优选为0.17以上,进一步优选为0.18以上,进一步优选为0.19以上,进一步优选为0.20以上。水润湿时的tanδ的上限不受限制,优选为0.55以下,更优选为0.45以下,还更优选为0.35以下,特别优选为0.30以下。当所述tanδ在上述范围内时,可以适宜地实现有益效果。
当满足式(1):水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00时,损耗角正切(tanδ)随水可逆地变化。本文中,表述“损耗角正切(tanδ)随水可逆地变化”是指(硫化后的)沟槽形成橡胶组合物的tanδ根据水的存在而可逆地增大或减小。例如,当沟槽形成橡胶组合物的状态如下变化:干燥→水润湿→干燥时,tanδ可逆地变化即可。前一干燥状态下的沟槽形成橡胶组合物可不具有与后一干燥状态下的沟槽形成橡胶组合物相同的tanδ,或者可具有与后一干燥状态下的沟槽形成橡胶组合物相同的tanδ。
例如,通过添加其中在二氧化硅和聚合物之间的交联部分或全部由离子键形成的至少一种成分,可以实际上满足(硫化后的)沟槽形成橡胶组合物的所述式(1)(例如,由式(1)表示的tanδ随水可逆的变化)。
具体来说,当进一步将离子偶联剂添加到二氧化硅和聚合物中时,在聚合物与结合在二氧化硅表面的离子偶联剂之间,可以形成离子键。由于离子键的可逆性,二氧化硅和聚合物之间的交联只有在水润湿时才会裂解,从而增加离子键从其中解离的聚合物的运动性。因此,在水润湿条件下行驶时,橡胶内部可能发生能量损失,损失系数tanδ增大。因此,可以推测,与路面的滞后摩擦的改善可以抑制从干燥路面到湿润路面变化过程中抓地性能的降低。同时,在含有上述材料的橡胶组合物中,二氧化硅和聚合物在干燥时相互结合,橡胶组合物的行为可以与常规橡胶相同。因此,可以防止例如滚动阻力等干地性能的恶化。
据推测,上述机制可以提高在湿地性能和干地性能方面的整体性能。
还可以通过添加具有亲水性并且已经用酸或碱进行了改性的改性聚合物和在其表面上具有金属氧化物和/或碱性分子的表面改性二氧化硅来满足式(1)。
具体来说,例如,当改性聚合物(如羧酸改性SBR)和在其表面上具有金属氧化物和/或碱性分子的表面改性二氧化硅组合使用时,来自羧酸的阴离子和来自金属氧化物或碱性分子的阳离子会在改性聚合物与金属氧化物和/或表面改性二氧化硅之间形成离子键。然后,该离子键可通过加水裂解,并通过干燥水重新形成。因此,在水润湿时,E*会减小和/或tanδ会增大,而在干燥时,E*会增大和/或tanδ会减小。据推测,由此可以实现可逆变化。
据推测,上述机制还能改善在湿地性能和干地性能方面的整体性能。
干燥时的tanδ可通过沟槽形成橡胶组合物中化学品(特别是聚合物、填料、软化剂、树脂、硫和硫化促进剂)的类型和量来控制。例如,通过使用与聚合物相容性低的软化剂(如树脂)、使用未改性聚合物、增加填料用量、增加作为增塑剂的油、减少硫、或减少硫化促进剂,干燥时的tanδ倾向于增加。
例如,在使用离子偶联剂使二氧化硅和聚合物部分或全部通过离子键交联的橡胶组合物中,或在改性聚合物与金属氧化物和/或表面改性二氧化硅之间的交联部分或全部通过离子键形成的橡胶组合物中,与干燥时的tanδ相比,可以增大水润湿时的tanδ。因此,可以控制干燥时和水润湿时的tanδ。具体来说,与干燥时的tanδ相比,包含通过离子键的交联的橡胶组合物可以增加水润湿时的tanδ。此外,可通过改变橡胶组合物中化学品的类型或量来控制水润湿时的tanδ。例如,上述控制干燥时的tanδ的技术可以在水润湿时的tanδ中获得同样的上述倾向。
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成。胎面可部分由沟槽形成橡胶组合物形成,或者可全部由沟槽形成橡胶组合物形成。在优选的实施方式中,整个胎面都由沟槽形成橡胶组合物形成。
<沟槽形成橡胶组合物>
本发明轮胎中的沟槽形成橡胶组合物如下所述。
沟槽形成橡胶组合物包含橡胶成分和二氧化硅。
(橡胶成分)
沟槽形成橡胶组合物中,橡胶成分有助于交联,通常是重均分子量(Mw)为10000以上的聚合物。
橡胶成分的重均分子量优选为50000以上,更优选为150000以上,还更优选在200000以上,另外,优选为2000000以下,更优选为1500000以下,还更优选为1000000以下。当重均分子量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,重均分子量(Mw)可通过凝胶渗透色谱法(GPC)(购自东曹株式会社(TosohCorporation)的GPC-8000系列,检测器:差示折光仪,色谱柱:购自东曹株式会社(TosohCorporation)的TSKgel SuperMultipore HZ-M)测量,并用聚苯乙烯标准品进行校准。
橡胶成分不受限制。可使用轮胎领域中已知的橡胶成分。示例包括:二烯系橡胶,如异戊二烯系橡胶、聚丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物橡胶(SIBR)。这些橡胶可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。为了更好地实现有益效果,优选异戊二烯系橡胶、BR和SBR。
异戊二烯系橡胶的例子包括天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、改质NR、改性NR和改性IR。天然橡胶(NR)的例子包括轮胎工业中常用的NR,如SIR20、RSS#3和TSR20。可使用任何IR,包括轮胎工业中常用的IR,如IR2200。改质NR的的例子包括脱蛋白天然橡胶(DPNR)和高度纯化天然橡胶(UPNR)。改性NR的例子包括环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)和接枝化天然橡胶。改性IR的例子包括环氧化聚异戊二烯橡胶、氢化聚异戊二烯橡胶和接枝化聚异戊二烯橡胶。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。其中优选NR。
可使用任何BR,示例包括轮胎工业中常用的BR,包括:高顺式BR,如购自瑞翁株式会社(Zeon Corporation)的BR1220、购自宇部兴产株式会社(Ube Industries,Ltd.)的BR150B、购自LG Chem公司的BR1280和购自JSR Corporation的BR730;含有1,2-间同立构聚丁二烯晶体(SPB)的BR,如购自宇部兴产株式会社(Ube Industries,Ltd.)的VCR412和VCR617;以及使用稀土催化剂合成的聚丁二烯橡胶(稀土催化BR)。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
BR的顺式含量优选为80质量%以上,更优选为85质量%以上,还更优选为90质量%以上,进一步优选为96质量%以上,另外,优选为99质量%以下,更优选为98质量%以下,还更优选为97质量%以下。当顺式含量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,可以通过红外吸收光谱法测量BR的顺式含量。
当使用一种BR时,BR的顺式含量指的是这种BR的顺式含量。当使用多种BR时,BR的顺式含量指的是平均顺式含量。
BR的平均顺式含量可通过使用以下方程式计算得出:{Σ(每种BR的量×每种BR的顺式含量)}/全部BR的量。例如,当100质量%的橡胶成分中包括20质量%的顺式含量为90质量%的BR和10质量%的顺式含量为40质量%的BR时,BR的平均顺式含量为73.3质量%(=(20×90+10×40)/(20+10))。
SBR的非限制性示例包括乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)和溶液聚合丁苯橡胶(S-SBR)。可用的市售SBR的例子包括购自住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)、JSR Corporation、旭化成株式会社(Asahi Kasei Corporation)、瑞翁株式会社(ZeonCorporation)等的产品。
SBR的苯乙烯含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,还更优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上,进一步优选为23.5质量%以上。苯乙烯含量优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,还更优选为30质量%以下。当苯乙烯含量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,可以通过1H-NMR分析计算出SBR的苯乙烯含量。
当使用一种SBR时,SBR的苯乙烯含量指的这种SBR的苯乙烯含量。当使用多种丁苯橡胶时,SBR的苯乙烯含量指的是平均苯乙烯含量。
SBR的平均苯乙烯含量可通过以下方程式计算得出:{Σ(每种SBR的量×每种SBR的苯乙烯含量)}/全部SBR的量。例如,当100质量%的橡胶成分包括85质量%的苯乙烯含量为40质量%的SBR和5质量%的苯乙烯含量为25质量%的SBR时,SBR的平均苯乙烯含量为39.2质量%(=(85×40+5×25)/(85+5))。
SBR的乙烯基含量优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,还更优选为30质量%以上。乙烯基含量优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,还更优选为70质量%以下。当乙烯基含量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,SBR的乙烯基含量(1,2-键合丁二烯单元含量)可以通过红外吸收光谱法测量。
SBR的乙烯基含量是指以SBR中丁二烯部的总质量为100为基准计的乙烯基键(1,2-键合丁二烯单元)的比例(单位:质量%)。乙烯基含量(质量%)、顺式含量(质量%)和反式含量(质量%)之和等于100(质量%)。当使用一种SBR时,SBR的乙烯基含量指的是这种SBR的乙烯基含量。当使用多种SBR时,SBR的乙烯基含量指的是平均乙烯基含量。
SBR的平均乙烯基含量可通过使用以下方程式计算得出:Σ{每种SBR的量×(100(质量%)-每种SBR的苯乙烯含量(质量%))×每种SBR的乙烯基含量(质量%)}/Σ{每种SBR的量×(100(质量%)-每种SBR的苯乙烯含量(质量%))}。例如,当100质量份的橡胶成分包括75质量份的苯乙烯含量为40质量%且乙烯基含量为30质量%的SBR、15质量份的苯乙烯含量为25质量%且乙烯基含量为20质量%的SBR以及剩余10质量份的除SBR以外的橡胶成分时,SBR的平均乙烯基含量为28质量%(={75×(100(质量%)-40(质量%))×30(质量%)+15×(100(质量%)-25(质量%))×20(质量%)}/{75×(100(质量%)-40(质量%))+15×(100(质量%)-25(质量%))}。
橡胶成分可包括已用油进行了填充的充油橡胶。这些可单独使用,也可两种或两种以上组合使用。充油橡胶中使用的油的例子包括如下所述的油。充油橡胶中的油量不受限制,通常相对于橡胶固体成分100重量份为约10至50质量份。
可对橡胶成分进行改性,在其中引入与二氧化硅等填料相互作用的官能团。
官能团的例子包括:含硅基团(-SiR3,其中,各R相同或不同,表示氢原子、羟基、烃基、烷氧基等)、氨基、酰胺基、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(hydrazo group)、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羟基、氧基和环氧基,其中各官能团可被取代。其中,优选含硅基团。更优选的是-SiR3,其中,各R相同或不同,表示氢原子、羟基、烃基(优选C1-C6烃基,更优选C1-C6烷基)或烷氧基(优选C1-C6烷氧基),且至少一个R是羟基。
用于引入所述官能团的化合物(改性剂)的例子包括: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。
亲水性改性橡胶也可用作沟槽形成橡胶组合物中的橡胶成分。
本文中,术语“亲水/亲水性”是指对水的亲和性高于对有机溶剂的亲和性。例如,聚合物的亲水性可通过测量水(或缓冲水溶液)与水-非混合性有机溶剂(如辛醇、乙酸乙酯、二氯甲烷或甲基叔丁基醚)之间的分配系数来量化。在平衡下,在水中的浓度高于在有机溶剂中的浓度的聚合物被视为亲水性。可通过可以赋予亲水性的各种方法赋予改性聚合物“亲水性”。例如,可通过将下述的酸性官能团或碱性官能团引入橡胶来赋予亲水性。
亲水性改性橡胶的例子包括用酸进行了改性的改性橡胶(以下,也称为“酸改性橡胶”)和用碱进行了改性的改性橡胶(以下,也称为“碱改性橡胶”)。
酸改性橡胶中的酸性官能团(酸性基团)的例子包括羧酸基团(羧基)、磺酸基团、磷酸基团和酚羟基。酸性官能团中的氢原子可被金属原子等取代,或者可被解离。为了更好地实现有益效果,尤其优选羧酸基团(-COOH)、磺酸基团(-SO3H)、磷酸基团(H2PO4 -)、或它们的盐(由羧酸离子(-COO-)、磺酸离子(-SO3 -)或磷酸离子(PO4 3-)和这些离子的反荷阳离子构成的盐)。反荷阳离子可为任何能够形成盐的阳离子,如Na+或K+。
针对所述有益效果的机制尚不完全清楚,但假定如下。
当使用含有羧酸基团等的改性聚合物时,在聚合物与结合在二氧化硅表面的离子偶联剂之间,会形成离子性更高的离子键。因此,可推测,在水润湿条件下行驶时,橡胶内部可能会发生能量损失,损失系数tanδ增大。因此,可以推测,湿地性能得到改善。
碱改性橡胶中碱性官能团(碱性基团)的例子包括氨基、亚氨基(=NH)、铵盐基团和含有碱性氮原子的杂环基团。
氨基可为伯氨基(-NH2)、仲氨基(-NHR)和叔氨基(-NRR')中的任一种。
R或R'的例子包括取代或未取代的一价烃基,它们可为直链、支链或环状的。R或R'可为饱和烃基或不饱和烃基中的任一种,可含有杂原子,如氧原子。
作为R或R'的取代或未取代的一价烃基的碳数优选为1至10,更优选为1至8,还更优选为1至6。
作为R或R'的取代或未取代的一价烃基的例子包括任选地含有杂原子的取代或未取代的脂肪族、脂环族或芳香族烃基。具体例子包括直链烷基、支链烷基、环状烷基、芳基和芳烷基,所有基团都是取代或未取代的,并可任选地含有杂原子。
当R或R'是任选地含有杂原子的取代或未取代的直链或支链烷基时,其碳数优选为1至8,更优选为1至4,还更优选为1至2。当R或R'是任选地含有杂原子的取代或未取代的环状烷基时,其碳数优选为3至12。当R或R'是任选地含有杂原子的取代或未取代的芳基时,其碳数优选为6至10。当R或R'是任选地含有杂原子的取代或未取代的芳烷基时,其碳数优选为7至10。
任选地含有杂原子的取代或未取代的直链或支链烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基和这些各自含有杂原子的基团。任选地含有杂原子的取代或未取代的环状烷基的例子包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、金刚烷基(adamantyl group)、1-乙基环戊基和1-乙基环己基。任选地含有杂原子的取代或未取代的芳基的例子包括苯基、甲苯基、二甲苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基以及这些各自任选地含有杂原子的基团。任选地含有杂原子的取代或未取代的芳烷基的例子包括苄基、苯乙基以及这些各自任选地含有杂原子的基团。
铵盐基团的例子包括叔铵盐基团和季铵盐基团。
含有碱性氮原子的杂环基团的例子包括含氮杂环基团,如吡啶基团、嘧啶基团、吡嗪基团、咪唑基团、含硫醇的咪唑基团、三唑基团和噻唑基团。由于杂环基团中的双键,因此有利于这种杂环基团在橡胶中的分散。
碱性官能团中,优选吡啶基、咪唑基、噻唑基和氨基(伯氨基、仲氨基或叔氨基),其中更优选氨基。
构成亲水性改性橡胶的主链的聚合物的例子包括上述二烯系橡胶。
亲水性改性橡胶优选为酸改性SBR或酸改性BR,更优选为羧酸改性SBR、磺酸改性SBR、羧酸改性BR、磺酸改性BR或它们的盐,还更优选为羧酸改性SBR、羧酸改性BR或它们的盐。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在异戊二烯系橡胶(NR、IR、酸改性异戊二烯系橡胶、碱改性异戊二烯系橡胶等)的话,则以橡胶成分100质量%为基准计,异戊二烯系橡胶的量优选为5质量%以上,更优选为8质量%以上,还更优选为10质量%以上,另外,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,还更优选为20质量%以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在BR(未改性BR、酸改性BR、碱改性BR等)的话,则以橡胶成分100质量%为基准计,BR的量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,还更优选为15质量%以上,特别优选为20质量%以上,另外,优选为50质量%以下,更优选40质量%以下,还更优选为35质量%以下,特别优选为30质量%以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在SBR(未改性SBR、酸改性SBR、碱改性SBR等)的话,则以橡胶成分100质量%为基准计,SBR的量优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,还更优选为65质量%以上,特别优选为70质量%以上,另外,优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下,还更优选为85质量%以下,特别优选为80质量%以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在SBR(未改性SBR、酸改性SBR、碱改性SBR等)和BR(未改性BR、酸改性BR、碱改性BR等)两者的话,则以橡胶成分100质量%为基准计,SBR和BR的总量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,还更优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上。当所述总量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
(填料)
沟槽形成橡胶组合物含有二氧化硅。
可用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(含水二氧化硅)。其中,优选湿法二氧化硅,这是因为它含有大量的硅烷醇基团。可用的市售品可购自赢创德固赛(Evonik Degussa)公司、罗地亚(Rhodia)公司、东曹硅化工株式会社(TosohSilica Corporation)、索尔维日本株式会社(Solvay Japan)、株式会社德山(TokuyamaCorporation)等。这些可单独使用,也可两种或两种以上组合使用。
二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)优选为100m2/g以上,更优选为150m2/g以上,还更优选为170m2/g以上,进一步优选为175m2/g以上,特别优选为200m2/g以上。二氧化硅的N2SA的上限不受限制,优选为350m2/g以下,更优选为300m2/g以下,还更优选为250m2/g以下。当N2SA在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,二氧化硅的N2SA是根据ASTM D3037-93用BET法测量的。
在沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,二氧化硅的量(未进行表面改性的二氧化硅的量)优选为10质量份以上,更优选为50质量份以上,还更优选为60质量份以上,进一步优选为70质量份以上,特别优选为75质量份以上。所述量的上限优选为150质量份以下,更优选为120质量份以下,还更优选为100质量份以下,特别优选为90质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
在其表面上具有碱性分子的表面改性二氧化硅也可用作沟槽形成橡胶组合物中的二氧化硅。
构成表面改性二氧化硅的二氧化硅的非限制性实施例包括上述干法二氧化硅(无水二氧化硅)和湿法二氧化硅(含水二氧化硅)。构成表面改性二氧化硅的二氧化硅的N2SA优选在上述范围内。
任何具有碱性的分子都可以用作构成表面改性二氧化硅的碱性分子。例如,可以适当使用含有碱性官能团的化合物。碱性官能团的例子包括如上所述的碱性官能团。在碱性官能团中,优选吡啶基、咪唑基、噻唑基和氨基(伯氨基、仲氨基或叔氨基),其中更优选氨基。
作为碱性化合物的含有氨基的化合物不受限制。例如,可以适当使用在一个分子中含有伯氨基、仲氨基或叔氨基和烷氧基甲硅烷基的化合物。具体来说,作为含有氨基的化合物,由以下式(I)或(II)表示的化合物是适合的。
(R11O)nR12 3-n-Si-R13-NR14R15 (I)
式(I)中,R11、R12、R14和R15各自独立地表示氢原子、或取代或未取代的一价烃基;R13表示取代或未取代的二价烃基;n表示1至3。
(R21O)pR22 3-p-Si-R23-NR24-R25-Si-(R26O)qR27 3-q (II)
式(II)中,R21、R22、R24、R26和R27各自独立地表示氢原子、或取代或未取代的一价烃基;R23和R25各自独立地表示取代或未取代的二价烃基;p和q各自独立地表示1至3。
作为式(I)中的R11至R15中的任一种或式(II)中的R21至R27中的任一种的取代或未取代的一价或二价烃基可为直链、支链或环状。作为式(I)中的R11至R15中的任一种或式(II)中的R21至R27中的任一种的取代或未取代的一价或二价烃基可为饱和烃基或不饱和烃基中的任一种,并且可含有杂原子,如氧原子。
作为式(I)中的R11、R12、R14和R15中的任一种或式(II)中的R21、R22、R24、R26和R27中的任一种的取代或未取代的一价烃基的碳数优选为1至10,更优选为1至8,还更优选为1至6。作为式(I)中的R13或式(II)中的R23或R25的取代或未取代的二价烃基的碳数优选为1至10,更优选为1至8,还更优选为1至6。
作为式(I)中的R11、R12、R14和R15或式(II)中的R21、R22、R24、R26和R27的取代或未取代的一价烃基的具体示例包括上述的作为R或R'的取代或未取代的一价烃基。
作为式(I)中的R13或式(II)中的R23和R25的取代或未取代的二价烃基的具体示例包括任选地含有杂原子的取代或未取代的C1-C18亚烷基和任选地含有杂原子的取代或未取代的C5-C18亚环烷基。具体示例包括亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、亚辛基、亚壬基、亚癸基和1,2-亚丙基。
由式(I)表示的含有氨基的化合物的具体示例包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1-丁胺、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基丁基)-3-氨基丁基三甲氧基硅烷和N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基三甲氧基硅烷。
由式(II)表示的含有氨基的化合物的具体示例包括双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)胺、双(三乙氧基甲硅烷基甲基)胺和双(6-三甲氧基甲硅烷基己基)胺。
除上述含有氨基的化合物以外的含有氨基的化合物的具体示例包括:含有氨基的芳香族化合物,如N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷;含有氨基的二烷氧基硅烷系化合物,如3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和双(3-甲基二甲氧基甲硅烷基丙基)胺;以及乙二胺系化合物,如N,N'-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺和N-(2-氨基乙基)-N'-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺。
在其表面上具有碱性分子的表面改性二氧化硅的制造方法(用碱性分子处理(涂覆)二氧化硅表面的方法)可通过能使碱性分子与二氧化硅接触的方法进行。例如,通过已知的方法将碱性化合物和二氧化硅混合,可以制备在其表面上具有碱性分子的表面改性二氧化硅。具体来说,将碱性分子、二氧化硅和其它成分(如聚合物)用捏合设备(如开放式辊炼机或班伯里密炼机)进行捏合,从而在捏合混合物中生成在其表面上具有碱性分子的表面改性二氧化硅。或者,其也可以采用已知的方法,只将碱性化合物和二氧化硅混合来生产。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,表面改性二氧化硅的量优选为10质量份以上,更优选为50质量份以上,还更优选为70质量份以上,进一步优选为75质量份以上,进一步优选为79质量份以上。所述量的上限优选为150质量份以下,更优选为120质量份以下,还更优选为100质量份以下,特别优选为90质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,表面改性二氧化硅的量是指沟槽形成橡胶组合物中相对于橡胶成分100质量份的二氧化硅和碱性分子的总量。所述量包括未附着在二氧化硅表面的碱性分子的量。在碱性分子为含有氨基的化合物的情况下,所述范围也适用于在其表面上具有含有氨基的化合物的二氧化硅的量。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于沟槽形成橡胶组合物中的全部二氧化硅100质量份,碱性分子的量优选为2.0质量份以上,更优选为4.0质量份以上,还更优选为6.0质量份以上。所述量优选为30.0质量份以下,更优选为20.0质量份以下,还更优选为15.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,可以合适地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,二氧化硅的总量(未进行表面改性的二氧化硅和进行了表面改性的二氧化硅(如表面改性二氧化硅)的总量)优选为10质量份以上,更优选为50质量份以上,还更优选为70质量份以上,特别优选为75质量份以上。所述量的上限优选为150质量份以下,更优选为120质量份以下,还更优选为100质量份以下,特别优选为90质量份以下。当所述总量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可含有除二氧化硅以外的其它填料。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,填料的量(包括二氧化硅和其它填料的填料的总量)优选为10质量份以上,更优选为50质量份以上,还更优选为70质量份以上,进一步优选为75质量份以上,进一步优选为85质量份以上。所述量的上限优选为150质量份以下,更优选为120质量份以下,还更优选为100质量份以下,特别优选为90质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
以沟槽形成橡胶组合物中的填料100质量%为基准计,二氧化硅的含量(未进行表面改性的二氧化硅和进行了表面改性的二氧化硅(如表面改性二氧化硅)的总含量)优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,还更优选为85质量%以上,进一步优选为90质量%以上,特别优选为95质量%以上,可为100质量%。当所述含量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
其它填料不受限制,可以使用轮胎领域中已知的材料。示例包括无机填料,如炭黑、碳酸钙、滑石、矾土、黏土、氢氧化铝、氧化铝和云母。为了更好地实现有益效果,优选炭黑。
可用于沟槽形成橡胶组合物的炭黑的非限制性示例包括N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550和N762。可用的市售品可购自旭碳株式会社(AsahiCarbon Co.,Ltd.)、卡博特日本株式会社(Cabot Japan K.K.)、东海碳素株式会社(TokaiCarbon Co.,Ltd.)、三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corporation)、狮王株式会社(Lion Corporation)、新日化碳株式会社(NSCC Carbon Co.,Ltd.)、哥伦比亚碳公司(Columbia Carbon)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
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,还更优选为70m2/g以上,进一步优选为114m2/g以上。所述N2SA优选为200m2/g以下,更优选为150m2/g以下,还更优选为130m2/g以下,特别优选为120m2/g以下。当所述N2SA在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,可以根据JIS K 6217-2:2001测定炭黑的N2SA。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在炭黑的话,则相对于橡胶成分100质量份,炭黑的量,优选为1质量份以上,更优选为3质量份以上,还更优选为5质量份以上。所述量的上限优选为30质量份以下,更优选为20质量份以下,还更优选为10质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
金属氧化物也可用作沟槽形成橡胶组合物中的其它填料。
金属氧化物的例子包括单一金属氧化物和复合金属氧化物,例如由MxOy(其中,M表示金属原子,x和y各自独立地表示1到6的整数)表示的化合物。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。金属氧化物优选不是氧化锌。
金属氧化物的具体示例包括:碱金属氧化物,如氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化铷和氧化铯;碱土金属氧化物,如氧化钙、氧化锶和氧化钡;过渡金属氧化物,如氧化钪、氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化钇、氧化锆、氧化铌、氧化钼、氧化锝、氧化钌、氧化铑、氧化钯、氧化银、氧化铪、氧化钽、氧化钨、氧化锇、氧化铱、氧化铂和氧化金;贱金属氧化物,如氧化铍、氧化镁、氧化铝、氧化镓、氧化镉、氧化铟、氧化锡、氧化铊、氧化铅、氧化铋和氧化钋。金属氧化物可以单独使用,也可以作为其两种或两种以上的混合物使用。
为了适当地实现有益效果,沟槽形成橡胶组合物优选含有选自氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化铷、氧化铯、氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶和氧化钡中的至少一种,更优选含有选自氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶和氧化钡中的至少一种,还更优选含有氧化镁。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于聚合物成分100质量份,金属氧化物的量(金属氧化物的总量)优选为0.5质量份以上,更优选为1.0质量份以上,还更优选为2.0质量份以上,特别优选为2.2质量份以上,另外,优选为10.0质量份以下,更优选为5.0质量份以下,还更优选为4.4质量份以下,进一步优选为4.0质量份以下,特别优选为3.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。此处,所述范围也适用于选自氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化铷、氧化铯、氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶和氧化钡中的至少一种的总量、选自氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶和氧化钡中的至少一种的总量以及氧化镁的量。
金属氧化物的表观比重优选小于0.4g/ml,更优选为0.36g/ml以下,还更优选为0.3g/ml以下,进一步优选为0.25g/ml以下,另外,优选为0.05g/ml以上,更优选为0.15g/ml以上。当所述表观比重在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。所述范围也适用于氧化镁的表观比重。
本文中,金属氧化物的表观比重是通过按表观体积量取30ml金属氧化物在50ml量筒中并根据质量计算出表观比重来确定的。
金属氧化物的d50优选小于10μm,更为4.5μm以下,还更优选为4.46μm以下,进一步优选为1.5μm以下,特别优选小于0.75μm,另外,优选为0.05μm以上,更优选为0.45μm以上。当所述d50在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。所述范围也适用于氧化镁的d50。
本文中,金属氧化物的d50指的是与通过激光衍射法获得的质量基准的粒度分布曲线的第50个百分位数对应的粒径。
金属氧化物的氮吸附比表面积(N2SA)优选为100m2/g以上,更优选为115m2/g以上,还更优选为145m2/g以上,另外,优选为250m2/g以下,更优选为225m2/g以下,还更优选为200m2/g以下。当所述N2SA在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。所述范围也适用于氧化镁的N2SA。
本文中,金属氧化物的N2SA是根据JIS Z 8830:2013用BET法测量的。
可用的金属氧化物的市售品可购自共和化学工业株式会社(Kyowa ChemicalIndustry)、富士胶片和光纯药株式会社(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)、岸田化学株式会社(KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd.)、协和化学工业株式会社(KyowaChemical Industry)、达泰豪化学工业株式会社(Tateho Chemical Industries Co.,Ltd.)、JHE株式会社、日本化学工业株式会社(Nippon Chemical Industrial Co.,Ltd.)、赤穗化成株式会社(Ako Kasei Co.,Ltd.)等。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在金属氧化物的话,相对于橡胶成分100质量份,金属氧化物的量优选为1质量份以上,更优选为2.2质量份以上,还更优选为3质量份以上,进一步优选为5质量份以上。所述量的上限优选为30质量份以下,更优选为20质量份以下,还更优选为10质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
(偶联剂)
沟槽形成橡胶组合物优选含有偶联剂。
本文中,术语“偶联剂”是指一种与二氧化硅和聚合物(如橡胶成分、液态聚合物)两者结合(通过共价键、离子键等)或相互作用的化合物。偶联剂的加入会导致偶联剂与二氧化硅之间以及偶联剂与聚合物之间的结合或相互作用。
相对于二氧化硅100质量份,偶联剂的总量(后述的例如离子偶联剂和硅烷偶联剂等偶联剂的总量)优选为1.0质量份以上,更优选为2.5质量份以上,还更优选为4.0质量份以上,进一步优选为4.53质量份以上,进一步优选为5.0质量份以上,进一步优选为5.44质量份以上,进一步优选为6.72质量份以上,进一步优选为6.8质量份以上。所述量的上限优选为50.0质量份以下,更优选为20.0质量份以下,还更优选为15.0质量份以下,特别优选为10.0质量份以下。当所述总量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
偶联剂可以是能够与二氧化硅和聚合物两者结合或相互作用的任意化合物。为了更好地实现有益效果,优选离子偶联剂。
针对这种有益效果的机制尚不完全清楚,但假定如下。
在添加离子偶联剂时,在聚合物与结合在二氧化硅表面的离子偶联剂之间,会形成离子键。由于离子键的可逆性,二氧化硅和聚合物之间的交联只有在水润湿时才会被裂解,从而增加离子键从其中解离的聚合物的运动性。因此,可推测,在水润湿条件下行驶时,橡胶内部可能发生能量损失,损失系数tanδ增大。因此,可推测,湿地性能得到改善。
本文中,术语“离子偶联剂”是指一种能与二氧化硅和聚合物(如橡胶成分、液态聚合物)产生离子键或离子相互作用的化合物。添加离子偶联剂在离子偶联剂与二氧化硅之间以及在离子偶联剂与聚合物之间会产生离子键或离子相互作用。
离子偶联剂可以是能够与二氧化硅和聚合物(如橡胶成分、液体聚合物)两者离子结合或离子相互作用的任意化合物。为了更好地实现有益效果,沟槽形成橡胶组合物优选含有选自由以下式(1)表示的化合物、由以下式(1)表示的化合物的水解物和由以下式(1)表示的化合物的水解缩合物中的至少一种。
式(1)中,R31和R32各自独立地表示一价有机基团;R33和R34各自独立地表示含有选自烷基、乙烯基、环氧基、苯乙烯基、(甲基)丙烯基、氨基、异氰尿酸基、脲基、巯基、硫醚基、聚亚烷基氧基烷基(polyalkyleneoxyalkyl group)、羧基和季铵基团中的有机基团;至少一个R34表示含有季铵基团的有机基团;m各自独立地表示0至2的整数;n表示整数。
在本发明中,术语“有机基团”是指碳数为1以上的基团。
术语“由式(1)表示的化合物的水解物”是指通过将由式(1)表示的化合物的硅原子上的取代基的至少一部分水解为硅烷醇基团而得到的化合物。
术语“由式(1)表示的化合物的水解缩合物”是指通过选自由式(1)表示的化合物和由式(1)表示的化合物的水解物中的至少两种化合物缩合而成的化合物。
式(1)中,m优选为1或2,更优选为2。
式(1)中,n优选为2到20的整数。
式(1)中,作为R31和R32的一价有机基团的碳数优选为1至6。
作为R31或R32的C1-C6有机基团可为直链、支链或环状的。C1-C6有机基团的例子包括烷基和烯基,优选烷基。C1-C6烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基和环己基。
式(1)中,R31和R32各自独立地优选表示C1-C6烷基,更优选C1-C4烷基,还更优选甲基或乙基,特别优选甲基。
式(1)中,R33各自独立地优选表示C1-C6烷基,更优选C1-C4烷基,还更优选甲基或乙基,特别优选甲基。
式(1)中,至少一个R34表示含有季铵基团的有机基团。
含有季铵基团的基团的例子包括由以下式表示的基团。
式中,R35至R37各自独立地表示一价有机基团;R38各自独立地表示二价有机基团;Y-表示阴离子;k表示整数。
作为R35至R37中任一个的一价有机基团的例子包括一价烃基。一价烃基的例子包括C1-C12烷基和C2-C12烯基。
R35至R37中任一个的碳数优选为1至12,更优选为1至7,还更优选为1至5,特别优选为1至3。
作为R35至R37中任一个的一价有机基团特别优选为甲基或乙基。
作为R38的二价有机基团的例子包括二价烃基。二价烃基的例子包括C1-C12亚烷基和C2-C12亚烯基。
R38的碳数优选为1至12,更优选为1至7,还更优选为1至5,特别优选为1至3。
作为R38的二价有机基团特别优选为亚甲基或亚乙基。
k优选为0至5,更优选为0至3,还更优选为0至1,特别优选为0。
Y-的非限制性示例包括卤化物离子(halide ion),如氯离子、溴离子和碘离子;烷基硫酸酯离子(alkyl sulfate ion),如硫酸甲酯离子(methyl sulfate ion);以及有机酸根离子,如乙酸根离子。
为了更好地实现有益效果,由式(1)表示的化合物、由式(1)表示的化合物的水解物和由式(1)表示的化合物的水解缩合物中,优选的是由以下式(1-1)表示的化合物。
式(1-1)中,R35至R37各自独立地表示上述针对R35至R37的基团;R38各自独立地表示上述针对R38的基团;Y-各自独立地表示上述针对Y-的阴离子;k各自独立地表示上述针对k的整数。
式(1-1)中,R35至R37、R38、Y-和k的优选示例包括上述那些。
如果离子偶联剂是具有盐结构的化合物,如季铵盐,例如由式(1-1)表示的化合物的话,则可以更好地实现上述有益效果。针对这种有益效果的机制尚不完全清楚,但假定如下。
在离子偶联剂具有盐结构,如由-N+(R35)(R36)(R37)Y-表示的盐结构的情况下,则在聚合物与结合在二氧化硅表面的离子偶联剂之间会形成离子性更高的离子键。因此,可推测,在水润湿条件下行驶时,橡胶内部可能会发生能量损失,损失系数tanδ会增大。因此,可以推测,湿地性能得到改善。
可用的离子偶联剂的市售品的例子包括购自信越化学工业株式会社(Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.)的X-12-1126。
相对于二氧化硅100质量份,离子硅烷偶联剂的量(优选由式(1)表示的化合物、由式(1)表示的化合物的水解物和由式(1)表示的化合物的水解缩合物的总量)优选为1.0质量份以上,更优选为2.5质量份以上,还更优选为2.72质量份以上,进一步优选为4.0质量份以上,进一步优选为4.53质量份以上,进一步优选为5.0质量份以上,进一步优选为5.44质量份以上,进一步优选为6.8质量份以上。所述量的上限优选为50.0质量份以下,更优选为20.0质量份以下,进一步优选为15.0质量份以下,特别优选为10.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可包含已知的硅烷偶联剂作为除离子偶联剂以外的偶联剂。
硅烷偶联剂可以是任何硅烷偶联剂,包括橡胶领域中已知的硅烷偶联剂。示例包括: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和甲基丙烯酸-3-三乙氧基甲硅烷基丙基酯单硫化物;巯基系硅烷偶联剂,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;环氧丙氧基系硅烷偶联剂,如γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷和γ-环氧丙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;以及氯系硅烷偶联剂,如3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-氯丙基三乙氧基硅烷。可用的市售品可购自赢创德固赛(Evonik Degussa)公司、Momentive公司、信越有机硅(Shin-Etsu Silicone)株式会社、东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.)、AZmax株式会社、道康宁东丽株式会社(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于二氧化硅100质量份,硅烷偶联剂的量优选为0.1质量份以上,更优选为3质量份以上,还更优选为4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。所述量的上限优选为50质量份以下,更优选为20质量份以下,还更优选为15质量份以下,特别优选为10质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
(增塑剂)
为了更好地实现有益效果,沟槽形成橡胶组合物优选含有增塑剂。术语“增塑剂”是指可以赋予橡胶成分可塑性的材料。示例包括液态增塑剂(在室温(25℃)下为液态的增塑剂)和树脂(在室温(25℃)下为固态的树脂)。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,增塑剂的量(增塑剂总量)优选为5质量份以上,更优选为8质量份以上,还更优选为10质量份以上。上限优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,还更优选为30质量份以下,进一步优选为20质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
可用于沟槽形成橡胶组合物的液体增塑剂(在室温(25℃)下呈液态的增塑剂)不受限制,示例包括油类和液体聚合物(如液态树脂、液态二烯系聚合物和液态法呢烯系聚合物)。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,液体增塑剂的量优选为5质量份以上,更优选为8质量份以上,还更优选为10质量份以上。上限优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,还更优选为30质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
液体增塑剂的量包括充油橡胶中的油的量和硫中的油的量。
油类的例子包括加工油、植物油及其混合物。加工油的例子包括石蜡系加工油、芳香族系加工油和环烷系加工油。植物油的例子包括蓖麻油、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、米油、红花油、芝麻油、橄榄油、葵花籽油、棕榈仁油、山茶油、荷荷巴油、澳洲坚果油和桐油。可用的市售品可购自出光兴产株式会社(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.)、三共油化工业株式会社(Sankyo YukaKogyo K.K.)、引能仕株式会社(ENEOS Corporation)、Olisoy公司、H&R公司、丰国制油株式会社(Hokoku Corporation)、昭和壳牌石油株式会社(Showa Shell Sekiyu K.K.)、富士兴产株式会社(Fuji Kosan Co.,Ltd.)、日清奥利友集团The Nisshin Oillio Group等。其中,优选加工油(例如石蜡系加工油、芳香族系加工油、环烷系加工油)和植物油。
液态树脂的例子包括萜烯系树脂(包括萜酚树脂(terpene phenolic resin)和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-茚树脂(包括仅基于香豆素或茚的树脂)、酚醛树脂、烯烃系树脂、聚氨酯树脂和丙烯酸系树脂。这些树脂的氢化物也可使用。
液态二烯系聚合物的例子包括液态苯乙烯-丁二烯共聚物、液态聚丁二烯聚合物、液态聚异戊二烯聚合物、液态苯乙烯-异戊二烯共聚物、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)、液态法呢烯聚合物和液态法呢烯-丁二烯共聚物,所有这些聚合物在25℃时均为液态。这些聚合物的链末端或主链可用极性基团改性。这些聚合物的氢化物也可以使用。
为了更好地实现有益效果,在室温(25℃)下呈液态的液体增塑剂中,优选未改性液态聚合物和改性液态聚合物,更优选改性液态聚合物,还更优选酸改性液态聚合物。未改性液态聚合物和改性液态聚合物可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
酸改性液态聚合物的例子包括用酸性化合物或其衍生物进行了改性且在室温(25℃)下呈液态的聚合物。
可适当使用的酸改性液态聚合物的具体示例包括通过用不饱和羧酸和/或其衍生物对未改性液态聚合物进行改性而得到的酸改性液态聚合物,以及通过用不饱和羧酸和/或其衍生物对改性液态聚合物进行改性而得到的酸改性液态聚合物。特别是,优选使用通过用不饱和羧酸和/或其衍生物对未改性液态聚合物进行改性而得到的酸改性液态聚合物。
未改性液态聚合物是通过聚合含有共轭二烯的单体(如1,3-丁二烯、、异戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、4,5-二乙基-1,3-辛二烯或3-丁基-1,3-辛二烯)而得到的未改性液态聚合物(液态二烯系聚合物)。未改性液态聚合物的例子包括液态二烯系聚合物,如液态聚丁二烯、液态聚异戊二烯、液态苯乙烯-丁二烯无规共聚物、液态苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、液态丁二烯-异戊二烯无规共聚物、液态丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物、液态苯乙烯-丁二烯-异戊二烯无规共聚物和液态苯乙烯-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物。其中,为了更好地实现有益效果,优选液态聚丁二烯、液态聚异戊二烯、液态苯乙烯-丁二烯无规共聚物和液态苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,更优选液态聚丁二烯和液态聚异戊二烯。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上混合使用。
不饱和羧酸的例子包括马来酸、富马酸、衣康酸和(甲基)丙烯酸。不饱和羧酸衍生物的例子包括:不饱和羧酸酐,如马来酸酐和衣康酸酐;不饱和羧酸酯,如马来酸酯、富马酸酯、衣康酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和(甲基)丙烯酸羟乙酯;不饱和羧酸酰胺,如马来酸酰胺、富马酸酰胺和衣康酸酰胺;不饱和羧酸酰亚胺,如马来酸酰亚胺和衣康酸酰亚胺。可使用一种或两种或两种以上的不饱和羧酸或一种或两种或两种以上的不饱和羧酸衍生物进行改性。
酸改性液态聚合物可通过用酸性化合物(如不饱和羧酸和/或其衍生物)对作为原料的未改性液态聚合物进行改性来制造。改性方法的非限制性示例包括已知方法,包括向作为原料的未改性液态聚合物中添加酸性化合物(如不饱和羧酸和/或其衍生物)的方法。酸改性液态聚合物可单独使用,也可两种或两种以上组合使用。
酸改性液态聚合物中,为了更好地实现有益效果,优选马来酸改性液态聚合物和马来酸酐改性液态聚合物,更优选马来酸改性液态二烯系聚合物和马来酸酐改性液态二烯系聚合物,还更优选马来酸改性液态聚丁二烯、马来酸酐改性液态聚丁二烯、马来酸改性液态聚异戊二烯和马来酸酐改性液态聚异戊二烯。
酸改性液态聚合物的数均分子量(Mn)优选为2000以上,更优选为20000以上,还更优选为25000以上,进一步优选为30000以上,进一步优选为34000以上。所述Mn优选为100000以下,更优选为80000以下,还更优选为60000以下,进一步优选为54000以下。酸改性液态聚合物的重均分子量(Mw)优选在上述范围内。当所述Mn和Mw在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
酸改性液态聚合物可为例如可乐丽(Kuraray)株式会社、Clay Valley公司等的产品。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,酸改性液态聚合物的量优选为5质量份以上,更优选为8质量份以上,还更优选为10质量份以上。上限优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,还更优选为30质量份以下,进一步优选为20质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
可用于沟槽形成橡胶组合物的树脂(在室温(25℃)下为固态的树脂)的示例包括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、酚系树脂、松香树脂、石油树脂、萜烯系树脂和丙烯酸系树脂,所有这些树脂在室温(25℃)下均为固态。树脂可被氢化。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。其中,优选芳香族乙烯基聚合物、石油树脂和萜烯系树脂。
沟槽形成橡胶组合物中,如果存在树脂的话,则相对于橡胶成分100质量份,树脂的量优选为5质量份以上,更优选为8质量份以上,还更优选为10质量份以上。上限优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,还更优选为30质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
树脂的软化点优选为50℃以上,更优选为55℃以上,还更优选为60℃以上,进一步优选为85℃以上。上限优选为160℃以下,更优选为150℃以下,还更优选为145℃以下。当软化点在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。此处,根据JIS K 6220-1:2001,使用环球式软化点测量装置测量树脂的软化点,并将球下降时的温度定义为软化温度。
芳香族乙烯基聚合物是指含有芳香族乙烯基单体作为结构单元的聚合物。示例包括通过聚合α-甲基苯乙烯和/或苯乙烯而制得的树脂。具体示例包括苯乙烯均聚物(苯乙烯树脂)、α-甲基苯乙烯均聚物(α-甲基苯乙烯树脂)、α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物、以及苯乙烯和其它单体的共聚物。
苯并呋喃-茚树脂是指含有苯并呋喃和茚作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分的树脂。除苯并呋喃和茚以外的骨架中可含有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。
苯并呋喃树脂是指含有苯并呋喃作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分的树脂。
茚树脂是指含有茚作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分的树脂。
酚系树脂的例子包括通过在酸或碱催化剂的存在下使酚与醛(如甲醛、乙醛或糠醛)反应而制得的已知聚合物。其中,优选通过在酸催化剂的存在下的反应制得的酚系树脂,例如酚醛清漆型酚系树脂(novolac phenol resin)。
松香树脂的例子包括以天然松香、聚合松香、改性松香、它们的酯化化合物以及它们的氢化物为代表的松香树脂。
石油树脂的例子包括C5系树脂、C9系树脂、C5/C9系树脂、双环戊二烯(DCPD)树脂和这些树脂的氢化物。其中,优选DCPD树脂和氢化DCPD树脂。
萜烯系树脂是指包含萜烯作为结构单元的聚合物。示例包括通过聚合萜烯化合物而制得的多萜树脂,以及通过聚合萜烯化合物和芳香族化合物而制得的芳香族改性萜烯树脂。可用的芳香族改性萜烯树脂的示例包括由萜烯化合物和酚系化合物制成的萜烯-酚树脂、由萜烯化合物和苯乙烯系化合物制成的萜烯-苯乙烯树脂,以及由萜烯化合物、酚系化合物和苯乙烯系化合物制成的萜烯-酚-苯乙烯树脂。萜烯化合物的例子包括α-蒎烯和β-蒎烯。酚系化合物的例子包括苯酚和双酚A。芳香族化合物的例子包括苯乙烯系化合物,如苯乙烯和α-甲基苯乙烯。
丙烯酸系树脂是指包含丙烯酸系单体作为结构单元的聚合物。示例包括含有羧基且通过将芳香族乙烯基单体成分和丙烯酸系单体成分共聚而得到的苯乙烯丙烯酸系树脂(如苯乙烯丙烯酸树脂)。其中,可适当使用无溶剂型含有羧基的苯乙烯-丙烯酸系树脂。
可用的市售增塑剂的示例包括购自丸善石油化学株式会社(MaruzenPetrochemical Co.,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(TOSOH Corporation)、RutgersChemicals公司、BASF公司、亚利桑那化学(Arizona Chemical)公司、日涂株式会社(NittoChemical Co.,Ltd.)、日本触媒株式会社(Nippon Shokubai Co.,Ltd.)、引能仕株式会社(ENEOS Corporation)、荒川化学工业株式会社(Arakawa Chemical Industries,Ltd.)、田岡化学工业株式会社(Taoka Chemical Co.,Ltd.)等的产品。
(其它成分)
沟槽形成橡胶组合物可包含抗氧化剂。
抗氧化剂的例子包括:萘胺系抗氧化剂,如苯基-α-萘胺;二苯胺系抗氧化剂,如辛基化二苯胺和4,4'-双(α,α'-二甲基苄基)二苯胺;对苯二胺系抗氧化剂,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;喹啉系抗氧化剂,如聚(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉);单酚系抗氧化剂,如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和苯乙烯化苯酚;以及双酚、三酚或多酚系抗氧化剂,如四[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷。可用的市售品可购自精工化学株式会社(SeikoChemical Co.,Ltd.)、住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)、大内新兴化学工业株式会社(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.)、富莱克斯(Flexsys)公司等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,抗氧化剂的量优选为0.5质量份以上,更优选为1.5质量份以上,还更优选为2.0质量份以上,进一步优选为3.0质量份以上,另外,优选为10.0质量份以下,更优选为6.0质量份以下,还更优选为4.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可含有蜡。
蜡的非限制性示例包括石油系蜡,如石蜡和微晶蜡;以及合成蜡,如乙烯、丙烯或其他类似单体的聚合物。可用的市售品可购自大内新兴化学工业株式会社(Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.,Ltd.)、日本精蜡株式会社(Nippon Seiro Co.,Ltd.)、精工化学株式会社(Seiko Chemical Co.,Ltd.)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,蜡的量优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,另外,优选为10质量份以下,更优选为6质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可含有硬脂酸。
硬脂酸可为常规的硬脂酸。可用的市售品可购自日油株式会社(NOFCorporation)、花王株式会社(Kao Corporation)、富士胶片和光纯药株式会社(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation)、千葉脂肪酸株式会社(Chiba Fatty Acid Co.,Ltd.)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,硬脂酸的量优选为0.5质量份以上,更优选为0.8质量份以上,还更优选为1.0质量份以上,进一步优选为2.0质量份以上,另外,优选为10.0质量份以下,更优选为6.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可含有氧化锌。
氧化锌可为传统已知的氧化锌。可用的市售品可购自三井金属矿业株式会社(Mitsui Mining&Smelting 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.)、正同化学工业株式会社(Seido ChemicalIndustry Co.,Ltd.)、堺化学工业株式会社(Sakai Chemical Industry Co.,Ltd.)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,氧化锌的量优选为0.5质量份以上,更优选为1.0质量份以上,还更优选为2.0质量份以上,进一步优选为2.2质量份以上,另外,优选为10.0质量份以下,更优选为6.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可含有硫。
硫的例子包括橡胶工业中通常用作交联剂的硫,如粉末硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫和可溶性硫。可用的市售品可购自鹤见化学工业株式会社(TsurumiChemical Industry Co.,Ltd.)、轻井沢硫黄株式会社(Karuizawa sulfur Co.,Ltd.)、四国化成工业株式会社(Shikoku Chemicals Corporation)、富莱克斯(Flexsys)公司、日本乾溜工业株式会社(Nippon Kanryu Industry Co.,Ltd.)、细井化学工业株式会社(HosoiChemical IndustryCo.,Ltd.)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,硫的量优选为0.5质量份以上,更优选为0.8质量份以上,还更优选为1.0质量份以上,另外,优选为3.5质量份以下,更优选为3.0质量份以下,还更优选为2.8质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
沟槽形成橡胶组合物可包含硫化促进剂。
硫化促进剂的例子包括:噻唑系硫化促进剂,如2-巯基苯并噻唑和二-2-苯并噻唑基二硫化物;秋兰姆系硫化促进剂,如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)和二硫化四(2-乙基己基)秋兰姆(TOT-N);次磺酰胺系硫化促进剂,如N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(TBBS)、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;胍系硫化促进剂,如二苯基胍、二邻甲苯基胍和邻甲苯基双胍。可用的市售品可购自住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)、大内新兴化学工业株式会社(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.)等。这些可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
沟槽形成橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,硫化促进剂的量优选为1.0质量份以上,更优选为1.5质量份以上,还更优选为2.0质量份以上,进一步优选为3.9质量份以上,另外,优选为10.0质量份以下,更优选为7.0质量份以下,还更优选为5.0质量份以下。当所述量在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
除上述成分以外,沟槽形成橡胶组合物还可进一步含有轮胎工业中常用的添加剂,如有机过氧化物。相对于橡胶成分100质量份,各添加剂的量优选为中0.1至200质量份。
沟槽形成橡胶组合物可例如通过使用橡胶捏合设备(如开放式辊炼机或班伯里密炼机)捏合上述各成分,然后对捏合混合物进行硫化来制备。
捏合条件如下。在捏合除硫化剂和硫化促进剂以外的添加剂的基础捏合步骤中,捏合温度通常为100℃至180℃,优选120℃至170℃。在捏合硫化剂和硫化促进剂的最终捏合步骤中,捏合温度通常为120℃以下,优选80℃至115℃,更优选85℃至110℃。然后,在捏合硫化剂和硫化促进剂后得到的组合物通常通过例如加压硫化来进行硫化。硫化温度通常为140℃至190℃,优选150℃至185℃。硫化时间通常为5至15分钟。
<轮胎>
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)与胎面的最大厚度T(mm)的比率Z(D/T)满足以下式(2):
(2)Z≥0.10,
式中,D表示周向沟槽的最大沟槽深度(mm),T表示胎面的最大厚度,Z表示比率D/T。
Z的下限优选为0.21或以上,更优选为0.30以上,还更优选为0.50以上,进一步优选为0.60以上,特别优选为0.70以上。上限优选为1.00以下,更优选为0.95以下,还更优选为0.90以下,进一步优选为0.85以下,特别优选为0.84以下。当所述Z在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
在本发明的轮胎中,形成在胎面上的周向沟槽的最大沟槽深度D优选为2.0mm以上,更优选为3.0mm以上,还更优选为6.0mm以上,进一步优选为7.0mm以上,特别优选为8.0mm以上。上限优选为19.0mm以下,更优选为12.0mm以下,还更优选为11.0mm以下,进一步优选为10.0mm以下,特别优选为9.0mm以下。当所述最大沟槽深度在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,周向沟槽的最大沟槽深度D是指沿着从限定胎面最外表面的接地面延伸的平面的法线测量的距离。最大沟槽深度是从从接地面延伸的平面到最深底部的距离,并且其是所配置的周向沟槽的沟槽深度中最大的距离。
在本发明的轮胎中,胎面的最大厚度T优选为3.0mm或以上,更优选为5.0mm以上,还更优选为7.0mm以上,进一步优选为9.0mm以上,进一步优选为9.5mm以上。上限优选为20.0mm以下,更优选为18.0mm以下,还更优选为16.0mm以下,特别优选为14.0mm或以下。当所述最大厚度在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本文中,胎面的最大厚度T是指沿着从限定胎面最外表面的接地面延伸的平面的法线测量的距离。最大厚度T是从从接地面延伸的平面至胎体的上表面的轮胎径向上的距离中的最大距离。
在本发明的轮胎中,胎面的负比率S(%)优选为95%以下。
S优选为90%以下,更优选为80%以下,还更优选为75%以下,进一步优选为70%以下。所述负比率优选为40%以上,更优选为45%以上,还更优选为50%以上。当所述负比率在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
此处,负比率(胎面部分的接地面内的负比率)是指接地面内的总沟槽面积与接地面的总面积的比率,并且如下所述测量。
本文中,当轮胎是充气轮胎时,负比率是根据轮胎在包括正规轮辋、正规内压和正规负载的条件下的接地面(contact patch)计算得出的。在非充气轮胎的情况下,负比率可以在不需要正规内压的情况下同样地测定。
术语“正规轮辋”是指在规格体系(包括轮胎所依据的规格)中,由规格为每个轮胎所规定的轮辋,可为例如JATMA中的“标准轮辋(standard rim)”、TRA中的“设计轮辋(design rim)”或ETRTO中的“测量轮辋(measuring rim)”。
术语“正规内压"是指由所述规格为每个轮胎所规定的气压,可为JATMA中的最大气压、TRA中的表“各种冷充气压力下的轮胎负载极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES)”中所示的最大值或ETRTO中的“充气压力(inflationpressure)”。乘用车用轮胎的正规内压设定为180kPa。
术语“正规负载"是指由所述标准为每个轮胎所规定的负载,可为通过将JATMA中的最大负载能力、TRA中的表“各种冷充气压力下的轮胎负载极限(TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中所述的最大值或ETRTO中的“负载能力(loadcapacity)”中的任一者乘以0.88而计算得出的负载。
接地面可通过下述方法测定:将轮胎安装在正规轮辋上,对轮胎施加正规内压,使轮胎在25℃下静置24小时,向轮胎胎面表面涂布黑色墨水,并且在正规负载下将胎面表面按压在纸板上(外倾角:0°),以转印到纸板上。在将轮胎沿周向各旋转72°的同时,在五个位置处进行转印。即,获得五次接地面。
五个接地面的轮胎轴向上的最大长度的平均值表示为L,其与轴向正交的方向上的长度的平均值表示为W。
负比率(%)通过表达式:[1-{转印到纸板上的五个接地面(具有黑色墨水的部分)的平均面积}/(L×W)]×100(%)计算得出。
此处,平均长度和平均面积各自是五个值的简单平均。
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成。为了更好地实现有益效果,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)与胎面的最大厚度T(mm)的比率Z(D/T)优选满足以下式:
(水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ)×Z≥0.10,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测定的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切;D表示周向沟槽的最大沟槽深度(mm);T表示胎面的最大厚度;Z表示比率D/T。
“(水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ)×Z”的值优选为0.24以上,更优选为0.30以上,还更优选为0.50以上,进一步优选为0.80以上,进一步优选为0.88以上,进一步优选为0.90以上,进一步优选为0.94以上,进一步优选为0.97以上,进一步优选为1.00以上,进一步优选为1.01以上。上限优选为1.71以下,更优选为1.50以下,还更优选为1.20以下,进一步优选为1.10以下,进一步优选为1.09以下,进一步优选为1.03以下,进一步优选为1.02以下。当所述值在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
本发明的轮胎包括具有至少一个周向沟槽的胎面,周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成。为了更好地实现有益效果,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和胎面的负比率S(%)优选满足以下式:
水润湿时的tanδ/S≥0.0018,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测定的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,S表示胎面的负比率。
“水润湿时的tanδ/S”的值优选为0.0020以上,更优选为0.0023以上,还更优选为0.0024以上,进一步优选为0.0026以上,进一步优选为0.0028以上,进一步优选为0.0029以上。上限优选为0.0086以下,更优选为0.0050以下,还更优选为0.0037以下,特别优选为0.0033以下。当所述值在上述范围内时,倾向于更好地实现有益效果。
图1显示根据本发明的实施方式的充气轮胎1的一部分的子午线方向截面图。本发明的轮胎并不局限于以下实施方式。
在图1中,垂直方向对应于轮胎的径向(以下,也简称为径向),水平方向对应于轮胎的轴向(以下,也简称为轴向),垂直于纸面的方向对应于轮胎的周向(以下,也简称为周向)。轮胎1的形状围绕图1中的胎冠中心17(中心线CL)在水平方向上基本对称。中心线CL也称为胎面中心线,定义轮胎1的赤道EQ。
轮胎1包括胎面2、胎侧壁3、胎圈4、胎体5和带束层6。轮胎1是无内胎轮胎。
胎面2包括胎面面部7。胎面面部7在沿轮胎1的子午线方向上截取的截面上呈径向外凸形状。胎面面部7将与路面接触。胎面面部7上刻有多个周向延伸的沟槽8。沟槽8形成胎面花纹。胎面2在轮胎轴向(轮胎宽度方向)上的外部被称为胎肩部15。胎侧壁3从胎面2的末端沿径向大致向内延伸。胎侧壁3由交联橡胶或类似物构成。
如图1所示,胎圈4位于胎侧壁3的径向大致内侧。胎圈4包括芯部10和从芯部10沿径向向外延伸的三角胶(apex)11。芯部10沿着轮胎的周向呈环形。芯部10由卷绕的非伸缩性线材构成。典型地,芯部10中使用钢线材。三角胶11沿径向向外变细。三角胶11由非常坚硬的交联橡胶或类似物构成。
在本实施方式中,胎体5由胎体帘布层12构成。胎体帘布层12沿着胎面2和胎侧壁3的内侧,在相对的胎圈4之间延伸。胎体帘布层12在轮胎轴向上从内侧向外侧围绕芯部10折返。虽然未图示出,但胎体帘布层12由大量平行帘线和贴胶橡胶(topping rubber)构成。各帘线相对于赤道EQ(CL)的角度的绝对值通常为70°至90°。换句话说,胎体5具有子午线构造(radial structure)。
在本实施方式中,带束层6位于胎体5的径向外侧。带束层6堆叠在胎体5上。带束层6补强胎体5。带束层6可由内层带束层13和外层带束层14构成。在本实施方式中,带束层13和带束层14的宽度互不相同。
虽然未图示出,但内层带束层13和外层带束层14各自通常都由大量平行帘线和贴胶橡胶构成。各帘线优选相对于赤道EQ倾斜。内层带束层13的帘线的倾斜方向优选与外层带束层的帘线的倾斜方向相反。
虽然未图示出,但可采用其中束带层堆叠在带束层6的轮胎径向外侧上的实施方式。束带层的宽度大于带束层6的宽度。束带层可由帘线和贴胶橡胶构成。帘线呈螺旋状卷绕。带束层受到帘线的约束,从而阻止带束层6的提升(lifting)。帘线优选由有机纤维构成。有机纤维的优选示例包括尼龙纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维和芳纶纤维。
虽然未图示出,但可采用其中在带束层6的径向外侧且在带束层6的宽度方向端部(边缘部)附近设置边缘束带层的实施方式。与束带层一样,边缘束带层也可由帘线和贴胶橡胶构成。示例性边缘束带层可堆叠在较宽内层带束层13的台阶20的上表面。在示例性实施方式中,边缘束带层的帘线与较窄外层带束层14的帘线同向倾斜,并相对于较宽内层带束层13的帘线偏置。
虽然未图示出,但可采用其中在带束层6的宽度方向端部附近在胎体5上堆叠缓冲橡胶层的实施方式。在示例性实施方式中,缓冲层由软质交联橡胶构成。缓冲层可吸收带束层边缘上的应力。
图2显示轮胎1的胎面2沿着包括轮胎轴的平面切断的截面图。
在轮胎1中,胎面2中的胎面橡胶组合物(硫化橡胶组合物)由上述沟槽形成橡胶组合物构成。胎面橡胶组合物(硫化橡胶组合物)的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ满足式(1)。
轮胎1的胎面2设置有周向沟槽8。在轮胎1中,周向沟槽8的最大沟槽深度D是指从从限定胎面面部7的接地面延伸的平面至最深底部的在法线方向上的距离,它是多个周向沟槽8中最深的一个的深度。
在轮胎1中,胎面2的最大厚度T是指从从限定胎面面部7的接地面延伸的平面至胎体5的上表面的在轮胎径向上的尺寸中的最大距离。由“最大沟槽深度D/最大厚度T”定义的Z满足式(2)。
实施例
下文对被认为优选实施本发明的示例(实施例)进行说明。然而,本发明的范围并不局限于这些实施例。
对使用以下列出的各种化学品根据表1所示的不同配方制得的组合物和表1所示的轮胎规格进行研究。按下文所述的评价方法计算得出的结果示于表1。
SBR:购自瑞翁株式会社(ZEON Corporation)的Nipol 1502(E-SBR)
BR:购自JSR株式会社的BR730(高顺式聚丁二烯,顺式含量:96质量%)
NR:TSR20
羧酸改性SBR:按以下制造例1合成(羧酸基团含量:5质量%,苯乙烯含量:23质量%,丁二烯含量:72质量%)
炭黑:购自三菱化学株式会社的DIABLACK I(N220,N2SA:114m2/g,DBP:114ml/100g)
二氧化硅:购自赢创德固赛(Evonik Degussa)公司的ULTRASIL VN3(N2SA:175m2/g)
离子偶联剂:购自信越化学工业株式会社的X-12-1126(季铵盐)
硅烷偶联剂:购自赢创德固赛(EVONIK-DEGUSSA)公司的Si69(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物)
马来酸改性液态聚异戊二烯:购自可乐丽株式会社的LIR-410(Mw:30000)
马来酸酐改性液态聚异戊二烯:购自可乐丽株式会社的LIR-403(Mn:34000)
未改性液态聚异戊二烯:购自可乐丽株式会社的LIR-50(Mw:54000)
氧化镁:购自协和化学工业株式会社的Kyowamag 150(表观比重:0.36g/ml,d50:4.46μm,N2SA:145m2/g)
碱性分子:购自信越化学工业株式会的KBE-903(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)
硬脂酸:购自日油株式会社的硬脂酸“TSUBAKI(椿)”
氧化锌:购自三井金属矿业株式会社的氧化锌#2
油:购自H&R公司的VIVATEC 400/500(TDAE油)
树脂:购自亚利桑那化学公司的SYLVARES SA85(α-甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物,Tg:43℃,软化点:85℃)
蜡:购自日本精蜡株式会社的Ozoace 0355
抗氧化剂:购自住友化学株式会社的Antigen 6C(N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺)
硫:购自鹤见化学工业株式会社的粉末硫
硫化促进剂DPG:购自大内新兴化学工业株式会社的NOCCELER D(二苯基胍)
硫化促进剂NS:购自大内新兴化学工业株式会社的NOCCELER NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS))
<制造例1:羧酸改性SBR的合成>
(胶乳的制备)
将2000g蒸馏水、45g乳化剂(1)、1.5g乳化剂(2)、8g电解质、250g苯乙烯、50g甲基丙烯酸、700g丁二烯和2g分子量调节剂投入装有搅拌器的耐压反应器中。
反应器温度设定为5℃。将含有1g自由基引发剂和1.5g溶于其中的SFS的水溶液以及含有0.7g EDTA和0.5g溶于其中的催化剂的水溶液加入反应器中,引发聚合。
聚合引发5小时后,加入2g聚合终止剂,停止反应,由此制备胶乳。
(橡胶的制备)
通过蒸气蒸馏从胶乳中去除未反应的单体。
然后,将胶乳加入醇中,同时用饱和氯化钠水溶液或甲酸将pH调节到3至5使其凝结,得到粒状聚合物。
将聚合物在40℃下用真空干燥器干燥,得到固体橡胶(乳液聚合橡胶)。
制造例1中使用的材料如下。
乳化剂(1):购自哈利玛化成集团株式会社(Harima Chemicals Group,Inc.)的松香酸皂
乳化剂(2):购自富士胶片和光纯药株式会社的脂肪酸皂
电解质:购自富士胶片和光纯药株式会社的磷酸钠
苯乙烯:购自富士胶片和光纯药株式会社的苯乙烯
甲基丙烯酸:购自富士胶片和光纯药株式会社的甲基丙烯酸
丁二烯:购自高千穗化学工业株式会社(Takachiho Chemical Industrial Co.,Ltd.)的1,3-丁二烯
分子量调节剂:购自富士胶片和光纯药株式会社的叔十二烷基硫醇
自由基引发剂:购自日油株式会社的对薄荷烷过氧化氢
SFS:购自富士胶片和光纯药株式会社的甲醛合次硫酸氢钠(sodiumformaldehyde sulfoxylate)
EDTA:购自富士胶片和光纯药株式会社的乙二胺四乙酸钠
催化剂:购自富士胶片和光纯药株式会社的硫酸铁
聚合终止剂:购自富士胶片和光纯药株式会社的N,N'-二甲基二硫代氨基甲酸盐
醇:购自关东化学株式会社(Kanto Chemical Co.,Inc.)的甲醇、乙醇
甲酸:购自关东化学株式会社的甲酸
氯化钠:购自富士胶片和光纯药株式会社的氯化钠
(实施例和比较例)
根据表1所示的配方,在16L班伯里密炼机(株式会社神户制钢所(Kobe Steel,Ltd.))中,在160℃下,将除硫和硫化促进剂以外的化学品捏合4分钟,得到捏合混合物。
然后,使用开放式辊炼机,在80℃下,将捏合混合物与磺和硫化促进剂捏合4分钟,得到未硫化聚合物组合物。
将未硫化聚合物组合物成形为胎面形状,并在轮胎成型机上与其它轮胎部件组装在一起,形成未硫化轮胎。将未硫化轮胎在170℃下硫化12分钟,由此制造测试轮胎(规格:表1,尺寸:195/65R15)。
对所使用的材料(羧酸改性SBR、表面改性二氧化硅)和所制造的测试轮胎进行如下所述的物性测量和评价。比较例1在表1中作为参考比较例。
<碱性分子的反应速率>
根据以下方法,将各表面改性二氧化硅上未反应的碱性分子溶解在水中,然后通过滴定计算碱性分子的反应速率。
(1)绘制碱性分子的校准曲线。
(2)将表面改性二氧化硅分散在水中,溶解未反应的碱性分子,然后进行滴定。
(3)根据滴定值和校准曲线方程式计算未反应的碱性分子的量。
(4)根据合成中使用的碱性分子的量计算反应速率。
<羧酸基团的含量>
羧酸改性SBR的羧酸基团含量是通过1H-NMR分析测定的。
<负比率>
测试轮胎中的负比率通过以下方法测量。
测试轮胎的胎面的接地面通过下述方法测定:将测试轮胎安装在正规轮辋上,对轮胎施加正规内压,使轮胎在25℃下静置24小时,向轮胎胎面表面涂布黑色墨水,并且在正规负载下将胎面表面按压在纸板上(外倾角:0°),以转印到纸板上。
在将轮胎沿周向各旋转72°的同时,在五个位置处进行转印,获得五次接地面。
五个接触面的轮胎轴向上的最大长度的平均值表示为L,其与轴向正交的方向上的长度的平均值表示为W。然后通过以下式计算负比率(%)。
平均长度和平均面积各自是五个值的简单平均。
负比率(%)=[1-{转印到纸板上的五个接地面(具有黑色墨水的部分)的平均面积}/(L×W)]×100
<粘弹性测试>
从各测试轮胎的胎面橡胶层内部采集长度为40mm、宽度为3mm且厚度为0.5mm的粘弹性测量样品,,使得样品的纵向方向对应于轮胎的周向。胎面橡胶的tanδ是在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下,使用购自TA Instruments的RSA系列机器进行测量的。从测量开始起计30分钟后,获得测量值。
样品的厚度方向对应于轮胎的径向。
<干燥时的tanδ>
将粘弹性测量样品(长度为40mm,宽度为3mm,厚度为0.5mm)在室温和常压下干燥至恒重。
通过上述方法测量干燥后的硫化聚合物组合物(橡胶片)的损耗角正切tanδ。测得的tanδ确定为干燥时的tanδ。
<水润湿时的tanδ>
在23℃下将粘弹性测量样品(长度为40mm,宽度为3mm,厚度为0.5mm)浸渍在100mL的水中2小时,获得水润湿时的硫化聚合物组合物。
使用RSA的浸渍测量夹具,通过上述方法在水中进行粘弹性测量,测量所获得的水润湿时的硫化聚合物组合物(橡胶片)的损耗角正切tanδ。将测得的损耗角正切确定为水润湿时的tanδ。
水温为30℃。
<干抓地性能>
将测试轮胎安装在日本制造的排量为2000cc的前置发动机前轮驱动汽车的每个车轮上。20名测试驾驶员在具有干燥路面的跑道上独立驾驶汽车10圈,驾驶员按照1到5的评分等级对在干燥路面上的制动性能进行评分,然后进行计算。
评分越高,表示制动性能越好。计算二十名驾驶员的评分总和,并将其表示为相对于取值为100的参考比较例的总和的指数。指数越高,表示干抓地性能越好。
<湿抓地性能>
将测试轮胎安装在日本制造的排量为2000cc的前置发动机前轮驱动汽车的每个车轮上。20名测试驾驶员在具有湿润路面的跑道上独立驾驶汽车10圈,驾驶员按1到5的评分等级对在湿润路面上的制动性能进行评分,然后进行计算。
评分越高,表示制动性能越好。计算二十名驾驶员的评分总和,并将其表示为相对于取值为100的参考比较例的总和的指数。指数越高,表示湿抓地性能越好。
<整体性能>
对在湿地性能和干地性能方面的整体性能(用湿抓地性能和干抓地性能两个指数的总和表示)进行评价。
[表1]
本发明(1)涉及一种轮胎,包括具有至少一个周向沟槽的胎面,
周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成,
沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)与胎面的最大厚度T(mm)的比率Z满足以下式(1)和(2):
(1)水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00
(2)Z≥0.10
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,Z表示比率D/T。
本发明(2)是根据本发明(1)所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物含有改性聚合物。
本发明(3)是根据本发明(1)或(2)所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物含有离子偶联剂。
本发明(4)是根据本发明(3)所述的轮胎,
其中,离子偶联剂具有盐结构。
本发明(5)是根据本发明(4)所述的轮胎,
其中,盐是季铵盐。
本发明(6)是根据本发明(2)至(4)中任一项所述的轮胎,
其中,改性聚合物在其分子中含有选自羧酸基团、磺酸基团、磷酸基团以及它们的盐中的至少一种。
本发明(7)是根据本发明(1)至(6)中任一项所述的轮胎,
其中,Z满足以下式:
Z≥0.70
式中,Z表示比率D/T。
本发明(8)是根据本发明(1)至(7)中任一项所述的轮胎,
其中,胎面的负比率S(%)为75%以下。
本发明(9)是根据本发明(1)至(8)中任一项所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及Z满足以下式:
(水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ)×Z≥0.90
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,Z表示比率D/T。
本发明(10)是根据本发明(8)或(9)所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和S满足以下式:
水润湿时的tanδ/S≥0.0024
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,S表示胎面的负比率。
本发明(11)是根据本发明(1)至(10)中任一项所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ满足以下式:
水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ≥1.05
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
本发明(12)是根据本发明(1)至(11)中任一项所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ满足以下式:
水润湿时的tanδ≥0.17
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
本发明(13)是根据本发明(1)至(12)中任一项所述的轮胎,
其中,沟槽形成橡胶组合物的干燥时的tanδ满足以下式:
干燥时的tanδ≥0.15
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
本发明(14)是根据本发明(1)至(13)中任一项所述的轮胎,
其中,周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)为3.0至12.0mm。
本发明(15)是根据本发明(1)至(14)中任一项所述的轮胎,
其中,胎面的最大厚度T(mm)为7.0至16.0mm。
[附图标记]
1:轮胎;2:胎面;3:胎侧壁;4胎圈;5:胎体;6:带束层;7:胎面面部;8:沟槽;10:芯部;11:三角胶;12:胎体帘布层;13:内层带束层;14:外层带束层;15:胎肩部;17:胎冠中心(胎面中心线CL,轮胎1的赤道EQ);20:台阶(step);D:周向沟槽的最大沟槽深度;T:胎面的最大厚度。
Claims (15)
1.一种轮胎,包括具有至少一个周向沟槽的胎面,
所述周向沟槽由含有橡胶成分和二氧化硅的沟槽形成橡胶组合物形成,
所述沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)与胎面的最大厚度T(mm)的比率Z满足以下式(1)和(2):
(1)水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ>1.00,
(2)Z≥0.10,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,Z表示比率D/T。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,沟槽形成橡胶组合物包含改性聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,沟槽形成橡胶组合物包含离子偶联剂。
4.根据权利要求3所述的轮胎,其中,离子偶联剂具有盐结构。
5.根据权利要求4所述的轮胎,其中,盐是季铵盐。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的轮胎,其中,改性聚合物在其分子中包含选自羧酸基团、磺酸基团、磷酸基团以及它们的盐中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎,其中,Z满足以下式:
Z≥0.70,
式中,Z表示比率D/T。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎,其中,胎面的负比率S(%)为75%以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎,其中,
沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ以及Z满足以下式:
(水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ)×Z≥0.90,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,Z表示比率D/T。
10.根据权利要求8或9所述的轮胎,其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和S满足以下式:
水润湿时的tanδ/S≥0.0024,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切,S表示胎面的负比率。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎,其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ和干燥时的tanδ满足以下式:
水润湿时的tanδ/干燥时的tanδ≥1.05,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎,其中,沟槽形成橡胶组合物的水润湿时的tanδ满足以下式:
水润湿时的tanδ≥0.17,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的轮胎,其中,沟槽形成橡胶组合物的干燥时的tanδ满足以下式:
干燥时的tanδ≥0.15,
式中,tanδ表示在温度为30℃、初始应变为10%、动态应变为1%、频率为10Hz、伸长模式和测量持续时间为30分钟的条件下测量的从测量开始起计30分钟后的损耗角正切。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的轮胎,其中,周向沟槽的最大沟槽深度D(mm)为3.0至12.0mm。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的轮胎,其中,胎面的最大厚度T(mm)为7.0至16.0mm。
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