RU2279988C2 - Tire - Google Patents
Tire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279988C2 RU2279988C2 RU2004122583/04A RU2004122583A RU2279988C2 RU 2279988 C2 RU2279988 C2 RU 2279988C2 RU 2004122583/04 A RU2004122583/04 A RU 2004122583/04A RU 2004122583 A RU2004122583 A RU 2004122583A RU 2279988 C2 RU2279988 C2 RU 2279988C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microparticles
- organic fibers
- rubber
- tire
- parts
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к шине, например пневматической шине, предназначенной для движения по льду, а более конкретно к шине, которая обладает превосходной рабочей характеристикой на льду, а также удобна и проста при изготовлении на заводе.The invention relates to a tire, for example, a pneumatic tire intended for movement on ice, and more particularly, to a tire that has excellent performance on ice, and is also convenient and simple to manufacture in a factory.
Предшествующий уровень техникиState of the art
С тех пор, как началось контролируемое использование шипованных шин, активно ведутся исследования протектора шины, преследующие конкретную цель улучшения рабочих характеристик торможения и сцепления шины на поверхности дороги, покрытой льдом и/или снегом (именуемых далее рабочей характеристикой на льду). На поверхности дороги, покрытой льдом и/или снегом, возможно образование пленки воды за счет фрикционного нагрева в области контакта между поверхностью дороги, покрытой льдом и/или снегом, и шиной, и т.п., вследствие чего появляющаяся пленка воды снижает коэффициент трения в области контакта между поверхностью дороги, покрытой льдом и/или снегом, и шиной. По этой причине рабочая характеристика на льду в значительной степени зависит от функции удаления пленки воды, краевого эффекта и эффекта шипов в протекторе шины. Чтобы улучшить рабочую характеристику шины на льду, необходимо дополнительно усилить влияние функции удаления водяной пленки, краевого эффекта и эффекта шипов в протекторе шины.Since the controlled use of studded tires began, tire tread research has been actively pursued with the specific goal of improving tire braking and traction performance on a road surface covered with ice and / or snow (hereinafter referred to as ice performance). On the surface of the road covered with ice and / or snow, the formation of a film of water is possible due to frictional heating in the contact area between the surface of the road covered with ice and / or snow and a tire, etc., as a result of which the resulting water film reduces the coefficient of friction in the area of contact between the road surface covered with ice and / or snow and the tire. For this reason, the performance on ice largely depends on the function of removing the water film, the edge effect and the effect of spikes in the tire tread. In order to improve the performance of the tire on ice, it is necessary to further strengthen the influence of the water film removal function, the edge effect and the spike effect in the tire tread.
Для придания шине функции удаления водяной пленки, на поверхности этой шины формируют многочисленные микроскопические сливные каналы (глубина и ширина которых составляет примерно 100 мкм). Таким образом, эти микроскопические сливные каналы удаляют пленку воды, увеличивая коэффициент трения в области контакта шины с поверхностью дороги, покрытой льдом и/или снегом. Однако в этом случае возникает проблема, связанная с тем, что хотя и можно улучшить рабочую характеристику на льду на начальной стадии эксплуатации шины, по мере постепенного износа шины в результате увеличения пробега ее рабочая характеристика на льду необратимо ухудшается.To give the tire the function of removing a water film, numerous microscopic drain channels (the depth and width of which is approximately 100 μm) are formed on the surface of the tire. Thus, these microscopic drainage channels remove a film of water, increasing the coefficient of friction in the contact area of the tire with the road surface covered with ice and / or snow. However, in this case, the problem arises that although it is possible to improve the performance on ice at the initial stage of tire operation, as the tire gradually deteriorates as a result of increased mileage, its performance on ice irreversibly deteriorates.
Мерой предотвращения ухудшения рабочей характеристики на льду даже в случае, если шина изношена, считают формирование раковин в протекторе. В этой связи в JP-A-4-38207 указано, что на протектор шины наносят пенорезину для формирования микроскопических сливных каналов на поверхности протектора. Однако даже тогда, когда обод изнашивается во время увеличения пробега шины, короткие волокна, не расположенные по существу параллельно изнашиваемой поверхности, нелегко удалить из протектора, вследствие чего изначально предусматриваемые микроскопические сливные каналы не всегда можно сформировать эффективно, а коэффициент трения на поверхности дороги, покрытой льдом и/или снегом, не претерпевает значительное увеличение. Кроме того, удаление коротких волокон из протектора весьма зависит от условий движения и т.п., так что возникает проблема, заключающаяся в том, что невозможно с гарантией улучшить рабочую характеристику на льду.A measure to prevent the deterioration of performance on ice, even if the tire is worn, consider the formation of shells in the tread. In this regard, JP-A-4-38207 indicates that foam rubber is applied to the tire tread to form microscopic drain channels on the tread surface. However, even when the rim wears out while increasing the tire mileage, short fibers that are not substantially parallel to the wear surface are not easy to remove from the tread, as a result of which the initially provided microscopic drain channels cannot always be formed efficiently, and the coefficient of friction on the road surface covered with ice and / or snow, does not undergo a significant increase. In addition, the removal of short fibers from the tread is highly dependent on traffic conditions and the like, so that the problem is that it is impossible to improve performance on ice with a guarantee.
Кроме того, в JP-A-11-48264 указано, что резиновую смесь, содержащую пенообразующее вещество, смешивают с органическими волокнами, что уменьшает вязкость по сравнению с вязкостью резиновой смеси в период достижения температуры, соответствующей максимальной температуре вулканизации, перед вулканизацией резиновой смеси. Вместе с тем, когда протектор шины создают с использованием такой резиновой смеси, на поверхности протектора шины возникает эффект формирования микроскопических сливных каналов, усиливающий влияние функции удаления пленки воды, но и в этом случае еще остается поле деятельности для усиления краевого эффекта и эффекта шипов (эффекта царапанья).In addition, JP-A-11-48264 indicates that the rubber composition containing the foaming agent is mixed with organic fibers, which reduces the viscosity compared to the viscosity of the rubber composition at a temperature corresponding to the maximum vulcanization temperature, before vulcanization of the rubber composition. At the same time, when the tire tread is created using such a rubber mixture, the effect of forming microscopic drain channels arises on the tire tread surface, enhancing the influence of the water film removal function, but in this case, there is still an activity field for enhancing the edge effect and the spike effect (effect scratching).
Помимо этого, в соответствии с JP-A-2001-233993 предложено придавать органическому волокну разные функциональные возможности. Например, предложено включать в органическое волокно, имеющее некоторый заданный диаметр, микрочастицы, имеющие некоторый заданный размер частиц, такие как микрочастицы стекла, микрочастицы гидроксида алюминия, микрочастицы глинозема, микрочастицы железа, микрочастицы (мет)акриловой смолы, микрочастицы эпоксидной смолы и т.п., для формирования органических волокон, содержащих микрочастицы, с целью введения их в резиновый компонент для шины. Для дополнительного усиления влияния функции удаления пленки воды, а также для усиления краевого эффекта в шине предложено в такой резиновой смеси, содержащей органические волокна, содержащие микрочастицы и резиновый компонент, использовать смолу, вязкость которой меньше, чем вязкость резинового компонента в период, когда температура резиновой смеси достигает максимальной температуры вулканизации во время вулканизации, в качестве материала, представляющего собой органическое волокно.In addition, in accordance with JP-A-2001-233993 proposed to give organic fiber different functionalities. For example, it is proposed to include in an organic fiber having a predetermined diameter, microparticles having a predetermined particle size, such as glass microparticles, aluminum hydroxide microparticles, alumina microparticles, iron microparticles, (meth) acrylic microparticles, epoxy microparticles, etc. ., for the formation of organic fibers containing microparticles, with the aim of introducing them into the rubber component for the tire. To further enhance the influence of the water film removal function, as well as to enhance the edge effect in the tire, it is proposed to use a resin with a viscosity lower than the viscosity of the rubber component during a period when the rubber temperature is used in such a rubber mixture containing organic fibers containing microparticles and a rubber component the mixture reaches a maximum vulcanization temperature during vulcanization, as an organic fiber material.
За счет использования органического волокна, содержащего микрочастицы, усиливают влияние функции удаления пленки воды, эффект увеличения коэффициента трения и краевой эффект. Однако органическое волокно, в состав которого включены такие микрочастицы, необходимо делать до некоторой степени толще в диаметре, что ухудшает экструдированную поверхность, приводя к снижению удобства и простоты использовании на заводе, а также оказывает влияние на вспененный слой, образующий микроскопические сливные каналы, во время экструзии.Through the use of organic fibers containing microparticles, the effect of the removal function of the water film, the effect of increasing the coefficient of friction and the edge effect are enhanced. However, organic fiber, which includes such microparticles, must be made somewhat thicker in diameter, which worsens the extruded surface, leading to a decrease in the convenience and ease of use at the plant, and also affects the foam layer forming microscopic drainage channels during extrusion.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы решить вышеупомянутые проблемы обычной технологии и разработать шину, имеющую превосходную рабочую характеристику на льду (рабочие характеристики торможения и сцепления на плоскости), при разработке которой предпринята надлежащая попытка использования органических волокон, содержащих микрочастицы, для повышения удобства и простоты использования на заводе и гарантированного формирования микроскопических сливных каналов, проявляющих функцию удаления пленки воды и достаточно проявляющих краевой эффект или эффект шипов.Therefore, the object of the invention is to solve the aforementioned problems of conventional technology and to develop a tire having excellent performance on ice (braking and traction performance on a plane), the development of which made a proper attempt to use organic fibers containing microparticles to improve comfort and ease of use at the plant and the guaranteed formation of microscopic drainage channels exhibiting the function of removing a film of water and showing enough their edge effect or the effect of spikes.
Были проведены различные исследования и было обнаружено, что когда резиновые смеси смешивают не только с органическими волокнами, содержащими микрочастицы, но и с адекватным количеством органического волокна, не содержащего микрочастицы, ухудшение экструдированной поверхности при экструзии можно предотвратить за счет предпочтительного использования микрочастиц, имеющих твердость по Моосу, превышающую твердость льда, вследствие чего можно развить значительный эффект царапанья на части поверхности резины протектора, т.е. использование таких твердых микрочастиц в случае формирования раковин на части поверхности резины протектора способствует формированию микроскопических сливных каналов, сильнее проявляющих краевой эффект и эффект шипов на этой части поверхности, следовательно, становится возможным и достаточное проявление функции удаления пленки воды, образующейся на поверхности дороги, покрытой льдом и/или снегом, что приводит к совершенно превосходной рабочей характеристике на льду, а также к удобству и простоте использования; в результате этих исследований и было сделано данное изобретение.Various studies have been carried out and it has been found that when rubber compounds are mixed not only with organic fibers containing microparticles, but also with an adequate amount of organic fibers containing no microparticles, deterioration of the extruded surface during extrusion can be prevented by the preferred use of microparticles having a hardness of Mohs exceeding the hardness of the ice, as a result of which a significant scratching effect can be developed on a part of the surface of the tread rubber, i.e. the use of such solid microparticles in the case of the formation of shells on a part of the surface of the rubber of the tread promotes the formation of microscopic drainage channels that more strongly exhibit the edge effect and the effect of spikes on this part of the surface, therefore, it becomes possible to sufficiently exhibit the function of removing a film of water formed on the road surface covered with ice and / or snow, which leads to an absolutely excellent performance on ice, as well as convenience and ease of use; as a result of these studies, the invention was made.
Вышеупомянутая задача решается за счет выбора следующей конструкции, описываемой ниже.The aforementioned problem is solved by selecting the following design, described below.
(1) Шина, содержащая слой пенорезины, расположенный на поверхности, по существу контактирующей с поверхностью дороги, причем слой пенорезины имеет степень расширения 3-50% и содержит заданные количества, по меньшей мере, натурального каучука и полибутадиенового каучука в качестве резинового компонента, при этом натуральный каучук составляет 20-70 массовых частей, а полибутадиеновый каучук - 30-80 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента, и 5-55 массовых частей углеродной сажи на 100 массовых частей резинового компонента, 5-55 массовых частей кремнезема на 100 массовых частей резинового компонента, а также заданные количества (а) органических волокон, не содержащих микрочастицы, и (б) органических волокон, содержащих микрочастицы.(1) A tire containing a foam rubber layer located on a surface substantially in contact with the road surface, the foam rubber layer having an expansion ratio of 3-50% and containing predetermined amounts of at least natural rubber and polybutadiene rubber as a rubber component, natural rubber is 20-70 mass parts, and polybutadiene rubber is 30-80 mass parts per 100 mass parts of the rubber component, and 5-55 mass parts of carbon black per 100 mass parts of the rubber component, 5-55 mass the output parts of silica per 100 mass parts of the rubber component, as well as the specified amounts of (a) organic fibers not containing microparticles, and (b) organic fibers containing microparticles.
(2) Шина, описанная в пункте (1), в которой суммарное количество органических волокон (а), не содержащих микрочастицы, и органических волокон (б), содержащих микрочастицы, находится в диапазоне 1-5 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента.(2) The tire described in paragraph (1), in which the total amount of organic fibers (a) not containing microparticles and organic fibers (b) containing microparticles is in the range of 1-5 mass parts per 100 mass parts of the rubber component .
(3) Шина, описанная в пункте (1) или (2), в которой соотношение смешивания органических волокон (а), не содержащих микрочастицы, с органическими волокнами (б), содержащими микрочастицы, находится в диапазоне 98/2-2/98.(3) The tire described in paragraph (1) or (2), in which the mixing ratio of organic fibers (a) not containing microparticles with organic fibers (b) containing microparticles is in the range 98 / 2-2 / 98 .
(4) Шина, описанная в пункте (1) или (2), в которой соотношение смешивания органических волокон (а), не содержащих микрочастицы, с органическими волокнами (б), содержащими микрочастицы, находится в диапазоне 95/5-5/95.(4) The tire described in paragraph (1) or (2), in which the mixing ratio of the organic fibers (a) not containing microparticles with the organic fibers (b) containing microparticles is in the range 95 / 5-5 / 95 .
(5) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, микрочастицы содержатся в количестве 5-50 массовых частей на 100 массовых частей органического волокна.(5) A tire as described in any one of (1) to (4), wherein in the organic fibers (b) containing microparticles, the microparticles are contained in an amount of 5-50 parts by mass per 100 parts by mass of the organic fiber.
(6) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой микрочастицы в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, имеют твердость по Моосу не менее 2 и средний размер частиц 10-30 мкм, а не менее 80 массовых процентов согласно подсчету частот распределения размеров частиц находятся в диапазоне 10-50 мкм.(6) The tire described in any one of paragraphs (1) to (4), in which the microparticles in the organic fibers (b) containing the microparticles have a Mohs hardness of at least 2 and an average particle size of 10-30 μm, and not less than 80 mass percent according to the calculation of the frequency distribution of particle sizes are in the range of 10-50 microns.
(7) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой органическое волокно, используемое в органических волокнах (а), не содержащих микрочастицы, и органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, имеет диаметр 0,01-0,1 мм и длину 0,5-20 мм.(7) The tire described in any one of (1) to (4), wherein the organic fiber used in the organic fibers (a) not containing microparticles and the organic fibers (b) containing microparticles has a diameter of 0.01 -0.1 mm and a length of 0.5-20 mm.
(8) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой микрочастицы в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, имеют подсчет частот не менее чем для 20 массовых процентов на пиковом значении распределения размеров частиц.(8) A tire as described in any one of (1) to (4), wherein the microparticles in (b) organic fibers containing microparticles have a frequency count of at least 20 weight percent at the peak value of the particle size distribution.
(9) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой микрочастицы в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, имеют характеристическое отношение не менее чем 1,1 и содержат угловую часть (угловые части).(9) The tire described in any one of (1) to (4), in which the microparticles in the organic fibers (b) containing the microparticles have a characteristic ratio of not less than 1.1 and comprise an angular portion (angular portions).
(10) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой микрочастицы в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, выбраны из неорганических микрочастиц и органических микрочастиц.(10) The tire described in any one of (1) to (4), wherein the microparticles in (b) organic fibers containing microparticles are selected from inorganic microparticles and organic microparticles.
(11) Шина, описанная в любом из пунктов (1)-(4), в которой смола в органическом волокне представляет собой, по меньшей мере, одну высокомолекулярную полимерную смолу, выбранную из полиэтиленовой и полипропиленовой смол, и имеет температуру плавления не более 190°С.(11) The tire described in any one of (1) to (4), wherein the resin in the organic fiber is at least one high molecular weight polymer resin selected from polyethylene and polypropylene resins and has a melting point of not more than 190 ° C.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Ниже приводится описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The following is a description of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг.1 представлено условное сечение шины, соответствующей изобретению;figure 1 presents the conditional section of the tire corresponding to the invention;
на фиг.2а и 2b представлены условные сечения протекторной части в шине, соответствующей изобретению, проведенные в окружном направлении и направлении ее ширины, соответственно; иon figa and 2b presents the conditional section of the tread part in the tire corresponding to the invention, carried out in the circumferential direction and the direction of its width, respectively; and
на фиг.3 представлен условный вид, иллюстрирующий теорию ориентации органических волокон, содержащих микрочастицы в заданном направлении.figure 3 presents a conditional view illustrating the theory of orientation of organic fibers containing microparticles in a given direction.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Шина, соответствующая изобретению, - это шина, содержащая слой пенорезины, расположенный на поверхности, по существу контактирующей с поверхностью дороги, а конкретно - пневматическая шина, содержащая слой пенорезины, который содержит заключенные в нем замкнутые ячейки, расположенные на поверхности протектора шины, по меньшей мере, контактирующей по существу с поверхностью дороги, как показано на фиг.1-3.A tire according to the invention is a tire containing a layer of foam rubber disposed on a surface substantially in contact with a road surface, and specifically, a pneumatic tire comprising a layer of foam rubber which comprises enclosed closed cells located on a tire tread surface of at least a measure substantially in contact with a road surface, as shown in FIGS. 1-3.
Например, как показано на фиг.1, шина 1 согласно изобретению содержит пару бортовых частей 2, радиальный каркас 3, тороидально простирающийся между бортовыми частями 2, брекерный пояс 4, расположенный на наружной периферийной поверхности коронной части каркаса 3 для проявления эффекта обода, и протектор 5, состоящий из беговой части 6 и базовой части 7. Помимо этого, внутренняя конструкция шины 1, за исключением протектора 5, аналогична обычной радиальной шине, так что ее описание опущено.For example, as shown in FIG. 1, the tire 1 according to the invention comprises a pair of bead parts 2, a radial carcass 3, toroidally extending between the bead parts 2, a belt belt 4 located on the outer peripheral surface of the corona part of the carcass 3 for manifesting the rim effect, and a
Поверхностная часть протектора 5, т.е. беговая часть 6 представляет собой слой 6А пенорезины, как показано на фиг.2. Этот слой 6А пенорезины содержит многочисленные длинные ячейки 12, окруженные защитным слоем 14, структура которого такова, что обеспечивается ориентация (а) органических волокон, не содержащих микрочастицы, и (б) органических волокон, содержащих микрочастицы, в окружном направлении шины. Таким образом, имеются защитный слой 14, содержащий микрочастицы 20, и защитный слой 14, не содержащий микрочастицы.The surface of the
На способ изготовления шины 1 конкретных ограничений нет. Например, новую шину получают путем вулканизации в заданной пресс-форме при заданной температуре под заданным давлением. В результате невулканизированный протектор вулканизируется с получением шины 1, имеющей беговую часть, состоящую из слоя 6А пенорезины, соответствующего изобретению.There are no specific restrictions on the manufacturing method of tire 1. For example, a new tire is obtained by vulcanization in a given mold at a given temperature under a given pressure. As a result, the unvulcanized tread is vulcanized to produce a tire 1 having a running part consisting of a
Кроме того, когда неотвержденную беговую часть 6 нагревают в пресс-форме, что подробнее описано ниже, органические волокна (а), не содержащие микрочастицы, и органические волокна (б), содержащие микрочастицы, плавятся (или размягчаются), вследствие чего их вязкость уменьшается (до вязкости расплава), а газ, образующийся за счет реакции расширения пенообразующего вещества, примешанного в резину, сохраняется в матрице резины, а также в промежутках между органическими волокнами, имеющими относительно низкую вязкость во время плавления. В результате, как показано на фиг.2, после охлаждения в слое 6А пенорезины возникают многочисленные длинные ячейки 12, ориентированные в окружном направлении (по стрелке А) шины.In addition, when the uncured running
Слой 6А пенорезины имеет длинные ячейки 12, сферические раковины 18 и т.п., как показано на фиг.2. Во время пробега шины, на поверхности слоя 6А пенорезины из-за износа поверхности протектора раскрываются пониженные части 13 длинных ячеек 12 и заглубленные части 19 сферических раковин 18. Длинные ячейки разбросаны в шине 1 по всему слою 6А пенорезины, так что даже если часть поверхностного слоя, содержащая органические волокна, претерпевает дальнейшее утонение ввиду износа, то раскрываются новые пониженные части 13 и заглубленные части 19, вследствие чего можно успешно поддерживать высокую рабочую характеристику на льду. Кроме того, защитные слои 14 органических волокон (б), содержащих микрочастицы, и сами микрочастицы 20 проявляют не только износостойкость в части поверхностного слоя, но и достаточный краевой эффект и эффект шипов, так что возможно дополнительное улучшение рабочей характеристики на льду.The
Слой 6А пенорезины в беговой части 6 протектора имеет степень расширения 3-50%. Слой пенорезины содержит, по меньшей мере, натуральный каучук и полибутадиеновый каучук в качестве резинового компонента, при этом натуральный каучук составляет 20-70 массовых частей, а полибутадиеновый каучук - 30-80 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента, и 5-55 массовых частей углеродной сажи на 100 массовых частей резинового компонента, 5-55 массовых частей кремнезема на 100 массовых частей резинового компонента, а также заданные количества (а) органических волокон, не содержащих микрочастицы, и (б) органических волокон, содержащих микрочастицы.The
Ниже приводится подробное описание слоя пенорезины.The following is a detailed description of the foam rubber layer.
Хотя резиновый компонент в слое пенорезины содержит заданное количество, по меньшей мере, натурального каучука и полибутадиенового каучука, он может содержать и другой каучук (другие каучуки).Although the rubber component in the foam rubber layer contains a predetermined amount of at least natural rubber and polybutadiene rubber, it may also contain other rubber (other rubbers).
Количество натурального каучука в резиновом компоненте предпочтительно должно составлять 20-70 массовых частей, а более предпочтительно - 30-50 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента. Кроме того, количество полибутадиенового каучука предпочтительно должно составлять 30-80 массовых частей, а более предпочтительно - 50-70 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента. Когда количество натурального каучука превышает 70 массовых частей или когда количество бутадиенового каучука меньше 30 массовых частей, возникает опасность, что это негативно повлияет на рабочие характеристики шины, так что рабочая характеристика на льду ухудшится. С другой стороны, когда количество полибутадиенового каучука превышает 80 массовых частей или когда количество натурального каучука меньше 20 массовых частей, возникает проблема с удобством и простотой использования шины.The amount of natural rubber in the rubber component should preferably be 20-70 mass parts, and more preferably 30-50 mass parts per 100 mass parts of the rubber component. In addition, the amount of polybutadiene rubber should preferably be 30-80 mass parts, and more preferably 50-70 mass parts per 100 mass parts of the rubber component. When the amount of natural rubber exceeds 70 parts by mass or when the amount of butadiene rubber is less than 30 parts by mass, there is a danger that this will adversely affect the performance of the tire, so that the performance on ice will deteriorate. On the other hand, when the amount of polybutadiene rubber exceeds 80 parts by mass or when the amount of natural rubber is less than 20 parts by mass, there is a problem with the convenience and ease of use of the tire.
В соответствии с целью применения, можно выбрать другой каучук, пригодный для введения в резиновый компонент, и он может включать в себя, например, сополимер стирола и бутадиена (SBR) и т.п.According to the purpose of the application, another rubber suitable for incorporation into the rubber component may be selected, and it may include, for example, a styrene butadiene copolymer (SBR) and the like.
В случае использования в протекторе шины резиновый компонент предпочтительно должен иметь температуру стеклования не выше -60°С. Когда резиновый компонент, имеющий такую температуру стеклования, используют в протекторе и т.п., достаточная упругость резиноподобного материала поддерживается даже в низкотемпературном регионе, что позволяет проявить приемлемую рабочую характеристику на льду.When used in a tire tread, the rubber component should preferably have a glass transition temperature of no higher than -60 ° C. When a rubber component having such a glass transition temperature is used in a tread or the like, sufficient elasticity of the rubber-like material is maintained even in the low-temperature region, which makes it possible to exhibit an acceptable performance on ice.
В слое пенорезины, поскольку углеродная сажа улучшает динамические свойства этого слоя резины и повышает обрабатываемость и т.п., можно надлежащим образом использовать хорошо известные разновидности углеродной сажи, чтобы выбрать каждый из таких параметров, как значение поглощения I2, удельную площадь поверхности СТАВ (цетилтриметиламмонийбромида), значение поглощения N2, значение поглощения DBP (дибутилфталата) и т.п. в подходящем диапазоне. В качестве разновидностей углеродной сажи можно указать, например, такие как SAF (печная сажа со сверхвысоким сопротивлением истиранию), ISAF-LH (печная сажа с очень высоким сопротивлением истиранию для низкогистерезисной резины), HAF (печная сажа с высоким сопротивлением истиранию), HAF-HS (печная сажа с высоким сопротивлением истиранию для шин, собираемых в полудорновом барабане) и т.п.In the foam rubber layer, since carbon black improves the dynamic properties of this rubber layer and improves workability, etc., well-known varieties of carbon black can be appropriately used to select each of such parameters as the absorption value I 2 , the specific surface area of CTAB ( cetyltrimethylammonium bromide), N 2 absorption value, DBP (dibutyl phthalate) absorption value, and the like. in a suitable range. Carbon black species can be mentioned, for example, such as SAF (furnace soot with ultra-high abrasion resistance), ISAF-LH (furnace soot with very high abrasion resistance for low hysteresis rubber), HAF (furnace soot with high abrasion resistance), HAF- HS (furnace soot with high abrasion resistance for tires assembled in a half-bottom drum), etc.
Углеродная сажа входит в состав слоя пенорезины в количестве 5-55 массовых частей, а предпочтительно - 10-50 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента. Когда количество углеродной сажи превышает 55 массовых частей, рабочие характеристики шины ухудшаются, что негативно влияет на рабочую характеристику шины на льду, и когда количество углеродной сажи меньше 5 массовых процентов, это также негативно влияет на рабочую характеристику шины на льду.Carbon black is included in the foam rubber layer in an amount of 5-55 mass parts, and preferably 10-50 mass parts per 100 mass parts of the rubber component. When the amount of carbon black exceeds 55 mass parts, tire performance deteriorates, which negatively affects the performance of the tire on ice, and when the amount of carbon black is less than 5 weight percent, it also negatively affects the performance of the tire on ice.
Кремнезем, используемый в слое пенорезины, - это не только диоксид кремния, но и наполнитель на основе кремниевой кислоты, и он включает в себя конкретно ангидрид кремниевой кислоты, гидрат окиси кремния и такие силикаты, как силикат кальция, силикат алюминия и т.п.The silica used in the foam rubber layer is not only silicon dioxide, but also a filler based on silicic acid, and it specifically includes silicic anhydride, silica hydrate, and silicates such as calcium silicate, aluminum silicate, and the like.
Кремнезем входит в состав слоя пенорезины в количестве 5-55 массовых частей, а предпочтительно - 30-50 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента. Когда количество кремнезема превышает 55 массовых частей, рабочие характеристики шины ухудшаются, что негативно влияет на рабочую характеристику шины на льду, и когда количество кремнезема меньше 5 массовых процентов, это также негативно влияет на рабочую характеристику шины на льду.Silica is included in the foam rubber layer in an amount of 5-55 parts by mass, and preferably 30-50 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component. When the amount of silica exceeds 55 mass parts, tire performance deteriorates, which negatively affects the performance of the tire on ice, and when the amount of silica is less than 5 weight percent, this also negatively affects the performance of the tire on ice.
Кроме того, слой пенорезины, соответствующий изобретению, содержит заданные количества (а) органических волокон, не содержащих микрочастицы, и (б) органических волокон, содержащих микрочастицы.In addition, the foam rubber layer according to the invention contains predetermined amounts of (a) microparticle-free organic fibers and (b) microparticle-containing organic fibers.
Когда органические волокна (б), содержащие микрочастицы, входят в состав слоя пенорезины, на поверхности протектора шины проявляются эффекты увеличения слива воды и увеличения трения, что способствует улучшению рабочей характеристики на льду. Вместе с тем, когда для введения микрочастиц в органические волокна (б), содержащие микрочастицы, используют материал, имеющий относительно высокую твердость, может возникнуть опасность, что этот материал негативно повлияет на поверхность формованного тела шины во время экструзии невулканизированной резины вследствие взаимосвязи с размером органического волокна, содержащего микрочастицы, и обусловит ухудшение обрабатываемости на заводе. Поэтому предпочтительно, чтобы слой пенорезины содержал смешанные в заданном соотношении органические волокна (а), не содержащие микрочастицы, и органические волокнам (б), содержащие микрочастицы. Это соотношение смешения органических волокон (а), не содержащих микрочастицы, с органическими волокнами (б), содержащими микрочастицы, предпочтительно находится в диапазоне 98/2-2/98, а более предпочтительно - 95/5-5/95.When organic fibers (b) containing microparticles are included in the foam rubber layer, the effects of increased water drainage and increased friction appear on the tire tread surface, which improves the performance on ice. However, when a material having a relatively high hardness is used to introduce microparticles into organic fibers (b) containing microparticles, there may be a risk that this material will adversely affect the surface of the molded tire body during extrusion of unvulcanized rubber due to the relationship with the size of the organic fiber containing microparticles, and will cause deterioration in machinability at the plant. Therefore, it is preferable that the foam rubber layer contains mixed in a predetermined ratio organic fibers (a) that do not contain microparticles, and organic fibers (b) that contain microparticles. This mixing ratio of organic fibers (a) containing no microparticles with organic fibers (b) containing microparticles is preferably in the range 98 / 2-2 / 98, and more preferably 95 / 5-5 / 95.
В данном изобретении суммарное количество органических волокон (а), не содержащих микрочастицы, и органических волокон (б), содержащих микрочастицы, в слое пенорезины предпочтительно находится в диапазоне 1-5 массовых частей, а более предпочтительно - 1,5-3 массовых части на 100 массовых частей резинового компонента. Когда это суммарное количество меньше 1 массовой части, может не проявиться в достаточной степени эффект смешивания органических волокон или эффект царапанья, и не будет реализовано соответствующее этим эффектам достаточное улучшение рабочей характеристики на льду. При этом, если содержание превышает 5 массовых частей, то снижается удобство и простота применения экструзии, вызывая ухудшение экструдированной поверхности, а также растрескивание или иное нежелательное проявление в вулканизированной резине или протекторе шины.In the present invention, the total amount of organic fibers (a) containing no microparticles and organic fibers (b) containing microparticles in a foam rubber layer is preferably in the range of 1-5 parts by weight, and more preferably 1.5-3 parts by weight 100 mass parts of the rubber component. When this total amount is less than 1 mass part, the effect of mixing organic fibers or the effect of scratching may not be sufficiently manifested, and a sufficient improvement in the performance on ice will not be realized corresponding to these effects. Moreover, if the content exceeds 5 mass parts, the usability of the extrusion is reduced, causing deterioration of the extruded surface, as well as cracking or other undesirable manifestation in the vulcanized rubber or tire tread.
Ниже приводится описание органического волокна, используемого в органических волокнах (а), не содержащих микрочастицы, и в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы. Кроме того, в обоих случаях (а) и (б) не обязательно используется органические волокна одного и того же материала, формы, диаметра, длины и т.п. Можно использовать другие виды волокон. В любом случае, желательно использовать органическое волокно, обладающее нижеследующими свойствами.The following is a description of the organic fiber used in organic fibers (a) not containing microparticles, and in organic fibers (b) containing microparticles. In addition, in both cases (a) and (b), organic fibers of the same material, shape, diameter, length, etc., are not necessarily used. Other types of fibers may be used. In any case, it is desirable to use an organic fiber having the following properties.
На материал органического волокна, используемого в органических волокнах (а), не содержащих микрочастицы, и в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, конкретных ограничений нет, так что его можно выбирать в соответствии с целью применения. Вместе с тем, в изобретении предпочтительно использовать смолу, имеющую такую характеристику вязкости, что вязкость падает по сравнению с вязкостью матрицы резины в резиновом компоненте, когда температура приближается к максимальной температуре вулканизации во время вулканизации вследствие вышеупомянутой взаимосвязи с резиновым компонентом. То есть смола для органического волокна имеет такую теплофизическую характеристику, что плавится (включая размягчение), когда резиновая смесь приближается к максимальной температуре вулканизации. Когда смола для органического волокна имеет такую теплофизическую характеристику, вышеупомянутые длинные ячейки способны функционировать как микроскопический сливной канал, который можно легко сформировать в вулканизате, полученном путем вулканизации резиновой смеси.There are no specific restrictions on the material of organic fiber used in organic fibers (a) that do not contain microparticles, and in organic fibers (b) that contain microparticles, so that it can be selected in accordance with the purpose of use. However, in the invention, it is preferable to use a resin having a viscosity characteristic such that the viscosity drops compared to the viscosity of the rubber matrix in the rubber component when the temperature approaches the maximum vulcanization temperature during vulcanization due to the aforementioned relationship with the rubber component. That is, the resin for organic fiber has such a thermophysical characteristic that it melts (including softening) when the rubber mixture approaches the maximum vulcanization temperature. When the resin for organic fiber has such a thermophysical characteristic, the aforementioned long cells are able to function as a microscopic drain channel that can be easily formed in the vulcanizate obtained by vulcanizing the rubber compound.
Кроме того, в том смысле, в каком он употребляется в данном описании, термин «максимальная температура вулканизации» означает максимальную температуру резиновой смеси, достигаемую во время вулканизации. Например, в случае вулканизации в пресс-форме резиновая смесь достигает максимальной температуры за время, в течение которого резиновая смесь находится в пресс-форме и извлекается из нее, а затем охлаждается. Максимальную температуру вулканизации можно измерить, например, путем погружения термопары в резиновую смесь. Также можно измерить вязкость матрицы резины с помощью конусного вискозиметра, капиллярного вискозиметра и т.п.In addition, in the sense in which it is used in this description, the term "maximum vulcanization temperature" means the maximum temperature of the rubber mixture achieved during vulcanization. For example, in the case of vulcanization in the mold, the rubber mixture reaches a maximum temperature during the time during which the rubber mixture is in the mold and is removed from it, and then cooled. The maximum vulcanization temperature can be measured, for example, by immersing a thermocouple in a rubber compound. It is also possible to measure the viscosity of the rubber matrix with a cone viscometer, capillary viscometer, etc.
Следовательно, в качестве смолы, используемой в изобретении, предпочтительной является вышеупомянутая высокомолекулярная полимерная смола, имеющая температуру плавления ниже максимальной температуры вулканизации, и т.п. Такая кристаллическая высокомолекулярная полимерная смола быстро плавится в резиновой смеси во время вулканизации с увеличением разности между температурой плавления и максимальной температурой вулканизации, так что время падения вязкости высокомолекулярной полимерной смолы по сравнению с вязкостью матрицы резины уменьшается. Поэтому когда высокомолекулярная полимерная смола расплавляется, газы, существующие в резиновой смеси, включая газ, образующийся из пенообразующего вещества, примешанного в резиновую смесь, собираются внутри высокомолекулярной полимерной смолы, имеющей вязкость, меньшую, чем вязкость матрицы резины. В результате ячейки, имеющие слой смолы, содержащий микрочастицы, нанесенный на матрицу резины, т.е. в вулканизированной резине, находящейся в нераздробленном состоянии, эффективно образуются капсулообразные длинные ячейки, покрытые высокомолекулярной полимерной смолой. В слое пенорезины, образующем беговую часть протектора шины, капсулообразные длинные ячейки появляются на поверхности протектора во время пробега шины, а их пониженные части, образующиеся за счет реализации функции износа как микроскопические сливные каналы, по существу проявляют краевой эффект и эффект шипов в дополнение к эффекту удаления пленки воды.Therefore, as the resin used in the invention, the aforementioned high molecular weight polymer resin having a melting point below the maximum vulcanization temperature and the like is preferable. Such a crystalline high molecular weight polymer resin melts rapidly in the rubber composition during vulcanization with an increase in the difference between the melting temperature and the maximum vulcanization temperature, so that the time of falling viscosity of the high molecular weight polymer resin is reduced compared to the viscosity of the rubber matrix. Therefore, when the high molecular weight polymer resin is melted, the gases existing in the rubber composition, including gas generated from the foaming agent mixed into the rubber composition, are collected inside the high molecular weight polymer resin having a viscosity lower than the viscosity of the rubber matrix. As a result, cells having a resin layer containing microparticles deposited on a rubber matrix, i.e. in vulcanized rubber in an undisturbed state, capsule-shaped long cells coated with a high molecular weight polymer resin are effectively formed. In the foam rubber layer forming the running portion of the tire tread, capsule-shaped long cells appear on the tread surface during tire run, and their lowered parts formed due to the implementation of the wear function as microscopic drain channels essentially exhibit a marginal effect and a stud effect in addition to the effect removing a film of water.
В отличие от этого, когда температура плавления смолы для органического волокна близка к максимальной температуре вулканизации резиновой смеси, смола не плавится быстро на начальной стадии вулканизации, а расплавляется на последней стадии вулканизации. На последней стадии вулканизации часть газа, существующего в резиновой смеси, отбирается в матрицу вулканизированной резины, а не собирается внутри расплавленной смолы. В результате эффективное образование длинных ячеек, работающих, по существу, как микроскопический сливной канал, не происходит. Кроме того, если температура плавления смолы для органического волокна оказывается слишком низкой, то когда органические волокна смешивают и перемешивают с резиновой смесью, это вызывает сплавление органических волокон друг с другом, приводящее к неудовлетворительному диспергированию органических волокон. В последнем случае эффективное образование длинных ячеек, работающих по существу как микроскопический сливной канал, также не происходит. Поэтому предпочтительно выбирать температуру плавления смолы для органического волокна таким образом, чтобы эта смола не плавилась и не размягчалась при температуре, имеющей место на каждом этапе перед вулканизацией, и чтобы вязкость смолы изменялась противоположно вязкости матрицы резины при вулканизации.In contrast, when the melting point of the resin for organic fiber is close to the maximum vulcanization temperature of the rubber composition, the resin does not melt quickly in the initial stage of vulcanization, but melts in the last stage of vulcanization. At the last stage of vulcanization, part of the gas existing in the rubber mixture is taken into the matrix of vulcanized rubber, and is not collected inside the molten resin. As a result, the effective formation of long cells, operating essentially as a microscopic drainage channel, does not occur. In addition, if the melting temperature of the resin for organic fiber is too low, then when the organic fibers are mixed and mixed with the rubber compound, this causes the fusion of organic fibers with each other, leading to unsatisfactory dispersion of the organic fibers. In the latter case, the effective formation of long cells, working essentially as a microscopic drain channel, also does not occur. Therefore, it is preferable to select the melting temperature of the resin for the organic fiber so that the resin does not melt and does not soften at the temperature that occurs at each step before vulcanization, and that the viscosity of the resin changes in opposition to the viscosity of the rubber matrix during vulcanization.
На верхний предел температуры плавления органического волокна конкретных ограничений нет, за исключением того, что он должен быть ниже, чем максимальная температура вулканизации матрицы резины, но в предпочтительном варианте он должен быть, по меньшей мере, на 10°С, а в более предпочтительном варианте - по меньшей мере, на 20°С ниже, чем максимальная температура вулканизации. Хотя температура промышленной вулканизации резиновой смеси в общем случае составляет максимум 190°С, температуру плавления смолы обычно задают, например, не превышающей 190°С, предпочтительно - не превышающей 180°С, а более предпочтительно - не превышающей 170°С.There are no specific restrictions on the upper limit of the melting temperature of organic fiber, except that it should be lower than the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix, but in the preferred embodiment, it should be at least 10 ° C, and in the more preferred embodiment - at least 20 ° C lower than the maximum vulcanization temperature. Although the industrial vulcanization temperature of the rubber composition is generally at most 190 ° C., the melting temperature of the resin is usually set, for example, to not exceed 190 ° C., preferably not to exceed 180 ° C., and more preferably not to exceed 170 ° C.
Кроме того, температуру плавления смолы можно измерить с помощью хорошо известного устройства для измерения температуры плавления. Например, такой температурой плавления может быть пиковая температура плавления, измеренная с помощью измерительного устройства на основе цифрового преобразователя сигналов (DSC).In addition, the melting temperature of the resin can be measured using a well-known device for measuring the melting temperature. For example, such a melting point may be a peak melting point measured with a digital signal transducer (DSC) measuring device.
Органическое волокно, соответствующее изобретению, может быть изготовлено из кристаллической высокомолекулярной полимерной смолы и/или некристаллической (аморфной) высокомолекулярной полимерной смолы. Однако, как упоминалось выше, при некоторой температуре происходит сильное изменение вязкости из-за фазового превращения, а регулирование вязкости осуществляется просто с тем, чтобы в предпочтительном варианте органическое волокно формировалось из органического материала, содержащего большое количество кристаллической высокомолекулярной полимерной смолы, а в более предпочтительном варианте формирование происходило только из кристаллической высокомолекулярной полимерной смолы.The organic fiber of the invention can be made from a crystalline high molecular weight polymer resin and / or a non-crystalline (amorphous) high molecular weight polymer resin. However, as mentioned above, at a certain temperature, a strong change in viscosity occurs due to phase transformation, and viscosity control is carried out simply so that in the preferred embodiment, the organic fiber is formed from organic material containing a large amount of crystalline high molecular weight polymer resin, and in a more preferred variant formation occurred only from crystalline high molecular weight polymer resin.
В качестве кристаллической высокомолекулярной полимерной смолы можно использовать гомополимеры, сополимеры и их смеси, имеющие температуру плавления, регулируемую в широком диапазоне, такие как полиэтилен (РЕ), полипропилен (РР), полибутилен, полибутиленсукцинат, полиэтиленсукцинат, синдиотактический 1,2-полибутадиен (SPB), поливиниловый спирт (PVA), поливинилхлорид (PVC) и т.п. Кроме того, в эти смолы можно вводить добавку. Возможно использование одной добавки либо сочетания двух или более добавок. Среди этих кристаллических высокомолекулярных полимерных смол, предпочтительными являются полиолефины и сополимеры полиолефинов. Полиэтилен (РЕ) и полипропилен (РР) являются более предпочтительными с той точки зрения, что у них более низкая температура плавления, да и обращаться с ними просто.As a crystalline high molecular weight polymer resin, homopolymers, copolymers and mixtures thereof having a wide melting temperature, such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutylene, polybutylene succinate, polyethylene succinate, syndiotactic 1,2-polybutadiene (SPB) can be used ), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl chloride (PVC), etc. In addition, an additive may be added to these resins. You can use one additive or a combination of two or more additives. Among these crystalline high molecular weight polymer resins, polyolefins and copolymers of polyolefins are preferred. Polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are more preferable from the point of view that they have a lower melting point, and it’s easy to handle them.
В качестве некристаллической высокомолекулярной полимерной смолы можно использовать полиметилметакрилат (РММА), сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полистирол (PS), полиакрилонитрил, их сополимеры, их смеси и т.п. Возможно использование одной такой смолы либо сочетания двух или более смол.As a non-crystalline high molecular weight polymer resin, polymethyl methacrylate (PMMA), a copolymer of acrylonitrile, butadiene and styrene (ABS), polystyrene (PS), polyacrylonitrile, their copolymers, mixtures thereof, etc. can be used. It is possible to use one such resin or a combination of two or more resins.
В органических волокнах (а), не содержащих микрочастицы, и органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, предпочтительно, чтобы органическое волокно имело длину 0,5-20 мм, а более предпочтительно - 1-10 мм. Когда органические волокна, имеющие такую длину, присутствуют в вулканизированной резине, составляющей слой пенорезины, они эффективно проявляют краевой эффект и эффект шипов, а также вместе с пенообразующим веществом или подобным ему веществом, которые описаны ниже, могут эффективно образовывать длинные ячейки, способные функционировать, по существу, как микроскопический сливной канал. Когда длина органического волокна меньше 0,5 мм, вышеупомянутые эффекты могут не проявиться в достаточной степени, а когда она превышает 20 мм, органические волокна сплетаются друг с другом, вследствие чего возникает тенденция к ухудшению диспергируемости.In organic fibers (a) containing no microparticles and organic fibers (b) containing microparticles, it is preferred that the organic fiber has a length of 0.5-20 mm, and more preferably 1-10 mm. When organic fibers having such a length are present in the vulcanized rubber constituting the foam rubber layer, they effectively exhibit an edge and spike effect, and together with the foaming agent or the like, which are described below, can effectively form long cells capable of functioning, essentially like a microscopic drain channel. When the length of the organic fiber is less than 0.5 mm, the above-mentioned effects may not be manifested sufficiently, and when it exceeds 20 mm, the organic fibers are interwoven with each other, as a result of which there is a tendency for dispersibility to deteriorate.
Также предпочтительно, чтобы органическое волокно имело диаметр 0,01-0,1 мм, а более предпочтительно - 0,015-0,09 мм. Когда диаметр органического волокна меньше 0,01 мм, легко вызывается срезание, так что краевой эффект и эффект шипов могут не проявиться в достаточной степени, а если диаметр превышает 0,1 мм, то возникают проблемы с обрабатываемостью.It is also preferred that the organic fiber has a diameter of 0.01-0.1 mm, and more preferably 0.015-0.09 mm. When the diameter of the organic fiber is less than 0.01 mm, shearing is easily caused, so that the edge effect and the effect of the spikes may not be manifested sufficiently, and if the diameter exceeds 0.1 mm, there are problems with machinability.
Рассматриваемые в изобретении микрочастицы, содержащиеся в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, включают в себя неорганические микрочастицы и органические микрочастицы. В качестве упомянутых микрочастиц приемлемы микрочастицы стекла, микрочастицы гидроксида алюминия, микрочастицы глинозема, микрочастицы железа и т.п. В качестве упомянутых органических микрочастиц можно использовать упоминавшиеся выше микрочастицы (мет)акриловой смолы, микрочастицы эпоксидной смолы и т.п. Возможно использование одной разновидности таких частиц либо сочетания двух или более их разновидностей. Среди них органические микрочастицы являются предпочтительными с той точки зрения, что они обеспечивают превосходный эффект царапанья на льду.The microparticles contemplated by the invention contained in organic fibers (b) containing microparticles include inorganic microparticles and organic microparticles. Suitable microparticles are glass microparticles, aluminum hydroxide microparticles, alumina microparticles, iron microparticles, and the like. As the mentioned organic microparticles, the above-mentioned microparticles of (meth) acrylic resin, epoxy microparticles and the like can be used. It is possible to use one variety of such particles or a combination of two or more of their varieties. Among them, organic microparticles are preferred in that they provide an excellent scratch effect on ice.
Микрочастицы, используемые в изобретении, предпочтительно должны иметь твердость по Моосу не менее 2, а более предпочтительно - не менее 5. Когда твердость по Моосу у этих микрочастиц не меньше, чем твердость льда (1-2) или составляет не менее 2, возможно более интенсивное проявление эффекта царапанья на поверхностной части слоя пенорезины в протекторе. Таким образом, получаемая шина имеет большой коэффициент трения с поверхностью дороги, покрытой льдом и/или снегом, и превосходную рабочую характеристику на льду (рабочую характеристику торможения и сцепления шины на плоскости, проявляемую на поверхности дороги, покрытой льдом и/или снегом).The microparticles used in the invention should preferably have a Mohs hardness of not less than 2, and more preferably not less than 5. When the Mohs hardness of these microparticles is not less than the ice hardness (1-2) or not less than 2, possibly more intense manifestation of the effect of scratching on the surface of the foam rubber layer in the tread. Thus, the resulting tire has a large coefficient of friction with the road surface covered with ice and / or snow, and excellent performance on ice (the performance of braking and traction of the tire on a plane, shown on the road surface covered with ice and / or snow).
В качестве микрочастиц, имеющих такую высокую твердость, упомянем микрочастицы гипса, кальцита, флюорита, ортоклаза, кварца, граната и т.п. В частности, в качестве предпочтительных микрочастиц, имеющих твердость по Моосу не менее 5, упомянем микрочастицы силикатного стекла (твердость 6,5), кварца (твердость 7,0), плавленого глинозема (твердость 9,0) и т.п. Среди этих материалов дешевыми и простыми в применении являются силикатное стекло, глинозем (оксид алюминия) и т.п.As microparticles having such a high hardness, we mention microparticles of gypsum, calcite, fluorite, orthoclase, quartz, garnet, etc. In particular, as preferred microparticles having a Mohs hardness of at least 5, mention is made of silica glass microparticles (hardness 6.5), quartz (hardness 7.0), fused alumina (hardness 9.0), and the like. Among these materials, silicate glass, alumina (alumina) and the like are cheap and easy to use.
Среди этих частиц предпочтительно не менее 80 массовых процентов, а более предпочтительно - не менее 90 массовых % согласно подсчету частот распределения размеров частиц, проведенному для микрочастиц, находятся в диапазоне 10-50 мкм, а средний размер частиц находится в диапазоне 10-30 мкм.Among these particles, preferably not less than 80 weight percent, and more preferably not less than 90 weight percent, according to the calculation of the particle size distribution frequencies carried out for the microparticles, are in the range of 10-50 μm, and the average particle size is in the range of 10-30 μm.
Когда размер частиц при вышеупомянутом подсчете частот составляет менее 10 мкм, микрочастицы легко агрегируются друг с другом при изготовлении органических волокон (б), содержащих микрочастицы, и возникает тенденция к ухудшению их диспергируемости. Кроме того, когда такие органические волокна используются в шине, может не проявиться в достаточной степени эффект царапанья или эффект шипов. А когда упомянутый размер превышает 50 мкм, во время изготовления органических волокон (б), содержащих микрочастицы, часто возникают такие дефекты, как разрыв волокон, вследствие чего эффективное получение желаемых органических волокон (б), содержащих микрочастицы, может оказаться невозможным.When the particle size in the aforementioned frequency count is less than 10 μm, the microparticles are easily aggregated with each other in the manufacture of organic fibers (b) containing microparticles, and there is a tendency to deteriorate their dispersibility. In addition, when such organic fibers are used in the tire, the scratching effect or the spike effect may not be sufficiently manifested. And when said size exceeds 50 μm, defects such as fiber breakage often occur during the manufacture of organic fibers (b) containing microparticles, as a result of which it may not be possible to efficiently obtain the desired organic fibers (b) containing microparticles.
Также предпочтительно, чтобы микрочастицы в органических волокнах (б), содержащих микрочастицы, имели подсчет частот не менее чем для 20 процентов их массы, предпочтительно - не менее чем для 25 процентов их массы, а более предпочтительно - не менее чем для 30 процентов массы, на пиковом значении распределения размеров частиц. Когда подсчет частот микрочастиц на пиковом значении показывает, что таких микрочастиц не менее 20 массовых процентов, кривая распределения размеров частиц, полученная для микрочастиц, становится имеющей малый радиус кривизны, а размер частиц становится одинаковым. В результате при формировании органического волокна, содержащего микрочастицы, разрыв волокон происходит с трудом, кроме того, когда такие органические волокна используются в шине, происходит надлежащая стабилизация рабочей характеристики на льду. В отличие от этого, когда подсчет частот микрочастиц на пиковом значении показывает, что таких микрочастиц менее 20 массовых процентов, при формировании волокон их разрыв происходит легко, и также легко возникает разброс рабочих характеристик на льду. Кроме того, когда размер частиц находится в вышеупомянутом диапазоне, и этот размер частиц становится большим, рабочая характеристика шины на льду улучшается.It is also preferable that the microparticles in the organic fibers (b) containing microparticles have a frequency count of at least 20 percent of their mass, preferably not less than 25 percent of their mass, and more preferably not less than 30 percent of the mass, at the peak value of the particle size distribution. When counting the frequencies of microparticles at the peak value shows that there are at least 20 mass percent of such microparticles, the particle size distribution curve obtained for microparticles becomes small in radius of curvature and the particle size becomes the same. As a result, when forming an organic fiber containing microparticles, it is difficult to break the fibers; moreover, when such organic fibers are used in a tire, proper performance on ice occurs. In contrast, when counting the frequencies of microparticles at the peak value shows that there are less than 20 mass percent of such microparticles, when the fibers are formed, their breakage is easy, and the spread of performance on ice also easily occurs. In addition, when the particle size is in the above range, and this particle size becomes large, the performance of the tire on ice is improved.
В том смысле, в каком он употребляется в данном описании, термин «подсчет частот» означает массовый процент микрочастиц, попадающих в пределы ширины отрезка деления, когда размер частиц разделен на отрезки шириной по 2 мкм в распределении размеров частиц (на кривой распределения размеров частиц), а термин «подсчет частот на пиковом значении» означает подсчет частот в пределах ширины отрезка деления, включающего в себя максимальное пиковое значение на кривой распределения размеров частиц.In the sense in which it is used in this description, the term "frequency counting" means the mass percentage of microparticles falling within the width of the division interval when the particle size is divided into segments of 2 μm wide in the distribution of particle sizes (on the particle size distribution curve) and the term “counting frequencies at a peak value” means counting frequencies within the width of a division interval that includes the maximum peak value on the particle size distribution curve.
Микрочастицы предпочтительно имеют характеристическое отношение не менее 1,1, а также содержит угловую часть (угловые части). В частности, характеристическое отношение составляет не менее 1,2, а более предпочтительно - не менее 1,3. Кроме того, выражение «присутствие угловой части (угловых частей)» означает, что поверхность микрочастицы в целом не является ни сферической поверхностью, ни поверхностью, очерченной гладкими кривыми.The microparticles preferably have a characteristic ratio of not less than 1.1, and also contains an angular portion (angular portions). In particular, the characteristic ratio is not less than 1.2, and more preferably not less than 1.3. In addition, the expression "the presence of the angular part (angular parts)" means that the surface of the microparticle as a whole is neither a spherical surface, nor a surface outlined by smooth curves.
В качестве микрочастиц в изобретении можно использовать микрочастицы, уже содержащие угловую часть (угловые части). Однако даже если микрочастицы имеют сферическую форму, путем напыления в процессе эксплуатации можно сформировать угловую часть (угловые части) на поверхности микрочастиц. Кроме того, в микрочастице уже может присутствовать совокупность угловых частей.As microparticles in the invention, microparticles already containing an angular part (angular parts) can be used. However, even if the microparticles have a spherical shape, by spraying during operation it is possible to form an angular part (angular parts) on the surface of the microparticles. In addition, a set of angular parts may already be present in the microparticle.
Форму микрочастицы можно определить, наблюдая микрочастицы в электронный микроскоп. Когда характеристическое отношение, представляющее собой отношение размера вдоль большой оси к размеру вдоль малой оси в микрочастице, составляет не менее 1,1, оказывается возможным эффективное заострение угловой части (угловых частей), образующихся на поверхности микрочастицы. Если в шине или аналогичном изделии используют органические волокна, содержащие такие микрочастицы, можно существенно усилить краевой эффект или эффект шин.The shape of the microparticles can be determined by observing the microparticles in an electron microscope. When the characteristic ratio, which is the ratio of the size along the major axis to the size along the minor axis in the microparticle, is not less than 1.1, it is possible to effectively sharpen the angular part (s) that are formed on the surface of the microparticle. If organic fibers containing such microparticles are used in a tire or similar product, the edge or tire effect can be significantly enhanced.
В органическом волокне, содержащем микрочастицы, предпочтительно, чтобы количество содержащихся в нем микрочастиц составляло 5-50 массовых частей, а более предпочтительно - 7-50 массовых частей на 100 массовых частей смолы, образующей органическое волокно. Когда количество микрочастиц меньше 5 массовых частей, существует опасность, что эффект царапанья в резиновом изделии или краевой эффект и эффект шин в протекторе шины может не проявиться в достаточной степени, а когда упомянутое количество больше 50 массовых частей, при формировании органического волокна, содержащего микрочастицы, часто возникают такие дефекты, как разрыв волокна и т.п., и поэтому возникает опасность, что не удастся эффективно получать органические волокна, содержащие микрочастицы.In an organic fiber containing microparticles, it is preferred that the amount of microparticles contained therein is 5-50 parts by mass, and more preferably 7-50 parts by mass per 100 parts by mass of an organic fiber forming resin. When the number of microparticles is less than 5 parts by weight, there is a danger that the scratching effect in the rubber product or the edge effect and the effect of tires in the tire tread may not be manifested sufficiently, and when said amount is more than 50 parts by weight, when forming an organic fiber containing microparticles, defects such as fiber rupture and the like often occur, and therefore there is a danger that it will not be possible to efficiently produce organic fibers containing microparticles.
Чтобы сформировать ячейки после вулканизации в соответствии с изобретением, пенообразующее вещество примешивают в резиновую смесь перед формированием слоя пенорезины. За счет использования пенообразующего вещества и вышеописанных органических волокон в вулканизированной резине или слое пенорезины протектора формируются длинные ячейки, которые образуют микроскопические сливные каналы, обеспечивающие рабочую характеристику удаления пленки воды.In order to form cells after vulcanization in accordance with the invention, the foaming agent is mixed into the rubber composition before the foam rubber layer is formed. Through the use of a foaming agent and the above-described organic fibers, long cells are formed in the vulcanized rubber or the foam rubber layer of the tread, which form microscopic drain channels providing a performance characteristic for removing the water film.
В качестве пенообразующего вещества упомянем динитрозопентаметилентетрамин (DNPT), азодикарбонамид (ADCA), динитрозопентастиролтетрамин, производное бензолсульфонилгидразида, оксибензолсульфонилгидразид (OBSN), бикарбонат аммония, из которого получаются диоксид углерода и карбонат аммония, азосоединение нитросульфонила, из которого получается азот, N,N-диметил-N,N'-динитрозофталамид, толуолсульфонилнидразид, р-толуолсульфонилсемикарбазид, р,р'-окси-бис(безнолсульфонилсемикарбазид) и т.п.As a foaming agent, we mention dinitrosopentamethylenetetramine (DNPT), azodicarbonamide (ADCA), dinitrosopentastyrene tetramine, a benzenesulfonyl hydrazide derivative, hydroxybenzenesulfonyl hydrazide (OBSN), ammonium nitroxide, and azobenzo, and nitrosamide -N, N'-dinitrosophthalamide, toluenesulfonylnidrazide, p-toluenesulfonylsemicarbazide, p, p'-hydroxybis (besolnosulfonylsemicarbazide) and the like.
Среди этих пенообразующих веществ динитрозопентаметилентетрамин (DNPT) и азодикарбонамид (ADCA) являются предпочтительными с точки зрения технологической обрабатываемости, а конкретно предпочтительным является азодикарбонамид (ADCA). Возможно использование одного такого вещества либо сочетания двух или более таких веществ. За счет действия пенообразующего вещества получаемая вулканизированная резина превращается в пенорезину, позволяющую достичь высокой степени ценообразования.Among these foaming agents, dinitrosopentamethylenetetramine (DNPT) and azodicarbonamide (ADCA) are preferred from the viewpoint of processability, and particularly azodicarbonamide (ADCA) is particularly preferred. It is possible to use one such substance or a combination of two or more such substances. Due to the action of the foaming substance, the resulting vulcanized rubber is converted into foam rubber, which allows to achieve a high degree of pricing.
В изобретении предпочтительно использовать пенообразующее вещество вместе со вспомогательным пенообразующим средством. В качестве вспомогательного пенообразующего средства упомянем вспомогательные средства, обычно используемые в производстве пенополимерных изделий, такие как мочевина, стеарат цинка, бензолсульфинат цинка, цинковые белила и т.п. Среди них предпочтительными являются мочевина, стеарат цинка и бензолсульфинат цинка. Возможно использование одного такого средства либо сочетания двух или более таких средств.In the invention, it is preferable to use a foaming agent together with an auxiliary foaming agent. As an auxiliary foaming agent, we will mention auxiliary agents commonly used in the manufacture of foam products, such as urea, zinc stearate, zinc benzenesulfinate, zinc white, and the like. Among them, urea, zinc stearate and zinc benzenesulfinate are preferred. You can use one such tool or a combination of two or more of these tools.
Количество пенообразующего вещества в смеси определяют надлежащим образом в соответствии с назначением применения, но в предпочтительном варианте оно составляет 1-10 массовых частей на 100 массовых частей резинового компонента. Пенообразующее вещество может быть смешано с матрицей резины или присутствовать в каждом из органических волокон. Кроме того, можно использовать промышленно поставляемые продукты аналогичного назначения.The amount of foaming agent in the mixture is determined appropriately in accordance with the intended use, but in the preferred embodiment, it is 1-10 mass parts per 100 mass parts of the rubber component. The foaming agent may be mixed with the rubber matrix or present in each of the organic fibers. In addition, you can use industrially supplied products for a similar purpose.
В диапазоне содержания, не оказывающем вредное влияние на техническую сущность изобретения, в предлагаемом техническом решении можно использовать другие компоненты. В качестве другого компонента можно надлежащим образом выбрать и использовать в соответствии с целью применения различные добавки, обычно используемые в резиновой промышленности, помимо вулканизирующего вещества, такого как сера и т.п.; это может быть ускоритель вулканизации, такой как дибензотиазилдисульфид и т.п., активатор ускорителя, вещество, препятствующие сульфидированию, такое как N-циклогексил-2-бензотиазилсулфенамид, N-оксидэтиленбензотиазилсульфенамид и т.п., озоновый антидетериорант (присадка, предохраняющая от разрушения озонового слоя), окрашивающее вещество, антистатик, диспергирующее вещество, лубрикант, антиоксидант, смягчающее вещество, неорганический наполнитель, такой как углеродная сажа или кремнезем и т.п. Возможно использование одного такого вещества либо сочетания двух или более таких веществ.In the content range that does not adversely affect the technical essence of the invention, other components can be used in the proposed technical solution. As another component, various additives commonly used in the rubber industry can be appropriately selected and used in accordance with the purpose of application, in addition to a vulcanizing agent such as sulfur and the like; it can be a vulcanization accelerator, such as dibenzothiazyl disulfide, etc., an accelerator activator, a sulfidation inhibitor, such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, N-oxide-ethylenebenzothiazyl sulfenamide, etc., an ozone antidetetrant (additive, protection ozone layer), coloring agent, antistatic agent, dispersing agent, lubricant, antioxidant, emollient, inorganic filler such as carbon black or silica and the like. It is possible to use one such substance or a combination of two or more such substances.
При формировании слоя пенорезины в соответствии с изобретением вышеупомянутую резиновую смесь перемалывают, разогревают и экструдируют следующим способом при нижеследующих условиях.When forming a foam rubber layer in accordance with the invention, the aforementioned rubber mixture is ground, heated and extruded in the following manner under the following conditions.
При перемалывании нет конкретных ограничений на мелющее устройство, например на объем загрузки в мелющее устройство, скорость вращения его ротора, температуру перемалывания, время перемалывания и т.п., так что их можно выбрать в соответствии с назначением применения. В качестве мелющего устройства предпочтительно использовать промышленно поставляемые устройства.When grinding, there are no specific restrictions on the grinding device, for example, on the volume of loading in the grinding device, the rotational speed of its rotor, grinding temperature, grinding time, etc., so that they can be selected in accordance with the intended use. As a grinding device, it is preferable to use commercially available devices.
При разогреве и экструзии нет конкретных ограничений на условия разогрева и экструзионные устройства, например на время разогрева или экструдирования, и т.п., так что их можно выбрать в соответствии с назначением применения. В качестве разогревающего или экструзионного устройства предпочтительно использовать промышленно поставляемые устройства. Кроме того, поскольку в резиновой смеси присутствует пенообразующее вещество, температуры разогрева и экструзии надлежащим образом выбирают в диапазоне, не вызывающем пенообразование. В частности, желательно иметь температуру экструдирования примерно 90-110°С.When heating and extrusion, there are no specific restrictions on the conditions of heating and extrusion devices, for example, during heating or extrusion, etc., so that they can be selected in accordance with the intended use. As a heating or extrusion device, it is preferable to use commercially available devices. In addition, since a foaming agent is present in the rubber composition, the heating and extrusion temperatures are suitably selected in a range that does not cause foaming. In particular, it is desirable to have an extrusion temperature of about 90-110 ° C.
В изобретении предпочтительной является ориентация вышеупомянутых органических волокон в направлении экструдирования во время экструзии и т.п. Чтобы эффективно провести такую ориентацию, текучесть резиновой смеси регулируют в пределах ограниченного диапазона температур. В частности, вязкость резиновой смеси изменяют так, чтобы повысить текучесть, за счет надлежащего введения технологической присадки, например пластификатора, такого как ароматическое масло, нафтеновое масло, парафиновое масло, синтетическое сложноэфирное масло и т.п., и жидкого полимера, такого как жидкий полиизопреновый каучук, жидкий полибутадиеновый каучук и т.п. в резиновую смесь.In the invention, it is preferable to orient the aforementioned organic fibers in the direction of extrusion during extrusion and the like. To effectively carry out such an orientation, the fluidity of the rubber composition is controlled within a limited temperature range. In particular, the viscosity of the rubber composition is varied so as to increase fluidity by appropriately introducing a processing aid such as a plasticizer such as aromatic oil, naphthenic oil, paraffin oil, synthetic ester oil and the like, and a liquid polymer such as liquid polyisoprene rubber, liquid polybutadiene rubber and the like. into the rubber compound.
При получении слоя пенорезины, соответствующего изобретению, предпочтительно следует ориентировать органические волокна (а), не содержащие микрочастицы, и органические волокна (б), содержащие микрочастицы, в направлении, параллельном поверхности контакта протектора с грунтом, или в окружном направлении шины. Так можно улучшить свойство слива в направлении пробега шины и эффективно улучшить ее рабочую характеристику на льду.Upon receipt of the foam rubber layer of the invention, it is preferable to orient the organic fibers (a) not containing microparticles and the organic fibers (b) containing microparticles in a direction parallel to the contact surface of the tread with the ground, or in the tire circumferential direction. Thus, it is possible to improve the drainage property in the direction of tire run and effectively improve its performance on ice.
Описывая иллюстрируемый на фиг.3 способ совместной ориентации органических волокон в слое пенорезины, отметим, что резиновую смесь 16, содержащую органические волокна 15, содержащие микрочастицы, экструдируют через матрицу 17 экструдера, уменьшая площадь сечения проточного канала по направлению к выпускному отверстию, чтобы обеспечить неизменное направление ориентации органических волокон 15, содержащих микрочастицы, и т.п. В этом случае органические волокна 15, содержащие микрочастицы и т.п., в резиновой смеси 16 перед экструзией постепенно выравниваются друг с другом вдоль направления экструдирования (обозначенного стрелкой Р) во время экструдирования в матрицу 17, поэтому продольные направления этих органических волокон, по существу, полностью ориентированы в направлении экструдирования (обозначенном стрелкой Р), когда резиновую смесь экструдируют из головки 17. Степень ориентации органических волокон 15, содержащих микрочастицы и т.п., в резиновой смеси 16 изменяют за счет степени уменьшения площади сечения проточного канала, скорости экструзии, вязкости резиновой смеси 16 перед вулканизацией и т.п.Describing the method of co-orientation of organic fibers in the foam rubber layer illustrated in FIG. 3, we note that the
В изобретении не накладываются конкретные ограничения на способ и условия вулканизации, так что их можно надлежащим образом выбрать в соответствии с разновидностью резиновой смеси и т.п. В случае получения слоя пенорезины для протектора в соответствии с изобретением предпочтительным является проведение вулканизации в пресс-форме. С точки зрения температуры вулканизации предпочтительно, чтобы максимальная температура вулканизации резиновой смеси во время вулканизации была не ниже температуры плавления смолы, составляющей органическое волокно, как упоминалось выше. Если максимальная температура вулканизации ниже температуры плавления смолы, органические волокна не плавятся, вследствие чего газ, возникающий из-за ценообразования, не сможет попасть в смолу, и не произойдет эффективное формирование длинных ячеек в слое пенорезины. На устройство для вулканизации конкретных ограничений нет, и в этом качестве предпочтительно можно использовать промышленно поставляемые устройства.The invention does not impose specific restrictions on the method and conditions of vulcanization, so that they can be properly selected in accordance with the type of rubber compound, etc. In the case of obtaining a layer of foam rubber for the tread in accordance with the invention, it is preferable to conduct vulcanization in the mold. From the point of view of vulcanization temperature, it is preferable that the maximum vulcanization temperature of the rubber mixture during vulcanization is not lower than the melting temperature of the resin constituting the organic fiber, as mentioned above. If the maximum vulcanization temperature is lower than the melting temperature of the resin, the organic fibers do not melt, as a result of which the gas resulting from pricing will not be able to get into the resin, and long cells will not form effectively in the foam rubber layer. There are no particular restrictions on the vulcanization device, and industrially supplied devices can preferably be used as such.
В протекторе (слое пенорезины) шины, соответствующем изобретению, пониженные части длинных ячеек, получаемых на поверхности протектора, имеют направленность, поэтому они функционируют как сливной канал, обеспечивающий эффективный слив. Кроме того, пониженная часть имеет защитный слой, в частности защитный слой, содержащий микрочастицы, так что эта часть проявляет исключительное сопротивление отслаиванию, способность поддерживать форму сливного канала, стойкость к износу, свойства сохранения сливного канала под воздействием нагрузки и т.п. В шине, соответствующей изобретению, длинные ячейки существуют по всему слою пенорезины, так что различные функциональные возможности пониженной части проявляются с начальной стадии до конечной стадии эксплуатации, вследствие чего рабочая характеристика на льду становится еще лучше.In the tread (foam rubber layer) of the tire according to the invention, the lowered portions of the long cells obtained on the tread surface are directive, therefore, they function as a drain channel providing efficient drainage. In addition, the lowered part has a protective layer, in particular a protective layer containing microparticles, so that this part exhibits exceptional peeling resistance, the ability to maintain the shape of the drain channel, wear resistance, the properties of the drain channel to remain under load, and the like. In the tire according to the invention, long cells exist over the entire foam rubber layer, so that the various functionalities of the lowered part are manifested from the initial stage to the final stage of operation, as a result of which the performance on ice becomes even better.
Степень расширения слоя пенорезины предпочтительно должна находиться в диапазоне 3-50%, в частности 15-40%. Когда степень расширения меньше 3%, объем пониженной части в протекторе становится малым, так что не удастся существенно улучшить рабочую характеристику на льду, а когда степень расширения превышает 50%, рабочая характеристика на льду оказывается удовлетворительной, но количество раковин в протекторе становится больше, вследствие чего происходит неблагоприятное с точки зрения долговечности снижение напряжения разрушения. Кроме того, «степень расширения, Vs» означает общую степень расширения в вулканизированном каучуке или протекторе и может быть подсчитана с помощью следующего уравнения:The degree of expansion of the foam rubber layer should preferably be in the range of 3-50%, in particular 15-40%. When the degree of expansion is less than 3%, the volume of the reduced part in the tread becomes small, so that it is not possible to significantly improve the performance on ice, and when the degree of expansion exceeds 50%, the performance on ice is satisfactory, but the number of shells in the tread becomes larger due to of which an unfavorable in terms of durability reduction of the fracture stress occurs. In addition, “expansion ratio, Vs” means the total expansion ratio in vulcanized rubber or tread and can be calculated using the following equation:
Vs=(ρ0/ρ1-1)×100 (%),Vs = (ρ 0 / ρ 1 -1) × 100 (%),
где ρ1 - плотность (г/см3) вулканизированной резины (пенорезины), а ρ0 - плотность (г/см3) твердофазной части вулканизированной резины (пенорезины). В этом случае плотность резины (пенорезины) после вулканизации и плотность твердофазной части резины (пенорезины) после вулканизации вычисляют, например, на основе массы, измеренной в этиловом спирте, и массы, измеренной на воздухе.where ρ 1 is the density (g / cm 3 ) of vulcanized rubber (foam rubber), and ρ 0 is the density (g / cm 3 ) of the solid-phase part of vulcanized rubber (foam rubber). In this case, the density of the rubber (foam rubber) after vulcanization and the density of the solid phase part of the rubber (foam rubber) after vulcanization are calculated, for example, based on the mass measured in ethanol and the mass measured in air.
В изобретении предпочтительно, чтобы средний размер длиной ячейки, сформированной в слое пенорезины, составлял примерно 10-500 мкм. Когда этот средний размер составляет 10 мкм, может снизиться рабочая характеристика слива микроскопического сливного канала, образованного на поверхности резины, а когда этот размер превышает 500 мкм, у резины может снизиться стойкость к порезам и стойкость к выкрашиванию кусков, а также износостойкость на сухой поверхности дороги. Поскольку необходимо подавлять скольжение протектора шины по льду, изобретение может быть применено с целью получения протектора для шины с восстанавливаемым протектором, массивной шины и т.п. Кроме того, если шина является пневматической шиной, то можно использовать инертный газ, такой как газообразный азот и т.п., в качестве газа, которым наполняют внутренность шины в дополнение к воздуху.In the invention, it is preferable that the average size of the length of the cell formed in the foam rubber layer is about 10-500 microns. When this average size is 10 μm, the performance of draining the microscopic drain channel formed on the surface of the rubber may decrease, and when this size exceeds 500 μm, the rubber may decrease resistance to cuts and resistance to chipping pieces, as well as wear resistance on a dry road surface . Since it is necessary to suppress the sliding of the tire tread on ice, the invention can be applied to obtain a tread for a tire with a retreadable tread, a solid tire, and the like. In addition, if the tire is a pneumatic tire, then an inert gas such as nitrogen gas and the like can be used as the gas to fill the inside of the tire in addition to air.
Хотя рассмотренный выше конкретный вариант осуществления описан применительно к протектору, имеющему двухслойную структуру, на структуру протектора конкретных ограничений нет, так что он может иметь и однослойную структуру. Кроме того, можно принять многослойную структуру, делящуюся в радиальном направлении, структуру, делящуюся в окружном направлении шины или в направлении ширины протектора. В любом случае предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, часть поверхностного слоя протектора состояла из слоя пенорезины, соответствующего изобретению.Although the specific embodiment discussed above has been described with respect to a tread having a two-layer structure, there are no particular restrictions on the tread structure, so that it can also have a single-layer structure. In addition, it is possible to adopt a multilayer structure dividing in the radial direction, a structure dividing in the tire circumferential direction or in the tread width direction. In any case, it is preferable that at least a portion of the surface tread layer consist of a foam rubber layer according to the invention.
Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие изобретение и не носящие ограничительный характер.The following are examples illustrating the invention and are not restrictive.
Примеры 1-5, сравнительные примеры 1-12Examples 1-5, comparative examples 1-12
Чтобы сформировать слой пенорезины, используемый в каждом из примеров и сравнительных примеров, применяют резиновую смесь, содержащую натуральный каучук, цис-1,4-полибутадиеновый каучук (торговая марка UBEROL 150L, поставщик Ube Industries, Ltd.), углеродную сажу (N134 (N2SA: 142 м2/г), поставщик Asahi Carbon Co., Ltd.), кремнезем (Nipsil AQ, поставщик Nippon Silica Co., Ltd.), силановый (кремнийорганический) аппрет (Si69, поставщик Degussa), ароматическое масло, стеариновую кислоту, антиоксидант (IPPD: N-изопропил-N'-фенил-р-фенилендиамин), оксид цинка, ускоритель вулканизации (MBTS: 2,2-дибензотиазилдисульфид; CBS: N-циклогексил-2-бензотиазилсульфенамид), серу, пенообразующее вещество (DNPT: динитрозопентаметилентетрамин), мочевину, (а) органические волокна, не содержащие микрочастицы, и (б) органические волокна, содержащие микрочастицы, при условии надлежащим образом выбранного соотношения (а)/(б). Смешиваемые количества компонентов резиновой смеси представлены в таблицах 1 и 2.To form the foam rubber layer used in each of the examples and comparative examples, a rubber mixture containing natural rubber, cis-1,4-polybutadiene rubber (trademark UBEROL 150L, supplier of Ube Industries, Ltd.), carbon black (N134 (N 2 SA: 142 m 2 / g), supplier Asahi Carbon Co., Ltd.), silica (Nipsil AQ, supplier Nippon Silica Co., Ltd.), silane (organosilicon) size (Si69, supplier Degussa), aromatic oil, stearic acid, antioxidant (IPPD: N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine), zinc oxide, vulcanization accelerator (MBTS: 2,2-dibenzothiazyl isulfide; CBS: N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), sulfur, foaming agent (DNPT: dinitrosopentamethylenetetramine), urea, (a) microparticle-free organic fibers, and (b) microparticle-based organic fibers, if properly selected relations (a) / (b). Miscible amounts of rubber components are presented in tables 1 and 2.
Кроме того, температуру вулканизации каждой резиновой смеси во время вулканизации измеряли, погружая термопару в резиновую смесь. Эта температура превышает температуру смолы для органического волокна во время приближения к максимальной температуре вулканизации, а вязкость смолы делается ниже, чем вязкость матрицы резины, при вулканизации резиновой смеси.In addition, the vulcanization temperature of each rubber compound during vulcanization was measured by immersing a thermocouple in the rubber compound. This temperature exceeds the temperature of the resin for the organic fiber while approaching the maximum vulcanization temperature, and the viscosity of the resin becomes lower than the viscosity of the rubber matrix during vulcanization of the rubber compound.
Кроме того, вязкость (вязкость расплава) смолы органического волокна при максимальной температуре вулканизации равна 6 - по результатам измерения конусным вискозиметром (измеряют изменение крутящего момента и измеряют изменения давления пены, при этом крутящий момент резины определяется как вязкость резины, а измерение оканчивают на максимальном значении крутящего момента). С другой стороны, вязкость (вязкость текучей среды) резиновой композиции при максимальной температуре вулканизации равна 11, когда крутящий момент измеряют с погрешностью во времени с помощью конусного вискозиметра модели 1-С, поставщик - Monsanto, изменяя температуру и прикладывая входной сигнал постоянной амплитуды с частотой 100 циклов в минуту, а минимальное значение крутящего момента определяют как вязкость (назначенное давление: 0,59 МПа; давление удержания: 0,78 МПа; давление закрытия: 0,78 МПа; амплитудный угол: ±5°).In addition, the viscosity (melt viscosity) of the organic fiber resin at a maximum vulcanization temperature is 6 - according to the results of measurements with a conical viscometer (measure the change in torque and measure the pressure change of the foam, while the torque of the rubber is determined as the viscosity of the rubber, and the measurement ends at the maximum value torque). On the other hand, the viscosity (fluid viscosity) of the rubber composition at the maximum vulcanization temperature is 11, when the torque is measured with an error in time using a Model 1-C conical viscometer, the supplier is Monsanto, changing the temperature and applying a constant amplitude input signal with a frequency 100 cycles per minute, and the minimum torque value is defined as viscosity (assigned pressure: 0.59 MPa; holding pressure: 0.78 MPa; closing pressure: 0.78 MPa; amplitude angle: ± 5 °).
Формируют протектор (слой пенорезины) для шины с использованием вышеописанной резиновой смеси, а затем изготавливают радиальную шину для легкового автомобиля, которая по результатам тестирования имеет размер шины 185/70R13, в соответствии с обычными условиями производства.A tread (foam rubber layer) is formed for the tire using the above-described rubber composition, and then a radial tire for a passenger car is made, which, according to the test results, has a tire size of 185 / 70R13, in accordance with normal manufacturing conditions.
Технологичность резиновой смеси и рабочую характеристику на льду оценивают соответственно нижеследующими способами.The manufacturability of the rubber compound and the performance on ice are evaluated respectively by the following methods.
Рабочая характеристика на льдуPerformance on ice
Тестируемую шину устанавливают на каждое из четырех колес легкового автомобиля с объемом двигателя 1600 кубических сантиметров, а потом осуществляют торможение на обледеневшей дороге при температуре -1°С, чтобы оценить рабочую характеристику на льду, представляемую нижеследующим уравнением, при условии, что шина, соответствующая сравнительному примеру 1, является контрольной шиной.The test tire is installed on each of the four wheels of a passenger car with an engine capacity of 1600 cubic centimeters, and then braking on an icy road at a temperature of -1 ° C to evaluate the performance on ice represented by the following equation, provided that the tire corresponding to the comparative Example 1 is a control bus.
Рабочая характеристика на льду = (тормозной путь контрольной шины/тормозной путь шины, не являющейся контрольной шиной) × 100.Performance on ice = (stopping distance of the control tire / stopping distance of the tire other than the control tire) × 100.
ТехнологичностьManufacturability
Технологичность, связанную с экструдированной поверхностью, оценивают, измеряя шероховатость поверхности резины после экструзии с помощью прибора для измерения шероховатости поверхности. Когда шероховатость поверхности (Ra) не превышает 50 мкм, обрабатываемость считается приемлемой (символ: О).The processability associated with the extruded surface is evaluated by measuring the surface roughness of the rubber after extrusion using a surface roughness measuring device. When the surface roughness (Ra) does not exceed 50 μm, machinability is considered acceptable (symbol: O).
Результаты изменения представлены в таблицах 1 и 2.The results of the changes are presented in tables 1 and 2.
Как видно из результатов, приведенных в таблицах 1 и 2, смеси из примеров 1-5 превосходны и по рабочей характеристике на льду и по технологичности. Как показано в сравнительных примерах 1-5, шины, снабженные слоем пенорезины, не содержащим органическое волокно, содержащее микрочастицы, демонстрируют неудовлетворительную технологичность. Как показано в сравнительных примерах 6-9, когда смешиваемые количества основных ингредиентов, таких как натуральный каучук, полибутадиеновый каучук, углеродная сажа, кремнезем и т.п., находятся вне адекватных диапазонов, нельзя получить приемлемое улучшение рабочей характеристики на льду. Как показано в сравнительных примерах 10-13, когда соотношение органических волокон (а), не содержащих микрочастицы, и органических волокон (б), содержащих микрочастицы, находится вне приемлемого диапазона, нельзя улучшить ни рабочую характеристику на льду, ни технологичность.As can be seen from the results shown in tables 1 and 2, the mixtures of examples 1-5 are excellent in both performance on ice and manufacturability. As shown in comparative examples 1-5, tires provided with a foam rubber layer not containing organic fiber containing microparticles exhibit poor processability. As shown in comparative examples 6-9, when the mixed amounts of the main ingredients, such as natural rubber, polybutadiene rubber, carbon black, silica and the like, are outside the adequate ranges, an acceptable improvement in performance on ice cannot be obtained. As shown in comparative examples 10-13, when the ratio of organic fibers (a) containing no microparticles and organic fibers (b) containing microparticles is outside the acceptable range, neither the performance on ice nor the processability can be improved.
В шине, соответствующей изобретению, органические волокна (а), не содержащие микрочастицы, и органические волокна (б), содержащие микрочастицы, входят в состав смеси в некотором заданном соотношении смешивания, вследствие чего можно решить различные вышеупомянутые проблемы, присущие обычной технологии. То есть пытаясь реализовать предпочтительное применение органических волокон, содержащих микрочастицы, улучшают удобство и простоту использования на заводе, и при этом также можно создать шины, обладающие превосходной рабочей характеристикой на льду (рабочей характеристикой торможения и сцепления на плоскости), в которых надежно формируются микроскопические сливные каналы, проявляющие рабочую характеристику удаления пленки воды, а также в достаточной степени проявляющие краевой эффект и/или эффект шипов.In the tire according to the invention, the microparticle-free organic fibers (a) and the microparticles (b) organic fibers are included in the mixture in a predetermined mixing ratio, whereby various of the above-mentioned problems inherent in conventional technology can be solved. That is, trying to realize the preferred use of organic fibers containing microparticles improves the convenience and ease of use at the plant, and you can also create tires with excellent performance on ice (performance characteristics of braking and traction on a plane) in which microscopic drainage is reliably formed channels exhibiting a performance characteristic of removing a film of water, as well as sufficiently exhibiting an edge effect and / or spike effect.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003-200,417 | 2003-07-23 | ||
JP2003200417A JP5030367B2 (en) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | tire |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004122583A RU2004122583A (en) | 2006-01-27 |
RU2279988C2 true RU2279988C2 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=34260831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004122583/04A RU2279988C2 (en) | 2003-07-23 | 2004-07-22 | Tire |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5030367B2 (en) |
RU (1) | RU2279988C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470960C2 (en) * | 2007-05-17 | 2012-12-27 | Сумитомо Раббер Индастриз, Лтд. | Layer, clinch part and tread formed using defined rubber mixture and pneumatic tyre with said components |
RU2625390C2 (en) * | 2011-12-20 | 2017-07-13 | Пирелли Тайр С.П.А. | Snow tire |
RU2706509C1 (en) * | 2016-01-19 | 2019-11-19 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber composition and tire |
RU2708574C1 (en) * | 2016-01-19 | 2019-12-09 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber composition and tire |
CN113905898A (en) * | 2019-06-04 | 2022-01-07 | 横滨橡胶株式会社 | Pneumatic tire |
RU2801641C2 (en) * | 2017-09-15 | 2023-08-11 | Бриджстоун Юроп Нв/Са | Pneumatic tire including a protector having a porous surface |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8807181B2 (en) | 2004-12-07 | 2014-08-19 | Bridgestone Corporation | Tire with foamed rubber layer having organic fibers and inorganic compound powder |
JP4827496B2 (en) * | 2005-11-09 | 2011-11-30 | 株式会社ブリヂストン | tire |
JPWO2008004675A1 (en) * | 2006-07-06 | 2009-12-10 | 株式会社ブリヂストン | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
US20090306269A1 (en) * | 2006-07-06 | 2009-12-10 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
JP2008120937A (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Bridgestone Corp | Rubber composition for tire tread |
JP5363739B2 (en) * | 2008-01-28 | 2013-12-11 | 株式会社ブリヂストン | tire |
JP5409188B2 (en) * | 2009-08-18 | 2014-02-05 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for studless tire and studless tire |
JP5363538B2 (en) | 2011-07-27 | 2013-12-11 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for studless tire and studless tire |
JP5993876B2 (en) * | 2011-12-26 | 2016-09-14 | 株式会社ブリヂストン | Vulcanized rubber, method for producing the same, and tire |
CN106317520A (en) * | 2012-02-24 | 2017-01-11 | 株式会社可乐丽 | Rubber composition and tire |
JP6130710B2 (en) | 2013-04-16 | 2017-05-17 | 株式会社ブリヂストン | tire |
US10378652B2 (en) | 2014-08-20 | 2019-08-13 | Vacuworx Global, LLC | Seal for a vacuum material lifter |
-
2003
- 2003-07-23 JP JP2003200417A patent/JP5030367B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-07-22 RU RU2004122583/04A patent/RU2279988C2/en active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470960C2 (en) * | 2007-05-17 | 2012-12-27 | Сумитомо Раббер Индастриз, Лтд. | Layer, clinch part and tread formed using defined rubber mixture and pneumatic tyre with said components |
RU2625390C2 (en) * | 2011-12-20 | 2017-07-13 | Пирелли Тайр С.П.А. | Snow tire |
RU2706509C1 (en) * | 2016-01-19 | 2019-11-19 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber composition and tire |
RU2708574C1 (en) * | 2016-01-19 | 2019-12-09 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber composition and tire |
US10611899B2 (en) | 2016-01-19 | 2020-04-07 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and tire |
US10711121B2 (en) | 2016-01-19 | 2020-07-14 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and tire |
RU2801641C2 (en) * | 2017-09-15 | 2023-08-11 | Бриджстоун Юроп Нв/Са | Pneumatic tire including a protector having a porous surface |
CN113905898A (en) * | 2019-06-04 | 2022-01-07 | 横滨橡胶株式会社 | Pneumatic tire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004122583A (en) | 2006-01-27 |
JP2005041924A (en) | 2005-02-17 |
JP5030367B2 (en) | 2012-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2279988C2 (en) | Tire | |
JP4884235B2 (en) | tire | |
JP4827496B2 (en) | tire | |
US6427738B1 (en) | Tire and vulcanized rubber including elongated cells | |
RU2471826C2 (en) | Rubber composition and pneumatic tyre | |
JP5571921B2 (en) | Rubber composition for snow tire tread and pneumatic snow tire | |
JP6097750B2 (en) | tire | |
JP4521084B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JPS6389547A (en) | Expanded rubber composition | |
JP2019019202A (en) | Rubber member and method for producing the same, and tire | |
JP2008150519A (en) | Rubber composition and pneumatic tire using same | |
JP3766183B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JP4679173B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JP4605976B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber, and tire | |
JP4750235B2 (en) | Vulcanized rubber and tires | |
JP2002127714A (en) | Heavy-duty studless tire | |
JP5363739B2 (en) | tire | |
JP4694659B2 (en) | Rubber composition for tire, vulcanized rubber for tire and tire | |
JP2008169264A (en) | Rubber composition and pneumatic tire using the same | |
JP2018021109A (en) | Rubber member and method for producing the same, and tire | |
JP3904680B2 (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire | |
JP2005060478A (en) | Rubber composition, its vulcanizate, and tire using the same | |
JP2006274136A (en) | Pneumatic tire | |
JP3851421B2 (en) | Method for producing rubber composition | |
JPH1160814A (en) | Rubber composition, vulcanized rubber and tire |