RU2470960C2 - Слой, обжимная часть и протектор, сформированные с использованием определенной резиновой смеси, и пневматическая шина с этими элементами - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к материалам для элементов пневматической шины и к пневматической шине. Резиновая смесь для элемента шины, такого как слой, обжимная часть или протектор, включает 100 мас.ч. натурального каучука и/или модифицированного натурального каучука, 25-80 мас.ч. диоксида кремния, имеющего удельную площадь по БЭТ не более 150 м²/г, 1-4 мас.ч. сажи, вулканизирующие агенты и ускорители вулканизации. Резиновая смесь для элементов шины имеет хорошую перерабатываемость в производстве и пониженные гистерезисные потери для слоя шины, обеспечивает одновременное сохранение физических характеристик - жесткости, твердости и механической прочности для обжимной части и протектора, при этом при изготовлении расходуются пониженные количества используемых материалов из нефтяных ресурсов. 7 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 14 пр.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к материалам для элементов пневматической шины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к слою, обжимной части и протектору, сформированным из определенной резиновой смеси, а также к пневматической шине, содержащей эти элементы.

Уровень техники

В последние годы экологическим проблемам придают большое значение, и ужесточаются ограничения на выброс СO₂. Кроме того, нефтяные ресурсы ограничены, и существует возможность, что в будущем поставка материалов, полученных из нефтяных ресурсов, таких как сажа, может быть затруднена. К тому же, поскольку количество поставок таких материалов год от года уменьшается, ожидается резкий рост цен на сырую нефть. Поэтому существует настоятельная потребность в замещении материалов, полученных из нефтяных ресурсов, на материалы, полученные из ресурсов, отличных от нефтяных.

В общем, что касается промышленно выпускаемых шин, больше половины всей массы этих шин состоит из материалов, полученных из нефтяных ресурсов. Например, обычные шины для легковых автомобилей содержат примерно 20 мас.% синтетического каучука, примерно 20 мас.% сажи, мягчитель, синтетические волокна и подобные материалы; таким образом не менее примерно 50 мас.% всей шины состоит из материалов, полученных из нефтяных ресурсов. Следовательно, существует настоятельная потребность в разработке резины для шин, в которой использованы материалы, полученные из природных ресурсов, и удовлетворяющей требуемым характеристикам, которые являются такими же или более жесткими, чем характеристики шин, полученных с использованием материалов из нефтяных ресурсов.

Однако даже в том случае, когда в качестве слоя в шине используют материал, полученный из природных ресурсов, необходимо, чтобы используемая для шин резиновая смесь удовлетворяла основным рабочим характеристикам, зависящим от элемента, в котором ее применяют; например, для резины слоя, образующего шину, необходимо уменьшение гистерезисных потерь, а также чтобы она обеспечивала хорошую адгезию между кордом слоя и резиновой смесью.

Вместо использования сажи в качестве основного усиливающего агента, предложена смесь, в которой в качестве основного усиливающего агента используется диоксид кремния, однако добавление диоксида кремния может вызывать ухудшение перерабатываемости ввиду увеличения вязкости по Муни после приготовления резиновой смеси. Также предложен способ, в котором дополнительно используют технологическую добавку на основе поверхностно-активного вещества или подобного вещества так, чтобы уменьшить вязкость по Муни; однако другая проблема состоит в том, что такая технологическая добавка также получена из нефтяных ресурсов.

Кроме того, на каждом участке трения с ободом пневматической шины расположена резина обжимной части. Функции резины обжимной части заключаются в передаче движущей силы от обода к шине при движении и в том, чтобы она выдерживала нагрузку шины. Поэтому для резины обжимной части необходима высокая твердость и повышенное сопротивление тепловому старению. Более того, с целью уменьшения абразивного износа, который возникает из-за фрикционного контакта с ободом, вызываемого повторяющейся деформацией шины при движении, необходимо также, чтобы резина обжимной части обладала заданным сопротивлением абразивному износу. Кроме того, поскольку физические характеристики, такие как жесткость, твердость и механическая прочность резины обжимной части, оказывают большое влияние на стабильность вождения при движении, эти характеристики должны находиться в соответствующем диапазоне.

Примеры резиновой смеси с улучшенной перерабатываемостью резины обжимной части включают резиновую смесь, которая содержит синтетический полиизопреновый каучук с заданным содержанием звеньев с цис-1,4-конфигурацией и вязкостью по Муни ML₁₊₄ (100°C) и натуральный каучук, а также натуральный каучук, модифицированный так, чтобы он имел общее содержание азота от 0,12 до 0,30 мас.%, что получают путем депротеинизации натурального каучукового латекса, и резиновую смесь, в которой использован такой натуральный каучук. Однако в вышеупомянутых технологиях трудно уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, а также достичь как физических характеристик, требуемых для резины обжимной части, так и перерабатываемости при ее изготовлении.

Даже в том случае, когда в качестве резины протектора используют материал, полученный из природных ресурсов, используемая для шин резина должна удовлетворять основным рабочим характеристикам, зависящим от элемента, в котором ее применяют, например, резина протектора, формирующая протектор шины, должна обеспечивать хорошую характеристику сцепления с дорожным покрытием при снижении сопротивления качению шины.

В попытке уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, а также подавить увеличение сопротивления качению шины, вызванное гистерезисными потерями в резине из-за выделения тепла при движении, более конкретно, увеличением тангенса угла потерь (tan δ), чтобы обеспечить низкий расход топлива, было предложено вместо добавления большого количества сажи в качестве наполнителя добавлять диоксид кремния. Даже путем добавления диоксида кремния можно получать резиновую смесь, которая обеспечивает получение резины, имеющей сравнительно хорошую долговечность, однако при введении диоксида кремния возникают другие проблемы, связанные с ухудшением перерабатываемости ввиду увеличения вязкости при приготовлении резиновой смеси. Также предложен способ, в котором для улучшения перерабатываемости используют технологическую добавку на основе поверхностно-активного вещества или подобного вещества для диоксида кремния, однако другая проблема состоит в том, что такую технологическую добавку также получают из нефтяных ресурсов.

В качестве резиновой смеси, в которую вводят диоксид кремния, в опубликованном патенте Японии №2006-249147 (патентный документ 1) предложена резиновая смесь для применения во внутренней прокладке, которая содержит не менее 30 массовых частей диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ менее 150 м²/г, и не более 5 массовых частей сажи на 100 массовых частей каучукового компонента, приготовленного из натурального каучука. Однако целью этой технологии является улучшение сопротивления качению внутренней прокладки, и в данном патентном документе отсутствуют сведения, касающиеся резины слоя, обжимной части и протектора, выполненных из этой резиновой смеси, а также касающиеся требуемых рабочих характеристик для этих элементов.

Кроме того, в опубликованном патенте Японии №2006-143821 (патентный документ 2) предложена пневматическая шина, в которой по меньшей мере в одном из таких элементов, как каркас, усиливающий слой борта, усиливающий слой боковины и брекерный пояс, покровная резина, которой покрывают стальной корд, выполнена из покровной резиновой смеси, которая содержит 100 массовых частей каучука на основе диена, от 30 до 80 массовых частей диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности, измеренную по адсорбции азота, от не менее 70 м²/г до не более 150 м²/г, от 1 до 15 массовых частей силанового связующего агента и органическую соль кобальта. Однако эта технология относится к технологии, используемой для покрытия стального корда, и в патентном документе отсутствуют сведения, касающиеся резиновой смеси, подходящей для покрытия корда, изготовленного из материала, отличного от стали, а также касающиеся рабочих характеристик, требуемых от резиновой смеси.

Патентный документ 1: опубликованный японский патент №2006-249147

Патентный документ 2: опубликованный японский патент №2006-143821

Сущность изобретения

Задачи, решаемые изобретением

Целью настоящего изобретения является слой, который обеспечивает улучшенную перерабатываемость в ходе его изготовления и пониженные гистерезисные потери, обжимная часть, в которой можно достичь как хороших физических характеристик, таких как жесткость, твердость и механическая прочность, так и улучшенной перерабатываемости, и протектор, который имеет высокую жесткость при пониженных гистерезисных потерях и улучшенную перерабатываемость при его изготовлении, наряду с уменьшением объема использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, а также пневматическая шина с этими элементами.

Для решения указанных выше проблем целью настоящего изобретения также является создание слоя, в котором может быть уменьшен объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и который имеет превосходную перерабатываемость при его изготовлении, при пониженных гистерезисных потерях, а также пневматической шины с использованием такого слоя.

Для решения указанных выше проблем целью настоящего изобретения также является создание обжимной части, в которой может быть уменьшен объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и можно достичь как хороших физических характеристик, таких как жесткость, твердость и механическая прочность, так и улучшенной перерабатываемости, а также пневматической шины, в которой используют такую обжимную часть.

Для решения указанных выше проблем целью настоящего изобретения также является создание протектора, в котором может быть уменьшен объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и который имеет высокую жесткость при пониженных гистерезисных потерях и улучшенную перерабатываемость при его изготовлении, и пневматической шины с использованием такого протектора, обладающей повышенной долговечностью и улучшенным сопротивлением качению.

Средства решения задач изобретения

В настоящем изобретении предложены слой, обжимная часть или протектор, выполненные из резиновой смеси, которая включает 100 массовых частей каучукового компонента, содержащего один или оба каучука, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука, и от 25 до 80 массовых частей диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, а также пневматическую шину, содержащую эти элементы.

Кроме того, в настоящем изобретении предложен слой, выполненный из резиновой смеси, которая включает от 30 до 70 массовых частей диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, и не более 5 массовых частей сажи на 100 массовых частей каучукового компонента, причем каучуковый компонент содержит один или оба каучука, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука

В настоящем изобретении также предложена пневматическая шина, содержащая слой, в качестве которого используют вышеупомянутый слой.

Кроме того, в настоящем изобретении предложена обжимная часть, выполненная из резиновой смеси, которая включает каучуковый компонент и от 40 до 80 массовых частей диоксида кремния на 100 массовых частей каучукового компонента, где диоксид кремния имеет удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, а каучуковый компонент содержит от 20 до 100 мас.% натурального каучукового компонента, состоящего из одного или из обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука.

Обжимная часть согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать не более 5 массовых частей сажи на 100 массовых частей каучукового компонента.

В обжимной части согласно настоящему изобретению каучуковый компонент может предпочтительно состоять из натурального каучукового компонента.

В настоящем изобретении также предложена пневматическая шина, содержащая любую обжимную часть из упомянутых выше.

В настоящем изобретении предложен протектор, выполненный из резиновой смеси, которая включает 100 массовых частей каучукового компонента, от 25 до 60 массовых частей диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, и 5 массовых частей или менее сажи, где каучуковый компонент состоит из одного или из обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука.

В протекторе согласно настоящему изобретению модифицированный натуральный каучук предпочтительно приготовлен в виде эпоксидированного натурального каучука.

В настоящем изобретении также предложена пневматическая шина, в которой любые вышеупомянутые протекторы образуют по меньшей мере одну часть участка протектора.

В пневматической шине по настоящему изобретению участок протектора включает беговую дорожку протектора и подканавочный слой протектора, и подканавочный слой протектора может быть выполнен из протектора согласно настоящему изобретению.

Технические эффекты изобретения

Настоящее изобретение дает возможность обеспечить слой, в котором можно уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и который имеет превосходную перерабатываемость при его изготовлении, с пониженными гистерезисными потерями, и пневматическую шину, в которой используют такой слой.

Настоящее изобретение дает возможность обеспечить обжимную часть, в которой можно уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и в которой достигают как хороших физических характеристик, таких как жесткость, твердость и механическая прочность, так и улучшенной перерабатываемости, и пневматическую шину, в которой используют такую обжимную часть.

Настоящее изобретение дает возможность обеспечить протектор, в котором можно уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и который имеет высокую жесткость с пониженными гистерезисными потерями и улучшенную перерабатываемость при его изготовлении, и пневматическую шину, в которой используют такой протектор, которая обладает улучшенными характеристиками долговечности и сопротивления качению.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой сечение, на котором показана половина пневматической шины согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой сечение, на котором показана половина пневматической шины согласно настоящему изобретению.

Описание ссылочных обозначений

1 - шина, 2 - протектор, 2а - беговая дорожка протектора, 2b - подканавочный слой протектора, 3 - боковина, 4 - борт, 5 - бортовое кольцо, 6 - каркас, 6а - слой каркаса, 7 - брекерный пояс, 7а - слой брекерного пояса, 8 - резина наполнителя борта, 9 - резина внутренней прокладки, 3G - резина боковины, 4G - резина обжимной части.

Наилучшие формы осуществления изобретения

В слое согласно изобретению путем снижения добавляемого количества сажи до сравнительно небольшого количества, а также путем использования в сочетании заданного количества диоксида кремния, имеющего небольшую удельную площадь поверхности по БЭТ, получают слой, имеющий превосходную перерабатываемость при его изготовлении и пониженные гистерезисные потери. Снижение гистерезисных потерь слоя вносит вклад в уменьшение сопротивление качению пневматической шины.

Более того, в настоящем изобретении используют каучуковый компонент, состоящий по меньшей мере из одного или обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука, и количество используемой сажи уменьшают до небольшого количества, так что может быть снижен объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов.

Обжимная часть согласно изобретению выполнена из каучукового компонента и от 40 до 80 массовых частей диоксида кремния на 100 массовых частей каучукового компонента. Здесь диоксид кремния, вводимый согласно изобретению, имеет удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, а каучуковый компонент, используемый в настоящем изобретении, содержит от 20 до 100 мас.% натурального каучукового компонента, состоящего по меньшей мере из одного либо из обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука (далее называемого здесь просто «натуральный каучуковый компонент»).

Протектор согласно изобретению выполнен из резиновой смеси, которая включает 100 массовых частей каучукового компонента, от 25 до 60 массовых частей диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, и не более 5 массовых частей сажи, и каучуковый компонент состоит по меньшей мере из одного либо из обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука.

Каучуковый компонент

Каучуковый компонент, который используют в настоящем изобретении, содержит натуральный каучуковый компонент, изготовленный по меньшей мере из одного или обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука (НК) и модифицированного натурального каучука. Каучуковый компонент можно предпочтительно приготовить в виде натурального каучукового компонента.

В качестве натурального каучука, среди обычно используемых в резиновой промышленности видов, можно использовать один из этих видов или в сочетании два или более из этих видов, например, можно использовать натуральные каучуки таких марок, как RSS#3 или TSR.

В качестве модифицированного натурального каучука из эпоксидированных натуральных каучуков (ЭНК) и гидрированных натуральных каучуков можно использовать, например, один из этих видов или же можно использовать в сочетании два или более из этих видов. В настоящем изобретении, с точки зрения легкости достижения как эффекта уменьшения объема использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, так и превосходных физических свойств, в качестве модифицированного натурального каучука предпочтительно используют эпоксидированный натуральный каучук (ЭНК).

Эпоксидированный натуральный каучук представляет собой один из видов модифицированных натуральных каучуков, в котором ненасыщенные двойные связи натурального каучука эпоксидированы, и благодаря эпоксигруппе, которая является полярной группой, возрастает молекулярная когезия. По этой причине эпоксидированный натуральный каучук имеет более высокую температуру стеклования (T_g), чем у натурального каучука, и обладает превосходной механической прочностью и сопротивлением истиранию. В частности, в случае, когда в резиновую смесь вводят диоксид кремния, становится возможным обеспечить такие высокие характеристики механической прочности и сопротивления истиранию, как и у резиновой смеси, в которую введена сажа, благодаря взаимодействию между силанольной группой на поверхности диоксида кремния и эпоксигруппой эпоксидированного натурального каучука.

В качестве эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) можно использовать промышленно выпускаемые каучуки или можно использовать каучуки, полученные эпоксидированием натурального каучука (НК). Способ эпоксидирования натурального каучука (НК) особым образом не ограничен, и, например, можно использовать хлоргидриновый способ, способ прямого окисления, способ с использованием перекиси водорода, способ с использованием алкилгидропероксида и способ с использованием пероксида. В качестве способа с использованием пероксида можно использовать, например, способ, в котором, например, проводят реакцию эмульсии натурального каучука с органической перкислотой, такой как перуксусная кислота или пермуравьиная кислота, служащей эпоксидирующим агентом.

Кроме того, степенью эпоксидирования называют число эпоксидированных двойных связей между атомами углерода в натуральном каучуке по отношению к общему числу двойных связей в натуральном каучуке до процесса эпоксидирования, и эту степень определяют, используя, например, титриметрический анализ или анализ методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

В слое согласно изобретению степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука предпочтительно задают на уровне не менее 5%, более предпочтительно не менее 10%. В случае, когда степень эпоксидирования составляет менее 5%, поскольку температура стеклования каучукового компонента является низкой, твердость и жесткость слоя являются низкими, и механическая прочность понижена. С другой стороны, степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука предпочтительно выбирают не более 65%, более предпочтительно не более 60%. В случае, когда степень эпоксидирования превышает 65%, слой становится слишком твердым, что вызывает снижение механической прочности. В качестве эпоксидированного натурального каучука обычно можно использовать эпоксидированный натуральный каучук, имеющий степень эпоксидирования 25%, или эпоксидированный натуральный каучук, имеющий степень эпоксидирования 50%.

В слое согласно изобретению содержание натурального каучука в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не менее 50 мас.%, более предпочтительно не менее 60 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука составляет менее 50 мас.%, твердость резины становится слишком высокой, что вызывает снижение механической прочности. С другой стороны, содержание натурального каучука в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не более 90 мас.%, более предпочтительно не более 80 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука превышает 90 мас.%, твердость резины становится меньше, что приводит к уменьшению механической прочности.

В слое согласно изобретению содержание эпоксидированного натурального каучука в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не менее 10 мас.%, более предпочтительно не менее 20 мас.%. В случае, когда содержание эпоксидированного натурального каучука составляет менее 10 мас.%, твердость и жесткость резины в слое понижены, что приводит к снижению механической прочности. С другой стороны, содержание эпоксидированного натурального каучука в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не более 50 мас.%, более предпочтительно не более 40 мас.%. В случае, когда содержание эпоксидированного натурального каучука превышает 50 мас.%, твердость и жесткость резины в слое становятся слишком высокими, что приводит к тому, что механическая прочность слоя, наоборот, понижается.

В обжимной части согласно изобретению степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не менее 5 мол.%, более предпочтительно не менее 10 мол.%. В случае, когда степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) составляет менее 5 мол.%, поскольку температура стеклования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) является низкой, и следовательно, твердость резины обжимной части является низкой, это приводит к тому, что пневматическая шина, в которой используют данную обжимную часть в качестве резины обжимной части, имеет пониженные характеристики долговечности и сопротивления усталости материала. Более того, степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбираают не более 60 мол.%, более предпочтительно не более 50 мол.%. В случае, когда степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) превышает 60 мол.%, обжимная часть становится слишком твердой, что вызывает снижение механической прочности. В качестве эпоксидированного натурального каучука обычно можно использовать, например, эпоксидированный натуральный каучук (ЭНК), имеющий степень эпоксидирования 25 мол.%, или эпоксидированный натуральный каучук, имеющий степень эпоксидирования 50 мол.%.

В обжимной части согласно изобретению содержание натурального каучукового компонента в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не менее 20 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука составляет менее 20 мас.%, в достаточной степени не достигают эффекта уменьшения количества используемых материалов, полученных из нефтяных ресурсов. Более того, содержание натурального каучука предпочтительно выбирают не менее 40 мас.%, более предпочтительно, не менее 50 мас.%. С точки зрения повышения эффекта уменьшения количества используемых материалов, полученных из нефтяных ресурсов, содержание натурального каучукового компонента предпочтительно выбирают равным 100 мас.%, однако, например, можно выбрать это содержание не более 80 мас.% или даже не более 70 мас.%, а в качестве остальной части каучукового компонента можно вводить каучуки, отличные от натурального каучукового компонента.

В дополнение к натуральному каучуковому компоненту, определенному как описано выше, каучуковый компонент согласно изобретению может содержать в качестве каучука, полученного из ресурсов, отличных от нефтяных ресурсов, например, модифицированный натуральный каучук, такой как гидрированный натуральный каучук.

Более того, в обжимной части согласно изобретению каучуковый компонент может содержать каучуки, полученные из нефтяных ресурсов, в таком диапазоне, чтобы не ослаблять эффекты настоящего изобретения. Примеры каучуков, полученных из нефтяных ресурсов, включают: бутадиенстирольный каучук (БСК), бутадиеновый каучук (БДК), изопренстирольный сополимерный каучук, изопреновый каучук (ИК), бутилкаучук (БК), хлоропреновый каучук (ХПК), акрилонитрил-бутадиеновый каучук (БНК), галогенированный бутиловый каучук (ГБК) и галогенированный сополимер изобутилена и п-метилстирола. Из этих каучуков, с точки зрения обеспечения высокой твердости в обжимной части и придания пневматической шине особенно хороших характеристик долговечности и сопротивления усталости, предпочтительно используют БСК, БДК и ИК.

В обжимной части согласно изобретению предпочтительно выбирают содержание натурального каучука (НК) в каучуковом компоненте не менее 30 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука (НК) составляет менее 30 мас.%, механическая прочность обжимной части понижена. Содержание натурального каучука (НК) предпочтительно выбирают не менее 40 мас.%, более предпочтительно не менее 50 мас.%. Более того, содержание натурального каучука (НК) в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не более 80 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука превышает 80 мас.%, сопротивление обжимной части истиранию понижено. Содержание натурального каучука (НК) предпочтительно выбирают не более 70 мас.%, более предпочтительно не более 60 мас.%.

Содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не менее 20 мас.%. В случае, когда содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) составляет менее 20 мас.%, эффект улучшения сопротивления истиранию уменьшается. Содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не менее 25 мас.%, более предпочтительно, не менее 30 мас.%. Более того, содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) в каучуковом компоненте выбирают не более 70 мас.%. В случае, когда содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) превышает 70 мас.%, поскольку твердость резины становится слишком высокой, механическая прочность обжимной части понижена. Содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не более 65 мас.%, более предпочтительно, не более 60 мас.%.

В протекторе по настоящему изобретению степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не менее 5 мол.%, более предпочтительно, не менее 10 мол.%. В случае, когда степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) составляет менее 5 мол.%, температура стеклования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) является низкой, следовательно, твердость резины протектора низка, что приводит к тому, что пневматическая шина, в которой используют данный протектор в качестве резины протектора, имеет пониженные характеристики долговечности и сопротивления усталости. Более того, степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не более 60 мол.%, более предпочтительно, не более 50 мол.%. В случае, когда степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) превышает 60 мол.%, протектор становится слишком твердым, что вызывает снижение механической прочности. В качестве эпоксидированного натурального каучука обычно можно использовать, например, эпоксидированный натуральный каучук (ЭНК), имеющий степень эпоксидирования 25 мол.%, или эпоксидированный натуральный каучук, имеющий степень эпоксидирования 50 мол.%.

В протекторе согласно изобретению содержание натурального каучука (НК) в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не менее 30 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука (НК) составляет менее 30 мас.%, механическая прочность протектора понижена. Содержание натурального каучука (НК) предпочтительно выбирают не менее 40 мас.%, более предпочтительно не менее 50 мас.%. Более того, содержание натурального каучука (НК) в каучуковом компоненте предпочтительно устанавливают не более 80 мас.%. В случае, когда содержание натурального каучука превышает 80 мас.%, сопротивление абразивному износу протектора понижено. Содержание натурального каучука (НК) предпочтительно выбирают не более 70 мас.%, более предпочтительно не более 60 мас.%.

В протекторе согласно изобретению, когда модифицированный натуральный каучук приготавливают в виде эпоксидированного натурального каучука, предпочтительно выбирают содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) в каучуковом компоненте не менее 20 мас.%. В случае, когда содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) составляет менее 20 мас.%, эффект улучшения сопротивления абразивному износу уменьшается. Содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не менее 25 мас.%, более предпочтительно не менее 30 мас.%. Более того, содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) в каучуковом компоненте предпочтительно выбирают не более 70 мас.%. В случае, когда содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) превышает 70 мас.%, так как твердость резины становится слишком высокой, механическая прочность протектора уменьшается. Содержание эпоксидированного натурального каучука (ЭНК) предпочтительно выбирают не более 65 мас.%, более предпочтительно не более 60 мас.%.

В настоящем изобретении часть натурального каучука или весь натуральный каучук (НК) можно приготовить в виде депротеинизированного натурального каучука (ДПНК), или часть модифицированного натурального каучука, или весь модифицированный натуральный каучук (НК) можно приготовить в виде модифицированного каучука из депротеинизированного натурального каучука (ДПНК).

Диоксид кремния

Слой согласно изобретению содержит диоксид кремния, имеющий удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г. Когда удельная площадь поверхности по БЭТ диоксида кремния превышает 150 м²/г, при изготовлении резиновой смеси для слоя возрастает вязкость, что вызывает ухудшение перерабатываемости. Удельную площадь поверхности по БЭТ диоксида кремния более предпочтительно выбирают не более 130 м²/г. Здесь, в случае, когда удельная площадь поверхности по БЭТ диоксида кремния составляет менее 70 м²/г, твердость слоя понижается, что приводит к пониженной механической прочности, поэтому удельную площадь поверхности по БЭТ предпочтительно выбирают не менее 70 м²/г, более предпочтительно не менее 90 м²/г.

В слое согласно изобретению, когда используют в сочетании два или более вида диоксида кремния, имеющих различные удельные площади поверхности по БЭТ, среднечисленное значение удельной площади поверхности по БЭТ в диоксиде кремния в целом составляет не более 150 м²/г.

Вводимое количество диоксида кремния на 100 массовых частей каучукового компонента выбирают равным от 30 до 70 массовых частей. Когда вводимое количество диоксида кремния составляет менее 30 массовых частей, не получают достаточный усиливающий эффект в слое, а когда вводимое количество превышает 70 массовых частей, перерабатываемость резиновой смеси для слоя ухудшается при увеличении гистерезисных потерь. Вводимое количество диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 40 массовых частей, а также не более 60 массовых частей.

Обжимная часть протектора согласно изобретению содержит диоксид кремния, имеющий удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г. Когда в нее вводят диоксид кремния, можно получить эффект усиливающего агента для улучшения механической прочности резины и эффект уменьшения гистерезисных потерь. Более того, поскольку диоксид кремния получен из материалов, отличных от нефтяных ресурсов, становится возможным уменьшить количество используемых в резиновой смеси материалов, полученных из нефтяных ресурсов, по сравнению со смесью, в которой в качестве основных усиливающих агентов вводят усиливающие агенты, полученные из нефтяных ресурсов, такие как сажа. Однако при введении диоксида кремния вязкость по Муни невулканизированной резиновой смеси во время производства резиновой смеси быстро возрастает, что затрудняет поддержание требуемой перерабатываемости в большинстве случаев по сравнению со смесью, в которую в качестве основных усиливающих агентов вводят такие усиливающие агенты, как сажа.

В обжимной части или протекторе согласно изобретению, путем подбора удельной площади поверхности по БЭТ диоксида кремния не более 150 м²/г уменьшают объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и путем уменьшения вязкости по Муни невулканизированной резиновой смеси, при сохранении на требуемом уровне физических свойств, таких как жесткость, твердость и механическая прочность обжимной части, можно улучшить перерабатываемость. Удельную площадь поверхности по БЭТ диоксида кремния предпочтительно выбирают не более 140 м²/г, более предпочтительно не более 130 м²/г.

В обжимной части или протекторе согласно изобретению, с точки зрения улучшения перерабатываемости, предпочтительно выбирать диоксид кремния с низким значением удельной площади поверхности по БЭТ, однако в случае, когда, например, удельная площадь поверхности по БЭТ составляет менее 50 м²/г, твердость обжимной части понижается, что приводит к пониженной механической прочности. Поэтому предпочтительно выбирают удельную площадь поверхности по БЭТ диоксида кремния не менее 50 м²/г, более предпочтительно не менее 80 м²/г наиболее предпочтительно не менее 100 м²/г.

Кроме того, в обжимной части или протекторе согласно изобретению, поскольку при использовании вышеупомянутого диоксида кремния перерабатываемость улучшается, также возможно получить эффект снижения потребности в технологической добавке, полученной из нефтяных ресурсов, которую обычно используют, например, при введении диоксида кремния.

В обжимной части согласно изобретению вводимое количество диоксида кремния устанавливают от 40 до 80 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента. Когда добавляемое количество диоксида кремния в расчете на 100 массовых частей каучукового компонента составляет менее 40 массовых частей, не достигаются в достаточной мере усиливающий эффект и эффект снижения гистерезисных потерь путем добавления диоксида кремния, а когда вводимое количество превышает 80 массовых частей, не достигают хорошей перерабатываемости. Вводимое количество диоксида кремния предпочтительно выбирают не менее 45 массовых частей, более предпочтительно не менее 50 массовых частей, а также предпочтительно не более 75 массовых частей, более предпочтительно не более 70 массовых частей или менее.

В протекторе согласно изобретению вводимое количество диоксида кремния устанавливают от 25 до 60 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента. Когда вводимое количество диоксида кремния на 100 массовых частей каучукового компонента составляет менее 25 массовых частей, не достигают достаточного усиливающего эффекта и эффекта снижения гистерезисных потерь путем добавления диоксида кремния, а когда вводимое количество превышает 60 массовых частей, не достигают хорошей перерабатываемости. Вводимое количество диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 30 массовых частей, более предпочтительно не менее 35 массовых частей. Вводимое количество диоксида кремния предпочтительно составляет не более 50 массовых частей, более предпочтительно не более 45 массовых частей.

В настоящем изобретении можно использовать один вид диоксида кремния или два или более вида диоксида кремния в сочетании, и когда используют два или более вида диоксида кремния в сочетании, то удельную площадь поверхности по БЭТ находят как среднечисленное значение для диоксида кремния в целом.

Более того, используемый в настоящем изобретении диоксид кремния можно получить мокрым способом или сухим способом. Примеры предпочтительных промышленных продуктов включают "Ultrasil VN2" (удельная площадь поверхности по БЭТ 125 м²/г), выпускаемый Degussa.

Силановый связующий агент

В настоящем изобретении совместно с диоксидом кремния предпочтительно вводят силановый связующий агент. Таким образом достигают повышенного усиливающего эффекта в слое, обжимной части и протекторе согласно изобретению.

В качестве силанового связующего агента можно использовать обычные известные силановые связующие агенты, и их примеры включают: силановые связующие агенты на основе сульфида, такие как

бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид,

бис(2-триэтоксисилилэтил)тетрасульфид,

бис(4-триэтоксисилилбутил)тетрасульфид,

бис(3-триметоксисилилпропил)тетрасульфид,

бис(2-триметоксисилилэтил)тетрасульфид,

бис(4-триметоксисилилбутил)тетрасульфид,

бис(3-триэтоксисилилпропил)трисульфид,

бис(2-триэтоксисилилэтил)трисульфид,

бис(4-триэтоксисилилбутил)трисульфид,

бис(3-триметоксисилилпропил)трисульфид,

бис(2-триметоксисилилэтил)трисульфид,

бис(4-триметоксисилилбутил)трисульфид,

бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид,

бис(2-триэтоксисилилэтил)дисульфид, бис(4-триэтоксисилбутил)дисульфид,

бис(3-триметоксисилилпропил)дисульфид,

бис(2-триметоксисилилэтил)дисульфид,

бис(4-триметоксисилилбутил)дисульфид, 3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 3-триэтоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 2-триэтоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 2-триметоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,

3-триметоксисилилпропилбензотиазолилтетрасульфид,

3-триэтоксисилилпропилбензотиазолтетрасульфид и

3-триметоксисилилпропилметакрилатмоносульфид; силановые связующие агенты на основе меркаптана, такие как 3-меркаптопропилтриметоксисилан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан, 2-меркаптоэтилтриметоксисилан и 2-меркаптоэтилтриэтоксисилан; силановые связующие агенты на основе виниловых соединений, такие как винилтриэтоксисилан и винилтриметоксисилан; силановые связующие агенты на основе амина, такие как 3-аминопропилтриэтоксисилан, 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-(2-аминоэтил)аминопропилтриэтоксисилан и

3-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан; силановые связующие агенты, содержащие глицидоксигруппу, такие как γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан и γ-глицидоксипропилметилдиметоксисилан; силановые связующие агенты, содержащие нитрогруппу, такие как 3-нитропропилтриметоксисилан и 3-нитропропилтриэтоксисилан; силановые связующие агенты на основе хлора, такие как 3-хлорпропилтриметоксисилан, 3-хлорпропилтриэтоксисилан, 2-хлорэтилтриметоксисилан и 2-хлорэтилтриэтоксисилан. Можно использовать один из этих силановых связующих агентов по отдельности или можно использовать в сочетании два или более видов этих агентов.

Среди вышеупомянутых агентов, с точки зрения хорошей перерабатываемости, предпочтительно используют Si69 (бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид), Si266 (бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид) и подобные соединения, выпускаемые Degussa.

В слое согласно изобретению вводимое количество силанового связующего агента предпочтительно выбирают от 1 до 20 мас.% на 100 мас.% вводимого количества диоксида кремния. В случае, когда вводимое количество силанового связующего агента составляет менее 1 мас.%, усиливающий эффект понижен, а когда оно превышает 20 мас.%, даже при возрастании количества нельзя ожидать заметных улучшений усиливающего эффекта, и возникает проблема нерентабельности продукта из-за увеличения расходов. С точки зрения дисперсности и связующего эффекта, вводимое количество силанового связующего агента предпочтительно выбирают не менее 5 мас.%, но не более 12 мас.%.

В обжимной части согласно изобретению вводимое количество силанового связующего агента предпочтительно выбирают не менее 2 мас.%, предпочтительно не менее 3 мас.% на 100 мас.% вводимого количества диоксида кремния. В случае, когда вводимое количество силанового связующего агента составляет менее 2 мас.%, механическая прочность понижена. Более того, вводимое количество силанового связующего агента предпочтительно выбирают не более 20 мас.%, более предпочтительно не более 18 мас.%. В случае, когда вводимое количество превышает 20 мас.%, эффект улучшения перерабатываемости небольшой и возникает проблема нерентабельности продукта из-за возрастания расходов. Более того, в случае, когда вводимое количество силанового связующего агента превышает 20 мас.%, механическая прочность понижена.

В протекторе согласно изобретению вводимое количество силанового связующего агента предпочтительно выбирают не менее 2 мас.%, более предпочтительно, не менее 3 мас.% на 100 мас.% вводимого количества диоксида кремния. В случае, когда вводимое количество силанового связующего агента составляет менее 2 мас.%, механическая прочность понижена. Более того, вводимое количество силанового связующего агента предпочтительно выбирают не более 20 мас.%, более предпочтительно, не более 18 мас.%. В случае, когда вводимое количество превышает 20 мас.%, даже при увеличении количества нельзя ожидать заметных улучшений перерабатываемости, к тому же расходы возрастают, делая продукт нерентабельным. Более того, в случае, когда вводимое количество силанового связующего агента превышает 20 мас.%, механическая прочность понижена.

Сажа

В слое согласно изобретению вводимое количество сажи составляет не более 5 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента. В случае, когда вводимое количество сажи превышает 5 массовых частей, не достигают в достаточной степени эффекта уменьшения объема использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и эффекта снижения гистерезисных потерь. Более того, вводимое количество сажи предпочтительно составляет не более 4 массовых частей. Здесь, в случае, когда вводимое количество сажи составляет менее 1 массовой части, возникает необходимость в добавлении, например, большего количества диоксида кремния, чтобы сохранить механическую прочность слоя, что приводит к тому, что перерабатываемость в ходе его изготовления и способность к адгезии с кордом слоя ухудшаются, поэтому вводимое количество предпочтительно составляет не менее 1 массовой части, более предпочтительно не менее 2 массовых частей.

Примеры предпочтительных промышленных продуктов, используемых в качестве сажи для слоя согласно изобретению, включают "Showblack N330", "Showblack N351", "Showblack N550" и подобные продукты, изготовленные Cabot Japan.

Обжимная часть согласно изобретению может дополнительно содержать сажу в качестве усиливающего агента в пределах такого интервала, который не ухудшает эффекты настоящего изобретения. Путем добавления сажи придают повышенную механическую прочность обжимной части, однако, поскольку обычно сажу получают из нефтяных ресурсов, предпочтительно выбирают вводимое количество сажи не более 5 массовых частей, более предпочтительно не более 4 массовых частей, наиболее предпочтительно не более 3 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента, чтобы уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов. С другой стороны, при введении сажи, с точки зрения лучшего эффекта повышения механической прочности благодаря введению сажи, вводимое количество сажи предпочтительно выбирают не менее 1 массовой части, более предпочтительно не менее 1,5 массовых частей, наиболее предпочтительно не менее 2 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента.

Примеры предпочтительных промышленных продуктов для использования в качестве сажи для обжимной части согласно изобретению включают "Showblack N220" и подобные продукты, выпускаемые Showa Cabot.

Протектор согласно изобретению предпочтительно содержит в качестве усиливающего агента не более 5 массовых частей сажи. Хотя путем добавления сажи протектору придают повышенную механическую прочность, обычно сажу получают из нефтяных ресурсов, поэтому в случае, когда вводимое количество сажи превышает 5 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента, не достигают в достаточной степени эффекта снижения объема использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и к тому же не достигают удовлетворительного уровня снижения гистерезисных потерь в протекторе, требуемого для уменьшения сопротивления качению и, следовательно, для получения пневматической шины с низким потреблением топлива, более конкретно, снижения tan δ. Вводимое количество сажи более предпочтительно выбирают не более 4 массовых частей, более предпочтительно не более 3 массовых частей. С другой стороны, чтобы достичь как хорошей механической прочности, так и хорошей перерабатываемости при изготовлении, вводимое количество сажи предпочтительно выбирают не менее 1 массовой части, более предпочтительно не менее 1,5 массовых частей, наиболее предпочтительно не менее 2 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента.

В протекторе согласно изобретению масляное число сажи по дибутилфталату предпочтительно выбирают от 70 до 120 мл/100 г. В случае, когда масляное число сажи по дибутилфталату составляет менее 70 мл/100 г, усиливающий эффект понижается, а когда эта величина превышает 120 мл/100 г, перерабатываемость резиновой смеси протектора ухудшается. Более того, масляное число сажи по дибутилфталату предпочтительно выбирают не менее 75 мл/100 г, более предпочтительно не менее 80 мл/100 г, а также предпочтительно не более 115 мл/100 г, более предпочтительно не более 100 мл/100 г.

Примеры предпочтительных промышленных продуктов для использования в качестве сажи для протектора согласно изобретению включают "Showblack N220" и подобные продукты, выпускаемые Showa Cabot.

Другие добавки

В дополнение к вышеупомянутым компонентам, в слой, обжимную часть и протектор согласно изобретению можно вводить другие добавки, обычно используемые в резиновой промышленности, такие как вулканизирующий агент, стеариновая кислота, ускоритель вулканизации, вспомогательный ускоритель вулканизации, масло, отверждаемую смолу, воск и антиоксидант.

В качестве вулканизирующего агента можно использовать органический пероксид или вулканизирующий агент на основе серы, и примеры органического пероксида включают бензоилпероксид, дикумилпероксид, ди-трет-бутилпероксид, трет-бутилкумилпероксид, метилэтилкетонпероксид, кумолгидропероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-ди(бензоилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3 или 1,3-бис(бутилпероксипропил)бензол, ди-трет-бутилпероксидиизопропилбензол, трет-бутилпероксибензол, 2,4-дихлорбензоилпероксид, 1,1-ди-трет-бутилперокси-3,3,5-триметилсилоксан и н-бутил-4,4-ди-трет-бутилпероксивалерат. Из них предпочтительно используют дикумилпероксид, трет-бутилпероксибензол и ди-трет-бутилпероксидиизопропилбензол. Примеры вулканизирующего агента на основе серы включают серу и морфолинсульфид. Из них более предпочтительно используют серу. Можно использовать один из этих вулканизирующих агентов по отдельности, или два, или более вида из них можно использовать в сочетании. Кроме того, можно использовать серу, обработанную маслом.

В качестве ускорителя вулканизации можно применять ускоритель, содержащий по меньшей мере один из ускорителей вулканизации на основе сульфенамида, на основе тиазола, на основе тиурама, на основе тиомочевины, на основе гуанидина, на основе дитиокарбаминовой кислоты, на основе альдегидамина или на основе альдегидаммиака и на основе имидазолина или на основе ксантата. В качестве ускорителя вулканизации на основе сульфенамида можно использовать, например, такие соединения на основе сульфенамида, как ЦВС (N-циклогексил-2-бензотиазилсульфенамид), ТББС (N-трет-бутил-2-бензотиазилсульфенамид), N,N-дициклогексил-2-бензотиазилсульфенамид, N-оксидиэтилен-2-бензотиазилсульфенамид, N,N-диизопропил-2-бензотиазолсульфенамид. В качестве ускорителя вулканизации на основе тиазола можно использовать, например, такие соединения на основе тиазола, как МВТ (2-меркаптобензотиазол), MBTS (дибензотиазилдисульфид), натриевые соли, цинковые соли, медные соли и циклогексиламиновые соли 2-меркаптобензотиазола, 2-(2,4-динитрофенил)меркаптобензотиазол и 2-(2,6-диэтил-4-морфолинтио)бензотиазол. В качестве ускорителя вулканизации на основе тиурама можно использовать такие соединения на основе тиурама, как ТМТД (тетраметилтиурамдисульфид), тетраэтилтиурамдисульфид, тетраметилтиураммоносульфид, дипентаметилентиурамдисульфид, дипентаметилентиураммоносульфид, дипентаметилентиурамтетрасульфид, дипентаметилентиурамгексасульфид, тетрабутилтиурамдисульфид и пентаметилентиурамтетрасульфид. В качестве ускорителя вулканизации на основе тиомочевины можно использовать, например, такие соединения на основе тиомочевины, как тиокарбамид, диэтилтиомочевина, дибутилтиомочевина, триметилтиомочевина и диортотолилтиомочевина. В качестве ускорителя вулканизации на основе гуанидина можно использовать, например, такие соединения на основе гуанидина, как дифенилгуанидин, диортотолилгуанидин, трифенилгуанидин, ортотолилбигуанидин и дифенилгуанидинфталат. В качестве ускорителя вулканизации на основе дитиокарбаминовой кислоты можно использовать, например, такие соединения на основе дитиокарбаминовой кислоты, как этилфенилдитиокарбамат цинка, бутилфенилдитиокарбамат цинка, диметилдитиокарбамат натрия, диметилдитиокарбамат цинка, диэтилдитиокарбамат цинка, дибутилдитиокарбамат цинка, диамилдитиокарбамат цинка, дипропилдитиокарбамат цинка, комплексные соли пентаметилендитиокарбамата цинка и пиперидина, гексадецил(или октадецил)изопропилдитиокарбамат цинка, дибензилдитиокарбамат цинка, диэтилдитиокарбамат натрия, соль пентаметилендитиокарбаминовой кислоты и пиперидина, диметилдитиокарбамат селена, диэтилдитиокарбамат теллура и диамилдитиокарбамат кадмия. В качестве ускорителя вулканизации на основе альдегидамина или альдегидаммиака можно использовать, например, такие соединения на основе альдегидамина или альдегидаммиака, как продукты реакции ацетальдегида и анилина, продукты конденсации бутилальдегида и анилина, гексаметилентетрамин и продукты реакции ацетальдегида и аммиака. В качестве ускорителя вулканизации на основе имидазолина можно использовать, например, такие соединения на основе имидазолина, как 2-меркаптоимидазолин. В качестве ускорителя вулканизации на основе ксантата можно использовать, например, такие соединения на основе ксантата, как дибутилксантогенат цинка. Можно использовать один из этих ускорителей вулканизации по отдельности, или два, или более вида из них можно использовать в сочетании.

В качестве вспомогательного ускорителя вулканизации можно использовать, например, оксид цинка.

В качестве антиоксиданта можно выбрать и использовать подходящее вещество из ряда антиоксидантов на основе амина, на основе фенола, на основе имидазола, а также металлических солей карбамата.

В качестве масла можно использовать технологическое масло, растительное масло или их смесь. Примеры технологического масла включают технологическое масло на основе парафинов, технологическое масло на основе нафтенов и технологическое масло на основе ароматических соединений. Примеры растительного масла включают касторовое масло, хлопковое масло, льняное масло, рапсовое масло, соевое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, арахисовое масло, канифольное масло, хвойную смолу, хвойное масло, талловое масло, кукурузное масло, рисовое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, оливковое масло, подсолнечное масло, пальмоядровое масло, масло камелии, масло жожобы, масло австралийского ореха (макадамии), сафлоровое масло и тунговое масло.

Пневматическая шина

В настоящем изобретение также предложена пневматическая шина, содержащая вышеупомянутый слой.

На Фиг.1 представлено поперечное сечение, которое показывает половину пневматической шины согласно изобретению. Пневматическая шина 1 обычно снабжена протектором 2, парой боковин 3, которые проходят внутрь в радиальном направлении шины с обоих концов протектора 2, и бортом 4, расположенным на внутреннем крае каждой боковины 3. Эти борта 4 соединены каркасом 6, и для усиления протектора 2 с внешней стороны каркаса 6, а также с внутренней стороны протектора 2 расположен брекерный пояс 7, который обладает стягивающим эффектом.

Этот каркас 6 выполнен из одного или более листов слоев каркаса, в каждом из которых расположены корды каркаса, например, под углом от 70 до 90° по отношению к экватору СО шины, и эти слои каркаса проходят от протектора 2 до борта 4 через каждую боковину 3 и загнуты вокруг сердечника 5 борта 4 от внутренней стороны к внешней стороне в направлении оси шины, а потом сцеплены и зафиксированы.

Брекерный пояс 7 состоит из двух или более слоев брокера, в которых корды брекера расположены, например, под углом не более 40° по отношению к экватору СО шины, и соответствующие корды брекера наложены друг на друга в соответствующих различных направлениях так, чтобы они пересекались друг с другом между слоями.

Кроме того, в борте 4 расположена резина 8 наполнителя борта, которая проходит наружу от сердечника 5 борта в радиальном направлении, на внутренней стороне каркаса 6 расположена прилегающая к нему резина 9 внутренней прокладки, которая образует поверхность внутренней полости шины, и внешняя сторона каркаса 6 защищена резиной 4G обжимной части и резиной 3G боковины.

Слои, присутствующие в пневматической шине по настоящему изобретению, обычно изготавливают в качестве по меньшей мере одного из вышеупомянутых слоев каркаса или слоев брокера. Каждый слой сформирован путем покрытия кордов слоя, которые представляют собой корды, выполненные из органического волокна, например из полиэстера, нейлона или других материалов, таких как полиамид или вискоза, резиновой смесью для слоя согласно изобретению с использованием обычного известного способа.

Путем применения слоя согласно изобретению можно уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и становится возможным получить слой, в котором снижены гистерезисные потери и который обладает повышенной долговечностью. Поэтому пневматическая шина, в которой слой сформирован в качестве, например, слоев каркаса или слоев брокера, дает возможность создать так называемую «эко-шину», которая не наносит вреда окружающей среде, в которой уменьшен объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и которая имеет повышенную долговечность и уменьшенное сопротивление качению.

Пневматическую шину согласно изобретению можно получить, используя слой согласно изобретению в соответствии с обычным известным способом. Это означает, что компоненты, используемые для получения резиновой смеси для слоя согласно изобретению, смешивают, и корды слоя покрывают полученной невулканизированной резиновой смесью так, чтобы получить слой. Слой заданной формы размещают в пневматической шине и формуют в машине для формовки шин, используя обычный способ, совместно с другими элементами шины, с получением невулканизированной шины. Путем нагревания этой невулканизированной шины в вулканизаторе под давлением получают пневматическую шину согласно изобретению.

Пневматическую шину, обеспечиваемую настоящим изобретением, предпочтительно используют для различных применений, например для легковых автомобилей, грузовых автомобилей, автобусов и тяжелых грузовых автомобилей в качестве «эко-шины», которая не оказывает влияния на окружающую среду.

Более того, в настоящем изобретении также предложена пневматическая шина, снабженная вышеупомянутой обжимной частью. Ниже пневматическая шина согласно изобретению обсуждается со ссылкой на Фиг.1. Фиг.1 представляет собой схематическое поперечное сечение, демонстрирующее пример пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением. Пневматическая шина 1 снабжена протектором 2, парой боковин 3, которые проходят внутрь в радиальном направлении шины с обоих концов протектора 2, и бортом 4, расположенным на внутреннем крае каждой боковины 3. Эти борта 4 соединяет каркас 6, и для усиления протектора 2 с внешней стороны каркаса 6, а также с внутренней стороны протектора 2 расположен брекерный пояс 7, который обладает стягивающим эффектом.

Этот каркас 6 выполнен из одного или более листов слоев 6а каркаса, в которых расположены корды каркаса, например, под углом от 70 до 90° по отношению к экватору СО шины, и эти слои 6а каркаса проходят от протектора 2 до борта 4 через каждую боковину 3 и загнуты вокруг сердечника 5 борта 4 от внутренней стороны к внешней стороне в направлении оси шины, а потом сцеплены и зафиксированы.

Брекерный пояс 7 состоит из двух или более слоев 7а брокера, в которых корды брокера расположены, например, под углом не более 40° по отношению к экватору СО шины, и соответствующие корды брокера наложены друг на друга в соответствующих различных направлениях так, чтобы они пересекались друг с другом между слоями. Здесь при необходимости по меньшей мере на внешней стороне брекерного пояса 7 можно расположить слой бандажа (не показан), который используют, чтобы предотвратить выпирание двух концевых участков брекерного пояса 7, и в этом случае слой бандажа изготавливают в виде непрерывных слоев, которые образованы спиральной намоткой кордов из низкомодульного органического волокна по существу параллельно экватору СО шины.

Кроме того, в борте 4 расположена резина 8 наполнителя борта, которая проходит наружу от сердечника 5 борта в радиальном направлении, на внутренней стороне каркаса 6 расположена прилегающая к нему резина 9 внутренней прокладки, которая образует поверхность внутренней полости шины, и внешняя сторона каркаса 6 защищена резиной 4G обжимной части и резиной 3G боковины. Для резины 4G обжимной части используют обжимную часть согласно изобретению.

Фиг.1 является примером пневматической шины для легкового автомобиля, однако настоящее изобретение не ограничивается этим и предлагает пневматическую шину, которую можно применять в различных транспортных средствах, таких как легковые автомобили, грузовики, автобусы и большегрузные автомобили.

Пневматическую шину согласно изобретению можно получить, используя обжимную часть согласно изобретению в соответствии с обычно известным способом. Это означает, что резиновую смесь для обжимной части, которая содержит вышеупомянутые существенные компоненты и другие добавленные в нее компоненты, при необходимости перемешивают, перерабатывают методом экструзии, придавая ей форму обжимной части шины в невулканизированном состоянии, и формуют в машине для формовки шин, используя обычный способ, совместно с другими элементами шины с получением невулканизированной шины. Путем нагревания этой невулканизированной шины в вулканизаторе под давлением получают пневматическую шину согласно настоящему изобретению.

Пневматическая шина согласно изобретению снабжена резиной обжимной части, в которой относительное содержание компонентов, полученных из нефтяных ресурсов, уменьшено так, чтобы существенно принимать во внимание сохранение ресурсов и защиту окружающей среды, и в которой используют резиновую смесь, с которой можно достичь как хороших механических характеристик, так и улучшенной перерабатываемости; поэтому возможно создать так называемую «эко-шину», которая не оказывает влияния на окружающую среду и имеет повышенную долговечность и стабильность при вождении.

В настоящем изобретении также предложена пневматическая шина, в которой вышеупомянутый протектор образует по меньшей мере один участок протектора. В частности, протектор снабжен беговой дорожкой протектора и подканавочным слоем протектора, и подканавочный слой протектора предпочтительно образован путем использования любого из вышеупомянутых протекторов. Для пневматической шины согласно изобретению необходимо только, чтобы она была снабжена вышеупомянутым протектором, в частности подканавочным слоем протектора.

Фиг.2 представляет собой поперечное сечение, демонстрирующее левую половину пневматической шины согласно изобретению. Пневматическая шина 1 обычно снабжена протектором 2, парой боковин 3, которые проходят внутрь в радиальном направлении шины с обоих концов протектора 2, и бортом 4, расположенным на внутреннем крае каждой боковины 3. Эти борта 4 соединяет каркас 6, и для усиления протектора 2 с внешней стороны каркаса 6, а также с внутренней стороны протектора 2 расположен брекерный пояс 7, который обладает стягивающим эффектом.

Этот каркас 6 выполнен из одного или более листов слоев каркаса, в каждом из которых расположены корды каркаса, например, под углом от 70 до 90° по отношению к экватору СО шины, и эти слои каркаса проходят от протектора 2 до борта 4 через каждую боковину 3 и загнуты вокруг сердечника 5 борта 4 от внутренней стороны к внешней стороне в направлении оси шины, а потом сцеплены и зафиксированы.

Брекерный пояс 7 состоит из двух или более слоев брокера, в которых корды брокера расположены, например, под углом не более 40° по отношению к экватору СО шины, и соответствующие корды брокера наложены друг на друга в соответствующих различных направлениях так, чтобы они пересекались друг с другом между слоями.

Кроме того, в борте 4 расположена резина 8 наполнителя борта, которая проходит наружу от сердечника 5 борта в радиальном направлении, и на внутренней стороне каркаса 6 расположена прилегающая к нему резина 9 внутренней прокладки, которая образует поверхность внутренней полости шины, и внешняя сторона каркаса 6 защищена резиной 4G обжимной части и резиной 3G боковины.

Как показано на Фиг.2, пневматическая шина согласно изобретению может быть снабжена беговой дорожкой 2а протектора и подканавочным слоем 2b протектора. В этом случае подканавочный слой протектора предпочтительно формируют из протектора согласно изобретению.

Путем применения протектора согласно изобретению можно уменьшить объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, и также становится возможным сформировать участок протектора, в котором уменьшено сопротивление качению и который обладает повышенной долговечностью. В случае, когда подканавочный слой протектора образован с использованием протектора настоящего изобретения, даже если беговая дорожка протектора изношена, шина все еще может проявлять улучшенное сопротивление качению.

Пневматическую шину согласно изобретению можно получить, используя протектор настоящего изобретения в соответствии с обычно известным способом. Это означает, что резиновую смесь для протектора согласно изобретению перемешивают и перемешанный продукт в невулканизированном состоянии перерабатывают экструзией в соответствии с формой участка протектора шины, в частности в соответствии с формой подканавочного слоя протектора, и затем формуют в машине для формовки шин, используя обычный способ, совместно с другими элементами шины, с получением невулканизированной шины. Путем нагревания этой невулканизированной шины в вулканизаторе под давлением получают пневматическую шину согласно изобретению.

Так как пневматическая шина согласно изобретению снабжена участком протектора, в частности, подканавочным слоем протектора, полученным при использовании заранее определенного протектора настоящего изобретения, в ней обеспечивают повышенную долговечность и улучшенное сопротивление качению, и так как объем использования материалов, полученных из нефтяных ресурсов, можно уменьшить, это дает возможность преодолеть проблемы, связанные с уменьшением в будущем объема поставки нефти.

Примеры

Ниже настоящее изобретение подробно обсуждается с помощью примеров и сравнительных примеров, однако настоящее изобретение не ограничено этими примерами.

Примеры 1 и 2 и сравнительные примеры 1-3

Согласно соответствующим соотношениям компонентов, показанным в таблице 1, компоненты смеси, за исключением серы и ускорителя вулканизации, перемешивали при 150°С в течение 5 минут, используя смеситель Бенбери объемом 1,7 л, изготовленный Kobe Steel, с получением перемешанного продукта. К этому продукту дополнительно добавляли серу и ускоритель вулканизации в соответствии с соотношениями, показанными в таблице 1, и полученный перемешанный продукт дополнительно перемешивали при 90°С в течение 5 минут на открытых вальцах с получением невулканизированной резиновой смеси.

Полученную таким образом невулканизированную резиновую смесь экструдировали с образованием листа невулканизированной резины заданной толщины. Затем лист невулканизированной резины вулканизировали при 150°С в течение 30 минут с получением листа вулканизированной резины заданной толщины.

Показатель вязкости по Муни

Вязкость по Муни вышеупомянутой невулканизированной резиновой смеси измеряли при 130°С в соответствии с JIS K6300 и, полагая, что вязкость по Муни сравнительного примера 1 составляет 100, определяли показатель вязкости по Муни на основании следующего уравнения:

Показатель вязкости по Муни=(Вязкость по Муни сравнительного примера 1)/(Вязкость по Муни каждого примера или сравнительного примера)×100

Здесь, чем больше показатель, тем меньше вязкость по Муни, что указывает на лучшую перерабатываемость резиновой смеси.

Внешний вид листа невулканизированной резины

Лист невулканизированной резины, имеющий толщину 1,0 мм, формировали путем вышеупомянутого способа и визуально осматривали текстуру поверхности листа невулканизированной резины. Те листы, которые не имели трещин на кромке и дефектов поверхности и были надлежащим образом переработаны в листы невулканизированной резины, относили к категории А, а листы, которые не удовлетворяли вышеупомянутым требованиям, относили к категории В.

Показатель Е*, показатель tan δ

Лист вулканизированной резины, полученный описанным выше способом, разрезали с получением образца, и на образце измеряли Е* (комплексный модуль упругости) и tan δ (тангенс угла потерь), соответственно, при следующих условиях: температура 70°С, начальная деформация 10% и динамическая деформация 2%, с помощью спектрометра VES для определения вязкоупругих свойств (изготовитель Iwamoto Seisakusho). Полагая, что Е* сравнительного примера 1 и tan δ сравнительного примера 1 составляет 100, определяли показатель Е* и показатель tan δ на основании следующих уравнений:

Показатель Е*=(Е* каждого примера или сравнительного примера)/(Е* сравнительного примера 1)×100

Показатель tan δ=(tan δ сравнительного примера 1)/(tan δ каждого примера или сравнительного примера)×100

Здесь, чем больше показатель Е*, тем лучше механическая прочность образца, и чем больше показатель tan δ, тем меньше гистерезисные потери, что указывает на лучшее сопротивление качению образца.

Примечание 1: Натуральный каучук представляет собой "RSS#3".

Примечание 2: Эпоксидированный натуральный каучук представляет собой "Эпоксидированный натуральный каучук" (степень эпоксидирования 25 мол.%), выпускаемый Kumpulan Guthrie.

Примечание 3: Сажа представляет собой "Showblack N330", производитель Showa Cabot.

Примечание 4: Диоксид кремния А представляет собой "Ultrasil VN3" (удельная площадь поверхности по БЭТ 175 м²/г), производитель Degussa.

Примечание 5: Диоксид кремния В представляет собой "Ultrasil VN2" (удельная площадь поверхности по БЭТ 125 м²/г), производитель Degussa.

Примечание 6: Силановый связующий агент представляет собой "Si69", производитель Degussa.

Примечание 7: Стеариновая кислота представляет собой "стеариновую кислоту", выпускаемую NOF Corporation.

Примечание 8: Оксид цинка представляет собой "Zinc Flower No. 1", производитель Mitsui Minning (Smelting Co., Ltd.

Примечание 9: Сера представляет собой "порошковую серу", выпускаемую Turumi Chemical.

Примечание 10: Ускоритель вулканизации представляет собой "Nocceller NS", производитель Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Как показано в таблице 1, в сравнительном примере 1, в котором удельная площадь поверхности по БЭТ введенного диоксида кремния является большой, внешний вид листа невулканизированной резины не является удовлетворительным; в сравнительном примере 2, в котором удельная площадь поверхности по БЭТ введенного диоксида кремния является малой при малом количестве введенного диоксида кремния, и в сравнительном примере 3, в котором удельная площадь поверхности по БЭТ введенного диоксида кремния является малой при большом количестве введенного диоксида кремния, показатель вязкости по Муни и показатель tan δ не являются удовлетворительными. В отличие от этого, в примерах 1 и 2, в которых заранее определенные количества сажи и диоксида кремния использовали в таком сочетании, что удельная площадь поверхности по БЭТ диоксида кремния становится малой, показатель вязкости по Муни, внешний вид листа невулканизированной резины, показатель Е* и показатель tan δ являются хорошими.

Примеры 3-5 и сравнительные примеры 4 и 5

Согласно соответствующим соотношениям компонентов, показанным в таблице 1, смеситель Бенбери объемом 1,7 л, изготовленный Kobe Steel, заполняли компонентами смеси, за исключением серы и ускорителя вулканизации, так чтобы степень заполнения составляла 58%, и эту смесь перемешивали в течение 3 минут при скорости вращения 80 об/мин до достижения ею 140°С. Затем в полученный перемешанный продукт дополнительно добавляли серу и ускоритель вулканизации в соответствии с количествами, показанными в таблице 2, и эту смесь дополнительно перемешивали при 80°С в течение 5 минут на открытых вальцах с получением невулканизированных резиновых смесей, имеющих соотношения вводимых компонентов, соответствующие примерам и сравнительным примерам.

Показатель вязкости по Муни

Измеряли вязкость по Муни вышеупомянутых невулканизированных резиновых смесей при 130°С в соответствии с JIS K6300 и, полагая, что вязкость по Муни сравнительного примера 1 составляет 100, определяли показатель вязкости по Муни на основании следующего уравнения:

Показатель вязкости по Муни=(Вязкость по Муни сравнительного примера 1)/(Вязкость по Муни каждого примера или сравнительного примера)×100

Здесь, чем больше показатель, тем меньше вязкость по Муни, что указывает на лучшую перерабатываемость резиновой смеси.

Перерабатываемость листа невулканизированной резины

Используя невулканизированную резиновую смесь, экструдировали лист невулканизированной резины толщиной 1,0 мм, формовали с помощью вальцев, визуально осматривали текстуру поверхности листа невулканизированной резины и оценивали ее по следующим критериям.

А: Не наблюдали трещин на кромке и дефектов поверхности, и была получена хорошая перерабатываемость.

В: Возникали по меньшей мере либо трещины на кромке, либо дефекты поверхности, и перерабатываемость была плохой.

Показатель Е* (комплексного модуля упругости)

Используя невулканизированную резиновую смесь, экструдировали лист невулканизированной резины толщиной 2 мм с помощью каландра с валками и вулканизировали его при 150°С в течение 30 минут с получением листа резины для испытаний. Из листа резины для испытаний с помощью вырубного пресса вырубали образец для измерения шириной 4 мм и длиной 40 мм. На образце для измерения определяли Е* (комплексный модуль упругости) при температуре 70°С, начальной деформации 10% и динамической деформации 2% с помощью спектрометра VES для определения вязкоупругих свойств (изготовитель Iwamoto Seisakusho), и полагая, что Е* сравнительного примера 1 составляет 100, определяли показатель Е* на основании следующего уравнения:

Показатель Е*=(Е* каждого примера или сравнительного примера)/(Е* сравнительного примера 1)×100

Здесь, чем больше показатель, тем больше Е* (комплексный модуль упругости), что указывает на лучшую механическую прочность образца для измерения.

Показатель tan δ

С применением того же способа и в тех же условиях, что и при указанных выше измерениях Е* (комплексного модуля упругости), измеряли tan δ каждого листа резины для испытаний, соответствующего каждому примеру и сравнительному примеру, и на основе следующей формулы получали показатель tan δ.

Показатель tan δ=(tan δ сравнительного примера 1)/(tan δ каждого примера или сравнительного примера)×100

Здесь, чем больше показатель, тем меньше tan δ, что показывает лучшее сопротивление качению листа резины.

Примечание 1: Натуральный каучук представляет собой "TSR20".

Примечание 2: Сажа представляет собой "Showblack N220", производитель Showa Cabot.

Примечание 3: Диоксид кремния А представляет собой "Ultrasil VN3" (удельная площадь поверхности по БЭТ 175 м²/г), производитель Degussa.

Примечание 4: Диоксид кремния В представляет собой "Ultrasil VN2" (удельная площадь поверхности по БЭТ 125 м²/г), производитель Degussa.

Примечание 5: Силановый связующий агент представляет собой "Si69", производитель Degussa.

Примечание 6: Антиоксидант представляет собой "Nocrac 6C" (N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин), производитель Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Примечание 7: Стеариновая кислота представляет собой "стеариновую кислоту", выпускаемую NOF Corporation.

Примечание 8: Оксид цинка представляет собой "Zinc Flower No. 1", производитель Mitsui Minning & Smelting Co., Ltd.

Примечание 9: Сера представляет собой "порошковую серу", выпускаемую Turumi Chemical.

Примечание 10: Ускоритель вулканизации представляет собой "Nocceller NS", производитель Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Результаты, представленные в таблице 2, показывают, что в сравнительном примере 4, в котором удельная площадь поверхности по БЭТ введенного диоксида кремния является большой, и в сравнительном примере 5, в котором содержание диоксида кремния большое, невозможно получить улучшенную перерабатываемость из-за увеличения вязкости по Муни в невулканизированной резиновой смеси; в отличие от этого, в примерах 3-5, в которых введенное количество диоксида кремния установлено в интервале, заявленном в настоящем изобретении, вязкость по Муни невулканизированной резиновой смеси ограничена низким уровнем, что дает возможность обеспечить улучшенную перерабатываемость. Более того, в примерах 3-5 продемонстрированы хорошие значения Е* и tan δ листов резины для испытаний после вулканизации. На основании показанных выше результатов, было обнаружено, что настоящее изобретение обеспечивает получение обжимной части, в которой можно улучшить перерабатываемость при сохранении повышенной механической прочности и улучшенного сопротивления качению.

Примеры 6 и 7 и сравнительные примеры 6 и 7

Согласно соответствующим соотношениям компонентов, показанным в таблице 3, смеситель Бенбери объемом 1,7 л, изготовленный Kobe Steel, заполняли компонентами смеси, за исключением серы и ускорителя вулканизации, так чтобы степень заполнения составляла 58%, и эту смесь перемешивали в течение 3 минут при скорости вращения 80 об/мин до достижения ею 140°С. Затем, в полученный перемешанный продукт дополнительно добавляли серу и ускоритель вулканизации в соответствии с количествами, показанными в таблице 3, и эту смесь дополнительно перемешивали при 80°С в течение 5 минут на открытых вальцах с получением невулканизированных резиновых смесей, имеющих соотношения вводимых компонентов, соответствующие примерам и сравнительным примерам.

Показатель вязкости по Муни

Измеряли вязкость по Муни вышеупомянутых невулканизированных резиновых смесей при 130°С в соответствии с JIS K6300 и, полагая, что вязкость по Муни сравнительного примера 1 составляет 100, определяли показатель вязкости по Муни на основании следующего уравнения:

Показатель вязкости по Муни=(Вязкость по Муни сравнительного примера 1)/(Вязкость по Муни каждого примера или сравнительного примера)×100

Здесь, чем больше показатель, тем меньше вязкость по Муни, что указывает на лучшую перерабатываемость резиновой смеси.

Перерабатываемость листа невулканизированной резины

Используя невулканизированную резиновую смесь, экструдировали лист невулканизированной резины толщиной 1,0 мм и формовали с помощью вальцев, визуально осматривали текстуру поверхности листа невулканизированной резины и оценивали ее по следующим критериям.

А: Не наблюдали трещин на кромке и дефектов поверхности, и была получена хорошая перерабатываемость.

В: Возникали по меньшей мере либо трещины на кромке, либо дефекты поверхности, и перерабатываемость была плохой.

Показатель Е* (комплексный модуль упругости)

Используя невулканизированную резиновую смесь, экструдировали лист невулканизированной резины толщиной 2 мм с помощью каландра с валками и вулканизировали его при 150°С в течение 30 минут с получением листа резины для испытаний. Из листа резины для испытаний с помощью вырубного пресса вырубали образец для измерения шириной 4 мм и длиной 40 мм. На образце для измерения определяли Е* (комплексный модуль упругости) при температуре 70°С, начальной деформации 10% и динамической деформации 2%, с помощью спектрометра VES для определения вязкоупругих свойств (изготовитель Iwamoto Seisakusho), и полагая, что Е* сравнительного примера 1 составляет 100, определяли показатель Е* на основании следующего уравнения:

Показатель Е*=(Е* каждого примера или сравнительного примера)/(Е* сравнительного примера 1)×100

Здесь, чем больше показатель, тем больше Е* (комплексный модуль упругости), что указывает на лучшую механическую прочность образца для измерения.

Показатель tan δ

С применением того же способа и в тех же условиях, как и при вышеупомянутых измерениях Е* (комплексного модуля упругости), был измерен tan δ каждого листа резины для испытаний, соответствующего каждому примеру и сравнительному примеру, и на основе следующей формулы был получен показатель tan δ.

Показатель tan δ=(tan δ сравнительного примера 1)/(tan δ каждого примера или сравнительного примера)×100

Здесь, чем больше показатель, тем меньше tan δ, что показывает лучшее сопротивление качению листа резины.

Примечание 1: Натуральный каучук представляет собой "TSR20".

Примечание 2: Сажа представляет собой "Showblack N220", производитель Showa Cabot.

Примечание 3: Диоксид кремния А представляет собой "Ultrasil VN3" (удельная площадь поверхности по БЭТ 175 м²/г), производитель Degussa.

Примечание 4: Диоксид кремния В представляет собой "Ultrasil VN2" (удельная площадь поверхности по БЭТ 125 м²/г), производитель Degussa.

Примечание 5: Силановый связующий агент представляет собой "Si266", производитель Degussa.

Примечание 6: Антиоксидант представляет собой "Nocrac 6C" (N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин), производитель Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Примечание 7: Стеариновая кислота представляет собой "стеариновую кислоту", выпускаемую NOF Corporation.

Примечание 8: Оксид цинка представляет собой "Zinc Flower No. 1", производитель Mitsui Minning & Smelting Co., Ltd.

Примечание 9: Сера представляет собой "порошковую серу", выпускаемую Turumi Chemical.

Примечание 10: Ускоритель вулканизации представляет собой "Nocceller NS", производитель Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.

Результаты, представленные в таблице 3, показывают, что в сравнительном примере 6, в котором используют диоксид кремния, имеющий большую удельную площадь поверхности по БЭТ, невозможно получить улучшенную перерабатываемость ввиду увеличения вязкости по Муни невулканизированной резиновой смеси, и в сравнительном примере 7, в котором содержание диоксида кремния мало, Е* листа резины для испытаний после вулканизации было очень низким.

В отличие от этого, в примерах 6 и 7, в которых введенное количество диоксида кремния установлено в интервале, заявленном в настоящем изобретении, вязкость по Муни невулканизированной резиновой смеси ограничена низким уровнем, что дает возможность обеспечить улучшенную перерабатываемость. Более того, в примерах 6 и 7 продемонстрировано низкое значение tan δ листов резины для испытаний после вулканизации, и при этом Е* листов резины для испытаний после вулканизации не понижен. На основании показанных выше результатов было установлено, что настоящее изобретение обеспечивает резиновую смесь для протектора, которая обладает малыми гистерезисными потерями при высокой жесткости, а также хорошей перерабатываемостью в ходе изготовления.

Следует понимать, что воплощения и примеры, описанные выше, приведены с целью иллюстрации и не являются ограничивающими. Область защиты настоящего изобретения определяется не приведенным выше описанием, а формулой изобретения, представленной ниже, и изменения не считаются отклонением от сущности и объема защиты изобретения, и все такие изменения включены в объем нижеследующей формулы.

Промышленная применимость

Слой, обжимная часть и протектор согласно изобретению пригодны для применения в пневматических шинах различного применения, таких как шины легковых автомобилей, грузовиков, автобусов и большегрузных автомобилей. Более того, пневматическая шина, обеспечиваемая настоящим изобретением, пригодна для применения в различных областях, например в легковых автомобилях, грузовиках, автобусах и большегрузных автомобилях, в качестве «эко-шины», которая не оказывает влияния на окружающую среду.

Claims (9)

1. Резиновая смесь для элемента шины, такого, как слой, обжимная часть или протектор, включающая 100 мас.ч. каучукового компонента, состоящего из одного или обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и модифицированного натурального каучука, от 25 до 80 мас.ч. диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, от 1 до 4 мас.ч. сажи, вулканизирующие агенты и ускорители вулканизации.

2. Слой, покрытый резиновой смесью, включающей 100 мас.ч. каучукового компонента, состоящего из одного или обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, от 30 до 70 мас.ч. диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, от 1 до 4 мас.ч. сажи, вулканизирующие агенты и ускорители вулканизации.

3. Пневматическая шина, включающая слой по п.2.

4. Обжимная часть, выполненная из резиновой смеси, включающей 100 мас.ч. каучукового компонента, который содержит от 20 до 100 мас.%, натурального каучукового компонента, состоящего из одного или обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, и от 40 до 80 мас.ч. диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, от 1 до 4 мас.ч. сажи, вулканизирующие агенты и ускорители вулканизации.

5. Обжимная часть по п.4, где указанный каучуковый компонент состоит из натурального каучукового компонента.

6. Пневматическая шина, включающая обжимную часть по п.4.

7. Протектор, выполненный из резиновой смеси, включающей 100 мас.ч. каучукового компонента, состоящего из одного или обоих каучуков, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, от 25 до 60 мас.ч. диоксида кремния, имеющего удельную площадь поверхности по БЭТ не более 150 м²/г, от 1 до 4 мас.ч. сажи, вулканизирующие агенты и ускорители вулканизации.

8. Пневматическая шина, включающая протектор, в которой по меньшей мере одна часть протектора сформирована из протектора по п.7.

9. Пневматическая шина по п.8, в которой указанный протектор включает беговую дорожку протектора и подканавочный слой протектора, причем указанный подканавочный слой протектора выполнен из указанного протектора.

Images