CN101484519B - 三角胶条用橡胶组合物及具有使用该组合物的三角胶条的轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三角胶条用橡胶组合物,其通过相对于二烯系橡胶还含有:苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、硫黄、环六亚甲基四胺、硫化促进剂、以及选自柠康酰亚胺化合物、烷基苯酚·氯化硫黄缩合物、有机硫代硫酸盐化合物及通式R1-S-S-A-S-S-R2表示的化合物中的至少一种的硫化促进辅助剂,使硫化工序中的硫化速度最佳化,可以提高挤出加工性,并且提高刚性、操纵稳定性及低油耗性,以及提供一种具有使用该三角胶条用橡胶组合物的可以提高操纵稳定性、可以降低滚动阻力的三角胶条的轮胎,以及提供一种使耐久性进一步提高的多功能运动车(SUV)用轮胎。
Description
技术领域
本发明涉及一种三角胶条用橡胶组合物及具有使用该组合物的三角胶条的轮胎。
背景技术
一直以来,对于轮胎的三角胶条用橡胶组合物,只重视使复数弹性模量(E*)增大,使操纵稳定性提高。
使E*增大的方法有例如大量使用补强效果大的炭黑的方法,但这种情况存在tanδ增大的问题。又,使tanδ降低的方法如举例有增加硫黄等的硫化剂的量的方法等。可是,若使用大量的硫化剂,则初期硫化速度过快,所以在挤出加工时容易发生橡胶焦烧。如果含有规定量的合成橡胶(尤其是丁苯橡胶),可以使初期硫化速度变慢一点,如果使用硫化延迟剂PVI,可以进行加工。可是生产率依然低。又,若混合相对于100重量份橡胶成分也混合超过1.0重量份的硫化延迟剂PVI,则在橡胶加工中发生喷霜,所以硫化延迟剂PVI对于改良也是有界限的。
日本专利特开2002-36832号公报公开了一种含有规定量的橡胶成分以及柠康酰亚胺的三角胶条用橡胶组合物。可是,未混合苯酚树脂及/或改性苯酚树脂,不能将复数弹性模量(E*)设定在10MPa以上,存在操纵稳定性或方向盘响应性不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三角胶条用橡胶组合物,其通过使硫化工序中的硫化速度最佳化,可以提高挤出加工性,并且可以提高刚性、操纵稳定性及低油耗性,以及提供一种具有使用该组合物的可以提高操纵稳定性、可以降低滚动阻力的三角胶条的轮胎,以及提供一种多功能运动车(SUV)用轮胎,与轿车用轮胎相比较,其三角胶条的高度相对于断面(section)的高度之比大,耐久性进一步提高。
本发明涉及一种三角胶条用橡胶组合物,相对于100重量份二烯系橡胶,还含有:5~25重量份的苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、5.1~7.0重量份的硫黄、0.5~2.5重量份的环六亚甲基四胺、2.0~5.0重量份的亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂、以及0.1~5重量份的选自由柠康酰亚胺化合物、烷基苯酚·氯化硫黄缩合物、有机硫代硫酸盐化合物及下述通式表示的化合物中的至少一种的硫化促进辅助剂,
R1-S-S-A-S-S-R2
(式中,A表示碳原子数2~10的亚烷基,R1及R2分别独立,表示含有氮原子的1价有机基团)。
在上述三角胶条用橡胶组合物中,相对于100重量份二烯系橡胶,理想的是环六亚甲基四胺以及亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的总含量在3.5~7.5重量份。
在上述三角胶条用橡胶组合物中,硫化促进辅助剂理想的是柠康酰亚胺化合物及/或下述化学式表示的烷基苯酚·氯化硫黄缩合物,
[化1]
(式中,n为0或1~10的整数,X为2~4的整数,R为碳原子数5~12的烷基)。
在上述三角胶条用橡胶组合物中,柠康酰亚胺化合物理想的是下列化学式表示的1,3-双柠康酰亚胺甲基苯。
[化2]
本发明还涉及一种具有用所述三角胶条用橡胶组合物的三角胶条的轮胎。
本发明还涉及一种具有用所述三角胶条用橡胶组合物的三角胶条的多功能运动车用轮胎。
附图说明
图1是由本发明的三角胶条构成的轿车轮胎的部分剖面图。
图2是由本发明的三角胶条构成的多功能运动车(SUV)用轮胎的部分剖面图。
图3是模式化表示在轿车用轮胎中的本发明的三角胶条的高度与断面的高度之比的图。
图4是模式化表示在多功能运动车(SUV)用轮胎中的本发明的三角胶条的高度与断面的高度之比的图。
图5是轿车用轮胎的胶条补强板(strip apex)中使用本发明的三角胶条用橡胶组合物的轿车轮胎的部分剖面图。
具体实施方式
图1是由本发明的三角胶条构成的轿车轮胎的部分剖面图。另外,在本发明中,只要不是特别提及的,记作轮胎时表示轿车轮胎以及多功能运动车(SUV)用轮胎。
如图1所示,本发明的轮胎由例如轿车轮胎具有的胎侧1、胎搭接部2、胎圈芯3、三角胶条4、内衬层5、带束层6及胎面7等的轮胎构件构成。在图1中,三角胶条4从胎圈芯3向径向外侧延伸,配置在胎搭接部2的内侧。构成轮胎外皮的胎侧1被设置成从胎面7的两端部向轮胎径向内侧延伸。胎搭接部2设置在各胎侧1的内侧端。又,同轮胎径向的内端可以与金属制轮辋8接触。
图2是由本发明的三角胶条构成的多功能运动车(SUV)用轮胎的部分剖面图。
如图2所示,本发明的多功能运动车(SUV)用轮胎由胎侧11、胎搭接部12、胎圈芯13、三角胶条14、内衬层15、带束层16及胎面17等的轮胎构件构成,其一般的形态与图1所说明的一样。又,同多功能运动车(SUV)用轮胎径向的内端可以与金属制轮辋18接触。
如图2所示,在多功能运动车(SUV)用轮胎中,轮胎构件中胎侧11及三角胶条14的体积所占的比例高,因此作为轮胎构件,胎侧11及三角胶条14的特性对成型轮胎的特性的影响大。
对于多功能运动车(SUV)用轮胎,一方面期待在不好的道路上行驶时的冲撞吸收性、快速方向盘旋转性,另一方面要求在良好的道路上行驶时的良好的乘坐舒适性、以及在寒冷的条件下从停车开始行驶时的平稳的乘坐舒适性(Flat Spot性)等的特性。因此,对于多功能运动车(SUV)用轮胎的胎侧11及三角胶条14,要求具有从永久变形(例如,寒冷条件下的固化(set)变形)的早期恢复(例如轮胎通常在温度70℃下、30分钟左右可以恢复)以及快速旋转方向盘时的响应性(例如刚性(E*)高)等的特性。
本发明的三角胶条用橡胶组合物含有二烯系橡胶、苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、硫黄、硫化促进剂和硫化促进辅助剂。
作为二烯系橡胶举例有例如天然橡胶(NR)、异戊橡胶(IR)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(X-IIR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等的橡胶成分。对于这些二烯系橡胶没有特别的限制,可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
作为苯酚树脂,并不是特别地限定,举例有通过使苯酚类和甲醛、乙醛、糠醛等的醛类在酸或碱催化剂的作用下反应而得到的树脂等。
作为改性苯酚树脂,举例有例如使用腰果油(カシユ一オイル)、妥尔油、亚麻籽油、各种动植物油、不饱和脂肪酸、松香、烷基苯树脂、苯胺、三聚氰酰胺等进行改性了的苯酚树脂等。
作为苯酚树脂或改性苯酚树脂,出于可以提高硬度(Hs)的理由,理想的是改性苯酚树脂,理想的是腰果油改性苯酚树脂或松香改性苯酚树脂。
苯酚树脂及/或改性苯酚树脂的含量相对于100重量份二烯***橡胶,在5重量份以上,理想的是在7重量份以上。苯酚树脂及/或改性苯酚树脂的含量不足5重量份,不能得到充分的Hs。又、苯酚树脂及/或改性苯酚树脂的含量在25重量份以下,理想的是在20重量份以下。苯酚树脂及/或改性苯酚树脂的含量超过25重量份,断裂强度下降。
作为本发明中所使用的硫黄,出于可以抑制加工中喷霜的发生、分散性优良的理由,理想的是经油处理过的不溶性硫黄,具体地举例有Flexsys制造的Crystex HSOT20,三新化学工业株式会社制造的SANSHIN EX等。
在这里,不溶性硫黄是例如不溶于二硫化碳或橡胶状烃等的硫黄,本发明中所称的不溶性硫黄尤其指不溶于二硫化碳的成分在80%以上的高分子量的硫黄。又,也可以是不溶于二硫化碳的成分在90%以上的高分子量的硫黄。另外,也有不溶成分在60%以上的硫黄,但相对于100重量份二烯系橡胶,混合3重量份以上的话会发生喷霜,因而对于本发明来说不理想。
硫黄的含量相对于100重量份二烯系橡胶在5.1重量份以上,理想的是在5.25重量份以上。硫黄的含量不足5.1质量份,得不到充分的硬度(Hs)。又,硫黄的含量在7.0重量份以下,理想的是在6.5重量份以下。硫黄的含量超过7.0重量份的话,便会成为发生下列不好情况的原因,如加工中发生喷霜,橡胶的粘性下降,轮胎成型时三角胶条与邻接的外皮不紧贴,轮胎内部产生气泡(气孔(porosity))等。又,在硫化中也在表面发生喷霜,硫化橡胶的硬度(Hs)发生不均一。另外,作为硫黄含有不溶性硫黄时,硫黄的含量表示除去不溶性硫黄中的油成分的硫黄的含量。
作为硫促进剂,含有环六亚甲基四胺(HMT)、以及亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂。
环六亚甲基四胺(HMT)的含量相对于100重量份二烯***橡胶在0.5重量份以上,理想的是在1.0重量份以上。HMT的含量不足0.5重量份,亚甲基产生量不充分,苯酚的交联反应不充分,Hs降低。又,HMT的含量在2.5重量份以下,理想的是在2.0重量份以下。HMT的含量超过2.5重量份,苯酚的交联反应达到饱和,副反应成分氨成为橡胶焦烧(焦烧时间缩短)的原因。
在这里,本发明所称的橡胶焦烧是指用本伯里密炼机混炼橡胶后,对橡胶进行挤出成型加工时,挤出素胎上到处产生橡胶焦烧的块体或挤出机的筒内积有焦烧橡胶而粘住等。焦烧时间是指在规定的温度(本申请中例如130℃的条件)下橡胶的应力转矩上升10%为止的时间(本申请中记作T10)。并且,焦烧时间与橡胶焦烧之间具有焦烧时间短的话就容易产生橡胶焦烧这样的关系。
作为亚磺酰胺系硫化促进剂,举例有例如N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler NS等)、N,N’-二环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler DZ等)、N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler CZ等)、N-氧联二乙基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler MSA-G等)、N,N-二异丙基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(DPBS)等。尤其,出于焦烧稳定、可得到优良的硫化物性的理由,理想的是N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺及N,N’-二环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺。
作为噻唑系硫化促进剂,举例有例如2-巯基苯并噻唑(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler M等)、二-2-苯并噻唑基二硫化物(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler DM等)、2-(4′-吗啉代基二硫代)苯并噻唑(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler MDB等)、2-(N,N-二乙基硫代氨基甲酰硫代)苯并噻唑(大内新兴化学工业株式会社制造的nocceler-64等)等。尤其,出于可得到适当的橡胶硫化速度的理由,理想的是2-巯基苯并噻唑。
亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的含量相对于100重量份二烯系橡胶在2.0重量份以上,理想的是在2.5重量份以上。亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的含量不足2.0重量份,得不到充分的Hs。又,亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的含量在5.0重量份以下,理想的是在4.5重量份以下。亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的含量超过5.0重量份的话,焦烧时间过短,成为橡胶焦烧的原因。
作为硫化促进剂,环六亚甲基四胺(HMT)、以及亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的总含量,出于可以体现所需的硬度(Hs)的理由,相对于100重量份二烯系橡胶在3.5重量份以上,理想的是在4.0重量份以上,更理想的是在5.0重量份以上。作为硫化促进剂,环六亚甲基四胺(HMT)、以及亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的总含量,出于可以将焦烧时间控制在加工界限(即延长焦烧时间)的理由,相对于100重量份二烯系橡胶理想的是在7.5重量份以下,更理想的是在7.0重量份以下。
作为硫化促进剂,除了HMT、亚磺酰胺系硫化促进剂及噻唑系硫化促进剂之外,举例还有例如二苯基胍等的胍系、六甲氧基羟甲基三聚氰酰胺(HMMM)、六甲氧基羟甲基五甲基醚(HMMPME)等,出于苯酚树脂的交联和硫黄交联都可以进行(促进)、可以得到适当的加工性(焦烧时间)的理由,HMT以及亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂最合适。
在本发明中,作为硫化促进辅助剂,含有选自柠康酰亚胺化合物、烷基苯酚·氯化硫黄缩合物、有机硫代硫酸盐化合物以及下述通式表示的化合物中的至少一种,
R1-S-S-A-S-S-R2
(式中A表示碳原子数2~10的亚烷基,R1以及R2分别独立地表示含有氮原子的1价有机基团)。
作为硫化促进辅助剂,出于不影响焦烧时间的理由,理想的是使用柠康酰亚胺化合物。
作为柠康酰亚胺化合物,出于热稳定、在橡胶中的分散性优良的理由,理想的是双柠康酰亚胺类。具体地举例有1,2-双柠康酰亚胺甲基苯、1,3-双柠康酰亚胺甲基苯、1,4-双柠康酰亚胺甲基苯、1,6-双柠康酰亚胺甲基苯、2,3-双柠康酰亚胺甲基甲苯、2,4-双柠康酰亚胺甲基甲苯、2,5-双柠康酰亚胺甲基甲苯、2,6-双柠康酰亚胺甲基甲苯、1,2-双柠康酰亚胺乙基苯、1,3-双柠康酰亚胺乙基苯、1,4-双柠康酰亚胺乙基苯、1,6-双柠康酰亚胺乙基苯、2,3-双柠康酰亚胺乙基甲苯、2,4-双柠康酰亚胺乙基甲苯、2,5-双柠康酰亚胺乙基甲苯、2,6-双柠康酰亚胺乙基甲苯等。尤其,出于热性特别稳定、在橡胶中的分散性特别优良、可以得到高硬度(Hs)的橡胶组合物(复原控制)的理由,理想的是1,3-双柠康酰亚胺甲基苯。
1,3-双柠康酰亚胺甲基苯是用下述化学式表示的物质。
[化3]
作为硫化促进辅助剂,出于可以得到具有更高的硬度(Hs)的橡胶组合物的理由,理想的是使用烷基苯酚·氯化硫黄缩合物。
烷基苯酚·氯化硫黄缩合物是用下述化学式表示的物质。
[化4]
(式中,n是0或1~10的整数,X是2~4的整数,R是碳原子数5~12的烷基)
出于烷基苯酚·氯化硫黄缩合物在橡胶中的分散性良好的理由,n理想的是0或1~10的整数,更理想的是1~9的整数。
出于可以更有效地显现高硬度(复原控制)的理由,X理想的是2~4的整数,X更理想的是2。又,X超过4的话,有热不稳定的趋势,X是1的话,烷基苯酚·氯化硫黄缩合物中的硫黄含量(硫黄的重量)少。
出于烷基苯酚·氯化硫黄缩合物在橡胶中的分散性良好的理由,R更理想的是碳原子数5~12的烷基,更理想的是碳原子数6~9的烷基。
作为烷基苯酚·氯化硫黄缩合物的具体例子,举例有田冈化学工业株式会社制造的TACKROL V200(下述化学式),其n为0~10,X为2,R为C8H17的烷基,硫黄含量为24重量%。
[化5]
作为硫化促进辅助剂,出于可以得到高硬度(Hs)(复原控制)的理由,理想的是使用下述通式表示的有机硫代硫酸盐化合物。
MO3S-S-(CH2)m-S-SO3M
(式中,m是3~10的整数,M是锂、钾、钠、镁、钙、钡、锌、镍或钴,又,化合物是亲水性的,可以具有结晶水。)
M理想的是3~10的整数,更理想的是3~6的整数。m在2以下,有得不到充分的耐热疲劳性的趋势,m在11以上,分子量增大,但是有耐热疲劳性的改善效果小的趋势。
M理想的是锂、钾、钠、镁、钙、钡、锌、镍或钴,理想的是钾或钠。
又,化合物的分子内可以含有结晶水。
作为可以在本发明中使用的有机硫代硫酸盐化合物,从在常温常压下水合物稳定这样的性质考虑,具体可以举例有钠盐1水合物、钠盐2水合物等,出于氯化钠(NaCl)便宜等经济方面的理由,理想的是来自硫代硫酸钠的衍生物、例如1,6-六亚甲基二硫代硫酸钠·2水合物。
1,6-六亚甲基二硫代硫酸钠·2水合物是下述化学式表示的物质。
[化6]
作为可以在本发明中使用的硫化促进辅助剂,除了上述3种之外,出于下述理由,即良好地分散在橡胶中,可供给硫黄,或者可以***烷基苯酚·氯化硫黄缩合物的-Sx-交联的中间,可以与烷基苯酚·氯化硫黄缩合物形成混合交联,理想的是使用下述通式表示的化合物,
R1-S-S-A-S-S-R2
(式中A表示碳原子数2~10的亚烷基,R1以及R2分别独立地表示含有氮原子的1价有机基团)。
A理想的是亚烷基,亚烷基举例有直链状,有支链状、环状的,没有特别的限制,都可以使用,理想的是直链状的亚烷基。
A的碳原子数理想的是2~10,更理想的是4~8。A的碳原子数在1以下,热稳定性不好,得不到从S-S键所得到的优点。又,A的碳原子数在11以上,有以下趋势:介由硫化促进辅助剂的聚合物间的距离成为S8交联链以上的长度,该硫化促进辅助剂不易取代为-Sx-,不进行交联,得不到添加硫化促进辅助剂的效果。在这里,-Sx-中的x是指8以下(即1~8)的整数。
作为满足上述条件的亚烷基(A),举例有亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、十亚甲基等。尤其,出于介由硫化促进辅助剂的聚合物之间的硫黄交联平稳地取代为-Sx-(x=2~8)、也热稳定这样的理由,亚烷基(A)理想的是六亚甲基。
作为R1及R2,理想的是分别独立地为含有氮原子的1价有机基团,更理想的是含有至少一个芳香环的有机基团,更理想的是含有碳原子与二硫代基键合的以=N-C(=S)-表示的键合基的有机基团。
R1及R2分别可以相同或不同,出于制造的容易度等的理由,理想的是相同的。
作为满足上述条件的化合物,举例有例如、1,2-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)乙烷、1,3-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)丙烷、1,4-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)丁烷、1,5-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)戊烷、1,6-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)己烷、1,7-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)庚烷、1,8-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)辛烷、1,9-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)壬烷、1,10-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)癸烷等。尤其,出于热稳定性、在橡胶中的分散性优良的理由,理想的是1,6-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)己烷。
作为下述通式表示的市场上销售的化合物,例如有BAYER公司制造的VULCURENTRIAL PRODUCT KA9188(1,6-双(N,N’-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)己烷),
R1-S-S-A-S-S-R2
(式中A是碳原子数2~10的亚烷基,R1以及R2分别独立地为含有氮原子的1价有机基团)。
上述4种硫化促进辅助剂中,出于以下理由,即由于分子结构中不含硫黄而热稳定,并且在交联时不会释放硫黄,初期硫化速度不会过快,理想的是1,3-双柠康酰亚胺甲基苯。又,由于苯环和C8H17支链(烷基)的功效,在橡胶组合物中的分散性良好,也可释放硫黄,可得到超高硬度(Hs),出于以上这样的理由,理想的是烷基苯酚·氯化硫黄缩合物。
硫化促进辅助剂的含量相对于100重量份二烯***橡胶在0.1重量份以上,理想的是在0.25重量份以上。硫化促进辅助剂的含量不足0.1质量份,得不到充分的硬度。又,硫化促进辅助剂的含量在5重量份以下,理想的是在4重量份以下。硫化促进辅助剂的含量超过5重量份的话,硫化促进剂增加,促进橡胶交联,交联网眼紧密,展示硬度的效果饱和。结果硬度不上升,只是焦烧时间变短。
另外,作为硫化促进辅助剂含有柠康酰亚胺化合物、有机硫代硫酸盐化合物或R1-S-S-A-S-S-R2表示的化合物的情况,含量相对于100重量份二烯系橡胶,理想的是0.5~5.0重量份,含有烷基苯酚·氯化硫黄缩合物的情况,因为有焦烧时间变短的趋势,所以含量相对于100重量份二烯系橡胶,理想的是0.5~3.0重量份。
作为硫化促进辅助剂,除了柠康酰亚胺化合物、烷基苯酚·氯化硫黄缩合物、有机硫代硫酸盐化合物及R1-S-S-A-S-S-R2表示的化合物之外,可以举例有Flexsys公司制造的四苯甲基秋兰姆二硫化物(TBZTD)等,但其硫黄的含量非常多,硫化速度快,所以理想的是不含。
另外,作为硫化促进辅助剂,橡胶工业中通常使用的防老剂、硬脂酸、氧化锌等可以根据需要适当地含有。
在本发明中,通过含有规定量的上述二烯系橡胶、苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、硫黄、规定的硫化促进剂和规定的硫化促进助剂,使硫化工序中的硫化速度最佳化,使挤出加工性提高,并可以提高刚性及低油耗性。
本发明的三角胶条用橡胶组合物中除了上述二烯系橡胶、苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、硫黄、硫化促进剂和硫化促进助剂之外,可以根据需要适当地混合以前橡胶工业使用的添加剂例如炭黑、二氧化硅、碳酸钙、煤灰、粘土、云母等的填充剂、硅烷偶联剂、N-环己基硫代-邻苯二甲酰胺(CTP)等。
初期变形10%以及动态变形2%的条件下测定的70℃中的本发明的三角胶条用橡胶组合物的复数弹性模量(E*)理想的是在15MPa以上,更理想的是在20MPa以上。本发明的三角胶条用橡胶组合物的E*不足1.5MPa,有得不到充分的操纵稳定性及方向盘响应性的趋势。又,本发明的三角胶条用橡胶组合物的E*理想的是在60MPa以下,更理想的是在55MPa以下。本发明的三角胶条用橡胶组合物的E*超过60MPa的话,有以下倾向:断裂时伸长率(EB)变小,由于路边石带来的损害或轮辋组装时的变形等而破损。
通过图1即由本发明的三角胶条构成的轿车轮胎的部分剖面图进行说明,三角胶条4是配置在胎搭接部2的内侧的橡胶部,从胎圈芯3向径向外侧延伸,转矩从胎搭接部2、三角胶条4、内衬层5依次传达,具有根据驾驶时的转动方向盘给出响应性(操纵稳定性)的作用。
由于本发明的三角胶条用橡胶组合物粘弹性(刚性)(E*)高,滚动阻力(tanδ)低,所以是在轮胎构件中尤其考虑用于三角胶条上的橡胶组合物。
本发明的轮胎(轿车用轮胎及多功能运动车(SUV)用轮胎)使用本发明的三角胶条用橡胶组合物用通常的方法制造。即,将根据需要混合上述添加剂的本发明的橡胶组合物在未硫化步骤中按照轮胎的三角胶条的形状进行挤出加工,在轮胎成形机上用通常的方法成形,形成未硫化轮胎。通过在硫化机中对该未硫化轮胎进行加热加压,得到轮胎。
图3是模式化表示在轿车用轮胎中的本发明的三角胶条的高度与断面的高度之比的图。在图3中,模式化表示在轿车用轮胎中的相对于断面的高度B的本发明的三角胶条4的高度A。
图4是模式化表示在多功能运动车用轮胎中的本发明的三角胶条的高度与断面的高度之比的图。在图4中,模式化表示在多功能运动车(SUV)用轮胎中的相对于断面的高度D的本发明的三角胶条4的高度C。
多功能运动车(SUV)用轮胎有以下的性质:在寒冷地区停车时永久变形容易积蓄在三角胶条中,容易产生过度停顿(Flat Spot)振动,要求快速转动方向盘时的响应性。多功能运动车(SUV)用轮胎的三角胶条的高度与断面的高度之比大,在轮胎构件中三角胶条相对重要,因此,使用使刚性、耐久性以及操纵稳定性提高的本发明的三角胶条用橡胶组合物的三角胶条理想的是用于上述这样的多功能运动车(SUV)用轮胎。
另外,在本发明中,三角胶条的高度与断面的高度之比在轿车用轮胎中是指图3的A/B的值,在多功能运动车(SUV)用轮胎中是指图4的C/D的值。
图5是轿车将本发明的三角胶条用橡胶组合物用于轿车用轮胎的胶条补强板的轿车轮胎的部分剖面图。
如图5所示,胶条补强板24在三角胶条21的顶端粘贴在胎侧22和内衬层23接触的部分,本发明的三角胶条用橡胶组合物从刚性优良考虑,可以作为用于上述胶条补强板24的橡胶组合物理想地使用。
又,本发明的三角胶条用橡胶组合物从刚性优良考虑,其也可作为赛车用轮胎的内衬层用橡胶组合物理想地使用。
实施例
根据实施例,对本发明进行具体地说明,但本发明并不限于此。
接着,对实施例以及比较例中使用的各种药品进行概括地说明。
天然橡胶(NR):RSS#3
炭黑:CABOT JAPAN株式会社制造的SHOWBLACK N550
二氧化硅:Rhodia公司制造的115GR
硅烷偶联剂:Degussa公司制造的Si69(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物)
改性苯酚树脂:住友Bakeliite株式会社制造的PR13686(腰果油改性苯酚树脂)
防老剂:大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC 6C(N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺)
氧化锌:三井金属矿业株式会社制造
硬脂酸:日本油脂株式会社制造的
硫黄:Flexsys制造的Crystex HSOT20(含有80重量%硫黄以及20重量%油分的不溶性硫黄。硫黄成分中,不溶性硫黄成分在90%以上,可溶性硫黄成分在10%以下。)
硫化促进辅助剂(1):Flexsys株式会社制造的PERKALINK900(1,3-双柠康酰亚胺甲基苯)
[化7]
硫化促进辅助剂(2):田冈化学工业株式会社制造的TACKROL V200(烷基苯酚·氯化硫黄缩合物,n:0~10,X:2,R:C8H17的烷基,硫黄含量:24重量%)
[化8]
硫化促进辅助剂(3):Flexsys公司制造的1,6-六亚甲基二硫代硫酸钠·2水合物
[化9]
硫化促进辅助剂(4):BAYER公司制造的WLCUREN TRIAL PRODUCT KA9188(1,6-双(N,N′-二苯甲基硫代氨基甲酰二硫代)己烷)
硫化促进剂(1):大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler H(环六亚甲基四胺,HMT)
硫化促进剂(2):大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺)
N-环己基硫代-邻苯二甲酰胺(CTP):大内新兴化学工业株式会社制造的CTP
实施例1~6以及比较例1~7
根据表1所示的配方,使用本伯里密炼机,对除硫黄、硫化促进辅助剂(1)~(4)、硫化促进剂(1)及(2)及N-环己基硫代-邻苯二甲酰胺(CTP)之外的药品混炼,得到混炼物。接着,使用开炼机,往得到的混炼物中添加硫黄、硫化促进辅助剂(1)~(4)、硫化促进剂(1)及(2)以及CTP进行混炼,得到未硫化橡胶组合物。在170℃的条件下,对所得到的未硫化橡胶组合物平板硫化12分钟,制作实施例1~6及比较例1~7的硫化橡胶组合物。
另外,如表1所示,在实施例1中含有2.5重量份硫化促进辅助剂(1),在实施例2中含有1.6重量份硫化促进辅助剂(2),在实施例3中含有2.5重量份硫化促进辅助剂(3),在实施例4中含有1.25重量份硫化促进辅助剂(1)以及0.8重量份硫化促进辅助剂(2),在实施例5中含有2.5重量份硫化促进辅助剂(4),在实施例6中在不混合二氧化硅及硅烷偶联剂的条件下含有2.5重量份硫化促进辅助剂(1),但调整这些的含量,使得他们的交联密度都相同。在这里,本发明所称的相同的交联密度是指所得到的橡胶组合物的交联密度相同,交联密度相同的话,意味着膨胀度(Swell)、硬度(Hs)、复数弹性模量(E*)等的性质也大致相同。
(初期硫化速度)
依据JISK6300“未硫化橡胶-物理特性-第1部分:门尼粘度计测定的粘度及焦烧时间的求法”。
在JlS K6300记载的“门尼·焦烧试验”中,测定温度为130℃,使用L形密炼机辊筒,求出上述未硫化橡胶组合物(混合可硫化的橡胶)的门尼粘度上升到10M(M表示门尼粘度)单位的时间(门尼·焦烧时间,记作t10)。另外,测定门尼·焦烧时间(分)时,制作表示门尼粘度和时间的关系的M-时间曲线(单位:分)。
出于以下的理由:将常温的橡胶薄片投入挤出机,加热,增加流动性,需要不发生橡胶焦烧地出来所期望的形状,排出时橡胶到达130℃附近,确保在橡胶挤出机中的滞留时间长,因此门尼·焦烧时间(分)需要在7.0分以上,在7.0分以上的话,显示可以加工。又,出于以下的理由:作为轮胎生外层胶形成后,用金属模硫化时,不会发生未焦烧透(交联不完全)的情况,门尼·焦烧时间需要在30分钟以下。
(粘弹性试验)
使用粘弹性分光光度计VES(株式会社岩本制造所制造),在初期变形10%以及动态变形2%的条件下,测定70℃中的硫化橡胶组合物的复数弹性模量(E*)以及损耗角正切值(tanδ)。另外,E*越大,表示刚性越高,操纵稳定性越优良。又,tanδ越小,表示低油耗性越优良。
(操纵稳定性)
通过将上述未硫化橡胶组合物成形为三角胶条的形状,与其他的轮胎构件一起在170℃的条件下平板硫化12分钟,制造多功能运动车用轮胎(SUV用轮胎,型号:P265/65R17110S)。
又,通过将上述未硫化橡胶组合物成形为三角胶条的形状,与其他的轮胎构件一起在170℃的条件下平板硫化12分钟,制造轿车用轮胎(型号:195/65R1591S)。
利用所制造的安装SUV用轮胎的多功能运动车(SUV:丰田越野吉普车普拉多)以及所制造的安装轿车用轮胎的轿车(丰田诺亚),行驶在试验场,对操纵稳定性及方向盘响应性进行感官试验。并且,以比较例1的操纵稳定性及方向盘响应性为基准设定为5,以6分为满分评价其他的操纵稳定性及方向盘响应性。另外,分数越高,表示操纵稳定性及方向盘响应性越良好,5+表示比5好,比6差。
(滚动阻力)
使用株式会社神户制钢的滚动阻力试验机,使所制造的SUV用轮胎在荷重30N、轮胎的内压200kPa、速度80km/小时的条件下行驶,测定其滚动阻力。并且,根据下述计算式,以比较例1为基准(±0),用指数表示各配比的滚动阻力变化率(%)。另外,滚动阻力变化率越小,表示滚动阻力降低,表示越理想,具体地,负的是理想的。
(滚动阻力变化率)=(各配比的滚动阻力-比较例1的滚动阻力)÷(比较例1的滚动阻力)×100
<室内耐久转鼓试验>
在JIS规格的最大负荷(最大内压条件)的230%荷重的条件下,使SUV用轮胎以速度20km/h在转鼓上行驶,测定到三角胶条发生膨胀为止的行驶距离。将比较例1的行驶距离的测定值作为100进行指数表示,对实施例分别进行指数表示(室内耐久转鼓指数)。数值越大,表示耐久性越优良。
(室内耐久转鼓指数)=(各配比的行驶距离)÷(比较例1的行驶距离)×100
将上述试验的评价结果表示于表1及表2中。
[表1]
表1
[表2]
表2
产业上的可利用性
根据本发明,可以提供一种三角胶条用橡胶组合物,其通过含有规定量的二烯系橡胶、苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、硫黄、规定的硫化促进剂及规定的硫化促进辅助剂,使硫化工序中的硫化速度最佳化,可以提高挤出加工性,并且提高刚性、操纵稳定性及低油耗性,以及提供一种具有使用该三角胶条用橡胶组合物的可以提高操纵稳定性、可以降低滚动阻力的三角胶条的轮胎,以及提供一种使耐久性进一步提高的多功能运动车(SUV)用轮胎。
Claims (6)
1.一种三角胶条用橡胶组合物,相对于100重量份二烯系橡胶,
还含有:5~25重量份苯酚树脂及/或改性苯酚树脂、
5.1~7.0重量份硫黄、
1.0~2.5重量份环六亚甲基四胺、
2.0~5.0重量份亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂、以及
0.1~5重量份选自柠康酰亚胺化合物、烷基苯酚·氯化硫黄缩合物、有机硫代硫酸盐化合物及下述通式表示的化合物中的至少一种的硫化促进辅助剂,
R1-S-S-A-S-S-R2
式中,A表示碳原子数2~10的亚烷基,R1及R2分别独立地表示含有氮原子的1价有机基团。
2.如权利要求1所述的三角胶条用橡胶组合物,相对于100重量份二烯系橡胶,环六亚甲基四胺以及亚磺酰胺系硫化促进剂及/或噻唑系硫化促进剂的总含量在3.5~7.5重量份。
4.如权利要求1、2或3所述的三角胶条用橡胶组合物,柠康酰亚胺化合物是下述化学式表示的1,3-双柠康酰亚胺甲基苯。
[化2]
5.一种轮胎,具有使用权利要求1、2、3或4所述的三角胶条用橡胶组合物的三角胶条。
6.一种多功能运动车用轮胎,具有使用权利要求1、2、3或4所述的三角胶条用橡胶组合物的三角胶条。
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