轮胎的制作方法

1.本发明涉及轮胎。


背景技术：

2.从提高车辆的油耗性(实现低油耗化)的观点出发，已知有针对构成轮胎的胎侧部的橡胶构件实现优化的技术。
3.例如，专利文献1中公开了涉及通过橡胶成分、填充剂的调整而改良了低发热性(tanδ被抑制为较低)的胎侧用的橡胶组合物的技术。
4.然而，如专利文献1公开的轮胎那样地将胎侧用的橡胶组合物的tanδ(损耗角正切)抑制为较低时，虽然能够实现滚动阻力小(滚动阻力性优异)、低油耗性提高，但存在会导致车辆通过时从轮胎产生的噪音(通过噪音)恶化的问题。
5.因此，期望开发轮胎的滚动阻力性优异、并且对通过噪音也实现了改善的轮胎。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2010-13553号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.因此，本发明的目的在于提供滚动阻力性优异、并且对通过噪音也实现了改善的轮胎。
11.用于解决问题的方案
12.解决上述课题的本发明的主要特征如以下所述。
13.本发明的轮胎的特征在于，其为在胎侧部具备配设于胎体的轮胎宽度方向外侧的侧壁橡胶的充气轮胎，前述侧壁橡胶在轮胎最大宽度位置处的沿着轮胎宽度方向的厚度为1mm以上，10hz、0℃下的tanδ(0℃tanδ)相对于10hz、30℃下的tanδ(30℃tanδ)之比(0℃tanδ/30℃tanδ)为2.00以上。
14.通过具有上述构成，能够改善滚动阻力性和通过噪音。
15.另外，本发明的轮胎中，前述侧壁橡胶在轮胎最大宽度位置处的沿着轮胎宽度方向的厚度优选为1mm以上。这是因为能够进一步改善通过噪音。
16.进而，本发明的轮胎中，前述侧壁橡胶优选沿着轮胎径向的长度为20mm以上。这是因为能够进一步改善通过噪音。
17.另外，本发明的轮胎中，前述0℃tanδ/30℃tanδ优选为2.25以上。这是因为能够以更高的水平兼具滚动阻力性和通过噪音的改善。
18.进而，本发明的轮胎中，前述30℃tanδ更优选为0.140以上。这是因为能够进一步改善轮胎的通过噪音。
19.另外，本发明的轮胎中，前述0℃tanδ优选为0.200以上。这是因为能够进一步改善
轮胎的通过噪音。
20.另外，对于本发明的轮胎，安装于适用轮圈并填充规定内压，使轮胎旋转轴平行于接地面并施加最大负载载荷时的接地形状的矩形率优选为70～95％。这是因为能够维持耐摩耗性并进一步改善滚动阻力性。
21.发明的效果
22.根据本发明，能够提供滚动阻力性优异、并且对通过噪音也实现了改善的轮胎。
附图说明
23.图1为用于说明矩形率的、示出轮胎的接地形状的俯视图。
具体实施方式
24.对于本发明的轮胎，基于其实施方式进行详细的例示说明。
25.本发明的轮胎是在胎侧部具备配设于胎体的轮胎宽度方向外侧的侧壁橡胶的充气轮胎。
26.并且，对于本发明的轮胎，其特征在于，前述侧壁橡胶在轮胎最大宽度位置处的沿着轮胎宽度方向的厚度为1mm以上，10hz、0℃下的tanδ(0℃tanδ)相对于10hz、30℃下的tanδ(30℃tanδ)之比(0℃tanδ/30℃tanδ)为2.00以上。
27.通常，实现了侧壁橡胶的tanδ的降低的情况下，虽然也可寻求轮胎的滚动阻力的改善，但存在通过噪音水平恶化的问题。另一方面，提高侧壁橡胶的tanδ、或加厚侧壁橡胶的厚度时，虽然能够抑制通过噪音水平，但存在滚动阻力恶化的问题。
28.因此，本发明中，针对在胎侧部配设于胎体的轮胎宽度方向外侧的侧壁橡胶，除了使厚度为一定范围以外，还着眼于影响通过噪音的tanδ的频率范围(800～1200hz左右)和影响滚动阻力的tanδ的频率范围(10～20hz左右)。并且，针对轮胎的滚动阻力，存在使低频率的tanδ降低时变良好的倾向，已知通过噪音的改良优选使高频率的tanδ提高。
29.但是，高频率的粘弹性难以把握，因此，通过温度频率换算(wlf法则)，针对所述侧壁橡胶，将1000hz、30℃下的tanδ换算为10hz、0℃下的tanδ，并且对滚动阻力和通过噪音的频率的依赖性寻求优化(具体而言，将10hz、0℃下的tanδ相对于10hz、30℃下的tanδ之比设定得高至2.00以上)，由此，获知能够得到优异的滚动阻力性、并且也会改善通过噪音。
30.此处，关于前述侧壁橡胶，需要使前述0℃tanδ/30℃tanδ为2.00以上，而前述0℃tanδ/30℃tanδ低于2.00时，滚动阻力和通过噪音的频率的依赖性无法充分优化，因此无法兼具滚动阻力性和通过噪音的降低。
31.从同样的观点来看，前述侧壁橡胶的前述0℃tanδ/30℃tanδ优选为2.25以上、更优选为2.50以上。需要说明的是，前述0℃tanδ/30℃tanδ过大时，无法预见到充分的滚动阻力的降低，因此前述0℃tanδ/30℃tanδ优选为6.0以下。
32.需要说明的是，关于前述侧壁橡胶的前述0℃tanδ和前述30℃tanδ的测定，可以使用上岛制作所株式会社制的光谱仪进行测定。但是，只要是可正确地得到各个tanδ的值的方法就没有特别限定，可以使用通常使用的测定器来测定。
33.另外，关于前述侧壁橡胶的30℃tanδ，只要能够满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系就没有特别限定。例如，从能够进一步改善轮胎的通过噪音的方面来看，优选将前述侧壁
橡胶的30℃tanδ设为0.140以上。另外，从能够进一步改善轮胎的滚动阻力性的方面来看，优选将前述侧壁橡胶的30℃tanδ设为0.340以下、更优选设为0.300以下。
34.进而，关于前述侧壁橡胶的0℃tanδ，只要能够满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系就也没有特别限定。例如，从能够进一步改善轮胎的通过噪音的方面来看，优选将前述侧壁橡胶的0℃tanδ设为0.200以上。另外，从进一步改善轮胎的滚动阻力性的方面来看，优选将前述侧壁橡胶的0℃tanδ设为0.700以下、更优选设为0.600以下、进一步优选设为0.550以下。
35.需要说明的是，关于用于调整前述侧壁橡胶的0℃tanδ/30℃tanδ的值的方法没有特别限定。例如可列举出对构成前述侧壁橡胶的橡胶组合物(以下有时称为“侧壁橡胶用橡胶组合物”。)的成分寻求优化的方法。如后述那样，通过调整橡胶成分的种类和含量、或调整填充剂的种类和含量，能够将前述0℃tanδ/30℃tanδ的值、前述0℃tanδ以及前述30℃tanδ各自的值设定为本发明所规定的范围。
36.另外，关于前述侧壁橡胶，在轮胎最大宽度位置处的沿着轮胎宽度方向的厚度需要为1mm以上，优选为2mm以上。这是因为能够进一步改善轮胎的通过噪音。
37.进而，关于前述侧壁橡胶，沿着轮胎径向的长度优选为20mm以上、更优选为35mm以上。这是因为能够进一步改善轮胎的通过噪音。
38.关于构成前述侧壁橡胶用橡胶组合物的各成分，只要前述侧壁橡胶能够满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，就没有特别限定。可以根据前述侧壁橡胶所要求的性能来适当调整橡胶成分、填充剂的种类、含量。
39.关于构成本发明的轮胎的各成分，只要能够满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系就没有特别限定。
40.可以根据胎侧部所要求的性能来适当调整橡胶成分、填充剂的种类、含量。
41.关于前述侧壁橡胶用橡胶组合物的橡胶成分，没有特别限定，从满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系、能够以更高水平兼具对前述侧壁橡胶应用时的滚动阻力性和通过噪音的改善的方面来看，优选包含苯乙烯量为30质量％以上的苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)。
42.另外，从同样的观点来看，前述sbr的苯乙烯量更优选为40质量％以上。
43.需要说明的是，关于前述sbr的苯乙烯量，可以通过1h-nmr波谱的积分比而求出。
44.进而，从能够以更高水平兼具对前述侧壁橡胶应用时的滚动阻力性和通过噪音的改善的方面来看，前述橡胶成分中的前述苯乙烯丁二烯橡胶的含有率优选为1～50质量％、更优选为5～45质量％、进一步优选为10～40质量％。通过使前述橡胶成分中的前述苯乙烯丁二烯橡胶的含有率为1～50质量％，从而容易满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，能够以更高水平兼具对前述侧壁橡胶应用时的滚动阻力性和通过噪音的改善。
45.另外，前述橡胶成分优选除了包含前述sbr以外还包含天然橡胶(nr)。这是因为容易满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，能够以更高水平兼具对前述侧壁橡胶应用时的滚动阻力性和通过噪音的改善。
46.进而，前述橡胶成分优选除了包含前述sbr、前述nr以外还包含丁二烯橡胶(br)。这是因为容易满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，能够以更高水平兼具对前述侧壁橡胶应用时的滚动阻力性和通过噪音的改善。
47.另外，从更确实地兼具对前述侧壁橡胶应用时的滚动阻力性和通过噪音的改善的
观点出发，前述橡胶成分优选包含前述天然橡胶10～89质量％、前述丁二烯橡胶10～89质量％、前述苯乙烯丁二烯橡胶1～50质量％。
48.需要说明的是，前述sbr、前述nr和前述br为未改性橡胶或经改性的橡胶均可。
49.需要说明的是，关于前述橡胶成分，根据所要求的性能，也可以包含除上述sbr、nr和br以外的橡胶(其它橡胶成分)。作为前述其它橡胶成分，可列举出异戊二烯橡胶(ir)、苯乙烯异戊二烯丁二烯橡胶(sibr)、氯丁橡胶(cr)、丙烯腈丁二烯橡胶(nbr)等二烯系橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶(epdm)、乙丙橡胶(epm)、丁基橡胶(iir)等非二烯系橡胶。
50.另外，关于前述侧壁橡胶用橡胶组合物所含的填充剂的有无、含量、种类等，没有特别限定，可以根据所要求的性能进行适当变更。
51.例如，作为前述填充剂，可以包含炭黑、二氧化硅、其它无机填充剂等。
52.关于前述炭黑的种类，没有特别限定，可以根据所要求的性能来适当选择。炭黑例如可以使用fef、srf、haf、isaf、saf等级的炭黑。
53.另外，关于前述侧壁橡胶用橡胶组合物中包含的前述炭黑的含量，相对于前述橡胶成分100质量份，优选为25～65质量份、更优选为30～45质量份。通过将前述炭黑的含量相对于前述橡胶成分100质量份设为25质量份以上，能够得到更高的加强性和耐龟裂进展性，通过设为65质量份以下，能够抑制滚动阻力性的劣化。
54.关于前述二氧化硅的种类，例如可列举出湿式二氧化硅、胶体二氧化硅、硅酸钙、硅酸铝等。
55.上述之中，前述二氧化硅优选为湿式二氧化硅、更优选为沉淀二氧化硅。这些二氧化硅的分散性高，能够实现轮胎的滚动阻力的降低。需要说明的是，沉淀二氧化硅是指：在制造初期使反应溶液在较高温下、中性～碱性的ph区域中推进反应而使二氧化硅一次颗粒生长，然后通过控制在酸性侧而使一次颗粒聚集，结果得到的二氧化硅。
56.本发明中，任选含有前述二氧化硅，包含二氧化硅时，前述二氧化硅的含量相对于前述橡胶成分100质量份优选为1～60质量份。如果前述二氧化硅的含量相对于前述橡胶成分100质量份为1质量份以上，则除了能够进一步提高加强性之外还能够降低滚动阻力，通过设为60质量份以下，能够抑制加工性恶化。
57.需要说明的是，作为其它无机填充剂，可列举出γ-氧化铝、α-氧化铝等氧化铝(al2o3)、勃姆石、水铝石等氧化铝一水合物(al2o3·
h2o)、三水铝石、拜耳石等氢氧化铝[al(oh)3]、碳酸铝[al2(co3)3]、氢氧化镁[mg(oh)2]、氧化镁(mgo)、碳酸镁(mgco3)、滑石(3mgo
·
4sio2·
h2o)、绿坡缕石(5mgo
·
8sio2·
9h2o)、钛白(tio2)、钛黑(tio
2n-1
)、氧化钙(cao)、氢氧化钙[ca(oh)2]、氧化铝镁(mgo
·
al2o3)、粘土(al2o3·
2sio2)、高岭土(al2o3·
2sio2·
2h2o)、叶蜡石(al2o3·
4sio2·
h2o)、膨润土(al2o3·
4sio2·
2h2o)、硅酸铝(al2sio5、al4·
3sio4·
5h2o等)、硅酸镁(mg2sio4、mgsio3等)、硅酸钙(ca2sio4等)、硅酸铝钙(al2o3·
cao
·
2sio2等)、硅酸镁钙(camgsio4)、碳酸钙(caco3)、氧化锆(zro2)、氢氧化锆[zro(oh)2·
nh2o]、碳酸锆[zr(co3)2]、各种沸石那样地包含对电荷进行校正的氢、碱金属或碱土金属的结晶铝硅酸盐等。
[0058]
进而，前述侧壁橡胶用橡胶组合物也可以包含树脂。
[0059]
作为前述树脂，可列举出c5系树脂、c5/c9系树脂、c9系树脂、酚醛树脂、萜烯系树脂、萜烯-芳香族化合物系树脂等。这些树脂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
tyre and rim technical organisation)的standards manual、在美国是指tra(the tire and rim association，inc.)的year book等记载的或未来会记载的、应用尺寸下的标准轮圈(在etrto的standards manual中为measuring rim、在tra的year book中为design rim)(即，上述“适用轮圈”除了包括现行尺寸以外还可以包括未来会包含在上述工业标准中的尺寸。作为“未来会记载的尺寸”的例子，可列举出在etrto 2013年度版中作为“future developments”而记载的尺寸。)，在上述工业标准未记载的尺寸的情况下，是指与轮胎的胎圈宽度对应的宽度的轮圈。
[0072]
另外，“规定内压”是指上述jatma等记载的、与应用尺寸/层级的单轮的最大负载能力对应的空气压(最高空气压)，在上述工业标准未记载的尺寸的情况下，“规定内压”是指与每辆安装轮胎的车辆所规定的最大负载能力对应的空气压(最高空气压)。进而，“最大负载载荷”是指与上述最大负载能力对应的载荷。
[0073]
需要说明的是，本发明的轮胎能够作为面向各种车辆的轮胎而利用，但优选作为客车用轮胎、卡车/公交用轮胎而使用。这是因为对兼具滚动阻力的降低和通过噪音的改善的要求高，能够进一步享受由此带来的利益。
[0074]
另外，本发明的轮胎中，也可以将与上述侧壁橡胶相同的橡胶应用于橡胶胎圈包布。此时，橡胶胎圈包布的特征与上述侧壁橡胶相同。
[0075]
实施例
[0076]
以下列举出实施例对本发明进一步进行详细说明，但本发明不受下述实施例的任何限定。
[0077]
《实施例1～3、比较例1》
[0078]
按照表1所示的配混处方，使用通常的班伯里密炼机，制作侧壁橡胶用橡胶组合物a和b，需要说明的是，表1中的各成分的配混量记载了相对于橡胶成分100质量份的量(质量份)。
[0079]
另外，对于得到的侧壁橡胶用橡胶组合物a和b，以160℃进行15分钟的硫化处理，对于得到的硫化橡胶，使用上岛制作所株式会社制光谱仪，在初始应变2％、动态应变1％、频率10hz的条件下测定0℃和30℃下的损耗角正切(tanδ)。将测得的0℃和30℃下的tanδ、以及算出的0℃tanδ/30℃tanδ示于表2。
[0080]
[表1]
[0081]
侧壁橡胶用组合物ab天然橡胶4040丁二烯橡胶*16040苯乙烯丁二烯橡胶*2－20(26.8)炭黑*33535树脂*4－6油*55－氧化锌*633蜡*722防老剂1*812防老剂2*933
硫化促进剂1*100.60.5硫化促进剂2*11－0.3硫22
[0082]
*1jsr株式会社制“br01”[0083]
*2jsr株式会社制“t0150”、苯乙烯量：46质量％、表1中用括号表示的数值是以包含充填油的充油橡胶计的配混量(质量份)
[0084]
*3旭碳株式会社制“旭#65”[0085]
*4日本瑞翁株式会社制“quinton g100”[0086]
*5jxtg能源株式会社制“a/o mix”[0087]
*6三井金属矿业株式会社制“氧化锌2种”[0088]
*7日本精蜡株式会社制“ozoace 0355”[0089]
*8 2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物、大内新兴化学工业株式会社制“nocrac 224”[0090]
*9n-(1,3-二甲基丁基)-n
’‑
苯基-对苯二胺、大内新兴化学工业株式会社制“nocrac 6c”[0091]
*10n-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、大内新兴化学工业株式会社制“nocceler(注册商标)cz-g”[0092]
*11二-2-苯并噻唑基二硫化物、大内新兴化学工业株式会社制“nocceler(注册商标)dm-p”[0093]
然后，将得到的侧壁橡胶用橡胶组合物用于胎侧部，制作尺寸195/65r15的客车用充气子午线轮胎的样品。需要说明的是，除了用于胎侧部的侧壁橡胶的条件以外，针对任意样品均以同样的条件进行制作。
[0094]
《评价》
[0095]
对于得到的轮胎的样品，按照以下方法实施评价。结果示于表2。
[0096]
(1)滚动阻力
[0097]
针对各样品的轮胎，依照国际标准(ece r117)进行滚动阻力系数(rrc)的测定。
[0098]
关于评价，取所测定的rrc的倒数，以将比较例1的rrc的倒数作为100时的指数的形式表示。指数值越大则表示滚动阻力性越优异(滚动阻力越得以降低)。评价结果示于表2。
[0099]
(2)通过噪音水平
[0100]
针对各样品的轮胎，依照国际标准(ece r117)进行通过噪音(db)的测定。
[0101]
关于评价，算出与比较例1的通过噪音(db)的噪音水平之差，作为通过噪音水平。通过噪音水平越小则表示通过噪音越得以降低。评价结果示于表2。
[0102]
[表2]
[0103][0104]
由表2的结果可知，对于实施例1～3的样品，与比较例1的样品相比，滚动阻力性和通过噪音水平的任一者均平衡良好地显示了优异的效果。
[0105]
其中，比较例1的样品在通过噪音的方面显示了比实施例1差的值，在滚动阻力的方面显示了比实施例2和3差的值。
[0106]
产业上的可利用性
[0107]
根据本发明，能够提供滚动阻力性优异、并且对通过噪音也实现了改善的轮胎。