侧壁用橡胶组合物和轮胎的制作方法

1.本公开涉及侧壁用橡胶组合物和轮胎。


背景技术：

2.从改善车辆的低燃油消耗性的观点来看，有已知的用于优化形成轮胎的侧壁部的橡胶组合物(侧壁用橡胶组合物)的技术。
3.例如，jp2010013553a(ptl 1)记载了一种侧壁用橡胶组合物的技术，其通过调节橡胶组分和填料而获得改善的低发热性(低tanδ)。
4.然而，当如在ptl 1记载的侧壁用橡胶组合物中将橡胶组合物的tanδ(损耗角正切)保持为低的时，尽管能够改善滚动阻力和低燃油消耗性，但存在的问题是当车辆经过时从轮胎产生的噪音(通过噪音)恶化。
5.因此，期望的是开发一种轮胎的侧壁用橡胶组合物，其具有优异的低滚动阻力性能并且也可以改善通过噪音。
6.引文列表
7.专利文献
8.ptl 1：jp2010013553a


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.因而，可以有帮助的是提供一种侧壁用橡胶组合物，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，其具有优异的低滚动阻力性能并且可以改善通过噪音。还可以有帮助的是提供一种轮胎，其具有优异的低滚动阻力性能并且可以改善通过噪音。
11.用于解决问题的方案
12.因而，本发明人提供以下方案。
13.本公开的侧壁用橡胶组合物为一种用于轮胎的侧壁部的侧壁用橡胶组合物，其中在0℃下的tanδ(0℃tanδ)相对于在30℃下的tanδ(30℃tanδ)的比例(0℃tanδ/30℃tanδ)为2.00以上。
14.通过具有上述构造，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
15.对于本公开的侧壁用橡胶组合物，0℃tanδ/30℃tanδ优选为2.25以上。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善。
16.对于本公开的侧壁用橡胶组合物，30℃tanδ优选为0.140以上。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以进一步改善通过噪音。
17.对于本公开的侧壁用橡胶组合物，0℃tanδ优选为0.200以上。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以进一步改善通过噪音。
18.本公开的侧壁用橡胶组合物优选含有苯乙烯含量为30质量％以上的苯乙烯-丁二烯橡胶，并且更优选含有苯乙烯含量为40质量％以上的苯乙烯-丁二烯橡胶，作为橡胶组分。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以更为可靠地实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
19.对于本公开的侧壁用橡胶组合物，橡胶组分优选还含有天然橡胶。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以更为可靠地实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
20.本公开的侧壁用橡胶组合物优选还含有丁二烯橡胶。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以更为可靠地实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
21.对于本公开的侧壁用橡胶组合物，橡胶组分中的苯乙烯-丁二烯橡胶的含量优选为1质量％～50质量％且更优选为1质量％～45质量％。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以更为可靠地实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
22.对于本公开的侧壁用橡胶组合物，橡胶组分优选含有10质量％～95质量％的天然橡胶、10质量％～90质量％的丁二烯橡胶、和1质量％～45质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶。这是因为以这种方式，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，可以更为可靠地实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
23.本公开的轮胎将上述本公开的侧壁用橡胶组合物用于侧壁部。
24.通过具有上述构造，可以实现优异的低滚动阻力性能和通过噪音的改善。
25.发明的效果
26.根据本公开，可以提供侧壁用橡胶组合物，当该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，其具有优异的低滚动阻力性能并且可以改善通过噪音。此外，根据本公开，可以提供具有优异的低滚动阻力性能并且可以改善通过噪音的轮胎。
具体实施方式
27.以下基于其实施方案来描述本公开的侧壁用橡胶组合物和轮胎。
28.《侧壁用橡胶组合物》
29.本公开的侧壁用橡胶组合物为用于轮胎的侧壁部的橡胶组合物。
30.本公开的侧壁用橡胶组合物在0℃下的tanδ(0℃tanδ)相对于在30℃下的tanδ(30℃tanδ)的比例(0℃tanδ/30℃tanδ)为2.00以上。
31.通常，当tanδ减小时，可以改善轮胎的滚动阻力，但是存在的问题是通过噪音水平恶化。另一方面，当tanδ提高时，可以抑制通过噪音水平，但是存在的问题是滚动阻力恶化。
32.因此，本公开着眼于影响滚动阻力和通过噪音的tanδ的频率范围。已经发现了，滚动阻力通过降低低频率tanδ来改善，并且提高高频率tanδ优选用于改善通过噪音。此外，因为由于装置的规格而难以测量高频率粘弹性，所以根据温度频率换算，通过提高在0℃下的tanδ相对于在30℃下的tanδ的比例(具体而言，通过将0℃tanδ/30℃tanδ设定为2.00以上)，当将该橡胶组合物应用于轮胎时可以在获得优异的低滚动阻力性能的同时改善通过噪音。
33.在本公开的侧壁用橡胶组合物中，0℃tanδ/30℃tanδ需要为2.00以上。当0℃tan
δ/30℃tanδ小于2.00时，不能获得充分的频率差(温度差)。结果，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，无法同时实现低滚动阻力性能和通过噪音的降低。
34.从相同的观点来看，0℃tanδ/30℃tanδ优选为2.25以上且更优选为2.50以上。如果0℃tanδ/30℃tanδ太大，则不能充分地获得滚动阻力的降低效果。因此，0℃tanδ/30℃tanδ优选为6.00以下。
35.注意：本公开中的0℃tanδ和30℃tanδ为在本公开的侧壁用橡胶组合物硫化之后的0℃tanδ和30℃tanδ。
36.0℃tanδ和30℃tanδ的测量方法没有特别限定，只要其为可以精确地获得各tanδ的值的方法即可，并且可以使用常用的测量仪器。然而，在本公开中，0℃tanδ和30℃tanδ可以使用由ueshima seisakusho co.,ltd.制造的光谱仪。
37.此外，在0℃tanδ和30℃tanδ的测量期间，初始应变、动态应变和频率的条件可以为例如，2％的初始应变、1％的动态应变和10hz的频率。
38.本公开的侧壁用橡胶组合物的30℃tanδ没有特别限定，只要可以满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系即可。然而，从当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善的观点来看，优选为0.140～0.340且更优选为0.140～0.300。当30℃tanδ为0.140以上时，可以进一步改善通过噪音。当30℃tanδ为0.340以下时，可以进一步改善滚动阻力。
39.此外，本公开的侧壁用橡胶组合物的0℃tanδ没有特别限定，只要可以满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系即可。然而，从当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善的观点来看，优选为0.200～0.700，更优选为0.280～0.600，且还更优选为0.280～0.550。当0℃tanδ为0.200以上时，可以进一步改善通过噪音。当0℃tanδ为0.700以下时，可以进一步改善滚动阻力。
40.用于调节0℃tanδ/30℃tanδ的值的方法没有特别限定，并且其实例包括优化本公开的侧壁用橡胶组合物的构成组分。例如，可以通过稍后描述的限定橡胶组分的种类和含量或者调节填料的种类和含量而将0℃tanδ/30℃tanδ的值设定在本公开的范围内。
41.构成本公开的侧壁用橡胶组合物的组分没有特别限定，只要它们可以满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系即可。
42.橡胶组分和填料的种类和含量可以根据侧壁部所要求的性能而适当地调节。
43.本公开的侧壁用橡胶组合物的橡胶组分没有特别限定。然而，从满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系并且当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时能够同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善的观点来看，优选含有苯乙烯含量为30质量％以上的苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)。
44.从相同的观点来看，sbr的苯乙烯含量更优选为40质量％以上，且还更优选为42质量％以上。
45.sbr的苯乙烯含量可以由1h-nmr光谱的积分比来确定。
46.此外，从当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时能够同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善的观点来看，橡胶组分中的苯乙烯-丁二烯橡胶的含量优选为1质量％～50质量％，更优选为5质量％～45质量％，且还更优选为10质量％～40质量％.当橡胶组分中的苯乙烯-丁二烯橡胶的含量为1质量％以上且50质量％以下时，容易
满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时可以同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善。
47.橡胶组分除了sbr之外，优选还含有天然橡胶(nr)。在该情况下，容易满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时可以同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善。
48.此外，橡胶组分除了sbr之外，优选还含有丁二烯橡胶(br)。在该情况下，容易满足上述0℃tanδ/30℃tanδ的关系，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时可以同时实现甚至更好的低滚动阻力性能和通过噪音的进一步改善。
49.再进一步，从当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时更为可靠地实现低滚动阻力性能和通过噪音的改善二者的观点来看，橡胶组分优选含有10质量％～89质量％的天然橡胶、10质量％～89质量％的丁二烯橡胶、和1质量％～50质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶。
50.sbr、nr和br可以是未改性或改性的。
51.根据所要求的性能，橡胶组分也可以含有除了上述sbr、nr和br之外的橡胶(其他橡胶组分)。其他橡胶组分的实例包括二烯系橡胶如异戊二烯橡胶(ir)、苯乙烯异戊二烯丁二烯橡胶(sibr)、氯丁橡胶(cr)和丙烯腈丁二烯橡胶(nbr)，以及非二烯系橡胶如乙烯丙烯二烯橡胶(epdm)、乙烯丙烯橡胶(epm)和丁基橡胶(iir)。
52.此外，本公开的侧壁用橡胶组合物中包含的填料的有/无、含量和种类等没有特别限定，并且可以根据所要求的性能而适当地改变。
53.例如，可以含有炭黑、二氧化硅、其他无机填料等作为填料。
54.炭黑的种类没有特别限定，并且可以根据所要求的性能而适当地选择。炭黑的实例包括fef、srf、haf、isaf和saf等级的那些。
55.本公开的侧壁用橡胶组合物中含有的炭黑的含量优选为25质量份～65质量份，且更优选为30质量份～45质量份，相对于100质量份的橡胶组分。当炭黑的含量相对于100质量份的橡胶组分为25质量份以上时，可以获得甚至更好的增强性和耐龟裂性。当炭黑的含量相对于100质量份的橡胶组分为65质量份以下时，可以抑制低发热性的恶化。
56.二氧化硅的种类的实例包括湿式二氧化硅、胶体二氧化硅、硅酸钙和硅酸铝。
57.上述当中，该二氧化硅优选为湿式二氧化硅且更优选为沉淀二氧化硅。这些二氧化硅具有高分散性，可以降低轮胎的滚动阻力。沉淀二氧化硅是指由于通过在制造初期使反应溶液在相对高的温度下和在中性至碱性ph范围内反应而使二氧化硅一次颗粒生长，然后将ph范围控制到酸性侧，将一次颗粒聚集而获得的二氧化硅。
58.本公开中任选含有二氧化硅。然而，当含有二氧化硅时，二氧化硅的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为1质量份～60质量份。当二氧化硅的含量相对于100质量份的橡胶组分为1质量份以上时，可以进一步改善增强性。当二氧化硅的含量相对于100质量份的橡胶组分为60质量份以下时，可以抑制加工性的恶化。
59.其他无机填料的实例包括如γ-氧化铝和α-氧化铝等氧化铝(al2o3)、如勃姆石和水铝石等水合氧化铝(al2o3·
h2o)、如三水铝矿和三羟铝石等氢氧化铝[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)、叶腊石
(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)、硅酸钙铝(al2o3·
cao
·
2sio2等)、硅酸钙镁(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，和含有补偿电荷的氢、碱金属或碱土金属的其他结晶性铝硅酸盐。
[0060]
本公开的橡胶组合物也可以含有树脂。
[0061]
上述树脂的实例包括c5系树脂、c5/c9系树脂、c9系树脂、酚醛树脂、萜烯系树脂和萜烯-芳香族化合物系树脂。这些树脂可以单独使用或以两种以上的组合使用。
[0062]
本公开的侧壁用橡胶组合物除了上述橡胶组分和填料之外，还可以包含其他组分，只要本公开的效果不受损即可。
[0063]
其他组分的实例包括可以适当地含有的常用于橡胶工业中的添加剂，如硅烷偶联剂、软化剂、硬脂酸、防老剂、硫化剂(硫磺)、硫化促进剂和硫化促进助剂。
[0064]
当本公开的侧壁用橡胶组合物包含二氧化硅作为填料时，优选进一步含有硅烷偶联剂。这是因为，以这种方式可以进一步改善由二氧化硅带来的增强性和低发热性的效果。可以适当地使用已知的硅烷偶联剂。
[0065]
已知的防老剂可以用作上述防老剂，没有特别限定。其实例包括酚系防老剂、咪唑系防老剂和胺系防老剂。这些防老剂可以单独使用或以两种以上的组合使用。
[0066]
已知的硫化促进剂可以用作上述硫化促进剂，没有特别限定。其实例包括噻唑系硫化促进剂，如2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、二硫化二-2-苯并噻唑；次磺酰胺系硫化促进剂，如n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；胍系硫化促进剂，如二苯胍(1,3-二苯胍等)；秋兰姆系硫化促进剂，如二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、二硫化四-十二烷基秋兰姆、二硫化四辛基秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆和四硫化双亚戊基秋兰姆；二硫代氨基甲酸盐系硫化促进剂，如二甲基二硫代氨基甲酸锌；和二烷基二硫代磷酸锌。
[0067]
硫化促进助剂的实例包括氧化锌(zno)和脂肪酸。脂肪酸可以为饱和或不饱和的、线性或支链的，并且脂肪酸的碳原子数没有特别限定。其实例包括具有1～30个碳原子的脂肪酸，优选地具有15～30个碳原子的脂肪酸，更具体而言，环烷酸，如环己烷酸(环己烷羧酸)和具有侧链的烷基环戊烷；饱和脂肪酸，如己酸、辛酸、癸酸(包括支链羧酸，如新癸酸)、十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸和十八烷酸(硬脂酸)；不饱和脂肪酸，如甲基丙烯酸、油酸、亚油酸和亚麻酸；及树脂酸，如松香、妥尔油酸(tall oil acid)和枞酸。这些可以单独使用或以两种以上的组合使用。在本公开中，可以优选使用氧化锌和硬脂酸。
[0068]
《轮胎》
[0069]
本公开的轮胎在侧壁部使用上述本公开的侧壁用橡胶组合物。
[0070]
通过在侧壁部使用本公开的侧壁用橡胶组合物，可以改善低滚动阻力性能并且改善通过噪音。
[0071]
本公开的轮胎优选为充气轮胎。填充在充气轮胎中的气体可以为通常的空气或已调节其氧分压的空气，以及惰性气体如氮气、氩气和氦气。
[0072]
本公开的轮胎可以用作各种车辆用的轮胎，并且优选用作乘用车用轮胎或卡车和公共汽车用轮胎。这是因为，以这种方式，可以更为有效地实现滚动阻力的降低和通过噪音的改善二者。
industrial co.,ltd.制造
[0091]
然后，将所得的各侧壁用橡胶组合物用于侧壁部，以制备尺寸为205/55r16的乘用车用充气子午线轮胎的试样。除了用于侧壁部的橡胶的种类以外，在相同的条件下制备全部的试样。
[0092]
《评价》
[0093]
所得侧壁用橡胶组合物和轮胎试样以下述方法来评价。结果列于表2中。
[0094]
(1)滚动阻力
[0095]
各个试样轮胎的滚动阻力系数(rrc)依照国际标准(ece r117)来测量。
[0096]
通过将测量的rrc的倒数以比较例1的rrc的倒数为100获得的指数来表明评价。指数值越大，低滚动阻力性能越好。评价结果列于表2中。
[0097]
(2)通过噪音水平
[0098]
各个试样轮胎的通过噪音(db)依照国际标准(ece r117)来测量。
[0099]
对于评价，计算各试样的噪音(db)与比较例1的通过噪音(db)之间的差异程度，并取为通过噪音水平。通过噪音水平越小，通过噪音降低越多。评价结果列于表2中。
[0100]
[表2]
[0101][0102]
从表2的结果中，发现的是，与比较例1的试样相比，实施例1的试样在低滚动阻力性能和通过噪音水平方面具有良好平衡且优异的效果。
[0103]
另外，与实施例1的试样相比，比较例1的试样在通过噪音方面具有较差的结果。
[0104]
产业上的可利用性
[0105]
根据本公开，可以提供侧壁用橡胶组合物，当将该侧壁用橡胶组合物应用于轮胎时，其具有优异的低滚动阻力性能并且可以改善通过噪音。此外，根据本公开，可以提供具有优异的低滚动阻力性能并且可以改善通过噪音的轮胎。