充气轮胎和交联橡胶组合物制造技术

本发明专利技术提供耐磨性出色的充气轮胎和交联橡胶组合物，该充气轮胎的特征在于，包括：胎圈芯、胎体帘布层、设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠内侧处的内衬层以及设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠外侧处的胎面，所述胎面具有在1.5MPa的施加应力下拉伸时35％以上的低密度区域的体积、在3.0MPa的施加应力下拉伸时7.5％以下的空隙部分的体积、3以下的由下式(I)表示的填料分散性指数ΔG

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充气轮胎和交联橡胶组合物
本专利技术涉及充气轮胎和交联橡胶组合物。
技术介绍
通常认为用于轮胎胎面的交联橡胶组合物当填料的分散性变得更好时，具有优异的耐断裂性和耐磨性。其原因是，如果填料的分散性不好，那么填料会团聚并且团聚的填料成为断裂起点，由此导致耐断裂性和耐磨性的恶化。因此已经提出了用于提高填料在交联橡胶组合物中的分散性的各种技术(专利文献1等)。然而，好的分散性不一定会导致优异的耐断裂性和耐磨性，并且存在例外。换言之，有时存在这样的现象：尽管填料在交联橡胶组合物中的分散性好，但通过测量该交联橡胶组合物及其橡胶产品的耐磨性却发现不能获得好的结果。为了搞清楚该例外的产生机理，已经通过各种方法来观查断裂和摩擦现象。然而，机理尚未完全明了。同时，已知X射线计算机断层摄影术是作为用于分析由固体样本构成的材料和包含在其内部的低密度区域的技术。例如，专利文献2描述了一种可视分析由摩擦构件构成的材料和包含在其内部的低密度区域的方法。然而，在专利文献2中没有描述分析处于被施加外部能量的状态例如拉伸状态的样品材料或分析材料的密度。专利文献专利文献1：JP2008-274017A专利文献2：JP2009-085732A
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供耐磨性优异的充气轮胎和交联橡胶组合物。解决问题的手段本专利技术的专利技术人进行了深入研究，结果发现，通过增加在1.5MPa施加应力下拉伸时的低密度区域，减少在3.0MPa施加应力下拉伸时的空隙部分，以及使填料的分散性较高，可以抑制在交联橡胶组合物内部产生的裂纹的生长并且可以进一步提高耐磨性，从而完成了本专利技术。即，本专利技术涉及一种充气轮胎，该充气轮胎包括分别设置在左右一对胎圈部上的胎圈芯、从胎冠部经由两侧壁部延伸至两个胎圈部并且固定在所述胎圈芯的胎体帘布层、设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠内侧处的内衬层以及设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠外侧处的胎面，所述胎面具有通过1.5MPa的施加应力拉伸时35％以上的低密度区域体积、通过3.0MPa的施加应力拉伸时7.5％以下的空隙部分体积、3以下的由下式(I)表示的填料分散性指数ΔG*。ΔG*＝(G*(4％)-G*(256％))/G*(4％)(I)式(I)中，G*(n％)表示当施用n％的应变时的剪切模量。此外，本专利技术涉及一种交联橡胶组合物，所述交联橡胶组合物具有在1.5MPa的施加应力拉伸时35％以上的低密度区域体积，在3.0MPa的施加应力拉伸时7.5％以下的空隙部分体积和3以下的由下式(I)表示的填料分散性指数ΔG*。ΔG*＝(G*(4％)-G*(256％))/G*(4％)(I)式(I)中，G*(n％)表示当施用n％的应变时的剪切模量。优选地，所述橡胶组分包括一种或多种含有共轭二烯化合物的橡胶组分。优选地，上述低密度区域是密度为拉伸前交联橡胶组合物的密度的0.1～0.8倍的区域。优选地，上述空隙部分是密度为拉伸前交联橡胶组合物的密度的0～0.1倍的区域。优选地，评价低密度区域体积和空隙部分体积的方法为X射线计算机断层摄影术。优选地，用于将X射线转换为可见光的荧光体的衰减时间为100ms以下。优选地，X射线的亮度为1010光子/s/mrad2/mm2/0.1％bw以上。本专利技术的技术效果根据本专利技术的充气轮胎包括胎面，所述胎面具有在1.5MPa施加应力下拉伸时的大体积的低密度区域，在3.0MPa施加应力下拉伸时的小体积的空隙部分和高填料分散性，以及根据本专利技术的交联橡胶组合物具有在1.5MPa施加应力下拉伸时的大体积的低密度区域，在3.0MPa施加应力下拉伸时的小体积的空隙部分和高填料分散性，故可以提供耐磨性优异的充气轮胎和交联橡胶组合物。附图说明图1是用于评价交联橡胶组合物在其拉伸时的密度分布的评价装置的一个实施例的示意透视图。图2是显示交联橡胶组合物在其拉伸时的密度分布的评价方法的过程步骤的流程图。符号说明1评价装置2应力施加装置3拍摄装置4评价装置10橡胶测试片具体实施方式本专利技术的交联橡胶组合物是符合如下条件的交联橡胶组合物：具有在1.5MPa施加应力下拉伸时的大体积的低密度区域，在3.0MPa施加应力下拉伸时的小体积的空隙部分和高填料分散性。应注意的是，本文所用的交联橡胶组合物是使用硫化剂和有机过氧化物进行交联的橡胶组合物。橡胶组分上述橡胶组分没有特别限定，在包括橡胶工业中已经使用的如下橡胶的橡胶组分中：二烯系橡胶例如异戊二烯橡胶，丁二烯橡胶(BR)，苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，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)和丁基橡胶，可以适当选择并使用其一种或多种。特别优选的是，橡胶组分包括一种或更多种包含共轭二烯化合物的橡胶组分，并且从燃料效率，耐磨性，耐久性和湿抓地性的平衡的观点来看，优选包含SBR和BR的橡胶组分。SBR没有特别限制，其实例包括乳液聚合的SBR(E-SBR)，溶液聚合的SBR(S-SBR)等。SBR可以为充油的或者非充油的。此外，还可以使用具有增强的与填料相互作用能力的末端改性S-SBR和主链改性S-SBR。这些SBR可以单独使用或者可以两种或更多种组合使用。从抓地性能的观点来看，SBR的苯乙烯含量优选不小于16质量％，更优选不小于20质量％，进一步优选不小于25质量％，特别优选不小于30质量％。当苯乙烯含量太大时，苯乙烯基团变得彼此接近，聚合物变得太硬并且交联变得不均匀，这可能使得在高温下运行期间的发泡性变差，并且进一步存在由于性能的温度依赖性增加并且性能相对于温度变化大幅度变化所以在行驶的中后期不能获得稳定的抓地性能的趋势。因此，苯乙烯含量优选不超过60质量％，更优选不超过50质量％，进一步优选不超过40质量％。应注意的是，本文所用的SBR的苯乙烯含量根据1H-NMR测量来计算。从交联橡胶组合物的Hs和抓地性能的观点来看，SBR的乙烯基含量优选不小于10％，更优选不小于15％。另一方面，从抓地性能，EB(耐久性)和耐磨性的观点来看，SBR的乙烯基含量优选不超过90％，更优选不超过80％，进一步优选不超过70％，特别优选不超过60％。应当注意的是，本文所用的SBR的乙烯基含量(1，2-键丁二烯单元的量)可以通过红外吸收光谱分析方法来确定。SBR的玻璃化转变温度(Tg)优选不低于-45℃，更优选不低于-40℃。从防止温度带的冬季期间脆化引起的裂纹的观点来看，Tg优选不高于10℃，Tg更优选不高于5℃，Tg更优选不高于5℃。应当注意的是，本文使用的SBR的玻璃化转变温度是根据JISK7121，在10℃/分钟的升温速度条件下通过进行差示扫描量热测定法(DSC)测定的值。从抓地性能和发泡性的观点来看，SBR的重均分子量(Mw)优选不小于700，000，更优选不小于900，000，进一步优选不小于1，000，000。另一方面，从发泡性的角度考虑，重均分子量优选不超过2，000，000，更优选不超过1，800，000。应当注意的是，本专利技术中使用的SBR的重均分子量可以基于凝胶渗透色谱法(GPC)(TosohCorporation制造的GPC-8000系列；检测器：差示折射计；柱：由TosohCorporation制造的TSKGELSUPER本文档来自技高网...

【技术保护点】
充气轮胎，包括：分别设置在左右一对胎圈部上的胎圈芯、从胎冠部经由两侧壁部延伸至两胎圈部并且固定在所述胎圈芯上的胎体帘布层、设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠内侧处的内衬层，以及设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠外侧处的胎面，所述胎面具有在1.5MPa的施加应力下拉伸时35％以上的低密度区域的体积、在3.0MPa的施加应力下拉伸时7.5％以下的空隙部分的体积、3以下的由下式(I)表示的填料分散性指数ΔG

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.27 JP 2015-211348;2015.10.27 JP 2015-211341.充气轮胎，包括：分别设置在左右一对胎圈部上的胎圈芯、从胎冠部经由两侧壁部延伸至两胎圈部并且固定在所述胎圈芯上的胎体帘布层、设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠内侧处的内衬层，以及设置在轮胎直径方向上比所述胎体帘布层更靠外侧处的胎面，所述胎面具有在1.5MPa的施加应力下拉伸时35％以上的低密度区域的体积、在3.0MPa的施加应力下拉伸时7.5％以下的空隙部分的体积、3以下的由下式(I)表示的填料分散性指数ΔG*，ΔG*＝(G*(4％)-G*(256％))/G*(4％)(I)式(I)中，G*(n％)表示当施用n％的应变时的剪切模量。2.交联橡胶组合物，具有在1.5MPa的施加应力下拉伸时35％以上的低密度区域的体积，在3.0MPa的施加应力下拉伸时7.5％以下的空隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：间下亮，岸本浩通，北乡亮太，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP