无钉防滑冬胎的制作方法
无钉防滑冬胎的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及无钉防滑冬胎。
【背景技术】
[0002] 镶钉轮胎或雪链被用于在冰雪路面上行驶；然而，它们不幸地产生环境问题例如 粉尘污染。于是，无钉防滑冬胎被开发作为用于在冰雪路面上行驶的候选轮胎。由于无钉防 滑冬胎在比一般路面具有更粗糙表面的冰雪路面上使用，故其材料和结构被特别地设计。 例如，已经开发出包含低温性能出色的二烯橡胶的橡胶组合物，以及包含大量用以提高软 化效果的软化剂的橡胶组合物。
[0003] 人们已经做了一些尝试例如通过增加橡胶组合物中的聚丁二烯橡胶的量来提高 无钉防滑冬胎在冰雪上的性能。然而，如果聚丁二烯橡胶的量过度增加，那么橡胶中的迀移 率太高，从而导致化学品的渗出。因此，聚丁二烯橡胶的量存在可增加的限度。此外，如果 聚丁二烯橡胶的量增加，那么橡胶组合物中天然橡胶的比例随聚丁二烯橡胶的量增加而降 低。于是，橡胶组合物存在具有较差的橡胶强度和劣化的耐磨性的问题。
[0004] 为了解决上述问题，例如，专利文献1公开了一种用于无钉防滑冬胎的橡胶组合 物，其包含大量的二氧化硅和软化剂。然而，在同时提供冰雪上性能和耐磨性方面，仍存在 改进的空间。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献 I :JP2012_224864A
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 考虑到上述情况进行了本发明，以及本发明致力于提供一种无钉防滑冬胎，其实 现了耐磨性和冰雪上性能的平衡改进。
[0010] 解决问题的技术方案
[0011] 本发明涉及一种无钉防滑冬胎，其包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，该橡胶组 合物包含橡胶组分（该橡胶组分包括天然橡胶和聚丁二烯橡胶）、芳香油，以及二氧化硅， 以100质量％的橡胶组分为基准，该橡胶组分包括组合量为30-100质量％的天然橡胶和聚 丁二烯橡胶，以100质量份的橡胶组分为基准，该橡胶组合物包含20-80质量份的芳香油和 15-80质量份的二氧化硅，该橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油、以及母料制得，该母料 通过混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。
[0012] 优选地，以100质量份的橡胶组分为基准，该橡胶组合物包含30-80质量份的芳香 油和30-80质量份的二氧化硅。
[0013] 优选的，该橡胶组合物进一步包含炭黑，以及以100质量％的总的二氧化硅和炭 黑为基准，二氧化硅的比例为50质量％以上。
[0014] 本发明的有益效果
[0015] 本发明提供一种无钉防滑冬胎，其包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，该橡胶组 合物包含包括一定量的天然橡胶和聚丁二烯橡胶的橡胶组分，以及一定量的芳香油和二氧 化硅，该橡胶组合物由母料制得，该母料通过混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。于是，该 无钉防滑冬胎实现了耐磨性和冰雪上性能（冰雪上的抓地性能）的平衡改进。
【具体实施方式】
[0016] 本发明的无钉防滑冬胎包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，该橡胶组合物包含包 括天然橡胶和聚丁二烯橡胶的橡胶组分、芳香油、和二氧化硅。胎面冠部是多层胎面的外表 面部分。在胎面为两层胎面的情况中，其由外表面层（胎面冠部）和内表面层（胎面基部） 构成。
[0017] 在本发明中，橡胶组合物包含包括一定量的天然橡胶和聚丁二烯橡胶的橡胶组 分，以及一定量的芳香油和二氧化硅。这导致耐磨性和冰雪上性能的平衡改进。
[0018] 此外，该橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油，以及母料制得，该母料通过混合 聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。通常，橡胶组合物通过用班伯里密炼机混合它们的组分制 得。然而，当全部组分混合在一起时，二氧化硅将朝着天然橡胶相发生局部地分布，这限制 了二氧化硅在橡胶组合物中的分散。于是，该方法在改进耐磨性和冰雪上性能方面也具有 有限效果。相反，当如本发明中那样，将聚丁二烯橡胶和二氧化硅预先混合以制备母料，然 后将母料与天然橡胶和芳香油混合时，二氧化硅朝着天然橡胶相的局部分布可被抑制，从 而可改进二氧化硅的分散性。因此，可改进耐磨性和冰雪上性能。
[0019] 在该橡胶组合物中，将天然橡胶（NR)和聚丁二烯橡胶（BR)组合使用作为橡胶组 分。该组合使用提供改进的低温性能和改进的冰雪上性能。特别地，聚丁二烯橡胶是用于 确保冰雪上性能的关键组分。
[0020] NR的例子包括通常使用的天然橡胶，例如TSR20和RSS#3。
[0021] 在橡胶组合物中，以100质量％橡胶组分为基准，NR的量优选为30质量％以上，更 优选40质量％以上，还更优选50质量％以上。如果NR的量低于30质量％，那么可能大幅 降低拉伸强度，从而难以确保耐磨性。以100质量％橡胶组分为基准，NR的量优选为80质 量％以下，更优选70质量％以下，还更优选65质量％以下。如果NR的量超过80质量％， 那么不能确保无钉防滑冬胎所需要的低温性能，于是制得的无钉防滑冬胎不能发挥其冰雪 上性能。
[0022] BR没有特别限制，其例子包括：高顺式BR，例如JSR公司制造的BR730和BR51、 Zeon公司制造的BR1220、以及宇部兴产株式会社制造的BR130B、BR150B和BR710 ;以及低 顺式BR，例如Zeon公司制造的BR1250H。这些BR可单独使用或两种以上地组合使用。
[0023] BR中的顺式含量优选为80质量％以上，更优选85质量％以上，还更优选90质 量％以上，特别优选95质量％以上。使用这种BR，可获得更好的冰雪上性能。
[0024] 此处的顺式含量值通过红外吸收谱分析确定。
[0025] 在橡胶组合物中，以100质量％橡胶组分为基准，BR的量优选为10质量％以上， 更优选20质量％以上，更优选30质量％以上，特别优选50质量％以上。如果BR的量低于 10质量％，那么可能不能确保无钉防滑冬胎所需的低温性能，于是，制得的无钉防滑冬胎不 能发挥其冰雪上性能。以100质量％橡胶组分为基准，BR的量优选为80质量％以下，更优 选70质量％以下，还更优选60质量％以下。如果BR的量超过80质量％，那么加工性可能 大幅劣化。
[0026] 在橡胶组合物中，以100质量％橡胶组分为基准，NR和BR的组合量为30质量％ 以上，优选60质量％以上，更优选80质量％以上，最优选100质量％。NR和BR的组合量越 高，提供越出色的低温性能，于是制得的无钉防滑冬胎可发挥所需的冰雪上性能。
[0027] 该橡胶组合物中的橡胶组分可包括其它橡胶，只要不抑制本发明的效果即可。其 它橡胶的例子包括聚异戊二烯橡胶（IR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶（SBR)、丁二烯-异戊 二烯共聚物橡胶、以及丁基橡胶。
[0028] 该橡胶组合物包含相对大量的芳香油。当使用矿物油时，由于其出色的低温性能， 故可确保冰雪上性能，但耐磨性劣化。如果降低矿物油的量以确保耐磨性，那么冰雪上性能 因低温性能的降低而劣化。于是，使用矿物油不能同时提供冰雪上性能和耐磨性，因为它们 是彼此对立的性能。相反，在甚至大量使用芳香油的情况中，耐磨性未大幅降低。于是，使 用芳香油可同时提供冰雪上性能和耐磨性。
[0029] 例如，芳香油可合适地具有根据ASTM D2140确定的15质量％以上（质量百分比） 芳香烃含量。下面对此进行进一步地解释。操作油在其分子结构中包含芳香烃（C a)、石蜡 烃（Cp)，以及环烷烃（Cn)，并且根据Ca含量（质量％ )、CP含量（质量％ )，以及Cn含量（质 量％ )，操作油被大致分类为芳香油、石蜡油，以及环烷油。本发明中使用的芳香油的(；含 量优选15质量％以上、更优选17质量％以上。此外，芳香油的匕含量优选70质量％以下、 更优选65质量％以下。
[0030] 市场可售的芳香油产品的例子包括出光兴产株式会社制造的AC-12、AC-460、 AH-16、AH-24、以及 AH-58;以及 JX Nippon Oil&Energy 株式会社制造的 Process NC300S 和 Process X-140。
[0031] 在橡胶组合物中，以100质量份的橡胶组分为基准，芳香油的量为20质量份以上， 优选30质量份以上，更优选45质量份以上，还更优选60质量份以上。芳香油的量越高，产 生的软化效果越大，从而提供改进的低温性能，以及改进的冰雪上性能。相反，如果芳香油 的量过低，那么不能提供用于胎面所需的软化效果，于是，无 钉防滑冬胎不能发挥其冰雪上 性能。芳香油的量优选为80质量份以下。如果芳香油的量超过80质量份，那么加工性、耐 磨性，老化性能等可能劣化。
[0032] 橡胶组合物包含相对大量的二氧化硅。二氧化硅与芳香油的组合使用能够在改进 湿抓地性能（其被认为是无钉防滑冬胎的弱点）的同时，兼顾实现耐磨性和冰雪上性能。 二氧化硅的例子包括干二氧化硅（无水二氧化硅）和湿二氧化硅（含水二氧化硅）。特别 地，湿二氧化硅是优选的，这是因为其包含大量的硅烷醇基团。
[0033] 二氧化硅的氮吸附比表面积（N2SA)优选为40m2/g以上，更优选70m 2/g以上，以及 更优选IlOmVg以上。如果其N2SA低于40m2/g，那么增强性能可能是不充分的，这导致不 充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。此外，二氧化硅的N 2SA优选为220m2/g以下，更优选 200m2/g以下。如果其队5八超过220m 2/g，那么这种二氧化硅难以分散，从而导致劣化的耐 磨性。
[0034] 二氧化硅的N2SA值根据ASTM D3037-93,通过BET方法确定。
[0035] 在橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅的量为15质量份以上， 优选30质量份以上，更优选45质量份以上。15质量份以上的二氧化硅的使用允许实现无 钉防滑冬胎所需的冰雪上性能。二氧化硅的量为80质量份以下，优选70质量份以下，以及 更优选60质量份以下。如果二氧化硅的量超过80质量份，那么加工性和可使用性可能劣 化，以及低温性能因填料含量的增加而可能降低。
[0036] 橡胶组合物优选包含硅烷偶联剂与二氧化硅组合使用。硅烷偶联剂可以是传统上 在橡胶工业中与二氧化硅组合使用的那些硅烷偶联剂中的任何一种。其例子包括硫化物硅 烧偶联剂例如双（3 -二乙氧基甲娃烷基丙基）二硫化物；疏基硅烷偶联剂例如3-疏基丙 基三甲氧基硅烷；乙烯基硅烷偶联剂例如乙烯基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂例如3-氨 基丙基三乙氧基硅烷；环氧丙氧基硅烷偶联剂例如γ -环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷；硝 基硅烷偶联剂例如3-硝基丙基三甲氧基硅烷；以及氯代硅烷偶联剂例如3-氯代丙基三甲 氧基硅烷。这些硅烷偶联剂中，优选硫化物硅烷偶联剂，更优选双（3 -二乙氧基甲娃烷基丙 基）二硫化物。
[0037] 当橡胶组合物包含硅烷偶联剂时，相对于100质量份的二氧化硅，硅烷偶联剂的 量优选为1质量份以上，更优选3质量份以上。如果硅烷偶联剂的量低于1质量份，那么增 强性能可能是不充分的，这导致不充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。此外，硅烷偶联剂 的量优选为15质量份以下，更优选10质量份以下。如果硅烷偶联剂的量超过15质量份， 那么趋于不产生与其成本增加成比例的效果。
[0038] 橡胶组合物优选包含炭黑。这提供增强效果，从而使得本发明的效果可被更好地 实现。将炭黑与芳香油和二氧化硅一起添加到NR和BR中可导致耐磨性、冰雪上性能，以及 湿抓地性能的平衡改进。
[0039] 炭黑的氮吸附比表面积（N2SA)优选为50m2/g以上，更优选90m 2/g以上。如果其 N2SA低于50m2/g，那么增强性能可能是不充分的，这导致不充分的耐磨性和不充分的冰雪 上性能。炭黑的N 2SA优选为180m2/g以下，更优选130m2/g以下。如果其N2SA超过180m 2/ g，那么这种炭黑趋于难以分散，导致劣化的耐磨性。
[0040] 炭黑的 N2SA 根据 JIS K6217-2:2001 确定。
[0041] 炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油量（DBP)优选为50ml/100g以上，更优选 lOOml/lOOg以上。如果其DBP低于50ml/100g，那么增强性能可能是不充分的，这导致不 充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。此外，炭黑的DBP优选为200ml/100g以下，更优选 135ml/100g以下。如果其DBP超过200ml/100g，那么加工性和耐磨性可能降低。
[0042] 炭黑的 DBP 根据 JIS K 6217-4 :2001 确定。
[0043] 在橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选为2质量份以上， 更优选3质量份以上，还更优选5质量份以上。如果炭黑的量低于2质量份，那么增强性能 可能是不充分的，这导致不充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。炭黑的量优选为50质量 份以下，更优选30质量份以下，还更优选20质量份以下，特别优选15质量份以下。如果炭 黑的量超过50质量份，那么分散性趋于劣化，于是耐磨性趋于劣化。
[0044] 在橡胶组合物中，以100质量％的总的二氧化硅和炭黑为基准，二氧化硅的比例 优选为50质量％以上，更优选55质量％以上。如果二氧化硅的比例低于50质量％，那么 不能同时实现冰雪上性能和耐磨性。此外，以100质量％的总的二氧化硅和炭黑为基准，二 氧化硅的比例优选为95质量％以下，更优选93质量％以下，还更优选90质量％以下。如 果二氧化硅的比例超过95质量％，那么增强性能可能不足，这导致不充分的耐磨性和不充 分的冰雪上性能。
[0045] 除了上述组分之外，橡胶组合物可适当地包含通常用于轮胎工业中的配合剂，例 如蜡、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化剂（例如硫）、硫化促进剂以及其他材料。
[0046] 硫化促进剂的例子包括亚磺酰胺硫化促进剂、噻唑硫化促进剂、秋兰姆硫化促进 剂、硫脲硫化促进剂、胍硫化促进剂、二硫代氨基甲酸盐硫化促进剂、醛-胺或醛-氨硫化促 进剂、咪唑啉硫化促进剂，以及黄原酸盐硫化促进剂。这些硫化促进剂可单独使用或两种以 上地组合使用。特别地，优选使用亚磺酰胺硫化促进剂，更优选亚磺酰胺硫化促进剂和胍硫 化促进剂（例如二苯胍）的组合，这是因为本发明的效果可被更好地实现。
[0047] 亚磺酰胺硫化促进剂的例子包括N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺（TBBS)、 N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺（CBS)，以及N，N-二环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺 (DCBS)。特别地，优选使用CBS，更优选CBS与胍硫化促进剂（例如二苯胍）的组合，这是因 为本发明的效果可被更好地实现。
[0048] 橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油，以及母料制得，该母料通过混合聚丁二烯 橡胶和二氧化硅制得。例如，橡胶组合物可合适地通过包括混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅 用以制备母料的步骤1和混合母料、天然橡胶和芳香油的步骤2的方法制得。
[0049] (步骤 1)
[0050] 在步骤1中，聚丁二烯橡胶（BR)和二氧化硅被混合以制备母料。
[0051] 在步骤1中添加的BR的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用的BR的总 量的比率优选为80质量％以上，更优选100质量％。然后，可更好地实现本发明的效果。
[0052] 在步骤1中添加的二氧化硅的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用的 二氧化硅的总量的比率优选为80质量％以上，更优选100质量％。然后，可更好地实现本 发明的效果。
[0053] 母料优选包含硅烷偶联剂。
[0054] 在步骤1中添加的硅烷偶联剂的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用 的硅烷偶联剂的总量的比率优选为80质量％以上，更优选100质量％。
[0055] 母料可包含芳香油。其内使用的芳香油优选与步骤2中的芳香油相同，虽然其可 以与步骤2中使用的不同。
[0056] 在步骤1中添加的芳香油的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用的芳 香油的总量的比率优选为40质量％以下，更优选30质量％以下。该比率还优选5质量％ 以上，更优选10质量％以上。在这种情况中，可更好地实现本发明的效果。
[0057] 步骤1中的混合方法没有特别限制。可用典型地用于橡胶工业的捏合机，例如班 伯里密炼机、捏合机，或开放式辊轧机混合组分。
[0058] 在步骤1中，捏合温度优选为110_160°C，更优选120-150°C，以及捏合时间优选为 1-30分钟，更优选3-10分钟。如果捏合温度或捏合时间低于下限，那么不能充分获得分散 二氧化硅的效果，然而，如果捏合温度或捏合时间超过上限，那么BR在捏合期间易于被破 坏，这会导致劣化的冰雪上性能。
[0059] (步骤 2)
[0060] 在步骤2中，母料、天然橡胶（NR)，以及芳香油被混合。
[0061] 在步骤2中，可被包含在橡胶组分中的其他橡胶、炭黑、蜡、硬脂酸、氧化锌、抗氧 化剂等与母料、天然橡胶，以及芳香油被混合在一起。
[0062 ] 步骤2中的混合方法、捏合温度，以及捏合时间没有特别限制，并且可以与已知的 基础捏合步骤中使用的那些类似。例如，步骤2中的混合可以如步骤1中所述的那样进行， 例如，在110-160°C的捏合温度下进行1-30分钟的捏合时间。
[0063] (步骤 3)
[0064] 在步骤1和2后，通常进行最后的捏合步骤以制备未硫化橡胶组合物，该最后的捏 合步骤是例如用开放式辊轧机等捏合在步骤2中获得的捏合混合物、硫化剂（例如硫）、硫 化促进剂和其它组分的步骤。然后，该未硫化的橡胶组合物经历硫化步骤以提供硫化橡胶 组合物。
[0065] 如上所述，该橡胶组合物用于无钉防滑冬胎的胎面冠部。
[0066] 多层胎面可通过如下方式形成：制备薄片状部件并将它们组装成预定形状，或者 将部件装入具有两个以上辊的挤出机中，并在挤出机的机头出口处使它们形成两个以上的 层。
[0067] 本发明的无钉防滑冬胎可通过通常方法使用上述橡胶组合物制备。具体地说，将 包含母料、天然橡胶和芳香油、以及可选的上述配合剂的未硫化橡胶组合物挤出成胎面的 形状，然后在轮胎成型机中，通过通常方法将其与其它轮胎部件组装在一起以制得未硫化 轮胎。在硫化机中，对未硫化轮胎进行加热加压以获得本发明的无钉防滑冬胎。
[0068] 本发明的无钉防滑冬胎可合适地用于客车用的无钉防滑冬胎。
[0069] 实施例
[0070] 下面，参照实施例对本发明进行更具体地说明，但这不用于限制本发明的范围。
[0071] 用于实施例和对照例的化学品如下所列。
[0072] 天然橡胶（NR) :RSS#3
[0073] 聚丁二烯橡胶（BR) :BR1220(顺式含量：96质量％ )，Zeon公司制造
[0074] 炭黑：Seast N220 (N2SA :114m2/g，DBP :114ml/100g)，三菱化学株式会社制造
[0075] 二氧化娃：Ultrasil VN3 (N2SA : 175m2/g，平均一次粒径：15nm)，Evonik Degussa 公司制造
[0076] 硅烷偶联剂：Si75(双（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）二硫化物），Evonik Degussa 公司制造
[0077] 芳香油：Process X-140, JX Nippon Oil&Energy 公司制造
[0078] 赌：Sunnoc N，大内新兴化学工业株式会社制造
[0079] 氧化锌：氧化锌1号，三井金属矿业株式会社制造
[0080] 硬脂酸：硬脂酸"Tsubaki"，日油株式会社制造
[0081] 抗氧化剂：Antigene 6C(N_(1, 3-二甲基丁基）_N'-苯基-对亚苯基二胺），住友 化学株式会社制造
[0082] 硫：粉末硫，Karuizawa Sulfur公司制造
[0083] 硫化促进剂（I) :N〇CCeler CZ (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
[0084] 硫化促进剂（2) :Nocceler D(N，N'_二苯基胍），大内新兴化学工业株式会社制造
[0085] (实施例和对照例）
[0086] 使用I. 7L班伯里密炼机（神户制钢株式会社制造），在约150°C下，除了硫和硫化 促进剂之外的如表1所示的各个配方中的材料捏合5分钟以提供捏合混合物（取决于配 方，在该捏合工艺中将油分两批次添加）。然后，根据表1所示的各个配方，将硫和硫化促进 剂添加到捏合混合物中，接着使用开放式辊轧机，在约80°C下，将混合物捏合3分钟，以制 备未硫化橡胶组合物。使未硫化橡胶组合物形成为胎面形状并在轮胎成型机中，然后将其 与其它轮胎部件组装在一起以制造生胎。在170°C下将该生胎硫化15分钟以制得试验轮胎 (尺寸；195/65R15)。
[0087] 在使用母料的情况中，通过使用I. 7L班伯里密炼机（神户制钢株式会社制造），在 约150°C下捏合如表1所示的各个配方中的材料5分钟，来制备母料。
[0088] 对由此制得的试验轮胎进行如下项目的评估。结果如表1所示。
[0089] (硬度）
[0090] 根据JIS K6253,在0°C下，用硬度测试器（型号A)测定从各个试验轮胎的胎面中 切出的橡胶组合物试样的硬度。测定的硬度值表示为相对于对照例1(将其硬度值设定为 100)的指数。指数越高，硬度越高。
[0091] 〈冰雪上性能〉
[0092] 将各个实施例的试验轮胎安装在日本制造发动机前置、后轮驱动车辆上 (2000CC)。车辆在下述条件下在冰雪路面上行驶以按如下评估车辆的冰雪上性能。具体地 说，车辆在冰或雪上行驶，然后在车辆以30km/h的速度处行驶时进行锁住刹车。测定车辆 直至停止行驶的距离（冰上的制动停止距离，雪上的制动停止距离），并使用如下公式将结 果表示为指数。指数越高，冰雪上的抓地性能越好。
[0093] (制动性能指数）=(对照例1中的制动停止距离）八每个配方的制动停止距 离）XlOO
[0094] (在冰上）
[0095] 试验场所：日本北海道名寄中的试验跑道
[0096] 温度：_6°C 至-1°C
[0097] (在雪上）
[0098] 试验场所：日本北海道名寄中的试验跑道
[0099] 温度：-KTC至-2°C
[0100] 〈耐磨性〉
[0101] 将各个实施例的试验轮胎安装在日本制造的发动机前置、前轮驱动的车辆上，并 且车辆行驶8000km的行驶距离。然后，测量轮胎胎面部分的槽深。计算轮胎槽深每降低 Imm处的行驶距离并使用如下公式将结果表示为指数。指数越高表明耐磨性越好。
[0102] (耐磨性指数）=(轮胎槽深降低Imm的行驶距离V (对照例1中轮胎槽深降低 Imm的行驶距离）X 100
[0103] [表 1]
[0104]
[0105] 表中显示，实施例1-4中显示出平衡改进的耐磨性和冰雪上性能。相反，发现对照 例1-3和5-7 (其中未使用母料制备橡胶组合物），以及对照例4 (其中芳香油的量较低）具 有较差的冰雪上性能或较差的耐磨性。
【主权项】
1. 无钉防滑冬胎，其包括： 由橡胶组合物形成的胎面冠部， 所述橡胶组合物包含橡胶组分、芳香油、以及二氧化硅，其中所述橡胶组分包括天然橡 胶和聚丁二烯橡胶， 以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包括组合量为30-100质量％的天然橡 胶和聚丁二烯橡胶， 相对于100质量份橡胶组分，所述橡胶组合物包含20-80质量份的芳香油和15-80质 量份的二氧化硅， 所述橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油、以及母料制得，所述母料通过混合聚丁二 烯橡胶和二氧化硅制得。2. 如权利要求1所述的无钉防滑冬胎，其中，相对于100质量份橡胶组分，所述橡胶组 合物包含30-80质量份的芳香油和30-80质量份的二氧化硅。3. 如权利要求1或2所述的无钉防滑冬胎，其中，所述橡胶组合物还包含炭黑，以及以 100质量％的总的二氧化硅和炭黑为基准，二氧化硅的比例为50质量％以上。
【专利摘要】提供一种具有平衡改进的耐磨性和冰雪上性能的无钉防滑冬胎。该无钉防滑冬胎包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，所述橡胶组合物包含橡胶组分、芳香油、以及二氧化硅，其中所述橡胶组分包括天然橡胶和聚丁二烯橡胶，以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包括组合量为30-100质量％的天然橡胶和聚丁二烯橡胶，以100质量份的橡胶组分为基准，所述橡胶组合物包含20-80质量份的芳香油和15-80质量份的二氧化硅，所述橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油、以及母料制得，所述母料通过混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。
【IPC分类】B60C1/00, C08K3/04, C08L7/00, C08K3/36, C08K3/06, C08K5/09, C08K3/22, C08L9/00, C08K13/02
【公开号】CN104893013
【申请号】CN201510069720
【发明人】儿岛良治
【申请人】住友橡胶工业株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月10日
【公告号】EP2930033A1, US20150247027
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及无钉防滑冬胎。
【背景技术】
[0002] 镶钉轮胎或雪链被用于在冰雪路面上行驶；然而，它们不幸地产生环境问题例如 粉尘污染。于是，无钉防滑冬胎被开发作为用于在冰雪路面上行驶的候选轮胎。由于无钉防 滑冬胎在比一般路面具有更粗糙表面的冰雪路面上使用，故其材料和结构被特别地设计。 例如，已经开发出包含低温性能出色的二烯橡胶的橡胶组合物，以及包含大量用以提高软 化效果的软化剂的橡胶组合物。
[0003] 人们已经做了一些尝试例如通过增加橡胶组合物中的聚丁二烯橡胶的量来提高 无钉防滑冬胎在冰雪上的性能。然而，如果聚丁二烯橡胶的量过度增加，那么橡胶中的迀移 率太高，从而导致化学品的渗出。因此，聚丁二烯橡胶的量存在可增加的限度。此外，如果 聚丁二烯橡胶的量增加，那么橡胶组合物中天然橡胶的比例随聚丁二烯橡胶的量增加而降 低。于是，橡胶组合物存在具有较差的橡胶强度和劣化的耐磨性的问题。
[0004] 为了解决上述问题，例如，专利文献1公开了一种用于无钉防滑冬胎的橡胶组合 物，其包含大量的二氧化硅和软化剂。然而，在同时提供冰雪上性能和耐磨性方面，仍存在 改进的空间。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献 I :JP2012_224864A
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 考虑到上述情况进行了本发明，以及本发明致力于提供一种无钉防滑冬胎，其实 现了耐磨性和冰雪上性能的平衡改进。
[0010] 解决问题的技术方案
[0011] 本发明涉及一种无钉防滑冬胎，其包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，该橡胶组 合物包含橡胶组分（该橡胶组分包括天然橡胶和聚丁二烯橡胶）、芳香油，以及二氧化硅， 以100质量％的橡胶组分为基准，该橡胶组分包括组合量为30-100质量％的天然橡胶和聚 丁二烯橡胶，以100质量份的橡胶组分为基准，该橡胶组合物包含20-80质量份的芳香油和 15-80质量份的二氧化硅，该橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油、以及母料制得，该母料 通过混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。
[0012] 优选地，以100质量份的橡胶组分为基准，该橡胶组合物包含30-80质量份的芳香 油和30-80质量份的二氧化硅。
[0013] 优选的，该橡胶组合物进一步包含炭黑，以及以100质量％的总的二氧化硅和炭 黑为基准，二氧化硅的比例为50质量％以上。
[0014] 本发明的有益效果
[0015] 本发明提供一种无钉防滑冬胎，其包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，该橡胶组 合物包含包括一定量的天然橡胶和聚丁二烯橡胶的橡胶组分，以及一定量的芳香油和二氧 化硅，该橡胶组合物由母料制得，该母料通过混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。于是，该 无钉防滑冬胎实现了耐磨性和冰雪上性能（冰雪上的抓地性能）的平衡改进。
【具体实施方式】
[0016] 本发明的无钉防滑冬胎包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，该橡胶组合物包含包 括天然橡胶和聚丁二烯橡胶的橡胶组分、芳香油、和二氧化硅。胎面冠部是多层胎面的外表 面部分。在胎面为两层胎面的情况中，其由外表面层（胎面冠部）和内表面层（胎面基部） 构成。
[0017] 在本发明中，橡胶组合物包含包括一定量的天然橡胶和聚丁二烯橡胶的橡胶组 分，以及一定量的芳香油和二氧化硅。这导致耐磨性和冰雪上性能的平衡改进。
[0018] 此外，该橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油，以及母料制得，该母料通过混合 聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。通常，橡胶组合物通过用班伯里密炼机混合它们的组分制 得。然而，当全部组分混合在一起时，二氧化硅将朝着天然橡胶相发生局部地分布，这限制 了二氧化硅在橡胶组合物中的分散。于是，该方法在改进耐磨性和冰雪上性能方面也具有 有限效果。相反，当如本发明中那样，将聚丁二烯橡胶和二氧化硅预先混合以制备母料，然 后将母料与天然橡胶和芳香油混合时，二氧化硅朝着天然橡胶相的局部分布可被抑制，从 而可改进二氧化硅的分散性。因此，可改进耐磨性和冰雪上性能。
[0019] 在该橡胶组合物中，将天然橡胶（NR)和聚丁二烯橡胶（BR)组合使用作为橡胶组 分。该组合使用提供改进的低温性能和改进的冰雪上性能。特别地，聚丁二烯橡胶是用于 确保冰雪上性能的关键组分。
[0020] NR的例子包括通常使用的天然橡胶，例如TSR20和RSS#3。
[0021] 在橡胶组合物中，以100质量％橡胶组分为基准，NR的量优选为30质量％以上，更 优选40质量％以上，还更优选50质量％以上。如果NR的量低于30质量％，那么可能大幅 降低拉伸强度，从而难以确保耐磨性。以100质量％橡胶组分为基准，NR的量优选为80质 量％以下，更优选70质量％以下，还更优选65质量％以下。如果NR的量超过80质量％， 那么不能确保无钉防滑冬胎所需要的低温性能，于是制得的无钉防滑冬胎不能发挥其冰雪 上性能。
[0022] BR没有特别限制，其例子包括：高顺式BR，例如JSR公司制造的BR730和BR51、 Zeon公司制造的BR1220、以及宇部兴产株式会社制造的BR130B、BR150B和BR710 ;以及低 顺式BR，例如Zeon公司制造的BR1250H。这些BR可单独使用或两种以上地组合使用。
[0023] BR中的顺式含量优选为80质量％以上，更优选85质量％以上，还更优选90质 量％以上，特别优选95质量％以上。使用这种BR，可获得更好的冰雪上性能。
[0024] 此处的顺式含量值通过红外吸收谱分析确定。
[0025] 在橡胶组合物中，以100质量％橡胶组分为基准，BR的量优选为10质量％以上， 更优选20质量％以上，更优选30质量％以上，特别优选50质量％以上。如果BR的量低于 10质量％，那么可能不能确保无钉防滑冬胎所需的低温性能，于是，制得的无钉防滑冬胎不 能发挥其冰雪上性能。以100质量％橡胶组分为基准，BR的量优选为80质量％以下，更优 选70质量％以下，还更优选60质量％以下。如果BR的量超过80质量％，那么加工性可能 大幅劣化。
[0026] 在橡胶组合物中，以100质量％橡胶组分为基准，NR和BR的组合量为30质量％ 以上，优选60质量％以上，更优选80质量％以上，最优选100质量％。NR和BR的组合量越 高，提供越出色的低温性能，于是制得的无钉防滑冬胎可发挥所需的冰雪上性能。
[0027] 该橡胶组合物中的橡胶组分可包括其它橡胶，只要不抑制本发明的效果即可。其 它橡胶的例子包括聚异戊二烯橡胶（IR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶（SBR)、丁二烯-异戊 二烯共聚物橡胶、以及丁基橡胶。
[0028] 该橡胶组合物包含相对大量的芳香油。当使用矿物油时，由于其出色的低温性能， 故可确保冰雪上性能，但耐磨性劣化。如果降低矿物油的量以确保耐磨性，那么冰雪上性能 因低温性能的降低而劣化。于是，使用矿物油不能同时提供冰雪上性能和耐磨性，因为它们 是彼此对立的性能。相反，在甚至大量使用芳香油的情况中，耐磨性未大幅降低。于是，使 用芳香油可同时提供冰雪上性能和耐磨性。
[0029] 例如，芳香油可合适地具有根据ASTM D2140确定的15质量％以上（质量百分比） 芳香烃含量。下面对此进行进一步地解释。操作油在其分子结构中包含芳香烃（C a)、石蜡 烃（Cp)，以及环烷烃（Cn)，并且根据Ca含量（质量％ )、CP含量（质量％ )，以及Cn含量（质 量％ )，操作油被大致分类为芳香油、石蜡油，以及环烷油。本发明中使用的芳香油的(；含 量优选15质量％以上、更优选17质量％以上。此外，芳香油的匕含量优选70质量％以下、 更优选65质量％以下。
[0030] 市场可售的芳香油产品的例子包括出光兴产株式会社制造的AC-12、AC-460、 AH-16、AH-24、以及 AH-58;以及 JX Nippon Oil&Energy 株式会社制造的 Process NC300S 和 Process X-140。
[0031] 在橡胶组合物中，以100质量份的橡胶组分为基准，芳香油的量为20质量份以上， 优选30质量份以上，更优选45质量份以上，还更优选60质量份以上。芳香油的量越高，产 生的软化效果越大，从而提供改进的低温性能，以及改进的冰雪上性能。相反，如果芳香油 的量过低，那么不能提供用于胎面所需的软化效果，于是，无 钉防滑冬胎不能发挥其冰雪上 性能。芳香油的量优选为80质量份以下。如果芳香油的量超过80质量份，那么加工性、耐 磨性，老化性能等可能劣化。
[0032] 橡胶组合物包含相对大量的二氧化硅。二氧化硅与芳香油的组合使用能够在改进 湿抓地性能（其被认为是无钉防滑冬胎的弱点）的同时，兼顾实现耐磨性和冰雪上性能。 二氧化硅的例子包括干二氧化硅（无水二氧化硅）和湿二氧化硅（含水二氧化硅）。特别 地，湿二氧化硅是优选的，这是因为其包含大量的硅烷醇基团。
[0033] 二氧化硅的氮吸附比表面积（N2SA)优选为40m2/g以上，更优选70m 2/g以上，以及 更优选IlOmVg以上。如果其N2SA低于40m2/g，那么增强性能可能是不充分的，这导致不 充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。此外，二氧化硅的N 2SA优选为220m2/g以下，更优选 200m2/g以下。如果其队5八超过220m 2/g，那么这种二氧化硅难以分散，从而导致劣化的耐 磨性。
[0034] 二氧化硅的N2SA值根据ASTM D3037-93,通过BET方法确定。
[0035] 在橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶组分，二氧化硅的量为15质量份以上， 优选30质量份以上，更优选45质量份以上。15质量份以上的二氧化硅的使用允许实现无 钉防滑冬胎所需的冰雪上性能。二氧化硅的量为80质量份以下，优选70质量份以下，以及 更优选60质量份以下。如果二氧化硅的量超过80质量份，那么加工性和可使用性可能劣 化，以及低温性能因填料含量的增加而可能降低。
[0036] 橡胶组合物优选包含硅烷偶联剂与二氧化硅组合使用。硅烷偶联剂可以是传统上 在橡胶工业中与二氧化硅组合使用的那些硅烷偶联剂中的任何一种。其例子包括硫化物硅 烧偶联剂例如双（3 -二乙氧基甲娃烷基丙基）二硫化物；疏基硅烷偶联剂例如3-疏基丙 基三甲氧基硅烷；乙烯基硅烷偶联剂例如乙烯基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂例如3-氨 基丙基三乙氧基硅烷；环氧丙氧基硅烷偶联剂例如γ -环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷；硝 基硅烷偶联剂例如3-硝基丙基三甲氧基硅烷；以及氯代硅烷偶联剂例如3-氯代丙基三甲 氧基硅烷。这些硅烷偶联剂中，优选硫化物硅烷偶联剂，更优选双（3 -二乙氧基甲娃烷基丙 基）二硫化物。
[0037] 当橡胶组合物包含硅烷偶联剂时，相对于100质量份的二氧化硅，硅烷偶联剂的 量优选为1质量份以上，更优选3质量份以上。如果硅烷偶联剂的量低于1质量份，那么增 强性能可能是不充分的，这导致不充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。此外，硅烷偶联剂 的量优选为15质量份以下，更优选10质量份以下。如果硅烷偶联剂的量超过15质量份， 那么趋于不产生与其成本增加成比例的效果。
[0038] 橡胶组合物优选包含炭黑。这提供增强效果，从而使得本发明的效果可被更好地 实现。将炭黑与芳香油和二氧化硅一起添加到NR和BR中可导致耐磨性、冰雪上性能，以及 湿抓地性能的平衡改进。
[0039] 炭黑的氮吸附比表面积（N2SA)优选为50m2/g以上，更优选90m 2/g以上。如果其 N2SA低于50m2/g，那么增强性能可能是不充分的，这导致不充分的耐磨性和不充分的冰雪 上性能。炭黑的N 2SA优选为180m2/g以下，更优选130m2/g以下。如果其N2SA超过180m 2/ g，那么这种炭黑趋于难以分散，导致劣化的耐磨性。
[0040] 炭黑的 N2SA 根据 JIS K6217-2:2001 确定。
[0041] 炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油量（DBP)优选为50ml/100g以上，更优选 lOOml/lOOg以上。如果其DBP低于50ml/100g，那么增强性能可能是不充分的，这导致不 充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。此外，炭黑的DBP优选为200ml/100g以下，更优选 135ml/100g以下。如果其DBP超过200ml/100g，那么加工性和耐磨性可能降低。
[0042] 炭黑的 DBP 根据 JIS K 6217-4 :2001 确定。
[0043] 在橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选为2质量份以上， 更优选3质量份以上，还更优选5质量份以上。如果炭黑的量低于2质量份，那么增强性能 可能是不充分的，这导致不充分的耐磨性和不充分的冰雪上性能。炭黑的量优选为50质量 份以下，更优选30质量份以下，还更优选20质量份以下，特别优选15质量份以下。如果炭 黑的量超过50质量份，那么分散性趋于劣化，于是耐磨性趋于劣化。
[0044] 在橡胶组合物中，以100质量％的总的二氧化硅和炭黑为基准，二氧化硅的比例 优选为50质量％以上，更优选55质量％以上。如果二氧化硅的比例低于50质量％，那么 不能同时实现冰雪上性能和耐磨性。此外，以100质量％的总的二氧化硅和炭黑为基准，二 氧化硅的比例优选为95质量％以下，更优选93质量％以下，还更优选90质量％以下。如 果二氧化硅的比例超过95质量％，那么增强性能可能不足，这导致不充分的耐磨性和不充 分的冰雪上性能。
[0045] 除了上述组分之外，橡胶组合物可适当地包含通常用于轮胎工业中的配合剂，例 如蜡、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化剂（例如硫）、硫化促进剂以及其他材料。
[0046] 硫化促进剂的例子包括亚磺酰胺硫化促进剂、噻唑硫化促进剂、秋兰姆硫化促进 剂、硫脲硫化促进剂、胍硫化促进剂、二硫代氨基甲酸盐硫化促进剂、醛-胺或醛-氨硫化促 进剂、咪唑啉硫化促进剂，以及黄原酸盐硫化促进剂。这些硫化促进剂可单独使用或两种以 上地组合使用。特别地，优选使用亚磺酰胺硫化促进剂，更优选亚磺酰胺硫化促进剂和胍硫 化促进剂（例如二苯胍）的组合，这是因为本发明的效果可被更好地实现。
[0047] 亚磺酰胺硫化促进剂的例子包括N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺（TBBS)、 N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺（CBS)，以及N，N-二环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺 (DCBS)。特别地，优选使用CBS，更优选CBS与胍硫化促进剂（例如二苯胍）的组合，这是因 为本发明的效果可被更好地实现。
[0048] 橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油，以及母料制得，该母料通过混合聚丁二烯 橡胶和二氧化硅制得。例如，橡胶组合物可合适地通过包括混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅 用以制备母料的步骤1和混合母料、天然橡胶和芳香油的步骤2的方法制得。
[0049] (步骤 1)
[0050] 在步骤1中，聚丁二烯橡胶（BR)和二氧化硅被混合以制备母料。
[0051] 在步骤1中添加的BR的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用的BR的总 量的比率优选为80质量％以上，更优选100质量％。然后，可更好地实现本发明的效果。
[0052] 在步骤1中添加的二氧化硅的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用的 二氧化硅的总量的比率优选为80质量％以上，更优选100质量％。然后，可更好地实现本 发明的效果。
[0053] 母料优选包含硅烷偶联剂。
[0054] 在步骤1中添加的硅烷偶联剂的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用 的硅烷偶联剂的总量的比率优选为80质量％以上，更优选100质量％。
[0055] 母料可包含芳香油。其内使用的芳香油优选与步骤2中的芳香油相同，虽然其可 以与步骤2中使用的不同。
[0056] 在步骤1中添加的芳香油的量相对于在用于制备橡胶组合物的工艺中使用的芳 香油的总量的比率优选为40质量％以下，更优选30质量％以下。该比率还优选5质量％ 以上，更优选10质量％以上。在这种情况中，可更好地实现本发明的效果。
[0057] 步骤1中的混合方法没有特别限制。可用典型地用于橡胶工业的捏合机，例如班 伯里密炼机、捏合机，或开放式辊轧机混合组分。
[0058] 在步骤1中，捏合温度优选为110_160°C，更优选120-150°C，以及捏合时间优选为 1-30分钟，更优选3-10分钟。如果捏合温度或捏合时间低于下限，那么不能充分获得分散 二氧化硅的效果，然而，如果捏合温度或捏合时间超过上限，那么BR在捏合期间易于被破 坏，这会导致劣化的冰雪上性能。
[0059] (步骤 2)
[0060] 在步骤2中，母料、天然橡胶（NR)，以及芳香油被混合。
[0061] 在步骤2中，可被包含在橡胶组分中的其他橡胶、炭黑、蜡、硬脂酸、氧化锌、抗氧 化剂等与母料、天然橡胶，以及芳香油被混合在一起。
[0062 ] 步骤2中的混合方法、捏合温度，以及捏合时间没有特别限制，并且可以与已知的 基础捏合步骤中使用的那些类似。例如，步骤2中的混合可以如步骤1中所述的那样进行， 例如，在110-160°C的捏合温度下进行1-30分钟的捏合时间。
[0063] (步骤 3)
[0064] 在步骤1和2后，通常进行最后的捏合步骤以制备未硫化橡胶组合物，该最后的捏 合步骤是例如用开放式辊轧机等捏合在步骤2中获得的捏合混合物、硫化剂（例如硫）、硫 化促进剂和其它组分的步骤。然后，该未硫化的橡胶组合物经历硫化步骤以提供硫化橡胶 组合物。
[0065] 如上所述，该橡胶组合物用于无钉防滑冬胎的胎面冠部。
[0066] 多层胎面可通过如下方式形成：制备薄片状部件并将它们组装成预定形状，或者 将部件装入具有两个以上辊的挤出机中，并在挤出机的机头出口处使它们形成两个以上的 层。
[0067] 本发明的无钉防滑冬胎可通过通常方法使用上述橡胶组合物制备。具体地说，将 包含母料、天然橡胶和芳香油、以及可选的上述配合剂的未硫化橡胶组合物挤出成胎面的 形状，然后在轮胎成型机中，通过通常方法将其与其它轮胎部件组装在一起以制得未硫化 轮胎。在硫化机中，对未硫化轮胎进行加热加压以获得本发明的无钉防滑冬胎。
[0068] 本发明的无钉防滑冬胎可合适地用于客车用的无钉防滑冬胎。
[0069] 实施例
[0070] 下面，参照实施例对本发明进行更具体地说明，但这不用于限制本发明的范围。
[0071] 用于实施例和对照例的化学品如下所列。
[0072] 天然橡胶（NR) :RSS#3
[0073] 聚丁二烯橡胶（BR) :BR1220(顺式含量：96质量％ )，Zeon公司制造
[0074] 炭黑：Seast N220 (N2SA :114m2/g，DBP :114ml/100g)，三菱化学株式会社制造
[0075] 二氧化娃：Ultrasil VN3 (N2SA : 175m2/g，平均一次粒径：15nm)，Evonik Degussa 公司制造
[0076] 硅烷偶联剂：Si75(双（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）二硫化物），Evonik Degussa 公司制造
[0077] 芳香油：Process X-140, JX Nippon Oil&Energy 公司制造
[0078] 赌：Sunnoc N，大内新兴化学工业株式会社制造
[0079] 氧化锌：氧化锌1号，三井金属矿业株式会社制造
[0080] 硬脂酸：硬脂酸"Tsubaki"，日油株式会社制造
[0081] 抗氧化剂：Antigene 6C(N_(1, 3-二甲基丁基）_N'-苯基-对亚苯基二胺），住友 化学株式会社制造
[0082] 硫：粉末硫，Karuizawa Sulfur公司制造
[0083] 硫化促进剂（I) :N〇CCeler CZ (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
[0084] 硫化促进剂（2) :Nocceler D(N，N'_二苯基胍），大内新兴化学工业株式会社制造
[0085] (实施例和对照例）
[0086] 使用I. 7L班伯里密炼机（神户制钢株式会社制造），在约150°C下，除了硫和硫化 促进剂之外的如表1所示的各个配方中的材料捏合5分钟以提供捏合混合物（取决于配 方，在该捏合工艺中将油分两批次添加）。然后，根据表1所示的各个配方，将硫和硫化促进 剂添加到捏合混合物中，接着使用开放式辊轧机，在约80°C下，将混合物捏合3分钟，以制 备未硫化橡胶组合物。使未硫化橡胶组合物形成为胎面形状并在轮胎成型机中，然后将其 与其它轮胎部件组装在一起以制造生胎。在170°C下将该生胎硫化15分钟以制得试验轮胎 (尺寸；195/65R15)。
[0087] 在使用母料的情况中，通过使用I. 7L班伯里密炼机（神户制钢株式会社制造），在 约150°C下捏合如表1所示的各个配方中的材料5分钟，来制备母料。
[0088] 对由此制得的试验轮胎进行如下项目的评估。结果如表1所示。
[0089] (硬度）
[0090] 根据JIS K6253,在0°C下，用硬度测试器（型号A)测定从各个试验轮胎的胎面中 切出的橡胶组合物试样的硬度。测定的硬度值表示为相对于对照例1(将其硬度值设定为 100)的指数。指数越高，硬度越高。
[0091] 〈冰雪上性能〉
[0092] 将各个实施例的试验轮胎安装在日本制造发动机前置、后轮驱动车辆上 (2000CC)。车辆在下述条件下在冰雪路面上行驶以按如下评估车辆的冰雪上性能。具体地 说，车辆在冰或雪上行驶，然后在车辆以30km/h的速度处行驶时进行锁住刹车。测定车辆 直至停止行驶的距离（冰上的制动停止距离，雪上的制动停止距离），并使用如下公式将结 果表示为指数。指数越高，冰雪上的抓地性能越好。
[0093] (制动性能指数）=(对照例1中的制动停止距离）八每个配方的制动停止距 离）XlOO
[0094] (在冰上）
[0095] 试验场所：日本北海道名寄中的试验跑道
[0096] 温度：_6°C 至-1°C
[0097] (在雪上）
[0098] 试验场所：日本北海道名寄中的试验跑道
[0099] 温度：-KTC至-2°C
[0100] 〈耐磨性〉
[0101] 将各个实施例的试验轮胎安装在日本制造的发动机前置、前轮驱动的车辆上，并 且车辆行驶8000km的行驶距离。然后，测量轮胎胎面部分的槽深。计算轮胎槽深每降低 Imm处的行驶距离并使用如下公式将结果表示为指数。指数越高表明耐磨性越好。
[0102] (耐磨性指数）=(轮胎槽深降低Imm的行驶距离V (对照例1中轮胎槽深降低 Imm的行驶距离）X 100
[0103] [表 1]
[0104]
[0105] 表中显示，实施例1-4中显示出平衡改进的耐磨性和冰雪上性能。相反，发现对照 例1-3和5-7 (其中未使用母料制备橡胶组合物），以及对照例4 (其中芳香油的量较低）具 有较差的冰雪上性能或较差的耐磨性。
【主权项】
1. 无钉防滑冬胎，其包括： 由橡胶组合物形成的胎面冠部， 所述橡胶组合物包含橡胶组分、芳香油、以及二氧化硅，其中所述橡胶组分包括天然橡 胶和聚丁二烯橡胶， 以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包括组合量为30-100质量％的天然橡 胶和聚丁二烯橡胶， 相对于100质量份橡胶组分，所述橡胶组合物包含20-80质量份的芳香油和15-80质 量份的二氧化硅， 所述橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油、以及母料制得，所述母料通过混合聚丁二 烯橡胶和二氧化硅制得。2. 如权利要求1所述的无钉防滑冬胎，其中，相对于100质量份橡胶组分，所述橡胶组 合物包含30-80质量份的芳香油和30-80质量份的二氧化硅。3. 如权利要求1或2所述的无钉防滑冬胎，其中，所述橡胶组合物还包含炭黑，以及以 100质量％的总的二氧化硅和炭黑为基准，二氧化硅的比例为50质量％以上。
【专利摘要】提供一种具有平衡改进的耐磨性和冰雪上性能的无钉防滑冬胎。该无钉防滑冬胎包括由橡胶组合物形成的胎面冠部，所述橡胶组合物包含橡胶组分、芳香油、以及二氧化硅，其中所述橡胶组分包括天然橡胶和聚丁二烯橡胶，以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包括组合量为30-100质量％的天然橡胶和聚丁二烯橡胶，以100质量份的橡胶组分为基准，所述橡胶组合物包含20-80质量份的芳香油和15-80质量份的二氧化硅，所述橡胶组合物通过混合天然橡胶、芳香油、以及母料制得，所述母料通过混合聚丁二烯橡胶和二氧化硅制得。
【IPC分类】B60C1/00, C08K3/04, C08L7/00, C08K3/36, C08K3/06, C08K5/09, C08K3/22, C08L9/00, C08K13/02
【公开号】CN104893013
【申请号】CN201510069720
【发明人】儿岛良治
【申请人】住友橡胶工业株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月10日
【公告号】EP2930033A1, US20150247027
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