载重充气轮胎用橡胶组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改良了低滚动阻力性、耐磨耗性及耐偏磨耗性的载重充气轮胎用橡胶 组合物。
【背景技术】
[0002] 近年来，对于载重充气轮胎，重视对环境的负荷降低，从而符合日本、欧州的标号 制度或北美的smart way限制，从而要求特别是减小滚动阻力性且提高燃耗性能。作为橡 胶组合物的滚动阻力性的指标，通常使用由动态粘弹性测定得到的60°C下的tan S，橡胶 组合物的tan 5 (60 °C )越小，滚动阻力性越小。
[0003] 作为减小橡胶组合物的tan S (60°C )的方法，例如可举出减少炭黑的配合量或增 大炭黑的粒径。但是，这样的方法中，存在拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长、橡胶硬度等机械特 性降低，制成载重充气轮胎时，耐磨耗性、耐偏磨耗性降低的问题。
[0004] 专利文献1中，为减小大型车辆轮胎的滚动阻力，提出了在天然橡胶中以特定的 比例配合二氧化硅、炭黑、硅烷偶联剂、硫及次磺酰胺促进剂的方案。但是，在该橡胶组合物 中，减小滚动阻力的效果并不充分。另外，耐磨耗性及耐偏磨耗性等轮胎耐久性也不充分。 即，为将低滚动阻力性、耐磨耗性及耐偏磨耗性改良至现有水平以上，要求进一步改良载重 充气轮胎用橡胶组合物。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :国际公开W02010/077232号
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的课题
[0009] 本发明的目的在于，提供一种将低滚动阻力性、耐磨耗性及耐偏磨耗性改良至现 有水平以上的载重充气轮胎用橡胶组合物。
[0010] 用于解决课题的技术方案
[0011] 实现上述目的的本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物的特征在于，相对于含有 80~100重量％的天然橡胶、20~0重量％的异戊二烯橡胶的二烯系橡胶100重量份，配 合有二氧化硅35~50重量份、硫1. 5~3. 5重量份、炭黑、次磺酰胺系硫化促进剂及含硫 的硅烷偶联剂，所述硫及含硫的硅烷偶联剂中的硫的合计为1. 85~6. 0重量份，所述次磺 酰胺系硫化促进剂的配合量为通过下式（1)求得的A重量份以上2. 6重量份以下。
[0012] A = 0. 2209SZ-1. 409S+1. 309Y+2. 579 (1)
[0013](式（1)中，A表示次磺酰胺系硫化促进剂的配合量（重量份）的下限值，S表示 硫的配合量（重量份），Y表示根据Y = Ws/(Ws+Wc)求得的正数，Ws表示二氧化娃的配合 量（重量份），Wc表示炭黑的配合量（重量份）。）
[0014] 发明效果
[0015] 本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物，由于在以天然橡胶为主成分的二烯系橡胶 中配合炭黑、二氧化硅、硫、次磺酰胺系硫化促进剂及含硫的硅烷偶联剂，且限定硫及含硫 的硅烷偶联剂中的硫的合计，进而使次磺酰胺系硫化促进剂的配合量为特定的量，所以可 以减小制成轮胎时的滚动阻力，并且可以将耐磨耗性及耐偏磨耗性改良至现有水平以上。
[0016] 另外，优选的是，所述炭黑为ISAF级或SAF级，所述炭黑的配合量Wc及二氧化硅 的配合量Ws满足下式（2)的关系，可以降低橡胶组合物的发热性。
[0017] ffc ^ 32. 71-0. 592ffs (2)
[0018] (式⑵中，Ws表示二氧化娃的配合量（重量份），Wc表示炭黑的配合量（重量 份）。)
[0019] 本发明的载重充气轮胎具有由上述的载重充气轮胎用橡胶组合物形成的胎冠胎 面。该载重充气轮胎可以减小滚动阻力，改良燃耗性能。另外，同时将耐磨耗性及耐偏磨耗 性改良至现有水平以上，因此，轮胎耐久性提高。
[0020] 另外，载重充气轮胎优选由胎面基部用橡胶组合物形成胎面基部，所述胎面基部 用橡胶组合物，相对于含有70~90重量％的天然橡胶和/或异戊二烯橡胶、和30~10重 量％的丁二烯橡胶和/或苯乙烯丁二烯橡胶的二烯系橡胶1〇〇重量份，配合有炭黑15~45 重量份、二氧化娃3~30重量份，且配合有所述二氧化娃量的5~15重量％的硅烷偶联剂， 并且所述炭黑的氮吸附比表面积N 2SA为35~85m2/g，DBP吸收量为110~200ml/100g。该 载重充气轮胎可以进一步减小滚动阻力，且改良耐磨耗性及耐偏磨耗性，进一步提高轮胎 耐久性。
【附图说明】
[0021] 图1是示出本发明的载重充气轮胎的实施方式的一例的子午线方向的截面图。
【具体实施方式】
[0022] 本说明书中，载重充气轮胎是指卡车、巴士、建筑车辆上安装的大型充气轮胎。
[0023] 图1中，载重充气轮胎具有胎面部1、胎侧部2及胎圈部3,在左右的胎圈部3、3间 装设有帘布层4,其两端部围绕胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折返。在胎面部1的帘布层4的 轮胎径向外侧配置有4层结构的带束层6,在最外侧的带束层6的外侧配置有胎面橡胶。胎 面橡胶成为与带束层6邻接的径向内侧的胎面基部橡胶层8和在胎面部1的表面露出的径 向外侧的胎冠胎面橡胶层7的2层结构。
[0024] 本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物适于构成载重充气轮胎的胎面部1、特别是 胎冠胎面部即胎冠胎面橡胶层7。因此，有时将本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物称为 "胎冠胎面用橡胶组合物"。另外，相对于此，有时将胎面部中构成胎面基部橡胶层8的橡胶 组合物称为"胎面基部用橡胶组合物"。
[0025] 本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物中，橡胶成分为二烯系橡胶，包含天然橡胶， 或包含天然橡胶和异戊二烯橡胶。通过以天然橡胶、异戊二烯橡胶组成二烯系橡胶，可以以 高的水平确保橡胶组合物的耐磨耗性及耐偏磨耗性。
[0026] 至于天然橡胶的含量，在二烯系橡胶100重量％中，为80~100重量％，优选为 90~100重量％。如果天然橡胶的含量低于80重量％，则可能不能充分改良耐磨耗性及耐 偏磨耗性。至于异戊二烯橡胶的含量，在二烯系橡胶100重量％中，为20~0重量％，优选 为10~〇重量％。如果异戊二烯橡胶的含量超过20重量％，则可能不能充分改良耐磨耗 性及耐偏磨耗性。
[0027] 本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物中，就二烯系橡胶而言，天然橡胶的含量为 100重量％，或者天然橡胶及异戊二烯橡胶的合计为100重量％。此外，在载重充气轮胎用 橡胶组合物中添加各种配合剂时，在作为稀释材料或母料的基体橡胶含有天然橡胶、异戊 二烯橡胶以外的其它二烯系橡胶的情况下，并不排除这样的配合剂的使用，可以在不阻害 本发明目的的范围内使用。作为其它二烯系橡胶，例如可举出丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯 橡胶、丙稀腈-丁二稀橡胶等。
[0028] 本发明中，相对于二烯系橡胶100重量份，配合35~50重量份、优选35~47重 量份、更优选36~45重量份的二氧化硅。通过配合二氧化硅，在制成轮胎时可以减小滚动 阻力。如果二氧化硅的配合量低于35重量份，则滚动阻力增大。如果二氧化硅的配合量超 过50重量份，则耐磨耗性及耐偏磨耗性变差。
[0029] 二氧化硅的氮吸附比表面积没有特别限定，但可以优选为150~300m2/g、更优选 为160~240m 2/g。如果二氧化娃的氮吸附比表面积低于150m2/g，则耐磨耗性及耐偏磨耗 性变差，固不优选。另外，如果二氧化硅的氮吸附比表面积超过300m 2/g，则滚动阻力增大， 固不优选。此外，二氧化硅的氮吸附比表面积根据JIS K6217-2求得。
[0030] 作为二氧化硅，可使用轮胎用橡胶组合物中通常使用的二氧化硅，例如湿法二氧 化硅、干法二氧化硅或表面处理二氧化硅等。二氧化硅可以从市售的二氧化硅中适宜选择 使用。另外，可以使用通过通常的制造方法得到的二氧化硅。
[0031] 本发明的载重充气轮胎用橡胶组合物配合有炭黑。通过配合炭黑，可以提高橡胶 组合物的强度，提高耐磨耗性及耐偏磨耗性。作为炭黑，优选使用根据ASTM D1765分类的 等级为ISAF级或SAF级的炭黑，可以提高橡胶组合物的耐磨耗性及耐偏磨耗性。
[0032] 至于炭黑，相对于二烯系橡胶100重量份，优选配合3重量份以上，更优选为7重 量份以上。如果炭黑的配合量低于3重量份，则橡胶组合物的橡胶强度及耐磨耗性及耐偏 磨耗性变差。炭黑的配合量的上限优选根据与二氧化硅的配合量的关系来决定。即，在将 二氧化硅的配合量设为Ws (重量份）、将炭黑的配合量设为Wc (重量份）时，Ws及Wc的关 系优选满足下式（2)。
[0033] Wc ^ 32. 71-0. 592ffs (2)
[0034] (式⑵中，Ws表示二氧化娃的配合量（重量份），Wc表示炭黑的配合量（重量 份）。)
[0035] 如果炭黑的配合量Wc超过上式（2)的右边的值，则滚动阻力增大，另外耐磨耗性 及耐偏磨耗性反而变差。
[0036] 本发明的胎冠胎面用橡胶组合物中使用的炭黑优选为ISAF级或SAF级，氮吸附比 表面积优选为100~150m 2/g，更优选为110~125m2/g。如果氮吸附比表面积低于100m2/ g，则橡胶组合物的橡胶强度等机械特性降低，耐磨耗性及耐偏磨耗性变差。如果氮吸附比 表面积超过150m 2/g，则滚动阻力增大。炭黑的氮吸附比表面积根据JIS K6217-2来测定。
[0037] 胎冠胎面用橡胶组合物中，炭黑及二氧化硅的合计相对于二烯系橡胶100重量份 优选为38~53重量份，更优选为42~50重量份。如果炭黑及二氧化硅的合计量低于38