充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种充气轮胎，其在不损害湿抓地性能或抗打滑性能的情况下，具有改进静音性以及改进的乘坐舒适性。本发明涉及一种充气轮胎，其在胎侧壁中包括泡沫橡胶层，所述泡沫橡胶层具有10～100％的如下式1限定的膨胀率：
【专利说明】
充气轮胎
技术领域
[0001] 本发明设及一种充气轮胎，其在胎侧壁层中包括泡沫橡胶层。
【背景技术】
[0002] 汽车轮胎所需性能包括静音性(quietness)和乘坐舒适性。运些性能由在汽车行 驶期间受到来自道路的振动经由轮胎向汽车内部传播而产生。特别地，静音性受到50~ 400k化噪声的大幅影响，并且通过采取措施例如降低轮胎胎面表面上的沟槽图案百分比来 降低该噪声。然而，轮胎胎面表面上的沟槽图案还对其它性能例如湿抓地性能和抗打滑性 能提供了较大的贡献。因此，降低沟槽图案百分比可能削弱运些性能。
[0003] 同时，已经制造并销售了在胎面部中使用泡沫橡胶的充气轮胎，所述充气轮胎包 括致力于冰上性能的无钉防滑轮胎(专利文献1)。然而，该技术意图改进无钉防滑冬胎的冰 上性能，并且静音性的水准仍然不足。
[0004] 引用列表
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献 1:肝-A 2012-31231
【发明内容】
[0007] 技术问题
[000引本发明旨在于提供一种充气轮胎，其在不牺牲湿抓地性能或抗打滑性能的情况 下，具有改进的静音性W及改进的乘坐舒适性。
[0009] 解决问题的方法
[0010] 具体地说，本发明设及一种充气轮胎，其包括在胎侧壁中的泡沫橡胶层，所述泡沫 橡胶层具有10~100%的如下式1限定的膨胀率：
[0011]
[0012] 优选，泡沫橡胶包含平均泡孔直径为5~100WI1的闭孔。
[0013] 优选，泡沫橡胶层使用可热分解的发泡剂形成。
[0014] 优选，可热分解的发泡剂是选自于由W下物质构成的组中的至少一种:偶氮二甲 酷胺(ADCA)、N，N'-二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)、4,4'-氧代双(苯横酷阱）（0B甜）、W及碳 酸氨钢。
[0015] 发明的有益效果
[0016] 根据本发明，在轮胎的胎侧壁部中使用膨胀率为10~100%的泡沫橡胶层能够通 过吸收在汽车行驶期间出现的振动，而在不降低湿抓地性能或抗打滑性能所需的沟槽图案 百分比的情况下，改进静音性W及乘坐舒适性。
【具体实施方式】
[0017]本发明充气轮胎的特征在于，在胎侧壁中包括泡沫橡胶层，所述泡沫橡胶层如下 式1限定的膨胀率为10~100% :
[001 引
[0019] 对于式1限定的泡沫橡胶层的膨胀率，数值越高表示每一体积的闭孔的数目越多。 膨胀率为10~100%，优选15~80%，更优选20~70%。膨胀率低于10%的泡沫橡胶不能充 分吸收振动，并且难W改进静音性W及乘坐舒适性，由此呈现出基本上相当于非泡沫橡胶 的性能。膨胀率大于100 %的泡沫橡胶也几乎无法改进静音性或乘坐舒适性，并且不能确保 用于行驶轮胎所需的刚性，因此降低操作稳定性，并且对行驶性能本身产生不利影响。膨胀 率可W通过增加或降低发泡剂的量进行控制。
[0020] 泡沫橡胶层的平均泡孔直径优选5~100皿，更优选10~85皿，更优选15~75μπι。平 均泡孔直径低于扣m的泡沫橡胶不能充分吸收振动，并且难W改进静音性W及乘坐舒适性， 由此呈现出基本上相当于非泡沫橡胶的性能。平均泡孔直径大于100WI1的泡沫橡胶也几乎 无法改进静音性或乘坐舒适性，并且不能确保用于行驶轮胎所需的刚性，因此降低操作稳 定性，并且对行驶性能本身产生不利影响。
[0021] 用于形成泡沫橡胶层的橡胶组合物可W包含任何橡胶组分。其例子包括二締橡 胶，例如天然橡胶(NR)、聚异戊二締橡胶（IR)、苯乙締-下二締橡胶（SBR)、聚下二締橡胶 (BR)、苯乙締-异戊二締-下二締橡胶(SIBR)、氯下橡胶(CR)、和下腊橡胶(NBR)。运些可W单 独使用或者两种W上组合使用。在运些中，优选NR或BR，运是因为它们在改进耐裂纹生长性 (crack growth resistance)上卓有成效，其中更优选NR和BR的组合。可W使用通常用于橡 胶工业中的任何NR和任何BR。
[0022] 基于100质量份的橡胶组分，NR含量优选为20质量份W上，更优选25质量份W上， 还更优选30质量份W上。此外，NR含量可W是100质量份，但是优选80质量份W下，更优选75 质量份W下，还更优选65质量份W下。当NR含量在上述范围内时，可W良好地获得本发明的 效果。
[0023] 基于100质量份的橡胶组分，BR含量优选为30质量份W上，更优选40质量份W上， 还更优选45质量份W上。此外，BR含量可W是100质量份，但是优选90质量份W下，更优选85 质量份W下，还更优选80质量份W下。当BR含量在上述范围内时，可W良好地获得本发明的 效果。
[0024] 基于100质量份的橡胶组分，NR和BR的合计量优选为50质量份W上，更优选65质量 份W上，还更优选75质量份W上。合计量可W是100质量份。当合计量在上述范围内时，可W 良好地获得本发明的效果。
[0025] 虽然任何发泡剂都可用于形成泡沫橡胶层，但是优选使用可热分解的化学发泡 剂，W提供所期望的气泡。可热分解的化学发泡剂的例子包括:偶氮二甲酯胺(ADCA)、N，N'- 二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)、4,4'-氧代双(苯横酷阱K0B甜）、W及碳酸氨钢。运些可W组 合使用。
[00%]可热分解的化学发泡剂的平均粒径优选0.5~20μπι，更优选5~15μπι。当发泡剂的 平均粒径大于20WI1时，发泡剂颗粒内的热分布趋向于不均匀，引起发泡剂的不均匀热分解， 从而形成具有低圆度的泡孔。此外，当发泡剂的平均粒径低于0.5皿时，运种发泡剂会引起 粉尘爆炸或者其它危险，于是难w处理。因此，可操作性倾向于显著降低。
[0027]可热分解的化学发泡剂的含量没有特别限制，基于每100质量份的橡胶组分，其优 选5~20质量份，更优选10~17质量份。当其含量大于20质量份时，膨胀率趋于超过100% ; 当其含量低于5质量份时，膨胀率趋于低于10%。
[00%]除了如上所述的橡胶组分之外，用于泡沫橡胶层的橡胶组合物还可W酌情添加通 常用于橡胶组合物生产的任何其它添加剂。可W使用任何已知的添加剂，例如包括硫化剂 比如硫;硫化促进剂比如嚷挫系硫化促进剂、秋兰姆系硫化促进剂、亚横酷胺系硫化促进 剂、W及脈系硫化促进剂;硫化活化剂比如硬脂酸W及氧化锋;有机过氧化物;填料比如炭 黑、二氧化娃、碳酸巧、滑石、氧化侣、粘±、氨氧化侣、W及云母;加工助剂比如填充油W及 润滑剂;抗氧化剂；W及偶联剂。
[0029] 为了保证强度，在其它填料中，特别优选炭黑。炭黑的肥T氮吸附优选20~250mV g，更优选20~200mVg。当BET氮吸附低于20mVg时，耐晓曲裂纹生长性和耐裂性趋向于减 小。当肥T氮吸附大于250m2/g时，加工性能趋向于降低。炭黑的肥T氮吸附比表面积可W根 据ASTM D3037-81的方法确定。
[0030] 基于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选5质量份W上，更优选15质量份W上。 该炭黑的量优选200质量份W下，更优选150质量份W下，特别优选100质量份W下。在上述 范围内使用炭黑能够保证良好的加工性能、良好的耐晓曲裂纹生长性、W及良好的耐裂性。 [0031 ]所制造泡沫的形状没有特别限制。
[0032]本发明的充气轮胎可W通过常用方法由所述橡胶组合物形成。具体地说，通过将 各种添加剂视需要添加到橡胶组分中制得的未硫化橡胶组合物被挤出为轮胎胎侧壁的形 状，或者可选地，可W将所述橡胶组合物挤出为特定形状并与胎侧壁部件组装。所生产的胎 侧壁部件W常规方式在轮胎成型机上与其它轮胎部件组装，从而构造未硫化轮胎。将未硫 化轮胎在硫化器中加热加压，从而引起发泡。由此，可W生产本发明的充气轮胎。
[00削实施例
[0034] 本发明将参考实施例进行具体说明；然而，本发明不限于运些实施例。
[0035] 用于实施例和比较例中的各种化学品如下所列。
[0036] 天然橡胶(NR):RSS#3,40质量份
[0037] 聚下二締橡胶(BR):购自Zeon公司的Nipol BR1220,60质量份
[0038] 炭黑:购自Ξ菱化学株式会社的沈AST N550(氮吸附比表面积:43mVg)，60质量份
[0039] 氧化锋:购自Ξ井金属矿业株式会社的氧化锋1号，5质量份
[0040] 硬脂酸:购自日本油脂株式会社的硬脂酸珠"Tsubaki"，5质量份
[0041 ]油：购自日本能源公司（Japan Ene;rgy Coloration)的Process X-140,10质量份
[0042] 抗氧化剂:购自住友化学株式会社的Antigene 6C(N-(1，3-二甲基下基)-N'-苯基 对苯二胺），3质量份
[0043] 蜡:购自大内新兴化学工业株式会社的SUNN0C N，10质量份
[0044] 硫:购自轻井沢硫横株式会社的粉末硫，2质量份
[0045] 硫化促进剂:购自大内新兴化学工业株式会社的Nocceler CZ(N-环己基-2-苯并 Ξ挫基亚横酷胺），1质量份
[0046] 发泡剂:购自永和化成工业株式会社的肥0CE化BORN N#1000SW(4，4'-氧代双（苯 横酷阱），平均粒径:14μπι)，变量 [0047] 实施例1~3和比较例1~3
[004引基于每100质量份的橡胶组分，使用如表1中所示量的发泡剂，并且使用1.化班伯 里混炼机在150°C下与除了硫和硫化促进剂之外的材料进行捏合3分钟。由此，获得捏合混 合物。随后将硫和硫化促进剂添加到捏合混合物中，随后使用开放式漉社机（open roll mi 11)在50 °C下进行捏合5分钟。由此，制备未硫化橡胶组合物。
[0049] 将各未硫化橡胶组合物成形为胎侧壁形状，并与其它轮胎部件组装在一起，然后 在170°C进行硫化15分钟。W该方式，制备实施例和比较例的轮胎(轮胎尺寸：195/65R15)。 膨胀率如表1中所示。对轮胎进行如下评估。表1显示评估结果。
[0050] <静音性〉
[0051 ]将各试验轮胎安装在15 X6JJ的侣轮辆上，W210k化的内压填充空气(前后轮胎相 同），并且安装在前置引擎、前轮驱动汽车(2000CC排量，日本制造)的四个轮子上。在没有乘 客的情况下，单个驾驶员在试验轨道中的道路噪声测量道路上（渐青粗糖表面道路 60km/H的速度驾驶汽车。通过驾驶员主观评估行驶时的汽车中的噪声。结果相对比较例1 = 100进行指数化。指数越高表示静音性越好。
[0化2] <乘坐舒适性〉
[00对将各试验轮胎安装在15 X6JJ的侣轮辆上，W210k化的内压填充空气(前后轮胎相 同），并且安装在前置引擎、前轮驱动汽车(2000CC排量，日本制造)的四个轮子上。在没有乘 客的情况下，单个驾驶员在试验轨道中驾驶汽车W进行主观评价。结果相对比较例1 = 100 进行指数化。指数越高表示乘坐舒适性越好。
[0化4] <湿抓地性能〉
[00对将各试验轮胎安装在15 X6JJ的侣轮辆上，W210k化的内压填充空气(前后轮胎相 同），并且安装在前置引擎、前轮驱动汽车(2000CC排量，日本制造)的四个轮子上。单个驾驶 员在试验轨道中的潮湿渐青道路上驾驶汽车，从而确定从初始速度为lOOkm/h开始的制动 距离。使用湿抓地性能指数评估结果，其中，实施例1 = 100。在评估中，各配方的湿制动性能 (湿抓地性能）根据如下等式相对比较例1 = 100进行指数化。指数越高表示湿制动性能越 好。
[0056](湿制动性能指数）=(实施例1的制动距离)/(各配方的制动距离）X100 [0化7] <抗打滑性能〉
[0058]将各试验轮胎安装在15 X6JJ的侣轮辆上，W210k化的内压填充空气(前后轮胎相 同），并且安装在前置引擎、前轮驱动汽车(2000CC排量，日本制造)的四个轮子上。汽车绕着 100m半径的其中在渐青道路上形成5mm深且20m长的水坑的轨道行驶，同时逐步增加速度， 从而确定横向加速度(横向G)。计算速度范围为50~80km/h的前轮的平均横向G(横向打滑 试验）。结果相对于比较例1 = 100进行指数化。指数越高表示抗打滑性能越好。
[0化9] <操纵稳定性〉
[0060]将各试验轮胎安装在15 X6JJ的侣轮辆上，W210k化的内压填充空气(前后轮胎相 同），并且安装在前置引擎、前轮驱动汽车(2000CC排量，日本制造)的四个轮子上。在没有乘 客的情况下，单个驾驶员在试验轨道中驾驶汽车W进行主观评价。结果相对于比较例1 = 100进行指数化。指数越高表示操纵稳定性越好。
[0061] [表1]
[0062]
[0063]根据表1，与膨胀率分别为5%和150%的比较例2和3的轮胎相比，其中在胎侧壁中 使用膨胀率为10~100%的泡沫橡胶层的实施例1~3的轮胎在保持静音性、乘坐舒适性、湿 抓地性能、W及抗打滑性能的同时，还呈现出出色的操纵稳定性。
【主权项】
1. 一种充气轮胎，其在胎侧壁中包含泡沫橡胶层，所述泡沫橡胶层具有10~100 %如下 式1限定的膨胀率：2. 如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于， 所述泡沫橡胶包含平均泡孔直径为5~100M1的闭孔。3. 如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于， 所述泡沫橡胶层使用可热分解的发泡剂形成。4. 如权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于， 所述可热分解的发泡剂是选自于由W下物质构成的组中的至少一种:偶氮二甲酯胺、 N，N ' -二亚硝基五亚甲基四胺、4，4 ' -氧代双(苯横酷阱）、W及碳酸氨钢。
【文档编号】B60C1/00GK105848924SQ201480071027
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月22日
【发明人】松本典大
【申请人】住友橡胶工业株式会社