轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种抑制硬度降低同时改善低油耗性、且耐切割性和耐弯曲疲劳性也优异的轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎。该轮胎侧壁用橡胶组合物及在侧壁（2）中使用该橡胶组合物的充气轮胎的特征在于，所述橡胶组合物相对于由顺-1,4键含量为97%以上、100℃下的门尼粘度（ML1+4）为45以上、25℃下的5质量%甲苯溶液粘度（T-cp）〔cps〕与该门尼粘度之比即（T-cp）/（ML1+4）为2.0以上的30～70质量%的丁二烯橡胶，及30～70质量%的其他二烯类橡胶这二者所构成的100质量份的橡胶成分，含有氮吸附比表面积为20～35m2/g且DBP吸油量为50～95cm3/100g的30～40质量份的碳黑。
【专利说明】轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎，具体地说，涉及一种抑制硬度降低同时改善低油耗性、且耐切割性和耐弯曲疲劳性也优异的轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎。
【背景技术】
[0002]近年来，随着环境意识的提高，改善轮胎低油耗性的要求也日益高涨。关于轮胎侧壁用橡胶组合物，业内不仅强烈要求改良耐破坏性，还强烈要求改善低油耗性。
[0003]作为为实现轮胎侧壁用橡胶组合物的低发热化而提出的方法，可列举例如减少填充料配混量的方法。但是，使用这些方法时，其硬度会降低，从而轮胎强度也会降低。此外，还提出了使用低分子化的末端改性二烯类橡胶和大量改性剂来减少发热的方法，但此时也会存在因填充料过于分散而硬度降低的问题。另一方面，如果为了抑制硬度降低而增加硫化类配混量、提高交联密度，则虽然可以兼顾硬度和低发热性，但耐弯曲疲劳性反而会恶化。
[0004]另外，在下述专利文献I中，公开了一种对于含有特定丁二烯橡胶的二烯类橡胶成分配混具有特定比表面积的碳黑的技术。但是按照专利文献I中记载的技术，无法高度满足抑制硬度降低、低油耗性、耐切割性及耐弯曲疲劳性的要求。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2006-63287号公报
【发明内容】
[0008]发明拟解决的问题
[0009]因此，本发明的目的在于，提供一种抑制硬度降低同时改善低油耗性、且耐切割性和耐弯曲疲劳性也优异的轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎。
[0010]
【发明内容】
[0011]本
【发明者】们经过锐意研究最终发现，通过对具有特定特性的丁二烯橡胶配混特定量的具有特定的氮吸附比表面积和DBP吸油量的碳黑，能够解决上述问题，并且完成了本发明。
[0012]SP，本发明如下所述。
[0013]1.一种轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，相对于由顺-1，4键的含量为97%以上、100°C下的门尼粘度(ML1+4)为45以上、且25°C下的5质量％甲苯溶液粘度(T_cp)〔cps)与该门尼粘度之比即(T-cp) / (ML1+4)为2.0以上的30~70质量％的丁二烯橡胶，及30~70质量％的其他二烯类橡胶这二者所构成的100质量份的橡胶成分，
[0014]含有氮吸附比表面积为20~35m2/g且DBP吸油量为50~95cm3/100g的30~40质量份的碳黑。[0015]2.如所述I中记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，在所述橡胶组合物中，相对于所述丁二烯橡胶的碳分配比率为40%~90%。
[0016]3.如所述I中记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述顺-1，4键含量为98%以上。
[0017]4.如所述I中记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述门尼粘度(ML1+4)为45~70。
[0018]5.如所述I中记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述(T-cp)/ (ML1+4)为2.0以上且低于3.3。
[0019]6.如所述5中记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述(T-cp)/ (ML1+4)为2.2以上且低于2.5。
[0020]7.如所述5中记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述(T-cp)/ (ML1+4)为2.3以上且低于2.5。
[0021 ] 8.如所述I~7中任一项所记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶成分由30~40质量％的丁二烯橡胶和60~70质量％的其他二烯类橡胶构成。
[0022]9.如所述I~8中任一项所记载的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份的橡胶成分，所述碳黑的配混量为32~38质量份。
[0023]10.一种充气轮胎，其在侧壁中使用如所述I~9中任一项所记载的轮胎侧壁用橡胶组合物。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，对于具有特定特性的丁二烯橡胶配混特定量的具有特定氮吸附比表面积和DBP吸油量的碳黑，因此，能够提供一种抑制硬度降低同时改善低油耗性、且耐切割性和耐弯曲疲劳性也优异的轮胎侧壁用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是充气轮胎示例的局部剖面图。
【具体实施方式】
[0027]以下，详细说明本发明。
[0028]图1是乘用车用充气轮胎实例的局部剖面图。
[0029]在图1中，充气轮胎由左右一对胎圈部1、侧壁2及与两侧壁2连接的胎面3构成，胎圈部1、I间架装着埋设有纤维帘线的帘布层4，帘布层4的端部在胎圈芯5和胎圈填胶6周围从轮胎内侧向外侧折回并卷起。在胎面3中，带束层7在轮胎整周上配置于帘布层4的外侧。此外，在胎圈部I上与轮辋连接的部分配置着轮辋护胶8。
[0030]以下说明的本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物对于侧壁2特别有用。
[0031](丁二烯橡胶)
[0032]本发明所使用的丁二烯橡胶(BR)中必须满足顺-1，4键含量为97%以上，100°C下的门尼粘度(ML1+4)为45以上，且25°C下的5质量％甲苯溶液粘度(T-cp) (cps)与该门尼粘度之比即(T-cp)/ (1^1+4)为2.0以上(以下称为“特定81?”)。如果不全部满足上述各特性，则不能发挥本发明的效果。[0033]顺-1，4键含量是使用核磁共振装置(NMR)测定的值，顺-1，4键含量优选为98%以上。
[0034]门尼粘度是依据JIS6300-1使用L型转子测定的值。门尼粘度必须为45以上，如此则能够兼顾硬度和低油耗性。门尼粘度优选为50以上。另外，门尼粘度的上限并无特别限定，但优选为70以下。[0035]所述(T-cp) / (ML1+4)是BR聚合物链的支化度的指标，该值越大，则支化度越小即直线性越高。该值低于2.0时，则抑制硬度降低、低油耗性、耐切割性及耐弯曲疲劳性都无法得到改善。从本发明效果的观点考虑，(T-cp) /化1^1+4)的值优选为2.0以上且低于
3.3，更优选为2.2以上且低于2.5，特别优选为2.3以上且低于2.5。
[0036]此处，甲苯溶液粘度(T-cp)是通过将试样橡胶在甲苯中溶解为5质量％溶液，并利用佳能芬斯克黏度计测定该溶液在25°C下的粘度而获得的值。
[0037](其他二烯类橡胶)
[0038]作为本发明中使用的其他二烯类橡胶，可列举天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、所述特定BR以外的丁二烯橡胶、丁苯橡胶(SBR)及丁腈橡胶(NBR)等二烯类橡胶。它们可单独使用，也可两种以上并用。此外，其分子量和显微结构并无特别限制，可以被胺基、酰胺基、甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、羧基、羟基等末端改性，也可以被环氧化。
[0039]本发明中，在所述特定BR和其他二烯类橡胶的合计100质量份中，所述特定BR必须占30~70质量％，其他二烯类橡胶必须占30~70质量％。如果特定BR低于30质量％，则耐弯曲疲劳性会恶化。反之，如果高于70质量％，则硬度和耐切割性会恶化。
[0040]特定BR和其他二烯类橡胶的比例优选为特定BR占30~40质量％，其他二烯类橡胶占60~70质量％。
[0041](碳黑)
[0042]本发明中，使用氮吸附比表面积(N2SA)为20~35m2/g且DBP吸油量为50~95cm3/100g的碳黑(以下称为“特定CB”)。
[0043]如果N2SA低于20m2/g，则增强性会恶化，且硬度会降低。
[0044]如果N2SA高于35m2/g,则发热性会恶化。
[0045]如果DBP吸油量低于50cm3/100g，则增强性会恶化，且硬度会降低。
[0046]如果DBP吸油量高于95cm3/100g，则发热性会恶化。
[0047]此外，本发明中，从其效果的观点考虑，相对于所述特定BR的碳分配比率优选为40% ~90%。
[0048]所述碳分配比率是测定特定CB以多少比例存在于硫化后橡胶组合物的特定BR中的值。具体地说，碳分配比率可通过使橡胶组合物硫化，配制测定片，用电子显微镜观察该测定片的剖面，计算特定BR中特定CB的面积在分散的特定CB的总面积中所占的百分比而获得。一般而言，橡胶组合物的电子显微镜图像可确认海岛结构，并且特定BR形成了岛部分，因此，通过利用图像分析软件计算出整个海岛结构的特定CB的面积和岛部分的特定CB的面积，能够求得所述碳分配比率。
[0049]另外，为了使所述碳分配比率达到40%~90%，在配制橡胶组合物时，可适当调整二烯类橡胶、碳黑、油及其他配混剂的投入顺序和混炼时间。
[0050]碳分配比率更优选为50%~70%。[0051]另外，氮吸附比表面积是依据JIS K6217测定的值，DBP吸油量是依据JIS K6217测定的值。
[0052](填充剂)
[0053]本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物除了所述碳黑以外，还能够配混各种填充剂。作为填充剂并无特别限制，可根据用途适当选择，例如可列举二氧化硅、黏土、滑石及碳酸钙等无机填充剂。
[0054](轮胎侧壁用橡胶组合物的配混比例)
[0055]本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物的特征在于，相对于100质量份的所述橡胶成分，配混30~40质量份的特定CB。
[0056]如果特定CB的配混量低于30质量份，则不能改善硬度、耐切割性及耐弯曲疲劳性。反之，如果超过40质量份，则发热性会恶化。
[0057]所述配混比例更优选为，相对于100质量份的所述橡胶成分，特定CB为32~38
质量份。
[0058]在本发明的轮胎侧壁用橡胶组合物中，除了所述成分以外，还能够配混硫化或交联剂、硫化或交联促进剂、各种油、防老化剂及可塑剂等一般配混在橡胶组合物中的各种添加剂，该添加剂可通过一般方法混炼成组合物，用于硫化或交联。在不违反本发明目的的前提下，这些添加剂的配混量可以是以往的一般配混量。
[0059]此外，本发明 的轮胎侧壁用橡胶组合物可按照以往的充气轮胎的制造方法，用于制造充气轮胎。
[0060]实施例
[0061]以下，通过实施例和比较例进一步说明本发明，但本发明并不限定于下述事例。
[0062]实施例1~6及比较例I~11
[0063]样品的配制
[0064]在表1所示的配混(质量份)中，利用1.5升的密闭式班伯里密炼机将硫化促进剂和硫磺以外的成分混炼5分钟后，在温度150°C下放出熟料，并进行室温冷却。然后利用辊式炼胶机将该熟料加入硫化促进剂和硫磺后混炼2分钟，获得轮胎侧壁用橡胶组合物。继而在规定的模具中于160°C下将所获得的橡胶组合物加压硫化20分钟，配制成硫化橡胶试验片。通过下述试验法，测定所获得的橡胶组合物或者硫化橡胶试验片的物性。
[0065]硬度:依据JIS K6253测定20°C下的肖氏A硬度。以比较例I的值为指数100，表示其结果。指数越大，则表示硬度越高。
[0066]发热性:使用(株)东洋精机制作所产的黏弹性分光计，在初始变形=10%、振幅=±2%、频率=20Hz的条件下测定tan δ (60°C),以该值评价发热性。以比较例I的值为指数100，表示其结果。指数越低，则表示发热性越低。
[0067]耐切割性:依据JIS K6264的皮克磨耗试验，测定磨耗量。以比较例I的值为指数100，表示其结果。指数越大，则表示耐切割性越良好。
[0068]耐弯曲疲劳性:依据JIS K6260反复施加变形，测定断裂时的重复次数。以比较例I的值为指数100，表示其结果。指数越大，则表示耐弯曲疲劳性越优异。
[0069]结果一同不于表1中。
[0070]表1
【权利要求】
1.一种轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，相对于由顺-1，4键含量为97%以上、100°C下的门尼粘度(MLI +4)为45以上、且25°C下的5质量％甲苯溶液粘度(T_cp)〔 cps〕与该门尼粘度之比即(T-cp)/ (ML1+4)为2.0以上的30~70质量％的丁二烯橡胶，及30~70质量％的其他二烯类橡胶这二者所构成的100质量份的橡胶成分， 含有氮吸附比表面积为20~35m2/g且DBP吸油量为50~95cm3/100g的30~40质量份的碳黑。
2.如权利要求1所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，在所述橡胶组合物中，相对于所述丁二烯橡胶的碳分配比率为40%~90%。
3.如权利要求1所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述顺-1，4键含量为98%以上。
4.如权利要求1所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述门尼粘度(ML1+4)为45 ~70。
5.如权利要求1所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述(T-cp)/(ML1+4)为2.0以上且低于3.3。
6.如权利要求5所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述(T-cp)/(ML1+4)为2.2以上且低于2.5。
7.如权利要求5所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述(T-cp)/(ML1+4)为2.3以上且低于2.5。
8.如权利要求1至权利要 求7中任一项所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶成分由30~40质量％的丁二烯橡胶和60~70质量％的其他二烯类橡胶构成。
9.如权利要求1至权利要求8中任一项所述的轮胎侧壁用橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份的橡胶成分，所述碳黑的配混量为32~38质量份。
10.一种充气轮胎，其在侧壁中使用如权利要求1至权利要求9中任一项所述的轮胎侧壁用橡胶组合物。
【文档编号】C08L9/00GK103476850SQ201280018522
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月18日 优先权日:2011年4月19日
【发明者】和田智之 申请人:横滨橡胶株式会社