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