КАУЧУКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
RUBBER COMPOSITION AND AIR TIRE

Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к каучуковой композиции и пневматической шине.
Предпосылки создания изобретения
[0002]
Технология, посредством которой формируют шероховатость поверхности области протектора за счет добавления мелкодисперсного вещества к каучуковому материалу, известна как способ повышения силы трения на льду нешипованной шины (см., например, патентные документы 1-3).
За счет применения данной технологии обеспечивают увеличение силы трения на льду благодаря шероховатости поверхности области протектора, которая позволяет отводить водяную пленку, образующуюся на поверхности льда при высоких температурах, и образует задиры на поверхности льда при низких температурах. Однако данная технология, опирающаяся на предшествующий уровень техники, не в состоянии надлежащим образом гарантировать достаточную силу трения на льду и даже почти приводит к снижению износостойкости. Следовательно, существует потребность в дополнительном усовершенствовании.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Патентная документация
[0003]
Патентный документ 1: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии №H4-170449A
Патентный документ 2: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии №H11-323024A
Патентный документ 3: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии №2000-169628A
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Проблема, решение которой обеспечивается изобретением
[0004]
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в создании каучуковой композиции, позволяющей изготовить шину, которая сохраняет износостойкость и демонстрирует отличные показатели силы трения на льду, а также пневматической шины с использованием каучуковой композиции.
Способы решения проблемы
[0005]
В результате тщательных исследований, направленных на решение упомянутой выше проблемы, авторы изобретения представили настоящее изобретение, установив, что за счет использования каучуковой композиции, где конкретное количество маточной смеси, приготовленной посредством предварительного смешивания по меньшей мере недиенового каучука и органической перекиси, добавляют к диеновому каучуку, становится возможным изготовить шину, которая сохраняет износостойкость и демонстрирует отличные показатели силы трения на льду.
В частности, настоящее изобретение представляет следующие пункты (1)-(10).
[0006]
(1) Каучуковая композиция, содержащая диеновый каучук, газовую сажу и (или) светлый наполнитель, а также маточную смесь, приготовленную посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси, где
общее содержание газовой сажи и светлого наполнителя составляет от 20 до 70 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука, и
содержание недиенового каучука в маточной смеси составляет от 3 до 30 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука.
[0007]
(2) Каучуковая композиция по указанному выше п.(1), дополнительно содержащая эфирный пластификатор.
[0008]
(3) Каучуковая композиция по указанному выше п.(2), где маточная смесь представляет собой маточную смесь, приготовленную посредством предварительного смешивания недиенового каучука, органической перекиси и эфирного пластификатора.
[0009]
(4) Каучуковая композиция по любому из указанных выше пп.(1)-(3), где средняя температура стеклования диенового каучука составляет -50°C или ниже.
[0010]
(5) Каучуковая композиция по любому из указанных выше пп.(2)-(4), где средняя температура стеклования эфирного пластификатора составляет -50°C или ниже.
[0011]
(6)Каучуковая композиция по любому из указанных выше пп.(2)-(5), где эфирный пластификатор имеет насыщенную циклическую структуру, представленную следующей формулой (I):
1
2
(в формуле R и R каждый независимо представляет собой атом водорода или органическую группу с количеством атомов углерода от 1 до 18).
[0012]
(7) Каучуковая композиция по любому из указанных выше пп.(1)-(6), где содержание органической перекиси составляет от 0,1 до 10 весовых частей на 100 весовых частей недиенового каучука.
[0013]
(8) Каучуковая композиция по любому из указанных выше пп.(2)-(7), где содержание эфирного пластификаторе составляет от 10 до 100 весовых частей на 100 весовых частей недиенового каучука.
[0014]
(9) Каучуковая композиция по любому из указанных выше пп.(1)-(8), где температура, при которой период полураспада органической перекиси становится равен одной минуте, составляет 120°C или выше.
[0015]
(10) Пневматическая шина с областью протектора, сформированной с использованием каучуковой композиции, описанной в любом из указанных выше пп.(1)-(9).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016]
Как показано ниже, с помощью настоящего изобретения можно создать каучуковую композицию, позволяющую изготовить шину, которая сохраняет износостойкость и демонстрирует отличные показатели силы трения на льду, а также пневматическую шину с использованием каучуковой композиции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
[0017]
На Фиг.1 схематично представлен вид в частичном разрезе шины, представляющей собой один вариант осуществления шины, составляющей предмет настоящего изобретения.
НАИЛУЧШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018]
[Каучуковая композиция для использования в составе шин]
Каучуковая композиция, составляющая предмет настоящего изобретения, представляет собой каучуковую композицию, содержащую диеновый каучук, газовую сажу и(или) светлый наполнитель, а также маточную смесь, приготовленную посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси, где общее содержание газовой сажи и светлого наполнителя составляет от 20 до 70 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука, а содержание недиенового каучука в маточной смеси составляет от 3 до 30 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука, и такая композиция подходит для использования в протекторе пневматической нешипованной шины.
Компоненты каучуковой композиции, составляющей предмет настоящего изобретения, будут подробно описаны ниже.
[0019]
<Диеновый каучук>
Не существует особенных ограничений относительно диенового каучука в каучуковой композиции настоящего изобретения при условии, что в его основной цепи присутствуют двойные связи, и конкретные примеры таких каучуков представляют собой натуральный каучук (NR), изопреновый каучук (IR), бутадиенстирольный каучук (SBR), бутадиеновый каучук (BR), хлоропреновый каучук (CR), бутадиенакрилонитрильный каучук (NBR), изопренстирольный каучук, изопренбутадиеновый каучук, нитрильный каучук и гидрогенизированный нитрильный каучук. Можно использовать только один из данных диеновых каучуков или комбинацию двух или более данных диеновых каучуков.
Из данных каучуков предпочтительно использовать натуральный каучук (NR), изопреновый каучук (IR), бутадиенстирольный каучук (SBR) или бутадиеновый каучук (BR), поскольку при этом повышается износостойкость, а также будет улучшаться устойчивость при низких температурах (свойство, которое отражает сохранение пластичности каучукового соединения при низких температурах). Более предпочтительно использовать комбинацию из натурального каучука (NR) и бутадиенового каучука (BR).
[0020]
В качестве натурального каучука (NR) можно использовать натуральный каучук, стандартизированный по Green Book (Международные стандарты качества и упаковки сортов натурального каучука).
1+4
В качестве изопренового каучука (IR) предпочтительно используют каучук с удельной плотностью от 0,91 до 0,94 и вязкостью по Муни [ML (100°C), JIS К6300] от 30 до 120.
1+4
В качестве бутадиенстирольного каучука (SBR) предпочтительно используют каучук с удельной плотностью от 0,91 до 0,98 и вязкостью по Муни [ML (100°C), JIS К6300] от 20 до 120.
1+4
В качестве бутадиенового каучука (BR) предпочтительно используют каучук с удельной плотностью от 0,90 до 0,95 и вязкостью по Муни (ML (100°C), JIS К6300] от 20 до 120.
[0021]
В соответствии с настоящим изобретением средняя температура стеклования диенового каучука предпочтительно составляет -50°C или ниже. Если средняя температура стеклования диенового каучука составляет -50°C или ниже, становится возможным поддерживать низкую твердость шины даже при низких температурах, а также улучшаются показатели шины на льду (в частности, сила трения на льду). Кроме того, более предпочтительно, чтобы средняя температура стеклования составляла -55°C или ниже, поскольку при этом дополнительно улучшаются показатели шины на льду.
В данном случае значение температуры стеклования определяют при скорости увеличения температуры 10°C/мин в соответствии со стандартом ASTMD3418-82 с использованием дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) производства DuPont.
Под средней температурой стеклования подразумевают среднее значение температуры стеклования, и при использовании только одного типа диенового каучука относится к температуре стеклования диенового каучука, в то время как при использовании комбинации двух или более типов диеновых каучуков относится к температуре стеклования всего образца диенового каучука (смеси всех диеновых каучуков), и такую температуру можно рассчитать из среднего значения температуры стеклования каждого типа диенового каучука и его доли в смеси.
[0022]
<Газовая сажа/светлый наполнитель>
Не существует особенных ограничений относительно газовой сажи и(или) светлого наполнителя в каучуковой композиции настоящего изобретения, и, как будет описано ниже, газовые сажи и светлые наполнители, добавляемые к стандартным каучуковым композициям для шин, представляют собой конкретные примеры, которые можно использовать соответствующим образом.
[0023]
(Газовая сажа)
Конкретные примеры газовой сажи представляют собой печные газовые сажи, такие как SAF, ISAF, HAF, FEF, GPE и SRF, и можно использовать только одну из перечисленных марок или же комбинацию двух или более марок.
2
2
2
Более того, в качестве газовой сажи предпочтительно используют газовую сажу с удельной площадью поверхности по азоту (NSA) от 20 до 200 м/г, а более предпочтительно от 40 до 150 м/г, с учетом требований относительно применимости при смешивании каучуковой композиции настоящего изобретения, способности укреплять пневматическую шину настоящего изобретения и т.п. Следует отметить, что удельную площадь поверхности по азоту измеряют в соответствии с JIS K6217-2.
[0024]
(Светлый наполнитель)
Конкретные примеры светлого наполнителя представляют собой кремнезем, карбонат кальция, карбонат магния, тальк, глину, оксид алюминия, гидроксид алюминия, оксид титана и сульфат кальция. Можно использовать только одно из перечисленных веществ или комбинацию двух или более веществ.
Предпочтительным из данных веществ является кремнезем, поскольку при этом повышается сила трения на льду пневматической шины настоящего изобретения.
[0025]
Конкретные примеры кремнезема представляют собой влажный кремнезем (водную кремниевую кислоту), сухой кремнезем (кремниевый ангидрид), силикат кальция и силикат алюминия. Можно использовать только одно из перечисленных веществ или комбинацию двух или более веществ.
Предпочтительным из перечисленных веществ является влажный кремнезем, поскольку при этом улучшается износостойкость пневматической шины настоящего изобретения, дополнительно повышается сила трения на льду, также улучшаются характеристики разрушения и достигается отличный комбинированный эффект показателей сцепления с мокрым дорожным покрытием и низкого сопротивления качению.
[0026]
В соответствии с настоящим изобретением общее содержание газовой сажи и (или) светлого наполнителя на 100 весовых частей диенового каучука составляет от 20 до 70 весовых частей, предпочтительно от 30 до 70 весовых частей, поскольку за счет этого улучшается износостойкость и повышается сила трения на льду.
[0027]
<Маточная смесь>
Маточная смесь в каучуковой композиции настоящего изобретения представляет собой маточную смесь, приготовленную посредством предварительного смешивания по меньшей мере одного недиенового каучука и органической перекиси.
В соответствии с настоящим изобретением благодаря созданию такой маточной смеси получаемая пневматическая шина настоящего изобретения сохраняет износостойкость и демонстрирует улучшенные показатели силы трения на льду.
Очевидно, что это связано с тем, что маточная смесь обладает полярностью, отличающейся от полярности диенового каучука, а сама маточная смесь формирует пластичную фазу за счет образования поперечных связей в присутствии органической перекиси. Следовательно, пластичная фаза располагается рядом с поверхностью протектора шины, и, таким образом, повышается шероховатость поверхности протектора шины. Более того, эффект повышения шероховатости поверхности протектора шины сохраняется даже после истирания пластичной фазы.
[0028]
(Недиеновый каучук)
Недиеновый каучук относится к каучуку, который не подвергался совместной вулканизации с диеновым каучуком, в частности каучуку, в котором отсутствуют двойные связи, без серной вулканизации. Конкретные примеры представляют собой этиленпропиленовый каучук (ЕРМ), этиленбутиленовый каучук (ЕВМ), пропиленбутиленовый каучук (РВМ), фторированный каучук (FKM), эпихролгидриновый каучук (CO, ECO), акриловый каучук (АСМ), хлорированный полиэтилен (СМ), хлорсульфированный каучук (CSM), силиконовый каучук (Q) и уретановый каучук (U). Можно использовать только одно из перечисленных веществ или комбинацию двух или более веществ.
Предпочтительными из данных каучуков являются этиленпропиленовый каучук (ЕРМ), этиленбутиленовый каучук (ЕВМ) и пропиленбутиленовый каучук (РВМ), а еще более предпочтительным является этиленпропиленовый каучук (ЕРМ), поскольку средняя температура стеклования составляет -50°C или ниже.
[0029]
В соответствии с настоящим изобретением содержание недиенового каучука в маточной смеси на 100 весовых частей диенового каучука составляет от 3 до 30 весовых частей, предпочтительно от 5 до 25 весовых частей, поскольку улучшается износостойкость и повышается сила трения на льду.
[0030]
(Органическая перекись)
В качестве органической перекиси можно выбирать ту, которую обычно используют для перекисной вулканизации каучука. Конкретные примеры представляют собой перекись дикумила, перекись ди-трет-бутила, перекись трет-бутилкумила, перекись бензоила, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3,2,5-диметил-2,5-ди(бензоилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-моно(трет-бутилперокси)гексан и бис(трет-бутилдиоксиизопропил)бензол. Можно использовать только одно из перечисленных веществ или комбинацию из двух или более веществ.
С учетом требований относительно дисперсности маточной смеси (пластичная фаза) недиеновый каучук должен связываться поперечными связями в процессе вулканизации, поэтому предпочтительной из перечисленных веществ является органическая перекись, где температура, при которой период полураспада становится равен одной минуте (в дальнейшем в данном разделе обозначается как «температура разложения»), составляет 120°C или выше, в частности 1,1-бис(трет-бутилперокси)циклогексан (температура разложения 149°C), 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси) гексан (температура разложения 179°C), бис(трет-бутилдиоксиизопропил)бензол (температура разложения 175°C) и т.п.
В данном случае период полураспада относится ко времени, в течение которого концентрация органической перекиси падает до половины исходной концентрации, а температура, при которой период полураспада становится равен одной минуте, относится к температуре, при которой для полураспада требуется одна минута.
[0031]
С учетом требований относительно образования поперечных связей недиенового каучука в маточной смеси после смешивания с диеновым каучуком и т.п. предпочтительным является содержание органической перекиси от 0,1 до 10 весовых частей, а более предпочтительным - от 0,5 до 7,0 весовых частей на 100 весовых частей недиенового каучука.
Следует отметить, что содержание органической перекиси предпочтительно составляет от 0,003 до 3 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука.
[0032]
В соответствии с настоящим изобретением кроме недиенового каучука, органической перекиси и необязательно эфирного пластификатора, описанного ниже, маточная смесь может содержать различные добавки, по существу используемые в каучуковых композициях для шин, такие как оксид цинка, масла, стабилизаторы и пластификаторы.
[0033]
В соответствии с настоящим изобретением не существует особенных ограничений относительно выбора способа получения маточной смеси, и примером является такой способ, при котором каждый из упомянутых выше компонентов перемешивают с использованием общеизвестного способа и устройства (такого как смеситель Бенбери, месильная машина или каландр).
[0034]
<Офирный пластификатор>
С учетом требований относительно силы трения на льду пневматической шины каучуковая композиция настоящего изобретения предпочтительно содержит эфирный пластификатор.
[0035]
В соответствии с настоящим изобретением, если каучуковая композиция содержит эфирный пластификатор, предпочтительной маточной смесью является маточная смесь, приготовленная посредством предварительного смешивания недиенового каучука, органической перекиси и эфирного пластификатора.
Сила трения на льду получаемой пневматической шины настоящего изобретения повышается за счет добавления маточной смеси, в которую предварительно добавили эфирный пластификатор.
Очевидно, что это связано с тем, что за счет присутствия в маточной смеси эфирного пластификатора можно добиться эффекта селективной пластификации каучуковой матрицы, и при этом обеспечивается низкотемпературная пластичность недиенового каучука в соединении, поскольку также достигается снижение температуры стеклования эфирного пластификатора.
[0036]
Не существует особенных ограничений относительно использования эфирного пластификатора, и конкретные примеры таких соединений представляют собой эфиры фталевой кислоты, эфиры адипиновой кислоты, эфиры себациновой кислоты, эфиры тримеллитовой кислоты, эфиры ортофосфорной кислоты и эфиры циклогександикарбоновой кислоты с насыщенной циклической структурой, представленной следующей формулой (I):
1
2
(в формуле R и R каждый независимо представляет собой атом водорода или органическую группу с количеством атомов углерода от 1 до 18).
[0037]
В соответствии с настоящим изобретением средняя температура стеклования эфирного пластификатора предпочтительно составляет -50°C или ниже. Если средняя температура стеклования эфирного пластификатора составляет -50°C или ниже, появляется возможность поддерживать низкую твердость шины даже при низких температурах, а также улучшаются показатели шины на льду (в частности, сила трения на льду). Более предпочтительно, чтобы средняя температура стеклования эфирного пластификатора составляла -55°C или ниже, поскольку при этом еще дополнительно улучшаются показатели шины на льду.
В данном случае значение температуры стеклования определяют с помощью того же способа, который использовали для диенового каучука.
[0038]
В соответствии с настоящим изобретением в качестве эфирного пластификатора предпочтительно используют эфир циклогександикарбоновой кислоты с насыщенной циклической структурой, представленной формулой (I), поскольку получаемая пневматическая шина настоящего изобретения сохраняет износостойкость и демонстрирует еще более высокие показатели силы трения на льду.
[0039]
1
2
Примеры органических групп с количеством атомов углерода от 1 до 18 в R и R в формуле (I) представляют собой одновалентные алифатические углеводородные группы, необязательно содержащие гетероатомы. Конкретный соответствующий пример представляет собой алкильную группу, необязательно имеющую разветвленную или циклическую (бициклическую) структуру.
Количество атомов углерода в такой алкильной группе предпочтительно составляет от 2 до 18, более предпочтительно - от 4 до 12, а еще более предпочтительно - от 4 до 9. [0040]
Конкретные примеры соединений, представленных формулой (I), представляют собой соединения, представленные формулой (II):
[0041]
С учетом требований относительно эффекта селективной пластификации каучуковой матрицы содержание эфирного пластификатора предпочтительно составляет от 10 до 100 весовых частей, а более предпочтительно - от 20 до 80 весовых частей на 100 весовых частей недиенового каучука в маточной смеси.
Следует отметить, что содержание эфирного пластификатора предпочтительно составляет от 0,5 до 30 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука.
[0042]
<Силановый связывающий агент>
С учетом требований относительно диспергирования светлого наполнителя (в частности, кремнезема) и улучшения таких свойств, как прочность на разрыв и удлинение при разрыве после вулканизации, каучуковая композиция настоящего изобретения предпочтительно содержит от 0,1 до 10 весовых частей, а еще более предпочтительно - от 1 до 10 весовых частей силанового связывающего агента на 100 весовых частей светлого наполнителя.
Конкретные примеры силановых связывающих агентов представляют собой бис-[3-(триэтоксисилил)-пропил]тетрасульфид, бис-[3-(триметоксисилил)-пропил]тетрасульфид, бис-[3-(триэтоксисилил)-пропил]дисульфид, меркаптопропилтриметоксисилан, меркаптопропилтриэтоксисилан, 3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, триметоксисилилпропил меркаптобензотиазолтетрасульфид, триэтоксисилилпропилметакрилатмоносульфид и диметоксиметилсилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид. Можно использовать только одно из перечисленных веществ или комбинацию двух или более веществ.
[0043]
Кроме упомянутых выше компонентов каучуковая композиция настоящего изобретения может содержать различные добавки, которые по существу используют в каучуковых композициях для шин, такие как наполнители, кроме газовой сажи и кремнезема (такие как карбонат кальция), вулканизирующие агенты или сшивающие агенты, ускорители вулканизации или сшивающие ускорители, оксид цинка, масла, стабилизаторы и пластификаторы. Количества данных добавок в смеси может соответствовать любому стандартному количеству при условии, что это не препятствует достижению цели настоящего изобретения.
[0044]
Не существует особенных ограничений относительно выбора способа получения каучуковой композиции настоящего изобретения, и примером является такой способ, при котором каждый из упомянутых выше компонентов перемешивают с использованием общеизвестного способа и устройства (такого как смеситель Бенбери, месильная машина или каландр).
Кроме того, каучуковая композиция настоящего изобретения может вулканизироваться, или в ней могут образовываться поперечные связи в стандартных, общеизвестных условиях проведения вулканизации или образования поперечных связей.
[0045]
[Шина]
Пневматическая шина настоящего изобретения представляет собой шину с областью протектора, сформированной из каучуковой композиции для шины настоящего изобретения.
На Фиг.1 схематично представлен вид в частичном разрезе шины, представляющей один вариант осуществления пневматической шины настоящего изобретения, но пневматическая шина настоящего изобретения не ограничена способом, изображенным на Фиг.1. [0046]
На Фиг.1 цифрой 1 обозначена область борта, 2 - область боковой стенки, 3 - область протектора, сформированная из каучуковой композиции для шины настоящего изобретения.
Кроме того, каркасный слой 4, в котором находится волоконный корд, установлен между парой левой и правой областей борта 1, а концы каркасного слоя 4 свиваются при обертывании вокруг сердечников борта 5 и вкладыша борта 6 от внутренней стороны к внешней стороне шины.
Также в протекторе 3 брекер 7 расположен по всей периферической зоне шины 1 на внешней стороне каркасного слоя 4.
Кроме того, в частях областей борта 1, находящихся в контакте с диском, предусмотрены бортовые ленты 8.
[0047]
Пневматическую шину настоящего изобретения можно изготовить, например, путем получения области протектора с использованием вулканизации или путем образования поперечных связей при температуре, соответствующей типу и доле в смеси диенового каучука, вулканизирующего агента или сшивающего агента, а также ускорителя вулканизации или сшивающего ускорителя, применяемого в каучуковой композиции настоящего изобретения.
ПРИМЕРЫ
[0048]
Настоящее изобретение более подробно описано ниже при помощи рабочих примеров. Однако оно ни в коей мере не ограничено данными примерами.
[0049]
(Приготовление маточной смеси ЕРМ 1)
Маточную смесь ЕРМ 1 готовили смешиванием 100 весовых частей этиленпропиленового каучука (ЕР11, производство JSR Corporation), 5 весовых частей органической перекиси (торговое наименование: Perkadox 14-40, содержание бис(трет-бутилдиоксиизопропил)бензола: 40% вес., температура, при которой период полураспада становится равен одной минуте: 175°C, производство Kayaku Akzo Corporation), 1,0 весовой части оксида цинка (оксид цинка №3, производство Seido Chemical Industry Ltd.) и 5 весовых частей стеариновой кислоты (гранулы стеариновой кислоты, производство Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) в течение 4 минут 30 секунд при температуре 140°C или ниже с использованием мешалки непрерывного действия объемом 1,5 литра.
[0050]
(Приготовление маточной смеси ЕРМ 2)
Маточную смесь ЕРМ 2 готовили смешиванием 100 весовых частей этиленпропиленового каучука (ЕР11, производство JSR Corporation), 5 весовых частей органической перекиси (торговое наименование: Perkadox 14-40, содержание бис(трет-бутилдиоксиизопропил)бензола: 40% вес., температура, при которой период полураспада становится равен одной минуте: 175°C, производство Kayaku Akzo Corporation), 1,0 весовой части оксида цинка (оксид цинка №3, производство Seido Chemical Industry Ltd.), 5 весовых частей стеариновой кислоты (гранулы стеариновой кислоты, производство Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) и 19 весовых частей соединения с упомянутой выше формулой (II) (Hexamoll DINCH, производство BASF) в течение 4 минут 30 секунд при температуре 140°C или ниже с использованием мешалки непрерывного действия объемом 1,5 литра.
[0051]
Рабочие примеры 1-8 и сравнительные примеры 1-7
Компоненты, показанные ниже в таблице 1, смешивали в пропорциях (весовые части), показанных ниже в таблице 1.
В частности, маточную смесь получали сначала перемешиванием компонентов, показанных ниже в таблице 1, без серы и ускорителя вулканизации, в течение 5 минут в закрытой мешалке объемом 2 литра, и после достижения температуры 150°C перемешанный продукт извлекали из мешалки.
Затем получали каучуковую композицию, смешивая серу и ускоритель вулканизации на открытом каландре с полученной маточной смесью.
Затем получали лист вулканизированного каучука, проводя вулканизацию приготовленной каучуковой композиции в течение 15 минут при 170°C в пресс-форме для прибора Ламбурна для определения сопротивления истиранию (диск с диаметром 63,5 мм и толщиной 5 мм).
[0052]
<Индекс коэффициента трения на льду>
3
Лист вулканизированного каучука, полученный описанным выше способом, закрепляли на каучуковой подложке в форме колонны с плоским основанием, и коэффициент трения на льду определяли с помощью устройства для испытания трения на льду на внутренней поверхности барабана при температуре испытаний -1,5°C, нагрузке 5,5 кг/см и скорости вращения барабана 25 км/ч.
Индексные значения коэффициента трения на льду получают посредством преобразования коэффициента трения на льду в индекс по следующей формуле, где коэффициент трения на льду сравнительного примера 1 равен 100. Сила трения между каучуком и льдом повышается по мере увеличения численного значения.
Индекс коэффициента трения на льду = (коэффициент трения на льду образца/коэффициент трения на льду сравнительного примера 1) × 100
[0053]
<Износостойкость>
Лист вулканизированного каучука, полученный описанным выше способом, тестировали в соответствии с JIS К6264 при нагрузке 4,0 кг и частоте проскальзывания 30% на приборе Ламбурна для определения сопротивления истиранию (производство Iwamoto Seisakusyo К.К.) и измеряли степень износа образца.
Износостойкость определяли как степень износа образца, преобразованную в индекс по следующей формуле, где степень износа сравнительного примера 1 равна 100. Более высокое численное значение указывает на более высокую износостойкость
Износостойкость = (степень износа сравнительного примера 1/степень износа образца) × 100
[0054]
Таблица 1-1
Сравнительный пример
1
2
3
4
5
6
7
Натуральный каучук
50
50
50
50
50
50
50
Бутадиеновый каучук
50
50
50
50
50
50
50
Газовая сажа
35
35
35
35
35
35
35
Кремнезем
25
25
25
25
25
25
25
Силановый связывающий агент
2
2
2
2
2
2
2
Оксид цинка
4
4
4
4
4
4
4
Стеариновая кислота
2
2
2
2
2
2
2
Стабилизатор
2
2
2
2
2
2
2
Воск
2
2
2
2
2
2
2
Технологическое масло
20
20
20
20
20
20
20
Маточная смесь ЕРМ 1
-
1
40
-
-
-
-
Маточная смесь ЕРМ 2
-
-
-
-
-
1
45,5
ЕРМ
-
-
-
10
10
-
-
Органическая перекись 1
-
-
-
-
1
-
-
Эфирный пластификатор
-
-
-
-
-
-
-
Сера
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Ускоритель вулканизации
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Индекс коэффициента трения на льду
100
100
95
104
99
100
105
Износостойкость
100
100
94
96
96
100
92
[0055]
Таблица 1-2
Рабочие примеры
1
2
3
4
5
6
7
8
Натуральный каучук
50
50
50
50
50
50
50
50
Бутадиеновый каучук
50
50
50
50
50
50
50
50
Газовая сажа
35
35
35
35
35
35
35
35
Кремнезем
25
25
25
25
25
25
25
25
Силановый связывающий агент
2
2
2
2
2
2
2
2
Оксид цинка
4
4
4
4
4
4
4
4
Стеариновая кислота
2
2
2
2
2
2
2
2
Стабилизатор
2
2
2
2
2
2
2
2
Воск
2
2
2
2
2
2
2
2
Технологическое масло
20
20
20
20
19
18
16
18
Маточная смесь ЕРМ 1
5
10
20
30
-
-
-
10
Маточная смесь ЕРМ 2
-
-
-
-
6,5
13
26
-
ЕРМ
-
-
-
-
-
-
-
-
Органическая перекись 1
-
-
-
-
-
-
-
-
Эфирный пластификатор
-
-
-
-
-
-
-
1,9
Сера
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Ускоритель вулканизации
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Индекс коэффициента трения на льду
104
115
112
108
107
121
117
115
Износостойкость
100
101
101
100
100
101
101
100
[0056]
Компоненты, показанные в таблице 1:
- натуральный каучук: RSS 3
- бутадиеновый каучук: Nipol BR 1220 (производство Zeon Corporation)
- газовая сажа: SEAST 6 (производство Tokai Carbon Co., Ltd.)
- кремнезем: Nipsil AQ (производство Japan Silica Industry Co., Ltd.)
- силановый связывающий агент: Si69 (производство Degussa AG)
- оксид цинка: оксид цинка №3 (производство Seido Chemical Industry Ltd.)
- стеариновая кислота: гранулы стеариновой кислоты (производство Nippon Oil & Fats Co., Ltd.)
- стабилизатор: N-фенил-N'-(1,3-диметилбутил)-п-фенилендиамин (Santoflex 6PPD, производство Flexsys)
- воск: парафиновый воск (производство Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
- технологическое масло: Extract №43 (производство Showa Shell Seikyu K.K.)
- сера: промасленная сера в порошке Golden Flower (производство Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
- ускоритель вулканизации: N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид (NOCCELER CZ-G, производство Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
[0057]
- маточная смесь ЕРМ 1: готовят в соответствии с упомянутым выше способом
- маточная смесь ЕРМ 2; готовят в соответствии с упомянутым выше способом
- ЕРМ: ЕР11 (производство JSR Corporation)
- органическая перекись 1: Perkadox 14-40, содержание (бис-(трет-бутилдиоксиизопропил)бензола: 40% вес., температура, при которой период полураспада становится равен одной минуте: 175°C, производство Kayaku Akzo Corporation)
- эфирный пластификатор: соединение, представленное формулой (II) (Hexamoll DINCH, производство BASF)
[0058]
Из результатов, показанных в таблице 1, было очевидно, что каучуковая композиция сравнительного примера 2, к которой добавили небольшое количество маточной смеси, приготовленной посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси, едва продемонстрировала тот же уровень, что и каучуковая композиция сравнительного примера 1, и что показатели износостойкости и силы трения на льду каучуковой композиции сравнительного примера 3, к которой добавили избыточное количество упомянутой выше маточной смеси, были еще ниже показателей каучуковой композиции сравнительного примера 1. Также очевидно, что в случае сравнительных примеров 6 и 7, которые готовили посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси вместе с эфирным пластификатором, были получены те же результаты, что и для сравнительных примеров 2 и 3.
Кроме того, было очевидно, что каучуковая композиция сравнительного примера 4, которую готовили посредством добавления только одного типа недиенового каучука, отличалась более высокой силой трения на льду, но более низкими показателями износостойкости, и было очевидно, что каучуковая композиция сравнительного примера 5, которую готовили посредством добавления по отдельности недиенового каучука и органической перекиси, демонстрировала более низкие показатели износостойкости и силы трения на льду.
Однако было очевидно, что за счет использования каучуковой композиции, к которой добавили конкретное количество маточной смеси, приготовленной посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси с диеновым каучуком, удалось получить шину, которая сохраняла износостойкость и демонстрировала отличные показатели силы трения на льду по сравнению с каучуковой композицией сравнительного примера 1 (рабочие примеры с 1 по 4 и 8).
Аналогично было очевидно, что за счет использования каучуковой композиции, к которой добавили конкретное количество маточной смеси, приготовленной посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси вместе с эфирным пластификатором, удалось получить шину, которая сохраняла износостойкость и демонстрировала отличные показатели силы трения на льду. Данная каучуковая композиция была исключительно важной, поскольку ее сила трения на льду была выше даже по сравнению с рабочими примерами 1-3, где добавляли такое же количество недиенового каучука, и с рабочим примером 8, где эфирный пластификатор добавляли по отдельности.
НОМЕРА ПОЗИЦИЙ
[0059]
1 - область борта
2 - область боковой стенки
3 - область протектора, сформированная из каучуковой композиции для шины настоящего изобретения
4 - каркасный слой
5 - сердечник борта
6 - вкладыш борта
7 - брекер
8 - бортовая лента