РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ШИНЫ, ЭЛЕМЕНТ ШИНЫ И ШИНА
RUBBER MIXTURE FOR TYRES, TYRE COMPONENT AND TYRE

Данная заявка основана на Японских патентных заявках №2007-168699, №2007-168700, №2007-168701 и №2007-168702, поданных 27 июня 2007 г., №2007-173946 и №2007-174018, поданных 2 июля, 2007 г. в патентное ведомство Японии, полные содержания которых включены в этот документ путем ссылки.
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси для шины, элементу шины и шине.
В общем, например, в шинах для пассажирских автомобилей, требуется обеспечить низкий расход топлива пассажирского автомобиля посредством снижения сопротивления качению шины с учетом проблем окружающей среды и экономичности. Кроме того, также необходима долговечность шины при длительном пробеге пассажирского автомобиля.
В такой шине для пассажирского автомобиля, в основном, в качестве армирующего материала используют, например, стальной корд и корд из органического волокна и часто используют корд из органического волокна в корде каркаса, составляющего каркас шины. Если используют корд из органического волокна в корде каркаса, чтобы улучшить адгезионные свойства между кордом каркаса и резиновой смесью, покрывающей корд каркаса, часто покрытие корда каркаса изготавливают из резиновой смеси для покрытия корда каркаса (например, см. опубликованный японский патент №2006-328194).
Кроме того, в такой шине для пассажирских автомобилей, с точки зрения безопасности при движении автомобиля, необходимо, чтобы протектор шины обладал превосходными характеристиками сцепления с дорогой. Однако низкий расход топлива пассажирского автомобиля и характеристики сцепления с дорогой являются взаимоисключающими характеристиками.
По этой причине предложено достижение как низкого расхода топлива, так и характеристик сцепления с дорогой посредством конструирования протектора шины в виде двухслойной структуры беговой дорожки протектора/основы протектора, формируя поверхностную часть, контактирующую с поверхностью протектора, такую как беговая дорожка протектора, из резиновой смеси, увеличивающей силу сцепления с дорогой, и формируя внутреннюю часть, такую как основа протектора, из резиновой смеси, обеспечивающей свойства низкого теплообразования (например, см. опубликованный японский патент №2006-199784, параграф [0003] и т.д.).
Кроме того, в последние годы, с улучшением характеристик автомобиля и развитием сети автомобильных дорог, необходима превосходная безопасность эксплуатации шин для автомобиля. Чтобы достичь превосходной стабильности при эксплуатации шины, необходимо увеличить твердость наполнителя борта шины, и обычно разрабатывают резиновую смесь для наполнителя борта, содержащую большое количество сажи (например, см. опубликованный японский патент №2004-339287).
Возможно увеличить твердость наполнителя борта введением большого количества сажи в резиновую смесь наполнителя борта. Однако существует проблема, что из-за увеличения тангенса угла потерь (tanδ) в наполнителе борта легко возникает нагрев в ходе движения транспортного средства, долговечность наполнителя борта снижается из-за теплового старения, и сопротивление качению шины (сопротивление, действующее в направлении, противоположном направлению движения шины при вращении шины) возрастает.
Кроме того, наполнитель борта размещают после формования резиновой смеси для наполнителя борта и, если технологичность формования резиновой смеси для наполнителя борта низкая, существует проблема в том, что форма наполнителя борта будет изменяться, следовательно, свойства наполнителя борта также будут изменяться.
Кроме того, в настоящее время серийно выпускаемые шины, наполовину или более от общей массы, состоят из компонентов, получаемых из нефтяных источников. Например, в обычной радиальной шине для пассажирского автомобиля в качестве компонента, получаемого из нефтяного источника, содержится приблизительно 20% синтетического каучука, приблизительно 20% сажи относительно общей массы шины, и, кроме того, ароматическое нефтяное масло и синтетическое волокно, и таким образом 50% или более общей массы шины состоит из компонентов, получаемых из нефтяных источников.
2
Однако, в последние годы, проблемам окружающей среды придают особое значение, и усиливается контроль за выбросами СО. Кроме того, так как количество нефтяных источников ограничено и количество запасов снижается год от года, прогнозируют, что стоимость нефти в будущем увеличится, и существует ограничение на использование компонентов, получаемых из нефтяных источников. Более того, в случае истощения нефтяных источников, прогнозируют, что возникнут трудности в производстве шин, состоящих из таких компонентов, получаемых из нефтяных источников.
По этой причине уделяют внимание экологическим шинам, содержащим в качестве основного компонента компоненты, получаемые не из нефтяных источников (компоненты, получаемые из источников, за исключением нефти) (например, см. опубликованный японский патент №2003-063206 и т.д.).
В указанной выше экологической шине, с точки зрения снижения количества используемых компонентов, получаемых из нефтяных источников, предпочтительно использовать как можно больше компонентов, получаемых не из нефтяных источников, при изготовлении таких элементов шины, как каркас, основа протектора, наполнитель сорта, боковина, из которой состоит бок шины, обжимная часть (clinch), расположенная от дна к стороне бортовой проволоки, чтобы понизить абразивный износ между ободом шины и бортовой проволокой, и бесшовная лента (в дальнейшем называемая БШЛ), расположенная на брекерном поясе шины.
Соответственно, целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для шины, которая может снизить количество материалов, получаемых из нефтяных источников, элемента шины и шины, изготавливаемых с использованием резиновой смеси для шины.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для покрытия корда каркаса, которая может снизить количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, и в то же время обеспечивает превосходное сопротивление качению и долговечность шины.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для основы протектора, которая может снизить количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, и в то же время обеспечивает превосходное сопротивление качению и долговечность шины.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для боковины, которая может снизить количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников при сохранении хорошей технологичности в невулканизированном состоянии, и при использовании которой можно подавлять снижение прочности резины после теплового старения, происходящего после вулканизации.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для обжимной части шины, которая может снизить количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, и которая в то же время обладает лучшей технологичностью в невулканизированном состоянии и может обеспечить получение резины с высокой стойкостью к абразивному износу и высокой прочностью после вулканизации.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для БШЛ, которая может снизить количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, и в то же время может подавить уменьшение прочности резины вследствие теплового старения БШЛ и улучшить адгезионные свойства между резиной и кордом.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является получение резиновой смеси для наполнителя борта, которая может снизить количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, и в то же время обладает превосходной технологичностью формования и увеличивает сопротивление тепловому старению и твердость наполнителя борта после вулканизации.
Настоящее изобретение представляет собой резиновую смесь для шины, включающую каучуковый компонент, содержащий, по меньшей мере, один из компонентов, включающих натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и 15 мас.ч. или более диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента, и 0,5 мас.ч. или более стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, резиновая смесь для шины по настоящему изобретению представляет собой резиновую смесь для покрытия корда каркаса, в которой содержание диоксида кремния составляет не менее 60 мас.ч. и не более 80 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, содержание стеарата кальция составляет не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, и смесь может дополнительно включать не менее 1 мас.ч. и не более 15 мас.ч. силанового связующего агента на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, резиновая смесь для шины по настоящему изобретению представляет собой резиновую смесь для основы протектора, в которой содержание диоксида кремния составляет не менее 25 мас.ч. и не более 80 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, содержание стеарата кальция составляет не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас ч. каучукового компонента, и смесь может дополнительно включать не менее 1 мас.ч. и не более 15 мас.ч. силанового связующего агента на 100 мас.ч. каучукового компонента
Кроме того, резиновая смесь для шины по настоящему изобретению представляет собой резиновую смесь для боковины, в которой содержание диоксида кремния составляет не менее 15 мас.ч. и не более 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента и содержание стеарата кальция может быть не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, резиновая смесь для шины по настоящему изобретению представляет собой резиновую смесь для обжимной части, в которой содержание диоксида кремния составляет не менее 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента и содержание стеарата кальция может быть не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, резиновая смесь для шины по настоящему изобретению представляет собой резиновую смесь для БШЛ, в которой содержание диоксида кремния составляет не менее 40 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента и содержание стеарата кальция может быть не менее 0,5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, резиновая смесь для шины по настоящему изобретению представляет собой резиновую смесь для наполнителя борта, в которой содержание диоксида кремния составляет не менее 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента и содержание стеарата кальция может быть не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, настоящее изобретение представляет собой элемент шины, образованный с использованием резиновой смеси для шины.
Более того, настоящее изобретение представляет собой шину, изготавливаемую с использованием элемента шины.
Указанные выше и другие цели, признаки, воплощения и преимущества по настоящему изобретению становятся очевидны из дальнейшего подробного описания настоящего изобретения при рассмотрении в сочетании с прилагаемыми чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 показан схематический вид одного из примеров части каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению;
на Фиг.2 показан схематический вид поперечного сечения, иллюстрирующий часть стадий изготовления одного из примеров способа изготовления шины, с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению;
на Фиг.3 показан схематический вид поперечного сечения, иллюстрирующий другую часть стадий изготовления одного из примеров процесса изготовления шины, с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению;
на Фиг.4 показан схематический вид поперечного сечения верхней части одного из примеров шины, изготовленной с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению;
на Фиг.5 показан схематический вид, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию одного из примеров шины, изготовленной с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению;
на Фиг.6 показан схематический вид поперечного сечения левой верхней половины одного из примеров шины по настоящему изобретению;
на Фиг.7 показан схематический вид поперечного сечения левой верхней половины одного из примеров шины по настоящему изобретению;
на Фиг.8 показан схематический вид поперечного сечения левой верхней половины одного из примеров шины по настоящему изобретению;
на Фиг.9 показан схематический вид одного из примеров БШЛ, выполненной с использованием резиновой смеси шины по настоящему изобретению;
на Фиг.10 показан схематический вид поперечного сечения, иллюстрирующий часть стадий одного из примеров способа изготовления шины с использованием БШЛ, представленной на Фиг.9;
на Фиг.11 показан схематический вид поперечного сечения, иллюстрирующий другую часть стадий одного из примеров способа изготовления шины с использованием БШЛ, представленной на Фиг.9;
на Фиг.12 показан вид сверху, иллюстрирующий взаимное расположение БШП и брекерного пояса за БШП, представленный на Фиг.1 навивкой;
на Фиг.13 показан схематический вид поперечного сечения верхней части одного из примеров шины по настоящему изобретению;
на Фиг.14 показан схематический вид, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию еще одного примера шины по настоящему изобретению;
на Фиг.15 показан схематический вид поперечного сечения, иллюстрирующий часть стадий изготовления одного из примеров способа изготовления шины с использованием наполнителя борта, выполненного из резиновой смеси по настоящему изобретению;
на Фиг.16 показан схематический вид поперечного сечения, иллюстрирующий другую часть стадий изготовления одного из примеров способа изготовления шины, с использованием наполнителя борта, выполненного из резиновой смеси по настоящему изобретению;
на Фиг.17 показан схематический вид поперечного сечения верхней части одного из примеров шины, изготовленной с использованием наполнителя борта, выполненного из резиновой смеси по настоящему изобретению, и
на Фиг.18 показан схематический вед поперечного сечения области расположения наполнителя борта шины, представленной на Фиг.17.
Воплощения по настоящему изобретению описаны ниже. На чертежах по настоящему изобретению одним обозначением показана одна и та же часть или соответствующая часть.
Каучуковый компонент резиновой смеси шины
В настоящем изобретении в качестве каучукового компонента используют каучук, который представляет собой любой из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный каучук, или смешанный каучук, получаемый смешиванием натурального каучука и эпоксидированного каучука. Таким образом, при использовании каучукового компонента, содержащего любой из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный каучук в качестве каучукового компонента, количество компонента, используемого получением из нефтяных источников, может быть снижено.
В данной работе, в качестве натурального каучука, например, может быть использован натуральный каучук, содержащий 1,4-цис-полиизопрен в качестве основного компонента, но можно использовать каучук, получаемый смешиванием соответственно 1,4-транс-полиизолрена в 1,4-цис-полиизопрене. В качестве такого натурального каучука могут быть использованы ранее известные натуральные каучуки и каучук, который в основном используют в шинной промышленности, такой как RSS#3 и TSR20.
В качестве эпоксидированного натурального каучука может быть использован известный каучук, например серийно выпускаемый эпоксидированный натуральный каучук, или каучук, получаемый эпоксидированием натурального каучука.
В данной работе, в качестве серийно выпускаемого эпоксидированного натурального каучука, например, может быть использован ENR25, имеющий степень эпоксидирования 25%, и ENR50, имеющий степень эпоксидирования 50%, выпускаемые Kumplan Guthrie Berhad.
Кроме того, в качестве способа эпоксидирования натурального каучука могут быть использованы такие способы, как хлоргидриновый способ, способ прямого окисления, способ с использованием алкилгидропероксида и перкислотный способ. В данной работе в качестве перкислотного способа может быть использован, например, способ взаимодействия натурального каучука с органической перкислотой, такой как перуксусная кислота и пермуравьиная кислота.
В настоящем изобретении, поскольку по меньшей мере один из компонентов, натуральный каучук или эпоксидированный натуральный каучук, входит в состав каучукового компонента, по меньшей мере один каучук другого типа, такой как бутадиеновый каучук (БдК), бутадиенстирольный каучук (БСК), изопреновый каучук (ИК), и бутиловый каучук (БК), может входить в состав смеси.
Диоксид кремния в резиновой смеси для шины
В резиновой смеси для шины по настоящему изобретению диоксид кремния содержится в количестве 15 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента. При использовании такой структуры, так как количество используемой сажи как наполнителя может быть снижено, количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено, притом, что можно получить достаточное усиливающее действие с помощью диоксида кремния. В качестве диоксида кремния может быть использован традиционно известный материал, такой как безводный диоксид кремния и/или гидратированный диоксид кремния.
Стеарат кальция в резиновой смеси для шины
Кроме прочего, в резиновой смеси для шины по настоящему изобретению содержится стеарат кальция в количестве 0,5 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента. Как описано выше, в настоящем изобретении, так как диоксид кремния в качестве наполнителя содержится в количестве 15 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует вероятность, что ухудшится технологичность смеси в невулканизированном состоянии, и прочность резины после вулканизации снизится вследствие старения, но при содержании стеарата кальция в количестве 0,5 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента технологичность резиновой смеси в невулканизированном состоянии улучшается.
Другие компоненты резиновой смеси для шины
В резиновую смесь для шины по настоящему изобретению, кроме указанных выше компонентов, могут быть соответственно включены различные компоненты, например, сажа, силановый связующий агент, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной промышленности.
Сажа в резиновой смеси для шины
Резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может содержать традиционно известную сажу, получаемую из нефтяных источников. В данной работе, с точки зрения снижения количества компонента, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет 25 мас.ч. или менее, более предпочтительно 5 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента, и наиболее предпочтительно отсутствие сажи.
В качестве сажи может быть использована традиционно известная сажа, такая как SAF, ISAF, HAF и FEF.
Силановый связующий агент в резиновой смеси для шины
Кроме прочего, в резиновую смесь для шины по настоящему изобретению может быть включен силановый связующий агент. Здесь в качестве силанового связующего агента могут быть использованы традиционно известные соединения, и примеры включают силановые связующие агенты на основе сульфида, такие как бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид,
бис(2-триэтоксисилилэтил)тетрасульфид,
бис(3-триметоксисилилпропил)тетрасульфид,
бис(2-триметоксисилилэтил)тетрасульфид,
бис(3-триэтоксисилилпропил)трисульфид,
бис(3-триметоксисилилпропил)трисульфид,
бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид,
бис(3-триметоксисилилпропил)дисульфид,
3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
3-триэтоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
2-триэтоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
2-триметоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
3-триметоксисилилпропилбензотиазолилтетрасульфид,
3-триэтоксисилилпропилбензотиазолтетрасульфид,
3-триэтоксисилилпропилметакрилатмоносульфид,
и 3-триметоксисилилпропилметакрилатмоносульфид;
силановые связующие агенты на основе меркаптанов, такие как 3-меркаптопропилтриметоксисилан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан,
2-меркаптоэтилтриметоксисилан и 2-меркаптоэтилтриэтоксисилан;
силановые связующие агенты на основе винила, такие как винилтриэтоксисилан и винилтриметоксисилан; силановые связующие агенты на основе аминов, такие как 3-аминопропилтриэтоксисилан, 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-(2-аминоэтил)аминопропилтриэтоксисилан и 3-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан, силановые связующие агенты на основе глицидоксигруппы, такие как γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан и γ-глицидоксипропилметилдиметоксисилан, силановые связующие агенты на основе нитрогруппы, такие как 3-нитропропилтриметоксисилан и 3-нитропропилтриэтоксисилан, и силановые связующие агенты на основе хлора, такие как 3-хлорпропилтриметоксисилан, 3-хлорпропилтриэтоксисилан, 2-хлорэтилтриметоксисилан и 2-хлорэтилтриэтоксисилан. Силановый связующий агент можно использовать по отдельности или можно использовать два или более видов в сочетании. Если силановый связующий агент включен, его количество можно установить подходящим образом.
Масло в резиновой смеси для шины
В качестве масла может быть использовано традиционно известное масло, например, техническое масло, растительный жир или масло, или их смесь. В качестве технического масла может быть использовано, например, техническое масло на основе парафина, техническое масло на основе нафталина, техническое масло на основе ароматических соединений. В качестве растительного жира или масла может быть использовано, например, касторовое масло, хлопковое масло, льняное масло, соевое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, арахисовое масло, канифоль, хвойное масло, хвойная смола, талловое масло, кукурузное масло, рисовое масло, сафлоровое красильное масло, кунжутное масло, оливковое масло, подсолнечное масло, косточковое пальмовое масло, масло камелии, масло жожоба, масло австралийского ореха, и масло адамова дерева.
С точки зрения снижения количества используемых компонентов, получаемых из нефтяных источников, в качестве масла предпочтительно использовать растительный жир или масло.
Воск в резиновой смеси для шины
В качестве воска может быть использован традиционно известный воск и может быть использован, например, ранее известный воск на натуральной основе и воск на нефтяной основе. С точки зрения снижения количества используемых компонентов, получаемых из нефтяных источников, в качестве воска предпочтительно использовать натуральный воск.
Противостаритель в резиновой смеси для шины
В качестве противостарителя может быть использован традиционно известный противостаритель, например, такой как противостаритель на основе аминов, на основе фенола, на основе имидазола и металлическая соль карбаминовой кислоты.
Стеариновая кислота в резиновой смеси для шины
В качестве стеариновой кислоты может быть использована известная стеариновая кислота, например, стеариновая кислота, выпускаемая Nippon Oil & Fats Co., Ltd.
Оксид цинка в резиновой смеси для шины
В качестве оксида цинка может быть использован известный выпускаемый оксид цинка, например, Zinc White No.1, выпускаемый MITSUI MINING & SMELTING Co., LTD.
Сера в резиновой смеси для шины
В качестве серы может быть использована известная выпускаемая, например, порошковая сера, выпускаемая Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Crystex HSOT20, выпускаемая Flexis, и Sunfel EX, выпускаемая SANSHIN CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.
Ускоритель вулканизации в резиновой смеси для шины
В качестве ускорителя вулканизации могут быть использованы широко известные соединения, например ускоритель вулканизации, содержащий по меньшей мере одно из таких соединений, как соединения на основе сульфенамида, на основе тиазола, на основе тиурама, на основе тиомочевины, на основе гуанидина, на основе дитиокарбаминовой кислоты, на основе аминальдегида или альдегидаммиака, на основе имидазолина и на основе ксантата. В качестве ускорителя вулканизации на основе сульфенамида могут быть использованы такие соединения на основе сульфенамида, как ЦБС (N-циклогексил-2-бензотиазилсульфенамид), ТББС (N-трет-бутил-2-бензотиазилсульфенамид), N,N-дициклогексил-2-бензотиазилсульфенамид, N-оксидиэтилен-2-бензотиазилсульфенамид, и N,N-диизопропил-2-бензотиазолсульфенамид. В качестве ускорителя вулканизации на основе тиазола могут быть использованы такие соединения на основе тиазола, как МБТ (2-меркаптобензотиазол), ДБТС (дибензотиазилдисульфид), соль натрия, соль цинка, соль меди или циклогексиламиновая соль 2-меркаптобензотиазола, 2-(2,4-динитрофенил)меркаптобензотиазол и 2-(2,6-диэтил-4-морфолинтио)бензотиазол. В качестве ускорителя вулканизации на основе тиурама могут быть использованы такие соединения на основе тиурама, как ТМТД (тетраметилтиурамдисульфид), тетраэтилтиурамдисульфид, тетраметилтиураммоносульфид, дипентаметилентиурамдисульфид, дипентаметилентиураммоносульфид, дипентаметилентиурамтетрасульфид, дипентаметилентиурамгексасульфид, тетрабутилтиурамдисульфид и пентаметилентиурамтетрасульфид. В качестве ускорителя вулканизации на основе тиомочевины могут быть использованы такие соединения на основе тиомочевины, как тиокарбамид, диэтилтиомочевина, дибутилтиомочевина, триметилтиомочевина и диортотолитиомочевина. В качестве ускорителя вулканизации на основе гуанидина могут быть использованы такие соединения на основе гуанидина, как дифенилгуанидин, диортотолигуанидин, трифенилгуанидин, ортотолибигуанидин и дифенилгуанидинфталат. В качестве ускорителя вулканизации на основе дитиокарбаминовой кислоты могут быть использованы такие соединения на основе дитиокарбаминовой кислоты, как этилфенилдитиокарбамат цинка, бутилфенилдитиокарбамат цинка, диметилдитиокарбамат натрия, диметилдитиокарбамат цинка, диэтилдитиокарбамат цинка, дибутилдитиокарбамат цинка, диамилдитиокарбамат цинка, дипропилдитиокарбамат цинка, комплексная соль пентаметилендитиокарбамата цинка и пиперидина, гексадецил (или октадецил) изопропилдитиокарбамат цинка, дибензилдитиокарбамат цинка, диэтилдитиокарбамат натрия, пиперидин пентаметилендитиокарбаминовой кислоты, диметилдитиокарбамат селена, диэтилдитиокарбамат теллура и диамилдитиокарбамат кадмия. В качестве ускорителя вулканизации на основе аминальдегида или на основе альдегид-аммиака могут быть использованы такие соединения на основе аминальдегида или на основе альдегид-аммиака, как продукт реакции ацетальдегида и анилина, конденсат бутилальдегида-анилина, продукт реакции гексаметилентетрамина и ацетальдегида-аммиака. В качестве ускорителя вулканизации на основе имидазолина могут быть использованы соединения на основе имидазолина, такие как 2-меркаптоимидазолин. В качестве ускорителя вулканизации на основе ксантата могут быть использозаны соединения на основе ксантата, такие как дибутилксантат цинка. Все эти ускорители вулканизации могут быть использованы по отдельности, или могут быть использованы в сочетании из двух или более видов.
Элементы шины
Путем формования резиновой смеси для шины по настоящему изобретению в заданную форму, например, посредством экструзии в невулканизированном состоянии могут быть сформированы различные элементы шины по настоящему изобретению, образующие шину.
Шина
Полученные таким образом элементы шины по настоящему изобретению располагали в заранее заданном положении, чтобы получить сырую шину, затем резиновую смесь, составляющую элементы шины в сырой шине, вулканизировали, получая таким образом шину по настоящему изобретению.
Резиновая смесь покрытия корда каркаса
Резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может быть использована в качестве резиновой смеси для покрытия корда каркаса.
Резиновая смесь для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению имеет в своем составе не менее 60 мас.ч. и не более 80 мас.ч. диоксида кремния, не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция, не менее 1 мас.ч. и не более 15 мас.ч. силанового связующего агента на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Диоксид кремния в резиновой смеси покрытия корда каркаса
В резиновой смеси покрытия корда каркаса по настоящему изобретению содержится не менее 60 мас.ч. и не более 80 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента. Здесь, если содержание диоксида кремния составляет не менее 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция снижения количества материала, получаемого из нефти. Если содержание диоксида кремния составляет не более 80 мас.ч., существует тенденция улучшения сопротивления качению шины, изготовленной с использованием резиновой смеси в покрытии корда каркаса по настоящему изобретению. В качестве диоксида кремния может быть использован такой же диоксид кремния, как и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, с точки зрения улучшения технологичности экструзии (снижения усадки) более предпочтительно, чтобы содержание диоксида кремния составляло не менее 65 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, для того чтобы не увеличивалась вязкость по Муни, более предпочтительно, чтобы содержание диоксида кремния составляло не более 75 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность диоксида кремния, измеренная из адсорбции азота по методу БЭТ (здесь и далее называемая «удельная поверхность по БЭТ»), предпочтительно составляет не менее 70 м/г, более предпочтительно, не менее 80 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не менее 70 м/г, в частности не менее 80 м/г, усиливающее действие диоксида кремния становится достаточным.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не более 250 м/г, более предпочтительно, не более 240 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не более 250 м/г, в частности не более 240 м/г, существует тенденция, что снижение вязкости по Муни резиновой смеси покрытия корда каркаса по настоящему изобретению может быть подавлено, и улучшается технологичность резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению.
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния можно измерить по методике в соответствии с ASTM-B-4820-93.
Силановый связующий агент в резиновой смеси для покрытия корда каркаса
В резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению содержится не менее 1 мас.ч. и не более 15 мас.ч. силанового связующего агента на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание связующего агента составляет не менее 1 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция улучшения прочности резины после вулканизации и улучшения долговечности шины, если содержание силанового связующего агента составляет не более 15 мас.ч., существует тенденция, что прочность резины после вулканизации не будет высокой, и сопротивление качению шины можно улучшить. В качестве силанового связующего агента может быть использован такой же силановый связующий агент, что и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание силанового связующего агента составляло не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание связующего агента составляет не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, то эффект от добавления силанового связующего агента будет достаточным.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание силанового связующего агента составляло не более 14 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание силанового связующего агента составляет не более 14 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, стоимость может снижаться, и в то же время эффект от добавления силанового связующего агента будет достаточным.
Стеарат кальция в резиновой смеси для покрытия корда каркаса
В резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению содержится не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, улучшается технологичность резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению, и в то же время прочность резины после вулканизации может быть превосходной. Здесь в качестве стеарата кальция может быть использован такой же стеарат кальция, что и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание стеарата кальция составляло не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, эффект от добавления стеарата будет достаточным.
Более того, более предпочтительно, чтобы содержание стеарата кальция составляло не более 9 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не более 9 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что соотношение между сопротивлением качению и прочностью резины будет превосходным.
Сажа в резиновой смеси для покрытия корда каркаса
В резиновую смесь для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению может входить в состав ранее известная сажа, получаемая из нефтяных источников, и с точки зрения снижения используемого количества материала, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 мас.ч., более предпочтительно не более 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, наиболее предпочтительно отсутствие сажи. Кроме того, если сажа включена, может быть включена такая же сажа, что и в резиновой смеси для шины.
Другие компоненты в резиновой смеси для покрытия корда каркаса
В резиновую смесь для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению могут быть соответственно добавлены, кроме указанных выше материалов, различные другие материалы, например, масло, воск, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной промышленности. Кроме того, если добавлены указанные компоненты, они могут быть такими же, как и в резиновой смеси для шины.
Способ изготовления резиновой смеси для покрытия корда каркаса
Резиновую смесь для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению можно получить смешиванием указанных выше материалов, перемешивая материалы с помощью широко известных смесителя открытого типа смесителя Бенбери, смесителя для работы под давлением или смесителя непрерывного действия.
Изготовление каркаса с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса
На Фиг.1 представлен схематический вид одного из примеров каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению. Здесь каркас 4 имеет такую конструкцию, что множество кордов 11 каркаса внедрены в пластинчатую резиновую смесь 15 для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению.
Каркас 4, выполненный с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению, можно получить, например, сначала располагая корды 11 каркаса параллельно и в таком состоянии накладывая на них и под них невулканизированную резиновую смесь 15 для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению.
В настоящем изобретении в качестве корда 11 каркаса могут быть использованы обычные известные корды, например, может быть использован шнур, выполненный из органического волокна или стали.
Шина, изготовленная с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса
Один из примеров способа изготовления шины с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению, описан ниже.
Сначала выполненный, как указано выше, каркас кольцеобразно наматывают на внешнюю продольную поверхность обычного известного цилиндрического барабана.
Здесь каркас может быть изготовлен, например, нанесением резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению на верхнюю и нижнюю поверхности множества кордов каркаса, выполненных из нитей, например, сложного полиэфира, чтобы внедрить множество кордов каркаса в резиновую смесь для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению.
Затем, как схематично показано в поперечном сечении на Фиг.2, бортовую проволоку 5, получаемую скручиванием жгута из множества проволок в виде кольца, вбивают по внешней продольной поверхности с обоих концов кольцеобразного каркаса 4 и одновременно устанавливают наполнитель 7 борта, оба конца каркаса 4 загибают внутрь, чтобы заключить бортовую проволоку 5 и наполнитель 7 борта между загибом 4а и прямой частью 4b каркаса 4.
Затем, как схематично показано в поперечном сечении на Фиг.3, каркас 4, в который бортовая проволока 5 и наполнитель 7 борта завернуты по краям, надувают в виде тороида. После чего, первый брекерный пояс 6b и второй брекерный пояс 6а наслаивают в указанном порядке не внешнюю продольную поверхность в центре каркаса 4, тем самым, формируя брекерный пояс 6.
После этого сырую шину собирают обычным известным способом, и собранную сырую шину помещают в форму для формования шины и вулканизируют невулканизированную резиновую смесь, составляющую каждую из частей: протектор, боковину, брекерный пояс, БШЛ, внутреннюю прокладку, каркас, и наполнитель борта сырой шины, получая готовую шину.
В изложенном выше опущено описание стадий сборки протектора, боковины, БШЛ и внутренней прокладки.
Схематический вид поперечного сечения верхней части одного из примеров изготовленной, как указано выше, шины представлен на Фиг.4. Кроме того, на Фиг.5 представлен схематический вид для иллюстрации внутренней конструкции другого примера шины, изготовленной с использованием каркаса, выполненного с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению.
Здесь, как показано на Фиг.4 и Фиг.5, в изготовленной, как указано выше, шине боковина 9 сформирована на боковой поверхности каркаса 4, в который бортовая проволока 5 и наполнитель 7 борта завернуты на обоих краях.
Кроме того, в центре внешней продольной поверхности каркаса 4 собирают брекерный пояс 6, полученный наслоением первого слоя 6b пояса и второго слоя 6а пояса, в указанном порядке, и одновременно БШЛ 1 устанавливают так, чтобы покрыть конец брекерного пояса 6, и формируют протектор 8, служащий в качестве участка контакта шины с грунтом, на внешней продольной стороне брекерного пояса 6 и БШЛ 1. Кроме того, во внутренней продольной поверхности каркаса 4, формируют внутреннюю прокладку 10, чтобы предотвратить утечку наружу газа, такого как воздух, находящегося внутри каркаса 4.
Так как шину с указанной выше конструкцией изготавливают, используя каркас, выполненный с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса по настоящему изобретению, сопротивление качению шины и долговечность шины будут превосходными.
Более того, так как в шине указанной выше конструкции снижено количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, получают экологичную шину, принимая во внимания окружающую среду, и также можно подготовиться к снижению запасов нефти в будущем.
С точки зрения снижения количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, очевидно, что предпочтительно изготавливать другие части шины, помимо каркаса, используя материалы, получаемые не из нефтяных источников, в наибольшем возможном количестве.
Также, в вышеизложенном в качестве примера приведена шина для пассажирских автомобилей, но это не ограничивает настоящее изобретение, но могут быть получены шины, используемые в различных транспортных средствах, таких как пассажирские автомобили, грузовики, автобусы и тяжелые грузовые автомобили.
Резиновая смесь для основы протектора
Указанная выше резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может быть использована, например, как резиновая смесь для основы протектора.
Резиновая смесь для основы протектора по настоящему изобретению содержит не менее 25 мас.ч. и не более 80 мас.ч. диоксида кремния, не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция и не менее 1 мас.ч. и не более 15 мас.ч. силанового связующего агента на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Диоксид кремния в резиновой смеси для основы протектора
Резиновая смесь для основы протектора по настоящему изобретению включает не менее 25 мас.ч. и не более 80 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание диоксида кремния составляет не менее 25 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено, и существует тенденция, что усиление шины диоксидом кремния станет достаточным, прочность резины улучшится, и долговечность шины будет повышена. С другой стороны, если содержание диоксида кремния составляет не более 80 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что сопротивление качению шины, изготовленной с использованием резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению, будет улучшаться. В качестве диоксида кремния может быть использован такой же диоксид кремния, что и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, с точки зрения улучшения технологичности экструзии (снижение усадки) содержание диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 30 мас.ч., более предпочтительно, не более 40 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Кроме того, с точки зрения отсутствия возрастания вязкости по Муни содержание диоксида кремния предпочтительно составляет не более 70 мас.ч., более предпочтительно, не более 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 70 м/г, более предпочтительно, не менее 80 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не менее 70 м/г, в частности не менее 80 м/г, существует тенденция, что усиливающее действие диоксида кремния будет достаточным.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не более 250 м/г, более предпочтительно, не более 240 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не более 250 м/г, в частности не более 240 м/г, существует тенденция, что снижение вязкости по Муни резиновой смеси основы протектора по настоящему изобретению может быть подавлено, и улучшается технологичность резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению.
Кроме того, удельную поверхность по БЭТ диоксида кремния можно измерить по методике в соответствии с ASTM-B-4820-93.
Силановый связующий агент в резиновой смеси для основы протектора
В резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению содержится не менее 1 мас.ч. и не более 15 мас.ч. силанового связующего агента на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание силанового связующего агента составляет не менее 1 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция улучшения прочности резины после вулканизации и улучшения долговечности; если содержание составляет не более 15 мас.ч., существует тенденция, что прочность резины после вулканизации будет не слишком высокой, и сопротивление качению шины улучшится. В качестве силанового связующего агента, может быть использован такой же силанового связующий агент, что и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание силанового связующего агента составляло не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание силанового связующего агента составляет не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что эффект от добавления силанового связующего агента будет достаточным и сопротивление абразивному износу резины после вулканизации станет лучше.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание силанового связующего агента составляло не более 14 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание силанового связующего агента составляет не более 14 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, стоимость может быть снижена, и в то же время эффект от добавления силанового связующего агента будет достаточным.
Стеарат кальция в резиновой смеси для основы протектора
В резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению содержится не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не менее 1 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция улучшения технологичности резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению, и в то же время прочность резины после вулканизации может быть превосходней. Здесь в качестве стеарата кальция может быть использован такой же стеарат кальция, что и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание стеарата кальция составляло не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, эффект от добавления стеарата кальция будет достаточным.
Более того, более предпочтительно, чтобы содержание стеарата кальция составляло не более 9 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не более 9 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, соотношение характеристик сопротивления качения и прочности резины будет превосходным.
Сажа в резиновой смеси для основы протектора
В резиновую смесь для основы протектора по настоящему изобретению может входить ранее известная сажа, получаемая из нефтяных источников, и с точки зрения снижения количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 мас.ч. более предпочтительно не более 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, наиболее предпочтительно отсутствие сажи. Здесь в качестве сажи может быть использована такая же сажа, что и в резиновой смеси для шины.
Другие компоненты в резиновой смеси для основы протектора
В резиновую смесь для основы протектора по настоящему изобретению могут быть соответственно включены другие материалы, например, масло, воск, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной промышленности. Кроме того, если эти компоненты включены, то могут быть использованы такие же компоненты, что и в резиновой смеси для шины.
Способ изготовления резиновой смеси для основы протектора
Резиновая смесь для основы протектора по настоящему изобретению может быть получена смешиванием указанных выше материалов, перемешиванием их с использованием традиционно известных смесителя открытого типа, смесителя Бенбери, смесителя для работы под давлением или смесителя непрерывного действия.
Основа протектора, изготовленная с использованием резиновой смеси для основы протектора
Основа протектора может быть сформирована посредством экструзии резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению в невулканизированном состоянии.
Шина, изготовленная с использованием основы протектора, выполненной с использованием резиновой смеси для основы протектора
Шина может быть получена изготовлением сырой шины путем установки основы протектора, сформированной из резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению, и других элементов шины в заранее заданных положениях и последующей вулканизации резиновой смеси, составляющей элементы сырой шины.
На Фиг.6 представлен схематический вид поперечного сечения левой верхней половины одного из примеров шины, изготовленной, как указано выше. Здесь шина 61 включает беговую дорожку 62а протектора, являющуюся поверхностью контакта с грунтом шины 61, основу 62b протектора, расположенную внутри в радиальном направлении шины по отношению к беговой дорожке 62а протектора, одну пару боковин 63, образующих боковую поверхность шины 61, идущую внутрь в радиальном направлении шины от обоих краев основы 62b протектора, и бортовое кольцо 65, расположенное внутри в радиальном направлении шины по отношению к каждой боковине 63. Кроме того, каркас 66 образует перемычку между бортовыми кольцами 65, 65, и в то же время брекерный пояс 67 расположен на внешней стороне данного каркаса 66 и на внутренней стороне основы 62b протектора.
Каркас 66 может быть сформирован, например, из листа резины, где множество кордов под углом, например, 70-90° относительно экватора СО шины (мнимая линия, образуемая однократным поворотом центра ширины внешней продольной поверхности шины 1 в продольном направлении внешней продольной поверхности шины 1) внедрены в резиновую смесь. Кроме того, каркас 66 охватывает загибом от внутренней стороны к внешней стороне в аксиальном направлении шины бортовое кольцо 65 от основы 62b протектора через боковину 63.
Брекерный пояс 67 может быть сформирован из листа резины, где множество кордов под углом, например, 40° относительно экватора СО шины внедрены в резиновую смесь.
Кроме того, в шину 61 может быть включена БШЛ (не показано) для подавления отслаивания брекерного пояса 67. В данной работе БШЛ состоит, например, из листа резины, где множество кордов внедрены в резиновую смесь, и может быть установлена путем спиральной намотки на внешнюю поверхность брекерного пояса 67 приблизительно параллельно экватору СО шины.
Кроме того, в шине 61 сформирован наполнитель 63 борта, идущий наружу в радиальном направлении шины от бортового кольца 65, и в то же время на внутренней стороне каркаса 66 расположена внутренняя прокладка 69, и внешняя сторона загиба каркаса 66 покрыта боковиной 63 и обжимной частью 64, идущей в радиальном направлении шины от боковины 63.
Шина 61, представленная на Фиг.6, является шиной для пассажирских автомобилей. Настоящее изобретение не ограничено данной шиной, но его применяют в различных транспортных средствах, таких как пассажирские автомобили, грузовики, автобусы и тяжелые грузовые автомобили.
Так как в резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению диоксид кремния, силановый связующий агент и стеарат кальция добавлены к каучуковому компоненту в указанных выше подходящих количествах, соответственно, в шине с использованием основы протектора, сформированной с использованием резиновой смеси для основы протектора по настоящему изобретению, сопротивление качению шины может быть снижено и, кроме того, может быть получена превосходная долговечность шины. Следовательно, предпочтительно использовать резиновую смесь для основы протектора по настоящему изобретению для основы протектора шины.
Кроме того, так как в основе 62b протектора количество используемого материала получаемого из нефтяных источников, такого как сажа, снижено, шину 61, имеющую указанную выше конструкцию, можно считать экологичной, принимая во внимания окружающую среду, и также можно быть готовым к возможному сокращению нефтяных запасов в будущем.
С точки зрения снижения количества материала, получаемого из нефтяных источников, очевидно, что предпочтительно изготавливать как можно больше элементов шины, используя материалы, получаемые не из нефтяных источников, а не только основу 62b протектора.
Кроме того, с учетом изложенного выше, шина для пассажирских автомобилей, приведенная в качестве примера, не ограничивает настоящее изобретение, а могут быть получены шины, используемые для различных транспортных средств, таких как пассажирские автомобили, грузовики, автобусы и тяжелые грузовые автомобили.
Резиновая смесь для боковины
Резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может быть использована, например, в качестве резиновой смеси для боковины.
Резиновая смесь для боковины по настоящему изобретению включает не менее 15 мас.ч. и не более 60 мас.ч. диоксида кремния и не более 2 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента.
На основании глубоких исследований заявители определили, что применение резиновой смеси, имеющей состав, в который включен каучуковый компонент, содержащий, по меньшей мере, один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и в то же время в который включено на 100 мас.ч. каучукового компонента не менее 15 мас.ч. и не более 60 мас.ч. диоксида кремния и не менее 2 мас.ч. стеарата кальция, не только снижает количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, а также улучшает технологичность в невулканизированном состоянии, и может быть подавлено снижение прочности после теплового старения. Заявители полагают, что если боковина сформирована с использованием данной резиновой смеси, технологичность и свойства боковины могут быть превосходными в результате осуществления настоящего изобретения.
Кроме того, если используют как натуральный каучук, так и эпоксидированный натуральный каучук в качестве каучукового компонента для боковины по настоящему изобретению, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет 5 мас.% или более, более предпочтительно 10 мас.% или более. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет 5 мас.% или более, относительно общей массы каучукового компонента, а частности 10 мас.% или более, существует тенденция, что характеристики прочности на изгиб боковины, сформированной с использованием резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, будут превосходными.
Кроме того, если используют как натуральный каучук, так и эпоксидированный натуральный каучук в качестве каучукового компонента для боковины по настоящему изобретению, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет 85 мас.% или менее, более предпочтительно, 60 мас.%. или менее, более предпочтительно, 50 мас.% или менее. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет более 50 мас.%, в частности, более 80 мас.%, более того, более 65 мас.%, существует тенденция что нагрев шины, содержащей боковину, сформированную с использованием резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, при движении достигнет высоких температур.
Кроме того, в резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, если по меньшей мере один из каучуков, таких как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, включен в состав каучукового компонента, то по меньшей мере один из других видов каучука, таких как бутадиеновый каучук (БдК), бутадиенстирольный каучук (БСК), изопреновый каучук (ИК) и бутиловый каучук (БК), могут быть включены в состав.
Однако каучук, за исключением натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, может быть включен в состав каучукового компонента в резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению в количестве, предпочтительно, 20 мас.% или менее, более предпочтительно, 10 мас.% или менее, еще более предпочтительно, 5 мас.% или менее, наиболее предпочтительно 0 мас.%.
Диоксид кремния в резиновой смеси для боковины
Резиновая смесь для боковины по настоящему изобретению содержит не менее 15 мас.ч. и не более 60 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента. Принимая такой состав, количество используемой сажи в качестве наполнителя может быть снижено, и количество используемой сажи, получаемой из нефти, может быть снижено и, в то же время, может быть получено достаточное усиливающее действие диоксида кремния. Кроме того, если содержание диоксида кремния составляет не более 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что характеристики прочности на изгиб станут лучше, и термические свойства шины станут лучше. Следует отметить, что в качестве диоксида кремния может быть использован такой же диоксид кремния, что и в резиновой смеси для шины.
Здесь содержание диоксида кремния предпочтительно составляет 30 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание диоксида кремния составляет 30 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению улучшается.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 80 м/г, более предпочтительно, не менее 100 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не менее 80 м/г, в частности не менее 100 м/г, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению улучшается.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не более 230 м/г, более предпочтительно, не более 210 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не более 230 м/г, в частности не более 210 м/г, существует тенденция, что технологичность резиновой смеси по настоящему изобретению улучшается.
Кроме того, удельную поверхность по БЭТ диоксида кремния можно измерить по методике в соответствии с ASTM-D-4320-93.
Стеарат кальция в резиновой смеси для боковины
В резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению содержится не менее 2 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента. Как описано выше, так как в резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению содержание диоксида кремния, как наполнителя, составляет не менее 15 мас.ч. и не более 60 мас.ч., существует вероятность ухудшения технологичности смеси в невулканизированном состоянии и снижения прочности резины после вулканизации вследствие теплового старения. Однако при содержании стеарата кальция 2 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента существует тенденция, что технологичность смеси в невулканизированном состоянии будет лучше и снижение прочности резины после вулканизации вследствие теплового старения может быть эффективно подавлено. Здесь в качестве стеарата кальция может быть использован такой же стеарат кальция, как в резиновой смеси для шины.
В частности, когда каучуковый компонент содержит эпоксидированный натуральный каучук, если стеарат кальция включен в состав в количестве 2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что такие характеристики боковины, как прочность на изгиб и стойкость к порезам, будут превосходными.
Кроме того, более предпочтительно, чтобы содержание стеарата кальция составляло 5 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет 5 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция того, что стойкость к порезам боковины, сформированной с использованием резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, после теплового старения будет превосходной.
Более того, содержание стеарата кальция составляет 15 мас.ч. или менее, более предпочтительно, 10 мас.ч. или менее, на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет 15 мас.ч. или менее, в частности, 10 мас.ч. или менее, на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что технологичность резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению и стойкость к порезам боковины, сформированной с использованием резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, после теплового старения будут превосходными.
Сажа в резиновой смеси для боковины
В резиновую смесь для боковины по настоящему изобретению может быть включена ранее известная сажа, получаемая из нефтяных источников. Здесь, с точки зрения снижения количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 мас.ч., более предпочтительно не более 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, наиболее предпочтительно отсутствие сажи. Следует отметить, что если сажа включена, в качестве сажи может быть использована такая же сажа, как и в резиновой смеси для шины.
Силановый связующий агент в резиновой смеси для боковины
В резиновую смесь для боковины по настоящему изобретению может быть включен силановый связующий агент. Если силановый связующий агент включен в состав резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, содержание силанового связующего агента предпочтительно составляет 6 мас.ч. или более, более предпочтительно, 8 мас.ч. или более, на 100 мас.ч. диоксида кремния. Если содержание силанового связующего агента составляет 6 мас.ч. или более, в частности 8 мас.ч. или более, на 100 мас.ч. диоксида кремния, существует тенденция улучшения прочности резины после вулканизации резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению. Кроме того, в качестве силанового связующего агента может быть использован такой же силановый связующий агент, как и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, если силановый связующий агент включен в состав резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению, содержание силанового связующего агента предпочтительно составляет 15 мас.ч. или менее, более предпочтительно 10 мас.ч. или менее, на 100 мас.ч. диоксида кремния. Если содержание силанового связующего агента составляет 15 мас.ч. или менее, в частности 10 мас.ч. или менее, на 100 мас.ч. диоксида кремния, существует тенденция, что технологичность резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению будет превосходной и, в то же время, стоимость может быть снижена.
Другие компоненты резиновой смеси для боковины
В резиновую смесь для боковины по настоящему изобретению могут быть соответственно включены, кроме указанных выше материалов, различные материалы, такие как масло, воск, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной промышленности. Кроме того, если эти компоненты включены, то могут быть использованы такие же компоненты, что и в резиновой смеси для шины.
Способ изготовления резиновой смеси для боковины
Резиновая смесь для боковины по настоящему изобретению может быть получена смешиванием указанных выше материалов путем перемешивания их с использованием традиционно известных смесителя открытого типа, смесителя Бенбери, смесителя для работы под давлением или смесителя непрерывного действия.
Боковина, изготовленная с использованием резиновой смеси для боковины
Боковина может быть сформирована путем экструзии резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению в невулканизированном состоянии.
Шина, изготовленная с использованием боковины, выполненной с использованием резиновой смеси для боковины
Шина может быть получена изготовлением сырой шины путем установки боковины, изготовленной, как указано выше, и других элементов шины в предварительно заданных положениях с последующей вулканизацией резиновой смеси, составляющей элементы сырой шины.
На Фиг.7 представлен схематический вид поперечного сечения левой верхней половины одного из примеров изготовленной, как указанно выше, шины. Здесь шина 71 отличается тем, что боковина 63 выполнена с использованием резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению.
Здесь шина 71 включает протектор 62, который является поверхностью контакта с грунтом шины 71, одну пару боковин 63, проходящих в радиальном направлении шины от обоих концов протектора 62, образуя боковую часть шины 71, и бортовое кольцо 65, расположенное на внутреннем конце каждой стороны боковины 63. Кроме того, каркас 66 образует перемычку между бортовыми кольцами 65, 85 и, в то же время, брекерный пояс 67, обладающий стягивающим действием для усиления протектора 62, расположен на внешней стороне данного каркаса 66 и на внутренней стороне протектора 62.
Каркас 66 может быть сформирован, например, из листа резины, где множество кордов под углом, например, 70-90° относительно экватора СО шины (мнимая линия, образуемая однократным поворотом центра ширины внешней продольной поверхности шины 71 в продольном направлении внешней продольной поверхности шины 71) внедрены в резиновую смесь. Кроме того, каркас 66 охватывает загибом от внутренней стороны к внешней стороне в аксиальном направлении шины бортовое кольцо 65 от протектора 62 через боковину 63.
Брекерный пояс 67 может быть сформирован из листа резины, где множество кордов под углом, например, 40° или менее, относительно экватора СО шины, внедрены в резиновую смесь.
Кроме того, в шину 71, может быть включена БШЛ (не показано) для подавления отслаивания брекерного пояса 67. Здесь БШЛ состоит, например, из листа резины, где множество кордов внедрены в резиновую смесь, и может быть установлена путем спиральной намотки на внешнюю поверхность брекерного пояса 67 приблизительно параллельно экватору СО шины.
Кроме того, в шине 71 сформирован наполнитель 68 борта, идущий наружу в радиальном направлении шины от бортового кольца 65, и в то же время на внутренней стороне каркаса 66 расположена внутренняя прокладка 69, и внешняя сторона загиба каркаса 66 покрыта боковиной 63 и обжимной частью 64, идущей в радиальном направлении шины от боковины 63. Кроме того, боковина 63 сформирована из вулканизированной резиновой смеси для боковины по настоящему изобретению.
Так как шина 71 имеет такую указанную выше конструкцию, что боковина 63 сформирована с использованием резиновой смеси по настоящему изобретению, снижение прочности резины боковины 63 вследствие теплового старения может быть подавлено, долговечность шины может быть продлена и, в то же время, стабильность эксплуатации автомобиля может быть улучшена.
Шина, представленная на Фиг.7, является шиной для пассажирских автомобилей, но настоящее изобретение не ограничено данной шиной и может быть использовано, например, для пассажирских автомобилей, грузовиков, автобусов и тяжелых грузовых автомобилей.
Кроме того, так как в шине 71 с указанной выше конструкцией снижено количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, шину можно рассматривать как экологичную, принимая во внимания окружающую среду, и можно быть готовым к уменьшению нефтяных запасов в будущем.
Кроме того, с точки зрения того, что снижено количество компонента, получаемого из нефтяных источников, очевидно, что предпочтительно использовать как можно больше компонентов, получаемых не из нефтяных источников в элементах шины, а не только в боковине 63.
Резиновая смесь для обжимной части
Резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может быть использована, например, в качестве резиновой смеси для обжимной части.
Резиновая смесь для обжимной части по настоящему изобретению имеет состав, содержащий не менее 60 мас.ч. диоксида кремния и не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента.
В результате глубоких исследований заявители определили, что применение резиновой смеси, обладающей составом, в который включен каучуковый компонент, содержащий, по меньшей мере, один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и в то же время включено на 100 мас.ч. каучукового компонента не менее 60 мас.ч. диоксида кремния и не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция, не только снижает количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, а также может быть изготовлена резина, обладающая хорошей технологичностью в невулканизированном состоянии и имеющая высокое сопротивление абразивному износу и высокую прочность после вулканизации. Заявители полагают, что если обжимная часть сформирована с использованием данной резиновой смеси, технологичность и свойства обжимной части могут быть превосходными, полученные в результате реализации резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению.
Кроме того, если как натуральный каучук, так и эпоксидированный натуральный каучук содержатся в качестве каучукового компонента для обжимной части по настоящему изобретению, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет 5% мас.ч. или более, более предпочтительно 10 мас.% или более. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет 5 мас.% или более, относительно общей массы каучукового компонента, в частности 10 мас.% или более, существует тенденция, что резина после вулканизации резиновой смеси по настоящему изобретению будет превосходной по стойкости к абразивному износу при высокой жесткости в данных условиях.
Кроме того, если используют как натуральный каучук, так и эпоксидированный натуральный каучук в качестве каучукового компонента для обжимной части по настоящему изобретению, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет 65 мас.% или менее, более предпочтительно 60 мас.%. или менее, еще более предпочтительно 50 мас.% или менее, относительно общей массы каучукового компонента. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет более 50 мас.%, в частности более 60 мас.%, более того, более 65 мас.%, существует тенденция того, что нагрев шины, содержащей обжимную часть, сформированную с использованием резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению, при движении достигнет высоких температур в данных условиях.
Кроме того, в резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению, если по меньшей мере один из каучуков, таких как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, включен в состав каучукового компонента, по меньшей мере, один из других видов каучука, таких как бутадиеновый каучук (БдК), бутадиенстирольный каучук (БСК), изопреновый каучук (ИК) и бутиловый каучук (БК), могут быть включены в состав.
Каучук, помимо натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, может быть включен в состав каучукового компонента в резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению, но его содержание предпочтительно составляет 20 мас.% или менее, белее предпочтительно 10 мас.% или менее, еще более предпочтительно 5 мас.% или менее, наиболее предпочтительно 0 мас.%.
Диоксид кремния в резиновой смеси для обжимной части
В резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению содержится 60 мас.ч. или более диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента. Принимая такой состав, так как количество используемой сажи в качестве наполнителя может быть снижено, количество используемого компонента, получаемого из нефти, может быть снижено и, в то же время, может быть получено достаточное усиливающее действие за счет диоксида кремния. В качестве диоксида кремния может быть использован такой же диоксид кремния, что и в резиновой смеси для шины.
Здесь содержание диоксида кремния предпочтительно составляет 100 мас.ч. или менее, более предпочтительно 90 мас.ч. или менее, на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание диоксида кремния составляет 100 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента, в частности 90 мас.ч. или менее, существует тенденция, что технологичность резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению улучшится.
2
2
2
2
Здесь удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет 80 м/г или более, более предпочтительно, 100 м/г или более. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет 80 м/г или более, в частности 100 м/г или более, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению повысится.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет 230 м/г или менее, более предпочтительно 210 м/г или менее. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет 230 м/г или менее, в частности 210 м/г или менее, существует тенденция, что технологичность резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению станет лучше.
Кроме того, удельную поверхность по БЭТ диоксида кремния можно измерить по методике в соответствии с ASTM-D-4820-93.
Стеарат кальция в резиновой смеси для обжимной части
В резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению содержится не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента. Как описано выше, так как резиновая смесь для обжимной части по настоящему изобретению содержит в качестве наполнителя диоксид кремния в количестве не менее 60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что технологичность в не вулканизированном состоянии ухудшится. Однако, при содержании стеарата кальция не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, эта технологичность в невулканизированном состоянии может быть улучшена, и может быть получена резина, обладающая высоким сопротивлением абразивному износу и высокой прочностью. В качестве стеарата кальция может быть использован такой же стеарат кальция, что и в резиновой смеси для шины.
Кроме того, содержание стеарата кальция предпочтительно составляет не менее 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Если содержание стеарата кальция составляет не менее 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что технологичность каучукового компонента обжимной части по настоящему изобретению и сопротивление абразивному износу резины после вулканизации будут превосходными.
Более того, содержание стеарата кальция предпочтительно составляет не более 7 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Сажа в резиновой смеси для обжимной части
В резиновую смесь для обжимной части по настоящему изобретению может быть включена ранее известная сажа, получаемая из нефтяных источников. Однако, с точки зрения снижения количества используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 мас.ч., более предпочтительно не более 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, наиболее предпочтительно отсутствие сажи. Следует отметить, что если сажа включена, в качестве сажи может быть использована такая же сажа, что и в резиновой смеси для шины.
Силановый связующий агент в резиновой смеси для обжимной части
В резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению может быть включен силановый связующий агент. Если силановый связующий агент включен в состав резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению, содержание силанового связующего агента предпочтительно составляет не менее 6 мас.ч., более предпочтительно не менее 8 мас.ч. на 100 мас.ч. диоксида кремния. Если содержание силанового связующего агента составляет не менее 6 мас.ч., в частности не менее 8 мас.ч., на 100 мас.ч. диоксида кремния, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению и сопротивление абразивному износу будут превосходными.
Кроме того, если силановый связующий агент включен в состав резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению, содержание силанового связующего агента предпочтительно составляет не более 15 мас.ч., более предпочтительно не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. диоксида кремния. Если содержание силанового связующего агента составляет не более 15 мас.ч., в частности не более 10 мас.ч., на 100 мас.ч. диоксида кремния, существует тенденция, что технологичность резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению будет превосходной и, в то же время, стоимость может быть снижена.
Другие компоненты резиновой смеси для обжимной части
В резиновую смесь для обжимной части по настоящему изобретению могут быть соответственно включены, кроме указанных выше материалов, различные материалы, такие как масло, воск, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной промышленности. Кроме того, если эти компоненты включены, то могут быть использованы такие же компоненты, что и в резиновой смеси для шины.
Способ изготовления резиновой смеси для обжимной части
Резиновая смесь для обжимной части по настоящему изобретению может быть получена смешиванием указанных выше материалов путем перемешивания их с использованием традиционно известных смесителя открытого типа, смесителя Бенбери, смесителя для работы под давлением или смесителя непрерывного действия.
Обжимная часть, изготовленная с использованием резиновой смеси для обжимной части
Обжимная часть может быть сформирована путем экструзии резиновой смеси обжимной части по настоящему изобретению в невулканизированном состоянии.
Шина, изготовленная с использованием обжимной части, выполненной с использованием резиновой смеси для обжимной части
Шина может быть получена изготовлением сырой шины путем установки обжимной части, изготовленной, как указано выше, и других элементов шины в предварительно заданных положениях с последующей вулканизацией резиновой смеси, составляющей элементы сырой шины.
На Фиг.8 представлен схематический вид поперечного сечения левой верхней половины одного из примеров шины, изготовленной, как указано выше. Здесь шина 81 отличается тем, что обжимная часть 64 выполнена с использованием резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению. Остальные пояснения аналогичны вышеизложенному.
Так как шина 81 имеет такую указанную выше конструкцию, что обжимная часть 64 сформирована с использованием резиновой смеси для обжимной части по настоящему изобретению, обжимная часть 64 может обладать высоким сопротивлением абразивному износу и высокой прочностью, вследствие чего абразивный износ обода и бортовой проволоки шины 81 может быть снижен.
Шина 81, представленная на Фиг.8, является шиной для пассажирских автомобилей, но настоящее изобретение не ограничено данной шиной и может быть использовано, например, для пассажирских автомобилей, грузовых автомобилей, автобусов и тяжелых грузовых автомобилей.
Кроме того, так как в шине 81 с указанной выше конструкцией снижено количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, шину можно рассматривать как экологичную, принимая во внимания окружающую среду, и также можно быть готовым к сокращению нефтяных запасов в будущем.
Кроме того, с точки зрения снижения количества компонента, получаемого из нефтяных источников, очевидно, что предпочтительно изготавливать шину с использованием как можно большего количества компонентов, получаемых не из нефтяных источников в других элементах шины, помимо обжимной части 64.
Резиновая смесь для БШЛ
Указанная выше резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может быть использована, например, в качестве резиновой смеси для БШЛ. Резиновая смесь для БШЛ по настоящему изобретению содержит не менее 40 мас.ч. диоксида кремния и не менее 0,5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 масс.ч, каучукового компонента.
В результате глубоких исследований заявители определили, что применение резиновой смеси, имеющей состав, в который включен каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и в то же время включено не менее 40 мас.ч. диоксида кремния и не менее 0,5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента, не только снижает количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, а также улучшает прочность резины после теплового старения и адгезионные свойства между резиной и кордом. Заявители полагают, что если данную резиновую смесь используют для изготовления БШЛ, свойства БШЛ могут быть превосходными в результате реализации настоящего изобретения.
Здесь в резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению в качестве каучукового компонента используют каучук, такой как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, или смесь каучуков, получаемую смешиванием натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука. Как описано выше, при использовании, по меньшей мере, одного из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук в качестве каучукового компонента, количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено.
Следует обратить внимание, что каучуковый компонент в резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению может содержать другой каучук, помимо натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, и содержание такого каучука предпочтительно составляет не более 20 мас.%, более предпочтительно, не более 10 мас.%, еще более предпочтительно, не более 5 мас.%, наиболее предпочтительно, 0 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента.
Кроме того, если используют как натуральный каучук, так и эпоксидированный натуральный каучук в резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет не менее 5 мас.%, более предпочтительно, не менее 10 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет не менее 5 мас.%, в частности менее 10 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению будет увеличиваться в указанном порядке.
Кроме того, если используют каучук, содержащий как натуральный каучук, так и эпоксидированный натуральный каучук в резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет не более 65 мас.%, более предпочтительно, не менее 60 мас.%, еще более предпочтительно, не менее 50 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет не более 65 мас.%, в частности не более 60 мас.%, более того, не более 50 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента, существует тенденция, что нагрев шины в ходе движения автомобиля снижается в указанном порядке, в шине, содержащей БШЛ, сформированную из резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению.
Кроме того, в резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, в качестве натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, могут быть использованы натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук такие же, что и в резиновой смеси для шины.
Диоксид кремния в резиновой смеси для БШЛ
Резиновая смесь для БШЛ по настоящему изобретению содержит не менее 40 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента. Принимая такой состав, так как количество используемой сажи в качестве наполнителя может быть снижено, количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено. В качестве диоксида кремния может быть использован такой же диоксид кремния, что и в резиновой смеси для шины.
2
2
2
2
Здесь удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 80 м/г, более предпочтительно, не менее 100 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не менее 80 м/г, в частности, не менее 100 м/г, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси БШЛ по настоящему изобретению увеличится.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не более 230 м/г, более предпочтительно, не более 210 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не более 230 м/г, в частности, не более 210 м/г, существует тенденция, что диспергируемость (технологичность) диоксида кремния в резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению улучшится.
Кроме того, удельную площадь поверхности диоксида кремния по БЭТ можно измерить по методике в соответствии с ASTM-D-4820-93.
Стеарат кальция в резиновой смеси для БШЛ
В резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению содержится не менее 0.5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента. Здесь содержание стеарата кальция предпочтительно составляет не менее 1 мас.ч., более предпочтительно, не менее 5 мас.ч., на 100 мас.ч. каучукового компонента. В качестве стеарата кальция может быть использован такой же стеарат кальция, что и в резиновой смеси для шины.
В резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, принимая состав, содержащий каучуковый компонент, включающий по меньшей мере один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и не менее 40 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента и не менее 0,5 мас.ч. и не более 10 мас.ч., предпочтительно, не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч., более предпочтительно, не менее 5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция, на 100 мас.ч. этого каучукового компонента, можно подавить снижения прочности вследствие теплового старения после вулканизации резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, и в то же время адгезионные свойства между резиной после вулканизации и кордом улучшаются.
БШЛ
БШЛ расположена кольцеобразно вдоль продольного направления кольцевого каркаса на кольцевом брекерном поясе, расположенном вдоль продольного направления каркаса, на внешней продольной поверхности каркаса и удерживает брекерный пояс от соскальзывания с каркаса под действием центробежной силы шины в ходе движения автомобиля. Предпочтительно, чтобы БШЛ располагалась вдоль продольного направления каркаса, но, например, она может находиться наклонно под углом в диапазоне не менее 0° и не более 10° относительно продольного направления каркаса.
Кроме того, конструкция БШЛ может быть, например, конструкцией, в которой корд впрессован в резину, но БШЛ подвержена нагреву, возникающему в шине в ходе движения автомобиля, и происходит тепловое старение, и снижается прочность резины БШЛ, поэтому становится невозможным достаточное прижимание брекера пояса и функция препятствия соскальзыванию брекерного пояса с каркаса при движении автомобиля ослабляется. Кроме того, если адгезионные свойства между резиной, составляющей БШЛ, и кордом, впрессованным в резину, ухудшаются, прижимание брекерного пояса становится недостаточным, и функция препятствия соскальзыванию брекерного пояса с каркаса при движении автомобиля подавляется.
Таким образом, полагают, что если БШЛ сформирована с использованием резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, которая может подавить снижение прочности резины вследствие теплового старения после вулканизации и, в то же время, может улучшить адгезионные свойства между резиной после вулканизации и кордом, то в шине, изготовленной с использованием БШЛ, может быть достаточно подавлено соскальзывание брекерного пояса при движении автомобиля. Следовательно, резиновую смесь для БШЛ по настоящему изобретению предпочтительно используют с целью формирования БШЛ. Более того, если БШЛ сформирована с использованием резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть также снижено по сравнению с предшествующей БШЛ, сформированной с использованием компонента, получаемого из нефтяных источников, такого как синтетический каучук и сажа.
Сажа в резиновой смеси для БШЛ
Кроме того, в резиновую смесь для БШЛ по настоящему изобретению может быть включена ранее известная сажа, получаемая из нефтяных источников. Однако, с точки зрения снижения количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 мас.ч., более предпочтительно, не более 5 мас.ч., на 100 мас.ч. каучукового компонента, наиболее предпочтительно отсутствие сажи. Следует отметить, что если сажа включена, в качестве сажи может быть использована такая же сажа, что и в резиновой смеси для шины.
Другие компоненты резиновой смеси для БШЛ
В резиновую смесь для БШЛ по настоящему изобретению могут быть соответственно включены, кроме указанных выше материалов, различные материалы, такие как масло, воск, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной индустрии. Если эти компоненты включены, то могут быть использованы такие же компоненты, что и в резиновой смеси для шины.
Способ изготовления резиновой смеси для БШЛ
Резиновая смесь для БШЛ по настоящему изобретению может быть получена, например, смешиванием каучукового компонента, содержащего по меньшей мере один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, диоксида кремния и стеарата кальция. Здесь очевидно, что если необходимо, могут быть соответственно включены ранее известные добавки.
Кроме того, в качестве способа смешивания, используемого при изготовлении резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, могут быть использованы ранее известные способы смешивания, и примеры включают способ перемешивания компонентов с использованием общеизвестных смесителя открытого типа, смесителя Бенбери, смесителя для работы под давлением или смесителя непрерывного действия.
БШЛ, изготовленная с использованием резиновой смеси для БШЛ
На Фиг.9 представлен схематический вид одного из примеров БШЛ, изготовленной с использованием резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению.
Здесь БШЛ 91 имеет конструкцию, в которой три корда 93 впрессованы в имеющую кубическую форму резиновую смесь 92 для БШЛ по настоящему изобретению, и эти три корда 93 расположены на расстоянии, параллельно друг другу. Кроме того, в качестве корда 93, например, может быть использован нейлоновый корд или вискозный корд, но с точки зрения снижения количества используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, и с точки зрения улучшения адгезионных свойств по отношению к вулканизированной резине, полученной вулканизацией резиновой смеси по настоящему изобретению, предпочтительно использование вискозного корда. Кроме того, очевидно, что БШЛ, изготовленная с использованием резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, не ограничена конструкцией, представленной на Фиг.9, пока корд запрессован в резиновую смесь для БШЛ по настоящему изобретению.
Шина, изготовленная с использованием БШЛ, выполненной с использованием резиновой смеси для БШЛ
Один из примеров изготовления шины с использованием БШЛ 91, представленной на Фиг.9, описан ниже. Сначала, например, каркас с конструкцией, в которой корд, изготовленный из полиэфирного волокна, впрессовывают в лист резины, кольцеобразно наматывают на внешнюю продольную поверхность ранее известного вращающегося барабана.
Затем, бортовую проволоку, полученную скручиванием в кольцо жгута из множества проволок, вбивают по внешней продольной поверхности с обоих концов кольцевого каркаса и, в то же время, вставляют наполнитель борта, и оба конца каркаса загибают вовнутрь, чтобы обернуть бортовую проволоку и наполнитель борта каркасом.
Далее, как показано на Фиг.10 на схематическом виде поперечного сечения, каркас 94, на концах которого обернуты бортовая проволока 95 и наполнитель 97 борта, надувают в форме тороида, и кольцеобразно располагают брекерный пояс 96, получая его последовательным наслоением первого слоя 96b брекерного пояса и второго слоя 96а брекерного пояса на внешнюю продольную поверхность в центре каркаса 94.
Здесь, первый слой 96b брекерного пояса и второй слой 96а брекерного пояса, из которых состоит брекерный пояс 96, соответственно, имеют конструкцию, в которой корд, такой как стальной корд, внедрен в имеющую кубическую форму резиновую смесь для брекерного пояса.
Затем, как показано на Фиг.11 на схематическом виде поперечного сечения, БШЛ 91 с конструкцией, представленной на Фиг.9, кольцеобразно наматывают вдоль продольного направления каркаса 94 так, чтобы покрыть конец брекерного пояса 96 по внешней продольной поверхности каркаса 94.
Фиг.12 представляет собой увеличенный схематический вид, демонстрирующий взаимное расположение БШЛ 91 и брекерного пояса 96 после намотки БШЛ 91, представленной на Фиг.11. Здесь, как показано на Фиг.12, расположены две БШЛ 91, соответственно, так что их часть покрывает конец внешней продольной поверхности пояса брекера 96, и оставшаяся часть выступает на внешнюю продольную поверхность каркаса 94. Кроме того, две БШЛ 91 расположены, соответственно, так что их часть покрывает конец первого слоя 96b брекерного пояса и второго слоя 96а брекерного пояса. Предусмотренное положение БШЛ, в основном, не ограничено, пока по меньшей мере часть БШЛ находится на внешней продольной поверхности брекерного пояса.
Затем ранее известным способом изготавливают сырую шину, полученную сырую шину располагают в форме для формования и вулканизируют, тем самым, невулканизированную резиновую смесь, составляющую каждую из частей, такие как протектор сырой шины, боковина, внутренняя прокладка, брекерный пояс, каркас, БШЛ и наполнитель борта, вулканизируют, получая шину.
В вышеизложенном опущено описание стадий получения протектора, боковины и внутренней прокладки.
На Фиг.13 представлено поперечное сечение верхней части одной из частей полученной, как указанно выше, шины. Кроме того, на Фиг.14 представлен схематический вид для иллюстрации внутренней конструкции другого примера полученной, как указанно выше, шины.
Здесь, в шинах по Фиг.13 и Фиг.14. боковина 99 сформирована на стороне каркаса 94, в который бортовая проволока 95 и наполнитель 97 борта обернуты с обоих его концов. Кроме того, в центре внешней продольной поверхности каркаса 94 находится брекерный пояс 96, и в то же время БШЛ 91 расположен так, что покрывает конец брекерного пояса 96; протектор 98, являющейся площадью контакта с грунтом шины, сформирован на внешней продольной стороне брекерного пояса 96 и БШЛ 91. Кроме того, на внутренней продольной поверхности каркаса 94 находится внутренняя прокладка 910, чтобы подавить утечку наружу газа, такого как воздух, из внутренней области каркаса 94.
Так как в шине, с указанной выше конструкцией, использована БШЛ, выполненная с использованием резиновой смеси для БШЛ по настоящему изобретению, возможно не только снижение количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, и подавление снижения прочности резины вследствие теплового старения БШЛ, но также могут быть улучшены адгезионные свойства между резиной БШЛ и кордом, вследствие чего соскальзывание брекерного пояса при движении автомобиля может быть в значительной степени подавлено.
С точки зрения снижения количества компонентов, получаемых из нефтяных источников, предпочтительно изготовление других элементов шины, помимо БШЛ, с использованием как можно большего количества компонентов, получаемых не из нефтяных источников.
Резиновая смесь для наполнителя борта
Резиновая смесь для шины по настоящему изобретению может быть использована, например, в качестве резиновой смеси для наполнителя борта. Резиновая смесь для наполнителя борта по настоящему изобретению имеет состав, содержащий не менее 60 мас.ч. диоксида кремния, и не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента.
В результате глубоких исследований заявители определили, что использование резиновой смеси, имеющей состав, в который включен каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и в то же время включено на 100 мас.ч. каучукового компонента не менее 60 мас.ч. диоксида кремния и не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция, не только снижает количество используемого материала, получаемого из нефтяных источников, а также улучшает технологичность формования и может повысить сопротивление термическому старению и твердость резины после вулканизации. Заявители полагают, что если данную резиновую смесь используют для изготовления наполнителя борта, свойства наполнителя борта будут превосходными в результате реализации резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению.
Здесь, в резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению в качестве каучукового компонента используют такой каучук, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, или смесь каучуков, получаемую смешиванием натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука. Используя каучуковый компонент, содержащий, по меньшей мере, один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, в качестве каучукового компонента, как описано выше, использование компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено.
Кроме того, в каучуковом компоненте резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению может содержаться другой каучук, помимо натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, и его содержание предпочтительно составляет не более 20 мас.%, более предпочтительно, не более 10 мас.%, еще более предпочтительно, не более 5 мас.%, наиболее предпочтительно 0 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента.
Кроме того, если для наполнителя борта по настоящему изобретению в качестве каучукового компонента используют смесь каучуков, полученную смешиванием натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет не более 65 мас.%, более предпочтительно, не более 60 мас.%, еще более предпочтительно, не более 50 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента. Если содержание эпоксидных групп эпоксидированного натурального каучука составляет не более 65 мас.%, а частности, не более 60 мас.%, особенно не более 50 мас.%, относительно общей массы каучукового компонента, существует тенденция, что нагрев шины в ходе движения автомобиля снижается в указанном порядке, в шине, содержащей наполнитель борта, сформированный из резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению.
Кроме того, в резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению, в качестве натурального каучука и эпоксидированного натурального, соответственно, могут быть использованы такие же каучуки, что и в резиновой смеси для шины.
Диоксид кремния в резиновой смеси для наполнителя борта
В резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению содержится не менее 60 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента. Принимая такой состав, так как количество используемой в качестве наполнителя сажи может быть снижено, количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено. Следует отметить, что в качестве диоксида кремния может быть использован такой же диоксид кремния, что и в резиновой смеси для шины.
2
2
2
2
Здесь удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не менее 80 м/г, более предпочтительно, не менее 100 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не менее 80 м/г, в частности, не менее 100 м/г, существует тенденция, что прочность резины после вулканизации резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению повышается.
2
2
2
2
Кроме того, удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния предпочтительно составляет не более 230 м/г, более предпочтительно, не более 210 м/г. Если удельная поверхность по БЭТ диоксида кремния составляет не более 230 м/г, в частности, не более 210 м/г, существует тенденция, что диспергируемость (технологичность) диоксида кремния в резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению станет лучше.
Кроме того, удельную поверхность по БЭТ диоксида кремния можно измерить по методике в соответствии с ASTM-D-4820-93.
Стеарат кальция в резиновой смеси для наполнителя борта
В резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению содержится не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента. Кроме того, в качестве стеарата кальция может быть использован такой же стеарат кальция, что и в резиновой смеси для шины.
В отношении резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению, принимая состав, включающий каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и на 100 мас.ч. каучукового компонента не менее 50 мас.ч. диоксида кремния и не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция, получают превосходную технологичность формования и сопротивление термическому старению, и твердость резины после вулканизации может быть повышена, как было показано.
Кроме того, если содержание стеарата кальция составляет не менее 5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, существует тенденция, что технологичность формования дополнительно улучшится.
Наполнитель борта
Наполнитель борта усиливает жесткость бортовой проволоки, улучшая стабильность эксплуатации шины, при расположении по меньшей мере его части между прямой частью и загнутой частью кольцеобразного каркаса, которая загнута так, что окружает бортовую проволоку, расположенную на внешней продольной поверхности каркаса на конце в направлении перпендикулярно продольному направлению каркаса. Следовательно, необходимо, чтобы наполнитель борта обладал высоким сопротивлением термическому старению, чтобы подавить ухудшение прочности вследствие нагрева при движении автомобиля и, необходимо, чтобы он обладал высокой твердостью, чтобы усилить жесткость бортовой проволоки. Кроме того, наполнитель борта может быть расположен так, чтобы его часть выступала из области между прямой частью и загнутой частью загиба каркаса.
Кроме того, наполнитель борта расположен между прямой частью и загибом каркаса, загибаемого на стадии формирования невулканизированной резиновой смеси в заданную форму, и если возникают изменения в образующейся форме, изменения также возникают в свойствах наполнителя борта после вулканизации. Следовательно, необходимо использовать такую невулканизированную резиновую смесь для формирования наполнителя борта, которая обладает превосходной технологичностью при формовании.
Затем, если наполнитель борта изготавливают с использованием резиновой смеси по настоящему изобретению, которая может увеличить сопротивление термическому сопротивлению и твердость резины после вулканизации и, в то же время, улучшает технологичность формования, то очевидно, что в шине, изготовленной с использованием наполнителя борта, стабильность эксплуатации шины при длительном движении автомобиля может быть стабильно улучшена. Следовательно, резиновую смесь по настоящему изобретению предпочтительно используют для качественного формирования наполнителя борта. Кроме того, если наполнитель борта формируют с использованием резиновой смеси по настоящему изобретению, количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть снижено по сравнению с предшествующим наполнителем борта с использованием компонента, получаемого из нефтяных источников, таких как синтетический каучук и сажа.
Сажа в резиновой смеси для наполнителя борта
Кроме того, резиновая смесь для наполнителя борта по настоящему изобретению может содержать ранее известную сажу, получаемую из нефтяных источников. Однако, с точки зрения снижения количества используемого материала, получаемого из нефтяных источников, содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 мас.ч., более предпочтительно не более 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Кроме того, в качестве сажи может быть использована такая же сажа, что и в резиновой смеси для шины.
Другие компоненты резиновой смеси для наполнителя борта
В резиновую смесь для наполнителя борта по настоящему изобретению могут быть соответственно включены, кроме указанных выше материалов, различные материалы, такие как масло, воск, противостаритель, стеариновая кислота, оксид цинка, сера и ускоритель вулканизации, которые в основном используют в шинной промышленности. Если эти компоненты включены, то могут быть использованы такие же компоненты, что и в резиновой смеси для шины.
Способ изготовления резиновой смеси для наполнителя борта
Резиновая смесь для наполнителя борта по настоящему изобретению может быть получена, например, смешиванием каучукового компонента, содержащего по меньшей мере один из таких каучуков, как натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, с диоксидом кремния и стеаратом кальция. Здесь очевидно, что могут быть включены, если необходимо, ранее известные добавки.
Кроме того, в качестве способа смешивания, используемого при получении резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению, могут быть использованы ранее известные способы смешивания, и примеры включают способ перемешивания компонентов с использованием общеизвестных смесителя открытого типа, смесителя Бенбери, смесителя для работы под давлением или смесителя непрерывного действия.
Наполнитель борта, изготовленный с использованием резиновой смеси для наполнителя борта
Наполнитель борта может быть сформирован путем экструзии резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению в невулканизированном состоянии.
Шина, изготовленная с использованием наполнителя борта, выполненного с использованием резиновой смеси для наполнителя борта
Один из примеров способа изготовления шины с использованием наполнителя борта, выполненного с использованием резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению, описан ниже.
Сначала каркас с конструкцией, в которой корд изготовлен, например, из полиэфирного волокна, запрессованного в лист резины, кольцеобразно наматывают на внешнюю продольную поверхность ранее известного вращающегося барабана.
Затем, как показано на схематическом виде поперечного сечения Фиг.15, бортовую проволоку 155, полученную скручиванием в кольцо жгута из множества проволок, вбивают по внешней продольной поверхности с обоих концов кольцевого каркаса 154, и в то же время располагают наполнитель 157 борта, состоящий из резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению, оба конца каркаса 154 загибают внутрь, чтобы обернуть бортовую проволоку 155 и наполнитель 157 борта между загнутой частью 154а и прямой частью 154b каркаса 154.
Затем, как показано на схематическом виде поперечного сечения Фиг.16, каркас 154, концами которого обернуты бортевая проволока 155 и наполнитель 157 борта, накачивают в виде тороида.
Затем сырую шину изготавливают ранее известным способом, и подготовленную сырую шину располагают в форме для формования шины, и вулканизируют таким образом невулканизированную резиновую смесь, составляющую каждую часть шины, такую как протектор, боковина, брекерный пояс, БШЛ, внутренняя прокладка, каркас и наполнитель борта невулканизированной шины, тем самым получая шину.
В вышеизложенном опущено описание стадий размещения протектора, боковины и внутренней прокладки.
На Фиг.17 на схематическом виде поперечного сечения показана верхняя часть одного из примеров изготовленной, как указанно выше, шины. На Фиг.18 на увеличенном схематическом виде поперечного сечения показана область наполнителя борта шины, представленного на Фиг.17.
Здесь, как показано на Фиг.17, в изготовленной, как указанно выше, шине боковина 159 сформирована на стороне каркаса 154, оборачивающего бортовую проволоку 155 и наполнитель 157 борта на его обоих концах. Кроме того, в центре внешней продольной поверхности каркаса 154 располагают брекерный пояс 156, полученный наслоением первого слоя 156b брекерного пояса и второго слоя 156а брекерного пояса в указанном порядке, и в то же время БШЛ 151 располагают так, чтобы покрыть конец брекерного пояса 156; и протектор 158, который является площадью контакта с грунтом шины, формируют на внешней продольной стороне брекерного пояса 156 и БШЛ 151. Кроме того, на внутренней продольной поверхности каркаса 154 расположена внутренняя прокладка 1510, чтобы подавить утечку наружу газа, такого как воздух, из каркаса 154.
Кроме того, на Фиг.18 часть наполнителя 157 борта расположена между загнутой частью 154а и прямой частью 154b каркаса 154, и образована такая форма, что толщина наполнителя 157 борта уменьшается по мере его прохождения в направлении внешней стороны диаметра шины.
Так как шина с указанной выше конструкцией изготовлена с использованием наполнителя борта, выполненного с использованием резиновой смеси для наполнителя борта по настоящему изобретению, что может не только снизить количество используемого из материала, получаемого из нефтяных источников, но и улучшить технологичность формования резиновой смеси в невулканизированном состоянии, а также улучшить сопротивление термическому старению и твердость наполнителя борта после вулканизации, то стабильность эксплуатации шины при длительном пробеге автомобиля может быть стабильно улучшена.
Кроме того, с точки зрения снижения количества используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, предпочтительно изготавливать другие элементы шины, помимо наполнителя борта, с использованием как можно большего количества компонентов, получаемых не из нефтяных источников.
Экспериментальный пример 1
Приготовление невулканизированной резиновой смеси
Сначала, в соответствии с составом, представленным в табл.1, подавали материалы, за исключением серы и ускорителя вулканизации, в смеситель закрытого типа и перемешивали при температуре 150°С в течение 3 мин. Затем в полученную смесь добавляли серу и ускоритель вулканизации и перемешивали при температуре 90°С в течение 3 мин, чтобы получить каждый из образцов 1-5 невулканизированных резиновых смесей.
Численные значения, представленные в разделе «Другие компоненты» табл.1, показывают количество каждого компонента, выраженное в мас.ч., если считать, что количество каучукового компонента составляет 100 мас.ч.
Изготовление каркаса
Каждый из образцов 1-5 невулканизированных резиновых смесей, изготовленных, как описано выше, перерабатывали в тонкую пленку толщиной 1 мм или менее, используя каландровый вал, далее корд каркаса покрывали невулканизированной резиновой смесью, переработанной в пленку, и образцы 1-5 каркаса изготавливали из образцов 1-5 невулканизированной резиновой смеси соответственно.
Кроме того, образцы 1-5 каркаса отличались только составом невулканизированной резиновой смеси. Кроме того, поскольку при повышении вязкости по Муни невулканизированной резиновой смеси в некоторых случаях нагрев невулканизированной резиновой смеси при переработке становится большим, линейную скорость соответствующим образом регулировали, чтобы подавить повышение вязкости по Муни.
Измерение сопротивления качению
Используя каждый из образцов 1-5 каркаса, изготовленных, как описано выше, изготавливали образцы 1-5 шин для пассажирского автомобиля, размером 195/65R15. Образцы 1-5 шин для пассажирского автомобиля отличаются друг от друга только по каркасу.
Здесь основная конструкция изготовленной шины для пассажирского автомобиля была следующей.
Каркас
Угол корда - 90 градусов в продольном направлении шины
Материал корда - вискозное волокно 1840 дтекс/2
Брекерный пояс
Угол корда - 24 градуса × 26 градусов в продольном направлении шины
Материал корда - сталь (покрытие из латуни (покрытие медно-цинковым сплавом))
БШЛ
Угол корда - 0 градусов в продольном направлении шины
Материал корда - стальной корд 3×3×0,17
Каждый из образцов 1-5 шины для пассажирского автомобиля, изготовленных, как описано выше, монтировали на стандартный обод (6JJ×15), и измеряли сопротивление качению при условиях внутреннего давления 230 кПа, скорости 80 км/ч и нагрузке 49Н, используя стенд для испытания сопротивления качению, изготовленный STL.
Затем, для каждого из образцов 1-5 шины для пассажирского автомобиля, рассчитывали коэффициент сопротивления качению (КСК), получаемый делением измеренной величины сопротивления качению на нагрузку, и принимая коэффициент сопротивления качению (КСК) образца 3 шины для пассажирского автомобиля за 100, получали относительные величины. Результаты представлены в табл.1. Более высокие численные значения в графе «Сопротивление качению» табл.1 показывают, что сопротивление качению меньше и характеристики шины лучше.
Прочность резины
Каждый из образцов 1-5 невулканизированной резиновой смеси вулканизировали при температуре 170°С в течение 10 мин для получения каждого из образцов 1-5 вулканизированного резинового листа.
В отношении вулканизированных резиновых листов, полученных, как описано выше, испытания на растяжение выполняли, используя образец для испытаний гантелеобразной формы №3, в соответствии с JIS К6251, и получали прочность на разрыв (ПР) и удлинение при разрыве (УР). В качестве показателя прочности резины каждого из образцов 1-5 вулканизированного резинового листа рассчитывали произведение прочности на разрыв (ПР) и удлинения при разрыве (УР). Результаты представлены в табл.1.
В графе «Прочность резины» табл.1 более высокие численные значения указывают, что прочность резины лучше. Кроме того, при расчете произведения прочности на разрыв (ПР) и удлинения при разрыве (УР) единицы измерения прочности на разрыв (ПР) выражены в МПа, и единицы измерения удлинения при разрыве (УР) выражены в %.
Оценка
Как показано в табл.1, если используют каждый образец 1 и 2 невулканизированной резиновой смеси, содержащей стеарат кальция не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучука (НК), даже если включено большое количество диоксида кремния в качестве наполнителя, а именно 60 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучука (НК), сопротивление качению шины пассажирского автомобиля снижается и, в то же время, прочность резины после вулканизации превосходна по сравнению с используемой невулканизированной резиновой смесью каждого из образцов 3 и 4, не содержащих стеарат кальция, и образца 5, содержащего стеарат кальция в количестве 15 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучука (НК), следовательно, можно предположить, что долговечность шины также будет превосходной.
Экспериментальный пример 2
Приготовление невулканизированной резиновой смеси
Сначала, в соответствии с составом, представленным в табл.2, подавали материалы, за исключением серы и ускорителя вулканизации, в смеситель закрытого типа, и смесь перемешивали при температуре 150°С в течение 3 мин. Затем в полученную смесь добавляли серу и ускоритель вулканизации и перемешивали при температуре 90°С в течение 3 мин, чтобы получить каждый из образцов 6-10 невулканизированных резиновых смесей.
Кроме того, численные значения, представленные в графе другие компоненты табл.2, показывают количество каждого компонента, выраженное в мас.ч., если считать, что количество каучукового компонента составляет 100 мас.ч.
Изготовление основы протектора
Каждый из образцов 6-7 невулканизированных резиновых смесей, изготовленных, как описано выше, перерабатывали в тонкую пленку толщиной 2 мм или менее, используя каландровый вал, чтобы изготовить каждый из образцов 6-10 основы протектора. Каждый из образцов 6-10 основы протектора отличался только по невулканизированной резиновой смеси.
Измерение сопротивления качению
Используя каждый из образцов 6-10 основы протектора, изготовленных, как описано выше, изготавливали каждый из образцов 6-10 шин для пассажирского автомобиля размером 195/65R15. Образцы 6-10 шин для пассажирского автомобиля, все элементы, такие как беговая дорожка и т.п., были такими же, за исключением основы протектора.
Здесь основная конструкция изготовленной шины для пассажирского автомобиля была следующей.
Каркас
Угол корда - 90 градусов в продольном направлении шины
Материал корда - вискозное волокно 1840 дтекс/2
Брекерный пояс
Угол корда - 24 градуса × 26 градусов в продольном направлении шины
Материал корда - сталь (покрытие из латуни (покрытие медно-цинковым сплавом))
БШЛ
Угол корда - 0 градусов в продольном направлении шины
Материал корда - стальной корд 3×3×0,17
Каждый из образцов 6-10 шин для пассажирского автомобиля, изготовленных, как описано выше, монтировали на стандартный обод (6JJ×15), и измеряли сопротивление качению при условиях внутреннего давление 230 кПа, скорости 80 км/ч, и нагрузки 49Н, используя стенд для испытания сопротивления качению, изготовленный STL.
Затем для каждого из образцов 6-10 шин для пассажирского автомобиля рассчитывали коэффициент сопротивления качению (KCK), получаемый делением измеренной величины сопротивления качению на нагрузку, и, принимая коэффициент сопротивления качению (КСК) образца 8 шины для пассажирского автомобиля за 100, получали относительные величины. Результаты представлены в табл.2. Более высокие численные значения в графе «Сопротивление качению» табл.2 показывают, что сопротивление качению меньше и характеристики шины лучше.
Каждый из образцов 6-10 невулканизированной резиновой смеси вулканизировали при температуре 170°С в течение 10 мин для получения каждого из образцов 6-10 вулканизированного резинового листа.
В отношении вулканизированного резинового листа, полученного, как описано выше, испытания на растяжение выполняли, используя образец для испытаний гантелеобразной формы №3, в соответствии с JiS К6251, и получали прочность на разрыв (ПР) и удлинение при разрыве (УР). В качестве показателя прочности резины каждого из образцов 6-10 вулканизированного резинового листа рассчитывали произведение прочности на разрыв (ПР) и удлинения при разрыве (УР). Результаты представлены в табл.2.
В графе «Прочность резины» табл.2 более высокие численные значения показывают, что прочность резины лучше. Кроме того, при расчете произведения прочности на разрыв (ПР) и удлинения при разрыве (УР) единицы измерения прочности на разрыв (ПР) выражали в МПа, и единицы измерения удлинения при разрыве (УР) выражали в %.
Оценка
Как показано в табл.2, если используют невулканизированную резиновую смесь каждого образца 6 и 7, содержащую стеарат кальция не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучука (НК), даже если включено большое количество диоксида кремния в качестве наполнителя, а именно 50 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучука (НК), сопротивление качению шины пассажирского автомобиля снижается и, в то же время, прочность резины после вулканизации превосходна по сравнению с использованием невулканизированной резиновой смеси каждого из образцов 8 и 9, не содержащих стеарат кальция, и образца 10, содержащего стеарат кальция в количестве 15 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучука (НК), следовательно, можно предположить, что долговечность шины также будет превосходной.
Экспериментальный пример 3
В соответствии с составом, представленным в табл.3, компоненты, за исключением серы и ускорителя вулканизации, перемешивали при температуре 150°С в течение 6 мин, используя смеситель Бенбери для получения смеси. Затем в полученную смесь добавляли серу и ускоритель вулканизации, и смесь перемешивали при температуре 80°С в течение 3 мин, чтобы получить каждый из образцов 11-13 невулканизированных резиновых смесей.
Кроме того, численные значения, представленные в графе «Другие компоненты» табл.3, показывают количество каждого компонента, выраженное в мас.ч., если считать, что общее количество каучукового компонента составляет 100 мас.ч.
Технологичность экструзии
Каждый из образцов 11-13 невулканизированных резиновых смесей, изготовленных, как описано выше, экструдировали при помощи лабораторного экструдера для получения резинового листа. Качество формы полученных резиновых листов оценивали визуально. Результаты представлены в табл.3.
Кроме того, технологичность экструзии выражена как относительная величина, принимая состояние края резинового листа образца 13 за 100. В графе «Технологичность экструзии» табл.3 лучшее состояние края показывает более высокое численное значение.
Прочность резины после термического старения
Каждый из образцов 11-13 невулканизированной резиновой смеси, полученных, как описано выше, вулканизировали при температуре 150°С в течение 30 мин для получения каждого из образцов 11-13 вулканизированного резинового листа.
Затем образцы 11-13 вулканизированных резиновых листов, полученные, как описано выше, подвергали термическому старению при условиях 100°С и 48 часов, изготавливали гантелеобразные образцы №3 для испытаний из образцов 11-13 вулканизированных резиновых листов, и использовали для испытания на растяжение в соответствии с JIS К6251 "Вулканизированная резина и термопластик - как получить свойства прочности на растяжение", и измеряли прочность на разрыв (ПР) и удлинение при разрыве (УР) тестируемых образцов, и рассчитывали показатель прочности после теплового старения резины по уравнению (1), тем самым, оценивая прочность резины после термического старения. Результаты представлены в табл.3. Более высокое численное значение в графе «Показатель прочности после термического старения резины» табл.3 показывает, что прочность резины после термического старения выше.
Оценка
Как видно из результатов, представленных в табл.3, невулканизированная резиновая смесь каждого образца 11 и 12, содержащая 40 мас.ч. диоксида кремния, 5 мас.ч и 10 мас.ч. стеарата кальция, соответственно, на 100 мас.ч. каучукового компонента, показывает лучшую технологичность экструзии в невулканизированном состоянии по сравнению с невулканизированной резиновой смесью образца 13, не содержащей стеарат кальция, приводя к подавлению снижения прочности резины вследствие термического старения после вулканизации.
Из приведенных выше результатов невулканизированная резиновая смесь образцов 11 и 12 имеет высокую технологичность в невулканизированном состоянии и также может подавить снижение прочности резины вследствие термического старения после вулканизации. Следовательно, невулканизированную резиновую смесь образцов 11 и 12 предпочтительно используют для формирования боковины шины, и если боковину шины формируют с использованием данной невулканизированной резиновой смеси, можно предположить что долговечность шины может быть продлена и, в то же время, стабильность эксплуатации автомобиля улучшиться.
Кроме того, так как невулканизированная резиновая смесь образцов 11 и 12 является такой, что количество сажи заметно ниже по сравнению с ранее используемым количеством, количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, может быть также снижено.
Экспериментальный пример 4
Изготовление невулканизированной резиновой смеси
В соответствии с составом, представленным в табл.4, компоненты, за исключением серы и ускорителя вулканизации, перемешивали при температуре 150°С в течение 6 мин, используя смеситель Бенбери для получения смеси. Затем в полученную смесь добавляли серу и ускоритель вулканизации, и смесь перемешивали при температуре 80°С в течение 5 мин, используя смеситель открытого типа, чтобы получить образцы 14-19 невулканизированных резиновых смесей. Численные значения, представленные в графе «Другие компоненты» табл.4, показывают количество каждого компонента, выраженное в мас.ч., если считать, что количество каучукового компонента составляет 100 мас.ч.
Технологичность экструзии
Каждый из образцов 14-19 невулканизированных резиновых смесей, изготовленных, как описано выше, экструдировали при помощи лабораторного экструдера для получения резинового листа. Затем качество формы полученных резиновых листов оценивали визуально. Результаты представлены в табл.4.
В графе «Технологичность экструзии» табл.4 образцы, на которых нет сколов краев и отсутствуют проблемы при обработке, обозначены А, и образцы, на которых есть сколы краев и существуют проблемы при обработке, обозначены В.
Сопротивление интенсивному абразивному износу
Каждый из образцов 14-19 невулканизированной резиновой смеси, полученных, как описано выше, вулканизировали при температуре 150°С в течение 30 мин для получения каждого из образцов 14-19 вулканизированных резиновых листов.
Затем в соответствии с JIS К6251 "Вулканизированная резина и термопластик - как получить сопротивление абразивному износу", образцы 14-19 вулканизированных резиновых листов, полученных, как описано выше, подвергали износу на установке для испытания на пикоабразивный износ, изготовленной Ueshima Seisakusho Co., Ltd., измеряли изменение массы каждого тестируемого образца из вулканизированной резины до и после теста, и рассчитывали показатель пикоабразивного износа по уравнению (2), таким образом, определяли сопротивление интенсивному абразивному износу. Результаты представлены в табл.4. Большее численное значение в графе сопротивление интенсивному абразивному износу табл.4 показывает, что сопротивление интенсивному абразивному износу выше.
Прочность резины
Из образцов 14-19 вулканизированных резиновых листов, полученных, как описано выше, изготавливали гантелеобразный образец для испытаний №3, выполняли испытания на растяжение, в соответствии с JIS К6251 "Вулканизированная резина и термопластик - как получить свойства прочности на растяжение", и измеряли прочность на разрыв (ПР) и удлинение при разрыве (УР) тестируемых образцов, и рассчитывали показатель прочности резины по следующему уравнению (3), таким образом, оценивали прочность резины. Результаты представлены в табл.4. Наибольшее численное значение в графе прочность резины табл.4 показывает, что прочность резины выше.
Оценка
Как видно из результатов, представленных в табл.4, невулканизированная резиновая смесь каждого образцов 14-16, содержащая 60 мас.ч. диоксида кремния и не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. стеарата кальция на 100 мас.ч. каучукового компонента, обладает лучшей технологичностью экструзии, что приводит к повышению сопротивления интенсивному абразивному износу и прочности резины после вулканизации.
С другой стороны, так как невулканизированная резиновая смесь образца 17 не содержит стеарат кальция, технологичность экструзии низкая. Так как невулканизированная резиновая смесь образца 18 содержит стеарат кальция, но содержание составляет менее 0,5 мас.ч. относительно каучукового компонента, технологичность экструзии низкая.
Более того, так как невулканизированная резиновая смесь образца 19 содержит стеарат кальция 15 мас.ч., относительно каучукового компонента, существует тенденция снижения прочности резины.
На основании приведенных выше результатов, так как невулканизированные резиновые смеси образцов 14-16 имеют высокую технологичность при девулканизации и обладают высоким сопротивлением интенсивному абразивному износу и высокой прочностью после вулканизации, их предпочтительно использовать для формирования обжимной части шины, и можно предположить, что они могут снизить истирание между ободом и бортовой проволокой шины.
Кроме того, так как невулканизированные резиновые смеси образцов 14-16 представляют собой такие смеси, в которых существенно снижено количество используемой сажи, чем количество, используемое ранее, поэтому количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, также может быть снижено.
Экспериментальный пример 5
Изготовление невулканизированной резиновой смеси
В соответствии с составом, представленным в табл.5, компоненты, за исключением серы и ускорителя вулканизации, перемешивали при температуре 150°С в течение 6 мин, используя смеситель Бенбери для получения смеси. Затем в полученную смесь добавляли серу и ускоритель вулканизации, используя смеситель открытого типа, смесь перемешивали при температуре 80°С в течение 5 мин и формировали в виде листа, таким образом, получали каждый из невулканизированных листов (толщиной 2 мм), изготовленный из образцов 20-26 невулканизированной резиновой смеси. Численные значения, представленные в графе «Другие компоненты» табл.5, показывают количество каждого компонента, выраженное в мас.ч., если считать, что количество каучукового компонента смеси НК и ЭНК составляет 100 мас.ч.
Испытания на термическое старение
Каждый из образцов 20-26 невулканизированных резиновых листов вулканизировали под прессом при температуре 150°С в течение 30 мин для получения образцов для испытания на термическое старение каждого из образцов 20-26.
Затем, каждый образец для испытания на термическое старение образцов 20-26 выдерживали при температуре 100°С в течение 48 ч, выполняли испытания на растяжение в соответствии с JIS К6251, измеряли удлинение при разрыве (УР) и прочность на разрыв (ПР) каждого образца для испытания на термическое старение, рассчитывали силу разрушения (УРхПР/2) на основе измеренных величин, и данную силу разрушения принимали за прочность резины после испытания на термическое старение. Результаты представлены в табл.5.
Здесь, в графе «Прочность резины после испытания на термическое старение» табл.5 прочность резины после испытания на термическое старение каждого образца для испытания на термическое старение образцов 20-26 выражали в относительных величинах, принимая прочность резины (силу разрушения) после испытания на термическое старение вулканизированной резины образца 24 за 100.
Здесь большее численное значение прочности резины после испытания на термическое старение показывает, что снижение прочности резины вследствие термического старения может быть подавлено.
Кроме того, само собой разумеется, что, рассматривая образцы для испытания на термическое старение образцов 20-26, испытания на термическое старение выполняли таким же методом и при тех же условиях.
Испытания на отслаивание
Каждый из образцов 20-28 невулканизированных резиновых листов накладывали на верхнюю и нижнюю поверхности вискозных кордов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, прессовали и вулканизировали под прессом при температуре 150°С в течение 30 мин для получения образцов для испытания на отслаивание каждого из образцов 20-26.
Затем на поверхности образца делали надрез шириной 25 мм для испытания на отслаивание образцов 20-26, и их подвергали отслаиванию на разрывной машине при скорости растяжения 50 мм/мин.
Затем долю внешней продольной поверхности вискозного корда, покрытого резиной после отслаивания, рассчитывали как степень покрытия (%) после испытания на отслаивание (степень покрытия 100% показывает, что вся внешняя продольная поверхность вискозного корда покрыта резиной). Результаты представлены в табл.5.
Здесь большее значение степени покрытия (%) после испытания на отслаивание показывает, что адгезионные свойства с вискозным кордом превосходны.
Очевидно в отношении образцов для испытания на отслаивание из образцов 20-26, что испытания на отслаивание выполняли одинаковым методом и при одинаковых условиях во всех случаях.
Результаты испытаний
Как видно из результатов, представленных в табл.5, образцы, полученные вулканизацией образцов 20-23 невулканизированной резиновой смеси, в которых содержание сажи снижено до 5 мас.ч., содержание диоксида кремния составляет 50 мас.ч. и содержание стеарата кальция составляет не менее 0,5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК и ЭНК, показывают превосходные характеристики как по прочности резины после испытания на термическое старение, так и по степени покрытия поверхности после испытания на отслаивание, по сравнению с образцами, полученными вулканизацией образцов 24 и 25 невулканизированной резиновой смеси, не содержащими стеарат кальция, и образцом, полученным вулканизацией образца 26 невулканизированной резиновой смеси, содержащим 12 мас.ч. стеарата кальция.
Следовательно, как видно из указанных выше результатов, можно предположить, что если БШЛ изготавливают с использованием образцов 20-23 невулканизированной резиновой смеси, получают БШЛ, превосходно подавляющую соскальзывание брекерного пояса при движении автомобиля, по сравнению со случаем, когда БШЛ изготавливают с использованием образцов 24-26 невулканизированной резиновой смеси.
Кроме того, образцы, полученные вулканизацией образцов 20-22 невулканизированной резиновой смеси, в которых содержание стеарата кальция составляет не менее 1 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, показывают превосходные характеристики по прочности резины после испытания на термическое старение, по сравнению с образцом, полученным вулканизацией образца 23 невулканизированной резиновой смеси, в котором содержание стеарата кальция составляет 0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Следовательно, можно предположить, что если БШЛ изготавливают с использованием образцов 20-22 невулканизированной резиновой смеси, получают БШЛ, превосходно подавляющую соскальзывание брекерного пояса при движении автомобиля, по сравнению со случаем, когда БШЛ изготавливают с использованием образца 23 невулканизированной резиновой смеси.
Более того, образцы, полученные вулканизацией образцов 21 и 22 невулканизированной резиновой смеси, в которых содержание стеарата кальция составляет не менее 5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, показывают превосходные характеристики по прочности резины после испытания на термическое старение, по сравнению с образцом, полученным вулканизацией образца 20 невулканизированной резиновой смеси, в котором содержание стеарата кальция составляет 1 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Следовательно, можно предположить, что если БШЛ изготавливают с использованием образцов 21-22 невулканизированной резиновой смеси, получают БШЛ, превосходно подавляющую соскальзывание брекерного пояса при движении автомобиля, по сравнению со случаем, когда БШЛ изготавливают с использованием образца 20 невулканизированной резиновой смеси.
Экспериментальных пример 6
Изготовление невулканизированной резиновой смеси
В соответствии с составом, представленным в табл.6, компоненты, за исключением серы и ускорителя вулканизации, перемешивали при температуре 150°С в течение 6 мин, используя смеситель Бенбери для получения смеси. Затем в полученную смесь добавляли серу и ускоритель вулканизации, смесь перемешивали при температуре. 80°С в течение 5 мин, используя смеситель открытого типа, для получения образцов 27-33 невулканизированной резиновой смеси. Численные значения, представленные в графе «Другие компоненты» табл.6, показывают количество каждого компонента, выраженное в мас.ч., если считать, что количество каучукового компонента, изготовленного из НК, составляет 100 мас.ч.
Вязкость по Муни
Для каждого из образцов 27-33 невулканизированной резиновой смеси измеряли вязкость по Муни согласно JIS К6300. Результат представлен в табл.6.
Большее численное значение в графе «Вязкость по Муни» в табл.6 показывает, что вязкость по Муни выше.
Технологичность экструзии
Осуществляли экструзионное формование каждого из образцов 27-33 невулканизированной резиновой смеси, используя пресс-экструдер, и состояние краев формованных изделий, полученных формованием из образцов 27-33 невулканизированной резиновой смеси после экструзии в заданную форму наполнителя борта, оценивали визуально. Результаты представлены в табл.6.
Кроме того, представленную в табл.6 технологичность экструзии оценивали по пятибалльной системе, причем состояние, в котором наименьшее число дефектов краев оценивали в 5 баллов, наибольшее - в 1 балл. Следовательно, наибольшее численное значение в графе «Технологичность экструзии» табл.1 показывает, что технологичность экструзии превосходна.
Твердость
Каждый из образцов 27-33 невулканизированной резиновой смеси формировали в виде листов, чтобы получить невулканизированные резиновые листы и после этого каждый невулканизированный резиновый лист вулканизировали под прессом при температуре 150°С в течение 30 мин, чтобы получить каждый из образцов 27-33 вулканизированного резинового листа.
Затем, для каждого из указанных выше образцов 27-33 вулканизированных резиновых листов измеряли твердость по дюрометру в соответствии с JIS К8253. Результаты представлены в табл.6. Наибольшее численное значение в графе «Твердость» табл.1 показывает, что твердость по дюрометру выше.
Сопротивление термическому старению
После выдержки каждого из образцов 27-33 вулканизированных резиновых листов при температуре 100°С в течение 48 ч выполняли испытания на растяжение, в соответствии с JIS К6251; измеряли удлинение при разрыве (УР) и прочность на разрыв (ПР) каждого из образцов 27-33 вулканизированных резиновых листов, рассчитывали усилие разрушения (УР×ПР/2) на основе измеренных величин, и данное усилие разрушения принимали за показатель сопротивления термическому старению. Результаты представлены в табл.6.
Здесь в графе «Сопротивление термическому старению» табл.6 каждое численное значение для образцов 27-33 выражено в относительных величинах, принимая усилие разрушения образца 30 за 100.
Здесь большее численное значение в графе «Сопротивление термическому старению» табл.6 показывает, что сопротивление термическому старению превосходно.
Оценка
Как видно из результатов, представленных в табл.6, образцы 27-29 невулканизированных резиновых смесей, в которых содержание сажи снижено до 2 мас.ч., содержание диоксида кремния составляет 65 мас.ч. и содержание стеарата кальция составляет не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК, обладают низкой вязкостью по Муни и превосходной технологичностью экструзии, по сравнению с образцом 30 невулканизированной резиновой смеси, не содержащим стеарат кальция.
Кроме того, как видно из результатов, представленных в табл.6, образцы 27-29 вулканизированных резиновых листов, полученные вулканизацией соответствующих образцов 27-29 невулканизированных резиновых смесей, в которых содержание сажи снижено до 2 мас.ч., содержание диоксида кремния составляет 65 мас.ч. и содержание стеарата кальция составляет не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК, обладают высокой твердостью и заметно превосходящим сопротивлением термическому старению, по сравнению с образцом 31 вулканизированного резинового листа, полученным вулканизацией образца 31 невулканизированной резиновой смеси, не содержащего стеарат кальция.
Кроме того, как видно из результатов, представленных в табл.6, образцы 27-29 невулканизированных резиновых смесей, в которых содержание сажи снижено до 2 мас.ч., содержание диоксида кремния составляет 65 мас.ч. и содержание стеарата кальция составляет не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК, превосходят по технологичности экструзии и, после вулканизации, превосходят по сопротивлению термическому старению образец 32 невулканизированной резиновой смеси, в котором содержание стеарата кальция составляет 0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК.
Кроме того, как видно из результатов, представленных в табл.8, образцы 27-29 вулканизированных резиновых листов, полученные вулканизацией соответствующих образцов 27-29 невулканизированных резиновых смесей, в которых содержание сажи снижено до 2 мас.ч., содержание диоксида кремния составляет 65 мас.ч., и содержание стеарата кальция составляет не менее 2 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК, обладают высокой твердостью и превосходят по сопротивлению термическому старению образец 33 вулканизированного резинового листа, в котором содержание стеарата кальция составляет 12 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента из НК.
Следовательно, как видно из указанных выше результатов, можно предположить, что если наполнитель борта изготавливают с использованием образцов 27-29 невулканизированной резиновой смеси, по сравнению со случаем, когда наполнитель борта изготавливают с использованием образцов 30-33 невулканизированной резиновой смеси, изменения получаемой формы и свойств наполнителя борта могут быть снижены, и стабильность эксплуатации шины в течение длительного пробега автомобиля может быть улучшена.
Кроме того, так как резиновая смесь образца 30 обладала слишком высокой вязкостью по Муни, при экструзионном формовании происходило повреждение кромки.
Кроме того, образец 31 вулканизированного резинового листа, полученный вулканизацией образца 31 резиновой смеси, имел слишком низкую твердость и значительно худшее сопротивление термическому старению, по сравнению с образцами 27-29 вулканизированных резиновых листов.
Кроме того, образец 32 резиновой смеси имел худшую технологичность экструзии и, после вулканизации, худшее сопротивление термическому старению, по сравнению с образцами 27-29 резиновых смесей.
Кроме того, образец 33 вулканизированного резинового листа, полученный вулканизацией образца 33 резиновой смеси, имел низкую твердость и худшее сопротивление термическому старению, по сравнению с образцами 27-29 вулканизированных резиновых листов.
Кроме того, образцы 28-29 невулканизированных резиновых смесей, в которых содержание стеарата кальция составляет не менее 5 мас.ч. и не более 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, значительно превосходили по технологичности экструзии образец 27 невулканизированной резиновой смеси, в котором содержание стеарата кальция находится за пределами данного диапазона.
В соответствии с настоящим изобретением может быть получена резиновая смесь для покрытия корда каркаса, в которой может быть снижено количество материала, получаемого из нефтяных источников, и в то же время эта смесь позволит сделать сопротивление качению шины и долговечность шины превосходными; можно обеспечить каркас и шину, получаемые с использованием резиновой смеси для покрытия корда каркаса, а также способ изготовления шины.
В соответствии с настоящим изобретением может быть получена резиновая смесь для основы протектора, в которой может быть снижено количество материала, получаемого из нефтяных источников, и в то же время эта смесь позволит сделать сопротивление качению шины и долговечность шины превосходными; а также можно обеспечить основу протектора и шину, получаемые с использованием резиновой смеси для основы протектора.
В соответствии с настоящим изобретением может быть получена резиновая смесь для формирования боковины шины, в которой может быть снижено количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, и которая обладает лучшей технологичностью в невулканизированном состоянии и может подавить снижение прочности резины после термического старения после вулканизации; а также могут быть обеспечены боковина и шина, полученные с использованием этой резиновой смеси.
В соответствии с настоящим изобретением, может быть получена резиновая смесь для формирования обжимной части шины, где может быть снижено количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, и которая обладает лучшей технологичностью в невулканизированном состоянии и способствует получению резины, обладающей высоким сопротивлением износу и высокой прочностью после вулканизации, а также могут быть обеспечены обжимная часть и шина, получаемые с использованием этой резиновой смеси.
В соответствии с настоящим изобретением, может быть получена резиновая смесь для БШЛ, БШЛ и шина, где может быть подавлено снижение прочности резины вследствие термического старения, и в тоже время, могут быть улучшены адгезионные свойства между резиной и кордом, более того, обеспечено снижение количества используемого компонента, получаемого из нефтяных источников.
В соответствии с настоящим изобретением может быть получена резиновая смесь для наполнителя борта, наполнитель борта и шина, где может быть снижено количество используемого компонента, получаемого из нефтяных источников, и в то же время эта резиновая смесь обладает превосходной технологичностью формования, и могут быть улучшены сопротивление термическому старению и твердость наполнителя борта после вулканизации.
Хотя настоящее изобретение подробно описано и продемонстрировано, очевидно, что это сделано только для иллюстрации и примера и не является ограничением, а область по настоящему изобретению указана в прилагаемой формуле изобретения.