ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Данная заявка основана на Японских патентных заявках №.2007-159029, поданной 15 июня 2007 г., №.2007-172695, поданной 29 июня 2007 г., №.2007-188542 и 2007-188547, поданных 19 июня 2007 г. в патентное ведомство Японии, полное содержание которых включено в этот документ посредством ссылки.
Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам с улучшенной безопасностью за счет сохранения низкого сопротивления качению и снижения статического электричества, возникающего при движении.
В последние годы предложены различные способы использования диоксида кремния в протекторе, брекере, боковине или других элементах шины с целью снижения в шине сопротивления качению, а также сохранения характеристик сцепления шины с мокрым дорожным покрытием. Однако проблема недостаточной безопасности возникает в случае, если диоксид кремния содержится в больших количествах, так как электрическое сопротивление шины повышается, вызывая искру из-за статического электричества, например, в ходе подачи топлива для автомобиля, так что топливо возгорается. Следовательно, существует потребность в шине, имеющей пониженное сопротивление качению при сохранении характеристики сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и способной предотвратить возникновение статического электричества.
В опубликованном японском патенте №.08-230407 описана пневматическая шина с улучшенной электропроводностью, способная предотвращать явления разряда, вызываемого накоплением статического электричества на корпусе автомобиля, в которой резиновая смесь протектора содержит сажу в количестве 50 мас. ч. или менее на 100 мас. ч. каучукового компонента и не содержащий сажу усиливающий агент; резиновый элемент боковины содержит сажу в количестве 40 мас. ч. или менее на 100 мас. ч. каучукового компонента; и электропроводящая тонкая пленка размещена на протекторе и боковине. В публикации раскрыто, что резиновый элемент, образующий электропроводящую тонкую пленку, содержит сажу в количестве 60 мас. ч. или более на 100 мас. частей каучукового компонента и в количестве 35 мас.% от всей резиновой смеси.
8
8
В опубликованном японском патенте №2000-190709 предложена пневматическая шина, способная сохранять превосходные показатели сцепления шины с мокрой дорогой и эффективно снижать электрическое сопротивление шины, стабильно показывая эти характеристики от начала эксплуатации до предела износа. В публикации предложена пневматическая шина, в которой резина протектора включает основную часть резины протектора, выполненную из изоляционного резинового материала, имеющего объемное удельное сопротивление 1·10 Ом·см или более, и внешнюю электропроводящую часть, выполненную из электропроводящего резинового материала плечевой части, имеющего объемное удельное сопротивление менее 1·10 Ом·см, образующую площадь контакта шины с дорогой, совместно с основной частью протектора, и концевой участок проходит в направлении шины аксиально внутрь от края площади контакта на расстояние от 3% до 35% площади контакта; внешняя электропроводящая часть имеет форму листа толщиной от 0,01 до 1,0 мм, выходящего на внешнюю поверхность протектора, включающую стенку и дно поперечной канавки, идущие в продольном направлении шины; резина крыла, резина боковины и резина обжимной части (clinch rubber) выполнены из электропроводящего резинового материала плечевой зоны; и внешняя электропроводящая часть достигает резины крыла.
2
2
В опубликованном японском патенте №.10-036559 предложена в качестве резиновой смеси для боковины шины, способной придать шине низкое сопротивление качению, износостойкость, превосходные показатели сцепления шины с мокрой дорогой и низкое электрическое сопротивление, резиновая смесь, которую можно получить смешиванием и перемешиванием 100 мас.ч. определенного диенового каучука; от 5 до 50 мас.ч. сажи, имеющей величину масляной адсорбции по ДБФ (дибутилфталат) 120 мл/100 г или менее и площадь поверхности по ЦТАБ (метод поглощения цетилтриметиламмоний бромида) 130 м/г или менее; от 10 до 60 мас.ч. осажденного диоксида кремния, имеющего величину масляной адсорбции по ДБФ 200 мл/100 г или более и удельную поверхность по БЭТ 180 м/г или менее, и силанового связующего агента в количестве, способном удерживать коэффициент реактивности в определенных пределах.
8
В опубликованном японском патенте №8-034204 предложен протектор шины, включающий ленту, выполненную из резиновой смеси для протектора шины, имеющей высокое удельное сопротивление за счет использования диоксида кремния в качестве усиливающего агента и заданную боковую ширину по отношению к направлению по длине, и электропроводящую ленту, проходящую в направлении длины по этой боковой ширине и изготовленную из резиновой смеси для шины, имеющей объемное удельное сопротивление 10 Ом·см или менее и низкое сопротивление.
Однако с точки зрения способов, описанных в опубликованных японских патентах №08-230407, 2000-190709, 10-036559 и 08-034204, существует необходимость достижения лучшего соотношения между низким сопротивлением качению и высокой безопасностью.
В настоящем изобретении предложено эффективное предотвращение накопленного статического электричества, возникающего в области контакта шины с дорогой или области, в которой шина контактирует с ободом во время движения, при сохранении низкого уровня сопротивления качению.
В настоящем изобретении предложена пневматическая шина, включающая:
8
8
протектор, боковину, борт, каркас, идущий от протектора к борту через боковину, и брекер, расположенный на внешней стороне каркаса в радиальном направлении шины, где резина протектора, резина брекера и резина боковины, сформированные соответственно на протекторе, брекере и боковине, обладают объемным удельным сопротивлением 1·10 Ом·см или более; пневматическая шина дополнительно включает проводящую резину, внедренную в протектор так, что указанная проводящая резина по меньшей мере частично выходит на поверхность протектора; резину борта, расположенную в области контакта борта обода с бортом шины; и электропроводящую резину, электрически соединяющую проводящую резину с резиной борта, где проводящая резина, резина борта и электропроводящая резина обладают удельным сопротивлением менее 1·10 Ом·см.
Резина борта представляет собой резину обжимной части (clinch) или резину бортовой ленты. Проводящая резина предпочтительно сформирована непрерывно в продольном направлении шины. Кроме того, проводящая резина предпочтительно имеет толщину от 0,2 до 2 мм.
8
8
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена пневматическая шина, включающая протектор, боковину, борт, каркас, идущий от протектора к борту через боковину, и брекер, расположенный на внешней стороне каркаса в радиальном направлении шины, где резина протектора, резина брекера и резина боковины, сформированные соответственно на протекторе, брекере и боковине, обладают объемным удельным сопротивлением 1·10 Ом·см или более; пневматическая шина дополнительно включает электропроводящую резину плечевой зоны, расположенную в нижней части обоих краев брекера; покровную резину, покрывающую верхнюю часть брекера и имеющую область размером по меньшей мере 5 мм для контакта с электропроводящей резиной плечевой зоны; проводящую резину, контактирующую с покровной резиной и внедренную в протектор так, что указанная проводящая резина по меньшей мере частично выходит на поверхность протектора; и резину борта, контактирующую с нижним концом каркаса и расположенную в области контакта борта обода и борта шины, где резина слоя, образующая каркас, электропроводящая резина плечевой зоны, покровная резина, проводящая резина и резина борта имеют объемное удельное сопротивление менее 1·10 Ом·см.
По меньшей мере, один из элементов, включающих резину слоя, образующую каркас, электропроводящую резину плечевой зоны, покровную резину, проводящую резину и резину борта, предпочтительно содержит металлическую фольгу или электропроводящую сажу.
2
Резина слоя, электропроводящая резина плечевой зоны, покровная резина, проводящая резина и резина борта содержат сажу с удельной поверхностью, измеренной из адсорбции азота, составляющей 100 м/г или более, в количестве от 30 до 100 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
Более того, резина слоя, электропроводящая резина плечевой зоны, покровная резина, проводящая резина и резина борта содержат металлическую фольгу в количестве от 1 до 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента.
8
2
2
2
8
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложена пневматическая шина, включающая протектор, боковину, борт, каркас, идущий от протектора к борту через боковину, и брекер, расположенный на внешней стороне каркаса в радиальном направлении шины, в которой резина протектора, резина брекера и резина боковины, сформированные соответственно на протекторе, брекере и боковине, обладают объемным удельным сопротивлением 1·10 Ом·см или более; пневматическая шина дополнительно включает электропроводящую резину боковой части, идущую по меньшей мере от обоих краев брекера к борту, вдоль внешней стороны каркаса; покровную резину, имеющую область для контакта с электропроводящей резиной боковой части и расположенную таким образом, что указанная покровная резина покрывает верхнюю часть брекера; проводящую резину, контактирующую с покровной резиной и внедренную в протектор так, что эта проводящая резина по меньшей мере частично выходит на поверхность протектора; и резину борта, контактирующую с нижним концом электропроводящей резины боковой части и расположенную в области контакта борта обода и борта шины, где электропроводящая резина боковой части, покровная резина и проводящая резина содержат сажу с удельной поверхностью, измеренной из адсорбции азота, составляющей 600 м/г или более, в количестве 5 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента и диоксид кремния с удельной поверхностью, измеренной из адсорбции азота, составляющей 70 м/г или более и 250 м/г или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента, и электропроводящая резина боковой части, покровная резина и проводящая резина имеют объемное удельное сопротивление менее 1·10 Ом·см.
8
В качестве сажи можно использовать сажу Ketjen Black. Резина борта предпочтительно имеет объемное удельное сопротивление менее 1·10 Ом·см. Толщину электропроводящей резины боковой части предпочтительно устанавливают в диапазоне от 0,2 до 2 мм.
8
8
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения разработана пневматическая шина, включающая протектор, боковину, борт, каркас, идущий от протектора к борту через боковину, и брекер, расположенный на внешней стороне каркаса в радиальном направлении шины, где резина протектора, резина брекера и резина боковины, сформированные соответственно на протекторе, брекере и боковине, имеют объемное удельное сопротивление 1·10 Ом·см или более; пневматическая шина дополнительно включает сплошной участок электропроводящей резины, расположенный между слоем каркаса, формирующим каркас, и резиной боковины и между брекером и протектором, имеющий толщину от 0,2 до 3,0 мм; проводящую резину, контактирующую с электропроводящей резиной сплошного участка и внедренную в протектор так, что указанная проводящая резина по меньшей мере частично выходит на поверхность протектора; и резину борта, соединенную с нижним концом сплошного участка электропроводящей резины и расположенную в области контакта борта обода и борта шины, где электропроводящая резина сплошного участка, проводящая резина и резина борта имеют объемное удельное сопротивление менее 1·10 Ом·см.
Электропроводящая резина сплошного участка предпочтительно содержит сажу из древесной смолы в количестве от 20 до 100 мас.ч. на 100 мас.ч. натурального каучукового компонента.
В пневматической шине по настоящему изобретению возможно понизить сопротивление качению шины и эффективно предотвратить накопление статического электричества, возникающего в области контакта или области, в которой шина контактирует с ободом в ходе движения шины, путем использования резиновой смеси, обладающей малым сопротивлением качению, для формирования протектора, брекера и боковой части, а также путем электрического соединения резины борта с проводящей резиной, внедренной в протектор так, что указанная проводящая резина контактирует с поверхностью дороги через боковину, и путем размещения покровной резины на верхней части брекера при размещении электропроводящей резины плечевой зоны между ними. Таким образом, возможно получить пневматическую шину, которая сохраняет характеристику низкого удельного расхода топлива и обладает улучшенной безопасностью при использовании.
В пневматической шине в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения резиновую смесь, обладающую низким сопротивлением качению, используют для протектора, брекера и боковины. С другой стороны, пневматическая шина имеет конструкцию, в которой резина борта соединена с покровной резиной, расположенной на верхней части брекера, при этом электропроводящая резина боковой части расположена между резиной борта и покровной резиной, и резина борта электрически соединена с проводящей резиной, внедренной в протектор так, что указанная проводящая резина контактирует с поверхностью дороги. Используя такую конструкцию, возможно снизить сопротивление качению и эффективно снизить накопление статического электричества, возникающего в области контакта или области, в которой шина контактирует с ободом в ходе движения. Следовательно, возможно получить пневматическую шину, сохраняя характеристику низкого удельного расхода топлива, с улучшенной безопасностью при использовании.
В пневматической шине настоящего изобретения возможно снизить сопротивление качению шины и эффективно предотвратить накопление статического электричества, возникающего в области контакта шины или области, в которой шина контактирует с ободом в ходе движения шины, путем использования материала, имеющего высокое электрическое сопротивление, в качестве резины для формирования протектора, брекера и боковины, соединяя сплошной участок электропроводящей резины, обеспеченный между слоем каркаса и резиной боковины и между брекером и протектором, с проводящей резиной, что обеспечивает контакт электропроводящей резины с поверхностью дороги, и устанавливая электрическое сопротивление и толщину электропроводящей резины сплошного участка в заданных диапазонах. Таким образом, возможно получить пневматическую шину, сохраняя характеристику низкого удельного расхода топлива, с улучшенной безопасностью при использовании.
Упомянутые выше и другие цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из дальнейшего подробного описания настоящего изобретения, сопровождаемого чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 показана правая половина сечения пневматической шины в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения.
На Фиг.2 показана правая половина сечения пневматической шины в соответствии с воплощением 2 настоящего изобретения.
На Фиг.3 показана правая половина сечения пневматической шины в соответствии с воплощением 3 настоящего изобретения.
На Фиг.4 показана правая половина сечения традиционной пневматической шины.
Базовая конструкция
Базовая конструкция пневматической шины настоящего изобретения описана со ссылкой на Фиг.1, демонстрирующую верхнюю правую половину поперечного сечения шины.
Шина 1 снабжена резиной 7 протектора, образующей протектор, резиной 8 боковины, формирующей пару боковин, проходящих от обоих краев резины 7 протектора в направлении радиально внутрь шины, и парой бортов, расположенных на внутреннем конце каждой боковины. На борту резина 3 обжимной части и бортовая лента 2 расположены в области контакта с бортом обода. Каркас 10 соединяет пару бортов, и резина 9 брекера, образуя брекер, расположена на радиально внешней стороне каркаса 10. Каркас 10 сформирован по меньшей мере из одного слоя каркаса с расположенным определенным образом кордом каркаса, и слой каркаса загнут назад от внутренней части к внешней в аксиальном направлении шины вокруг бортового кольца 13 и наполнителя 11 борта, от верхнего конца бортового кольца 13 по направлению к боковине через протектор и боковину и зажат зажимающей частью.
Пневматическая шина по настоящему изобретению имеет конструкцию, в которой проводящая резина 6 расположена на резине 7 протектора так, что указанная проводящая резина частично выходит в область контакта, и проводящая резина 6 электрически соединена посредством электропроводящей резины с резиной 3 обжимной части и/или резиной 2 бортовой ленты резины борта. С помощью такой конструкции возможно разрядить статическое электричество наружу шины, даже если статическое электричество возникает в ходе движения шины.
Возможно сформировать электропроводящую резину из множества электропроводящих элементов, причем в виде непрерывного соединения от проводящей резины к резине борта.
ВОПЛОЩЕНИЕ 1
Одним из примеров конструкции пневматической шины по настоящему изобретению является конструкция, представленная на Фиг.1, где показана верхняя правая половина поперечного сечения шины. Шина 1 снабжена резиной 7 протектора, образующей протектор, резиной 8 боковины, образующей пару боковин, идущих от обоих концов резины 7 протектора в направлении радиально внутрь шины, резиной 3 обжимной части, образующей обжимную часть, расположенную на внутреннем конце боковин, и резиной 2 бортовой ленты, образующей бортовую ленту, расположенную на верхней части обода. Каркас 10 проложен над обжимной частью и между резиной бортовой ленты и резиной 9 брекера, образующей брекер, расположенный на радиально внешней части каркаса 10. Каркас 10 сформирован, по меньшей мере, из одного слоя каркаса с расположенным определенным образом кордом каркаса, и слой каркаса загнут назад от внутренней части к внешней в аксиальном направлении шины вокруг бортового кольца 13 и наполнителя 11 борта, проходя от верхнего конца бортового кольца 13 по направлению к боковине через протектор и боковину, и зажат зажимающей частью. Брекер сформирован по меньшей мере из двух брекерных слоев, представляющих собой расположенные определенным образом брекерные корды, и брекерные корды наложены друг на друга, ориентированные поочередно так, чтобы брекерные корды пересекали друг друга. В пневматической шине настоящего изобретения покровная резина 5 расположена между протектором и брекером. Электропроводящая резина 4 плечевой зоны, имеющая область размером по меньшей мере 5 мм для контакта с покровной резиной 5, расположена между слоем каркаса и обоими краями брекера и боковины. Проводящая резина 6 расположена на резине 7 протектора так, что она контактирует с покровной резиной 5 и частично выходит в область контакта, и проводящая резина 6 имеет конструкцию, в которой электрически соединены покровная резина 5, электропроводящая резина 4 плечевой зоны, каркас 10 и резина 3 обжимной части, служащая в качестве резины борта, и/или резина 2 бортовой ленты.
Применением описанной выше конструкции статическое электричество, возникающее в резине борта, расположенной в области, контактирующей с ободом, или в области контакта в ходе истирания шины, разряжается наружу шины, через электрически соединенные элементы электропроводящей резины внутри шины.
Резина протектора, резина брекера и резина боковины
8
8
Объемное удельное сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины, формирующих шину, устанавливают 1·10 Ом·см или более. Хотя ранее в качестве усиливающего агента использовали сажу, возможно снизить сопротивление качению применением диоксида кремния вместо сажи. Более того, так как диоксид кремния не является материалом, получаемым из нефти, диоксид кремния является более предпочтительным с точки зрения экологии по сравнению с сажей, которая является материалом, получаемым из нефти. Однако в случае применения диоксида кремния объемное удельное сопротивление может повышаться. В настоящем изобретении снижение сопротивления качению шины и основные характеристики, такие как технологичность (перерабатываемость) резины, сохранены при применении диоксида кремния, и разрешена проблема высокого электрического сопротивления при объемном удельном сопротивлении резиновой смеси, составляющем 1·10 Ом·см или более.
В пневматической шине по настоящему изобретению 50 мас.% или более указанного выше наполнителя, содержащегося в резине протектора, резине брекера и резине боковины, предпочтительно составляет диоксид кремния. Когда 50 мас.% или более наполнителя составляет диоксид кремния, хорошо действует эффект снижения сопротивления качению. Содержание диоксида кремния в наполнителе предпочтительно составляет 70 мас.% или более, более предпочтительно 90 мас.% или более. В настоящем изобретении весь наполнитель может представлять собой диоксид кремния, но его сочетают с другими наполнителями, с целью регулирования электропроводности и механической прочности резины протектора, резины брекера и резины боковины.
Диоксид кремния может составлять 5 мас.ч. или более и 100 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента в резине протектора, резине брекера и резине боковины. Когда количество диоксида кремния составляет 5 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, возможно снизить сопротивление качению шины. Когда количество смеси диоксида кремния составляет 100 мас.ч. или менее, возможно благоприятно предотвратить снижение технологичности из-за возрастания вязкости невулканизированной резиновой смеси и чрезмерного возрастания стоимости.
В качестве диоксида кремния можно применять традиционно используемые наполнители, примеры которых включают белую сажу, полученную сухим способом, белую сажу, полученную мокрым способом, коллоидный диоксид кремния и тому подобное. В числе прочих, белая сажа, полученная мокрым способом, в основном содержащая гидратированную кремниевую кислоту, является предпочтительной.
2
2
2
2
Удельная поверхность диоксида кремния, измеренная из адсорбции азота (метод БЭТ), предпочтительно находится в диапазоне от 100 до 300 м/г, более предпочтительно от 150 до 250 м/г. Когда удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляет 100 м/г или более, достигается достаточное усиливающее действие, повышающее износостойкость шины. С другой стороны, когда удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляет 300 м/г или менее, технологичность резин в ходе изготовления будет хорошей и будет обеспечена хорошая стабильность в ходе движения шины. Удельную поверхность измеряют из адсорбции азота методом БЭТ в соответствии с ASTM D3037-81.
Покровная резина
8
8
7
6
3
4
Покровная резина 5 по настоящему изобретению расположена таким образом, что она находится в контакте с электропроводящей резиной 4 плечевой зоны и проводящей резиной 6 и выполнена из резины, обладающей объемным удельным сопротивлением менее 1·10 Ом·см. Возможно достичь требуемой степени эффекта улучшения электропроводности шины, если объемное удельное сопротивление составляет менее 1·10 Ом·см. Также, объемное удельное сопротивление может быть установлено таким же, как сопротивление электропроводящей резины плечевой зоны, которое предпочтительно составляет 1·10 Ом·см или менее, более предпочтительно 1·10 Ом·см или менее, и предпочтительно составляет 1·10 Ом·см или более, более предпочтительно 1·10 Ом·см или более.
Возможно достичь требуемой степени эффекта улучшения электропроводности шины, если толщина покровной резины 5 составляет 0,2 мм или более, и сопротивление качению шины не ухудшается в большой степени, если толщина составляет 3,0 мм или менее. Толщина электропроводящей резины плечевой зоны предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мм, особенно предпочтительно от 0,9 до 1,5 мм. Достаточно, чтобы покровная резина 5 имела область, контактирующую с электропроводящей резиной плечевой зоны и проводящей резиной, и также возможно расположить покровную резину 5 по всему участку между протектором и брекером или частично расположить на участке, где находится проводящая резина, или в некоторой степени выходя за границы указанного участка.
Участок покровной резины, контактирующий с электропроводящей резиной плечевой зоны и проводящей резиной, предпочтительно является участком контакта с электропроводящей резиной плечевой зоны, выполненным в виде ленты, проходящей в продольном направлении шины и имеющей ширину 5 мм или более, более предпочтительно 10 мм или более. За счет контакта электропроводящей резины плечевой зоны и покровной резины при описанных выше условиях возможно достигнуть достаточного электропроводящего эффекта. Зона контакта с проводящей резиной предпочтительно является зоной, совпадающей со всем участком проводящей резины по ширине шины.
В настоящем изобретении покровная резина может предпочтительно содержать сажу в количестве от 30 до 100 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Когда количество сажи составляет 30 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, электропроводность покровной резины увеличивается. Когда количество сажи в смеси составляет 100 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента, повышается долговечность. Количество сажи в смеси на 100 мас.ч. каучукового компонента предпочтительно составляет 35 мас.ч. или более, более предпочтительно 40 мас.ч. или более, и предпочтительно составляет 80 мас.ч. или менее, более предпочтительно 70 мас.ч. или менее.
2
2
2
2
2
2
2
Удельная поверхность сажи, содержащейся в покровной резине, измеренная из адсорбции азота, предпочтительно составляет 100 м/г или более и 1500 м/г или менее. Механическая прочность покровной резины достаточно хорошая, если удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляет 100 м/г или более. Удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляющая 1500 м/г или менее, является предпочтительной с точки зрения обеспечения технологичности в ходе производства. Удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, предпочтительно может составлять 105 м/г или более и предпочтительно составляет 1300 м/г или менее, более предпочтительно 1000 м/г или менее. В качестве сажи подходит для использования сажа из древесной смолы, которая не является сырьем, получаемым из нефти.
Диоксид кремния или подобное соединение, например, может быть включено как наполнитель в покровную резину помимо сажи, но с точки зрения хорошей электропроводности сажа может предпочтительно составлять 8 мас.%, более предпочтительно 15 мас.% или более, еще более предпочтительно 100 мас.% или более, относительно массы наполнителя.
В случае если покровная резина содержит диоксид кремния, количество диоксида кремния в смеси составляет, например, 10 мас.ч. или более и 55 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента. Возможно снизить сопротивление качению шины, если количество диоксида кремния в смеси составляет 10 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, и сопротивление качению ухудшается, если количество диоксида кремния в смеси превышает 55 мас.ч.
2
2
2
2
Удельная поверхность диоксида кремния, измеренная из адсорбции азота (метод БЭТ), предпочтительно находится в диапазоне от 70 до 250 м/г, более предпочтительно от 80 до 240 м/г. Когда удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляет 70 м/г или более, достигается достаточное усиливающее действие, благоприятно улучшая сопротивление качению шины. Когда удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляет менее 250 м/г, технологичность резин в ходе изготовления будет хорошей и будет обеспечена хорошая стабильность в ходе движения. Удельную поверхность диоксида кремния измеряли из адсорбции азота методом БЭТ в соответствии c ASTM D3037-81.
Возможно отрегулировать объемное удельное сопротивление покровной резины до малой величины, если в ней содержится металлическая фольга в количестве от 1 до 10 мас.ч., предпочтительно, от 1 до 3 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. В качестве металлической фольги используют фольгу, имеющую толщину от 10 до 50 мкм, внутренний диаметр (D1) от 0,1 до 0,3 мм, внешний диаметр (D2) от 0,2 до 0,5 мм и отношение размеров (D2/D1) от 2 до 5.
Электропроводящая резина плечевой зоны
8
8
7
6
3
4
Электропроводящая резина 4 плечевой зоны в настоящем изобретении выполнена из резины, имеющей объемное удельное сопротивление менее 1·10 Ом·см, и расположена между слоем каркаса, образующим каркас 10, описанный ниже, и краевым участком брекера и боковиной. Возможно достигнуть требуемой степени эффекта улучшения электропроводности шины, если объемное удельное сопротивление электропроводящей резины 4 плечевой зоны составляет менее 1·10 Ом·см. Также объемное удельное сопротивление электропроводящей резины 4 плечевой зоны предпочтительно устанавливают менее 1·10 Ом·см или менее, более предпочтительно 1·10 Ом·см или менее. Если используют резиновую смесь, содержащую электропроводящий компонент в больших количествах, возможно снизить электрическое сопротивление, но в то же время обод легко подвергается коррозии из-за ускорения электрохимической реакции в области контакта шины и обода. Чтобы избежать коррозии, объемное удельное сопротивление электропроводящей резины плечевой зоны предпочтительно устанавливают 1·10 Ом·см или более, более предпочтительно 1·10 Ом·см или более.
Электропроводящая резина 4 плечевой зоны сформирована непрерывно или участками в продольном направлении между слоем каркаса, образующим каркас, и краевым участком брекера и боковиной, как описано выше, и толщина или форма резины 4 практически не ограничены.
В качестве исходной резиновой смеси электропроводящей резины 4 плечевой зоны может быть использована смесь, в которой отрегулирована твердость резины и подобные характеристики, с точки зрения придания электропроводности, путем обеспечения содержания сажи или металлической фольги таким же образом, как и в покровной резине, и снижения отделения резины на обоих концах брекера.
Проводящая резина
В настоящем изобретении проводящая резина внедрена в протектор так, что она частично выходит в область контакта шины, и другая часть соединена с электропроводящей резиной плечевой зоны, чтобы эффективно разряжать статическое электричество, возникающее в ходе движения пневматической шины, через область контакта. Хотя проводящая резина 6, представленная на Фиг.1, внедрена в центральной части протектора 7, возможно размещение множества участков проводящей резины. Ширина W проводящей резины в направлении ширины шины может составлять от 0,2 до 10 мм, предпочтительно от 0,9 до 1,5 мм. Эффект проводимости будет небольшим, если ширина составляет менее 0,2 мм, тогда как область контакта проводящей резины в протекторе относительно увеличивается, если ширина превышает 10 мм, ухудшая контактные характеристики. Хотя предпочтительно, чтобы проводящая резина была сформирована в виде непрерывного слоя в продольном направлении шины, проводящая резина может быть сформирована участками в продольном направлении шины.
8
8
7
6
Объемное удельное сопротивление проводящей резины устанавливают меньшим по величине, чем удельное сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины. Объемное удельное сопротивление проводящей резины составляет менее 1·10 Ом·см. В случае если объемное удельное сопротивление проводящей резины составляет менее 1·10 Ом·см, электропроводность шины улучшается, что обеспечивает эффект разрядки статического электричества. Объемное удельное сопротивление проводящей резины предпочтительно составляет 1·10 Ом·см или менее, более предпочтительно 1·10 Ом·см или менее.
8
В настоящем изобретении, если объемное удельное сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины устанавливают 1·10 Ом·см или более, так как объемное удельное сопротивление электропроводящей резины плечевой зоны и электропроводящей резины плечевой зоны, присоединенной к электропроводящей резине плечевой зоны, устанавливают ниже по величине, чем сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины, при сохранении характеристик шины, таких как сопротивление качению и долговечность, возможно эффективно разрядить статическое электричество, возникающее в пневматической шине через канал электрического соединения по проводящей резине, электропроводящей резине плечевой зоны, проводящей резине и т.п.
Возможно обеспечить электропроводность проводящей резины настоящего изобретения добавлением в нее сажи или металлической фольги таким же образом, как и в покровную резину, а также применяя смесь, разработанную для придания электропроводности, на основе смеси резины протектора, с точки зрения улучшения контактных характеристик.
Каркас
Каркас 10 в настоящем изобретении сформирован, по меньшей мере, из одного слоя расположенных определенным образом кордов каркаса. Слой каркаса имеет конструкцию, в которой корды каркаса, расположенные параллельно друг другу, внедрены в резину. Примеры волокнистых материалов для формирования кордов каркаса включают вискозное волокно, нейлон, полиэфирное волокно, арамидное волокно и т.п., и их можно использовать по отдельности или в сочетании из двух или более. Среди указанных выше материалов предпочтительно использовать вискозное волокно, так как вискозное волокно является натуральным сырьем, и предпочтительно содержание 90 мас.% или более вискозного волокна относительно волокнистых материалов, образующих корд каркаса.
8
8
7
6
Объемное удельное сопротивление резины слоя устанавливают меньшим по величине, чем сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины. Объемное удельное сопротивление резины слоя составляет менее 1·10 Ом·см. В случае если объемное удельное сопротивление резины слоя составляет менее 1·10 Ом·см, возможно обеспечить эффект разрядки статического электричества вследствие улучшения электропроводности шины. Объемное удельное сопротивление резины слоя предпочтительно составляет 1·10 Ом·см или менее, более предпочтительно 1·10 Ом·см или менее.
8
В настоящем изобретении, если объемное удельное сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины устанавливают 1·10 Ом·см или более, поскольку объемное удельное сопротивление резины слоя и покровной резины, электропроводящей резины плечевой зоны и проводящей резины, соединенной с резиной слоя, устанавливают меньшим по величине, чем сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины, при сохранении характеристик шины, таких как сопротивление качению и долговечность, возможно дополнительно улучшить электропроводность шины при совместном использовании электропроводящей резины плечевой зоны, проводящей резины и т.п.
Для резины слоя настоящего изобретения может быть использована смесь в основном такая же, как для покровной резины, но предпочтительно содержащая сажу или металлическую фольгу, чтобы обеспечить электропроводность на основе традиционной резиновой смеси слоя, с точки зрения сохранения адгезии к слою корда.
Более того, в настоящем изобретении слой расположен так, чтобы контактировать, по меньшей мере, с резиной обжимной части или резиной бортовой ленты. В добавление к структурам непрерывной электропроводящей резины плечевой зоны, покровной резины и проводящей резины слой каркаса, имеющий низкое объемное удельное сопротивление, расположен так, чтобы контактировать с резиной обжимной части, резиной бортовой ленты и электропроводящей резиной плечевой зоны, заметно улучшая эффективность разрядки статического электричества через обод.
Резина борта
В данном описании термин «резина борта» означает резину обжимной части или резину бортовой ленты. Статическое электричество возникает в приводном устройстве в ходе движения шины, и статическое электричество накапливается в автомобиле и также внутри шины через обод и резину борта. Необходимо эффективно разряжать статическое электричество в область контакта (шины с дорогой) через электропроводящую резину плечевой зоны. Как показано на Фиг.1., необходимо, чтобы резина борта, а именно резина обжимной части или резина бортовой ленты, была электрически соединена с каркасом 10. На Фиг.1 резина обжимной части является слоем резины, обозначенным номером позиции 3, внешняя сторона которого контактирует с бортом обода в борту шины, тогда как внутренняя сторона контактирует с загнутым концом каркаса 10.
На Фиг.1 резина бортовой ленты так расположена на внешней поверхности борта, чтобы контактировать с бортом основной части обода. В данном описании термин «резина 2 бортовой ленты» означает резину, формирующую бортовую ленту. То есть резина 2 бортовой ленты означает покровную резину корда в случае, если бортовая лента является пластом кордного слоя, или означает резину резиновой бортовой ленты, в случае если бортовая лента является резиновой бортовой лентой. Резина 2 бортовой ленты, показанная на Фиг.1, включает указанные выше значения.
8
8
7
6
Настоящее изобретение включает по меньшей мере один из элементов, представляющих собой резину обжимной части и резину бортовой ленты, в качестве резины борта. Объемное удельное сопротивление резины борта составляет менее 1·10 Ом·см. Хорошей электропроводности шины достигают поддержанием объемного удельного сопротивления резины борта менее 1·10 Ом·см. Объемное удельное сопротивление резины борта предпочтительно составляет менее 1·10 Ом·см, более предпочтительно 1·10 Ом·см. Так как требуется, чтобы резина борта, то есть резина обжимной части и резина бортовой ленты, обладала сопротивлением абразивному изнашиванию, жесткостью и твердостью, возможно отрегулировать электрическое сопротивление путем регулирования состава смеси для придания ей электропроводности, добавляя сажу или металлическую фольгу таким же образом, как в электропроводящую резину плечевой зоны или проводящую резину.
Воплощение 2
Одним из примеров конструкции пневматической шины по настоящему изобретению является конструкция, представленная на Фиг.2, где показана верхняя правая половина поперечного сечения шины. Шина 1 снабжена резиной 7 протектора, образующей протектор, резиной 8 боковины, образующей пару боковин, идущих от обоих концов резины 7 протектора в направлении радиально внутрь шины, резиной 3 обжимной части, образующей обжимную часть, расположенную на внутреннем конце боковин, и резиной 2 бортовой ленты, образующей бортовую ленту, расположенную на верхней части обода. Каркас 10 соединяет борта с обоих концов, и резина 9 брекера, образуя брекер, расположена на радиально внешней стороне каркаса 10.
Каркас 10 сформирован, по меньшей мере, из одного слоя каркаса из расположенного определенным образом корда каркаса, и слой каркаса загнут назад от внутренней части к внешней в аксиальном направлении шины вокруг бортового кольца 13 и наполнителя 11 борта, проходя от верхнего конца бортового кольца 13 по направлению к боковине через протектор и боковину, и зажат в зажимающей зоне. Брекер 9 сформирован, по меньшей мере, из двух брекерных слоев, представляющих собой расположенные определенным образом брекерные корды, и брекерные корды наложены друг на друга и ориентированы поочередно так, чтобы брекерные корды пересекали друг друга. В пневматической шине настоящего изобретения покровная резина 5 расположена между протектором и брекером.
Воплощение 2 отличается тем, что электропроводящая резина 14 боковой части, содержащая участок, контактирующий с покровной резиной 5, расположена, прилегая к каркасу 10 и проходя, по меньшей мере, от обоих концов брекера к месту контакта с резиной 3 обжимной части. Проводящая резина 6 расположена в резине 7 протектора так, чтобы контактировать с покровной резиной 5 и чтобы частично выходить в область контакта, и проводящая резина 6 электрически соединена с покровной резиной 5, электропроводящей резиной 14 боковой части и резиной 3 обжимной части.
Используя вышеприведенную конструкцию, возможно разрядить статическое электричество, возникающее в резине борта, расположенной в области контакта с ободом или области контакта в ходе трения шины с внешней стороной шины, через элементы электропроводящей резины.
Далее описаны только отличающиеся элементы Воплощения 2, другие элементы являются в основном такими же, как и в Воплощении 1.
Электропроводящая резина боковой части
8
8
7
6
3
4
Электропроводящая резина 14 боковой части в настоящем изобретении прилегает к внешней стороне каркаса 10 и подходит к борту от обоих концов брекера через боковину, так что нижний край электропроводящей резины 14 боковой части электрически соединен с резиной 3 обжимной части. Объемное удельное сопротивление электропроводящей резины боковой части устанавливают менее 1·10 Ом·см. Если объемное удельное сопротивление электропроводящей резины 14 боковой части составляет менее 1·10 Ом·см, возможно обеспечить эффект улучшения электропроводности шины. Объемное удельное сопротивление резины слоя предпочтительно устанавливают 1·10 Ом·см или менее, более предпочтительно 1·10 Ом·см или менее. Если используют резиновую смесь, содержащую электропроводящий компонент в большом количестве, возможно снизить электрическое сопротивление, но в то же время обод легко подвергается коррозии вследствие ускорения электрохимической реакции в области контакта шины с ободом. Чтобы избежать коррозии, объемное удельное сопротивление электропроводящей резины плечевой зоны предпочтительно устанавливают 1·10 Ом·см или более, более предпочтительно 1·10 Ом·см или более. Электропроводящая резина боковой части расположена смежно к внешней стороне каркаса, и ее часть может быть расположена между каркасом и брекером и может быть сформирована непрерывно или участками в продольном направлении шины.
В качестве резиновой смеси электропроводящей резины 14 боковой части может быть использована смесь в основном такая же, как для покровной резины, и, чтобы обеспечить снижение отделения резины на обоих краях брекера, возможно использовать состав, в котором отрегулирована твердость резины и подобное.
Каркас
Каркас 10 в настоящем изобретении сформирован по меньшей мере из одного слоя расположенных определенным образом кордов каркаса. Слой каркаса имеет конструкцию, в которой корды каркаса, расположенные параллельно друг другу, впрессованы в резину. Примеры волокнистых материалов для формирования кордов каркаса включают вискозное волокно, нейлон, полиэфирное волокно, арамидное волокно и т.п., и их можно использовать по отдельности или в сочетании из двух или более. Среди указанных выше материалов предпочтительно использовать вискозное волокно, так как вискозное волокно является натуральным сырьем, и предпочтительно используют 90 мас.% или более вискозного волокна относительно волокнистых материалов, образующих корд каркаса.
8
7
6
Хотя объемное удельное сопротивление резины слоя практически не ограничено, объемное удельное сопротивление может быть установлено таким же образом, как и в резине протектора, брекерной резине и резине боковины. Если объемное удельное сопротивление составляет менее 1·10 Ом·см, возможно улучшить электропроводность шины, чтобы обеспечить эффект разрядки статического электричества при совместном действии с прилегающей электропроводящей резиной боковой части. В данном случае объемное удельное сопротивление резины слоя может быть установлено 1·10 Ом·см или менее, более предпочтительно 1·10 Ом·см или менее.
8
В настоящем изобретении, если объемное удельное сопротивление резины брекера и резины боковины устанавливают 1·10 Ом·см или более, так как объемное удельное сопротивление покровной резины, электропроводящей резины боковой части и проводящей резины устанавливают меньшим по величине, чем сопротивление резины брекера и резины боковины, при сохранении характеристик шины, таких как сопротивление качению и долговечность, возможно дополнительно улучшить электропроводность шины при совместном действии покровной резины, электропроводящей резины боковой части, проводящей резины и т.п. (статическое электричество, образующееся в пневматической шине).
Более того, электропроводящая резина боковой части расположена так, чтобы также контактировать с резиной борта. Так как резина борта, обладающая низким объемным удельным сопротивлением, и электропроводящая резина боковой части и т.п. контактируют друг с другом, в добавление к конструкции, в которой электропроводящая резина боковой части, покровная резина и проводящая резина являются непрерывными, возможно заметно улучшить эффективность разрядки статического электричества через обод.
Воплощение 3
На Фиг.3 представлена верхняя правая половина поперечного сечения шины в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретения. Как показано на Фиг.3, пневматическая шина Т снабжена протектором 31, брекером 32, боковиной 33 и бортом 34 и содержит бесшовную ленту 38, расположенную снаружи брекера, каркас 37, загибающийся назад и зажатый с обоих концов парой бортовых колец 35, и бортовой наполнитель 36, идущий от верхней части бортового кольца 35 по направлению к боковине 33. В частности, сплошной участок электропроводящей резины 39, проходящий по всей поверхности, находится между каркасом 37 и резиной боковины и между брекером 32 и протектором 31. Верхний конец сплошного участка электропроводящей резины 39 соединен с проводящей резиной 311, которая внедрена в протектор 31 и выходит в область контакта (шины с дорогой), тогда как нижний конец сплошного участка электропроводящей резины 39 соединен с резиной 310 обжимной части, образованной на борте 34.
При использовании приведенной выше конструкции статическое электричество, накапливаемое внутри автомобиля и шины, достигает проводящей резины 311 через сплошной участок электропроводящей резины 39, чтобы разрядиться через область контакта.
Сплошной участок электропроводящей резины
В настоящем изобретении сплошной участок электропроводящей резины находится между каркасом 37 и резиной боковины и между брекером 32 и протектором 31. Верхний конец сплошного участка электропроводящей резины соединен с проводящей резиной 311, которая внедрена в протектор 31 и выходит в область контакта (шины с дорогой), тогда как нижний конец сплошного участка электропроводящей резины 39 соединен с резиной 310 обжимной части, образованной на борте 34. Хотя вид, в котором сплошной участок электропроводящей резины 39 расположен по всей поверхности протектора, представлен на Фиг.3, сплошной участок электропроводящей резины 39 может быть расположен только на краю протектора, и достаточно, чтобы этот участок был соединен с проводящей резиной 311, по меньшей мере, частично. Также, нижний конец сплошного участка электропроводящей резины 39 предпочтительно соединен с резиной обжимной части.
В настоящем изобретении возможно достигнуть требуемой степени эффекта повышения электропроводности шины, если толщина сплошного участка электропроводящей резины 39 составляет 0,2 мм или более, тогда как возможно предотвратить значительное ухудшение сопротивления качению шины, если толщина сплошного участка электропроводящей резины 39 составляет 3,0 мм или менее. Толщина сплошного участка электропроводящей резины 39 предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мм, особенно предпочтительно от 0,9 до 1,5 мм.
8
8
7
6
3
4
Объемное удельное сопротивление электропроводящей резины сплошного участка, сформированного в пневматической шине по настоящему изобретению, устанавливают менее 1·10 Ом·см. В случае если объемное удельное сопротивление электропроводящей резины сплошного участка составляет менее 1·10 Ом·см, улучшение электропроводности шины подтверждается. Объемное удельное сопротивление электропроводящей резины сплошного участка предпочтительно составляет менее 1·10 Ом·см, более предпочтительно менее 1·10 Ом·см. Предпочтительно, чтобы объемное удельное сопротивление электропроводящей резины сплошного участка было как можно меньше, с точки зрения эффекта повышения электропроводности шины; однако для предотвращения явления, которое заключается в том, что обод в большей степени подвергается коррозии вследствие ускорения электрохимической реакции в зоне контакта шины с ободом, если электрическое сопротивление снижено введением большого количества электропроводящего компонента, объемное удельное сопротивление электропроводящей резины сплошного участка предпочтительно устанавливают 1·10 Ом·см или более, более предпочтительно менее 1·10 Ом·см или более.
В настоящем изобретении электропроводящая резина сплошного участка может предпочтительно включать сажу в количестве от 20 до 100 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента. Когда сажа содержится в количестве 20 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента, электропроводность электропроводящей резины увеличивается. Также, когда содержание сажи составляет 100 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. каучукового компонента, долговечность повышается. Если количество сажи в смеси составляет 100 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента, ее количество в расчете на общую массу смеси предпочтительно составляет 35 мас.ч. или более, более предпочтительно 40 мас.ч. или более, и предпочтительно составляет 80 мас.ч. или менее, более предпочтительно 70 мас.ч. или менее.
2
2
2
2
2
2
2
Удельная поверхность сажи, содержащейся в электропроводящей резине сплошного участка, измеренная из адсорбции азота, предпочтительно составляет 100 м/г или более и 1500 м/г или менее. Механическая прочность покровной резины будет хорошей, если удельная поверхность сажи, измеренная из адсорбции азота, составляет 100 м/г или более, и удельная поверхность сажи 1500 м/г или менее, измеренная из адсорбции азота, является предпочтительной с точки зрения обеспечения технологичности в ходе производства. Удельная поверхность сажи, измеренная из адсорбции азота, более предпочтительно может составлять 105 м/г или более и предпочтительно составляет 1300 м/г или менее, более предпочтительно 1000 м/г или менее. В качестве сажи предпочтительно используют сажу из древесной смолы, которая не является сырьем, получаемым из нефти.
Диоксид кремния или подобное соединение, например, может входить в состав покровной резины в качестве наполнителя в дополнение к саже, но, с точки зрения обеспечения хорошей электропроводности, сажа может предпочтительно составлять 8 мас.%, более предпочтительно 15 мас.% или более, даже более предпочтительно 100 мас.% или более от общей массы наполнителей.
8
В настоящем изобретении, так как объемное удельное сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины устанавливают 1·10 Ом·см или более и так как объемное удельное сопротивление электропроводящей резины сплошного участка и электропроводящей резины сплошного участка, соединенной с электропроводящей резиной сплошного участка, устанавливают меньшим по величине, чем сопротивление резины протектора, резины брекера и резины боковины, при сохранении характеристик шины, таких как сопротивление качению и долговечность, возможно эффективно разрядить статическое электричество, образующееся в пневматической шине, через электропроводящую резину сплошного участка и проводящую резину.
В Воплощении 3 не всегда необходимо наличие покровной резины на верхней стороне брекера.
Хотя возможно адаптировать для проводящей резины смесь, используемую для электропроводящей резины сплошного участка, возможно использовать требуемую смесь для обеспечения электропроводности на основе смеси для протектора, с точки зрения улучшения контактных характеристик.
Резина борта
В данной работе термин «резина борта» представляет собой обобщенное название резины обжимной части или резины бортовой ленты. Движущая сила передается от приводного механизма через обод и резину борта, например резину обжимной части, в ходе движения шины, и статическое электричество, образующееся в приводном механизме, накапливается внутри автомобиля и шины. Необходимо эффективно разряжать статическое электричество через сплошной участок электропроводящей резины в область контакта шины с дорогой. Как показано на Фиг.3, необходимо соединить резину 310 обжимной части с электропроводящей резиной 39 сплошного участка.
8
8
7
6
Объемное удельное сопротивление резины борта составляет менее 1·10 Ом·см. Если объемное удельное сопротивление проводящей резины составляет менее 1·10 Ом·см, обеспечивают хорошую электропроводность шины. Объемное удельное сопротивление резины борта предпочтительно составляет менее 1·10 Ом·см, более предпочтительно менее 1·10 Ом·см. Так как необходимо, чтобы резина борта обладала хорошим сопротивлением абразивному износу, жесткостью и твердостью, возможно обеспечить электрическое сопротивление путем составления рецептуры таким же образом, как и для электропроводящей резины сплошного участка и проводящей резины, в дополнение к указанному выше составу смеси.
Рецептура каучукового компонента
Покровная резина, электропроводящая резина плечевой зоны, проводящая резина, резина слоя, резина бортовой ленты, резина обжимной части, резина протектора, резина брекера и резина боковины сформированы из следующих резиновых смесей, приведенных в качестве примера.
Предпочтительные примеры каучукового компонента включают натуральный каучук (НК), эпоксидированный натуральный каучук, депротеинизированный натуральный каучук и диеновый синтетический каучук. Примеры диенового синтетического каучука включают бутадиенстирольный каучук (БСК), полибутадиеновый каучук (БДК), полиизопреновый каучук (ИК), этиленпропилендиеновый каучук (ЭПДК), хлоропреновый каучук (ХК), бутадиенакрилонитрильный каучук (БНК), бутилкаучук (БК) и тому подобное, и каучуковый компонент, содержащий один или более диеновых синтетических каучуков, подходит для использования. Этиленпропилендиеновый каучук (ЭПДК) означает каучук, содержащий этиленпропиленовый каучук (ЭПК) и третий диеновый компонент. Примеры третьего диенового компонента включают несопряженный диен, содержащий от 5 до 20 атомов углерода, таких как 1,4-пентадиен, 1,4-гексадиен, 1,5-гексадиен, 2,5-диметил-1,5-гексадиен и 1,4-октадиен, или циклический диен, такой как 1,4-циклогексадиен, циклооктадиен, дициклопентадиен, алкенилнорборнен, такой как 5-этилиден-2-норборнен, 2-металлил-5-норборнен и 2-изопропенил-5-норборнен, и т.п. В частности, дициклопентадиен, 5-этилиден-2-норборнен и подобные соединения являются предпочтительными.
В качестве каучукового компонента, используемого для покровной резины, электропроводящей резины плечевой зоны, проводящей резины, резины слоя, резины бортовой ленты и резины обжимной части, диеновый каучук является предпочтительным, и, в числе других, натуральный каучук (НК), бутадиенстирольный каучук (БСК), полибутадиеновый каучук (БДК), полиизопреновый каучук (ИК), и эпоксидированный натуральный каучук (ЭНК), депротеинизированный натуральный каучук и т.п. являются предпочтительными.
К указанным выше каучуковым компонентам можно добавлять следующие связующие агенты, которые в основном используют в резиновых смесях шин в соответствии с требованиями.
В настоящем изобретении предпочтительно добавлять диоксид кремния в резину протектора, резину брекера и резину боковины, как описано выше. В случае добавления диоксида кремния в резиновую смесь необходимо добавлять связующий агент на основе силана, предпочтительно добавлять серосодержащий силановый связующий агент, в количестве 1 мас.% или более и 20 мас.% или менее от массы диоксида кремния. При добавлении 1 мас.% или более силанового связующего агента сопротивление абразивному изнашиванию шины улучшается, благодаря чему достигают снижения сопротивления качению. Если количество в смеси силанового связующего агента составляет 20 мас.% или менее, риск возникновения преждевременной вулканизации в ходе стадий смешивания, перемешивания и экструзии резины снижается.
Примеры серосодержащего связующего агента на основе силана включают 3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилкарбамоил-тетрасульфид, триметоксисилилпропил-меркаптобензотиазолтетрасульфид, триэтоксилилпропил-метасилат-моносульфид, диметоксиметилсилипропил-N,N-диметилтиокарбамоил-тетрасульфид, бис-[3-(триэтоксилил)-пропил]тетрасульфид, 3-меркаптопропилтриметоксисилан и т.п. Другие пригодные для использования примеры связующего агента на основе силана включают винилтрихлорсилан, винилтрис(2-метоксиэтокси)силан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, γ-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан, y-хлорпропилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан и т.п.
В настоящем изобретении возможно использование других связующих агентов в соответствии с применением, таких как связующий агент на основе алюмината, связующий агент на основе титана или подобные соединения, по отдельности или в сочетании со связующим агентом на основе силана.
Можно использовать для каучукового компонента другой наполнитель, такой как сажа, глина, оксид алюминия, тальк, карбонат кальция, карбонат магния, гидроксид алюминия, гидроксид магния, оксид магния, оксид титана и т.п., по отдельности или в сочетании двух или более.
Возможно добавление вулканизирующего агента, ускорителя вулканизации, умягчителя, пластификатора, противостарителя, вспенивающего агента, замедлителя вулканизации и т.п., в дополнение к указанным выше веществам.
Органический пероксид или вулканизирующий агент на основе серы можно использовать в качестве вулканизирующего агента. Примеры органических пероксидов включают бензоилпероксид, дикумилпероксид, ди-трет-бутилпероксид, трет-бутил-кумилпероксид, метилэтилкетонпероксид, кумолгидропероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-ди(бензоилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3 или 1,3-бис(трет-бутилпероксипропил)бензол, ди-трет-бутилперокси-диизопропилбензол, трет-бутилпероксибензол, 2,4-дихлорбензоилпероксид, 1,1-ди-трет-бутилперокси-3,3,5-триметилцилоксан, н-бутил-4,4-ди-трет-бутилпероксивалелат и т.п. Среди указанных выше органических пероксидов дикумилпероксид, трет-бутилпероксибензол и ди-трет-бутилперокси-диизопропилбензол являются предпочтительными. В качестве вулканизирующего агента на основе серы можно использовать серу, морфолиндисульфид и т.п. Среди указанных вулканизирующих агентов на основе серы сера является предпочтительной.
В качестве ускорителя вулканизации используют такие вещества, которые содержат содержащие по меньшей мере один из ускорителей вулканизации на основе сульфенамида, на основе тиазола, на основе тиурама, на основе тиомочевины, на основе гуанидина, на основе дитиокарбамина, на основе альдегидамина или на основе альдегидаммиака, на основе имидазолина и на основе ксантата.
В качестве противостарителя можно выбирать из соединений на основе амина, на основе фенола, на основе имидазола, металлической соли карбаминовой кислоты и воска, в соответствии с требованиями.
В настоящем изобретении умягчитель используют в сочетании, чтобы дополнительно улучшить технологичность перемешивания. Примеры умягчителя включают нефтяные умягчители, такие как технологическое масло, смазочное масло, парафин, парафиновое масло, нефтяной асфальт, вазелин, умягчители на основе жирных масел, таких как касторовое масло, льняное масло, рапсовое масло и кокосовое масло, воски, такие как талловое масло, пчелиный воск, карнаубский воск и ланолин, жирные кислоты, такие как линолевая кислота, пальмитиновая кислота, ортооксибензойная кислота и лауриновая кислота, и т.п.
Примеры пластификаторов включают ДМФ (диметилфталат), ДЭФ (диэтилфталат), ДБФт (дибутилфталат), ДГФ (дигептилфталат), ДОФ (диоктилфталат), ДИНФ (диизононилфталат), ДИДФ (диизодецилфталат), ББФ (бутилбензилфталат), ДЛФ (дилаурилфталат), ДЦГФ (дициклогексилфталат), безводный гидрофталевый сложный эфир, ДОЗ (ди-2-этилгексилазелаинат), ДБС (дибутилсибацинат), ДОС (диоктилсибацинат), ацетилтриэтилцитрат, ацетилтрибутилцитрат, ДБМ (дибутилмалеинат), ДОМ (2-этилгексилмалеинат), ДБФ (дибутилфумарат) и т.п.
В качестве замедлителя вулканизации для предотвращения или замедления преждевременной вулканизации используют органические кислоты, такие как безводная фталевая кислота, салициловая кислота и бензойная кислота, нитрозосоединения, такие как N-нитрозодифениламин, N-циклогексилтиофталимид и т.п.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно в примерах, не ограничивающих это изобретение.
Примеры 1-3 и сравнительные примеры 1-5
Резина борта: резина обжимной части и резина бортовой ленты
Резиновые смеси А-1, А-2 и А-3 борта приготавливали традиционным способом, смешивая и перемешивая компоненты, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в таблицах 1 и 2, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляя серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивая и перемешивая смесь при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины слоя каркаса
Резиновые смеси В-1 и В-2 слоя каркаса приготавливали традиционным способом, смешивая и перемешивая компоненты, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в таблице 3, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляя серу и вулканизирующее вещество, затем дополнительно смешивая и перемешивая смесь при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление электропроводящей резины плечевой зоны, покровной резины и проводящей резины
Смеси С-Е электропроводящей резины плечевой зоны, покровной резины и проводящей резины приготавливали традиционным способом, смешивая и перемешивая компоненты, за исключением серы и вулканизирующего вещества, которые представлены в таблицах 4-6, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляя серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивая и перемешивая смесь при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины протектора
Резиновые смеси F-1, F-2 протектора приготавливали традиционным способом, смешивая и перемешивая компоненты, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в таблице 7, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляя серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивая и перемешивая смесь при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины боковины
Резиновые смеси G-1 и G-2 боковины приготавливали традиционным способом, смешивая и перемешивая компоненты, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в таблице 8, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляя серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивая и перемешивая смесь при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины брекера
Резиновые смеси Н-1 и Н-2 брекера приготавливали традиционным способом, смешивая и перемешивая компоненты, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в таблице 9, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляя серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивая и перемешивая смесь при температуре 95°С в течение 2 мин.
Таблица 1
Резина борта
Смесь А-1
Натуральный каучук
80
SBR1500
20
N220
50
Ароматическое нефтяное масло
5
Воск
1,5
Противостаритель
1
Стеариновая кислота
1,5
Оксид цинка
3,5
Сера
1,6
Ускоритель
0,8
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
Таблица 2
Резина борта
Смесь А-2
Смесь А-3
Натуральный каучук
80
100
SBR1500
20
-
Диоксид кремния VN3
-
65
Силановый связующий агент
-
6,5
N220
50
-
Ароматическое нефтяное масло
5
-
Воск
1,5
1,5
Противостаритель
1
1
Стеариновая кислота
1,5
1,5
Оксид цинка
3,5
13,5
Сера
1,6
1,4
Ускоритель
0,8
2,2
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
10<sup>8</sup> или более
Таблица 3
Резина слоя каркаса
Смесь В-1
Смесь В-2
Натуральный каучук
75
75
SBR1502
25
25
N330
45
20
Диоксид кремния VN3
-
25
Si69
-
2,5
Противостаритель
2
2
Стеариновая кислота
1
1
Оксид цинка
3
3
Сера
3
3
Ускоритель
1
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
10<sup>8</sup> или более
Таблица 4
Электропроводящая резина плечевой зоны
Смесь С
Натуральный каучук
60
Полибутадиен
40
N220
45
N330
-
Воск
1
Противостаритель
3
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
2
Ускоритель
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
Таблица 5
Покровная резина
Смесь D
Натуральный каучук
75
SBR1502
25
N220
20
N330
25
Противостаритель
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
3
Ускоритель
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
Таблица 6
Проводящая резина
Смесь Е
Натуральный каучук
30
SBR1500
70
N220
55
Воск
1,5
Противостаритель
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
1,8
Ускоритель
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
Таблица 7
Резина протектора
Смесь F-1
Смесь F-2
SBR1500
100
100
Высокоизносостойкая печная сажа (ISAF)
-
50
VN3
50
-
Силановый связующий агент
5
-
Воск
1
1
Противостаритель
2
2
Стеариновая кислота
1
1
Оксид цинка
3
3
Сера
1,5
1,5
Ускоритель
1
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>8</sup> или более
10<sup>6</sup>
Таблица 8
Резина боковины
Смесь G-1
Смесь G-2
Натуральный каучук
60
60
Полибутадиен
40
40
N220
45
-
Диоксид кремния VN3
-
45
Силановый связующий агент
-
4,5
Воск
1
1
Противостаритель
3
3
Стеариновая кислота
1
1
Оксид цинка
3
3
Сера
2
2
Ускоритель
1
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
10<sup>8</sup> или более
Таблица 9
Резина брекера
Смесь Н-1
Смесь Н-2
Натуральный каучук
100
100
N330
-
55
Диоксид кремния VN3
55
-
Силановый связующий агент
5,5
-
Противостаритель
2
2
Стеарат кобальта
2
2
Стеариновая кислота
1
1
Оксид цинка
10
10
Нерастворимая сера
5,5
5,5
Ускоритель
0,9
0,9
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>8</sup> или более
10<sup>6</sup>
Подробное описание компонентов смеси из табл.1-9 представлено ниже.
Примечание 1: Натуральный каучук представляет собой TSR20 (торговое наименование), изготовленный в Таиланде.
Примечание 2: SBR1500 - бутадиенстирольный каучук, изготовленный JSR Corporation.
Примечание 3: SBR1502 - бутадиенстирольный каучук, изготовленный JSR Corporation.
Примечание 4: Полибутадиен представляет собой BR150B (торговое наименование), изготовленный Ube Industries, Ltd.
2
Примечание 5: N220 - сажа, изготовленная Cabot Japan К.К. (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 111 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 115 мл/100 г).
2
Примечание 6: N330 - сажа, изготовленная Mitsubishi Chemical Corporation (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 79 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 105 мл/100 г).
2
Примечание 7: ISAF - сажа, изготовленная Mitsubishi Chemical Corporation (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 115 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 114 мл/100 г).
2
Примечание 8: Диоксид кремния VN3 представляет собой VN3 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота:: 210 м/г).
Примечание 9: Силановый связующий агент Si69 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation.
Примечание 10: Ароматическое нефтяное масло представляет собой Х140 (торговое наименование), изготовленное Japan Energy Corporation.
Примечание 11: Воск представляет собой Sunnoc N (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 12: Антистаритель представляет собой Antigen6C, изготовленный Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Примечание 13: Стеариновая кислота, стеариновая кислота Tsubaki (торговое наименование), изготовленная NOF Corporation.
Примечание 14: Оксид цинка представляет собой оксид цинка, изготовленный Mitsui Mining&Smelting Co., Ltd.
Примечание 15: Сера представляет собой порошок серы, изготовленный Karuizawa Seirensha К.К.
Примечание 16: Вулканизирующий агент 1 представляет собой Nocceler NS-P (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 17: Нерастворимая сера представляет собой Myuclon OT20 (торговое наименование), изготовленный Shikoku Chemicals Corporation.
Изготовление пневматической шины
Каждую из пневматических шин (Примеры 1-3 и сравнительные примеры 1-5), имеющую конструкцию, представленную на Фиг.1, и размер 195/65R15, изготавливали, используя резиновые смеси, представленные в табл.1-9 совместно с табл.10, для протектора, боковины, брекера, резины обжимной части, резины бортовой ленты, электропроводящей резины плечевой зоны и проводящей резины, при использовании общепринятого метода формования вулканизацией.
Базовая конструкция образцов шин описана ниже.
Слой каркаса:
Угол корда: 90 градусов в продольном направлении шины.
Материал корда: сложный полиэфир (1800 денье).
Брекер:
Угол корда: 17×17 градусов в продольном направлении шины.
Материал корда: стальной корд 1×3.
Шина Сравнительного примера 2 имеет конструкцию, в которой электропроводящая резина плечевой зоны и проводящая резина исключены из конструкции, представленной на Фиг.1, и шина сравнительного примера 3 имеет конструкцию, в которой электропроводящая резина плечевой зоны исключена из конструкции шины, представленной на Фиг.1. Толщина покровной резины составляла 1 мм, толщина электропроводящей резины плечевой зоны составляла 1 мм, и ширина проводящей резины составляла 0,5 мм и была непрерывной в продольном направлении шины.
Оценка характеристик шины
Объемное удельное сопротивление
Изготавливали образцы толщиной 2 мм и размером 15 см × 15 см, используя резиновые смеси из табл.1-9, и измеряли их объемное удельное сопротивление, используя прибор для измерения электрического сопротивления R8340A (изделие ADVANTEST) при условиях: напряжение 500 В, температура 25°С и влажность 50%. Результаты представлены в табл.10. Чем больше значение, тем выше объемное удельное сопротивление резиновой смеси.
Сопротивление качению
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 200 кПа. Сопротивление качению измеряли, используя стенд для измерения сопротивления качению STL при скорости 80 км/ч и нагрузке 4,7 кН. Сопротивление качению для сравнительного примера 5 принимали за 100, используя коэффициент сопротивления качению (КСК), полученный делением зарегистрированной величины сопротивления качению на нагрузку, сопротивление качению для примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-4 показаны как относительные величины. Чем меньше величина, тем меньше сопротивление качению и лучше характеристики. Результаты представлены в табл.10.
Электропроводность шины
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 200 кПа. Протектор каждой шины приводили в контакт с железной пластиной при нагрузке 4,7 кН, чтобы измерить величину электрического сопротивления между ободом шины и металлической пластиной, при приложенном напряжении 100 В. Результаты представлены в табл.10.
Таблица 10
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Сравни-тельныйпример1
Сравни-тельныйпример 2
Сравни-тельныйпример 3
Сравни-тельныйпример 4
Сравни-тельныйпример 5
Тип смеси
Резина протектора
F-1
F-1
F-1
F-1
F-1
F-1
F-1
F-2
Резина боковины
G-2
G-2
G-2
G-2
G-2
G-1
G-2
G-1
Резина брекера
Н-1
Н-1
Н-1
Н-1
Н-2
Н-1
Н-1
Н-2
Проводящая резина
Е
Е
Е
Е
-
Е
Е
Е
Покровная резина
D
D
D
D
D
D
D
D
Электропроводящая резина плечевой зоны
С
С
С
С
-
-
С
-
Резина слоя каркаса
В-1
В-1
В-1
В-2
В-1
В-1
В-1
В-1
Резина бортовой ленты
А-1
А-3
А-3
А-1
А-1
А-1
А-3
А-3
Резина обжимной части
А-3
А-2
А-3
А-3
А-3
А-3
А-3
А-3
Резиновая бортовая лента
А-3
А-3
А-2
А-3
А-3
А-3
А-3
А-3
Электропроводность шины
2,2×10<sup>6</sup>
4,0× 10<sup>6</sup>
3,0× 10<sup>6</sup>
>10<sup>8</sup>
4,1× 10<sup>6</sup>
3,7×10<sup>6</sup>
>10<sup>8</sup>
>10<sup>8</sup>
Сопротивление качению
74
75
75
76
75
80
72
100
Как видно из табл.10, сравнительный пример 1 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с низкой электропроводностью для резины слоя каркаса. Сравнительный пример 2 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с низкой электропроводностью для резины брекера, а проводящая резина и электропроводящая резина плечевой зоны отсутствовали. Сравнительный пример 3 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с высокой электропроводностью для резины боковины и исключен слой электропроводящей резины. Сравнительный пример 4 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с низкой электропроводностью для резины бортовой ленты.
6
8
В примерах 1-3 достигнуто улучшение сопротивления качению и электропроводности шины, так как использовали электропроводящую резиновую смесь, имеющую объемное удельное сопротивление 6,1·10 Ом·м для конструкционного элемента шины, и объемное удельное сопротивление брекера и боковины устанавливали 1·10 Ом·м или более, из чего становится ясно, что пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением является лучшей как по сопротивлению качению, так и по электропроводности.
Примеры 4 и 5 и сравнительные примеры 6-9
Резина борта: резина бортовой ленты
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси представленные в табл.11, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивали и перемешивали смесь при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси А1-1, А1-2, А1-3 резины бортовой ленты.
Изготовление резины слоя каркаса
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси, представленные в табл.12, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивали и перемешивали смесь при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси В1-1, В1-2, В1-3 резины слоя каркаса.
Изготовление электропроводящей резины плечевой зоны, покровной резины и проводящей резины
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси, представленные в табл.13-15, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивали и перемешивали смесь при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси С1-Е1 электропроводящей резины плечевой зоны, покровной резины и проводящей резины.
Изготовление резины протектора
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси, представленные в табл.16, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивали и перемешивали смесь при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смесь F1 резины протектора.
Изготовление резины боковины
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси, представленные в табл.17, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивали и перемешивали смесь при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси G1 и G2 резины боковины.
Изготовление резины брекера
За исключением серы и вулканизирующего агента каждый из компонентов смеси, представленных в табл.18, смешивали и перемешивали используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, затем дополнительно смешивали и перемешивали смесь при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси Н1-1 и Н1-2 резины брекера.
Таблица 11
Бортовая лента
Смесь А1-1
Смесь А1-2
Смесь А1-3
Натуральный каучук
20
20
20
SBR1500
80
80
80
N220
50
-
-
Диоксид кремния VN3
-
50
50
Силановый связующий агент (Si69)
-
5
5
Ароматическое нефтяное масло
5
5
5
Воск
1,5
1,5
1,5
Противостаритель
1
1
1
Стеариновая кислота
1,5
1,5
1,5
Оксид цинка
3,5
3,5
3,5
Сера
1,6
1,6
1,6
Ускоритель
0,8
0,8
0,8
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
1·10<sup>6</sup>
1·10<sup>8</sup> или более
Таблица 12
Резина слоя
Смесь В1-1
Смесь В1-2
Смесь В1-3
Натуральный каучук
75
75
75
SBR1502
25
25
25
N330
45
-
-
Диоксид кремния VN3
-
45
45
Силановый связующий агент (Si69)
-
4,5
4,5
Противостаритель
2
2
2
Стеариновая кислота
1
1
1
Оксид цинка
3
3
3
Сера
3
3
3
Ускоритель
1
1
1
Металлическая фольга
-
2
-
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
1·10<sup>6</sup>
1·10<sup>8</sup> или более
Таблица 13
Электропроводящая резина плечевой зоны
Смесь С1
Натуральный каучук
60
Полибутадиен
40
Диоксид кремния VN3
45
Силановый связующий агент (Si69)
4,5
Воск
1
Противостаритель
3
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
2
Ускоритель
1
Металлическая фольга
2
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
Таблица 14
Покровная резина
Смесь D1
Натуральный каучук
75
БСК1502
25
Диоксид кремния VN3
20
Силановый связующий агент (Si69)
25
Противостаритель
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
3
Ускоритель
1
Металлическая фольга
2
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
Таблица 15
Проводящая резина
Смесь Е1
Натуральный каучук
30
SBR1500
70
Диоксид кремния VN3
55
Силановый связующий агент (Si69)
5,5
Воск
1,5
Противостаритель
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
1,8
Ускоритель
1
Металлическая фольга
2
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
Таблица 16
Резина протектора
Смесь F1
SBR1500
100
Диоксид кремния VN3
50
Силановый связующий агент(Si69)
5
Воск
1
Противостаритель
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
1,5
Ускоритель
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>8</sup> или более
Таблица 17
Резина боковины
Смесь G1-1
Смесь G 1-2
Натуральный каучук
60
60
Полибутадиен
40
40
N220
45
-
Диоксид кремния VN3
-
45
Силановый связующий агент (Si69)
-
4,5
Воск
1
1
Противостаритель
3
3
Стеариновая кислота
1
1
Оксид цинка
3
3
Сера
2
2
Ускоритель
1
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
1·10<sup>8</sup> или более
Таблица 18
Резина брекера
Смесь Н2-1
Смесь Н2-2
Натуральный каучук
100
100
N330
-
55
Диоксид кремния VN3
55
-
Силановый аппрет (Si69)
5,5
-
Противостаритель
2
2
Стеарат кобальта
2
2
Стеариновая кислота
1
1
Окись цинка
10
10
Нерастворимая сера
5,5
5,5
Ускоритель
0,9
0,9
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>8</sup> или более
1·10<sup>6</sup>
Подробное описание компонентов смеси из табл.11-18 представлено ниже.
Примечание 1: Натуральный каучук представляет собой TSR20 (торговое наименование), изготовленный в Таиланде.
Примечание 2: SBR1500 - бутадиенстирольный каучук, изготовленный JSR Corporation.
Примечание 3: SBR1502 - бутадиенстирольный каучук, изготовленный JSR Corporation.
Примечание 4: Полибутадиен - BR150B (торговое наименование), изготовленный Ube Industries, Ltd.
2
Примечание 5: N220 - сажа, изготовленная Cabot Japan К. К. (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 111 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 115 мл/100 г).
2
Примечание 6: N330 - сажа, изготовленная Mitsubishi Chemical Corporation (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 79 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 105 мл/100 г).
2
Примечание 7: Диоксид кремния VN3 - VN3 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 210 м/г).
Примечание 8: Силановый связующий агент Si69 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation.
Примечание 9: Ароматическое нефтяное масло - Х140 (торговое наименование), изготовленное Japan Energy Corporation.
Примечание 10: Воск - Sunnoc N (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 11: Антистаритель Antigen6C, изготовленный Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Примечание 12: Стеариновая кислота, стеариновая кислота Tsubaki (торговое наименование), изготовленная NOF Corporation.
Примечание 13: Оксид цинка - оксид цинка, изготовленный Mitsui Mining&Smelting Co., Ltd.
Примечание 14: Сера - порошок серы, изготовленный Karuizawa Seirensha К.К.
Примечание 15: Вулканизирующий агент 1- Nocceler NS-P (торговая марка), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 16: Нерастворимая сера, Myuclon OT20 (торговое наименование), изготовленный Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 17: Металлическая фольга имеет толщину от 10 до 50 мкм, наименьший диаметр от 0,1 до 9,3 мм и наибольший диаметр от 0,2 до 0,5 мм.
Изготовление пневматической шины
Каждую из пневматических шин (Примеры 4 и 5 и сравнительные примеры 6-9), имеющую конструкцию, представленную на Фиг.1, и размер 195/65R15, изготавливали, используя резиновые смеси, представленные в табл.11-18 совместно с табл.19 для протектора, боковины, брекера, резины обжимной части, резины бортовой ленты, электропроводящей резины плечевой зоны и проводящей резины при использовании общепринятого метода вулканизации в форме.
Основная конструкция образцов шин, как описано ниже.
Слой каркаса:
Угол корда: 90 градусов в продольном направлении шины.
Материал корда: волокно из сложного полиэфира(1670 дтекс/2).
Брекер:
Угол корда: 24×24 градусов в продольном направлении шины.
Материал корда: стальной корд (2+2×0,25).
Смесь (В1-3) с повышенным объемным удельным сопротивлением используют для резины слоя каркаса в сравнительном примере 6, и в сравнительном примере 7 электропроводящая резина плечевой зоны и проводящая резина исключены из конструкции, представленной на Фиг.1. В сравнительном примере 3 электропроводящая резина плечевой зоны исключена из конструкции шины, представленной на Фиг.1. Смесь (А1-3) с повышенным объемным удельным сопротивлением используют для резины бортовой ленты в сравнительном примере 9.
Толщина покровной резины составляла 1 мм, толщина электропроводящей резины плечевой зоны составляла 1 мм, и ширина проводящей резины была 3 мм и являлась непрерывной в продольном направлении шины.
Оценка характеристик шины
Объемное удельное сопротивление
Изготавливали образцы толщиной 2 мм и размером 15 см × 15 см, используя резиновые смеси из табл.11-18, и измеряли их объемное удельное сопротивление, используя прибор для измерения электрического сопротивления R8340A (изделие ADVANTEST) при условиях: напряжение 500 В, температура 25°С и влажность 50%. Результаты представлены в табл.19. Чем больше величина, тем выше объемное удельное сопротивление резиновой смеси.
Сопротивление качению
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 200 кПа. Сопротивление качению измеряли, используя стенд для измерения сопротивления качению STL при скорости 80 км/ч и нагрузке 4,7 кН. Сопротивление качению для сравнительного примера 6 принимали за 100, используя коэффициент сопротивления качению (КСК), полученный делением зарегистрированной величины сопротивления качению на нагрузку, сопротивление качению для примеров 4 и 5 и сравнительных примеров 7-9 показаны как относительные величины. Чем меньше величина, тем меньше сопротивление качению и лучше характеристики. Результаты представлены в табл.19.
Электропроводность шины
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 200 кПа. Протектор каждой шины приводили в контакт с железной пластиной при нагрузке 4,7 кН, чтобы измерить величину электрического сопротивления между ободом шины и металлической пластиной при приложенном напряжении 100 В. Результаты представлены в табл.19.
Таблица 19
Пример 4
Пример 5
Сравнитель-ныйпример 6
Сравнитель-ныйпример 7
Сравнитель-ныйпример 8
Сравнитель-ныйпример 9
Тип смеси
Резина протектора
F
F
F
F
F
F
Резина боковины
G-2
G-2
G-2
G-2
G-1
G-2
Резина брекера
Н-1
Н-1
Н-1
Н-2
Н-1
Н-1
Проводящая резина
Е
Е
Е
-
Е
Е
Покровная резина
D
D
D
D
D
D
Электропроводящая резина плечевой зоны
С
С
С
-
-
С
Резина слоя
В-1
В-2
В-3
В-1
В-1
В-1
Резина бортовой ленты
А-1
А-2
А-1
А-1
А-1
А-3
Электропроводность шины
2,2×10<sup>6</sup>
2,2×10<sup>6</sup>
>10<sup>8</sup>
4,1×10<sup>6</sup>
3,7×10<sup>6</sup>
>10<sup>8</sup>
Сопротивление качению
100
98
100
102
101
101
Как видно из табл.19, сравнительный пример 6 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с низкой электропроводностью для резины слоя. Сравнительный пример 7 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с низкой электропроводностью для брекерной резины и так как исключены проводящая резина и электропроводящая резина плечевой зоны. Сравнительный пример 8 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с высокой электропроводностью для резины боковины и так как исключен слой электропроводящей резины. Сравнительный пример 9 уступает по электропроводности шины, так как использовали резиновую смесь с низкой электропроводностью для резины бортовой ленты.
6
8
В обоих примерах 4 и 5 достигнуто снижение сопротивления качению и улучшена электропроводность шины, так как использовали электропроводящую резиновую смесь, имеющую объемное удельное сопротивление 6,1×10 Ом·м для конструкционного элемента шины, и так как объемное удельное сопротивление протектора, брекера и боковины устанавливали 1,0×10 Ом·м или более, из чего становится ясно, что в пневматической шине в соответствии с настоящим изобретением возможно достичь снижения сопротивления качению и превосходной электропроводности.
Примеры 6 и 7 и сравнительные примеры 10 и 11
Изготовление электропроводящей резины боковой части, покровной резины и проводящей резины
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси, представленные в табл.20, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, добавляли серу и вулканизирующий агент, смешивали и перемешивали при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси С2-Е2 резины слоя, электропроводящей резины боковой части, покровной резины и проводящей резины.
Изготовление резины протектора, резины боковины, резины брекера и резины обжимной части
За исключением серы и вулканизирующего агента все компоненты смеси, представленные в табл.21-24, смешивали и перемешивали, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, добавляли серу и вулканизирующий агент, смешивали и перемешивали при температуре 95°С в течение 2 мин, затем выполняли стадию экструзии и стадию каландрирования в соответствии с традиционным способом, чтобы приготовить смеси F резины протектора.
Таблица 20
Смесь
Покровная резина/ проводящая резина
Электропроводящая резина боковой части
А2
В2
С2
D2
Е2
F2
G2
Н2
Резина на основе диена
NR (марки TSR20)
100
100
100
100
100
100
100
100
Сажа
N330 (продукция Mitsubishi Chemical Corporation)
55
-
-
-
50
-
-
-
Диоксид кремния
VN3 (продукция Degussa Corporation)
-
55
50
40
-
50
45
35
Сажа
Printex XE2B (продукция Degussa Corporation)
-
-
5
15
-
-
5
15
Технологическое масло
Diana Process PS32 (продукция Idemitsu Kosan Co., Ltd.)
5
-
-
-
10
-
-
-
Соевое масло
Рафинированное соевое масло (продукция Nissan Oillio Group, Ltd.)
-
5
5
5
-
10
10
10
Воск
Воск Sunnoc (продукция Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
2
2
2
2
-
-
-
-
Противостаритель
Sunflex 13 (продукция Flexsys)
2
2
2
2
4
4
4
4
Стеариновая кислота
Kiri (продукция компании NOF)
2
2
2
2
2
2
2
2
Оксид цинка
Оксид цинка №1 (продукция Mitsui Mining&Smelting Co., Ltd.)
5
5
5
5
5
5
5
5
Силановый связующий агент
Si75 (продукция Degussa Corporation)
-
5
4
3
-
5
4
3
Сера
Crystex HSOT20 (продукция Flexsys)
5
5
5
5
1,5
1,5
1,5
1,5
Вулканизирующий агент
Nocceler (продукция Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
2
2
2
2
0,75
0,75
0,75
0,75
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
log<sub>10</sub>R
4,8
10,5
7,8
5,8
5,0
11,1
7,1
5,3
Соотношение материалов, полученных не из нефтяного сырья (%)
63
94
92
87
63
95
92
87
2
В табл.20 удельная поверхность сажи (Printex XE2B) по методу адсорбции азота составляет 880 м/г.
Таблица 21
Резина обжимной части
Смесь I2
Натуральный каучук
20
SBR1500
80
N220
50
Ароматическое нефтяное масло
5
Воск
1,5
Противостаритель
1
Стеариновая кислота
1,5
Оксид цинка
3,5
Сера
1,6
Ускоритель
0,8
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>6</sup>
Таблица 22
Резина протектора
Смесь J2
Натуральный каучук
100
Диоксид кремния VN3
50
Силановый связующий агент
5
Воск
1
Противостаритель
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
1,5
Ускоритель
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>11</sup>
Таблица 23
Резина боковины
Смесь К2
Натуральный каучук
100
Диоксид кремния VN3
45
Силановый связующий агент
4,5
Воск
1
Противостаритель
3
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
3
Сера
2
Ускоритель
1
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>11</sup>
Таблица 24
Резина брекера
Смесь L2
Натуральный каучук
100
N330
-
Диоксид кремния VN3
55
Силановый связующий агент
5,5
Противостаритель
2
Стеарат кобальта
2
Стеариновая кислота
1
Оксид цинка
10
Нерастворимая сера
5,5
Ускоритель
0,9
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
1·10<sup>11</sup>
Подробное описание компонентов смеси из табл.21-24 представлено ниже.
Примечание 1: Натуральный каучук - TSR20 (торговое наименование), изготовленный в Таиланде.
Примечание 2: SBR1500 - бутадиенстирольный каучук, изготовленный JSR Corporation.
2
Примечание 3: N220 - сажа, изготовленная Cabot Japan K.K. (удельная поверхность из адсорбции азота: 111 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 115 мл/100 г).
2
Примечание 4: N330 - сажа, изготовленная Mitsubishi Chemical Corporation (удельная поверхность из адсорбции азота: 79 м/г; величина масляной адсорбции ДБФ: 105 мл/100 г).
2
Примечание 5: Диоксид кремния VN3 - VN3 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation (удельная поверхность из адсорбции азота: 210 м/г).
Примечание 6: Силановый связующий агент - Si69 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation.
Примечание 7: Ароматическое нефтяное масло- Х140 (торговая марка), изготовленное Japan Energy Corporation.
Примечание 8: Воск - Sunnoc N (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 9: Противостаритель - Antigen6C, изготовленный Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Примечание 10: Стеариновая кислота - стеариновая кислота Tsubaki (торговое наименование), изготовленная NOF Corporation.
Примечание 11: Оксид цинка - оксид цинка, изготовленный Mitsui Mining&Smelting Co., Ltd.
Примечание 12: Сера - порошок серы, изготовленный Karuizawa Seirensha K.K.
Примечание 13: Вулканизирующий агент 1 - Nocceler NS-P (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 14: Нерастворимая сера - Myuсlon OT20 (торговое наименование), изготовленная Shikoku Chemical Corporation.
Каждую из пневматических шин (Примеры 6 и 7 и сравнительные примеры 10 и 11), имеющую конструкцию, представленную на Фиг.2, и размер 195/65R15, изготавливали, используя резиновые смеси, представленные в табл.20-24 совместно с табл.25 для протектора, боковины, брекера, резины обжимной части, резины бортовой ленты, электропроводящей резины плечевой зоны и проводящей резины, при использовании общепринятого метода вулканизации в форме. Основная конструкция образцов шин описана ниже.
Слой каркаса:
Угол корда: 90 градусов в продольном направлении шины.
Материал корда: полиэфирное волокно (1500 денье, 1670 дтекс/2).
Брекер:
Угол корда: 24×24 градусов в продольном направлении шины.
Материал корда: сталь.
Толщина покровной резины составляла 0,8 мм, толщина электропроводящей резины боковой части составляла 1 мм, и ширина проводящей резины составляла 1,5 мм и была непрерывной в продольном направлении шины.
Оценка характеристик шины
Объемное удельное сопротивление
Изготавливали образцы толщиной 2 мм и размером 15 см × 15 см, используя резиновые смеси из табл.20-24, и измеряли их объемное удельное сопротивление, используя прибор для измерения электрического сопротивления R8340A (изделие ADVANTEST) при условиях: напряжение 500 В, температура 25°С и влажность 50%. Результаты представлены в табл.20-24. Чем больше величина, тем выше объемное удельное сопротивление резиновой смеси.
Сопротивление качению
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 2 МПа. Сопротивление качению измеряли, используя стенд для измерения сопротивления качению STL при скорости 80 км/ч и нагрузке 4,7 кН. Используя коэффициент сопротивления качению (КСК), полученный делением зарегистрированной величины сопротивления качению на нагрузку, сопротивление качению примеров 6 и 7 и сравнительных примеров 10 и 11 получали согласно следующему равенству:
Сопротивление качению = коэффициент сопротивления качению сравнительного примера 1/сопротивления качению каждого из примеров 6 и 7 и сравнительного примера 11×100, при сопротивлении качению сравнительного примера 10, принимаемом за 100. Чем меньше величина, тем меньше сопротивление качению и лучше характеристики. Результаты представлены в табл.25.
Электропроводность шины
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 2 МПа. Протектор каждой шины приводили в контакт с железной пластиной при нагрузке 4,7 кН, чтобы измерить величину электрического сопротивления между ободом шины и металлической пластиной при приложенном напряжении 100 В. Результаты представлены в табл.25.
Таблица 25
Пример 6
Пример 7
Сравнительный пример 10
Сравнительный пример 11
Подпротектор
С
D
А
В
Проводящая резина
С
D
А
В
Электропроводящая резина боковой части
G
H
Е
F
Резина обжимной части
I
I
I
I
Резина протектора
J
J
J
J
Резина боковины
K
K
K
K
Резина брекера
L
L
L
L
Электропроводность шины
1·10<sup>7</sup>
1·10<sup>6</sup>
1·10<sup>7</sup>
1·10<sup>11</sup>
Сопротивление качению
106
104
100
103
Как видно из табл.25, сравнительный пример 10 не содержит диоксида кремния и электропроводящей сажи в покровной резине, проводящей резине и электропроводящей резине боковой части. Сравнительный пример 11 не содержит сажу в покровной резине, проводящей резине и электропроводящей резине боковой части.
8
8
В обоих примерах 6 и 7 достигнуто улучшение сопротивления качению и электропроводности шины, так как использовали электропроводящую резиновую смесь, имеющую объемное удельное сопротивление 1·10 Ом·см для покровной резины, проводящей резины и электропроводящей резины боковой части, и так как объемное удельное сопротивление резины протектора, брекера и боковины устанавливали 1·10 Ом·см или более, из чего становится ясно, что в пневматической шине в соответствии с настоящим изобретением возможно достичь как превосходного сопротивления качению, так и хорошей электропроводности.
Примеры 8 и сравнительные примеры 12-17
Изготовление электропроводящей резины сплошного участка и проводящей резиновой смеси
Смеси для электропроводящей резины сплошного участка и проводящей резины А3-С3 изготавливали традиционным способом, смешиванием и перемешиванием компонентов, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в табл.26, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 150°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, с последующим дополнительным смешиванием и перемешиванием смеси при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины протектора
Резиновые смеси D3 протектора изготавливали традиционным способом, смешиванием и перемешиванием компонентов, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в табл.26, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, с последующим дополнительным смешиванием и перемешиванием смеси при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины боковины
Резиновые смеси Е3 и F3 боковины изготавливали традиционным способом, смешиванием и перемешиванием компонентов, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в табл.26, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, с последующим дополнительным смешиванием и перемешиванием смеси при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины брекера
Резиновые смеси G3 и Н3 брекера изготавливали традиционным способом, смешиванием и перемешиванием компонентов, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в табл.26, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, с последующим дополнительным смешиванием и перемешиванием смеси при температуре 95°С в течение 2 мин.
Изготовление резины обжимной части
Смеси I3 и J3 резины обжимной части изготавливали традиционным способом, смешиванием и перемешиванием компонентов, за исключением серы и вулканизирующего агента, которые представлены в табл.26, используя герметичный смеситель Бэнбери, при температуре 140°С в течение 4 мин, и затем добавляли серу и вулканизирующий агент, с последующим дополнительным смешиванием и перемешиванием смеси при температуре 95°С в течение 2 мин.
Измерение объемного удельного сопротивления резиновой смеси
Объемное удельное сопротивление резиновых смесей A3-J3 измеряли после формования вулканизацией при 150°С в течение 30 мин, и результаты представлены в табл.26.
Таблица 26
Электропроводящая резина/проводящая резина
Резина протекто-ра
Резина боковины
Резина брекера
Резина обжимной части
Тип смеси
A3
В3
С3
D3
Е3
F3
G3
H3
I3
J3
Натуральный каучук (Примечание 1)
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Сажа из древесной смолы (Примечание 2)
45
20
-
-
-
45
-
55
30
-
Диоксид кремния VN3 (Примечание 3)
-
-
45
50
45
-
55
-
60
90
Силановый связующий агент (Примечание 4)
-
-
-
5
4,5
-
5,5
-
6
9
Воск (Примечание 5)
1
1
1
1
1
1
-
-
1
1
Противостаритель (Примечание 6)
3
3
3
2
3
3
2
2
3
3
Стеарат кобальта
-
-
-
-
-
-
2
2
-
-
Стеариновая кислота (Примечание 7)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Оксид цинка (Примечание 8)
3
3
3
3
3
3
10
10
3
3
Сера (Примечание 9)
2
2
2
1,5
2
2
5,5 (Прим 11)
5,5 (Прим 11)
2
2
Ускоритель (Примечание 10)
1
1
1
1
1
1
0,9
0,9
3
3
Объемное удельное сопротивление (Ом·см)
10<sup>6</sup>
10<sup>7</sup>
10<sup>8</sup>или более
10<sup>8</sup>или более
10<sup>8</sup>или более
10<sup>6</sup>
10<sup>8</sup>или более
10<sup>6</sup>
10<sup>6</sup>
10<sup>8</sup>или более
Примечание 1: Натуральный каучук - TSR20 (торговое наименование), изготовленный в Таиланде.
2
Примечание 2: Сажа из древесной смолы получена в печи, работающей на жидком топливе, используя древесную смолу, образующуюся в качестве побочного продукта при переработке древесного угля в качестве сырья. Удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота, составляет 125 м/г, и величина масляной адсорбции ДБФ составляет 105 мл/100 г.
2
Примечание 3: Диоксид кремния VN3 - VN3 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation (удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота: 210 м/г).
Примечание 4: Силановый связующий агент - Si69 (торговое наименование), изготовленный Degussa Corporation.
Примечание 5: Воск - Sunnoc N (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 6: Противостаритель - Antigen6C, изготовленный Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Примечание 7: Стеариновая кислота, стеариновая кислота Tsubaki (торговое наименование), изготовленная NOF Corporation.
Примечание 8: Оксид цинка - оксид цинка, изготовленный Mitsui Mining&Smelting Co., Ltd.
Примечание 9: Сера - порошок серы, изготовленный Karuizawa Seirensha K.K.
Примечание 10: Вулканизирующий агент 1 - Nocceler NS-P (торговое наименование), изготовленный Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Примечание 11: Нерастворимая сера, Myuclon OT20 (торговое наименование), изготовленная Shikoku Chemicals Corporation.
Изготовление пневматической шины
Каждую из пневматических шин (пример 8 и сравнительные примеры 12, 13 и 17), имеющую конструкцию, представленную на Фиг.3, и размер 195/65R15, и каждую из пневматических шин (сравнительные примеры 14-16), имеющую конструкцию, представленную на Фиг.4, и размер 195/65R15, изготавливали, используя резиновые смеси, представленные в табл.27, для протектора, боковины, брекера, резины обжимной части, электропроводящей резины сплошного участка и проводящей резины при использовании общепринятого метода формования вулканизацией.
Проводящая резина и электропроводящая резина сплошного участка сформированы на шине, показанной на Фиг.3, и данные элементы не сформированы на шине, показанной по Фиг.4. На Фиг.3 толщина электропроводящей резины сплошного участка составляет 1,0 мм, и электропроводящая резина сплошного участка непрерывна в продольном направлении шины.
Объемное удельное сопротивление
Изготавливали образцы толщиной 2 мм и размером 15 см × 15 см, используя резиновые смеси из табл.26, и измеряли их объемное удельное сопротивление, используя прибор для измерения электрического сопротивления R8340A (изделие ADVANTEST) при условиях: напряжение 500 В, температура 25°С и влажность 50%. Результаты представлены в табл.26. Чем больше величина, тем выше объемное удельное сопротивление резиновой смеси.
Сопротивление качению
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 200 кПа. Сопротивление качению измеряли, используя стенд для измерения сопротивления качению STL при скорости 80 км/ч и нагрузке 4,7 кН. Сопротивление качению сравнительного примера 12 брали за 100, используя коэффициент сопротивления качению (КСК), полученный делением полученной величины сопротивления качению на нагрузку, сопротивление качению примера 8 и сравнительных примеров 12-17 показаны как относительные величины. Чем меньше величина, тем меньше сопротивление качению и лучше характеристики. Результаты представлены в табл.27.
Электропроводность шины
Пневматические шины, изготовленные, как описано выше, монтировали на стандартные обода и затем накачивали до стандартного давления 200 кПа. Протектор каждой шины приводили в контакт с железной пластиной при нагрузке 4,7 кН, чтобы измерить величину электрического сопротивления между ободом шины и металлической пластиной, при приложенном напряжении 100 В. Результаты представлены в табл.27.
Таблица 27
Пример 8
Сравни-тельныйпример12
Сравни-тельныйпример 13
Сравни-тельныйпример 14
Сравни-тельныйпример 15
Сравни-тельныйпример 16
Сравни-тельныйпример 17
Тип смеси
Резина протектора
D3
D3
D3
D3
D3
D3
D3
Резина боковины
Е3
Е3
Е3
Е3
F3
F3
Е3
Резина брекера
G3
G3
G3
G3
G3
Н3
G3
Электропроводящая резина сплошного участка
A3
В3
С3
-
-
-
A3
Проводящая резина
A3
В3
С3
-
-
-
A3
Резина обжимной части
I3
I3
I3
I3
I3
I3
J3
Конструкция шины
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.4
Фиг.4
Фиг.4
Фиг.3
Сопротивление качению
100
100
100
100
104
105
100
Электропроводность шины (электрическое сопротивление)
6,1×10<sup>6</sup>
10<sup>8 </sup>или более
10<sup>8 </sup>или более
10<sup>8 </sup>или более
10<sup>8</sup> или более
5,6×10<sup>6</sup>
10<sup>8 </sup>или более
Отношение материалов, полученных не из нефтяного сырья
80% или более
80% или более
80% или более
80% или более
75% или менее
75% или менее
80% или более
Как видно из табл.27, в сравнительных примерах 12 и 13 не реализуют улучшение электропроводности шины, так как недостаточно снижено объемное удельное сопротивление резиновой смеси, используемой для электропроводящей резины сплошного участка. Также, в случае если достаточно снижено объемное удельное сопротивление резиновой смеси, используемой для электропроводящей резины, как в сравнительном примере 17, электропроводность шины становится недостаточной, если электропроводность резины обжимной части низкая. Сравнительные примеры 13-16 основаны на традиционной конструкции шины (схематическое сечение которой представлено на Фиг.4), и сравнительный пример 14 уступает по электропроводности, тогда как сопротивление качению примеров 15 и 16 недостаточно.
6
8
Напротив, в примере 8 достигнуто улучшение как сопротивления качению, так и электропроводности шины, так как была сформирована электропроводящая резиновая смесь сплошного участка, обладающая удельным объемным сопротивлением 6,1·10 Ом·см, и удельное объемное сопротивление резины протектора, брекера и боковины устанавливали 1·10Ом·см или более, из чего ясно, что пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением имеет превосходные характеристики как сопротивления качению, так и электропроводности.
Пневматическая шина по настоящему изобретению, в которой возможно подавить сопротивление качению и эффективно разряжать статическое электричество, возникающее в ходе движения, подходит для использования в транспортных средствах, таких как автомобили, грузовики, автобусы и тяжелая техника.
Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно описано и проиллюстрировано, очевидно, что приведенные примеры и чертежи представлены только для иллюстрации и не ограничивают объем настоящего изобретения, изложенный в прилагаемой формуле изобретения.