無釘防滑冬胎的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無釘防滑冬胎。
【背景技術】
[0002] 鑲釘輪胎或雪鏈被用于在冰雪路面上行駛；然而，它們不幸地產(chǎn)生環(huán)境問題例如 粉塵污染。于是，無釘防滑冬胎被開發(fā)作為用于在冰雪路面上行駛的候選輪胎。由于無釘防 滑冬胎在比一般路面具有更粗糙表面的冰雪路面上使用，故其材料和結構被特別地設計。 例如，已經(jīng)開發(fā)出包含低溫性能出色的二烯橡膠的橡膠組合物，以及包含大量用以提高軟 化效果的軟化劑的橡膠組合物。
[0003] 人們已經(jīng)做了一些嘗試例如通過增加橡膠組合物中的聚丁二烯橡膠的量來提高 無釘防滑冬胎在冰雪上的性能。然而，如果聚丁二烯橡膠的量過度增加，那么橡膠中的迀移 率太高，從而導致化學品的滲出。因此，聚丁二烯橡膠的量存在可增加的限度。此外，如果 聚丁二烯橡膠的量增加，那么橡膠組合物中天然橡膠的比例隨聚丁二烯橡膠的量增加而降 低。于是，橡膠組合物存在具有較差的橡膠強度和劣化的耐磨性的問題。
[0004] 為了解決上述問題，例如，專利文獻1公開了一種用于無釘防滑冬胎的橡膠組合 物，其包含大量的二氧化硅和軟化劑。然而，在同時提供冰雪上性能和耐磨性方面，仍存在 改進的空間。
[0005] 引用列表
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻 I :JP2012_224864A

【發(fā)明內容】

[0008] 技術問題
[0009] 考慮到上述情況進行了本發(fā)明，以及本發(fā)明致力于提供一種無釘防滑冬胎，其實 現(xiàn)了耐磨性和冰雪上性能的平衡改進。
[0010] 解決問題的技術方案
[0011] 本發(fā)明涉及一種無釘防滑冬胎，其包括由橡膠組合物形成的胎面冠部，該橡膠組 合物包含橡膠組分（該橡膠組分包括天然橡膠和聚丁二烯橡膠）、芳香油，以及二氧化硅， 以100質量％的橡膠組分為基準，該橡膠組分包括組合量為30-100質量％的天然橡膠和聚 丁二烯橡膠，以100質量份的橡膠組分為基準，該橡膠組合物包含20-80質量份的芳香油和 15-80質量份的二氧化硅，該橡膠組合物通過混合天然橡膠、芳香油、以及母料制得，該母料 通過混合聚丁二烯橡膠和二氧化硅制得。
[0012] 優(yōu)選地，以100質量份的橡膠組分為基準，該橡膠組合物包含30-80質量份的芳香 油和30-80質量份的二氧化硅。
[0013] 優(yōu)選的，該橡膠組合物進一步包含炭黑，以及以100質量％的總的二氧化硅和炭 黑為基準，二氧化硅的比例為50質量％以上。
[0014] 本發(fā)明的有益效果
[0015] 本發(fā)明提供一種無釘防滑冬胎，其包括由橡膠組合物形成的胎面冠部，該橡膠組 合物包含包括一定量的天然橡膠和聚丁二烯橡膠的橡膠組分，以及一定量的芳香油和二氧 化硅，該橡膠組合物由母料制得，該母料通過混合聚丁二烯橡膠和二氧化硅制得。于是，該 無釘防滑冬胎實現(xiàn)了耐磨性和冰雪上性能（冰雪上的抓地性能）的平衡改進。
【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明的無釘防滑冬胎包括由橡膠組合物形成的胎面冠部，該橡膠組合物包含包 括天然橡膠和聚丁二烯橡膠的橡膠組分、芳香油、和二氧化硅。胎面冠部是多層胎面的外表 面部分。在胎面為兩層胎面的情況中，其由外表面層（胎面冠部）和內表面層（胎面基部） 構成。
[0017] 在本發(fā)明中，橡膠組合物包含包括一定量的天然橡膠和聚丁二烯橡膠的橡膠組 分，以及一定量的芳香油和二氧化硅。這導致耐磨性和冰雪上性能的平衡改進。
[0018] 此外，該橡膠組合物通過混合天然橡膠、芳香油，以及母料制得，該母料通過混合 聚丁二烯橡膠和二氧化硅制得。通常，橡膠組合物通過用班伯里密煉機混合它們的組分制 得。然而，當全部組分混合在一起時，二氧化硅將朝著天然橡膠相發(fā)生局部地分布，這限制 了二氧化硅在橡膠組合物中的分散。于是，該方法在改進耐磨性和冰雪上性能方面也具有 有限效果。相反，當如本發(fā)明中那樣，將聚丁二烯橡膠和二氧化硅預先混合以制備母料，然 后將母料與天然橡膠和芳香油混合時，二氧化硅朝著天然橡膠相的局部分布可被抑制，從 而可改進二氧化硅的分散性。因此，可改進耐磨性和冰雪上性能。
[0019] 在該橡膠組合物中，將天然橡膠（NR)和聚丁二烯橡膠（BR)組合使用作為橡膠組 分。該組合使用提供改進的低溫性能和改進的冰雪上性能。特別地，聚丁二烯橡膠是用于 確保冰雪上性能的關鍵組分。
[0020] NR的例子包括通常使用的天然橡膠，例如TSR20和RSS#3。
[0021] 在橡膠組合物中，以100質量％橡膠組分為基準，NR的量優(yōu)選為30質量％以上，更 優(yōu)選40質量％以上，還更優(yōu)選50質量％以上。如果NR的量低于30質量％，那么可能大幅 降低拉伸強度，從而難以確保耐磨性。以100質量％橡膠組分為基準，NR的量優(yōu)選為80質 量％以下，更優(yōu)選70質量％以下，還更優(yōu)選65質量％以下。如果NR的量超過80質量％， 那么不能確保無釘防滑冬胎所需要的低溫性能，于是制得的無釘防滑冬胎不能發(fā)揮其冰雪 上性能。
[0022] BR沒有特別限制，其例子包括：高順式BR，例如JSR公司制造的BR730和BR51、 Zeon公司制造的BR1220、以及宇部興產(chǎn)株式會社制造的BR130B、BR150B和BR710 ;以及低 順式BR，例如Zeon公司制造的BR1250H。這些BR可單獨使用或兩種以上地組合使用。
[0023] BR中的順式含量優(yōu)選為80質量％以上，更優(yōu)選85質量％以上，還更優(yōu)選90質 量％以上，特別優(yōu)選95質量％以上。使用這種BR，可獲得更好的冰雪上性能。
[0024] 此處的順式含量值通過紅外吸收譜分析確定。
[0025] 在橡膠組合物中，以100質量％橡膠組分為基準，BR的量優(yōu)選為10質量％以上， 更優(yōu)選20質量％以上，更優(yōu)選30質量％以上，特別優(yōu)選50質量％以上。如果BR的量低于 10質量％，那么可能不能確保無釘防滑冬胎所需的低溫性能，于是，制得的無釘防滑冬胎不 能發(fā)揮其冰雪上性能。以100質量％橡膠組分為基準，BR的量優(yōu)選為80質量％以下，更優(yōu) 選70質量％以下，還更優(yōu)選60質量％以下。如果BR的量超過80質量％，那么加工性可能 大幅劣化。
[0026] 在橡膠組合物中，以100質量％橡膠組分為基準，NR和BR的組合量為30質量％ 以上，優(yōu)選60質量％以上，更優(yōu)選80質量％以上，最優(yōu)選100質量％。NR和BR的組合量越 高，提供越出色的低溫性能，于是制得的無釘防滑冬胎可發(fā)揮所需的冰雪上性能。
[0027] 該橡膠組合物中的橡膠組分可包括其它橡膠，只要不抑制本發(fā)明的效果即可。其 它橡膠的例子包括聚異戊二烯橡膠（IR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠（SBR)、丁二烯-異戊 二烯共聚物橡膠、以及丁基橡膠。
[0028] 該橡膠組合物包含相對大量的芳香油。當使用礦物油時，由于其出色的低溫性能， 故可確保冰雪上性能，但耐磨性劣化。如果降低礦物油的量以確保耐磨性，那么冰雪上性能 因低溫性能的降低而劣化。于是，使用礦物油不能同時提供冰雪上性能和耐磨性，因為它們 是彼此對立的性能。相反，在甚至大量使用芳香油的情況中，耐磨性未大幅降低。于是，使 用芳香油可同時提供冰雪上性能和耐磨性。
[0029] 例如，芳香油可合適地具有根據(jù)ASTM D2140確定的15質量％以上（質量百分比） 芳香烴含量。下面對此進行進一步地解釋。操作油在其分子結構中包含芳香烴（C a)、石蠟 烴（Cp)，以及環(huán)烷烴（Cn)，并且根據(jù)Ca含量（質量％ )、CP含量（質量％ )，以及Cn含量（質 量％ )，操作油被大致分類為芳香油、石蠟油，以及環(huán)烷油。本發(fā)明中使用的芳香油的(；含 量優(yōu)選15質量％以上、更優(yōu)選17質量％以上。此外，芳香油的匕含量優(yōu)選70質量％以下、 更優(yōu)選65質量％以下。
[0030] 市場可售的芳香油產(chǎn)品的例子包括出光興產(chǎn)株式會社制造的AC-12、AC-460、 AH-16、AH-24、以及 AH-58;以及 JX Nippon Oil&Energy 株式會社制造的 Process NC300S 和 Process X-140。
[0031] 在橡膠組合物中，以100質量份的橡膠組分為基準，芳香油的量為20質量份以上， 優(yōu)選30質量份以上，更優(yōu)選45質量份以上，還更優(yōu)選60質量份以上。芳香油的量越高，產(chǎn) 生的軟化效果越大，從而提供改進的低溫性能，以及改進的冰雪上性能。相反，如果芳香油 的量過低，那么不能提供用于胎面所需的軟化效果，于是，無