專利名稱：輪胎用橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎用橡膠組合物及使用該組合物的充氣輪胎。
背景技術(shù)：
在冰雪路面行駛時(shí)可以使用釘面輪胎，也可以給輪胎裝備上鎖鏈，但是由于會(huì)引 起灰塵等環(huán)境問(wèn)題，冰雪路面行駛用無(wú)釘雪胎做為替代品研發(fā)成功。由于冰雪路面相對(duì)于普通路面來(lái)說(shuō)，摩擦系數(shù)顯著下降，變得易滑，因此在無(wú)釘雪 胎的用料和設(shè)計(jì)方面做了大量研究。例如，混有低溫特性優(yōu)異的二烯系橡膠的橡膠組合物 研制成功。還有，增加表面邊緣成分改變輪胎表面凹凸形態(tài)，混合具有抓地效應(yīng)的無(wú)機(jī)填充 物等(參閱日本專利特開(kāi)平8-217918號(hào)公報(bào))，通過(guò)獲得在冰雪路面上對(duì)冰的抓地效應(yīng)提 高冰面摩擦性能。然而，上述的無(wú)釘雪胎與釘面輪胎相比，在冰雪路面上的摩擦性能依然不夠，需要 進(jìn)行更深一步的改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使冰面摩擦性能提高的輪胎用橡膠組合物及使用該組合物的充 氣輪胎。本發(fā)明涉及輪胎用橡膠組合物，相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠，還含有1 20 重量份的平均纖維直徑為15 100 μ m的非金屬纖維以及1 30重量份的填充物，填充物 中含有2個(gè)以上突起長(zhǎng)度為非金屬纖維的平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍的突起。優(yōu)選上述填充物的突起為4個(gè)。優(yōu)選上述填充物為氧化鋅晶須。上述非金屬纖維的平均纖維直徑優(yōu)選15 40 μ m。上述非金屬纖維優(yōu)選玻璃纖維。此外，本發(fā)明涉及由上述橡膠組合物構(gòu)成的充氣輪胎。上述充氣輪胎優(yōu)選從胎面部切出的橡膠片的胎面厚度方向的復(fù)彈性模量El與輪 胎圓周方向的復(fù)彈性模量E2的比值滿足以下關(guān)系式E1/E2 ^ 1.

圖1是本發(fā)明中混合的填充物的簡(jiǎn)要仰視圖，填充物中含有2個(gè)突起。圖2是本發(fā)明中混合的填充物的簡(jiǎn)要仰視圖，填充物中含有4個(gè)突起。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物由二烯系橡膠、非金屬纖維以及含有2個(gè)以上的突起 的填充物構(gòu)成。通常，為了使壓延機(jī)輥筒擠壓出來(lái)的橡膠中的非金屬纖維沿?cái)D壓方向定位，并由此表現(xiàn)出有效的對(duì)冰面抓地效應(yīng)，需要采取以下特殊方法(裝置)，沿與擠壓方向相垂直的 方向切割薄片，并使其豎立的制造方法，或者通過(guò)使擠壓頭呈管式狀，沿與擠壓方向相垂直 的方向定位纖維，沿與擠壓方向平行的方向切割薄片，并且各自翻轉(zhuǎn)90度再重合，使其沿 胎面厚度方向定位等。然而，本發(fā)明通過(guò)將特定尺寸的含有多個(gè)突起的填充物與特定尺寸 的非金屬纖維一起混合到橡膠內(nèi)，即使纖維沿橡膠的擠壓方向進(jìn)行的定位遭到破壞，在不 使用特殊的輪胎制造方法(裝置)時(shí)，也能通過(guò)非金屬纖維獲得足夠的冰面抓地效應(yīng)。此外，通過(guò)混合含有2個(gè)以上突起的填充物，其中的多個(gè)突起起到錨固效應(yīng)，能防 止行駛時(shí)的沖擊與磨損引起的脫落，并且，能從橡膠表面產(chǎn)生小突起，其拒水效應(yīng)排除了冰 雪路面與輪胎間形成的水膜，進(jìn)而提高了冰面摩擦性能。本發(fā)明的橡膠組合物中所使用的二烯系橡膠，可以選用任意二烯系橡膠，例如，可 以單獨(dú)使用天然橡膠(NR)、聚異戊二烯橡膠(IR)、各種聚丁二烯橡膠(BR)、各種苯乙烯-丁 二烯共聚物橡膠(SBR)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(NBR)、丁基橡膠(IIR)、鹵化丁基橡膠、 聚氯丁二烯橡膠(CR)等二烯系橡膠，也可以以任意比例混合后使用。其中，從低溫特性好、 或者以低溫性能與加工性、耐久性等之間有較好平衡方面考慮，優(yōu)選使用NR和BR做為橡膠 成分。本發(fā)明的橡膠組合物中使用的非金屬纖維，沒(méi)有損傷路面的擔(dān)憂，其與橡膠的磨 損速度之差較小，適合確保胎面與冰雪路面之間的接地。非金屬纖維當(dāng)中，優(yōu)選在橡膠混煉 過(guò)程中，折斷成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度而變短的玻璃纖維和碳纖維，因?yàn)槠湟追稚⑴c易定位性，容易獲 得適宜復(fù)彈性模量比的橡膠。非金屬纖維的平均纖維直徑為15 μ m以上，優(yōu)選20 μ m以上，更優(yōu)選25 μ m以上， 進(jìn)一步優(yōu)選30 μ m以上。平均纖維直徑在15 μ m以下時(shí)，由于纖維截面積小，沿胎面厚度方 向定位的纖維在胎面表面不足以形成足夠的高接地壓部分。此外，非金屬纖維的平均纖維 直徑在100 μ m以下，優(yōu)選50 μ m以下，更優(yōu)選40 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選35 μ m以下。非金屬 纖維的平均纖維直徑超過(guò)100 μ m后，使得推開(kāi)冰雪路面與輪胎之間產(chǎn)生的水膜的作用減 弱，以致粘著、粘附摩擦無(wú)法充分起到作用。非金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度優(yōu)選0. Imm以上，更優(yōu)選0.2mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選 0. 4mm以上。非金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度不到0. Imm的話，行駛時(shí)有纖維容易從胎面脫落， 推開(kāi)水膜的效果減弱的傾向。非金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度優(yōu)選5mm以下，更優(yōu)選3mm以下， 進(jìn)一步優(yōu)選2mm以下。非金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度超過(guò)5mm后，有纖維的分散與定位變難， 橡膠加工性能變低的傾向。非金屬纖維的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠在1重量份以上，優(yōu)選1. 5 重量份以上，更優(yōu)選2重量份以上。非金屬纖維的混合量小于1重量份時(shí)，在胎面上形成接 地壓的纖維量變少，無(wú)法充分去除水膜及產(chǎn)生對(duì)冰抓地效應(yīng)。又，非金屬纖維的混合量相對(duì) 于100重量份的二烯系橡膠在20重量份以下，優(yōu)選18重量份以下，更優(yōu)選15重量份以下。 非金屬纖維的混合量超過(guò)20重量份時(shí)，胎面花紋塊剛性過(guò)高，胎面橡膠表面無(wú)法緊貼冰雪 路面，粘著 粘附摩擦下降。本發(fā)明的橡膠組合物中使用的填充物含有2個(gè)以上的突起，與二烯系橡膠混合 時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性、耐熱性、熱傳導(dǎo)性等效果。上述填充物含有2個(gè)以上的突起，優(yōu)選含有3個(gè)以上，更優(yōu)選含有4個(gè)突起。無(wú)突
4起(球狀)或者含有一個(gè)突起(線狀)的填充物，無(wú)法起到錨固效應(yīng)，行駛時(shí)產(chǎn)生的沖擊與磨損易引起脫落。含有2個(gè)以上突起的填充物可以列舉，氧化鋅晶須和沖繩產(chǎn)的星沙等。其中，由于 氧化鋅晶須屬于比冰更硬、比柏油更柔軟的材料，故優(yōu)選氧化鋅晶須。此處，如含有2個(gè)突起的填充物的簡(jiǎn)要仰視1所示，填充物的突起數(shù)為2個(gè)定 義為相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ、也即連接一個(gè)突起的一端與填充物的中心(拐點(diǎn))的直線與連 接另一相鄰?fù)黄鸬囊欢伺c填充物的中心(拐點(diǎn))的直線所形成的角度θ不到180度。突 起數(shù)為1個(gè)填充物的相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ為180度，相當(dāng)于纖維等線狀填充物。含有2個(gè) 突起的填充物的相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ優(yōu)選90度以上，更優(yōu)選100度以上。相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi) 度角θ小于90度時(shí)，有很難獲得打亂非金屬纖維定位的效果的傾向。從能夠充分獲得打亂非金屬纖維定位的效果這一點(diǎn)來(lái)看，含有2個(gè)以上突起的填 充物的相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ優(yōu)選90度以上，更優(yōu)選100度以上。另外，從180度時(shí)突起數(shù) 只有1個(gè)這一點(diǎn)來(lái)看，含有2個(gè)以上突起的填充物的相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ優(yōu)選180度以下， 從打亂非金屬纖維的定位這一點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選130度以下。含有4個(gè)突起的填充物的簡(jiǎn)要仰視圖如圖2所示。含有4個(gè)突起的填充物，其相 鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ優(yōu)選90 130度，所有的相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ為109.5度，更優(yōu)選各 個(gè)突起形成正四面體的頂點(diǎn)。含有4個(gè)突起的填充物，相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角在90度以下時(shí)， 非金屬纖維無(wú)法纏繞于上述填充物的突起與突起之間，有很難獲得打亂非金屬纖維定位的 效果的傾向。此處上述填充物的相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角θ是指，拍下上述填充物的顯微鏡照片，進(jìn) 行觀察的角度。上述填充物的突起長(zhǎng)度是指從填充物中心(拐點(diǎn))開(kāi)始到突起一端的長(zhǎng)度，為突 起為4個(gè)的填充物的簡(jiǎn)要仰視圖即圖2中的L。用顯微鏡觀察含有2個(gè)以上突起的填充物， 測(cè)定任意的50個(gè)填充物，把測(cè)定了突起長(zhǎng)度的每一個(gè)填充物的突起平均長(zhǎng)度定作為填充 物的突起長(zhǎng)度。上述填充物的突起長(zhǎng)度優(yōu)選7. 5 μ m以上，更優(yōu)選10 μ m以上，進(jìn)一步優(yōu)選12. 5 μ m 以上。填充物的突起長(zhǎng)度小于7. 5μπι時(shí)，有無(wú)法提高在冰雪面上的摩擦性能的傾向。上述 填充物的突起長(zhǎng)度優(yōu)選300 μ m以下，更優(yōu)選150 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選120 μ m以下。填充 物的突起長(zhǎng)度超過(guò)300 μ m后，耐磨性有顯著下降的傾向。上述填充物的突起長(zhǎng)度為非金屬纖維的平均纖維直徑的0. 5倍以上，優(yōu)選0. 6倍 以上。上述填充物的突起長(zhǎng)度小于非金屬纖維的平均纖維直徑的0. 5倍的情況下時(shí)，很難 獲得打亂非金屬纖維定位的效果。此外，上述填充物的突起長(zhǎng)度在非金屬纖維的平均纖維 直徑的3. 1倍以下，優(yōu)選3. 0倍以下，更優(yōu)選2. 5倍以下，進(jìn)一步優(yōu)選2倍以下，特別優(yōu)選 1. 5倍以下。上述填充物的突起長(zhǎng)度超過(guò)非金屬纖維的平均纖維直徑的3. 1倍時(shí)，填充物的 突起有折斷的情況。在本發(fā)明中，填充物的突起長(zhǎng)度為非金屬纖維的平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍是 指填充物的多個(gè)突起中最短的突起長(zhǎng)度為非金屬纖維平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍。上述填充物的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠在1重量份以上，優(yōu)選1. 5 重量份以上，更優(yōu)選2重量份以上。填充物的混合量小于1重量份時(shí)，很難提高在冰雪路面上的冰面摩擦性能。此外，填充物的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠在30重量份以 下，優(yōu)選25重量份以下，更優(yōu)選10重量份以下。填充物的混合量超過(guò)30重量份時(shí)，耐磨性 下降。為了提高填充物與二烯系橡膠間的黏力，可以使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚 苯乙烯(PS)、聚氨乙酯(PU)、聚乙烯醇(PVA)、硅烷偶聯(lián)劑、硅烷化劑等對(duì)上述填充物的表 面進(jìn)行處理。此外，本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物可以進(jìn)一步添加除含有2個(gè)以上突起的填充物 外的補(bǔ)強(qiáng)劑。補(bǔ)強(qiáng)劑可以列舉碳黑、二氧化硅和/或者如通式(1)表示的無(wú)機(jī)填料。mM xSiOy zH20(1)(M是選自從鋁、鎂、鈦、鈣及鋯當(dāng)中選出的金屬、這些金屬的氧化物和氫氧化物以 及它們的水合物、以及這些金屬的碳酸鹽中至少一種，m、x、y以及z為常數(shù))碳黑的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠在5重量份以上，優(yōu)選10重量份以 上，更優(yōu)選15重量份以上。碳黑的混合量小于5重量份時(shí)，無(wú)法獲得充分的補(bǔ)強(qiáng)性，有耐磨 性變差的傾向。碳黑的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠優(yōu)選150重量份以下，更優(yōu) 選100重量份以下，進(jìn)一步優(yōu)選70重量份以下。碳黑的混合量超過(guò)150重量份時(shí)，加工性 低，硬度變高，因此冰面摩擦性能有下降的傾向。無(wú)機(jī)填料的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠優(yōu)選5重量份以上，更優(yōu)選10 重量份以上，進(jìn)一步優(yōu)選15重量份以上。無(wú)機(jī)填料的混合量小于5重量份時(shí)，無(wú)法獲得充 分的補(bǔ)強(qiáng)性，有耐磨性變差的傾向。另外，無(wú)機(jī)填料的混合量相對(duì)于100重量份的二烯系橡 膠優(yōu)選150重量份以下，更優(yōu)選100重量份以下，進(jìn)一步優(yōu)選70重量份以下。無(wú)機(jī)填料的 混合量超過(guò)150重量份時(shí)，加工性有下降的傾向?；旌隙趸钑r(shí)，優(yōu)選與硅烷偶聯(lián)劑并用。硅烷偶聯(lián)劑的混合量，相對(duì)于100重量 份的二氧化硅，優(yōu)選1重量份以上，更優(yōu)選2重量份以上，進(jìn)一步優(yōu)選4重量份以上。硅烷 偶聯(lián)劑的混合量小于1重量份時(shí)，未硫化的橡膠組合物的粘度有變高的傾向。此外，硅烷偶 聯(lián)劑的混合量相對(duì)于100重量份的二氧化硅優(yōu)選20重量份以下，更優(yōu)選15重量份以下，進(jìn) 一步優(yōu)選10重量份以下。硅烷偶聯(lián)劑的混合量超過(guò)20重量份時(shí)，不僅失去了添加硅烷偶 聯(lián)劑應(yīng)產(chǎn)生的效果，而且更會(huì)有增加成本的傾向。本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物除了上述二烯系橡膠、非金屬纖維和填充物、補(bǔ)強(qiáng)劑 (填料)、偶聯(lián)劑之外，還可混入硫化劑(交聯(lián)劑)、促進(jìn)劑(交聯(lián)促進(jìn)劑)、各種油、防老劑、 增塑劑等輪胎用或者普通橡膠組合物用的各種混合劑和添加劑。此外，這些混合劑、添加劑
的混合量一般量即可。本發(fā)明的充氣輪胎是使用本發(fā)明的橡膠組合物以通常的方法制造出來(lái)。也即，將 根據(jù)需要混合上述添加劑的本發(fā)明的橡膠組合物在未硫化步驟中按照輪胎的各部件的形 狀進(jìn)行擠出加工，在輪胎成形機(jī)上以通常的方法成形，形成未硫化輪胎。通過(guò)在硫化機(jī)中對(duì) 該未硫化輪胎進(jìn)行加熱加壓，得到充氣輪胎。由于充氣輪胎在冰雪路面上能發(fā)揮特定的性 能，因此可優(yōu)選做為無(wú)釘雪胎。由于本發(fā)明的充氣輪胎具有優(yōu)異的冰面摩擦性能，因此本發(fā)明的輪胎用橡膠組合 物優(yōu)選用于胎面部。將本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物形成胎面的方法，可以采用通常的壓延 機(jī)輥筒進(jìn)行擠壓加工，但是優(yōu)選如日本專利特開(kāi)2001-39104號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的，對(duì)通過(guò)使用壓延機(jī)輥筒分散了纖維的橡膠組合物進(jìn)行壓延加工，折疊所得的橡膠薄片等方法使非金屬 纖維沿胎面厚度方向定位。具體而言，從輪胎的胎面部切出的橡膠片的胎面厚度方向的復(fù)彈性模量El與輪 胎圓周方向的復(fù)彈性模量E2的比值優(yōu)選符合以下關(guān)系式E1/E2 彡 1. 1 E1/E2優(yōu)選為1. 1以上，更優(yōu)選為1. 2以上。E1/E2小于1. 1時(shí)，無(wú)法在接地面形 成充分的高接地壓部分。因此，除去輪胎與冰雪路面間形成的水膜的效應(yīng)變小，無(wú)法改善粘 著 粘附摩擦、抓地力、挖掘摩擦。另外，E1/E2優(yōu)選4以下，更優(yōu)選3. 5以下。E1/E2超過(guò) 4的情況下，輪胎的胎面花紋塊剛性過(guò)高，胎面橡膠表面無(wú)法緊貼冰雪路面，粘著·粘附摩 擦有下降的傾向。實(shí)施例以下根據(jù)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。以下為實(shí)驗(yàn)例中使用的原料總匯。天然橡膠=Techbiehang公司制造的RSS#3聚丁二烯橡膠宇部興產(chǎn)(股份)制造的UBEP0L-BR150B碳黑CAB0TJAPAN 股份公司制造的 SH0WBLACKN220二氧化硅Degussa 公司制造的 ULTRASIL VN3硅烷偶聯(lián)劑=Degussa公司制造的Si69 (雙(3_三乙氧基硅丙基)四硫)油出光興產(chǎn)股份公司制造的DIANA PROCESS OIL PS32蠟大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)股份公司制造的SANNOC蠟防老劑大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)股份公司制造的NOCRAC 6C(N_(1，3_ 二甲基丁
基)-N'-苯基對(duì)苯二胺)硬脂酸日本油脂股份公司制造的硬脂酸氧化鋅三井金屬礦業(yè)股份公司制造的氧化鋅1號(hào)氧化鋅晶須(1) =AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突 起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)30.3μπι、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須⑵AMTEC股份公司制造的PANATETRA WZ-0501 [四針狀氧化鋅、突起 數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)10.9μπι、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須(3) =AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突 起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)16 μ m、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須(4) :AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突 起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)16.5 μ m、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須(5) =AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突 起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)20μπι、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須(6) =AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突 起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)33 μ m、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須(7) =AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突 起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)50 μ m、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]氧化鋅晶須(8) =AMTEC股份公司制造的PANATETRA系列產(chǎn)品[四針狀氧化鋅、突起數(shù)4個(gè)、平均突起長(zhǎng)度(平均針狀纖維長(zhǎng)度)100 μ m、相鄰?fù)黄痖_(kāi)度角θ :109.5度]玻璃纖維(1) =NSG VETR0TEX K. K.制造的微型短切原絲[平均纖維直徑33μπι， 切割長(zhǎng)度(平均纖維長(zhǎng)度)3mm]
玻璃纖維(2) :NSG VETR0TEX K. K.制造的微型短切原絲[平均纖維直徑11 μ m， 切割長(zhǎng)度(平均纖維長(zhǎng)度)3mm]玻璃纖維(3) =NSG VETR0TEX K. K.制造的微型短切原絲[平均纖維直徑101 μ m， 切割長(zhǎng)度(平均纖維長(zhǎng)度)3mm]玻璃纖維(4) =NSG VETR0TEX K. K.制造的微型短切原絲[平均纖維直徑50μπι， 切割長(zhǎng)度(平均纖維長(zhǎng)度)3mm]硫黃鶴見(jiàn)化學(xué)工業(yè)股份公司制造的粉末硫黃硫化促進(jìn)劑大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)股份公司制造的NOCCELER CZ(N_環(huán)己基_2_苯并 噻唑基亞磺酰胺)實(shí)驗(yàn)例1-1 3-4將表1中所示的除硫黃、硫化促進(jìn)劑以外的混合成分以及表2 4中所示的玻璃 纖維和氧化鋅晶須置于1. 7升的封閉型本伯里密煉機(jī)中混煉3 5分鐘，待溫度達(dá)到150°C 以上時(shí)，排出混合橡膠，用作基礎(chǔ)混煉膠。將基礎(chǔ)混煉膠與硫黃和硫化促進(jìn)劑一起送入開(kāi)放 式輪鼓進(jìn)行混煉，經(jīng)過(guò)硫化獲得橡膠組合物。采用通常的方法，通過(guò)使所得的橡膠組合物經(jīng)過(guò)壓延機(jī)輥筒擠壓出胎面形狀，形 成胎面，制造的輪胎尺寸是195/65R15。使用所得的輪胎進(jìn)行以下的試驗(yàn)。表 1 (復(fù)彈性模量)從輪胎胎面部切下厚1. Omm,寬4mm，長(zhǎng)5mm的形狀的橡膠片，作為測(cè)定樣本。在一 定的測(cè)定條件下(溫度25°C，測(cè)定頻率10Hz，初始應(yīng)變10%，動(dòng)態(tài)應(yīng)變1 % )，使用巖本股份 制造所制造的粘彈性分光計(jì)，測(cè)定胎面厚度方向以及圓周方向的復(fù)彈性模量(El和E2)。
(冰面摩擦性能)將實(shí)驗(yàn)例1 3的充氣輪胎裝載到試驗(yàn)車(chē)(日本國(guó)產(chǎn)2000cc前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū) 動(dòng)汽車(chē))，在冰板上測(cè)定時(shí)速為30km的(剎車(chē))停車(chē)距離，以實(shí)驗(yàn)例1-1中的充氣輪胎作為 基準(zhǔn)，根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算。(冰面剎車(chē)性能指數(shù))=(實(shí)驗(yàn)例1-1的(剎車(chē))停車(chē)距離)+(各個(gè)混合的(剎 車(chē))停車(chē)距離)X100指數(shù)越大，冰面剎車(chē)性能越好。實(shí)施試驗(yàn)前，已各自在IOOkm對(duì)輪胎表面進(jìn)行了試 跑校正。(耐磨性)根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K6264-2，使用巖本股份制造所制造的改良蘭伯恩 (Lamboum)磨耗試驗(yàn)機(jī)，在試驗(yàn)片表面速度40m/分，滑移率20%，附加力15N，落下?lián)浞蹌┝?每分鐘20g的條件下，評(píng)價(jià)橡膠的耐磨性能。以實(shí)驗(yàn)例1-1中試驗(yàn)片的磨損量為基準(zhǔn)計(jì)算 出抗磨損指數(shù)。指數(shù)越大，耐磨性能越好。(抗磨損指數(shù))=(各個(gè)混合橡膠的磨損量)+(實(shí)驗(yàn)例1-1中橡膠的磨損 量)XlOO評(píng)價(jià)結(jié)果如表2 4所示。表 2 實(shí)驗(yàn)例1-1中雖然包含氧化鋅晶須和玻璃纖維，但是是本發(fā)明的比較例，其中含 有突起2個(gè)以上的填充物突起長(zhǎng)度小于非金屬纖維的纖維直徑的0. 5倍，是以冰面摩擦性 能和耐磨性的評(píng)價(jià)為基準(zhǔn)的充氣輪胎。本發(fā)明的實(shí)施例即實(shí)驗(yàn)例1-4 1-8中的充氣輪胎 是以特定量混合氧化鋅晶須和玻璃纖維，并且其中氧化鋅晶須的突起長(zhǎng)度是玻璃纖維的平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍。其與不含氧化鋅晶須和玻璃纖維的實(shí)驗(yàn)例1-2以及只含有玻 璃纖維的實(shí)驗(yàn)例1-3中的充氣輪胎相比，提高了冰面摩擦性能。表 3 本發(fā)明的實(shí)施例即實(shí)驗(yàn)例2-2 2-6的充氣輪胎中氧化鋅晶須的突起長(zhǎng)度是玻璃 纖維的平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍，其與作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)例1-1以及本發(fā)明的比較 例即實(shí)驗(yàn)例2-1中的氧化鋅晶須突起長(zhǎng)度小于玻璃纖維的平均纖維直徑的0.5倍相比，冰 面性能得到了提高。表 4 雖然氧化鋅晶須的突起長(zhǎng)度是玻璃纖維的平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍，但是玻 璃纖維的平均纖維直徑小于本發(fā)明的下限值時(shí)，如本發(fā)明的比較例即實(shí)驗(yàn)例3-1 3-2中， 冰面摩擦性能提高了但耐磨性下降。同樣，雖然氧化鋅晶須的突起長(zhǎng)度是玻璃纖維的平均 纖維直徑的0. 5 3. 1倍，但是玻璃纖維的平均纖維直徑超過(guò)本發(fā)明的上限值時(shí)，如本發(fā)明 的比較例即實(shí)驗(yàn)例3-3中，耐磨性保持不變但冰面摩擦性能下降了。符號(hào)說(shuō)明1含有突起2個(gè)以上的填充物2突起θ相鄰?fù)黄鸬拈_(kāi)度角L突起長(zhǎng)度產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)混合特定的非金屬纖維和含有突起2個(gè)以上的填充物，突起長(zhǎng) 度是非金屬纖維的平均纖維直徑的0. 5 3. 1倍，在輪胎的制造工程中，不使用特殊的方法 (裝置)，也能得到在冰雪路面上由非金屬纖維和含有突起2個(gè)以上的填充物所產(chǎn)生的抓地 效應(yīng)。此外，通過(guò)從橡膠表面突出的小突起產(chǎn)生的拒水效應(yīng)，再加上冰雪路面上的抓地效 應(yīng)，能提高摩擦系數(shù)，得到冰面摩擦性能優(yōu)異的無(wú)釘雪胎。并且，沒(méi)有大大降低耐磨性能。
權(quán)利要求
一種輪胎用橡膠組合物，相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠，還含有1～20重量份的平均纖維直徑為15～100μm的非金屬纖維以及1～30重量份的填充物，所述填充物中含有2個(gè)以上突起長(zhǎng)度為非金屬纖維的平均纖維直徑的0.5～3.1倍的突起。
2.如權(quán)利要求1所述的輪胎用橡膠組合物，所述填充物含有4個(gè)突起。
3.如權(quán)利要求1和2所述的輪胎用橡膠組合物，，所述填充物是氧化鋅晶須。
4.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的輪胎用橡膠組合物，所述非金屬纖維的平均纖維直 徑是15 40 μ m0
5.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的輪胎用橡膠組合物，所述非金屬纖維是玻璃纖維。
6.一種充氣輪胎，由權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的輪胎用橡膠組合物構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的充氣輪胎，從胎面部切出的橡膠片的胎面厚度方向的復(fù)彈性模 量El與輪胎圓周方向的復(fù)彈性模量E2的比值滿足關(guān)系式E1/E2 ^ 1. 1。
全文摘要
本發(fā)明以提高冰面摩擦性能為目的，提供一種輪胎用橡膠組合物以及使用它的充氣輪胎，其相對(duì)于100重量份的二烯系橡膠，還含有1～20重量份的平均纖維直徑為15～100μm的非金屬纖維以及1～30重量份的填充物，該填充物中含有2以上突起長(zhǎng)度為非金屬纖維的平均纖維直徑的0.5～3.1倍的突起。
文檔編號(hào)B60C11/00GK101874068SQ200880118699
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者菊地尚彥 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社