[发明专利]胎面用橡胶组合物及充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种胎面用橡胶组合物以及一种使用该组合物的充气轮胎。

背景技术

考虑到如石油资源枯竭、滚动阻力降低、以及环境问题，现今人们已建议一种包含天然橡胶等作为主要组分的胎面用橡胶组合物。然而，在仅天然橡胶用作橡胶组分的情况下，存在的问题是，获得的胎面胶的湿抓地性能比包含丁苯橡胶作为主要组分的传统胎面胶的湿抓地性能差。

为了解决这一问题，人们试图通过混合环氧化天然橡胶作为橡胶组分来提高湿抓地性能。环氧化天然橡胶作为橡胶组分的使用提供了良好的湿抓地性能，然而，与包含丁苯橡胶作为主要组分的传统胎面胶相比，需要改进抗裂性和耐磨性，特别是在所得胎面胶用于高性能轮胎(高扁平轮胎(very low profile tires))或用于乘用车中的重载车轮胎的情况下。对于用于此处的抗裂性，期望防止沿沟槽方向在胎面花纹沟底部处开裂，特别是臭氧或疲劳应变引起的开裂。

在环氧化天然橡胶、天然橡胶、丁二烯橡胶等被硫化的情况下，可能出现返硫。返硫现象包括橡胶的劣化和交联结构的降解。通过本发明人进行的研究结果揭示出由于此现象耐磨性和滚动阻力性能下降。同样，可降低刚度(rigidity)，导致较差的操纵稳定性。此外，如果在较高的温度下进行硫化以便提高轮胎的生产率，那么上述现象可能变得更明显。

作为抑制橡胶组合物的返硫从而改进耐热性的方法，已知技术有，例如，相对于作为硫化剂的硫的含量提高硫化促进剂含量的方法，和混合作为硫化促进剂的秋兰姆硫化促进剂的方法。同时，作为能形成-(CH₂)₆-S-等所示的长链交联结构的交联剂，已知的有PERKALINK 900和Duralink HTS(皆为Flexsys公司生产)以及Vulcuren KA9188(拜耳股份公司生产)等。众所周知，通过在橡胶组合物中混合这种交联剂，能抑制橡胶组合物的返硫。上述方法具有抑制天然橡胶或异戊二烯橡胶返硫的作用；然而，它们的问题是在抑制环氧化天然橡胶或丁二烯橡胶的返硫方面几乎没有作用。

专利文献1公开了在改进橡胶强度中伴随使用(concomitant use)环氧化天然橡胶和硬脂酸钙的作用。专利文献2公开了将脂肪族羧酸锌盐和芳香族羧酸锌盐的混合物与橡胶组分混合用于抑制返硫的效果。然而，仍然存在实现返硫抑制并且同时以良好平衡的方式实现环境性能(出色的滚动阻力、应对石油资源枯竭、关注CO₂排放)、湿抓地性能、干抓地性能、操纵稳定性和耐久性(耐磨性、抗裂性)的改进空间。

专利文献1：JP-A 2007-169317

专利文献2：JP-A 2007-321041

发明内容

本发明旨在解决所述问题并提供胎面用橡胶组合物，该橡胶组合物不仅能防止返硫而且能以良好平衡的方式实现环境性能(出色的滚动阻力、应对石油资源枯竭、关注CO₂排放)、湿抓地性能、干抓地性能、操纵稳定性和耐久性(耐磨性、抗裂性)的改进。本发明还旨在提供一种具有使用该橡胶组合物制造的胎面的充气轮胎。

本发明涉及一种胎面用橡胶组合物，其包含：含有35质量％以上环氧化天然橡胶的橡胶组分；以及白色填料，其中，总硫含量小于1.75质量％，并且交联密度为7.0×10^-5mol/cm³以上。

所述白色填料理想的是二氧化硅。

所述橡胶组合物理想的是包括丁二烯橡胶。

所述橡胶组合物理想的是包含脂肪族羧酸锌盐和芳香族羧酸锌盐的混合物。

用于所述橡胶组合物的硫化温度理想的是120℃至165℃。

本发明还涉及一种具有使用上述橡胶组合物所制造的胎面的充气轮胎。

根据本发明，胎面用橡胶组合物包含：含有特定量以上环氧化天然橡胶的橡胶组分、和白色填料。在胎面用橡胶组合物中，总硫含量低于一特定值，并且交联密度为预定值以上。因此，所述橡胶组合物不仅能防止返硫而且能以良好平衡的方式实现出色的滚动阻力、湿抓地性能、干抓地性能、操纵稳定性、以及耐久性(耐磨性、抗裂性)。此外，由于包含特定量以上的环氧化天然橡胶以及白色填料，可增加非石油资源的含量，从而能够应对石油资源枯竭并考虑CO₂排放。

胎面用橡胶组合物可良好地应用于轮胎的胎面，并且由此能够提供有如下性能的轮胎：能以良好平衡的方式实现环境性能(出色的滚动阻力、应对石油资源枯竭、关注CO₂排放)、湿抓地性能、干抓地性能、操纵稳定性和耐久性(耐磨性、抗裂性)。