[发明专利]子午线轮胎

说明书

本申请是申请日为2006年3月28日、申请号为200610074112.7、名称为“子午线轮胎”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

本发明涉及一种子午线轮胎。

近年来，由于排放二氧化碳造成全球持续变暖，并且关于汽车废气的法规和二氧化碳排放的法规都已经制定。此外，今后，可以预见从石油资源例如汽油和柴油中获得的车用柴油的枯竭。

因此，对汽车例如卡车和客车节油的需求越来越强烈，并且着重于发展具有更小滚动阻力的轮胎(低耗油的轮胎)。

作为一种降低轮胎滚动阻力的方法，提高胎面在轮胎部件中占有的最大重量十分有效，并且传统上通过对胎面的改进可以降低轮胎的滚动阻力。然而，由于胎面是对轮胎耐磨性和抓地抗滑性能影响最大的轮胎部件，降低滚动阻力的同时保持耐磨性和抓地抗滑性能在技术上已经接近极限了。

因此，现在重要的是通过改善除了胎面以外的其他轮胎部件以降低轮胎的滚动阻力。

已知的能够降低滚动阻力并在对其进行改进的同时不影响轮胎耐磨性和抓地抗滑性能的轮胎部件有缓冲层胶垫或胎侧壁衬垫。这里，缓冲层胶垫指的是图1所示的轮胎部件1，并且是一个能极大地影响轮胎耐久度、乘坐性等的轮胎部件。并且，胎侧壁衬垫指的是图2所示的轮胎部件4，能够提高轮胎的刚度，同时松弛切应力以提高胎圈部的耐久度。

而缓冲层胶垫或胎侧壁衬垫的改善方法，例如，通过提高缓冲层胶垫的橡胶组合物或胎侧壁衬垫的橡胶组合物中橡胶组分的比例，以降低增强填充料如炭黑的比例，并且降低橡胶组合物的损耗角正切值tanδ。然而，由于获得的对橡胶组合物的增强效果不足，并且橡胶组合物的复合弹性模数E^*下降，缓冲层胶垫或胎侧壁衬垫会容易变形，并且能量损失变大，因此不能获得轮胎滚动阻力的降低。

此外，缓冲层胶垫的橡胶组合物或胎侧壁衬垫的橡胶组合物中加入了大量的硫化剂，降低了橡胶组合物的损耗角正切值tanδ。减小滚动阻力可以采用这种手段而无需减少橡胶组合物中的增强填充料的比例，但增大了行驶造成的热老化导致的橡胶组合物物理性质的改变，并且当橡胶组合物被用于缓冲层胶垫时，其对于轮胎行驶于路缘石上或崎岖路面时对轮胎胎侧壁造成的冲击耐受的特性(断裂特性fracture feature)是不能满足要求的。此外，当橡胶组合物被用于胎侧壁衬垫时，轮胎的负载使轮胎发生变形，因而在胎体帘布层之间产生的剪切变形被作用于轮胎的负载造成的轮胎变形所松弛，从而无法充分获得足够耐受施加于轮胎的负载的断裂特性。

断裂特性的所需程度是依照轮胎种类而不同，用于载重较大的汽车如卡车和客车的子午线轮胎与轻型卡车相比需要较高的断裂特性。

为了改进用于车辆如卡车和客车的缓冲层胶垫或胎侧壁衬垫的橡胶组合物的断裂特性，已知通过减少橡胶组合物中增强填充料的比例，使用具有较高增强性能和较高邻苯二甲酸二丁酯的吸油量(DBP吸油量)的炭黑(美国材料试验协会ASTM标准(ASTM1765)中的N134等)，可以降低损耗角正切值tanδ，并且复合弹性模数E^*与断裂特性能够以很好的平衡方式得到改进。然而，橡胶组合物中用碳黑增强的部分与未用碳黑增强的部分之间会通过增进由炭黑颗粒连结所形成的聚集而容易出现差异扩大的问题，未增强部分易于发生断裂，而使断裂特性下降。并且，在橡胶组合物中炭黑难以充分分散，并且会出现揉合时间及揉合次数增加的问题。

此外，已知可以通过增大DBP吸油量和增大炭黑颗粒(减小碘吸附量)来减小损耗角正切值tanδ。然而，也会产生导致断裂特性下降的问题。

因此，通过只使用炭黑作为增强填充料，难以使缓冲层胶垫或胎侧壁衬垫的橡胶组合物的损耗角正切值tanδ降低，以及难以使复合弹性模数E^*与断裂特性能够以很好的平衡方式得到改进。

作为增强填充料另外还有二氧化硅，通过加入二氧化硅，能够获得使橡胶组合物被充分增强并且橡胶组合物的损耗角正切值tanδ也被降低的效果。然而，难题在于无法获得缓冲层胶垫或胎侧壁衬垫的橡胶组合物所必需的损耗弹性模数*，除非加入相当大量的单一二氧化硅，并且将tanδ调整到目标值。

因此，将二氧化硅和炭黑组合使用作为增强填充料。

例如，日本未审查专利公报第2004-161862号中公开了炭黑和二氧化硅一起使用的缓冲层胶垫的橡胶组合物，但炭黑是与ASTM标准代码中的N330类相同或与小的代码号中的相同。即使组合使用了二氧化硅，也无法获得充分的效果。