橡胶组合物与轮胎制造技术

一种包含二氧化硅的橡胶组合物，该二氧化硅具有不大于130m2/g的BET比表面积和依据JIS K6221‑1982 6.3.3测定的不小于23.5cN的粒化颗粒硬度，该橡胶组合物在维持能量效率同时具有优异的橡胶物理性质。本发明专利技术还提供了一种轮胎，该轮胎包含由该橡胶组合物构成的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种橡胶组合物，以及一种包括由该橡胶组合物构成的部件的轮胎。
技术介绍
对于橡胶组合物，要求其具有多种物理性能，如能量效率、耐磨性、机械强度等，并且为了提高这些物理性能，已采取各种措施。例如，为了提高近年来受关注的能量效率，已知使用大粒径二氧化硅是有效的。然而，虽然使用大粒径二氧化硅可以提高能量效率，但是它会导致耐磨性和机械强度降低的问题。此外，考虑到加工的便利性、粉末散射等对环境的影响，所以进行了二氧化硅的粒化。然而，并未充分考虑到粒化二氧化硅颗粒的硬度和包含该二氧化硅的橡胶组合物物理性能的关系。作为控制包含二氧化硅的橡胶组合物的物理性能的因素，虽然已知有由BET比表面积等表示的粒径、孔分布、表面活性基团等，但这些因素对于预测包含二氧化硅的橡胶组合物的物理性能和控制其物理性能而言是不充足的。专利文献1公开了一种混入了两种具有不同氮吸附比表面积或粒径的二氧化硅的橡胶组合物，其能够以良好的平衡方式改善能量效率、抗断裂性和加工性。然而，该文献未考虑粒化二氧化硅颗粒的硬度。现有技术文献专利文献专利文献1：JP 2014-125548 A
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题本专利技术的一个目的是提供一种橡胶组合物，其在维持能量效率的同时具有优异的橡胶性能，例如耐磨性、橡胶强度、橡胶弹性等，以及一种包含由该橡胶组合物构成的部件的轮胎。解决问题的方法本专利技术人经过深入研究，发现通过使用包含BET比表面积和粒化颗粒硬度在预定范围内(按照预定方法测定)的二氧化硅的橡胶组合物可以解决以上问题，这是由于当橡胶成分等被捏合时，粒化二氧化硅颗粒的硬度促进其分散，通过进一步研究，专利技术人完成了本专利技术。即，本专利技术涉及一种包含二氧化硅的橡胶组合物，该二氧化硅具有不大于130m2/g的BET比表面积和依据JIS K6221-1982 6.3.3测定的不小于23.5cN的粒化颗粒硬度。上述二氧化硅优选具有不大于180ml/100g的DBP吸油量。二氧化硅中孔径为10-100nm的孔的孔容积优选不大于1.7ml/g。本专利技术还涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的部件的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的胎面基部的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的边口衬胶三角胶的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的胎面的用于卡车和客车的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的胎圈三角胶的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的内衬层的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的胎面的冬胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的胎侧壁的轮胎。本专利技术涉及一种包括由上述橡胶组合物所构成的胎面底部的轮胎。专利技术效果根据本专利技术，通过使用包含BET比表面积和粒化颗粒硬度在预定范围内(按照预定方法测定)的二氧化硅的橡胶组合物，提供了一种在维持能量效率的同时具有优异橡胶性能的橡胶组合物。本专利技术进一步提供了一种包含由上述橡胶组合物构成的部件的轮胎。具体实施方式本专利技术的橡胶组合物的特征在于：包括具有不大于130m2/g的BET比表面积和依据JIS K6221-1982 6.3.3测定的不小于23.5cN的粒化颗粒硬度的二氧化硅。二氧化硅的BET比表面积不大于130m2/g，优选不大于125m2/g，更优选不大于120m2/g，进一步优选不大于118m2/g。如果BET比表面积超过130m2/g，不会得到足够的加工性和能量效率。而BET比表面积的下限没有特别限定，为了可以得到出色的耐磨性，优选不小于50m2/g，更优选不小于70m2/g，进一步优选不小于90m2/g。应该注意的是，这里二氧化硅的BET比表面积根据ASTM D3037-81的BET法测定。根据JIS K6221-19826.3.3测定的上述二氧化硅的粒化颗粒硬度不小于23.5cN，优选不小于25.5cN，更优选不小于27.5cN，进一步优选不小于29.4cN。如果粒化颗粒硬度小于23.5cN，那么捏合时的转矩趋于不足，并且橡胶组合物的强度和耐磨性会下降。而粒化颗粒硬度的上限没有特别限定，为了可以获得优异的加工性，优选不大于98.1cN，更优选不大于49.0cN，进一步优选不大于35.3cN。值得注意的是，这里粒化颗粒硬度(cN)是使用根据JIS K6221-1982 6.3.3测定的粒化颗粒硬度(g)，通过下式转换得到的数值。粒化颗粒硬度(cN)＝测定的粒化颗粒硬度(g)×0.980665一个用于调节上述粒化颗粒硬度的方法是，例如，在通过干法粒化二氧化硅时，通过调节压力等来调节粒化颗粒硬度的方法，在该干法中，在使用减压和机械压力的情况下对沉淀粉末二氧化硅进行预压缩，然后通过成型槽将二氧化硅压缩成型(参见DE1807714B1)，但方法不限于此。上述二氧化硅的DBP吸油量优选不大于180ml/100mg，更优选不大于175ml/100mg。如果DBP吸油量超过180ml/100mg，则难以同时获得加工性和耐磨性。二氧化硅的DBP吸油量的下限没有特别限定，通常不小于50ml/100mg。值得注意的是，二氧化硅的DBP吸油量是根据JIS K6217-4进行测定的数值。上述二氧化硅中孔径为10-100nm的孔的孔容积优选不大于1.7ml/g，更优选不大于1.6ml/g。如果孔容积超过1.7ml/g，耐磨性趋于劣化。而孔容积的下限没有特别限定，为了使二氧化硅的制粒过程是容易的，优选不小于0.1ml/g。值得注意的是，这里二氧化硅的孔容积是通过用孔径分布测定装置的水银压入法测定的值。基于100质量份的橡胶成分，上述二氧化硅的含量优选不小于5质量份，更优选不小于10质量份。如果该二氧化硅的含量小于5质量份，则趋于不能充分达到本专利技术的效果。另一方面，二氧化硅的含量优选不大于200质量份，更优选不大于180质量份。如果二氧化硅的含量超过200质量份，加工性和能量效率趋于劣化。如果轮胎的边口衬胶三角胶、内衬层或胎面底部由本专利技术的橡胶组合物所构成，则基于100质量份的橡胶成分，上述二氧化硅的含量优选不小于10质量份，更优选不小于20质量份。如果二氧化硅的含量小于10质量份，则趋于不能充分达到本专利技术的效果。另一方面，二氧化硅的含量优选不大于60质量份，更优选不大于50质量份。如果二氧化硅的含量超过60质量份，加工性和能量效率趋于劣化。如果用于卡车和客车的轮胎的胎面由本专利技术的橡胶组合物所构成，那么基于100质量份的橡胶成分，上述二氧化硅的含量优选不小于10质量份，更优选不小于20质量份。如果二氧化硅的含量小于10质量份，则趋于不能充分达到本专利技术的效果。另一方面，二氧化硅的含量优选不大于40质量份，更优选不大于30质量份。如果二氧化硅的含量超过40质量份，加工性和耐磨性趋于劣化。如果轮胎的胎圈三角胶由本专利技术的橡胶组合物所构成，那么基于100质量份的橡胶成分，上述二氧化硅的含量优选不小于5质量份，更优选不小于20质量份，进一步优选不小于35质量份。如果二氧化硅的含量小于5质量份，橡胶的补强性不足，则会引起轮胎耐久性的问题。另一方面，二氧化硅的含量优选不大于100质量份，更优选不大于80质量份，进一步优选不大于65质量份。如果二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，其包含二氧化硅，所述二氧化硅具有不大于130m2/g的BET比表面积、和依据JIS K6221‑1982 6.3.3测定的不小于23.5cN的粒化颗粒硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.05 JP 2014-1596651.一种橡胶组合物，其包含二氧化硅，所述二氧化硅具有不大于130m2/g的BET比表面积、和依据JIS K6221-1982 6.3.3测定的不小于23.5cN的粒化颗粒硬度。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中所述二氧化硅的DBP吸油量不大于180ml/100g。3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中所述二氧化硅中的孔径为10-100nm的孔的孔容积不大于1.7ml/g。4.一种轮胎，其包括根据权利要求1-3中任一项所述的橡胶组合物所构成的部件。5.一种轮胎，其包括根据权利要求1-3任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：破田野晴司，横山结香，田中纮平，皆越亮，保地和郎，中村匡伸，近藤俊一，绪方贤一郎，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP