Резиновая смесь, клинч и шина
Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к смеси для формования обжимной части борта шины колес транспортных средств. Смесь включает каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, не менее 30 массовых частей диоксида кремния и от не менее 0,1 массовой части до не более 10 массовых частей соединения хинондиимина на 100 массовых частей указанного каучукового компонента, а также вулканизирующий агент. В качестве соединения хинондиимина использовано соединение, представляющее собой N-{4-[(1,3-диметилбутил)имино]-2,5-циклогексадиен-1-илидин}-бензоламин. Смесь может дополнительно содержать не более 25 массовых частей сажи на 100 массовых частей каучукового компонента и не менее 4 массовых частей силанового модификатора на 100 массовых частей диоксида кремния. Каучуковый компонент может содержать смесь натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, при этом содержание указанного натурального каучука составляет не менее 50 мас.% от массы каучукового компонента. Смесь обладает хорошей технологичностью до вулканизации и обеспечивает получение резины с высокой износостойкостью и прочностью после вулканизации при снижении количеств используемых продуктов нефтяного происхождения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Эта непредварительная заявка основана на японской патентной заявке №2007-160103, поданной в патентное ведомство Японии 18 июня 2007 года, полное содержание которой включено в данное описание посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси, к клинчу и к шине, и, в частности, к резиновой смеси для формования клинча шины, в которой может быть сокращено используемое количество компонентов нефтяного происхождения, которая имеет хорошие технологические свойства до вулканизации и может обеспечить получение резины с высокой износостойкостью и высокой прочностью после вулканизации, а также к клинчу и шине, сформованным с использованием этой резиновой смеси.
Описание предшествующего уровня техники
В шинах, которые продаются в настоящее время, половина или большая часть всей их массы состоит из компонентов нефтяного происхождения. Например, наиболее широко распространенная шина радиального типа для автомобиля содержит, в расчете на общую массу шины, примерно 20% синтетического каучука, примерно 20% сажи и другие компоненты, такие как ароматические масла и синтетические волокна, которые являются компонентами нефтяного происхождения, и компоненты нефтяного происхождения составляют 50% или более общей массы шины.
Однако в последние годы к проблемам охраны окружающей среды стали относиться очень серьезно, и были усилены меры по регулированию сокращения выбросов СО2. Кроме того, поскольку нефтяные ресурсы ограничены и их запасы год от года снижаются, в будущем можно прогнозировать резкий скачок цен на нефть и ограничение использования компонентов нефтяного происхождения. Принимая во внимание возможность истощения нефтяных ресурсов, можно также прогнозировать, что возникнут трудности в производстве шин, состоящих из таких компонентов нефтяного происхождения.
Поэтому внимание привлекла "эко-шина", в которой используют компоненты не нефтяного происхождения (получаемые из иного сырья, чем нефть) (см., например, опубликованный японский патент №2004-339287).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С точки зрения сокращения используемого количества компонентов нефтяного происхождения, в описанной выше "эко-шине" клинч, который образован искривлением слоя резины, проходящей от нижней поверхности бортовой проволоки шины к ее боковой поверхности для снижения возможности износа при трении обода шины с бортовой проволокой шины, также предпочтительно формовать, используя как можно больше компонентов, получаемых из иного сырья, чем нефть.
Поэтому рассматривается возможность использования диоксида кремния, который получают из иного сырья, чем нефть, например, вместо сажи, которую получают из нефтяного сырья, в качестве наполнителя для резиновой смеси для формования клинча.
Однако существует проблема, которая заключается в том, что формовка затрудняется из-за снижения технологических свойств резиновой смеси перед вулканизацией, снижения износостойкости и прочности резины после вулканизации, и применение такой резины в качестве клинча шины становится затруднительным.
Ввиду описанной выше ситуации, задачей настоящего изобретения является создание резиновой смеси для формования клинча шины, в которой используемое количество компонентов нефтяного происхождения может быть сокращено, которая обеспечивает хорошую технологичность до вулканизации, и которая может обеспечить получение резины с высокой износостойкостью и высокой прочностью после вулканизации, а также клинча и шины, сформованных с использованием этой резиновой смеси.
Согласно настоящему изобретению предложена резиновая смесь для формования клинча шины, включающая каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, не менее 30 массовых частей диоксида кремния и от не менее 0,1 массовой части до не более 10 массовых частей соединения хинондиимина на 100 массовых частей каучукового компонента.
Здесь в резиновой смеси согласно изобретению в качестве соединения хинондиимина предпочтительно используют N-{4-[(1,3-диметилбутил)имино]-2,5-циклогексадиен-1-илидин}-бензоламин.
Кроме того, содержание сажи в резиновой смеси согласно настоящему изобретению предпочтительно составляет не более 25 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента.
Кроме того, каучуковый компонент содержит смесь натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, и содержание натурального каучука предпочтительно составляет не менее 50 мас.% от массы каучукового компонента в резиновой смеси согласно настоящему изобретению.
Кроме того, резиновая смесь согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит силановый модификатор.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен клинч, содержащий любую из описанных выше резиновых смесей.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предложена шина, изготовленная с использованием описанного выше клинча.
Согласно настоящему изобретению предложена резиновая смесь для формования клинча шины, в которой используемое количество компонентов нефтяного происхождения может быть сокращено, которая имеет хорошую технологичность до вулканизации и которая может обеспечить получение резины с высокой износостойкостью и высокой прочностью после вулканизации; также предложены клинч и шина, сформованные с использованием этой резиновой смеси.
Указанные выше и другие объекты, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания настоящего изобретения в совокупности с сопровождающими графическими материалами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Представлен схематический чертеж поперечного сечения верхней левой половины одного из примеров выполнения шины согласно изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ
Воплощения настоящего изобретения будут описаны ниже. Одни и те же номера позиций обозначают одну и ту же часть или соответствующие части на чертеже по настоящему изобретению.
В результате глубокого исследования, проведенного авторами настоящего изобретения, обнаружено, что превосходные характеристики клинча могут быть получены в случае изготовления клинча с использованием резиновой смеси, содержащей по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук и содержащей не менее 30 массовых частей диоксида кремния и от не менее 0,1 массовой части до не более 10 массовых частей соединения хинондиимина на 100 массовых частей каучукового компонента, поскольку резиновая смесь имеет хорошую технологичность до вулканизации и может обеспечить получение резины с высокой износостойкостью и высокой прочностью после вулканизации, при этом сокращено используемое количество компонентов нефтяного происхождения, и это открытие привело к созданию настоящего изобретения.
Каучуковый компонент
В настоящем изобретении используется один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, или смешанный каучук, в котором смешаны натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук.
Используемое количество компонентов нефтяного происхождения может быть сокращено путем использования каучукового компонента, содержащего по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, для каучукового компонента, как описано выше.
Здесь может быть использован общеизвестный натуральный каучук, и в качестве такого натурального каучука может быть использован широко распространенный в шинной промышленности натуральный каучук, такой как RSS (рифленый смокед-шит) и TSR (технический каучук специального назначения).
Может быть использован общеизвестный эпоксидированный натуральный каучук, и в качестве эпоксидированного натурального каучука могут быть использованы коммерчески доступные виды эпоксидированного натурального каучука, в которых эпоксидирован натуральный каучук, или им подобные.
Примеры коммерчески доступных эпоксидированных натуральных каучуков, которые могут быть использованы, включают ENR 25, степень эпоксидирования которого составляет 25%, и ENR 50, степень эпоксидирования которого составляет 50%, производимые фирмой Kumplan Guthrie Berhad.
Кроме того, примеры способа эпоксидирования натурального каучука, который может быть использован, включают хлоригидриновый способ, способ прямого окисления, алкилгидропероксидный способ и надкислотный способ. Примером надкислотного способа, который может быть использован, может быть способ взаимодействия органической надкислоты, такой как надуксусная кислота и надмуравьиная кислота, с натуральным каучуком. При этом степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука предпочтительно составляет не менее 5 мол.%, более предпочтительно не менее 10 мол.%. В случае, когда степень эпоксидирования составляет не менее 5 мол.%, особенно не менее 10 мол.%, физические свойства такого каучука могут сильно отличаться от свойств натурального каучука.
Кроме того, степень эпоксидирования эпоксидированного натурального каучука составляет предпочтительно не более 80 мол.%, более предпочтительно - не более 60 мол.%. Поскольку реверсия в процессе вулканизации подавляется, в случае, когда степень эпоксидирования составляет не более 80 мол.%, особенно не более 60 мол.%, можно добиться хорошей однородности резиновой смеси после перемешивания, обработка резиновой смеси облегчается, и, следовательно, технологичность формования резиновой смеси и рабочие характеристики шины должны улучшаться.
Степень эпоксидирования в данном случае означает отношение (мол.%) числа двойных связей в каучуке после эпоксидирования к общему числу двойных связей в каучуке перед эпоксидированием.
Дополнительно, в случае использования смешанного каучука, в котором натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук смешаны для каучукового компонента, содержание натурального каучука предпочтительно составляет не менее 50 мас.%, более предпочтительно не менее 60 мас.% от массы каучукового компонента, содержащего натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук. В случае, когда содержание натурального каучука составляет не менее 50 мас.%, особенно не менее 60 мас.% от массы каучукового компонента, сопротивление качению шины, содержащей клинч, изготовленный с использованием резиновой смеси по настоящему изобретению, снижается. Дополнительно в состав может быть включен по меньшей мере один тип каучуков, такой как бутадиеновый каучук (БДК), стирол-бутадиеновый каучук (СБК), изопреновый каучук (ИК) и бутилкаучук (БК), при том, что каучуковый компонент согласно данному изобретению содержит по меньшей мере один каучук из ряда, включающего натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук.
Диоксид кремния
Далее, в резиновой смеси по настоящему изобретению содержится не менее 30 массовых частей диоксида кремния на 100 массовых частей описанного выше каучукового компонента. Поскольку используемое количество сажи в качестве наполнителя в таком составе может быть сокращено, может быть сокращено используемое количество компонентов нефтяного происхождения, и при этом благодаря диоксиду кремния можно получить достаточный усиливающий эффект. В частности, в качестве диоксида кремния можно использовать общедоступный диоксид кремния, и можно использовать безводный и/или водосодержащий диоксид кремния и т.д.
В данном случае, с точки зрения дополнительного получения достаточного усиливающего эффекта вследствие использования диоксида кремния, содержание диоксида кремния составляет предпочтительно не менее 50 массовых частей и более предпочтительно не менее 55 массовых частей на 100 массовых частей описанного выше каучукового компонента.
Кроме того, с точки зрения ограничения снижения технологичности формования резиновой смеси, содержание диоксида кремния составляет предпочтительно не более 100 массовых частей и более предпочтительно не более 95 массовых частей на 100 массовых частей описанного выше каучукового компонента.
В данном случае адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) диоксида кремния составляет предпочтительно не менее 100 м2/г и более предпочтительно не менее 110 м2/г. В случае, когда адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) диоксида кремния составляет не менее 100 м2/г, особенно не менее 110 м2/г, достигается достаточный усиливающий эффект.
Далее, адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) диоксида кремния предпочтительно составляет не более 300 м2/г, более предпочтительно не более 280 м2/г. В случае, когда адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) диоксида кремния составляет не более 300 м2/г, особенно не более 280 м2/г, улучшаются такие свойства диоксида кремния как дисперсность и низкое теплообразование.
Силановый модификатор
Далее, резиновая смесь согласно изобретению вместе с диоксидом кремния предпочтительно содержит силановый модификатор. Здесь могут быть использованы общеизвестные силановые модификаторы, примерами которых являются агенты на основе сульфидов, такие как
бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид,
бис(2-триэтоксисилилэтил)тетрасульфид,
бис(3-триметоксисилилпропил)тетрасульфид,
бис(2-триметоксисилилэтил)тетрасульфид,
бис(3-триэтоксисилилпропил)трисульфид,
бис(3-триметоксисилилпропил)трисульфид,
бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид,
бис(3-триметоксисилилпропил)дисульфид,
3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
3-триэтоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
2-триэтоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбомаилтетрасульфид,
2-триметоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид,
3-триметоксисилилпропилбензотиазолилтетрасульфид,
3-триэтоксисилилпропилбензотиазолилтетрасульфид,
3-триэтоксисилилпропилметакрилатмоносульфид и 3-триметоксисилилпропилметакрилатмоносульфид;
агенты на основе меркаптосоединений, такие как
3-меркаптопропилтриметоксисилан,
3-меркаптопропилтриэтоксисилан,
2-меркаптоэтилтриметоксисилан и 2-меркаптоэтилтриэтоксисилан;
агенты на основе винилсодержащих соединений, такие как
винилтриэтоксисилан и винилтриметоксисилан;
агенты на основе аминосодержащих соединений, такие как
3-аминопропилтриэтоксисилан,
3-аминопропилтриметоксисилан,
3-(2-аминоэтил)аминопропилтриэтоксисилан и
3-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан;
агенты на основе глицидокси-соединений, такие как
γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан,
γ-глицидоксипропилтриметоксисилан,
γ-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан и
γ-глицидоксипропилметилдиметоксисилан;
агенты на основе нитросоединений, такие как
3-нитропропилтриметоксисилан и
3-нитропропилтриэтоксисилан; и
агенты на основе хлорсодержащих соединений, такие как
3-хлорпропилметоксисилан,
3-хлорпропилтриэтоксисилан,
2-хлорэтилтриметоксисилан и
2-хлорэтилтриэтоксисилан.
Силановые модификаторы можно использовать по отдельности или можно объединять и использовать два или более силановых модификатора.
Содержание силанового модификатора составляет предпочтительно не менее 4 массовых частей на 100 массовых частей диоксида кремния и более предпочтительно не менее 8 массовых частей. В случае, когда содержание силанового модификатора составляет не менее 4 массовых частей на 100 массовых частей диоксида кремния, особенно не менее 8 массовых частей, можно получить превосходные технологические свойства за счет подавления увеличения вязкости по Муни резиновой смеси согласно изобретению.
Сажа
В состав резиновой смеси по настоящему изобретению может быть включена общеизвестная сажа нефтяного происхождения. Однако с точки зрения сокращения используемого количества компонентов нефтяного происхождения содержание сажи предпочтительно составляет не более 25 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента, более предпочтительно не более 5 массовых частей, и наиболее предпочтительно сажа совсем не содержится.
Можно использовать общеизвестную сажу, такую как сажа марок SAF, ISAF, HAF и FEF.
Здесь адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) сажи составляет предпочтительно не менее 30 м2/г и более предпочтительно не менее 50 м2/г. В случае, когда адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) сажи составляет не менее 30 м2/г, особенно не менее 50 м2/г, благодаря такой саже получают достаточный усиливающий эффект.
Кроме того, адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) сажи составляет предпочтительно не более 300 м2/г и более предпочтительно не более 250 м2/г. В случае, когда адсорбционная по азоту удельная поверхность (N2SA) сажи составляет не более 300 м2/г, особенно не более 250 м2/г, технологические свойства резиновой смеси по настоящему изобретению улучшаются.
Соединение хинондиимина
В резиновой смеси согласно изобретению содержится не менее 0,1 массовой части и не более 10 массовых частей соединения хинондиимина на 100 массовых частей описанного выше каучукового компонента. Здесь соединение хинондиимина действует как антиоксидант и выполняет функцию понижения вязкости по Муни резиновой смеси после перемешивания. В качестве соединения хинондиимина здесь может быть использовано соединение формулы (I):
В вышеуказанной формуле (I) каждый из R и R' независимо представляет собой алифатическую углеводородную группу, такую как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа или изопропильная группа, алициклическую углеводородную группу, такую как циклогексильная группа, ароматическую углеводородную группу, такую как фенильная группа, или тому подобные. В вышеуказанной формуле (I) каждый из R и R' могут быть одинаковыми заместителями или разными заместителями.
В качестве соединения хинондиимина предпочтительно используют N-{4-[(1,3-диметилбутил)имино]-2,5-циклогексадиен-1-илидин}-бензоламин, имеющий следующую формулу (II)
Содержание соединения хинондиимина составляет предпочтительно не менее 1 массовой части на 100 массовых частей каучукового компонента и более предпочтительно не менее 2 массовых частей. В случае, когда содержание соединения хинондиимина составляет не менее 1 массовой части на 100 массовых частей каучукового компонента, особенно не менее 2 массовых частей, вязкость по Муни резиновой смеси согласно изобретению перед вулканизацией может быть дополнительно снижена.
Кроме того, содержание соединения хинондиимина составляет предпочтительно не более 8 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента. В случае, когда содержание соединения хинондиимина составляет не более 8 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента, снижается возможность выпотевания соединения хинондиимина на поверхности резины после вулканизации резиновой смеси согласно изобретению и загрязнения резины.
Другие компоненты
В состав резиновой смеси согласно настоящему изобретению могут быть соответствующим образом введены различные компоненты, обычно используемые в шинной промышленности, такие как воски, различные антиоксиданты, стеариновая кислота, оксид цинка, вулканизирующий агент, такой как сера, и различные ускорители вулканизации.
Резиновая смесь
Резиновая смесь согласно настоящему изобретению может быть приготовлена путем смешивания каучукового компонента, содержащего по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, диоксида кремния и соединения хинондиимина. Здесь нет необходимости говорить о том, что они могут быть смешаны при соответствующем добавлении общеизвестных компонентов при необходимости.
В качестве способа смешивания, используемого при изготовлении резиновой смеси согласно настоящему изобретению, может быть использован общеизвестный способ смешивания, и примеры такого способа включают способ смешивания с использованием известных открытых вальцев, смесителя Бенбери, месильной машины, работающей под давлением, или месильной машины непрерывного типа. Затем путем смешивания и последующего профилирования резиновой смеси согласно изобретению в желаемую форму в экструдере или подобном аппарате может быть получен клинч.
Шина
Описанную выше резиновую смесь согласно изобретению перерабатывают в заданную форму в невулканизированном состоянии экструзионным или подобным ему способом и формуют клинч. Затем изготавливают «зеленую» шину, располагая в заданных положениях элементы шины, включая сформованный таким образом клинч, а затем изготавливают шину согласно изобретению путем вулканизации резиновой смеси, составляющей каждый элемент «зеленой» шины.
Схематически поперечное сечение верхней левой половины одного примера шины по настоящему изобретению представлено на чертеже. Здесь шина 1 имеет протектор 2, который становится образующей поверхностью шины 1, пару боковин 3, которые определяют боковую поверхность шины 1 и проходят внутрь по направлению радиуса шины от обоих концов протектора, и бортовых колец 5, расположенных на внутреннем конце каждой боковины 3. Далее, слой каркаса 6 соединяет бортовые кольца 5, а брекер 7, оказывающий эффект стягивания и усиления протектора 2, предусмотрен с внешней стороны от слоя каркаса 6 и с внутренней стороны от протектора 2.
Слой каркаса 6 может быть сформован из листа резины с множеством кордов, заделанных в нем, под углом от 70° до 90° к средней линии шины СО (воображаемая линия, полученная вращением центра ширины внешней периферической поверхности шины 1 однократно в круговом направлении внешней периферической поверхности шины 1). Далее, слой каркаса 6 закреплен путем его загибания с огибанием бортовых колец 5 от протектора 2 через боковину 3 от внутренней стороны к внешней стороне от аксиальной линии шины.
Брекер 7 может быть сформован из листа резины, имеющей множество заделанных в нем кордов, например, под углом 40° или менее к средней линии шины СО.
Далее, при необходимости, шина может быть снабжена бандажом (на чертеже не показан) для предотвращения отслаивания брекера 7. Бандаж в данном случае изготовлен, например, из листа резины, в котором заделано множество кордов, и он может быть спирально намотан по внешней стороне брекера 7 почти параллельно средней линии шины СО.
Далее, в шине 1 сформована крыльевая лента 8, проходящая по радиусу в наружном направлении от бортового кольца 5, с внутренней стороны слоя каркаса 6 предусмотрен внутренний герметизирующий слой 9, а внешнюю сторону отогнутой части слоя каркаса 6 покрывает боковина 3 и клинч 4, проходящий внутрь по направлению радиуса шины от боковины 3. Клинч 4 сформован путем вулканизации резиновой смеси согласно изобретению.
Поскольку клинч 4 сформован в шине 1, имеющей описанную выше конфигурацию, с использованием резиновой смеси для шины согласно изобретению, то может быть изготовлен клинч 4, имеющий высокую износостойкость и высокую прочность, и поэтому потери на износ обода от бортовой проволоки шины 1 могут быть сокращены.
Кроме того, поскольку в шине 1, имеющей описанную выше конфигурацию, используемое количество компонентов нефтяного происхождения может быть сокращено, ее можно производить как "эко-шину", что обеспечивает охрану окружающей среды и дает возможность подготовиться к снижению запасов нефти в будущем.
Шина 1, показанная на чертеже, представляет собой автомобильную шину. Однако настоящее изобретение не ограничено этой шиной и может быть применимо к различным шинам для таких областей применения как автомобиль, грузовик, автобус и транспортное средство для тяжелых грузов.
Далее, с точки зрения сокращения используемого количества компонентов нефтяного происхождения, нет необходимости говорить о том, что части шины, отличные от клинча 4, предпочтительно, насколько это возможно, изготавливают с использованием компонентов, производимых не из нефтяного сырья.
ПРИМЕРЫ
Изготовление невулканизированной резиновой смеси
В соответствии с составами, представленными в таблице 1, натуральный каучук, эпоксидированный натуральный каучук, диоксид кремния, силановый модификатор и соединение хинондиимина смешивали при температуре 130°С в течение 2 минут в смесителе Бенбери на 1,7 л производства фирмы Kobe Steel, Ltd. и получали маточную смесь.
Затем, после однократной откачки маточной смеси, приготовленной как описано выше, в нее добавляли компоненты, отличные от серы и ускорителя вулканизации, перемешивали при температуре 130°С в течение 2 минут в смесителе Бенбери на 1,7 л производства фирмы Kobe Steel, Ltd., и получили смешанный продукт.
После этого смешанный продукт, полученный как описано выше, серу и ускоритель вулканизации перемешивали при температуре 95°С в течение 2 минут с использованием открытых вальцев, и были получены каждая из невулканизированных резиновых смесей примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3. Кроме того, значения, показанные в колонке "Другие компоненты" в таблице 1, представляют собой компаундированное количество каждого компонента в массовых частях на 100 массовых частей каучукового компонента.
| Таблица 1 | |||||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Сравнительный пример 1 | Сравнительный пример 2 | Сравнительный пример 3 | ||
| Каучуковый компонент | Натуральный каучук (примечание 1) | 100 | 100 | 80 | 40 | 100 | 100 |
| Эпоксидированный натуральный каучук (примечание 2) |
0 | 0 | 20 | 0 | 0 | 0 | |
| Бутадиеновый каучук (примечание 3) | 0 | 0 | 0 | 60 | 0 | 0 | |
| Другие компоненты | Сажа (примечание 4) | 0 | 20 | 0 | 60 | 0 | 0 |
| Диоксид кремния (примечание 5) | 80 | 60 | 80 | 0 | 80 | 60 | |
| Силановый модификатор(примечание 6) | 8 | 6 | 8 | 0 | 8 | 6 | |
| Соединение хинондиимина (примечание 7) | 4 | 4 | 4 | 0 | 0 | 0 | |
| Воск (примечание 8) | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |
| Антиоксидант (примечание 9) | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |
| Стеариновая кислота (примечание 10) |
2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| Оксид цинка (примечание 11) | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | |
| Сера (примечание 12) | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | |
| Ускоритель вулканизации (примечание 13) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
| Характеристики | Вязкость по Муни | 85 | 90 | 80 | 100 | 50 | 75 |
| Технологичность листа | А | А | А | А | В | А | |
| Коэффициент износа по Пико | 100 | 105 | 105 | 100 | 105 | 85 | |
| Показатель прочности шины | 120 | 130 | 125 | 100 | 140 | 110 |
(Примечание 1) Натуральный каучук (НК): TSR
(Примечание 2) Эпоксидированный натуральный каучук (ЭНК): ENR 25 (степень эпоксидирования: 25%), производимый Kumpulan Guthrie Berhad
(Примечание 3) Бутадиеновый каучук (БДК): SBR1502, производства JSR Corporation
(Примечание 4) Сажа: SHOWBLACK N330 (N2SA: 115 м2/г), производимая Cabot Japan K.K.
(Примечание 5) Диоксид кремния: ULTRASIL VN3 (N2SA: 175 м2/г), производимая Evonik Degussa
(Примечание 6) Силановый модификатор: Si-69 (бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид), производимый Evonik Degussa
(Примечание 7) Соединение хинондиимина: Q-FLEX QDI (N-{4-[(1,3-диметилбутил)имино]-2,5-циклогексадиен-1-илидин}-бензоламин), производимый FLEXSYS
(Примечание 8) Воск: SUNNOC Wax, производимый Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
(Примечание 9) Антиоксидант: NOCRAC 6C: (N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин), производимый Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
(Примечание 10) Стеариновая кислота, производимая NOF Corporation
(Примечание 11) Оксид цинка: Zinc Flower No.1, производимый Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
(Примечание 12) Сера: порошкообразная сера, производимая Tsurumi Chemical
(Примечание 13) Ускоритель вулканизации: NOCCELER-NS (N-трет-бутил-2-бензотиазолилсульфенамид), производимый Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Вязкость по Муни
Вязкость по Муни измеряли для каждой из невулканизованных резиновых смесей примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3 при температуре 130°C в соответствии с JIS K6300-1 "Non-vulcanized Rubber -Physical Properties - Part 1: How to Obtain Viscosity and Scorch Time with Mooney Viscometer". Результаты представлены в таблице 1. Вязкость по Муни в таблице 1 представлена относительным значением, с величиной вязкости по Муни невулканизованной резиновой смеси сравнительного примера 1, равной 100.
Кроме того, чем больше значение вязкости по Муни в таблице 1, тем ниже вязкость по Муни, и это показывает превосходную технологичность формования. Здесь невулканизованная резиновая смесь, имеющая в таблице 1 значение вязкости по Муни 80 или более, имела превосходную технологичность при формовании.
Технологичность листа
Невулканизованный каучуковый лист, содержащий каждую из невулканизованных резиновых смесей примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3, получали формованием листа из каждой из невулканизованных резиновых смесей примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3 с использованием вальцев.
Поверхность этих вулканизованных листов оценивали визуально, и оценивали форму невулканизованного резинового листа. Результаты представлены в таблице 1.
В колонке «Технологичность листа» в таблице 1 листы, в которых не было проблем, например разрезанной кромки, и которые имели хорошую технологичность формования листа, обозначены буквой А, а листы, в которых были проблемы, например разрезанная кромка, и которые не проявляли хорошую технологичность листа, обозначены буквой В.
Тест на износ по Пико
Каждый из вулканизованных резиновых листов примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3 был получен вулканизацией каждой из невулканизованных резиновых смесей примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3, полученных как описано выше, при температуре 150°С в течение 30 минут.
Затем измеряли объем износа каждого вулканизированного листа резины путем испытания на износ вулканизированных резиновых листов из примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3, полученных, как описано выше, в соответствии с JIS K6264-2 "Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubber - How to Obtain Wear Resistance - Part 2: Testing Method", на установке для испытаний на износ по Пико, которая производится Ueshima Seisakusho Co., Ltd. Затем рассчитывали каждый из коэффициентов износа по Пико вулканизированных резиновых листов в примерах 1-3 и сравнительных примерах 1-3 по приведенной ниже формуле (1), с объемом износа листа вулканизированной резины сравнительного примера 1, принятым за 100. Результаты представлены в таблице 1.
(Коэффициент износа по Пико) = 100 × (Объем износа листа вулканизированной резины сравнительного примера 1)/(Объем износа каждого листа вулканизированной резины примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3) (1)
В таблице 1 значение коэффициента износа по Пико 100 или более показывает превосходную износостойкость при трении с ободом.
Тест на растяжение
Тест на растяжение выполняли для каждого листа вулканизированной резины из примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3 с использованием тестируемого куска в форме гантели №3 в соответствии с JIS K6251 "Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubber - How to Obtain Tensile Characteristics". Затем рассчитывали энергию разрыва
(ПР × Ур/2) исходя из прочности при растяжении (ПР) и удлинения при разрыве (Ур) для каждого из вулканизированных резиновых листов из примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3, а затем рассчитывали показатель прочности резины по приведенной ниже формуле (2), с энергией разрыва в сравнительном примере 1, равной 100. Результаты тестов представлены в таблице 1.
(Показатель прочности резины) = 100 × (Энергия разрыва каждого вулканизованного резинового листа примеров 1-3 и сравнительных примеров 1-3)/(Энергия разрыва вулканизованного резинового листа сравнительного примера 1) (2)
Показано, что чем больше значение показателя прочности резины в таблице 1, тем труднее она растрескивается благодаря превосходной прочности резины.
Характеристики
Как видно из результатов, представленных в таблице 1, резиновые смеси примеров 1-3, которые содержат каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, и которые содержат не менее 30 массовых частей диоксида кремния и от не менее 0,1 массовой части до не более 10 массовых частей соединения хинондиимина на 100 массовых частей каучукового компонента, имеют такой же уровень технологичности листов, как и резиновая смесь сравнительного примера 1, которая является общепринятой резиновой смесью для клинча, в которой перед вулканизацией использована только сажа, а диоксид кремния отсутствует. Далее, после вулканизации, резиновые смеси примеров 1-3 показали в результате, что они имеют не только такой же уровень коэффициента износа по Пико, как и резиновая смесь сравнительного примера 1, но и больший показатель прочности резины, чем резиновая смесь сравнительного примера 1.
Далее, как показано в таблице 1 при сравнении резиновой смеси примера 1 и резиновой смеси сравнительного примера 2, резиновая смесь примера 1, содержащая 4 массовых части соединения хинондиимина на 100 массовых частей каучукового компонента, обладает более низкой вязкостью по Муни и превосходной технологичностью переработки в лист по сравнению с резиновой смесью сравнительного примера 2, не содержащей соединения хинондиимина.
Кроме того, как показано в таблице 1, резиновые смеси примеров 1-3, имеющие вышеописанный состав, имеют более низкую вязкость по Муни перед вулканизацией, чем резиновая смесь сравнительного примера 3, которая не содержит соединения хинондиимина.
Таким образом, исходя из вышеуказанных результатов, поскольку резиновые смеси примеров 1-3 имеют низкую вязкость по Муни и превосходную технологичность перед вулканизацией и обладают износостойкостью и высокой прочностью после вулканизации, и при этом сокращено используемое количество компонентов нефтяного происхождения, резиновые смеси примеров 1-3 можно рассматривать как предпочтительные для использования в формовании клинча шин.
Согласно настоящему изобретению предложена резиновая смесь для формования клинча шины, в которой используемое количество компонентов нефтяного происхождения сокращено, которая имеет хорошую технологичность перед вулканизацией и может обеспечить получение резины с высокой износостойкостью и высокой прочностью после вулканизации, а также клинч и шина, сформованные с использованием этой резиновой смеси.
Хотя настоящее изобретение подробно описано и проиллюстрировано, понятно, что это приведено только в качестве иллюстрации и примера, которые не должны рассматриваться как ограничение настоящего изобретения, объем которого определен признаками прилагаемой формулы изобретения.
1. Резиновая смесь для формования обжимной части борта шины для колес транспортных средств, включающая каучуковый компонент, содержащий по меньшей мере один каучук из группы, включающей натуральный каучук и эпоксидированный натуральный каучук, не менее 30 мас.ч. диоксида кремния и от не менее 0,1 до не более 10 мас.ч. соединения хинондиимина на 100 мас.ч. указанного каучукового компонента, а также вулканизирующий агент.
2. Резиновая смесь по п.1, в которой указанное соединение хинондиимина представляет собой N-{4-[(1,3-диметилбутил)имино]-2,5-циклогексадиен-1-илидин}-бензоламин.
3. Резиновая смесь по п.1, которая дополнительно содержит не более 25 мас.ч. сажи на 100 мас.ч. каучукового компонента.
4. Резиновая смесь по п.1, в которой указанный каучуковый компонент содержит смесь натурального каучука и эпоксидированного натурального каучука, при этом содержание указанного натурального каучука составляет не менее 50 мас.% от массы каучукового компонента.
5. Резиновая смесь по п.1, которая дополнительно содержит не менее 4 мас.ч. силанового модификатора на 100 мас.ч. диоксида кремния.
6. Обжимная часть борта шины для колес транспортных средств, которая сформована из резиновой смеси по п.1.
7. Шина для колес транспортных средств, которая изготовлена с использованием обжимной части борта по п.6.
