ВУЛКАНИЗИРОВАННАЯ РЕЗИНА, СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ШИНЫ Российский патент 2016 года по МПК C08L9/00 C08K7/02 C08J9/06 B60C1/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к вулканизированному каучуку, способу его производства и шине, снабженной протектором из такого вулканизированного каучука. В частности, настоящее изобретение относится к вулканизированному каучуку, способному улучшать ледовые рабочие характеристики шины.

Уровень техники

Традиционно, шина для использования, прежде всего, зимой, такая как нешипованная шина имеет протектор из вспененной резины с закрытыми ячейками так, чтобы улучшить характеристики дренажа протектора и улучшить ледовые рабочие характеристики шины.

Например, японская выложенная заявка на патент №S62-283001 раскрывает пневматическую шину, в которой резиновая композиция протектора состоит из полимера, имеющего температуру стеклования не больше, чем 60 градусов по Цельсию, и, по меньшей мере, 10% всего объема протектора состоит из вспененной резины, и причем вспененная резина имеет закрытые ячейки со средним диаметром 1-120 микрометров, и кратность расширения вспененной резины изменяется от 1 до 100%. Согласно раскрытой методике, ледовая и снеговая характеристики, износостойкость, экзотермическая долговечность шины могут быть одновременно улучшены.

Сущность изобретения

Однако в обычной нешипованной шине, которая имеет протектор из резины с замкнутыми ячейками, поверхности ячеек образуют из вулканизированного каучука, который является гидрофобным, так что способность ячеек абсорбировать воду является низкой. Далее, так как способность ячеек абсорбировать воду является низкой, ячейка не проявляет достаточный эффект дренажа. Следовательно, требуется далее улучшить ледовые характеристики шины.

Целью данного изобретения является предложить вулканизированный каучук, способный решать вышеуказанные проблемы обычной методики и улучшения ледовых характеристик шины. Другой целью данного изобретения является обеспечить способ производства такого вулканизированного каучука, и шину, имеющую протектор, изготовленный из такого вулканизированного каучука и проявляющий высшие ледовые характеристики.

В результате интенсивного изучения, чтобы достигнуть вышеуказанной цели, данные изобретатели нашли, что, когда протектор изготавливают из вулканизированного каучука, имеющего ячейки с определенным аспектным отношением в которых, по меньшей мере, часть поверхности стенки является гидрофильной, протектор активно абсорбирует воду, чтобы улучшить характеристики дренажа воды, и поверхности стенки ячейки царапают поверхность льда; в результате ледовые характеристики во время использования антиблокировочной тормозной системы (АБТС) могут быть значительно улучшены. Данное изобретение было выполнено на основе этих находок.

Таким образом, вулканизированный каучук, изготовленный вулканизацией каучуковой композиции по данному изобретению, характеризуется тем, что он имеет ячейки с аспектным отношением 1-30, и, по меньшей мере, часть поверхности стенки является гидрофильной.

Способ производства вулканизированного каучука согласно данному изобретению характеризуется включением стадий:

получения каучуковой композиции смешиванием каучукового компонента (D) с гидрофильной порошковой смолой (А), имеющим аспектное отношение 30 или меньше и пенообразователем (С); и

вулканизации каучуковой композиции, чтобы получить ячейки, у которых, по меньшей мере, часть поверхности стенки является гидрофильной.

Далее, шина по данному изобретению характеризуется включением протектора, изготовленного из вышеупомянутого вулканизированного каучука.

Согласно данному изобретению, можно получить вулканизированную резину, которая имеет ячейки с определенным аспектным отношением, и, по меньшей мере, часть поверхности стенки клетки является гидрофильной, что приводит к улучшению ледовых характеристик шины. Далее, можно предложить способ производства такого вулканизированного каучука, и шины, включающей протектор, изготовленный из такого вулканизированного каучука, чтобы показать высшие ледовые характеристики.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой вертикальное поперечное сечение одного примера фильеры.

Фиг. 2 представляет собой перспективный вид вертикального поперечного сечения одного примера гидрофильной вытянутой смолы (В) покрытый смолой (Е), обнаруживающей сродство к каучуковому компоненту.

Описание вариантов осуществления

В дальнейшем данное изобретение будет обсуждено подробно. Вулканизированный каучук, изготовленный вулканизацией каучуковой композиции по данному изобретению, характеризуется тем, что вулканизированный каучук имеет ячейки с аспектным отношением от 1 до 30, и, по меньшей мере, часть поверхности стенки ячейки является гидрофильной. Вулканизованный каучук по данному изобретению имеет ячейки с определенным аспектным отношением от 1 до 30, и, по меньшей мере, часть поверхности стенки ячейки является гидрофильной, так что, когда вулканизированный каучук располагается в протекторе шины, поверхности стенки ячеек подвергаются действию поверхности катания во время использования шины, чтобы усилить сродство с водой.

Следовательно, когда вулканизованный каучук по данному изобретению расположен в протекторе шины, ячейки вулканизированного каучука могут активно абсорбировать воду, которая придает превосходные характеристики дренажа шине и, в конечном счете, может значительно улучшить ледовые характеристики шины. Замечено, что если аспектное отношение превышает 30, ячейки теряют эффект насечек на поверхности шины и, таким образом, уменьшают тормозящую способность во время работы антиблокировочной тормозной системы (АБТС). Следует отметить, что аспектное отношение ячейки получают из длины ячейки, деленной на диаметр ячейки.

Каучуковая композиция, используемая для вулканизованного каучука по данному изобретению, предпочтительно, содержит гидрофильную порошковую смолу (А), имеющую аспектное отношение 30 или меньше, пенообразователь (С) и каучуковый компонент (D). Аспектное отношение гидрофильной порошковой смолы (А) получают из длины порошка гидрофильной порошковой смолы (А), деленной на диаметр гидрофильной порошковой смолы (А). Когда каучуковая композиция, используемая для вулканизированного каучука, содержит гидрофильную порошковую смолу (А) и пенообразователь (С), можно диспергировать газ, произведенный пенообразователем (С) в пределах резины, или позволить газу входить в расплавленную гидрофильную порошковую смолу (А), чтобы получить ячейки, каждая из которых имеет форму, соответствующую форме гидрофильной порошковой смолы (А). Ячейки, существующие в резине, могут служить канавкой дренажа после того, как износ шины прогрессирует, который может далее придавать превосходные характеристики дренажа шине. В частности, образование ячеек, каждая из которых имеет форму, соответствующую форме гидрофильной порошковой смолы (А), может позволить ячейке служить более подходящей канавкой дренажа, которая может значительно улучшить ледовые характеристики шины. Вышеупомянутый пенообразователь может содержаться в гидрофильной порошковой смоле (А). Когда аспектное отношением гидрофильной порошковой смолы (А) составляет больше, чем 30, аспектное отношение ячейки составляет 10 или больше. Таким образом, ячейка теряет эффект насечки на поверхность льда, так что тормозящая способность антиблокировочной тормозной системы (АБТС) снижается.

Гидрофильная порошковая смола (А) предпочтительно имеет гранулированную форму, и предпочтительно имеет диаметр зерна от 1 микрометра до 1 миллиметра. В случае, когда гидрофильная порошковая смола (А) имеет гранулированную форму, поверхность стенки ячейки имеет лучший эффект насечки на поверхности льда, чтобы усилить ледовые характеристики. Далее, в случае, когда диаметр зерна составляет больше, чем 1 миллиметр, гранулированная смола может стать ядром деструкции резины со снижением прочности резины и оказать негативное влияние на износ резины. В случае, когда диаметр зерна гидрофильной порошковой смолы (А) составляет меньше, чем 1 микрометр, не могут быть достигнуты достаточные характеристики дренажа, что снижает ледовые характеристики.

Кроме того, каучуковая композиция, используемая для вулканизированного каучука по данному изобретению, предпочтительно содержит гидрофильную вытянутую смолу (В) с аспектным отношением 50 или больше. С обеими, гидрофильной вытянутой смолой, и с гидрофильной порошковой смолой, ледовые характеристики во время антиблокировочной тормозной системы (АБТС) не работают, но могут быть улучшены относительно случая, когда одна только гидрофильная вытянутая смола компаундирована. Аспектное отношение гидрофильной вытянутой смолы (В) получают из длины гидрофильной вытянутой смолы (В), деленной на диаметр гидрофильной вытянутой смолы (В). Когда каучуковая композиция, используемая для вулканизированного каучука, содержит гидрофильную порошковую смолу (А), гидрофильную вытянутую смолу (В) и пенообразователь (С), газ, произведенный пенообразователем (С), может вступать в расплавленную гидрофильную порошковую смолу (А) и расплавленную гидрофильную вытянутую смолу (В) во время процесса вулканизации, с получением ячеек, каждая из которых имеет форму, соответствующую формам гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В).

Ячейки, существующие в резине, могут служить канавкой дренажа после того, как износ шины прогрессирует, что может далее придавать превосходные дренажные характеристики шине. В частности, образование ячеек, каждая из которых имеет форму, соответствующую формам гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), может позволить ячейкам более хорошо служить канавками дренажа, что может значительно улучшить ледовые рабочие характеристики шины. Кроме того, ячейки, полученные из гидрофильной порошковой смолы (А) и ячейки, полученные из гидрофильной вытянутой смолы (В), сообщаются друг с другом, чтобы далее улучшить эффект дренажа, который может значительно улучшить ледовые рабочие характеристики шины. Таким образом, гидрофильная вытянутая смола (В), в частности, гидрофильная порошковая смола (А) и гидрофильная вытянутая смола (В), создает внутренние полости вспениванием пенообразователя (С). В случае, когда аспектное отношение гидрофильной вытянутой смолы (В) составляет 4000 или больше, смола изгибается, в то время как компаундированная резина, возможно, не в полной мере использует преимущество вытянутого материала.

Гидрофильная вытянутая смола (В) предпочтительно имеет среднюю длину 0,1-500 мм и средний диаметр 0,001-5 мм, и более предпочтительно, средний диаметр 0,005-0,5 мм. Если средняя длина и средний диаметр будут в пределах вышеупомянутого интервала, то волокна вряд ли будут спутаны друг с другом больше, чем необходимо, и таким образом, вероятность ингибирования хорошей дисперсности устраняется.

Далее, гидрофильную порошковую смолу (А) и гидрофильную вытянутую смолу (В) предпочтительно покрывают смолой, имеющей сродство к каучуковому компоненту. Когда гидрофильную порошковую смолу (А) и гидрофильную вытянутую смолу (В) покрывают смолой, имеющей сродство к каучуковому компоненту, дисперсия гидрофильной вытянутой смолы в резине, которая является гидрофобной, может облегчаться, чтобы улучшить трещиностойкость резины, и возможно улучшить сопротивление истиранию резины.

Каучуковый компонент (D) особенно не ограничивают, и натуральный каучук (НК), так же как синтетический каучук, такой как полиизопреновый каучук (ИК), сополимерный стирол-бутадиеновый каучук (СБК), бутадиеновый каучук (БК), этилен-пропилен-диеновый каучук (ЭПДК), хлоропреновый каучук (ХК), галогенированный бутилкаучук, акрилонитрил-бутадиеновый каучук (НБК) могут использоваться. Среди них, предпочтительными являются натуральный каучук (НК), стирол-бутадиеновый каучук (СБК) и бутадиеновый каучук (БК). Каучуковые компоненты могут использоваться как таковые или как комбинация двух или больше компонентов.

Гидрофильную смолу, используемую для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), особенно не ограничивают, пока смола способна показывать сродство к воде, то есть, смола имеет гидрофильную группу в молекуле. Предпочтительно, смола содержит атом кислород, атом серы или атом азота, и, более предпочтительно, содержит, по меньшей мере, одну функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из -OH, -COOH, -OCOR (R имеет значение алкильная группа), -NH₂, -NCO, и -SH, и более предпочтительно содержит, по меньшей мере, одну функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из -OH, -СООН, -NH₂, -NCO. В качестве гидрофильной смолы, используемой для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), предпочтительно используют сополимер этилен-виниловый спирт (ЭВС), гомополимер винилового спирта, поли(мет)акриловая кислота или ее эфир, полиэтиленгликоль, карбокси-виниловый сополимер, сополимер стирол-малеиновая кислота, поливинилпирролидон, сополимер поливинилпирролидона и винилацетата, меркаптоэтанол и т.д. Среди них, сополимер этилен-виниловый спирт (ЭВС), гомополимер винилового спирта и поли(мет)акриловая кислота являются более предпочтительными. Сополимер этилен-виниловый спирт (ЭВС) является особенно предпочтительным.

Гидрофильная смола, используемая для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), является предпочтительно нерастворимой в воде. В этом случае, гидрофильная порошковая смола (А) и гидрофильная вытянутая смола (В) не растворяются в воде на поверхности дороги после воздействия поверхности протектора так, что гидрофильные свойства поверхности протектора могут быть поддержаны в течение длительного периода и, таким образом, рабочие характеристики дренажа и ледовые характеристики протектора могут быть улучшены на длительный период.

Далее, гидрофильная смола, используемая для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), предпочтительно имеет точку плавления, более низкую, чем максимальная температура вулканизации. В этом случае, гидрофильная порошковая смола (А) и гидрофильная вытянутая смола (В) плавятся во время вулканизации и включает газ, генерируемый из пенообразователя (С), чтобы образовывать ячейки, имеющие желаемую форму. Каждая из образованных ячеек имеет форму, соответствующую форме гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В). Замечено, что максимальная температура вулканизации относится к самой высокой температуре, которую каучуковая смесь достигает во время вулканизации каучукового компонента. Например, в случае вулканизации в форме, максимальная температура вулканизации является самой высокой температурой, которую каучуковая смесь достигает от времени, когда каучуковая смесь помещается в форму, до времени, когда каучуковая смесь удаляется из формы и охлаждается.

Максимальная температура вулканизации может быть измерена, например, термопарой, заделанной в каучуковую композицию. Верхний предел точки плавления гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В) особенно не огранивают, но предпочтительно выбирают с учетом вышеупомянутых точек, и, обычно, на предпочтительно 10 или больше градусов Цельсия, и более предпочтительно на 20 или больше градусов Цельсия ниже, чем максимальная температура вулканизации каучуковой композиции. В промышленном отношении практическая температура вулканизации каучуковой композиции составляет, обычно, приблизительно 190 градусов Цельсия. Например, если максимальная температура вулканизации составляет 190 градусов Цельсия, точку плавления вышеупомянутой легкоплавкой смолы выбирают в интервале температур, обычно, 190 градусов Цельсия или меньше, предпочтительно 180 градусов Цельсия или меньше, и более предпочтительно 170 градусов Цельсию или меньше.

Количество компаундированной гидрофильной порошковой смолы (А) составляет предпочтительно 0,1-100 масс. частей с каучуковым компонентом (D) до 100 масс. частей. Если применять регулировку количества компаундированной гидрофильной порошковой смолы (А) в пределах вышеупомянутого интервала с каучуковым компонентом (D) до 100 масс. частей, можно сбалансировать ледовые рабочие характеристики и износостойкость. Количество компаундированной гидрофильной вытянутой смолы (В) составляет предпочтительно 0,1-100 масс, частей, при этом каучуковый компонент (D) взят за 100 масс. частей. Если применять регулировку количества компаундированной гидрофильной вытянутой смолы (В) в пределах вышеупомянутой интервала с каучуковым компонентом (D), взятым за 100 масс. частей, можно сбалансировать ледовые рабочие характеристики и износостойкость.

В качестве пенообразователя (С) предложены в качестве примера азодикарбонамид (АДКА), динитрозопентаметилентетрамин (ДПТА), динитрозопентаметиленстиролтетрамин, производные бензолсульфонилгидразида, п,п′-оксибисбензолсульфонилгидразид (ОБСГ), средства, генерирующие диоксид углерода, такие как бикарбонат аммония, бикарбонат натрия и карбонат аммония, средства, генерирующие азот, такие как нитрозосульфонилазосоединение, и N,N′-диметил-N,N′-динитрозофталамид, толуолсульфонилгидразид, п-толуолсульфонилсемикарбазид, п,п′-оксибисбензолсульфонилсемикарбазид. С точки зрения способности к переработке предпочтительными являются азодикарбонамид (АДКА) и динитрозопентаметилентетрамин (ДПТА), и азодикарбонамид (АДКА) является наиболее предпочтительным. Пенообразователи могут использоваться как таковые или как комбинации двух или больше средств. Количество компаундированного пенообразователя (С) составляет предпочтительно 0,1-50 масс. частей, и более предпочтительно 0,1-10 масс. частей с каучуковым компонентом (D), взятым за 100 масс. частей.

Далее, пенообразователь (С) предпочтительно используется в комбинации с вспенивающимся вспомогательным веществом, таким как мочевина, стеарат цинка, бензолсульфинат цинка и цинк. Вспенивающиеся вспомогательные вещества могут использоваться как таковые или как комбинация двух или больше средств. Совместное использование вспенивающих вспомогательных веществ может поддерживать реакцию вспенивания, чтобы усилить полноту реакции и замедлять нежелательное разложение в течение долгого времени.

Когда гидрофильную вытянутую смолу (В) покрывают смолой, имеющей сродство к каучуковому компоненту, например, смолой, имеющая параметр растворимости (величина ПР), подобный ПР каучукового компонента (D), в частности смола полиолефина может предпочтительно использоваться в качестве смолы, имеющей сродство к каучуковому компоненту. Смола полиолефина может быть либо разветвленной, либо линейной, или может также быть иономерной смолой, в которой молекулы в сополимере этилена с метакриловой кислотой сшиты металлическими ионами. Примеры смолы полиолефина включают полиэтилен, полипропилен, полибутен, полистирол, сополимер этилена и пропилена, сополимер этилена и метакриловой кислоты, сополимеры этилен-этилакрилат, тройной сополимер этилен-пропилен-диен, сополимер этилен-винилацетат, и их иономерные смолы. Эти смолы могут использоваться как таковые или как комбинация двух или больше смол. Среди них, полиэтиленовые смолы, полипропиленовые смолы, полиолефиновые иономеры, α-полиолефины, модифицированные малеиновым ангидридом, особенно предпочтительны. Полиолефиновые иономеры или α-полиолефины, модифицированные малеиновым ангидридом, связанные с гидроксильными группами, а также такие, чтобы было возможно далее улучшить прочность резины.

Гидрофильная вытянутая смола (В), покрытая смолой, имеющей сродство к каучуковому компоненту, может быть получена, например, одновременной экструзией гидрофильной смолы из фильеры 12 и смолы, имеющей сродство к каучуковому компоненту, из фильеры 13 посредством экструдера, обеспеченного фильерой 11, как показано на Фиг. 1, с получением невытянутой нити, и затем горячей вытяжкой невытянутой нити, чтобы получить вытянутую (волокнистую) форму. Таким образом, получают композиционное волокно, в котором, как показано на Фиг. 2, гидрофильная вытянутая смола (В) 21 расположена приблизительно в центре волокна и покрыта смолой, имеющей сродство к каучуковому компоненту.

Количество каждой смолы может изменяться в зависимости от длины и диаметра гидрофильной вытянутой смолы (В) таким образом полученной, но обычно 0,1-80 масс. частей, и предпочтительно 0,1-20 масс. частей смолы, имеющей сродство к каучуковому компоненту, используют с гидрофильной смолой в качестве 100 масс. частей. При использовании смол в пределах вышеупомянутых интервалов слой покрытия 22, состоящий из смолы, имеющей сродство к каучуковому компоненту, способный проявлять желаемый эффект, можно эффективно образовать на поверхности гидрофильной вытянутой смолы (В) 21, полученный после процесса вытяжки.

Вулканизованный каучук по данному изобретению может быть получен (i) смешиванием каучукового компонента (D) с гидрофильной порошковой смолой (А), имеющей аспектное отношение 10 или меньше, и пенообразователем (С) с получением каучуковой композиции, и (ii) вулканизацией каучуковой композиции с получением ячеек, в которых, по меньшей мере, часть поверхности стенки является гидрофильной.

Далее, в случае использования гидрофильной вытянутой смолы (В) каучуковый компонент (D) смешивают с гидрофильной порошковой смолой (А), имеющей аспектное отношение 30 или меньше, гидрофильной вытянутой смолой (В), имеющей аспектное отношение 50 или больше, и пенообразователем (С), чтобы получить каучуковый компонент, и затем каучуковый компонент вулканизируют, чтобы получить вулканизированный каучук.

В дополнение к каучуковому компоненту (D), гидрофильной порошковой смоле (А), гидрофильной вытянутой смоле (В) и пенообразователю, компаундирующее средство, которое обычно используется в резиновой промышленности, такое как наполнитель, например, сажа, мягчитель, стеариновая кислота, антистаритель, цинковые белила, ускоритель вулканизации, агент вулканизации, может быть соответственно компаундировано в каучуковую композицию в пределах интервала, который не ухудшает предмет настоящего изобретения.

Шина по данному изобретению характеризуется тем, что вышеупомянутый вулканизованный каучук наносится на протектор, и превосходные ледовые рабочие характеристики могут быть проявлены. Кроме того, в зависимости от типа и элемента шины, которая будет применена, шина по данному изобретению может быть вулканизирована после формования невулканизированного каучука, или может быть полностью вулканизирована после формования подвулканизированного каучука, обработанного в процессе предварительной вулканизации. Следует отметить, что газ, который будет заполнять шину, может быть инертным газом, таким как азот, аргон или гелий так же, как обычный воздух или воздух, отрегулированный по парциальному давлению кислорода.

ПРИМЕРЫ

В дальнейшем данное изобретение описано более подробно с отсылкой к примерам, но данное изобретение не ограничивается следующими примерами.

Производственный Пример 1: Получение гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В).

Использовали двухшнековый экструдер, снабженный фильерой 11 и двумя бункерами, как показано на Фиг. 1, и сополимер этилен-виниловый спирт (EVAL F104B, доступный от Kuraray Co., Ltd.), загружали в оба бункера и экструдировали из головок 12 и 13. Полученное волокно разрезали на отрезки длиной 0,2 мм, 0,4 мм, 0,6 мм, 1 мм, 2 мм и 4 мм в соответствии с обычной процедурой. Таким образом, получали гидрофильную порошковую смолу (А) и гидрофильную вытянутую смолу (В), состоящие из сополимера этилен-виниловый спирт (ЭВС). Средний диаметр составлял 0,02 мм.

Согласно этой процедуре, были получены следующие смолы:

(1) Порошковая смола, имеющая длину 0,2 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 10),

(2) Порошковая смола, имеющая длину 0,4 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 20),

(3) Порошковая смола, имеющая длину 0,6 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 30),

(4) Вытянутая смола, имеющая длину 1 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 50),

(5) Вытянутая смола, имеющая длину 2 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 100),

(6) Вытянутая смола, имеющая длину 4 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 200),

Производственный Пример 2: Получение гидрофобной порошковой смолы

Согласно вышеуказанному способу, порошковые смолы, состоящие исключительно из полиэтилена (Novatec U360, доступный от Japan Polyethylene Corporation), были получали как сравнительные примеры гидрофобной ячейки пены следующими стандартами:

(7) Порошковая смола, имеющая длину 0,2 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 10),

(8) Порошковая смола, имеющая длину 0,4 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 20),

(9) Порошковая смола, имеющая длину 0,6 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 30),

Пример получения 3: Получение гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В).

Использовали двухшнековый экструдер, снабженный фильерой 11 и двумя бункерами, как показано на Фиг. 1, и сополимер этилен-виниловый спирт (EVAL F104B, доступный от Kuraray Co., Ltd.), и полиэтилен (Novatec U360, доступный от Japan Polyethylene Corporation), соответственно загружали в различные бункеры, и одновременно экструдировали из головок 12 и 13, соответственно. Полученное волокно разрезали на отрезки длиной 0,2 мм и 2 мм в соответствии с обычной процедурой. Таким образом, получали гидрофильную порошковую смолу (А) и гидрофильную вытянутую смолу (В), состоящую из гидрофильного участка смолы сополимера этилен-виниловый спирт (ЭВС), покрытого полиэтиленом (ПЭ). Массовое отношение сополимера этилен-виниловый спирт (ЭВС) к полиэтилену (ПЭ), ЭВС : ПЭ, = 70:30, и массовый диаметр составляет 0,02 мм.

Согласно этой процедуре, получали следующие смолы:

(10) Порошковая смола, имеющая длину 0,2 мм и диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 10), и

(11) Вытянутая смола, имеющая длину 2 мм, диаметр 0,02 мм (аспектное отношение = 100).

Получение каучуковой композиции

Гидрофильную порошковую смолу (А) и гидрофильную вытянутую смолу (В) использовали, чтобы получить каучуковые композиции в составе, показанном в Таблице 1.

Производство шины

Каучуковые композиции, полученные в составе, как показано в Таблице 1, располагали на протекторе, чтобы выстроить невулканизированную шину, и невулканизированную шину вулканизировали в соответствии с обычной процедурой, чтобы получить шину, имеющую размер 195/65R15. Протектор шины, полученной таким образом, наблюдали с микроскопом VHX500, доступным от Keyence Corporation, и наличие ячеек, каждая из которых имеет форму, соответствующую формам гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), подтверждали. Ледовые рабочие характеристики и износостойкость шин, таким образом полученных, были оценены следующим методом. Результаты показаны в Таблицах 2 и 3.

(1) Ледовые рабочие характеристики (без антиблокировочной тормозной системы (АБТС))

Шина, имеющая протектор со скоростью истирания 20%, была установлена на транспортное средство, антиблокировочная система которого была дезактивирована. Транспортное средство двигалось на ледяном плоском пути, тормоз был применен на скорости 20 км/ч, чтобы захватить шины, и тормозной путь измеряли до полной остановки. Результаты обозначены в индексе с обратной величиной тормозного пути Сравнительного Примера 1 как 100. Чем больше значение индекса, тем лучше тормозная характеристика на льду. Замечено, что скорость истирания протектора вычисляют по следующей формуле:

скорость истирания (%) = (1 - глубина канавки после износа / глубина канавки перед использованием) × 100

(2) Ледовые рабочие характеристики (с антиблокировочной тормозной системой (АБТС))

Шина, имеющая протектор со скоростью истирания 20%, была установлена на транспортное средство, антиблокировочная система которого была активирована. Транспортное средство двигалось на ледяном плоском пути, тормоз был применен на скорости 20 км/ч, чтобы захватить шины, и тормозной путь измеряли до полной остановки. Результаты обозначены в индексе с обратной величиной тормозного пути Сравнительного Примера 1 как 100 с указанием, что чем больше значение индекса, тем лучше тормозная характеристика на льду. Замечено, что скорость истирания протектора вычисляют по следующей формуле:

скорость истирания (%) = (1 - глубина канавки после износа / глубина канавки перед использованием) × 100

(3) Износостойкость

Фактическое транспортное средство, оборудованное шинами, имеющими захват 195/65R15, двигалось по мощеной дороге больше, чем 10000 км. Затем глубину оставшейся канавки измеряли, чтобы вычислить ездовой интервал, необходимый для износа 1 мм. Результаты обозначены в индексе с результатом Сравнительного Примера 1 как 100.

Из результатов, показанных в Таблицах 2 и 3, найдено, что протектор, снабженный вулканизированным каучуком, имеющим ячейки с аспектным отношением 1-30, по меньшей мере, часть поверхности стенки которых является гидрофильной, может улучшить ледовые рабочие характеристики шины.

Далее, Примеры 4-6 показывают, что ледовые рабочие характеристики шины могут быть значительно улучшены при использовании гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В) с получением как ячеек с аспектным отношением 30 или меньше, так и ячеек с аспектным отношением 50 или больше.

Кроме того, Пример 7 показывает, что гидрофильная порошкообразная смола (А) и гидрофильная вытянутая смола (В), в которых сополимер этилен-виниловый спирт (ЭВС) покрывают полиэтиленом (ПЭ), может значительно улучшить износостойкость шины.

Список обозначений

11: Фильера

12, 13: Выпускное отверстие фильеры

21: Гидрофильная вытянутая смола (В)

22: Слой покрытия, состоящий из смолы, имеющей сродство к каучуковому компоненту.

Изобретение относится к вулканизированной резине, способу ее производства и шине, протектор которой изготовлен из вулканизированной резины. Вулканизированный каучук получают вулканизацией каучуковой композиции, содержащей гидрофильную порошковую смолу с аспектным отношением 30 или меньше, пенообразователь и каучуковый компонент. Каучуковый компонент содержит ячейки с аспектным отношением 1-30, при этом по меньшей мере часть поверхности стенки ячейки является гидрофильной. Изобретение позволяет улучшать ледовые рабочие характеристики шины. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 7 пр.

1. Вулканизированный каучук, полученный вулканизацией каучуковой композиции, содержащей гидрофильную порошковую смолу (А) с аспектным отношением 30 или меньше, пенообразователь (С) и каучуковый компонент (D), который содержит ячейки с аспектным отношением 1-30, при этом по меньшей мере часть поверхности стенки ячейки является гидрофильной.

2. Вулканизированный каучук по п. 1, где гидрофильная порошковая смола (А) имеет гранулированную форму.

3. Вулканизированный каучук по п. 1, где гидрофильная порошковая смола (А) имеет диаметр зерна от 1 микрометра до 1 миллиметра.

4. Вулканизированный каучук по п. 1, где каучуковая композиция дополнительно содержит гидрофильную вытянутую смолу (В) с аспектным отношением 50 или больше.

5. Вулканизированная резина по п. 4, где гидрофильная вытянутая смола (В) имеет среднюю длину 0,1-500 мм и средний диаметр 0,005-0,5 мм.

6. Вулканизированный каучук по п. 4, где гидрофильная вытянутая смола (В) имеет внутреннюю полость, создаваемую вспениванием пенообразователя (С).

7. Вулканизированный каучук по п. 4, где гидрофильная порошковая смола (В) покрывается смолой, имеющей сродство к каучуковому компоненту.

8. Вулканизованный каучук по п. 4, где гидрофильная смола, используемая для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), содержит по меньшей мере одну функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из -ОН, -COOH, -OCOR (где R означает алкильную группу), -NH₂, -NCO и -SH.

9. Вулканизованный каучук по п. 8, где гидрофильная смола, используемая для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), содержит сополимер этиленвиниловый спирт, гомополимер винилового спирта или поли(мет)акриловую кислоту.

10. Вулканизованный каучук по любому из пп. 1-9, где гидрофильная смола, используемая для гидрофильной порошковой смолы (А) и гидрофильной вытянутой смолы (В), имеет точку плавления меньше, чем максимальная температура вулканизации.

11. Вулканизованный каучук по п. 7, где смола, имеющая сродство к каучуковому компоненту, содержит полиолефиновую смолу.

12. Вулканизованный каучук по п. 1, где количество компаундированной гидрофильной порошковой смолы (А) составляет 0,1-100 масс. частей, при этом количество каучукового компонента (D) принимают за 100 масс. частей.

13. Вулканизованный каучук по п. 4, где количество компаундированной гидрофильной вытянутой смолы (В) составляет 0,1-100 масс. частей, при этом количество каучукового компонента (D) принимают за 100 масс. частей.

14. Вулканизованный каучук по п. 1, где количество компаундированного пенообразователя (С) составляет 0,1-10 масс. частей, при этом количество каучукового компонента (D) принимают за 100 масс. частей.

15. Способ изготовления вулканизованного каучука, включающий стадии:
получение каучуковой композиции смешиванием каучукового компонента (D) с гидрофильной порошковой смолой (А) с аспектным отношением 30 или меньше и пенообразователем (С); и
вулканизация каучуковой композиции с получением ячеек, в которых по меньшей мере часть поверхности стенок является гидрофильной.

16. Способ по п. 15, в котором каучуковую композицию получают смешиванием каучукового компонента (D) с гидрофильной порошковой смолой (А) с аспектным отношением 30 или меньше, дополнительным компонентом - гидрофильной вытянутой смолой (В) с аспектным отношением 50 или больше, и пенообразователем (С).

17. Шина, содержащая протектор, при изготовлении которого используют вулканизированный каучук по любому из пп. 1-14.