КАУЧУКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ШИНЫ И НЕШИПОВАННАЯ ШИНА Российский патент 2022 года по МПК C08L9/00 C08K3/04 C08K5/5415 C08K9/10 B60C1/00 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к каучуковой композиции для шины и к нешипованной шине.

Предпосылки создания изобретения

[0002]

В соответствующей области техники для увеличения трения нешипованной шины на льду изучали каучуковую композицию для шины, причем каучуковая композиция содержала мелкодисперсные частицы на основе силикона.

[0003]

Например, в патентном документе 1 описана каучуковая композиция для шины, причем каучуковая композиция содержит диеновый каучук и мелкодисперсные частицы на основе силикона. В патентном документе 1 описано, что каучуковая композиция для шины обладает отличными эксплуатационными характеристиками на льду.

Список библиографических ссылок

Патентная литература

[0004]

Патентный документ 1: JP 2014-55230 A

Изложение сущности изобретения

Техническая задача

[0005]

По мере повышения требуемого уровня безопасности в последнее время стало необходимым дополнительное улучшение эксплуатационных характеристик на льду (тормозной способности на льду) нешипованной шины. Кроме того, также стало необходимым получение соответствующим образом этих характеристик и характеристик износостойкости.

В таких обстоятельствах, когда авторы настоящего изобретения получили каучуковую композицию для шины, используя пример патентного документа 1 в качестве эталона, и оценили каучуковую композицию, было обнаружено, что желательно дальнейшее улучшение эксплуатационных характеристик на льду и характеристик износостойкости.

[0006]

В свете описанных выше обстоятельств цель настоящего изобретения заключается в предоставлении каучуковой композиции для шины, имеющей превосходные эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости, и нешипованной шины с использованием каучуковой композиции для шины.

Решение задачи

[0007]

В результате тщательного исследования проблем, описанных выше, авторы варианта осуществления настоящего изобретения обнаружили, что проблемы, описанные выше, можно решить путем применения комбинации из конкретного количества особых мелкодисперсных частиц на основе силикона, неионогенного поверхностно-активного вещества и термически расширяемых микрокапсул и, таким образом, завершить один из вариантов осуществления настоящего изобретения.

В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что описанные выше проблемы можно решить с помощью следующих элементов.

[0008]

(1) Каучуковая композиция для шины, содержащая:

100 частей по массе диенового каучука,

от 30 до 100 частей по массе углеродной сажи и/или светлого наполнителя;

от 1 до 20 частей по массе мелкодисперсных частиц на основе силикона, которые имеют средний размер частиц от 5 до 500 мкм и которые пространственно-поперечно сшиты,

от 0,1 до 10 частей по массе неионогенного поверхностно-активного вещества и

от 1 до 20 частей по массе термически расширяемых микрокапсул.

(2) Каучуковая композиция для шины в соответствии с п. (1) выше, в которой диеновый каучук содержит 30 масс.% или более по меньшей мере одного типа каучука, выбранного из группы, состоящей из натурального каучука (NR), изопренового каучука (IR), бутадиенового каучука (BR), акрилонитрилбутадиенового каучука (NBR), стиролбутадиенового каучука (SBR), стиролизопренового каучука (SIR), стиролизопренбутадиенового каучука (SIBR) и производных каждого из этих каучуков.

(3) Каучуковая композиция для шины по п. (1) или (2) выше, в которой мелкодисперсные частицы на основе силикона получают путем пространственного поперечного сшивания силикона в жидком полимере, содержащем неионогенное поверхностно-активное вещество.

(4) Каучуковая композиция для шины по любому из пп. с (1) по (3) выше, в которой неионогенное поверхностно-активное вещество представляет собой соединение, представленное формулой (d) ниже.

(5) Нешипованная шина, содержащая участок протектора шины, изготовленный с использованием каучуковой композиции для шины в соответствии с любым из пп. с (1) по (4) выше.

Преимущества изобретения

[0009]

Как описано ниже, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения каучуковая композиция для шины имеет превосходные эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости; и может быть предоставлена нешипованная шина с использованием каучуковой композиции для шины.

Краткое описание графических материалов

[0010]

На ФИГ. 1 представлен вид в частичном поперечном сечении нешипованной шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления

[0011]

Ниже приведено описание каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и нешипованной шины с использованием каучуковой композиции для шины.

В настоящем описании числовые диапазоны, указанные с помощью слов «(от)… до…», включают в себя первое число в качестве нижнего предельного значения и последнее число в качестве верхнего предельного значения.

Кроме того, для каждого из компонентов, содержащихся в каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, можно использовать один тип отдельно или можно использовать два или более типов в комбинации. При этом если в комбинации используют два или более типов каждого компонента, содержание такого компонента относится к общему содержанию, если не указано иное.

[0012]

Каучуковая композиция для шины

Каучуковая композиция для шины варианта осуществления настоящего изобретения (в дальнейшем также называемая «композицией в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения») содержит: 100 частей по массе диенового каучука, от 30 до 100 частей по массе углеродной сажи и/или светлого наполнителя, от 1 до 20 частей по массе мелкодисперсных частиц на основе силикона, которые имеют средний размер частиц от 5 до 500 мкм и которые пространственно-поперечно сшиты, от 0,1 до 10 частей по массе неионогенного поверхностно-активного вещества и от 1 до 20 частей по массе термически расширяемых микрокапсул.

[0013]

Предполагается, что композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может обеспечивать эффект, описанный выше, поскольку обладает такой конфигурацией. Хотя причина этого явления не известна, предполагается, что она заключается в следующем.

[0014]

Как описано выше, композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит термически расширяемые микрокапсулы. В данном случае термически расширяемые микрокапсулы обеспечивают эффект увеличения силы трения на дорожном покрытии за счет поглощения воды на льду; однако из исследования авторов настоящего изобретения стало известно, что в случае простого смешивания термически расширяемых микрокапсул, эффект поглощения воды термически расширяемых микрокапсул недостаточен, поскольку движущая сила для проникновения воды через термически расширяемые микрокапсулы является небольшой.

Тем не менее, поскольку композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения использует конкретное количество мелкодисперсных частиц на основе силикона и неионогенного поверхностно-активного вещества в комбинации в дополнение к термически расширяемым микрокапсулам, вода на льду эффективно направляется в резину неионогенным поверхностно-активным веществом, и резина деформируется сложным образом во время движения из-за присутствия мелкодисперсных частиц на основе силикона, и, таким образом, это служит движущей силой, благодаря которой вода быстро всасывается в термически расширяемые микрокапсулы. Предполагается, что в результате композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения демонстрирует исключительные эксплуатационные характеристики на льду. Кроме того, предполагается, что, поскольку каждый из описанных выше компонентов смешивают в определенном количественном соотношении, достигается высокая однородность каучуковой композиции и превосходная износостойкость.

[0015]

Компоненты, содержащиеся в композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, подробно описаны ниже.

[0016]

Диеновый каучук

Как описано выше, композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит диеновый каучук.

Конкретные примеры диенового каучука включают в себя натуральный каучук (NR), изопреновый каучук (IR), бутадиеновый каучук (BR), акрилонитрилбутадиеновый каучук (NBR), стиролбутадиеновый каучук (SBR), стиролизопреновый каучук (SIR), стиролизопренбутадиеновый каучук (SIBR), бутилкаучук (IIR), галогенированный бутилкаучук (Br-IIR, Cl-IIR), хлоропреновый каучук (CR) и производные этих каучуков.

Что касается диенового каучука, то с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительно содержание 30 масс.% или более по меньшей мере одного из этих каучуков.

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения диеновый каучук предпочтительно содержит натуральный каучук (NR) или бутадиеновый каучук (BR), более предпочтительно содержит натуральный каучук (NR) и бутадиеновый каучук (BR) и предпочтительно содержит от 30 до 70 масс.% натурального каучука (NR) и от 30 до 70 масс.% бутадиенового каучука (BR), а более предпочтительно содержит от 40 до 60 масс.% натурального каучука (NR) и от 40 до 60 масс.% бутадиенового каучука (BR).

[0017]

Средневзвешенная молекулярная масса (Mw), диенового каучука не имеет конкретных ограничений, однако с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения молекулярная масса (Mw) предпочтительно составляет от 100 000 до 10 000 000, более предпочтительно от 200 000 до 1 500 000 и еще более предпочтительно от 300 000 до 3 000 000.

Кроме того, среднечисловая молекулярная масса (Mn) диенового каучука не имеет конкретных ограничений, однако с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения среднечисловая молекулярная масса (Mn) предпочтительно составляет от 50 000 до 5 000 000, более предпочтительно от 100 000 до 750 000 и еще более предпочтительно от 150 000 до 1 500 000.

Mw и/или Mn по меньшей мере одного диенового каучука, содержащегося в диеновом каучуке, предпочтительно находятся в описанных выше диапазонах, а Mw и/или Mn всех диеновых каучуков, содержащихся в диеновом каучуке, более предпочтительно находятся в описанных выше диапазонах.

Следует отметить, что в настоящем описании Mw и Mn представляют собой значения, полученные с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ), на основе калибровки с использованием полистирольных стандартов при следующих условиях.

• Растворитель: Тетрагидрофуран

• Детектор: Рефрактометрический (RI) детектор

[0018]

Углеродная сажа и/или светлый наполнитель

Как описано выше, композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит углеродную сажу и/или светлый наполнитель. С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно содержит как углеродную сажу, так и светлый наполнитель.

[0019]

Углеродная сажа

Углеродная сажа не имеет конкретных ограничений, и, например, можно использовать углеродные сажи различных классов, такие как SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF-HS, HAF, HAF-LS, FEF, GPF и SRF.

Удельная площадь поверхности по адсорбции азота (N₂SA) углеродной сажи не имеет конкретных ограничений, однако с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения удельная площадь поверхности адсорбции азота предпочтительно составляет от 50 до 200 м²/г и более предпочтительно от 70 до 150 м²/г.

Следует отметить, что удельная площадь поверхности по адсорбции азота (N₂SA) - это количество азота, которое адсорбируется на поверхности углеродной сажи, измеренное в соответствии с документом JIS K6217-2:2001 (Part 2: Determination of specific surface area - Nitrogen adsorption methods - Single-point procedures).

[0020]

Светлый наполнитель

Светлый наполнитель не имеет конкретных ограничений, и его примеры включают в себя кремнезем, карбонат кальция, карбонат магния, тальк, глину, глинозем, гидроксид алюминия, оксид титана и сульфат кальция. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительным является кремнезем.

[0021]

Кремнезем не имеет конкретных ограничений, и его примеры включают в себя влажный кремнезем (водную кремниевую кислоту), сухой кремнезем (кремниевый ангидрид), силикат кальция и силикат алюминия. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительным является кремнезем.

[0022]

Удельная площадь поверхности по адсорбции бромида цетилтриметиламмония (ЦТАБ) кремнезема не имеет конкретных ограничений, однако с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения удельная площадь поверхности по адсорбции ЦТАБ предпочтительно составляет от 100 до 400 м²/г, более предпочтительно от 150 до 300 м²/г и еще более предпочтительно от 160 до 250 м²/г.

Следует отметить, что удельная площадь поверхности по адсорбции ЦТАБ - это количество ЦТАБ, которое адсорбируется на поверхности кремнезема, измеренное в соответствии с документом JIS K6217-3:2001 «Part 3: Method for determining specific surface area - CTAB adsorption method».

[0023]

Содержание

В композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержание углеродной сажи и/или светлого наполнителя (особенно кремнезема) (общее содержание в случае использования углеродной сажи и светлого наполнителя в комбинации) составляет от 30 до 100 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука, описанного выше. Среди этого с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения это содержание более предпочтительно составляет от 40 до 90 частей по массе и еще более предпочтительно от 45 до 80 частей по массе.

[0024]

Кроме того, в композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения содержание углеродной сажи предпочтительно составляет от 10 до 50 частей по массе, более предпочтительно от 15 до 45 частей по массе и даже более предпочтительно от 20 до 40 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука, описанного выше.

[0025]

Кроме того, в композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения содержание светлого наполнителя (особенно кремнезема) предпочтительно составляет от 10 до 80 частей по массе, более предпочтительно от 15 до 60 частей по массе и даже более предпочтительно от 20 до 50 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука, описанного выше.

[0026]

Особые мелкодисперсные частицы

Как описано выше, композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит мелкодисперсные частицы на основе силикона, которые имеют средний размер частиц от 5 до 500 мкм и которые пространственно-поперечно сшиты (в дальнейшем также называемые «особыми мелкодисперсными частицами»).

[0027]

Средний размер частиц

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения средний размер частиц особых мелкодисперсных частиц предпочтительно составляет от 5 до 100 мкм и более предпочтительно от 10 до 50 мкм.

Следует отметить, что средний размер частиц относится к среднему значению эквивалентного диаметра окружности, измеренному с помощью лазерного микроскопа, и, например, может быть измерен с помощью анализатора LA-300 (поставляемого компанией Horiba, Ltd) распределения размера частиц методом лазерного дифракционного рассеяния, лазерного микроскопа VK 8710 (поставляемого компанией Keyence Corporation) и т.п.

Кроме того, «мелкодисперсные частицы на основе силикона» относятся к мелкодисперсных частицам, имеющим силоксановую связь в каркасе основной цепи и, например, не включают в себя мелкодисперсные частицы, которые имеют полиизопреновый каркас и поперечно сшиты силоксановой связью (с использованием гидролизуемой силильной группы в качестве концевой группы).

[0028]

Первый предпочтительный вариант осуществления

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения особые мелкодисперсные частицы предпочтительно представляют собой мелкодисперсные частицы, в которых силикон пространственно-поперечно сшит. С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения поперечное сшивание не имеет конкретных ограничений, но предпочтительно имеет тип реакции конденсации или тип реакции присоединения и более предпочтительно имеет тип реакции конденсации.

[0029]

Силикон

Силикон не имеет конкретных ограничений при условии, что силикон представляет собой соединение, имеющее полиорганосилоксан в качестве основной цепи, и конкретные примеры его включают в себя: полидиметилсилоксаны, метилгидрогенполисилоксаны, метилфенилполисилоксаны, дифенилполисилоксаны, диметилсиликоновые необработанные каучуки, метилфенилсиликоновые необработанные каучуки и фторсиликоновые необработанные каучуки. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительным является полидиметилсилоксан.

[0030]

Кроме того, с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения, силикон предпочтительно содержит химически активную функциональную группу. Конкретные примеры химически активной функциональной группы включают в себя гидроксигруппу, меркаптогруппу, силановую функциональную группу, изоцианатную группу, (мет)акрилоилгруппу, аллильную группу, карбоксильную группу, кислотную ангидридную группу и эпоксидную группу.

Следует отметить, что силановая функциональная группа также называется поперечно-сшиваемой силильной группой. К их конкретным примерам относятся гидролизуемая силильная группа; силанольная группа; функциональные группы, в которых силанольная группа замещена производным ацетоксигруппы, производным еноксигруппы, производным оксимной группы, производным амина или т.п. и т.д.

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения химически активная функциональная группа предпочтительно представляет собой гидроксигруппу, силановую функциональную группу, карбоксильную группу или кислотную ангидридную группу и более предпочтительно силановую функциональную группу (особенно силанольную группу).

Примеры коммерчески доступных продуктов из силикона, имеющих такую химически активную функциональную группу, включают в себя: модифицированный полидиметилсилоксан, блокированный силанолом на обеих концевых группах, представленный формулой (2) ниже [SS-10 (в формуле m=336), KF-9701 (в формуле m=38), X-21-5841 (в формуле m=11), все из которых поставляет компания Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.]; и модифицированный полидиметилсилоксан, блокированный карбоксильными группами на обеих концевых группах (X-22-162C, поставляемый Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

[0031]

[Химическая формула 1]

[0032]

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения химически активная функциональная группа предпочтительно содержится на по меньшей мере концевой группе основной цепи силикона. В случае если основная цепь представляет собой прямую цепь, с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы она содержала 1,5 или более и более предпочтительно 2 или более химически активных функциональных групп. С другой стороны, в случае если основная цепь является разветвленной, предпочтительно, чтобы она содержала 3 или более химически активных функциональных групп с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения.

[0033]

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения средневзвешенная молекулярная масса (Mw) и среднечисловая молекулярная масса (Mn) силикона не имеют конкретных ограничений, но предпочтительно составляют от 1000 до 100 000 и более предпочтительно от 3000 до 60 000.

[0034]

Пространственное поперечное сшивание

Примеры способа пространственного поперечного сшивания описанного выше силикона включают в себя: способ вулканизации вулканизирующим агентом и способ пространственного поперечного сшивания с использованием описанной выше химически активной функциональной группы.

Конкретные примеры способа вулканизации вулканизирующим агентом включают в себя способ использования силиконового необработанного каучука в качестве силикона и его вулканизацию с помощью органического пероксида.

Кроме того, конкретные примеры способа пространственного поперечного сшивания с использованием химически активной функциональной группы включают в себя способ, при котором подвергают химической реакции силикон, имеющий химически активную функциональную группу, и по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из воды, катализаторов, инициаторов полимеризации и соединений, имеющих функциональную группу, которая взаимодействует с химически активной функциональной группой, для выполнения пространственного поперечного сшивания.

Следует отметить, что способ пространственного поперечного сшивания силикона, описанный выше, не ограничен этими способами, и, например, также включает в себя способы поперечного сшивания с помощью: термофиксации в потоке электронов, нейтронов и протонов, полученных из дейтерия, ускоренных циклотроном, и рентгеновского луча от мишени γ-излучения на основе кобальта 60.

[0035]

Конкретные примеры органического пероксида включают в себя: пероксид бензоила, пероксид 2,4-дихлорбензоила, дикумилпероксид, 2,5-диметил-2,5-бис(трет-бутилперокси)гексан, п-хлорбензоил пероксид, ди-трет-бутилпероксид и трет-бутилпербензоат. Каждый из них можно использовать по отдельности или в комбинации из двух или более типов в зависимости от температуры и условий использования.

[0036]

Кроме того, воду можно использовать подходящим образом, когда силикон содержит гидролизуемую силильную группу, изоцианатную группу или кислотную ангидридную группу в качестве химически активной функциональной группы.

[0037]

Кроме того, примеры катализатора включают в себя катализатор конденсации.

Конкретные примеры катализатора конденсации включают в себя: дибутилоловодилаурат, дибутилоловодиолеат, дибутилоловодиацетат, тетрабутилтитанат, октаноат олова (II) и соединения октилолова.

[0038]

Кроме того, инициатор полимеризации можно подходящим образом использовать в случае, когда силикон содержит (мет)акрилоилильную группу или в случае, когда содержатся меркаптогруппа и ненасыщенная двойная связь, а их конкретные примеры включают в себя инициаторы радикальной полимеризации, такие как азобисизобутиронитрил и бензоилпероксид.

Следует отметить, что пространственное поперечное сшивание с использованием такого инициатора полимеризации можно проводить, помимо термофиксации ультрафиолетовым светом, с помощью реакции присоединения с использованием платинового катализатора или катионной полимеризации с использованием катализатора ониевой соли.

[0039]

Кроме того, примеры соединения, имеющего функциональную группу, которая реагирует с химически активной функциональной группой, включают в себя: термофиксирующие агенты конденсационного типа и соединения гидросилана.

[0040]

Примеры термофиксирующих агентов конденсационного типа включают в себя, в дополнение к термофиксирующим веществам типа уксусной кислоты, термофиксирующие агенты, которые вызывают реакцию конденсации путем деацетилирования, термофиксирующие агенты спиртового типа, оксимного типа, аминного типа, амидного типа, аминооксидного типа, ацетонового типа, гидроксиламинного типа, водородного типа и дегидратационного типа, и они могут быть подходящим образом использованы.

Среди них предпочтителен термофиксирующий агент спиртового типа, который вызывает реакцию конденсации за счет деалкоголизации, и конкретные предпочтительные примеры включают в себя: алкоксисиланы (например, винилтриметоксисилан), олигомеры метилсиликата и органосилоксановые олигомеры.

[0041]

Кроме того, гидросилановое соединение представляет собой соединение, имеющее группу SiH, и может быть использовано подходящим образом, когда описанный выше силикон в качестве химически активной функциональной группы содержит аллильную группу.

Конкретные примеры вышеупомянутого гидросиланового соединения включают в себя 1,1,3,3-тетраметилдисилоксан, 1,3,5,7-тетраметилтетрациклосилоксан, 1,3,5,7,8-пентаметилпентациклосилоксан и т.п.

Следует отметить, что в случае использования гидросиланового соединения можно использовать катализатор, способствующий реакции с силиконом, имеющим аллильную группу (например, металлический комплексный катализатор, выбранный из переходных металлических элементов группы VIII, такой как платина, родий, кобальт, палладий и никель).

[0042]

Второй предпочтительный вариант осуществления

Как описано выше, с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения особые мелкодисперсные частицы предпочтительно представляют собой мелкодисперсные частицы, в которых силикон пространственно-поперечно сшит (первый предпочтительный вариант осуществления). Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения более предпочтительны мелкодисперсные частицы, в которых силикон пространственно-поперечно сшит в жидком полимере, содержащем неионогенное поверхностно-активное вещество (второй предпочтительный вариант осуществления).

В случае, когда мелкодисперсные частицы, в которых силикон пространственно-поперечно сшит в жидком полимере, содержащем неионогенное поверхностно-активное вещество, используют в качестве особых мелкодисперсных частиц, достигают превосходных эксплуатационных характеристик на льду и характеристик износостойкости.

Причина получения этого эффекта не ясна, но предполагается, что однородность поперечно-сшитой структуры улучшается за счет пространственного поперечного сшивания силикона в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества. Однако идентификация его конкретной структуры невозможна или практически нецелесообразна.

[0043]

Во втором предпочтительном варианте осуществления силикон и пространственное поперечное сшивание такие же, как и в первом предпочтительном варианте осуществления.

[0044]

Жидкий полимер

Жидкий полимер не имеет конкретных ограничений, и его конкретные примеры включают в себя жидкие полибутадиены, жидкие полистирольные бутадиены и жидкие полиизопрены. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительным является жидкий полиизопрен.

[0045]

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения среднечисловая молекулярная масса (Mn) жидкого полимера предпочтительно составляет 1000 или более и менее 50 000, более предпочтительно от 5000 до 40 000 и еще более предпочтительно от 10 000 до 30 000.

[0046]

Неионное поверхностно-активное вещество

Конкретные примеры и предпочтительные варианты осуществления неионогенного поверхностно-активного вещества идентичны неионогенным поверхностно-активным веществам, описанным ниже.

[0047]

Во втором предпочтительном варианте осуществления содержание неионогенного поверхностно-активного вещества в жидком полимере не имеет конкретных ограничений, но предпочтительно составляет от 1 до 30 масс.%, более предпочтительно от 2 до 20 масс.% и даже более предпочтительно от 3 до 10 масс.% с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения.

[0048]

Содержание

В композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержание особых мелкодисперсных частиц составляет от 1 до 20 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука, описанного выше. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения это содержание предпочтительно составляет от 2 до 15 частей по массе и еще более предпочтительно от 3 до 10 частей по массе.

[0049]

Неионное поверхностно-активное вещество

Как описано выше, композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит неионогенное поверхностно-активное вещество.

Неионогенное поверхностно-активное вещество не имеет конкретных ограничений, и его конкретные примеры включают в себя: сорбитановые сложные эфиры жирных кислот, полиоксиэтиленсорбитановые сложные эфиры жирных кислот, полиоксиэтиленовые простые эфиры высших спиртов, полиоксиэтиленпропиленовые простые эфиры высших спиртов, полиоксиэтиленовые сложные эфиры жирных кислот, полиоксиэтиленалкилфенолы, полиоксиэтиленалифатические углеводородные амины (например, полиоксиэтиленалкиламины, полиоксиэтиленалкиленамины), полиоксиэтиленалифатические углеводородные амиды (например, полиоксиэтиленалкиламиды, полиоксиэтиленалкиленамиды), блок-полимеры полиоксиэтилена-полиоксипропилена и стабилизаторы пены на основе силикона. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительным является стабилизатор пены на основе силикона и более предпочтительным является соединение, представленное формулой (d) ниже.

[0050]

Особый стабилизатор пены

Как описано выше, с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения неионогенное поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой соединение, представленное формулой (d) ниже (в дальнейшем также называемое «особым стабилизатором пены»).

[0051]

[Химическая формула 2]

[0052]

В формуле (d) выше R представляет собой углеводородную группу, L представляет собой одинарную связь или двухвалентную связывающую группу, R¹ представляет собой полиалкиленоксидную группу (-(R¹¹O)_a+b-, где R¹¹ представляет собой алкиленовую группу, а a+b представляет собой целое число, равное 2 или более, множество функциональных групп R¹¹ могут быть одинаковыми или разными), R² представляет собой углеводородную группу, а m и n каждый независимо представляет собой целое число, равное 1 или более.

Множество функциональных групп R могут быть одинаковыми или разными. В случае если n представляет собой целое число, равное 2 или более, множество функциональных групп L, множество функциональных групп R¹ и множество функциональных групп R² могут быть одинаковыми или разными.

[0053]

Как описано выше, в формуле (d) выше R представляет собой углеводородную группу.

Примеры углеводородной группы включают в себя алифатические углеводородные группы, ароматические углеводородные группы и группы, которые имеют их комбинацию. Алифатическая углеводородная группа может быть в форме прямой цепи, разветвленной цепи или кольца. Конкретные примеры алифатической углеводородной группы включают в себя прямые или разветвленные алкильные группы (предпочтительно имеющие от 1 до 10 атомов углерода), прямые или разветвленные алкенильные группы (предпочтительно имеющие от 2 до 10 атомов углерода) и прямые или разветвленные алкинильные группы (предпочтительно содержащие от 2 до 10 атомов углерода). Примеры ароматической углеводородной группы включают в себя арильные группы и нафтильные группы. Примеры арильной группы включают в себя фенильную группу, толильную группу и ксилильную группу. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения предпочтительной является алифатическая углеводородная группа, имеющая от 1 до 10 атомов углерода (предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода).

[0054]

Как описано выше, в формуле (d) выше L представляет собой одинарную связь или двухвалентную связывающую группу.

Примеры двухвалентной связывающей группы включают в себя двухвалентные алифатические углеводородные группы (например, алкиленовую группу, предпочтительно имеющую от 1 до 8 атомов углерода), двухвалентную ароматическую углеводородную группу (например, ариленовую группу, предпочтительно имеющую от 6 до 12 атомов углерода), -O-, -S-, -SO₂-, -N(R)- (R: алкиловая группа), -CO-, -NH-, -COO-, -CONH-, и группы, которые имеют их комбинацию (например, алкиленоксигруппы, алкиленоксикарбонильные группы и алкиленкарбонилоксигруппы).

[0055]

Как описано выше, в формуле (d) выше R¹ представляет собой полиалкиленоксидную группу.

Полиалкиленоксидная группа представлена -(R¹¹O)_a+b-.

В данном случае R¹¹ представляет собой алкиленовую группу (предпочтительно имеющую от 1 до 5 атомов углерода). Кроме того, a+b представляет собой целое число, равное 2 или более. Множество функциональных групп R¹¹ могут быть одинаковыми или разными.

[0056]

С позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения, полиалкиленоксидная группа предпочтительно представляет собой группу, представленную -(CH₂CH₂O)_a-(CH₂CH(CH₃)O)_b-.

В данном случае a и b каждый независимо представляет собой целое число, равное 0 или более. Однако a+b представляет собой целое число, равное 2 или более. Необходимо отметить, что a и b представляют собой соответственно общее количество (CH₂CH₂O), присутствующих в группе, и общее количество (CH₂CH(CH₃)O), присутствующих в группе соответственно, а порядок (CH₂CH₂O) и (CH₂CH(CH₃)O) может быть установлен произвольно.

[0057]

Как описано выше, в формуле (d) выше R² представляет собой углеводородную группу. Конкретные примеры углеводородной группы включают в себя приведенные выше углеводородные группы.

[0058]

Как описано выше, a и b каждый независимо представляет собой целое число, равное 1 или более.

[0059]

Содержание

Содержание неионогенного поверхностно-активного вещества составляет от 0,1 до 10 частей по массе на 100 частей по массе описанного выше диенового каучука. Среди этого с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения это содержание более предпочтительно составляет от 0,5 до 8 частей по массе и еще более предпочтительно от 1 до 5 частей по массе.

[0060]

Термически расширяемые микрокапсулы

Как описано выше, композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит термически расширяемые микрокапсулы.

Термически расширяемые микрокапсулы образованы из термопластичных частиц смолы, содержащих вещество, которое испаряется или расширяется при нагревании с образованием газа. Следует отметить, что термически расширяемые микрокапсулы образованы в виде микрокапсул, в которых газ загерметизирован во внешней оболочке, образованной из термопластичной смолы, путем нагревания при температуре (например, от 130 до 190°C), которая равна или больше температуры начала испарения или расширения вещества.

Однако диаметр частиц до расширения термически расширяемых микрокапсул предпочтительно составляет от 5 до 300 мкм и более предпочтительно от 10 до 200 мкм.

[0061]

В качестве термопластичной смолы подходящим образом применяют, например, полимеры из (мет)акрилонитрила и/или сополимеров с высоким содержанием (мет)акрилонитрила. В случае сополимера в качестве другого мономера (сомономера) используют такие мономеры, как винилгалогениды, винилиденгалогениды, мономеры на основе стирола, мономеры на основе (мет)акрилата, винилацетат, бутадиен, винилпиридин и хлоропрен.

Следует отметить, что термопластичная смола может быть поперечно сшита поперечно-сшивающим агентом, таким как дивинилбензол, этиленгликоля ди(мет)акрилат, триэтиленгликоля ди(мет)акрилат, триметилолпропана три(мет)акрилат, 1,3-бутадиенгликоля ди(мет)акрилат, аллил(мет)акрилат, триакрилформаль и триаллилизоцианурат. Что касается формы сшивания, то предпочтительна форма без сшивания, однако частичное поперечное сшивание можно проводить до такой степени, которая не нарушает свойства термопластичной смолы.

[0062]

Конкретные примеры веществ, которые испаряются или расширяются при нагревании с образованием газа, накапливающегося в термически расширяемых микрокапсулах, включают в себя: жидкости, такие как н-пентан, изопентан, неопентан, бутан, изобутан, гексан и простой петролейный эфир, а также хлорированные углеводороды, такие как метилхлорид, метиленхлорид, дихлорэтилен, трихлорэтан и трихлорэтилен, или твердые вещества, такие как азодикарбонамид, динитрозопентаметилентетрамин, азобисизобутиронитрил, производные толуолсульфонилгидразида и производные ароматических сукцинилгидразидов.

[0063]

В качестве термически расширяемых микрокапсул можно использовать доступные в продаже продукты. Такие как, например, продукты с торговыми наименованиями «Expancel 091DU-80» и «Expancel 092DU-120», поставляемые компанией Expancel, Швеция, и торговыми наименованиями «Matrigoto Microsphere F-85», «Matsumoto Microsphere F-100» и «Matsumoto Microsphere F-100D», поставляемые компанией Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.

[0064]

В композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержание термически расширяемых микрокапсул составляет от 1 до 20 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука, описанного выше. Среди них с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения это содержание предпочтительно составляет от 2 до 15 частей по массе и еще более предпочтительно от 3 до 10 частей по массе.

[0065]

Количественное соотношение каждого компонента

В композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения отношение содержания неионогенного поверхностно-активного вещества к содержанию особых мелкодисперсных частиц (содержание неионогенного поверхностно-активного вещества, деленное на содержание особых мелкодисперсных частиц) предпочтительно составляет от 1 до 100 масс.%, более предпочтительно от 2 до 20 масс.% и еще более предпочтительно от 5 до 15 масс.% с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения.

[0066]

В композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения отношение содержания термически расширяемых микрокапсул к содержанию особых мелкодисперсных частиц (содержание термически расширяемых микрокапсул, деленное на содержание особых мелкодисперсных частиц) предпочтительно составляет от 50 до 200 масс.%, более предпочтительно от 80 до 120 масс.% и еще более предпочтительно от 90 до 110 масс.% с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения.

[0067]

В композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения отношение общего содержания неионогенного поверхностно-активного вещества и термически расширяемых микрокапсул к содержанию особых мелкодисперсных частиц (общее содержание неионогенного поверхностно-активного вещества и термически расширяемых микрокапсул, деленное на содержание особых мелкодисперсных частиц) предпочтительно составляет от 50 до 500 масс.%, более предпочтительно от 80 до 200 масс.%, еще более предпочтительно от 90 до 150 масс.% и особенно предпочтительно от 105 до 115 масс.% с позиции достижения превосходного эффекта варианта осуществления настоящего изобретения.

[0068]

Необязательный компонент

Композиция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения при необходимости может содержать другой компонент (необязательный компонент), помимо компонентов, описанных выше.

Примеры такого необязательного компонента включают в себя различные добавки, обычно применяемые в каучуковых композициях, такие как, углеродная сажа, силановые связывающие агенты, терпеновые смолы (предпочтительно терпеновые смолы, модифицированные ароматическими группами), оксид цинка (цинковые белила), стеариновая кислота, реагенты, предотвращающие старение, воски, вещества для улучшения технологических свойств, технологические масла, жидкие полимеры, термоотверждающиеся смолы, вулканизующие агенты (например, сера) и ускорители вулканизации.

[0069]

Нешипованная шина

Нешипованная шина в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения представляет собой нешипованную шину, полученную с использованием композиции в соответствии с описанным выше вариантом осуществления настоящего изобретения. В частности, нешипованная шина предпочтительно представляет собой нешипованную шину, имеющую участок протектора шины, образованный с использованием композиции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 1 схематично представлен вид в частичном разрезе шины, представляющей нешипованную шину в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, но нешипованная шина в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения не ограничивается вариантом осуществления, изображенным на ФИГ. 1.

[0070]

На ФИГ. 1 позиционное обозначение 1 означает участок борта, позиционное обозначение 2 означает участок боковины, позиционное обозначение 3 означает участок протектора шины.

Кроме того, каркасный слой 4, в котором находятся волоконные корды, установлен между парой левого и правого участков 1 борта, а концы каркасного слоя 4 закручены вокруг сердечников 5 борта и наполнителей 6 борта от внутренней стороны к наружной стороне шины.

На участке 3 протектора шины слой 7 брекера расположен по всей окружности шины на наружной стороне каркасного слоя 4.

Кроме того, в частях участков 1 борта, находящихся в контакте с диском, предусмотрены бортовые ленты 8.

Следует отметить, что участок 3 протектора шины образован из композиции в соответствии с описанным выше вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0071]

Нешипованную шину в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения можно изготавливать, например, в соответствии с известным способом. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения в качестве газа для наполнения шины в дополнение к обычному воздуху или воздуху с отрегулированным парциальным давлением кислорода можно использовать инертные газы, такие как азот, аргон и гелий.

Пример

[0072]

Настоящее изобретение дополнительно описано ниже с использованием примеров. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.

[0073]

Получение особых мелкодисперсных частиц

Как описано ниже, были получены особые мелкодисперсные частицы 1-6.

[0074]

Особые мелкодисперсные частицы 1

В трехгорлой колбе, оснащенной перемешивающим лезвием, смешивали 100 г модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе (SS-10; Mw: 42 000; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 г винилтриметоксисилана (KBM1003; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) и 0,5 г оловоорганического соединения (Neostann U-130; поставляемое компанией Nitto Kasei Co., Ltd.). Затем 150 г жидкого полибутадиена (L-BR-307 CN; среднечисловая молекулярная масса: 8000; поставляемый компанией Kuraray Co., Ltd.) в качестве жидкого полимера и 0,2 г воды добавляли и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут.

Продукт представлял собой смесь мелкодисперсных частиц на основе силикона (мелкодисперсные частицы на основе силикона с пространственным поперечным сшиванием, полученные путем конденсации модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе, и винилтриметоксисилана) и жидкий полибутадиен. При наблюдении с помощью микроскопа размер частиц мелкодисперсных частиц на основе силикона составлял приблизительно от 10 мкм до 100 мкм, и размер частиц был непостоянным (неоднообразным). Полученные мелкодисперсные частицы на основе силикона использовали в качестве особых мелкодисперсных частиц 1.

[0075]

Особые мелкодисперсные частицы 2

В трехгорлой колбе, оснащенной перемешивающим лезвием, смешивали 100 г модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе (SS-10; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 г винилтриметоксисилана (KBM1003; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 10 г стабилизатора пены на основе силикона L-5345 (соединение представлено формулой (d1) ниже; поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония) (соответствует описанному выше особому стабилизатору пены) в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества и 0,5 г оловоорганического соединения (Neostann U-130; поставляемое компанией Nitto Kasei Co., Ltd.). Затем 150 г жидкого полибутадиена (L-BR-307 CN; среднечисловая молекулярная масса: 8000; поставляемый компанией Kuraray Co., Ltd.) в качестве жидкого полимера и 0,2 г воды добавляли и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут.

Продукт представлял собой смесь мелкодисперсных частиц на основе силикона (мелкодисперсные частицы на основе силикона с пространственным поперечным сшиванием, полученные путем конденсации модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе, и винилтриметоксисилана), неионогенного поверхностно-активного вещества и жидкого полибутадиена. При наблюдении с помощью микроскопа размер частиц мелкодисперсных частиц на основе силикона составлял приблизительно от 5 мкм до 20 мкм. Полученные мелкодисперсные частицы на основе силикона использовали в качестве особых мелкодисперсных частиц 2.

[0076]

[Химическая формула 3]

[0077]

В формуле (d1) выше m представляет собой целое число, равное 1 или более, n представляет собой целое число, равное 1 или более, a представляет собой целое число, равное 0 или более, b представляет собой целое число, равное 0 или более, а R² представляет собой алкильную группу. Однако a+b представляет собой целое число, равное 2 или более. Необходимо отметить, что a и b представляют собой соответственно общее количество (CH₂CH₂O), присутствующих в группе, и общее количество (CH₂CH(CH₃)O), присутствующих в группе соответственно, а порядок (CH₂CH₂O) и (CH₂CH(CH₃)O) может быть установлен произвольно.

[0078]

Особые мелкодисперсные частицы 3

В трехгорлой колбе, оснащенной перемешивающим лезвием, смешивали 100 г модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе (SS-10; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 г винилтриметоксисилана (KBM1003; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 10 г стабилизатора пены на основе силикона L-6164 (соединение представлено формулой (d1) выше; поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония) (соответствует описанному выше особому стабилизатору пены) в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества и 0,5 г оловоорганического соединения (Neostann U-130; поставляемое компанией Nitto Kasei Co., Ltd.). Затем 150 г жидкого полибутадиена (L-BR-307 CN; среднечисловая молекулярная масса: 8000; поставляемый компанией Kuraray Co., Ltd.) в качестве жидкого полимера и 0,2 г воды добавляли и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут.

Продукт представлял собой смесь мелкодисперсных частиц на основе силикона (мелкодисперсные частицы на основе силикона с пространственным поперечным сшиванием, полученные путем конденсации модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе, и винилтриметоксисилана), неионогенного поверхностно-активного вещества и жидкого полибутадиена. При наблюдении с помощью микроскопа размер частиц мелкодисперсных частиц на основе силикона составлял приблизительно от 5 мкм до 20 мкм. Полученные мелкодисперсные частицы на основе силикона использовали в качестве особых мелкодисперсных частиц 3.

[0079]

Особые мелкодисперсные частицы 4

В трехгорлой колбе, оснащенной перемешивающим лезвием, смешивали 100 г модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе (SS-10; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 г винилтриметоксисилана (KBM1003; поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония), 10 г стабилизатора пены на основе силикона L-6164 (поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония) в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества и 0,5 г оловоорганического соединения (Neostann U-130; поставляемое компанией Nitto Kasei Co., Ltd.). Затем 150 г жидкого полиизопрена (L-IR-30; среднечисловая молекулярная масса: 28 000; поставляемый компанией Kuraray Co., Ltd.) в качестве жидкого полимера и 0,2 г воды добавляли и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут.

Продукт представлял собой смесь мелкодисперсных частиц на основе силикона (мелкодисперсные частицы на основе силикона с пространственным поперечным сшиванием, полученные путем конденсации модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе, и винилтриметоксисилана), неионогенного поверхностно-активного вещества и жидкого полиизопрена. При наблюдении с помощью микроскопа размер частиц мелкодисперсных частиц на основе силикона составлял приблизительно от 10 мкм до 30 мкм. Полученные мелкодисперсные частицы на основе силикона использовали в качестве особых мелкодисперсных частиц 4.

[0080]

Особые мелкодисперсные частицы 5

В трехгорлой колбе, оснащенной перемешивающим лезвием, смешивали 100 г модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе (SS-10; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 г винилтриметоксисилана (KBM1003; поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония), 2 г стабилизатора пены на основе силикона L-6164 (поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония) в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества и 0,5 г оловоорганического соединения (Neostann U-130; поставляемое компанией Nitto Kasei Co., Ltd.). Затем 150 г жидкого полиизопрена (L-IR-30; среднечисловая молекулярная масса: 28 000; поставляемый компанией Kuraray Co., Ltd.) в качестве жидкого полимера и 0,2 г воды добавляли и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут.

Продукт представлял собой смесь мелкодисперсных частиц на основе силикона (мелкодисперсные частицы на основе силикона с пространственным поперечным сшиванием, полученные путем конденсации модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе, и винилтриметоксисилана), неионогенного поверхностно-активного вещества и жидкого полиизопрена. При наблюдении с помощью микроскопа размер частиц мелкодисперсных частиц на основе силикона составлял приблизительно от 10 мкм до 30 мкм. Полученные мелкодисперсные частицы на основе силикона использовали в качестве особых мелкодисперсных частиц 5.

[0081]

Особые мелкодисперсные частицы 6

В трехгорлой колбе, оснащенной перемешивающим лезвием, смешивали 100 г модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе (SS-10; поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 г винилтриметоксисилана (KBM1003; поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония), 20 г стабилизатора пены на основе силикона L-6164 (поставляемый компанией Momentive Performance Materials, LLC, Япония) в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества и 0,5 г оловоорганического соединения (Neostann U-130; поставляемое компанией Nitto Kasei Co., Ltd.). Затем 150 г жидкого полиизопрена (L-IR-30; среднечисловая молекулярная масса: 28 000; поставляемый компанией Kuraray Co., Ltd.) в качестве жидкого полимера и 0,2 г воды добавляли и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут.

Продукт представлял собой смесь мелкодисперсных частиц на основе силикона (мелкодисперсные частицы на основе силикона с пространственным поперечным сшиванием, полученные путем конденсации модифицированного полидиметилсилоксана, блокированного силанолом на концевой группе, и винилтриметоксисилана), неионогенного поверхностно-активного вещества и жидкого полибутадиена. При наблюдении с помощью микроскопа размер частиц мелкодисперсных частиц на основе силикона составлял приблизительно от 10 мкм до 30 мкм. Полученные мелкодисперсные частицы на основе силикона использовали в качестве особых мелкодисперсных частиц 6.

[0082]

Получение каучуковой композиции для шины

Компоненты, показанные ниже в таблице 1, смешивали в пропорциях (части по массе), показанных в таблице. В частности, маточную смесь получали сначала перемешиванием компонентов, исключая серу и ускоритель вулканизации, в течение 5 минут в закрытой мешалке объемом 1,7 литра, и после достижения температуры 150 °C замешиваемый продукт извлекали из мешалки. Затем каучуковую композицию для шины (примеры и сравнительные примеры) получали, смешивая серу и ускоритель вулканизации на открытом каландре с полученной маточной смесью.

Следует отметить, что в разделе особых мелкодисперсных частиц, приведенном ниже в таблице 1, числа в скобках показывают, начиная слева, части по массе мелкодисперсных частиц на основе силикона, части по массе неионогенного поверхностно-активного вещества и части по массе жидкого полимера. Например, для особых мелкодисперсных частиц 2 чистые части по массе особых мелкодисперсных частиц 2 в особых мелкодисперсных частицах 2 (12,5 частей по массе) составляют 5 частей по массе, а 0,5 частей по массе из остальных 7,5 частей по массе представляют собой неионогенное поверхностно-активное вещество, и 7 частей по массе представляют собой жидкий полимер (жидкий полибутадиен).

[0083]

Получение листа вулканизированного каучука

Далее получали лист вулканизированного каучука путем вулканизации полученной каучуковой композиции в течение 15 минут при температуре 170°C в форме для литья для прибора Ламбурна с целью определения сопротивления истиранию (диск с диаметром 63,5 мм и толщиной 5 мм).

[0084]

Оценка

Затем в отношении полученного листа вулканизированного каучука проводили следующие оценки.

[0085]

Эксплуатационные характеристики на льду

Полученный лист вулканизированного каучука приклеивали к ровной цилиндрической резиновой основе и коэффициент трения на льду измеряли с использованием силы трения внутри барабана на ледовом тестере. Температура при измерениях составляла -1,5°C, нагрузка составляла 5,5 г/см³, и скорость вращения барабана составляла 25 км/ч.

Результаты представлены в таблице 1. Результаты оценки выражали в виде индексных значений, причем сравнительному примеру 1 было присвоено индексное значение 100. Большее индексное значение указывает на большую силу трения на льду и превосходные эксплуатационные характеристики на льду. Фактически индексное значение предпочтительно равно 107 или больше.

[0086]

Износостойкость

Для полученного листа вулканизированного каучука степень износа измеряли в соответствии с документом JIS K6264-1, 2:2005 с использованием прибора Ламбурна для определения износостойкости (поставляемого компанией Iwamoto Seisakusho Co. Ltd.) при температуре 20 °C и коэффициенте скольжения 50%. Индексное значение рассчитывали на основе следующего уравнения.

Результаты представлены в таблице 1. Более высокое индексное значение указывает на меньшую степень износа и превосходные характеристики износостойкости. Фактически индексное значение предпочтительно равно 101 или больше.

Индексное значение = (степень износа для сравнительного примера 1/степень износа каждого листа вулканизированного каучука) × 100

[0087]

[Таблица 1]

Таблица 1 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3 Сравнительный пример 4 Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 NR 50 50 50 50 50 50 50 50 50 BR 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Углеродная сажа 35 35 35 35 35 35 35 35 35 Кремнезем 25 25 25 25 25 25 25 25 25 Термически расширяемая микрокапсула 5 5 5 5 5 5 5 5 Особые мелкодисперсные частицы 1 12
(5/0/7) Особые мелкодисперсные частицы 2 12,5
(5/0,5/7) Особые мелкодисперсные частицы 3 12,5
(5/0,5/7) Особые мелкодисперсные частицы 4 12,5
(5/0,5/7) Особые мелкодисперсные частицы 5 12,1
(5/0,1/7) Особые мелкодисперсные частицы 6 13
(5/1/7) Силиконовый олигомер 5 Оксид цинка 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Стеариновая кислота 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Реагент, предотвращающий старение 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Воск 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Масло 20 15 15 15 15 15 15 15 15 Сера 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ускоритель вулканизации 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Эксплуатационные характеристики на льду 100 106 105 106 115 110 116 111 113 Износостойкость 100 94 97 100 104 102 105 102 103

[0088]

Ниже приведены подробные описания каждого компонента, приведенного выше в таблице 1.

Следует отметить, что особые мелкодисперсные частицы 1-6 соответствуют особым мелкодисперсных частицам, описанным выше, поскольку особые мелкодисперсные частицы 1-6 представляют собой мелкодисперсные частицы на основе силикона, имеющие средний размер частиц от 5 до 500 мкм и которые пространственно-поперечно сшиты.

Кроме того, каждый из NR и BR имеет среднечисловую молекулярную массу 50 000 или выше.

NR: натуральный каучук (STR 20, поставляемый компанией Von Bundit Co., Ltd.; температура стеклования: -65°C)

BR: бутадиеновый каучук (Nipol BR1220, поставляемый компанией Zeon Corporation; температура стеклования: -110°C)

Углеродная сажа: Show Black N339 (поставляемая компанией Cabot Japan K.K.)

Кремнезем: ULTRASIL VN3 (поставляемый компанией Evonik Degussa)

Термически расширяемые микрокапсулы: Matsumoto Microsphere F (поставляемые компанией Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.)

Особые мелкодисперсные частицы 1-6: особые мелкодисперсные частицы 1-6, полученные как описано выше (включая неионогенное поверхностно-активное вещество и жидкий полимер)

Олигомер силикона: модифицированный полидиметилсилоксан, блокированный силанолом на концевой группе (SS-10, поставляемый компанией Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

Оксид цинка: оксид цинка III (поставляемый компанией Seido Chemical Industry Co., Ltd.)

Стеариновая кислота: стеариновая кислота в гранулах YR (поставляемая компанией Nippon Oil & Fats Co., Ltd.)

Агент, предотвращающий старение: агент, предотвращающий старение на основе амина (Santflex 6PPD, поставляемый компанией Flexsys)

Воск: парафиновый воск (поставляемый компанией Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)

Масло: ароматическое масло (Extract 4S, поставляемое компанией Showa Shell Sekiyu K.K.)

Сера: 5%-я промасленная сера (поставляемая компанией Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.)

Ускоритель вулканизации: ускоритель вулканизации на основе сульфенамида (Sanceller CM-G, поставляемый компанией Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)

[0089]

Как видно из таблицы 1, примеры 1-5, в которых используют конкретное соотношение количества особых мелкодисперсных частиц, неионогенного поверхностно-активного вещества и термически расширяемых микрокапсул в комбинации, показывают превосходные эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости. Следует отметить, что в примерах 1-5 неионогенное поверхностно-активное вещество содержится в каждой из особых мелкодисперсных частиц 2-6.

Из сравнения примеров 3-5 (сравнение вариантов осуществления, в которых изменяют только содержание неионогенного поверхностно-активного вещества) примеры 3 и 5, в которых содержание неионогенного поверхностно-активного вещества относительно содержания особых мелкодисперсных частиц (чистое содержание особых мелкодисперсных частиц) составляло 5 масс.% или более, демонстрируют превосходные эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости. Среди них пример 3, в котором содержание неионогенного поверхностно-активного вещества относительно содержания особых мелкодисперсных частиц (чистого содержания особых мелкодисперсных частиц) составляет 15 масс.% или менее, демонстрирует даже лучшие эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости.

Из сравнения примеров 1-3 (сравнение вариантов осуществления, в которых содержание неионогенного поверхностно-активного вещества относительно содержания особых мелкодисперсных частиц (чистого содержания особых мелкодисперсных частиц) составляет 10 масс.%), пример 3, в котором жидкий полимер представляет собой жидкий полиизопрен, демонстрирует даже лучшие эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости.

[0090]

Тем не менее сравнительные примеры 1-4, в которых не содержится по меньшей мере одного из особых мелкодисперсных частиц, неионогенного поверхностно-активного вещества или термически расширяемых микрокапсул, каждый демонстрирует неудовлетворительные эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости.

Перечень условных обозначений

[0091]

1 - участок борта

2 - участок боковины

3 - участок протектора шины

4 - каркасный слой

5 - сердечник борта

6 - наполнитель борта

7 - слой брекера

8 - бортовая лента.

Группа изобретений относится к каучуковой композиции для шины и к нешипованной шине. Каучуковая композиция содержит 100 частей по массе диенового каучука, от 30 до 100 частей по массе углеродной сажи и кремнезема, от 2 до 10 частей по массе из расчета на чистую массу пространственно-поперечно сшитых мелкодисперсных частиц на основе силикона, характеризующихся средним размером частиц от 5 до 100 мкм, от 0,1 до 5 частей по массе неионогенного поверхностно-активного вещества и от 3 до 10 частей по массе термически расширяемых микрокапсул. При этом диеновый каучук содержит от 30 до 70 масс.% натурального каучука (NR) и от 30 до 70 масс.% бутадиенового каучука (BR). Содержание углеродной сажи составляет от 10 до 50 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука, содержание кремнезема составляет от 10 до 80 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука. Мелкодисперсные частицы на основе силикона получены пространственным поперечным сшиванием силикона в жидком полимере, содержащем неионогенное поверхностно-активное вещество. Жидкий полимер представляет собой жидкие полибутадиены, жидкие полистирольные бутадиены или жидкие полиизопрены. Технический результат - предоставление каучуковой композиции для шины, имеющей превосходные эксплуатационные характеристики на льду и характеристики износостойкости, и нешипованной шины с использованием каучуковой композиции для шины. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.

1. Каучуковая композиция для шины, содержащая:

100 частей по массе диенового каучука;

от 30 до 100 частей по массе углеродной сажи и кремнезема;

от 2 до 10 частей по массе из расчета на чистую массу мелкодисперсных частиц на основе силикона, которые имеют средний размер частиц от 5 до 100 мкм и которые пространственно-поперечно сшиты;

от 0,1 до 5 частей по массе неионогенного поверхностно-активного вещества; и

от 3 до 10 частей по массе термически расширяемых микрокапсул,

причем диеновый каучук содержит от 30 до 70 масс.% натурального каучука (NR) и от 30 до 70 масс.% бутадиенового каучука (BR),

содержание углеродной сажи составляет от 10 до 50 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука,

содержание кремнезема составляет от 10 до 80 частей по массе на 100 частей по массе диенового каучука,

мелкодисперсные частицы на основе силикона получены пространственным поперечным сшиванием силикона в жидком полимере, содержащем неионогенное поверхностно-активное вещество,

жидкий полимер представляет собой жидкие полибутадиены, жидкие полистирольные бутадиены или жидкие полиизопрены.

2. Каучуковая композиция для шины по п. 1, в которой содержание неионогенного поверхностно-активного вещества относительно чистой массы мелкодисперсных частиц на основе силикона составляет 5 масс.% или более.

3. Каучуковая композиция для шины по п. 1 или 2, в которой жидкий полимер представляет собой жидкие полиизопрены.

4. Каучуковая композиция для шины по п. 1 или 2, в которой неионогенное поверхностно-активное вещество представляет собой соединение, представленное формулой (d):

[Химическая формула 1]

,

где R представляет собой углеводородную группу, L представляет собой одинарную связь или двухвалентную связывающую группу, R¹ представляет собой полиалкиленоксидную группу, R² представляет собой углеводородную группу, а m и n представляют собой количество каждого соответствующего повторяющегося звена, при этом m и n отличны от нуля.

5. Нешипованная шина, содержащая участок протектора, изготовленный с использованием каучуковой композиции для шины по п. 1 или 2.