CN111533962A

CN111533962A - 胎面用橡胶组合物和轮胎

Info

Publication number: CN111533962A
Application number: CN202010078385.9A
Authority: CN
Inventors: 端场俊文
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2020-08-14
Also published as: EP3693185A1; EP3693185B1; JP7259374B2; JP2020128131A

Abstract

提供不良道路路面上行驶时耐掉块性能和耐磨性能良好的重载荷用轮胎。重载荷用轮胎，其胎面使用橡胶组合物，橡胶组合物含有100质量份的含25～70质量％的异戊二烯系橡胶、10～30质量％的丁二烯橡胶和20～55质量％的丁苯橡胶的橡胶成分和10～70质量份的氮吸附比表面积130m²/g以上的炭黑；安装在正规轮辋且充填正规内压的无负荷标准状态下，负荷正规载荷、胎面被按压于平面时的接地面形状满足式(1)和(2)：1.05≤SL0/SL70≤1.15 (1) 0.95≤SL70/SL97≤1.05 (2)式中SL0表示轮胎赤道上的轮胎周向上的接地长度；SL70表示在与轮胎赤道相隔胎面接地半宽的70％的轮胎轴向距离的位置处的轮胎周向上的接地长度；SL97表示在与轮胎赤道相隔胎面接地半宽的97％的轮胎轴向距离的位置处的轮胎周向上的接地长度。

Description

胎面用橡胶组合物和轮胎

技术领域

本发明涉及胎面用橡胶组合物以及具有由该橡胶组合物构成的胎面的轮胎。

背景技术

在不良道路上行驶的载重汽车轮胎的胎面橡胶中，胎面上产生的损伤扩大，产生小的剥落损伤(掉块切割(chip cut))，因此需要确保对于掉块切割的耐久性能(耐剥落性能)。因此，作为胎面橡胶的橡胶成分，可使用耐掉块(chipping)性能优异的天然橡胶或苯乙烯丁二烯橡胶等，同时可混合补强性高的炭黑或二氧化硅等补强剂。

另一方面，作为轮胎的耐久性能，还要求耐磨性能，在主要用于良好道路上行驶的四季轮胎等中，混合丁二烯橡胶，谋求耐磨性能的提高。然而，在胎面橡胶中调配丁二烯橡胶时，虽然发现了耐磨性能的改善倾向，但是耐掉块性能恶化，因此，存在难以同时兼具这些性能的问题。

专利文献1中记载了一种通过含有经结晶化的结晶化炭黑来提高耐磨性能和耐花纹块剥落性能的胎面用橡胶组合物，但是对这些性能的兼具性存在改善的余地。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：JP特开2014-024890号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明的目的在于提供一种重载荷用轮胎，其特别是在不良道路路面(未铺修的崎岖路面)上行驶时的耐磨性能以及耐掉块性能良好。

[解决问题的手段]

本发明人深入研究后发现，在胎面中使用含有规定量的异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶以及具有规定的氮吸附比表面积的炭黑的橡胶组合物，并且轮胎的接地面形状满足规定的必要条件的重载荷用轮胎具有良好的耐磨性能、耐偏磨耗性能以及耐掉块性能，进而完成了本发明。

即，本发明涉及：

(1)一种重载荷用轮胎，

其胎面使用下述橡胶组合物，

所述橡胶组合物含有100质量份的橡胶成分和10～70质量份的氮吸附比表面积在130m²/g以上的炭黑，

所述橡胶成分含有：25～70质量％的异戊二烯系橡胶、10～30质量％的丁二烯橡胶以及20～55质量％的苯乙烯丁二烯橡胶(丁苯橡胶)；

其中，

在安装在正规轮辋上且充填有正规内压的无负荷标准状态(normal state)下，负荷正规载荷、所述胎面被按压于平面时的所述轮胎的接地面形状满足式(1)和式(2)：

1.05≤SL0/SL70≤1.15 (1)

0.95≤SL70/SL97≤1.05 (2)

(式中，SL0表示轮胎赤道上的轮胎周向上的接地长度；SL70表示在与轮胎赤道相隔胎面接地半宽的70％的轮胎轴向距离的位置处的、轮胎周向上的接地长度；SL97表示在与轮胎赤道相隔胎面接地半宽的97％的轮胎轴向距离的位置处的、轮胎周向上的接地长度。)；

(2)根据(1)所述的重载荷用轮胎，其中，橡胶组合物的70℃E*在6.0MPa以上，优选在6.2MPa以上；

(3)根据(1)或(2)所述的重载荷用轮胎，其中，橡胶组合物的70℃tanδ在0.13以下；

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的重载荷用轮胎，其中，二氧化硅的含量为0质量份以上10质量份以下。

(5)根据(1)～(4)中任一项所述的重载荷用轮胎，其中，苯乙烯丁二烯橡胶的苯乙烯含量为5～25质量％，乙烯基含量为10～45摩尔％，重均分子量在20万以上；

(6)根据(1)～(5)中任一项所述的重载荷用轮胎，其中，丁二烯橡胶的顺式含量在90％以上，重均分子量在40万以上。

根据上述(1)的构成，通过含有苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)，可优化难以分散在丁二烯橡胶(BR)中的微粒碳的分散，发挥炭黑的补强效果，提高不良道路上行驶时的耐磨性能。另外，通过调整接地面形状，可以抑制偏磨耗性。

根据上述(2)的构成，因不良道路中的石头等来自外部的异物而导致的变形变小，不易产生损伤，在掉块磨耗方面有利。

根据上述(3)的构成，可以抑制由发热导致的胎面软化所引起的耐磨性能恶化。

根据上述(4)的构成，通过减少二氧化硅的添加量，成为破坏起点的二氧化硅的聚集体变少，耐磨性能提高。

根据上述(5)的构成，SBR与BR的相容性提高，存在于SBR相中的炭黑也向BR相分配，因此，BR相的橡胶强度提高，耐磨性能提高。

根据上述(6)的构成，由于BR的顺式含量高者的聚合物链有规律地排列，因此聚合物彼此之间的相互作用变强，橡胶强度提高，因而耐磨性能提高。

[发明效果]

本发明可以提供一种重载荷用轮胎，其特别是在不良道路路面(未铺修的崎岖路面)上行驶时的耐磨性能、耐偏磨耗性能以及耐掉块性能的综合性能得到改善。

附图说明

图1为显示胎面被按压于平面时的轮胎的接地面形状的示意图。

具体实施方式

本发明一实施方式的重载荷用轮胎为：在胎面中使用含有规定量的异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶以及具有规定的氮吸附比表面积的炭黑的橡胶组合物，且轮胎的接地面形状满足规定的必要条件的重载荷用轮胎。另外，本说明书中，使用“～”表示数值范围时，应当理解为包括其两端的数值。

<接地面形状>

图1中显示将胎面按压于平面时的轮胎的接地面形状(FP：印痕(footprint))。其中，SL0为，图1的接地面形状FP中，轮胎赤道上的轮胎周向(轮胎旋转方向)上的接地长度。另外，SL70表示，图1的接地面形状中，在与轮胎赤道相隔接地半宽(a)的70％的轮胎轴向距离(0.7a)的位置处的轮胎周向上的接地长度。另外，SL97(未图示)表示，接地面形状中，在与轮胎赤道相隔接地半宽(a)的97％的轮胎轴向距离(0.97a)的位置处的轮胎周向上的接地长度。另外，“胎面接地半宽”是指，接地面中轮胎轴向最外侧的接地端之间的轮胎轴向上的距离的一半。

本实施方式的轮胎中，在安装在正规轮辋上且充填有正规内压的无负荷标准(normal)状态下，负荷正规载荷、胎面被按压于平面时的所述轮胎的接地面形状满足下述式(1)和式(2)：

1.05≤SL0/SL70≤1.15 (1)

0.95≤SL70/SL97≤1.05 (2)。

通过如此调整接地面形状，可以抑制偏磨耗性，可以避免因产生偏磨耗而导致的轮胎的早期拆卸，因此可以充分发挥出后述的橡胶组合物原本具有的耐磨性能。另外，由于低载荷～高载荷的各载重区域中接地面形状的变化幅度小，因此在路面选择性低、范围广的路面环境下可以发挥出高耐磨性能。

SL0/SL70的下限优选为1.06，更优选为1.07。另一方面，其上限优选为1.14，更优选为1.13。SL0/SL70小于1.05时，存在容易不均匀地磨耗的倾向。另一方面，SL0/SL70超过1.15时，存在容易中心磨耗的倾向。

SL70/SL97的下限优选为0.96，更优选为0.97。另一方面，其上限优选为1.04，更优选为1.03。SL70/SL97小于0.95时，存在容易不均匀地磨耗的倾向。另一方面，SL0/SL97超过1.05时，存在胎肩部容易偏磨耗的倾向。

“正规轮辋”是指，包括轮胎所基于的规格的规格体系中，该规格对各轮胎所规定的轮辋，例如，JATMA中是指标准轮辋，TRA中是指“设计轮辋(Design Rim)”,ETRTO中是指“测量轮辋(Measuring Rim)”。

“正规内压”是指，上述规格对各轮胎所规定的气压，JATMA中是指最高气压，TRA中是指“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”中记载的最大值，ETRTO中是指“INFLATION PRESSURE(充气压力)”。

“正规载荷”是指，上述规格对各轮胎而规定的载荷，JATMA中是指最大负荷能力，TRA中是指“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”中记载的最大值，ETRTO中是指“LOAD CAPACITY(负荷能力)”。

接地面形状可以通过适当地调整模具轮廓、厚度分布(gauge distribution)、结构等手法来获得，只要能够实现上述接地面形状的话，手法就没有特别限定。例如，通过调整胎面中央部和/或胎面胎肩部的厚度，调整胎面厚度分布，可以设定为所希望的接地面形状指数(SL0/SL70和SL70/SL97)。具体地，通过使胎面中央部的厚度变薄，可以将接地面形状指数调整为较大的值，通过使胎面胎肩部的厚度变厚，可以将接地面形状指数调整为较小的值。

<橡胶成分>

本实施方式的胎面用橡胶组合物中，通过使苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)分散于异戊二烯/丁二烯聚合物中，可以缓和在不良道路路面上行驶时产生的冲击。进一步地，通过含有规定量的氮吸附比表面积在130m²/g以上的微粒炭黑，微粒炭黑得以分散在异戊二烯系橡胶、BR以及SBR的各相的边界附近，SBR和炭黑之间的接触面积增加。因此，异戊二烯系橡胶、BR和SBR的各相之间的连结得到强化，因而可以调制为能够更有效地吸收在不良道路路面上行驶时产生的冲击的橡胶组合物。另外，可认为通过微粒炭黑的使用，对橡胶组合物的补强效果提高，耐磨性能和耐掉块性提高。

作为可在本实施方式中使用的橡胶成分，适宜使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯系橡胶以及丁二烯橡胶(BR)。

(异戊二烯系橡胶)

作为异戊二烯系橡胶，可以使用例如异戊二烯橡胶(IR)以及天然橡胶等轮胎工业中常用的异戊二烯系橡胶。天然橡胶中，除了包括未改质天然橡胶(NR)以外，还包括环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶(UPNR)、接枝化天然橡胶等改质天然橡胶等。这些橡胶可单独使用，或者可组合使用2种以上。

作为NR，并没有特别限定，可以使用轮胎行业中常用的NR，可列举例如SIR20、RSS#3、TSR20等。

异戊二烯系橡胶在橡胶成分中的含量为25质量％以上，优选为27质量％以上，更优选为30质量％以上。该含量小于25质量％时，存在本发明效果变得不充分的倾向。另外，异戊二烯系橡胶的含量为70质量％以下，优选为68质量％以下，更优选为65质量％以下。该含量超过70质量％时，存在耐龟裂生长性降低的倾向。

(BR)

作为BR，并无特别限定，可以使用例如顺式-1,4键含量小于50％的BR(低顺式BR)、顺式-1,4键含量在90％以上的BR(高顺式BR)、使用稀土类元素系催化剂合成而得的稀土类系丁二烯橡胶(稀土类系BR)、含有间同立构聚丁二烯晶体的BR(含SPB的BR)、改性BR(高顺式改性BR、低顺式改性BR)等轮胎工业中常用的BR。这些BR之中，从耐磨性能优异的理由考虑，优选高顺式BR。

作为高顺式BR，可列举例如日本瑞翁株式会社制造的BR1220、宇部兴产株式会社制造的BR130B、BR150B、BR150L、JSR株式会社制造的BR730等。通过含有高顺式BR，可以提高低温特性以及耐磨性能。作为稀土类系BR，可列举例如朗盛株式会社制造的BUNA-CB25等。

含有SPB的BR可列举并非只是将1,2-间同立构聚丁二烯晶体分散于BR中，而是使该晶体与BR化学结合后分散而得到的BR。作为这样的含有SPB的BR，可列举宇部兴产株式会社制造的VCR-303、VCR-412、VCR-617等。

作为改性BR，可列举：通过锂引发剂进行了1,3-丁二烯的聚合之后，通过添加锡化合物而得到，进一步地改性BR分子的末端藉由锡-碳键键合的BR(锡改性BR)，或者，在丁二烯橡胶的活性末端上具有缩合烷氧基硅烷化合物的丁二烯橡胶(二氧化硅用改性BR)等。作为这样的改性BR，可列举例如日本瑞翁株式会社制造的BR1250H(锡改性)、住友化学工业株式会社制造的S改性聚合物(二氧化硅用改性)等。

BR在橡胶成分中的含量为10质量％以上，优选为12质量％以上，更优选为14质量％以上。在该含量小于10质量％时，存在本发明效果变得不充分的倾向。另外，BR的含量在30质量％以下，优选为27质量％以下，更优选为24质量％以下。该含量超过30质量％时，耐掉块性能降低，存在容易发生花纹块剥落的倾向。

从耐久性和耐磨性能等角度考虑，BR的顺式-1,4键含量(顺式含量)优选在90％以上，更优选在93％以上，更优选在95％以上。认为，顺式含量高者的聚合物链有规律地排列，因此聚合物彼此之间的相互作用变强，橡胶强度提高，在不良道路上行驶时的耐磨性能提高。

从耐磨性能和抓地性能等角度考虑，BR的重均分子量(Mw)优选为40万以上，更优选为45万以上，进一步优选为50万以上。另外，从交联均一性等的角度考虑，Mw优选为200万以下，更优选为100万以下。另外，Mw可以基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制造的GPC-8000系列，检测器：示差折光计，色谱柱：东曹株式会社制造的TSKGELSUPERMALTPORE HZ-M)获得的测定值，通过标准聚苯乙烯换算求取。

(SBR)

作为SBR，并未特别限定，可列举溶液聚合SBR(S-SBR)、乳液聚合SBR(E-SBR)、它们的改性SBR(改性S-SBR、改性E-SBR)等。作为改性SBR，可列举末端和/或主链改性的SBR、用锡化合物、硅化合物等偶联的改性SBR(缩合物、具有支链结构的改性SBR等)等。其中，优选S-SBR。

作为可以在本实施方式中使用的S-SBR，可列举由JSR株式会社、住友化学株式会社、宇部兴产株式会社、旭化成株式会社、日本瑞翁株式会社等制造出售的S-SBR。

从充分获得本发明效果的理由考虑，SBR的苯乙烯含量优选为5质量％以上，更优选为7质量％以上，进一步优选为10质量％以上。另外，该苯乙烯含量优选为25质量％以下，更优选为20质量％以下，进一步优选为15质量％以下。苯乙烯含量超过25质量％时，存在发热性变高的倾向。另外，本说明书中的SBR的苯乙烯含量通过H¹-NMR测定算出。

SBR的乙烯基含量优选为10摩尔％以上，更优选为15摩尔％以上，进一步优选为20摩尔％以上。乙烯基含量小于10摩尔％时，存在抓地性能降低的倾向。另外，该乙烯基含量优选为45摩尔％以下，更优选为42摩尔％以下，进一步优选为40摩尔％以下。乙烯基含量超过45摩尔％时，存在发热性变高的倾向。另外，本说明书中，SBR的乙烯基含量是指SBR中丁二烯部分的1,2-结合单元量，通过红外吸收光谱分析法测定。

从耐磨性和抓地性能等的角度考虑，SBR的重均分子量(Mw)优选为20万以上，更优选为30万以上，进一步优选为40万以上，特别优选为50万以上。另外，从交联均一性等的角度考虑，Mw优选为200万以下，更优选为100万以下。另外，Mw可以基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制造的GPC-8000系列，检测器：示差折光计，色谱柱：东曹株式会社制造的TSKGEL SUPERMALTPORE HZ-M)获得的测定值，通过标准聚苯乙烯换算求取。

SBR在橡胶成分中的含量为20质量％以上，优选为22质量％以上，更优选为25质量％以上。该含量小于20质量％时，存在本发明效果变得不充分的倾向。另外，SBR的含量为55质量％以下，优选为53质量％以下，更优选为50质量％以下。该含量超过55质量％时，存在发热性变高的倾向。

(其它橡胶成分)

作为本实施方式的橡胶成分，可含有上述的异戊二烯系橡胶、SBR以及BR以外的其它橡胶成分。作为其它橡胶成分，可以使用橡胶工业中常用的可交联的橡胶成分，可列举例如苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯丙烯橡胶、聚降冰片烯橡胶、硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶(FKM)、丙烯酸(酯)类橡胶(ACM)、表氯醇橡胶等。这些其它橡胶成分可单独使用，或者可2种以上并用。

从耐磨性能和耐掉块性能的角度考虑，本实施方式的胎面用橡胶组合物在70℃、初期应变10％、动态应变2％、频率10Hz的条件下的复弹性模量(70℃E*)优选为6.0MPa以上，更优选为6.2MPa以上，更优选为7.0MPa以上，进一步优选为7.5MPa以上，特别优选为8.0MPa以上。

本实施方式的胎面用橡胶组合物在70℃、初期应变10％、动态应变2％、频率10Hz的条件下的tanδ(70℃tanδ)优选为0.13以下，更优选为0.11以下，进一步优选为0.09以下。该tanδ超过0.13时，存在由于发热而导致的胎面软化而造成耐磨性能恶化的倾向。

<炭黑>

本实施方式的轮胎用橡胶组合物的特征在于，含有规定量的氮吸附比表面积在130m²/g以上的微粒炭黑。通过使微粒炭黑分散在异戊二烯系橡胶、BR和SBR的各相的边界附近，增加SBR与炭黑之间的接触，可以增强各相之间的连结，调制为能够更有效地吸收在不良道路路面上行驶时产生的冲击的橡胶组合物。另外，可认为通过微粒炭黑的使用，对橡胶组合物的补强效果提高，耐磨性能和耐掉块性提高。

微粒炭黑的氮吸附比表面积(N₂SA)为130m²/g以上，优选为135m²/g以上，更优选为140m²/g以上。氮吸附比表面积小于130m²/g时，存在耐磨性能变得不充分的倾向。另外，氮吸附比表面积的上限并无特别限定，但从加工性的角度考虑，优选为180m²/g以下，更优选为160m²/g以下，进一步优选为150m²/g以下。另外，氮吸附比表面积可以按照JIS K 6217-2“橡胶用炭黑-基本特性-第2部分：比表面积的测定方法-氮吸附法-单点法”测定。

相对于橡胶成分100质量份，微粒炭黑的含量在10质量份以上，优选大于20质量份，更优选大于30质量份，进一步优选大于35质量份。该含量小于10质量份时，存在耐磨性能变得不充分的倾向。另外，炭黑的含量为70质量份以下，优选为65质量份以下，更优选为60质量份以上。该含量超过70质量份时，存在变得容易发热的倾向。

本实施方式的轮胎用橡胶组合物中，作为炭黑，优选不含有氮吸附比表面积小于130m²/g的炭黑。含有氮吸附比表面积小于130m²/g的炭黑时，从补强性的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，该炭黑的含量优选为30质量份以下，更优选为20质量份以下，进一步优选为10质量份以下。

<其它成分>

本实施方式的胎面用橡胶组合物中，除了含有上述成分以外，还可以适当地含有制造橡胶组合物时常用的配合剂，例如上述炭黑以外的填料(其它填料)、氧化锌、硬脂酸、防老剂、加工助剂、蜡、软化剂、硫化剂、硫化促进剂等。

作为上述其它填料，并没有特别限定，可列举二氧化硅、氢氧化铝、矾土(氧化铝)、碳酸钙、滑石等，即可以单独使用这些填料，也可以组合使用2种以上。

作为二氧化硅，并没有特别限定，可列举干式法二氧化硅(无水硅酸)、湿式法二氧化硅(含水硅酸)等，从硅烷醇基多的理由考虑，优选湿式法二氧化硅。

从耐久性和断裂伸长率等的角度考虑，二氧化硅的氮吸附比表面积(N₂SA)优选在80m²/g以上，更优选在100m²/g以上。另外，从低油耗性和加工性的角度考虑，二氧化硅的氮吸附比表面积优选在250m²/g以下，更优选在220m²/g以下。另外，本说明书中的二氧化硅的氮吸附比表面积为按照ASTM D3037-93测得的值。

在含有二氧化硅时，从耐久性和断裂伸长率等的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，二氧化硅的含量优选在1质量份以上，更优选在3质量份以上。另外，从耐磨性能的角度考虑，二氧化硅的含量优选在10质量份以下，更优选在8质量份以下，进一步优选在6质量份以下。另外，二氧化硅可为0质量份。

优选地，二氧化硅与硅烷偶联剂并用。作为硅烷偶联剂，可以使用橡胶工业中以往可与二氧化硅并用的任意硅烷偶联剂，可列举例如双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物等硫化物系；3-巯基丙基三甲氧基硅烷、Momentive公司制造的NXT-Z100、NXT-Z45、NXT等巯基系(具有巯基的硅烷偶联剂)；乙烯基三乙氧基硅烷等乙烯基系；3-氨基丙基三乙氧基硅烷等氨基系；γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧丙氧基系；3-硝基丙基三甲氧基硅烷等硝基系；3-氯丙基三甲氧基硅烷等氯系；等。这些可单独使用，或者可组合使用2种以上。

在含有硅烷偶联剂时，从获得充分的填料分散性的改善效果、黏度降低等效果的理由考虑，相对于二氧化硅100质量份，硅烷偶联剂的含量优选在1质量份以上，更优选在3质量份以上。另外，从无法获得充分的偶联效果、二氧化硅分散效果、补强性降低的理由考虑，硅烷偶联剂的含量优选在12质量份以下，更优选在10质量份以下。

作为上述防老剂，并没有特别限定，可使用橡胶领域中使用的防老剂，可列举例如喹啉系、醌系、酚系、苯二胺系防老剂等。

在含有防老剂时，相对于橡胶成分100质量份，防老剂的含量优选在0.5质量份以上，更优选在0.8质量份以上。另外，从填料等的分散性、断裂伸长率、混炼效率的角度考虑，防老剂的含量优选在2.0质量份以下，更优选在1.5质量份以下，更优选在1.2质量份以下。

作为加工助剂，可列举例如硬脂酸锌等脂肪酸金属盐等。具体地，可列举例如Struktol公司制造的EF44、WB16等脂肪酸皂系加工助剂。相对于橡胶成分总量100质量份，加工助剂的混合比例优选在0.1质量份以上，另优选在5质量份以下，特别优选在3质量份以下。

在含有蜡时，从橡胶的耐候性的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，蜡的含量优选在0.5质量份以上，更优选在1质量份以上。另外，从因喷霜而导致的轮胎发白的角度考虑，该含量优选在10质量份以下，更优选在5质量份以下。

在含有硬脂酸时，从硫化速度的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，硬脂酸的含量优选在0.2质量份以上，更优选在1质量份以上。另外，从加工性的角度考虑，该含量优选在10质量份以下，更优选在5质量份以下。

在含有氧化锌时，从硫化速度的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，氧化锌的含量优选在0.5质量份以上，更优选在1质量份以上。另外，从耐磨性能的角度考虑，该含量优选在10质量份以下，更优选在5质量份以下。

上述软化剂是指可溶于丙酮的成分，可列举例如操作油或植物油脂等油、液态二烯系聚合物等。这些软化剂可单独使用，或者可并用2种以上。其中，优选油。

作为油，可列举例如操作油、植物油脂、它们的混合物等。作为操作油，可列举链烷烃系操作油、环烷系操作油、芳香族系操作油(芳香油)等。作为植物油脂，可列举蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松油、松焦油、妥尔油、玉米油、米糠油、红花油、芝麻油、橄榄油、向日葵油、棕榈仁油、山茶油、霍霍巴油、澳洲坚果油(macadamia nut oil)、桐油等。其中，优选芳香油。

作为液态二烯系聚合物，只要为重均分子量在50000以下的二烯系聚合物就没有特别限定，可列举例如苯乙烯丁二烯共聚物(橡胶)、丁二烯聚合物(橡胶)、异戊二烯聚合物(橡胶)、丙烯腈丁二烯共聚物(橡胶)等。液态二烯系聚合物之中，从冰雪上性能优异的理由考虑，优选液态苯乙烯丁二烯共聚物(液态苯乙烯丁二烯橡胶(液态SBR))。另外，从耐磨性能的提升效果大的理由考虑，优选液态丁二烯聚合物(液态丁二烯橡胶(液态BR))。

从耐磨性能的提升效果优异的理由考虑，液态二烯系聚合物的重均分子量(Mw)优选在1000以上，更优选在1500以上。另外，从冰雪上性能的角度考虑，该重均分子量优选在50000以下，更优选在20000以下，更优选在15000以下。另外，本说明书中，重均分子量(Mw)可以基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制造的GPC-8000系列，检测器：示差折光计，色谱柱：东曹株式会社制造的TSKGEL SUPERMALTPORE HZ-M)测定的测定值，通过标准聚苯乙烯换算求取。

从加工性的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，软化剂的含量优选在1质量份以上，更优选在3质量份以上。另外，从耐掉块性能和耐磨性能的角度考虑，软化剂的含量优选在10质量份以下，更优选在5质量份以下。

作为硫化剂，可适宜地使用硫。作为硫，可以使用粉末硫、油处理硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫等。

作为硫化剂含有硫时，从确保充分的硫化反应、获得良好的抓地性能以及耐磨性能的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，硫的含量优选在0.5质量份以上，更优选在1.0质量份以上。另外，从劣化的角度考虑，该含量优选在3.0质量份以下，更优选在2.5质量份以下。

作为除硫以外的硫化剂，可列举例如田冈化学工业株式会社制造的TACKIROLV200、Flexsys公司制造的DURALINK HTS(1,6-六亚甲基-二硫代硫酸钠·二水合物)、朗盛(LANXESS)公司制造的KA 9188(1,6-双(N,N’-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷)等含硫原子的硫化剂、过氧化二异丙苯等有机过氧化物等。

作为硫化促进剂，可列举例如次磺酰胺系、噻唑系、秋兰姆系、硫脲系、胍系、二硫代氨基甲酸系、醛-胺系或醛-氨系、咪唑啉系、或黄原酸盐系硫化促进剂等。这些硫化促进剂可单独使用，或者可并用2种以上。其中，优选次磺酰胺系硫化促进剂、噻唑系硫化促进剂以及胍系硫化促进剂，更优选次磺酰胺系硫化促进剂。

作为次磺酰胺系硫化促进剂，可列举例如N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(TBBS)、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(CBS)、N,N-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(DCBS)等。其中，优选N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(TBBS)和N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(CBS)。

作为噻唑系硫化促进剂，可列举例如2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑的环己胺盐、二-2-苯并噻唑基二硫化物等。其中，优选2-巯基苯并噻唑。

作为胍系硫化促进剂，可列举例如1,3-二苯胍、1,3-二邻甲苯基胍、1-邻甲苯基双胍、二邻苯二酚硼酸酯的二邻甲苯基胍盐、1,3-二邻异丙苯基胍、1,3-二邻联苯基胍、1,3-二邻异丙苯基-2-丙酰基胍等。其中，优选1,3-二苯胍。

在含有硫化促进剂时，从确保充分的硫化速度的角度考虑，相对于橡胶成分100质量份，硫化促进剂的含量优选在0.5质量份以上，优选在1.0质量份以上。另外，从抑制喷霜的角度考虑，硫化促进剂的含量优选在10质量份以下，更优选在5质量份以下。

<橡胶组合物和轮胎的制造>

本实施方式的胎面用橡胶组合物可以用常规方法制造。其例如可以通过下述方法等制造：用班伯里密炼机、捏合机、开放式辊炼机等橡胶工业中常用的公知混炼机，将上述各成分之中除交联剂和硫化促进剂以外的其它成分进行混炼，然后向其中添加交联剂和硫化促进剂，进一步进行混炼，然后进行硫化。

本实施方式的轮胎可以使用上述胎面用橡胶组合物，通过常规方法制造。即，其可以通过下述方法制造：将混炼上述各成分而得到的未硫化橡胶组合物挤出加工为胎面等轮胎部件的形状，在轮胎成形机上将据此获得的部件与其它轮胎部件贴合在一起，通过常规方法进行成形，据此形成未硫化轮胎，在硫化机中加热加压该未硫化轮胎。

本实施方式的轮胎不限定于特定的范围，可以用作乘用车用轮胎、载重汽车或者客运车等重载荷车用轮胎、二轮机动车用轮胎、缺气保用轮胎、非充气轮胎等，其中优选作为重载荷车用轮胎，更优选作为载重汽车用的转向用轮胎(最前轮用轮胎)。另外，本实施方式的轮胎由于耐磨性能和耐掉块性能优异，因此适合于不良道路路面(未铺修的崎岖路面)上行驶。

[实施例]

基于实施例，具体说明本发明，但本发明并非仅限于这些实施例。

对实施例和比较例中使用的各种化学品进行说明。

NR：TSR20

SBR1：非充油溶液聚合SBR(Mw：50万，苯乙烯含量：10质量％，乙烯基含量：40摩尔％，顺式/反式＝0.68)

SBR2：非充油溶液聚合SBR(Mw：71万，苯乙烯含量：23.5质量％，乙烯基含量：20摩尔％，顺式/反式＝0.50)

BR：宇部兴产株式会社制造的UBEPOL BR150B(Mw：44万，高顺式BR，顺式-1,4键含量：96％)

炭黑1：卡博特日本(CABOT JAPAN)株式会社制造的N134(N₂SA：143m²/g)

炭黑2：卡博特日本株式会社制造的SHOBLACK N220(N₂SA：114m²/g)

二氧化硅：赢创德固赛公司制造的Ultrasil VN3(N₂SA：175m²/g，平均一次粒径：15nm)

蜡：日本精蜡株式会社制造的OZOACE 355

防老剂1：大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC 6C(N-(1,3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺，6PPD)

防老剂2：大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC RD(聚(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉))

硬脂酸：日油株式会社制造的硬脂酸珠“椿(TSUBAKI)”

氧化锌：三井金属矿业株式会社制造的氧化锌#2

硫：鹤见化学工业株式会社制造的粉末硫

硫化促进剂：大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(TBBS))

实施例和比较例

根据表1所示的配方，使用1.7L的密闭型班伯里密炼机，将除硫和硫化促进剂以外的其它化学品混炼5分钟直至排出温度变为170℃，获得混炼物。进一步地，通过上述班伯里密炼机，在排出温度150℃的条件下，将所获得的混炼物再次混炼(再炼)4分钟。接着，使用双轴开放式辊炼机，向所获得的混炼物中添加硫和硫化促进剂，捏合4分钟直至温度变为105℃，获得未硫化橡胶组合物。在170℃温度下加压硫化所获得的未硫化橡胶组合物12分钟，制作试验用橡胶组合物。

另外，用具备规定形状的口模的挤出机，将上述未硫化橡胶组合物挤出成形为轮胎胎面的形状，与其它轮胎部件贴合在一起，形成未硫化轮胎，进行加压硫化，制造试验用轮胎(12R22.5，载重汽车·客车用轮胎)。通过调整胎面中央部和/或胎面胎肩部的厚度，调整胎面规格分布，将轮胎的接地面形状指数(SL0/SL70和SL70/SL97)设定为表1所示的值。

对所获得的未硫化橡胶组合物、硫化橡胶组合物以及试验用轮胎进行下述评价。评价结果示于表1。

<粘弹性试验>

使用株式会社岩本制作所制造的粘弹性分光计VES，在温度70℃、初期应变10％、动态应变2％、频率10Hz的条件下，测定各硫化橡胶组合物的复弹性模量(70℃E*)以及tanδ(70℃tanδ)。

<不良道路上行驶时的耐磨性能>

将各试验用轮胎安装在最大装载量为10吨装载的载重汽车(2-D车)的全部车轮上。驾车在未铺修、散乱有沙石等路面凹凸大的不良道路上行驶30000km后，测定轮胎胎面部的沟槽深度，求取轮胎沟槽深度减少1mm时的行驶距离。

结果用将基准比较例(表1中为比较例6，表2中为比较例8)的值设定为100的指数表示，其表示：指数越大，则耐磨性能越良好。指数用下式求取。

(耐磨性能指数)＝(各配方例的轮胎沟槽减少1mm时的行驶距离)/(基准比较例的轮胎沟槽减少1mm时的行驶距离)×100

<断裂伸长率>

根据JIS K 6251，由各硫化橡胶组合物制作3号哑铃型试验片，实施拉伸试验。测定断裂伸长率(EB)，用将基准比较例(表1中为比较例6，表2中为比较例8)的值设定为100的指数表示。其表示：EB指数越大，则橡胶组合物的耐掉块性能越良好。

<耐偏磨耗性能>

将各试验用轮胎安装在最大装载量为10吨装载的载重汽车(2-D车)的全部车轮上。驾车在干燥柏油路面的试验场上行驶60000km后，测定后轮的中心花纹块、中间花纹块和胎肩花纹块的轮胎周向两侧上的磨耗量之差。使用轮胎周向上大致相等节距的8个花纹块，针对各花纹块进行测定，求取全部测定值的平均值。结果用将基准比较例(表1中为比较例6，表2中为比较例8)的值设定为100的指数表示，其表示：指数越大，则耐偏磨耗性能越良好。指数由下式求取。

(耐偏磨耗性能指数)＝(基准比较例的磨耗量的差)/(各配方例的磨耗量的差)×100

另外，耐磨性能指数和耐偏磨耗性能指数的平均值的性能目标值为105以上，耐磨性能指数、EB指数以及耐偏磨耗性能指数的平均值的性能目标值为102以上。

[表1]

[表2]

由表1和表2的结果可知，含有规定量的异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶以及具有规定的氮吸附比表面积的炭黑，且轮胎的接地面形状满足规定的必要条件的本发明的重载荷用轮胎的耐磨性能、耐偏磨耗性能以及耐掉块性能的综合性能得到改善。

Claims

1.一种重载荷用轮胎，

其胎面使用下述橡胶组合物：

所述橡胶成分含有：25～70质量％的异戊二烯系橡胶、10～30质量％的丁二烯橡胶以及20～55质量％的苯乙烯丁二烯橡胶；

其中，在安装在正规轮辋上且充填有正规内压的无负荷标准状态下，负荷正规载荷、胎面被按压于平面时的所述轮胎的接地面形状满足式(1)和式(2)：

1.05≤SL0/SL70≤1.15 (1)

0.95≤SL70/SL97≤1.05 (2)

式中，SL0表示轮胎赤道上的轮胎周向上的接地长度；SL70表示在与轮胎赤道相隔胎面接地半宽的70％的轮胎轴向距离的位置处的、轮胎周向上的接地长度；SL97表示在与轮胎赤道相隔胎面接地半宽的97％的轮胎轴向距离的位置处的、轮胎周向上的接地长度。

2.根据权利要求1所述的重载荷用轮胎，其中，橡胶组合物的70℃E*在6.0MPa以上。

3.根据权利要求2所述的重载荷用轮胎，其中，橡胶组合物的70℃E*在6.2MPa以上。

4.根据权利要求1或2所述的重载荷用轮胎，其中，橡胶组合物的70℃tanδ在0.13以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的重载荷用轮胎，其中，二氧化硅的含量为0质量份以上10质量份以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的重载荷用轮胎，其中，苯乙烯丁二烯橡胶的苯乙烯含量为5～25质量％，乙烯基含量为10～45摩尔％，重均分子量为20万以上。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的重载荷用轮胎，其中，丁二烯橡胶的顺式含量为90％以上，重均分子量为40万以上。