轮胎,翻新轮胎用胎面,翻新轮胎用胎面的制造方法,具有翻新轮胎用胎面的翻新轮胎,和翻新轮胎的制造方法

摘要

本发明提供了一种在轮胎胎面外表面和中央位置之间具有的损耗角正切(tanδ)差小的轮胎；一种在整个胎面橡胶区域具有均匀硫化度的翻新轮胎用胎面；一种具有所述翻新轮胎用胎面的轮胎；及所述轮胎的制造方法。本发明的轮胎满足下式：-0.05≤(tanδ

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎，翻新轮胎用胎面(预硫化胎面(预先硫化的胎面))，翻 新轮胎用胎面的制造方法，具有翻新轮胎用胎面的翻新轮胎，和翻新轮胎的 制造方法。

背景技术

考虑到使用轮胎的自动车等的燃料效率，轮胎的低滚动阻力是期望的， 并且为了降低滚动阻力，轮胎的胎面橡胶的低滞后损耗(tanδ)是期望的。

通常，胎面橡胶的滞后损耗在有内侧低的趋势并在接近表面时变高。 这种趋势是新轮胎(初期使用时)的滚动阻力升高的因素之一。

尽管有通过降低硫化温度来减少所述趋势的已知技术，但所述技术具有 如厚度方向的滚动阻力产生差异以及对生产效率有很大影响的问题。

而且，为了处理硫化期间在表面和内侧之间硫化升温速率的大差异，公 开了一种制造设备的技术，其通过使用专用的制造设备，生产具有其中橡胶 根据硫化升温分布；即根据橡胶硫化速度，慢速硫化橡胶排列在升温快的表 面附近而快速硫化橡胶排列在升温慢的内侧，而顺次分布的结构的未硫化橡 胶，基本均衡了整个胎面的最终硫化度(例如，参见专利文献1)。

作为具有低发热效果的翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的技术，例如，专 利文献2公开了使双层结构胎面的基部橡胶低发热和高伸长的技术，以及专 利文献3公开了使用具有比用于翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的橡胶低的发 热性能的橡胶作为翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的粘接用缓冲橡胶的技术。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开4-173211号

专利文献2：日本专利特开2009-51481号

专利文献3：日本专利特开10-129216号

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1的技术具有生产问题，如需要专用设备及增加要使用 橡胶的类型，因此并非是令人满意的成果。

并且，在专利文献1中所述的常规技术中，外表面和内侧的硫化度之比 (对应于本申请的A/B)是6.2-4.9，并且由此决定了外表面略微过硫化。专利文 献1的改进技术实现了将硫化度之比(A/B)显著降低至2.4以及基本均匀的硫 化度，并由此被评价为相当于轮胎性能(耐发热性和耐磨耗性)改进了5-10%。 然而，一直具有的问题是，根据近年来能源节约和燃料效率提高的社会需求， 仍期望进一步改进。

尽管专利文献2公开的技术确实能够获得具有低发热效果的翻新轮胎用 胎面(预硫化胎面)，但是并没有关于翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的表面和 内侧的硫化度是否均匀的说明或暗示。并且，由于该技术需要通过使用具有 低耐热性的基部橡胶的双层结构，其一直具有生产问题，如需要粘接冠部橡 胶的过程并限制了橡胶配混及预硫化步骤。

而且，由于专利文献3描述的常规技术仅使用了具有比用于翻新轮胎用 胎面(预硫化胎面)的橡胶更低的发热性的粘合缓冲橡胶，对降低轮胎行驶温 度的贡献不够充分。并且，也没有关于翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的表面 和内侧的硫化度均匀的说明或暗示。而且，具有的问题是，当使缓冲橡胶具 有低发热性能时，橡胶配混由此受限。另外，具有的问题是，根据近年来能 源节约和燃料效率的社会需求，仍期望进一步改进低发热性能。

因此，本发明的目的是解决上述常规技术的问题，并提供关于：一种在 轮胎胎面外表面和轮胎胎面中央位置之间具有损耗角正切(tanδ)差小的轮 胎，一种在胎面橡胶的所有区域具有均匀硫化度的翻新轮胎用胎面，一种具 有所述翻新轮胎用胎面的轮胎，以及一种尤其是不牺牲生产率的所述轮胎的 制造方法，一种在初期使用时在外表面和中心部的滞后损耗的差改进并且在 初期使用时滚动阻力降低的轮胎，一种翻新轮胎用胎面，一种具有所述翻新 轮胎用胎面的轮胎，以及一种所述轮胎的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人已发现，通过控制硫化条件，在轮胎胎面外表面以及所述轮胎 胎面的中心部的硫化度可以变得均匀，并且也不牺牲生产率，自初期使用时 轮胎滚动阻力可以降低。因此，本发明人已完成了本发明。

本发明人也已发现，在硫化加压设备和未硫化胎面之间放置有非硫化性 片(non-vulcanizable sheet)而进行的硫化，防止了轮胎胎面接地面的过硫化并 能够使所述轮胎胎面的内部均匀硫化。

也就是说，根据本发明的轮胎，沿垂直于胎面接地面(车轮胎面)的方向 距离轮胎胎面外表面深1mm以内的部分(a)在25℃时在2%应变下的损耗角正 切(tanδ_a)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外表面和底面之间的中 央2mm以内的部分(b)在25℃时在2%应变下的损耗角正切(tanδ_b)满足以下关 系：

-0.05≤(tanδ_a-tanδ_b)/tanδ_b≤0.05

根据本发明的翻新轮胎用胎面，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎 面外表面深1mm以内的部分(a)的硫化度(A)，和沿垂直于胎面接地面的方向 距离胎面部外表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)的硫化度(B)优选满 足以下关系：

0.8≤A/B≤1.4

以及，更优选地，硫化度(A)和硫化度(B)满足以下关系：

0.9≤A/B≤1.2

根据本发明的轮胎中翻新轮胎用胎面，或根据翻新轮胎用胎面的制造方 法以制造本发明的翻新轮胎用胎面，优选的是进行硫化从而使得，在T代表 从硫化开始至当温度达到最高硫化温度的99.5%时的时间下，在T/4分钟后， 沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深1mm以内的部分(a)的硫 化度(A_T/4)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外表面和底面之间的中 央2mm以内的部分(b)的硫化度(B_T/4)满足以下关系：

0≤A_T/4≤0.13,0≤B_T/4≤0.05，以及，

在T/2分钟后，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深1mm 以内的部分(a)的硫化度(A_T/2)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外 表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)的硫化度(B_T/2)满足以下关系：

0.1≤A_T/2≤0.29,0.05≤B_T/2≤0.2。

根据本发明轮胎中的翻新轮胎用胎面，或者根据制造本发明的翻新轮胎 用胎面的翻新轮胎用胎面制造方法，在通过硫化加压设备硫化未硫化胎面期 间，优选在硫化加压设备和未硫化胎面之间放置非硫化性片。

由此，不牺牲生产率，就可以提供翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的制造 方法，所述胎面沿垂直于翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的胎面接地面方向的 滞后损耗(tanδ)的差小，并且所有区域硫化均匀。

优选地，非硫化性片具有0.05-3.5mm的厚度和0.02-30W·m^-1·K^-1的热导 率。更优选地，非硫化性片具有130℃以上的熔点并且是由至少在最外表面 不引起交联反应的材料制成。

根据本发明的翻新轮胎用胎面优选通过上述方法制造。

本发明的翻新轮胎优选由上述翻新轮胎用胎面的任意一种组成。并且， 本发明轮胎的制造方法优选包括在80℃以上的温度下进行硫化粘接上述翻 新轮胎用胎面中的一种和轮胎胎身的步骤。

发明的效果

根据本发明，可以提供关于：一种在轮胎胎面外表面与外表面和底面间 的中央部分之间具有的损耗角正切(tanδ)的差小的轮胎，在胎面橡胶的所有 区域具有均匀硫化度的翻新轮胎用胎面，具有所述翻新轮胎用胎面的轮胎， 以及尤其是不牺牲生产率的所述翻新轮胎的制造方法，在初期使用时在外表 面和中心部的滞后损耗之间的差改进并且在初期使用时滚动阻力降低的轮 胎，所述翻新轮胎用胎面，具有所述翻新轮胎用胎面的轮胎，以及所述轮胎 的制造方法。

附图说明

图1为示出用于根据本发明的轮胎的胎面的实例的截面图。

具体实施方式

(轮胎)

根据本发明的轮胎，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深 1mm以内的部分(a)在25℃时在2%应变下的损耗角正切(tanδ_a)，和沿垂直于胎 面接地面的方向距离胎面部外表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)在 25℃时在2%应变下的损耗角正切(tanδ_b)需要满足以下关系：

-0.05≤(tanδ_a-tanδ_b)/tanδ_b≤0.05。

当(tanδ_a-tanδ_b)/tanδ_b在±0.05的范围内时，能够充分抑制在行驶期间轮胎 胎面橡胶的外表面和轮胎胎面橡胶内侧发热的差，并且内部温度和外部温度 差降低。由此，自初期使用时轮胎的滚动阻力就可以降低。当(tanδ_a-tanδ_b)/tanδ_b在±0.05的范围之外时，轮胎胎面橡胶直接与地面接触的外表面和轮胎胎面 橡胶内侧发热的差的抑制作用变得不足，并且由于在行驶期间产生的热量， 内部和外部之间的温度变得明显不同。因此，尤其是初期使用时，轮胎的滚 动阻力可能劣化。

(轮胎胎面)

通过本发明的方法制造的翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)优选用作由预硫 化方法生产的翻新轮胎用轮胎胎面。此处，预硫化方法是通过将用于翻新的 具有胎面花纹的硫化的预硫化胎面粘接至轮胎胎身并通过使用硫化罐进行 硫化粘接来制造翻新轮胎的方法。

以下参照图1所示的截面图描述用于本发明轮胎的轮胎胎面1。在具有凹 槽图案(叫做花纹)的轮胎胎体部(轮胎骨架部)的顶部上的部分称为胎面部。 用于胎面部的轮胎构件称为轮胎胎面，其优选使用预硫化胎面1。当轮胎胎 面(预硫化胎面)1分成外表面2a、中央2b和底面2c时，轮胎胎面的外表面2a为 直接与地面接触的表面(车轮胎面)，其滞后损耗(tanδ)对车辆的滚动阻力和燃 料效率的影响最大。并且，外表面2a是轮胎胎面1的重要部分，因为当外表 面2a和中央2b的滞后损耗之差大时，车辆的滚动阻力和燃料效率可能特别在 初期使用轮胎时(当轮胎为新时)劣化。外表面2a、中央2b和底面2c整体设置 于轮胎胎体部(轮胎骨架部)之上。

评价关于轮胎胎面1厚度方向上深度的滞后损耗(tanδ)的均匀性的优选 位置是沿垂直于胎面接地面的方向3距离外表面2a深1mm的范围内的部分(a) 4，和沿垂直于胎面接地面的方向3距离胎面部的中央2b处2mm的范围内的部 分(b)5。这是因为这些位置便于确定测量位置并代表整个轮胎胎面的均匀性 (变化)，因此能够准确评价。

(轮胎的制造方法)

轮胎的制造方法大致分为新轮胎的制造方法和翻新轮胎的制造方法。在 新轮胎的制造方法中，将没有胎面花纹的未硫化胎面橡胶粘接至轮胎胎身的 胎面部并然后在模具中进行整体硫化成型。翻新轮胎的制造方法进一步分为 (i)将用于翻新的没有胎面花纹的硫化胎面橡胶粘接至轮胎胎身的胎面部并 在模具中进行硫化成型的再成型方法，和(ii)将由未硫化橡胶组成的粘合缓冲 橡胶配置在轮胎胎身的胎面部上并然后将用于翻新的有胎面花纹的硫化胎 面(预硫化胎面)粘接至轮胎胎身，随后通过使用硫化罐进行硫化粘接的预硫 化方法。

本发明轮胎的制造方法的特征在于控制硫化条件。根据翻新轮胎用胎面 (预硫化胎面)的制造方法，在硫化时通过使用非硫化性片来适当地控制热传 导。与橡胶组合物(如橡胶组分的原材料和填料及其组合物)有关的技术并不 特别限定。

例如，可提及的技术是，可以通过增加用于轮胎胎面的橡胶组合物中硫 的量或通过降低填料的量来减少滞后损耗(tanδ)。然而，所述技术并不特别 限定。

并且，可提及如专利文献1所述的技术，其提供了一种在轮胎胎面外表 面采用慢速硫化橡胶和在轮胎胎面内侧采用快速硫化橡胶的多层结构，从而 使轮胎胎面的表面和内侧的滞后损耗(tanδ)均匀化。然而，所述技术并不特 别限定。

而且，除天然橡胶(NR)以外，用于轮胎胎面的橡胶组合物的橡胶组分可 以是，但不限于，合成橡胶如聚丁二烯橡胶(BR)、聚异戊二烯橡胶(IR)和苯 乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)等。橡胶组分可以单独使用或与另一种共混使 用。当共混时，优选共混天然橡胶(NR)和聚丁二烯橡胶(BR)，以及共混比 NR/BR优选在80/20-60/40的范围内。

用于橡胶组合物的填料可以是，但不限于炭黑和二氧化硅。此处，SAF 级的炭黑或ISAF级的炭黑是优选的。当使用二氧化硅作为填料时，以进一步 改进其补强性能的观点，优选在混合时加入硅烷偶联剂。

在橡胶组合物中，除上述橡胶组分和填料以外，在橡胶工业中通常用于 轮胎胎面的配混剂，即硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂和如操作油的软化剂， 可以在用于胎面的正常量范围内共混。作为这些配混剂，可以适当地使用市 售品。

(硫化条件)

作为硫化条件，只要能够使对象物在100℃以上的温度下加热和/或保持， 并同时在0.1MPa以上的压力下保持样品，就可以使用任何设备。

(粘接工艺，硫化粘接工艺)

粘接胎面的工艺优选包括，但不限于，在80℃以上的温度下进行硫化粘 接胎面和轮胎胎身的步骤。

在80℃以下的温度下，当使用典型的硫化粘接橡胶时，硫化时间延长， 这是不期望的。

(翻新轮胎用胎面)

根据本发明的翻新轮胎用胎面，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎 面外表面深1mm以内的部分(a)的硫化度(A)，和沿垂直于胎面接地面的方向 距离胎面部外表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)的硫化度(B)优选满 足以下关系

0.8≤A/B≤1.4

以及，更优选地，硫化度(A)和硫化度(B)满足以下关系：

0.9≤A/B≤1.2。

当硫化度之比(A/B)低于0.8时，滚动阻力在后期使用时增加，并且当所述比 率超过1.4时，滚动阻力在初期使用时增加。

(翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的制造)

根据本发明的翻新轮胎用胎面的制造方法，优选进行硫化从而使得，在 其中T代表从硫化开始至当温度达到最高硫化温度的99.5%时的时间下：

在T/4分钟后，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深1mm 以内的部分(a)的硫化度(A_T/4)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外 表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)的硫化度(B_T/4)满足以下关系：

0≤A_T/4≤0.13,0≤B_T/4≤0.05，以及，

在T/2分钟后，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深1mm 以内的部分(a)的硫化度(A_T/2)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外 表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)的硫化度(B_T/2)满足以下关系：

0.1≤A_T/2≤0.29,0.05≤B_T/2≤0.2。

而且，根据本发明的翻新轮胎用胎面(预硫化胎面)的制造方法，当通过 硫化加压设备硫化未硫化胎面时，优选在硫化期间，在硫化加压设备和未硫 化胎面之间放置非硫化性片。

-未硫化胎面-

未硫化胎面可以，但并不限于，通过混炼成型上述橡胶组合物来制备。

-硫化加压设备-

硫化加压机并不特别限定，但可以根据预定用途适当地选择。

-非硫化性片-

根据本发明的预硫化胎面的生产方法，当未硫化胎面通过硫化加压设备 硫化时，非硫化性片放置于硫化加压设备和未硫化胎面之间。在硫化加压设 备和未硫化胎面之间放置非硫化性片而进行的硫化会防止轮胎的胎面接地 面过硫化，并且能够使轮胎胎面的内侧均匀硫化。这是因为建立了其中非硫 化性片缓冲了在预硫化胎面硫化时的热传导的结构。

所述片的材料可以是PET膜、纸张和无纺布等。

所述片的厚度t优选为0.05-3.5mm。当t超过3.5mm时，模具追随性劣化， 由此热导率变化。当t小于0.05mm时，耐久性劣化并且所述片可能无法经受 反复使用。

所述片的热导率λ优选为0.02-30W·m^-1·K^-1。当λ超过30W·m^-1·K^-1时，会发 生热快速传导并且可能不能发挥本发明的效果。当λ小于0.02W·m^-1·K^-1时，硫 化时间延长，导致低生产率。

而且，优选地，所述片具有130℃以上的熔点并且由至少在最外表面不 引起交联反应的材料制成。这是因为，当所述熔点低于130℃时，所述片熔 化并且所述片可能与橡胶或模具的表面熔合。并且，当所述片不是由在最外 表面不引起交联反应的材料制成时，所述片和橡胶可能会共硫化 (co-vulcanized)。

(翻新轮胎的制造)

将未硫化的翻新轮胎用胎面在具有形成胎面花纹用突出物的合适的模 具中进行硫化成型，从而生产具有胎面花纹的由硫化橡胶制成的翻新轮胎用 胎面(预硫化胎面)。可以使用所生产的翻新轮胎用胎面，根据利用常规的预 硫化方式进行的翻新轮胎的制造方法，通过从新轮胎或翻新轮胎除去胎面橡 胶，然后将图1所示的翻新轮胎用胎面粘接至由打磨处理形成的轮胎胎身上， 来制造翻新轮胎。或者，可以使用未硫化的翻新轮胎用胎面，根据利用常规 的再成型方式进行的翻新轮胎的制造方法，通过从新轮胎或翻新轮胎除去胎 面橡胶，将翻新轮胎用未硫化胎面粘接至由打磨处理形成的轮胎胎身上，并 在模具中进行硫化粘接，来生产具有位于轮胎胎身上的硫化的翻新轮胎用胎 面的翻新轮胎。

特别地，根据本发明的翻新轮胎优选通过粘接上述翻新轮胎用胎面或由 上述方法生产的胎面来获得。根据本发明的翻新轮胎的制造方法，轮胎的生 产工艺优选包括在80℃以上的温度下进行硫化粘接胎面和轮胎胎身的步骤。

尽管本发明已采用实施方案进行了上述描述，但本发明的技术范围并不 限于此。对本领域技术人员将显而易见的是，可以对以上实施方案作多种更 改或修饰，并且可以理解的是，如从本权利要求的描述中可清楚得知 的，进行这种更改或修饰的实施方案可以包括在本发明的技术范围内。

以下，使用实施例进一步具体描述本发明。然而，本发明并不以任何方 式受限于以下实施例。

实施例

在通过使用由表1所示的配方在硫化条件下生产的预硫化胎面获得轮胎 后，观察自其表面沿厚度方向的硫化度(A和B)以及滞后损耗(tanδ)的变化。 硫化度(A和B)以及滞后损耗(tanδ)如下测量。测量结果示于表1中。

(硫化)

使用由JSR Corporation制造的Curastometer，测量在145℃±1℃下在90% 硫化时间(T_0.9)时的硫化扭矩曲线(torque curve)，从而获得作为要求达到最高 值的90%的时间的90%硫化时间(T_0.9)。

可以通过下式获得硫化度C。

[式1]

$C=\frac{{\int }_0^{t}T\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\int }_0^{t_2}T\left(t\right)\mathrm{dt}}$

此处，t代表自硫化开始的硫化时间，T(t)代表在时间t时的温度，以及t₂代表自硫化开始至结束的总硫化时间。

(损耗角正切(tanδ))

以预定的方式通过切割样本从轮胎胎面的预定位置移除样品，从而制备 试材。使用由Toyo Seiki Co.,Ltd.制造的粘弹性光谱仪，在初始负荷80g、动 态应变2%、频率50Hz和温度25℃的条件下测量tanδ(E"/E')。

(滚动阻力性能)

旋转抵压转鼓的轮胎进行转鼓试验，从而测量在轮胎旋转期间的滚动阻 力(RR)。测量条件是速度80km/h、负荷2725kg和环境温度25℃。对照轮胎(比 较例2)表示为指数100。所述值越小，滚动阻力越小并且所处状态越好。

[表1]

橡胶组合物中各组分的数值单位是质量份，以及制造条件的单位是℃和分钟。物性值是 各物性测量值及其比，以及轮胎性能评价的各个值是指数。

*1天然橡胶RSS#3

*2由JSR Corporation生产的聚丁二烯橡胶BR01

*3由Tokai Carbon Co.,Ltd.生产的Seast7HM

*4由Ouchi Shinko Chemical生产的Nocrac6C

*5由Ouchi Shinko Chemical生产的Nocceler CZ-G

如表1所示，与比较例1-4相比，实施例1和2在外表面部和中心部的滞后 损耗变化更小，并因此能够减小滞后损耗的值。

并且，与比较例1-4相比，实施例1和2在表面部和中心部的硫化度之比 (A/B)的变化更小，因此能够减小硫化度之比的值。因此，表面部和中心部 的滞后损耗变化小，并且滞后损耗的值降低。

这是因为实施例1和2能够采取如下方式硫化的生产方法，当T代表从硫 化开始至当温度达到最高硫化温度的99.5%时的时间时，在T/4分钟后，沿垂 直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深1mm以内的部分(a)的硫化度 (A_T/4)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外表面和底面之间的中央 2mm以内的部分(b)的硫化度(B_T/4)满足以下关系：

0≤A_T/4≤0.13,0≤B_T/4≤0.05，以及，

在T/2分钟后，沿垂直于胎面接地面的方向距离轮胎胎面外表面深1mm 以内的部分(a)的硫化度(A_T/2)，和沿垂直于胎面接地面的方向距离胎面部外 表面和底面之间的中央2mm以内的部分(b)的硫化度(B_T/2)满足以下关系：

0.1≤A_T/2≤0.29,0.05≤B_T/2≤0.2。

因此，表面部和中心部的硫化度之比(A/B)的变化小于比较例1和2(比较 例1-4)，减小了硫化度之比的值。因此，表面部和中心部的滞后损耗的变化 小，并且滞后损耗的值降低。

附图标记说明

1轮胎胎面(预硫化胎面)

2a轮胎胎面的外表面

2b轮胎胎面的中央

2c轮胎胎面的底面

3垂直于胎面接地面的方向

4部分(a)

5部分(b)