輪胎用橡膠組合物及充氣輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種適用于輪胎的橡膠組合物、及使用所述橡膠組合物的充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如，存在如無釘防滑輪胎那樣，需要在冰上路面的行駛性能（即，冰上性能）的 輪胎。在此種輪胎中，為了通過使胎面具有低溫下的柔軟性而提高對冰上路面的接地性，在 胎面所用的橡膠組合物中使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低的二締系橡膠，較低地設(shè)定橡膠硬度。另 外已知，為了提高冰上摩擦力，而調(diào)配將種子的殼或果實的核進(jìn)行粉碎而得的植物性粒狀 體，或者調(diào)配除去冰上的水膜的竹炭粉末。
[0003] 作為提高冰上性能的技術(shù)，在日本國特開2011-012110號公報中，掲示了在胎面 橡膠中調(diào)配孔隙率為75% -95%的多孔性纖維素粒子。通過運(yùn)樣在胎面橡膠中調(diào)配多孔性 纖維素粒子，能夠抑制耐磨性降低并提高冰上性能。但是，如果橡膠隨著老化劣化而變硬， 則會導(dǎo)致冰上性能降低。W往，在調(diào)配了多孔性纖維素粒子的體系中，并不知曉抑制因老化 導(dǎo)致的橡膠硬度變化的有效對策。
[0004] 此外，在日本國特開2008-024792號公報中，公開了在冬季用輪胎胎面用橡膠組 合物中調(diào)配聚合物凝膠，所述聚合物凝膠是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的經(jīng)交聯(lián)的二締系聚合物 粒子。但在該文獻(xiàn)中，聚合物凝膠是為了提高凝聚摩擦力改善冰上性能而調(diào)配的，并未公開 通過添加至調(diào)配了多孔性纖維素粒子的體系中，可W抑制因老化導(dǎo)致的橡膠硬度變化。 W05] 在日本國特開2010-248282號公報中，公開了通過結(jié)合使用玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度較高的聚合物凝膠和木質(zhì)素衍生物，來維持強(qiáng)化性及低發(fā)熱性，并實現(xiàn)輪 胎的輕量化，進(jìn)一步還記載了木質(zhì)素衍生物可W包含纖維素等糖類。另外，在 W02008/132061A2扣S2010/197829A1)中公開了含有聚合物凝膠的橡膠組合物，所述聚合物 凝膠包含徑基，還公開了可W使用纖維素作為任意的填料。但是，運(yùn)些文獻(xiàn)中所記載的纖維 素并不是有助于提高冰上性能的多孔性纖維素粒子，也未教導(dǎo)結(jié)合使用多孔性纖維素粒子 與聚合物凝膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的課題
[0007] 如上所述，不僅需要初始的冰上性能，還需要抑制冰上性能的老化劣化，在運(yùn)種情 況下，現(xiàn)有技術(shù)對于所述需求說不上充分滿足，因而需要改善。
[0008] 本實施方式鑒于W上的方面而提出，目的在于提供一種輪胎用橡膠組合物，其可 W抑制因老化導(dǎo)致的橡膠硬度的上升，并抑制由多孔性纖維素粒子帶來的優(yōu)異冰上性能的 降低。
[0009] 解決課題的方法
[0010] 根據(jù)本實施方式，提供下述[1]-[5]的方式。
[0011] [1]輪胎用橡膠組合物，其相對于100質(zhì)量份包含二締系橡膠的橡膠成分，含有 孔隙率為75% -95%的多孔性纖維素粒子0. 3質(zhì)量份-20質(zhì)量份、W及聚合物凝膠I質(zhì)量 份-30質(zhì)量份，所述聚合物凝膠是具有含雜原子的官能團(tuán)的經(jīng)交聯(lián)的二締系聚合物粒子。 陽〇1引 凹根據(jù)山所記載的輪胎用橡膠組合物，其中，所述聚合物凝膠的官能團(tuán)為選自 徑基、氨基、簇基、烷氧基及環(huán)氧基中的至少一種。
[0013] [3]根據(jù)[1]或[2]所記載的輪胎用橡膠組合物，其中，所述聚合物凝膠的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度為〇°cw下。
[0014] W根據(jù)山至巧]中任一項所記載的輪胎用橡膠組合物，其中，相對于100質(zhì)量 份所述橡膠成分，含有0. 5質(zhì)量份-20質(zhì)量份的植物性粒狀體及/或植物的多孔質(zhì)碳化物 的粉碎物。
[0015] [引充氣輪胎，其具備包含所述[1]至[4]中任一項所記載的橡膠組合物的胎面。
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 根據(jù)本實施方式，通過在調(diào)配了多孔性纖維素粒子的體系中，進(jìn)一步調(diào)配上述聚 合物凝膠，能夠抑制因老化導(dǎo)致的橡膠硬度的上升，并且可W抑制由多孔性纖維素粒子帶 來的優(yōu)異的冰上性能因老化而降低。
【具體實施方式】
[0018] 本實施方式的橡膠組合物是對包含二締系橡膠的橡膠成分，調(diào)配多孔性纖維素粒 子與具有官能團(tuán)的聚合物凝膠而成的橡膠組合物。
[0019] 用作橡膠成分的上述二締系橡膠可W列舉例如：天然橡膠（NR)、聚異戊二締橡膠 (IR)、聚下二締橡膠度時、苯乙締下二締橡膠（SBR)、苯乙締-異戊二締共聚物橡膠、下二 締-異戊二締共聚物橡膠、苯乙締-異戊二締-下二締共聚物橡膠等在輪胎胎面用橡膠組 合物中通常使用的各種二締系橡膠。運(yùn)些二締系橡膠可W單獨(dú)使用任意一種，或者混合兩 種W上使用。另外，聚合物凝膠不包括在該橡膠成分中。
[0020] 所述橡膠成分優(yōu)選使用天然橡膠與其他二締系橡膠的混合橡膠，特別優(yōu)選使用 天然橡膠（NR)與聚下二締橡膠度時的混合橡膠。兩者的比率并無特別限定，考慮到 橡膠組合物的低溫特性與加工性及耐撕裂抗性的平衡，NR/BR的比率W質(zhì)量比計優(yōu)選為 30/70-80/20,也可 W為 40/60-70/30。
[0021] 所述多孔性纖維素粒子是具有孔隙率為75% -95%的多孔結(jié)構(gòu)的纖維素粒子，通 過調(diào)配在橡膠組合物中，可W顯著提高冰上性能。多孔性纖維素粒子的孔隙率為75% W上， 從而使冰上性能的提高效果優(yōu)異。另外，通過使孔隙率為95% W下，可W提高粒子的強(qiáng)度。 所述孔隙率更優(yōu)選為80% -90%。
[0022] 關(guān)于多孔性纖維素粒子的孔隙率，可W利用量筒測定一定質(zhì)量的試樣（即，多孔 性纖維素粒子）的體積，并求出毛體積比重，根據(jù)下述式求出。
[002引孔隙率[% ] = {1-(試樣的毛體積比重[g/ml])/(試樣的實際比重[g/ ml])} XlOO
[0024] 此處，纖維素的實際比重為1. 5。
[00巧]多孔性纖維素粒子的粒徑并無特別限定，從耐磨性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用平均粒 徑1000 ym W下的粒子。平均粒徑的下限并無特別限定，優(yōu)選為5 ym W上。平均粒徑更優(yōu) 選為 100 Ji m-800 Ji m，尤其優(yōu)選為 200 Ji m-800 Ji m。
[00%] 多孔性纖維素粒子優(yōu)選使用長徑/短徑的比為1-2的球狀粒子。通過使用此種球 狀結(jié)構(gòu)的粒子，可W提高在橡膠組合物中的分散性，從而有助于提高冰上性能或維持耐磨 性。長徑/短徑的比更優(yōu)選為1.0-1. 5。
[0027] 多孔性纖維素粒子的平均粒徑及長徑/短徑的比按照如下方式求出。旨P，利用顯 微鏡觀察多孔性纖維素粒子而獲得圖像。使用該圖像，對100個粒子測定粒子的長徑與短 徑（長徑與短徑相同時，為某軸向的長度、及與所述軸正交的軸向的長度），并算出其平均 值，從而獲得平均粒徑。另外，利用將長徑除W短徑而得的值的平均值，獲得長徑/短徑的 比。
[0028] 運(yùn)樣的多孔性纖維素粒子有RENGO公司市售的"Viscopearl"，另外，還記載于日 本國特開2001-323095號公報或日本國特開2004-115284號公報中，可對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)厥?用。
[0029] 相對于100質(zhì)量份所述橡膠成分，多孔性纖維素粒子的調(diào)配量優(yōu)選為0. 3質(zhì)量 份-20質(zhì)量份的范圍內(nèi)。通過使調(diào)配量為0. 3質(zhì)量份W上，可W提高冰上性能的改善效果。 另外，通過使調(diào)配量為20質(zhì)量份W下，可W抑制橡膠硬度變得過高，并且也可W抑制耐磨 性的惡化。多孔性纖維素粒子的調(diào)配量更優(yōu)選為1質(zhì)量份-15質(zhì)量份，尤其優(yōu)選為3質(zhì)量 份-15質(zhì)量份。
[0030] 上述聚合物凝膠是經(jīng)交聯(lián)的二締系聚合物粒子，在本實施方式中使用具有官能團(tuán) 的聚合物凝膠，所述官能團(tuán)包含雜原子。通過調(diào)配所述聚合物凝膠，使得在調(diào)配了多孔性纖 維素粒子的橡膠組合物中，可W抑制因老化導(dǎo)致的橡膠硬度的上升，其結(jié)果可W抑制因老 化導(dǎo)致的冰上性能的降低。
[0031] 該聚合物凝膠是可W通過將橡膠分散液交聯(lián)來制造的凝膠化橡膠，也可W稱為橡 膠凝膠。橡膠分散液可W列舉：通過乳化聚合而制造的橡膠膠乳、使經(jīng)溶液聚合的橡膠在 水中乳化而得的橡膠分散液等。另外，交聯(lián)劑可W列舉：有機(jī)過氧化物、有機(jī)偶氮化合物、 硫類交聯(lián)劑等。另外，二締系聚合物