專利名稱：生態(tài)型輪胎的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用從非石油資源中獲得的原材料的生態(tài)型輪胎(ecotire)。
然而，近年來，環(huán)境問題被重視，控制CO2排出的規(guī)章制度被強化，另外，因石油原料有限，供給量每年正在減少，預測將來石油的價格會上漲，從石油資源中獲得的原材料的使用會受限制。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種輪胎，它的原材料是從非石油資源中獲得的，代替現(xiàn)在輪胎中使用的從石油資源中獲得的原材料的部分或全部，是對地球友好的輪胎(生態(tài)型輪胎)。
也就是說，本發(fā)明涉及總重量的75重量％以上由從非石油資源中獲得的原材料構成的輪胎。
作為前述非石油資源的原材料，可以用天然橡膠、無機填料和/或生物填料、植物油脂、天然纖維等。
現(xiàn)在市售的輪胎總重量的一半以上是由從石油資源中得到的原材料構成的。例如，作為橡膠成分用的苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、丁基橡膠(IIR)等的合成橡膠，是從原油的輕油分解而來的C4餾分中提取單體，聚合而被制造。作為填充劑使用的碳黑是在燃料油燃燒的氣氛下，將原油噴霧、熱分解制造的。作為操作油使用的芳香油、環(huán)烷油、石蠟油等的石油類油是由原油經過常壓蒸餾得到的重油成分。圈套線(case cord)等使用的合成纖維聚酯是以從原油中精制得到的乙烯和對二甲苯為原料，從乙烯中得到乙二醇，從對二甲苯中得到對苯二甲酸二丁酯或對苯二甲酸，由乙二醇和對苯二甲酸二丁酯或對苯二甲酸縮聚制造的。此外，也有使用從石蠟、防老化劑、樹脂、粘合劑，加硫促進劑等從石油資源中獲得的原材料。
本發(fā)明實現(xiàn)了一種生態(tài)型輪胎，它是用非石油資源中獲得的原材料代替這些合成橡膠、碳黑、石油類油、合成纖維等從石油資源的獲得的原材料，輪胎全體的75重量％以上，優(yōu)選85重量％以上，更優(yōu)選95重量％是從非石油資源中獲得的原材料制成的。非石油資源的原材料低于75重量％時，抑制石油資源使用的效果小。從石油資源中獲得的原材料中，合成橡膠、碳黑是輪胎的主要構成成分，優(yōu)選用非石油資源的原材料替代它們。輪胎部分材料的類別中，石油資源的原材料在外胎面中含有最多，構成外胎面的石油資源的原材料約占輪胎全重量的23％。然后，按外壁、圈套頂部、內部襯墊、緩沖層頂部、胎圈的順序含石油資源的原材料增多，這些輪胎部件材料中優(yōu)選用非石油資源的原材料替代石油資源的原材料。這里，非石油資源可舉例如植物來源的資源、礦物、煤、天然氣、貝殼、蛋殼、骨粉、甲殼類的殼等。
作為替代合成橡膠的從非石油資源中獲得的原材料，可舉天然橡膠。另外，也可用天然橡膠經過改性的改性天然橡膠。合成橡膠的重量優(yōu)選75重量％以上、更優(yōu)選85重量％以上用天然橡膠替代。天然橡膠低于75重量％時，抑制石油資源使用的效果小，而且轉動阻力有增大的趨勢。
作為替代碳黑的非石油資源的原材料，可舉例如二氧化硅、絹云母、碳酸鈣、粘土、氧化鋁、滑石粉、碳酸鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、氧化鈦等的無機填料，淀粉、纖維素等的植物多糖、甲殼質、甲殼糖等的動物多糖等的生物填料。其中，為確保橡膠的補強性，優(yōu)選二氧化硅。
使用二氧化硅時，二氧化硅的BET比表面積優(yōu)選150～250m2/g，二氧化硅的BET比表面積小于150m2/g時，補強性有劣化的趨勢，超過250m2/g時，分散性不好，凝集，故物料的性質有降低的傾向。
碳黑的質量優(yōu)選75重量％以上，更優(yōu)選85重量％以上用無機填料和/或生物填料替代，無機填料和生物填料的合計量低于75重量％時，抑制石油資源使用的效果小，而且轉動阻力有增大的趨勢。
用無機填料替代碳黑時，優(yōu)選并用硅烷偶合劑。作為硅烷偶合劑，可以是現(xiàn)有的輪胎領域中使用的物質，沒有特別的限制。例如，可舉二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、二(3-三甲氧甲硅烷丙基)四硫化物、二(2-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、2-巰基乙基三甲氧基硅烷等。它們可以各自單獨、或任意組合使用。其中，從硅偶合劑的補強性效果和加工性上看，優(yōu)選二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、3-巰基丙基三乙氧基硅烷，進一步，從加工性的觀點看，特別優(yōu)選二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物。
無機填料中合并用硅烷偶合劑時，優(yōu)選對無機填料的硅烷偶合劑使用量為3～20重量％。硅烷偶合劑的添加量不足3重量％時，得不到足夠的添加效果，超過20重量％時，增加成本而且得到提高的效果小。
作為替代石油類油的從非石油資源中獲得的原材料，可舉蓖麻油，棉籽油、亞麻子油、菜油、豆油、棕櫚油、椰子油、花生油、松香油、松焦油、松漿油、玉米油、大米油、紅花油、芝麻油、橄欖油、向日葵油、棕櫚仁油、山茶油、加州希蒙得木油、澳大利亞堅果油、紅花油和桐油。其中，從供給量、價格和軟化效果的觀點來說，優(yōu)選菜油、棕櫚油和椰子油。
其中，優(yōu)選不飽和度小的植物油脂，碘價(加成100g油碘的克數)優(yōu)選100～130的半干性油，碘價為100以下的不干性油、固體脂等。碘價超過130時，tanδ上升，硬度低下，有轉動阻力增大、操作穩(wěn)定性低下的傾向。
用植物油脂替代石油類油的優(yōu)選75重量％以上，更優(yōu)選85重量％以上。植物油脂不足75重量％時，抑制石油資源使用的效果小，而且轉動阻力有增大的趨勢。
另外，植物油脂優(yōu)選配合加硫后的橡膠硬度為40～90的量。橡膠硬度不到40時，有得不到必需的剛性的傾向，超過90時，有加工劣化的傾向。
作為替代合成纖維的從非石油資源中獲得的原材料，可舉由木漿制造的人造纖維、醋酸酯，從棉籽的粗的棉絨制造的銅紡(cupro)等。其中，從輪胎必需有高強度這點看，優(yōu)選人造纖維。
本發(fā)明輪胎是用非石油資源中獲得的原材料代替現(xiàn)在輪胎中使用的從石油資源中獲得的原材料的部分或全部，其他采用同原來的輪胎同樣的方法制造。
具體實施例方式
以下，基于實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，本發(fā)明并不限于此。
實施例和比較例所用藥品總結如下所示。
(從石油資源中獲得的原材料)SBR住友化學工業(yè)(株)制SBR1502BR宇部興產(株)制BR150BIIR埃克森美孚化學(株)制C1-IIR1068碳黑(ISAF)三菱化學(株)制Diablack I碳黑(FEF)三菱化學(株)制Diablack E碳黑(GPF)三菱化學(株)制Diablack G碳黑(HAF)三菱化學(株)制Diablack HA碳黑(LM-HAF)三菱化學(株)制Diablack LH芳香油(株)日本能源制Process X-140礦物油出光興產(株)制Diana Process PA32蠟日本Seiro(株)制Ozoace 0355防老化劑住友化學工業(yè)(株)制Antigen 6C硬化樹脂住友電木(株)制Sumilite樹脂PR12686粘合劑(COST)(株)日本能源制COST-F粘合劑(S.620)住友化學工業(yè)(株)制Sumicanol 620加硫促進劑大內新興化學工業(yè)(株)制Nocceler NS(從非石油資源中獲得的原材料)天然橡膠RSS#3
二氧化硅Degussa Hules制Ultrasil VN3偶合劑Degussa Hules制Si-69絹云母日本Forum制KM-S碳酸鈣白石工業(yè)(株)制 白艷華CC植物油日清制油(株)制 精制棕櫚油J(S)硬脂酸日本油脂(株)制 硬脂酸椿氧化鋅三井金屬礦業(yè)(株)制 氧化鋅2種硫鶴見化學(株)制 粉末硫實施例1將表1所示物質進行混合，形成外胎面A(輪胎重量的40％)、側面A(輪胎重量的17％)、內部襯墊A(輪胎重量的8％)，結合區(qū)頂部A(輪胎重量的3％)、輪胎胎唇基面A(輪胎重量的5％)，緩沖層頂部A(輪胎重量的8％)和輪胎胎殼頂層A(輪胎重量的3％)，緩沖層中用鋼線(輪胎重量的8％)，在輪胎殼頂層用由1840dtex/2人造纖維構成的線(輪胎重量的5％)。
將上述各部件以及其他部件(輪胎重量的3％)按通常的方法貼付在輪胎成型機上，形成未加硫輪胎，在加硫機上加熱加壓，得到非石油資源的原材料97重量％的生態(tài)型輪胎(輪胎尺寸195/65R15 91S)。
比較例1將表1所示物質混合，形成外胎面B、側壁B、內部襯墊B、結合區(qū)頂部B、輪胎胎唇基面B、緩沖層B和輪胎胎殼層B，將它們用同實施例1的方法，得到非石油資源的原材料44重量％的現(xiàn)有輪胎。但，輪胎胎殼層頂部用1670dtex/2聚酯構成的線。
表1

對由實施例和比較例制造的輪胎進行以下的耐久性評價和性能量化。
①高速耐久性按JIS D4230“汽車用輪胎”的高速性能試驗A中S規(guī)格進行評價。
②轉動阻力系數(RRC)速度為80km/h、氣壓250kPa、載荷4.0kN的條件下，測定轉動阻抗，將轉動阻抗被載荷除得到的數乘以104即是轉動阻力系數。轉動阻力系數小，則發(fā)熱性就小，性能良好。
③制動試驗于時速100km，從干柏油路面和濕柏油路面的制動停止距離求算摩擦系數。比較例1的μ指數表示是100。指數大的，性能良好。
④實車性能評價用排氣量2000cc的小汽車，測試課程在干柏油和濕柏油路面上進行把手、硬度和駕車舒適度的評估。比較例1評分為6點，評分高則性能良好。只有經過訓練的測試司機能感知0.5點的分差。
結果如表2所示。從表2可知，實施例1的生態(tài)型輪胎與比較例1的現(xiàn)有輪胎比，有滾動阻力非常小、低燃料消耗性的優(yōu)點，在高速耐久性和其他性能上，與比較例1的現(xiàn)有輪胎相同。
表2

按照本發(fā)明，用天然橡膠替代合成橡膠、無機填料和/或生物填料替代碳黑、植物油脂替代石油類油、天然纖維替代合成纖維等的非石油資源原材料構成輪胎總重量的75重量％以上，可得到對地球友好、防備將來石油供給量減少的新型輪胎。
權利要求
1.一種輪胎，其中，總重量的75重量％以上由從非石油資源獲得的原材料構成。
2.根據權利要求1所述的輪胎，其中，從非石油資源獲得的原材料包括天然橡膠。
3.根據權利要求1或2所述的輪胎，其中，從非石油資源獲得的原材料包括無機填料和/或生物填料。
4.根據權利要求1、2或3所述的輪胎，其中，從非石油資源獲得的原材料包括植物油脂。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的輪胎，其中，從非石油資源獲得的原材料包括天然纖維。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利于環(huán)境的輪胎，其中，原材料是從非石油資源中獲得的，替代現(xiàn)有輪胎中使用的從石油資源中獲得的原材料的部分或全部，用天然橡膠替代合成橡膠、無機填料和/或生物填料替代碳黑、植物油脂替代石油類油、天然纖維替代合成纖維等，非石油資源的原材料構成輪胎總重量的75重量％以上。
文檔編號C08K3/00GK1406776SQ0214221
公開日2003年4月2日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權日2001年8月24日
發(fā)明者菊地尚彥, 保地和郎, 堀口卓也 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社