Резиновая смесь и ее применение в пневматической шине

Резиновая смесь и ее применение в пневматической шине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к резиновой смеси, способной к достижению как свойства хорошего сопротивления качению, так и хорошей износостойкости в достаточно совместимой манере, когда резиновая смесь наносится на составляющий компонент шины. Данное изобретение также относится к пневматической шине, использующей резиновую смесь.

Уровень техники

Пневматическая шина обычно обязана иметь большую способность одновременно удовлетворять различным требованиям многих различных рабочих характеристик. В частности, составляющий элемент шины, такой как протектор, обязан достигать как хорошего сопротивления качению, так и хорошей износостойкости одновременно. Однако имеется ряд проб и ошибок в предшествующей технологии в этой связи, потому что хорошие свойства сопротивления качению и хорошая износостойкость являются, в основном, несовместимыми друг с другом.

Диоксид кремния, содержащий воду, использовался в качестве одного из упрочняющих наполнителей резиновой смеси, нанесенной на протектор шины. Обычно увеличение содержания упрочняющих наполнителей, заделанных в шину, улучшает износостойкость шины до некоторой степени, но, возможно, ухудшает ее свойства сопротивления качению и может приводить к недостаточной обрабатываемости вследствие слишком высокой вязкости невулканизованной резины в некоторых применениях.

Ввиду этого был разработана методика улучшения дисперсности частиц диоксида кремния, содержащих воду, в резиновых компонентах шины, путем использования диоксида кремния, содержащего воду, имеющего первичные частицы больших размеров, чтобы улучшить свойства сопротивления качению шины. В этой связи, патентный документ JP-A 2007-138069, который отметил, что использование диоксида кремния, содержащего воду, имеющего первичные частицы больших размеров, вероятно, ухудшает динамический модуль упругости шины, раскрывает методику использования диоксида кремния, содержащего воду, силы коагуляции которого и т.д. были управляемо изменены, чтобы улучшить динамический модуль упругости и снизить тепловыделение шины с поддержанием хорошей дисперсности диоксида кремния, содержащего воду.

Сущность изобретения

Технические проблемы

В случае когда используют диоксид кремния, содержащий воду, имеющий крупноразмерные первичные частицы, однако, не только динамический модуль упругости шины может ухудшиться, как описано выше, но также и износостойкость шины может быть утрачена, хотя свойства сопротивления качению шины улучшаются до некоторой степени. Далее, если диоксид кремния, содержащий воду, имеющий крупноразмерные первичные частицы, заменяют на диоксид кремния, содержащий воду, силы коагуляции которого и т.д. были управляемо изменены, все еще остается возможность усовершенствования в терминах достижения как хороших свойств сопротивления качению, так и хорошей износостойкости шины в совместимой манере.

Частицы диоксида кремния, содержащего воду, каждая обычно имеет на внешней поверхности многочисленные микропоры с отверстиями, и эти микропоры включают адсорбцию цепей молекул резины. Следовательно, предполагается, что конфигурации микропор частиц диоксида кремния, содержащего воду, тесно связаны и, таким образом, регулируют их, чтобы могли внести значительный вклад в улучшение свойств сопротивления качению и износостойкости шины. Конфигурации микропор частиц диоксида кремния, содержащего воду, должны быть соответственно определены в этом отношении.

Ввиду фактов, описанных выше, целью данного изобретения является обеспечить резиновую смесь, способную к достижению как хороших свойств сопротивления качению, так и хорошей износостойкости в достаточно совместимой манере, когда резиновую смесь наносят на составляющий элемент, например протектор шины.

Решение задачи

Авторы данного изобретения, чтобы решить вышеупомянутые задачи, предложили резиновую смесь, смешанную с диоксидом кремния, содержащим воду, имеющим определенные физические свойства, включающие конфигурации микропор с отверстиями, которые сформированы на внешней поверхности каждой частицы диоксида кремния, содержащего воду, таким образом, завершая настоящее изобретение.

Определенно, резиновая смесь согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, включает:

резиновый компонент; и

диоксид кремния, содержащий воду, имеющий частицы, каждая из которых снабжена микропорами с отверстиями в интервале от 1,2×10⁵ нм до 6 нм, сформированными на внешней поверхности частицы, в которой при измерении согласно методу вдавленной ртути, использующему ртутный порозиметр, диоксида кремния, содержащего воду, при условии, что:

"M1" (нм) представляет собой диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости поглощения ртути, когда давление (избыточное) увеличивается от 1 до 32000 фунтов на квадратный дюйм (от 0,07 до 2250 кг/см²);

"М2" (нм) представляет собой диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости выделения ртути, когда давление снижается от 32000 до 1 фунта на квадратный дюйм (от 2250 до 0,07 кг/см²);

"ИБ" имеет значение индекса микропоры в форме пузырька (бутылочки) для чернил (индекс микропоры в форме бутылочки, ИБ);

ИБ=М2-М1 (X);

"ЦТАБ" (м²/г) представляет собой удельную поверхность по адсорбции цетилтриметиламмонийбромида;

ИБ и ЦТАБ удовлетворяет следующей формуле (I).

И Б ≤ − 0 , 36 × Ц Т А Б + 86 , 8                                     ( I )

Резиновая смесь согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, включает:

резиновый компонент; и

диоксид кремния, содержащий воду, имеющий частицы, каждая из которых снабжена микропорами с отверстиями в интервале от 1,2×10⁵ нм до 6 нм, сформированными на внешней поверхности частицы, в которой при измерении согласно методу вдавленной ртути, использующему ртутный порозиметр, диоксида кремния, содержащего воду, при условии, что:

"M1" (нм) представляет собой диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости поглощения ртути, когда давление увеличивается от 1 до 32000 фунтов на квадратный дюйм (изб.) (от 0,07 до 2250 кг/см²);

"М2" (нм) представляет собой диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости выделения ртути, когда давление снижается от 32000 до 1 фунта на квадратный дюйм (изб.) (от 2250 до 0,07 кг/см²);

"ИБ" означает индекс микропоры в форме бутылочки для чернил;

ИБ=М2-М1 (X);

"ЦТАБ" (м²/г) означает удельную поверхность из адсорбции цетилтриметиламмонийбромида;

«потери веса при прокаливании, масс.%» означает потери веса, когда силикат-гидрат нагревают при 750°C в течение 3 часов; и

«потери веса при нагревании, масс.%» означает потери веса, когда силикат-гидрат нагревают при 105°C в течение 2 часов;

ИБ и ЦТАБ удовлетворяют следующим формулам (I') и (II), а «потери веса при прокаливании» и «потери веса при нагревании» удовлетворяют формуле (III):

И Б ≤ − 0 , 56 × Ц Т А Б + 110 , 4   ( к о г д а   Ц Т А Б ≤ 140 )                                 ( I ' )

И Б ≤ − 0 , 20 × Ц Т А Б + 60 , 4   ( к о г д а   Ц Т А Б > 140 )                                 ( I I )

( «потери   веса   при   прокаливании»-«потери   веса   при   н а г р е в а н и и ») ≥ 2,5   (масс .%)       (III)

Удельная поверхность из адсорбции цетилтриметиламмонийбромида (ЦТАБ) диоксида кремния, содержащего воду, находится предпочтительно в интервале от 50 до 300 м²/г.

10-150 масс. частей диоксида кремния, содержащего воду, смешивают со 100 масс. частями резинового компонента.

1-20 масс. частей силанового связывающего реагента могут быть смешаны с 100 масс. частями диоксида кремния, содержащего воду.

Силановым связывающим реагентом предпочтительно является, по меньшей мере, один тип соединений, выбранных из группы, состоящей из соединения, представленного нижеследующей формулой (IV), соединения, представленного нижеследующей формулой (V), соединения, представленного нижеследующей формулой (VI), и соединения, представленного нижеследующей формулой (VII).

A m B 3 − m S i − ( C H 2 ) a − S b − ( C H 2 ) a − S i A m B 3 − m                             ( I V )

В формуле (IV) "A" имеет значение C_nH_2n+1O ("n" представляет собой целое число в интервале 1-3) или атом хлора, "B" представляет собой группу C_1-3 алкил, "m" представляет собой целое число в интервале 1-3, "а" представляет собой целое число в интервале 1-9 и "b" представляет собой целое число, равное или больше, чем 1. Когда "m"=1, "B" могут быть одинаковыми или различными. Когда "m"=2 или 3, "A" могут быть одинаковыми или различными.

A m B 3 − m S i − ( C H 2 ) c − Y                                                                   ( Y )

В формуле (V) "А" имеет значение C_nH_2n+1O ("n" представляет целое число в интервале 1-3) или атом хлора, "B" представляет собой группу C_1-3 алкил, "Y" представляет меркапто, винил, амино, глицидилокси или эпокси группу, "m" представляет целое число в интервале 1-3 и "c" представляет целое число в интервале 1-9. Когда "m"=1, "B" могут быть одинаковыми или различными. Когда "m"=2 или 3, "A" могут быть одинаковыми или различными.

A m B 3 − m S i − ( C H 2 ) a − S b − Z                                                 ( V I )

В формуле (VI) "А" представляет собой C_nH_2n+1O ("n" представляет целое число в интервале 1-3) или атом хлора, "В" представляет собой группу C_1-3 алкил, "Z" представляет собой группу бензотиазолил, N,N-диметилтиокарбамоил или метакрилоил, "m" представляет целое число в интервале 1-3, и "a" представляет целое число в интервале 1-9, и "b" означает целое число, равное или больше, чем 1, и может иметь определенное распределение. Когда "m"=1, "B" могут быть одинаковыми или различными. Когда "m"=2 или 3, "A" могут быть одинаковыми или различными.

R x 1 R y 2 R z 3 S i − R 4 − S − C O − R 5                           ( V I I )

В формуле (VII), "R¹" выбирают из группы, состоящей из R⁶O-, R⁶C(=O)O-, R⁶R⁷C=NO-, R⁶R⁷NO-, R⁶R⁷N- и -(OSiR⁶R⁷)_n(OSiR⁵R⁶R⁷) и число атомов углерода R¹ составляет от 1 до 18 (при условии, что R⁶ и R⁷ независимо выбирают из группы, состоящей из алкила, циклоалкила, алкенила, циклоалкенила и арила, число атомов углерода в R⁶ и R⁷ находится в интервале от 1 до 18, "n" означает целое число в интервале от 0 до 10); "R²" выбирают из группы C_1-18 алкил, C_1-18 циклоалкил, C_1-18 алкенил, C_1-18 циклолкенил и C_1-18 арил; "R³" выбирают из -[O(R⁸O)_m]_0,5- (при условии, что R⁸ выбирают из C_1-18 алкилена и C_1-18 циклоалкилена, и "m" представляет собой целое число в интервале от 1 до 4); x, y и z удовлетворяют уравнениям: x+y+2z=3,0≤x≤3, 0≤y≤2, и 0≤z≤1; "R⁴" выбирают из группы C_1-18 алкилен, C_1-18 циклоалкилен, C_1-18 циклоалкилалкилен, C_1-18 алкенилен, C_1-18 арилен, C_1-18 аралкилен, и "R⁵" выбирают из группы C_1-18 алкил, C_1-18 циклоалкил, C_1-18 алкенил, C_1-18 циклоалкенил, C_1-18 арил и C_1-18 аралкил.

От 0 до 80 масс. частей сажи могут далее быть смешаны со 100 масс, частями резинового компонента так, чтобы полное содержание диоксида кремния, содержащего воду, и сажи было равно или меньше, чем 120 масс. частей.

Пневматическая шина по настоящему изобретению характеризуется тем, что вышеупомянутую резиновую смесь наносят на составляющий элемент.

Технический эффект изобретения

Резиновую смесь по настоящему изобретению смешивают с диоксидом кремния, содержащим воду, имеющим определенные физические свойства, включая конфигурации микропор с отверстиями, образованными на наружной поверхности каждой частицы диоксида кремния, содержащего воду. Соответственно, шина, использующая резиновую смесь, может показать превосходные свойства сопротивления качению и превосходную износостойкость в совместимой манере. Таким образом, пневматическая шина с высокими эксплуатационными характеристиками может быть изготовлена нанесением резиновой смеси на составляющий элемент шины.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид поперечного (и частично увеличенного) сечения в радиальном направлении частицы диоксида кремния, содержащего воду, по настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой график, схематически показывающий кривые поглощения и выделения ртути в/из диоксида кремния, содержащего воду, в измерении по методу вдавленной ртути с использованием ртутного порозиметра. Ось Y графика представляет дифференциальную скорость поглощения ртути (-dV/d(log d)) на кривой С поглощения ртути и дифференциальную скорость выделения ртути (-dV/d(log d)) на кривой D выделения ртути. "V" представляет собой количество поглощенной ртути (см³) на кривой C поглощения ртути и количество выделенной ртути (см³) на кривой D выделения ртути. Ось X графика представляет "d" (нм) как диаметр (нм) отверстия микропоры частицы диоксида кремния, содержащего воду.

Описание вариантов осуществления

Настоящее изобретение будет описано подробно в дальнейшем с отсылкой к чертежам по необходимости.

Резиновая смесь согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения включает резиновый компонент; и диоксид кремния, содержащий воду, имеющий частицы, каждая из которых снабжена микропорами с отверстиями в интервале от 1,2×10⁵ до 6 нм, образованными на внешней поверхности частицы, в которой измерение по методу вдавленной ртути с использованием ртутного порозиметра диоксида кремния, содержащего воду, при условии, что: "M1" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости поглощения ртути, когда давление увеличивается от 1 до 32000 фунтов на квадратный дюйм (изб.) (от 0,07 до 2250 кг/см²); "М2" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающего максимальное значение скорости выделения ртути, когда давление уменьшается от 32000 до 1 фунта на квадратный дюйм (изб.) (от 2250 до 0,07 кг/см²); "ИБ" представляет "индекс микропоры в форме бутылочки для чернил"; ИБ=М2-M1 (X); и "ЦТАБ" (м²/г) представляет удельную поверхность по адсорбции цетилтриметиламмонийбромида, ИБ и ЦТАБ удовлетворяют следующей формуле (I).

Резиновая смесь согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения содержит: резиновый компонент; и диоксид кремния, содержащий воду, имеющий частицы, каждая из которых предусматривает микропоры с отверстиями в интервале от 1,2×10⁵ до 6 нм, образованными на внешней поверхности частицы, в которой в измерении по методу вдавленной ртути с использованием ртутного порозиметра диоксида кремния, содержащего воду, при условии, что: "M1" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающего максимальное значение скорости поглощения ртути, когда давление увеличивается от 1 до 32000 фунтов на квадратный дюйм (изб.) (от 0,07 до 2250 кг/см²); "М2" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающего максимальное значение скорости выделения ртути, когда давление уменьшается от 32000 до 1 фунта на квадратный дюйм (изб.) (от 2250 до 0,07 кг/см²); "ИБ" представляет "индекс микропоры в форме бутылочки для чернил"; ИБ=М2-M1 (X); "ЦТАБ" (м²/г) представляет удельную поверхность по адсорбции цетилтриметиламмонийбромида; "потери веса при прокаливании" (масс.%) представляют потери веса, когда силикат-гидрат нагревают при 750°C в течение 3 часов; и "потери веса при нагревании" (масс.%) представляют потери веса, когда силикат-гидрат нагревают при 105°C в течение 2 часов, ИБ и ЦТАБ удовлетворяют нижеследующей формуле (I') и формуле (II) и "потери веса при прокаливании" и "потери веса при нагревании" удовлетворяют формуле (III).

.

Природный каучук или/и синтетический каучук на основе диенов могут использоваться либо поодиночке, либо в комбинации в качестве каучукового компонента (компонентов) резиновой смеси по настоящему изобретению. Примеры синтетического каучука на основе диенов включают полиизопреновый каучук (ИК), каучук на основе сополимера стирол-бутадиена (СБК), полибутадиеновый каучук (БК), и т.д. Каучук на основе сополимера стирол-бутадиена (СБК) является предпочтительным среди этих примеров. Эти типы синтетических каучуков на основе диенов могут использоваться либо поодиночке, либо как смесь двух или больше каучуков.

"Удельная поверхность по адсорбции цетилтриметиламмонийбромида (ЦТАБ)" (м²/г) представляет значение, измеренное согласно Американскому обществу по испытанию материалов ASTM D3765-92 в настоящем изобретении. Следует заметить, однако, что ASTM D3765-92 является в основном методом для измерения ЦТАБ сажи и поэтому настоящее изобретение определенно включает: получение стандартного раствора цетилтриметиламмонийбромида (который будет упоминаться как "ЦЕ-ТРАБ" в дальнейшем) вместо "IRB#3" (83,0 м²/г) в качестве стандартного раствора согласно ASTM D3765-92; выполнение стандартизации раствора диоксида кремния ОТ, содержащего воду, (натрий ди-2-этилгексилсульфосукцинат) при использовании стандартного раствора ЦЕ-ТРАБ; предположение, что площадь поперечного сечения одной молекулы ЦЕ-ТРАБ, адсорбированной на поверхности диоксида кремния, содержащего воду, составляет 0,35 нм²; и что касается удельной площади поверхности (м²/г), рассчитанной из количества адсорбции ЦЕ-ТРАБ, на основе вышеупомянутого предположения о значении ЦТАБ. Вышеупомянутые определенные шаги требуются в настоящем изобретении, поскольку сажа и диоксид кремния, содержащий воду, имеющие различные поверхностные свойства, по-видимому, также проявляют различие в количестве адсорбции ЦЕ-ТРАБ, даже если они имеют одну и ту же площадь поверхности.

Далее, в настоящем изобретении, "индекс микропоры в форме бутылочки для чернил" (ИБ) определяется следующей формулой

ИБ=М2-М1 (X),

при условии, что в измерении согласно методу вдавленной ртути с использованием ртутного порозиметра диоксида кремния, содержащего воду, диоксид кремния, содержащий воду, имеет частицы, каждая из которых снабжена микропорами с отверстиями в интервале от 1,2×10⁵ до 6 нм, образованными на внешней поверхности частицы; "M1" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости поглощения ртути, когда давление увеличивается от 1 до 32000 фунтов на квадратный дюйм (изб.) (от 0,07 до 2250 кг/см²); "М2" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающего максимальное значение скорости выделения ртути, когда давление уменьшается от 32000 до 1 фунта на квадратный дюйм (изб.) (от 2250 до 0,07 кг/см²).

Измерение с применением ртутного порозиметра согласно методу вдавленной ртути является полезным, поскольку оно не только проще и легче, чем измерение с использованием электронного микроскопа, часто используемое в предшествующей технологии для оценки морфологии микропоры, но также превосходно в оценке количественных характеристик.

В целом, частицы диоксида кремния, содержащего воду, снабжены рядом микропор в виде заглубленных участков с отверстиями, которые образованы на внешней поверхности частицы. Фиг.1 показывает схематический вид конфигураций таких микропор, как описаны выше, на поперечном сечении в радиальном направлении частицы диоксида кремния, содержащего воду. Микропоры, которые выглядят как заглубленные участки на поперечном сечении в радиальном направлении частицы диоксида кремния, содержащего воду, имеют различные формы. Например, микропоры типа A имеют конфигурацию, в которой диаметр M_a участка отверстия на внешней поверхности частицы является, по существу, равным диаметру микропоры внутри частицы (внутренний диаметр) R_a, то есть, по существу, цилиндрическую конфигурацию, на поперечном сечении в радиальном направлении частицы. С другой стороны, микропора типа B имеет конфигурацию, в которой диаметр M_b участка отверстия на внешней поверхности частицы меньше, чем диаметр микропоры внутри частицы (внутренний диаметр) Rb, то есть конфигурацию, подобную бутылочке для чернил, на поперечном разрезе в радиальном направлении частицы. В случае микропоры типа B, имеющей конфигурацию бутылочки для чернил, на поперечном сечении в радиальном направлении частицы диоксида кремния, содержащего воду, молекулярные цепи резины не входят гладко в микропору с внешней поверхности внутрь частицы, и молекулярные цепи резины не в состоянии достаточно адсорбироваться, когда диоксид кремния, содержащий воду, смешивают с резиновым компонентом, посредством чего свойства сопротивления качению конечной шины могут ухудшаться, а улучшение износостойкости шины может быть нарушено вследствие недостаточного армирующего эффекта диоксида кремния, содержащего воду. Другими словами, вход резиновых молекулярных цепей эффективно облегчается, и, таким образом, достаточный армирующий эффект диоксида кремния, содержащего воду, может быть продемонстрирован, как способствующий улучшению износостойкости шин, не ухудшая их свойства сопротивления качению, посредством сокращения числа микропор типа B в форме бутылочки для чернил и увеличения числа в основном цилиндрических микропор типа A частиц диоксида кремния, содержащего воду.

Ввиду этого вышеупомянутый "индекс микропоры в форме бутылочки для чернил" (ИБ), относящийся к диоксиду кремния, содержащему воду, подлежащему смешиванию с резиновым компонентом, определяют, как описано выше, чтобы сократить число микропор типа B, имеющих конфигурации в форме бутылочки для чернил на поперечном сечении в радиальном направлении частицы диоксида кремния, содержащего воду, по настоящему изобретению. В измерении, использующем ртутный порозиметр согласно методу вдавленной ртути, описанном выше, ртуть относительно легко входит во внутренние участки микропор типа A, имеющих, в основном, цилиндрическую конфигурацию, когда давление увеличивается, поскольку их отверстия, образованные на внешней поверхности частицы, широко открыты наружу, в то время как ртуть менее легко входит во внутренние участки микропор типа B, имеющих конфигурацию в форме бутылочки для чернил, чем в микропоры типа А, когда давление увеличивают, потому что отверстия микропор типа В, которые образовались на внешней поверхности частицы, менее открыты наружу, чем микропоры типа А. С другой стороны, ртуть относительно легко выходит из внутренней части микропоры типа A, имеющей в основном цилиндрическую конфигурацию, наружу из микропоры, когда давление уменьшается, в то время как ртуть менее легко выходит из внутренней части микропоры типа В, имеющей конфигурацию в форме бутылочки для чернил в направлении наружу из микропоры, когда давление уменьшается, по тем же самым причинам, как описано выше.

Соответственно, получают гистерезис кривых поглощения и выделения, C и D, в измерении по методу вдавленной ртути, использующему ртутный порозиметр, как показано на Фиг.2. Определенно, ртуть легко входит в микропоры типа A, имеющие в основном цилиндрические конфигурации, при относительно низком давлении и затем, когда давление достигает определенной величины, ртуть вдавливается в другие микропоры, такие как микропоры типа B, имеющие конфигурации в форме бутылочки для чернил, которые менее доступны для ртути, чем микропоры типа А. В результате скорость поглощения быстро увеличивается, и кривая С поглощения ртути, как показано на Фиг.2, изображается, когда ось Y графика представляет дифференциальную скорость поглощения ртути (-dV/d(log d)), а ось X графика представляет диаметр M (нм) отверстия микропоры частицы диоксида кремния, содержащего воду. С другой стороны, когда давление уменьшается, будучи достаточно высоким, состояние, когда ртуть легко не выходит, поддерживается при относительно высоком давлении и, когда давление падает до определенной величины, ртуть, зашедшая в микропоры, выходит наружу из микропор. B результате скорость выделения быстро увеличивается, и кривая D выделения ртути, как показано на Фиг.2, изображается, когда ось Y графика представляет дифференциальную скорость выделения ртути (-dV/d(log d), а ось X графика представляет диаметр М (нм) отверстия микропоры частицы диоксида кремния, содержащего воду. Ртуть, будучи поглощенной микропорами, имеет тенденцию оставаться в состоянии, из которого она легко не выходит, когда давление уменьшается, в силу чего наблюдается увеличение скорости выделения, когда давление уменьшается, при положении на графике, соответствующем диаметру (M2) большему, чем диаметр (M1), при котором увеличение скорости поглощения происходит, когда давление увеличивается. "ИБ", показанный на Фиг.2, соответствует разности этих двух диаметров, то есть (М2-M1). Тенденция, что ртуть, будучи поглощенной микропорами, легко не выходит, заметна в микропорах типа В, имеющих, в частности, конфигурацию в форме бутылочки для чернил. Ртуть, попавшая в микропоры типа B при определенном высоком давлении, затем трудно выходит наружу из микропор при том же самом определенном высоком давлении, но выходит, когда давление уменьшается.

ИБ как разность между M1 и M2 определяется согласно вышеупомянутой формуле (X), используя вышеупомянутый метод измерения и используя кривые C, D поглощения и выделения ртути, изображенные на основании характеристик микропор, при условии, что: "M1" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости поглощения ртути, когда давление увеличивается от 1 до 32000 фунтов на квадратный дюйм (от 2250 до 0,07 кг/см²) в измерении с использованием ртутного порозиметра согласно методу вдавленной ртути; и "М2" (нм) представляет диаметр отверстия, показывающий максимальное значение скорости выделения ртути, когда давление уменьшается от 32000 до 1 фунта на квадратный дюйм (от 2250 до 0,07 кг/см²) в измерении, таким образом, в основном, представляет индекс микропоры, указывающий на присутствие доли микропор типа В, имеющих конфигурации в форме бутылочки для чернил, в диоксиде кремния, содержащем воду, хотя ИБ очевидно является разностью диаметров (длина: нм) между M1 и М2. Определенно, более малое наличие доли микропор типа B, имеющих конфигурации в форме бутылочек для чернил с достаточно узкими отверстиями, приводит к более малой разности между кривой С поглощения ртути и кривой D выделения ртути, то есть более малой величине ИБ вследствие более малой разности между диаметром (M1) отверстия, показывающим максимальную величину скорости поглощения ртути, и диаметром (M2) отверстия, показывающим максимальную величину скорости выделения ртути. Напротив, большее наличие доли микропор типа B, имеющих конфигурации в форме бутылочек для чернил, приводит к большей разности между кривой С поглощения ртути и кривой D выделения ртути, то есть к большей величине ИБ вследствие большей разности между диаметром (M1) отверстия, показывающим максимальную величину скорости поглощения ртути, и диаметром (М2) отверстия, показывающим максимальную величину скорости выделения ртути.

ИБ, описанный выше, характеристически изменяется в соответствии с вышеупомянутым ЦТАБ. ИБ имеет тенденцию уменьшаться по мере увеличения ЦТАБ. Соответственно, диоксид кремния, содержащий воду, для использования в первом варианте осуществления настоящего изобретения должен удовлетворять следующей формуле (I).

Диоксид кремния, содержащий воду, для которого ИБ и ЦТАБ удовлетворяют формуле (I), приведенной выше, имеет существенно пониженное количество микропор типа B с конфигурацией в форме бутылочки для чернил с узкими отверстиями, а также с относительно большой долей присутствия микропор типа A, имеющих в основном цилиндрические конфигурации, посредством чего резиновые молекулярные цепи могут достаточно легко входить в микропоры диоксида кремния, содержащего воду, и адсорбироваться там, чтобы вызвать удовлетворительный армирующий эффект, который позволяет улучшить износостойкость шин, не ухудшая их свойства сопротивления качению.

Далее, диоксид кремния, содержащий воду, для использования во втором варианте осуществления настоящего изобретения должен удовлетворять нижеследующим формулам (I'), когда ЦТАБ≤140, и (II), когда ЦТАБ>140;

и предпочтительно удовлетворяет следующим формулам (I'-1), когда ЦТАБ≤140, и (II-1), когда ЦТАБ>140;

И Б ≤ − 0 , 48 × Ц Т А Б + 97 , 2   ( к о г д а   Ц Т А Б ≤ 140 )                                 ( I ' − 1 )

И Б ≤ − 0 , 20 × Ц Т А Б + 58 , 0   ( к о г д а   Ц Т А Б > 140 )                                 ( I I − 1 )

Диоксид кремния, содержащий воду, для которого ИБ и ЦТАБ удовлетворяют формулам (I') и ((II), предпочтительно формулам (I'-1) и (II-1), имеет эффективно пониженное количество микропор типа B с конфигурацией в форме бутылочки для чернил с узкими отверстиями, а также с относительно большой долей присутствия микропор типа A, имеющих в основном цилиндрические конфигурации, посредством чего резиновые молекулярные цепи могут достаточно легко входить в микропоры диоксида кремния, содержащего воду, и адсорбироваться там, чтобы вызвать удовлетворительный армирующий эффект, который позволяет улучшить износостойкость шин, не ухудшая их свойства сопротивления качению.

Вышеупомянутый диоксид кремния, содержащий воду, показывает удельную поверхность из адсорбции цетилтриметиламмонийбромида (ЦТАБ) предпочтительно в интервале от 50 до 300 м²/г и более предпочтительно в интервале от 90 до 220 м²/г. ЦТАБ меньше, чем 50 м²/г может значительно ухудшать износостойкость конечной шины. ЦТАБ, превышающий 300 м²/г, не позволяет диоксиду кремния, содержащему воду, достаточно диспергироваться в резиновых компонентах, тем самым, возможно, значительно ухудшая обрабатываемость резины и, таким образом, физические свойства, такие как износостойкость конечных шин.

Диоксид кремния, содержащий воду, по второму варианту осуществления настоящего изобретения удовлетворяет формулам (I') и (II), приведенным выше, и при условии, что "потери веса при прокаливании" (масс.%) представляют собой потери веса, когда силикат-гидрат нагревают при 750°C в течение 3 часов, и "потери веса при нагревании" (масс.%) представляют собой потери веса, когда силикат-гидрат нагревают при 105°C в течение 2 часов, должен дополнительно удовлетворять следующей формуле (III);

и предпочтительно дополнительно удовлетворять следующей формуле (III-1);

( «потери   веса   при   прокаливании»-«потери   веса   при   н а г р е в а н и и ») ≥ 3,0   (масс .%)       (III-1)

Вышеупомянутое ("потери веса при прокаливании" - "потери веса при нагревании") представляет собой индекс плотности силанольной группы, присутствующей на поверхностях диоксида кремния, содержащего воду. Диоксид кремния, содержащий воду, удовлетворяющий формуле (III), а также формулам (I) и (II), значительно способствует достижению хорошего баланса между сопротивлением качению и износостойкостью в конечной шине посредством хорошего взаимодействия между диоксидом кремния, содержащим воду, и молекулярными цепями резины.

Предпочтительно 10-150 масс. частей, более предпочтительно 30-100 масс. частей, диоксида кремния, содержащего воду, могут быть смешаны со 100 масс. частями резинового компонента. Содержание диоксида кремния, содержащего воду, меньше, чем 10 масс. частей может негативно сказаться на свойствах низкого тепловыделения резиновой композиции. Содержание диоксида крем