包括多层条带形式的增强元件的充气轮胎制造技术

本发明专利技术涉及一种充气轮胎(1)，其包括通过两个胎侧(3)连接两个胎圈(5)的胎体帘布层(2)，所述胎体帘布层(2)在径向外侧安装有胎冠增强区域(10)，所述增强区域包括以至少两层布置并涂布有弹性体组合物(13、15)的多个增强条带(12、14)；两层条带之间的平均重叠大于40％，所述增强条带(12、14)由热塑性薄片构成，所述热塑性薄片沿着主要方向以及横向方向的模量大于0.9GPa，优选地大于2GPa。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多层条带形式的增强元件的充气轮胎
本专利技术涉及轮胎增强元件。更具体地，本专利技术涉及轮胎胎冠构造元件。
技术介绍
径向胎体轮胎(通常称为“子午线轮胎”)已经逐渐在大多数市场(特别是乘用车辆轮胎的市场)上确立了地位。这一成功特别是归功于子午线轮胎所提供的耐久性、舒适性、重量轻及低滚动阻力的品质。子午线轮胎主要由柔性的胎侧和刚度更高的胎冠构成，胎侧从胎圈径向延伸至胎肩，胎肩界定出胎冠，胎冠支承轮胎的胎面。由于轮胎这些部件中的每个具有其特有的功能，因此其增强件也是特定的。子午线轮胎技术的一个特征是其能够以相对独立的方式精确地改变这些部件中的每个的增强件。在公知的方法中，乘用车辆子午线轮胎(通常称为“乘用车辆轮胎”)的胎冠增强件包括以下元件：-径向胎体增强件，其由连接轮胎的两个胎圈的(通常为织物的)增强元件形成；-两个交叉的胎冠三角层(或帘布层)，其主要由(通常为金属的)增强元件构成，这些增强元件中的每一个与轮胎的周向方向形成大约30度的角度；-胎冠带束，其主要由实际上平行于轮胎的周向方向的增强元件构成，这些增强元件通常被称为0度增强元件，即使它们通常与周向方向会形成非零角度，例如在0度与10度之间的角度。简而言之，胎体具有承载轮胎的内部压力的主要功能，交叉的帘布层具有赋予轮胎其转向刚度的主要功能，而胎冠带束具有在高速下抵抗胎冠离心的主要功能。而且，所有这些增强元件的协作产生了所谓的“胎冠三角”。该三角赋予轮胎在各种压力下保持相对圆柱形状的能力。这些胎冠增强元件的每个通常通过压延而与弹性体混合物结合。这些元件的堆叠随后在对轮胎进行硫化的过程中接合在一起。经过对子午线轮胎构造的数十年的研究、改进和优化，所有这些增强元件(胎体、交叉层、带束)的结合使子午线轮胎达到了不容置疑的舒适性、长期寿命和成本性能，以使其获得了现有的成功。贯穿这样的开发的始终，一直在尝试提高轮胎的性能，例如在其质量和其滚动阻力方面的性能。因此，随着越来越多地采用高性能的增强元件并且越来越多地使用更薄的压延橡胶层，子午线轮胎的胎冠的厚度已经逐渐减小，从而能够制造尽可能轻的轮胎。专利文献WO2010115860描述了一种乘用车辆轮胎，其中，胎冠增强件由三个不同的单独元件构成：径向胎体增强件，其由连接轮胎的两个胎圈的增强元件构成；胎冠带束，其主要由平行于轮胎的周向方向的增强元件构成；胎冠三角层，其主要由与轮胎的周向形成角度的增强元件构成。从轮胎的性能来看，这种结构具有许多优点，但牵扯到带有众多步骤的复杂制造工艺。最后，存在的亚层的数量限制了在质量上潜在的轻减。还公知其它类型的胎冠增强元件的结构。例如，专利文献US5837077描述了一种具有带束的轮胎。该轮胎带束这样形成：在对应于带束层的宽度的宽度上，沿着轮胎的周向方向，在胎体层外侧使连续带螺旋缠绕若干次，并且管状部分的侧面部分变得扁平。该连续带由多个以管状配置布置的增强丝线构成，并以橡胶覆盖，从而形成带有两个重叠层(即上侧层和下侧层)的结构；连续带还具有插入这两层之间的芯部，两层的增强丝线相互交叉。该连续层能够这样形成：以管状形状布置多个(优选5至100丝线)增强丝线(例如钢质帘线或丝线)，之后以相对于纵向方向的预定角度扭曲整组丝线，再以橡胶覆盖管状组件，随后将芯部插入管状元件中，最后沿着管状元件的纵向方向使其变平。文献描述了包括涂布有弹性体材料的增强丝线的周向条带。条带最初具有卵形轮廓，在轮廓变得扁平之前需要机械处理的步骤。制作该实施方案特别复杂而昂贵。专利文献EP0101400描述了一种具有布置在轮胎的胎冠部分中的多个半刚性环形带的子午线轮胎。这些带大致穿过轮胎的胎面部分延伸。根据一个具体实施方案，胎面包括中央带增强结构和两个侧带。每个带包括形成半刚性环状结构的加入环氧树脂基质中的纤维增强元件。带比较宽，相互独立，并由嵌入环氧树脂基质中的纤维制成。本专利技术提供弥补各种缺陷(特别是制造复杂性)的各种技术手段。
技术实现思路
首先，本专利技术的第一目标为能够减轻胎冠的质量，由此减轻乘用车辆轮胎的质量，而不减弱其性能。本专利技术的另一目标在于提供一种胎冠增强元件的结构，其能够以广泛的变体形式成型，从而能够根据轮胎的类型而调整胎冠的特性。本专利技术的另一目标在于简化轮胎(具体地，胎冠区域)的制作过程。为此目的，本专利技术提供一种轮胎，其包括通过两个胎侧连接两个胎圈的胎体帘布层，所述胎体帘布层在径向外侧由胎冠增强区域覆盖，所述胎冠增强区域在胎面的径向内侧，所述胎冠增强区域包括布置为至少两层的多个增强条带，第一层在径向内侧而第二层在径向外侧，所述第一层和所述第二层的所述条带沿着大致周向的方向以并排的方式布置，所述条带涂布有弹性体组合物；其特征在于：两层的条带之间的平均重叠大于40％，所述增强条带由热塑性薄片构成，所述热塑性薄片沿着主要方向以及横向方向的模量大于0.9GPa，优选地大于2GPa。这种构造能够简化轮胎的胎冠区域，以获得更紧密的增强区域，并使重量显著减轻。通过削减传统胎冠和三角帘布层(其需要比较繁重的切割和定位步骤)，简化了轮胎的制作方法。最后，由于简化、优化、更薄的结构，该构造能够减小滚动阻力。根据一个有利的实施方案，热塑性薄片的长度/宽度和宽度/厚度的纵横比大于或等于5。根据一个有利的实施方案，热塑性薄片由热稳定双轴或单轴拉伸聚酯制成或者由聚酰胺制成。根据另一个有利的实施方案，条带并入基质中，所述基质由弹性体混合物制成，优选由二烯弹性体混合物制成。在一个示例性实施方案中，所述基质的弹性体混合物的10％伸长下的模量在3与20MPa之间。在另一个示例性实施方案中，所述基质的弹性体混合物的10％伸长下的模量大于20MPa。根据另一个有利的实施方案，弹性体混合物的基质包括并入所述基质中的周向纤维增强元件。在变化形式中，条带包括并入构成条带的热塑性薄片中的周向纤维增强元件。根据再一个变体形式的实施方案，条带为复合类型，并包括热塑性薄片以及布置在热塑性薄片附近的增强丝线的行，整体并入弹性体混合物的基质中，所述弹性体混合物优选为二烯弹性体混合物。有利地，所述条带与基质弹性体混合物之间的界面设置有粘合元件。条带并肩设置以形成行。根据本专利技术的轮胎有利地包括至少两行条带。附图说明所有实施方案的细节在下文由图1至图9补充的说明中给出，所述图1至图9仅作为非限定性的示例给出，其中：-图1为根据现有技术的轮胎的立体示意性描绘；-图2为根据本专利技术的轮胎的截面视图；-图3A为根据本专利技术的具有条带的行的轮胎胎冠增强元件的示例的示意性描绘；-图3B为根据本专利技术的具有条带的行的轮胎胎冠增强元件的另一示例的示意性描绘；-图4A为具有织物增强帘线的行以及两个热塑性条带的行的胎冠增强元件的另一示例的示意性描绘；-图4B为根据本专利技术的由织物增强帘线的行以及两个热塑性条带的行构成的胎冠增强元件的另一示例的示意性描绘；-图5为具有布置在织物增强帘线的排的两侧的条带的行的胎冠增强元件的示例的示意性描述；-图6为由交替布置的织物增强帘线的行以及热塑性条带的行构成的胎冠增强元件的示例的示意性描绘；-图7A为根据本专利技术的由织物增强帘线、热塑性条带以及二烯基质构成的复合条带的示例的示意性描绘；-图7B为复合条带的变化形式的示意性描绘，其中织物帘线与热塑性条带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎(1)，其包括通过两个胎侧(3)连接两个胎圈(5)的胎体帘布层(2)，所述胎体帘布层(2)在径向外侧由胎冠增强区域(10)覆盖，所述胎冠增强区域(10)在胎面(6)的径向内侧，所述胎冠增强区域(10)包括以至少两层布置的多个增强条带(12、14)，第一层在径向内侧而第二层在径向外侧，所述第一层和所述第二层的所述条带(12、14)沿着大致周向的方向以并排的方式布置，所述条带涂布有弹性体组合物(13、15)；其特征在于：两层的条带之间的平均重叠大于40％，所述增强条带(12、14)由热塑性薄片构成，所述热塑性薄片沿着主要方向以及横向方向的模量大于0.9GPa，优选地大于2GPa。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.21 FR 15/015451.一种轮胎(1)，其包括通过两个胎侧(3)连接两个胎圈(5)的胎体帘布层(2)，所述胎体帘布层(2)在径向外侧由胎冠增强区域(10)覆盖，所述胎冠增强区域(10)在胎面(6)的径向内侧，所述胎冠增强区域(10)包括以至少两层布置的多个增强条带(12、14)，第一层在径向内侧而第二层在径向外侧，所述第一层和所述第二层的所述条带(12、14)沿着大致周向的方向以并排的方式布置，所述条带涂布有弹性体组合物(13、15)；其特征在于：两层的条带之间的平均重叠大于40％，所述增强条带(12、14)由热塑性薄片构成，所述热塑性薄片沿着主要方向以及横向方向的模量大于0.9GPa，优选地大于2GPa。2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，热塑性薄片(12、14)的长度/宽度和宽度/厚度的纵横比大于或等于5。3.根据权利要求1和2中任一项所述的轮胎，其中，热塑性薄片(12、14)由热稳定双轴或单轴拉伸聚酯制成或者由聚酰胺制成。4.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·比斯凯，J·皮诺，T·盖伊，C·勒克莱尔，AL·蒂耶，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR