具有含有含短纤维增强剂的较软内过渡橡胶层的胎面的轮胎制造技术

具有含有含短纤维增强剂的较软内过渡橡胶层的胎面的轮胎，本发明专利技术涉及具有橡胶胎面的轮胎，所述胎面包含周向外胎冠橡胶层（该层含胎面行驶表面）和下垫底胎面橡胶层，所述下垫底胎面橡胶层是比所述外胎冠橡胶层更软的橡胶，其中所述底胎面层的橡胶组合物含短纤维增强剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有夹心构型橡胶胎面的轮胎，包含含胎面行驶表面的周向外胎冠(outer tread cap)橡胶层、垂直方向上较软的周向内过渡橡胶层，后者作为底胎面 (undertread)橡胶层，位于所述外胎冠橡胶层与下垫(underlying)周向胎面橡胶基层之间，其中所述较软的内过渡橡胶层的橡胶组合物含原纤化芳纶短纤维增强剂(short fibrillated aramid fiber reinforcement)。
技术介绍
充气橡胶轮胎的胎面一般配置有含轮胎与地面接触的行驶表面的周向外胎冠橡胶层和下垫胎面橡胶基层(在所述外胎冠橡胶层之下)。外胎冠层一般是为了促使轮胎行驶表面具有适当的胎面耐磨性、对道路良好的干 /湿附着性和促进轮胎操纵和驾驶性的适当刚度。面临的挑战是要以不同于过去实践的方式促使更柔软的车辆乘坐性，转而在更柔软车辆乘坐性的意义上，提高车辆的舒适性。促使更柔软车辆乘坐性的一种方法是采用较软(刚度适度降低)的橡胶组合物作胎面。可使胎面橡胶组合物刚度降低或使之更柔软的方法有例如，用更低表面积的颗粒橡胶增强填料；在橡胶组合物内用更少的增强填料含量和/或在橡胶组合物内用更多的橡胶加工油含量。但是，预期这类刚度降低(较软)的胎面橡胶组合物具有较不理想的胎面性能，如湿/干道路附着性较低，和较差的耐磨性，这将导致胎面磨耗的增加。此外，还预期车辆的操纵和/或驾驶性能也受负面影响。对于本专利技术，提出在所述胎冠橡胶层之下和在胎冠橡胶层与胎面橡胶基层之间采用比外胎冠橡胶更软(刚度适当降低)的橡胶的中间过渡橡胶层。从改进车辆乘坐舒适性和胎面操纵稳定性的观点看，面临的挑点是要提供由在胎面的周向面和胎面的横向面上都有显著高的低应变模量性能的软得多的橡胶组合物 (肖氏A硬度很低)构成的这种更柔软的过渡橡胶层(比胎冠橡胶软得多)。以这种方式，要在提高轮胎本身更柔软的车辆乘坐性的同时，仍保持外胎冠橡胶期望的湿/干附着性和胎面耐磨性。 但是，可以预见，使用较软的中间橡胶层估计将使胎面在其横向面(侧面-侧面方向)上的刚度减小，从而牺牲轮胎的操纵和驾驶(转向)性能。为本专利技术的目的，要对在中间过渡橡胶层的较软橡胶组合物内包括进原纤化芳纶短纤维增强剂的分散体，以促进中间胎面橡胶层在其周向和横向(侧面-侧面方向)上的刚度，从而促进轮胎的操纵和驾驶性能进行评价。幸好，对于中间橡胶层，原纤化芳纶短纤维在胎面行驶表面的周向面内的取向可以用传统的橡胶组合物的压延或挤出法来实现，从而促进橡胶组合物层在胎面中间层的周向面内的增强作用。但是，本专利技术的一个重要方面是评价原纤化芳纶短纤维的这种纤维取向，是否也可以对胎面的中间软橡胶层的橡胶组合物层提供在胎面中间层横向周向(侧面-侧面方向)上的增强作用。在本专利技术的说明书中，术语“橡胶”和“弹性体”，凡使用处，可互换地使用，除非另有规定。术语“橡胶组合物”、“复合橡胶”和“橡胶复合物”，凡使用处，可互换地用来指“已与多种组分共混或混合的橡胶”，以及术语“复合物”与“橡胶组合物”相关，除非另有注明。 这类术语是橡胶混合和橡胶复合
内的技术人员所熟知的。在本专利技术的说明书中，术语“phr”是指各材料相对于每100重量份橡胶或弹性体的份数。术语“固化”和“硫化”可互换地使用，除非另有注明。
技术实现思路
按照本专利技术，提供具有包含周向外胎冠橡胶层和在所述外胎冠橡胶层以下的过渡橡胶层(底胎面橡胶层)的胎面的轮胎；其中所述外胎冠橡胶层包含花纹块和花纹沟构型，突起的花纹块具有所述花纹块外表面上的胎面行驶表面(所述行驶表面旨在与地面接触)，而花纹沟则位于所述花纹块之间， 其中所述过渡橡胶层被排除在轮胎行驶表面之外，而且是非多孔(non-cellular)橡胶组合物；其中所述过渡橡胶层的橡胶组合物包含(A)共轭二烯基弹性体，如天然(顺式1，4-聚异戊二烯)橡胶、顺式1，4-聚丁二烯橡胶和苯乙烯/ 丁二烯共聚物橡胶的共混物(有机溶液或含水乳液聚合法制备的苯乙烯/ 丁二烯共聚物橡胶)；(B)O 至多约30phr或约5 约25 phr增强填料，包含(1)橡胶增强炭黑，或(2)无定形合成二氧化硅(沉淀二氧化硅)，或(3)橡胶增强炭黑和沉淀二氧化硅的组合；其中所述过渡橡胶层(底胎面橡胶层)的刚度性质如下(C)肖氏A硬度为20 约50，或约25 约45，并优选比胎冠橡胶层的橡胶组合物的肖氏A硬度低至少10个肖氏A硬度(23°C)单位；(D)100%平行(周向)拉伸模量为至少1 MPaJP(E)100%垂直(横向)拉伸模量为至少0. 7 MPa;其中所述下垫胎面(底胎面)橡胶层含约0. 25 约10 phr，优选约0. 5 约5 phr 原纤化芳纶短纤维浆料的分散体。实际上，胎冠橡胶层的橡胶组合物的肖氏A硬度(23°C)可以是，例如，55 约75。下垫(过渡或底胎面)胎面橡胶层的橡胶组合物的肖氏硬度和应力-应变模量参数一览表示于下表A中。表 A舒适性指标肖氏A硬度(23°C)20 50，或25 45 操纵件指标内过渡橡胶层在100%应变下的应力-应变模量最小平行模量11 MPa最小垂直模量10. 7 MPa1ASTM D412。平行100%应变(100%动态伸长率)模量从已固化挤出橡胶样品的纹理 (grain)方向上测定。垂直100%应变(100%动态伸长率)模量从已固化挤出橡胶样品垂直于纹理的方向上测定。在一个实施方案中，所述原纤化芳纶短纤维浆料在下垫过渡胎面橡胶层周向上明显取向(一般平行于橡胶纹理)。原纤化芳纶短纤维浆料的这种取向是由，例如，橡胶被高剪切挤出为未固化胎面层带状所造成的，并因此沿挤出未固化橡胶的纹理取向，未固化橡胶随后在高温下被固化 (硫化)。幸好下垫过渡胎面橡胶组合物不是多孔橡胶组合物，因此排除了多孔橡胶构型。原纤化芳纶浆料用的芳纶材料可描述为，例如，长链合成芳族聚酰胺，在其中至少约85%芳族酰胺键都连接在2个芳环上。例如，芳纶也可以被看成主要是聚对苯二甲酰对苯二胺。原纤化芳纶纤维也可被看作，例如，具有主干部分和很多沿其大部分长度自主干外延的直径比其所外延的主干直径小得多的原纤的极短芳纶纤维。有关示例性描述，见 U.S.专利4，871，004。芳纶也可以芳纶纤维含在天然橡胶基体内的浆料形式，作为，例如， 杜邦公司的Kevlar 产品提供。本专利技术的一个重要方面是提供具有100%动态应变下最低平行和横向(垂直于橡胶挤出纹理的平行方向的方向)拉伸模量性能和肖氏A硬度值在约20 约50范围内的下垫过渡胎面(底胎面)橡胶组合物。对于下垫胎面(底胎面)橡胶组合物，可以用多种橡胶增强炭黑。能考虑的各种典型橡胶增强炭黑可以在例如The Vanderbilt Rubber Handbook (1978)，第417页找到。实践中，下垫过渡胎面(底胎面)橡胶组合物能以，例如，在内部橡胶混合器内的至少1个准备性(非生产性)混合步骤制造，常常在相继系列的至少1个，通常2个分立和独自的准备性混合步骤或阶段中制造，在其中，在内部橡胶混合器内或任选地，在开炼机上，先混合二烯基弹性体和规定的二氧化硅和/或炭黑和短纤维，接着是最终混合步骤(生产性混合步骤)，在开炼机中要在较低温度和短得多的时间内共混固化剂(硫和硫固化促进剂)。在各内部橡胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．具有橡胶胎面的轮胎，其特征在于，所述胎面包含周向外胎冠橡胶层和在所述外胎冠橡胶层之下的过渡橡胶层；其中所述外胎冠橡胶层包含花纹块和花纹沟构型，突起的花纹块在所述花纹块外表面上具有胎面行驶表面，而花纹沟位于所述花纹块之间，其中所述过渡橡胶层被排斥在轮胎行驶表面之外，而且是非多孔橡胶组合物；其中所述过渡橡胶层的橡胶组合物包含：（Ａ）天然橡胶、顺式１，４－聚丁二烯橡胶和苯乙烯／丁二烯共聚物橡胶的共混物；（Ｂ）０～至多３０　ｐｈｒ增强填料，包含：（１）橡胶增强炭黑，或（２）无定形合成二氧化硅（沉淀二氧化硅），或（３）橡胶增强炭黑和沉淀二氧化硅的组合；其中所述过渡橡胶层的刚度性质如下：（Ｃ）肖氏Ａ硬度（２３℃）为２０～５０，比胎冠橡胶层的橡胶组合物的肖氏Ａ硬度低至少１０个肖氏Ａ硬度（２３℃）单位；（Ｄ）１００％平行拉伸模量为至少１　ＭＰａ，和（Ｅ）１００％垂直拉伸模量为至少０．７　ＭＰａ；其中所述过渡橡胶层含０．２５～１０　ｐｈｒ原纤化芳纶短纤维浆料的分散体；和其中所述胎冠橡胶层的橡胶组合物的肖氏Ａ硬度（２３℃）为５５～７５；以及其中所述过渡橡胶层的橡胶组合物的肖氏Ａ硬度（２３℃）为２５～４５，比胎冠橡胶层的橡胶组合物的肖氏Ａ硬度低至少１０个肖氏Ａ硬度（２３℃）单位。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：P张，PH桑兹特伦，J赵，
申请(专利权)人：P张，PH桑兹特伦，J赵，
类型：发明
国别省市：US