轮胎及其制造方法技术

一种具有弹性体中间层的轮胎，其中弹性体中间层由化合物材料制成并设置于胎面圈和带状层之间，弹性体中间层由纤维加强材料制成。在一个实施例中，弹性体中间层的特征还在于：其边缘部分比中央部分约厚３３％。在该实施例中，边缘部分的厚度约为２ｍｍ，中央部分的厚度约为１．５ｍｍ。两个边缘部分各占弹性体中间层宽度的２／７，而中央部分约占中间层宽度的剩余３／７。弹性体中间层可用短的加强纤维进行加固，以提高其机械性能中的弹性模量。这种短的加强纤维的直径约为１０微米，长度约为２００微米，长宽比约为２０。这种短的加强纤维被加入到化合物材料中，其浓度介于每一百份橡胶中含有５至１５份的加强纤维（ｐｈｒ）。本发明专利技术还公开了一种用于制造轮胎的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
轮胎及其制造方法本专利技术涉及一种轮胎及这种轮胎的制造方法。具体而言，本专利技术涉及一种轮胎及制造具有特殊带状结构轮胎的方法。众所周知，轮胎包括一外胎身，一胎面圈，一对侧壁和介于胎面圈和外胎身之间的加强层。通常至少为一层的外胎身在其端部围绕一对胎圈线绳向外翻出。胎圈线绳，外胎身的端部及添加在胎圈线绳和外胎身之间的填料形成了位于轮胎两侧的胎圈。在传统(或公知)的轮胎上，一般在胎面圈的下方设置有至少三个橡胶层，两个带状层和一个0°层或尼龙层。尼龙层内包含有加强线绳，加强线绳优选由纺织材料制成，但最好由热可缩材料例如尼龙制成并相对轮胎的赤道面以0°定向(即沿圆周方向)。加强线绳最好设置于由弹性体复合材料制成的薄板内。尼龙层设置于胎面圈和带状层之间。如本领域的技术人员所知，尼龙层能够使轮胎保持稳定、提高其滚动阻力，而且由于当尼龙层在高速状态下受到非常大的离心力时，尼龙层有利于轮胎保持其形状，因此其增强了运转性能。如果没有尼龙层，那么轮胎的性能就得不到保证，尤其是在高速运转的情况下。两个带状层包括设置于弹性体复合材料内的精细线绳，该线绳最好由金属丝制成，这些精细线绳相互交叉并相对轮胎的赤道面倾斜。除了这三个加强层外，传统的轮胎还包括一个设置于尼龙层和胎面圈之间的橡胶薄板，由于传统轮胎的制造工艺，该橡胶薄板必须加入。众所周知，车轮触轨面通常为单独制成的挤压制品。由于胎面圈是单独被制成的，因此在安装到轮胎上之前，胎面圈已被冷却至室温温度。胎面圈由于冷却而失去了粘性，而且在制造轮胎的过程中，不能正确地粘接到下面的层上。为弥补损失的粘性并提高胎面圈与下面层的粘接性能，从而在其被硫化之前能够使轮胎得以正确地装配，一-->橡胶薄板被安装到胎面圈的底面上。该橡胶薄板是一种以天然橡胶为基础经压延或(与胎面圈的)共挤塑形成的弹性体复合材料，这在本领域内是公知的。橡胶薄板的厚度通常为0.2至1.0mm。其厚度可归因于以下事实：橡胶薄板一般由所含天然橡胶成分大于聚合物总量的50％的复合材料制成。传统轮胎的另一种结构被称为“盖底式轮胎(cap and basetyre)”，其还包括一个作为胎面圈的一部分设置于面对轮胎内部的胎面圈之侧面上的底层。该底层提高了操纵性能同时降低了滚动阻力，并且被安装到胎面圈内介于胎面圈和底层之间的位置上。在这种结构中，轮胎的各个不同的层以下述方式从轮胎的外部向内部排列：(1)胎面圈；(2)底层，该层将被安装到胎面圈的下面；(3)橡胶薄板；(4)设置于带状层上方的0°尼龙层。所述底层由基于橡胶的复合材料制成，而且其厚度通常介于1至2mm之间。由于该底层与胎面圈不具有相同的成分和特性，因此底层的厚度应按照以下方式选择：当轮胎的胎面磨坏时，该底层能够与路面接触。当底层由所含天然橡胶的成分大于聚合物量的50％的复合材料制成时，由于底层具有足够的粘性，从而能够正确地将胎面圈粘接到外胎身上，因此橡胶薄板可被省去，具体见上文对橡胶薄板的说明。但是，这并非意味着在上层的天然橡胶含量大于50％时的每种情况下都可以省去橡胶薄板。在某些情况下，尽管上层的橡胶含量小于50％，但仍然可以省去橡胶薄板，例如在其它能够使上层具有良好粘性的材料被添加到复合材料中时，或当胎面圈未被冷却时。构造用于轮胎的弹性体复合材料并通过加入加强纤维而使轮胎加固在本领域内是公知的。这样的实例见美国专利4,871,004(“‘004号专利”)，在该专利中公开了将Kevlar浆料(杜邦公司的注册商标)加入到轮胎内，从而在每一点上Kevlar的浓度为每100份橡胶(phr)中含有0.2至20份的Kevlar。在‘004号专利中，Kevlar纤维被描述成：其长度为0.2至5mm，直径为0.005至0.02mm，长宽比(L/D)大于100。最终形成的纤维和橡胶的混合物可用于形成上述轮-->胎组成部分中的任意一个：顶点、填料条、带子、带子的覆盖层、橡皮带。‘004号专利公开了在制造充气轮胎的过程中将加强纤维加入到弹性体中的一些优点，例如其加固作用和增加成品轮胎的硬度。欧洲专利0592218(“EPO‘218”)也公开了一些将加强纤维加入到用于充气轮胎之不同部分的橡胶内的优点。EPO‘218专利公开了每100份橡胶(phr)中加入16至30份短纤维的方法，其中短纤维的平均直径(D)为0.1至0.5μm，其平均长度为40至500μm，长宽比(L/D)为100至5000。可添加的纤维包括芳族聚酰胺纤维，例如Kevlar、棉、尼龙、聚酯、人造纤维、和表面处理过的短纤维，例如尼龙6。类似地，欧洲专利0604108A1(“EPO‘108号专利”)公开了加入某些类型的纤维，从而加固充气轮胎内的橡胶的方法。EPO‘108中所述的特殊纤维为UBEPOL-HE0100型短纤维(可从UBE工业有限公司买到)，即尼龙6。这种纤维被描述成：平均直径(D)为0.3μm，平均长度(L)为300μm，长宽比(L/D)为1000。这种纤维以每100份橡胶(phr)中含有不少于10份的浓度最好以10至30phr的浓度加入到橡胶复合材料中。本专利技术涉及在充气轮胎的胎面圈和带状层之间设置一弹性体的中间层，以替代传统轮胎的尼龙层，同时保持这种结构部件的良好性能。此外，如果存在橡胶层，那么该橡胶层可被中间层所取代。类似地，对于传统轮胎的第二实例，本专利技术提供一种用弹性体中间层替代0°尼龙层、底层和橡胶薄板(如果有的话)，以实现相同的目标。本申请人发现：通过将一个弹性体的中间层引入到设置有纤维加强层的胎面圈上来替代传统轮胎中的一层或多层，使本专利技术至少能够得到两种传统轮胎结构在滚动阻力和处理上的相同优点，而且还减轻了轮胎的整体重量。此外，用更少的层替代传统的结构简化了轮胎的制造。本专利技术试图将象Kevlar(以Kevlar浆料的形式)这样的短纤维加入到最好结合在胎面圈内的弹性体中间层，以补偿从传统轮胎结构中除去现有的0°尼龙层、橡胶薄板(如果有的话)和底层(如果存-->在)。本专利技术试图加入短纤维，这种短纤维具有一主干部分，其直径为10微米，长度约为200微米，长宽比约为20。结合本专利技术的其它特征，加入短纤维(例如Kevlar)有利于保持由两个传统轮胎结构所提供的滚动阻力和易于操纵性。类似地，可用另外一种包括加强纤维的浆料-Twaron(Akzo Nobel的注册商标)替代Kevlar浆料。用于加入了纤维，因此弹性体中间层也被称为“粘接”层。本专利技术还认识到：弹性体中间层可由短纤维及复合材料的组合物制成。复合材料可包括天然橡胶、乳液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯橡胶。复合材料最好是约60％的天然橡胶与40％的悬浊液聚合苯乙烯丁二烯橡胶的组合物。本专利技术尝试将浓度介于每100份含5至15份(phr)最好为7至11phr的短加强纤维加入到复合材料中。此外，本专利技术还尝试着将浓度介于20至80phr之间最好介于50至70phr之间的碳黑加入到混合物中。当仔细考虑横截面相同，厚度大于1mm的有纤维加固的弹性体中间层时，本专利技术还认识到：这种中间层可被制造成具有不同的截面，这样就会进一步提高按以上方式制成的轮胎的高速测试和易操纵性。由于具有这种结构，因此本专利技术考虑：弹性体中间层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车车轮上的充气轮胎，其包括：一个径向的外胎身；一个在表面上设置有沟槽的胎面圈，该胎面圈用于与地面接触并设置于外胎身的径向外表面上；侧壁和用于将轮胎固定到轮缘上的胎缘；和一个介于胎面圈和外胎身之间的带状结构，该轮胎的特征在于：一个通过纤维加固的弹性体中间层设置于所述带状结构和所述胎面圈之间。

【技术特征摘要】
EP 1998-10-28 98120357.31．一种用于汽车车轮上的充气轮胎，其包括：一个径向的外胎身；一个在表面上设置有沟槽的胎面圈，该胎面圈用于与地面接触并设置于外胎身的径向外表面上；侧壁和用于将轮胎固定到轮缘上的胎缘；和一个介于胎面圈和外胎身之间的带状结构，该轮胎的特征在于：一个通过纤维加固的弹性体中间层设置于所述带状结构和所述胎面圈之间。2．根据权利要求1的轮胎，其特征在于：所述纤维加固的弹性体中间层由一种化合物材料和短的加强纤维构成。3．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述短的加强纤维由芳族聚酰胺聚合物构成。4．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述短的加强纤维以一个基本为0°的角度相对轮胎的赤道面定向。5．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述化合物材料选自下述材料：天然橡胶、异戊二烯橡胶、乳液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯橡胶。6．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述短加强纤维在化合物材料中的浓度介于5至15phr。7．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述短加强纤维在化合物材料中的浓度介于7至11phr。8．根据权利要求1的轮胎，其特征在于：所述纤维加强的弹性体中间层被加入到所述胎面圈内。9．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述化合物材料包括大于约50％的天然橡胶。10．根据权利要求2的轮胎，其特征在于：所述化合物材料包括浓度介于20至80phr之间的碳黑。11．根据权利要求1的轮胎，其特征在于：所述纤维加强的弹性体中间层的厚度大于1mm。-->12．根据权利要求1的轮胎，其特征在于：所述纤维加强的弹性体中间层的厚度介于1.5mm至3mm之间。13．根据权利要求1的轮胎，其特征在于：所述纤维加强的弹性体中间层在横截面具有两个比中央部分厚的边缘部分。14．根据权利要求13的轮胎，其特征在于：所述两...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科纳米亚斯南尼，安东尼奥布鲁那茨，克劳迪奥扎尼彻里，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]