包括周向增强元件的层的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及一种轮胎，所述轮胎包括胎冠帘布层，所述胎冠帘布层由至少两个工作胎冠层形成，每个工作胎冠层由插入两个橡胶共混物表层之间的增强元件形成，聚合物共混物的第一层S与至少一个工作胎冠层接触并且与胎体帘布层接触，并且胎冠帘布层包括至少一个周向增强元件的层。至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10％伸长下的拉伸弹性模量大于9MPa，所述层的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100，并且第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及旨在装备到以持续速度行驶的携带重型负载的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或大客车)的轮胎。
技术介绍
在重型负载类型的轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域中的任一侧，并且在径向上被由至少两个层构成的胎冠增强件覆盖，所述至少两个层重叠并且由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中平行并且从一个层至下一个层形成交叉，与周向方向形成在10°至45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层可以进一步由至少一个被称为保护层的层覆盖，所述层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属并可伸展，且被称为弹性增强元件。所述轮胎还可以包括具有低伸展性的金属丝线或帘线的层，所述金属丝线或帘线与周向方向形成在45°至90°之间的角度，被称为三角帘布层的该帘布层在径向上位于胎体增强件和第一胎冠帘布层之间，所述第一胎冠帘布层被称为工作帘布层并且由平行的丝线或帘线形成，所述丝线或帘线以绝对值不超过45°的角度铺设。三角帘布层至少与所述工作帘布层形成三角增强件，该增强件在其所经受的各种应力下具有较低的变形，三角帘布层基本上用于吸收施加在轮胎胎冠区域中的所有增强元件上的横向压缩力。当帘线在等于断裂力的10％的拉伸力下显示出至多等于0.2％的相对伸长时，所述帘线被称为是不可伸长的。当帘线在等于断裂负载的拉伸力的作用下显示出至少等于3％的相对伸长和小于150GPa的最大切线模量时，所述帘线被称为是弹性的。周向增强元件是与周向方向形成在+2.5°至-2.5°(相对于0°)范围内的角度的增强元件。轮胎的周向方向或纵向方向是对应于轮胎的外周并由轮胎行驶方向限定的方向。轮胎的横向方向或轴向方向平行于轮胎的旋转轴线。径向方向是与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向。轮胎的旋转轴线是轮胎在正常使用时绕其旋转的轴线。径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。周向正中平面或赤道平面是垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两半的平面。橡胶配混物的“弹性模量”被理解为意指在10％变形和环境温度下的割线伸长模量。至于橡胶组合物，模量的测量根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002在张力下进行：在第二次伸长中(即在一个适应循环之后)测量(根据1979年12月的标准AFNOR-NFT-40101的正常温度和相对湿度条件)在10％伸长下的公称割线模量(或表观应力，以MPa表示)。由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，被称为公路轮胎的某些现有轮胎旨在以高速行驶在越来越长的旅途中。这种轮胎行驶的组合条件毫无疑问地使得行驶的距离增加，轮胎上的磨损减少；但另一方面，轮胎和特别是胎冠增强件的耐久性受到不利影响。这是因为在胎冠增强件中存在应力，特别是胎冠层之间的剪切应力，加上轴向最短胎冠层的端部处的操作温度的不可忽略的升高，其效果是导致裂缝在橡胶中出现并且在所述端部处扩散。为了改进所研究类型的轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出与设置在帘布层端部(更特别是轴向最短帘布层的端部)之间和/或周围的橡胶配混物的层和/或成形元件的结构和质量相关的解决方案。特别已知的实践是在工作层的端部之间引入橡胶配混物的层从而在所述端部之间产生脱离联接，从而限制剪切应力。然而这种脱离联接的层必须具有极好的内聚力。这种橡胶配混物的层例如描述于专利申请WO2004/076204。为了改进位于胎冠增强件边缘附近的橡胶配混物的抗劣化能力，专利FR1389428建议与低滞后性胎面结合使用覆盖至少胎冠增强件的侧面和边缘并且由低滞后性橡胶配混物形成的橡胶成形元件。为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，专利FR2222232教导了将增强件的端部包覆在橡胶垫中，所述橡胶垫的肖氏A硬度与包围所述增强件的胎面的肖氏A硬度不同，并且高于位于胎冠增强件和胎体增强件帘布层的边缘之间的橡胶配混物的成形元件的肖氏A硬度。通过这种方式制备的轮胎的确有效地允许特别是耐久性方面的性能的改进。此外，为了制备具有极宽胎面的轮胎或者在具有一定尺寸的轮胎上赋予更大的负载承受能力，已知的实践是引入周向增强元件的层。例如专利申请WO99/24269描述了存在这种周向增强元件的层。周向增强元件的层通常由至少一根金属帘线形成，所述金属帘线缠绕从而形成相对于周向方向的铺设角度小于2.5°的线圈。在试验过程中，本专利技术人证实，当包括周向增强元件的层的一些设计类型的轮胎例如以沿着蜿蜒道路行驶时可能遇到的方式受到严重且频繁的负载时，所述轮胎呈现的侧偏刚度方面的性质可能使得制成设置在工作层之间的胎冠增强件的橡胶配混物中出现开裂。所述开裂当然损害轮胎的耐久性性质。当在蜿蜒道路上超载和高速行驶时，所述开裂进一步加重。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轮胎，所述轮胎的耐久性性质得以维持而无论磨损程度如何，并且所述轮胎的滚动阻力性能得以改进从而有助于降低装配所述轮胎的车辆的燃料消耗。本专利技术特别致力于改进轮胎的动态性质，特别是侧偏刚度，使得耐久性性质得以维持而无论磨损程度如何，特别是在超载和高速行驶的条件下。根据本专利技术使用具有径向胎体增强件的轮胎实现该目的，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°至45°之间的角度，所述至少两个工作胎冠层各自由插入两个橡胶配混物的表层之间的增强元件形成，聚合物配混物的第一层S与至少一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第一层沿轴向延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面覆盖胎冠增强件并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层，至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10％伸长下的拉伸弹性模量大于9MPa，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100，并且所述聚合物配混物的第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。损耗因数tan(δ)为橡胶配混物的层的动态性质。其在粘度分析仪(MetravibVA4000)上根据标准ASTMD5992-96进行测量。记录硫化组合物的样品(厚度为4mm，横截面为400mm2的圆柱状试样)在10Hz的频率和60℃的温度下经受简单交替剪切应力的正弦负载的响应。从0.1％至50％(向外循环)，接着从50％至1％(返回循环)进行应变振幅扫描。开发的结果为复合动态剪切模量(G*)和损耗因数tan(δ)。对于返回循环，标明观察到的最大tan(δ)值，用tan(δ)max表示。滚动阻力为当轮胎滚动时出现的阻力。滚动阻力通过与轮胎在旋转过程中的变形相关的滞后性损失表示。与轮胎旋转相关的频率值对应于在30至100℃之间测得的tan(δ)值。在100℃下的tan(δ)值因此对应于轮胎在运行时的滚动阻力的指标。还有可能通过使用在60℃的温度下施加的能量测量试样的用百分比表示的回弹能量损失从而确定滚动阻力。根据本专利技术有利地，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层在60℃下的损失(用P60表示)小于20％。使用弹性模量值小于或等于9MPa并且tan(δ)max值小于0.100的所述配混物能够改进轮胎在滚动阻力方面的性质，同时维持满意的耐久性性质。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有径向胎体增强件的轮胎，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°至45°之间的角度，所述至少两个工作胎冠层各自由插入两个橡胶配混物的表层之间的增强元件形成，聚合物配混物的第一层S至少与一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第一层S沿轴向延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面沿径向覆盖胎冠增强件并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层，其特征在于，至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10％伸长下的拉伸弹性模量大于9MPa，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100，并且所述聚合物配混物的第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 FR 14559651.具有径向胎体增强件的轮胎，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°至45°之间的角度，所述至少两个工作胎冠层各自由插入两个橡胶配混物的表层之间的增强元件形成，聚合物配混物的第一层S至少与一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第一层S沿轴向延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面沿径向覆盖胎冠增强件并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层，其特征在于，至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10％伸长下的拉伸弹性模量大于9MPa，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100，并且所述聚合物配混物的第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复合剪切模量G*小于2MPa。3.根据权利要求1或2任一项所述的轮胎，其特征在于，第一层S的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100。4.根据权利要求1至3任一项所述的轮胎，其特征在于，所述聚合物配混物的第一层S包括由如下组成的增强填料：a)BET比表面积在30至160m2/g之间的炭黑，以大于或等于15phr并且小于或等于28phr的含量使用，b)或比表面积在30至260m2/g之间的包含SiOH和/或AlOH表面官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型的白填料，所述白填料选自沉淀或热解二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，以大于或等于15phr并且小于或等于55phr的含量使用，c)或a)中描述的炭黑和b)中描述的白填料的共混物，其中总填料含量大于或等于15phr并且小于或等于50phr，并且白填料的phr含量比炭黑的phr含量低5或5以上。5.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层为弹性体配混物，所述弹性体配混物基于天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯和可能的至少一种其它二烯弹性体，在共混物的情况下，天然橡胶或合成聚异戊二烯相对于所使用的一种或多种其它二烯弹性体和增强填料的含量以主要含量存在，所述增强填料由如下组成：a)BET比表面积小于60m2/g的炭黑，无论其吸油值如何，以在40至100phr之间，优选在60至90phr之间的含量使用，b)或BET比表面积在30和260m2/g之间的在表面上包含SiOH和/或AlOH官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型的白填料，所述白填料选自沉淀或热解二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，以在40至100phr之间，优选在60至90phr之间的含量使用，c)或(a)中描述的炭黑和(b)中描述的白填料的共混物，在所述共混物中总填料含量在40至100phr之间，优选在60至90phr之间。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：H·雷哈布，JF·帕尔曼蒂尔，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR