高性能车轮轮胎制造技术

车轮轮胎，包括：　　　　－胎体结构，其具有基本环形的构型，其相对的侧边缘分别与右侧胎圈钢丝和左侧胎圈钢丝相连，以形成各自的胎圈；　　　　－带束层结构，位于所述胎体结构的径向外部位置；　　　　－胎面胶，其径向地叠加在所述带束层结构上面；　　　　－至少一层交联弹性体材料，位于所述胎面胶的径向内部位置；　　　　－一对胎壁，位于所述胎体结构相对侧的外部；　　　　其中所述的至少一层交联弹性体材料具有下列特性：　　　　－７０℃下测量的动态弹性模量（Ｅ’）不低于２０ＭＰａ；　　　　－１００％伸长时的拉伸模量（Ｍ１００）与１０％伸长时的拉伸模量（Ｍ１０）之比不低于１．５。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及车轮轮胎，特别是高性能的轮胎。在生产车轮轮胎，特别是高性能轮胎的领域，例如设计用于大马力汽车的轮胎，或者更通常地，打算用在包括高操作速度和/或极限驾驶条件的用途的轮胎这一领域中，越来越需要提供在诸如胎面花纹块稳定性，道路抓着力，驾驶稳定性，转向稳定性，驾驶舒适性等方面具有更高性能的带束层(felt)。所述轮胎通常称为“HP”或“UHP”(即高性能或超高性能)轮胎，特别地，它们尤其是属于“V”级或“Z”级的那些轮胎，分别提供210Km/h，和240Km/h，以及甚至超过240Km/h的最大速度。通常，车轮轮胎包括胎体结构，该结构本质上由基本为环形的一个或多个胎体帘布层制成，胎体帘布层的轴向相对侧边分别衔接沿着圆周不可拉伸的环状增强元件，该元件通常被称为“胎圈钢丝”。在胎体结构上面的径向外部位置处施加带束层结构，它包括一个或多个封闭环状的带束，本质上由织物或金属帘线制成，该帘线被彼此相对地，而且与属于相邻胎体帘布层的帘线相对地合适地定位。在带束层结构的径向外部位置是胎面胶，它通常由合适厚度的弹性体材料胶带构成。最后，轮胎的相对侧边处有一对胎壁，每个所述的胎壁都覆盖轮胎的一个侧面部分，该侧面部分位于胎面胶相应侧边附近的所谓胎肩区，和与各自胎圈钢丝相对应的所谓胎圈之间。在高性能轮胎中，为了确保在高操作速度和/或极端驾驶条件下具备高性能，可以在胎面胶的径向内部位置，提供至少一层具有低厚度、高拉伸性能(特别是拉伸模量和断裂应力)的弹性体材料。通过用大量的硫来增加弹性体材料的交联密度，或者采用大量的碳黑，或者具有高的增强能力的非常细且结构化的碳黑，可以增加上述层的机械性能。但是，上述增加机械性能的方式可能导致很多缺点。例如，采用大量的硫可能导致显著的返硫现象，这导致使用过程中轮胎性能改变。另一方面，已知碳黑给弹性体材料带来显著的滞后性能，也就是说，在动态条件下的消散热增加，导致轮胎的滚动阻力增大。此外，大量的碳黑显著地增加了未交联的弹性体材料的粘度，因此对其加工性能和挤出性能产生负面影响。因此，常采用其它方法来改善位于胎面胶下面的上述层的机械性能。通常，用有机填料如聚酰胺纤维(特别是芳族聚酰胺纤维，称作“芳酰胺纤维”)、聚酯纤维或聚烯烃纤维，来增强弹性体材料。例如，本申请人提出的国际专利申请WO00/24596公开了一种轮胎，包括一个位于胎面胶和带束帘布层之间的化合物材料弹性体中间层，其中该弹性体中间层由纤维增强的材料制成。除了其它机械性能之外，所述弹性体中间层可由短增强纤维如芳酰胺纤维(即Kevlar纸浆)增强，以改善其弹性模量。欧洲专利申请EP 691,218公开了一种用于充气轮胎的轮胎部件，包括增强的可硫化组合物，所述组合物包括一种可硫化的弹性基体材料，基体材料中分散着有效增强量的部分取向的纤维，该纤维的模量低于10GPa，优选低于6GPa。作为一种可供选择的方式，轮胎部件可由部分取向的纤维和原纤维化的纸浆纤维(即Kevlar纸浆)的混合物增强。据称，上述可硫化组合物特别适用于充气轮胎的胎面基部。本申请人面对的问题是提供车轮轮胎，特别是高性能的轮胎，该轮胎综合具备在硬操作条件下的改善性能，以及在正常驾驶条件(即软条件)下使用时的良好操作灵活性和舒适性。本申请人发现，特别地当用于高操作速度和/或极端驾驶条件(即硬操作)下时，轮胎承受横向和纵向取向的显著应力，因此需要在两个方向上增强轮胎。本申请人已经观察到，当用在胎面胶下面放置的由含aramide纤维的弹性体材料制成的层来增强轮胎时，不能得到上述综合性能。首先，本申请人观察到芳酰胺纤维具有显著的各向异性行为，也就是说，该纤维基本上沿着在挤出和压延未固化的弹性体材料以形成层的过程中所施加的剪切力的方向取向(通常称为“压延方向”)，从而赋予轮胎基本上纵向的增强，也就是说增强基本上在轮胎的周边方向上。此外，本申请人观察到，当材料承受的应力变大时，芳酰胺纤维为弹性体材料带来的增强基本上不变。另一方面，本申请人观察到，为了增加机械性能而在弹性体材料中加入的芳酰胺纤维含量的增加，并不必然产生理想的效果。实际上，由于分散性差，大量的芳酰胺纤维可能损害未固化弹性体材料的可加工性并因此损害最终产品在机械性能和表面外观方面的质量。这可能导致在制造工艺或者轮胎使用过程中，增强层与轮胎的其它结构部件撕裂和脱离。申请人已经发现通过在胎面胶的径向内部位置设置至少一层交联弹性体材料，该材料在70℃下测量的动态弹性模量(E’)不低于20MPa，而且100％伸长时的拉伸模量(M100)与10％伸长时的拉伸模量(M10)之比不低于1.5，可以得到这样的轮胎该轮胎显示在高操作速度和/或极端驾驶条件(硬操作)下具备改善的性能，兼具在正常驾驶条件(软操作)下良好的行为，尤其是舒适性和操作灵活性。根据第一方面，本专利技术涉及一种车轮轮胎，包括-胎体结构，其具有基本环形的构型，其相对的侧边缘分别与右侧胎圈钢丝和左侧胎圈钢丝相连，以形成各自的胎圈；-带束层结构，位于所述胎体结构的径向外部位置；-胎面胶，其径向地叠加在所述带束层结构上面；-至少一层交联弹性体材料，位于所述胎面胶的径向内部位置；-一对胎壁，位于所述胎体结构相对侧的外部；其中，所述的至少一层交联弹性体材料具有下列特征-70℃下测量的动态弹性模量(E’)不低于20MPa，优选为25MPa～50MPa；-100％伸长时的拉伸模量(M100)与10％伸长时的拉伸模量(M10)之比不低于1.5，优选为2～5。动态弹性模量(E’)可用Instron动态设备在牵引-压缩模式下测量，拉伸模量可根据ISO标准37:1994测量。关于上述测量方法的更多细节将在下文实施例中予以介绍。根据一个优选实施方案，所述至少一层交联弹性体材料在23℃下测量的动态弹性模量(E’)不低于30MPa，优选为35MPa～70MPa。根据另一个优选实施方案，所述至少一层交联弹性体材料沿基本平行于轮胎赤道平面的方向测量的10％伸长时的弹性模量(M10)，相对于沿基本垂直于轮胎赤道平面的方向测量的10％伸长时的弹性模量(M10)，其百分比变化不高于20％，优选不高于15％，更优选不高于5％。上述变化是形成层的材料的各向异性行为的一个指标，因为平行于轮胎赤道平面的方向基本上对应于未交联材料离开挤出设备(或者，可选地压延设备)而形成层的方向。根据一个优选实施方案，所述至少一层交联弹性体材料的厚度低于2mm，优选为0.5mm～1.5mm。根据一个优选实施方案，所述至少一层交联弹性体材料位于所述胎面胶和所述带束层结构之间。根据另一个优选实施方案，所述至少一层交联弹性体材料位于所述带束层结构和所述胎体结构之间。根据一个优选实施方案，所述至少一层交联弹性体材料是通过多个连续延伸的元件的卷材形成。优选地，胎面胶也由多个连续延伸元件的卷材形成，所述延伸元件由可交联的弹性体材料构成。所述延伸元件可以通过例如挤出所述可交联的弹性体材料形成。优选地，通过将轮胎的结构元件组装到一个环形支撑体上，得到生胎。关于在环形支撑体上形成和/或沉积各种轮胎部件的方法的更多细节描述在例如本申请人的国际专利申请WO01/36185和欧洲专利EP 976,536中。上述综合的机械性能可通过将至少一种层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·詹尼尼，L·菲诺，M·加林贝蒂，S·比齐，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎公司，
类型：发明
国别省市：