胎体增强件层具有改进耐久性的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及具有径向胎体增强件的轮胎，所述径向胎体增强件由至少一个金属增强元件层组成，所述金属增强元件插入弹性体配混物的两个压延层之间，所述弹性体配混物包含至少由炭黑组成的增强填料。根据本发明专利技术，至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的压延层在10％伸长下的弹性拉伸模量小于8.5MPa，并且至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的所述压延层的宏观分散系数Z大于85。

Tire with improved durability in carcass reinforcement layer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胎体增强件层具有改进耐久性的轮胎
本专利技术涉及一种具有径向胎体增强件的轮胎，更具体地涉及一种旨在装配至承载重型负载并且以持续速度行驶的车辆(例如卡车、拖拉机、拖车或大客车)的轮胎。
技术介绍
在重载型轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域的两侧，并且在径向上被胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件由至少两个重叠并由丝线或帘线形成的层制成，所述丝线或帘线在每个层中平行并从一个层至另一个层交叉，并且与周向方向形成10°和45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层还可以被至少一个被称为保护层并由增强元件形成的层覆盖，所述增强元件有利地为可伸展的金属，并且被称为弹性增强元件。其还可以包括金属丝线或帘线的层，所述金属丝线或帘线具有较低的伸展性并与周向方向形成45°和90°之间的角度，被称为三角帘布层的该帘布层沿径向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，并且由以绝对值不超过45°角度铺设的平行的丝线或帘线形成。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几乎没有形变，三角帘布层基本上用于吸收轮胎胎冠区域中的所有增强元件所经受的横向压缩力。轮胎的周向方向或纵向方向为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。径向方向为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为包含轮胎旋转轴线的平面。周向正中平面或赤道平面为垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两半的平面。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在越来越长的旅途中行驶。由于轮胎磨损更低，因此这种轮胎行驶的条件组合确实能够增加行驶的公里数；然而，轮胎的耐久性会受到不利影响。为了使这种轮胎能够翻修一次或甚至两次以延长其寿命，需要保持结构，特别是其胎体增强件具有足以承受所述翻修的耐久性。如此构造的轮胎在特别恶劣的条件下的长时间行驶实际上会导致这些轮胎在耐久性方面的限制。胎体增强件的元件在行驶时特别经受弯曲应力和压缩应力，这会对其耐久性产生不利影响。特别地，形成胎体层增强元件的帘线在轮胎行驶过程中经受较高的应力，特别是重复的弯曲作用或曲率变化，造成丝线处的摩擦作用，并因此造成磨损和疲劳；这种现象被称为“疲劳磨蚀”。为了实现其增强轮胎胎体增强件的作用，所述帘线首先必须具有良好的挠性和高耐挠曲性，这特别表示其丝线具有相对小的直径，优选小于0.28mm，更优选小于0.25mm，通常小于在轮胎胎冠增强件的常规帘线中使用的丝线的直径。由于帘线有助于使腐蚀剂(例如氧气和水分)通过(甚至排出)的本性，胎体增强件的帘线还经受“疲劳腐蚀”现象。这是因为，例如当轮胎被切口损坏或更简单地由于轮胎内表面的渗透性(尽管较低)，由于轮胎的结构，渗透进入轮胎的空气或水可以通过在帘线内形成的通道传送。通常归于上位术语“疲劳磨蚀腐蚀”的所有这些疲劳现象造成帘线机械性质的逐渐恶化，并且在最为恶劣的行驶条件下可能影响这些帘线的寿命。为了提高胎体增强件的这些帘线的耐久性，特别已知的是增加形成轮胎空腔内壁的橡胶层的厚度，从而尽可能地限制所述层的渗透性。该层通常部分地由丁基橡胶构成，从而增加轮胎的气密性。这种类型的材料的缺点是增加了轮胎成本。还已知的是改变所述帘线的构造，从而特别地增加帘线对橡胶的渗透性，以限制氧化剂通道的尺寸。因此，本专利技术人为其自身设定的任务是提供用于“重载”型重型车辆的轮胎，特别是从“疲劳-腐蚀”或“疲劳-磨蚀-腐蚀”现象的观点来看，无论行驶条件如何，所述轮胎均具有改进的性能(特别是耐久性)，并且其制造成本是可接受的。
技术实现思路
根据本专利技术，通过具有径向胎体增强件的轮胎实现该目的，所述径向胎体增强件由至少一个金属增强元件层制成，所述增强元件插入弹性体配混物的两个压延层之间，所述弹性体配混物包含至少由炭黑组成的增强填料，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件本身沿径向被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述轮胎形成旨在容纳充气气体的内腔，至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的压延层在10％伸长下在拉伸下的弹性模量小于8.5MP，并且至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的所述压延层的宏观分散值Z大于85。经填充的弹性体配混物的大于85的宏观分散值Z表示填料以大于或等于85的分散值Z分散在组合物的弹性体基质中。在本说明书中，通过在交联之后根据S.Otto等人在KautschukGummiKunststoffe，58Jahrgang，NR7-8/2005中描述的方法根据标准ISO11345测量的Z值来表征填料在弹性体基质中的分散。基于通过Dynisco提供的带有操作程序和“disperDATA”操作软件的“disperGRADER+”设备测量的未分散填料的表面积百分比(“％未分散表面积”)根据以下等式来计算Z值：Z＝100-(％未分散表面积)/0.35。就其本身而言，未分散表面积百分比通过使用摄像机在30°的入射光下观察样品表面测量。亮点与填料和附聚物相关，而暗点与橡胶基质相关；使用数字处理将图像转化成黑白图像，其能够以S.Otto在上述文献中描述的方法测定未分散表面积百分比。Z值越高，填料在橡胶基质中的分散越好(100的Z值对应于完全分散，而0的Z值对应于普通分散)。大于或等于80的Z值将被认为是对应于在弹性体基质中具有非常好的分散的填料的表面积。根据已知的方法制备至少构成至少一个保护层的所述径向最外压延层的弹性体配混物。为了实现大于85的宏观分散值Z，可以有利地通过形成二烯弹性体和增强填料的母料来制备弹性体配混物。对于本专利技术的目的，“母料”理解为表示已经引入填料的基于弹性体的复合材料。存在获得二烯弹性体和增强填料的母料的各种方法。特别地，为了改善填料在弹性体基质中的分散，一种类型的解决方案包括在“液”相中混合弹性体和填料。为此，使用以胶乳形式(弹性体颗粒分散在水中的形式)的弹性体和填料的水分散体(即填料分散在水中，并且通常被称为“浆料”)。因此，根据本专利技术的一个变体，通过从包含天然橡胶的二烯弹性体胶乳和包含炭黑的填料的水分散体开始的液相混合获得母料。还更优选地，根据以下方法步骤获得根据本专利技术的母料，所述方法步骤能够使得填料在弹性体基质中获得非常好的分散：-将二烯弹性体胶乳的第一连续流进给至凝固反应器的混合区域，所述凝固反应器限定了在混合区域和出口之间延伸的细长的凝固区域，-在压力下将包括填料的流体的第二连续流进给至凝固反应器的所述混合区域，通过在混合区域中足够剧烈地混合第一流体和第二流体从而与弹性体胶乳形成混合物，以使弹性体胶乳与填料在出口之前凝固，所述混合物以连续流的方式流向出口区域，所述填料能够使弹性体胶乳凝固，-在反应器出口处回收先前获得的连续流的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有径向胎体增强件的轮胎，所述径向胎体增强件由至少一个金属增强元件层制成，所述金属增强元件插入弹性体配混物的两个压延层之间，所述弹性体配混物包含至少由炭黑组成的增强填料，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件本身沿径向被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述轮胎形成旨在容纳充气气体的内腔，其特征在于，至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的压延层在10％伸长下的拉伸弹性模量小于8.5MPa，并且至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的所述压延层的宏观分散值Z大于85。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 FR 17608641.一种具有径向胎体增强件的轮胎，所述径向胎体增强件由至少一个金属增强元件层制成，所述金属增强元件插入弹性体配混物的两个压延层之间，所述弹性体配混物包含至少由炭黑组成的增强填料，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件本身沿径向被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述轮胎形成旨在容纳充气气体的内腔，其特征在于，至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的压延层在10％伸长下的拉伸弹性模量小于8.5MPa，并且至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的所述压延层的宏观分散值Z大于85。


2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的所述压延层的以tan(δ)max表示的tan(δ)的最大值小于0.080，优选小于0.070。


3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，至少最靠近内腔的胎体增强件层的至少最靠近内腔的所述压延层为基于如下的弹性体配混物：天然橡胶或主要具有顺式-1,4-键的合成聚异戊二烯、任选至少一种其它二烯弹性体，和增强填料，在共混物的情况下，相对于所使用的其它二烯弹性体的含量，所述天然橡胶或合成聚异戊二烯以主要含量存在，所述增强填料由如下组成：
a)炭黑，其以20phr和80phr之间的含量使用，
b)或炭黑和白填料的共混物，其中总填料含量在20phr和80phr之间，优选在40phr和60phr之间，所述白填料为包括SiOH和/或AlOH表面官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型，并选自沉淀二氧化硅或气相二氧化硅、氧化铝或硅酸铝，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，其BET比表面积在50m2/g和350m2/g之间和/或CTAB比表面积在50m2/g和250m2/g之间。


4.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，至少一个保护层的至少所述径向最外压延层的每单位体积的电阻率ρ满足log(ρ)大于8。


5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，至少最靠近内腔的胎体增强件层的金属增强元件为非缠绕帘线，所述非缠绕帘线在“渗透性”试验中的流速小于20cm3/min。


6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，至少最靠近内腔的胎体增强件层的金属增强元件为非缠绕帘线，所述非缠绕帘线在“渗透性”试验中的流速小于10cm3/min，优选小于2cm3/min。


7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件是具有至少两个层的帘线，至少一个内层用由不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成的层包覆，所述橡胶组合物优选基于至少一种二烯弹性体。


8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，由不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成的所述层至少包覆至少最靠近轮胎内腔的胎体...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·萨尔格，A·弗里施，A·戈梅，
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