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用于车辆车轮的轮胎制造技术

技术编号:41071242 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-24 11:27
本发明专利技术涉及一种轮胎(100),所述轮胎在下层(111)中、即在布置在所述轮胎的胎面带(109)和带束结构(106)之间的层中包含特定的弹性体化合物。根据本发明专利技术,该轮胎具有与已知的轮胎相比显著减小的滚动阻力,并且同时具有良好的道路抓地力、优异的机动性和舒适性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种轮胎,其在布置于胎面带和带束结构或下层之间的层中包含特定的弹性体化合物。根据本专利技术,轮胎具有与已知的轮胎相比显著减小的滚动阻力和改进的机动性,同时保持良好的道路抓地力和舒适性。


技术介绍

1、轮胎工业要求甚至更高的性能标准,既涉及在正常驾驶条件下、在干燥和潮湿道路上的轮胎抓地力,又涉及在紧急机动(诸如用于避免障碍的机动、高速车道更换或紧急制动)期间的车辆安全性。

2、此外,市场的关注正逐渐越来越向减小滚动阻力(rr)和消耗的方向转变。

3、在减小滚动阻力的概念背后,一方面存在环境友好性的原因,因为其是与车辆排放相关的参数,并且另一方面存在监管和核准认证的原因。

4、事实上,监管机构限制了轮胎的最大允许滚动阻力值。

5、例如,为了获得欧洲市场的ece批准,欧洲立法(2011年的eu法规117)提供了10.5n/kn的滚动阻力系数的最大极限。

6、识别具有最低滚动阻力的轮胎的类别a的特征在于最大滚动阻力系数为6.5n/kn。

7、此外,在2021年5月1日生效的eu2020/740法规引入了关于也基于rr值对道路轮胎设置能量标签的新规则。

8、在这些标签中,滚动阻力指示是轮胎的能量效率的指标——就较低的燃料消耗以及在充电点之间电动车辆可以覆盖的距离范围而言。湿抓地力的量是明显的安全指示,然而,其不易于与更有效的滚动阻力紧密联系。

9、最后,如上所述,对于电动车辆制造商,在“实验室规定”条件和实际条件下,滚动阻力都是可以与车辆的自主性相关的基本参数。事实上,轮胎的滚动阻力与电动车中电池的消耗之间的相关性是众所周知的。

10、因此,从前述显而易见的是,在不损害其他性能的情况下,需要逐渐降低轮胎的滚动阻力。

11、us20200181356(a1)描述了一种用于具有改进的滚动阻力的轮胎的内层的弹性体组合物,其包含二氧化硅和特征在于小于70m2/g的bet比表面积和/或小于90ml/100g的coan系数的特定炭黑。示例性组合物(表1)包含总共55至67phr的增强填料,并且显示出比包含55phr的常规炭黑的类似参考组合物的tanδ值低的tanδ值。既没有报告材料的模量值,也没有报告轮胎上的实际机动性或舒适性数据。

12、us2017326844(a1)涉及胎面带和下层的不同弹性体组合物之间的粘附问题,并且描述了一种包括由层a、b和多个中间层c组成的弹性体层压件的轮胎,其中,层a存在于胎面中并且层b存在于下层中(权利要求29)。下层b的组合物优选包含未规定量(第133段)的增强材料,并且仅一个示例(表1)包含30phr的炭黑。没有报告材料的模量值。

13、本申请人名下的ep2714426(a1)描述了一种用于车辆车轮的轮胎,其包括弹性体材料的下层,该弹性体材料包含纳米尺寸的硅酸镁和/或硅酸铝连同其他填料的无机纤维。ep2714426(a1)描述了在轮胎下层中添加纳米尺寸的无机纤维改进了轮胎、尤其是后部在极端驾驶条件下的性能。该文献没有提及轮胎滚动阻力的问题并且实际上陈述了对于包含硅酸盐纤维的那些材料存在滞后性的增加(第90段对表2以及第112段对表5的评论)。其中示例的下层组合物(实施例1-6)包含总量为至少57phr的增强填料并且具有至少3mpa的g’值(实施例1-2,表2)。该文献的教导已在本实验部分(参考组合物3)中进行了报告。

14、放置在胎面带(胎冠)和带束结构之间的下层(基底)是轮胎的结构完整性的关键要素,尤其在疲劳和高速的条件下,这是因为与带束直接接触时其经受显著量的循环。下层直接有助于轮胎的侧偏刚度、操作和转向,因为其根据其在弹性模量方面的特性将切割力从带束传递到胎面化合物。

15、此外,下层直接影响驾驶员感觉到的舒适性,因为其负责将应力从胎面传递到带束并最终传递到车辆。过于刚性的化合物对于过度传递冲击到车身可能是关键的;具有低滞后性的化合物,尽管有利于其较低的滚动阻力,但在对冲击的较差阻尼和传递到车身的过度振动方面可能是有问题的。

16、鉴于现有技术,仍然需要提供一种轮胎,该轮胎具有与目前使用的轮胎相比减小的滚动阻力,并且同时保持良好的对道路(干燥和潮湿)的抓地力,从而赋予车辆稳定性。

17、还需要具有这样的轮胎,该轮胎具有前述特征并且在与道路表面冲击时能够阻尼暴击并为驾驶员提供舒适性。


技术实现思路

1、本申请人已经提出了如何减小轮胎的滚动阻力并且因此减小燃料消耗、由此改进其环境影响的问题。在不引入其他性能恶化的情况下、尤其是在不会严重不利于在所有条件下的道路抓地力、里程和舒适性的情况下实现这个目的通常似乎特别具有挑战性。考虑到特定的轮胎,情况甚至更复杂,这些轮胎由于其轮廓尺寸较宽和较低,或由于对于具有冬季标记的所有季节的应用,本身就具有较高滚动阻力的特点。

2、本申请人已经发现,通过介入下层的组合物,可以协调给予轮胎甚至更加减小的滚动阻力的需要,从而保持汽车制造商所要求的优异的道路抓地力和舒适性的所希望的特征并且出乎意料地改进驾驶性能。

3、该结果出乎意料地通过用弹性体化合物制造所述下层来获得,该弹性体化合物一旦被硫化就具有小于0.90mpa的剪切模量值g’、介于3.00与8.00mpa之间的动态弹性压缩模量值e’、以及小于0.24mpa的动态粘性压缩模量值e”。

4、本申请人已经发现,例如通过在增强填料之中将硅酸盐纤维结合到该化合物中,并且同时显著限制所述增强填料的总含量,可以获得具有这些特殊的动态机械特性、特别是具有高e’连同这种减小的g’的化合物。

5、与现有技术所教导的相比,在下层中插入本化合物已经允许在轮胎的性能上获得完全出乎意料的改进。

6、事实上,减小轮胎的滚动阻力通常恶化其在道路上的性能,尤其是抓地力。

7、相反,本申请人已经观察到,通过将上述化合物结合到下层中,出乎意料地获得了一种轮胎,该轮胎不仅具有显著减小的滚动阻力而且还具有道路抓地力和行为、操作、制动以及舒适感的良好特征。特别出乎意料的是阻尼以及因此舒适性的增加的操作和保持,而考虑到化合物的高弹性(高e’值),阻尼以及因此舒适性反而是预期恶化的。

8、因此,本专利技术涉及一种用于车辆车轮的轮胎,其包括:

9、-胎体结构,所述胎体结构具有与相应的环形锚固结构相关联的相对侧边缘;

10、-带束结构,所述带束结构被施加在所述胎体结构的径向外部的位置;

11、-胎面带,所述胎面带被施加在所述带束结构的径向外部的位置;

12、-一对侧壁结构,所述一对侧壁结构中的每一个包括在所述胎体结构的轴向外部的位置延伸以及在所述环形锚固结构中的一个环形锚固结构与所述胎面带的轴向外部部分之间径向延伸的侧壁;以及

13、-至少一个弹性体材料层或下层,所述至少一个弹性体材料层或下层被施加在相对于所述胎面带的径向内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于车辆车轮的轮胎,包括:

2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述硫化的弹性体化合物具有根据本说明书中公开的RPA方法在70℃、10Hz、9%应变下测量的小于0.87MPa的剪切模量值G’、介于3.50MPa与7.50MPa之间的动态弹性压缩模量值E’、以及小于0.23MPa的动态粘性压缩模量值E”,所述模量E’和E”根据权利要求1所述那样测量。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,所述轮胎包括仅一个下层。

4.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎,其中,所述至少一个下层包含按重量计至少50%、60%、70%、80%或优选至少90%的所述硫化的弹性体化合物。

5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎,其中,所述至少一个下层的所述硫化的弹性体化合物通过混合和硫化至少包含以下各项的弹性体组合物而制备:

6.根据权利要求5所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物的所述100phr的至少一种二烯弹性体聚合物包含:

7.根据权利要求5或6中任一项所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物包含总量相对于所述弹性体组合物的总重量按重量计小于20%、18%或16%的一种或多种增强填料。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物包含总量不大于25phr且不小于10phr的一种或多种增强填料,并且其中,所述增强填料包含至少6phr的可选地改性的具有纳米尺寸的针状形态的硅酸盐纤维。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的轮胎,其中,所述一种或多种增强填料包含优选重量比在0.5:1至5:1之间、或在0.7:1至5:1之间、更优选在0.8:1至3:1之间、甚至更优选在0.9:1至1.1:1之间的二氧化硅和可选地改性的具有纳米尺寸的针状形态的硅酸盐纤维的混合物。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的轮胎,其中,所述一种或多种增强填料包含炭黑。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的轮胎,其中,所述一种或多种增强填料包含0phr至15phr的炭黑、5phr至20phr的二氧化硅和5phr至20phr的可能改性的具有纳米尺寸的针状形态的硅酸盐纤维。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的轮胎,其中,所述具有纳米尺寸的针状形态的硅酸盐纤维是可能改性的海泡石纤维。

13.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎,其中,所述下层的所述硫化的弹性体化合物具有根据本说明书中公开的RPA方法在70℃、10Hz、9%应变下测量的低于0.065、优选低于0.060、更优选低于0.055的tanδ值。

14.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎,其中,所述轮胎用于电动车辆的车轮。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于车辆车轮的轮胎,包括:

2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述硫化的弹性体化合物具有根据本说明书中公开的rpa方法在70℃、10hz、9%应变下测量的小于0.87mpa的剪切模量值g’、介于3.50mpa与7.50mpa之间的动态弹性压缩模量值e’、以及小于0.23mpa的动态粘性压缩模量值e”,所述模量e’和e”根据权利要求1所述那样测量。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,所述轮胎包括仅一个下层。

4.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎,其中,所述至少一个下层包含按重量计至少50%、60%、70%、80%或优选至少90%的所述硫化的弹性体化合物。

5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎,其中,所述至少一个下层的所述硫化的弹性体化合物通过混合和硫化至少包含以下各项的弹性体组合物而制备:

6.根据权利要求5所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物的所述100phr的至少一种二烯弹性体聚合物包含:

7.根据权利要求5或6中任一项所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物包含总量相对于所述弹性体组合物的总重量按重量计小于20%、18%或16%的一种或多种增强填料。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物包含总量不大于25phr且不小于10ph...

【专利技术属性】
技术研发人员:E·雷斯米尼L·布鲁彻利D·马图罗
申请(专利权)人:倍耐力轮胎股份公司
类型:发明
国别省市:

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