CN103108756B

CN103108756B - 包括保护增强件的轮胎

Info

Publication number: CN103108756B
Application number: CN201180044976.3A
Authority: CN
Inventors: L·塞尔西
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: EP2619020B1; EP2619020A1; US20130199691A1; JP2013537148A; WO2012038394A1; FR2964906B1; BR112013005827A2; FR2964906A1; CN103108756A

Abstract

本发明涉及一种包括径向胎体增强件（2）的轮胎（1），所述径向胎体增强件（2）包括由胎面（6）径向覆盖的胎冠增强件（5），所述胎面（6）借助两个胎壁而结合至两个胎圈（3）。根据本发明，所述胎冠增强件包括由至少两个条带（8）形成的至少一个轴向连续层（7），所述至少两个条带（8）沿着轴向方向彼此接触，并各自由至少一个多层层合物形成，所述至少两个条带的侧面边缘基本上圆周定向。所述至少一个轴向连续层的宽度大于胎面宽度的一半，且每个层合物包括布置在两个橡胶组合物层之间，并与所述两个橡胶组合物层接触的至少一个多轴拉伸的热塑性聚合物膜。

Description

包括保护增强件的轮胎

技术领域

本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，更特别地涉及旨在装配在承载重型载荷并以持久速度行驶的车辆(例如，诸如货车、拖拉机、拖车或公路巴士)上的轮胎。

背景技术

通常，在重型车辆的轮胎类型中，胎体增强件锚固在胎圈区域中的任一侧，并且被由至少两个层构成的胎冠增强件径向覆盖，所述至少两个层相互重叠，并由帘线或缆线形成，所述帘线或缆线在每一层内平行，并从一层交叉至下一层，从而与圆周方向形成介于10°至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的层覆盖，并由增强元件形成，有利地，所述增强元件为金属且可延展，被称为弹性元件。所述工作层也可以包括一个具有低延展性的金属帘线或缆线层，所述金属帘线或缆线-与圆周方向形成介于45°至90°之间的角度，该帘布层(称为三角法帘布层(nappedetriangulation))径向位于胎体增强件与第一所谓工作胎冠帘布层之间，并由平行的且就角度的绝对值而言至多为45°的帘线或缆线形成。所述三角法帘布层与至少所述工作帘布层构成三角增强件，所述三角增强件在其可能经受的各种应力下发生极小的变形，所述三角法帘布层的主要作用是抵抗所有增强元件在轮胎的胎冠区域中都要承受的横向压缩载荷。

在“重型”车辆的轮胎的情况下，通常仅存在一个保护层，并且在多数情况中，其保护元件在与工作层的增强元件相同的方向上，并以与工作层的增强元件绝对值相同的角度进行定向，所述工作层在径向最外侧并因而径向相邻。就旨在行驶于略微不平坦的路面上的施工机械的轮胎而言，存在两个保护层是有利的，增强元件从一层交叉至下一层，并且径向向内部的保护层的增强元件与工作层的不可延展的增强元件交叉，所述工作层在所述径向内部的保护层的径向外部，并与所述径向内部的保护层相邻。

当帘线在等于断裂强度的10％的拉伸力下具有至多0.2％的相对伸长率时，所述帘线被称为是不可延展的。

当帘线在等于断裂强度的拉伸力下具有至少3％的相对伸长率，且具有小于150GPa的最大正切模量时，所述帘线被称为是弹性的。

圆周增强元件为与圆周方向形成的角度包括在关于0°的+8°到-8°的范围内的增强元件。

轮胎的圆周方向或者纵向方向为对应于轮胎的周边，并由轮胎行驶方向限定的方向。

轮胎的旋转轴线为轮胎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的旋转轴线的平面。

圆周正中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。

轮胎的横向或轴向方向平行于轮胎的旋转轴线。轴向距离在轴向方向上进行测量。表述“在轴向内部或在轴向外部”分别指“从赤道平面测得的轴向距离分别小于或大于”。

径向方向为与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向。径向距离在径向方向上进行测量。表述“在径向内部或在径向外部”分别指“从轮胎的旋转轴线测得的径向距离分别小于或大于”。

由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的扩张，称为“公路”轮胎的一些现有轮胎旨在沿不断增长的距离高速行使。尽管号召这种轮胎行驶的所有条件确实使得覆盖的公里数增加，但由于轮胎耐磨性下降，因此这是以轮胎耐用性为代价，特别是以胎冠增强件耐用性为代价。

为了改进正在研究的轮胎类型的胎冠增强件的耐久性，已经应用了涉及层和/或橡胶混合物的成型元件的结构和品质的解决措施，所述橡胶混合物的成型元件放置于帘布层端部(更特别地，轴向最短的帘布层的端部)之间和/或帘布层端部(更特别地，轴向最短的帘布层的端部)周围。

为了提高位于胎冠增强件边缘附近的橡胶混合物的抗损坏性，专利FR1389428推荐与低滞后胎面结合使用橡胶成型元件，所述橡胶成型元件至少覆盖胎冠增强件的侧面和边缘，并由低滞后橡胶混合物组成。

为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，专利FR2222232教导了用橡胶垫包覆增强件的端部，所述橡胶垫的ShoreA硬度与覆盖所述增强件的胎面的ShoreA硬度不同，并且大于放置于胎冠增强帘布层边缘与胎体增强件之间的橡胶混合物的成型元件的ShoreA硬度。

法国申请FR2728510提出，一方面，在胎体增强件与径向最靠近旋转轴线的工作胎冠增强件帘布层之间放置轴向连续帘布层，所述轴向连续帘布层与圆周方向形成至少60°的角度并由不可延展的金属帘线形成，且其轴向宽度至少等于最短工作胎冠帘布层的轴向宽度，另一方面，在两个工作胎冠帘布层之间放置附加帘布层，所述附加帘布层由基本上与圆周方向平行定向的金属元件形成。

为了改善这些轮胎的胎冠增强件的耐久性，还已提出将基本与圆周方向平行的增强元件的至少一个附加层与有角度的工作胎冠层结合。法国申请WO99/24269尤其提出，在赤道平面的每一侧上以及在基本上与圆周方向平行的增强元件的附加帘布层的直接轴向延长中，由从一个帘布层交叉至下一帘布层的增强元件形成的两个工作胎冠帘布层在一定的轴向距离上联接，然后至少在所述两个工作帘布层的共同宽度的剩余部分上由橡胶混合物的成型元件分离。

圆周增强元件层通常由至少一根金属帘线构成，所述至少一根金属帘线卷绕以形成圈，所述圈以相对于圆周方向小于8°的角度铺设。

以此方式制得的轮胎具有改善的耐久特性，尤其能够对在轮胎变得磨损时设想对轮胎进行翻新。在各种翻新步骤期间，有时会发生轮胎无法翻新，这是因为轮胎已经受到穿过胎面的机械或化学侵蚀，其已经损害胎冠增强件。如上所述，为了对抗这些潜在的侵蚀形式，这种轮胎包括至少一个保护层，所述至少一个保护层的主要功能是保护胎冠增强件和胎体增强件的剩余部分。

这些保护层的性质，更特别是组成这些保护层的增强元件的性质导致轮胎成本和重量的不可忽略的增加。

因此，本发明人设定了提供用于“重型货物”类型的重型车辆的轮胎的任务，所述轮胎的耐久性和磨损性能得以保持，但其制造成本更低，且有利地具有降低的重量。

发明内容

根据本发明，该目的通过一种具有径向胎体增强件的轮胎实现，所述径向胎体增强件由至少一个金属增强元件层构成，所述轮胎包括本身由胎面径向覆盖的胎冠增强件，所述胎面经由两个胎壁连接至两个胎圈，所述胎冠增强件包括至少一个轴向连续层，所述至少一个轴向连续层由在轴向方向上布置成彼此接触，且各自由至少一个多层层合物形成的至少两个条带组成，所述至少两个条带的侧边缘基本上圆周定向，所述至少一个轴向连续层的宽度大于胎面宽度的一半，所述胎面有利地位于赤道平面的中心，且每个层合物包括放置于两个橡胶组合物层之间并与所述两个橡胶组合物层接触的至少一个多轴拉伸的热塑性聚合物膜。

轴向连续层的轴向宽度在轮胎的横向横截面上进行测量的，因此轮胎处于未充气状态。

当将轮胎安装于其实用轮辋上并充气至其标称压力时，在两个胎肩端部之间测量胎面的轴向宽度。

在轮胎的胎肩区域中，胎肩端部由一方面胎面的轴向外端的表面(胎面花纹块的顶部)的切线与在另一方面胎壁的径向外端的表面的切线的交叉点在轮胎的外表面上的正交投影限定。

在本发明的含义中，侧边缘基本上为圆周定向的表述意指所述边缘与圆周方向形成的角度包括在关于0°的+2.5°到-2.5°的范围内。

在本发明的含义中，“层合物”或“多层层合物”对应于包括至少两个彼此接触的平面或非平面形状的层的任何产品，这些层可以被连结或连接在一起或者不被连结或连接在一起；“连结”或“连接”的表述应广义地解释为包括连结或组装的所有方式，特别地通过粘合。

有利地，根据本发明，所述至少一个轴向连续层构成胎冠增强件的径向最外层。

还有利地，根据本发明，所述至少两个条带的侧边缘径向重叠。换言之，在子午平面中，在轴向方向上相邻的两个条带的轴向端部径向重叠。

在轮胎已经固化之后，端部的所述重叠更有利地仍然为至少4毫米。条带边缘的这种重叠状态可以确保层的轴向连续性。此外，已知各种构件(在此情况中为条带)之间的界面为损害轮胎耐久性的潜在问题的可能来源，所述重叠有助于轴向连续层的良好粘结。

本发明人已能够证明，根据本发明的以此方式制得的轮胎的确有效地导致了就胎冠和胎体增强件保护而言完全令人满意的结果。由至少两个条带组成的轴向连续层具有柔性且高度可变形的结构，已出乎意料地证明提供了对穿刺力的高抗性，所述至少两个条带在轴向彼此接触放置，且各自由多层层合物形成。已经发现所提供的保护等同于之前提及的用金属帘线增强的保护层的保护。

使用若干条带构成所述轴向连续层可以获得完美符合轮胎曲率的层而无论轴向曲率的大小为多少，所述数个条带在轴向方向上彼此接触放置，并各自由多层层合物形成。具体地，条带由层合物构成，所述层合物在结构变形方面的特性能够被限制。当在轴向方向上超过曲率半径的特定量值时，过宽的条带，特别是宽度为层的宽度的单个条带，可能破坏轮胎的最佳的构成。

根据本发明的优选实施方案，形成轴向连续层的条带的宽度在20至40毫米之间。低于该值，则构成轴向连续层所需的条带数量变得过多；有利地，条带之间的界面数量尽可能低，以保持轮胎最佳耐久性。

此外，构成轴向连续层的有限数量的条带可以限制轮胎制造过程中的产品铺设操作的数量，并因此有助于使生产成本保持尽可能低。

还有利地，构成轮胎的轴向连续层的条带都具有相同的宽度，以便简化轮胎工业化规模的建造。

测试也已证实多层层合物也具有形成对水和氧气的阻挡功能，水和氧气这两种成分对存在于构成胎冠增强件和胎体增强件的层中的金属帘线都具有腐蚀性。

本发明人也已能够证实，由至少两个条带(其在轴向方向上彼此接触放置，且各自由多层层合物形成)构成的轴向连续层的存在可以免除对于由增强元件构成的保护层的需要，并同时在同一时间保持对胎冠增强件和胎体增强件的充分保护，以防止通过胎体的攻击。

此外，所述层合物的厚度及其重量显著低于用金属缆线增强的保护层的厚度和重量。根据本发明的层合物的最后一个优点在于其成本，其成本显著低于旨在用作保护层的增强元件层的成本。

根据本发明的一个优选实施方案，对于在子午平面中的包括至少两个圆周连续的切口的胎面，轴向连续层的轴向端部分别位于两个不同的圆周连续的切口的轴向最外点的轴向外部。

胎面的圆周连续的切口为例如出现在重型货物车辆轮胎上的圆周凹槽。这些凹槽具有去除水的显著功能，并且还使得轮胎在接地胎面中更平坦。

“圆周连续”的表述意指切口遍布整个轮胎而无中断。

这些凹槽的宽度和深度使其执行它们的如下功能：为可能损伤胎面的成分提供了通道，特别是在这些凹槽所形成的空隙中。由于胎面的厚度在这些凹槽区域中更小，特别是由于它们的深度，因此在这些区域中胎冠增强件和胎体增强件增强元件受损坏的风险特别高。

根据本发明的一个优选实施方案，轴向连续层的每个轴向端部在轴向最外的圆周切口的轴向最外点的轴向外部。

特别就旨在被装配至车辆的从动轴的轮胎而言，该优选实施方案可以将轴向连续层安装至轮胎的所有凹槽之下。

就旨在被装配至车辆的转向轴的轮胎而言，测试已显示，轴向连续层与仅仅一些凹槽径向重叠，并且更具体地至少两个在轮胎的两侧上的轴向最外凹槽不与轴向连续层径向重叠，是足以保护胎冠和胎体增强件增强元件的。

根据本发明的一个优选实施方案，轴向连续层的轴向端部与轴向最靠近所述轴向连续层的端部的圆周连续的切口的轴向最外点之间的轴向距离小于12毫米。

根据本发明的该优选实施方案，轴向连续层的端部的放置可以进一步改进轮胎的耐久特性，轴向连续层的端部位于轮胎被加热最少的胎面区域中。

根据本发明的一个优选实施方案，轴向连续层的轴向端部与轴向最靠近所述轴向连续层的端部的圆周连续的切口的轴向最外点之间的轴向距离大于4毫米。这样的数值特别确保了免于可能来自圆周连续的切口内的任何攻击。

当轴向连续层的每个轴向端部在轴向最外的圆周切口的轴向最外点的轴向外部时，因此轴向连续层的轴向端部与轴向最外的圆周连续的切口的轴向最外点之间的轴向距离大于4毫米，并有利地小于12毫米。

根据本发明的一个有利的实施方案，轮胎的胎冠增强件包括彼此圆周接触设置的至少两个层合物以形成圆周条带。

这种布置使得层合物经受轮胎成形操作，特别是在轮胎固化阶段过程中，而层合物的特性不被改变。

还有利地，所述至少两个层合物的端部在圆周方向上径向重叠，以便确保条带在整个周边上的连续性。在轮胎已经固化之后，端部的所述重叠更有利地仍然为至少4毫米。

根据本发明的这些有利的实施方案的一些优选模式，所述至少两个层合物在圆周方向上具有基本相等的长度。

还有利地，在圆周方向上层合物的端部具有切口，所述切口与圆周方向形成基本与径向最靠近轴向连续层的胎冠增强件的增强元件的角度相等的角度。

还优选地，根据本发明，在构成轴向连续层且轴向相邻的至少两个条带(每个条带包括彼此接触圆周放置以形成圆周条带的至少两个层合物)的情况下，层合物的重叠区域从一个条带至另一条带圆周偏移。根据本发明的该优选实施方案，在两个相邻条带之间的两个层合物之间的界面可以沿着圆周偏移，并因此避免该界面的长度在轴向方向上超过条带的宽度。

根据本发明，可使用任何多轴拉伸的热塑性聚合物膜，其意味着所述多轴拉伸的热塑性聚合物膜在多于一个方向上被定向拉伸。这种多轴拉伸膜是公知的，并且目前主要用于包装工业、农业食品工业、电气领域中，或者用作磁性涂层的背衬。

所述多轴拉伸膜根据各种公知的拉伸技术制备，所有拉伸技术旨在在多个主要方向上赋予膜优良的机械特性而非如常规热塑性聚合物(例如，PET或“尼龙”)纤维的情况那样仅在一个方向上赋予膜优良的机械特性，所述公知的常规热塑性聚合物纤维在熔融状态下拉引时被单轴拉伸。

这种技术需要在数个方向上多次拉伸，纵向、横向拉伸、平面拉伸。举例而言，可特别提及双轴吹塑拉伸技术。拉伸操作可在单次操作或多次操作中进行，且多次拉伸操作可为同时的或依次的。所应用的一个或多个拉伸度取决于最终目标机械性质，且通常高于2。

多轴拉伸热塑性聚合物膜及其获得方法已在许多专利文献中描述，例如在文献FR2539349(或GB2134442)、DE3621205、EP229346(或US4876137)、EP279611(或US4867937)、EP539302(或US5409657)和WO2005/011978(或US2007/0031691)中。

优选地，无论考虑什么张力方向，所用的热塑性聚合物膜的伸长模量(其表示为E)大于500MPa(尤其是500至4000MPa之间)，更优选地大于1000MPa(尤其是1000至4000MPa之间)，还更优选地大于2000Mpa。模量E的值在2000至4000MPa之间，特别是3000至4000MPa之间是特别期望的。

根据另一个优选实施方案，无论考虑何种张力方向，热塑性聚合物膜的最大拉伸应力(其由σ_max表示)优选大于80MPa(尤其是80至200MPa之间)，更优选大于100MPa(尤其是100至200MPa之间)。应力σ_max值高于150MPa，尤其是在150至200MPa之间是特别期望的。

根据另一优选实施方案，无论考虑何种张力方向，热塑性聚合物膜的由Yp表示的塑性变形阈值(也称为“屈服点”)大约超过3％伸长率，尤其是3％至15％伸长率之间。Yp值超过4％，特别是包括在4％至12％之间是特别期望的。

根据另一优选实施方案，无论考虑何种张力方向，热塑性聚合物膜在断裂处的伸长率(由Ar表示)大于40％(尤其在40％至200％之间)，更优选大于50％。Ar值在50％至200％之间是特别期望的。

上述机械特性对于本领域技术人员而言是公知的，并且由力-伸长率曲线而推导出，所述力-伸长率曲线例如对于厚度大于1毫米的条带根据标准ASTMD638-02测得，或者可替代地对于厚度至多为1毫米的薄板或薄膜根据标准ASTMD882-09测得；上文给出并以MPa计的模量E和应力σ_max的值是相对于拉伸测试试样的初始横截面而进行计算。

所用的热塑性聚合物膜优选为热稳定类型，这意味着在拉伸之后，其已经经受一种或多种热处理，所述热处理旨在以已知的方式限制所述热塑性聚合物膜的高温热收缩(或皱缩)；这样的热处理可以尤其涉及退火、回火，或这样的退火或回火的组合。

因此，优选地，所用的热塑性聚合物膜在150℃下30分钟之后其长度的相对收缩表现为小于5％，优选小于3％(除非另外指出，根据ASTMD1204-08测得)。

所用的热塑性聚合物的熔点优选选择在100℃以上，更优选150℃以上，特别是200℃以上。

热塑性聚合物优选选自聚酰胺、聚酯和聚酰亚胺，更特别地选自聚酰胺和聚酯。在聚酰胺中，可特别提及聚酰胺-4,6、6、6,6、11或12。对于聚酯，可例如提及PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PBN(聚萘二甲酸丁二醇酯)、PPT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)、PPN(聚萘二甲酸丙二醇酯)。

热塑性聚合物优选为聚酯，更优选为PET或PEN。

多轴拉伸的PET热塑性聚合物膜的例子为，例如，以商品名“Mylar”和“Melinex”(DuPontTeijinFilms)，或可替代的为“Hostaphan”(MitsubishiPolyesterFilm)市售的双轴拉伸的PET膜。

在本发明的多层层合物中，热塑性聚合物膜的厚度优选为0.05至1毫米之间，更优选为0.1至0.7毫米之间，还更优选为0.20至0.60毫米之间。

热塑性聚合物膜可以含有添加剂，将所述添加剂特别是在形成聚合物之时添加至聚合物，这些添加剂可以例如为抗老化剂、增塑剂、填料(如二氧化硅、粘土、云母、高岭土或甚至短纤维)；填料可以例如用于使膜的表面粗糙，并因此有助于改进其胶粘剂吸纳(prisedecolle)和/或其粘附橡胶层，所述膜旨在与所述橡胶层接触。

根据本发明的一个实施方案，构成根据本发明的多层层合物的每个橡胶组合物层(或下文的“橡胶层”)基于至少一种弹性体。

优选地，弹性体为二烯弹性体。在已知方式中，二烯弹性体可以分为两类：“基本上不饱和的”的二烯弹性体和“基本上饱和的”的二烯弹性体。“基本上不饱和的”意指至少部分衍生自二烯源(共轭二烯)嵌段或单元含量高于15％(mol％)的共轭二烯单体的二烯弹性体；因此，诸如丁基橡胶或EPDM型的二烯与α-烯烃的共聚物的二烯弹性体不落入如上定义中，并可特别地适于作为“基本上饱和的”二烯弹性体(其中二烯源嵌段含量低或极低，总是在15％以下)。在“基本不饱和的”二烯弹性体的类别中，“高度不饱和的”二烯弹性体特别地意指二烯源(共轭二烯)嵌段含量高于50％的二烯弹性体。

尽管本发明适用于任何类型的二烯弹性体，但本发明优选使用高度不饱和型的二烯弹性体进行实施。

该二烯弹性体更优选选自聚丁二烯(BR)、天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯的各种共聚物、异戊二烯的各种共聚物和这些弹性体的混合物，这种共聚物特别地选自丁二烯-苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯-丁二烯共聚物(BIR)、异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIR)和异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBIR)。

一个特别优选的实施方案是使用“异戊二烯”弹性体，即异戊二烯的均聚物或共聚物，换言之，选自如下材料的二烯弹性体：天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种异戊二烯的共聚物和这些弹性体的混合物。异戊二烯弹性体优选为天然橡胶或顺式-1,4型合成聚异戊二烯。在这些合成聚异戊二烯中，优选使用顺式-1,4键含量(mol％)高于90％，还更优选高于98％的聚异戊二烯。根据一个优选实施方案，每个橡胶组合物层含有50至100phr的天然橡胶。根据其他优选实施方案，二烯弹性体可以全部或部分地由另一二烯弹性体组成，例如，可选地与另一弹性体(例如BR型弹性体)混合的SBR弹性体。

橡胶组合物可含有仅一种二烯弹性体或若干种二烯弹性体，该(这些)二烯弹性体可以与不同于二烯弹性体的任何类型的合成弹性体，或甚至与不同于弹性体的聚合物结合使用。橡胶组合物也可含有全部或一些常用于旨在用于构造轮胎的橡胶基质中的添加剂，例如增强填料(如炭黑或二氧化硅)、偶联剂、抗老化剂、抗氧化剂、增塑剂或增量油(无论增量油是否为芳族性质或非芳族性质(特别地，极弱芳族或完全非芳族的油，例如环烷油或链烷油型、具有高粘度或优选为低粘度，MES或TDAE油))、具有30℃以上的高Tg的增塑树脂、有助于未加工态的组合物的加工的加工试剂、增粘树脂、抗硫化返原剂、亚甲基受体和给体(例如HMT(六次甲基四胺)或H3M(六(甲氧基甲基)三聚氰胺))、增强树脂(如间苯二酚或双马来亚酰胺)、金属盐类型(例如特别是钴、镍或镧系元素的盐)的已知助粘体系、交联或硫化体系。

优选地，用于橡胶组合物的交联体系是称为硫化体系的体系，即基于硫(或硫给体)和主硫化促进剂的体系。各种已知的第二促进剂或硫化活化剂可加入所述基本的硫化体系。硫以0.5至10phr之间的优选比率使用，主硫化促进剂(例如次磺酰胺)以0.5至10phr之间的优选比率使用。增强填料(例如炭黑或二氧化硅)的水平优选高于50phr，特别是在50至150phr之间。

所有类别的炭黑，特别是常用于轮胎中(所谓的轮胎级炭黑)的HAF、ISAF、SAF型炭黑适合作为炭黑。在这些炭黑中，可以更特别地提及(ASTM)300、600或700级的炭黑(例如N326、N330、N347、N375、N683、N772)。BET表面积小于450m²/g，优选为30至400m²/g之间的沉淀二氧化硅或热解二氧化硅尤其适合作为二氧化硅。

根据本说明书，本领域技术人员将了解如何调节橡胶组合物的配方以获得期望的特性水平(尤其是弹性模量)，以及如何使配方适于与增强层和/或周围聚合物混合物(例如特别是在胎冠增强件和胎面中的增强元件的层)的性质相配。

优选地，交联态的橡胶组合物的割线伸长模量在10％伸长率下，为4至25MPa之间，更优选4至20MPa之间；已证实尤其是5至15MPa之间的值特别适用于增强轮胎外胎的带束。除非另外指出，模量测量根据标准ASTMD412,1998(测试试样“C”)在张力下进行。“真”割线模量(即相对于测试试样的实际横截面积)在10％伸长率下在第二次伸长(即在一个调试周期之后)中进行测量，并在本文表示为Ms且以MPa计(根据标准ASTMD1349，1999，正常温度和湿度条件)。

在根据本发明的多层层合物中，每个橡胶层的厚度优选为0.05至2毫米之间，更优选为0.1至1毫米之间，还更优选为0.2至0.8毫米之间。

根据一个优选实施方案，在根据本发明的多层层合物中，热塑性聚合物膜具有粘合剂层，该粘合剂层面向与其接触的每个橡胶组合物层。

为了使橡胶结合至热塑性聚合物膜，可以使用任何适合的粘合剂体系，例如简单的“RFL”(间苯二酚-甲醛-乳胶)型的织物胶粘剂(其含有至少一种二烯弹性体，如天然橡胶)，或者已知在橡胶与常规热塑性纤维(如聚酯或聚酰胺纤维)之间提供令人满意的粘附的任何等同的胶粘剂。

举例而言，施用胶粘剂的工艺可以基本上包括如下连续步骤：经过胶粘剂浴，之后进行旋转(essorage)(例如通过吹送、校准(calibrage))以去除过多的胶粘剂；然后例如通过经过烘箱(例如在180℃下30s)进行干燥，随后最后进行热处理(例如在230℃下30s)。

在如上胶粘剂涂布步骤之前，可有利的是例如通过机械和/或物理和/或化学途径来活化膜表面，以便改进胶粘剂的吸纳和/或膜与橡胶的最终粘附。机械处理可以例如包括锤击或刮擦表面的在前步骤；物理处理可以例如包括利用辐射(如电子束)进行处理；化学处理可以例如包括预先经过环氧树脂和/或异氰酸酯化合物的浴。

由于热塑性聚合物膜的表面通常特别光滑，因此可以也是有利的将增稠剂添加至所用的胶粘剂，从而在所述膜涂布胶粘剂的同时提高所述膜的总体胶粘剂吸纳。

本领域技术人员将易于理解，在多层层合物中，在轮胎的最终固化(交联)之时，明确提供热塑性聚合物膜和与其接触的每个橡胶层之间的连接。

根据本发明的实施方案的可替代的形式中，轮胎的胎冠增强件由至少两个不可延展的增强元件的工作胎冠层形成，所述不可延展的增强元件从一层交叉至另一层，从而与圆周方向形成10°至45°之间的角度。

根据本发明的实施方案的其他可替代的形式中，胎冠增强件还包括至少一个圆周增强元件层。

根据本发明的前述实施方案的任意一种，胎冠增强件可进一步由不可延展的钢金属增强元件的三角层，在胎体增强件与最靠近所述胎体增强件的径向内部工作层之间的径向内部进行补充，所述不可延展的钢金属增强元件与圆周方向形成大于60°的角度，并在与由胎体增强件的径向最靠近的层的增强元件所形成的角度的方向相同的方向上。

根据本发明的一个有利的实施方案，轴向连续层的轴向宽度小于最窄工作层的轴向宽度。根据该实施方案，在最窄工作层的端部与轴向连续层的端部之间在轴向方向上测得的距离大于或等于10毫米。这样的实施方案具有经济上的益处，因为其限制了轴向连续层的宽度，并且其具有与轮胎重量相关的益处。此外，本发明人已能够证实，轮胎遭受的攻击在胎面中心部分更频繁。因此，具有比胎冠增强件的其他层更窄宽度的轴向连续层足以保护所述其他层。

根据本发明的另一实施方案，轴向连续层的轴向宽度比最窄工作层的轴向宽度大，从而使得所述轴向连续层与最窄工作层的边缘重叠。

在根据本发明的层合物上进行的测试也已显示，尤其由于层合物的厚度小于含有增强元件的保护层的厚度，轴向连续层还具有显示出极低滞后的优点。制造轮胎的该元件的这种滞后特性的降低可以降低所述轮胎的滚动阻力。

附图说明

通过给出的本发明的一些示例性实施方案的描述并参照图1至4，本发明的其他有利细节和特征在下文将变得显而易见，图1至4描述了：

-图1根据本发明的轮胎的视图的子午线图，

-图2图1的轮胎的半视图的示意性描述，其关于表示圆周中平面或赤道平面的轴线XX’而对称延伸，

-图3根据本发明的构成条带的层合物的横截面图的示意性描述，

-图4构成条带的两个层合物之间的接合的示意性描述。

为了易于理解，附图未按比例描绘。

具体实施方式

在图1中，尺寸为315/70R22.5的轮胎1包括锚固在围绕胎圈金属丝4的两个胎圈3中的径向胎体增强件2。胎体增强件2由单个金属帘线层形成。胎体增强件2被胎冠增强件5环箍，胎冠增强件5本身被胎面6覆盖。

如图2所示，胎冠增强件5从内向外径向由如下形成：

-第一工作层51，其由未包封的不可延展的金属帘线11.35形成，所述未包封的不可延展的金属帘线在帘布层的整个宽度上连续，并以18°的角度定向，

-圆周增强元件的层52，其由“双模(bi-module)”型的钢21x23构成的金属帘线形成，

-第二工作层53，其由未包封的不可延展的金属帘线11.35形成，所述未包封的不可延展的金属帘线在帘布层的整个宽度上连续，以18°的角度定向，并与所述第一工作层的金属帘线交叉，

-轴向连续层7，其由七个条带8构成，所述七个条带8在轴向方向上彼此接触的放置，且各自由根据本发明的多层层合物9形成。

每个条带8的宽度为30毫米，以形成大约180毫米的轴向连续层的总宽度。根据本发明，条带8的宽度为20至40毫米之间。

通过条带8的边缘的径向重叠而获得层7的轴向连续性。因此，在图2中，两个相邻条带的轴向端部沿着等于5毫米的长度L上径向重叠。根据本发明，该值有利地大于4毫米。

每个条带8由多层层合物9形成，所述多层层合物9本身由多轴拉伸的热塑性聚合物膜91构成，所述多轴拉伸的热塑性聚合物膜91放置于与其接触的两个橡胶层92、93之间。

胎面6包括六个圆周连续的凹槽10或切口。

根据本发明，轴向连续层7的轴向外端11在轴向上与凹槽8的轴向最外点12相隔距离d，距离d等于10毫米，因此所述距离d为4至12毫米之间。

在图3中更详细示出的多层层合物9由“夹在”两个橡胶组合物层92、93之间的双轴拉伸PET膜91组成，所述双轴拉伸PET膜91的厚度e₁约等于0.35毫米，所述橡胶组合物层的厚度e₂约等于0.4毫米，因此层合物9的总厚度(e₁+2e₂)大约为1.15毫米。所用的橡胶组合物为在用于充气轮胎外胎的金属带束帘布层的压延中常用的组合物，其基于天然橡胶、炭黑、硫化体系和常见添加剂。PET膜与每个橡胶层之间的粘附由RFL型胶粘剂确保，所述RFL型胶粘剂以如前所述的已知方式施用。

图4非常示意地示出了在车轮的一个回转中构成条带8的两个部分9a和9b之间的接合，在该特定情况中，每个部分覆盖大约180°的扇区。为了使图更易于理解，所述两个部分的边缘略微偏移。在固化之后，所述部分9a和9b的边缘保持径向长度l为5毫米的重叠，所述长度l在圆周方向CC’上测得。

根据本发明，所述部分9a和9b的端部以相对于圆周方向CC’等于18°的角度α定向，所述角度α与工作层53的增强元件相对于圆周方向所形成的角度相同。

无论考虑何种张力方向，多轴拉伸热塑性聚合物膜具有如下机械特性：

-高于500MPa的拉伸模量E；

-高于100MPa的最大拉伸应力σ_max；

-5％至10％之间的塑性变形阈值Yp；

-在表示为Ar的断裂处大于50％的伸长率。

可以在被称为贯入度测试中评估由多层层合物赋予的保护品质，所述贯入度测试涉及通过贯穿探针测量耐贯穿性。该测试的原理是公知的，并在例如标准ASTMF1306-90中描述。

在对比贯穿度测试过程中，测量如下：

-在一方面，如上所述的多层层合物9；

-在另一方面，为了对比，通常用作重型载货车辆轮胎中的保护层的增强元件层。所述增强元件层由层间距为大约2.5毫米的在平面中彼此平行设置的金属增强元件构成。所述增强元件在两个压延橡胶层中涂布，以在帘线背部上形成等于e₂(即大约0.4毫米)的厚度。

通常用作保护层的所述层的增强元件为具有所谓的“6x0.35”或“3x2x0.35”构造的多股绳，这意味着所述绳各自由直径为0.35毫米的两条线的三个股构成，所述三个股通过成缆而彼此组装，从而形成弹性金属帘线。这些帘线的总直径(或包络直径)为大约1.4毫米，这意味着最终金属织物具有大约2.2毫米的总厚度。

所用的金属贯穿探针具有圆柱形形状(直径4.5±0.05毫米)，在其端部为锥形(锥角30°±2)，并被截断至直径为1毫米。将所测试的复合材料测试试样(根据本发明的多层层合物或对照金属织物)固定至18毫米厚的金属支座，所述金属支座与贯穿探针成直线被刺穿而具有直径12.7毫米的孔，以使得贯穿探针自由通过经穿孔的测试试样及其背板。

为了表征耐刺穿性，记录了以10厘米/分钟的速度通过测试试样的如上贯穿探针(装配连接至拉伸测试机的传感器)的力-位移曲线。

下表提供了所记录的测量细节，基数100用于所述对照复合材料：弯曲模量表示力-位移曲线的初始梯度；贯穿力为在贯穿探针的尖端贯穿测试试样之前所记录的最大力；在贯穿处的伸长率为在贯穿之时记录的相对伸长率。

	厚度(毫米)	弯曲模量	贯穿力	贯穿伸长率
					对照物	2.20	100	100	100
本发明	1.15	93	92	103

通过研究该表格，应注意，尽管根据本发明的多层层合物具有比对照解决方法实际降低一半的厚度，且尽管不存在增强线，所述多层层合物仍然具有几乎等同于常规金属织物的耐刺穿性。

对如附图所示的根据本发明制造的轮胎和其他使用所谓的参照轮胎进行行驶测试。

所述参照轮胎与根据本发明的轮胎的不同在于存在代替所述轴向连续层的如上所述的保护层。

在施加4415daN的负载并且为40km/h的速度的测试机上，对轮胎进行滚筒行驶耐久性测试。在与应用于参照轮胎的那些条件相同的条件下，对根据本发明的轮胎进行测试。一旦轮胎开始显示退化，就停止行驶。

由此进行的测试显示，对于在这些测试的每一个中覆盖的距离，根据本发明的轮胎与参照轮胎基本上相同；所覆盖的距离大约为250000km。

此外，对于在测试期间所考虑的尺寸，层合物的质量比保护层的质量轻大约10倍，并且导致节省了大约3％的轮胎质量。

类似地，层合物的成本比增强元件层的成本便宜至少3倍，并且导致节省了轮胎大约3％的成本价格。

Claims

1.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构成，所述轮胎包括本身由胎面径向覆盖的胎冠增强件，所述胎面经由两个胎壁连接至两个胎圈，其特征在于所述胎冠增强件包括至少一个轴向连续层，所述至少一个轴向连续层由在轴向方向上彼此接触布置，且各自由至少一个多层层合物形成的至少两个条带组成，且特征在于所述至少两个条带的侧面边缘基本上圆周定向，且特征在于所述至少一个轴向连续层的宽度大于所述胎面宽度的一半，且特征在于所述每个层合物包括放置在两个橡胶组合物层之间并与所述两个橡胶组合物层接触的至少一个多轴拉伸的热塑性聚合物膜。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述至少两个条带的侧面边缘径向重叠。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，所述胎面包括至少两个圆周连续的切口，其特征在于，在子午平面中，所述轴向连续层的轴向端部分别在所述两个不同的圆周连续的切口的轴向最外点的轴向外部。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述轴向连续层的每个轴向端部在所述轴向最外的圆周切口的轴向最外点的轴向外部。

5.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述轴向连续层的轴向端部与轴向最靠近所述轴向连续层的端部的圆周连续的切口的轴向最外点之间的轴向距离小于12毫米。

6.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述轴向连续层的轴向端部与轴向最靠近所述轴向连续层的端部的圆周连续的切口的轴向最外点之间的轴向距离大于4毫米。

7.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，至少一个条带包括彼此接触圆周放置的至少两个多层层合物以形成圆周连续的条带。

8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，在圆周方向上所述至少两个多层层合物的端部具有切口，所述切口与圆周方向形成的角度基本上与径向最靠近所述轴向连续层的胎冠增强件的增强元件的角度相等。

9.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，无论考虑何种张力方向，所述热塑性聚合物膜具有大于500MPa的由E表示的伸长模量。

10.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，无论考虑何种张力方向，所述热塑性聚合物膜具有大于80MPa的由σ_max表示的最大拉伸应力。

11.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，无论考虑何种张力方向，所述热塑性聚合物膜具有大于40％的由Ar表示的断裂处的伸长率。

12.根权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述热塑性聚合物膜是热稳定的。

13.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述热塑性聚合物为聚酯。

14.根据权利要求13所述的轮胎，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。

15.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述热塑性聚合物膜的厚度为0.05至1毫米之间。

16.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，每个橡胶组合物层的厚度为0.05至2毫米之间。

17.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件由至少两个不可延展的增强元件的工作胎冠层形成，所述不可延展的增强元件从一层交叉至另一层，并与圆周方向形成10°至45°之间的角度。

18.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件包括至少一个圆周增强元件的层。

19.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件还包括由金属增强元件形成的三角层，所述金属增强元件与圆周方向形成大于60°的角度。