CN104411514B - 包括由多种弹性体共混物形成的胎面的轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括径向胎体帘布层的轮胎。所述轮胎包括胎冠帘布层,所述胎冠帘布层在径向上由胎面覆盖,所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈,所述胎面包括弹性体共混物的至少两个径向堆叠的层,并在中心处具有比在其轴向外部部分更低的沟槽率。所述胎面的第一弹性体共混物层由形成至少延伸至中平面的区域中的部分的第一弹性体共混物和由第二弹性体共混物形成的至少两个轴向外部部分形成,其中所述第一弹性体共混物具有65以上的宏观分散评级Z和0.120以下的表示为tan(δ)max的最大tan(δ)值,且所述第二弹性体共混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%具有比所述第一弹性体共混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值大至少10%的值。
Description
技术领域
本发明涉及一种旨在装配至重型车辆的具有径向胎体增强件的轮胎,所述重型车辆例如运输车辆或“工业”车辆。所述轮胎特别地为轴向宽度大于37英寸的轮胎。
尽管不限于此类应用,但本发明更特别地参照重量超过300吨,装配有直径大于3米50且轴向宽度大于37英寸的轮胎的“倾卸车”型车辆而进行描述。
背景技术
通常旨在承载重载荷的这种轮胎包括径向胎体增强件和胎冠增强件,所述胎冠增强件由至少两个工作胎冠帘布层组成,所述至少两个工作胎冠帘布层由不可伸展的增强元件形成,所述不可伸展的增强元件从一个帘布层交叉至下一帘布层,并与周向方向形成在10和45°之间的相等或不相等的角度。
就用于工业车辆的轮胎的惯常设计而言,锚固在每个胎圈中的径向胎体增强件由至少一层金属增强元件组成,所述元件在层内基本彼此平行。胎体增强件通常由胎冠增强件覆盖,所述胎冠增强件由金属增强元件的至少两个工作胎冠层组成,然而,这些金属增强元件从一层交叉至下一层,并与周向方向形成在10和65°之间的角度。在胎体增强件和工作胎冠层之间通常存在增强元件的两个层,所述增强元件以小于12°的角度从一个帘布层交叉至下一帘布层;增强元件的这些层的宽度通常小于工作层的宽度。在径向上在工作层的外部还存在保护层,所述保护层的增强元件处于在10和65°之间的角度。
胎面在径向上在胎冠增强件的外部,所述胎面通常由旨在以接触斑块与地面接触的聚合物材料组成,轮胎在所述接触斑块中与地面接触。
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展的。
当帘线在等于断裂载荷的拉伸力下显示出至少等于3%的相对伸长,且最大正切模量小于150GPa时,所述帘线被称为是弹性的。
轮胎的周向方向或纵向方向为对应于轮胎的周边并由轮胎的行驶方向所限定的方向。
轮胎的旋转轴线为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的旋转轴线的平面。
周向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。
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“在轴向上在……内部或分别地在轴向上在……外部”意指“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“在径向上在……内部或分别地在径向上在……外部”意指“从轮胎的旋转轴线测得的径向距离分别小于或大于”。
在车辆的情况中,特别是旨在在矿山或采石场中用于运输负载的那些车辆的情况中,有关进场路线和盈利率要求的难度引导这些车辆的制造者增加它们的承载能力。因此车辆日益变大,因此日益变重,使得它们可运输日益变重的载荷。在目前,这些车辆可达到数百吨的重量,可运输的载荷重量也如此;因此总重量可高达600吨。
因此对轮胎有增加的要求。轮胎同时必须显示出就磨损而言的良好性能,能够传输必要的转矩以及能够承受特别地来自在轨道上遇到的岩石的攻击。
因此,文献FR 1445678提出在轴向方向上选择不同的材料用于形成胎面。中心部分可由比侧面部分更耐磨的材料组成。
耐磨材料通常具有就滞后性质而言的劣化。因此,已知的实践是,轮胎胎面由两种不同的材料的径向叠置制得,以达到对于预期应用令人满意的磨损性质与滞后性质之间的折中。
这种轮胎例如描述于文献US 6,247,512中。该文献描述了叠置材料的两个层以形成胎面,外部材料与地面接触,且特别地具有就磨损而言更好的性能,而内部材料具有可能限制胎冠区域中的轮胎温度增加的滞后性质。
在此类轮胎的情况下,存在于胎面上的花纹也可在轴向方向上变化,因此已知的实践是在中心部分具有更低的空穴比以传输扭矩,而且在岩石更难以去除的中心部分中避免攻击。
胎面的空穴比根据本发明定义为刀槽花纹或沟槽的表面积与胎面的总面积的比例。因此胎面的一部分的空穴比根据本发明定义为存在于胎面的所述部分中的刀槽花纹或沟槽的表面积与胎面的所述部分的总表面积的比例。
发明内容
本发明人设定如下任务:提供具有磨损、耐攻击性和耐久性的各个性能方面之间的甚至更好的折中的轮胎。
根据本发明,该目的已使用一种具有径向胎体增强件的轮胎实现,所述轮胎包括胎冠增强件,所述胎冠增强件本身在径向上由胎面覆盖,所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈,所述胎面包括共混弹性体配混物的至少两个层,所述至少两个层径向重叠,且所述至少两个层在中心部分中的空穴比低于在轴向外部部分的空穴比,所述胎面的共混弹性体配混物的第一层由形成至少延伸至赤道平面的区域中的部分的第一填充共混弹性体配混物和由第二共混弹性体配混物形成的至少两个轴向外部部分组成,所述第一填充共混弹性体配混物具有高于55的宏观分散Z值和低于0.120的表示为tan(δ)max的最大tan(δ)值,且所述第二共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%具有比所述第一共混弹性体配混物在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%的值。
填充共混弹性体配混物的高于55的宏观分散Z值意指填料以55或更高的分散Z值分散于组合物的弹性体基体中。
在本说明书中,填料在弹性体基体中的分散通过Z值表征,所述Z值使用由S.Otto等人在“Kautschuk Gummi Kunststoffe,58Jahrgang,NR7-8/2005”中描述的方法(其符合ISO标准11345)在交联之后测得。
使用如下等式,Z值计算基于如通过包括由Dynisco公司提供的操作指示和“disperDATA”开发软件的“disperGRADER+”装置所测得的其中填料未分散的表面积的百分比(“未分散%面积”):
Z=100-(未分散%面积)/0.35
未分散百分比面积本身使用照相机测得,所述照相机在以30°角度入射的光下看向试样的表面。浅色的点与填料和附聚物相关,而暗点与橡胶基体相关;数字处理操作将图像转化为黑白图像,并允许以S.Otto在上述文献中描述的方式确定未分散面积的百分比。
Z值越高,则填料越好地分散于橡胶基体中(100的Z值对应于完美分散,0的Z值对应于普通分散)。55或更高的Z值被认为是对应于填料在弹性体基体中的令人满意的分散。特别地,在由炭黑和白填料的混合物组成的增强填料的情况中,55或更高的Z值对应于填料在弹性体基体中的良好分散。
使用已知方法制备组成胎面的共混弹性体配混物。
为了获得高于55的宏观分散Z值,组成径向外部部分的共混弹性体配混物可有利地通过形成二烯弹性体和增强填料的母料而制得。
在本发明的含义内,“母料”(该英文术语常常使用)意指其中已引入填料的弹性体基复合材料。
存在获得二烯弹性体和增强填料的母料的各种方式。特别地,一类解决方法为在“液”相中混合弹性体和填料,以改进填料在弹性体基体中的分散。为此,利用胶乳形式的弹性体(其采用分散于水中的弹性体粒子的形式)和填料的水分散体(即分散于水中的填料,通常称为“浆料”)。
因此,根据本发明的可选择的形式中的一个,通过液相混合含有天然橡胶的二烯弹性体胶乳和含有炭黑的填料的水分散体而获得母料。
还更优选地,根据本发明的母料使用如下过程步骤获得,所述过程步骤有可能获得填料在弹性体基体中的极好分散:
-将二烯弹性体胶乳的连续第一流供应至混凝反应器的混合区,所述混凝反应器限定在所述混合区与出口之间延伸的细长混凝区,
-在压力下将含有填料的流体的第二连续流供应至所述混凝反应器的所述混合区,以通过在所述混合区中足够剧烈地混合第一流体和第二流体而在出口之前使用填料凝结弹性体胶乳,从而形成具有弹性体胶乳的混合物,所述混合物作为连续流向出口区流动,且所述填料能够使弹性体胶乳凝结,
-在反应器的出口处收集连续流形式的之前获得的凝结物,并干燥所述凝结物以回收母料。
在液相中制备母料的这种方法描述于例如文献WO 97/36724中。
损耗因数tan(δ)为共混橡胶配混物的层的动态性质。其根据标准ASTM D 5992-96使用粘度分析仪(Metravib VA4000)进行测量。记录在10Hz的频率和100℃的温度下经受简单交变正弦剪切应力的经硫化的组合物的样品(厚度为4mm,横截面为400mm2的圆柱状测试试样)的响应。变形扫描的振幅为0.1至50%(在向外周期中),然后50%至1%(在返回周期中)。利用的结果为复数动态剪切模量(G*)和损耗因数tan(δ)。在返回周期中,指出表示为tan(δ)max的tan(δ)的最大观察值。
滚动阻力为当轮胎滚动时产生的阻力,并且表示所述轮胎的升高温度。因此其由滞后损耗表示,所述滞后损耗与轮胎在一次转动中的变形相关。所用的材料的tan(δ)值在30和100℃之间在10Hz下测得,以引入由轮胎的旋转所导致的各种变形频率的影响。因此,在100℃下的tan(δ)的值对应于轮胎在行驶过程中的滚动阻力的指标。
各种测量在完全还未行驶的新轮胎上进行。
根据本发明的一个优选实施方案,所述胎面的中心部分的空穴比在2和15%之间,优选小于10%。
还优选地,所述胎面的轴向外部部分的空穴比在20和40%之间,优选小于30%。
本发明人已能够证实,第一填充共混弹性体配混物和第二共混弹性体配混物的组合产生耐磨性与耐攻击性之间的折中,并同时有利于传输转矩,所述第一填充共混弹性体配混物具有高于55的宏观分散Z值,并且为至少部分与具有最低空穴比的区域一致的用于胎面的第一层的中心部分的材料,所述第二共混弹性体配混物具有的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比所述第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%,并且为至少部分与具有最高空穴比的区域一致的用于胎面的轴向外部部分的材料。
具体地,如前所述,相比于轴向外部部分,胎面中间处的空穴比更低。胎面中心部分中的空穴比的所述降低有可能保护胎冠增强件免受攻击,这特别地为一种用以从胎面的所述中间部分中除去石头的微妙的商业技术。
其次,选择宏观分散Z值高于55的第一填充共混弹性体配混物作为用于胎面的中心部分的材料产生就这种轮胎的用途而言特别有利的磨损性质,本发明人已能够证实最显著的磨损发生在胎面的中心部分,所述胎面的中心部分为传输转矩时载荷最重的部分。
选择第二共混弹性体配混物(其具有的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比所述第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%)作为用于胎面的轴向外部部分的材料也有助于轮胎的更好的耐攻击性,特别是在胎面的具有最高空穴比的那些部分中。发生的情况是,第二共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%似乎有可能限制可能由于在胎面花纹中卡住的石头的存在而出现的起始裂纹的蔓延。第二共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的这种性质实际上提供其有利于耐攻击性的内聚性质。
最后,选择宏观分散Z值高于55的第一填充共混弹性体配混物作为也具有低于0.120的tan(δ)max值的胎面的中心部分的材料产生有利于降低轮胎发热的滞后性质,因此产生更好的轮胎耐久性。
有利地根据本发明,形成至少延伸至共混弹性体配混物的第一层的赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%高于1.4,并优选为2或更低。
还有利地根据本发明,形成共混弹性体配混物的第一层的所述至少两个轴向外部部分的第二共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%高于1.6,并优选为2.4或更低。
有利地根据本发明,第一共混弹性体配混物的比例MSA300/MSA100具有比第二共混弹性体配混物的比例MSA300/MSA100的值高至少5%的值。
拉伸测试有可能确定弹性应力和断裂性质。所述拉伸测试根据1988年9月的法国标准NF T 46-002进行。处理拉伸测试的结果有可能绘制模量随伸长变化的曲线。本文所用的模量为标称(或表观)割线模量,所述标称(或表观)割线模量在第一次伸长中测得,并相对于测试试样的初始横截面进行计算。标称割线模量(或表观应力,以MPa计)在第一次伸长中在100%和300%伸长下测得,并分别称为MSA 100和MSA 300。断裂应力(以MPa计)和断裂伸长(以%计)根据标准NF T 46-002在23℃±2℃和100℃±2℃下测得。
根据本发明的一个优选实施方案,形成至少延伸至共混弹性体配混物的第一层的赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物至少含有在10和70phr之间的比例使用的BET比表面积高于100m2/g的炭黑作为增强填料。
还优选地,形成至少延伸至共混弹性体配混物的第一层的赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物的增强填料含有如上所述炭黑和白填料的混合物作为增强填料,填料的总体水平在10和90phr之间,且炭黑与白填料的比例高于2.7。
选择如上所述的填料有可能进一步改进共混弹性体配混物的第一层的第一共混弹性体配混物的耐磨性质。
根据本发明的第一实施方案,根据本发明的轮胎包括共混弹性体配混物的至少两个径向叠置的层,如前所述的包括形成至少延伸至赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物和由第二共混弹性体配混物形成的至少两个轴向外部部分的第一层形成胎面的径向外层,所述径向外层旨在与地面接触。
根据所述第一实施方案,在径向上在所述第一层内部并与所述第一层接触的共混弹性体配混物的第二层有利地由如下共混弹性体配混物组成,所述共混弹性体配混物具有的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比所述第一层的第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%。
还有利地,在径向上在所述第一层内部并与所述第一层接触的共混弹性体配混物的第二层由与形成所述的共混弹性体配混物的第一层的轴向外部部分的第二共混弹性体配混物相同的共混弹性体配混物组成。
在径向上在第一层内部,且特别地在第一层的中心部分的内部的所述第二共混弹性体配混物的存在有可能限制可能在所述第一层的所述中心部分的胎面花纹的底部出现的裂纹的蔓延,因此有利于胎面的更好的耐攻击性。本发明人实际上能够证实,共混弹性体配混物的第二层的性质,特别是其在100℃下的复数动态剪切模量G*1%有可能限制在共混弹性体配混物的第一层中,特别是在所述第一层的中心部分中开始的裂纹的蔓延。共混弹性体配混物的第二层的性质实际上似乎对抗了层之间的界面处的裂纹的蔓延。
根据本发明的第二实施方案,根据本发明的轮胎包括共混弹性体配混物的至少两个径向叠置的层,如前所述的包括形成至少延伸至赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物和由第二共混弹性体配混物形成的至少两个轴向外部部分的第一层形成胎面的径向内层。胎面的所述层旨在仅在所述胎面已磨损掉导致一个或多个径向最外层消失的给定量之后与地面接触。
根据所述第二实施方案,优选与所述第一层接触的共混弹性体配混物的径向外部第二层有利地由宏观分散Z值高于55,且表示为tan(δ)max的最大tan(δ)值低于0.120的共混弹性体配混物组成。
还有利地,与所述第一层接触的共混弹性体配混物的径向外部第二层由与形成所述共混弹性体配混物的第一层的中心部分的第一共混弹性体配混物相同的共混弹性体配混物组成。
在径向上在所述第一层的外部,特别是在所述第一层的轴向外部部分的外部的所述第一共混弹性体配混物的存在有可能改进胎面的耐磨性质。本发明人已能够证实,在拐弯时,轴向宽度大于37英寸的倾卸车型的工业车辆的轮胎的轴向外部部分经受特别严重的应力载荷。
如在第一实施方案的情况中在上文所述,本发明人也已能够证实,共混弹性体配混物的第一层的轴向外部部分的性质,特别是其在100℃下的复数动态剪切模量G*1%有可能限制已在共混弹性体配混物的第二层中开始的裂纹的蔓延。共混弹性体配混物的第一层的轴向外部部分的性质实际上似乎对抗了在层之间的界面处的裂纹的蔓延。此外,如上所述,在径向外部第二层已磨损之后,制得第一层的轴向外部部分的第二共混弹性体配混物有可能限制可能由于在胎面花纹中卡住的石头而出现的裂纹的开始。
根据本发明的所述第二实施方案的所述共混弹性体配混物的第二层的厚度优选大于所述共混弹性体配混物的第一层的厚度的10%,还更优选大于所述共混弹性体配混物的第一层的厚度的50%,所述共混弹性体配混物的第二层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得,所述共混弹性体配混物的第一层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得。
还优选地,根据本发明的所述第二实施方案,胎面包括在径向上在所述第一层内部并与所述第一层接触的共混弹性体配混物的第三层,所述共混弹性体配混物的第三层有利地由如下共混弹性体配混物组成,所述共混弹性体配混物具有的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比所述第一层的第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%。
还有利地,在径向上在所述第一层内部并与所述第一层接触的共混弹性体配混物的第三层由与形成所述共混弹性体配混物的第一层的轴向外部部分的第二共混弹性体配混物相同的共混弹性体配混物组成。
如在第一实施方案中那样,这种径向内层有可能具有共混弹性体配混物,所述共混弹性体配混物有可能限制由于石头在胎面的第一层的中心部分的胎面花纹的底部中的存在而可能显著出现的起始裂纹的蔓延。
由于胎面的总体厚度由与轮胎的要求和用途相关的参数限定,组成胎面的各个层的厚度必须随轮胎尺寸而变化,如前所述。
根据本发明的所述第二实施方案的所述共混弹性体配混物的第三层的厚度优选大于所述共混弹性体配混物的第一层的厚度的25%,还更优选大于所述共混弹性体配混物的第一层的厚度的35%,所述共混弹性体配混物的第三层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得,所述共混弹性体配混物的第一层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得。
根据本文上述的实施方案中的任一者的本发明的一个有利的可选择的形式也提供了在胎面的径向最内位置中共混弹性体配混物的额外的层的存在,因此所述共混弹性体配混物的额外的层与轮胎的胎冠增强件接触,具有低于0.100的由tan(δ)max表示的最大tan(δ)值。
在径向上最远离胎面内部的所述额外的层的存在有可能进一步降低胎面温度的增加,并因此有利于轮胎的耐久性。
在径向上最远离胎面内部的所述额外的层的存在也有可能降低轮胎在胎冠区域中的操作温度,从而有可能降低轮胎的滚动阻力。
所述共混弹性体配混物的额外的层的厚度有利地在整个胎面的厚度的15%和25%之间,所述额外的层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外的工作层的端部在径向方向上测得,所述整个胎面的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外的工作层的端部在径向方向上测得。
根据本发明,前述厚度测量在未行驶并且因此完全不显示胎面磨损的崭新状态的轮胎上进行。
附图说明
根据以下参照图1和2提供的本发明的一些实施方案的描述,本发明的另外的细节和有利特征将变得显而易见,图1和2描述了:
-图1,根据本发明的轮胎的子午截面图,
-图2,图1的轮胎胎面的子午截面图。
为了易于理解,附图未按比例绘制。
具体实施方式
图1示意性地显示了旨在用于倾卸车型车辆上的轮胎1。所述轮胎1包括径向胎体增强件2,所述径向胎体增强件2围绕胎圈线4而锚固于两个胎圈3中。胎体增强件2由金属帘线的层形成。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。根据本发明,胎面6由中心部分7和两个轴向外部部分8、9组成,所述中心部分7至少延伸至赤道平面XX’的区域中。
根据本发明,胎面6的中心部分7具有比轴向外部部分8和9的空穴比更低的空穴比(胎面花纹在图中未示出)。
图2高度示意性地示出了用于尺寸40.00R57的轮胎的胎面6的组成,根据本发明,所述胎面6由共混弹性体配混物的至少两个径向叠置的层组成,共混弹性体配混物的第一层由形成至少延伸至赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物和由第二共混弹性体配混物形成的至少两个轴向外部部分组成。
胎面6的中心部分中的空穴比为3%。胎面6的轴向外部部分中的空穴比为33%。
根据本发明,胎面6由第一层61组成,所述第一层61由形成至少延伸至赤道平面XX’的区域中的部分61a的第一共混弹性体配混物M1和由第二共混弹性体配混物M2形成的至少两个轴向外部部分61b形成。
填充共混弹性体配混物M1具有58的宏观分散Z值和0.087的tan(δ)max值。
共混弹性体配混物M2具有2.1的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%。
共混弹性体配混物M1具有1.59的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%。
共混弹性体配混物M2的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比共混弹性体配混物M1的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高32%,因此根据本发明高至少10%。
胎面6包括径向外部第二层62,所述径向外部第二层62与地面接触,并由配混物M1组成。
胎面6还包括径向内部第三层63,所述径向内部第三层63与由共混配混物M2组成的第一层61接触。
胎面6也包括径向最内的额外的层64,所述径向最内的额外的层64由tan(δ)max值为0.060的共混弹性体配混物M3组成。
配混物M1、M2和M3以及多种它们的性质在下表中描述。
配混物M1 | 配混物M2 | 配混物M3 | |
NR | 100 | 100 | 100 |
炭黑N134 | 35 | ||
炭黑N234 | 35 | ||
炭黑N347 | 34 | ||
二氧化硅170G | 10 | 10 | 10 |
抗臭氧蜡C32ST | 1 | 1 | |
抗氧化剂(6PPD) | 1.5 | 2.5 | 1 |
炭黑上的二氧化硅 | 1 | 2 | |
PEG(6000-20000) | 1.67 | ||
硬脂酸 | 1 | 2 | 2 |
促进剂CBS | 1.7 | 1.4 | 1.35 |
硫溶胶2H | 1.2 | 1.25 | 1.45 |
氧化锌 | 2.7 | 3 | 4.5 |
Z值 | 58 | 43 | 40 |
MSA300/MSA100 | 1.33 | 1.25 | 1.25 |
G*1%返回 | 1.59 | 2.1 | 2 |
tan(δ)max | 0.087 | 0.098 | 0.060 |
第一层61的厚度d61为32mm。
第二层62的厚度d62为46mm。
第三层63的厚度d63为14mm。
额外的层64的厚度d64为22mm。
第二层62的厚度d62与第一层61的厚度d61的比例为140%,因此高于10%。
第三层63的厚度d63与第一层61的厚度d61的比例为45%,因此高于25%。
额外的层64的厚度d64与胎面的总厚度(即厚度和(d61+d62+d63+d64))的比例为19%,因此在15和25%之间。
在崭新状态下的轮胎的子午截面上在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得厚度。
使用装配有根据本发明的轮胎的车辆进行测试,以评价其磨损性质。
这些测试涉及装配至车辆的从动后轴的行驶轮胎。轮胎充气至7巴的压力,并承受64.5吨的载荷。车辆沿着相继上坡和下坡的以14%倾斜的轨道行驶1500小时的总时间。轨道由尺寸在15和30mm之间的石头组成。
使用表示为P1的根据图2所示的轮胎进行这些测试。
这些轮胎与参照轮胎R1进行比较,所述参照轮胎R1具有与轮胎P1相同的尺寸,并装配至相同的车辆。轮胎R1为已知用于此类应用的轮胎。
参照轮胎R1的胎面包括两个径向叠置的层,径向外层由第一材料A1组成,径向内层由材料A2组成。
由材料A1组成的径向外层的厚度为92mm,由材料A2组成的径向内层的厚度为22mm。
这些材料的组成和性质在下表中描述。
配混物A1 | 配混物A2 | |
NR | 100 | 100 |
炭黑N234 | 35 | |
炭黑N347 | 34 | |
二氧化硅170G | 10 | 10 |
抗臭氧蜡C32ST | 1 | |
抗氧化剂(6PPD) | 2.5 | 1 |
炭黑上的硅烷 | 1 | 2 |
硬脂酸 | 2 | 2 |
促进剂CBS | 1.4 | 1.35 |
硫溶胶2H | 1.25 | 1.45 |
氧化锌 | 3 | 4.5 |
Z值 | 43 | 40 |
MSA300/MSA100 | 1.25 | 1.25 |
G*1%返回 | 2.1 | 2 |
tan(δ)max | 0.098 | 0.060 |
当在上文描述的条件下行驶时获得的结果证实,根据本发明的轮胎相比于参照轮胎的在15和20%之间的磨损改进。
使用装配有根据本发明的轮胎的车辆进行进一步的测试,以评价它们就耐攻击性而言的性质。
后一测试涉及车辆沿着500米环形轨道行驶,所述500米环形轨道包括50米长的由尺寸在145和200mm之间的石头组成的区域。所述行驶持续500小时,在石头区域之外的环路上为15km/h的速度,在所述石头区域上为5km/h的速度。
尺寸40.00R57的根据本发明的轮胎P1充气至7巴,并承受54吨的载荷。
在行驶之后,剥离轮胎并且计数到达胎冠增强件的裂纹的数目。到达胎冠增强件的裂纹的数目为轮胎耐攻击性良好程度的指标。
正如在第一测试的情况中,根据本发明的轮胎P1与上文描述的分别装配至相同车辆的参照轮胎R1进行比较。
在这些测试的过程中获得的结果证实,根据本发明的轮胎相比于参照轮胎的就耐攻击性而言的大约20%的改进。
这两类测试的结果显示,根据本发明的轮胎产生更好的磨损性能和更好的耐攻击性之间的折中。
Claims (13)
1.具有径向胎体增强件的轮胎,所述轮胎包括胎冠增强件,所述胎冠增强件本身在径向上由胎面覆盖,所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈,所述胎面包括共混弹性体配混物的至少两个层,所述至少两个层径向重叠,且所述至少两个层在中心部分中的空穴比低于在轴向外部部分的空穴比,其特征在于,所述胎面的共混弹性体配混物的第一层由形成至少延伸至赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物和由第二共混弹性体配混物形成的至少两个轴向外部部分组成,所述第一共混弹性体配混物具有高于55的宏观分散Z值和低于0.120的表示为tan(δ)max的最大tan(δ)值,所述第二共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%具有比所述第一共混弹性体配混物在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%的值。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述第一共混弹性体配混物的比例MSA300/MSA100具有比所述第二共混弹性体配混物的比例MSA300/MSA100的值高至少5%的值。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,所述第一共混弹性体配混物至少含有以在10和70phr之间的含量使用的炭黑作为增强填料,所述炭黑具有高于100m2/g的BET比表面积。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,所述第一共混弹性体配混物含有BET比表面积高于100m2/g的炭黑和白填料的混合物,所述增强填料以在10和90phr之间的含量使用,炭黑与白填料的比例高于2.7。
5.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,所述第二共混配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%高于1.6。
6.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,所述第一共混配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%高于1.4。
7.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,所述共混弹性体配混物的第一层形成所述胎面的径向外层,所述共混弹性体配混物的第一层由形成至少延伸至赤道平面的区域中的部分的第一共混弹性体配混物和由第二共混弹性体配混物形成的至少两个轴向外部部分组成。
8.根据权利要求7所述的轮胎,其特征在于,组成与所述第一层接触的径向内部第二层的共混弹性体配混物具有的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比所述第一层的第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%。
9.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,组成与形成所述胎面的径向外层的所述第一层接触的径向外部第二层的共混弹性体配混物具有高于55的宏观分散Z值和低于0.120的表示为tan(δ)max的最大tan(δ)值。
10.根据权利要求9所述的轮胎,其特征在于,所述胎面包括与所述第一层接触的径向内部第三层,组成所述第三层的共混弹性体配混物具有的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值比所述第一层的第一共混弹性体配混物的在100℃下的复数动态剪切模量G*1%的值高至少10%。
11.根据权利要求9所述的轮胎,其特征在于,所述共混弹性体配混物的第二层的厚度大于所述共混弹性体配混物的第一层的厚度的10%,所述共混弹性体配混物的第二层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得,所述共混弹性体配混物的第一层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得。
12.根据权利要求11所述的轮胎,所述胎面包括与所述第一层接触的径向内部第三层,其特征在于,所述共混弹性体配混物的第三层的厚度大于所述共混弹性体配混物的第一层的厚度的25%,所述共混弹性体配混物的第三层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得,所述共混弹性体配混物的第一层的厚度在轮胎的子午截面中在径向最外工作层的端部处在径向方向上测得。
13.根据权利要求1或2所述的轮胎,其特征在于,所述轮胎在胎面的径向最内位置处包括共混弹性体配混物的额外的层,所述额外的层的共混弹性体配混物具有低于0.100的表示为tan(δ)max的最大tan(δ)值。
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